JP3216085U - 位置検出装置および治具 - Google Patents

Abstract

【課題】検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】てこ１１は、力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位する。位置規制部１２は、てこ１１の作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこ１１の力点の上下方向の位置を規制する。押しボタン１３は、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させる。てこ式ダイヤルゲージ１４は、てこ１１の作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知する。高さ調整機構１５は、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する。【選択図】図３

Description

本考案は位置検出装置および治具に関し、特に、切削加工装置に装着されている刃物の刃先の位置を検出するか、または装着されているてこ式ダイヤルゲージに検知させる位置検出装置および治具に関する。

近年、刃物の製造技術が向上したことにより、１０μｍの径のエンドミルやドリルが切削加工装置に用いられるようになってきた。これにより、より微細な加工をワークに施すことができる。ここで、ワークとは、加工対象物である。切削加工装置に刃物を装着した場合、切削する前に、工具の刃先の位置を検出する必要があり、これにより、いわゆる工具長補正をする必要がある。

従来、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、刃物の刃先がてこの力点に触れられていない場合、てこの力点の上下方向の位置を保つ保持部と、てこの作用点の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージと、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する高さ調整機構とを設けるようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−８０８２９号公報

しかしながら、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整するのは、検出の感度を高くするほど、てこ式ダイヤルゲージの表示がふらつきやすく、困難である。てこのレバーを手で押さえることも考えられるが、てこのレバーが変形したり、てこのレバーに汚れが付着したり、てこのレバーが錆びてしまい、検出の感度が低下してしまう恐れがある。

本考案は、このような状況に鑑みてなされたものであり、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができるようにするものである。

本考案の第１の側面の位置検出装置は、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部と、変位を測定する測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を上下に挟み込むことが可能な位置に配置されている、測定子によっててこの作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージと、使用者の操作により、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構とを備える。

本考案の第１の側面においては、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部とが設けられているので、押圧部を押して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させて、てこの力点の上下方向の位置を所定の位置に規制したまま、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがって、てこ式ダイヤルゲージの高さを低くなるように調整すると、測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を上下に挟み込むので、てこ式ダイヤルゲージの表示がふらつくこともなく、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。てこ式ダイヤルゲージの高さを調整する場合、てこに触る必要がないので、てこのレバーが変形したり、てこのレバーに汚れが付着したり、てこのレバーが錆びてしまうことがなく、検出の感度が低下してしまうことはない。このように、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。

てこのアームの力点側の重さを、てこのアームの作用点側の重さに比較して重くすることができる。このようにすることで、てこ式ダイヤルゲージの測定子の先端の変位に必要な力をより小さくすることができ、より細いエンドミルやドリルでも、破損したり、変形したりすることなく、位置を検出することができる。

また、押圧部を、ばねによりてこの上面から離れる向きに付勢することができる。このようにすることで、位置を検出する場合、押圧部がてこの上面から離れるので、検出の感度の低下を防ぐことができる。

てこ、位置規制部、押圧部および調整機構を支えるフレームをさらに設けることができる。フレームを、一体に成形することができる。このようにすることで、てこ、位置規制部、押圧部および調整機構の相互の位置を確実に保持できるので、より正確に位置を検出することができる。

てこ式ダイヤルゲージを、測定子の長手方向が横向きになるように、配置することができる。このようにすることで、検出の感度を維持することができる。

調整機構を、端部が上下方向に動かせるレバーの操作により、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置が調整されるようにすることができる。このようにすることで、てこ式ダイヤルゲージの動く向きが直感的にわかりやすく、より微調整ができる。

押圧部を、調整機構のレバーが設けられている側面側に設けることができる。このようにすることで、一方の側面側から手を回すことなく、押圧部とレバーとを簡単に操作することができる。

本考案の第２の側面の冶具は、測定子によって変位を測定するてこ式ダイヤルゲージを装着して、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先の上下方向の位置をてこ式ダイヤルゲージに検知させるための治具であって、刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部と、てこの作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージであって、測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を挟み込むことが可能な位置にてこ式ダイヤルゲージが装着され、使用者の操作により、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構とを備える。

本考案の第２の側面においては、刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部とが設けられているので、押圧部を押して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させて、てこの力点の上下方向の位置を所定の位置に規制したまま、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがって、てこ式ダイヤルゲージの高さを低くなるように調整すると、測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を上下に挟み込むので、てこ式ダイヤルゲージの表示がふらつくこともなく、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。てこ式ダイヤルゲージの高さを調整する場合、てこに触る必要がないので、てこのレバーが変形したり、てこのレバーに汚れが付着したり、てこのレバーが錆びてしまうことがなく、検出の感度が低下してしまうことはない。このように、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。

以上のように、本考案の第１の側面によれば、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。

また、本考案の第２の側面によれば、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージの測定子をてこの作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージの表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージの高さを調整することができる。

位置検出装置１の全体の構成を示す斜視図である。 位置検出装置１の全体の構成を示す斜視図である。 位置検出装置１の内部の構成を示す内部構成図である。 軸固定部３２に挿入されている押しボタン１３を説明する図である。 押しボタン１３の構成を説明する図である。 位置検出装置１の操作の手順を説明する図である。 位置検出装置１の操作の手順を説明する図である。 位置検出装置１の操作の手順を説明する図である。

以下に本考案の実施の形態を説明するが、本考案の構成要件と、考案の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本考案をサポートする実施の形態が、考案の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、考案の詳細な説明中には記載されているが、本考案の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本考案の第１の側面の位置検出装置（例えば、図２の位置検出装置１）は、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこ（例えば、図２のてこ１１）と、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部（例えば、図２の位置規制部１２）と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部（例えば、図２の押しボタン１３）と、変位を測定する測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を上下に挟み込むことが可能な位置に配置されている、測定子によっててこの作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージ（例えば、図２のてこ式ダイヤルゲージ１４）と、使用者の操作により、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構（例えば、図１の高さ調整機構１５）とを備える。

本考案の第２の側面の冶具は、測定子によって変位を測定するてこ式ダイヤルゲージを装着して、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先の上下方向の位置をてこ式ダイヤルゲージに検知させるための治具であって、刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこ（例えば、図２のてこ１１）と、てこの作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこの力点の上下方向の位置を規制する位置規制部（例えば、図２の位置規制部１２）と、使用者に操作された場合、てこの支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこの作用点の下面を位置規制部に当接させる押圧部（例えば、図２の押しボタン１３）と、てこの作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージであって、測定子の先端と位置規制部とでてこの作用点を挟み込むことが可能な位置にてこ式ダイヤルゲージが装着され、使用者の操作により、てこの上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構（例えば、図１の高さ調整機構１５）とを備える。

以下、図１乃至図８を参照して、本考案の実施の形態の位置検出装置１を説明する。

図１および図２は、位置検出装置１の全体の構成を示す斜視図である。位置検出装置１は、ＮＣ（numerical control machining）切削加工装置やマシニングセンタである切削加工装置のベッド面などの基準位置に装着される。位置検出装置１が装着される切削加工装置は、エンドミルやボールミルなどの刃物を交換できるものであり、切削加工前に刃先の位置を補正するものである。位置検出装置１は、切削加工装置に装着されている刃物の刃先の接触を検知することで、切削加工装置に装着されている刃物の刃先の上下方向の位置を検出する。検出された刃先の上下方向の位置により、切削加工装置における刃先の位置が補正される。すなわち、切削加工装置の相対位置座標が補正される、いわゆる、工具長補正が行われる。なお、位置検出装置１の刃物の刃先を検知する位置の高さは、切削加工装置に装着される前または切削加工装置に装着されてから、ハイトゲージなどで測定される。この測定結果は、工具長補正に用いられる。

位置検出装置１は、てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３、てこ式ダイヤルゲージ１４、高さ調整機構１５、回転軸１６、レバー１７、およびフレーム１８を含む。

図１において、加工が行われる３次元空間（直交座標空間）を表すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸からなる座標軸で示される方向のうち、図１中の右下と左上とを結ぶ方向はＸ軸方向を示し、図１中の右上と左下とを結ぶ方向はＹ軸方向を示し、図１中の上下方向はＺ軸方向を示す。なお、右下方向がＸ軸の正の方向であり、右上方向がＹ軸の正の方向であり、上方向がＺ軸の正の方向である。なお、以下、Ｚ軸の正の側を上側、Ｚ軸の負の側を下側、Ｙ軸の正の側を奥側、Ｙ軸の負の方向を手前側、Ｘ軸の正の側を右側、Ｘ軸の負の側を左側とも称する。また、図２以降の図においても、適宜、同様に、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示す。

てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３、高さ調整機構１５およびフレーム１８は、剛性の高い素材、例えば、鋼、アルミニウム合金または複合素材などにより形成されている。てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３、高さ調整機構１５およびフレーム１８は、同じ素材から形成しても、それぞれ、異なる素材から形成してもよい。

てこ１１は、単純機械である機械要素としてのてこである。てこ１１は、左右方向（横方向）に概ね直線状に伸びる形状に形成されている。てこ１１の上面は、概ね平面に形成されている。てこ１１の左右方向の中間部分は、てこ１１の右側の端部およびてこ１１の左側の端部が上下方向に揺動可能に軸支されている。てこ１１は、揺動可能にフレーム１８に軸支されている。

てこ１１は、刃物の刃先で上側から下側に向かって押されたとき、揺動する。より詳細には、切削加工装置に装着されている刃物の刃先の上下方向の位置を検出する場合、てこ１１の端部であって、上下方向に変位させられる端部のうち、一方の端部（この場合、右側の端部）の近傍の上面に、刃物の刃先が接触させられる。てこ１１の一方の端部の近傍の上面に、切削加工装置に装着されている刃物の刃先が接触したとき、てこ１１は、揺動する。てこ１１の端部であって、上下方向に変位させられる端部のうち、他方の端部（この場合、左側の端部）の近傍の上面の変位が、てこ式ダイヤルゲージ１４によって検知され、これにより、刃物の刃先の上下方向の位置が検出される。以下、てこ１１の右側を力点側と称し、てこ１１の左側を作用点側と称する。

位置規制部１２は、一端が螺子切りされた円柱状の棒などからなり、フレーム１８に固定されている。位置規制部１２は、てこ１１の作用点側の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこ１１の力点側の上下方向の位置を規制する。位置規制部１２とてこ１１の作用点側の下面とが当接している場合、フレーム１８の底面からてこ１１の力点側の上面までの高さは、所定の値とされる。フレーム１８の底面からてこ１１の力点側の上面までの高さは、工具長補正に使われる。例えば、位置規制部１２とてこ１１の作用点側の下面とが当接している場合、てこ１１の力点側の上面は、フレーム１８の底面から１００ｍｍとされる。

位置規制部１２は、てこ１１の作用点側の端部の近傍の下面に当接するように配置されている。押しボタン１３は、フレーム１８に設けられ、使用者により下向きに押圧された場合、てこ１１の作用点側の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点側の下面を位置規制部１２に当接させる。押しボタン１３は、てこ１１の作用点側の端部とてこ１１の支点との中間の近傍の上面を下向きに押圧する。

てこ式ダイヤルゲージ１４は、本体から伸びる測定子の本体に対する角度の変化を測ることで、測定子の先端の位置の変位の大きさを測定する測定器である。てこ式ダイヤルゲージ１４は、測定子の先端をてこ１１の上面に接触させることで、てこ１１の揺動による上下方向の変位を測定し、その変位の大きさを示す。てこ式ダイヤルゲージ１４は、てこ１１の作用点側の端部の近傍の変位を検知する。

てこ式ダイヤルゲージ１４は、測定子がてこ１１側に位置し、測定子の変位を示す表示部等が設けられている本体がてこ１１から離れるように、てこ１１に対して配置されている。てこ式ダイヤルゲージ１４は、測定子の長手方向が横向き（この場合、左右方向）になるように、配置されている。てこ式ダイヤルゲージ１４の本体と測定子とを結ぶ直線が伸びる方向は、てこ１１の揺動する端部を結ぶ直線が伸びる方向とほぼ同じである。てこ１１とてこ式ダイヤルゲージ１４とは、直線状に配置されるとも言える。

てこ式ダイヤルゲージ１４は、０．１Ｎ乃至０．５ｎ程度の比較的小さな力で位置の変位を測定できる、いわゆる低圧ゲージである。なお、てこ式ダイヤルゲージ１４は、アナログ式であっても、デジタル式であってもよい。また、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定値を表す表示部を横向き（手前向きまたは奥向き）にしてもよい。

さらに詳しく説明すれば、位置規制部１２は、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端が接触して、変位が測定されるてこ１１の上面の裏側であるてこ１１の下面に当接することで、刃物の刃先が接触する前のてこ１１の位置を規制する。すなわち、てこ１１の作用点側は、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端と位置規制部１２とによって挟まれる。上述のように、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端を変位させるには、所定の力が必要なので、てこ１１の作用点側を位置規制部１２とてこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端とで挟み込むことで、さらに正確に、刃物の刃先が接触する前のてこ１１の姿勢を保持することができる。また、ガタをより少なくすることができるので、より正確に刃物の刃先の位置を検出できる。

てこ式ダイヤルゲージ１４は、高さ調整機構１５に装着される。高さ調整機構１５は、てこ１１の作用点側に設けられている。

高さ調整機構１５は、フレーム１８に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の高さ方向の位置を調整する機構である。言い換えれば、高さ調整機構１５は、てこ１１に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の高さ方向の位置を調整する機構である。

高さ調整機構１５は、フレーム１８に対しててこ式ダイヤルゲージ１４を高さ方向にのみ移動させる移動方向を規制するための直線案内（直動案内または直線摺動案内）およびフレーム１８に対しててこ式ダイヤルゲージ１４を高さ方向に移動させる機械要素からなる。フレーム１８に対しててこ式ダイヤルゲージ１４を高さ方向に移動させる機械要素は、ラック・アンド・ピニオンとされている。この場合、ピニオン側がフレーム１８側に固定して設けられ、ピニオンが回転させられると、てこ式ダイヤルゲージ１４が装着されているラック側が上下方向に移動する。ピニオンと同軸の軸１６には、ピニオンを回転させるレバー１７が設けられている。レバー１７は、棒状に形成されている。レバー１７の長手方向がおおむねＸ軸に沿うように、レバー１７は、配置されている。すなわち、高さ調整機構１５は、端部が上下方向に動かせるレバー１７の操作により、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する。

なお、フレーム１８に対しててこ式ダイヤルゲージ１４を高さ方向に移動させる機械要素は、ボールねじなどの回転運動を直線運動の変換するものとすることができる。

このように、高さ調整機構１５は、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する。

フレーム１８は、てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３および高さ調整機構１５を支える。フレーム１８は、一体に成形されている。フレーム１８の下面が切削加工装置のベッド面の上に接するように、位置検出装置１が切削加工装置に置かれて、位置検出装置１が切削加工装置に装着される。なお、位置検出装置１は、切削加工装置にねじ止めなどで固定するようにしてもよい。

てこ式ダイヤルゲージ１４を高さ方向に移動させて、てこ式ダイヤルゲージの表示を０位置にする場合、まず、てこ１１の姿勢は、位置規制部１２および押圧されている押しボタン１３によって挟まれて規制される。これにより、てこ１１の作用点側の上面の上下方向の位置およびてこ１１の力点側の上面の上下方向の位置は、より正確に保持されることになる。そして、てこ１１の姿勢を、位置規制部１２および押圧されている押しボタン１３によって挟んで規制したまま、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端がてこ１１の作用点側の上面に接するように、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子が下げられる。さらに、てこ１１の姿勢を、位置規制部１２および押圧されている押しボタン１３によって挟んで規制したまま、レバー１７の操作により、高さ調整機構１５でてこ式ダイヤルゲージ１４を下げて、てこ式ダイヤルゲージの表示を０位置にする。そしてさらに、押しボタン１３がはなされる。

このようにすることで、てこ１１の力点側の上面の上下方向の位置が、より正確に所望の位置になり、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置となる。

てこ１１の力点側の上面に、刃物の刃先が接触したとき、てこ１１は揺動し、てこ１１の作用点側の上面は上側に変位する。このとき、てこ１１の作用点側の上面は、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端を上側に押し上げることになるので、てこ式ダイヤルゲージ１４の示す値は、変化することになる。これにより、刃物の刃先の上下方向の位置が検出される。

次に、図３乃至図５を参照して、てこ１１、位置規制部１２および押しボタン１３の詳細について説明する。図３は、フレーム１８の奥側を左右方向に表示上切断して位置検出装置１の内部の構成を示す内部構成図である。図４は、後述する軸固定部３２に挿入されている押しボタン１３を説明する図である。図５は、押しボタン１３の構成を説明する図である。

てこ１１は、揺動自在に構成されている。てこ１１は、アーム２１を支点で揺動自在に支えて構成される。てこ１１のアーム２１には、軸受部２２、目標部２３、接触部２４およびおもり部２５が形成されている。

フレーム１８の上面側の部分であって、てこ１１の前後を挟む部分には、軸固定部３２が形成されている。軸固定部３２には、孔３３、孔３４およびねじ孔３５が形成されている。詳細は後述するが、孔３３により、てこ１１のアーム２１が揺動自在に支えられ、孔３４およびねじ孔３５により、押しボタン１３が上下動可能に支えられる。

押しボタン１３は、円柱部４１、突起４２、ばね４３およびボルト４４で構成されている。また、てこ式ダイヤルゲージ１４は、測定子５１、測定子保持部５２および表示部５４を備える。測定子５１は、棒状に形成されている。測定子５１の先端５３は、球状に形成されている。測定子保持部５２は、摩擦保持機構やラチェット機構などが設けられ、測定子５１を回動自在に保持する。表示部５４は、目盛板や指針などからなり、測定子５１の先端５３の変位を示す。

まず、てこ１１のアーム２１の詳細について説明する。アーム２１の上面は、ほぼ水平に形成されている。以下、アーム２１の右側を力点側と称し、アーム２１の左側を作用点側と称する。

上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先がアーム２１の力点側の上面に接触すると、アーム２１が揺動する。

軸受部２２は、てこ１１のアーム２１の長手方向の中央付近の下面に、円形の面が横向きの円柱状に突出するように形成されている。軸受部２２には、円筒形状の孔が形成されている。軸受部２２の孔には、軸３１が挿入されている。すなわち、軸受部２２は、軸３１が挿入されるスリーブである。軸３１の両端は、フレーム１８の上面に、てこ１１の軸受部２２を挟む形状に上側に突出して設けられている軸固定部３２に固定される。この場合、軸３１の両端は、孔３３に螺合されて、軸固定部３２に支持される。このように、てこ１１は、軸受部２２と軸３１とからなるすべり軸受の支点により揺動自在に支えられる。

なお、てこ１１の支点は、ベアリングなどの転がり軸受、窪みを刃（ナイフエッジ）で支える構造などでも良く、さらに、てこ１１の上側から吊り下げる吊下げ式であっても良い。てこ１１の支点は、アーム２１の下面に設けられるとは限らず、アーム２１の上面に設けても良い。さらに、てこ１１の支点は、例えば、半球状の突起および突起に対応する形状の半球状の窪みなどにより、アーム２１の側面を支えるものであっても良い。

アーム２１の力点側の上面には、上面が平滑な円板状の目標部２３が形成されている。目標部２３は、切削加工装置に装着されている刃物の刃先をてこ１１に接触させる目標になる部位である。また、アーム２１の作用点側の上面には、上面が平滑な円板状の接触部２４が形成されている。接触部２４は、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３を接触させる目標になる部位である。

なお、目標部２３および接触部２４は、それぞれ、四角の板状に形成したり、上面を十字の形状にしたりするなど、視認しやすい形状とすることができる。

アーム２１の力点側の下側には、おもり部２５が形成されている。すなわち、てこ１１のアーム２１の力点側の重さは、てこ１１のアーム２１の作用点側の重さに比較して重い。てこ式ダイヤルゲージ１４は、０．１Ｎ乃至０．５ｎ程度の比較的小さな力で位置の変位を測定できるが、アーム２１の力点側を重くすることで、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端に上向きに力が加わることになり、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子の先端の変位に必要な力をより小さくすることができ、より細いエンドミルやドリルでも、破損したり、変形したりすることなく、位置を検出することができる。

次に、押しボタン１３について説明する。押しボタン１３は、手前側の軸固定部３２に形成されている円柱状の孔３４に上下動可能に挿入されている。孔３４の上側は、円筒状とされ、孔３４の下側は、上側に比較して径の大きい円筒状とされている。すなわち、孔３４の開口は、孔３４の内側に対して絞られている。孔３４の奥側には、上下方向に直線状のスリット（開口部）が形成されている。すなわち、孔３４のアーム２１側には、上下方向に直線状のスリット（開口部）が形成されている。

押しボタン１３は、円柱部４１、突起４２、ばね４３およびボルト４４で構成されている。円柱部４１は、２つ円柱が同軸に重ねられた形状に形成されている。円柱部４１の上側の円柱の径は、円柱部４１の下側の円柱の径に比較して小さくされている。突起４２は、円柱状に形成されている。突起４２は、円柱部４１の下側の円柱の側面に、装着される。円柱部４１の面方向と、突起４２の面方向とは、直交している。例えば、突起４２の一方の端部には、ねじが形成されている。また、円柱部４１の下側の円柱には、奥側に開口するねじ孔が形成されている。突起４２の一方の端部が、円柱部４１の下側の円柱のねじ孔に螺合される。なお、突起４２は、圧入、焼き嵌めまたは接着により、円柱部４１に固定するようにしてもよく、円柱部４１と一体に形成するようにしてもよい。

ばね４３は、コイルばねである。ボルト４４は、いわゆる六角穴付き止めねじである。ボルト４４は、孔３４と同軸に、軸固定部３２の下側に開口している、ねじ孔３５に螺合される。ばね４３は、円柱部４１とボルト４４との間に配置される。ばね４３は、ねじ孔３５に螺合されたボルト４４に上向きに押されるので、円柱部４１および突起４２を上向きに付勢する。なお、ばね４３は、板ばねまたは皿ばねなどであってもよく、ばね４３に代えて、ゴムなどの弾性体を採用することもできる。

孔３４の上側は、円筒状とされ、孔３４の下側は、上側に比較して径の大きい円筒状とされているので、押しボタン１３が孔３４に挿入された場合、円柱部４１の下側が孔３４の上側に当接して、円柱部４１の上側が、軸固定部３２の上面から突出した位置に、押しボタン１３は、配置されることになる。突起４２は、孔３４の奥側に形成されている上下方向のスリットから突出している。円柱部４１の上面が押されて、押しボタン１３が押し下げられると、スリットから突出している突起４２も下がる。

円柱部４１の上面が押されて、下げられた突起４２は、アーム２１の作用点側の上面に当接して、アーム２１の作用点側の上面を押し下げる。このように、押しボタン１３は、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させる。

円柱部４１の上面が離されると、ばね４３の付勢力により、押しボタン１３が押し上げられ、突起４２は、アーム２１の作用点側の上面から離れる。

次に、図６乃至図８を参照して、切削加工装置に装着されている刃物の刃先の上下方向の位置を検出する場合の位置検出装置１の操作の手順を説明する。この手順では、てこ１１の力点側の高さを所定の高さにしつつ、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３をてこ１１の作用点側の上面の接触部２４にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整する。

図６は、位置検出装置１の初期状態を示す図である。初期状態において、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３は、てこ１１の作用点側の上面の接触部２４から離れ、押しボタン１３は押圧されていないので、突起４２は、アーム２１の作用点側の上面から離れている。アーム２１の力点側の下側には、おもり部２５が形成されており、てこ１１のアーム２１の力点側の重さが、てこ１１のアーム２１の作用点側の重さに比較して重いので、アーム２１の力点側は、下がっている。

次に、図７に示されるように、押しボタン１３が、使用者の操作により、てこ１１のアーム２１が位置規制部１２に当接するまで、下向きに押圧される。すなわち、押しボタン１３の円柱部４１の上面が使用者によって下向きに押されると、円柱部４１と共に、スリットから突出している突起４２が下がる。突起４２は、アーム２１の作用点側の上面に当接して、アーム２１の作用点側の上面を押し下げる。このとき、位置規制部１２は、てこ１１の作用点側の下面に当接することで、上下方向に所定の位置になるように、てこ１１の力点側の上下方向の位置を規制する。このときの、フレーム１８の底面からてこ１１の力点側の上面までの高さは、工具長補正に使われる。

そして、図８に示されるように、使用者の操作により、押しボタン１３が押圧されて、位置規制部１２とてこ１１の作用点側の下面とが当接されている状態が維持されたまま、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３がてこ１１の作用点側の上面の接触部２４に接するように、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１が下げられる。さらに、使用者の操作により、押しボタン１３が押圧されて、位置規制部１２とてこ１１の作用点側の下面とが当接されている状態が維持されたまま、レバー１７の端部が下げられて、高さ調整機構１５により、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示部５４が０位置となるまでてこ式ダイヤルゲージ１４が下げられる。

このようにすることで、てこ１１の力点側の上面の上下方向の位置が、より正確に所望の位置になり、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３がてこ１１の作用点側の上面の接触部２４に接した状態で、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示部５４の表示が０位置となる。

その後、押しボタン１３の円柱部４１の上面が離される（押しボタン１３の押圧が解除される）と、ばね４３の付勢力により、押しボタン１３が押し上げられ、突起４２は、アーム２１の作用点側の上面から離れる。

てこ１１の作用点側は、位置規制部１２とてこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３とで挟み込まれた状態になる。てこ１１のアーム２１の力点側の重さが、てこ１１のアーム２１の作用点側の重さに比較して重いが、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の変位に必要な力により、てこ１１のアーム２１の傾きが抑制され、位置規制部１２とてこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３とでてこ１１の作用点側が挟み込まれた状態が維持される。

そして、切削加工装置に装着されている刃物の刃先が、目標部２３に接触させられる。

てこ１１の力点側の目標部２３に、刃物の刃先が接触したとき、てこ１１は揺動し、てこ１１の作用点側の接触部２４は上側に変位する。このとき、てこ１１の作用点側の接触部２４は、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３を上側に押し上げることになるので、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示部５４の示す値は、変化することになる。このとき、刃物の刃先の上下方向の位置は、位置規制部１２が、てこ１１の作用点側の下面に当接しているときの、てこ１１の力点側の目標部２３の上下方向の位置になる。これにより、刃物の刃先の上下方向の位置が検出される。

以上のように、てこ１１の力点および作用点の上下方向の位置は、概ね同じとされている。切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、てこ１１の力点および作用点の上下方向の位置は、上下方向に変位する。

位置規制部１２は、てこ１１の作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこ１１の力点の上下方向の位置を規制する。押しボタン１３は、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させる。てこ式ダイヤルゲージ１４は、変位を測定する測定子５１の先端５３と位置規制部１２とでてこ１１の作用点を上下に挟み込むことが可能な位置に配置されている。てこ式ダイヤルゲージ１４は、測定子５１によっててこ１１の作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知する。高さ調整機構１５は、使用者の操作により、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する。

すなわち、位置検出装置１は、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこ１１と、てこ１１の作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこ１１の力点の上下方向の位置を規制する位置規制部１２と、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させる押しボタン１３と、変位を測定する測定子５１の先端５３と位置規制部１２とでてこ１１の作用点を上下に挟み込むことが可能な位置に配置されている、測定子５１によっててこ１１の作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージ１４と、使用者の操作により、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する高さ調整機構１５とを備える。

押しボタン１３を押して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させて、てこ１１の力点の上下方向の位置を所定の位置に規制したまま、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１をてこ１１の作用点にあてがって、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを低くなるように調整すると、測定子５１の先端５３と位置規制部１２とでてこ１１の作用点を上下に挟み込むので、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示がふらつくこともなく、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整することができる。てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整する場合、てこ１１に触る必要がないので、てこ１１のレバー２１が変形したり、てこ１１のレバー２１に汚れが付着したり、てこ１１のレバー２１が錆びてしまうことがなく、検出の感度が低下してしまうことはない。このように、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１をてこ１１の作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整することができる。

てこ１１のアーム２１の力点側の重さを、てこ１１のアーム２１の作用点側の重さに比較して重くすることができる。このようにすることで、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１の先端５３の変位に必要な力をより小さくすることができ、より細いエンドミルやドリルでも、破損したり、変形したりすることなく、位置を検出することができる。

また、押しボタン１３を、ばね４３によりてこ１１の上面から離れる向きに付勢することができる。このようにすることで、位置を検出する場合、押しボタン１３がてこ１１の上面から離れるので、検出の感度の低下を防ぐことができる。

さらにまた、てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３および高さ調整機構１５を支えるフレーム１８をさらに設けることができる。フレーム１８を、一体に成形することができる。このようにすることで、てこ１１、位置規制部１２、押しボタン１３および高さ調整機構１５の相互の位置を確実に保持できるので、より正確に位置を検出することができる。

てこ式ダイヤルゲージ１４を、測定子５１の長手方向が横向きになるように、配置することができる。このようにすることで、検出の感度を維持することができる。

高さ調整機構１５を、端部が上下方向に動かせるレバー１７の操作により、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置が調整されるようにすることができる。このようにすることで、てこ式ダイヤルゲージ１４の動く向きが直感的にわかりやすく、より微調整ができる。

押しボタン１３を、高さ調整機構１５のレバー１７が設けられている側面側に設けることができる。このようにすることで、一方の側面側から手を回すことなく、押しボタン１３とレバー１７とを簡単に操作することができる。

位置検出装置１は、てこ１１、位置規制部１２、てこ式ダイヤルゲージ１４、高さ調整機構１５およびフレーム１８を備えてなると説明したが、てこ１１、位置規制部１２、高さ調整機構１５およびフレーム１８を備える治具として構成することもできる。すなわち、てこ式ダイヤルゲージ１４を装着するための治具に、てこ１１、位置規制部１２、高さ調整機構１５およびフレーム１８を設けることもできる。

治具は、測定子５１によって変位を測定するてこ式ダイヤルゲージ１４を装着して、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先の上下方向の位置をてこ式ダイヤルゲージ１４に検知させるための治具であって、刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこ１１と、てこ１１の作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、てこ１１の力点の上下方向の位置を規制する位置規制部１２と、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させる押しボタン１３と、てこの作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージ１４であって、測定子５１の先端５３と位置規制部１２とでてこ１１の作用点を挟み込むことが可能な位置にてこ式ダイヤルゲージ１４が装着され、使用者の操作により、てこ１１の上下方向の位置に対するてこ式ダイヤルゲージ１４の上下方向の位置を調整する高さ調整機構１５とを備える。

この治具においては、押しボタン１３を押して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部１２に当接させて、てこ１１の力点の上下方向の位置を所定の位置に規制したまま、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１をてこの作用点にあてがって、てこ式ダイヤルゲージ５１の高さを低くなるように調整すると、測定子５１の先端５３と位置規制部１２とでてこ１１の作用点を上下に挟み込むので、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示がふらつくこともなく、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整することができる。てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整する場合、てこ１１に触る必要がないので、てこ１１のレバー２１が変形したり、てこ１１のレバー２１に汚れが付着したり、てこ１１のレバー２１が錆びてしまうことがなく、検出の感度が低下してしまうことはない。このように、検出の感度の低下を防ぎ、より簡単に、より確実に、てこ式ダイヤルゲージ１４の測定子５１をてこ１１の作用点にあてがいながら、てこ式ダイヤルゲージ１４の表示が０位置になるように、てこ式ダイヤルゲージ１４の高さを調整することができる。

なお、押しボタン１３に代えて、レバーまたは回転するつまみなどにより、使用者に操作された場合、てこ１１の支点と作用点との間の上面を下向きに押圧して、てこ１１の作用点の下面を位置規制部に当接させるようにしてもよい。

また、本考案の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１ 位置検出装置， １１ てこ， １２ 位置規制部， １３ 押しボタン， １４ てこ式ダイヤルゲージ， １５ 高さ調整機構， １６ 回転軸， １７ レバー， １８ フレーム， ２１ アーム， ２２ 軸受部， ２３ 目標部， ２４ 接触部， ２５ おもり部， ３１ 軸， ３２ 軸固定部， ３３および３４ 孔， ３５ ねじ孔， ４１ 円柱部， ４２ 突起， ４３ ばね， ４４ ボルト， ５１ 測定子， ５２ 測定子保持部， ５３ 先端， ５４ 表示部

Claims (9)

1. 切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている前記力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、
   前記てこの前記作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、前記てこの前記力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、
   使用者に操作された場合、前記てこの支点と前記作用点との間の上面を下向きに押圧して、前記てこの作用点の下面を前記位置規制部に当接させる押圧部と、
   変位を測定する測定子の先端と前記位置規制部とで前記てこの前記作用点を上下に挟み込むことが可能な位置に配置されている、前記測定子によって前記てこの前記作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知するてこ式ダイヤルゲージと、
   前記使用者の操作により、前記てこの上下方向の位置に対する前記てこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構と
   を備える位置検出装置。
2. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記てこのアームの力点側の重さが、前記てこのアームの作用点側の重さに比較して重い
   位置検出装置。
3. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記押圧部は、ばねにより前記てこの上面から離れる向きに付勢されている
   位置検出装置。
4. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記てこ、前記位置規制部、前記押圧部および前記調整機構を支えるフレームをさらに備える
   位置検出装置。
5. 請求項４に記載の位置検出装置において、
   前記フレームは、一体に成形されている
   位置検出装置。
6. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記てこ式ダイヤルゲージは、前記測定子の長手方向が横向きになるように、配置されている
   位置検出装置。
7. 請求項１に記載の位置検出装置において、
   前記調整機構は、端部が上下方向に動かせるレバーの操作により、前記てこの上下方向の位置に対する前記てこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する
   位置検出装置。
8. 請求項７に記載の位置検出装置において、
   前記押圧部は、前記調整機構の前記レバーが設けられている側面側に設けられている
   位置検出装置。
9. 測定子によって変位を測定するてこ式ダイヤルゲージを装着して、切削加工装置に装着されている刃物であって、上下方向の位置を検出しようとする刃物の刃先の上下方向の位置を前記てこ式ダイヤルゲージに検知させるための治具において、
   前記刃物の刃先が上側から下向きに力点に触れた場合、上下方向の位置が概ね同じとされている前記力点の位置および作用点の位置が上下方向に変位するてこと、
   前記てこの前記作用点の下面に当接することで、上下方向の所定の位置以下に、前記てこの前記力点の上下方向の位置を規制する位置規制部と、
   使用者に操作された場合、前記てこの支点と前記作用点との間の上面を下向きに押圧して、前記てこの作用点の下面を前記位置規制部に当接させる押圧部と、
   前記てこの前記作用点の上面の上下方向の位置の変位を検知する前記てこ式ダイヤルゲージであって、前記測定子の先端と前記位置規制部とで前記てこの前記作用点を挟み込むことが可能な位置に前記てこ式ダイヤルゲージが装着され、前記使用者の操作により、前記てこの上下方向の位置に対する前記てこ式ダイヤルゲージの上下方向の位置を調整する調整機構と
   を備える治具。
   
   

Images