JP6743115B2

JP6743115B2 - 接触検知装置

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Publication number: JP6743115B2
Application number: JP2018234342A
Authority: JP
Inventors: 政英角谷; 章夫石井
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: EP3885696A4; WO2020121579A1; US20220063043A1; EP3885696A1; EP3885696B1; US12304022B2; JP2020094966A; CN113330271A; CN113330271B

Description

本発明は、例えば、工作機械の分野において、工具の長さ方向におけるオフセット量を設定する際に使用される接触式の検知装置（接触検知装置）に関する。

上述した接触検知装置として、従来、例えば、下記特許文献１に開示された検出装置が知られている。この検出装置は、前記工具などの被検体が接触する検出子と、被検体が接触することによって検出子が変位したときに、当該検出子の変位を検知して検知信号を出力するセンサとを備えている。

前記検出子は、被検体が接触する接触面（被接触部）を有し、被検体が当該接触面に接触したときに、接触方向に揺動する第１軸と、この第１軸に接続され、当該第１軸が揺動したときに、この揺動によって軸方向に変位する第２軸とから構成され、前記センサはこの第２軸の軸方向の変位を検知して検知信号を出力する。

ところで、この検出装置において、検出子の変位に対するセンサの応答性を高めるべく、検出子の僅かな変位をセンサによって検出するように設定すると、被検体が検出子に接触していないにも拘らず、センサから検知信号が出力されるといった、誤検知の問題が生じる。特に、当該検出装置を工作機械の機内に設置する場合には、工作機械を構成する運動機構部の動作や、除去加工の際に生じる振動が当該検出装置に伝播され、この振動によって検出子が変位するため、誤検知が生じ易い。

そこで、この検出装置では、このような誤検知を防止するために、第１軸が所定の角度まで傾斜する間の角度領域を不感帯とし、第１軸が所定角度だけ傾斜し、この傾斜角に応じて第２軸が軸方向に変位したとき、センサが当該第２軸を検知して、検知信号を出力するように構成されている。斯くして、不感帯となる第１軸の傾斜角及びこれに応じた第２軸の変位を適宜設定することにより、上述した誤検知が生じるのを防止することができる。

特開２０１８−４８８５７号公報

ところが、上述した特許文献１に開示される検出装置については、振動に伴う誤検知についての改良はなされたものの、作業効率と検知精度との双方を満足し得るかという観点からすると、必ずしも十分ではなく、更に、改良すべき点が存在した。

例えば、上述した工作機械の分野では、工具の長さ方向におけるオフセット量を設定する際に、手動により当該工作機械を操作して、設定すべき各工具の先端部を前記検出子の被接触部に押し当てるようにしている。これは、それぞれの工具において、その工具ホルダからの突き出し量が大きく異なるため、適宜ＮＣプログラムを用いた自動運転では、各工具の先端部を検出子の被接触部に押し当てる動作を、干渉が生じない適正な状態で実行することができないからである。

このような背景から、手動操作によって各工具の先端部を検出子の被接触部に押し当てるようにしているが、この場合に当該被接触部の接触面が狭小であると、工具の先端部を正確に当該接触面に押し当てるためには、当該工具先端部を接触面に押し当てる操作を慎重かつ細かに行う必要があり、このような操作によって作業効率が低下するのである。

そこで、作業効率を高めるべく、被接触部の接触面を広くすることにより、大まかな操作でも工具先端部を正確に接触面に押し当てることができるようにするといった対応策が考えられるが、このように接触面を広くすると、逆に、工具の押し当て方向における検出位置に誤差が出るという問題を生じる。即ち、接触面を広くして、大まかな操作によって工具先端部を接触面に押し当てることができるようにすると、当該押し当て方向と直交する方向において、各工具が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じるようになるため、このバラツキによって、前記第１軸が所定角度傾斜したときの各工具の押し当て方向における先端部の位置に差（誤差）を生じるのである。そして、このような誤差によって、工具の長さ方向のオフセット量を正確に設定することができないという問題を生じる。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、揺動式の検出子を用いた接触検知装置において、大まかな操作によって工具を接触面に接触させることができるように、工具を接触させる接触面を広くしても、センサが検知信号を出力するときの、各工具先端部の押し当て方向における位置をほぼ一定にすることができる接触検知装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明の基本的な構成を備えた接触検知装置（基本態様の接触検知装置）は、
被検体が接触する接触面を有する被接触部、該被接触部を支持する支持部、及び被検知部を有する検出子と、
前記検出子の前記被検知部を検知するセンサと、
前記検出子及び前記センサを保持する本体とを備えて構成される接触検知装置であって、
前記支持部は、前記被検体が前記被接触部の前記接触面に接触する方向に揺動可能に前記本体に保持され、
前記被検知部は、前記支持部の揺動量に応じて変位するように構成され、
前記センサは、前記被検知部が予め設定された変位量だけ変位したとき、該被検知部を検知して検知信号を出力するように構成され、
更に、前記支持部は、その揺動方向における前記接触面の角度を調節可能な角度調節機構を介して前記被接触部を支持するように構成されている。

この接触検知装置によれば、以下のような操作によって、被検体を検知することができる。即ち、まず、被検体を、前記支持部が揺動可能な方向に直動させて、被接触部の接触面に接触させる。これにより、支持部が揺動するとともに、被検知部が支持部の揺動量に応じて変位し、支持部が予め定められた角度に揺動することによって、被検知部が対応する変位量だけ変位したとき、当該被検知部が前記センサによって検知され、当該センサから検知信号が出力される。

そして、この接触検知装置では、前記被接触部が、角度調節機構により、支持部の揺動方向における接触面の角度を調節可能に設けられているので、この角度調節機構によって前記被接触部と支持部との間の支持関係（支持角度）を調節することにより、前記センサが検知信号を出力する角度に前記支持部が揺動した状態で、前記被接触部の接触面が前記被検体の接触方向と直交する状態にすることができる。

斯くして、作業効率を高めるべく、被接触部の接触面を広くすることによって、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。

したがって、この接触検知装置を、工作機械における工具オフセット量の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

本発明に係る接触検知装置は、前記基本態様の接触検知装置において、
前記被接触部は、前記被検体が接触する接触面であって、互いに直交する２つの接触面を有し、
前記支持部は、前記被検体が前記被接触部の前記２つの接触面にそれぞれ接触する方向である２方向にそれぞれ揺動可能に前記本体に保持され、
前記被検知部は、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じてそれぞれ変位するように構成され、
前記センサは、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じて、前記被検知部が予め設定された変位量だけそれぞれ変位したとき、該被検知部を検知して検知信号を出力するように構成され、
更に、前記角度調節機構は、前記２方向の揺動方向において、対応する前記接触面の角度を調節可能に構成されている。

この接触検知装置によれば、互いに直交する２方向にそれぞれ被検体を移動させて、当該被検体を対応する接触面に押し当てることにより、前記支持部が各押し当て方向に揺動するとともに、被検知部が支持部の揺動量に応じて変位し、支持部が予め定められた角度に揺動することによって、被検知部が対応する変位量だけ変位したとき、当該被検知部がセンサによって検知され、当該センサから検知信号が出力される。

そして、この接触検知装置では、前記被接触部が、角度調節機構により、支持部の前記２方向の揺動方向における接触面の角度を調節可能に設けられているので、この角度調節機構により、前記２方向の被接触部と支持部との間の支持関係（支持角度）を調節することで、当該２方向において、前記センサが検知信号を出力する角度に前記支持部が揺動した状態で、それぞれ前記被接触部の接触面が前記被検体の接触方向と直交する状態にすることができる。

斯くして、この接触検知装置においても、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。したがって、この接触検知装置を、工作機械における工具の長さ方向のオフセット量や工具径の補正量（以下、これらを総称して「工具オフセット量」という）の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

本発明に係る接触検知装置では、更に、前記本体に着脱可能に装着され、前記支持部をその揺動方向に傾斜させる調節治具を備えていても良い。この接触検知装置では、調節治具を用いて前記支持部をその揺動方向に傾斜させることで、前記角度調節機構による、前記被接触部と支持部との間の支持関係（支持角度）を容易に調節することができる。

尚、本発明に対する参考的な態様としては、
被検体が接触する接触面を有する被接触部、前記被接触部に一体的に連結される支持部、及び被検知部を有する検出子と、
前記検出子の前記被検知部を検知するセンサと、
前記検出子及び前記センサを保持する本体とを備えて構成される接触検出装置であって、
前記支持部は、前記被検体が前記被接触部の前記接触面に接触する方向に揺動可能に前記本体に保持され、
前記被検知部は、前記支持部の揺動量に応じて変位するように構成され、
前記センサは、前記被検知部が予め設定された変位量だけ変位したときに、該被検知部を検知して検知信号を出力するように構成され、
更に、前記被接触部は、前記センサが前記検知信号を出力する角度に前記支持部が揺動した状態で、前記接触面が前記被検体の接触方向と直交する状態となるように、前記支持部に連結された接触検知装置を挙げることができる。

この参考的な態様の接触検知装置では、前記センサが検知信号を出力する角度に前記支持部が揺動した状態で、前記被接触部の接触面が前記被検体の接触方向と直交する状態となるように、前記被接触部が前記支持部に連結されているので、上述した第１の態様の接触検知装置と同様の効果が奏される。即ち、作業効率を高めるべく、被接触部の接触面を広くすることによって、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。したがって、この第４の態様の接触検知装置を、工作機械における工具オフセット量の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

また、上述した参考的な態様の接触検知装置において、
前記被接触部は、前記被検体が接触する接触面であって、互いに直交する２つの接触面を有し、
前記支持部は、前記被検体が前記被接触部の前記２つの接触面にそれぞれ接触する方向である２方向にそれぞれ揺動可能に前記本体に保持され、
前記被検知部は、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じてそれぞれ変位するように構成され、
前記センサは、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じて、前記被検知部が予め設定された変位量だけそれぞれ変位したときに、該被検知部を検知して検知信号を出力するように構成され、
更に、前記被接触部は、前記２方向の揺動方向において、前記センサが前記検知信号を出力する角度に前記支持部がそれぞれ揺動した状態で、対応する前記接触面が前記被検体の接触方向と直交する状態となるように前記支持部に連結されていても良い。

この態様の接触検知装置によれば、前記２方向の揺動方向において、センサが検知信号を出力する角度に支持部がそれぞれ揺動した状態で、対応する接触面が被検体の接触方向と直交する状態となるように、被接触部が支持部に連結されているので、上述した第２の態様の接触検知装置と同様の効果が奏される。即ち、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。したがって、この接触検知装置を、工作機械における工具オフセット量の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

以上のように、本発明の基本態様に係る接触検知装置によれば、作業効率を高めるべく、被接触部の接触面を広くすることによって、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。したがって、この接触検知装置を、工作機械における工具オフセット量の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

また、本発明に係る接触検知装置においても同様に、被検体を被接触部に押し当てる方向と直交する方向において、被検体が接触面と接触する位置に大きなバラツキを生じたとしても、センサが検知信号を出力する角度に支持部が揺動した状態では、被検体の押し当て方向の位置をほぼ一定にすることができる。したがって、この接触検知装置を、工作機械における工具オフセット量の設定に用いる場合には、当該工具オフセット量を正確に算出することができる。

また、調節治具を用いて前記支持部をその揺動方向に傾斜させることで、前記角度調節機構による、前記被接触部と支持部との間の支持関係を容易に調節することができる。

本発明の基本的な構成を備えた形態（基本的形態）に係る接触検知装置を示した斜視図である。図１における矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。図１における矢視Ｂ−Ｂ方向の断面図である。基本的形態に係る揺動板、基準ピン及び支持ピン等を示した斜視図である。基本的形態に係る接触検知装置における接触検知の態様を説明するための説明図である。基本的形態に係る被接触体の角度調整の態様を説明するための説明図である。基本的形態に係る角度調節機構により、被接触体の支持角度を調節する態様を説明するための説明図である。基本的形態に係る角度調節機構により、被接触体の支持角度を調節する態様を説明するための説明図である。基本的形態の接触検知装置における接触検知の態様を説明するための説明図である。本発明の実施形態に係る接触検知装置を示した、図２と同様の断面図である。本発明の実施形態に係る接触検知装置を示した、図３と同様の断面図である。本発明に対する参考的な形態に係る接触検知装置を示した、図２と同様の断面図である。本発明に対する参考的な形態に係る接触検知装置を示した、図３と同様の断面図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

［基本的形態］
まず、本発明の基本的な構成を備えた形態（基本的形態）に係る接触検知装置について図１〜図９に基づいて説明する。

１．接触検知装置の構成
図１〜図３に示すように、本例の接触検知装置１は、検出子１０、センサＳ、本体２及び調節治具５０などを備えて構成される。以下各部の詳細について説明する。尚、図２及び図３では、調節治具５０の図示を省略している。

前記本体２は、上下に連結された上部本体３及び下部本体４から成り、前記検出子１０及びセンサＳを保持する。上部本体３は上下に開口する環状をした部材であり、この上部本体３の下部に、上部が開口した有底、且つ筒状の下部本体４が連結されている。また、上部本体３の上側の開口部３ａには、同じく上下に開口するカップ状の蓋体５が設けられている。

前記検出子１０は、工具などの被検体（図示せず）が接触する接触面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有する被接触部としての被接触体１１、角度調節機構１５を介して前記被接触体１１を支持する支持部としての支持軸１３、及びこの支持軸１３に接続する被検知部としての被検知軸１９などから構成される。

前記被接触体１１は直方体状をした部材であり、相互に対向する側面が前記接触面１１ａ，１１ｂ、及び接触面１１ｃ，１１ｄとなっている。また、この被接触体１１は上下に貫通する保持穴１１ｅを有している。

前記角度調節機構１５は、フォークエンド１７、このフォークエンド１７に連結される継手１６、及びフォークエンド１７のフォーク部を締め付けるボルト１８から構成される。そして、継手１６は前記被接触体１１の保持穴１１ｅに挿入され、この状態で、ボルト１２を締め付けることで、継手１６と被接触体１１とが固定されている。また、フォークエンド１７には、その下面に開口するねじ穴が形成されており、このねじ穴に前記支持軸１３の一方の端部（上端のねじ部）が螺着されている。尚、支持軸１３とフォークエンド１７との螺着関係は、止めねじ１４によって、緩みが防止されている。

前記支持軸１３はその他方端（下端）側が蓋体５の開口５ａを通して内部に挿入され、弾性を有する保持部材９によって揺動可能に保持されている。この保持部材９は、押え板３１を介してボルト３２により固定部材３０に固定されている。尚、この固定部材３０は、上下に開口する環状をした部材であり、前記上部本体３内において当該上部本体３に固定されている。また、支持軸１３には、保持部材９より上方となる位置にカバー８が外嵌されており、前記蓋体５の開口部５ａがこのカバー８によって閉じられている。

また、支持軸１３の下端部には、揺動板３５が外嵌されており、焼嵌め等の適宜手法によって当該揺動板３５が支持軸１３の下端部に固着されている。揺動板３５は、円板形状を有し、その上面の中央部にはボス部３５ａが形成され、当該ボス部３５ａには上下に貫通した貫通穴３５ｂが形成されるとともに、その外周面にはおねじが形成されている。

図４にも示されるように、この揺動板３５の上面には、前記ボス部３５ａを中心として、平面視四角形を形成するように、収容溝３５ｃが形成されており、各収容溝３５ｃに基準ピン３６が収容されている。また、ボス部３５ａには、平面形状が十字形状を有する押え板３８が外嵌されており、この押え板３８が前記ボス部３５ａに螺合されたナット３９によって下方に押し付けられるとともに、当該押え板３８によって前記各基準ピン３６が各収容溝３５ｃの外側の内壁に押し付けられている。

また、４つの基準ピン３６によって形成される４辺の角部内側には、それぞれ支持ピン３７が対応する２つ基準ピン３６に当接するように配設されており、各支持ピン３７は前記固定部材３０の下面に植設されている。また、揺動板３５の前記支持ピン３７に対応する位置には上下に貫通する逃がし穴３５ｄが穿設されている。

前記支持軸１３と被検知軸１９とは一対の球体２３，２４を介して接続されている。球体２３は支持軸１３の下端面に形成された保持穴に収容され、同様に球体２４は被検知軸１９の上端面に形成された保持穴に収容されており、これら球体２３，２４は保持リング２５によって支えられている。

また、被検知軸１９はスリーブ２６によってその軸方向に移動可能に保持されており、スリーブ２６は支持リング６の中心穴に嵌挿された状態で当該支持リング６によって保持されている。そして、支持リング６は前記下部本体４の内周面に突設されたフランジ部４ａに固着されている。

また、前記スリーブ２６には圧縮コイルばね２１が外嵌されており、この圧縮コイルばね２１は、被検知軸１９の上端部のねじ部に螺合された押えナット２２を締め込むことによって、押え板２０を介して下方に圧縮されている。斯くして、被検知軸１９は、圧縮コイルばね２１の作用によって上方に付勢され、前記一対の球体２３，２４が当接した状態が維持される。また、これら球体２３，２４を介して支持軸１３及び揺動板３５が上方に付勢され、各基準ピン３６が固定部材３０の下面に当接している。

また、前記支持リング６の下面には、当該下面から垂下するように支持板７が配設されている。そして、この支持板７には、被検知軸１９の下端部が軸方向に移動可能となるように、切り込み７ａが形成されており、当該被検知軸１９の下端部が所定量だけ下方に変位したときに当該下端部を検知して検知信号を出力するセンサＳが設けられている。

また、前記調節治具５０は、ブロック状の部材から構成され、前記上部本体３の上面に着脱自在に配設され、当該上部本体３上に装着された状態で、その基部５３から前記フォークエンド１７側に延設されるアーム部５２の、当該フォークエンド１７の軸部と対向する位置に調節ボルト５３が螺着されている。この調節ボルト５２は、前記被接触体１１の側面１１ａと直交する方向に進退可能となっている。

２．接触検知の基本態様
次に、本例の接触検知装置１における接触検知の基本的な態様について説明する。尚、前記被接触体１１は、その接触面１１ａ，１１ｂが、相互に平行に配置される２対の基準ピン３６，３６の何れかの対と平行になるように、継手１６の軸心を中心とした回転方向の角度（図６における矢示方向の角度）が調整されているものとする。これにより、接触面１１ｃ，１１ｄは他の対の基準ピン３６，３６と平行になっている。

まず、前記被検体（図示せず）を接触面１１ａ，１１ｂと直交する方向、例えば、図３に示す矢示Ｚ−（Ｚマイナス）方向に移動させて、当該被接触体１１の接触面１１ａに押し当てる。これにより、図５に示すように、被接触体１１を支持する支持軸１３及びこれに固着された揺動板３５が、前記被検体（図示せず）の移動方向（矢示Ｚ方向）と直交するように配設された基準ピン３６であって、矢示Ｚ＋（Ｚプラス）方向側に位置する基準ピン３６を基準として、矢示Ｅ方向に傾斜するように揺動する。そして、この揺動によって、支持軸１３と被検知軸１９との接続部、即ち、球体２３，２４の当接位置が下方に変位し、これによって、被検知軸１９が圧縮コイルばね２１の付勢力に抗して、その軸方向に沿って下方に変位する。そして、当該被検知軸１９の下端部がセンサＳによって検知され、当該センサＳから検知信号が出力される。尚、被検知軸１９の下端部がセンサＳによって検知されるときの前記支持軸１３の傾斜角θを以下において「検知角θ」という。

次に、以上のようにして、被検体（図示せず）の接触が検知された後、被検体（図示せず）を矢示Ｚ＋方向に後退させると、前記圧縮コイルばね２１の付勢力によって、支持軸１３及び揺動板３５が矢示Ｆ方向に揺動して元の位置に復帰する。

同様にして、前記Ｚ−方向側からＺ＋方向に被検体（図示せず）を移動させて、被接触体１１の接触面１１ｂに押し当てると、支持軸１３及び揺動板３５が被検体（図示せず）のＺ方向と直交するように配設され、且つＺ−方向側に位置する基準ピン３６を基準として、前記矢示Ｆ方向に揺動し、この揺動によって、被検知軸１９が圧縮コイルばね２１の付勢力に抗して、その軸方向に沿って下方に変位し、これにより当該被検知軸１９の下端部がセンサＳによって検知され、当該センサＳから検知信号が出力される。

また、前記被検体（図示せず）を前記矢示Ｚ方向に直交する２方向（Ｘ−方向、Ｘ＋方向）に沿ってそれぞれ前記被接触体１１の側面１１ｃ，１１ｄに押し当てることによっても、上記と同様にして、支持軸１３及び揺動板３５が揺動して、被検知軸１９がその軸方向に沿って下方に変位して、当該被検知軸１９の下端部がセンサＳによって検知され、当該センサＳから検知信号が出力される。

３．角度調節機構における角度調整
次に、本例の接触検知装置１の角度調節機構１５における角度調整について説明する。
尚、角度調節機構１５の継手１６及びフォークエンド１７は、図３に示すように、それぞれの軸線が同軸となるように調節されているものとする。

まず、前記調節治具５０を図１に示すように上部本体３上に装着した後、前記調節ボルト５３を締め込んで、その先端部を前記フォークエンド１７の軸部に押し当てた後、当該軸部を前記被接触体１１の側面１１ａと直交する方向（Ｚ−方向）に更に押し込む。これにより、図７に示すように、角度調整機構１５及び支持軸１３が押し込み方向（Ｚ−方向）に傾斜した状態となる。そして、前記センサＳからの出力を監視しながら、調節ボルト５３を締め込んで、支持軸１３を更に傾斜させ、これによって、被検知軸１９が下方に変位して、当該被検知軸１９の下端部がセンサＳによって検知され、当該センサＳから検知信号が出力されたとき、即ち、支持軸１３の傾斜角が検知角θになったとき、調節ボルト５３の締め込みを停止する。

次に、角度調整機構１５のボルト１８を緩めて、図８に示すように、適宜、測定器を用いて、被接触体１１の側面１１ａ及び１１ｂがＺ方向に対して垂直になるように当該被接触体１１の角度を調整した後、ボルト１８を締結する。以上のようにして、揺動方向である矢示Ｅ−Ｆ方向における前記被接触体１１の角度が調節される。そして、このようにして被接触体１１の角度を調節した後、前記調節治具５０を上部本体３から取り外す。

４．本例の接触検知装置における接触検知の態様
以上の構成を備えた本例の接触検知装置１によれば、以下の態様によって、被接触体１１に被検体（図示せず）が接触したことが検知される。尚、被接触体１１の矢示Ｅ−Ｆ方向における角度は、予め、図９に示した状態に調整されている。

この状態で、例えば、この接触検知装置１を工作機械であるマシニングセンタのテーブル上に設置して、当該工具の長さ方向のオフセット量を設定する場合、まず、工具の軸線方向と前記Ｚ方向が一致するように当該接触検知装置１をテーブル上に設置する。そして、主軸に装着された工具を手動操作によりその軸線に沿った矢示Ｚ−方向に移動させて、被接触体１１の側面１１ａに押し当てる。その際、工具は手動操作により垂直方向（矢示Ｚ方向と直交する矢示Ｙ方向）の位置が位置決めされた後、矢示Ｚ−方向に移動して、側面１１ａに押し当てられる。これにより、前記支持軸１３及び揺動板３５が矢示Ｅ方向に揺動するとともに、被検知軸１９が下方に変位し、当該被検知軸１９の下端部が検知位置に変位したとき、当該下端部がセンサＳによって検知され、センサＳから検知信号が出力される。そして、センサＳから検知信号が出力されたときの工具のＺ方向の位置が工作機械によって認識される。

その際、前述のように、工具は手動操作によって矢示Ｙ方向の位置が位置決めされるので、複数の工具について接触検知を行う場合に、各工具をそれぞれ手動操作によって矢示Ｙ方向に位置決めすると、その位置は、各工具で一定せず、バラツキを生じることになる。例えば、２つの工具についてＹ方向に位置決めすると、図９に示すように、工具はＹ_１，Ｙ_２の異なる位置に位置決めされる。そして、被接触体１１の矢示Ｅ−Ｆ方向における角度を、本例のように調節しない場合、即ち、図７に示すように、角度調節機構１５の継手１６とフォークエンド１７が同軸となっている場合には、同図７に示すように、工具のＹ方向における位置がＹ_１，Ｙ_２（Ｙ_１＞Ｙ_２）と異なる場合には、支持軸１３が検知角θに傾斜したときの、前記Ｚ方向における工具の位置Ｚ_１，Ｚ_２は同じ値ではなく、Ｚ_１＜Ｚ_２となり、Ｚ方向における工具Ｔの検知位置はΔＺ（＝Ｚ_２−Ｚ_１）だけ誤差を生じることになる。

これに対し、本例の接触検知装置１によれば、前記支持軸１３が検知角θに傾斜した状態で被接触体１１の接触面である側面１１ａがＺ方向に対して垂直になるように、当該被接触体１１の矢示Ｅ−Ｆ方向の角度が調整されているので、図８に示すように、工具のＹ方向における位置がＹ_１，Ｙ_２（Ｙ_１＞Ｙ_２）と異なる場合でも、支持軸１３が検知角θに傾斜したときの、前記Ｚ方向における工具の位置Ｚ_１’，Ｚ_２’は同じ値となる。したがって、Ｚ方向における工具の検知位置の誤差は、工作機械の各運動部における動作上の誤差等を除いて、理論的には生じないことになる。よって、工具のＺ方向における接触位置を精度良く、正確に検出することができる。斯くして、この接触検知装置１を工作機械における工具長についてのオフセット量の設定に用いる場合に、作業効率等を高めるべく、被接触体１１の側面（接触面）１１ａを広く設定しても、工具のＺ方向における接触位置を精度良く、正確に検出することができ、この結果、当該オフセット量を正確に設定することができる。

［実施形態］
次に、本発明の実施形態に係る接触検知装置について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

同図１０及び図１１に示すように、本例の接触検知装置１’は、上述した基本的形態に係る接触検知装置１に比べ、角度調節機構１５に代えて角度調節機構６０を備えた点でその構成が異なる。よって、接触検知装置１と同じ構成部分については同じ符号を付して、以下ではその詳しい説明を省略する。尚、符号１０’はこの角度調節機構６０を備えた検出子である。

本例の接触検知装置１’では、前記被接触体１１が角度調節機構６０を介して支持軸１３に支持される。角度調節機構６０は、第１フォークエンド６１、第１フォークエンド６１に連結される第２フォークエンド６２、第２フォークエンド６２に連結される継手６３、第１フォークエンド６１のフォーク部を締め付けるボルト６４、及び第２フォークエンド６２のフォーク部を締め付けるボルト６５から構成される。継手６３は被接触体１１の保持穴１１ｅに挿入されており、この状態で、ボルト１２を締め付けることによって、継手６３と被接触体１１とが固定されている。

また、第１フォークエンド６１には、その下面に開口するねじ穴が形成されており、このねじ穴に前記支持軸１３の上端部が螺着されている。また、支持軸１３と第１フォークエンド６１との螺着関係は、止めねじ１４によって、その緩みが防止されている。

第１フォークエンド６１と第２フォークエンド６２とは、前記支持軸１３が矢示Ｉ方向に前記検知角θだけ傾斜したときに、第２フォークエンド６２の軸線、及び被接触体１１の接触面である側面１１ｄがＸ方向に対して垂直となるように、前記ボルト６４を締結することによって相互に連結されている。

また、第２フォークエンド６２と継手６３とは、前記支持軸１３が矢示Ｅ方向に前記検知角θだけ傾斜したときに、被接触体１１の側面（接触面）１１ａがＺ方向に対して垂直となるように、前記ボルト６５を締結することによって相互に連結されている。

斯くして、本例の接触検知装置１’によれば、基本的形態に係る接触検知装置１と同様に、矢示Ｅ方向において、前記支持軸１３が検知角θに傾斜した状態で被接触体１１の接触面である側面１１ａがＺ方向に対して垂直になるように、当該被接触体１１の矢示Ｅ−Ｆ方向の角度が調整されているので、上述したように、例えば、工具のＺ方向の接触位置を検出する場合に、工具が被接触体１１の接触面１１ａに当接するＹ方向の位置にバラツキが生じても、支持軸１３が検知角θに傾斜したときの、Ｚ方向における工具の位置（接触検知位置）は同じ値となり、Ｚ方向における工具の検知位置の誤差は、工作機械の各運動部における動作上の誤差等を除いて、理論的には生じないことになる。

また、本例の接触検知装置１’では、矢示Ｉ方向において、前記支持軸１３が検知角θに傾斜した状態で被接触体１１の接触面である側面１１ｄがＸ方向に対して垂直になるように、当該被接触体１１の矢示Ｇ−Ｈ方向の角度が調整されているので、例えば、工具の前記Ｚ方向及びＹ方向と直交するＸ方向の接触位置を検出する場合に、工具が被接触体１１の接触面１１ｄに当接するＹ方向の位置にバラツキが生じたとしても、支持軸１３が検知角に傾斜したときの、Ｘ方向における工具の位置（接触検知位置）は同じ値となり、Ｘ方向における工具の検知位置の誤差は、工作機械の各運動部における動作上の誤差等を除いて、理論的には生じないことになる。

以上のように、この接触検知装置１’によれば、相互に直交する２方向、具体的には、Ｚ方向及びＸ方向において、工具等の被検体の接触位置を精度良く、正確に検出することができる。したがって、この接触検知装置１’を工作機械に用いて、工具の長さ方向のオフセット量の設定（工具長補正）や、工具の長さ方向と直交する方向に係る工具径の補正量を設定する場合に、作業効率等を高めるべく、被接触体１１の側面１１ａ（接触面），１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（接触面）をそれぞれ広く設定しても、工具のＺ方向及びＸ方向における接触位置を精度良く、正確に検出することができる。このため、当該工具オフセット量を正確に設定することができる。

［参考的形態］
次に、本発明に対する参考的な形態に係る接触検知装置について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。

同図１２及び図１３に示すように、本例の接触検知装置１”は、上述した実施形態に係る接触検知装置１’に比べ、角度調節機構６０に代えて支持部としての傾斜軸７０を備えた点でその構成が異なる。よって、接触検知装置１及び１’と同じ構成部分については同じ符号を付して、以下ではその詳しい説明を省略する。尚、符号１０”はこの傾斜軸７０を備えた検出子である。

本例の接触検知装置１”では、前記被接触体１１が支持軸１３に連結される傾斜軸７０を介して当該支持軸１３によって支持されている。前記傾斜軸７０は、図１２に示すように、前記支持軸１３が矢示Ｉ方向に前記検知角θだけ傾斜したときに、被接触体１１の接触面である側面１１ｄがＸ方向に対して垂直となるように、その軸線が屈曲している。

また、前記傾斜軸７０は、図１３に示すように、前記支持軸１３が矢示Ｅ方向に前記検知角θだけ傾斜したときに、被接触体１１の接触面である側面１１ａがＺ方向に対して垂直となるように、その軸線が屈曲している。

斯くして、本例の接触検知装置１”によれば、実施形態に係る接触検知装置１’と同様に、矢示Ｅ方向において、前記支持軸１３が検知角に傾斜した状態で被接触体１１の接触面である側面１１ａがＺ方向に対して垂直になるように構成されているので、上述したように、例えば、工具のＺ方向の接触位置を検出する場合に、工具が被接触体１１の接触面１１ａに当接するＹ方向の位置にバラツキが生じても、支持軸１３が検知角に傾斜したときの、Ｚ方向における工具の位置（接触検知位置）は同じ値となり、Ｚ方向における工具の検知位置の誤差は、工作機械の各運動部における動作上の誤差等を除いて、理論的には生じないことになる。

また、本例の接触検知装置１”では、矢示Ｉ方向において、前記支持軸１３が検知角θに傾斜した状態で被接触体１１の接触面である側面１１ｄがＸ方向に対して垂直になるように構成されているので、例えば、工具の前記Ｚ方向及びＹ方向と直交するＸ方向の接触位置を検出する場合に、工具が被接触体１１の接触面１１ｄに当接するＹ方向の位置にバラツキが生じたとしても、支持軸１３が検知角に傾斜したときの、Ｘ方向における工具の位置（接触検知位置）は同じ値となり、Ｘ方向における工具の検知位置の誤差は、工作機械の各運動部における動作上の誤差等を除いて理論的には生じないことになる。

以上のように、この接触検知装置１”によれば、相互に直交する２方向、具体的には、Ｚ方向及びＸ方向において、工具等の被検体の接触位置を精度良く、正確に検出することができる。したがって、この接触検知装置１”を工作機械に用いて、工具オフセット量を設定する場合に、作業効率等を高めるべく、被接触体１１の側面１１ａ（接触面），１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（接触面）をそれぞれ広く設定しても、工具のＺ方向及びＸ方向における接触位置を精度良く、正確に検出することができる。このため、当該工具オフセット量を正確に設定することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

１接触検知装置
２本体
１０検出子
１１被接触体
１３支持軸
１５角度調節機構
１９被検知軸
５０調節治具
Ｓセンサ

Claims

被検体が接触する接触面であって、互いに直交する２つの接触面を有する被接触部、該被接触部を支持する支持部、及び被検知部を有する検出子と、
前記検出子の前記被検知部を検知するセンサと、
前記検出子及び前記センサを保持する本体とを備えて構成される接触検知装置であって、
前記支持部は、前記被検体が前記被接触部の前記２つの接触面にそれぞれ接触する方向である２方向にそれぞれ揺動可能に前記本体に保持され、
前記被検知部は、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じてそれぞれ変位するように構成され、
前記センサは、前記支持部の前記２方向への揺動量に応じて、前記被検知部が予め設定された変位量だけそれぞれ変位したとき、該被検知部を検知して検知信号を出力するように構成され、
更に、前記支持部は、その前記２方向の揺動方向において、対応する前記接触面の角度を調節可能な角度調節機構を介して前記被接触部を支持するように構成されていることを特徴とする接触検知装置。
前記本体に着脱可能に装着され、前記支持部をその揺動方向に傾斜させる調節治具を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の接触検知装置。