JPH0239721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定物等との接触を電気的に検出
する２方向タツチセンサに関するものである。

例えば、ハイトゲージ等の測定機では、測定子
と被測定物との接触を高精度に検出するために、
タツチセンサが用いられている。

従来のタツチセンサは、例えば実開昭54−
86157号に開示されている如く、２方向に動作可
能な構造となつてはいるものの、その動作方向を
変えて測定した場合、被測定物と当接する球状の
測定子の面が測定子の直径寸法だけずれてしまう
ため、動作方向によつて誤差を生じる問題があ
る。そのため、このものを使用するに当つては、
一方向動作の使用態様に限定するか、或いはコン
ピユータを導入し、測定子の半径相当分の寸法補
正をしなければならなかつた。

また、従来のタツチセンサの検知回路は、測定
子が被測定物等に当接すると開成されるように、
つまり常時閉成の回路構成であるため、消費電力
が比較的大きく、特に電池駆動型の小型測定機に
は採用しがたい面もあつた。

本発明の目的は、動作方向による誤差もなく、
かつ消費電力も少なくて済む２方向タツチセンサ
を提供することにある。

そのため、本発明では、本体に、一端側に球状
の測定子を有しかつ他端側に接触子を有するプロ
ーブ軸を回動自在に設け、このプローブ軸を中立
軸線上に保持する位置規制手段を設けるととも
に、接触子の移動方向にその接触子を挾んで一対
の電気接点を対設し、前記プローブ軸の回動支点
から測定子の中心までの距離をl₁、プローブ軸の
回動支点から接触子までの距離をl₂、測定子の半
径をd₁、各電気接点から接触子までの間隔をd₂と
したとき、d₂＝l₂／l₁・d₁の式を満たすようにプ
ローブ軸および電気接点を設け、測定子の接線が
中立軸線と一致したとき前記接触子と電気接点と
が接触するように構成することにより、動作方向
による誤差をなくし、同時に接触子と電気接点と
の接触によつて検知手段が閉成されるようにする
ことにより、消費電力を少なくし、上記目的を達
成しようとするものである。

以下、本発明の一実施例を図面について説明す
る。

第１図は本実施例の２方向タツチセンサの全体
の外観を、第２図はその断面をそれぞれ示してい
る。これらの図において、本体１は、全体が絶縁
性材料によつて略角柱状に成形され、かつその前
部上下面が前方へ向うに従つて鋭角となるような
テーパー面状に成形されている。また、本体１に
は、その後端面に例えば測定機等のスライダに取
付けられるシヤンク２が、一側面に先端にプラグ
８を有するコード９を挿通する保持筒１０がそれ
ぞれ突設されているとともに、内部に空所３が、
前端部の両側壁４の間に摺動案内孔５を通じて前
記空所３に連通する切欠部６が、上面に前記空所
３に連通する開口部７がそれぞれ形成されてい
る。

前記両側壁４の間には、両端が前記本体１の両
側面へ突出されかつナツト１１により抜け止めさ
れた支軸１２が回動自在に支持され、この支軸１
２の前記切欠部６の部分にはプローブ軸１３が取
付けられている。プローブ軸１３は、前記支軸１
２に回動可能にかつ図示しないねじによつて固定
可能に設けられた第１の保持部材１４と、この保
持部材１４を両側から挾むように形成され、前記
支軸１２に回動可能にかつ図示しないねじによつ
て固定可能に設けられた第２の保持部材１５とを
備えている。この第１および第２の保持部材１
４，１５には、前記支軸１２と直交しかつ互いに
反対方向へ開口するねじ部１６，１７がそれぞれ
形成され、そのねじ部１６には先端に球状の測定
子１８を有する測定子軸１９が、ねじ部１７には
先端に球状の接触子２０を有する接触子軸２１が
それぞれ着脱自在に螺合されている。ここで、測
定子軸１９と接触子軸２１とは、互いに直線状に
位置決めされ、かつその中心軸が中立軸線Ｍに一
致するように位置規制手段３１によつて保持され
ている。

前記位置規制手段３１は、前記プローブ軸１３
の第２の保持部材１５と接触子軸２１との間にプ
ローブ軸１３の中心軸に対して直角に設けられた
係合片３２と、前記摺動案内孔５に摺動自在に設
けられた押圧部材３３と、この押圧部材３３を前
記係合片３２へ向つて押圧するスプリング３４と
から構成されている。

また、前記開口部７には、蓋板４１が取付けら
れているとともに、前記空所３との段部４２に絶
縁材料からなる支持板４３がねじ４４によつて固
定されている。蓋板４１には、窓孔４５が形成さ
れ、その窓孔４５に透光性のキヤツプ４６が嵌合
されている。また、支持板４３には、前記窓孔４
５と対応する位置に発光ダイオード等の表示素子
４７が取付けられているとともに、略中央位置に
ねじ４８を介して絶縁材料からなる案内軸４９が
前記空所３内において前記中立軸線Ｍと直角に取
付けられている。

前記案内軸４９には、下端にやや径大な鍔部５
０が中間にＶ字状の環状溝５１がそれぞれ形成さ
れ、更にその環状溝５１の周囲に間隔保持部材５
２が環状溝５１に先端部が係合する止ねじ５３に
よつて固定されているとともに、上下部に前記間
隔保持部材５２を挾んで導電性材料からなる一対
の電気接点としての接点板５４Ａ，５４Ｂが摺動
自在に設けられている。前記間隔保持部材５２の
前側部には、前記プローブ軸１３の接触子２０の
移動方向、つまり第３図に示す如く案内軸４９の
軸方向へ向つて切欠部５５が形成されている。ま
た、前記一対の接点板５４Ａ，５４Ｂは、前記支
持板４３と上方の接点板５４Ａとの間に巻装され
たスプリング５６Ａおよび前記鍔部５０と下方の
接点板５４Ｂとの間に巻装されたスプリング５６
Ｂにより互いに前記間隔保持部材５３へ向つて付
勢されている。ここで、プローブ軸１３の回動支
点つまり支軸１２から測定子１８の中心までの距
離をl₁、支軸１２から接触子２０の中心までの距
離をl₂、測定子１８の半径をd₁としたとき、各接
点板５４Ａ，５４Ｂから接触子２０の球面までの
距離d₂が、 d₂＝l₂／l₁・d₁ ……(1) となるように、間隔保持部材５２の厚みが設定さ
れている。これにより、プローブ軸１３が支軸１
２を中心として回動され、測定子１８の球面上の
接線が中立軸線Ｍに一致したとき、接触子２０が
各接点板５４Ａ，５４Ｂに接触し、検知手段６１
の回路を閉成するようになつている。

前記検知手段６１は、第４図に示す如く、前記
プラグ８の一方の端子８Ａに前記表示素子４７を
介して一対の接点板５４Ａ，５４Ｂがそれぞれ接
続されているとともに、他方の端子８Ｂに前記一
対の接点板５４Ａ，５４Ｂに対して接離するプロ
ーブ軸１３が接続され、プローブ軸１３の接触子
２０がいずれかの接点板５４Ａ，５４Ｂに接触し
たとき、表示素子４７が点灯し、かつそのときの
接触信号がプラグ８を介して接続された機器、例
えば測定機の制御部へ与えられるようになつてい
る。

次に、本実施例の作用を説明する。

いま、本タツチセンサを用いて、図に示す被測
定物Ｗの測定面Ａ〜Ｂ間の長さ、或いは原点から
測定面ＡまたはＢまでの絶対長さを測定する場
合、本体１のシヤンク２を図示しない測定機のス
ライダに取付け、そのスライダの操作により本タ
ツチセンサを第１図および第２図中下方へ向つて
移動させる。この移動により、プローブ軸１３の
測定子１８が測定面Ａに当接した後、更に下方へ
移動させると、プローブ軸１３は、支軸１２を中
心として第２図中時計方向へ向つてスプリング３
４を圧縮しながら回動される。

ここで、測定子１８の接線が中立軸線Ｍに一致
すると、つまり測定面Ａに当接した測定子１８の
当接面１８Ａが中立軸線Ｍに一致すると、プロー
ブ軸１３の接触子２０が接点板５４Ｂに接触した
状態となる。すると、検知手段６１の回路が閉成
されることによつて、表示素子４７が点灯され、
同時に接触信号が測定機に与えられる。これによ
り、測定機においては、スライダの移動量に基づ
き、原点から測定面Ａまでの長さを表示する。従
つて、測定子１８が測定面Ａに当接し、更にその
当接面１８Ａが中立軸線Ｍにくるまでの移動量が
測定できるため、測定子１８の半径分の誤差を補
正する必要がない。また、その時点まで検知手段
６１の回路が開成されたままであるから、検知手
段６１の消費電力を少なくすることができる。

この後、測定者は検知手段６１の閉成によつて
表示素子４７が点灯したことを確認した後、スラ
イダの操作を停止する。ところが、検知手段６１
の閉成と同時にスライダの操作を停止させること
は実際上困難であるため、プローブ軸１３は更に
第２図中時計方向へ回動されることになる。この
とき、プローブ軸１３の接触子２０に接触した接
点板５４Ｂがスプリング５６Ｂに抗して第２図中
下方へ移動するので、被測定物Ｗまたは本タツチ
センサの破損を防止することができる。また、接
触子２０と接点板５４Ｂとは接触したままの状態
であるから、チヤタリング等に伴う誤動作信号の
発生を防止できる。

さて、このような測定作業の後、測定機のスラ
イダの操作により本タツチセンサを第１図および
第２図中上方へ戻すと、プローブ軸１３は、スプ
リング３４により第２図中反時計方向へ回動さ
れ、その中心軸が中立軸線Ｍに一致した状態に保
持される。また、プローブ軸１３の回動に伴い、
接点板５４Ｂは、スプリング５６Ｂにより間隔保
持部材５２へ向つて移動され、その間隔保持部材
５２によつて予め接触子２０の球面に対して設定
された間隔d₂に保持される。

以上は、測定子１８を測定面Ｂに当接するとき
も同様である。即ち、本タツチセンサを第１図お
よび第２図中上方へ向つて移動させ、プローブ軸
１３の測定子１８が測定面Ｂに当接した後、更に
上方へ移動させると、プローブ軸１３は支軸１２
を中心として第２図中反時計方向へ回動される。
ここで、測定面Ｂに当接した測定子１８の当接面
１８Ｂが中立軸線Ｍに一致すると、プローブ軸１
３の接触子２０が接点板５４Ａに接触し、検知手
段６１の回路が閉成される。

従つて、プローブ軸１３の回動方向に関係な
く、つまり動作方向に関係なく測定子１８の両当
接面１８Ａ，１８Ｂが中立軸線Ｍにきたときに接
触信号が得られるから、その測定子１８の半径分
の誤差を補正する必要がない。

一方、第２図に示すような被測定物W′の深穴
Ｃ，Ｄを測定する場合には、プローブ軸１３の測
定子軸１９を第１の保持部材１４から取外し、別
に用意した長さの長い測定子軸１９を取付けるこ
とにより、それらの測定が可能となる。この場
合、別に用意した測定子軸１９は、前記(1)式を満
たすように、長さが長くなるに従つて測定子１８
の径が大きくなるように形成しておく。

なお、深穴Ｃ，Ｄの穴径が小さい場合には、測
定子軸１９の長さに応じて測定子１８の径を大き
くせず、その分間隔保持部材５２の厚みを、前記
(1)式を満たすように選択すればよい。

従つて、本実施例によれば、本体１に、一端側
に球状の測定子１８を有しかつ他端側に球状の接
触子２０を有するプローブ軸１３を回動自在に設
け、このプローブ軸１３をその中心軸が中立軸線
Ｍに一致するように位置規制手段３１により保持
するとともに、接触子２０の両移動方向に一対の
接点板５４Ａ，５４Ｂを設け、前記測定子１８の
測定面との当接面１８Ａ，１８Ｂが中立軸線Ｍ上
にきたとき、接触子２０が接点板５４Ａ，５４Ｂ
に接触し、検知手段６１の回路が閉成されるよう
にしたので、プローブ軸１３の回転方向に関係な
く、つまり測定子１８の当接方向に関係なく常に
中立軸線Ｍ上において被測定物Ｗの検出をするこ
とができるため、動作方向によつて誤差を生じる
ことがない。従つて、測定機にも測定子１８の半
径分の誤差を補正するための機能を設ける必要が
ないから、安価に構成することができる。

また、測定子１８の両当接面１８Ａ，１８Ｂが
中立軸線Ｍ上にくるまで検知手段６１の回路が開
成されているので、その検知手段６１の消費電力
を少なくすることができる。

また、プローブ軸１３に係合片３２を直角に設
けるとともに、本体１に押圧部材３３を中立軸線
Ｍ方向へ向つて摺動自在に設け、この押圧部材３
３をスプリング３４により係合片３２へ付勢する
ようにしたので、プローブ軸１３をその中心軸が
中立軸線Ｍ上に一致した状態に保持させることが
でき、従つて本体１の測定機等への取付姿勢に限
定されることがない。しかも、スプリング３４の
付勢力が測定力と関連するので、スプリング３４
の付勢力を変えることにより、測定力を選択する
ことができる。

また、プローブ軸１３の回動支点つまり支軸１
２から測定子１８の中心までの距離をl₁，支軸１
２から接触子２０の中心までの距離をl₂、測定子
１８の半径をd₁としたとき、各接点板５４Ａ，５
４Ｂからの接触子の球面までの距離d₂が前記(1)式
を満たすように、一対の接点板５４Ａ，５４Ｂの
間隔を間隔保持部材５３の厚みによつて規定して
あるので、常に正確な位置での接触信号を得るこ
とができる。しかも、接触信号が得られたとき、
表示素子４７が点灯するので、過大なオーバーラ
ンを防ぐことができる。

また、オーバーランがあつたとしても、一対の
接点板５４Ａ，５４Ｂがスプリング５６Ａ，５６
Ｂに抗して逃げられる構造なので、被測定物や本
タツチセンサを破損することがない。更に、この
際スプリング５６Ａ，５６Ｂによつてプローブ軸
１３の接触子２０と接点板５４Ａ，５４Ｂとは接
触したままの状態であるから、チヤタリング等に
伴う誤動作信号の発生を防止できる。

また、プローブ軸１３の測定子軸１９を着脱自
在としたので、その測定子軸１９の交換によつて
測定面が深穴または細穴の場合でも測定できる。
この場合、測定子軸１９の長さに応じて、測定子
１８の径または間隔保持部材５２の厚みを変えら
れるようにしたので、測定子軸１９を交換しても
誤差を生じることがない。

なお、実施に当つて、前記検知手段６１は、プ
ローブ軸１３から端子８Ｂまでの回路を、プロー
ブ軸１３から被測定物Ｗを通じて端子８Ｂへ接続
するようにしてもよい。また、本発明は、上記実
施例で説明した測定機以外に、例えば往復移動す
る部材を、その各工程の所定の位置にそれぞれ停
止させるような場合等にも利用することができ
る。

本発明によれば、測定子が当接する位置に関係
なく常に一定位置で接触信号が得られるので動作
方向による誤差もなく、かつ消費電力も少なくて
済む２方向タツチセンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外観を示す斜視
図、第２図はその断面図、第３図は一対の接点板
の取付構造を示す斜視図、第４図は検知手段を示
す回路図である。 １……本体、１３……プローブ軸、１８……測
定子、１９……測定子軸、２０……接触子、２１
……接触子軸、３１……位置規制手段、３２……
係合片、３３……押圧部材、３４……スプリン
グ、５２……間隔保持部材、５４Ａ，５４Ｂ……
電気接点としての接点板、５６Ａ，５６Ｂ……ス
プリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体と、この本体に回動自在に支持され一端
   側に球状の測定子を有しかつ他端側に接触子を有
   するプローブ軸と、このプローブ軸を中立軸線上
   に保持する位置規制手段と、前記本体にプローブ
   軸の接触子の移動方向にその接触子を挾んで対設
   された一対の電気接点と、この各電気接点と前記
   接触子との電気的導通を検知する検知手段とを具
   備し、 前記プローブ軸の回動支点から測定子の中心ま
   での距離をl₁、プローブ軸の回動支点から接触子
   までの距離をl₂、測定子の半径をd₁、各電気接点
   から接触子までの間隔をd₂としたとき、d₂＝l₂／
   l₁・d₁の式を満たすようにプローブ軸および電気
   接点を設け、前記測定子の接線が前記中立軸線と
   一致したとき前記接触子と電気接点とが接するよ
   うに構成したことを特徴とする２方向タツチセン
   サ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記一対の
   電気接点は、前記本体に設けられた間隔保持部材
   の両側に、前記式を満たす間隔で保持されている
   ことを特徴とする２方向タツチセンサ。 ３ 特許請求の範囲第２項において、一対の電気
   接点を接触子の移動方向へ移動自在とし、かつ間
   隔保持部材へ向つて付勢したことを特徴とする２
   方向タツチセンサ。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かにおいて、前記位置規制手段は、前記プローブ
   軸に直角に設けられた係合片と、前記本体に前記
   中立軸線方向へ移動自在に設けられた押圧部材
   と、この押圧部材を前記係合片へ向つて押圧する
   スプリングとから構成されていることを特徴とす
   る２方向タツチセンサ。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かにおいて、前記プローブ軸は、前記本体に回動
   自在に支持された部分に対し、測定子を含む側お
   よび接触子を含む側のうち少なくとも測定子を含
   む側が着脱自在に構成されていることを特徴とす
   る２方向タツチセンサ。