JPH0240163B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定物との接触を電気的に検出する
２方向タツチセンサに係り、特に、動作方向によ
る誤差や測定子の摩耗等による誤差の補正機能に
関する。

たとえば、ハイトゲージ等の測定機では、測定
子と測定物との接触を高精度に検出するために、
２方向タツチセンサが用いられている。

従来の２方向タツチセンサは、一端側に球状等
の測定子を有するプローブ軸が本体に揺動自在に
支持されており、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、測定物と接触する前記測定子の周面が測定
子の半径寸法だけずれてしまうために動作方向に
よつて誤差を生じる問題があつた。また、測定作
業を繰返すことによる測定子の摩耗や電気接点の
摩耗等による誤差が生じてくる問題があつた。そ
のため、一方向動作の使用態様に限定するか、あ
るいは、コンピユータを導入し、測定子の半径相
当分の寸法補正や測定子、電気接点等の摩耗相当
分の寸法補正をしなければならなかつた。

本発明の目的は、動作方向による誤差や、測定
子や電気接点等の摩耗による誤差を解消すること
のできる２方向タツチセンサを提供することにあ
る。

本発明は、プローブ軸の中立軸線位置にプロー
ブ軸と所定長だけ離隔して第１電気接点を配置
し、一方、プローブ軸の揺動方向に第１電気接点
を挾んで対設され且つプローブ軸の揺動に伴い第
１電気接点に接離する第２電気接点を設け、前記
第１電気接点を回動可能とし且つ回動により第１
電気接点および第２電気接点間の接触位置がプロ
ーブ軸の揺動方向に調整されるよう構成して、前
記第１電気接点を回動させて第１電気接点および
第２電気接点間の接触位置をプローブ軸の揺動方
向に調整し、これにより、プローブ軸の測定子の
接線が前記中立軸線と一致したときに第１電気接
点と第２電気接点とが接触するように調整して前
記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１〜３図には本発明による２方向タツチセン
サの第１実施例の全体構成が示されており、これ
らの図において、本体１１は、全体が絶縁性材料
によつて略角型ボツクス状に形成され、その後端
面には測定機のスライダ等に取付けられるシヤン
ク１２が、一側面には先端にプラグ５２を有する
コード１３Ａを挿通する保持筒１３が各々突設さ
れるとともに、内部に空所１４が形成されてい
る。

本体１１の前端側には支軸１５が設けられ、支
軸１５の一端側は軸受１６を介して蓋部材１７に
回転自在に支持され、他端側は軸受１８を介して
本体１１の底部に回転自在に支持されているとと
もに、この支軸１５にはプローブ軸１９の略中央
部が固定され、プローブ軸１９は支軸１５を介し
て前記本体１１に揺動自在に支持されている。プ
ローブ軸１９は、一端側に球状の測定子２１を有
し他端側が前記支軸１５に固定された第１軸材２
２と、一端側が支軸１５に固定され他端側にロー
ラ状の接触子２３が取付軸台２３Ａを介して取付
けられた第２軸材２４と、から成り、第１軸材２
２と第２軸材２４とは共に前記支軸１５と垂直且
つ互いに平行な状態で支軸１５に固定されてい
る。なお、ここにおいて、これら第１軸材２２お
よび第２軸材２４の各々の中心線と前記シヤンク
１２の中心線とが同一仮想平面上に位置され且つ
互いに平行とされた状態においてプローブ軸１９
は中立軸線状態にあるものとする。

本体１１の前端側には、プローブ軸１９の揺動
方向に拡がる凹部２５が設けられており、凹部２
５は本体１１の空所１４と隔離されており、凹部
２５の第２図中下端側は本体１１の底部とされ上
端側は本体１１の周壁と一体的に形成された隔壁
２６とされている。この隔壁２６には丸穴状の貫
通孔２６Ａが穿設され、貫通孔２６Ａに前記支軸
１５が密接状態で回転自在に貫通されており、貫
通孔２６Ａは支軸１５により完全に閉塞され、す
なわち本体１１内部は密閉状態となつている。こ
こにおいて、支軸１５の一部は前記凹部２５内に
おいて本体１１の外部に臨み、他の一部は本体１
１の内部である空所１４に臨むこととなり、本体
１１の外部に臨む位置には第１軸材２２が、一
方、内部に臨む位置には第２軸材２４が各々固定
されている訳である。

また、前記支軸１５には本体１１内部の密閉状
態を強化する鍔部１５Ａが設けられている。鍔部
１５Ａは支軸１５の本体１１内部に臨む位置、換
言すれば第２図中隔壁２６の上面側の位置におい
て支軸１５と一体回転可能に固定され、さらに、
鍔部１５Ａは隔壁２６、換言すれば本体１１と摺
動自在に面接触され、この鍔部１５Ａにより前記
貫通孔２６Ａの密閉性が強化されている。

前記空所１４の底部には基板２７がねじ止固定
され、基板２７の第２図中上端面には取付台２８
が固定され、取付台２８の上端面には第２電気接
点としての一対のレバー２９の各々の一端側が位
置され、これらレバー２９のさらに上端面には押
え板３１がレバー２９の各々の一端側を前記取付
台２８との間で摺動自在に挾持するよう配置さ
れ、これら押え板３１、レバー２９、取付台２
８、および基板２７には絶縁性材料より成る丸軸
材状の揺動軸３２が貫通固定されており、一対の
レバー２９は各々揺動軸３２を揺動中心として空
所１４内において所定の範囲で揺動自在に支持さ
れている。レバー２９はプローブ軸１９の揺動方
向にプローブ軸１９を挾んだ状態で配置されると
ともに、空所１４内において本体１１の後端側に
延在されており、レバー２９の各々にはレバー２
９をプローブ軸１９側に付勢する付勢手段として
の圧縮ばね３３が設けられている。この圧縮ばね
３３により、各レバー２９は各々長手方向略中央
部において前記接触子２３を介してプローブ軸１
９の一端に当接させられている。ここにおいて一
対のレバー２９および圧縮ばね３３によりプロー
ブ軸１９を前記中立軸線上に保持する位置規制手
段３４が構成されている。

基板２７上のプローブ軸１９の中立軸線位置に
おける接触子２３と所定長だけ離隔した位置には
第１電気接点としての回動体３５が、前記一対の
レバー２９に揺動方向より挾持された状態で配置
されている。回動体３５は断面楕円形の小柱体状
に形成され、下端面側からは基板２７を貫通する
回動ねじ３６が螺合嵌入され、回動体３５の上端
側には、蓋部材１７に螺合された押えねじ３７の
先鋭化された先端が回動可能に圧接され、前記回
動ねじ３６が本体１１の外部より回動操作される
と前記回動体３５が回動されるよう構成されてい
る。なお、図中符号３８は、ばね受けキヤツプで
ある。

前記第１電気接点としての回動体３５および第
２電気接点としての一対のレバー２９は、回動体
３５とレバー２９との電気的導通を検知する検知
手段６１に接続されている。検知手段６１におい
ては、第４図に示されるように、前記一対のレバ
ー２９は各々前記本体１１に備えられた表示素子
５１に接続されるとともに、回動体３５はプラグ
５２を介して前記表示素子５１に接続されてお
り、プローブ軸１９がいずれかの方向に揺動され
て一対のレバー２９のいづれかが回動体３５に接
触すると表示素子５１が点灯し、且つその時の接
触信号がプラグ５２を介して接続された機器、た
とえば測定機の制御部へ伝達されるようになつて
いる。

次に、本実施例の作用につき説明する。

いま、本タツチセンサを用いて第１図に示され
る測定物Ｗの互いに向いあう測定面Ａ〜Ｂ間の寸
法測定をする場合、シヤンク１２を図示しない測
定機等のスライダに取付け、測定面ＡおよびＢに
測定子２１が接触するように本タツチセンサ全体
を垂直上下方向に移動させる。測定面Ａに測定子
２１が接触すると、プローブ軸１９が支軸１５を
中心に図中時計方向に回動され、回動側のレバー
２９は接触子２３に押されて圧縮ばね３３の付勢
力に抗して回動体３５と離隔する方向に回動さ
れ、反回動側のレバー２９は圧縮ばね３３の付勢
力により回動体３５側に回動されて回動体３５と
接触し、表示素子５１が点灯するとともに接触信
号がプラグ５２を介して前記測定機側へと伝達さ
れる。また、測定面Ｂに測定子２１が接触した場
合も同様の原理によりプローブ軸１９およびレバ
ー２９が前述した方向とは各々逆方向に回動され
て接触信号が発生する。

ところで、測定面Ａに測定子２１を接触させて
接触信号を得た後測定面Ｂに測定子２１を接触さ
せて接触信号を得るまでの本タツチセンサの移動
量、換言すれば前記スライダの移動量が、測定面
Ａ〜Ｂ間の実寸法Ｌと正確に一致すれば、測定子
２１の半径相当分の誤差をコンピユータにより補
正する必要はないこととなる。そのため、本タツ
チセンサでは回動体３５を回動させて、回動体３
５と一対のレバー２９との各接触箇所をプローブ
軸１９の揺動方向に沿つて同時に調整し、これに
より、測定子２１が測定面Ａ，Ｂに接触して接触
信号が発する際には、球状の測定子２１が測定面
Ａ，Ｂに接触して測定子２１の接線がプローブ軸
１９の中立軸線と一致した状態にて接触信号が発
するようにする。

測定子２１が摩耗され、あるいは接触子２３と
一対のレバー２９との各接触箇所等が摩耗される
と、プローブ軸１９が前述した揺動角度とは異な
る揺動角度において接触信号を発することとなつ
てしまうが、この場合は前記回動体３５を回動調
整することにより、常に測定子２１の接線が前記
中立軸線上に位置される時に接触信号が発するよ
うにすればよい。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

第１電気接点としての回動体３５を設けること
により、測定子２１が測定面Ａ，Ｂのいずれかに
当接してこの測定子２１の接線がプローブ軸１９
の中立軸線と一致したときに第２電気接点として
のレバー２９のいずれかが前記回動体３５に当接
するように調整することができる。これにより、
従来のように、半径相当分の誤差を補正する補正
手段を必要としないので、この補正手段等を使用
することによつて起こりうる測定誤差等の発生を
未然に阻止することができ、この結果、当該タツ
チセンサを安価に提供できるとともに、前記タツ
チセンサの測定精度を飛躍的に向上させることが
可能となる。

また、測定子２１の摩耗や接触子２３とレバー
２９との接触箇所における摩耗等に基づく誤差も
回動体３５を調整することにより容易に解消する
ことができ、常に1μm程度の高精度測定を確保で
きる。

また、検知手段６１は常時は開成されており、
接触信号を発する時にのみ閉成される構造である
ため消耗電力を少くすることができる。

さらに、プローブ軸１９の揺動は、レバー２９
により拡大される構成であるため、プローブ軸１
９自体が長尺なものでないとも、すなわち、タツ
チセンサ全体を大型化せずにプローブ軸１９の先
端の測定子２１の揺動を拡大でき、例えば、本体
内部に接触信号を得るためのエンコーダ等を設け
るときに前記エンコーダ等の動作を確実なものと
し、小型にして且つ高精度なタツチセンサを提供
できる。

さらにまた、プローブ軸１９は第１軸材２２に
おいてのみ外部に露出され、第２軸材２４にあつ
ては本体１１内の空所１４内に密閉された状態と
なつており、しかも支軸１５には鍔部１５Ａが設
けられているため、防塵効果が極めて大きいとい
う効果がある。また、プローブ軸１９を垂直上方
に向けて用いても本体１１内に塵等が入り込まな
い等、プローブ軸１９を様々な方向に向けて測定
することができる。

さらにまた、第２電気接点としての一対のレバ
ー２９が位置規制手段３４をも兼ねるなど、構成
部品が少なく全体として構造が簡易であり製造組
立が容易になされるとともに、堅牢にして故障も
少ないという効果がある。さらに、プローブ軸１
９の揺動がレバー２９を回動体３５に押えつける
ものでないため、測定子２１が測定物に接触した
後にオーバーランしても各部に無理な力が加わら
ず容易に破損されないという効果がある。

また、プローブ軸１９と第１電気接点としての
回動体３５とは絶縁性材料よりなる本体１１を介
して連結され、且つ、プローブ軸１９と第２電気
接点としての一対のレバー２９とも絶縁性材料よ
りなる接触子２３を介して係合されているため、
プローブ軸１９の電気的絶縁性が確保される。し
たがつて、例えば、測定物からプローブ軸１９を
介して微小電流が検知手段６１側に流れる等して
測定値に悪影響を及ぼす等の虞れがない。

なお実施にあたり、第１電気接点は楕円状の前
記回動体３５に限らず、第５図に示される第２実
施例の回動体１３５のように、レバー２９に向つ
て突出する２つの棒状突部１３５Ａを有し、全体
として略中ぶくれの棒状に形成されているもので
もよく、あるいはまた、第６図に示される第３実
施例の回動体２３５のように、レバー２９との接
触箇所が回動ねじ３６を中心とするアルキメデス
の螺旋状に形成され、且つ、一方のレバー２９に
対面する側の形状は他方のレバー２９に対面する
側の形状に対して丁度裏返された関係になつてお
り、従つて、回動体２３５を回動させると回動角
度に比例して一対のレバー２９の各々に対する間
隔が相等しい長さだけ変化するものであつてもよ
く、要するに、回動すると第１電気接点および第
２電気接点の接触位置がプローブ軸１９の揺動方
向に調整されるものであればよい。

また、支軸１５は軸受１６，１８により、いわ
ゆる両持ち状態に支持される場合に限らず、片持
ち状態あるいは中持ち状態で支持されるものであ
つてもよい。さらに、鍔部１５Ａについても必ら
ずしも必要ではないが鍔部１５Ａがあれば防塵効
果が一層向上するという効果がある。さらにま
た、必らずしも密閉構造でなくともよい。

上述のように、本発明によれば移動方向による
誤差や測定子等の摩耗による誤差を容易に解消す
ることのできる２方向タツチセンサを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２方向タツチセンサの第
１実施例の全体構成を示す一部を切欠いた正面
図、第２図は第１図の−線に従う矢視断面
図、第３図は第１図の右側面図、第４図は前記第
１実施例の検知手段を示す回路図、第５図および
第６図は各々第２および第３実施例の要部を示す
拡大断面図である。 １１…本体、１５…支軸、１５Ａ…鍔部、１９
…プローブ軸、２１…測定子、２２…第１軸材、
２４…第２軸材、２５…凹部、２６…隔壁、２９
…第２電気接点としてのレバー、回動片、移動部
材、回動片、３４…位置規制手段、３５，１３
５，２３５…第１電気接点としての回動体、６１
…検知手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体に揺動自在に支持されるプローブ軸先端
   の測定子と測定物との接触を電気的に検出する２
   方向タツチセンサにおいて、前記プローブ軸の中
   立軸線位置にプローブ軸と所定長だけ離隔して配
   置された第１電気接点と、プローブ軸の揺動方向
   に第１電気接点を挾んで対設され且つプローブ軸
   の揺動に伴い第１電気接点に接離する第２電気接
   点とを具備し、前記第１電気接点は回動可能とさ
   れ且つ回動により第１電気接点および第２電気接
   点間の接触位置がプローブ軸の揺動方向に調節さ
   れて前記測定子の接線が前記中立軸線と一致した
   ときに第１電気接点と第２電気接点とが接触する
   ように構成され、前記第２電気接点はプローブ軸
   側に付勢されてプローブ軸を中立軸線上に保持可
   能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。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１電
   気接点と第２電気接点との接触箇所は、回動中心
   からの距離が回動角度により変化する曲線形状に
   形成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、前記曲線形
   状は楕円状であることを特徴とする２方向タツチ
   センサ。 ４ 特許請求の範囲第２項において、前記曲線形
   状はアルキメデスの螺旋状であることを特徴とす
   る２方向タツチセンサ。