JPH0441283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、マシニングセンタ等の工作機械の主
軸や測定器等に装着させて、加工あるいは測定す
る被対象物との位置関係を検知する接触型（タツ
チ）センサに関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種のタツチセンサとしては、例えば
本件出願人が実開昭59−104003号で提案したもの
がある。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら前記したタツチセンサのように、
固定部側に設けられた第２の接点と揺動部側に設
けられた第１の接点とを一点で接触する構造の場
合には、スタイラスが取付けられて揺動するムー
ブメントの繰返し精度を極めて安定させないと良
好な検知を行うことができず、この点に関して前
記した従来例の構成では不十分であつた。

そこで本考案では、１接点方式におけるタツチ
センサの繰返し精度を容易に向上させることので
きるように改良したタツチセンサの提供を目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の要旨は、工作物等の被対象物に当接さ
れるスタイラスが揺動自在なムーブメントの先端
に装着されたヘツド部と、一端側に工作機械の主
軸等に装着されるシヤンクが形成され、他端側に
は前記ヘツド部の基端が取り付けられる保持部を
有し、前記ムーブメントは円筒状に形成されてヘ
ツド部内で揺動自在に支持されており、該ムーブ
メントの基端側に設けられた環状フランジの周縁
部には同じく環状のベースプレートに着座する尖
がり先で環状のエツジ部が突設されると共に、当
該環状フランジが常時はコイルバネによつてベー
スプレート側へ付勢されており、前記ベースプレ
ート側の中央には固定の第２の接点が、前記環状
フランジ側の中央には常時は第２の接点と接する
第１の接点が各々設けられ、前記スタイラスに被
対象物が当接された際にベースプレートと接する
エツジ部の一点を支点としてムーブメントが前記
コイルバネに坑して揺動されると共に、前記第１
の接点が第２の接点から離れ、当該接点の開閉を
信号取り出し手段で電気信号に変換し、被対象物
との位置関係を検知するタツチセンサにおいて、
前記環状フランジとベースプレート間にはムーブ
メントの揺動を規制し且つ復元させる円盤状の板
バネが介在され、該板バネはＣ字状の通し孔が穿
設されて一部では連結し、その他では分離された
内輪部と外輪部とを有し、前記環状フランジはエ
ツジ部の一部に円弧状の切欠部を有し、前記板バ
ネは外輪部をベースプレート側に固着し、通し孔
内には前記連結部に前記切欠部を一致させた状態
で環状フランジのエツジ部を嵌挿させると共に、
当該環状フランジと板バネの内輪部とを連結部と
は180度ずれた対向位置で相互に連結せしめてな
るタツチセンサである。

（実施例） 以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。第６図はタツチセンサの全体構造を一部は断
面で示す正面図であり、該タツチセンサはヘツド
部１２と保持部１３とで構成されている。ヘツド
部１２の先端側には、工作物等の被対象物に当接
してその位置関係を検知するためのスタイラス２
が揺動自在なムーブメント１に装着されて突設
し、該スタイラス２の先端にはルビー等の耐摩耗
性の高い部材による球３８が取り付けられてい
る。このヘツド部１２の基端側には半球面１５を
備えたヘツドベース７が設けられており、該ヘツ
ドベース７は半球面１５を保持部１３の他端側に
設けられたボデイベース３６に形成された円錐穴
１６に嵌合させた状態で調整ねじ２９によつてボ
デイベース３６と一体に連結されている。この保
持部１３の一端側には、工作機械の主軸等に装着
されるテーパー状のシヤンク１４が形成され、当
該シヤンク１４に隣接した周面には自動工具交換
装置で把持するためのフランジ部１７が設けられ
ている。

また保持部１３には、後述する接点の開閉を検
知して電気信号に変換し、外部へ送信する送信機
１８が内蔵され、この送信機１８の電源３５を投
入するスイツチ４２は、シヤンク１４を工作機械
に装着させた際に押圧されるバネ２２ａで支障さ
れた操作杆２２によつて作動されるように構成さ
れている。尚、符号４３はシヤンク１４にボデイ
ベース３６を取り付けるための連結ねじ、符号３
７はボデイカバーである。

次に前記ヘツド部１２の詳細を第１図乃至第５
図で説明する。前記ムーブメント１はヘツドベー
ス７とヘツドカバー２７で囲まれた内室２３に収
容されており、内部に中空部４を形成した円筒状
であつて、その中間部には中空部４を横切る態様
で橋部８が挿通される窓孔３９が穿設されている
と共に、基端側には環状フランジ４０が設けられ
ている。該環状フランジ４０の周縁部には、第２
図で示すように一部に切欠部４１を有する環状エ
ツジ部３が突設されており、該環状エツジ部３の
先端は第３図ａ又はｂで示すように尖り先に形成
されている。前記環状エツジ部３が着座されるベ
ースプレート６は環状に形成され、周縁部がヘツ
ドベース７とヘツドカバー２７間に挾持される態
様で止めねじ２８によつて固着されており、前記
環状エツジ部３の着座面（上面）とは反対側の面
（下面）には中央に第２の接点９が固着された前
記橋部８の両端部がねじ止めされている。

前記環状フランジ４０の中央には、前記第２の
接点９と対向状に配置される第１の接点５が装着
されたバネ受け兼用のホルダープレート４４が一
体に接合されており、このホルダープレート４４
と前記ヘツドベース７間にはコイルバネ１０が張
設されて環状フランジ４０をベースプレート６側
へ付勢させ、常時は第１の接点５が第２の接点９
に接するように構成されている。

更に、前記環状フランジ４０とベースプレート
６間には第４図で示す板バネ１１が介在されてい
る。この板バネ１１は、前記ムーブメント１の筒
状部が挿通される中心孔４５が穿設された円盤状
で、中心孔４５の外周には一部を連結部２１とし
て残してＣ字状の通し孔４６が穿設され、同心状
の外輪部１９と内輪部２０が形成されている。こ
の外輪部１９は前記ベースプレート６の周縁部上
に載置され、当該ベースプレート６と共にヘツド
ベース７とヘツドカバー２７間に挾持されるが、
この際に穴２４と穴２６には前記止めねじ２８を
挿通し、穴２５にはヘツドベース７の半球面１５
を支点としてヘツド部１２の軸を調整する前記調
整ねじ２９を挿通して止着される。一方、内輪部
２０は一部が環状フランジ４０側に固着される
が、この際には前記切欠部４１を連結部２１に一
致させた状態にして環状エツジ部３を通し孔４６
内に嵌合させ、板バネ１１の連結部２１と180度
ずれた位置にある取付部４７を挾持するように円
弧状のスペーサ５０とバネ押え３０を当接させ、
環状フランジ４０に止めねじ３１を穴３２に挿通
させて止着する。また板バネ１１の連結部２１に
は穴３３が穿設されており、該穴３３は連結部２
１を分割させることによつて内輪部２０の動き
（撓み）を良好にさせる。

尚、ヘツドカバー２７とムーブメント１間には
ベロフラム等の可動密封部材３４が設けられてい
る。

次に前記構成によるタツチセンサのムーブメン
トを中心に第５図で説明する。

シヤンク１４を工作機械に装着してスタイラス
２を垂下させたタツチセンサに対し、被対象物が
球３８に当接してスタイラス２に第５図ａの矢視
方向の力が作用すると、ムーブメント１は環状エ
ツジ部３の一点がベースプレート６に支持された
状態で板バネ１１は連結部２１を支点として内輪
部２０の取付部４７側が外輪部１９から引離さ
れ、取付部４７に止着されているムーブメント１
も揺動して当接していた第１および第２の接点
５，９は離間する。また第５図ｂの矢視方向の力
が作用すると、板バネ１１は内輪部２０の取付部
４７側を支点として内輪部２０全体が撓みながら
ムーブメント１は揺動し、第１および第２の接点
５，９は離間される。

更に、前記矢視方向と直交する方向の力が作用
すると、連結部２１を捩るようにして内輪部２０
が撓んでムーブメント１は揺動され、その他のあ
らゆる方向からの力に対してもムーブメント１は
揺動可能である。尚、前記構成中におけるスペー
サ５０は、環状フランジ４０の底面と板バネ１１
の内輪部２０との間に当該スペーサ５０の板厚に
相当する〓間を設け、板バネ１１と内輪部２０と
の支点が常に取付部４７側になるようにするため
のものである。すなわち、板バネ１１の内輪部２
０が環状フランジ４０の底面に密着していると、
板バネ１１と内輪部２０との支点がムーブメント
１の動く方向によつて変化し、繰り返し精度に悪
影響を及ぼすので、これを防止するためのもので
ある。このようにして両接点５，９間が開放され
ると前記送信機１８によつて電気信号に変換され
て外部の受信機で受信され、被対象物の位置をい
検知することができる。

その後にスタイラス２に作用する被対象物の力
が取り除かれると、板バネ１１の復元力とコイル
バネ１０の付勢力によつてムーブメント１は第１
図で示す元の状態に復帰する。

従つて従来は軸線方向に作用するコイルバネ１
０の付勢力のみでスタイラス２の外部応力に対抗
していたのに対し、本考案では大きな揺動ストロ
ークでしかも復元力が強く且つあらゆる方向から
の外部応力にも対坑しうる特殊な板バネ１１をム
ーブメント１とベースプレート６間に介在させた
ので、当該板バネ１１は前記コイルバネ１０と協
働してムーブメントの揺動を安全で正確に規制す
ると共に、復元速度が早く且つ元の状態に正確に
復帰させることが可能となり、繰り返し精度が向
上され高速測定にも対応できる。

尚、本件出願人の実験によると、前記した従来
のものが繰返しによつて±2.0μm程度の誤差を生
じたのに対し、本考案のものでは±1.0μm程度迄
精度を向上させることができた。

（考案の効果） 前記した実施例でも明らかなとおり、本考案の
タツチセンサによると、いかなる方向からの過大
な外部応力に対しても正確に位置決めされた範囲
内で高速に繰り返し作動される。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本考案によるタツチセンサの実
施例を示し、第１図はヘツド部の縦断面図、第２
図はムーブメントの要部斜視図、第３図は環状エ
ツジ部の形状を示す部分断面図、第４図は板バネ
の平面図、第５図はムーブメントの動作状態を示
す断面図、第６図は保持部側を断面で示すタツチ
センサの全体正面図である。 符号の説明、１……ムーブメント、２……スタ
イラス、３……環状エツジ部、４……中空部、５
……第１の接点、６……ベースプレート、７……
ヘツドベース、８……橋部、９……第２の接点、
１０……コイルバネ、１１……板バネ、１２……
ヘツド部、１３……保持部、１４……シヤンク、
１５……半球面、１６……円錐穴、１７……フラ
ンジ部、１８……送信機、１９……外輪部、２０
……内輪部、２１……連結部、２２……操作杆、
２３……内室、２４，２５，２６，３２，３３…
…穴、２７……ヘツドカバー、２８，３１……止
めねじ、２９……調整ねじ、３０……バネ押え、
３４……密封部材、３５……電源、３６……ボデ
イベース、３７……ボデイカバー、３８……球、
３９……窓孔、４０……環状フランジ、４１……
切欠部、４２……スイツチ、４３……連結ねじ、
４４……ホルダープレート、４５……中心孔、４
６……通し孔、４７……取付部、５０……スペー
サ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作物等の被対象物に当接されるスタイラスが
   揺動自在なムーブメントの先端に装着されたヘツ
   ド部と、一端側に工作機械の主軸等に装着される
   シヤンクが形成され、他端側には前記ヘツド部の
   基端が取り付けられる保持部を有し、 前記ムーブメントは円筒状に形成されてヘツド
   部内で揺動自在に支持されており、該ムーブメン
   トの基端側に設けられた環状フランジの周縁部に
   は同じく環状のベースプレートに着座する尖がり
   先で環状のエツジ部が突設されると共に、当該環
   状フランジが常時はコイルバネによつてベースプ
   レート側へ付勢されており、前記ベースプレート
   側の中央には固定の第２の接点が、前記環状フラ
   ンジ側の中央には常時は第２の接点と接する第１
   の接点が各々設けられ、前記スタイラスに被対象
   物が当接された際にベースプレートと接するエツ
   ジ部の一点を支点としてムーブメントが前記コイ
   ルバネに坑して揺動されると共に、前記第１の接
   点が第２の接点から離れ、当該接点の開閉を信号
   取り出し手段で電気信号に変換し、被対象物との
   位置関係を検知するタツチセンサにおいて、前記
   環状フランジとベースプレート間にはムーブメン
   トの揺動を規制し且つ復元させる円盤状の板バネ
   が介在され、該板バネはＣ字状の通し孔が穿設さ
   れて一部では連結し、その他では分離された内輪
   部と外輪部とを有し、前記環状フランジはエツジ
   部の一部に円弧状の切欠部を有し、 前記板バネは外輪部をベースプレート側に固着
   し、通し孔内には前記連結部に前記切欠部を一致
   させた状態で環状フランジのエツジ部を嵌挿させ
   ると共に、当該環状フランジと板バネの内輪部と
   を連結部とは180度ずれた対向位置で相互に連結
   せしめてなるタツチセンサ。