JPH0446168Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は検出器、特に、比較的薄物で例えば四
角形のワーク端面に接触針を接触させて同ワーク
の外形サイズを測定する場合に用いられる検出器
に関する。

〔技術環境〕

近年の検出器は、加工機、測定機等に組み込ん
でワークの外形サイズを測定する時に、それら機
械の仕様から高精度（高応答性）で小型であり、
しかも再現性のあるものが求められている。

例えば、ワークの外形に検出器の接触針を接触
させて、ワークの外形サイズを所要の±1μｍ以
内に測定したい場合、いかに前記機械の制御部
（測定回路）、ワーク搭載テーブル他機械的精度を
作つてもこの検出器の性能いかんにより測定精度
は左右される。このため、おのずから機械の性能
が決定される。

さらに、ワークに直接接触針を接触させるた
め、被対象ワークに傷を付けないことが望まれ、
かつワークが薄物でもその端面に接触子を接触で
きる小型の検出器が求められている。

〔従来の技術〕

従来の検出器は、第５図に示すようなものであ
り、断面図示したガイド１と、このガイド１内を
図中でＡ←→Ｂ方向に動くスライダ２とこのスラ
イダ２に取付けた接触針３と、この接触針３の反
対側で前記スライダ２に取付けたセンサカム４
と、このセンサカム４によつて信号がON／OFF
する一般的市販品のフオトセンサ５（フオトトラ
ンジスタとLEDから構成のセンサ）とを含んで
構成されている。

この検出器をＸ−Ｙテーブル６に乗せたワーク
７の四辺に配置しＸ−Ｙテーブル６を図中のＣ←
→Ｄ方向（Ｘ軸方向）、およびＥ←→Ｆ方向（Ｙ
軸方向）に駆動して各々の接触針３をワーク７の
端面に接触させ、接触針３がワーク７に接触して
スライダ２が動き、センサカム４でフオトセンサ
５を遮断した信号を制御部（省略）に各々取り出
し、演算してワークの外形サイズを求めていた。

または、敢て取り上げる従来の検出器として特
開昭59−136609、実開昭59−87605の様に鋼球を
先端に取付けた接触子をＺ軸方向、あるいはＸ−
Ｙ軸方向にシヤフトと同軸になつて動ける様に
種々工夫を施して構成し、例えばワーク側を電気
的に（−）側に、接触子側を（＋）側にして両者
が接触した時に電気的な導通により、これを制御
部に取り込み、前記Ｚ軸、Ｘ−Ｙ軸方向の移動量
から演算処理してワークの外形サイズを求めてい
た。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した従来の検出器は、センサカム４でフオ
トセンサ５を遮断してフオトセンサ５の機能によ
り、制御部の信号処理で位置データを演算してい
ることから、フオトセンサ５の応答精度に検出精
度が左右され、概して市販品のフオトセンサで
は、例えば応差50〜100μｍであるためワークを
高精度、例えば±1μｍ以内に測定できなかつた。
さらに、ガイド１およびスライダ２の設計、製作
も接触針がワークに接触した時、高感度に動作す
る必要性から必然的に高精度でかつ低摩擦の構造
体となり費用がかかるという欠点があつた。

また、敢て取り上げた従来の特開昭59−
136609、実開昭59−87605では、接触子だけでな
く工作機械、測定機械（一般的な例では市販の三
次元測定機）の主軸に取付けて使用するため構造
が複雑であるとか、検出器自体にスイツチングを
内蔵していないためワークと接触子が接触したの
をただ電気的に取り出すのみで、制御部が複雑に
なるとか、最大の支障であるワークが絶縁物には
使用できないという欠点があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の検出器は、２枚の同板厚の板ばねと、
相対向する表面方向から各々前記板ばねの厚さよ
りは大きく各々の向かい合う端面部から面取りし
た２本のシヤフト−１、シヤフト−２とで前記板
ばねを前記シヤフト−１、シヤフト−２の面取り
した部分に溶接ないしリベツト止めで接続して一
体とし、前記シヤフト−１の前記板ばねを固定し
た反対側の端面部に中間から所定の角度で曲げる
か、または直線形状の細径の接触針を溶接し、か
つ前記シヤフト−２の前記板ばねを固定した反対
側でシヤフト−２の中央部にピン穴を設けたプロ
ーブと、中間軸にあり前記シヤフト−１とシヤフ
ト−２および板ばねを収納できる径で設けた長穴
−１、長穴−２を有し、かつ外周端面から前記長
穴−２までに到達するスリツトと、このスリツト
に直角でかつ前記シヤフト−２に平行で前記スリ
ツトまで到達する切り溝と、前記ピン穴に設けた
ピンと前記シヤフト−２を固定する、すなわち前
記プローブを固定するねじを設けたホルダーと、
前記シヤフト−１の中央部の位置で、前記板ばね
に直角ですなわちシヤフト−１に直角方向から前
記長穴−１まで到達する位置で前記ホルダに設け
たブツシユの内部に機械的接点を有し前記接触針
に被測定物が接触した時の外力により前記機械的
接点を接触させるための接触子を先端に構成した
スイツチと、このスイツチの接触子の反対方向か
ら水平位置でかつ先端を前記シヤフト−１に接触
する前記ホルダに設けた調整ねじとを含んで構成
される。

〔実施例〕

次に、本考案の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示す斜視図であ
り、第２図は第１図のＸ−X′矢視断面図である。

円柱形のホルダー８には、フランジ９を長手方
向のほぼ中間位置に構成し、このフランジ９に取
付穴１０を複数個設けてある。前記フランジ９の
上部近傍には、ホルダー８の中心軸と垂直に外周
面からスリツト１１を設け、かつ中心軸と同軸で
長穴−１ １２を前記フランジ９の下部端面側よ
り設け、さらに同様に同ホルダー８の上部端面側
からは長穴−２ １３を設けてある。そして、前
記長穴−１ １２内に長穴−１ １２の直径より
は細いシヤフト−１ １４を設け、前記長穴−２
１３内にはこの直径よりは細いシヤフト−２
１５を設け、各々の相対する端面側の２面を平行
に面取りして、そこに板ばね１６の面を向き合わ
せて平行に、例えばロー付け溶接、リベツト止め
等で固定して一体とし、これをプローブ１７とし
ている。

さらに、前記シヤフト−２ １５には、ピン穴
１８が前記スリツト１１の上部に位置するように
設けてあり、ここに前記ホルダー８の外周端面か
ら挿入したピン１９が入る。そして、前記スリツ
ト１１の上部近傍で前記シヤフト−２ １５を締
めつけ同図でプローブ１７が落下しない様にする
ねじ２０があり、このねじ２０が入るねじ穴２１
が前記スリツト１１に直角にホルダー８端面から
設けた切り溝２２部にある。これが第２図の断面
図で理解を容易にしている。一方、前記ホルダー
８の外周面側からは、前記シヤフト−１ １４の
ほぼセンターに位置する様に、めねじを有するブ
ツシユ２３と、このブツシユ２３のめねじに設け
た前記シヤフト−１ １４に先端の接触子２４を
接触すると共に、内部に機械的接点を有するスイ
ツチ２５を設ける。このスイツチ２５は、ホルダ
ー８の端面にナツト２６で固定する。このスイツ
チ２５は市販品のもの応答精度±1μｍの優れた
性能を有している。すなわち、接触子２４を1μ
ｍ軸方向に変化させれば、内蔵した機械的接点
（省略）が入り電気信号として取り出せる。

また、前記シヤフト−１ １４の下部端面に
は、ワークに接触する接触針２７が軸方向に溶接
してあり、今回の実施例では中間部からＬ字状に
曲げてある。これはＬ字状に曲げなくてもよい。
そして接触子２４に水平方向でかつ前記ホルダー
８の反対側外周面から前記シヤフト−１ １４を
接触子２４にすきまなく接触させておく調整ねじ
２８を設ける。この調整ねじ２８は、接触針２７
を検出物体に接触させた時に、ただちに前記シヤ
フト−１ １４が前記スイツチ２５の接触子２４
を押すようにするために設けてあり、スイツチ２
５の状態が変化（電気的ON／OFFの状態変化）
しない限度にしておく。前記した板ばね１６を２
枚設けた理由は、板ばね１６を２枚設けることに
より「平行板ばね」となり、接触針２７が検出物
体に接触した時に、前記シヤフト−１ １４が接
触子２４をまったく軸方向に押し、接触子２４を
損傷させないためである。

第３図は、本考案の検出器を用いて実際にワー
クの外形サイズを測定する時の一実施例を示す。

ワーク３０は、パルスモータ３１，３２により
ボールねじ３３，３４を回転してＸ−Ｙ移動する
Ｘ−Ｙテーブル３５上に乗せて位置決め（省略）
してある。前記パルスモータ３１，３２は、それ
ぞれ制御部３６（詳細省略）に配線してある。前
記Ｘ−Ｙテーブル３５の上部には、ベース３７が
水平状態に設けてあり、これはエアーシリンダ３
８により同図で上下動（イ←→ロ方向）する。前
記ベース３７には、ワーク３０の外形サイズより
は大きな間隔で本考案の検出器３９をワーク３０
の４辺に接触針２７を接触する様に構成してあ
る。前記検出器３９は、各々を制御部３６に配線
してある。第４図は、第３図の側面図であり、第
３図で説明した構成の配置関係が理解できる図で
ある。

次に一実施例の動作について説明する。第３図
において制御部３６の信号によりパルスモータ３
１，３２を動作してＸ−Ｙテーブル３５を原点復
帰（図示省略）した後、オペレータがワーク３０
をセツトする。次に、エアーシリンダ３８を働か
せてベース３７を図中の下側イ方向に下降する。
この状態が第４図である。そして、制御部３６に
よりＸ軸方向のパルスモータ３１を動作させて、
図中のハ方向にＸ−Ｙテーブル３５を動作させ
る。すると、第４図で図示した左側の検出器３９
の接触針２７にワーク３０の左端面が接触するの
で、シヤフト−１ １４を介して接触子２４を押
すことによりスイツチ２５の機械的接点がONす
る。これを制御部３６で原点からの移動量とスイ
ツチ２５のON状態を記憶した後、今後は二方向
にＸ−Ｙテーブル３５を動作させる。そうすれ
ば、今後は右側の検出器３９の接触針２７が同様
にしてワーク３０の右端面に接触して、前記同様
の処理をする。この結果、前記した左右の検出器
３９の間隔は予じめわかつているので、制御部３
６の演算処理によつてワーク３０のＸ軸方向の寸
法を求められる。同様にしてＹ軸方向（ホ←→ヘ
方向）の寸法を求める。測定後、ロ方向にベース
３７をエアーシリンダ３８で上昇させる。

ここで、検出器３９をいかに高応答性あるもの
にしても、Ｘ−Ｙテーブル３５の精度が悪いとワ
ーク３０を高精度例えば±1μｍで測定できない
のは云うまでもない。

〔考案の効果〕

本考案の検出器は、以上説明したようにワーク
端面に接触する接触針でワーク端面に傷をつける
ことなく、しかも市販品のスイツチの特性を十分
活かして、例えば要求測定精度の応差2μｍの高
精度測定に使用でき、かつ構造が簡単で取扱いが
容易であり、しかも製造コストが安く、被検出物
体の材質は電気的に導体でも絶縁体でもどちらで
も使用できる等々の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２
図は第１図に示すＸ−X′断面図、第３図は第１
図、第２図に示した本考案の検出器を用いたワー
ク外形サイズ測定の一使用例を示す構成図、第４
図は第３図の側面図、第５図は従来の一例を示す
側面図である。 １……ガイド、２……スライダ、３……接触
針、４……センサカム、５……フオトセンサ、６
……Ｘ−Ｙテーブル、７……ワーク、８……ホル
ダー、９……フランジ、１０……取付穴、１１…
…スリツト、１２……長穴−１、１３……長穴−
２、１４……シヤフト−１、１５……シヤフト−
２、１６……板ばね、１７……プローブ、１８…
…ピン穴、１９……ピン、２０……ねじ、２１…
…ねじ穴、２２……切り溝、２３……ブツシユ、
２４……接触子、２５……スイツチ、２６……ナ
ツト、２７……接触針、２８……調整ねじ、３０
……ワーク、３１……パルスモータ、３２……パ
ルスモータ、３３……ボールネジ、３４……ボー
ルネジ、３５……Ｘ−Ｙテーブル、３６……制御
部、３７……ベース、３８……エアーシリンダ、
３９……検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２枚の同板厚の板ばねと、相対向する表面方向
   から各々前記板ばねの厚さよりは大きく各々の向
   かい合う端面部から面取りした２本のシヤフト−
   １、シヤフト−２とで前記板ばねを前記シヤフト
   −１、シヤフト−２の面取りした部分に溶接ない
   しリベツト止めで接続して一体とし、前記シヤフ
   ト−１の前記板ばねを固定した反対側の端面部に
   中間から所定の角度で曲げるか、または直線形状
   の細径の接触針を溶接し、かつ前記シヤフト−２
   の前記板ばねを固定した反対側でシヤフト−２の
   中央部にピン穴を設けたプローブと、中心軸にあ
   り前記シヤフト−１とシヤフト−２および板ばね
   を収納できる径で設けた長穴−１、長穴−２を有
   し、かつ外周端面から前記長穴−２までに到達す
   るスリツトと、このスリツトに直角でかつ前記シ
   ヤフト−２に平行で前記スリツトまで到達する切
   り溝と、前記ピン穴に設けたピンと前記シヤフト
   −２を固定する、すなわち前記プローブを固定す
   るねじを設けたホルダーと、前記シヤフト−１の
   中央部の位置で、前記板ばねに直角ですなわちシ
   ヤフト−１に垂直方向から前記長穴−１まで到達
   する位置で前記ホルダに設けたブツシユの内部に
   機械的接点を有し前記接触針に被測定物が接触し
   た時の外力により前記機械的接点を接触させるた
   めの接触子を先端に構成したスイツチと、このス
   イツチの接触子の反対方向から水平位置でかつ先
   端を前記シヤフト−１に接触する前記ホルダに設
   けた調整ねじとを含むことを特徴とする検出器。