JPH0634645Y2 - 二次元タツチセンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の属する技術分野） 本考案は、接触子に微少変位が与えられたときに直ちに
電気信号によってその変位を感知できる二次元タッチセ
ンサに関する。

（従来の技術） この種のタッチセンサとしては、一方向のみの検出を行
うタッチセンサを複数個用いて変位を検出するものや、
Ｖ溝ローラとローラとの接触、あるいは球と球面受との
接触により形成される電気回路の開閉によって検出する
ものなどがある。

本出願人も特願昭57-034425、特願昭59-093533、特願昭
60-012201、特願昭60-057974により各種のタッチセンサ
をすでに出願しているが、これらのタッチセンサは、現
在その用途に応じてそれぞれ実用に供せられている。

（考案が解決しようとする問題点） 最近では、変位検出用のタッチセンサの応用範囲が拡大
しその応用分野によっては、多方向の変位検出は必要と
しないが、より高い精度が得られ、小型であり、かつ長
寿命であるタッチセンサが要求されてきている。

（問題を解決するための手段） 本考案の二次元タッチセンサは、上記の要求を満足させ
るために考案されたもので、ケースの一端部に摺動軸受
を有し、該摺動軸受には摺動部の一端に設けられた摺動
軸が軸受され、上記摺動部の他端部には上記摺動軸の軸
心と直角方向に回転自在になるように可動部を軸受し、
上記可動部には上記回転軸心と直角方向に上記摺動軸の
軸心を挟んで一対の可動支点を設け、該可動支点を上記
摺動部と上記ケースの一端部間に備えた弾性部材により
ケースの他端部に設けた一対の固定支点に接触せしめる
とともに、上記可動部の上記ケースの他端部より突出し
た軸端には接触子を固定せしめ、上記接触子の変位によ
る上記摺動部の摺動変位が上記ケースの一端部に固定さ
れた変位検出体を動作して検出信号を出力するように構
成されたものである。

（作用） この様に構成された本考案の二次元タッチセンサは、接
触子が左右方向の変位を受けると、接触子は可動部に設
けた回転軸を回転中心として一対の固定支点と可動支点
の何れか一方を支点として回転し、上記回転軸に連続し
た摺動部を弾性部材の押圧習性に抗して、接触子の突出
方向と反対側に摺動して、変位検出体を動作させて信号
を出力する。

また、接触子が軸方向に押される変位を受けると、接触
子は可動部に設けた回転軸で連接した摺動部を弾性部材
の押圧習性に抗して、接触子の突出方向と反対側に摺動
して、変位検出体を動作させて信号を出力する。

（実施例） 次に本考案の二次元タッチセンサを図面に基づいて詳し
く説明する。

第１図は本考案の二次元タッチセンサの構成を示す正面
断面図、第２図ないし第４図は第１図の左側面の断面図
で作動を説明する図面である。

第１図において、１は可動部で、第２図に示すようにＴ
字形をしており、その上部両端には一対の可動支点26を
備えるとともに、そのＴ字の交差部には、第１図の紙面
で左右方向（第２図で紙面上下方向）にピボット軸1cを
固定してあり、更にＴ字の下端部は接触子1bを形成し、
接触子1bはケース４の下端より突出している。

上記一対のピボット軸1cは，逆Ｙ字形の摺動部２の下端
部に取り付けられた一対のピボットベアリング2bと押え
ねじ2cにより回転自在で、かつ遊びなく挟持されてい
る。

更に、上記摺動部２の上部は摺動軸2aを形成しており、
摺動軸2aはケース４の上端に一体的に取り付けたケース
端部３のほぼ中心に設けた摺動軸承3aに摺動自在に軸受
されている。

一方、ケース４の紙面で下側の内部にケース４と一体的
に取り付けた固定支点台3c上には、可動部１の一対の可
動支点26の対向位置に一対の固定支点25が固着されてお
り、これら可動支点26および固定支点25は硬度の高い耐
摩耗性ある材料が使用される。

更に、摺動部２はケース端部３との間に設けられた弾性
部材としての押圧ばね６によって常時下方に付勢されて
おり、摺動部２のピボットベアリング2bによりピボット
軸1cを挟持された可動部１も常時下方に付勢されるの
で、一対の可動支点26が対向する固定支点25にそれぞれ
接触することにより中立状態（接触子1bがワーク16に接
触していない状態）を維持している。

23はケース端部３に取付けられた変位検出体であって、
その触子23bに対向した摺動部２に固着したコンタクト2
4が触子23bに接触変位することにより電気信号をリード
線23aを経て制御装置に送出する。

上記変位検出体23は、所定の変位を受けたときに検出信
号を出力するものであれば、特に限定されるものでな
く、いかなるものでも設置することができる。

また、摺動部２を摺動軸2aの軸心に対して回転すること
なく正確に上下動させるために、この摺動部２にガイド
ピン９を植え、ケース端部３にはこのガイドピン９を挟
持して転動する一対のガイドベアリング10が設けられて
いる。

この、ガイドピン９を挟持する手段は、ガイドベアリン
グ10に必ずしも限定されるものではなく、他の方法を用
いても差し支えない。

なお、５はフタでケース４とで、密閉構造に構成されて
おり、ケース４の下部の開口部はゴムブーツ12、ブーツ
押え13、ブーツカバー14およびナット15によって密閉さ
れており、ケース４の内部へに異物の侵入を防止してい
る。

このように構成された本考案の実施例による二次元タッ
チセンサの動作について説明する。

まず、第２図に示すように接触子1bがワーク16に接触し
て押されると、矢印方向に力が加わり、接触子1bはピボ
ット軸1cを回転中心として回転し、右方の固定支点25と
右方の可動支点26の接触点を支点として時計方向に回動
し可動部２を上方に移動させ、コンタクト24が触子23b
を押し上げ変位検出体23を動作させ、リード線23aから
信号を出力させる。

この信号は変位信号として出力させても、あるいは他の
いかなる信号として出力させても何ら差支えない。

接触子1bがワーク16から離れると、押圧ばね６によって
摺動部２が常時付勢されているために元の位置に復帰
し、接点回路が閉成される。

第３図に示すように接触子1bがワーク16に接して押した
ときには第２図に示した場合とは逆の作用をし、左方の
固定支点25と左方の可動支点26とが接触して支点とな
り、摺動部２を押し上げ、同様に変位検出体23を動作さ
せて検出信号を出力する。

また、第４図に示すように接触子1bが軸方向にワーク16
に接触して押されると、この接触子1bに矢印方向の力が
加わり、摺動部２を上方に押上げ、上記と同様に検出信
号を出力する。

（考案の効果） 以上述べたように本考案の二次元タッチセンサによれ
ば、接触子の左右方向と軸方向の変位を一つの変位検出
体で検出し、検出信号を出力するようにしてあるので、
小型になるとともに、コストが安い。

また、変位検出体が一つであり、更に固定されているた
めに、検出信号を発生する接点部の密閉しやすく、塵埃
等により保護されるので、信頼性が高い。

更にまた、上記した従来のＶ溝ローラとローラとの接
触、あるいは球と球面受との接触によるタッチセンサは
接点面の摺動があるためと、大きな接触子の押圧力（本
実施例で言えば、押圧ばね６の圧力に相当）が接点にか
かるので、接点には導電性を犠牲にして耐摩耗性のある
接点を使用しなければならなかったが、本考案による変
位検出体の接点は、摺動運動がなく接点圧が少なくでき
るので、接点抵抗の少ない材料を使用でき、接点寿命が
長く信頼性が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の二次元タッチセンサの構成を示す正面
断面図。 第２図は第１図の左側面の断面図で接触子が左方向に変
位を受けた場合の作動説明図面。 第３図は第１図の左側面の断面図で接触子が右方向に変
位を受けた場合の作動説明図面。 第４図は第１図の左側面の断面図で接触子がその軸方向
に変位を受けた場合の作動説明図面。 １……可動部、1b……接触子、1c……ピボット軸、２…
…摺動部、2a……摺動軸、2b……ピボットベアリング、
2c……押えねじ、３ケース端部、3a……摺動軸受、3c…
…固定支点台、４……ケース、５……フタ、６……押圧
ばね、９……ガイドピン、10……ガイドベアリング、12
……ゴムブーツ、13……ブーツ押え、14……ブーツカバ
ー、15……ナット、16……ワーク、23……変位検出体、
23a……リード線、23b……触子、24……コンタクト、25
……固定支点、26……可動支点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースの一端部に摺動軸受を有し、該摺動
   軸受には摺動部の一端に設けられた摺動軸が軸受され、
   上記摺動部の他端部には上記摺動軸の軸心と直角方向に
   回転自在になるように可動部を軸受し、上記可動部には
   上記回転軸心と直角方向に上記摺動軸の軸心を挟んで一
   対の可動支点を設け、該可動支点を上記摺動部と上記ケ
   ースの一端部間に備えた弾性部材によりケースの他端部
   に設けた一対の固定支点に接触せしめるとともに、上記
   可動部の上記ケースの他端部より突出した軸端には接触
   子を固定せしめ、上記接触子の変位による上記摺動部の
   摺動変位が上記ケースの一端部に固定された変位検出体
   を動作して検出信号を出力する二次元タッチセンサ。