JPS5915805A - 変位検知器 - Google Patents

変位検知器

Info

Publication number
JPS5915805A
JPS5915805A JP12550582A JP12550582A JPS5915805A JP S5915805 A JPS5915805 A JP S5915805A JP 12550582 A JP12550582 A JP 12550582A JP 12550582 A JP12550582 A JP 12550582A JP S5915805 A JPS5915805 A JP S5915805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
contact
stem
fiber
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12550582A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuyoshi Kawasaki
川崎 剛志
Junpei Okada
岡田 淳平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP12550582A priority Critical patent/JPS5915805A/ja
Publication of JPS5915805A publication Critical patent/JPS5915805A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • G01B11/007Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines feeler heads therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変位検知器に関するものである。
変位検知器の一つとして、対象物への当接によるプロー
ブ軸の変位を電気的に検出するタッチ信号ゾロープが知
られている。
従来のタッチ信号ゾローゾは、ばねで付勢された電気接
点を、プローブ軸が対象物に当接した際に変位される力
で開閉させる構造であった。
ところが、このような構造のものは、両電気接点をばね
で付勢しているものであるから、そのばねの付勢力に打
勝つ以上の力がプローブ軸に作用しなければプローブ軸
が変位されない上、両電気接点を開閉させなければなら
ないので応答性に問題がある。しかも、両電気接点間に
塵芥が侵入したり、または接点の摩耗や接点表面の劣化
等が生じやすいことがら導通不良が起りやすく、またプ
「フープ内に微小容置の電路を形成しなければならない
ので、ノイズ等の影響を受けやすいという電気的な問題
もある。史に、電気接点を開閉はぜる機構を精度よ<’
jll工7組立てなければならない上、−特に電気接点
の場合、ドライザーキット現象等に基づく絶縁粉未発生
による導通不良を回避すべく、両′亀気接点間に滑り現
象を起させる必要があるため、機構的にも複雑化する難
点がある。
ここにおいて、本発明の目的は、光ファイバーの光強度
変化特性、偏向面変化特性および位相変化特性等のうち
、光強度変化特性に着目し、変位部材の変位を光ファイ
バーの光強度変化に変換し、その光強度変化から変位部
材の変位を検知することによシ、従来の電気接点に伴う
問題を全て解消し、微少な力による変位部材の変位を迅
速に検知するとともに、動作が確実でかつ機構的にも簡
易な変位検知器を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、光ファイバーの変形後の復帰性を考慮し、
繰返し変位の動作をも確実に検出できる変位検知器を提
供することにある。
そのため、本発明では、本体ケースの軸線と直交する面
内に複数の光ファイバーを並列的に配設して感知部を形
成し、この感知部の一方面側に複数の突部を有する変位
部材を前記軸線方向へ移動可能にかつ軸線に対して傾斜
可能に設けるとともに、感知部の他方面側にその感知部
を前記変位部材の突部へ向って付勢する付勢手段を設け
、これにより変位部材が本体ケースの軸線または軸線に
対して傾斜する方向、つまり三次元方向へ変位したとき
、その変位部材の変位により感知部を構成する光ファイ
バーのいずれかを変形させ、その変形による光ファイバ
ーの光透過率変化から変位部材の変位全検知する一方、
元ファイバーの変形を付勢手段により復元させることに
より、上記目的を達成しようとするものである。
そこで、本発明を詳述する。今まで、光ファイバーが圧
力の影響によって変形されると、光フアイバー中を伝播
する元の損失値が変動することが知られている。それに
よると、元ファイバーの光強度特性は、次式で表わすこ
とができる。
ΔT= (dT/dp )・A −p、     ・・
・・・・・・・・・・・・・(1)ここで、ΔT:光透
光透過化 変化光ファイバーの光透過率 F:加圧力 A:加圧面積 P8:加圧面積当りの加圧力 一方、ステップインデックス多重モードファイバーによ
れば、およそ1.3 X 10−611 /、、11の
加圧力が与えられたとき、1m%rの入射光量に対し、
△T =’2X 1078という光透過率変化を生じる
。これは、J。
Acoust、 Soc、 Am、 VOL、 67、
 NO3,March 1980によれば、検出可能と
しているが、実際上このレベルでは実用に価しない。
ここに、変位検知器として光透過率変化を感知可能な条
件として、次のように考える。即ち、入射光磁1−LW
に対し、光透過率変化ΔTが10%となれば実用上感知
するのに充分と考えられるから、△T=1ocsを生じ
るためのA−PsO値は、(dT/dF)を0.2N−
1とすると、前記(1)式から、A−Ps=ΔT/ (
dT/a F )     ・・・・・・・・・・・・
・(2)= 0.110.2 N−’ =0.05Nキ5 fff       ・・・・・・
・・・・・・・・(2)となる。従って、これを例えば
従来のばね付勢された電気接点型のプ′ロープと比較す
ると、電気接点型は水平に15〜25?f、垂直に60
 ?fの力がプローブ軸の変位に必要とされる最低の力
であることから、はるかに低い力による変位を検出でき
るとともに、電気接点の開閉全件なわないため迅速な応
答性が期待できることが判る。同時に、従来の電気接点
を用いていないことから、導通不良等の電気的問題を生
じることなく確実な動作が期待でき、かつ機構的にも簡
易となることが容易に理解されよう。
次に、本発明を、タッチ信号プローブに適用した一実施
例について図面を基に説明する。
第1図において、本体ケース1は、短円筒形状に成形さ
れ、その上端面に上方へ向って突出するシャンク2が、
内周壁に環状段部3がそれぞれ形成されている。環状段
部3には、板ばね4を介してプローブ軸5が前記シャン
ク2の軸線方向へ移動可能にかつ軸線に対して傾斜可能
に、つまり三次元方向へ変位可能に設けられている。前
記板げね4は、第2図に示す如く、円形に打抜がれた弾
性薄板6の中心に前記プローブ軸5のやや上端寄りを保
持する保持孔7が、外周縁に板ばね4を止めねじ8を介
して前記環状段部3へ固定するための取付孔9がそれぞ
れ形成されているとともに、保持孔7を中心とする円周
上に3本の弧状溝1゜が口状に形成されている。また、
前記プローブ軸5には、その中間部やや上端寄りに前記
本体ケース1の内底面に設けられた数個の突起11に当
接する当接板12が取付けられているとともに、一端に
前記本体ケース1の外部へ突出された接触子13が、他
端にプローグ軸5の軸線と直角な円盤状の抑圧体14が
それぞれ設けられている。押圧体14の」二面には、第
3図にも示す如く、付勢手段15を介して感知部16が
付勢されているとともに、感知部16と接する面に複数
の突起17が形成されている。
前記付勢手段15は、内部に空気または液体等の流体を
封入した密閉袋体18から構成されている。また、前記
感知部16は、前記シャフト2の軸線と直交する面内に
前記押圧部14の形状に沿って並列配置された複数の光
ファイバー19から構成されている。これらの光ファイ
バー19は、感知部16の両端において結束された後、
前記本体ケース1の外部へ引き出されている。そして、
本体ケース1の外部へ引き出された元ファイバー19の
一端側にはランプ等の光源20が、他I4側には光ファ
イバー19の変形に基づく光透過率の変化を検出する検
出回路21がそれぞれ設けられている。検出回路21は
、第4図に示す如く、光ファイバー19からの出射光が
光電変換回路22で電気信号に変換された後、増幅器2
3および微分回路24を介してオペアンプ25の一方の
入力端に与えられている。前記微分回路24は、コンデ
ンサ26と抵抗27とがら構成されている。また、オペ
アンプ25には、その他方の入力端に抵抗28と可変抵
抗29とから作られた基準電圧Vrefが与えられてい
るとともに、一方の入力端と出力端との間にツェナーダ
イオード3oが接続されている。
次に、本実施例の作用を説明する。光源20がら照射さ
れた光は、多数の元ファイバー19を通って出射された
後、検出回路210元電変換器22で電気信号に変換さ
れる。光電変換器22がらの出力は、増幅器23で増幅
され、史に微分回路24で微分された後、オペアンプ2
6へ与えられる。
こねにより、光電変換器22からの出方が所定の変換率
を示したとき、オペアンプ26が6 検出信号が出され
る。
いま、本体ケース1の移動によってプローブ軸5の接触
子13が対象物に当接すると、プローブ軸5が変位され
る。すると、プローグ軸5の変位によって押圧体14の
突起17が感知部16の光ファイバー19を押圧する結
果、押圧された部分の光ファイバー19が変形される。
光ファイバー19が変形されると、その光ファイバー1
9を通る光の透過光が減少する結果、光電変換器22が
ラノ出力が急激(こ低下することによってオペアンプ2
6から検出信号が出され、プローグ軸5の接触子13が
対象物に当接したことが検知される。
ここで、プローグ軸5の接触子13が対象物から離れる
と、プローグ軸5は板ばね4の作用によってシャンク2
の軸線と一致した姿勢に復帰される。このとき、プロー
ブ軸の押圧体14の突起17によって抑圧、変形されて
いた光ファイバー19は、付勢手段150作用によって
、プローグ軸5の姿勢復帰とともに元の状態に復元され
る。これにより、再度プローグ軸5の接触子13が対象
物に当接しても、その当接を確実に検知することができ
る。
従って、本実施例によれば、本体ケース1の軸線と直交
する面内に複数の元ファイバー19を並列的に配置して
感知部16を形成し、この感知部16の一方の面に三次
元方向へ変位可能なプローゾ軸5の抑圧体14を、他方
の面に感知部16を抑圧体14へ向って付勢する付勢手
段15をそれぞれ設けたので、プローグ軸5が対象物へ
の当接によって三次元方向のいずれかの方向へ変位され
ると、感知部16に配列された元ファイバー19のいず
れかが抑圧、変形される結果、変形された光ファイバー
19の透過光が急激に減少され、その透過光の変化率が
検出回路21により検出される。この場合、プローグ軸
5が三次元方向のいずれかの方向へ変位されたとき、そ
れぞれの変位において前記(2)式を満たすようにする
と、極めて小さい力によるプローグ軸の三次元方向にお
ける全ての変位を検知できる。また、従来のばね付勢さ
れた電気接点型の構造と比較しても、電気接点の開閉を
伴なわないため迅速な応答性が期待でき、また塵芥の侵
入、接点の摩耗や接点表面の劣化等がないことがら導通
不良の虞れがない上、ゾロープ内に電路を形成しないか
らノイズの影響を受けることがなく確実な動作が期待で
き、更に電気接′点の開閉に要求される複雑な機構を必
要としないから機構を簡素化にすることができる。
また、感知部16の抑圧部14側と反対側の面に、突気
または液体等の流体を封入した密閉袋体18を設けたの
で、その密閉袋体18&こよって感知部16の全体が常
に押圧部14へ付勢されているから三次元方向における
全ての応答速度を回持性にでき、一方プローゾ軸5の変
位時に押圧体14の突起17によって押圧、変形されて
いた元ファイバーは、プローグ軸5が7ヤンク2の軸線
と一致した姿勢に復帰されるのに伴って、密閉袋体18
の付勢力によって元の状態に復元されるから、再度グロ
ーブ軸5が対象物への当接によって変位されたとき、そ
のプローブ軸5の変位を確実に検知することができる。
また、感知部16を構成する光ファイバー19は、その
感知部160両端において結束されているので、入党、
出光を容易にできる。更に、検出回路21は光電変換器
22からの出力の所定変化率を検出するようにしたので
、例えば光源20の寿命等により入射光量が減少してい
ったとしても、それによる誤動作を防止できるとともに
、光電変換器22からの信号レベルを問題にすることな
く確実にプローブ軸5の接触子13と対象物との当接を
検知することができる。
なお、実施に当って、前記付勢手段15は例えばイム、
スポンジ或いは板ばね等の弾性を有する材料で構成して
もよい。この場合、感知部16を一体的に構成すると、
組立作業を容易に行うことができる。また、感知部16
を構成するに当っては、その全域に元ファイバーを均一
に配置する必要がなく、むしろ中心より外周縁を密とし
た方が好ましい。
なお、本発明は、上記実施例で述べた測定機用のタッチ
信号ゾローゾに限らず、例えば機械的な力、温度、圧力
等によって変位部材が変位を生じるものであれば、広く
一般のセンサーとして応用できる。
以上のとおシ、本発明によれば、従来の電気接点に伴う
問題がなく、微少な外力による変位部材の変位を迅速に
検知でき、また繰返し変位を含む動作が確実でかつ機構
的にも簡易な変位検知器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は全体構成
を示す説明図、第2図は板ばねを示す平面図、第3図は
要部を示す分解斜視図、第4図は検出回路を示す回路図
である。 1・・・本体ケース、5°・・変位部材としてのプロー
グ軸、15・・・付勢手段、16・・・感知部、17・
・・突部、18・・・密閉袋体、19・・・元ファイバ
ー。 代理人 弁理士 木 下 實 三 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第4図 手続補正書(自発) 昭和57年8 月19日 昭和57年 特許  願第125505号]正をする者 事件との関係  特許出願人 氏 名(名称) 株式会社三豊製作所 代表者沼田智秀 理  人 (1) 明細書第6頁第3行のl’−0,2N lを、
[’2N−Jと改める。 (2) 明細書第6頁第5行ノl’−=0.i10.2
N Jを、1−−0.172N J と改める。 以上  2−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  本体ケースの軸線と直交する面内に複数の元
    ファイバーを並列的に配設して感知部を形成し、この感
    知部の一方面側に複数の突部を有する変位部材を前記軸
    線方向へ移動可能にかつ軸線に対して傾斜可能に設ける
    とともに、感知部の他方面側にその感知部を前記変位部
    材の突部へ向って付勢する付勢手段を設け、前記元ファ
    イバーの変形に基づく光透過率の変化から前記変位部材
    の変位を検知するようにしたことを特徴とする変位検知
    器。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記光ファイバ
    ーは、感知部両端において結束されていることを特徴と
    する変位検知器。 (8)特許請求の範囲第1項または第2項において、前
    記感知部は、略円形に、かつその中心部に対して外周縁
    部の方が光ファイバーが密に配設されていることを特徴
    とする変位検知器。 (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、前記付勢手段は、内部に空気または液体等の流
    体を封入した密閉袋体にて構成されていることを特徴と
    する変位検知器。 (5)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、前記付勢手段は、弾性を有する材料にて構成さ
    れ、かつ前記感知部が一体的に形成されていることを特
    徴とする変位検知器。
JP12550582A 1982-07-19 1982-07-19 変位検知器 Pending JPS5915805A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12550582A JPS5915805A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 変位検知器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12550582A JPS5915805A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 変位検知器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5915805A true JPS5915805A (ja) 1984-01-26

Family

ID=14911779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12550582A Pending JPS5915805A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 変位検知器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5915805A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210428A (ja) * 1990-01-12 1991-09-13 Tlv Co Ltd 液位検出器
JPH0570931U (ja) * 1992-02-27 1993-09-24 サカエ理研工業株式会社 押出成形機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J ACOUST SOC AM *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210428A (ja) * 1990-01-12 1991-09-13 Tlv Co Ltd 液位検出器
JPH0570931U (ja) * 1992-02-27 1993-09-24 サカエ理研工業株式会社 押出成形機

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5521596A (en) Analog input device located in the primary typing area of a keyboard
US4369663A (en) Transducer with six degrees of freedom
DK2854296T3 (en) CONTACT LESS BUTTON
JPS6022613A (ja) ダイヤフラムの撓み検出装置
US5119024A (en) Optical device for sensing magnetic inductions
JPH0755608A (ja) 長さ測定器具の可動スピンドルによって加えられる締付け力を測定する工具
US3456508A (en) Vibrating diaphragm pressure sensor apparatus
JPS5915805A (ja) 変位検知器
WO1992009996A1 (en) Analog input device located in the primary typing area of a keyboard
US4104603A (en) Tactile feel device
US3590261A (en) Optoelectric transducers which utilize a single light source to produce both analog and digital outputs
US3737655A (en) Light pen
US3638497A (en) Pressure and force transducer means
US3963948A (en) Magnetic pulse generator
JP4172468B2 (ja) 渦巻き型振動検知器
JPH07113710A (ja) 圧力センサ
JPH08105806A (ja) 圧電センサシステム
JPS5915804A (ja) タツチ信号プロ−ブ
JPH07122160A (ja) 断路器
JPS60164229A (ja) 力変換器
RU1809333C (ru) Устройство дл измерени раст гивающих усилий
JPH067905Y2 (ja) マニピュレ−タにおける触覚伝達装置
JPH07900Y2 (ja) 振動計
JP2735819B2 (ja) 力量測定器及び力量伝達継手構造
KR200190979Y1 (ko) 클램핑로드의테스타