JPS6222002A

JPS6222002A - 変位検出ヘツド

Info

Publication number: JPS6222002A
Application number: JP16147085A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Inomata; 昭彦猪俣
Original assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1987-01-30

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】［産業上の利用分野］本発明は、変位検出ヘッドに係り、特に表面粗さ計や輪
郭測定機等、小ストロークで高精度測定を目的とする測
定器一般に利用できる。

［背景技術とその問題点］変位検出装置は、２つの物体の相対移動変位量等大スト
ロークを検出するものと、１つの物体の一平面内の平面
度や表面粗、さ等小ストロークを極めて高精度に検出す
るものとに大別される。後者の場合、小ストローク、高
精度という特性からその検出器として差動トランスが採
用されることが多い。

差動トランスを採用した従来の変位検出ヘッドは、第３
図〜第５図に示す如く、図示しない測定機本体に固定さ
れる検出ヘッド本体１の先端に板ばね２を介して先端側
に接触子３を有する測定子４の中間部を回動可能に取付
けるとともに、検出ヘッド本体ｌの内部に差動トランス
５を内蔵させ、この差動トランス５の一次コイル５Ｂ＋
および二次コイル５　Ｂ　２を第５図のように接続する
とともに、コアー５Ａを前記測定子４の基端側に連結す
る一方、ばね６Ａの作用方向を切換えて測定子４の付勢
方向を図中時計方向または反時計方向へ切換える切換手
段６を設け、かつその両方向における測定子４の移動範
囲を規制するためのストッパ７Ａ　、７Ｂを設けた、構
成である。

このような構成からなる従来の変位検出ヘッドでは、次
の欠点があった。即ち、 ■所定の精度を保障するためには、差動トランスの構造
（コイルピッチ、コアーとコイルとのクリアランス等）
を高精度としなければならず、経済的負担はもとより、
その取付け、調整が困難であった。

■コアーは円弧動作するので、上記クリアランスを比較
的大きくしなければならず、その結果差動トランス特性
を下げるばかりか円弧誤差を生じさせ、ときにはコアー
とコイルとの破損ともなった。また、これは接触子とコ
アーとの変位量の比、つまり拡大率を制限する要因とな
った。

■使用姿態が固定化されてしまい利用性に欠けた。

■とりわけ、この種ヘッドは、小型、軽量を望まれると
ころ小型化カ≦困難であった。また、両方向使用可能と
するには、本体内に測定子の付勢方向を切換えるための
切換手段６を内蔵させなければならず、この意味からも
大型化せざるを得な”°１・　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　。

［発明の目的］ここに、本発明の目的は、このような従来の欠点を解決
した変位検出ヘッドを提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］そのため、
本発明は、従来の欠点がコイルの軸方向からコアーを駆
動すること、測定方向切換手段を内蔵していること等に
起因していることに鑑み、変位検出器のコアーを測定子
の軸線方向と直交する方向へ変移可能に取付け、このコ
アーを２分割コイルの間から、つまりブリッジの二辺か
ら変位させるように構成することにより、上記目的を達
成しようとするものである。

具体的には、先端側に接触子を有しかつ本体に回動可能
に支持された測定子と、この測定子の基端側に連結され
た変位検出器とを含み、測定子の回動角度から接触子の
移動変位量を電気信号に変換する変位検出ヘッドにおい
て、前記測定子を前記本体に対して回動可能に支持する
板ばねと、この板ばねの付勢力に抗して測定子を強制的
に回動させることのできる回動手段と、測定子の回動範
囲を規制するストッパとから形成された基準位置決め手
段を設けるとともに、前記変位検出器を。

前記測定子にその測定子の軸線と直交する方向へ。

変位可能に取付けられたファーと、測定子を挟み本体に
取付けられかつブリッジ回路の２辺をなす一対のコイル
とで形成した、ことを特徴とするものである。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示している。同図において
１円筒形状に形成された検出ヘッド本体１１には、その
一端側に図示しない測定機本体に回動可能に装着される
丸軸状のシャンク１２が一体形成されているとともに、
他端側に板ばね１３を支点として測定子１４の略中央部
が図中上下方向へ回動可能に支持されている。

測定子１４は、前記板ばね１３を支点として前記検出ヘ
ッド本体１１の他端側に回動可能に支持された回動軸材
２１と、この回動軸材２１の他端に固定された軸２２に
基端が一定以上のトルクによって回動可能に連結されか
つ先端側にポール状の接触子２３を有する接触子軸２４
と、回動軸材２１の一端側に数本のボルトを介して連結
された連結部材２５とから構成されている。

回動軸材２１の一端側には、測定子１４の回動に伴ない
検出ヘッド本体１１の内壁に対して当接し測定子１４の
回動範囲を規制するストッパ２６が設けられている。ま
た、連結部材２５には、前記板ばね１３の付勢力に抗し
て前記測定子１４を強制的に回動させる回動手段２７が
臨ませられているとともに、検出ヘッド本体ｌｌ内に設
けられた変位検出器３１が連結されている。＠勤手段２
７は、前記検出ヘッド本体１１に測定子１４へ向って進
退可能に螺合されたねじ部材２８と、このねじ部材２８
と前記測定子１４の連結部材２５との間に介装されたば
ね２９とから構成されている。ここでは、この回動手段
２７、前記板ばね１３およびストッパ２６により、測定
子１４を基準位置つまりストッパ２６が検出ヘッド本体
１１の内壁に当接した角度位置に位置決めする１本実施
例の基準位置決め手段３０が構成されている。

変位検出器３１は、前記測定子１４の連結部材２５にそ
の軸線と直交する方向へ変位可能に螺合されたコアー３
２と、連結部材２５を挟んだ両側においてコアー３２の
周囲に所定のクリアランスを介してポビン３３に巻回さ
れた一対のコイル３４１．３４２と、これらコイル３４
＋　　、３４２のボビン３３を一緒にして前記検出ヘッ
ド本体１１に一体的に取付けるためのケース３５とから
構成されている。

一対のコイル３４＋　、３４２は、第２図に示す如く、
ブリッジ回路３６の隣接する２辺を構成している。ブリ
ッジ回路３６からの出力、つまり一対のコイル３４＋　
　、３４２の中点と他のコイル３４３．３４４の中点と
から得られる出力は、図示しない制御回路を経て、表示
装置へデジタル表示されるようになっている。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、測定子１４が
略水平状態のとき、ブリッジ回路３６からの出力が零と
なるように、コアー３２を撫定子　　ブ１４の連結部材
２５に対して螺合調整する。また、ねじ部材２８を進退
させ、ばね２９のばね圧を連結部材２５に作用させると
、測定子１４には図中反時計方向の付勢力が作用するの
で、測定子１４はストッパ２６が検出ヘッド本体１１の
内壁に当接した状態に位置決めされる。

この状態において測定を行なうには、ばね２９のばね圧
による付勢方向とは反対方向へ測定子１４を回動させる
状態、つまり図中測定子１４の接触子２３の下側に被測
定物が接する状態で測定を行なう、測定時、測定子１４
が板ばね１３を支点として回動変位すると、それに螺合
されたコアー３２が一対のコイル３４１，３４２に対′
して進退するので、ブ、リッジ回路３６からはコアー３
２の変位位置に応じた出力が得られる。この出力は、Ｍ
Ｗ回路を経て表示装置へデジタル表示される。

一方、測定方向が前記とは逆の状態、つまり接触子２３
の上側に被測定物が接する状態で測定を行うには、検出
ヘッド本体１１のシャンク１２を１８０度回転させ１回
動手段２７が測定子１４の上側に位置するように回動さ
せれば、前記と同様にして測定できる。

従って、本実施例によれば、測定子１４の回動角度に比
例した接触子２３の変移量を電気的に検出する変位検出
器３１を、測定子１４にその軸線と直交する方向へ変位
可能に取付けられたコアー３２と、測定子１４を挟み検
出ヘッド本体１１に。

取付けられたブリッジ回路３６の２辺をなす一対のコイ
ル３４　＋　＋　３４２とから構成したので、つまり一
対のコイル３４＋　、３４２の中間において測定子１４
にコアー３２を連結できるので、従来の差動トラスを用
いたものに比べ小型かつ軽量化を図ることができる。

このことは、変位検出器３１自体も高精度に構成しなく
てもよく、またコアー３２およびコイル３４＋　、３４
２の組立が容易であるから、経済的に構成できる。しか
も、ブリッジ回路３２の零点を容易に調整でき、かつ動
作方向に拘らず同一の特性領域で検出できる上、従来の
ものに比べ円弧誤差および拡大率も軽減できるので、高
精度測定が達成できる。

また、測定方向を変えるには、検出ヘッド本体１１を１
８０度回転させるだけでよく、極めて簡単である上、従
来のように切換手段を内蔵しなくてもよいので、この点
からも小型化が図れる。しかも、方向変化させても、測
定力を一定に保つことができ、またねじ部材２８を調整
することにより測定圧を任意に可変することができる。

なお、実施にあたって、測定子１４を検出ヘッド本体１
１に回動可能に支持するための手段としては、上記実施
例で述べた板ばね１３に限らず、例えば検出ヘッド本体
１１の先端に軸を設け、この軸に測定子１４の中間部を
回動可能に支持するようにしてもよい。

また、回動手段２７としては、上記実施例で述べたねじ
部材２８とばね２９とのほかに、例えば板ばね等であっ
てもよい。

また、ストッパ２６としては、測定子１４の回動軸材２
１に設ける代わりに、検出ヘッド本体１１に測定子１４
に対向してボルトを進退可能に螺合するようにしてもよ
い。

［発明の効果］以上の通り１本発明によれば、小型゛かつ軽量化を図る
ことができ、しかも経済的にして高精度測定が可能な変
位検出ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は変位
検出器の回路構成を示す回路図、第３図は従来の変位検
出ヘッドを示す断面図、第４図はその底面図、第５図は
差動トランスの回路構成を示す回路図である。１１・・・検出ヘッド本体、１３・・・板ばね、１４・
・・測定子、２６・・・ストッパ、２７・・・回動手段
、２８・・・ネジ部材、２９・・・ばね、３０・・・基
準位置決め手段、３１・・・変位検出器、３２・・・コ
アー、３４１　。３４２・・・コイル、３６・・・ブリッジ回路。「

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先端側に接触子を有しかつ本体に回動可能に支持
された測定子と、この測定子の基端側に連結された変位
検出器とを含み、測定子の回動角度から接触子の移動変
位量を電気信号に変換する変位検出ヘッドにおいて、前記測定子を前記本体に対して回動可能に支持する板ば
ねと、この板ばねの付勢力に抗して測定子を強制的に回
動させることのできる回動手段と、測定子の回動範囲を
規制するストッパとから形成された基準位置決め手段を
設けるとともに、前記変位検出器を、前記測定子にその測定子の軸線と直
交する方向へ変位可能に取付けられたコアーと、測定子
を挟み本体に取付けられかつブリッジ回路の２辺をなす
一対のコイルとで形成しことを特徴とする変位検出ヘッ
ド。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記本体は、丸
軸外径部分を有することを特徴とする変位検出ヘッド。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
記回動手段は、前記測定子に当接されるばねと、このば
ねを伸縮させるために前記本体に測定子方向へ向けて進
退可能に螺合されたねじ部材とから構成されていること
を特徴とする変位検出ヘッド。