JPS631207Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はNC旋盤その他の工作機械において、
被測定物に接触子を直接当接して電気的導通を行
わせ、被測定物の小段差部の径等を正確に測定す
る接触形計測装置の改良に関する。

従来被測定物（以後ワークと称す）の各個所を
測定するために、測定工具とワークとの接触を導
電的に検出し、タツチセンサの移動距離を電気的
信号の関数として求める事によつてワークを測長
する手段が実施されている。一例として第１図イ
に示すタツチセンサは接触子１がボール形状をな
し、一端に係止部材２を設けて引張バネ３の一端
と係合させてあり、スリーブ体４の内側に円錐面
を持つ端面４ａと引張バネ３によつて付勢されつ
つ当接している。引張バネ３の他端はピン５に係
合され、スリーブ体４はホルダー６内において螺
子７によつて固定され、且つ接触子１の近傍にお
いてノズル８を形成してホルダー６側より送られ
てくるエアの噴出口とする。本例において接触子
１は球形である為、ワークの形状が小さく且つ測
定個所が浅溝等による小段差部である場合、正確
な測定ができないという難点がある。上記に対処
するため、第１図ロに示す接触子１′の形状、即
ち球体の一部を切欠き、平坦面を有する半球状に
形成する方法があるが、半球状の接触子１′がワ
ークとの接触時に発生する衝撃力やオーバートラ
ベルを吸収すべく引張バネ３を張架し、回転、移
動可能な構成となつている為、接触子１′がワー
クに接触して回転又は移動した時に図示のように
Ｘ度傾斜しても引張バネ３の力のみでは元の状態
に復元し難い欠点がある。その為測定毎に測定基
準が異なり、測定精度が悪くなるという欠陥を含
むものである。第１図ハは更に他の方法としてス
リーブ体４の先端に略フランジ状の接触子１″を
設けてボルト９により固定し、且つワークとの接
触時に発生する衝撃力を吸収する様にスリーブ体
４の適宜個所において、軸線に対して直角なスリ
ツト１０を複数個交互に削設した事により可撓性
を付与した例を示している。本例ハによれば前例
イ，ロのような接触子の傾斜はないが、スリーブ
体４に振動が発生する難点を有する。即ち刃物台
等に取付けた計測装置をNC制御によつてワーク
に近接させる際、第２図の振動線図で示す如く、
早送り区間Ｋにおいて先ず大きな振動を示し、次
に微動送り区間Ｌにおいて若干減衰するも振巾、
うねり共に大きく、実際に測定する区間Ｍにおい
ても振動による不安定性が残存しており、測定精
度上の難点を有している。即ち上記従来例はスリ
ーブ体に剛性を持たせると衝撃吸収力が不足し、
逆に剛性を少なくすると振動が大きくなるという
相反する矛盾点を含むものであつて、剛性を有し
つつ且つ振動の少ないタツチセンサを実現するこ
とが理想といえる。

本考案は上記に鑑み、従来の各種装置に存する
欠点をなくした接触形計測装置を得る事を目的と
するものであり、上記目的を達成する為に先端部
に接触子を嵌入固定せる支持筒の外周部適宜位置
に交互に穿設したスリツトと、上記スリツト内に
充填した弾性体材料と、支持筒の軸心に嵌挿した
エア供給用筒体と、支持筒表面を被覆する外装部
材を具備して成る事を特徴とする接触形計測装置
を得んとするものである。

第３図は本考案に係る接触形計測装置の一例を
示す縦断面図であり、図中１１はワークに接触し
て位置信号を得る接触子であり、第４ａ図の拡大
図に示すようにワーク１２に接する面部が軸線に
直角な平坦部として形成され、且つ外周端部１
１′が断面円形となり、外周端部１１′がワークの
小段差測定部Ｐに接触する。１３は逃げ溝を示
す。１４は接触子１１を嵌入固定する支持筒であ
り、その軸心に貫通孔１５が穿設され、支持筒１
４の外方より止めねじ１６，１６を用いて接触子
１１に固定されている。更に支持筒１４の外周部
適宜位置に、支持筒軸線を直角に横切る溝１７，
１７…が複数個交互に穿設してあり、該溝１７，
１７…内にシリコンゴム等から成る弾性体材料１
８，１８…を充填する。そのＣ−Ｃ断面図を第４
ｂ図に示す。１９は支持筒１４内の貫通孔１５に
挿嵌された樹脂等の筒体であり、後述するように
エアの供給路として機能する。更に支持筒１４の
外周表面に熱可塑性樹脂を用いた外装部材２０を
被覆する。又前記接触子１１の側面には切欠平面
部２１が削設してあり、接触子１１を支持筒１４
の貫通孔１５に嵌入した時、該貫通孔との間に空
隙部を設け、ワーク表面に対するエア吹出口とし
て機能する。支持体２２には絶縁体２３が嵌挿さ
れ、複数のボルト２４によつて固着してあり、ホ
ルダ２５は絶縁体２３に削設した孔２３ａに、支
持体２２に接触することなく嵌挿され、複数のボ
ルト２６を用いて固着してある。絶縁体２３はタ
ツチセンサに係る電流が、前記支持体２２を通つ
て機械系に漏洩することを防止し、接触子１１の
接触信号を有効に抽出する為に設けてある。ホル
ダ２５の後部端面の一部を突出し、該突出端面２
５ａに電極端子２７を小ねじ２７′で固定し、更
に突出端面２５ａにはリード線２８を通す孔２９
を削設した絶縁外蓋３０で被覆され、該絶縁外蓋
３０はボルト３１でホルダ２５に固着されてい
る。又支持体２２にはエア等流体供給口３２が穿
孔してあり、ホルダ２５の供給口２５ｂより吐出
口２５ｃに貫通路２５ｄが設けてあつて、流体が
前記貫通孔１５をへて接触子１１側に流通するよ
うに構成する。

上記実施例において支持筒１４の外方より不連
続的に穿設した溝１７，１７に代えて第５図に示
すように螺旋状連続体の溝１７′にしても良い。
第５図の実施例によれば計測接触方向は前記の実
施例にみられるごとく溝１７の開口方向に限定さ
れることはなく、径方向どの位置でも可能である
特徴を有する。

本考案に係る接触形計測装置の動作に関して以
下に説明する。第６図及び第７図において例えば
NC旋盤のチヤツク３３，３４に把持されたワー
ク３５，３６の側面に形成した小段差部の内径
Ｄ、外径D′を測定するに際し、NC指令で移動す
る刃物台の側面に固定した計測装置の先端部に位
置する接触子のスタート位置をＡ，Ｂとすると、
内径Ｄを測定する場合は第６図に示した如く接触
子がＡより○イ，○ロ，○ハ，○ニの順に４段階の動作
を
行い、一方外径D′を測定する場合は第７図に示
した如く、Ｂより○イ，○ロ，○ハ，○ニ，○ホ，○ヘ
，○ト，
○チ，○リの順に９段階の動作を行うことによつて操
作を完了する。夫々ワーク３５，３６に接触した
際に発生する電気的信号が図示しない制御系に送
られＤ，D′が自動的に算出し得る事は勿論であ
る。

本考案に係る計測装置をNC制御によつてワー
クに近接させた場合の振動線図を第８図に示す。
同図は第２図に示した振動線図と同一条件で測定
したものであり、非接触形変位計（うず電流方
式）を用いている。同図によればＫ区間、即ち接
触子がワーク近傍まで早送りで接近し、移動速度
が微動送りになるまでの状態の間、一部振巾の大
きな部分があるが、大旨安定しており、更にＬ区
間、即ち微動送りで更にワークに接近し、測定可
能位値に至る状態、及びＭ区間、即ち測定実施区
間（安定接触区間）の何れも、ほぼ安定し且つ振
巾の小さな振動線図が得られた。第２図に示した
従来の計測装置によつて得られた振動線図と比較
すれば振巾、うねりともに著しく改良されてお
り、それに伴つて測定精度が極めて向上している
事が理解されよう。

本考案は上述の如く支持筒の外周部適宜位置に
溝を設け、該溝内にシリコンゴム等弾性体材料を
充填した上、支持筒表面に対して熱可塑性樹脂等
外装部材を被覆した構造を特徴としており、上記
の構成とする事によつて適度な剛性を保持する一
方振動特性の良好な接触形計測装置を実現したも
のであり、いわば良好なたわみ特性を付与した事
を特長としている。測定時にはエア供給通路より
吹付用エアが送給されるので接触子及びワーク表
面を清浄に保つことができる。更に作業中に素材
の切粉又は塵挨の浮遊があつても、支持筒の外周
部を被覆する外装部材が遮蔽効果をもたらし、支
持筒内に異物が侵入する惧れがない。

溝は支持筒表面適宜位置に不連続的に設ける
か、又は螺旋状に連続的構成の何れでも良く、弾
性体材料もシリコンゴム、その他任意に選択した
弾性体を採用すれば良い。

以上詳細に説明した如く、本考案はワークに直
接接触して計測する接触形計測装置の改良に係
り、各種工作機械、NC旋盤その他に広く適用が
可能であり、実用的価値も大きく、且つ大きな効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロ，ハは従来のタツチセンサ例を示
す縦断面図、第２図は上記ハ例の振動線図、第３
図は本考案に係る接触形計測装置の実施例を示す
縦断面図、第４ａ図、第４ｂ図はその部分詳細断
面図、第５図は本考案の他の実施例を示す一部破
断側面図、第６図及び第７図は計測例を示す概略
図、第８図は本考案装置を用いた場合の振動線図
を示す。 １１……接触子、１２……ワーク、１３……逃
げ溝、１４……支持筒、１５……貫通孔、１６…
…止めねじ、１７……溝、１８……弾性体材料、
１９……筒体、２０……外装部材、２１……切欠
平面部、２２……支持体、２３……絶縁体、２５
……ホルダ、２７……電極端子、２８……リード
線、３０……絶縁外蓋、３２……流体供給口、３
３，３４……チヤツク、３５，３６……ワーク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測定物に接触して計測する接触形計測装置
   において、被測定物に接触する接触子と、該接
   触子を一端に嵌入固定し、外周部の適宜位置に
   溝を有する支持筒と、該支持筒の溝内に充填し
   た弾性体材料と、支持筒の軸心に嵌挿したエア
   供給用筒体と、支持筒外周部を被覆する外装部
   材とから成り、前記接触子が被測定物に接触し
   たとき、電気的導通をもつて測定位置信号とし
   たことを特徴とする接触形計測装置。 (2) 弾性体材料はシリコンゴムである実用新案登
   録請求の範囲第(1)項記載の接触形計測装置。 (3) 接触子の先端を軸線に直角な平担部として形
   成した実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の接
   触形計測装置。 (4) 溝は支持筒の外周部適宜位置に軸線を横切る
   方向に設けられ、軸線を挾んで対称的に交互で
   且つ不連続に形成した溝である実用新案登録請
   求の範囲第(1)項記載の接触形計測装置。 (5) 溝は支持筒の外周部適宜位置に螺旋状連続溝
   として形成した実用新案登録請求の範囲第(1)項
   記載の接触形計測装置。 (6) 接触子と支持筒間は、測定時被測定物に対し
   て吹付け洗浄するエア供給通路を設けて成る実
   用新案登録請求の範囲第(1)項記載の接触形計測
   装置。 (7) 支持筒表面を被覆する外装部材は、熱可塑性
   樹脂から成る実用新案登録請求の範囲第(1)項記
   載の接触形計測装置。