JPS63188709A - 位置検出器 - Google Patents

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− この発明は、３次元空間内に置かれた物体表面の位置を
検出針を接触させることにより検出する位置検出器に関
するもので、構造が簡単で極めて復元精度の高い位置検
出器を提供しようとするものである。

一従来の技術− この種検出器の検出針の支持構造としては、正三角形の
各頂点位置に配置した３組の支持対で検出針を安定位置
に支持する構造のものが広く実用されているが、該構造
のものは、検出器のハウジングが径大になる欠点がある
。

この欠点を有しない検出器として、例えば特公昭５８−
１７４０２号公報に掲載された構造が公知であり、以下
、第３図に基づき該公知の位置検出器について説明する
。ここに開示された位置検出器３０は、大半にわたって
Ｖ字形ａ３２を形成したほぼ円柱状の絶縁体３３を筒状
のハウジング３１に装填したもので、該Ｖ字形溝３２の
溝面３４に一対のニードルローラ３５．３５からなる支
持対の２組を離隔した位置に配置して検出針４１を備え
た遊動杆３７を支持すると共に、他の一本のニードルロ
ーラ３６を遊動杆３７の軸線Ｐと４５度の角度をなすよ
うに絶縁体３３の終端３８に固着している。更に、基端
をハウジング３１に固着したヘアピンばね３９を設けて
該ばね３９の先端を遊動杆３７の直径方向に穿設された
透孔４０に挿通し、ばね３９で遊動杆３７をニードルロ
ーラ３５．３５．３６に向けて付勢して、遊動杆と一体
に設けた検出針４１を所定の安定位置に支持している。

このような位置検出器３０は、その検出針４１を被測定
物４２に接触させると、被測定部材４２からの反力によ
り検出針４１と一体に設けられた遊動杆３７が変位し、
遊動杆３７が■字形溝３２の溝面に設けられたニードル
ローラ３５の少なくとも１つから離れ、ニードルローラ
３５と遊動杆３７との接触部を介して閉成されている電
気回路が開成され、該回路に接続されているＬＥＤが消
煙することにより、安定位置からの遊動杆３７の変位、
即ち検出針４１の被測定物４２に対する接触を検出する
ものである。

一発明が解決しようとする問題点− 然し上記位置検出器３０は、遊動杆をＸ及び２方向（第
３図）の両方向に付勢するヘアピンばね３９と遊動杆を
支持するニードルローラ３５．３６とにより遊動杆３７
をハウジング３１の安定位置に支持しようとするもので
あるから、検出針の高い復元精度が保証されないという
問題がある。

即ち、遊動杆の透孔４０にヘアピンばね３９の先端をガ
タなく取りつけることは技術的に困難であり、このため
遊動杆か変位するたびに検出針４１が僅かに回動する虞
があり、また、遊動杆が繰り返し変位する間にニードル
ローラ３５の位置が変動する虞があり、これらが検出針
４１の復元精度を低下させる問題がある。

本発明は、上記問題点を解決して、極めて復元精度が高
くしかも簡単な構造の位置検出器を提供することを目的
としている。

一問題点を解決するための手段一 本発明の検出器は、遊動杆を支持する２組の支持対の一
方を３点接触構造とし、更に遊動杆の軸回りの回動を弾
性的に規制したことを特徴とするものである。

以下、図面に付した符号を用いて説明すると、本発明は
、ハウジング１から伸びる検出針２の先端を被測定物４
２に接触させて被測定物４２の位置ないし表面形状を計
測する位置検出器に関するものである。

位置検出器２９のハウジング１内には、検出針２の軸方
向に離隔した位置に２個の支持対７．８が配設されてい
る。該支持対７．８は、一端に検出針２を設けた円柱形
の遊動杆３を支持している。

一方の支持対７は、球面体１１とこの球面体と３点で接
触する受座９との対で構成され、他方の支持対８は、■
溝を備えた受け部材１３と杆３との対で構成されている
。遊動杆３は、支持対７と８との間に設けたバネ１６に
より支持対７．８側に向けて付勢されてハウジング１内
の安定位置に弾圧支持されている。更にこの遊動杆３に
は略直角方向に延びる分岐杆４が植立されており、この
分岐杆４の先端がバネ１７で付勢されてハウジングｌに
設けた不動部材１９に当接している。従って、遊動杆３
と実質上一体に設けられた検出針２は、軸方向の回動を
バネ１７と不動部材１９とで規制された状態で、支持対
７．８に変位かつ復元可能に支持されている。

更に、２個の支持対７．８の略中夫の位置に退避可能な
接点を有するスイッチ２０を遊動杆３と僅かな間隙を隔
てて設け、該スイッチで遊動杆の変位を検出する構造と
することができる。

−作用一 本発明の位置検出器２９を用いて被測定物のイ装置を検
出するには、ハウジング１を工作機械の伊えば工具軸に
装着し、加工テーブル上の被測定物４２に向けて移動さ
せ、検出針２を被測定物４２に接触させる。被測定物４
２に検出針２が接触すると、被測定物４２により押動さ
せられた検出針２は、遊動杆３を支持対７．８から離隔
する方庶に変位させ、遊動杆３と僅かに離隔させたスイ
ッチ２０の接点２５とが接触し、ＬＥＤ２１（第２図）
を直列接続した電気回路が閉成され、Ｌ　Ｅ　Ｄ２１が
点灯して該検出針の接触を検知することガできる。従っ
てその位置を読み取ることにより、加工テーブル上の被
測定物４２の位置を正確に検出することができる。

位置検出器２９の操作中には、検出針２に３次元空間に
おけるいろいろな方向からの反力が作用することとなる
が、例えば第１図のＸ方向の力に対しては支持対７を支
点として遊動杆の後端１４が上動し、Ｘと反対方向の力
では支持対８を支点として支持対７の球面体１１が上動
して該反力を緩和する。Ｘ方向およびその反対方向の力
に対しては支持対８を支点にして遊動杆３が左右に揺動
し、支持対７の球面体１１が３点接触の受座９の凹所か
ら斜めに上動して該反力を緩和する。また２方向および
その反対方向の反力に対しては遊動杆の球面体１１が受
座９の凹所から軸方向斜めに上動してこれを緩和する。

このように、検出針２に作用する反力によって遊動杆３
は支持対７．８上で変位するが、遊動杆３はその反対側
からバネ１６で付勢されているので、反力が消滅すれば
該バネ１６が作用して遊動杆の球面体１１を受座９の凹
所に移動させて、遊動杆３をハウジング内の安定位置に
確実に復帰させる。更にこのような支持構造であると、
どの方向からの反力が作用しても遊動杆３は上方に変位
することになるので、２つの支持対７．８の中間位置に
スイッチ２０を設置しておけば、安定位置からの検出針
２の総ての方向の変位、即ち被測定物４２と検出針２と
のあらゆる方向からげ接触を検出することができる。

−実施例− 第１図および第２図は本発明の一実施例を示したもので
、第１図は内部構造を模式的に示す斜視図、第２図は接
点構造を示す断面図である。

図中、鎖線で示す１は円筒状のハウジング、２は該ハウ
ジングから伸びている検出針、３は半径方向に突出した
分岐杆４を有する円柱形の遊動杆であり、該遊動杆の先
端Ｓに繋ぎ部材６により検出針２が固着されている。７
．８はハウジング内に当該遊動杆３を安定位置に支持し
ている支持対であり、一方の支持対７は、正三角形の各
頂点の位置に固設された３個のボール１８からなる受座
９と該受座の凹所に係合する球面体１１とからなり、他
方の支持対８は、２本のローラ１２で■溝を形成した受
け部材１３と遊動杆３自身とからなっている。２本のロ
ーラ１２の代わりに２個のボールで■溝を形成してもよ
い。支持対７の球面体１１は遊動杆３に固着されており
、該球面体１１を受座９の凹所に係合させると共に遊動
杆３の後端１４を受け部材１３のＶ溝に嵌入して、前記
遊動杆３の安定な静止位置を画定している。１６は遊動
杆３をその背面から支持対７．８に向けて付勢している
コイルバネ、１７は分岐杆４をハウジング１に設けた平
板状の不動部材１９に向けて付勢しているコイルバネ、
２０はスイッチ、２１はＬＥＤである。

スイッチ２０は、ハウジング１に設けられた横架材２２
に螺着されたテーパ孔２４を有するブロック２３と該テ
ーパ孔２４に嵌入された円錐形の接点２５とにより構成
され、常態にお”いて該接点２５は圧縮バネ２６により
突出方向に付勢されている。接点２５はブロック２３に
接続された導線２７を介して電池およびＬＥＤ２１に接
続されており、ＬＥＤ２１に接続された他方の導線２８
は遊動杆３に接続されている。スイッチ２０は、遊動杆
３の背面に僅かな間隙を隔てて設置されており、この間
隙は、ブロック２３を螺進させて調整することができる
。

安定位置にある遊動杆３は、接点２５と接触していない
のでＬＥＤ２１は消煙しでおり、検出針２の接触により
遊動杆３が上方に変位して接点２５に接触したときにＬ
ＥＤ２１が点灯する。スイッチ２０は、２つの支持対７
．８の中間位置に設けておくことにより、あらゆる方向
からの外力による遊動杆３の僅かな変位、即ち検出針２
と被測定物４２との接触を検知できる。そして、検出後
に反力が取り除かれれば支持対７．８とバネ１６の協働
動作により遊動杆３はもとの安定位置に極めて正確に復
帰する。

一発明の効果− 以上のように、本発明に係る位置検出器は、被測定物の
位置を検出する際に検出針に作用する３次元空間におけ
る総ての方向の反力を緩和する方向に検出針が変位可能
であり、しかも、検出針が回動したり支持対が移動した
りすることがなく、支持対の摩擦抵抗による復帰位置の
誤差も生じないから、反力が消滅したときの検出針の復
帰精度をきわめて高くすることができ、構造もきわめて
簡単にできるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る位置検出器の要部構造の斜視図、
第２図は遊動杆の変位を検出するスイッチの断面図、第
３図は従来の位置検出器の要部断面斜視図である。 図中、 １：ハウジング　　　　　２：検出針 ３：遊動杆　　　　　　　４：分岐杆 ７．８：支持対　　　　　　９：３点接触の受座１１：
球面体　　　　　　　１３：Ｖ形の受け部材１６．１７
　　：バネ　　　　　　１９：不動部材２０：スイッチ
　　　　　　　２１：ＬＥＤ２５：接点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング（１）から伸びる検出針（２）の先端
   を被測定物（４２）に接触させて該被測定物の位置ない
   し表面形状を計測する位置検出器において、前記検出針
   の軸方向に沿う相互に離隔した位置に２組の支持対（７
   ）、（８）が配設され、円柱形の遊動杆（３）が該支持
   対を介してハウジング（１）に支持されて前記検出針は
   該遊動杆の一端に固設されており、前記支持対の一方（
   ７）は球面体（１１）と該球面体を３点で支持する受座
   （９）との対で構成され、他方（８）はＶ溝を備えた受
   け部材（１３）と検出針の軸方向に延びる杆（３）との
   対で構成されており、該支持対を互いに係合させる方向
   に前記遊動杆を付勢してハウジング内の安定位置に弾圧
   支持すると共に、前記遊動杆には略直角に延びる分岐杆
   （４）が植設されて該分岐杆の先端はハウジングに形成
   した不動部材（１９）に弾圧されており、前記検出針は
   回動を弾力的に制限された状態で変位可能かつ安定位置
   に復元可能に支持されている、位置検出器。
2. （２）前記２組の支持対の間の該支持対と反対側の位置
   に前記遊動杆と僅かな間隙をもたせて退避可能な接点（
   ２５）を有するスイッチ（２０）が設けられている、特
   許請求の範囲第１項記載の位置検出器。