WO2004048884A1

WO2004048884A1 - タッチセンサ

Info

Publication number: WO2004048884A1
Application number: PCT/JP2003/014530
Authority: WO
Inventors: Yukihiro Asa
Original assignee: Asa Electronics Industry Co., Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2004-06-10
Also published as: US20050231195A1; CN100498203C; AU2003284400A1; JP2004174678A; EP1491851A4; JP3795008B2; EP1491851A1; CN1692267A; US7243439B2

Abstract

ホールＩＣを使用したタッチセンサを提供する。二枚の板バネ１６による平行リンクの片持梁機構１５で、固定側連結部材１８は、下側板バネ１６の中央を貴通させて台座２２に立設した支持ブロック２４に固定される。自由端側可動部２８は、アルミニウム薄板を折曲加工した軽量構成の連結部材１９で希土類磁石２５が接着される。固定側連結部材１８にホールＩＣ支持部材２０の弾性部分２０ａを固定し、リブ１７ａ付剛性部分２０ｂを調整ロッド３６で支持して自由端に設けたホールＩＣ２６の磁石２５との相対位置を微調整する。ホールＩＣ支持部材２０に片持弾性線材３８を固定して自由端３８ｂで可動部２８の自重を保持すると共にハウジング１２内面のブッシュ下面４０ａに当接させて、可動部２８の位置を安定させる。アンビル３４は０．５ｇｆ以下の軽負荷で作動し、磁石２５の０．１ｍｍ以下の微小変位をホールＩＣ２６が感知して信号灯１４を点灯する。

Description

夕ッチセンサ技術分野

本発明は、マシニングセン夕ゃジグポーラ等のコンピュータ制御による自動工作機械における刃物（バイト、ドリル等）の刃先が切り進む切削位置確明

認のために基準位置を設定して刃物の摩耗による加工寸法誤差を補正することを目的とした夕ツチセンサに係わり、より具体的には、極軽微な測定圧で

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極微細な変位（ミクロンないしサブミクロン）の感知を可能にする機構の構成に関する。背景技術

近年の I C産業界においては集積度が急激に加速して、工具も超硬からダィャモンドによる直径 0 . 1 mm以下のオーダのドリルの使用で、更に微細な精密孔加工が要求され、例えば 5〜 6層の積層プリント基板の 2〜4層をミクロンオーダで正確に深さ加工をすることが必要とされる。ドリルの回転数は毎分十数万回転に及び、当然刃先には摩耗が生じるから、作業テーブルと刃先の相対位置を一定に維持するためには、例えば百回の孔加工毎に刃先位置をチェックしなければならない。

夕ッチセンサは、上記工作機械の作業テーブル面から所定の高さを基準位置として常に刃物の先端を安定に維持する監視器具として使用されており、一般的には、ヒンジで回動自在に支持されたレバ一式ァクチユエ一夕の自由端が刃物に押動されると、その動きが摺動ピンに伝達されて、トグル機構などのスナップアクションにより電気接点を ONから O F Fに切換える機械的手段による。あるいは光学的手段を使用して、刃先が光ビームを直接遮断する信号出力で刃先の基準位置を検知し、刃先の摩耗による変動を補正している。

ところが、機械的手段による夕ツチセンサを作動させる接触荷重は、ァクチユエ一夕レバーを動かして接点をスナップアクションさせるのに伴う反作用による抵抗を受け、それを克服する大きさの付勢力として、例えば 1 0 0 〜3 0 0 g ίが要求される。従って、それだけの接触圧がないと正確で再現性の安定した基準位置の設定は得られない。一方、ダイヤモンドドリルによる直径 0 . 1 mm以下 0 . 0 1 mmオーダの加工は、上記のような接触荷重で夕ツチセンサを作動させると、ドリル自体が座屈で湾曲するため、ドリル先端の位置設定が不安定になって再現性が損なわれるから、極端に軽い接触圧の夕ツチセンサが要求される。

一方、光学的手段による刃物の直接的先端検知は、無接触で設定圧は不要であるが、刃先の形状変化に対する対応が困難で、再現性、不感帯、光量、温度変化に対する調整等、電子回路特性に依存する調整部分を多分に有するため取扱い上至便性に欠け、力り塵填に弱いことが難点となる。

そこで本発明の目的は、操作力としての接触荷重が 0 . 5 g f以下であつて、再現性感度または精度が ± 0. 5 z台で、自動工作機械の作業テープル面に着脱自在であり、しかも基準位置設定に対する取扱いが容易な夕ツチセンサの提供である。発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明に係わる夕ツチセンサは、台座 2 2 と一体的に構成される第 1連結部材 1 8と、前記第 1連結部材 1 8の両端部に対して一端側がそれぞれ固定され相互に平行になるように配された板パネ 1 6と、前記板パネ 1 6の他端側を相互に連結する第 2連結部材 1 9と、前記各板バネ 1 6側が磁極の一方となる態様で設置される磁石 2 5と、前記磁石 2 5の磁極方向と平行に各板パネ 1 6に取り付けられたパイプ 3 0と、前記磁石 2 5の磁極の境界近傍に位置し前記パイプ 3 0に外力が加わることに起因する前記磁石 2 5の変位を検知する検知手段 2 6とを具備し、前記各板パネ 1 6は、基端側が剛性を備える剛性部とされ、両端側が弾性を備える弹性部とされていることを特徴とする。

さらには、前記第 2連結部材 1 9側に作用する重力の影響を相殺する弾性体 3 8を具備する。

また、一端側が前記第 1連結部材 1 8に固定され、他端側に前記検知手段 2 6又は前記磁石 2 5が設けられており、前記一端側から他端側に向けて傾斜した支持部材 2 0と、前記支持部材 2 0と前記台座 2 2との距離を調整する調整部材 3 6とを具備するとともに、前記第 2連結部材 1 9に前記磁石 2 5又は前記検知手段 2 6が取り付けられている。

さらに、前記パイプ 3 0に外力が加わることに起因して変位する部分 1 6 , 1 9に孔を設ける。

さらにまた、前記パイプ 3 0の一端に前記外力を受ける硬質のアンビル 3 4を設ける。前記検知手段 2 6からの信号の出力の有無を報知する報知部材 1 4を具備する。

そして、前記台座 2 2の底面の少なくとも二力所にノック孔 2 2 eを設けた。

前記パイプ 3 0に、パイプ 3 0本体の変位を規制する規制部材 3 5を設ける、あるいは、前記パイプ 3 0は、その他端が、パイプ 3 0本体の変位を規制するように設けてある。

すなわち、本発明に係わる夕ツチセンサは、 0 . 5 g f以下の軽量負荷によるアンビルの平行変位と一体で変位する小形磁石の 0 . 1 mm以下の微小変位をホール I Cで検知して電気回路を開閉制御する。しかも、前記平行変位は基本的に同形の板パネの二重構造を構成要素とする平行リンクの片持梁機構によるものであって、前記板パネはいずれも躯体平面形状が長方形をなす中空の枠体で、四隅からそれぞれ長手方向に弹性腕を同一長さで平行に延在させた形状をポリイミド薄板で形成し、前記躯体と同形で中空枠体の長方形空間を画定する内周縁に沿ってリブを突設させたアルミニウム合金薄板を前記躯体に接着して、前記躯体部分を剛性体とした。

また、前記片持粱機構における固定端側の板パネ連結部材は、前記板パネの中空部分を貴通させて台座の中央部分に立設した支持ブロックに固着した。そして、前記片持梁機構における自由端側の板パネ連結部材は、アルミニゥム合金薄板の折曲げ加工で断面コ字形に形成して、さらに穿孔により軽量ィ匕し、前記コ字形の上下面を貫通させて前記板パネと垂直な小径管材をパイプとして接合すると共に、前記自由端側の連結部材における中央近傍の所定位置に前記小形磁石を固着する一方、前記固定端側連結部材に固設して延在させた支持部材の自由端にホール I Cを前記小形磁石に対向させて配置した。しかも、前記支持部材は、固設位置から前記台座に向けて傾斜する弾性変形を前記支持ブロックに螺儀した調整ロッドで阻止して、前記ホール I Cが前記小形磁石と対向する位置に強制変位させ、前記調整ロッドのネジ作用により軸線方向の微調整を可能にした。さらに、前記支持部材に信号灯を固設した。

また、前記片持梁機構全体を囲む成型ハウジングを設けて、前記台座の上面に、前記成型ハウジングの底部開口内面が密嵌する嵌合段部周壁を形成し、前記成型ハウジングには、上面に前記パイプを揷通する大径開口と、前記信号灯を視認可能にする透明カバー付窓を、そして側面に電線引出口を穿設し、前記大径開口の形成面には、外側に前記座金と対向する鍔付ボスを、そして内側に前記平行リンクの自由端に当接して位置決めするブッシュを固設した。その上、前記パイプとしての小径管材の外径に嵌合する大径管材に前記ァンビルと座金とを固着し、前記アンビルを前記パイプから嵌脱白在にすると共に前記座金で前記パイプの下方変位を規制した。さらに、前記平行板パネの自由端を前記ブッシュに当接させる位置決め部材として、前記平行リンクの固定端側と自由端側との間に弾性体を張設し、前記自由端側構成体に作用する重力の影響を相殺する方向に付勢して慣性移動を抑制した。また、前記台座には前記嵌合段部周壁より前記八ウジングの外部に張出する延在部分を設けると共に、底面の適当な少なくともこか所にノック孔を穿設した。本発明に係わる夕ツチセンサによれば、作業テーブル面から刃先の基準高さを設定するのに、ポリイミド薄板による平行板パネの片持梁の平行リンク機構で、刃先と接触するアンビルを平行移動させるようにし、且つ平行板バネの可動部をアルミニウム合金薄板と小径管材で軽量化したので、実質的に 0 . 3 g f以下の接触荷重で、殆ど刃吻に負荷を与えることなく、基準高さを設定することができる。

また、アンビルの平行移動に伴う磁石の移動をホール I Cで感知するようにしたので、 ± 0 . 5 以下の再現精度で変位を感知して刃先の初期位置設定を更新することができる。しかも、平行板バネは躯体を中空にして、この空間に片持梁固定端の支持プロックを貫通させて構成したので、夕ツチセンサ全体をコンパクトに纏めることができる。さらに、平行板バネ可動部の自重を片持の弹性線材で支持して、ハウジング内に固定したブッシュに当接させたので、構成がコンパクトになると共に、平行板パネ可動部を安定に保持することができる。

その上、ホール I C支持部材は弹性変位させた位置を調整ロッドで正常に保持するようにしたので、調整ロッドのネジ部を操作してホール I Cと磁石の相対位置を最適感度を示す位置に微調整することができる。また、アンビルはパイプから嵌脱白在にしたので、摩損や変形を生じた場合には容易に交換することができる。このような夕ツチセンサは、台座に穿設したノック孔により常に作業テーブルの所定位置に設置可能で、ハウジング外部に張出させた延在部分に適当な締金を係合させてポルトによって簡単に固定することができる。

さらに、アンビルと一体に固定した座金がハウジング上面に固定した鍔付ボスに当接してアンビルの移動範囲を制限し、また、ホール I Cの動作を信号灯によって視認できるようにしたので、平行板パネの弾性限界を超える過度の変形を防止することができる。しかも、可動部の磁石と感知部のホール

I Cとは無接触であり、平行リンクの関節が板パネであるので摩擦がなく、摩耗による劣化は生じない。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明に係わる夕ツチセンサの一実施例を示す（a) は側面図、 ( b ) は（a ) の B— B線に沿った断面図である。

図 2は、本発明に係わる夕ツチセンサにおける平行リンクを構成する板パネの図示で（a) は平面図、（b) は（a) の B— B線に沿った断面図、 ( c ) は（b ) の記号 Cを付して丸で囲んだ部分の拡大図である。

図 3は、図 1 ( a) の III— III線に沿った底面図である。

図 4 は、図 1のハウジングを外して一部を分解して示した斜視図である。図 5は、本発明に係わる夕ツチセンサにおけるハウジングおよび信号灯を取り除いて示した動作説明図である。

図 6は、本発明に係わる夕ツチセンサにおける二枚の平行板バネによる片持梁機構の説明図で（a) は実施例の部分図、（b) は模式図である。

図 7は、本発明に係わる夕ツチセンサにおけるホール I Cと磁石との関係を拡大図示した側面図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明に係わる夕ツチセンサの実施の形態を図面に基づいて説明する。図 1は、本発明に係わる夕ツチセンサ 1 0の一実施例を示すもので、 ( a ) は側面の断面図、（b ) は（a ) の B— B線に沿った断面図である。図 2は、同一形状寸法で互いに鏡像対称に対向させて構成する二枚の同形の平行板パネ 1 6のうちの一つを示す平面図で、（b ) は（a) の B— B線に沿った断面図で、（c ) は（b) の記号 Cを付して丸で囲んだ部分の拡大図示である。また図 3は、図 1 ( a ) の III— III線に沿った底面図である。さらに図 4は、図 1の斜視図で、一部を分解して示したものである。そして図 5は図 1の夕ツチセンサ 10からハウジング 12および信号灯 14を取り除いて示した動作説明図である。ただし、図示は全て板厚が誇張されている。図 1において、夕ツチセンサ 10の主要部材である片持梁機構 15は、二枚の同形の板パネ 16， 16で構成する一種の平行リンク機構（図 6 (b) 参照）で、図 2 (a) に平面図で示すように板パネ 16は長方形の中空枠体を躯体 16 aとして四隅からそれぞれ長手方向に、弹性部であるところの弹性腕 16 bを平行に延在させた形状の部材がポリイミド薄板（板厚約 75 i m) で形成される。さらに、剛性部であるところのアルミニウム合金薄板 1 7を躯体 16 aと同一の中空枠体平面形状に成型して内周縁に沿ってバ一リングで切り起こしたリブ 17 aを突設し、各板バネ躯体 16 aに整合させて接着する（図 2 (b), (c) 参照)。これにより各板パネ 16の躯体 16 a は剛性を有する構造体となって、各弾性腕 16 b部分だけが可動部として機能する。このように構成された二枚の同形の板パネ 16， 16は、上下横方向に適当な距離で平行に離間され、鏡像対称に対向させて各板パネ 16に垂直な剛性体の連結部材 18， 19でそれぞれの両端が結合される。

図 6 (a) に示した片持梁機構 15において、平行板パネ 16, 16の自由端における上下変位は、躯体 16 aから延在する四本の弹性腕 16 bの湾曲によって行われる。すなわち、図 6 (b) に模式図で示す四本の剛性棒体 a, b， c， dによる平行リンク機構は、図 6 (a) と等価で、図 6 (b) における関節 kが図 6 (a) において二点鎖線の丸で囲んだ弹性腕 16 bに相当する。図 6 (b) の平行リンク構成体では、自由端 cの上下移動により、関節 kを構成する軸と軸受との間に回転摩擦が発生するが、弾性腕 16 bでは上下移動が弾性変形に吸収されて摩擦は生じないから、摩擦による負荷変動や摩擦損失および摩耗は生じない。

片持梁機構 15における平行板パネ 16の固定端側連結部材 18は、装着して使用する加工機械の膨張係数に近似させることを考慮して、鉄系材料の成型プロックが望ましいが、使用目的に応じてアルミニゥム合金や合成樹脂により軽量化を図ってもよい。固定端側連結部材 1 8は、中央台座 1 8 aの両側に平行板パネ 1 6の弹性腕 1 6 bの端末をネジ結合で固定する取付面を上面 1 8 bと下面 1 8 cに備えた二本の支柱 1 8 d， 1 8 dが延在する。二本の支柱 1 8 d， 1 8 dは、中央台座 1 8 aの座面 1 8 eより上方の延在部分を十分長く形成して、座面 1 8 eは後述するホール I C支持部材 2 0の取付座とする（図 1 (b ) 参照)。

上記と同様の理由で形成した鉄系成型台座 2 2の上面に突設された取付座 2 2 aに下面からネジ結合で鉄系成型支持ブロック 2 4が固定される（図 1 および図 3参照)。支持プロック 2 4は、図 5に示すように、取付座 2 2 a からの直立部分 2 4 aが、下側に位置する平行板パネ 1 6に形成された中空の長方形空間を貫通した後、上下平行板パネ 1 6 , 1 6の双方から離間する中間位置を取付座 2 2 aと平行に横梁 2 4 bが延在する。横梁 2 4 bは、固定端側連結部材 1 8の中央台座 1 8 aに穿設された貴通孔 1 8 f に嵌入させて、平行板バネ 1 6の固定面となる支柱 1 8 dの上下面 1 8 b , 1 8 cを取付座 2 2 aと平行に固設する。この状態において、片持梁機構 1 5における自由端側は、上下二枚の平行板パネ 1 6の弾性腕 1 6 bの弾性力が重力 mの作用と釣合う位置に弾性変形して支持される（図 6 ( a) 参照)。

図 4の斜視図に示されるように、片持梁機構 1 5における平行板パネ 1 6 の自由端側連結部材 1 9は、軽量化を要するためにアルミニウム合金薄板の上下を外向きに折曲げ加工して、上下平行板パネ 1 6それぞれの弾性腕 1 6 bの自由端末に接合する。すなわち、自由端側連結部材 1 9は、平行な上下二面 1 9 a， 1 9 bを備える断面コ字形の構造体を形成することによって剛性を付与し、さらに軽量ィ匕のために適当な形状の空孔 1 9 c , 1 9 dを垂直面部 1 9 eに穿設する。垂直面部 1 9 eには、直方体に成型された小形の希土類磁石 2 5の上面側を S極とする外形に整合させたポケット 1 9 f を切り欠き、下辺を直角に折曲げて切り起こした座面 1 9 gに磁石 2 5を接着して、 S N極を上下に備えた面 2 5 aをポケッ卜 1 9 fから内側に設置したホール I C支持部材 2 0の自由端に固装したホール I C 2 6の感知面 2 6 aに臨ませる。

図 4の斜視図において、平行板バネ 1 6の自由端側弹性腕 1 6 bそれぞれの自由端端末部分に穿設したノック孔 1 6 cと自由端側連結部材 1 9の上面 1 9 aと下面 1 9 bの両端にそれぞれ穿設したノック孔 1 9 hとで位置決めが行われ、上下自由端側弾性腕 1 6 bの自由端端末部分に自由端側連結部材 1 9の上面 1 9 aと下面 1 9 bが接着される。これにより、上下二枚の平行板パネ 1 6の自由端は連結部材 1 9で連結され、片持粱機構 1 5の可動部 2 8が形成される。

可動部 2 8には自由端側連結部材 1 9の上面 1 9 aと下面 1 9 bの中央部分を貴通させて、成型台座 2 2の取付座 2 2 aに対して垂直なパイプ 3 0が接着される。可動部 2 8を軽量化するために、パイプ 3 0としては、ステンレス細管が好適であり、内部を空洞として、連結部材 1 9側の軽量化を図つている。パイプ 3 0の上端は、後述するハウジング 1 2より突出する長さで、作業テーブル面 Fからの基準高さ Hの設定に係わる。

さらに、パイプ 3 0の上面には計測対象の刃先（図示省略）と直接接触して基準高さを確定する平坦な接触面 3 2を提供するために、純アルミニウムで形成して表面にサファイア、ルビー、ダイヤモンドなどの高硬度材を施したアンビル 3 4が着脱自在に装着される。すなわちアンビル 3 4は、パイプ 3 0を形成するステンレス細管の外径に摺動可能に嵌合する大径のステンレス細管スリーブ 3 4 aに、ストツバとして機能する座金 3 5と共に接着して構成される。またパイプ 3 0の下端は、ストッパとして成型台座 2 2の上面からの離間距離を設定して可動部 2 8の下方移動範囲を制限してもよい。図 5に示されるようにホール I C支持部材 2 0は、固定端側連結部材中央台座 1 8 aの座面 1 8 eに端末部分が固定される弾性部分 2 0 aと、長手方向に沿った両線を下方に折曲げて構造体を成形した剛性部分 2 0 bと、自由端を下方に折曲げて形成したホール I C 2 6の接着座 2 0 cとを備える。弹性部分 2 0 aは強制変形されて、剛性部分 2 0 bを図中二点鎖線で示すように予め下方に向けて僅かな角度（例えば 4 0 ) で傾斜させた状態で中央台座 1 8 aの座面 1 8 eに固定される。

一方、この僅かに傾斜するホール I C支持部材 2 0の剛性部分 2 0 bを、支持ブロック直立部分 2 4 a上面の適当位置に螺嵌した調整ロッド 3 6の上端 3 6 aで支持してほぼ水平位置まで持ち上げ、ホール I C感知面 2 6 aを磁石 2 5の磁束に感応する領域内に移動する。調整口ッド 3 6のネジ作用による軸方向の上下移動により、ホール I C 2 6の最適作動位置を微細に調整することができる。ホール I C 2 6の位置調整終了後、支持プロック 2 4を台座 2 2に固定すると、調整口ッド 3 6の軸方向移動を操作する頭部 3 6 b は台座 2 2に隠れて、外部からは操作不能となるので、一旦調整されたホール I C 2 6の適性位置が故意に変更されることは防止される。さらに、図 1 および図 4に示されるようにホール I C支持部材 2 0に発光ダイオードによる信号灯 1 4を固設して、ホール I C 2 6が予め設定されたしきい値の磁位に感応して発する作動信号を信号灯 1 4の点灯でも視認可能にしている。さらに、図 4および図 5に明瞭に図示されるように、片持梁機構 1 5において、平行板パネ 1 6における連結部材 1 9、磁石 2 5、パイプ 3 0、アンピル 3 4および座金 3 5を含む可動部 2 8の重量 m (矢印）による自然の下方変位量を補償する二本の弾性線材 3 8 (自然の形状を二点鎖線で示す直径 0 . 1 mmのステンレススプリング線材）が基端 3 8 aをホール I C支持部材 2 0に固設して自由端 3 8 bを撓め、連結部材 1 9の上面 1 9 aの直下で弹性線材 3 8の延長線上に対応させて穿設した二個の透孔 1 9 i , 1 9 iに挿通して上向きの付勢力 t (矢印）を付与する。付勢力 tは重量 mより僅かに大きく、連結部材 1 9の上面 1 9 aは、ハウジング 1 2の内面に固設したブッシュ 4 0の下面 4 0 aに軽く圧接される。これにより、平行板パネ 1 6 をほぼ水平で安定に保持すると共に、磁石 2 5の高さ方向の位置を一定に設定することができる。

再び図 1に基づき、片持梁機構 1 5の全体を囲む成型ハウジング 1 2について説明する。成型ハウジング 1 2は上面 1 2 aに信号灯 1 4が視認可能な透明カバー付窓 4 1とパイプ 3 0を位置決め調整可能に揷通する大径開口 4 2が形成される。大径開口 4 2の外側には、ァンビル 3 4付属の座金 3 5と対向する鍔付ボス 4 3を接着して、座金 3 5とボス 4 3 aとの当接によりァンビル 3 4の下方移動範囲を制限する。また、大径開口 4 2の内側には、ブッシュ 4 0を固設してパイプ 3 0を遊嵌し、可動部 2 8すなわち磁石 2 5の移動範囲の上限を規制してアンビル 3 4の基準位置を設定する。

また、片持梁機構 1 5の固定端側連結部材 1 8に面する成型ハウジング 1 2の側壁 1 2 bにはゴムキャップ 4 4付電線引出口 4 5が設けられる。さらに、成型ハウジング 1 2を囲む側壁外周面 1 2 cは成型台座 2 2の外周縁 2 2 bと同一面に整合する。そして、成型台座 2 2の外周縁 2 2 bより内側に、嵌合段部周壁 2 2 cが形成され、成型ハウジング 1 2の底部開口に形成された嵌合内面 1 2 dが密嵌する。

成型台座 2 2の下面 2 2 dには、図 3に示すように、成型支持ブロック 2 4をポルト結合するポルト 2 4 cの頭部を沈めるザグリ孔および位置決め用のノック孔 2 2 eが穿設される。さらに、台座 2 2の外周縁 2 2 bの一部には、嵌合段部周壁 2 2 cから成型ハウジングの側壁外周面 1 2 cの外部に張出する延在部分 2 2 fが形成されて、図 1 (b) および図 4に示されるような締金 4 6と係合し、上面に穿設したポルト孔 4 6 aからポルト 4 7を揷通して、作業テーブル面 Fに螺刻したネジ孔 4 8に螺着し、夕ツチセンサ 1 0 を作業テーブル面 Fに固定する。

次に、本発明に係わる夕ツチセンサ 1 0の動作について説明する。コンビユー夕制御によるマシニングセン夕ゃジグポーラ等の工作機械の作業テーブルの適当な位置に、ドリルの刃先の基準高さを設定するプロックゲージの代わりに夕ツチセンサ 1 0を設置する。このため、常に同じ位置に設置できるように作業テ一ブル F上の設置位置にノックピン 4 9が植設され、ネジ孔 4 8が螺刻される。

タツチセンサ 1 0の成型台座 2 2の下面 2 2 dに穿設された位置決め用ノック孔 2 2 eを、作業テーブル F上に植設したノックピン 4 9と係合し、図 1および図 4に示されるように、成型ハウジング 1 2の側壁外周面 1 2じょり外部に張出する成型台座 2 2の延在部分 2 2 f に締金 4 6を係合し、ポルト 4 7を締金上面に穿設したポルト孔 4 6 aに挿通して作業テ一ブル F上のネジ孔 4 8に螺着する。ポルト 4 7を締め付けて締金 4 6で台座 2 2の延在部分 2 2 f を作業テーブル Fに押圧し、夕ツチセンサ 1 0を定位置に固定する。

作業テーブル Fの面からアンビル 3 4の上面の基準高さ Hが自動的に設定される。例えば精密孔加工において、図示しないドリルを加工位置からタツチセンサ 1 0のアンビル 3 4の中心軸線直上位置に移動する。ドリルを徐々に下降してドリル先端をアンビル 3 4の接触面（基準面） 3 2に接触させ、パイプ 3 0を下方に向けて押動する。片持梁機構 1 5の可動部 2 8重量は、平行板パネ 1 6と補償弾性線材 3 8の合成付勢力とほとんど平衡状態にあり、ドリル刃先がアンビル 3 4を介して可動部 2 8を下方に変位させる負荷は 0 . 5 g f以下にすることができるので、ドリルが座屈変形する懸念は払拭される。

図 7に拡大図示されるように、可動部 2 8を構成する自由端側連結部材 1 9に固設された磁石 2 5の S N極を上下に備えた面 2 5 aは、磁石 2 5の磁界 Mの領域内における近接位置でホール I C感知面 2 6 aに対向する。磁石 2 5が形成する磁場は両磁極 S， Nから等距離で磁石 2 5の軸と直角に交わる面 VOで磁位が 0となり、両磁極に向けて磁力が次第に強くなる。ところで、面 VOの近傍においては、等磁位面が殆ど平行に分布するから、磁石の S N面 2 5 aとホール I C感知面 2 6 aとの距離の変動による磁力の影響は無視できる。従って、磁石の S N面 2 5 aとホール I C感知面 2 6 aとの間隔が十分に近接させてあれば正確な微細調整は不要となる。

そこでホール I C 2 6は、磁力に感応するしきい値を例えば S極側の 2 0 ガウス（S20G) に設定されており、パイプ 3 0と一体の連結部材 1 9と共に下降する磁石 2 5の 2 0ガウス等磁位面—V20が、例えば感知面 2 6 a における点 Pを通過する瞬間、ホール I C 2 6は接続された電気回路（図示省略）に閉成信号を伝達する。この信号を受けて工作機械のコンピュータは、基準位置の初期設定を更新する。一方、発光ダイオードの信号灯 1 4もこの信号を受けて点灯 Z点滅し、刃先が基準位置に達したことを報知する。この作業により、常に、刃先の摩耗を監視して補正することができ、孔加工の深さに対する再現精度を ± 0 . 5 以下に抑えることが可能になる。電気回路は公知であるので、説明を省略する。

以上、本発明に係わる夕ツチセンサの一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や構成等について、本発明の構成要件から逸脱しない範囲で、細部に関する多様な変更や部品の再構成等の改変をなし得ることが予期される。例えば、アンビル 3 4と一体に設けた座金 3 5と鍔付ボス 4 3の間を薄い軟質ゴムのベローズで密に覆うことにより、防滴機能を付加することができる。また、可動部 2 8 の重量 mを相殺する弹性線材 3 8は、引張コイルパネ、圧縮コイルパネ、 ) ネ線又はピアノ線に代えることが可能であるし、それらの材料も、ベリリウム銅あるいは燐青銅弹とすることも可能であるし、上部から板パネ 1 6を吊り下げる、あるいは下部から板パネ 1 6を押し上げるという態様で弹性線材 3 8を備えてもよい。また、性線材 3 8を備えることに代えて、連結部材 1 8から連結部材 1 9側に向けて板パネ 1 6が高くなるように傾けて設置し、板パネ 1 6，連結部材 1 9等の自重が作用することで板パネ 1 6が水平になるようにしてもよい。

さらには、ホール I C 2 6に代えて磁気抵抗センサなどの磁気感応半導体を採用したり、弾性腕 1 6 cの材料をポリイミドに代えてポリエステルゃフィルム状の金属などの可撓性を有する材料を採用したりすることもできる。また、アルミニウム合金板 1 7は、材料として例えばステンレスを用いてもよく、形状は板状でなくてもよい。また、磁石 2 5とホール I C 2 6との設置位置を相互に交換してもよい。この場合、ホール I C 2 6からの閉成信号は無線信号とすると、連結部材 1 9側の軽量化が図れるので好ましい。

さらにまた、スピーカ等を備えておき、閉成信号を受けて信号灯 1 4を点灯するとともに、又は点灯するのに代えて、このスピーカから閉成信号を受けたことを示す音を出力するようにするなど、他の報知手段を用いて閉成信号を受けたことを報知するようにしてもよい。

産業上の利用可能性

本発明は、マシニングセンタゃジグポーラ等のコンピュータ制御による自動工作機械における刃物（バイト、ドリル等）の刃先が切り進む切削位置確認に用いることができる。

Claims

請求の範囲台座と一体的に構成される第 1連結部材と、

前記第 1連結部材の両端部に対して一端側がそれぞれ固定され相互に平行になるように配された板パネと、

前記板パネの他端側を相互に連結する第 2連結部材と、

前記各板バネ側が磁極の一方となる態様で設置される磁石と、前記磁石の磁極方向と平行に各板パネに取り付けられたパイプと、前記磁石の磁極の境界近傍に位置し前記パイプに外力が加わることに起因する前記磁石の変位を検知する検知手段とを具備し、

前記各板パネは、基端側が剛性を備える剛性部とされ、両端側が弹性を備える弹性部とされていることを特徴とする夕ツチセンサ。前記第 2連結部材側に作用する重力の影響を相殺する弾性体を具備することを特徴とする請求項 1記載の夕ツチセンサ。一端側が前記第 1連結部材に固定され、他端側に前記検知手段又は前記磁石が設けられており、前記一端側から他端側に向けて傾斜した支持部材と、

前記支持部材と前記台座との距離を調整する調整部材とを具備するとともに、

前記第 2連結部材に前記磁石又は前記検知手段が取り付けられていることを特徴とする請求項 1又は 2記載のタツチセンサ。前記パイプに外力が加わることに起因して変位する部分に孔を設けることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか記載の夕ツチセンサ。

5. 前記パイプの一端に前記外力を受ける硬質のアンビルを設けることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか記載の夕ツチセンサ。

6. 前記検知手段からの信号の出力の有無を報知する報知部材を具備することを特徴とする請求項 1力、ら 5のいずれか記載の夕ツチセンサ。 7. 前記台座の底面の少なくとも二力所にノック孔を設けたことを特徴とする請求項 1力 ^ら 6のいずれか記載の夕ッチセンサ。

8. 前記パイプに、パイプ本体の変位を規制する規制部材を設けることを特徴とする請求項 1力、ら 7のいずれか記載の夕ツチセンサ。

9. 前記パイプは、その他端が、パイプ本体の変位を規制するように設けてあることを特徴とする請求項 1から 7のいずれか記載の夕ッチセンサ。