JPH0443764Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は種々の工作機械に使用される計測用タ
ツチセンサーに関する。

（技術背景） 従来、例えばNC（数値制御）工作機械等の主
軸に同軸状に計測用タツチセンサーを装着し、
NC加工物テーブルを移動させながら該テーブル
に固定された加工物の表面に上記タツチセンサー
の先端部を接触させ、この接触を電気的手段によ
り検出して、例えば工作機械の主軸の軸心と加工
体の基準面部間距離とか、加工体の各部位間の間
隔等の寸法計測を行うことが知られている。

上記従来技術の一例として、例えば本考案の出
願人が実願昭58−172545号（出願日昭和58年11月
７日）に開示した計測用タツチセンサーがある。
この先行技術を第１図及び第２図とともに説明す
る。

第１図及び第２図において、１１は加工物テー
ブル、１２は支持アーム、１３は工作機械本体部
であり、該加工物テーブル１１に金属加工物Ｗを
載置して固定される。上記テーブル１１は水平方
向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に移動
自在とされる。機械本体部１３の工具主軸１５
に、公知の工具取り付け方法と同様の方法でによ
り同軸状にタツチセンサー１６が着脱可能とされ
る。

タツチセンサー１６は、第２図に示すように金
属製円筒形心出しバー１７を有し、該バー１７の
一端部に導電性中空柄部材１８が形成される一
方、他端の先端部に球体を所定位置に支持する環
状座部２４が形成されている。上記柄部材１８の
内部に電池２２が配置され、該柄部材１８の内部
底面が電池２２の一方の電極、例えば陰極と電気
接続される。心出しバー１７の円筒状胴体部分の
内空部に導電性コイルばね２５が装着され、該コ
イルばね２５の一端部に、例えば鋼球等の導電性
球状測定子１９が接続され、該コイルばね２５の
ばね力により先端部の環状座部２４の所定位置に
復帰可能に着座せしめられる一方、該コイルばね
２５の他端が表示灯２１を介して上記電池２２の
もう一方の陽電極と機械的かつ電気的に接続され
る。上記表示灯２１は、第２図に示すように心出
しバー１７のほぼ中央の胴体部分の内空部に配置
され、該心出しバー１７における表示灯２１に対
応する位置に、透明絶縁樹脂材を用いて形成した
透視窓を兼ねた絶縁体部材２０が接着剤により接
着して介設される。このようにして、心出しバー
１７の先端部に着座せしめられた測定子１９は、
ほぼ中間部に介在させられた絶縁体部材２０によ
り電池２２の陽電極から電気的に絶縁されるとと
もに該電池２２、表示灯２１、コイルばね２５及
び球状測定子１９が直列接続される。

上記タツチセンサー１６は、第１図に示すよう
に工作機械、例えばボール盤の工具主軸１５に同
軸状に取り付けられ、移動テーブル１１に金属加
工物Ｗが固定される。次いで、該テーブル１１を
移動させながら工具主軸１５が下方に下げられ、
タツチセンサー１６の先端の球状測定子１９が加
工物Ｗの測定面部に接触すると、電池２２の陽極
から表示灯２１、コイルばね２５、測定子１９、
加工物Ｗ、工作機アーム部１２、工作機本体部１
３、柄部材１８及び上記電池２２の陰極に至る電
気閉回路が形成される。このとき、表示灯２１が
点灯し、窓部２０を通して測定子１９が形状寸法
測定対象の加工物Ｗと接触したことを表示すると
ともに図示しない演算装置により公知の方法で工
具主軸１５に固定されたタツチセンサー１６の位
置座標Ｘ，Ｙ，Ｚが算定される。

上記先行技術によれば、測定子１９を球体とす
るとともにコイルばね２５のばね力により環状座
部２４と密着するように測定子１９を付勢するよ
うにしたから、測定時、たとえ加工物Ｗに対する
測定子１９のオーバートラベルが生じてもコイル
ばね２５により円滑に吸収することができ、タツ
チセンサー接触部の破損を有効に防止するととも
に適正な接触位置にて計測を行うことができ、高
精度をもつて計測を行うことができるという利点
を有する。

しかしながら、上記形式のタツチセンサーにお
いては、心出しバー１７のほぼ中央の胴体部分に
絶縁体部材２０を介在させて形成したものである
から、計測対象の加工物Ｗと接触した時、横方向
に移動する加工物Ｗから心出しバー１７に加えら
れた力が該バー１７のほぼ中央部の絶縁体部材２
０の接着部分に対して大きな曲げモーメントとし
て作用し、該接着部分が破損し易いという重大な
欠点があつた。

（本考案の目的） 本考案は、上記形式の計測用タツチセンサーに
おける問題点を解消するためになされたもので、
特別の補強部材を要することなく、計測時に作用
する曲げモーメントに対し十分な耐性を有するタ
ツチセンサーを提供することを目的とする。

（本考案の構成） 本考案は、上記目的を達成するため、心出しバ
ー部材の一端部又は先端部のいずれかに電気絶縁
体部材を介在せしめて上記球状測定子を上記電池
のもう一方の電極から電気的に絶縁せしめ、これ
により上記電池の一方の電極からコイルばね部
材、球状測定子、被測定物体、工作機械本体部及
び柄部材を経由して上記電池のもう一方の電極に
至る電気閉回路を形成して上記測定子と被測定物
体間の接触を検出可能としたものである。

以下、本考案を実施例を示す添付の第３図〜第
６図とともに説明する。

（第１実施例） 第３図及び第４図において、第１図及び第２図
の計測用タツチセンサーの構成部分と等価の部分
に同一符号を付して説明を省略する。

第３図において，心出しバー１７の一端部の周
面に、例えば90°の角度間隔をもつて４つの窓穴
30が設けられる。心出しバー１７内部における窓
穴30に対応した位置に信号灯２１が配置される。
心出しバー１７の基部外周面を被覆するように円
筒形透明絶縁体部材３２が接着され、各窓穴３０
は該透明絶縁体部材３２で被覆して封止される。
円筒形透明絶縁体部材３２の一端部は中空柄部材
１８の一端部の閉口内に嵌挿され、該透明絶縁体
３２と柄部材１８は図示しない接着剤を介して接
着される。中空柄部材１８に、例えば乾電池等を
用いた電源２２が収容される。バー１７のもう一
方の先端部に支持台座部２４が設けられ、該支持
台座部２４に球状測定子１９が心出しバー１７内
に張設されたコイルばね２５を介して接触状態に
着座せしめられている。上記電源２２、表示灯２
１、コイルばね２５及び球状測定子１９は電気的
に直列接続している。このようにして形成された
計測用タツチセンサーの周面部から、第４図に示
すように、透明絶縁体部材３２及び窓穴３０を透
かしてバー１７内に配置された表示灯２１の点滅
を観察することができる。

上記構成のタツチセンサーにおいては、計測に
あたり移動する加工物Ｗから心出しバー１７の先
端部に横方向の力が作用しても、透明絶縁体部材
３２は心出しバー１７の基部と柄部材１８間に挟
着しめたから、該透明絶縁体部材３２部分には専
ら圧縮応力として作用し、曲げ応力は非常に小さ
なものとされる。したがつて、圧縮応力に対して
は金属材料と同等の強度を有する透明絶縁体部材
３２の取り付け部分の破損を確実に回避すること
ができる。

（第２の実施例） 本考案における、電池２２の一方の電極から測
定子１９を電気的に浮かして接触時点検出用電気
回路を形成するための絶縁体は、第３図及び第４
図に示す第１実施例のように心出しバー１７と柄
部材１８に挟着するようにしたものに限らず、第
５図に示すように、心出しバー１７の先端部に、
環状台座部４２を一体的に形成した絶縁体部材４
０を接着して形成したものであつてもよい。

（第３の実施例） 第６図に示すように、球状測定子支持用の環状
座部４２を有する支持台座部材４３は鋼材を用い
て形成し、焼入れ処理したものである。支持台座
部材４３と心出しバー１７間に円筒状の絶縁体部
材４４が介在せしめられる。絶縁体部材４４は両
端部に内向きフランジ部４４ａと外向きフランジ
部４４ｂを有する。該絶縁体部材４４及び支持台
座部材４３は嵌め合わせ方式又は例えば合成樹脂
接着剤を用いて接着される。

上記構成の実施例において、絶縁体部材４４は
心出しバー１７のもう一方の先端部に介在せしめ
るようにしたから、上記第１実施例におけると同
様、計測時横方向に移動する加工物Ｗから当該タ
ツチセンサー１６に加えられる力は専ら圧縮応力
として作用し、曲げ応力は非常に小さなものとさ
れ、該絶縁体４４部分の破損を確実に回避するこ
とができる。また、支持台座部は非常に頑丈なも
のとすることができる。

（考案の作用効果） 以上の説明から明らかなように、本考案の計測
用タツチセンサーは、計測対象の加工物Ｗとの接
触時点検出用電気回路を形成するため、導電性測
定子を電池の一方の電極から電気的に浮かすため
の絶縁体部材は心出しバーの一端部又は先端部の
いずれかに配置することにより、計測時横方向に
移動する加工物Ｗから加えられる力を専ら圧縮応
力として受けるようにして、特別の防護部材を要
することなく、絶縁体部分の破損を確実に回避で
きる、耐用性の優れたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械における工具主軸に従来形式
の計測用タツチセンサーを取り付けた工作機械の
概略側面図、第２図は第１図の従来形式の計測用
タツチセンサーの縦断面図、第３図は本考案の第
１実施例のタツチセンサーの縦断面図、第４図は
第３図のタツチセンサーの側面図、第５図は本考
案の第２実施例のタツチセンサーの縦断面図、第
６図は本考案の第３実施例のタツチセンサーの一
部切欠拡大断面図である。 １１……加工物テーブル、１３……工作機械本
体部、１５……工具主軸、１６……計測用タツチ
センサー、１７……心出しバー、１８……柄部
材、１９……球状測定子、２０……透明絶縁体部
分（窓部）、２１……表示灯、２２……電源（電
池）、２４……環状座部、３０……窓穴、３２…
…透明絶縁体部材、４０……絶縁体、４３……支
持台座部材、４４……絶縁体部材、Ｗ……加工物
（計測対象物）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作機械の工具主軸に同軸状に取り付け可能と
   した導電性筒状心出しバー部材を有し、上記心出
   しバー部材の一方の端部に導電性柄部材を取り付
   けるとともに該柄部材内部に電池を配置する一
   方、該心出しバーの他方の先端部に環状座部を形
   成し、上記心出しバー部材の胴体部の内部に導電
   性コイルばね部材を装着するとともに該コイルば
   ね部材の一端部を導電性球状測定子と接続して該
   ばね部材のばね力により該球状測定子を上記環状
   座部の所定位置に復帰可能に着座せしめ、上記柄
   部材内部の電池の一方の電極、コイルばね及び球
   状測定子を電気的に直列接続して構成され、上記
   心出しバー部材の先端部に装着された球状測定子
   が工作機械の加工体移動台上に固定された被測定
   物体表面と接触したことを電気的に検知して該被
   測定物体の形状寸法を測定する、計測用タツチセ
   ンサーにおいて、 上記心出しバー部材の一端部又は先端部のいず
   れかに電気絶縁体部材を介在せしめて上記球状測
   定子を上記電池のもう一方の電極から電気的に絶
   縁せしめ、これにより上記電池の一方の電極から
   コイルばね部材、球状測定子、被測定物体、工作
   機械本体部及び柄部材を経由して上記電池のもう
   一方の電極に至る電気閉回路を形成して上記測定
   子と被測定物体間の接触を検出可能としたことを
   特徴とする、計測用タツチセンサー。