JPH0748362Y2 - 検出ヘッドの保護構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ディジタイザー、倣いフライス盤、三次元測
定機等の検出ヘッドの保護構造に関する。

〔従来の技術〕

複雑な輪郭形状を有する被加工物を倣いフライス盤等で
加工するには、検出ヘッドのスタイラスをモデルの輪郭
に沿って倣い運動させるが、オペレータの誤操作等によ
りスタイラスがモデルに衝突することがある。こうした
場合、検出軸に過大な負荷が加わり、検出ヘッドの内部
構造にまで塑性変形を生じたり、破損したりする事故を
生じる。

こうした場合、機械を停止して検出ヘッドの修理・交換
を行うこともあるが、内部に変形が生じた場合には、外
からは判らないため、検出ヘッドを交換しないまま倣い
加工が続けられ、加工不良を起こす可能性も考えられ
る。従って、スタイラスが過大に変位した場合には電気
的な信号を発して送り軸に制動をかけたり、検出軸の剛
性を低下させておき、過大な負荷が加わった場合には軸
を弾性変形させて検出ヘッドの内部構造を保護したり、
設定以上の負荷が加わった場合には検出ヘッドがその取
付け機構から外れるようにしたもの等が提案されてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の保護構造においては、余分な
ストロークを持たせるため検出ヘッド全体が大型となつ
たり、触圧による検出軸のたわみ量が増加するために測
定精度が低下したり、構造が複雑となったりする欠点が
あった。

本考案は、このような従来技術の問題点を解決し、検出
軸の剛性低下を招くことなく、しかも軽量かつ簡単な構
造で、交換作業が容易に行える検出ヘッドの保護構造を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、ハウジングに内蔵された検出ヘッドの検出
軸先端に装着されるスタイラスに横方向の過大な力が作
用した際の検出ヘッドの保護構造において、前記検出軸
の外周に前記検出軸と同心状に前記ハウジングに設けら
れた所定の内径を有する円形孔と、前記検出軸と前記ス
タイラスとの間に介在させた硬質脆生材料からなる破断
部材と、該破断部材を前記検出軸に着脱自在に取付ける
取付け手段と、前記検出軸又は前記破断部材が前記円形
孔に当接して更に曲げられたとき前記破断部材の所定箇
所が当接するよう前記破断部材に形成した薄肉部とから
なる検出ヘッドの保護構造によって達成される。

〔作用〕

正常作業時には、スタイラスはモデルの輪郭に沿って移
動して前記円形孔の範囲内で変位し、これに基づいて検
出ヘッドは測定点のX,Y,Z方向の座標を検出する。

しかし、倣い動作以外の誤操作等によってスタイラスに
過大なX,Y方向の変位が与えられた場合には、検出軸は
機械的ストッパーの円形孔の内壁に衝突してそれ以上の
変位を阻止される。これを越える無理な変位が加わる
と、剛性には優れるが比較的脆いセラミックス等の前記
硬質脆性材料からなる破断部材が折損し、それ以上の力
がハウジング内部の検出ヘッド本体を含む他の部分に及
ばない。

折損した部品は、前記取付け手段によって、予備の部品
と直ちに交換され、短時間で作業が再開される。

以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本考案を更に
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本考案の検出ヘッドのハウジング１と、これ
に内蔵された検出ヘッド（図示しない）に懸垂状態で保
持された検出軸２と、その先端に取付けられているハウ
ジング１から下方に突出しているスタイラス３の部分拡
大側面図である。

ハウジング１の下部には、所定の直径の円形孔４が設け
られ、その内周壁が機械的ストッパーを構成している。
即ち、スタイラス３のＸ−Ｙ平面内での正常変位は、こ
の円形孔４の範囲に限定されている。

本考案の検出軸２は、軸本体2aとその下端に取付けられ
た交換部品2bとからなり、該交換部品2bの下端にスタイ
ラス３が固定されている構造となっている。因みに、第
２図に示すように、従来の検出軸２はこのような交換部
品2bは無く、軸本体2aに直にスタイラス３が取付けられ
ていた。

第３図に示すように、交換部品2bは高い剛性を有するが
曲げに対しては脆いセラミックス等（以下、硬脆材と称
する）で作られたチューブ状の破断部材10と、同じくチ
ューブ状のスチール製のホルダー11とからなり、ホルダ
ー11の上部は前記破断部材10の外周に嵌合し、接着剤に
よって一体的に固定されて交換可能な一つの部品を構成
している。図から明らかなように、この交換部品2bはそ
の内部を軸方向に貫通する中空部を有する。

これらの各部品を組み立てるには、先ず、破断部材10の
上部の小径部12を軸本体2aの下部の内部空間に嵌合さ
せ、小径部12を貫通する軸方向の孔を通じて、ボルト13
を軸本体2a側のねじ孔14に締め込む。これによって、交
換部品2bが軸本体2aの下端に固定される。次いで、スタ
イラス３の上部の小径部15をホルダー11の下部の内部空
間に嵌合させ、側壁を通じて止めねじ16によって固定す
る。

このようにして構成された本考案の検出ヘッドの保護構
造の作用について、次に説明する。

正常な作業状態においては、スタイラス３はモデルの輪
郭に沿って移動して前記円形孔４の範囲で変位し、これ
に基づいて検出ヘッドは測定点のX,Y,Z方向の座標を検
出する。

しかし、通常の倣い動作以外で、誤操作等により、スタ
イラス３の先端に大きな負荷と変位が与えられた場合、
交換部品2bの一部が円形孔４の内壁に衝突してそれ以上
の変位が阻止される。しかし、更にこれを越えるとX,Y
方向の変位がスタイラス３の先端に加わると、前記交換
部品2bの破断部材10は、円形孔４の内壁と接触している
部分を中心として曲げを受け、材料力学的に最も弱い薄
肉領域で第４図に示すように折損する。

破断部材10の折損によって、それ以上の無理な力が軸本
体2aを通じて検出ヘッドに伝達されることが防止され
る。

軸本体2a側に残った破断部材10の残骸はボルト13を緩め
て取り外され、予め準備してある新しい交換部品2bが新
規に取付けられる。そして、スタイラス３が折れた破断
部材10から取り外されて、新たに取付けられた交換部品
2bの先端に止めねじ16によって固定される。

この例では、破断部材10として、薄肉部を有するチュー
ブ状の硬脆材を使用したが、第５図に示すように、一部
に全周にわたって深い溝20を設けた構造としてもよい。

〔考案の効果〕

このように、本考案によれば、作業中にスタイラスに過
大な変位が加えられた場合、予め組み込まれている硬脆
材からなる破断部材を折損させて、無理な力がヘッド本
体を含む検出ヘッドの上部領域に及ばないようにしたの
で、軸が変形したことを知らずに作業を続行して、加工
精度を悪化させる欠点が解消する。

又、折損した交換部品は取付け手段、例えば一本のボル
トを緩めることによって取り外し、取付けができるの
で、現場で迅速に交換作業を行うことが可能となり、機
械の稼働効率が向上する。

作業員の誤動作が部品の折損の形で示されるので、管理
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例にかかる検出ヘッド軸の
一部拡大側面図、 第２図は、従来の検出ヘッド軸の一部拡大側面図、 第３図は、本考案の第１実施例の交換部品の分解構成
図、 第４図は、破断部材の折損状態を示す検出ヘッド軸の一
部拡大側面図、 第５図は、本考案の第２実施例の破断部材の側面図であ
る。 １……検出ヘッドのハウジング ２……検出軸 2a……軸本体 2b……交換部品 ３……スタイラス ４……円形孔 10……破断部材 11……ホルダー 13……ボルト 14……ねじ孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに内蔵された検出ヘッドの検出
   軸先端に装着されるスタイラスに、横方向の過大な力が
   作用した際の検出ヘッドの保護構造において、前記検出
   軸の外周に前記検出軸と同心状に前記ハウジングに設け
   られた所定の内径を有する円形孔と、前記検出軸と前記
   スタイラスとの間に介在させた硬質脆性材料からなる破
   断部材と、該破断部材を前記検出軸に着脱自在に取付け
   る取付け手段と、前記検出軸又は前記破断部材が前記円
   形孔に当接して更に曲げられたとき前記破断部材の所定
   箇所が破断するよう前記破断部材に形成した薄肉部とか
   らなる検出ヘッドの保護構造。