JPS63128201A - 工具寸法測定装置 - 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〉 本発明は、工具の径や長さ等の寸法を測定する工具寸法
測定装置に関する。

〈従来の技術） 数値制御（Ｎ　Ｃ）工作機械等においては、使用する工
具の工具長や工具径を測定して用１．Ｘるようにしてい
る。

工具によって被加工物の加工を行なう場合、使用に先立
って工具寸法を予め高精度に測定し、測定により得られ
る工具長や工具径は、被加工物を高精度で加工する際の
加工情報として使用されるのであり、例えばその測定値
はＮＣ制御装置に使用工具のデータとして入力される。

このように、使用する工具の工具長等を測定することが
必要であり、その測定には、ツールプリセツタなどの工
具寸法を測定する装置を用いて行なわれている。

従来、この種の装置として、タッチセンサを用いるよう
にしたものが特開昭６０−１０８２５６号公報に記載さ
れている。このタッチセンサは、被測定工具との接触に
よって制御信号を発信するもので、固定もしくは可動の
スタンド等の支持機構に設けられるようになっており、
これによって工具との接触位置の検出を行ない、工具寸
法を測定するというものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記公報に記載されたものにあっては、
測定部ヘッドにタッチセンサを用いるとうことば開示さ
れているが、具体性布る構造を伴わず、アイデアに留ま
っており、この種の工具寸法測定装置に用いるのに適し
た実用的なタッチセンサはいまだ開発されていないのが
実情である。

前述したように、工具の工具寸法を精度よく測定すると
いうこの種の装置にタッチセンサを使用する場合、その
タッチセンサとしては、通常の接触式のスイッチ機構を
もつスイッチ類を用いたものをそのまま適用したのでは
、高精度に工具寸法を測定したいという要求を満たすこ
とはできず、従って、単に、従前の接触により信号を得
る接触式のセンサを使用してかかるタッチセンサに充て
ることはできないのである。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、工具
寸法を精度よく測定する装置に適し、かつ実用的なタッ
チセンサを備える工具寸法測定装置を提供せんとするも
のである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の工具寸法測定装置は、 タッチセンサを用いて被測定工具の工具寸法を測定する
装置であって。

導電体から成る接触子を接触子ホルダーに摺動可能に保
持し、上記接触子ホルダーを支持部本体に取付けるとと
もに、上記接触子と被測定工具を導電路として含む回路
を構成し、この回路には電源部を設け、上記被測定工具
と接触子とが接触したとき上記回路を閉成させることに
より上記被測定工具と接触子との接触を検出するように
したことを特徴とするものである。

〈実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明の一実施例装置における測定部ヘッドの
側面図、第２図は同外観斜視図、第３図はその分解斜視
図であり、第４図は」１記測定部ヘッドをツールプリセ
ツタに用いた場合のその全体斜視図である。

測定部ヘッドは、タッチセンサを構成するもので、第１
図乃至第３図に示すように、概略説明すると、接触子ｌ
と、この接触子１を摺動可能に保持する接触子保持用の
ホルダー（以下、接触子ホルダーと称す）２と、この接
触子ホルダー２を支持するホルダー（以下、ホルダ一本
体という）３と、図示の場合はこのホルダ一本体３の後
部平坦部３ａ上に取付けられたＬＥＤケース４とを有す
る。

上記接触子１は、その先端部１ａを被測定工具に接触さ
せるものであって、金属（電気導体）から成っており、
後端には鍔部１ｂが形成されているとともに、この鍔部
１ｂ側から先端側に向ってスプリング収納孔１ｃが形成
されている。

接触子ホルダー２は、金属から形成されている。この接
触子ホルダー２には、接触子ｌを保持するための孔が設
けられており、これはホルダ−２先端面まで貫通する孔
２ａと、この孔２ａに連設したやや径の大きい孔２ｂと
から成り、これら孔２ａ、２ｂにより接触子ホルダ−２
内部に段部２Ｃが形成されている。

上記接触子１は、このような接触子ホルダー２の孔２ａ
、２ｂに摺動可能に挿入されている。

そして接触子ｌは接触子ホルダー２から突出しており、
その突出は接触子１の鍔部１ｂが接触子ホルダー２の段
部２Ｃと係合することによって規制されるようになって
いる。

接触子ホルダー２には、更に、その後端面側にシャフト
装着孔２ｄと、ホルダ一本体３への取付用のネジ孔２ｅ
が形成されている。シャフト装着孔２ｄには、金属から
成るシャフト５の一端が装着されている。

接触子ホルダー２は絶縁体（ベークライト等）から成る
絶縁板６を介してホルダ一本体３に取付けられている。

絶縁板６は、接触子ホルダー２のシャフト装着孔２ｄと
ネジ孔２ｅのそれぞれと対応する位置にシャフト挿通孔
６ａとネジ取付孔６ｂを有する（第３図）。ホルダ一本
体３は、金属から形成されたもので、前部の取付部３ｂ
と後部の平坦部３ａとから成っており、その取付部３ｂ
も絶縁板６の場合と同様にして、シャフト貫通孔３Ｃと
ネジ取付孔３ｄをそれぞれ有する（第３図）。

シャ７）貫通孔３Ｃは、金属のホルダ一本体３と接触し
ないようシャフト５の太さよりも大きな径で形成されて
いる。

接触子１が挿入された接触子ホルダー２は、その接触子
ｌのスプリング収納孔１ｃと上記絶縁板６間にスプリン
グ７を介在させた状態で絶縁板６を介してホルダ一本体
３に取付けられており。

接触子ｌはスプリング７の付勢力によりその鍔部ｌｂが
接触子ホルダー２の段部２Ｃに係止される位置まで弾発
的に突出せしめられている。また、上記接触子ホルダー
２とホルダ一本体３との取付けは、ネジ８によって行わ
れているが、このネジ８は絶縁体のプラスチックネジを
用いている。

このように、接触子ｌを摺動可能に保持した接触子ホル
ダー２は、ホルダ一本体３とは絶縁した状態で取付けら
れている。

一方、前述の如く一端側が接触子ホルダー２のシャフト
装着孔２ｄに装着されて接触子１と電気的に導通してい
るシャフト５も、上記ホルダ一本体３の取付部３ｂに形
成されたシャフト貫通孔３Ｃ中をホルダ一本体３に触れ
ないで通過している。

ホルダ一本体３の平坦部３ａの下面には、ネジ９によっ
て取付金具ｌＯが取付けられている。

また、ホルダ一本体３の平坦部３ａの上部には、ＬＥＤ
ケース４がＬＥＤケース蓋１１とともに取イ１け固定さ
れている。ネジ１２はＬＥＤケース４にＬＥＤケース蓋
１１を取付けてあり、ネジ１３（本例ではプラスチック
ネジ）はＬＥＤケース４とＬＥＤケース蓋１１とを一体
的にホルダ一本体３に取付けている。

ＬＥＤケース４は金属から成っていて、収納用の四部４
ａを備えるとともに、この凹部４ａに連通してシャフト
貫通孔４ｂが形成されている（第３図）。このシャフト
貫通孔４ｂは、前述したホルダ一本体３側のシャフト貫
通孔３Ｃと対応する位置に設けられており、かつそれと
同様に、シャフト５の太さよりも大きく形成されている
。

シャフト５は、上記シャフト貫通孔３Ｃを貫通するとと
もに、このＬＥＤケース４のシャフト貫通孔４ｂ中をや
はりＬＥＤケース４と接触しないで貫通し、そのシャフ
ト５の他端がＬＥＤケース４内部の四部４ａに臨んでい
る。

ＬＥＤケース４の凹部４ａ内には絶縁体（ベークライト
等）から成る絶縁板１４と、同様に絶縁体（ベークライ
ト等）から成るバッテリーケース１５と、表示素子とし
てのＬＥＤ　１６と、上記シャフト接続用の端子１７と
、電池接続用の端子１８．１９と、そして電池（例えば
鉛電池）２０とが収納配置されている。

ＬＥＤケース４の凹部４ａの底部に上記絶縁板１４が載
置され、その上に電池接続用の一方の端子１８を介して
バッテリーケース１５が載置されている。

バッテリーケース１５には、電池収容用の収納孔１５ａ
が形成されているとともに、その一端側に板状部１５ｂ
を有し、この板状部１５ｂにＬＥＤ　１６のリード端子
用の挿通孔１５ｃが形成されでいる（第３図）。

」二記挿通孔１５ｃの形成位置に対応して、上記絶縁板
１４には切欠部１４ａが形成されており、更にその下部
において、ＬＥＤケース４の底部には円形の孔４ｃが形
成されている（第３図）。

ＬＥＤ　１６の各リード端子１６ａは、バッテリーケー
ス１５の各挿通孔１５ｃに差し込まれ、一方のリード端
子１６ａは端子１８と、また他方のリード端子１６ａは
端子１７とそれぞれ接続されている。

リード端子１６ａが接続された端子１７は、ＬＥＤケー
ス４のシャフト貫通孔４ｂから突出したシャフト５の他
端と接続されており、また、リード端子１６ａが接続さ
れた端子１８は、バッテリーケース１５の収納孔１５ａ
に収容された２つの電池２０のうちの下段の電池の一方
の電極（マイナス側）面と接触している。収容された上
段の電池２０の他方の電極（プラス側）面には、電池接
続用の端子１９が接触している。

この端子１９の取付けについては、ＬＥＤケースｉｌｌ
とＬＥＤケース４の端部上面との間で端子１９を挟持す
るようにしてネジ１３によって行われている。従って、
端子１９と金属のＬＥＤケース４とは電気的に導通し、
またこれがホルダ一本体３、取付金具１０と導通してい
る。

また、ＬＥＤケース蓋１１には、」二記ＬＥＤ１６の位
置に対応してＬＥＤ突出突出孔１１ａが形成されており
、ＬＥＤ　１６はこの孔１１ａを通してその一部がケー
スＬ面に露出せしめられている。

かかる構成の測定部ヘッドは、前記取付金具１０を介し
てこの測定部ヘッドを支持する支持部に取付けられる。

」二記測定部ヘッドにおいて、接触子ホルダー２、ホル
ダ一本体３．ＬＥＤケース４、取付金具１０は、接触子
ホルダー２の場合は接触子ｌを保持するなどそれぞれ所
定の機能を果たすものであると同時に、接触子１が被測
定工具と接触した詩に以下の如き閉回路を形成するため
の導電路をも兼ねている。

まず、接触子ｌ、接触子ホルダー２及びシャツト５は、
いずれも導電体で形成されているので、接触子１と端子
１７間には、これら接触子１等によって導電路が構成さ
れている。また、ＬＥＤケース４、ホルダ一本体３、取
付金具ｌＯも導電体で形成され、電池接続用の端子１９
はＬＥＤケース４と接触しているので、この端子１９と
取付金具１０間にも、これらＬＥＤケース４等によって
もう一つの導電路が形成されている。

従って、測定部ヘッドにおいては、接触子１・・・接触
子ホルダー２・・・シャフト５・・・端子１７・・・Ｌ
ＥＤ　１６及びリード端子１６ａ・・・端子１８・・・
電池２０・・・端子１９・・・ＬＥＤケース４・・・ホ
ルダ一本体３・・・取付金具１０、という電気回路が形
成されている。

上記測定部ヘッドは、これを取付金具１０を介して測定
装置の支持部に取付けるが、例えば、この場合、その支
持部、装置本体部、被測定工具取付部等、上記取付金具
１０から被測定工具に至る経路についても、それらを電
気的に導通する状態で組立てるようにすると、被測定工
具は金属で形成されていて、これも導電体であるから、
」二記接触子１から測定部ヘッドの上述の電気回路を介
し、更に装置本体側の導電路を経て被測定工具に至る回
路が形成される。

このように、被測定工具が導電体であることを利用し、
その被測定工具及び上記接触子ｌを含む回路を構成して
おくことにより、被測定工具と接触子１とが接触すれば
、これによって上記回路は閉成され、ＬＥｏ　１６は点
灯し、接触子ｌが被測定工具に触れたことを表示する。

このようにして被測定工具と測定部ヘッドの接触子ｌと
の接触を検出することができる。かかる検出機構は、被
測定工具と接触子ｌ自体を導電路として含む回路を、被
測定工具と接触子との接触時に閉成させることによって
検出を行うものであって、タッチセンサを用いて被測定
工具の工具寸法を測定する装置に好適であり、高精度で
測定したいという要求にも応えることができ、しかも実
用的である。

上述の構成においては、閉回路形成時、上記被測定工具
及び接触子１自体を導電路とする回路に電流を流す電源
部としての電池２０が測定部ヘッド自体に組込まれてお
り、そのように電源を内蔵した測定部ヘッドとして扱え
るので、装置本体部等に別個に上記回路のための電源部
を備えておく必要はないし、かつ装置への取付けに当っ
てもそのまま取付ければ足りるため、取扱は簡単であり
、例えば、電源部を備えていない工具寸法測定装置にも
容易に適用できるなど、極めて効果的である。

更に、表示素子としてのＬＥＤ　１６も、測定部ヘッド
に組込まれていて、被測定工具と接触子ｌとの接触時に
はこれを点灯させるようにしているので、第４図のよう
な読取り方式のツールプリセツタの測定部ヘッドとして
用いた場合には、そのＬＥＤ　１６の点灯によって両者
が触れたことを容易に認識することもでき、作業者は、
ＬＥＤｌ６が点灯した時点での値を読取るようにすれば
よい。

ツールプリセツタに適用した場合を示す第４図において
、上記測定部ヘッドは、径方向測定用のものと高さく軸
）方向測定用のものとして用いられており、それぞれ参
照符号１００Ａ　、　１００Ｂが付されている。

工具寸法測定装置としてのこのツールプリセツタは、取
付けられる被測定工具に対して測定部ヘッド１００Ａ　
、　１００Ｂの方を移動させて工具径、工具長を測定す
るようにしたもので、径方向移動／＼ンドル１０１と高
さ方向移動ハンドル１０２とを備えている。

装置本体部１０３上のスタンド１０４は、図中左右方向
にスライド可能に設けられており、また、このスタンド
１０４に対してその上下方向にスライド可能にスライド
部１０５が設けられている。

スタンド１０４の移動は径方向移動ノーンドル１０１の
回転操作によりなされるようになっていて、測定部へラ
ド１００Ａの径方向の移動はこれによって行われる。ま
た、高さ方向移動／％ンドル１０２を回転操作すると、
スライド部１０５を上下方向に移動させることができ、
測定部ヘッド１００Ｂの高さ方向の移動はこれによって
行われる。

このように、測定部ヘッド１００Ａ　、　１００Ｂは、
径方向、高さ方向に移動可能に装置本体部１０３に取付
けられている。

図面の実施例では、スライド部１０５．スタンド１０４
、装置本体部１０３、被測定工具取付部１０６は金属で
構成され、これらが電気的に接続されていて、装置本体
側の導電路を形成しているので、各測定部ヘッド１００
Ａ、　１００Ｂから被測定工具に至る回路が形成されて
いる。

被測定工具の工具径または工具長を測定する場合、作業
者は、その方向用の移動ハンドルを操作して測定部ヘッ
ドを被測定工具に向って近づけて行く。この過程におい
て、その測定部ヘッドの接触子ｌの先端部１ａが被測定
工具と接触していない状態では、測定部ヘッド側の導電
路と上記装置本体側の導電路から成る回路は開成されて
いるので、その回路には電流は流れず、従って、ＬＥＤ
ｌ６は消灯しているが、被測定工具に接触子ｌの先端部
１ａが触れると、上記回路は閉成され、被測定工具及び
接触子ｌ自体を導電路とするその閉回路が通電し、両者
の接触時点でＬＥＤｌ　６は点灯する。このようにして
、被測定工具と接触子１との接触が検出され１作業者は
、その時点での測定部ヘッドの位置を読取って工具寸法
の測定を行う。

読取りは、工具径については径方向移動ハンドル１０１
側に付されている目盛を用いて、また工具長に関しては
スタンド１０４側に付されている目盛を用いて行われる
。

なお、以上の説明においては、測定部ヘッドから被測定
工具に至る装置本体側の導電路をスライド部等の機構を
利用するようにしたが１本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば測定部ヘッドの電池接続用の端子１９
乃至取付金具１０間におけるいずれかの箇所にリード線
を接続し、これを上記被測定工具取付部１０６等に直接
に接続するような構成にすることを妨げるものではない
。

また、本発明は第４図に示したツールブリセッ夕景外に
適用できることは勿論であり、例えば、先に挙げた特開
昭６０−１０８２５６号公報に記載の装置に適用し、閉
回路形成時に流れる信号を接触位置検出出力として外部
に取り出し、これに基づいて自動的に工具寸法を測定す
るような構成にすることも可能である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、被測定工具の工具寸法を精度よく測定
する装置に好適な、しかも実用的なタッチセンサを有す
る工具寸法測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は測定部ヘ
ッドの断面図、第２図は同外観斜視図、第３図は同分解
斜視図、第４図はツールプリセツタに適用した場合のそ
の外観斜視図である。 ｌ・・・接触子、２・・・接触子ホルダー、３・・・ホ
ルダ一本体、４・・・ＬＥＤケース、５・・・シャフト
、１０・・・取イ・１金具、１６・・・ＬＥＤ、１７〜
１９・・・端子−１２０・・・電池、１００Ａ　、　１
００Ｂ・・・測定部ヘッド、１０３・・・装置本体部、
１０４・・・スタンド、１０５・・・スライド部、１０
６・・・被測定工具取付部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）タッチセンサを用いて被測定工具の工具寸法を測
   定する装置であって、 導電体から成る接触子を接触子ホルダーに摺動可能に保
   持し、上記接触子ホルダーを支持部本体に取付けるとと
   もに、上記接触子と被測定工具を導電路として含む回路
   を構成し、この回路には電源部を設け、上記被測定工具
   と接触子とが接触したとき上記回路を閉成させることに
   より上記被測定工具と接触子との接触を検出するように
   したことを特徴とする工具寸法測定装置。
2. （２）上記回路は表示素子を含み、この表示素子によっ
   て上記被測定工具と接触子との接触を表示させるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   の工具寸法測定装置。
3. （３）上記電源部は、上記接触子、接触子ホルダー及び
   支持部本体を有する測定部ヘッドに組込まれていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）
   項に記載の工具寸法測定装置。
4. （４）上記表示素子は、上記接触子、接触子ホルダー及
   び支持部本体を有する測定部ヘッドに組込まれているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の工具
   寸法測定装置。
5. （５）上記電源部及び表示素子のいずれもが、上記測定
   部ヘッドに組込まれていることを特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項または第（４）項に記載の工具寸法測定
   装置。