JP2009125853A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命なセンサを提供する。
【解決手段】棒状のプローブの傾動により物との接触を検知するセンサであって、中空柱状のハウジング４２と、ハウジング４２の内部から外部にわたって突出状に配置され、ハウジング４２に対して往復動および傾動可能なプローブ４４と、ハウジング４２の内部に配置されるプローブ４４の部分に固定される接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）と、ハウジング４２内部で接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）と当接する位置に固定され、接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）と当接することにより導通する端子４９（５０、５１）と、接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）が端子４９（５０、５１）に当接するように往復動方向にプローブ４４を付勢するプローブ付勢手段５３と、プローブ付勢手段５３による端子４９（５０、５１）への接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）の当接を解除する解除手段４５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサに関し、特に、プローブと物との接触を検知するセンサに関する。

図９は、一般的な従来のタレット旋盤の一例を示す外観斜視図である。同図に示すようにタレット旋盤１は、主軸２及びタレット３を備える。

主軸２は、ベッド４に設けられる主軸台５に支持され、主軸チャック６にてワーク（図示せず）を把持し回転する。

タレット３は、タレット刃物台７、インデックス機構８、及びタレットスライド９からなる。

タレット刃物台７は、回転軸の周囲に複数の工具取り付け面１０を有し、インデックス機構８によって回転可能に支持されている。工具取り付け面１０には、バイトやドリルなどの工具１１が工具ステーション１１ａを介して装着される。

なお、主軸２の回転軸とタレット刃物台７の回転軸とを結ぶ直線は、図中に示すＸ軸（水平面内）に平行である。

インデックス機構８は、タレットスライド９に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台７を回転させることで特定の工具取り付け面１０をワーク側に位置させることができる。

図１０は、タレット旋盤１におけるタレット刃物台７と主軸２との位置関係を示す正面図である。また、図１１は、タレット旋盤におけるタレット刃物台の可動範囲と最大回転半径Ｒとを示す正面図である。

図１０に示すように、ワーク１２の加工を行うために選択された工具１１は、タレット刃物台７を最大回転半径Ｒで回転させることにより、切削位置に配置される。ここで切削位置とは、主軸２の回転軸を通りＸ軸に平行な直線上であって、ワーク１２側の位置である。なお、この切削位置にバイト等の工具を位置させることを、一般に、工具を「割り出す」といい、以下においても使用する。

インデックス機構８は、モータ駆動によりタレット刃物台７を主軸２の回転軸に平行な方向であるＺ軸方向に移動させることができる。

タレットスライド９は、ベッド４上に、Ｘ軸方向に移動可能に設置され、モータ駆動によって、タレット刃物台７及びインデックス機構８を共にＸ軸方向に、図１１に示すように、工具１１が主軸２の回転軸をわずかに越える程度の範囲を可動範囲として移動する。

インデックス機構８とタレットスライド９とにより、タレット刃物台７は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動することができる。従って、割り出された工具は、回転する主軸２に把持されたワーク１２を、径方向、及び、軸方向に加工することができる。

以上説明した構成は、通常は筐体（図示せず）に収められ、筐体内にてワークの加工が行われる。

ここで、タレット旋盤などの工作機械には、ワークを主軸から取り外すことなく機内でワークの寸法を計測する機能が設けられることがある。この機能を用いることにより、ワークを機外に取り出すことなく寸法計測を行えるため、工作機械の作業効率を向上させることができる。また、温度変化などの機内の環境変化によるワークや機体の変位を計測し工作機械に対する制御量を校正することで高い寸法精度を維持できる。

例えば、タレット刃物台７の工具取り付け面１０に工具ステーション１１ａまたは同様の取付具を介してセンサを取り付け、ワーク１２の直径などを計測する機能を有するタレット旋盤１が存在する。

また、ワークの直径の両端の位置を計測することでワークの直径を直接的に計測する機構を有するタレット旋盤も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、ワーク１２の直径を直接的に計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台７の一例を示す概要図である。同図（Ａ）は前面図であり、同図（Ｂ）は上面図である。

同図（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すタレット旋盤１は、タレット刃物台７の前方でタレット刃物台７の中心の非回転部材に旋回可能に支持されるアーム１５を備えている。また、アーム１５の先端部にはセンサ２０が取り付けられている。

このアーム１５の長さは、タレット刃物台７が主軸２に近接した際に、ワーク１２の直径の両端（Ｐ１とＰ２）のうち、主軸２の回転軸を挟んでタレット刃物台７とは反対側の一端（Ｐ２）の位置をセンサ２０が計測可能な長さである。

タレット旋盤１は、このような構成を採用することにより、同図（Ｂ）に示すように、ワーク１２の直径の両端であるＰ１およびＰ２の位置を計測することができる。このようにして得たＰ１とＰ２との差分からワーク１２の直径を求めることができる。

これらタレット旋盤での機内計測に利用される従来のセンサ２０の構造について図を参照して説明する。

図１３は、機内計測に利用されるセンサの構造の一例を示す断面図である。
センサ２０は、棒状のプローブの傾動により物との接触を検知するセンサであって、ハウジング２２と、プローブ２４と、接続子２６ａ、２６ｂおよび２６ｃと、端子２８、２９および３０と、バネ２５とを備える。

ハウジング２２は、中空円柱状の筐体であり、内部に各部が収容される。ハウジング２２は、工具ステーション１１１ａなどの取付具に直接に取り付けられる。

プローブ２４は、ハウジング２２の内部から外部にわたって突出状に配置される棒状の剛体であり、ハウジング２２に対して傾動可能に備えられる。

バネ２５は、ハウジング２２の一面に対し、プローブ２４が遠ざかる方向に付勢力を備えている。また、前記付勢力は、接続子２６ａ、２６ｂおよび２６ｃが端子２８、２９および３０のそれぞれに押接されているが、プローブ２４の先端がワーク１２に僅かに触れただけで、三つある接続子２６ａ、２６ｂおよび２６ｃと端子２８、２９および３０との押接状態の少なくとも一つが解除される程度の付勢力である。

接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、端子２８（２９、３０）と接触することによって導通を確保することのできる円柱形状の金属部材であり、プローブ２４の中間部に３個固定されている。接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、プローブ４４の軸に対し垂直に固定されている。接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、同一の円周上で均等に配置されており、隣接する接続子２６ａおよび２６ｂ（２６ｂおよび２６ｃ、２６ｃおよび２６ａ）が互いになす角は１２０度である。つまり、接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、プローブ２４の軸に対し放射状均等となるようにプローブ２４に固定されている。

端子２８（２９、３０）は、接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）と接触することによって導通を確保する部材であって、Ｖ字状に配置された二つの円柱状の電極２８ａおよび２８ｂ（２９ａおよび２９ｂ、３０ａおよび３０ｂ）で構成されている。二つの電極２８ａおよび２８ｂ（２９ａおよび２９ｂ、３０ａおよび３０ｂ）は相互に絶縁状態で、かつ、ハウジング２２とも絶縁状態となされ、開放部を内側に向けてハウジング２２の内側端面に取り付けられている。端子２８（２９、３０）は、接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に対応する位置に３個配置されている。

次に、センサ２０のセンシング方法を説明する。
センサ２０は、図１４に示すように端子２８を構成する各電極２８ａ（２８ｂ）は隣接する端子２９（３０）を構成する一方の電極２９ａ（３０ａ）と導線３１ａ（３１ｂ）により結線されている。そして、接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）が端子２８（２９、３０）に押接されている。そのため、図１５に示すように、二つの電極２８ａおよび２８ｂは、接続子２６ａにより電気的に接続されている。他の端子２９（３０）を構成する二つの電極２９ａおよび２９ｂ（３０ａおよび３０ｂ）も、同様に、接続子２６ｂ（２６ｃ）により電気的に接続されている。以上から、二つの引出線３２ａおよび３２ｂの間は導通状態となっている。

次に、プローブ２４がワーク１２に接触すると、プローブ２４がハウジング２２に対して傾動する。プローブ２４に固定されている接続子２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の少なくともいずれか一つは、他の接続子２６ｂおよび２６ｃ（２６ｃおよび２６ａ、２６ａおよび２６ｂ）を軸として端子２８（２９、３０）から浮き上がる。これにより二つの電極２８ａおよび２８ｂ（２９ａおよび２９ｂ、３０ａおよび３０ｂ）の間が絶縁状態となり、二つの引出線３２ａおよび３２ｂの間は絶縁状態となる。

従って、二つの引出線３２ａおよび３２ｂの間が絶縁状態か否かを観測しておくことで、プローブ２４とワーク１２との接触を検知することができる。これにより、タレット旋盤は、センサがワークと接触したＸ軸方向の位置を示す情報を取得することができ、取得した位置情報に基づいてワークの寸法が計測される。
実開平７−３９０２号公報

ところが、タレット刃物台にセンサを取り付けた場合、タレット刃物台の回転や、タレット刃物台の他の位置に取り付けられた切削工具によりワークを切削する際などに発生する振動により、センサの寿命が著しく短くなってしまうという課題を見出した。

これは、センサの可動部分とセンサの固定部分とが前記振動により擦り合わされることで摩耗してしまうことが原因であることを突き止めた。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、長寿命なセンサの提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のセンサは、棒状のプローブの傾動により物との接触を検知するセンサであって、中空柱状のハウジングと、前記ハウジングの内部から外部にわたって突出状に配置され、前記ハウジングに対して往復動および傾動可能なプローブと、前記ハウジングの内部に配置される前記プローブの部分に固定される接続子と、前記ハウジング内部で前記接続子と当接する位置に固定され、前記接続子と当接することにより導通する端子と、前記接続子が前記端子に当接するように前記往復動方向に前記プローブを付勢するプローブ付勢手段と、前記プローブ付勢手段による前記端子への前記接続子の当接を解除する解除手段とを備える。これにより、センサを使用しない間、端子と接続子との当接を解除することができる。そのため、何らかの振動により、端子と接続子とが擦り合わさることがない。したがって、振動による端子と接続子との摩耗などを防止することができ、センサの長寿命化が可能になる。

さらに、前記接続子は、前記プローブの軸を中心として放射状かつ突出状に固定され、前記端子は、１対の円柱状の導電体から構成され、前記１対の導電体は相互に絶縁されており、前記１対の導電体のそれぞれが前記接続子の１つと当接することにより当接した前記接続子を介して導通するが好ましい。

これにより、端子を構成する１対の導電体の一方と他方とをそれぞれ隣接する端子の導電体に接続することにより接続子を介して環状の回路を形成する。このような回路であれば、１箇所の導通状態を検知することによって、端子と接続子とがすべて当接しているか否かを検知することができ、内部の配線を比較的簡素にすることができる。したがって、接続子が端子から離れる場合に、接続子と配線との干渉を考慮する必要が少なくなり、接続子を端子から乖離させることの実現を容易にすることが可能になる。

さらに、前記センサは、前記ハウジングの内部を往復動可能な基台と、前記ハウジングに設けられ、前記基台を第１の位置に係止する係止部とを備え、前記接続子は、３つであり、前記端子は、Ｖ字状に設けられ、前記接続子のそれぞれが当接する位置に３対固定され、前記プローブ付勢手段は、弾性体であり、前記基台が前記係止部により係止される場合に、前記基台と前記プローブとを接続し、前記基台に対する前記プローブの傾動を抑制し、前記解除手段は、前記第１の位置と、前記プローブ付勢手段による前記プローブの傾動に対する抑制と、前記接続子の前記端子への当接がともに解除される第２の位置との間で、前記基台の位置を前記往復動方向に転換し、前記基台は、前記第１の位置にある場合に前記プローブの傾動に干渉せず、前記解除手段により前記第１の位置から前記第２の位置に転換される時に前記プローブと係り合う係合爪を有することが好ましい。

このように、端子を構成する１対の導電体をＶ字状にすることによって、当接する接続子はＶ字状の谷部に案内される。これにより、１対の導電体のそれぞれに、確実に接続子を当接させることが可能になる。

また、基台が位置を転換される時に係合爪がプローブと係り合うことにより、プローブに備えられる接続子は、確実に端子から乖離する。これにより、基台が第２の位置にある時に、接続子と端子とが擦り合わさることを確実に防止することができるため、センサの長寿命化が可能になる。

さらに、前記プローブは、前記解除手段により前記基台の位置が前記第２の位置に転換された場合に、前記ハウジングの孔周縁と係合し、前記プローブを保持する保持部材を有することが好ましい。

このように、基台が第２の位置にある場合に、プローブは保持される。そのため、プローブが振動することなく安定する。したがって、基台が第２の位置にある場合に接続子と端子とが接触しないようになる。また、センサに伝わる振動によって、プローブとそれが貫通するハウジングの孔周辺とが衝突することを防ぐことができる。したがって、センサの長寿命化が可能になる。

さらに、前記保持部材は、前記保持孔と嵌り合うテーパ状の部材であることが好ましい。

このように、保持部材がテーパ状であることによって、保持部材と孔との嵌り合いを円滑にすることが可能になる。

さらに、前記保持孔および前記保持部材の少なくとも一方は、互いに嵌り合った場合に隙間を埋める緩衝部材を有することが好ましい。

このように、緩衝部材を介して接することにより、嵌まり合う時の衝撃を弱めることができる。また、嵌り合った状態での隙間をなくすことができ、プローブの振動を防ぐことが可能になるとともに、ハウジング内部への粉塵の侵入を防止することが可能になる。

本発明のセンサによれば、センサの長寿命化が可能になる。

図１は、センサ４０の外観を示す斜視図である。
センサ４０は、ワークと接触するプローブの傾動と連動する電気接点の離接を電気的に読み出すことで、センサ４０とワークとの接触を検知するセンサであって、プローブ４４と、ハウジング４２と、解除手段４５とを備えている。

プローブ４４は、直接ワークと接触する部材であって、円柱状の部材の先端に部分真球が一体に取り付けられた部材である。プローブ４４は、ハウジング４２の内部からハウジング４２の一端部を通過してハウジング４２の外部に至るまで突出状に配置されている。

ハウジング４２は、タレット刃物台の工具取り付け面に取り付けられる工具ステーションまたは同様の取付具に直接取り付けられ、センサ４０の位置が決定されると共に、電気的な接点やその他機構を保護するための部材であり、両端部の一部が覆われた円筒形状となっている。

解除手段４５は、後述するプローブ付勢手段５３による端子と接続子との当接を解除することが可能な部材であって、プローブ４４をハウジング４２に対し往復動させ、プローブ４４をセンシング位置と解除位置に転換する部材であって、ハウジング４２の内部からハウジング４２の他端部を通過してハウジング４２の外部に至るまで突出状に配置されている。解除手段４５は、ハウジング４２の外部に、位置決めフランジ４７と、第１係合フランジ４６とを備えている。

係止部としての位置決めフランジ４７は、ハウジング４２の他端部と当接することで、ハウジング４２に対する解除手段４５の位置を決定する部材である。

第１係合フランジ４６は、外部の機構（後述）と係合することで、駆動力を解除手段４５に伝達し、解除手段４５を往復動させるための部材である。

図２は、センサ４０の内部を模式的に示す断面図である。
また、図３は、センサ４０の一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。

同図に示すように、プローブ４４は、ハウジング４２の内部に、接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃと、第２係合フランジ４４ａとを備えている。また、プローブ４４は、ハウジング４２の外部に、保持部材６０を備えている。ハウジング４２は、自身の内部に、端子４９（５０、５１）を備え、一端部に保持孔６２を備えている。解除手段４５は、ハウジング４２の内部に、基板５２と、係合爪５４と、プローブ付勢手段５３と、位置決めフランジ付勢手段５８とを備えている。

接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）は、端子４９（５０、５１）と接触することによって導通を確保することのできる円柱形状の金属部材であり、プローブ４４の中間部に３個固定されている。全ての接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃは、プローブ４４の軸に対し垂直に固定されている。接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃは、同一の円周上で均等に配置されており、接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃが互いになす角は１２０度である。つまり、接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃは、プローブ４４の軸に対し放射状均等となるようにプローブ４４に固定されている。

第２係合フランジ４４ａは、解除手段４５の係合爪５４と係合し、プローブ４４がハウジング４２に没入する方向の駆動力をプローブ４４に伝達する部材であり、プローブ４４の基端に固定される円盤状の部材である。

保持部材６０は、プローブ４４が解除位置に位置する際に、ハウジング４２に設けられる保持孔６２と嵌り合い、ハウジング４２に対してプローブ４４が固定されるようにする部材である。保持部材６０は、ハウジング４２に向かって縮径する円錐台形状をしており、プローブ４４の中間部に固定されている。

端子４９は、接続子４８ａと接触することによって導通を確保する部材であって、Ｖ字状に配置された二つの円柱状の電極４９ａ、４９ｂで構成されている。二つの電極４９ａ、４９ｂは相互に絶縁状態で、かつ、ハウジング４２とも絶縁状態となされ、開放部をプローブ４４の往復動方向の内側に向けて、ハウジング４２の内側端面に取り付けられている。端子５０及び端子５１も、端子４９と同様の構成および取り付け態様で設けられる部材である。端子４９と端子５０と端子５１とは、それぞれ、接続子４８ａと接続子４８ｂと接続子４８ｃとに対応する位置に配置されている。

保持孔６２は、ハウジング４２の一端面の中央に設けられた孔であり、外方に向けて拡径するテーパー形状となっている。保持孔６２は、保持部材６０と嵌り合う。

基板５２は、解除手段４５をハウジング４２に対しスムーズに滑りながら往復動させるための部材であり、ハウジング４２の内部の断面形状に合致した円板部と、位置決めフランジ４７と接続するための接続棒部とを備えている。

係合爪５４は、プローブ４４の基端部にある第２係合フランジ４４ａと係合し、解除手段４５の駆動力をプローブ４４に伝える部材であり、基板５２の周縁部から基板５２の往復同方向に一体に突設される鍵状の部材である。係合爪５４は、基板５２の円板部の周縁部に均等に３個一体に設けられており、それぞれが第２係合フランジ４４ａと係合して、プローブ４４をハウジング４２の軸に沿ってまっすぐ引っ張れるものとなっている。係合爪５４は、位置決めフランジ４７がハウジング４２と当接した状態（センシング位置）では、第２係合フランジ４４ａと係合せず、プローブ４４の傾動を邪魔しないものとなっている。

プローブ付勢手段５３は、位置決めフランジ４７がハウジング４２と当接した状態（センシング位置）において、接続子４８ａ（４８ｂ、４８ｃ）を端子４９（５０、５１）に緩やかに押接する弦巻ばねである。プローブ付勢手段５３は、基板５２に対し、プローブ４４が遠ざかる方向に付勢力を備えている。また、前記付勢力は、接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃ）が端子４９、５０および５１に押接されているが、プローブ４４の先端がワークに僅かに触れただけで、三つある接続子４８ａ、４８ｂおよび４８ｃと端子４９、５０および５１との押接状態の少なくとも一つが解除される程度の付勢力である。

位置決めフランジ付勢手段５８は、位置決めフランジ４７がハウジング４２と当接した状態（センシング位置）を維持するためのものであり、ハウジング４２の他端部内側と、対向する基板５２との間を相互に遠ざかる方向の付勢力を備えている。位置決めフランジ付勢手段５８の付勢力はプローブ付勢手段５３の付勢力よりも強く、センサ４０に多少の振動が加えられても、センシング位置を維持し得る付勢力を備えている。

次に、センサ４０のセンシング方法を説明する。
センサ４０の解除手段４５がセンシング位置にある場合は、従来のセンサと変わりがない。図１４および図１５を参照して説明したように、二つの引出線間が導通状態と絶縁状態とのいずれであるかを観測しておくことで、プローブ４４とワークとの接触を検知することができる。

次に、センサ４０の保護状態を説明する。
図４は、センサ４０のセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。同図（Ａ）はセンシング状態を示し、同図（Ｂ）は保護状態を示している。本図では、端子４９のみを示しており、他の端子５０、５１を省略している。

同図（Ａ）に示すように、解除手段４５がセンシング位置にある場合、基板５２等の解除手段４５は、ハウジング４２に対し所定の位置に配置され、位置決めフランジ付勢手段５８により前記位置が固定されている。この状態では、解除手段４５の係合爪５４と第２係合フランジ４４ａとは離隔しており、プローブ４４はプローブ付勢手段５３により接続子４８ａが端子４９に押接されている。

従って、上述したように、プローブ４４とワークとの僅かな接触を検出することができるものの、タレット刃物台が回転するたびに、遠心力や加速度によりプローブ４４がハウジング４２に対して大きく振り回されるため、接続子４８ａと端子４９とが激突することが繰り返される。また、タレット刃物台に取り付けられている他の刃物でワークを切削している際の振動などがセンサを取り付けるための取付具などを介して増幅されセンサ４０に伝わると、接続子４８ａと端子４９とが振動により擦り合わされる。

以上により、接続子４８ａや端子４９が摩耗して静摩擦係数が大きくなり、プローブ４４がワークに僅かに接触しただけではセンサ４０が反応しないなどの不具合が生じることになる。

そこで、センサ４０を使用しない状態においては、同図(Ｂ)に示すように、解除手段４５を解除位置にする。つまり、解除手段４５をハウジング４２に対し引き出した状態とする。これにより、解除手段４５の係合爪５４が第２係合フランジ４４ａと係合して、プローブ４４をハウジング４２に対して没入させ、接続子４８ａと端子４９との接続を強制的に解除する。

これにより、センサ４０に多少の振動が加えられたとしても、接続子４８ａと端子４９とが擦り合わされることが無いため、接続子４８ａと端子４９とが摩耗することが無くなる。さらに、プローブ４４の保持部材６０と、ハウジング４２の保持孔６２とが嵌り合うため、ハウジング４２に対しプローブ４４が固定され、タレット刃物台が回転し、遠心力や加速度がセンサ４０に加わったとしても、ハウジング４２に対しプローブ４４が揺れ動かないため、接続子４８ａと端子４９とが激しく衝突することもなくなる。

以上により、センサ４０を保護し、センサ４０の長寿命化を図ることが可能となる。

なお、図５は、保護状態のセンサ４０をハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。また、図６は、保護状態のセンサ４０の一部の断面図である。

図６に示すように、緩衝部材としてのＯリング６４が、保持部材６０に取り付けられており、保持部材６０と保持孔６２とは保護状態において互いに嵌り合った場合に隙間を埋める。なお、緩衝部材は、保持孔６２の周縁の内側側面に取り付けられてもよい。

これにより、センシング状態から保護状態に状態を変更する際のプローブ４４とハウジング４２との衝撃を和らげることができる。また、保護状態でのプローブ４４の振動を抑えることができる。さらに、プローブ４４とハウジング４２との間から微細な粉塵がハウジング４２の内部に侵入することを防ぐことができる。

保護カバー６６は、プローブ４４の保持部材６０と保持孔６２の周縁とを覆う蛇腹状の柔軟なゴムである。

これにより、プローブ４４とハウジング４２との間から粉塵がハウジング４２の内部に侵入することを防ぐことができる。また、蛇腹状であるため、センシング状態と保護状態との状態を変更する際の妨げとならない。さらに、ゴムのような柔軟な素材であるため、センシング時のプローブ４４の傾動にほとんど影響しない。なお、保護カバー６６の素材は、このような防塵性と柔軟性とを備えていれば、ゴムに限られない。

次に、センサ４０のタレット旋盤での利用態様およびセンサ４０を保護状態にするための駆動力の伝達について説明する。

図７は、センシング状態のセンサ４０を有するセンサモジュールを示す側面図である。
図８は、保護状態のセンサ４０を有するセンサモジュールを示す側面図である。

これらの図では、センサ４０を有するセンサモジュール１２０として、タレット刃物台１０７の工具取付面の１つに取り付けられる例を示す。

センサモジュール１２０は、タレット刃物台１０７の径方向に伸縮する機構およびタレット刃物台１０７の工具取付面への取り付け具を有する支柱１２２と、ワークの寸法を計測するためのセンサ４０と、保護状態のセンサ４０を覆うカバー２２０とを備えている。

つまり、センサ４０はあたかも１つの工具かのような態様でタレット刃物台１０７に取り付けられている。

センサ４０は、支柱頭部１２２ｂに、伸縮方向に対して垂直に取り付けられている。また、センサ４０が備える第１係合フランジ４６に対応する支柱頭部１２２ｂの部分にはレバー部材１８１が軸支されている。このレバー部材１８１の一端部は第１係合フランジ４６とハウジング４２側から当接することができるものとなっている。

一方、支柱脚部１２２ａには、板状のカム部材１８２が取り付けられている。カム部材１８２は、支柱頭部１２２ｂが縮退するにつれて近づいてくるレバー部材１８１の他端部と当接し、当該他端部をハウジング４２側に押し出すことができる形状と剛性を備えた部材である（図８参照）。

以上のようにレバー部材１８１とカム部材１８２とを備えることで、センサモジュール１２０が伸長状態、すなわちセンサ４０によるセンシングが必要な場合は、解除手段４５に外部から駆動力が伝達されていないため、位置決めフランジ付勢手段５８の付勢力により、解除手段４５はセンシング位置で固定され、センサ４０はセンシング状態となる。

一方、センサモジュール１２０が縮退状態、すなわち、センサ４０を振動などから保護する必要がある場合は、エアシリンダ（図示しない）の駆動力がレバー部材１８１を介して解除手段４５に伝達され、解除手段４５は、ハウジング４２に対して引き出される。すなわち解除手段４５はセンサモジュール１２０の縮退に連動して保護位置に配置される。

以上のような構成を採用することで、一つのエアシリンダにより、センサモジュール１２０が備える伸縮機構の伸縮と、センサ４０のセンシング状態と保護状態との転換とを同時に行うことが可能となる。

また、カバー２２０は、支柱１２２の工具取付面への取り付け具に支持軸２３９により軸支して取り付けられる。カバー２２０は、センサ４０がセンシング状態と保護状態とに変更することに連動して開閉する機構を備え、センシング状態では開き、保護状態では閉じている。これにより、保護状態にあるセンサ４０が保護される。

以上、本発明の一実施の形態に係るセンサについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態の保持部材６０は、保持孔６２と嵌り合う円錐台形状としたが、保持孔６２の径より大きい円盤状であってもよい。この場合、保護状態のプローブ４４は、円盤状の保持部材６０と保持孔６２の周縁部とが当接する部分同士の摩擦力により、移動が抑制される。

本発明に係るセンサは、物との接触を検知するセンサに利用でき、例えば、タレット旋盤やマシニングセンタといった工作機械に利用されるワークとの接触を検知するセンサとして利用できる。

センサの外観を示す斜視図である。 センサの内部を模式的に示す断面図である。 センサの一部を切り欠いて内部を示す斜視図である。 センサのセンシング状態と、保護状態とを対比して示す図である。 保護状態のセンサをハウジングの一部を切り欠いて示す斜視図である。 保護状態のセンサの一部の断面図である。 センシング状態のセンサを有するセンサモジュールを示す側面図である。 保護状態のセンサを有するセンサモジュールを示す側面図である。 一般的な従来のタレット旋盤の一例を示す外観斜視図である。 タレット旋盤におけるタレット刃物台と主軸との位置関係を示す正面図である。 タレット旋盤におけるタレット刃物台の可動範囲を示す正面図である。 ワークの直径を直接的に計測するための機構を備えた従来のタレット刃物台の一例を示す概要図である。 機内計測に利用されるセンサの構造の一例を示す断面図である。 端子の結線状態を示す平面図である。 端子と接続子の状態を示す側面図である。

符号の説明

４０ センサ
４２ ハウジング
４４ プローブ
４４ａ 第２係合フランジ
４５ 解除手段
４６ 第１係合フランジ
４７ 位置決めフランジ
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 接続子
４９ａ、４９ｂ、５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ 電極
４９、５０、５１ 端子
５２ 基板
５３ プローブ付勢手段
５４ 係合爪
５８ 位置決めフランジ付勢手段
６０ 保持部材
６２ 保持孔
６４ Ｏリング
６６ 保護カバー

Claims (6)

1. 棒状のプローブの傾動により物との接触を検知するセンサであって、
   中空柱状のハウジングと、
   前記ハウジングの内部から外部にわたって突出状に配置され、前記ハウジングに対して往復動および傾動可能なプローブと、
   前記ハウジングの内部に配置される前記プローブの部分に固定される接続子と、
   前記ハウジング内部で前記接続子と当接する位置に固定され、前記接続子と当接することにより導通する端子と、
   前記接続子が前記端子に当接するように前記往復動方向に前記プローブを付勢するプローブ付勢手段と、
   前記プローブ付勢手段による前記端子への前記接続子の当接を解除する解除手段とを備える
   ことを特徴とするセンサ。
2. 前記接続子は、前記プローブの軸を中心として放射状かつ突出状に固定され、
   前記端子は、１対の円柱状の導電体から構成され、前記１対の導電体は相互に絶縁されており、前記１対の導電体のそれぞれが前記接続子の１つと当接することにより当接した前記接続子を介して導通する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. さらに、
   前記ハウジングの内部を往復動可能な基台と、
   前記ハウジングに設けられ、前記基台を第１の位置に係止する係止部とを備え、
   前記接続子は、３つであり、
   前記端子は、Ｖ字状に設けられ、前記接続子のそれぞれが当接する位置に３対固定され、
   前記プローブ付勢手段は、弾性体であり、前記基台が前記係止部により係止される場合に、前記基台と前記プローブとを接続し、前記基台に対する前記プローブの傾動を抑制し、
   前記解除手段は、前記第１の位置と、前記プローブ付勢手段による前記プローブの傾動に対する抑制と、前記接続子の前記端子への当接がともに解除される第２の位置との間で、前記基台の位置を前記往復動方向に転換し、
   前記基台は、前記第１の位置にある場合に前記プローブの傾動に干渉せず、前記解除手段により前記第１の位置から前記第２の位置に転換される時に前記プローブと係り合う係合爪を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
4. 前記プローブは、前記解除手段により前記基台の位置が前記第２の位置に転換された場合に、前記ハウジングの保持孔周縁と係合し、前記プローブを保持する保持部材を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
5. 前記保持部材は、前記保持孔と嵌り合うテーパ状の部材である
   ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
6. 前記保持孔および前記保持部材の少なくとも一方は、互いに嵌り合った場合に隙間を埋める緩衝部材を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載のセンサ。

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