(57)【要約】【課題】  測定範囲が大きいうえに、金属切粉や水を用いる環境でも正確な測定ができる位置検出装置に関するものである。【解決手段】  ホルダ２１に固定された円筒体５にワーク接触子６０を先端に設けたピストン体６を嵌挿し、前記円筒体５に背圧を検出する圧力センサ７４を設けたエア供給装置７を接続してピストン体６を浮動させるとともに、ピストン体６の下端により開閉されるエアの排気小孔５０を前記円筒体５に多数形成したことにより、円筒体５内に供給されるエアとピストン体６の下端により遮蔽される排気小孔５０の数に基づいて位置検出行なうため、測定範囲を広くとることができるうえに、エアによる検出のため金属切粉や水を用いる環境でも支障なく測定ができるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに固定された円筒体にワーク接触子を先端に設けたピストン体を嵌挿し、前記円筒体に背圧を検出する圧力センサを設けたエア供給装置を接続してピストン体を浮動させるとともに、ピストン体の下端により開閉されるエアの排気小孔を前記円筒体に多数形成したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
排気小孔が円筒体に等ピッチで開口が重合しないように配設されることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
排気小孔が円筒体に螺旋状に配設されることを特徴とする請求項1または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
エア供給装置から供給されるエア圧が１００ｋＰａのとき、多数の排気小孔径の総面積を約７ｍｍとしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は対象物の位置を測定できる位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、位置検出方法として、基準体と可動体とを密着させた状態で検出された元圧と、可動体の位置を変えた際に検出される背圧との差から可動体の位置を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、電気的なギャップ検出装置として、ターゲットにギャップを隔てて励磁コイルと検出コイルを対向させ、検出コイルの検出電圧によりギャップ長を検出するギャップセンサ（例えば、特許文献２参照）や測定電極と被測定面との間の静電容量により隙間を検出するギャップセンサ（例えば、特許文献２参照）がある。  
【０００３】
しかし、特許文献１のように元圧と背圧の差による検出では、高精度な検出が行なえる分、測定範囲が０．１ｍｍ前後に限定されるという問題があり、また、コイルや静電容量により電気的に検出するタイプは金属切粉や水を使用する環境で測定を行うと漏電が生じやすいうえに精確な測定が難しくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８８６１０号公報
【特許文献２】特開平６−２６８０４号公報
【特許文献３】特開２００４−１０１４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は測定範囲が大きいうえに、金属切粉や水を用いる環境でも正確な測定ができる位置検出装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ホルダに固定された円筒体にワーク接触子を先端に設けたピストン体を嵌挿し、前記円筒体に背圧を検出する圧力センサを設けたエア供給装置を接続してピストン体を浮動させるとともに、ピストン体の下端により開閉されるエアの排気小孔を前記円筒体に多数形成した位置検出装置であり、排気小孔が円筒体に等ピッチで開口が重合しないように配設されたり、排気小孔が円筒体に螺旋状に配設されたり、エア供給装置から供給されるエア圧が１００ｋＰａのとき、多数の排気小孔径の総面積を約７ｍｍとすることがより好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ホルダに固定された円筒体にワーク接触子を先端に設けたピストン体を嵌挿し、前記円筒体に背圧を検出する圧力センサを設けたエア供給装置を接続してピストン体を浮動させるとともに、ピストン体の下端により開閉されるエアの排気小孔を前記円筒体に多数形成することにより、背圧に基づいて従来の約３０倍の測定範囲を測定するができるうえに、圧力に基づく測定のため金属切粉や水を用いる環境でも支障のない測定ができる。
【０００８】
また、請求項２のように、排気小孔が円筒体に等ピッチで開口が重合しないように配設することにより、排気小孔の遮蔽による背圧の差に基づいて位置を正確に測定することができる。
【０００９】
請求項３のように、排気小孔が円筒体に螺旋状に配設されることにより、上下に隣接する排気小孔間の隔壁をなくすることができるので、圧力変動の生じない非検出査領域を減少させることができる。
【００１０】
請求項４のように、エア供給装置から供給されるエア圧が１００ｋＰａのとき、多数の排気小孔径の総面積を約７ｍｍとしたことにより、最適な検出精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を示す一部切欠正面図である。
【図２】同じく一部切欠側面図である。
【図３】同じく平面図である。
【図４】エア供給装置の回路図である。
【図５】各排気小孔における圧力と距離との関係を示すグラフである。
【図６】位置検出装置を組み込んだワークの着座確認装置を示す一部切欠正面図である。
【図７】同じく平面図である。
【図８】排気小孔を螺旋状に配設した一部切欠正面図である。
【図９】排気小孔を直線状に配設した一部切欠正面図である。
【図１０】径の異なる筒体から対象物に一定エア圧を吹き付けた際、距離と圧力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明をワークの着座確認装置に用いた実施例に基づいて詳細に説明する
図1中、着座確認装置１はベース２にワーク保持用の治具３を取り付けるとともに、ベース２に二つの位置検出装置４を取り付けたものである。
【００１３】
前記位置検出装置４は図１、２に示されるように、ベース２の下面に垂設されたブラケット２０に取り付けられるホルダ２１に支持される円筒体５と、該円筒体５に嵌挿される先端にワーク接触子６０を設けたピストン体６と、前記円筒体５の他端に接続される背圧を検出する圧力センサ７４を設けたエア供給装置７とからなる。
【００１４】
ピストン体６が嵌挿される円筒体５には図８、９に示されるように、ピストン体６の下端により開閉されるエアの排気小孔５０が、その開口を等ピッチで重合しないように多数配設されている。図８に示されるように、排気小孔５０は円筒体５の周面に螺旋状に配設することにより、上下に隣接する排気小孔間に隔壁が不要となるので、圧力変動の生じない非検出領域を減少させることができる。このように排気小孔５０を配設することによって図５に示されるように、測定範囲は２５０μｍから３０００μｍ強とすることができる。
【００１５】
また、図９に示されるように、排気小孔５０を直線状に配設した場合、上下に隣接する開口縁間に仕切壁を形成する必要があるため、仕切壁の厚み分背圧を検出できない検出不能領域が生じる。この検出不能領域を大きめに設定することにより、排気小孔５０毎に測定距離を分けて検出を行うことが可能となる。
【００１６】
また、多数の排気小孔径５０の総面積を約７ｍｍとしている。これは直径φ１〜３の円筒体から対称物に１００ｋＰａのエアを吹き付けた際、図１０に示されるように、対象物までの距離と圧力センサで検出された背圧との間に最もリニアな関係が表れたのはφ３であり、測定可能な距離は約２５０μｍから約７５０μｍの範囲であった。
【００１７】
直径がφ３の場合、面積は約７ｍｍとなるからである。このため、排気小孔５０の直径が１φのとき８個で総面積を約７ｍｍとすることができる。また、排気小孔５０の直径が１φより大きくなったり、小さくなったりする場合には、排気小孔５０の透設数は約７ｍｍの面積に近似するよう増減される。また、エア供給装置７から供給されるエア圧が１００ｋＰａと異なる場合、排気小孔径５０の総面積は約７ｍｍに限定されず、エア圧に応じて総面積が増減されることはいうまでもない。
【００１８】
さらに、排気小孔５０の形状は加工するうえでは円形が好ましいが、排気小孔５０を円形とした場合、ピストン体６により遮蔽される開口は始端と終端で小さく中央で最大となるため、エアの排気量は厳密には一定とならないが、長円形とした場合は略一定となる。また、正方形または長方形の場合は、排気されるエア量が全領域で一定となるため、背圧をより高精度で検出できるので好ましい。
【００１９】
前記エア供給装置７は、図４に示されるように、二つの位置検出装置４にエア源７０からのエアをフィルタレギュレータ７１を介して分岐供給するもので、各分岐回路にはスピードコントローラ７２と、レギュレータ７３と、圧力センサ７４と、必要に応じて圧力センサ７４の手前に固定の絞り弁７５が取り付けられるものとしている。圧力センサ７４はできる限り位置検出装置４に近付けて取り付けて背圧がより確実に検出できるようにしている。
【００２０】
８はピストン体６の抜け止めストッパ、９は位置検出装置４を横向き等に配置する場合に必要となるピストン体６付勢用のばねであり、該ばね９は位置検出装置４が図のように上向きに配置する場合にはなくてもよい。１０はベース２に取り付けられるワーク座であり、該ワーク座１０にワークＷの下端は当接されて停止される。
【００２１】
このように構成されたものは、ベース２に取り付けられた治具３上にワークＷを降下させて、ワークＷをワーク座１０に当接させる。このときのワークＷの停止位置をベース２に取り付けられた二つの位置検出装置４により検出する。
【００２２】
位置検出装置４によるワークＷ位置の検出は、円筒体５に接続されるエア供給装置７のエア源７０から分岐されたエアが各円筒体５内に供給されることにより、円筒体５内のピストン体６が浮動される。そして、浮動されているピストン体６に対してベース３の治具３に向けて下降するワークＷは接近してゆくこととなる。
【００２３】
そして、ワークＷが治具３に係合され、ワーク座１０にワークＷの下端縁が当接したとき、ワークＷと当接するワーク接触子６０によりピストン体６の下端は８個ある排気小孔５０のいずれかを遮蔽することとなる。ピストン体６による排気小孔５０の遮蔽により図５に示されるように、遮蔽される排気小孔５０の数に応じて背圧は変動し、該背圧に基づいて距離が決まるため、圧力センサ７４により検出された背圧からワークＷの位置（距離）が算出される。そして、算出距離が許容値であればワークＷは治具３に的確に着座されたものと判断する。ワークＷと治具３との許容範囲は３ｍｍ以内で自由に設定できることとなる。
【符号の説明】
【００２４】
１  着座確認装置
２  ベース
20  ブラケット
21  ホルダ
３  治具
４  位置検出装置
５  円筒体
50  排気小孔
６  ピストン体
60  ワーク接触子
７  エア供給装置
70  エア源
71  フィルタレギュレータ
72  スピードコントローラ
73  レギュレータ
74  圧力センサ
75  絞り弁
８  抜け止めストッパ
９  ばね
10  ワーク座
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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