(57)【要約】【課題】ホールＩＣを使用したソフトタッチセンサの提供。【解決手段】二枚の板バネ１６による平行リンクの片持梁機構１５で、固定側連結部材１８は、下側板バネ１６の中央を貫通させて台座２２に立設した支持ブロック２４に固定される。自由端側可動部２８は、アルミ薄板を折曲加工した軽量構成の連結部材１９で希土類磁石２５が接着される。固定側連結部材１８にホールＩＣ支持部材２０の弾性部分２０ａを固定し、リブ１７ａ付剛性部分２０ｂを調整ロッド３６で支持して自由端に設けたホールＩＣ２６の磁石２５との相対位置を微調整する。ホールＩＣ支持部材２０に片持弾性線材３８を固定して自由端３８ｂで可動部２８の自重を保持すると共にハウジング１２内面のブッシュ下面４０ａに当接させて、可動部２８の位置を安定させる。アンビル３４は０．５ｇｆ以下の軽負荷で作動し、磁石２５の０．１ｍｍ以下の微小変位をホールＩＣ２６が感知して信号灯１４を点灯する。【選択図】    図１
2004174678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５ｇｆ以下の軽量負荷によるアンビルの平行変位と一体で変位する小形磁石の０．１ｍｍ以下の微小変位をホールＩＣで検知して電気回路を開閉制御することを特徴とするソフトタッチセンサ。
【請求項２】
前記平行変位は基本的に同形の板バネの二重構造を構成要素とする平行リンクの片持梁機構によるものであって、前記板バネはいずれも躯体平面形状が長方形をなす中空の枠体で、四隅からそれぞれ長手方向に弾性腕を同一長さで平行に延在させた形状をポリイミド薄板で形成し、前記躯体と同形で中空枠体の長方形空間を画定する内周縁に沿ってリブを突設させたアルミ合金薄板を前記躯体に接着して、前記躯体部分を剛性体としたことを特徴とする請求項１に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項３】
前記片持梁機構における固定端側の板バネ連結部材は、前記板バネの中空部分を貫通させて台座の中央部分に立設した支持ブロックに固着したことを特徴とする請求項２に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項４】
前記片持梁機構における自由端側の板バネ連結部材は、アルミ合金薄板の折曲げ加工で断面コ字形に形成して、さらに穿孔により軽量化し、前記コ字形の上下面を貫通させて前記板バネと垂直な小径管材をプローブとして接合すると共に、前記自由端側の連結部材における中央近傍の所定位置に前記小形磁石を固着する一方、前記固定端側連結部材に固設して延在させた支持部材の自由端にホールＩＣを前記小形磁石に対向させて配置したことを特徴とする請求項２に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項５】
前記支持部材は、固設位置から前記台座に向けて傾斜する弾性変形を前記支持ブロックに螺嵌した調整ロッドで阻止して、前記ホールＩＣが前記小形磁石と対向する位置に強制変位させ、前記調整ロッドのネジ作用により軸線方向の微調整を可能にしたことを特徴とする請求項４に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項６】
前記支持部材に信号灯を固設したことを特徴とする請求項４に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項７】
前記プローブとしての小径管材の外径に嵌合する大径管材に前記アンビルと座金とを固着し、前記アンビルを前記プローブから嵌脱自在にすると共に前記座金で前記プローブの下方変位を規制したことを特徴とする請求項１または４に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項８】
前記片持梁機構全体を囲む成型ハウジングを設けて、前記台座の上面に、前記成型ハウジングの底部開口内面が密嵌する嵌合段部周壁を形成し、前記成型ハウジングには、上面に前記プローブを挿通する大径開口と、前記信号灯を視認可能にする透明カバー付窓を、そして側面に電線引出口を穿設し、前記大径開口の形成面には、外側に前記座金と対向する鍔付ボスを、そして内側に前記平行リンクの自由端に当接して位置決めするブッシュを固設したことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のソフトタッチセンサ。
【請求項９】
前記平行板バネの自由端を前記ブッシュに当接させる位置決め部材として、前記平行リンクの固定端側と自由端側との間に弾性体を張設し、前記自由端側構成体に作用する重力の影響を相殺する方向に付勢して慣性移動を抑制したことを特徴とする請求項８に記載のソフトタッチセンサ。
【請求項１０】
前記台座には前記嵌合段部周壁より前記ハウジングの外部に張出する延在部分を設けると共に、底面の適当な少なくとも二か所にノック孔を穿設したことを特徴とする請求項８に記載のソフトタッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタやジグボーラ等のコンピュータ制御による自動工作機械における刃物（バイト、ドリル等）の刃先が切り進む切削位置確認のために基準位置を設定して刃物の摩耗による加工寸法誤差を補正することを目的としたソフトタッチセンサに係わり、より具体的には、極軽微な測定圧で極微細な変位（ミクロンないしサブミクロン）の感知を可能にする機構の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のＩＣ産業界においては集積度が急激に加速して、工具も超硬からダイヤモンドによる直径０．１ｍｍ以下のオーダのドリルの使用で、更に微細な精密孔加工が要求され、例えば５〜６層の積層プリント基板の２〜４層をミクロンオーダで正確に深さ加工をすることが必要とされる。ドリルの回転数は毎分十数万回転に及び、当然刃先には摩耗が生じるから、作業テーブルと刃先の相対位置を一定に維持するためには、例えば百回の孔加工毎に刃先位置をチェックしなければならない。
【０００３】
ソフトタッチセンサは、上記工作機械の作業テーブル面から所定の高さを基準位置として常に刃物の先端を安定に維持する監視器具として使用されており、一般的には、ヒンジで回動自在に支持されたレバー式アクチュエータの自由端が刃物に押動されると、その動きが摺動ピンに伝達されて、トグル機構などのスナップアクションにより電気接点をＯＮからＯＦＦに切換える機械的手段による。あるいは光学的手段を使用して、刃先が光ビームを直接遮断する信号出力で刃先の基準位置を検知し、刃先の摩耗による変動を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、機械的手段によるソフトタッチセンサを作動させる接触荷重は、アクチュエータレバーを動かして接点をスナップアクションさせるのに伴う反作用による抵抗を受け、それを克服する大きさの付勢力として、例えば１００〜３００ｇｆが要求される。従って、それだけの接触圧がないと正確で再現性の安定した基準位置の設定は得られない。一方、ダイヤモンドドリルによる直径０．１ｍｍ以下０．０１ｍｍオーダの加工は、上記のような接触荷重でソフトタッチセンサを作動させると、ドリル自体が座屈で湾曲するため、ドリル先端の位置設定が不安定になって再現性が損なわれるから、極端に軽い接触圧のソフトタッチセンサが要求される。
【０００５】
一方、光学的手段による刃物の直接的先端検知は、無接触で設定圧は不要であるが、刃先の形状変化に対する対応が困難で、再現性、不感帯、光量、温度変化に対する調整等、電子回路特性に依存する調整部分を多分に有するため取扱い上至便性に欠け、かつ塵埃に弱いことが難点となる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、操作力としての接触荷重が０．５ｇｆ以下であって、再現性感度または精度が±０．５μ台で、自動工作機械の作業テーブル面に着脱自在であり、しかも基準位置設定に対する取扱いが容易なソフトタッチセンサの提供である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わるソフトタッチセンサは、０．５ｇｆ以下の軽量負荷によるアンビルの平行変位と一体で変位する小形磁石の０．１ｍｍ以下の微小変位をホールＩＣで検知して電気回路を開閉制御する。しかも、前記平行変位は基本的に同形の板バネの二重構造を構成要素とする平行リンクの片持梁機構によるものであって、前記板バネはいずれも躯体平面形状が長方形をなす中空の枠体で、四隅からそれぞれ長手方向に弾性腕を同一長さで平行に延在させた形状をポリイミド薄板で形成し、前記躯体と同形で中空枠体の長方形空間を画定する内周縁に沿ってリブを突設させたアルミ合金薄板を前記躯体に接着して、前記躯体部分を剛性体とした。
【０００８】
また、前記片持梁機構における固定端側の板バネ連結部材は、前記板バネの中空部分を貫通させて台座の中央部分に立設した支持ブロックに固着した。そして、前記片持梁機構における自由端側の板バネ連結部材は、アルミ合金薄板の折曲げ加工で断面コ字形に形成して、さらに穿孔により軽量化し、前記コ字形の上下面を貫通させて前記板バネと垂直な小径管材をプローブとして接合すると共に、前記自由端側の連結部材における中央近傍の所定位置に前記小形磁石を固着する一方、前記固定端側連結部材に固設して延在させた支持部材の自由端にホールＩＣを前記小形磁石に対向させて配置した。
【０００９】
しかも、前記支持部材は、固設位置から前記台座に向けて傾斜する弾性変形を前記支持ブロックに螺嵌した調整ロッドで阻止して、前記ホールＩＣが前記小形磁石と対向する位置に強制変位させ、前記調整ロッドのネジ作用により軸線方向の微調整を可能にした。さらに、前記支持部材に信号灯を固設した。
【００１０】
また、前記片持梁機構全体を囲む成型ハウジングを設けて、前記台座の上面に、前記成型ハウジングの底部開口内面が密嵌する嵌合段部周壁を形成し、前記成型ハウジングには、上面に前記プローブを挿通する大径開口と、前記信号灯を視認可能にする透明カバー付窓を、そして側面に電線引出口を穿設し、前記大径開口の形成面には、外側に前記座金と対向する鍔付ボスを、そして内側に前記平行リンクの自由端に当接して位置決めするブッシュを固設した。
【００１１】
その上、前記プローブとしての小径管材の外径に嵌合する大径管材に前記アンビルと座金とを固着し、前記アンビルを前記プローブから嵌脱自在にすると共に前記座金で前記プローブの下方変位を規制した。さらに、前記平行板バネの自由端を前記ブッシュに当接させる位置決め部材として、前記平行リンクの固定端側と自由端側との間に弾性体を張設し、前記自由端側構成体に作用する重力の影響を相殺する方向に付勢して慣性移動を抑制した。また、前記台座には前記嵌合段部周壁より前記ハウジングの外部に張出する延在部分を設けると共に、底面の適当な少なくとも二か所にノック孔を穿設した。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わるソフトタッチセンサの実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係わるソフトタッチセンサ１０の一実施例を示すもので、（ａ）は側面の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図２は、同一形状寸法で互いに鏡像対称に対向させて構成する二枚の同形の平行板バネ１６のうちの一つを示す平面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図で、（ｃ）は（ｂ）の記号Ｃを付して丸で囲んだ部分の拡大図示である。また図３は、図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った底面図である。さらに図４は、図１の斜視図で、一部を分解して示したものである。そして図５は図１のソフトタッチセンサ１０からハウジング１２および信号灯１４を取り除いて示した動作説明図である。ただし、図示は全て板厚が誇張されている。
【００１３】
図１において、ソフトタッチセンサ１０の主要部材である片持梁機構１５は、二枚の同形の板バネ１６，１６で構成する一種の平行リンク機構（図６（ｂ）参照）で、図２（ａ）に平面図で示すように板バネ１６は長方形の中空枠体を躯体１６ａとして四隅からそれぞれ長手方向に弾性腕１６ｂを平行に延在させた形状の部材がポリイミド薄板（板厚７５μ）で形成される。さらに、アルミ合金薄板１７を躯体１６ａと同一の中空枠体平面形状に成型して内周縁に沿ってバーリングで切り起こしたリブ１７ａを突設し、各板バネ躯体１６ａに整合させて接着する（図２（ｂ），（ｃ）参照）。これにより各板バネ１６の躯体１６ａは剛性を有する構造体となって、各弾性腕１６ｂ部分だけが可動部として機能する。このように構成された二枚の同形の板バネ１６，１６は、上下横方向に適当な距離で平行に離間され、鏡像対称に対向させて各板バネ１６に垂直な剛性体の連結部材１８，１９でそれぞれの両端が結合される。
【００１４】
図６（ａ）に示した片持梁機構１５において、平行板バネ１６，１６の自由端における上下変位は、躯体１６ａから延在する四本の弾性腕１６ｂの湾曲によって行われる。すなわち、図６（ｂ）に模式図で示す四本の剛性棒体ａ，ｂ，ｃ，ｄによる平行リンク機構は、図６（ａ）と等価で、図６（ｂ）における関節ｋが図６（ａ）において二点鎖線の丸で囲んだ弾性腕１６ｂに相当する。図６（ｂ）の平行リンク構成体では、自由端ｃの上下移動により、関節ｋを構成する軸と軸受との間に回転摩擦が発生するが、弾性腕１６ｂでは上下移動が弾性変形に吸収されて摩擦は生じないから、摩擦による負荷変動や摩擦損失および摩耗は生じない。
【００１５】
片持梁機構１５における平行板バネ１６の固定端側連結部材１８は、装着して使用する加工機械の膨張係数に近似させることを考慮して、鉄系材料の成型ブロックが望ましいが、使用目的に応じてアルミ合金や合成樹脂により軽量化を図ってもよい。固定端側連結部材１８は、中央台座１８ａの両側に平行板バネ１６の弾性腕１６ｂの端末をネジ結合で固定する取付面を上面１８ｂと下面１８ｃに備えた二本の支柱１８ｄ，１８ｄが延在する。二本の支柱１８ｄ，１８ｄは、中央台座１８ａの座面１８ｅより上方の延在部分を十分長く形成して、座面１８ｅは後述するホールＩＣ支持部材２０の取付座とする（図１（ｂ）参照）。
【００１６】
上記と同様の理由で形成した鉄系成型台座２２の上面に突設された取付座２２ａに下面からネジ結合で鉄系成型支持ブロック２４が固定される（図１および図３参照）。支持ブロック２４は、図５に示すように、取付座２２ａからの直立部分２４ａが、下側に位置する平行板バネ１６に形成された中空の長方形空間を貫通した後、上下平行板バネ１６，１６の双方から離間する中間位置を取付座２２ａと平行に横梁２４ｂが延在する。横梁２４ｂは、固定端側連結部材１８の中央台座１８ａに穿設された貫通孔１８ｆに嵌入させて、平行板バネ１６の固定面となる支柱１８ｄの上下面１８ｂ，１８ｃを取付座２２ａと平行に固設する。この状態において、片持梁機構１５における自由端側は、上下二枚の平行板バネ１６の弾性腕１６ｂの弾性力が重力ｍの作用と釣合う位置に弾性変形して支持される（図６（ａ）参照）。
【００１７】
図４の斜視図に示されるように、片持梁機構１５における平行板バネ１６の自由端側連結部材１９は、軽量化を要するためにアルミ合金薄板の上下を外向きに折曲げ加工して、上下平行板バネ１６それぞれの弾性腕１６ｂの自由端末に接合する。すなわち、自由端側連結部材１９は、平行な上下二面１９ａ，１９ｂを備える断面コ字形の構造体を形成することによって剛性を付与し、さらに軽量化のために適当な形状の空孔１９ｃ，１９ｄを垂直面部１９ｅに穿設する。垂直面部１９ｅには、直方体に成型された小形の希土類磁石２５の上面側をＳ極とする外形に整合させたポケット１９ｆを切り欠き、下辺を直角に折曲げて切り起こした座面１９ｇに磁石２５を接着して、ＳＮ極を上下に備えた面２５ａをポケット１９ｆから内側に設置したホールＩＣ支持部材２０の自由端に固装したホールＩＣ２６の感知面２６ａに臨ませる。
【００１８】
図４の斜視図において、平行板バネ１６の自由端側弾性腕１６ｂそれぞれの自由端端末部分に穿設したノック孔１６ｃと自由端側連結部材１９の上面１９ａと下面１９ｂの両端にそれぞれ穿設したノック孔１９ｈとで位置決めが行われ、上下自由端側弾性腕１６ｂの自由端端末部分に自由端側連結部材１９の上面１９ａと下面１９ｂが接着される。これにより、上下二枚の平行板バネ１６の自由端は連結部材１９で連結され、片持梁機構１５の可動部２８が形成される。
【００１９】
可動部２８には自由端側連結部材１９の上面１９ａと下面１９ｂの中央部分を貫通させて、成型台座２２の取付座２２ａに対して垂直なプローブ３０が接着される。可動部２８を軽量化するために、プローブ３０としては、ステンレス細管が好適である。プローブ３０の上端は、後述するハウジング１２より突出する長さで、作業テーブル面Ｆからの基準高さＨの設定に係わる。
【００２０】
さらに、プローブ３０の上面には計測対象の刃先（図示省略）と直接接触して基準高さを確定する平坦な接触面３２を提供するために、純アルミニウムで形成して表面に硬質アルマイトを施したアンビル３４が着脱自在に装着される。すなわちアンビル３４は、プローブ３０を形成するステンレス細管の外径に摺動可能に嵌合する大径のステンレス細管スリーブ３４ａに、ストッパとして機能する座金３５と共に接着して構成される。またプローブ３０の下端は、ストッパとして成型台座２２の上面からの離間距離を設定して可動部２８の下方移動範囲を制限してもよい。
【００２１】
図５に示されるようにホールＩＣ支持部材２０は、固定端側連結部材中央台座１８ａの座面１８ｅに端末部分が固定される弾性部分２０ａと、長手方向に沿った両縁を下方に折曲げて構造体を成形した剛性部分２０ｂと、自由端を下方に折曲げて形成したホールＩＣ２６の接着座２０ｃとを備える。弾性部分２０ａは強制変形されて、剛性部分２０ｂを図中二点鎖線で示すように予め下方に向けて僅かな角度（例えば４°）で傾斜させた状態で中央台座１８ａの座面１８ｅに固定される。
【００２２】
一方、この僅かに傾斜するホールＩＣ支持部材２０の剛性部分２０ｂを、支持ブロック直立部分２４ａ上面の適当位置に螺嵌した調整ロッド３６の上端３６ａで支持してほぼ水平位置まで持ち上げ、ホールＩＣ感知面２６ａを磁石２５の磁束に感応する領域内に移動する。調整ロッド３６のネジ作用による軸方向の上下移動により、ホールＩＣ２６の最適作動位置を微細に調整することができる。ホールＩＣ２６の位置調整終了後、支持ブロック２４を台座２２に固定すると、調整ロッド３６の軸方向移動を操作する頭部３６ｂは台座２２に隠れて、外部からは操作不能となるので、一旦調整されたホールＩＣ２６の適性位置が故意に変更されることは防止される。さらに、図１および図４に示されるようにホールＩＣ支持部材２０に発光ダイオードによる信号灯１４を固設して、ホールＩＣ２６が予め設定されたしきい値の磁位に感応して発する作動信号を信号灯１４の点灯でも視認可能にしている。
【００２３】
さらに、図４および図５に明瞭に図示されるように、片持梁機構１５において、平行板バネ１６における連結部材１９、磁石２５、プローブ３０、アンビル３４および座金３５を含む可動部２８の重量ｍ（矢印）による自然の下方変位量を補償する二本の弾性線材３８（自然の形状を二点鎖線で示す直径０．１ｍｍのステンレススプリング線材）が基端３８ａをホールＩＣ支持部材２０に固設して自由端３８ｂを撓め、連結部材１９の上面１９ａの直下で弾性線材３８の延長線上に対応させて穿設した二個の透孔１９ｉ，１９ｉに挿通して上向きの付勢力ｔ（矢印）を付与する。付勢力ｔは重量ｍより僅かに大きく、連結部材１９の上面１９ａは、ハウジング１２の内面に固設したブッシュ４０の下面４０ａに軽く圧接される。これにより、平行板バネ１６をほぼ水平で安定に保持すると共に、磁石２５の高さ方向の位置を一定に設定することができる。
【００２４】
再び図１に基づき、片持梁機構１５の全体を囲む成型ハウジング１２について説明する。成型ハウジング１２は上面１２ａに信号灯１４が視認可能な透明カバー付窓４１とプローブ３０を位置決め調整可能に挿通する大径開口４２が形成される。大径開口４２の外側には、アンビル３４付属の座金３５と対向する鍔付ボス４３を接着して、座金３５とボス４３ａとの当接によりアンビル３４の下方移動範囲を制限する。また、大径開口４２の内側には、ブッシュ４０を固設してプローブ３０を遊嵌し、可動部２８すなわち磁石２５の移動範囲の上限を規制してアンビル３４の基準位置を設定する。
【００２５】
また、片持梁機構１５の固定端側連結部材１８に面する成型ハウジング１２の側壁１２ｂにはゴムキャップ４４付電線引出口４５が設けられる。さらに、成型ハウジング１２を囲む側壁外周面１２ｃは成型台座２２の外周縁２２ｂと同一面に整合する。そして、成型台座２２の外周縁２２ｂより内側に、嵌合段部周壁２２ｃが形成され、成型ハウジング１２の底部開口に形成された嵌合内面１２ｄが密嵌する。
【００２６】
成型台座２２の下面２２ｄには、図３に示すように、成型支持ブロック２４をボルト結合するボルト２４ｃの頭部を沈めるザグリ孔および位置決め用のノック孔２２ｅが穿設される。さらに、台座２２の外周縁２２ｂの一部には、嵌合段部周壁２２ｃから成型ハウジングの側壁外周面１２ｃの外部に張出する延在部分２２ｆが形成されて、図１（ｂ）および図４に示されるような締金４６と係合し、上面に穿設したボルト孔４６ａからボルト４７を挿通して、作業テーブル面Ｆに螺刻したネジ孔４８に螺着し、ソフトタッチセンサ１０を作業テーブル面Ｆに固定する。
【００２７】
次に、本発明に係わるソフトタッチセンサ１０の動作について説明する。コンピュータ制御によるマシニングセンタやジグボーラ等の工作機械の作業テーブルＦの適当な位置に、ドリルの刃先の基準高さを設定するブロックゲージの代わりにソフトタッチセンサ１０を設置する。このため、常に同じ位置に設置できるように作業テーブルＦ上の設置位置にノックピン４９が植設され、ネジ孔４８が螺刻される。
【００２８】
ソフトタッチセンサ１０の成型台座２２の下面２２ｄに穿設された位置決め用ノック孔２２ｅを、作業テーブルＦ上に植設したノックピン４９と係合し、図１および図４に示されるように、成型ハウジング１２の側壁外周面１２ｃより外部に張出する成型台座２２の延在部分２２ｆに締金４６を係合し、ボルト４７を締金上面に穿設したボルト孔４６ａに挿通して作業テーブルＦ上のネジ孔４８に螺着する。ボルト４７を締め付けて締金４６で台座２２の延在部分２２ｆを作業テーブルＦに押圧し、ソフトタッチセンサ１０を定位置に固定する。
【００２９】
作業テーブルＦの面からアンビル３４の上面の基準高さＨが自動的に設定される。例えば精密孔加工において、図示しないドリルを加工位置からソフトタッチセンサ１０のアンビル３４の中心軸線直上位置に移動する。ドリルを徐々に下降してドリル先端をアンビル３４の接触面（基準面）３２に接触させ、プローブ３０を下方に向けて押動する。片持梁機構１５の可動部２８重量は、平行板バネ１６と補償弾性線材３８の合成付勢力とほとんど平衡状態にあり、ドリル刃先がアンビル３４を介して可動部２８を下方に変位させる負荷は０．５ｇｆ以下にすることができるので、ドリルが座屈変形する懸念は払拭される。
【００３０】
図７に拡大図示されるように、可動部２８を構成する自由端側連結部材１９に固設された磁石２５のＳＮ極を上下に備えた面２５ａは、磁石２５の磁界Ｍの領域内における近接位置でホールＩＣ感知面２６ａに対向する。磁石２５が形成する磁場は両磁極Ｓ，Ｎから等距離で磁石２５の軸と直角に交わる面Ｖ０で磁位が０となり、両磁極に向けて磁力が次第に強くなる。ところで、面Ｖ０の近傍においては、等磁位面が殆ど平行に分布するから、磁石のＳＮ面２５ａとホールＩＣ感知面２６ａとの距離の変動による磁力の影響は無視できる。従って、磁石のＳＮ面２５ａとホールＩＣ感知面２６ａとの間隔が十分に近接させてあれば正確な微細調整は不要となる。
【００３１】
そこでホールＩＣ２６は、磁力に感応するしきい値を例えばＳ極側の２０ガウス（Ｓ２０Ｇ）に設定されており、プローブ３０と一体の連結部材１９と共に下降する磁石２５の２０ガウス等磁位面−Ｖ２０が、例えば感知面２６ａにおける点Ｐを通過する瞬間、ホールＩＣ２６は接続された電気回路（図示省略）に閉成信号を伝達する。この信号を受けて工作機械のコンピュータは、基準位置の初期設定を更新する。一方、発光ダイオードの信号灯１４もこの信号を受けて点灯し、刃先が基準位置に達したことを報知する。この作業により、常に、刃先の摩耗を監視して補正することができ、孔加工の深さに対する再現精度を±０．５μ以下に抑えることが可能になる。電気回路は公知であるので、説明を省略する。
【００３２】
以上、本発明に係わるソフトタッチセンサの一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や構成等について、本発明の構成要件から逸脱しない範囲で、細部に関する多様な変更や部品の再構成等の改変をなし得ることが予期される。例えば、アンビル３４と一体に設けた座金３５と鍔付ボス４３の間を薄い軟質ゴムのベローズで密に覆うことにより、防滴機能を付加することができる。また、可動部２８の重量ｍを相殺する弾性線材３８は、引張コイルバネあるいは圧縮コイルバネに換えることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係わるソフトタッチセンサによれば、作業テーブル面から刃先の基準高さを設定するのに、ポリイミド薄板による平行板バネの片持梁の平行リンク機構で、刃先と接触するアンビルを平行移動させるようにし、且つ平行板バネの可動部をアルミ合金薄板と小径管材で軽量化したので、実質的に０．３ｇｆ以下の接触荷重で、殆ど刃物に負荷を与えることなく、基準高さを設定することができる。
【００３４】
また、アンビルの平行移動に伴う磁石の移動をホールＩＣで感知するようにしたので、±０．５μ以下の再現精度で変位を感知して刃先の初期位置設定を更新することができる。しかも、平行板バネは躯体を中空にして、この空間に片持梁固定端の支持ブロックを貫通させて構成したので、ソフトタッチセンサ全体をコンパクトに纏めることができる。さらに、平行板バネ可動部の自重を片持の弾性線材で支持して、ハウジング内に固定したブッシュに当接させたので、構成がコンパクトになると共に、平行板バネ可動部を安定に保持することができる。
【００３５】
その上、ホールＩＣ支持部材は弾性変位させた位置を調整ロッドで正常に保持するようにしたので、調整ロッドのネジ部を操作してホールＩＣと磁石の相対位置を最適感度を示す位置に微調整することができる。また、アンビルはプローブから嵌脱自在にしたので、摩損や変形を生じた場合には容易に交換することができる。このようなソフトタッチセンサは、台座に穿設したノック孔により常に作業テーブルの所定位置に設置可能で、ハウジング外部に張出させた延在部分に適当な締金を係合させてボルトによって簡単に固定することができる。
【００３６】
さらに、アンビルと一体に固定した座金がハウジング上面に固定した鍔付ボスに当接してアンビルの移動範囲を制限し、また、ホールＩＣの動作を信号灯によって視認できるようにしたので、平行板バネの弾性限界を超える過度の変形を防止することができる。しかも、可動部の磁石と感知部のホールＩＣとは無接触であり、平行リンクの関節が板バネであるので摩擦がなく、摩耗による劣化は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるソフトタッチセンサの一実施例を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】本発明に係わるソフトタッチセンサにおける平行リンクを構成する板バネの図示で（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）の記号Ｃを付して丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図３】図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った底面図である。
【図４】図１のハウジングを外して一部を分解して示した斜視図である。
【図５】本発明に係わるソフトタッチセンサにおけるハウジングおよび信号灯を取り除いて示した動作説明図である。
【図６】本発明に係わるソフトタッチセンサにおける二枚の平行板バネによる片持梁機構の説明図で（ａ）は実施例の部分図、（ｂ）は模式図である。
【図７】本発明に係わるソフトタッチセンサにおけるホールＩＣと磁石との関係を拡大図示した側面図である。
【符号の説明】
１０  ソフトタッチセンサ
１２  ハウジング
１４  信号灯
１６  板バネ
１８  連結部材（固定端側）
１９  連結部材（自由端側）
２０  ホールＩＣ支持部材
２２  成型台座
２４  成型支持ブロック
２５  磁石
２６  ホールＩＣ
２８  可動部
３０  プローブ
３４  アンビル
３５  座金
３６  調整ロッド
３８  弾性線材
４０  ブッシュ
４３  鍔付ボス
４５  電線引出口
【図１】
2004174678.tif 000003
【図２】
2004174678.tif 000004
【図３】
2004174678.tif 000005
【図４】
2004174678.tif 000006
【図５】
2004174678.tif 000007
【図６】
2004174678.tif 000008
【図７】
2004174678.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月24日(2003.10.24)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と一体的に構成される第１連結部材と、
前記第１連結部材の両端部に対して一端側がそれぞれ固定され相互に平行になるように配された板バネと、
前記板バネの他端側を相互に連結する第２連結部材と、
前記各板バネ側が磁極となる態様で前記第２連結部材に取り付けられる磁石と、
前記磁石の磁極方向と平行に各板バネに取り付けられたパイプと、
前記パイプに外力が加わることに起因する前記磁石の変位によって信号の出力の有無を切り換えられる態様で前記磁石の磁極の境界近傍に位置させたホールＩＣとを具備し、
前記各板バネは、板バネ本体に剛性を備えるための合金板と、前記合金板と前記第１及び第２連結部材とをそれぞれ接続するポリイミドからなる弾性部とを有することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
前記第２連結部材側に作用する重力の影響を相殺する弾性体を具備することを特徴とする請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項３】
一端側が前記第１連結部材に固定され、他端側に前記ホールＩＣが設けられ、前記一端側から他端側に向けて傾斜したホールＩＣ支持部材と、
前記ホールＩＣ支持部材と前記台座との距離を調整する調整部材とを具備することを特徴とする請求項１又は２記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記パイプに外力が加わることに起因して変位する部分に孔を設けることによって、当該部分を軽量化していることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のタッチセンサ。
【請求項５】
前記パイプの一端に前記外力を受ける硬質のアンビルを設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のタッチセンサ。
【請求項６】
前記ホールＩＣからの信号の出力の有無を報知する報知部材を具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のタッチセンサ。
【請求項７】
前記台座の底面の少なくとも二カ所にノック孔を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載のタッチセンサ。
【請求項８】
前記パイプに、当該パイプの変位を規制する規制部材を設けることを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のタッチセンサ。
【請求項９】
前記パイプは、その他端が、パイプ本体の変位を規制するように設けてあることを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のタッチセンサ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わるタッチセンサは、台座２２と一体的に構成される第１連結部材１８と、前記第１連結部材１８の両端部に対して一端側がそれぞれ固定され相互に平行になるように配された板バネ１６と、前記板バネ１６の他端側を相互に連結する第２連結部材１９と、前記各板バネ１６側が磁極となる態様で前記第２連結部材１９に取り付けられる磁石２５と、前記磁石２５の磁極方向と平行に各板バネ１６に取り付けられたパイプ３０と、前記パイプ３０に外力が加わることに起因する前記磁石２５の変位によって信号の出力の有無を切り換えられる態様で前記磁石２５の磁極の境界近傍に位置させたホールＩＣ２６とを具備し、前記各板バネ１６は、少なくとも、板バネ１６本体に剛性を備えるための合金板１７と、前記合金板１７と前記第１及び第２連結部材１８，１９とをそれぞれ接続するポリイミドからなる弾性部１６ｂとを有することを特徴とする。
さらには、前記第１連結部材１８と前記第２連結部１９との間に、当該第２連結部材１９側に作用する重力の影響を相殺する弾性体３８を具備する。
また、一端側が前記第１連結部材１８に固定され、他端側に前記ホールＩＣ２６が設けられ、前記一端側から他端側に向けて傾斜したホールＩＣ支持部材２０と、前記ホールＩＣ支持部材２０と前記台座２２との距離を調整する調整部材３６とを具備する。
さらに、前記パイプ３０に外力が加わることに起因して変位する部分１６，１９に孔を設けることによって、当該部分１６，１９を軽量化している。
さらにまた、前記パイプ３０の一端に前記外力を受ける硬質のアンビル３４を設ける。前記ホールＩＣ２６からの信号の出力の有無を報知する報知部材１４を具備する。
そして、前記台座２２の底面の少なくとも二カ所にノック孔２２ｅを設けた。
前記パイプ３０に、パイプ３０本体の変位を規制する規制部材３５を設ける。
すなわち、