(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一個の永久磁石と、該永久磁石に対する位置が変更可能な四つの移動ピンであって、被測定物に各々接触可能な四つの移動ピンと、各移動ピン毎に配設され、対応する移動ピンの変位に従って変位するホール素子とを備え、前記ホール素子は、前記永久磁石が前記被測定物の目標位置に対応する基準位置にセットされ、かつ、前記移動ピンが該被測定物に接触したとき、前記永久磁石が形成する磁場における当該ホール素子の位置に応じた電圧を出力する電磁センサであって、
前記四つのホール素子は、同一の仮想平面上に、前記永久磁石の該仮想平面への投影像の中心点を中心として放射状に配され、各ホール素子は、前記永久磁石の前記投影像の中心点にて直交する二本の仮想直線上において、前記投影像の中心点からの距離が互いに等しくなる位置に配され、
また、前記移動ピンは、弾性部材により定位置に復帰可能であり、
また、各ホール素子は、前記移動ピンに固着された長四角板形状の基板に実装され、各基板の長手方向中心位置は、当該基板が固着された当該移動ピンの軸線から該軸線に直交する方向へずれて位置し、かつ、当該移動ピンが前記仮想直線上を移動するとき、当該基板の前記移動方向側に位置する長手方向端面が、当該基板の片方の隣に位置する基板の短手方向端面であって前記長手方向端面と対向している短手方向端面に当接しないよう、当該基板の前記長手方向端面と前記片方の隣に位置する前記基板の前記短手方向端面との間隔を、当該移動ピンの最大移動量よりも大きい寸法に設定した
ことを特徴とする電磁センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホール素子を用いた電磁センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス機におけるダイの芯出しは、作業者の経験と勘によって行われていた。そこで、ダイの芯出し作業の軽減あるいは自動化を図るために、図６に示すようなピックアップゲージを用いる方法が考えられる。
【０００３】
図６に示す芯出し方法は、基準軸線Ｓ上に回転軸６０をセットするとともに、回転軸６０の下面にピックアップゲージ６１を配設し、このピックアップゲージ６１をダイ１００の内周面１００ａに接触させながら回転軸６０を基準軸線Ｓ回りに一回転させ、この回転中のピックアップゲージ６１の読みから基準軸線Ｓを中心とする同心円からダイ内周面１００ａまでの距離を測定し、この測定結果に基づいてダイ内周面１００ａを同心円に一致させるようダイ１００のセット位置を調節するという一連の工程によって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような芯出し方法によると、ピックアップゲージ６１を基準軸線Ｓ回りに一回転させないとダイ内周面１００ａの同心円からのずれを測定できないため、測定時間が長くなり、また、被測定物の内周面又は外周面が円周面であるものに限り測定でき、被測定物の形状が非所望に制限されるという問題があった。さらに、同心円からのずれを電気信号に変換することや、同心円からのずれを表示することが比較的困難であるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、被測定物がプレス機のダイのみに限定されるものではないが、測定時間を短縮させることができるとともに被測定物の形状が余り制限されることがなく、しかも、ずれを簡単な電気信号に変換することが可能で、表示も可能な電磁センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁センサは、一個の永久磁石と、該永久磁石に対する位置が変更可能な四つの移動ピンであって、被測定物に各々接触可能な四つの移動ピンと、各移動ピン毎に配設され、対応する移動ピンの変位に従って変位するホール素子とを備え、前記ホール素子は、前記永久磁石が前記被測定物の目標位置に対応する基準位置にセットされ、かつ、前記移動ピンが該被測定物に接触したとき、前記永久磁石が形成する磁場における当該ホール素子の位置に応じた電圧を出力する電磁センサであって、前記四つのホール素子は、同一の仮想平面上に、前記永久磁石の該仮想平面への投影像の中心点を中心として放射状に配され、各ホール素子は、前記永久磁石の前記投影像の中心点にて直交する二本の仮想直線上において、前記投影像の中心点からの距離が互いに等しくなる位置に配され、また、前記移動ピンは、弾性部材により定位置に復帰可能であり、また、各ホール素子は、前記移動ピンに固着された長四角板形状の基板に実装され、各基板の長手方向中心位置は、当該基板が固着された当該移動ピンの軸線から該軸線に直交する方向へずれて位置し、かつ、当該移動ピンが前記仮想直線上を移動するとき、当該基板の前記移動方向側に位置する長手方向端面が、当該基板の片方の隣に位置する基板の短手方向端面であって前記長手方向端面と対向している短手方向端面に当接しないよう、当該基板の前記長手方向端面と前記片方の隣に位置する前記基板の前記短手方向端面との間隔を、当該移動ピンの最大移動量よりも大きい寸法に設定したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る電磁センサの縦断面図、図２は、同電磁センサの図１図示II−II線による断面図、図３は、同電磁センサの分解斜視図、図４は、同電磁センサの使用例の説明図、図５は、同使用例におけるダイの中心位置算出方法の説明図をそれぞれ示す。
【００１３】
図１〜図３において、電磁センサ１は、上下方向に中空なパイプ部材２を備える。パイプ部材２の下端に、ベース部材３がカシメ等の方法により固着されている。パイプ部材２の上端に、キャップ部材４が圧入等の方法により固着されている。
【００１４】
ベース部材３は、上面中央部に上方に開口する凹部３ａを有しており、この凹部３ａに、磁場発生手段としての円柱状の永久磁石５が接着等の方法により固定されている。
【００１５】
キャップ部材４は、下面中央部に下方に開口する凹部４ａを有しており、この凹部４ａに、弾性部材としての平面視十文字状の板ばね６が収容されている。板ばね６は、ねじ７により凹部４ａの天井面に固着されている。
【００１６】
パイプ部材２は、同一高さ位置に平面視９０度の等間隔で四つの貫通孔８を有している。各貫通孔８には、移動ピン９が内側から挿通されている。移動ピン９は、貫通孔８にガイドされてパイプ部材２の法線方向へ移動可能な本体部９ａと、この本体部９ａに延設され、パイプ部材２の内周面２ａと当接可能なストッパー部９ｂとを備える。ストッパー部９ｂの端面９ｃに板ばね６の先端部６ａが当接しており、通常時、ストッパー部９ｂは、板ばね６の付勢力によってパイプ部材２の内周面２ａと当接した状態に保たれ、また、本体部９ａの先端は、パイプ部材２の貫通孔８から外側に最大に突出した状態にある。
【００１７】
ストッパー部９ｂの下面に、ホール素子１０の基板１１が固着されている。基板１１に接続された配線１２は、パイプ部材２の内周面２ａに形成された縦溝２ｂ内を通って、当該電磁センサ１の上方に位置する図示しない演算処理回路等に接続されている。基板１１は、図２に示すように、両隣の移動ピン９の移動を妨げないよう、両隣の移動ピン９を結ぶ仮想直線に沿ってずれた位置に配されている。
【００１８】
基板１１の下面に、ホール素子１０が実装されている。
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る電磁センサ１は、磁場発生手段５と、磁場発生手段５に対する位置が変更可能な移動ピン９と、移動ピン９に配設され、移動ピン９の変位に従って変位するホール素子１０とを備える。
【００２０】
ここで、磁場発生手段５は一個の永久磁石からなる。また、移動ピン９及びホール素子１０は四組からなり、四つのホール素子１０は、同一の仮想平面上に、永久磁石５の該仮想平面Ｐへの投影像の中心点Ｏを中心として放射状に配されており、各ホール素子１０は、永久磁石５の投影像の中心点Ｏにて直交する二本の仮想直線（Ｘ軸及びＹ軸）上において、投影像の中心点Ｏからの距離が互いに等しくなる位置に配されている。
【００２１】
また、移動ピン９は、弾性部材６により定位置（ストッパー部９ｂがパイプ部材２の内周面２ａに当接している状態のときの移動ピン９の位置）に復帰可能とされる。
【００２２】
また、各ホール素子１０は基板１１に実装され、各基板１１は、両隣の基板１１の移動を妨げないよう、両隣の移動ピン９を仮想直線に沿ってずれた位置に配されている。すなわち、各ホール素子１０は、移動ピン９に固着された長四角板形状の基板１１に実装され、各基板１１の長手方向中心位置Sは、当該基板１１が固着された当該移動ピン９の軸線Lから該軸線Lに直交する方向へずれて位置し、かつ、当該移動ピン９が仮想直線上を移動するとき、当該基板１１の移動方向側に位置する長手方向端面１１aが、当該基板１１の片方の隣に位置する基板１１の短手方向端面１１bであって長手方向端面１１aと対向している短手方向端面１１bに当接しないよう、当該基板１１の長手方向端面１１aと前記片方の隣に位置する基板１１の短手方向端面１１bとの間隔を、当該移動ピン９の最大移動量よりも大きい寸法Dに設定している。
【００２３】
次に、上記のように構成された電磁センサ１の使用例を、図４を併せ参照しながら説明する。図４において、１００は、被測定物としてのダイを表しており、電磁センサ１は、ダイ１００を目標位置にセットするにあたって、セットされたダイ１００の目標位置からのずれを測定するために用いられる。
【００２４】
まず、測定を開始するにあたり、電磁センサ１を、ダイ１００の上方であって、ダイ１００の目標位置に対応する基準位置にセットしておく。換言すると、ダイ１００の目標位置に応じて電磁センサ１のＸ軸及びＹ軸の位置合わせを行う。
【００２５】
次に、電磁センサ１をダイ１００に向けて垂直に下降させる。この下降時、各々の移動ピン９は次のような動作をする。すなわち、移動ピン９の先端付近がダイ１００の内周面１００ａ上端に当接するようになると、移動ピン９は、板ばね６の付勢力に抗して、パイプ部材２の貫通孔８にガイドされながら後退を開始し、移動ピン９の真の先端がダイ１００の内周面１００ａと完全に接触するようになると（なお、この状態は、図４に示した状態に対応する。）、移動を停止する。この移動ピン９の移動時、ホール素子１０も移動ピン９の移動に従って移動し、永久磁石５に対する位置が変化し、このホール素子１０の位置に応じた電圧がホール素子１０から出力されるようになる。
【００２６】
ホール素子１０は、上記のように、同一の仮想平面Ｐ上に、永久磁石５の該仮想平面Ｐへの投影像の中心点Ｏを中心として放射状に配されており、永久磁石５の投影像の中心点Ｏにて直交する二本の仮想直線Ｘ、Ｙ軸上において、投影像の中心点Ｏからの距離が互いに等しくなる位置に初期設定されており、この初期位置から移動ピン９の変位量だけ変位し、変位後の位置に応じた電圧を出力する。したがって、各ホール素子１０の出力電圧は、Ｘ、Ｙ軸上の絶対位置を表す信号となり、Ｘ軸及びＹ軸の各正負二方向の距離の差に基づいてダイ１００の中心位置座標を簡単に割り出すことができる。すなわち、図５に示すように、Ｘ軸上の正側のホール素子、負側のホール素子の各出力電圧、及び、Ｙ軸上の正側のホール素子、負側のホール素子の各出力電圧は、それぞれ、原点Ｏからの距離ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２を示すため、ダイ１００の中心位置座標（ｘ，ｙ）は、ｘ＝（ａ１−ａ２）／２、ｙ＝（ｂ１−ｂ２）／２により簡単に求めることができる。そして、この中心位置座標（ｘ，ｙ）の信号に基づいて表示器５０は中心位置座標を数字として容易に表示することができるとともに、後述するような位置調整装置に対し位置調整の目標値としての中心位置座標の信号を送出することにより、位置調整装置においてダイの位置調整を容易に行うことができるようになる。
【００２７】
測定が終了すると、電磁センサ１を上昇させる。この電磁センサ１の上昇時、移動ピン９の先端がダイ１００の内周面１００ａから抜け出ると、板ばね６の付勢力により移動ピン９は元の位置、すなわち、ストッパー部９ｂがパイプ部材２の内周面２ａと当接した状態に自動的に復帰するようになる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態に係る電磁センサ１によると、一回転させないで移動ピン９の先端をダイ１００の内周面１００ａに接触させるだけでダイ１００の目標位置からのずれを測定することが可能になり、測定時間の短縮を図ることができる。また、ホール素子１０の出力電圧がＸ、Ｙ軸上の絶対位置を表す信号となるため、ダイ１００の中心位置を簡単に割り出し表示させることができ、さらに、ダイ１００がセットされた治具の位置を位置調整装置を用いて調整可能な場合には、位置調整装置にホール素子１０の出力信号を送ることでダイ１００の中心位置を目標位置に自動的に合わせることも可能になる。また、永久磁石５を中心として同一平面Ｐ上に放射状にホール素子１０を配した構成をとっているため、省スペース化、機構の簡略化を図ることができる。また、板ばね６により移動ピン９の自己復帰が可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態に係る電磁センサ１は、上記のような円形の内周面１００ａを有するダイ１００のみに適用対象が限定されるものではなく、Ｘ、Ｙ軸に対し対称な位置関係を有する形状の内周面を有する被測定物に対しても適用可能である。また、上記実施形態は、被測定物１００の内周面１００ａに接触可能な構成をとっているが、被測定物の外周面側から移動ピン９を接触可能とする構成を採用することにより、形状が円柱等からなる被測定物に対しても適用可能である。なお、磁場発生手段５は、永久磁石の他に電磁石であってもよく、また、弾性部材は、板ばねの他コイルスプリング、ゴム材等であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の電磁センサによると、被測定物と接触可能な移動ピンの変位に従ってホール素子を変位させ、磁場発生手段が形成する均一な磁場に対するホール素子の位置に応じた電圧をホール素子から出力させるよう構成したため、被測定物の目標位置からのずれを測定することができる。
【００３１】
また、磁場発生手段を一個の永久磁石により構成し、また、移動ピン及びホール素子を複数組から構成し、複数のホール素子を、同一の仮想平面上に、永久磁石の該仮想平面への投影像の中心点を中心として放射状に配した構成とすることにより、測定時間の短縮、構成の簡素化等を図ることができる。
【００３２】
また、複数のホール素子を、四つのホール素子で構成し、各ホール素子を、永久磁石の投影像の中心点にて直交する二本の仮想直線上において、投影像の中心点からの距離が互いに等しくなる位置に配することにより、移動ピンの位置を二本の仮想線上の絶対位置として検出可能となり、被測定物の中心位置の割り出し、表示等が容易になる。
【００３３】
また、移動ピンを弾性部材によって定位置に復帰可能とすることにより、移動ピンを元の位置に復帰させる作業を行わなくて済む。
【００３４】
また、各ホール素子の基板を、両隣の基板の移動を妨げないよう、両隣の移動ピンを結ぶ仮想直線に沿ってずれた位置に配することにより、移動ピンの移動量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁センサの縦断面図である。
【図２】同電磁センサの図１図示II−II線による断面図である。
【図３】同電磁センサの分解斜視図である。
【図４】同電磁センサの使用例の説明図である。
【図５】同使用例におけるダイの中心位置算出方法の説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１    電磁センサ
５    永久磁石（磁場発生手段）
６    板ばね（弾性部材）
９    移動ピン
１０    ホール素子
１１    基板
１００    ダイ（被測定物）
【図１】
0004354571.tif 000002
【図２】
0004354571.tif 000003
【図３】
0004354571.tif 000004
【図４】
0004354571.tif 000005
【図５】
0004354571.tif 000006
【図６】
0004354571.tif 000007