請求の範囲第1項に記載の発明は、基部1b� ��3個の支え部9を備えた検出針1と、この3個の 支え部9のそれぞれを正三角形の頂点位置で� �持する3個の受座11を備えた支持部材2と、支� ��部9を受座11に押付ける押圧ばね8とを備えた 接触検出器において、基部1bに固定された支� ��部材(検出針が揺動するときの支点を形成す る部材)4と、支持部材2と実質上一体の支点受 (支点部材が形成する支点を受ける部材)7とを 備え、支点部材4と支点受7とは、検出針1の軸 心を中心としかつその半径Rが前記軸心から� �も遠い受座11までの距離より大きい円の円周 上に外側支点が形成されるように対向してお り、かつ、支点部材4と支点受7は、支え部9が 受座11に押圧ばね8のばね力で押圧された状態 で、前記外側支点が押圧されることなく接触 するように設けられていることを特徴とする 接触検出器を提供することにより、上記課題 を解決している。

 支え部9が受座11に押圧ばね8のばね力で押 圧された状態で、外側支点が押圧されること なく接触するとは、検出針の支え部9を受座11 に押付けるように付勢している押圧ばね8の� �ね力が、支え部9と受座11の接触点で受止め� �れて、支点部材4と支点受7との接触部である 外側支点には作用していない状態で、という 意味である。すなわち、検出針1が検出対象� �14から接触反力を受けていない状態では、押 圧ばね8のばね力による接触部の局部的な微� �変形が支え部9と受座11との接触部で生じて� �り、支点部材4と支点受7には局部的な変形が 生じていない状態で、外側支点の位置で支点 部材4と支点受7とが接触している。

 また、請求の範囲第2項に記載の発明は、 工作機械の工具軸に嵌着するシャンク3bを備� ��たハウジング3と、基部1bに3個の支え部9を� �えた検出針1と、この3個の支え部9のそれぞ� �を正三角形の頂点位置で支持する3個の受座1 1を備えた支持部材2と、支え部9を受座11に押� ��ける押圧ばね8と、検出針1の検出端1aがシャ ンク3bの中心軸線上に来るようにハウジング3 内での支持部材2の位置を調整する調整手段12 、13とを備えた接触検出器において、基部1b� �固定された支点部材4と、支持部材2と実質上 一体の支点受7とを備え、支点部材4と支点受7 とは、検出針1の軸心を中心としかつその半� �Rが当該軸心から最も遠い受座11までの距離� �り大きい円の円周上に外側支点が形成され� �ように対向しており、支点部材4は、支え部9 が押圧ばね8のばね力で受座11に押し付けられ た状態で前記調整をした後、支点受7に載置� �て接着剤により基部1bに接着して固定されて いることを特徴とする接触検出器を提供する ことにより、上記課題を解決している。

 請求の範囲第3項に記載の発明は、上記手 段を備えた接触検出器において、支点受7が� �受座11より同一外力に対する弾性変形の小さ い材料で作られていることを特徴とする接触 検出器を提供するものである。

 また、請求の範囲第4項に記載の発明は、 上記手段を備えた接触検出器において、支点 部材4が支え部9を形成している部材より同一� ��力に対する弾性変形の小さい材料で作られ� ��いることを特徴とする接触検出器を提供す� ��ものである。

 請求の範囲第3項及び第4項に記載の構造� �、検出針1が検出対象物14からの接触反力で� �動して、押圧ばね8のばね力が支点部材4と支 点受7とで形成される外側支点に作用したと� �、当該外側支点に生ずる局部的な微小変形� �、接触反力が作用していない状態において� �え部9と受座11との接触部で生じている微小� �形より小さい構造である。これにより、検� �針の検出精度はより高くなる。

 支点部材4は、平板ないし下向きカップ状 の円板ないし多角形板とするのが実用的であ る。支点部材4の周縁は、検出針1の支え部9が 押圧ばね8のばね力で受座11に押付けられてい る安定位置(支え部9や受座を形成している球� ��10はばね力により弾性変形している。)にお� ��て、支持部材2と一体に形成した支点受7に� �が加えられていない状態で接触している。� �の接触状態は、押圧ばね8のばね力で支え部9 を受座11に押付けた状態で支点部材4を支点受 7上に静かに載せ、この状態で外力をかけず� �支点部材4を検出針の基部1bに接着すること� �より実現できる。

 支点部材4は、検出針1の軸心を中心とす� �円の周縁全体を均一に支点受7に接触させる� ��が最も良い(無限の数の外側支点が形成され る。)が、前記円周上の正多角形の頂点とな� �複数点で接触するようにしてもよい。ここ� �言う正多角形は、少なくとも四角形以上で� �ければならず、好ましくは六角形以上、よ� �好ましくは八角形以上がよい。

 この出願の発明者は、三角形の頂点位置� ��検出針を支持する接触検出器において、高� ��精度の計測が要求されたときに、計測誤差� ��補正することができないのは次のような理� ��によるものと考えた。すなわち、図8(a)に示 す正三角形の頂点位置にある3個の受座11a、11 b、11bで検出針1を支持している場合、これを� ��図(a)の下方(検出針の側面)から見た同図(b)� �(c)において、検出対象物が右側から接触し� �(b)においては、図の左側の受座11aを離隔さ� �るのに必要な接触反力PはFL/2hとなる。ここ� �Fは検出針の基部中心を押し付けている押圧� ��ね8のばね力、Lは検出針の軸心から各支持� �までの長さ、hは支持点から検出端までの長� ��である。一方、同図(c)に示すように、検出� ��象物が左側から接触したときは、同図の右� ��の受座11bを離隔させるのに必要な接触反力� ��、FL/hとなり、同図(b)の場合の2倍になる。

 この理由は、同図(c)の場合、図の左側の� ��座11aが検出針の揺動支点となり、そのとき� ��押圧ばねFによるばね力のモーメントがLFで� ��るのに対し、同図(b)の場合は、ばね力Fの作 用点と検出針の揺動支点となる右側の受座11b の距離がLsin30°=L/2となるからである。そして 、この接触反力の相違に伴い、検出針がいず れかの支持点から離隔するときの検出針先端 の撓み量は、同図(b)の場合をδとしたとき、� ��図(c)の場合は2δとなり、検出針の軸心を中� ��とする円周上でδの値をプロットすれば、� �9に示すようなおむすび形23になってしまう� �すなわち、検出遅れの内の検出針1の撓みに� ��因する部分が検出対象物の接触方向によっ� ��変化し、一定の補正値によって補正をする� ��とができないのである。

 同様のことが支え部9と球体10の接点部分� ��変形にも言える。すなわち、図8(b)の場合は 、受座11aが離隔したときばね力Fが2個の受座1 1bの4個の球体で受けられるのに対し、同図(c) の場合は、受座11bのいずれかが離隔するとき はばね力Fが受座11aの2個の球体で受けられる� ��ととなり、変形量が大きくなる。

 これに対してこの発明の接触検出器では� ��検出端1aが検出対象物14に接触すると、接触 反力に押されて持上げられる側の支持点の変 形が開放されると共に反対側の支持点の変形 が大きくなり、これと共に支点部材4の支点� �7と接触している周縁の当該反対の側の縁が� ��点受7に押圧されて外側支点が形成される。 そして、前記反対の側の支持点から検出針中 心までの距離よりこの外側支点から検出針中 心までの距離の方が大きいので、検出針1は� �たに形成された外側支点を支点として傾動� �ることとなる。

 この検出針1が揺動するときの揺動支点の 支持点から外部支点への移行は、外部支点を 形成する支点部材4や支点受7の剛性を支持点� ��形成する支え部9や受座11の剛性より高くす� ��(同一の外力が作用したときの外部支点の弾 性変形量を支持点の弾性変形量より小さくす る。)ことにより、確実かつ円滑になる。

 支点受7に当接する支点部材4の周縁を検� �針を中心とする円形としておけば、外側支� �から押圧ばね8の付勢力の作用点までの距離� ��一定となり、検出針1を揺動させるのに必要 な検出端1aと検出対象物14との接触点に作用� �る接触反力は一定となり、検出針1の撓み量� ��一定となって、図9の誤差曲線24が円形24な� �し少なくともおむすび形23より円に近い形と なり、検出対象物の接触方向による誤差の変 化量が少なくなるので、計測値に対して一定 量の補正をするという従来と同様な補正方法 によって、より高い検出精度を実現すること ができる。