JP2011226879A - Measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定物の寸法などを測定する測定器に関する。 The present invention relates to a measuring instrument that measures the dimensions of an object to be measured.
従来、被測定物の寸法などを測定する測定器としてマイクロメータが知られている(例えば特許文献1参照)。
このマイクロメータは、本体と、本体に回転可能かつ軸方向へ移動可能に設けられたスピンドルと、このスピンドルに一体的に設けられて回転させることによってスピンドルを軸方向へ進退移動させるシンブルと、本体に設けられてスピンドルの回転量を検出するエンコーダと、本体に設けられてエンコーダの検出値に基づくスピンドルの軸方向の移動量をデジタル表示するデジタル表示器とを備える。
2. Description of the Related Art Conventionally, a micrometer is known as a measuring instrument that measures a dimension of a device under test (for example, see Patent Document 1).
The micrometer includes a main body, a spindle that is rotatable on the main body and capable of moving in the axial direction, a thimble that is provided integrally with the spindle and rotates to advance and retreat in the axial direction, and a main body. And an encoder for detecting the amount of rotation of the spindle, and a digital indicator for digitally displaying the amount of movement of the spindle in the axial direction based on the detected value of the encoder.
このようなマイクロメータでは、スピンドルに、複数のねじ山からなる雄ねじ部が形成され、本体には、スピンドルの雄ねじ部に対向する位置に、複数のねじ山からなる雌ねじ部が形成されている。そして、雄ねじ部のねじ山と雌ねじ部のねじ山が、互いにねじ山の側面を接触させた状態で噛み合っている。従って、シンブルを回転させると、スピンドルも同時に回転し、雄ねじ部が雌ねじ部に沿って進退移動されてスピンドルが被測定物に対して進退移動される。スピンドルの移動量は、エンコーダによる検出結果に基づいてデジタル表示器に表示されるため、その表示値を読み取れば、被測定物の寸法を測定できる。 In such a micrometer, a male screw portion made of a plurality of screw threads is formed on the spindle, and a female screw portion made of a plurality of screw threads is formed on the main body at a position facing the male screw portion of the spindle. Then, the thread of the male thread part and the thread of the female thread part mesh with each other with the side surfaces of the thread thread in contact with each other. Accordingly, when the thimble is rotated, the spindle is also rotated at the same time, the male screw portion is moved forward and backward along the female screw portion, and the spindle is moved forward and backward with respect to the object to be measured. Since the movement amount of the spindle is displayed on the digital display based on the detection result by the encoder, the dimension of the object to be measured can be measured by reading the display value.
しかし、特許文献1に記載のような従来の測定器では、スピンドルの移動量は、雄ねじ部と雌ねじ部のねじ山の構造によって決定される。雄ねじ部と雌ねじ部とはそれぞれ、ピッチ誤差や酔歩誤差などを有しているため、雄ねじ部のねじ山と雌ねじ部のねじ山どうしの噛み合い位置が変化し、雄ねじ部のねじ山と雌ねじ部のねじ山の全ての山どうしが均一には接触せず、その結果、スピンドルの移動量は、雄ねじ部と雌ねじ部のピッチ誤差などに影響される。このため、デジタル表示器に表示されるスピンドルの移動量と、実際のスピンドルの移動量との間に測定誤差が生じる。 However, in the conventional measuring instrument as described in Patent Document 1, the amount of movement of the spindle is determined by the structure of the thread of the male screw portion and the female screw portion. Since the male screw part and the female screw part each have a pitch error, a random walk error, etc., the meshing position of the screw thread of the male screw part and the screw thread of the female screw part changes, and the screw thread of the male screw part and the female screw part change. All the threads of the screw thread do not contact uniformly, and as a result, the movement amount of the spindle is influenced by the pitch error between the male screw part and the female screw part. For this reason, a measurement error occurs between the spindle movement amount displayed on the digital display and the actual spindle movement amount.
本発明の目的は、実際のスピンドルの移動量との間に生じる測定誤差を少なくすることができ、高精度な測定を行うことができる測定器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a measuring instrument that can reduce a measurement error generated between the actual moving amount of the spindle and perform highly accurate measurement.
本発明の測定器は、本体と、雄ねじが形成された雄ねじ部を有し、前記本体に回転可能かつ軸方向へ移動可能に設けられたスピンドルとを備え、前記スピンドルの移動量から被測定物の寸法を測定する測定器であって、前記本体の前記雄ねじ部に対向する位置に、前記雄ねじ部の1つのねじ山に接触する突起部材が設けられ、前記突起部材が前記ねじ山に接触しながら、前記スピンドルが回転しかつ軸方向へ移動することを特徴とする。 A measuring instrument according to the present invention includes a main body and a spindle having a male screw portion in which a male screw is formed, and is provided on the main body so as to be rotatable and movable in the axial direction. A projecting member that contacts one screw thread of the male threaded portion at a position facing the male threaded portion of the main body, and the projecting member contacts the threaded thread. However, the spindle rotates and moves in the axial direction.
このような構成によれば、突起部材が個々のねじ山に接触しながら、スピンドルが回転しかつ軸方向へ移動するため、スピンドルの移動量誤差は雄ねじ部のピッチ誤差などのみによって決定され、噛み合い位置が変化することがない。従って、測定器から読み取られるスピンドルの移動量と、実際のスピンドルの移動量との間に生じる測定誤差を少なくすることができ、高精度な測定を行うことができる。 According to such a configuration, since the spindle rotates and moves in the axial direction while the projecting member contacts each screw thread, the spindle movement amount error is determined only by the pitch error of the male screw portion and the like. The position does not change. Therefore, a measurement error generated between the movement amount of the spindle read from the measuring instrument and the actual movement amount of the spindle can be reduced, and highly accurate measurement can be performed.
本発明の測定器において、前記突起部材は、前記スピンドルの軸に対して直交する軸を中心とする半円柱形状の突出部を有し、前記突出部が前記雄ねじ部の1つのねじ山に接触することが好ましい。
このような構成によれば、半円柱形状の突出部が雄ねじ部の1つのねじ山に適切に接触する。このため、スピンドルの先端側は本体で支持され、かつスピンドルの後端側の雄ねじ部が突出部を介して突起部材で支持される。つまり、スピンドルがその移動方向における両端側から支持される構造であるため、スピンドルの回転軸がぶれず、スピンドルが常にその中心軸回りに回転できる。
In the measuring instrument according to the present invention, the protrusion member has a semi-cylindrical protrusion centering on an axis orthogonal to the spindle axis, and the protrusion contacts one screw thread of the male screw portion. It is preferable to do.
According to such a configuration, the semi-cylindrical protrusion appropriately contacts one screw thread of the male screw portion. For this reason, the front end side of the spindle is supported by the main body, and the male screw portion on the rear end side of the spindle is supported by the protruding member via the protruding portion. That is, since the spindle is supported from both ends in the moving direction, the spindle does not shake and the spindle can always rotate around its central axis.
本発明の測定器において、前記突起部材は前記スピンドルに対して直交する方向に移動可能であり、前記突起部材はその移動方向と交差する方向から固定部材によって前記本体に固定されていることが好ましい。
このような構成によれば、突起部材を任意の位置に固定でき、突起部材と雄ねじ部のねじ山との接触位置を容易に調整することができる。そのため、突起部材と雄ねじ部のねじ山とが連続して接触することによる突起部材の磨耗があっても、最適な接触状態に調整できる。
In the measuring instrument of the present invention, it is preferable that the protruding member is movable in a direction orthogonal to the spindle, and the protruding member is fixed to the main body by a fixing member from a direction intersecting the moving direction. .
According to such a configuration, the protruding member can be fixed at an arbitrary position, and the contact position between the protruding member and the screw thread of the male screw portion can be easily adjusted. Therefore, even if there is wear of the protruding member due to continuous contact between the protruding member and the screw thread of the male screw portion, the contact state can be adjusted to an optimum state.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すマイクロメータ1は、略U字形状に形成されたフレーム2を備える。
フレーム2には、その一端部内面にアンビル21が固定されているとともに、他端部に、回転しながら軸方向へ移動してアンビル21に対して進退するスピンドル3が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A micrometer 1 shown in FIG. 1 includes a
An
スピンドル3が設けられたフレーム2の他端部には、その内面側にスピンドル3を支持する軸受筒22が固定され、外面側にインナースリーブ4が嵌合されている。インナースリーブ4の外周にはアウタースリーブ5が嵌合されている。フレーム2とインナースリーブ4とアウタースリーブ5で本体が構成される。
At the other end of the
フレーム2の正面部には、スピンドル3の移動量をデジタル表示するデジタル表示器60が配置され、軸受筒22とインナースリーブ4との間には、スピンドル3の回転量からスピンドル3の軸方向移動量を検出するエンコーダ61が設けられている。
エンコーダ61は、プレート62に接着固定されかつ図示しない送信電極および出力電極を有する固定板63と、固定板63と一定のギャップをもって対向した状態で固定されかつ図示しない受信電極および結合電極を有する回転板64とを含み、送信電極に位相の異なる信号を与えたとき、出力電極から固定板63と回転板64との相対回転角に対応する信号が得られるようになっている。なお、エンコーダ61で検出された固定板63と回転板64との相対回転角に対応する信号は、図示しない電気回路によって処理された後、デジタル表示器60にデジタル表示される。
A
The
スピンドル3は、円柱形状の軸部31Aと、軸部31Aより僅か径大に形成されかつ外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部31Bと、雄ねじ部31Bよりもスピンドル3の退行方向側の端部に雄ねじ部31Bと一体形成されたテーパ部31Cとを有している。図2に示すように、雄ねじ部31Bにはねじ山N1,N2・・・が形成されている。
The spindle 3 includes a
インナースリーブ4は略円筒状に形成され、内部に貫通部4aが形成されている。貫通部4a内に、スピンドル3が図1の左右方向に進退移動自在に収納されている。
図2に示すように、インナースリーブ4には、スピンドル3の進退移動方向と交差する方向に貫通した取り付け穴4bが形成されている。取り付け穴4bには、突起部材70が雄ねじ部31Bに対向して、スピンドル3に対して直交した、雄ねじ部31Bに近づく方向と雄ねじ部31Bから離れる方向とに移動可能に螺着されている。
The
As shown in FIG. 2, the
図3にも示すように、突起部材70は、円柱形状の胴部70aと、胴部70aよりも雄ねじ部31B側に胴部70aと一体に設けられ、雄ねじ部31B方向に向かうにしたがって幅狭となる略台形の断面を有する四角柱状の支持部70bと、支持部70bよりも雄ねじ部31B側に支持部70bと一体に設けられ、スピンドル3の軸に対して直交する軸を中心として雄ねじ部31B側に突出した曲面を有する略半円柱状の突出部70cとから構成される。
As shown also in FIG. 3, the
突起部材70は取り付け穴4bに挿入され、突起部材70の側方から、固定部材としての固定ねじ80が、突起部材70の移動可能方向と交差するスピンドル3の進行方向に螺着される。これによって、固定ねじ80が胴部70aに当接し、突起部材70は、固定ねじ80により取り付け穴4b内で固定される。このとき、突出部70cが雄ねじ部31Bの1つのねじ山N1に向けて突出し、突出部70cとねじ山N1とが接触部分Sで接触する。
The protruding
アウタースリーブ5は略円筒状に形成され、インナースリーブ4の外側にインナースリーブ4の外周を覆って取り付けられている。
アウタースリーブ5の外周面には、シンブル50が回動可能に被嵌されている。また、アウタースリーブ5の外周面には、主尺目盛51がアウタースリーブ5の軸方向に沿って一定間隔毎に形成され、副尺目盛52がシンブル50の外周に沿って形成されている。
スピンドル3の移動量は、主尺目盛51と副尺目盛52とから読み取ることができるとともに、エンコーダ61によって検出された後にデジタル表示器60にデジタル表示される。
The
A
The amount of movement of the spindle 3 can be read from the
シンブル50の端部がスピンドル3のテーパ部31Cに嵌合固定されており、シンブル50を回転させると、スピンドル3が、シンブル50の回転と同期して回転しながらアンビル21に対して進退移動する。シンブル50の他端には、スピンドル3に一定以上の負荷がかかったときに空転するラチェットつまみ53が設けられている。
The end portion of the
次に、被測定物の寸法を測定するときのマイクロメータ1の動作について説明する。
まず、アンビル21とスピンドル3の先端との間に被測定物を位置させる。このときには、図2に示すように、突出部70cとねじ山N1とが接触部分Sで接触している。
Next, the operation of the micrometer 1 when measuring the dimensions of the object to be measured will be described.
First, an object to be measured is positioned between the
そして、シンブル25を回転させると、スピンドル3が被測定物に向けて進行移動される。すると、スピンドル3が回転しながら図2の左方向に移動し、突出部70cと、ねじ山N2、N3・・・とが接触していく。このとき、突出部70cが半円柱形状で、曲面からなる半円柱の側面がねじ山N2、N3・・・と適切に接触するため、スピンドル3の先端側が軸受筒22で支持され、かつスピンドル3の雄ねじ部31Bが突出部70cを介して突起部材70で支持される。よって、スピンドル3がその移動方向における両側から支持されてスピンドル3の回転軸がぶれず、スピンドル3が常にその中心軸回りに回転できる。
When the thimble 25 is rotated, the spindle 3 is moved forward toward the object to be measured. Then, the spindle 3 moves to the left in FIG. 2 while rotating, and the projecting
スピンドル3の先端が被測定物に当接するまでシンブル50を回転させ、スピンドル3の先端が被測定物に当接したときにシンブル50の回転を停止させる。このとき、ラチェットつまみ53を回転させて測定圧を一定に保つ。ここで、主尺目盛51と副尺目盛52とから、あるいはデジタル表示器60からスピンドル3の移動量を読み取り、それによって被測定物の寸法を測定する。
The
本実施形態のマイクロメータ1では、インナースリーブ4に突起部材70が設けられ、突出部70cが雄ねじ部31Bのねじ山に向けて突出されている。本実施形態のマイクロメータ1では、従来のように、インナースリーブ4には雌ねじ部が設けられていないため、スピンドル3の移動量は、その雌ねじ部におけるピッチ誤差などには影響されず、スピンドル3の移動量誤差は雄ねじ部31Bのピッチ誤差などのみによって決定されるため、スピンドル3の移動量に対して、ねじ部のピッチ誤差などによる影響が少なくなる。よって、シンブル50の回転量に基づいた主尺目盛51と副尺目盛52から読み取られるスピンドル3の移動量またはエンコーダ61によって検出されてデジタル表示器60にデジタル表示されたスピンドル3の移動量と、実際のスピンドル3の移動量との間に生じる測定誤差を少なくすることができ、高精度な測定を行うことができる。
また、従来のように、インナースリーブ4に雌ねじ部を設けることが不要となり、マイクロメータ1の製造工数を低減できる。
In the micrometer 1 of the present embodiment, the protruding
Further, unlike the prior art, it is not necessary to provide a female thread portion on the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、測定器としてマイクロメータ1について説明したが、回転しながら進退移動するスピンドルの移動量から被測定物の寸法を測定する測定器であれば、本発明が適用可能である。例えば、フレーム2のアンビル21側を切除した、いわゆるマイクロメータヘッドでもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the above embodiment, the micrometer 1 has been described as a measuring instrument. However, the present invention can be applied to any measuring instrument that measures the dimension of an object to be measured from the amount of movement of a spindle that moves forward and backward while rotating. For example, a so-called micrometer head in which the
前記実施形態では、突起部材70の胴部70aは単なる円柱形状として説明したが、胴部70aにねじが切られていてもよい。また、前記実施形態では、突出部70cは半円柱形状であったが、三角柱形状であってもよい。この場合には、三角柱の一方の傾斜面がねじ山の傾斜面に当接して、突出部とねじ山とが接触する。
In the said embodiment, although the trunk | drum 70a of the
本発明は、例えばマイクロメータなどの、被測定物の寸法などを測定する測定器に利用できる。 The present invention can be used in a measuring instrument that measures the dimensions of an object to be measured, such as a micrometer.
1…マイクロメータ(測定器)、
2…フレーム
3…スピンドル、
4…インナースリーブ
5…アウタースリーブ
31B…雄ねじ部、
70…突起部材、
70c…突出部、
80…固定ねじ(固定部材)
N1,N2,N3…ねじ山
1 ... micrometer (measuring instrument),
2 ... Frame 3 ... Spindle,
4 ...
70 ... projection member,
70c ... protruding part,
80: Fixing screw (fixing member)
N1, N2, N3 ... Thread
Claims (3)
前記本体の前記雄ねじ部に対向する位置に、前記雄ねじ部の1つのねじ山に接触する突起部材が設けられ、
前記突起部材が前記ねじ山に接触しながら、前記スピンドルが回転しかつ軸方向へ移動することを特徴とする測定器。 A measuring instrument that has a main body and a spindle having a male screw portion in which a male screw is formed, and is provided on the main body so as to be rotatable and movable in the axial direction, and measures the dimension of the object to be measured from the amount of movement of the spindle Because
A protruding member that contacts one screw thread of the male screw portion is provided at a position facing the male screw portion of the main body,
The measuring device according to claim 1, wherein the spindle rotates and moves in an axial direction while the protruding member is in contact with the screw thread.
前記突起部材は、前記スピンドルの軸に対して直交する軸を中心とする半円柱形状の突出部を有し、前記突出部が前記雄ねじ部の1つのねじ山に接触することを特徴とする測定器。 The measuring instrument according to claim 1, wherein
The projecting member has a semi-cylindrical protrusion centering on an axis orthogonal to the axis of the spindle, and the protrusion contacts one screw thread of the male screw portion. vessel.
前記突起部材は前記スピンドルに対して直交する方向に移動可能であり、
前記突起部材はその移動方向と交差する方向から固定部材によって前記本体に固定されていることを特徴とする測定器。
The measuring instrument according to claim 1 or 2,
The protruding member is movable in a direction perpendicular to the spindle;
The measuring device, wherein the protruding member is fixed to the main body by a fixing member from a direction intersecting the moving direction.
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