CN102261877A - 位移测量器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种位移测量器。该位移测量器具有与固定套筒(20)螺纹接合的测杆(10)、测微套筒(30)、操作套筒(40)和定压机构(50)。定压机构包括：旋转驱动元件(51)，其与操作套筒一体地进行旋转；旋转被驱动元件(52)，其与测微套筒相结合，并且，以能相对于该旋转驱动元件旋转并且在对测杆施加了规定以上的负荷时不能够旋转的方式与该旋转驱动元件相连结；旋转传递机构(53)，其向测杆传递来自旋转被驱动元件的旋转。在固定套筒的外周面上形成有与测杆的外螺纹部(12)相同螺距的外螺纹部(23)，在测微套筒的内周面上形成有与固定套筒的外螺纹部螺纹接合的内螺纹部(31)。

Description

位移测量器

技术领域

本发明涉及一种根据测杆的轴向的位移量来测量被测量物的尺寸等的位移测量器。

背景技术

在根据测杆的轴向的位移量来测量被测量物的尺寸等的测微仪中，公开有具有能够以大致恒定的测量力对被测量物进行测量的定压机构的测微仪(参照文献1：日本特开2010-32365号公报)。

该测微仪为具有以下构件的构造：固定套筒，其固定在主体上；测杆，其螺纹接合在该固定套筒上并沿轴向进退；测微套筒，其能够旋转地安装在固定套筒的外周上且外端部与测杆的外端部相连结；操作套筒，其外套于该测微套筒的外周上直至测杆的外端；定压机构，其配置在该操作套筒的外端与测杆的外端之间，在对测杆施加规定以上的负荷时该定压机构相对于测杆空转。

在这种结构的测微仪中，在测量时，一边使操作套筒旋转，一边使测杆进退。当测杆的前端与被测量物相抵接、对测杆施加规定以上的负荷时，定压机构工作，操作套筒空转，因此能够以大致恒定的测量力对被测量物进行测量。

但是，测量者有时会对操作套筒施加使该操作套筒旋转的力以外的力，例如扭转力、径向方向的力。这样，施加到操作套筒上的扭转力、径向方向的力通过测微套筒直接传递到测杆，因此在测杆的螺纹部(外螺纹部)上，摩擦力增大，测杆难以旋转。因此，测量力出现偏差，其结果，测定值产生偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够排除产生测量值的偏差的主要原因而提高重复精度的位移测量器。

本发明的位移测量器具有：固定套筒，其固定在主体上；测杆，其具有与该固定套筒螺纹接合的外螺纹部，沿轴向进退；测微套筒，其能够旋转地外套在上述固定套筒的外周上；操作套筒，其外套在该测微套筒的外周上直到上述测杆的外端，能够相对于上述测微套筒旋转；定压机构，其配置在该操作套筒与上述测杆之间，用于向上述测杆传递上述操作套筒的旋转，并且在对上述测杆施加了规定以上的负荷时，该定压机构使上述操作套筒相对于上述测杆空转；其特征在于，上述定压机构包括旋转驱动元件、旋转被驱动元件和旋转传递机构，该旋转驱动元件与上述操作套筒一体地进行旋转；该旋转被驱动元件与上述测微套筒相结合，并且，以能与该旋转驱动元件一体地进行旋转且在对上述测杆施加了规定以上的负荷时不能够旋转的方式与该旋转驱动元件相连结；该旋转传递机构向上述测杆传递来自该旋转被驱动元件的旋转；在上述固定套筒的外周面上形成有与上述测杆的外螺纹部相同螺距的外螺纹部，在上述测微套筒的内周面上形成有与上述固定套筒的外螺纹部螺纹接合的内螺纹部。

在这种结构中，当使操作套筒旋转时，该操作套筒与定压机构的旋转驱动元件一体地进行旋转。在施加到测杆上的负荷未满规定的情况下，旋转驱动元件的旋转传递到旋转被驱动元件。当旋转被驱动元件旋转时，其旋转传递到测微套筒，并且经由旋转传递机构传递到测杆。这样，测微套筒螺纹接合在固定套筒的外螺纹部上，测杆(测杆的外螺纹部)螺纹接合在固定套筒的内螺纹部上，因此这些构件一边一起旋转一边沿轴向进退。

当测杆因测杆的进退而与被测量物相抵接时，对测杆施加有规定以上的负荷。这样，定压机构的旋转驱动元件相对于旋转被驱动元件空转，即，操作套筒空转。由此，能够以恒定的测量力对被测量物进行测量。

此时，当对操作套筒施加使操作套筒旋转的力以外的力、例如扭转力、径向方向的力时，该力传递到测微套筒。由于在测微套筒的内周面上形成有与固定套筒的外螺纹部螺纹接合的内螺纹部，因此传递到测微套筒的力被固定套筒承受。因而，扭转力、径向方向的力不会施加到测杆上，因此能够排除测量值因测量力的偏差而产生偏差这样的主要原因。其结果，能够提高重复精度。

在本发明的位移测量器中，优选上述旋转传递机构包括长孔和传递销，该长孔沿测杆的轴向形成在上述测杆的外端部上；该传递销能够沿上述测杆的轴向移动地卡合在该长孔中，并且固定在上述旋转被驱动元件上。

采用这种结构，固定在旋转被驱动元件上的传递销能够沿着形成在测杆的外端部上的长孔向测杆的轴向移动地与该长孔相卡合，因此能够仅将旋转被驱动元件的旋转传递到测杆。因而，即使对操作套筒施加使操作套筒旋转的力以外的扭转力、径向方向的力，由于只有旋转力传递到测杆，因此也能够保障高精度的测量。

在本发明的位移测量器中，优选上述操作套筒具有外套在上述测微套筒的外周上的第1操作部和与该第1操作部的外端部相连结、覆盖上述定压机构的外周并且使上述定压机构的旋转驱动元件一起旋转的第2操作部，在上述第1操作部与第2操作部的连结部处设有插入连结机构，该插入连结机构能使上述第2操作部相对于上述第1操作部插入地连结该第1操作部与该第2操作部，并且，在该第1操作部与该第2操作部相连结的状态下向上述第1操作部传递上述第2操作部的旋转。

采用这种结构，在组装时，首先，将测微套筒的内螺纹部螺纹接合在固定套筒的外螺纹部上而将测微套筒组装在固定套筒的规定位置，之后，将第1操作部插入测微套筒的外周，并且将定压机构安装在测微套筒的外端而将旋转被驱动元件与测微套筒相结合，之后，只要相对于第1操作部插入第2操作部，就能够进行组装。因而，具有能够容易地进行组装的优点。

在本发明的位移测量器中，优选上述第2操作部形成为比上述固定套筒的直径小的直径。

采用这种结构，由于具有外套在测微套筒的外周上的第1操作部和与第1操作部的外端部相连结、覆盖定压机构的外周并且具有比固定套筒的直径小的直径的第2操作部，因此，例如能够进行用左手把持主体、用右手旋转操作第2操作部的双手操作或者用一只手一边把持主体一边旋转操作第1操作部的单手操作这两种操作。而且，在各自的测量中，能够保障与以往的操作相同的操作性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的数字式测微仪的主视图。

图2是该实施方式的局部剖视图。

图3是图2所示部分的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。在本实施方式中，作为位移测量器说明数字式测微仪的例子。

数字式测微仪的结构

如图1所示，数字式测微仪具有大致U字形的主体1、自由滑动地设置在该主体1上的测杆10、在主体1的内部检测测杆10的位移量的编码器(省略图示)、用于显示由该编码器检测出的测杆10的位移量(测量值)的数字显示器2。

在主体1的一端固定有测砧3，在另一端设有以支承测杆10自由滑动的方式该支承测杆10的轴承筒4。

测杆10的内端侧贯穿轴承筒4并被轴承筒4支承，外端侧借助固定套筒20能够旋转且能够沿轴向进退地支承在主体1上。

如图2及图3所示，测杆10具有形成在内端侧的圆杆状的轴部11、一体形成在该轴部11的外端处的外螺纹部12、一体形成在该外螺纹部12的外端处的连结部13。这些轴部11、外螺纹部12和连结部13可以由1根圆柱状构件形成，也可以分别由不同的构件形成。

固定套筒20包括圆筒状的内套筒21和圆筒状的外套筒24，该内套筒21覆盖测杆10的外螺纹部12的外周，其内端固定在主体1上；该外套筒24固定在该内套筒21的外周面上。

在内套筒21上，在内周面的中间位置的规定距离上形成有与测杆10的外螺纹部12螺纹接合的内螺纹部22，并且在内套筒21的外周面的外端侧形成有外螺纹部23。内螺纹部22和外螺纹部23用与测杆10的外螺纹部12相同的参数(module)、即用相同形状的螺纹牙且相同的螺距来形成。

外套筒24的长度形成为从内套筒21的内端覆盖至外螺纹部23的跟前位置，并且沿外周面轴向以1.0mm间距形成有主尺刻度25(参照图1)。

在外套筒24的外周上，能够旋转地外套有圆筒状的测微套筒30，并且在该测微套筒30的外周上，同样地能够旋转地外套有圆筒状的操作套筒40。

另外，在操作套筒40的外端与测杆10的外端之间配置有定压机构50，该定压机构50向测杆10及测微套筒30传递操作套筒40的旋转，并且在对测杆10施加规定以上的负荷时，该定压机构50使操作套筒40相对于测杆10及测微套筒30空转。

在测微套筒30上，在内周面中间位置处形成有与内套筒21的外螺纹部23螺纹接合的内螺纹部31，并且在测微套筒30的外周面内端侧沿圆周方向以恒定间距形成有副尺刻度32(参照图1)。副尺刻度32例如由将测微套筒30的外周100等分的间隔来形成。

操作套筒40具有能够旋转地外套在测微套筒30的外周上的第1操作部41和与该第1操作部41的外端部相连结并覆盖定压机构50的外周的第2操作部42。

第1操作部41形成为比测微套筒30的外径大的直径，但第2操作部42形成为比固定套筒20的外径小的直径。

在第1操作部41与第2操作部42的连结部处设有插入连结机构43，该插入连结机构43能使第2操作部42相对于第1操作部41插入地连结该第2操作部42和该第1操作部41，并且，在该第2操作部42和该第1操作部41连结的状态下向第1操作部41传递第2操作部42的旋转。插入连结机构43由形成在第1操作部41的外端部外周面上的槽部44和形成在第2操作部42的内端侧内周面上并与槽部44插入卡合的凸部45构成。

定压机构50包括旋转驱动元件51、旋转被驱动元件52和旋转传递机构53，该旋转驱动元件51与操作套筒40的第2操作部42一体地进行旋转；该旋转被驱动元件52与测微套筒30相结合，并且，以能够与该旋转驱动元件51一体地进行旋转且在对测杆10施加了规定以上的负荷时不能够旋转的方式与该旋转驱动元件51相连结；该旋转传递机构53设置在该旋转被驱动元件52与测杆10的外端之间，用于向测杆10传递旋转被驱动元件52的旋转。

旋转驱动元件51由卡合部51A和第1棘轮51B构成，该卡合部51A收容在操作套筒40的第2操作部42内并与该第2操作部42卡合；该第1棘轮51B一体地形成在该卡合部51A的内端面上且沿内端面外周具有锯齿状齿。

旋转被驱动元件52由基部52A、第2棘轮52B、螺旋弹簧52C和连结板52D构成，该第2棘轮52B能够沿轴向位移地设置在该基部52A的外端面侧，具有与旋转驱动元件51的第1棘轮51B啮合的锯齿状齿；该螺旋弹簧52C对该第2棘轮52B朝向第1棘轮51B施力；连结板52D连结基部52A与测微套筒30的外端。

旋转传递机构53包括长孔53A和传递销53B，该长孔53A沿测杆10的轴向形成在测杆10的连结部13上；该传递销53B能够沿测杆10的轴向移动地卡合在该长孔53A中，并且固定在旋转被驱动元件52上。

数字式测微仪的组装方法

在组装时，首先，将测微套筒30的内螺纹部31螺纹接合在内套筒21的外螺纹部23上而将测微套筒30装配在外套筒24的外周规定位置。

之后，将第1操作部41插入测微套筒30的外周，并且用卡定螺钉等将定压机构50的连结板52D固定在测微套筒30的外端，从而将旋转被驱动元件52与测微套筒30相结合。在该状态下，连结板52D兼作第1操作部41的盖、即防止第1操作部41脱离的盖，因此第1操作部41在被限制了沿测杆10的轴向移动的状态下进行组装。

接着，相对于第1操作部41插入第2操作部42，连结两者。由此，能够进行组装。因而，能够容易地进行组装。

数字式测微仪的使用方法

当使操作套筒40旋转时，该操作套筒40与定压机构50的旋转驱动元件51一体地进行旋转。旋转驱动元件51的第1棘轮51B与旋转被驱动元件52的第2棘轮52B相啮合，因此，旋转被驱动元件52(第2棘轮52B)也旋转。当旋转被驱动元件52旋转时，其旋转经由连结板52D被传递到测微套筒30，并且经由旋转传递机构53传递到测杆10。这样，测微套筒30螺纹接合在内套筒21的外螺纹部23上，测杆10(测杆10的外螺纹部12)螺纹接合在内套筒21的内螺纹部22上，因此这些构件(测微套筒30及测杆10)一起旋转，同时沿轴向进退。

当测杆10因测杆10的进退而与被测量物相抵接时，对测杆10施加有规定以上的负荷。这样，旋转驱动元件51相对于定压机构50的旋转被驱动元件52空转。即，在对测杆10施加有规定以上的负荷的状态下，当进一步使操作套筒40旋转而想要使旋转驱动元件51(第1棘轮51B)旋转时，旋转被驱动元件52(第2棘轮52B)处于难以旋转的状态，因此第2棘轮52B克服螺旋弹簧52C的作用力而退避到螺旋弹簧52C侧，因此第1棘轮51B的旋转力不会传递到第2棘轮52B，操作套筒40空转，定压状态被维持。

由此，能够以恒定的测量力对被测量物进行测量。测杆10的旋转在被编码器检测到之后转换为测杆10的轴向的位移量并显示在数字显示器2上，因此只要读取数字显示器2的显示值，就能够测量被测量物的尺寸。

此时，当对操作套筒40施加使操作套筒40旋转的力以外的力、例如扭转力、径向方向的力时，该力会传递到测微套筒30。由于在测微套筒30的内周面上形成有与内套筒21的外螺纹部23螺纹接合的内螺纹部31，因此传递到测微套筒30的力被内套筒21承受。因而，扭转力、径向方向的力不会施加到测杆10上，因此能够排除测量值因测量力的偏差而产生偏差这样的主要原因。其结果，能够提高重复精度。

另外，固定在旋转被驱动元件52上的传递销53B能够沿着形成在测杆10的外端部上的长孔53A向测杆10的轴向移动地与长孔53A相卡合，因此旋转传递机构53能够仅将旋转被驱动元件52的旋转传递到测杆10。因而，即使对操作套筒40施加使操作套筒40旋转的力以外的扭转力、径向方向的力，由于只有旋转力传递到测杆10，因此也能够保障高精度的测量。

另外，由于具有外套在测微套筒30的外周上的第1操作部41和与第1操作部41的外端部相连结、覆盖定压机构50的外周并且具有比外套筒24的直径小的直径的第2操作部42，因此，例如能够进行用左手把持主体1、用右手旋转操作第2操作部42的双手操作或者用一只手一边把持主体1一边旋转操作第1操作部41的单手操作这两种操作。而且，在各自的测量中，能够保障与以往的操作相同的操作性。

变形例

本发明并不限定于上述实施方式，能够达到本发明的目的的范围内的变形、改进等皆包含在本发明中。

在上述实施方式中，由内套筒21与外套筒24两个构件构成了固定套筒20，但是也可以将它们一体构成。

在上述实施方式中，作为数字式位移测量器例示了数字式测微仪，但是并不限于此。例如也可以是数字式测微头等。

Claims (4)

1.一种位移测量器，其具有：

固定套筒，其固定在主体上；

测杆，其具有与该固定套筒螺纹接合的外螺纹部，沿轴向进退；

测微套筒，其能够旋转地外套在上述固定套筒的外周上；

操作套筒，其外套在该测微套筒的外周上直到上述测杆的外端，能够相对于上述测微套筒旋转；

定压机构，其配置在该操作套筒与上述测杆之间，用于向上述测杆传递上述操作套筒的旋转，并且在对上述测杆施加了规定以上的负荷时，该定压机构使上述操作套筒相对于上述测杆空转；其特征在于，

上述定压机构包括旋转驱动元件、旋转被驱动元件和旋转传递机构，该旋转驱动元件与上述操作套筒一体地进行旋转；该旋转被驱动元件与上述测微套筒相结合，并且，以能与该旋转驱动元件一体地进行旋转且在对上述测杆施加了规定以上的负荷时不能够旋转的方式与该旋转驱动元件相连结；该旋转传递机构向上述测杆传递来自该旋转被驱动元件的旋转；

在上述固定套筒的外周面上形成有与上述测杆的外螺纹部相同螺距的外螺纹部，

在上述测微套筒的内周面上形成有与上述固定套筒的外螺纹部螺纹接合的内螺纹部。

2.根据权利要求1所述的位移测量器，其特征在于，

上述旋转传递机构包括长孔和传递销，该长孔沿上述测杆的轴向形成在上述测杆的外端部上；该传递销能够沿上述测杆的轴向移动地卡合在该长孔中，并且固定在上述旋转被驱动元件上。

3.根据权利要求1或2所述的位移测量器，其特征在于，

上述操作套筒具有外套在上述测微套筒的外周上的第1操作部和与该第1操作部的外端部相连结、覆盖上述定压机构的外周并且使上述定压机构的旋转驱动元件一起旋转的第2操作部，

在上述第1操作部与第2操作部的连结部处设有插入连结机构，该插入连结机构能使上述第2操作部相对于上述第1操作部插入地连结该第1操作部与该第2操作部，并且，在该第1操作部与该第2操作部相连结的状态下向上述第1操作部传递上述第2操作部的旋转。

4.根据权利要求1或2所述的位移测量器，其特征在于，

上述第2操作部形成为比上述固定套筒的直径小的直径。

Images