CN111954906A - 测微头和使用该测微头的工作台机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使是简单的构造，齿隙也极少的测微头。测微头(10)具备主轴(11)、套筒(13)、套管(15)、齿隙吸收部件(17)、以及套圈(19)，主轴(11)具有外螺纹部(11a)，套筒(13)具有与外螺纹部(11a)对应的内螺纹部(13a)，并且在套筒(13)组装有主轴(11)，套管(15)插入有套筒(13)的一部分，能够以套筒(13)为旋转轴旋转，一部分与主轴(11)的一端连接，圆筒形状的齿隙吸收部件(17)在套筒(13)内的与主轴(11)的外螺纹部(11a)对置的位置，以插入有主轴(11)的状态固定于套筒(13)，该齿隙吸收部件(17)防止主轴(11)的齿隙。

Description

测微头和使用该测微头的工作台机构

技术领域

本发明涉及测微头(Micro head)和使用该测微头的工作台机构。

特别涉及即使是简单的构造、齿隙也极少的测微头和使用该测微头的工作台机构。

背景技术

通常，测微头是指能够进行数μm单位的细小的进给的进给机构，是将主轴所具备的外螺纹与套筒所具备的内螺纹旋合而在轴上移动的构造。

以往，各种提出有减轻主轴与套筒(主轴支承筒)之间产生的齿隙、施加于主轴的扭曲等，提高响应性、重复精度的测微头。

例如，提出有具备具有与主轴的外螺纹部旋合的内螺纹部的增压环、在增压环与套筒分离的方向上施力的增压弹簧、以及以与增压环之间夹着增压弹簧的方式设置的调整螺母，从而减少齿隙的测微头(参照专利文献1)。

更具体而言，提出有图7所例示的测微头。

测微头100a具备：主轴支承筒120，上述主轴支承筒120在内周面形成有内螺纹部；和主轴110a，上述主轴110a在外周面具有与该主轴支承筒120的内螺纹部121旋合的外螺纹部。

另外，具备：增压环160，上述增压环160具有与主轴的外螺纹部旋合的内螺纹部161；和增压弹簧170，上述增压弹簧170在主轴的外周插入至增压环160与主轴支承筒120之间，并对增压环160向相对于主轴支承筒120分离的方向施力。

而且，在增压环160的外周边缘形成有向主轴110a的轴向贯通的贯通孔，贯通孔相对于与轴向平行地连结于主轴支承筒120的卡合销180以能够沿轴向位移的方式卡合。

因此，调整螺母150和增压环160起到双螺母的作用，能够减少齿隙。

另外，提出有在固定套筒的外周面形成有与主轴的外螺纹部相同螺距的外螺纹部，在套管的内周面形成有与固定套筒的外螺纹部旋合的内螺纹部，从而防止主轴的扭曲等的测微头(参照专利文献2)。

更具体而言，提出有图8所例示的测微头。

图8的(a)是千分尺200的俯视图，图8的(b)是测微头200a的沿图8的(a)中的A-A线的剖视图。

测微头200a具备主轴210、固定套筒220、套管230以及操作套筒240。固定套筒220具备与主轴210的外螺纹部210a旋合的内螺纹部221和与套管230的内螺纹部231旋合的外螺纹部223。

在该测微头200a中，若使操作套筒240旋转，则主轴210沿其轴向移动。

另一方面，在该测微头200a中，若对操作套筒240施加本来的力以外的力，例如扭曲力、径向方向的力等，则该力也传递到套管230。但是，由于套管230具备与固定套筒220的外螺纹部223旋合的内螺纹部231，因此传递到套管230的、本来的力以外的力由固定套筒220承受。

因此，扭曲力、径向方向的力不会施加于主轴210，因此能够减少测量值的偏差重要因素，因此，能够提高重复精度。

专利文献1：日本特开2010-210556号公报

专利文献2：日本特开2011-226839号公报

然而，在专利文献1所公开的测微头的情况下，在调整螺母150与增压环160之间使用增压弹簧170的结构上，若施加超过其弹力的力，则存在不能获得减少齿隙的效果的问题。

另外，除了主轴支承筒120之外，还需要使调整螺母150和增压环160具有螺纹构造，因此存在测微头整体的构造变得复杂的问题。

另外，在专利文献2所公开的测微头的情况下，记载了通过套管230的内螺纹部231和固定套筒220能够减轻本来的力以外的力，但对主轴210的齿隙没有任何考虑。

即，伴随着操作套筒240的旋转，主轴210和套管230分别旋转，在沿着轴向移动的构造上，减少齿隙的效果低，存在对操作套筒240的操作响应性差的问题。

另外，在主轴210与固定套筒220、固定套筒220与套管230之间分别存在齿隙，因此在外螺纹与内螺纹之间作用的应力弱，在没有锁定机构的情况下，存在因振动等意外地偏移的问题。

发明内容

因此，本发明的发明人进行了专心研究之后的结果发现，通过具备主轴、套筒、套管、以及固定于套筒的齿隙吸收部件，能够极度减少齿隙，从而完成了本发明。

即，根据本发明，其目的在于提供即使是简单的构造，齿隙也极少的测微头和使用该测微头的工作台机构。

根据本发明，具备：主轴，上述主轴具有外螺纹部；套筒，上述套筒组装有主轴；套管，上述套管插入有套筒的一部分，能够以套筒为旋转轴旋转，并且一部分与主轴的一端连接；以及圆筒形状的齿隙吸收部件，上述圆筒形状的齿隙吸收部件在套筒内的、与主轴的外螺纹部对置的位置，以插入有主轴的状态固定于套筒。

通过这样构成，能够对主轴的外螺纹部带来齿隙吸收作用。因此，能够实现将套管与主轴直接连接的简单的构造的测微头、齿隙极少的测微头。

另外，在构成本发明时，优选将齿隙吸收部件设为具有能够供主轴贯通的指定直径的贯通孔的树脂制的部件。

通过这样构成，能够获得有效地利用了树脂的特性的齿隙吸收效果。

另外，在构成本发明时，优选通过厌气性粘合剂将齿隙吸收部件固定于套筒。

通过这样构成，在将齿隙吸收部件移动到套筒内的指定位置后，能够将该被粘合物置于空气阻隔环境进行所希望的粘合。

另外，在制造测微头时，需要将齿隙吸收部件设置在套筒的内侧的指定位置，但能够防止在将齿隙吸收部件插入套筒的中途，粘合剂硬化。

另外，在构成该发明时，优选在齿隙吸收部件的周围具有金属制的保护罩。

通过这样构成，能够提高齿隙吸收部件的耐久性等。具有金属制的保护罩的该优选例在将齿隙吸收部件设为树脂制的部件的情况下特别有用。树脂制的部件与金属制的部件相比总体来说强度低，因此金属制的保护罩的有用性变得显著。

另外，在构成本发明时，优选具备两个以上的齿隙吸收部件。

通过这样构成，与将齿隙吸收部件设为一个的情况相比，能够实现齿隙吸收性的提高。

另外，在构成本发明时，优选使两个以上的齿隙吸收部件沿主轴连续地配置。

通过这样构成，不需要使每个齿隙吸收部件分离，从而制造变得容易。

另外，在构成本发明时，优选使两个以上的齿隙吸收部件相互分离地配置。

通过这样构成，能够在主轴上的分离的多处具有齿隙吸收性，能够更有效地减少齿隙。

另外，在构成本发明时，优选在套筒内具备与齿隙吸收部件接触的套圈。

通过这样构成，成为将齿隙吸收部件配置于指定位置时的标准，并且利用该套圈将齿隙吸收部件压入套筒内，从而能够稳定制造。

另外，根据本发明的另一方式的工作台机构，具备：指定的测微头；固定工作台；设置于固定工作台上的可动工作台；连接测微头的套筒与固定工作台的第1连接部；以及连接测微头的主轴与可动工作台的第2连接部。

通过这样构成，能够实现具有极度减少了齿隙的可动工作台的工作台机构。

另外，在构成本发明的另一方式时，优选第2连接部包括：螺纹孔，其设置于主轴的前端部；具有指定直径的贯通孔并固定于可动工作台的部件；以及螺纹部件，其是比指定的直径小指定公差的直径的螺纹部件，并通过贯通孔拧入螺纹孔。

通过这样构成，能够有效地防止主轴在径向方向上抖动，能够使其沿轴向顺畅的移动。

附图说明

图1的(a)是实施方式的测微头的立体图，图1的(b)是沿着图1的(a)中的A-A线的测微头的剖视图。

图2的(a)是实施方式的测微头的分解立体图。图2的(b)是主要表示套圈与两个齿隙吸收部件的配置关系的分解立体图。图2的(c)是主要表示套圈与两个齿隙吸收部件的配置的其他例子的分解立体图。

图3的(a)、图3的(b)是用于说明金属制的保护罩的剖视图和立体图。图3的(c)是表示齿隙吸收部件的其他例子的剖视图。

图4的(a)是用于说明齿隙吸收部件的作用效果的图，图4的(b)是将图4的(a)的一部分放大而表示的部分放大图，图4的(c)是表示其它的齿隙吸收部件的结构的放大图。

图5的(a)是表示作为实施方式的测微头的使用例的工作台机构的立体图，图5的(b)是该工作台机构的侧视图，图5的(c)是对第2连接部的主要部分进行说明的一部分剖视图。

图6的(a)是着眼于工作台机构的导轨构造的分解立体图，图6的(b)是沿着图6的(a)的A-A线的剖视图，图6的(c)是其他的导轨构造的剖视图。

图7是以往的测微头的剖视图。

图8的(a)是以往的千分尺的俯视图，图8的(b)是以往的测微头的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的测微头和使用该测微头的工作台机构的实施方式进行说明。此外，用于说明的各图只不过是以能够理解本发明的程度简要地表示。

另外，在用于说明的各图中，对同样的构成成分标注相同的附图标记进行表示，也有省略其说明的情况。另外，在以下的说明中记述的形状、尺寸、材质等，只不过是本发明的范围内的优选例。因此，本发明并不仅限定于以下的实施方式。

[第1实施方式]

如图1、图2所示，第1实施方式的测微头具备主轴11、套筒13、套管15、齿隙吸收部件17以及套圈19。

图1的(a)是实施方式的测微头10的立体图，图1的(b)是沿着图1的(a)中的A-A线的测微头10的剖视图。另外，图2的(a)、(b)是测微头10的分解立体图。

以下，对各构成成分的详细和相互的关系进行说明。

1.主轴

主轴11是大致圆柱状的部件，是在其外周的所希望部分具有外螺纹部11a的部件。该主轴11可以由任意合适的金属材料构成。作为这样的金属材料，例如，能够列举不锈钢、高碳铬轴承钢、合金工具钢、铸铁等。

作为不锈钢的具体例，能够列举以SUS304为首的、例如JISG4303中规定的任意合适的不锈钢。

作为高碳铬轴承钢的具体例，能够列举例如JISG4805中规定的SUJ2、SUJ3、SUJ4、SUJ5等。

作为合金工具钢的具体例，能够列举例如JISG4404中规定的SKS钢材、SK钢材、SKD钢材、SKT钢材等。

作为铸铁的具体例，能够列举所谓的普通铸铁、合金铸铁等任意合适的铸铁。

在该实施方式中，由高碳铬轴承钢构成主轴11。该材料在布氏硬度等物性方面优异，并在热膨胀率等方面与其他部件的相容性优异，因此更优选。

2.套筒

套筒13是圆筒状的部件。主轴11组装于该套筒13。

该套筒13可以由任意合适的金属材料构成。作为这样的金属材料，例如，能够列举不锈钢、碳工具钢、合金工具钢、铬钢、锰钢等。在该实施方式中，由合金工具钢(SKT6)构成套筒13。该材料在布氏硬度等物性方面优异，并在热膨胀率等方面与其他部件的相容性优异，因此更优选。

另外，内螺纹部13a可以与套筒13一体地形成，也可以独立地形成固定于套筒内部。根据测微头的设计决定即可。对于该实施方式的情况来说，对与主轴11的外螺纹部11a对应的内螺纹部13a进行加工，使内螺纹部13a在套筒13的一端一体形成。

另外，为了表示主轴沿轴向的移动量，优选在套筒13的外周面的适当位置设置指定的主刻度13b(参照图1的(a))。

3.套管

套管15是一端成为开口部15a的圆筒状的部件。该套管15是供套筒13的一部分以指定的嵌合状态从开口15a侧插入，并且能够以套筒13为旋转轴相对于套筒13旋转的部件。

并且，该套管15是在与开口部15a相反的一侧的端面，与主轴11的一端连接的部件。具体而言，在该实施方式的情况下，在套管15的与开口15a相反的一侧的端部，设置有能够供螺钉通过，并且卡止螺钉头的锪孔部15b。另外，在主轴11的一端面沿轴向设置有螺纹孔11b。而且，套管15和主轴11利用这些锪孔部15b和螺纹孔11b，通过固定螺钉例如六角螺钉15c稳固地连接。因此，在该测微头10中，成为主轴11与套管15被直接连接的构造。

另外，为了表示从任意位置起的旋转程度，优选在套管15的开口部15a侧的端部沿外周设置有指定的副刻度15d(参照图1的(a))。

另外，对于该实施方式的套管15的与开口部15a相反的端部来说，比其他的部分直径粗，并且在直径大的部分的外周面施加滚花加工，从而成为操作旋钮15e。这是为了提高该测微头10的操作性。

该套管15可以由任意合适的金属材料构成。作为这样的金属材料，例如，能够列举不锈钢、铝、碳工具钢、合金工具钢、铬钢、锰钢等。在该实施方式中，由合金工具钢(SKT6)构成套管15。该材料在布氏硬度等物性方面优异，并在热膨胀率等方面与其他部件的相容性优异，因此更优选。

4.齿隙吸收部件

(1)基本结构

齿隙吸收部件17是插入有主轴11的圆筒状的部件。具体而言，例如是具有供主轴11插入的贯通孔(图3的(a)中的17ya)的圆筒状的部件。并且，是在套筒13内的、与主轴11的外螺纹部11a对置的位置，固定于套筒13的部件。因此，该齿隙吸收部件17成为在主轴11的外螺纹部11a部分与主轴11接触的构造。

另外，也优选是在圆筒状的内表面具有与主轴11的外螺纹部11a对应的内螺纹部的圆筒状的部件。

但是，根据设计，也可以存在齿隙吸收部件17不与主轴11接触的情况。考虑齿隙吸收部件17、主轴11的伸缩等，也可以存在齿隙吸收部件17与主轴11以指定的公差非接触地接近的情况。

另外，详细情况在后面叙述，但如图3的(c)所示，齿隙吸收部件17a本身也可以是具有与主轴11的外螺纹对应的内螺纹部17aa的圆筒部件。

在该实施方式的情况下，使用两个齿隙吸收部件17a、17b作为齿隙吸收部件。对于该点也在后面详细叙述。

(2)固定方法

接下来，对齿隙吸收部件17(17a、17b)和后述的套圈19向套筒13的固定法的优选例、并且齿隙吸收部件17(17a、17b)的优选例、并且齿隙吸收部件17(17a、17b)的作用依次进行说明。

将齿隙吸收部件17、套圈19固定于套筒13的内表面的方法可以是任意合适的方法，但优选用粘合剂进行，更优选用厌气性粘合剂进行。

这是因为，如果使用厌气性粘合剂，则在将齿隙吸收部件17、套圈19设置在套筒13的内表面的指定位置后，不进行加热、光照射等将被粘合物置于空气阻隔环境，就能够进行所希望的粘合。

即，这是因为，能够将齿隙吸收部件17、套圈19设置于套筒13的内表面的指定位置，而不用在意粘合材料的硬化时间，抑制对粘合剂以外的部分的影响，能够进行所希望的粘合。这样的厌气性粘合剂的种类没有特别限定，例如为3M公司制的TL42J(型号名)、Henkel公司制的螺纹胶(商品名)等。

(3)配置

齿隙吸收部件17的个数可以是一个，也可以是两个以上。对于该实施方式的情况来说，如已经说明的那样，由第1齿隙吸收部件17a和第2齿隙吸收部件17b这两个构成齿隙吸收部件17。在两个以上的情况下，对齿隙的吸收能够进行有效的配置的研究等，因此优选。

例如，图2的(b)所示的例子是在套筒13的内部使两个齿隙吸收部件17a、17b连续而配置，并且在套筒13的前段配置了套圈19的例子。

在这样的结构的情况下，根据齿隙的原因是位于主轴的前端侧还是位于末端侧，能够在后部侧或近前侧集中地吸收主轴的齿隙。

但是，虽省略图示，但也可以使两个齿隙吸收部件17a、17b不像上述那样连续，而是使其分离而配置。使两个以上的齿隙吸收部件分离而配置的结构对于在主轴上的分离的多处需要齿隙吸收性的情况是有效的。

另外，图2的(c)所示的例子是将两个齿隙吸收部件17a、17b以隔着套圈19的配置分开而配置的例子。如果这样，则能够在套筒13的套圈19的两侧吸收主轴的齿隙，因此能够在主轴的前端侧、末端侧双方均匀性良好地进行齿隙的吸收。

此外，在实施该图2的(c)的例子的情况下，可以使两个齿隙吸收部件17a、17b与套圈19接触地夹持，也可以与套圈19稍微分离而配置。

第1齿隙吸收部件17a和第2齿隙吸收部件17b可以是相同构造，也可以是不同构造。对于该实施方式的情况来说，使第1齿隙吸收部件17a和第2齿隙吸收部件17b为相同的构造。

以下，着眼于第1齿隙吸收部件17a，对其构造的详细情况进行说明。但是，在下述的记述中，也存在统称为齿隙吸收部件17的情况。

(4)种类

该齿隙吸收部件17是用于确保主轴11的良好的移动性、并且吸收在主轴11等产生的应力、抑制齿隙的产生、并且稳固地保持主轴11的固定状态的部件。

即，根据该齿隙吸收部件17，在主轴11滑动期间，发挥指定的滑性，不会阻碍主轴11的滑动，能够防止其横向摇晃、扭曲等。而且，在固定主轴11时，使其适度地变形，减少主轴11的齿隙，并且吸收在主轴11等产生的应力，稳固地保持主轴11的固定状态。

因此，对于齿隙吸收部件17来说，详细情况在后面叙述，作为指定的直径，优选为具有1～100mm的范围内的值的贯通孔(图3中的17ya等)的具有缓冲性的部件。

并且，优选在主轴11表面，在齿隙吸收部件17滑动的范围涂覆润滑脂、润滑油。

其原因在于，通过减少因主轴11的旋转引起的与齿隙吸收部件17的摩擦力，从而防止螺钉牙、螺钉槽被削掉，进而能够使齿隙吸收部件17的耐久性提高。

此外，对于向主轴11涂覆润滑脂、润滑油来说，可以是用刷子等全面地涂抹的方法，也能够使用在主轴的一部分涂覆了之后，在使主轴11与齿隙吸收部件17嵌合的状态下，使主轴11滑动而伸长的方法等、一般公知的任意方法。

图3的(a)是第1齿隙吸收部件17a的剖视图。优选第1齿隙吸收部件17a为具有贯通孔17ya的圆筒状的树脂制的部件。

其原因在于，如果是圆筒状的部件，则不需要在意朝向，因此制造容易，能够获得有效地利用了树脂的特性的齿隙吸收效果。

另外，这是因为，在主轴11旋转、滑动期间，树脂由于伴随滑动的摩擦热而化开，发挥良好的滑性，能够以更弱的力操作。

而且，这是因为，在停止主轴11的滑动时，树脂充分固化，能够将齿隙吸收部件17锁定在指定的位置。

这里，贯通孔17ya的直径如上所述，是在主轴11滑动期间发挥指定的滑性，不会阻碍主轴11的滑动，能够防止其横向摇晃、扭曲等的直径。并且，是在固定主轴11时，进行适度的变形，减少主轴11的齿隙，并且能够稳固地保持主轴11的固定状态的直径。考虑构成齿隙吸收部件的材料的物性来决定该直径。

另外，齿隙吸收部件17的构成材料没有特别限制，例如，优选由酰胺树脂(尼龙树脂)、聚氨酯树脂、酯树脂、碳酸盐树脂、丙烯酸树脂、烯烃树脂、橡胶系树脂(天然橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等)、亚胺树脂、酰胺亚胺树脂、苯氧基树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、硅酮树脂、环氧基树脂、氰酸盐树脂、三聚氰二胺树脂、脲醛树脂、以及苯树脂中的至少一个树脂材料构成。

如果是由这样的热塑性树脂材料、热硬化性树脂材料构成的齿隙吸收部件17，则齿隙吸收部件17的成形性、齿隙吸收性等增强，能够获得更优异的主轴11的移动性、固定性。

而且，特别地若是酰胺树脂(尼龙树脂)、聚氨酯树脂、以及橡胶系树脂中的至少一个，则主轴11的移动性和固定性的平衡更良好，耐久性等也优异，因此是合适的树脂材料。

另外，优选将齿隙吸收部件17中的缓冲树脂部件的构成材料(树脂材料)的玻化温度(非结晶性树脂的情况)或熔点(结晶性树脂的情况)通常设为30～250℃范围内的值。

其原因在于，若上述的构成材料的玻化温度或熔点为小于30℃的值，则耐热性、机械强度不足，存在齿隙吸收性、主轴11的固定性降低的情况。

另一方面，这是因为，若上述的构成材料的玻化温度或熔点为超过250℃的值，则存在可使用的树脂材料的种类被过度地限制，齿隙吸收性显著降低的情况。

因此，更优选将齿隙吸收部件17的构成材料的玻化温度或熔点设为50～200℃的范围内的值，进一步优选设为80～180℃的范围内的值。

此外，以JISK7121为依据，齿隙吸收部件17的构成材料的玻化温度能够作为DSC测量中的比热的变化点进行测量，如果是具有熔点的构成材料，则能够作为DSC熔化热峰值温度进行测量。

另外，如图3的(a)所示，优选齿隙吸收部件17在其周围具有后述的指定形态的金属制的保护罩17x。

即，如图3的(a)所示，优选使用金属制的保护罩17x，该保护罩17x一体地包括容纳树脂制的齿隙吸收部件17y的帽状的容纳部17xa、和与主轴11的外螺纹部11a对应的具有螺钉槽的螺纹部17xb。而且，优选向帽状的容纳部17xa插入树脂制的齿隙吸收部件17y，构成齿隙吸收部件17。

其原因在于，通过这样设置金属制的保护罩17x，从而齿隙吸收部件17相对于套筒13的指定部位的安装、固定性变得容易，并且该齿隙吸收部件17的耐久性提高，能够获得长期优异的主轴11的移动性、固定性。

(5)作用效果

接下来，参照图4的(a)～(c)，对基于齿隙吸收部件17a、17b的应力吸收的作用效果进行说明。

图4的(a)是表示将在树脂制的齿隙吸收部件17y安装了金属制的保护罩17x的结构的两个齿隙吸收部件17a、17b安装于主轴11的状态的剖视图。但是，是省略了套筒等的图示的图。

另外，图4的(b)是着眼于图4的(a)所示的两个齿隙吸收部件17a、17b的放大图，表示以每个金属制的保护罩17x彼此对置，两个齿隙吸收部件17a、17b连续的方式配置的状态。

并且，图4的(c)表示以金属制的保护罩17x相对于主轴11朝向同方向(在附图上，每个右方向)的方式配置了两个齿隙吸收部件17a、17b的状态。

因此，在主轴11沿指定方向旋转移动期间，由树脂部件构成的齿隙吸收部件17a、17b发挥指定的滑性，并且不会阻碍主轴11的动作，能够更有效地防止其横向摇晃、扭曲等。

即，伴随主轴11的旋转移动，存在产生发热现象的情况，但两个齿隙吸收部件17a、17b能够更高效地吸收因上述发热现象产生的热。

因此，也存在齿隙吸收部件17a、17b因吸收的热而一部分被塑化的情况，但能够保持原样发挥指定的滑性等。

进一步说，在构成齿隙吸收部件17a、17b的圆筒状的树脂部件的周围设置有指定的金属制的保护罩17x，因此也没有齿隙吸收部件17a、17b过度地变形、从指定场所流出的担忧。

另一方面，如图4的(a)～(c)所示，在设置了两个齿隙吸收部件17a、17b的情况下，在主轴11的旋转移动停止、主轴11的位置被固定时，两个齿隙吸收部件17a、17b适度地变形，从而能够减少主轴11的齿隙。

即，即使在两个齿隙吸收部件17a、17b中的任一个产生松弛那样的应力起作用的情况下，也能够发挥所谓的双螺母效果。

因此，能够有效地防止由两个齿隙吸收部件17a、17b引起的松弛的产生，并且即使从外部施加使主轴11移动那样的应力，也能够有效地吸收该应力，稳固地保持固定状态。

并且，如图4的(a)～(c)所示，优选将两个齿隙吸收部件17a、17b连续设置，在两个齿隙吸收部件17a、17b之间形成被树脂部件17y、金属罩17x、以及主轴11包围的空间部17z。

其原因在于，在向主轴11涂覆了用于防止磨损的指定的润滑脂、指定的润滑油的情况下，伴随主轴11旋转滑动，能够在该空间内形成润滑脂存留部，能够难以引起主轴11的润滑脂不足。

另外，在上述的说明中，对在树脂制的齿隙吸收部件17y安装了金属制的保护罩17x的结构的齿隙吸收部件17a、17b进行了说明。但是，作为齿隙吸收部件17a、17b，也可以使用如图3的(c)所示的那样的、具有与主轴11的外螺纹部11a(参照图1的(b))对应的内螺纹部17aa的树脂制的圆筒部件。也可以将具有内螺纹部17aa的树脂制的圆筒部件的外周面用粘合剂固定于套筒13的内周面而使用。这样的情况下，也优选与套圈19一起使用。例如，在使用了套圈19和具有内螺纹部17aa的树脂制的一个圆筒部件的测微头的情况下，套管15的径向转矩变得比较轻，测微头的操作容易。

5.套圈

如图3所示，优选套圈19为具有能够插入主轴11的孔、并且具有外径与套筒13的内径对应的直径的圆筒状部件。

其原因在于，若外径与套筒的内径对应，则不需要径向方向的定位，若为圆筒状的部件，则不需要在意朝向，因此制造变得容易。

该套圈19可以由任意合适的金属材料构成。作为这样的金属材料，例如，能够列举不锈钢、合金工具钢等。

套圈19和两个齿隙吸收部件17a、17b固定于套筒13内。套圈19具有作为主轴11的轴抖动防止部件的作用，能够更可靠地进行主轴11的轴向的移动。

另外，套圈19具有作为将两个齿隙吸收部件17a、17b压入套筒13内的指定位置的部件的作用。

6.金属制的保护罩

接下来，参照图4的(a)和图4的(b)，对树脂制的齿隙吸收部件17y与金属制的保护罩17x的合适的连接例、以及齿隙吸收部件17a、17b的功能进行说明。

首先，虽是金属制的保护罩17x与树脂制的齿隙吸收部件17y的连接，但优选在将树脂制的齿隙吸收部件17y插入至金属制的保护罩17x的帽状的容纳部17xa之后，将帽状的容纳部17xa(参照图3)的前端部折弯。这是因为，通过这样折弯，能够防止树脂制的齿隙吸收部件17y的脱落，并且齿隙吸收部件17a、17b在主轴11的移动性、齿隙吸收部件17a、17b的应力吸收性变得更良好。

另外，对上述的金属制的保护罩17x的构成材料也没有特别限制，但从轻型、廉价，并且能够获得指定的变形性和耐久性来看，优选铝、铜、镍、铁等中的至少一种。

在该实施方式的情况下，树脂制的齿隙吸收部件17的该树脂由尼龙树脂构成，金属制的保护罩17x由铝合金构成。这些材料的加工性优异，在热膨胀率等方面与其他部件的相容性优异，因此更优选。

[第2实施方式]

如图5所示，第2实施方式的工作台机构具备指定的测微头。

测微头10能够组装在千分尺、工作台机构等需要测微头的各种机械材料中使用。而且，在这些机械材料中，能够获得本发明的主轴的齿隙减少效果。以下，对具备本发明的测微头10的工作台机构进行说明。

1.基本结构

图5的(a)是具备测微头10的工作台机构30的立体图，图5的(b)是从图5的(a)的P方向观察工作台机构30的侧视图。

该工作台机构30具备测微头10、固定工作台31、可动工作台33、引导部件31a、33a、第1连接部35a以及第2连接部35b。

固定工作台31是成为工作台机构30的基台的部件。可动工作台33是设置于固定工作台31上的部件，是根据测微头10的操作，在固定工作台31上沿引导部件31a、33a的引导方向移动的部件。

在该情况下，固定工作台31和可动工作台33分别设为平面形状为四边形并且为相互相同的尺寸、且分别为指定的厚度。当然，固定工作台31和可动工作台33各自的形状、尺寸以及厚度根据工作台机构的规格来决定。

固定工作台31和可动工作台33例如是铝(包括阳极化处理铝。)、铜、黄铜、铁、镍、镁、钨、陶瓷、高分子树脂材料等。特别是，阳极化处理铝在轻型性、耐腐蚀性、耐久性、加工性、热传导性、装饰性、以及经济性等方面优异，因此作为固定工作台31和可动工作台33的构成材料是合适的。

2.引导部件

接下来，参照图6的(a)～(c)对引导部件31a、33a进行说明。图6的(a)是用于理解固定工作台31、可动工作台33、以及引导部件31a、31b的连接关系的立体图，图6的(b)是沿图6的(a)中的A-A线的剖视图，图6的(c)是用于说明其他的引导部件的剖视图。

在该情况下，引导部件31a是固定工作台31的一部分与固定工作台31的一个边的长度相同，并且向固定工作台31的上方突出的形状的一个凸部。另一方面，引导部件33a是在固定工作台31的一部分以与引导部件31a的凸部和导轨37a对应的方式设置的凹部。

将这些凸部和凹部嵌合，进而，通过以从可动工作台33的侧面到达导轨37a的方式设置于可动工作台33的孔，按压导轨37a，通过固定螺钉37适度地按压引导部件31a的侧面(参照图6的(b))。通过这样的构造，可动工作台33能够在固定工作台31上沿引导部件31a、33a移动。

此外，引导部件的构造不限于上述的例子，也可以是其他的构造。例如，在图6的(a)、(b)中，引导部件31a、31b为一组，但优选为两组并列地设置引导部件31a、31b的引导部件。另外，如图6的(c)所示，也优选为使用了燕尾槽构造31x、33x的引导部件。

其原因在于，导轨之类的构件数量减少，制造变得容易，并且能够廉价地制造。

另外，虽未图示，但代替导轨37a，也优选使用指定的交叉滚子引导件、滚珠引导等有轨道型的引导件、无限轨道型的引导件。

其原因在于，伴随可动工作台33的移动的摩擦被减少，进而，能够进一步减弱使主轴旋转时的力。

3.第1连接部和第2连接部

接下来，参照图5对第1连接部35a、第2连接部35b进行说明。

对于第1连接部35a来说，其一端固定于固定工作台31的一个侧面，并且，其另一端固定于测微头10的套筒13。

另外，对于第2连接部35b来说，其一端固定于可动工作台33的一个侧面，并且，其另一端固定于测微头10的主轴11。但是，上述的固定工作台31的一个侧面和可动工作台33的一个侧面是相互位于上下的关系的最近的侧面。第1连接部35a、第2连接部35b分别可以是任意合适的构造。

但是，在该实施方式的情况下，将第2连接部35b设为图5的(c)所示的构造。另外，图5的(c)所示的部分是将图5的(b)中的符号Q所示的部分的一部分作为剖视图而示出的图。

具体而言，在主轴11的前端部，沿主轴11的轴向设置螺纹孔11c。另外，在第2连接部35b的沿主轴11的轴的位置设置贯通孔35ba。使用通过该贯通孔35ba的螺纹部件35bb，将螺纹部件35bb旋入至主轴11的螺纹孔11c，而且，用螺纹锁定剂等粘合剂防止螺钉松动。这里，优选螺纹部35bb的与贯通孔35ba对应的部分的外径比贯通孔35ba的内径小0.01～1mm的范围内的值作为指定公差。

根据该第2连接部35b的结构，能够将主轴11的动作良好地传递到可动工作台33。

4.效果

测微头10、固定工作台31、以及可动工作台33由第1连接部35a、第2连接部35b连接，因此若将测微头10的操作旋钮15e如图5的(a)中的箭头R那样进行左右旋转操作，则主轴11沿其轴向前后移动，根据该前后移动，可动工作台33在沿着图5的(a)中的箭头S的方向前后移动。

而且，本发明中的主轴11的齿隙减少效果在该工作台机构30中表现如下。

即，作为起因于主轴11的旋转移动的按压力的反作用，产生工作台机构30的可动工作台33返回的回弹应力，但齿隙吸收部件17a、17b适度地变形，有效地吸收上述的回弹应力，从而能够减少可动工作台33中的齿隙。

并且，在可动工作台33固定于指定位置之后，齿隙吸收部件17a、17b成为充分固化的状态。

因此，在图4的(a)～(c)所示的齿隙吸收部件17a、17b的情况下，对于主轴11的从图示的左侧产生的外部应力，左方的齿隙吸收部件17a能够有效地吸收，对于主轴11的从图示的右侧产生的外部应力，右方的齿隙吸收部件17b能够有效地吸收。其结果，在工作台机构30中，也能够减少可动工作台33的齿隙。

工业上的利用可能性

如以上的说明，根据本发明，通过具备主轴、套筒、套管、固定于套筒的齿隙吸收部件，从而即使是简单的构造，也能够极度减少齿隙。

因此，期望在精密测量器、需要使工件精密地微动的功能的光学设备、加工装置等很多的工业领域中广泛利用。

例如，在设置于实验台等顶板的四角，作为平衡调整用而利用的情况下，期望在调整各自的高度后，不需要用于重新确定位置的锁定作业，在短时间内进行平衡。

另外，在设置于光学透镜、反射镜的旋转齿轮部分，作为角度调整用而利用的情况下，期望人移动旋钮，进行激光振荡方向、反射镜的调整后，使手离开时的抖动极度减少。

另外，在设置于电子显微镜等的真空腔内，作为三轴工作台的位置调整用而利用的情况下，也期望通过用金属保护罩包入树脂部分，从而能够有效地封闭从树脂产生的排气，防止抽真空用的泵的破损。

而且，在作为人工卫星、宇宙线等的传感器、透镜构件的定位用而利用的情况下，也期望能够抑制排气的扩散，防止向透镜等的表面的附着。

Claims (10)

1.一种测微头，其特征在于，

所述测微头具备：

主轴，所述主轴具有外螺纹部；

套筒，所述套筒组装有所述主轴；

套管，所述套管插入有所述套筒的一部分，能够以所述套筒为旋转轴旋转，并且一部分与所述主轴的一端连接；以及

圆筒形状的齿隙吸收部件，所述圆筒形状的齿隙吸收部件在所述套筒内的与所述主轴的外螺纹部对置的位置，以插入有所述主轴的状态固定于所述套筒。

2.根据权利要求1所述的测微头，其特征在于，

将所述齿隙吸收部件设为具有能够供所述主轴贯通的指定直径的贯通孔的树脂制的部件。

3.根据权利要求1或2所述的测微头，其特征在于，

通过厌气性粘合剂将所述齿隙吸收部件固定于所述套筒。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的测微头，其特征在于，

在所述齿隙吸收部件的周围具有金属制的保护罩。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的测微头，其特征在于，

具备两个以上的所述齿隙吸收部件。

6.根据权利要求5所述的测微头，其特征在于，

使两个以上的所述齿隙吸收部件沿所述主轴连续地配置。

7.根据权利要求5所述的测微头，其特征在于，

使所述两个以上的齿隙吸收部件相互分离地配置。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的测微头，其特征在于，

在所述套筒内具备与所述齿隙吸收部件接触的套圈。

9.一种工作台机构，其特征在于，

所述工作台机构具备：权利要求1～8中的任一项所述的测微头；固定工作台；设置于所述固定工作台上的可动工作台；连接所述测微头的套筒与所述固定工作台的第1连接部；以及连接所述测微头的主轴与所述可动工作台的第2连接部。

10.根据权利要求9所述的工作台机构，其特征在于，

所述第2连接部包括：螺纹孔，所述螺纹孔设置于所述主轴的前端部；具有指定直径的贯通孔并固定于所述可动工作台的部件；以及螺纹部件，所述螺纹部件是具有比所述指定的直径小指定公差的直径的螺纹部件，并通过所述贯通孔拧入所述螺纹孔。

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