JP2000121304A - 定圧力機構 - Google Patents

定圧力機構

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JP2000121304A
JP2000121304A JP10315469A JP31546998A JP2000121304A JP 2000121304 A JP2000121304 A JP 2000121304A JP 10315469 A JP10315469 A JP 10315469A JP 31546998 A JP31546998 A JP 31546998A JP 2000121304 A JP2000121304 A JP 2000121304A
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JP10315469A
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Inventor
Shingo Nishina
信吾 仁科
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触型測定機等に適した構造が簡単で、小型
であり、しかも内部的な摩擦抵抗が小さな定圧力機構を
得るにある。 【解決手段】 一定方向に案内される従動部材をコイル
スプリング2Aの弾性力によりひとつの向きに付勢する
定圧力機構において、前記コイルスプリング2Aにより
付勢された状態で前記従動部材と同じ方向に案内される
圧力伝達部材3Aと、この圧力伝達部材3Aが収容され
るケース1Aの中心軸5Aを中心として回動できる回動
部材4Aと、直線的に移動可能に前記ケース1Aに支持
される従動部材を備え、前記圧力伝達部材3A、回動部
材4A、従動部材との相互間には変位変換機構が介装さ
れ、同変位変換機構は、前記回動部材4Aの一端部と前
記圧力伝達部材3Aとの間にピン接手された第1リンク
アーム6Aと、前記回動部材4Aの他端部と前記従動部
材との間にピン接手された第2リンクアーム14Aとを
備える定圧力機構。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば接触型測定器
等に用いる定圧力機構に関し、特に、特願平10−82
788号出願の改良に関する。
【0002】
【背景技術】周知のように、例えばダイヤルゲージ等の
ような測定器においては、コイルスプリングの力により
被測定面に接触子(測定子)を押し当てて測定を行う
が、単に接触子をコイルスプリングで押すだけの構成で
は、撓み状態によりコイルスプリングの付勢力が変化す
るので、接触子の移動状態ごとに接触圧が変化する問題
がある。
【0003】即ち、接触子の移動量に伴ってコイルスプ
リングの付勢力が変化すると、被測定面に対する接触子
の接触圧力がその都度変化してしまうから、これに応じ
た反力で被測定面自体が変形したり被測定物の支持状態
が変化してしまい、正しい測定結果や再現性のある測定
結果が得られない。
【0004】このため、本特許出願人は、その移動量に
かかわらず接触子が略一定の力で押圧される定圧力機構
を特願平10−82788号出願によって提案した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この定
圧力機構によると、接触子の移動量に拘りなく、接触子
の測定圧力を略一定に保つことは可能であるけれども、
同出願の明細書に第7実施例から第10実施例として例
示された定圧力機構にあっては、回動部材4Gに形成さ
れた第1カム曲線溝31G及び第2カム曲線溝36Gを
用いるから、これらの第1カム曲線溝31G及び第2カ
ム曲線溝36Gに従動する従動子、即ち付勢ピン7G及
び従動ピン35Gとの間に摩擦抵抗があり、この摩擦力
が原因となって、一定圧力で接触子(測定子)を押圧す
るには限界があった。
【0006】本発明の目的は、以上に述べたような従来
の定圧力機構の問題に鑑み、接触型測定機等に適した構
造が簡単で、小型であり、しかも内部的な摩擦抵抗が小
さな定圧力機構を得るにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、一定方向に案内される従動部材をコイル
スプリングの弾性力によりひとつの向きに付勢する定圧
力機構において、前記コイルスプリングにより付勢され
た状態で前記従動部材と同じ方向に案内される圧力伝達
部材と、この圧力伝達部材が収容されるケースの中心軸
を中心として回動できる回動部材と、直線的に移動可能
に前記ケースに支持される従動部材を備え、前記圧力伝
達部材、回動部材、従動部材との相互間には変位変換機
構が介装され、同変位変換機構は、前記回動部材の一端
部と前記圧力伝達部材との間にピン接手された第1リン
クアームと、前記回動部材の他端部と前記従動部材との
間にピン接手された第2リンクアームとを備える定圧力
機構を提案するものである。
【0008】後述する本発明の好ましい実施例の説明に
おいては、 1)一定方向に案内される従動部材をコイルスプリングの
弾性力によりひとつの向きに付勢する定圧力機構におい
て、前記コイルスプリングにより付勢された状態で前記
従動部材の移動方向に対して直角な方向に案内される圧
力伝達部材と、この圧力伝達部材が収容されるケースの
中心軸を中心として回動できる回動部材と、直線的に移
動可能に前記ケースに支持される従動部材を備え、前記
圧力伝達部材、回動部材、従動部材との相互間には変位
変換機構が介装され、同変位変換機構は、前記回動部材
の一端部と前記圧力伝達部材との間にピン接手された第
1リンクアームと、前記回動部材の他端部と前記従動部
材との間にピン接手された第2リンクアームとを備える
定圧力機構、 2)前記コイルスプリングは引っ張りばねで構成された定
圧力機構が説明される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
例の詳細を説明する。
【0010】図1及び図2は本発明の第1実施例による
定圧力機構を示し、この定圧力機構はケース1A中に収
容されたコイルスプリング2Aで直線的に移動される圧
力伝達部材3Aの移動に応動される回動部材4Aを用い
ることを特徴としている。即ち、この回動部材4Aはケ
ース1Aの外面の圧力伝達部材3Aの軸上に位置した中
心軸5Aを中心として自由に回動でき、この回動部材4
Aの一端部には第1リンクアーム6Aの一端がピン7A
で接手され、この第1リンクアーム6Aの他端は前記ケ
ース1Aに開けた長孔8Aから突出される前記圧力伝達
部材3Aの付勢ピン9Aが係合される。また、前記ケー
ス1Aの内部には前記圧力伝達部材3Aの延長上に位置
した摺動部材10Aが位置され、前記圧力伝達部材3A
と同じ方向に移動可能な同摺動部材10Aには長孔11
Aを通って外部に突出された従動ピン12Aが固定さ
れ、この従動ピン12Aには前述した回動部材4Aの他
端部に一端をピン13Aで接手された第2リンクアーム
14Aの他端がピン接手される。なお、前記ケース1A
外に突出された前記従動ピン12Aの外端部には測定面
に接触できる尖頭をもった接触子15Aが固定される。
【0011】したがって、第1実施例においては、先の
原出願(特願平10−82788号)出願の第7実施例
でいう第1カム曲線溝31G及び前記第2カム曲線溝3
6Gは、ピン7Aを中心とする半径r1Aの第1円弧R1A
及びピン13Aを中心とする半径r2Aの第2円弧R2A
それぞれ近似されることになるが、次に述べるようにこ
の構造においても、同様の効果を得ることができる。
【0012】即ち、図3は上記原出願の第7実施例にお
ける第1カム曲線溝31G回りの力関係を示し、同図3
に対比させた図4は回動部材4Aの一端部の第1リンク
アーム6Aに結合された付勢ピン9A及び回動部材4A
の他端部の第2リンクアーム14Aのピン15Aの力関
係モデルである。図3及び図4において、付勢ピン9A
が回動部材4Aの中心軸5Aから”L”なる距離にある
ものとし、同付勢ピン9Aにコイルスプリング2Aか
ら”F”なる力が加わっている場合を考えると、図3の
付勢ピン9A位置での第1カム曲線溝31Gの法線と図
4の第1リンクアーム6Aの中心線とは同じであり、同
法線(中心線)と付勢ピン9Aの移動方向とのなす角
を”α”とし、また、図4の第1リンクアーム6Aの中
心線と回動部材4Aの中心軸5Aとの距離を”r”とす
れば、付勢ピン9Aに加わる力と回動部材4Aに加わる
トルクは、次のようになる。
【0013】つまり、図3における回動部材4Gに働く
中心軸廻りのトルクT1は、 T1= L・F・tan α ・・・・・・・・(第1式) 図4の回動部材4Aに働く中心軸5Aの廻りのトルクT
2は、 T2= r・F/cos α = L・sin α・F/cos α = L・F・tan α ・・・・・・・・(第2式) となる。したがって、(第1式)と(第2式)との比較
から理解されるように、図3及び図4のモデルでのT1
とT2は全く同一であり、両機構は同等の力の伝達機構
となるが、図4の機構は摩擦抵抗の大きな第1カム曲線
溝31Gを使用しない分だけ、安定した力の伝達機構と
なる。
【0014】図5及び図6は本発明の第2実施例を示
し、この実施例による定圧力機構は、前述した第1実施
例の定圧力機構と同様に、ケース1B中に収容されたコ
イルスプリング2Bで直線的に移動される圧力伝達部材
3Bの移動に応動される回動部材4Bを用いる。勿論、
この回動部材4Bはケース1Bの外面の圧力伝達部材3
Bの軸上に位置した中心軸5Bを中心として自由に回動
でき、この回動部材4Bの一端部には第1リンクアーム
6Bの一端がピン7Bで接手され、この第1リンクアー
ム6Bの他端は前記ケース1Bに開けた長孔8Bから突
出される前記圧力伝達部材3Bの付勢ピン9Bが係合さ
れる。また、前記ケース1Bの内部には前記圧力伝達部
材3Bの延長上に位置した摺動部材10Bが位置され、
前記圧力伝達部材3Bと同じ方向に移動可能な同摺動部
材10Bには長孔11Bを通って外部に突出された従動
ピン12Bが固定され、この従動ピン12Bには、前述
した回動部材4Bの他端部に一端をピン13Bで接手さ
れた第2リンクアーム14Bの他端がピン接手される点
でも第1実施例の場合と同様である。
【0015】前記従動ピン12Bに対しては後部ケース
20B中に位置した接触子15Bが固定され、同接触子
15Bの内端部にはその長さ方向に伸びる基準スケール
41Bが固定される。この基準スケール41Bの表面に
対しては、計数・演算部42Bに搭載された検出スケー
ル43Bが臨まされる。
【0016】第2実施例による定圧力機構は、以上のよ
うな構成であるから、接触子15Bの変位に拘らず、接
触子は略一定の力で付勢されることになるが、同接触子
15Bの移動量は検出スケール43Bで監視され、計数
・演算部42Bで算定された移動量が表示器44Bに表
示されることになる。
【0017】図7及び図8は本発明の第3実施例を示
し、この実施例の特徴は圧力伝達部材3Cと摺動部材1
0Cとを交差関係においた点にある。即ち、この定圧力
機構はケース1C中に収容されたコイルスプリング2C
で直線的に移動される圧力伝達部材3Cを備えるが、こ
の圧力伝達部材3Cにはケース1Cの外面の圧力伝達部
材3Cの軸上に位置した中心軸5Cを中心として自由に
回動できる回動部材4Cが従動される。つまり、ベルク
ランク状の回動部材4Cの左端部には第1リンクアーム
6Cの一端がピン7Cで接手され、この第1リンクアー
ム6Cの他端は前記ケース1Cに開けた長孔8Cから突
出される前記圧力伝達部材3Cの付勢ピン9Cが係合さ
れる。そして、前記ケース1Cの内部には前記圧力伝達
部材3Cに対して中心軸5Cを中心にして例えば約90
度の角度関係におかれた摺動部材10Cが位置される。
【0018】長さ方向に移動可能な同摺動部材10Cに
は長孔11Cを貫通する従動ピン12Cが固定され、こ
の従動ピン12Cには前述した回動部材4Aの右端部に
一端をピン13Cで接手された第2リンクアーム14C
の他端がピン接手される。また、前述した第2実施例の
場合と同様に、前記従動ピン12Cに対しては後部ケー
ス20C中に位置した接触子15Cが固定され、同接触
子15Cの内端部には接触子の長さ方向に伸びる基準ス
ケール41Cが固定される。この基準スケール41Cの
表面に対しては、計数・演算部42Cに搭載された検出
スケール43Cが臨まされ、この検出スケール43Cで
検出された接触子15Cの変位が表示器44Cに表示さ
れる。
【0019】第3実施例は、以上のような構成であるか
ら、第2実施例の場合と同様に、接触子15Cの変位に
拘らず、接触子は略一定の力で付勢され、同接触子15
Cの移動量は検出スケール43Cで監視され、計数・演
算部42Cで算定された移動量が表示器44Cに表示さ
れることになる。
【0020】図9及び図10は本発明の第4実施例によ
る定圧力機構を示し、この実施例においては、圧縮コイ
ルスプリングの代わりに引っ張りコイルスプリング2D
を用いた例である。即ち、この定圧力機構はケース1D
中に収容された圧力伝達部材3Dは引っ張りコイルスプ
リング2Dで付勢され、この圧力伝達部材3Dにはケー
ス1Dの外面の圧力伝達部材3Dの軸上に位置した中心
軸5Dを中心として自由に回動できる回動部材4Dが従
動される。つまり、同回動部材4Dの左端部には第1リ
ンクアーム6Dの一端がピン7Dで接手され、この第1
リンクアーム6Dの他端はケース1Dに形成する長孔8
Dから突出される前記圧力伝達部材3Dの付勢ピン9D
が係合されるけれども、この付勢ピン9Dには、基端部
をケース1Dの表面の支持ピン45に係止した引っ張り
コイルスプリング2Dの自由端部が引っ掛けられる。
【0021】また、前記ケース1Dの内部には前記圧力
伝達部材3Dの延長上に位置した摺動部材10Dが位置
され、前記圧力伝達部材3Dと同じ方向に移動可能な同
摺動部材10Dには長孔11Dを通って外部に突出され
た従動ピン12Dが固定され、この従動ピン12Dに
は、前述した回動部材4Dの他端部に一端をピン13D
で接手された第2リンクアーム14Dの他端がピン接手
される。そして、前記従動ピン12Dに対しては後部ケ
ース40D中に位置した接触子15Dが固定され、同接
触子15Dの内端部にはその長さ方向に伸びる基準スケ
ール42Dが固定される。この基準スケール42Dの表
面に対しては、計数・演算部42Dに搭載された検出ス
ケール43Dが臨まされる。
【0022】第4実施例は、以上のような構成であるか
ら、第2実施例及び第3実施例の場合と同様に、接触子
15Dの変位に拘らず、接触子は略一定の力で付勢さ
れ、同接触子15Dの移動量は検出スケール43Dで監
視され、計数・演算部42Dで算定された移動量が表示
器44Dに表示されることになる。
【0023】なお、本発明においては、前述した各実施
例ばかりでなく、前記各実施例の付勢ピン、従動ピン、
案内ピンはローラ形式のものであれば、摩擦抵抗をさら
に低減できる。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜3記載の定圧力機構によれば、構造が小型かつ簡単
で、従動部材の移動量に拘りなく、常に一定の力で同従
動部材を付勢することができばかりでなく、摩擦抵抗の
大きなカム曲線溝を用いないので、摩擦抵抗が少なく、
接触型測定器の検出ヘッド部に適した構造を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による定圧力機構の正面図
である。
【図2】図1の2−2線に沿う断面図である。
【図3】特願平10−82788号明細書の定圧力機構
の回動部材30Gの中心廻りのトルクT1 の説明図であ
る。
【図4】第1実施例による定圧力機構の回動部材中心廻
りのトルクT2 の説明図である。
【図5】本発明の第2実施例による定圧力機構の正面図
である。
【図6】図5の6−6線に沿う断面図である。
【図7】本発明の第3実施例による定圧力機構の正面図
である。
【図8】図7の8−8線に沿う断面図である。
【図9】本発明の第4実施例による定圧力機構の正面図
である。
【図10】図9の10−10線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1A〜1D ケース 2A〜2D コイルスプリング 3A〜3D 圧力伝達部材 4A〜4D 回動部材 5A〜5D 中心軸 6A〜6D 第1リンクアーム 9A〜9D 付勢ピン 10A〜10D 摺動部材 12A〜12D 従動ピン 14A〜14D 第2リンクアーム 15A〜15D 接触子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定方向に案内される従動部材をコイル
    スプリングの弾性力によりひとつの向きに付勢する定圧
    力機構において、前記コイルスプリングにより付勢され
    た状態で前記従動部材と同じ方向に案内される圧力伝達
    部材と、この圧力伝達部材が収容されるケースの中心軸
    を中心として回動できる回動部材と、直線的に移動可能
    に前記ケースに支持される従動部材を備え、前記圧力伝
    達部材、回動部材、従動部材との相互間には変位変換機
    構が介装され、同変位変換機構は、前記回動部材の一端
    部と前記圧力伝達部材との間にピン接手された第1リン
    クアームと、前記回動部材の他端部と前記従動部材との
    間にピン接手された第2リンクアームとを備えることを
    特徴とする定圧力機構。
  2. 【請求項2】 一定方向に案内される従動部材をコイル
    スプリングの弾性力によりひとつの向きに付勢する定圧
    力機構において、前記コイルスプリングにより付勢され
    た状態で前記従動部材の移動方向に対して直角な方向に
    案内される圧力伝達部材と、この圧力伝達部材が収容さ
    れるケースの中心軸を中心として回動できる回動部材
    と、直線的に移動可能に前記ケースに支持される従動部
    材を備え、前記圧力伝達部材、回動部材、従動部材との
    相互間には変位変換機構が介装され、同変位変換機構
    は、前記回動部材の一端部と前記圧力伝達部材との間に
    ピン接手された第1リンクアームと、前記回動部材の他
    端部と前記従動部材との間にピン接手された第2リンク
    アームとを備えることを特徴とする定圧力機構。
  3. 【請求項3】 前記コイルスプリングは引っ張りばねで
    構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の定圧力機構。
JP10315469A 1998-10-19 1998-10-19 定圧力機構 Pending JP2000121304A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6434851B1 (en) 1999-05-11 2002-08-20 Mitutoyo Corporation Constant pressure mechanism of probe
CN110935641A (zh) * 2019-11-25 2020-03-31 芜湖普威技研有限公司 后横向推力杆检具

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