JP2010032365A - デジタル式変位測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度化および高能率化の要求にも応えられる構造を備えたデジタル式変位測定器を提供する。
【解決手段】本体１０に螺合され軸方向へ進退されるスピンドル２と、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダ４０とを備える。エンコーダは、ロータ４１と、ステータ４２とを有する。ロータは、ロータブッシュ４４に保持され、ロータブッシュは、スピンドルの外周面軸方向に沿って形成されたキー溝２３に係合可能な係合キー４３を有するとともに、位置調節ねじ５１によってスピンドルの軸方向位置が調整可能に設けられている。ステータは、スピンドルの近傍においてステータブッシュ４５を介して本体にスピンドルの軸方向へ位置不変に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピンドルの軸方向の変位量から、被測定物の寸法等を測定するデジタル式変位測定器に関する。

デジタル式変位測定器の１つとして、送りねじを用いたデジタル式マイクロメータが知られている。
デジタル式マイクロメータは、本体と、この本体に螺合され軸方向へ進退されるスピンドルと、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダと、このエンコーダの検出値から得られたスピンドルの変位量をデジタル表示する表示部とから構成されている。
エンコーダは、本体に設けられたステータと、スピンドルと同期回転可能に設けられたロータとが僅かな隙間を隔てて対向配置され、本体に対するスピンドルの変位量が、ステータに対するロータの回転角として検出される構造である。

例えば、特許文献１に開示された構造のエンコーダでは、ロータは、スピンドルに対して軸方向へ移動可能に設けられたロータブッシュに保持されている。ロータブッシュは、スピンドルの外周面軸方向に沿って形成されたキー溝に係合する係合ピンを有するとともに、本体のステータとは反対側に設けられた調整ねじによってスピンドルの内端側（アンビル側）への移動が規制されている。
ステータは、本体に形成されスピンドルを回転可能に支持する内筒の外周に軸方向へ移動可能に嵌合されたステータブッシュに保持されている。ステータブッシュは、スプリングによってロータブッシュに向かって付勢されている。つまり、ステータがロータへ向かって付勢され、ロータブッシュに対してステータブッシュが突き合わされた状態において、ステータとロータとが僅かな隙間を隔てて対向配置され、ステータに対するロータの回転角が検出される。

特開２００５−３４４１号公報

ところで、上述したデジタル式マイクロメータにおいて、近年、高精度化や高能率化の要求が高まってきている。
このような要求に対し、従来、規格に定められた精度を満足するために、本体に螺合されるスピンドルのねじ部のリードについては、０．５ｍｍあるいは０．６５ｍｍが一般的に採用されている。測定の高能率化を達成するためには、スピンドルのねじ部のリードを大きくする方法が有効である。しかし、そのためには、ねじ部のリードに比例して、使用するエンコーダの高分解能化が必要となる。しかし、エンコーダの高分解能化による高精度化のためには、エンコーダを構成する上で必要な組立精度やエンコーダの挙動も見逃せない誤差要因となり、ねじ部のリードが１ｍｍを超えるようなデジタル式マイクロメータは実現が困難であった。

つまり、特許文献１に開示されたエンコーダの構造では、ステータがスプリングによってロータへ向かって付勢された状態であるため、ステータに対して、ロータがスピンドルと同期回転すると、これらを保持しているステータブッシュとロータブッシュとの突き合わせ面の面精度などの要因によって、ステータがスプリングに抗して軸方向へ微小変動したり、スピンドルに対して傾いたりする現象が生じやすい。すると、高精度化および高能率化のために、エンコーダを高分解能化したとき、これらステータの挙動が、高精度化されたエンコーダによって検出されるため、測定誤差に結びつきやすい。

本発明の目的は、高精度化および高能率化の要求にも応えられる構造を備えたデジタル式変位測定器を提供することにある。

本発明のデジタル式変位測定器は、本体と、この本体に螺合され軸方向へ進退されるスピンドルと、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダとを備えたデジタル式変位測定器において、前記エンコーダは、前記スピンドルの周方向に回転するロータと、このロータと所定間隔あけて対向配置され前記本体に設けられたステータとを有し、前記ロータは、前記スピンドルの外周に前記スピンドルの軸方向へ移動可能に嵌合されたロータ保持部材に保持され、この状態において前記ステータと所定間隔あけて対向配置され、前記ロータ保持部材は、前記スピンドルの外周面軸方向に沿って形成されたキー溝に係合可能な係合キーを有するとともに、位置調節ねじによって前記スピンドルの軸方向位置が調整可能に設けられ、前記位置調節ねじは、前記ロータ保持部材を挟んで前記ステータとは反対側の前記スピンドルの外周を覆うとともに、前記本体に螺合されて前記スピンドルの軸方向へ位置調節可能に設けられ、前記ステータは、前記スピンドルの近傍においてステータ保持部材を介して前記本体に前記スピンドルの軸方向へ位置不変に固定されている、ことを特徴とする。

このような構成によれば、測定に際して、スピンドルを回転させると、スピンドルの回転にともなってスピンドルが進退される。すると、スピンドルの変位量がエンコーダによって検出されるから、このスピンドルの変位量から被測定物の寸法などを測定することができる。
本発明のエンコーダにおいて、スピンドルの回転に同期してロータ保持部材およびロータが回転しても、ステータは、スピンドルの近傍においてステータ保持部材を介して本体にスピンドルの軸方向へ位置不変に固定されているから、ステータの挙動による測定誤差の要因を極力排除できる。
従って、高精度化および高能率化のために、エンコーダを高分解能化しても、ステータの挙動が、高精度化されたエンコーダによって検出されることがないため、高精度化および高能率化の要求にも応えられる構造を備えたデジタル式変位測定器を提供できる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記本体に螺合される前記スピンドルのねじ部は、リードが１ｍｍ以上に形成されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、スピンドルのねじ部は、リードが１ｍｍ以上に形成されているから、例えば、従来の０．５ｍｍリードのねじ部を有するデジタル式マイクロメータに比べ、操作性を向上させることができる。つまり、高能率化を実現できる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記ステータ保持部材は、一端に前記ステータを保持するステータ保持部を有し、他端に前記本体に設けられ前記スピンドルの外周を回転可能に支持するスピンドル支持筒の外周に嵌合される嵌合部とを有し、この嵌合部が前記スピンドル支持筒に固定されている、ことが好ましい。

このような構成によれば、ステータ保持部材は、一端にステータを保持するステータ保持部を有し、他端に本体に設けられスピンドルの外周を回転可能に支持するスピンドル支持筒の外周に嵌合される嵌合部とを有しているから、嵌合部をスピンドル支持筒の外周に嵌合させたのち、この嵌合部をスピンドル支持筒に、例えば、止めねじなどで固定するだけで、ステータを本体に固定することができるとともに、ステータをスピンドルを中心とした位置に正確に固定できる。つまり、簡単に組立できるとともに、高精度化も維持できる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記ロータ保持部材と前記位置調節ねじとの間には、前記ロータ保持部材および前記位置調節ねじの双方と当接し前記ロータ保持部材を前記スピンドルの軸に対して略直交する姿勢に維持する姿勢維持手段が設けられている、 ことが好ましい。

このような構成によれば、ロータ保持部材と位置調節ねじとの間に姿勢維持手段が設けられているから、姿勢維持手段によって、ロータ保持部材および位置調節ねじの双方と当接しロータ保持部材がスピンドルの軸に対して略直交する姿勢に維持される。
そのため、ステータに対して、ロータ（ロータ保持部材）がスピンドルに同期して回転しても、ロータ回転時における挙動（スピンドルの軸に対して傾く動作）を吸収することができるから、高精度化を実現できる。また、例えば、位置調節ねじがスピンドルに対して傾いている場合でも、ロータ保持部材をスピンドルに対して傾かせることなく適切な姿勢に保持することができる。したがって、係合キーのキー溝に対する深さ位置がスピンドルの回転に伴って変動する問題が発生しにくくなり、回転伝達誤差を低減することができる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記姿勢維持手段は、前記スピンドルの外周に配置された基板と、この基板の一端面に設けられ前記位置調節ねじに当接される２つの第１当接部と、前記基板部の他端面に設けられ前記ロータ保持部材に当接される２つの第２当接部とを有し、前記第１当接部は、前記スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、前記第２当接部は、前記スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、前記２つの第１当接部を結ぶ直線と前記２つの第２当接部を結ぶ直線とが互いに略垂直である、ことが好ましい。

このような構成によれば、基板の２つの第１当接部が、スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、２つの第２当接部が、スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、２つの第１当接部を結ぶ直線と２つの第２当接部を結ぶ直線とが、互いに略垂直になるように構成されているので、ロータ保持部材をスピンドルの軸に対して略直交する姿勢に維持することができる。
従って、ロータ回転時における挙動（スピンドルの軸に対して傾く動作）を吸収して、高精度化を実現できるとともに、位置調節ねじがスピンドルに対して傾いている場合でも、ロータ保持部材をスピンドルに対して傾かせることなく適切な姿勢に保持することができるから、回転伝達誤差を低減することができる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記位置調節ねじは、前記スピンドルの軸に垂直な方向へ前記基板が移動するのを規制する基板規制部を有し、この基板規制部は、前記位置調節ねじの前記ロータ保持部材側の端面に設けられ、前記基板を収納可能な凹部を有した、ことが好ましい。

このような構成によれば、従来のデジタル式変位測定器に備えられている位置調節ねじのロータ保持部材側の端面に、姿勢維持手段の基板を収納可能な凹部を追加することで、基板のスピンドルの軸に垂直な方向へ姿勢維持手段が移動するのを規制することができ、姿勢維持手段の基板の可動範囲を限定することができる。これにより、例えば、姿勢維持手段がスピンドルと接触しスピンドルのスムーズな回転を妨げる等の問題の発生を防止することができる。

本発明のデジタル式変位測定器において、前記スピンドルは、前記本体に対してスリーブを介して螺合され、前記スピンドルには、前記スリーブの外周に被嵌されたシンブルが固定され、前記スピンドルに対して回転可能に設けられるとともに、前記スピンドルの外端部に配置され前記スリーブの径より小さい径の第１操作部および前記シンブルの外周に被嵌された第２操作部を有する操作スリーブと、この操作スリーブの第１操作部と前記スピンドルの外端との間、および、前記操作スリーブの第２操作部と前記シンブルの外周との間のうちいずれか一方に設けられ、かつ、前記スピンドルに一定以上の負荷がかかったときに空転する定圧機構とを備えている、ことが好ましい。

このような構成によれば、操作スリーブは、スピンドルに対して回転可能に設けられるとともに、スピンドルの外端部に配置されスリーブの径より小さい径の第１操作部およびシンブルの外周に被嵌された第２操作部を有しているから、例えば、左手で本体を持ち、右手で第１操作部を回転させる両手操作、あるいは、片手で本体を持ちながら、第２操作部を回転させる片手操作の両操作が可能である。しかも、それぞれの測定において、従来の操作と同じ操作性を保障できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態においてデジタル式変位測定器としてデジタル式マイクロメータを例示するが、本発明はデジタル式マイクロメータに限定されるものではない。

＜デジタル式マイクロメータの構成＞
図１は、本実施形態のデジタル式マイクロメータの正面図である。図２はデジタル式マイクロメータの部分断面図である。
図１および図２において、デジタル式マイクロメータ１は、略Ｕ字形の本体１０と、この本体１０に摺動自在に設けられたスピンドル２と、本体１０の内部においてスピンドル２の変位量を検出するエンコーダ４０と、このエンコーダ４０によって検出されたスピンドル２の変位量（測定値）を表示するディスプレイ６１とを備える。

本体１０の一端にはアンビル１０Ａが固定され、他端にスピンドル２を摺動自在に支持するブッシュである軸受筒１１が設けられている。軸受筒１１は略円筒形状に形成され、この軸受筒１１の内周にスピンドル２が挿通され支持されている。また、軸受筒１１の内周面には、軸方向に沿ってクランプカラー１６１が設けられている。本体１０の外部に設けられたクランプねじ１６を操作することで、クランプカラー１６１がスピンドル２を締め付け、スピンドル２の摺動を規制することができる。また、本体１０には、略円筒形状の内筒１３が設けられ、この内筒１３の外周に設けられているシンブル３を回転操作することで、スピンドル２をアンビル１０Ａに対して進退させることができるようになっている。

スピンドル２は、一直線上に配置されたスピンドル本体２１と、ねじ軸２２と、スピンドル本体２１の外周面軸方向に形成されたキー溝２３とを備える。このスピンドル２は、一本の円柱状部材から形成されていてもよく、また、それぞれ別部材で形成されていてもよい。キー溝２３は断面Ｖ形に形成されている。スピンドル２の軸方向に沿って設けられている内筒１３は、その一端部が本体１０に保持され、他端部は内周側に雌ねじが螺刻されており、スピンドル２のねじ軸２２と螺合されている。
ここで、スピンドル２のねじ軸２２には、リードが１ｍｍ以上のねじを有するねじ部が形成されている。好ましくは、リードは、１．５〜２．５４ｍｍの範囲のいずれかの値に選択されている。

また、内筒１３の他端部の外周部には雄ねじが螺刻されていて、テーパナット１４が螺合されている。内筒１３の雄ねじが螺刻されている所定箇所には、三本の切欠きが設けられ、三つ割部１５が形成されている。テーパナット１４は、スピンドル２と内筒１３との嵌合を調整する部材である。すなわち、テーパナット１４を回転させて、内筒１３の軸方向に進退させると、三つ割部１５の締め付け具合が変化して、内筒１３の内径が変化する。このように、内筒１３の内径を変化させ、スピンドル２と内筒１３との嵌合を調整することが可能となる。

また、内筒１３の外周には外筒１７が固定され、この外筒１７の外周を覆う筒状のシンブル３がスピンドル２の外端（アンビル１０Ａとは反対側端）に支軸３２およびフランジ部３７を介して結合されている。
シンブル３の外周からスピンドル２の外端にかけて、操作スリーブ４が設けられている。操作スリーブ４は、スピンドル２に対して回転可能に設けられるとともに、スピンドル２の外端部に配置され外筒１７の径より小さい径の第１操作部４Ａおよび第１操作部４Ａに嵌合され外筒１７の外周に被嵌された第２操作部４Ｂを有する。
操作スリーブ４の第１操作部４Ａとスピンドル２の外端との間には、スピンドル２に一定以上の負荷がかかったときに空転する定圧機構３０が設けられている。なお、定圧機構３０は、操作スリーブ４の第２操作部４Ｂと外筒１７の外周との間に設けてもよい。

定圧機構３０は、一端がスピンドル２の外端に螺合されかつ他端がねじ３１を介して操作スリーブ４を回転可能に支持した支軸３２と、第１操作部４Ａの内周に固定された第１ラチェット車３３と、この第１ラチェット車３３に噛合されるとともにキー３４を介して支軸３２に対して回転不能かつ軸方向へ変位可能に設けられた第２ラチェット車３５と、この第２ラチェット車３５を第１ラチェット車３３へ向かって付勢する圧縮コイルばね３６と、この圧縮コイルばね３６の一端を支持し支軸３２に固定されたフランジ部３７とを備える。

操作スリーブ４を回転させると、第１操作部４Ａに固定された第１ラチェット車３３が一体的に回転される。第１ラチェット車３３と第２ラチェット車３５とが噛み合っているため、第２ラチェット車３５も回転される。第２ラチェット車３５が回転すると、キー３４を介して支軸３２が回転され、支軸３２が螺合されたスピンドル２と、これと一体的に結合されたシンブル３も操作スリーブ４と一緒に回転される。
一方、スピンドル２に一定以上の負荷がかかっている状態では、操作スリーブ４を更に回転させて第１ラチェット車３３を回転させると、第２ラチェット車３５は回転しづらい状態にあるため、圧縮コイルばね３６に抗してキー３４に沿って圧縮コイルばね３６側に逃げる。つまり、第１ラチェット車３３の回転力が第２ラチェット車３５に伝達されず、操作スリーブ４は空転し、定圧状態が維持される。

エンコーダ４０は、電磁誘導式エンコーダであって、スピンドル２の周方向に回転するロータ４１と、このロータ４１と所定間隔あけて対向し、本体に固定されたステータ４２とを有する。
ロータ４１は、略ドーナツ形板状に形成され、そのステータ４２側の表面に図示しないコイルの電極パターンを有する。ロータ４１のステータ４２と逆側の表面は、ロータ保持部材としてのロータブッシュ４４に係合されており、これにより、ロータ４１は、ロータブッシュ４４に支持されている。なお、ロータブッシュ４４とロータ４１とは、一体成形されていてもよく、また、別部材で成形されていてもよい。

ロータブッシュ４４は、スピンドル２のキー溝２３に係合可能な係合キー４３を有する。ロータブッシュ４４に対してステータ４２と逆側の位置には、ロータブッシュ４４がスピンドル２の軸方向に沿ってステータ４２と反対方向へ移動するのを規制する位置調節ねじ５１が設けられているとともに、このロータブッシュ４４と位置調節ねじ５１との間にロータブッシュ４４をスピンドル２の軸に対して略直交する姿勢に維持する姿勢維持手段５２が設けられている。
位置調節ねじ５１は、ロータブッシュ４４を挟んでステータ４２とは反対側のスピンドル２の外周を覆うとともに、軸受筒１１の内周面に螺合されてスピンドル２の軸方向へ位置調節可能に設けられている。

ステータ４２は、スピンドル２の外周部に設けられ、ロータ４１の電極パターンと電磁結合してロータ４１の回転角を検出する送信コイルおよび受信コイルからなる電極パターンを有する略ドーナツ板形状のステータ環状部と、このステータ環状部の外周に設けられ本体１０の内部側へ伸びる板状のステータ長手部とを有している。
ステータ環状部のロータ４１と逆側の面は、図３に示すように、ステータ保持部材としてのステータブッシュ４５に保持されている。ステータブッシュ４５は、一端にステータ４２を保持するステータ保持部４５１を有し、他端に内筒１３の内端外周に嵌合される嵌合部４５２を有する。嵌合部４５２を内筒１３の内端外周に嵌合させたのち、本体１０の外側から螺合した止めねじ４５３を嵌合部４５２に突き当てると、ステータブッシュ４５が内筒１３（本体１０）に固定される。つまり、ステータ４２は、スピンドル２の近傍においてステータブッシュ４５を介して内筒１３（本体１０）にスピンドル２の軸方向へ位置不変に固定される。
ステータ長手部は、本体１０の内部において本体１０に固定されている。

図４に、本実施形態のデジタル式マイクロメータのロータブッシュ周辺の構成を、図５に、姿勢維持手段５２の分解図を示す。
図４および図５に示すように、姿勢維持手段５２は、ロータブッシュ４４と位置調節ねじ５１との間に設けられロータブッシュ４４および位置調節ねじ５１の双方と当接しロータブッシュ４４をスピンドル２の軸に対して略直交する姿勢に維持するもので、略円盤状の基板５２１と、基板５２１に設けられスピンドル２が貫通される略円形の孔部５２１Ａと、基板５２１の一方の面に設けられ位置調節ねじ５１と当接される２つの第１当接部５２３と、基板５２１の他方の面に設けられロータブッシュ４４と当接される２つの第２当接部５２２とを有する。

２つの第１当接部５２３は、スピンドル２の軸に対して互いに対称の位置に設けられた略直方体形状の突起部であり、２つの第２当接部５２２は、スピンドル２の軸に対して互いに対称の位置に設けられた略直方体形状の突起部である。
ここで、２つの第１当接部５２３および２つの第２当接部５２２は、２つの第１当接部５２３を結ぶ直線と２つの第２当接部５２２を結ぶ直線とが互いに略垂直になるように配置されている。

位置調節ねじ５１は、略円筒状の形状を有しスピンドル２を覆うように本体１０に固定されている。位置調節ねじ５１は、ロータブッシュ４４側の端部に設けられ径方向に延出するフランジ部５１１と、スピンドル２の軸に垂直な方向へ姿勢維持手段５２が移動するのを規制する移動規制部５１２とを備える。移動規制部５１２は、フランジ部５１１のロータブッシュ４４側の端面に設けられ姿勢維持手段５２を収納可能な凹部５１１Ａによって形成されている。

図６に、位置調節ねじ５１がスピンドル２に対して傾いて固定された場合のロータブッシュ周辺の構成を示す。
本実施形態のデジタル式マイクロメータ１は、姿勢維持手段５２を備えるので、図６に示すように、位置調節ねじ５１がスピンドル２に対して傾いて固定された場合でも、２つの第２当接部５２２がその上端において位置調節ねじ５１と当接することで位置調節ねじ５１の傾きによる影響を排除し、ロータブッシュ４４を適切な姿勢に保持することができる。

なお、図６においては、位置調節ねじ５１がスピンドル２に対して上下方向に傾いて固定された場合を示したが、位置調節ねじ５１がスピンドル２に対して紙面に垂直な方向に傾いて固定された場合でも、２つの第１当接部５２３がその端部においてロータブッシュ４４と当接することで位置調節ねじ５１の傾きによる影響を排除し、ロータブッシュ４４を適切な姿勢に保持することができる。

＜ジタル式マイクロメータの使用方法＞
シンブル３を回転操作することでスピンドル２をアンビル１０Ａに対して進退させ、スピンドル２の端面とアンビル１０Ａとを被測定物の被測定部位間に当接させる。このとき、スピンドル２の回転が、キー溝２３、係合キー４３およびロータブッシュ４４を介してロータ４１に伝達される。エンコーダ４０により検出されたロータ４１の回転角が、スピンドル２の軸方向の変位量に変換されてディスプレイ６１に表示される。

＜実施形態の作用効果＞
デジタル式マイクロメータ１は、スピンドル２の回転に同期してロータブッシュ４４およびロータ４１が回転しても、ステータ４２は、スピンドル２の近傍においてステータブッシュ４５を介して内筒１３にスピンドル２の軸方向へ位置不変に固定されているから、ステータ４２の挙動による測定誤差の要因を極力排除できる。従って、高精度化および高能率化のために、エンコーダ４０を高分解能化しても、ステータ４２の軸方向への挙動が、高精度化されたエンコーダ４０によって検出されることがないため、高精度化および高能率化の要求にも応えられる構造を備えたデジタル式変位測定器を提供できる。

また、スピンドル２のねじ部リードが、１ｍｍ以上に形成されているから、例えば、従来の０．５ｍｍリードのねじ部を有するデジタル式マイクロメータに比べ、操作性を向上させることができる。つまり、高能率化を実現できる。

また、ステータブッシュ４５は、一端にステータ４２を保持するステータ保持部４５１を有し、他端にスピンドル２の外周を回転可能に支持する内筒１３の外周に嵌合される嵌合部４５２とを有しているから、嵌合部４５２を内筒１３の外周に嵌合させたのち、この嵌合部４５１を内筒１３に、例えば、止めねじ４５３などで固定するだけで、ステータ４２を内筒１３（本体１０）に固定することができるとともに、ステータ４２をスピンドル２を中心とした位置に正確に固定できる。つまり、簡単に組立できるとともに、高精度化も維持できる。

また、ロータブッシュ４４と位置調節ねじ５１との間に設けられロータブッシュ４４および位置調節ねじ５１の双方と当接する姿勢維持手段５２を備えるので、ロータブッシュ姿勢維持手段５２が、ロータブッシュ４４および位置調節ねじ５１の双方と当接しロータブッシュ４４をスピンドル２の軸に対して略直交する姿勢に維持するので、ロータ４１（ロータブッシュ４４）の回転時の挙動を吸収することができ、高精度化を実現できる。
また、位置調節ねじ５１がスピンドル２に対して傾いている場合でも、ロータブッシュ４４をスピンドル２に対して傾かせることなく適切な姿勢に保持することができる。したがって、係合キー４３のキー溝２３に対する深さ位置がスピンドル２の回転に伴って変動する問題が発生しにくくなり、回転伝達誤差を低減することができる。

姿勢維持手段５２の２つの第１当接部５２３が、スピンドル２の軸に対して互いに対称の位置に設けられ、２つの第２当接部５２２が、スピンドル２の軸に対して互いに対称の位置に設けられ、２つの第１当接部５２３を結ぶ直線と２つの第２当接部５２２を結ぶ直線とが、互いに略垂直になるように構成されているので、ロータブッシュ４４をスピンドル２の軸に対して略直交する姿勢に維持することができる。

また、姿勢維持手段５２は、略円盤状の基板５２１と、基板５２１に設けられスピンドル２が貫通される孔部５２１Ａと、基板５２１の一方の面に設けられた２つの突起部である第１当接部５２３と、基板５２１の他方の面に設けられた２つの突起部である第２当接部５２２と、を有する単純な形状の部材であるので、金属や樹脂等を加工して安価に製造することができ、従来のデジタル式マイクロメータに姿勢維持手段５２を追加するためのコストを抑えることができる。

位置調節ねじ５１に設けられた移動規制部５１２が、スピンドル２の軸に垂直な方向へ姿勢維持手段５２が移動するのを規制するので、姿勢維持手段５２の可動範囲を限定することができる。
これにより、例えば、姿勢維持手段５２がスピンドル２と接触しスピンドル２のスムーズな回転を妨げる等の問題の発生を防止することができる。

ここにおいて、位置調節ねじ５１は、従来のデジタル式マイクロメータにも設けられていた部材であるので、従来のデジタル式マイクロメータに備えられている位置調節ねじ５１のロータブッシュ４４側の端面に、姿勢維持手段５２を収納可能な凹部５１１Ａを追加するだけで、容易に姿勢維持手段５２のスピンドル２の軸に垂直な方向への移動を規制することができる。

また、操作スリーブ４は、スピンドル２に対して回転可能に設けられるとともに、スピンドル２の外端部に配置され外筒１７の径より小さい径の第１操作部４Ａおよびシンブル３の外周に被嵌された第２操作部４Ｂを有しているから、例えば、左手で本体１０を持ち、右手で第１操作部４Ａを回転させる両手操作、あるいは、片手で本体１０を持ちながら、第２操作部４Ｂを回転させる片手操作の両操作が可能である。しかも、それぞれの測定において、従来の操作を同じ操作性を保障できる。

＜実施形態の変形例＞
なお、本発明は、本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。

姿勢維持手段５２の形状等は、本実施形態で述べた形状等に限定されない。
２つの第１当接部５２３および２つの第２当接部５２２の形状は、本実施形態で例示した略直方体形状に限らず、例えば、球形状、柱形状、錐形状等の他の形状であってもよい。
また、姿勢維持手段５２の基板５２１は、スピンドル２が貫通される孔部５２１Ａを有するものであればよく、その形状は、本実施形態で例示した略円盤状に限定されない。例えば、基板５２１は、多角形板状等の他の形状を有するものであってもよく、スピンドル２の軸方向に厚みを有するものであってもよい。
同様に、孔部５２１Ａの形状は、スピンドル２を貫通させることができるものであればよく、本実施形態で例示した略円形のものに限定されない。例えば、孔部５２１Ａは、多角形等の他の形状を有するものであってもよい。
以上の各構成を採用した場合でも、本実施形態と同様の優れた作用効果を得ることができる。

移動規制部５１２は、本実施形態で述べた配置、形状等に限定されない。
本実施形態において、移動規制部５１２が位置調節ねじ５１のフランジ部５１１に設けられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、移動規制部５１２は、ロータブッシュ４４に設けられていてもよい。このような場合でも、本実施形態と同様の優れた作用効果を得ることができる。

本実施形態では、ロータブッシュ４４に設けられる係合キー４３を一つとし、スピンドル２にはこれに対してキー溝２３が一本設けられているものとしたが、これに限定されない。例えば、ロータブッシュ４４に複数の係合キー４３が設けられ、これに対応してスピンドル２の外周面軸方向に複数のキー溝２３が設けられていてもよい。この場合、複数の係合キー４３がスピンドル２に摺動自在に係合されているので、スピンドル２に対するロータ４１の位置決めがより確実にでき、スピンドル２とロータ４１との間にがたが発生することがない。

本実施形態において、デジタル式変位測定器としてデジタル式マイクロメータ１を例示したが、これに限定されない。例えば、デジタル式マイクロメータヘッド等であってもよく、本体１０に摺動自在に設けられたスピンドル２と、このスピンドル２の変位量を検出するエンコーダ４０とを備える構造であればよい。
また、エンコーダ４０は、本実施形態で例示した電磁誘導式エンコーダに限定されない。エンコーダ４０は、ステータ４２とロータ４１の相対的な回転量を検出するデジタル式エンコーダであればよく、例えば、光学式や静電容量式等でもよい。

本発明は、スピンドルの軸方向の変位量から、被測定物の寸法等を測定するデジタル式変位測定器として利用できる。

本実施形態のデジタル式マイクロメータの正面図。 本実施形態の部分断面図。 本実施形態においてロータブッシュ周辺の拡大断面図。 本実施形態においてロータブッシュ周辺の構成を示す図。 本実施形態においてロータブッシュの分解図。 本実施形態においてロータブッシュ周辺の構成を示す図。

符号の説明

１ デジタル式マイクロメータ、
２ スピンドル、
３ シンブル、
４ 操作スリーブ、
４Ａ 第１操作部、
４Ｂ 第２操作部、
１０ 本体、
１７ 外筒（スリーブ）、
２１ スピンドル本体、
２２ ねじ軸（ねじ部）、
２３ キー溝、
３０ 定圧機構、
４０ エンコーダ、
４１ ロータ、
４２ ステータ、
４３ 係合キー、
４４ ロータブッシュ（ロータ保持部材）、
４５ ステータブッシュ（ステータ保持部材）、
５１ 位置調節ねじ、
５２ 姿勢維持手段、
４５１ ステータ保持部、
４５２ 嵌合部、
５１１Ａ 凹部、
５１２ 移動規制部、
５２１Ａ 孔部、
５２１ 基板、
５２２ 第２当接部、
５２３ 第１当接部。

Claims (7)

1. 本体と、この本体に螺合され軸方向へ進退されるスピンドルと、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダとを備えたデジタル式変位測定器において、
   前記エンコーダは、前記スピンドルの周方向に回転するロータと、このロータと所定間隔あけて対向配置され前記本体に設けられたステータとを有し、
   前記ロータは、前記スピンドルの外周に前記スピンドルの軸方向へ移動可能に嵌合されたロータ保持部材に保持され、この状態において前記ステータと所定間隔あけて対向配置され、
   前記ロータ保持部材は、前記スピンドルの外周面軸方向に沿って形成されたキー溝に係合可能な係合キーを有するとともに、位置調節ねじによって前記スピンドルの軸方向位置が調整可能に設けられ、
   前記位置調節ねじは、前記ロータ保持部材を挟んで前記ステータとは反対側の前記スピンドルの外周を覆うとともに、前記本体に螺合されて前記スピンドルの軸方向へ位置調節可能に設けられ、
   前記ステータは、前記スピンドルの近傍においてステータ保持部材を介して前記本体に前記スピンドルの軸方向へ位置不変に固定されている、
   ことを特徴とするデジタル式変位測定器。
2. 請求項１に記載のデジタル式変位測定器において、
   前記本体に螺合される前記スピンドルのねじ部は、リードが１ｍｍ以上に形成されている、
   ことを特徴とするデジタル式変位測定器。
3. 請求項１または請求項２に記載のデジタル式変位測定器において、
   前記ステータ保持部材は、一端に前記ステータを保持するステータ保持部を有し、他端に前記本体に設けられ前記スピンドルの外周を回転可能に支持するスピンドル支持筒の外周に嵌合される嵌合部とを有し、この嵌合部が前記スピンドル支持筒に固定されている、
   ことを特徴とするデジタル式変位測定器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のデジタル式変位測定器において、
   前記ロータ保持部材と前記位置調節ねじとの間には、前記ロータ保持部材および前記位置調節ねじの双方と当接し前記ロータ保持部材を前記スピンドルの軸に対して略直交する姿勢に維持する姿勢維持手段が設けられている、
   ことを特徴とするデジタル式変位測定器。
5. 請求項４に記載のデジタル式変位測定器において、
   前記姿勢維持手段は、前記スピンドルの外周に配置された基板と、この基板の一端面に設けられ前記位置調節ねじに当接される２つの第１当接部と、前記基板部の他端面に設けられ前記ロータ保持部材に当接される２つの第２当接部とを有し、前記第１当接部は、前記スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、前記第２当接部は、前記スピンドルの軸に対して互いに対称の位置に設けられ、前記２つの第１当接部を結ぶ直線と前記２つの第２当接部を結ぶ直線とが互いに略垂直である、
   ことを特徴としたデジタル式変位測定器。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のデジタル式変位測定器であって、
   前記位置調節ねじは、前記スピンドルの軸に垂直な方向へ前記基板が移動するのを規制する基板規制部を有し、この基板規制部は、前記位置調節ねじの前記ロータ保持部材側の端面に設けられ、前記基板を収納可能な凹部を有した、
   ことを特徴としたデジタル式変位測定器。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のデジタル式変位測定器において、
   前記スピンドルは、前記本体に対してスリーブを介して螺合され、
   前記スピンドルには、前記スリーブの外周に被嵌されたシンブルが固定され、
   前記スピンドルに対して回転可能に設けられるとともに、前記スピンドルの外端部に配置され前記スリーブの径より小さい径の第１操作部および前記シンブルの外周に被嵌された第２操作部を有する操作スリーブと、
   この操作スリーブの第１操作部と前記スピンドルの外端との間、および、前記操作スリーブの第２操作部と前記シンブルの外周との間のうちいずれか一方に設けられ、かつ、前記スピンドルに一定以上の負荷がかかったときに空転する定圧機構とを備えている、
   ことを特徴とするデジタル式変位測定器。
   

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