JP2596314Y2 - 変位検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は変位検出装置に係り、詳
しくは、測定子の軸方向の移動変位量を検出するエンコ
ーダを内蔵した変位検出装置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来、本体に対して一端に測定子を有する
スピンドルをその軸方向へ移動可能に設け、測定子を被
測定物に当接させたときにスピンドルの移動変位量から
被測定物の形状等を測定する変位検出装置が知られてい
る。この変位検出装置はスピンドルに光学格子を有する
スケールを取り付けるとともに、本体に前記スケールの
光学格子の移動量を光学的に検出する検出器を設け、こ
の検出器からの信号を所定処理してスピンドルの軸方向
の変位量を検出するようにしている。

【０００３】図１０は従来の変位検出装置の要部断面図
である。図１０の変位検出装置１１は筒状の本体１０を
中心として構成され、本体１０の内部には軸方向に移動
自在なスピンドル１２が配設されている。スピンドル１
２の一端には被測定物と当接する測定子１４が形成され
ている。また、スピンドル１２の他端にはガラス製のス
ケール１６が固定され、その表面には一定ピッチの光学
格子がスピンドル１２の軸方向に沿って形成されてい
る。

【０００４】本体１０はステム１８と、このステム１８
よりも外径の小さな内筒部２０とからなり、ステム１８
の内部にはスピンドル１２を軸方向に移動可能に保持す
るリニアボールベアリング２２が配設されている。従っ
て、スピンドル１２はこのリニアボールベアリング２２
によって本体１０内を円滑に摺動することになる。ま
た、ステム１８の先端にはキャップ２４が螺合されてい
るとともに、このキャップ２４に蛇腹状の防塵ゴムカバ
ー２６が取り付けられ、スピンドル１２とキャップ２４
との間からのゴミの侵入が防止されている。

【０００５】内筒部２０の周壁の一部には、スピンドル
１２に直角に突設されたガイドピン２８を軸方向に案内
する長孔３０が穿設されている。更に、内筒部２０の外
周には円筒状のスペーサ３２が装着され、また、その端
部２０Ａにはスリーブ３４の一端が螺合されている。内
筒部２０の内側にはスピンドル１２を図中左方へ付勢す
るスプリング３６が内蔵されている。長孔３０の左側に
は、弾性部材３８が取り付けられ、ガイドピン２８と長
孔３０とが当接した際に生じる衝撃をこの弾性部材３８
によって緩和する。

【０００６】また、端部２０Ａから一体に設けられた固
定部２０Ｂには発光器４０Ａと受光器４０Ｂとからなる
検出器４０が前記スケール１６と一定間隔、隔て取り付
けられ、この検出器４０によってスケール１６の光学格
子の移動量を光学的に検出する。即ち、スケール１６と
検出器４０とによってスピンドル１２の移動量を電気信
号として検出する光学式エンコーダが構成されているこ
とになる。発光器４０Ａと受光器４０Ｂとに接続された
ケーブル４２は、スリーブ３４の他端に螺合された袋ナ
ット４４の孔から引き出され、図示しない演算表示装置
と接続されている。

【０００７】測定に際しては、変位検出装置１１をその
ステム１８の外周部を測定スタンド等の支持部材の孔に
挿入した後、ステム１８の外周面をスピンドル１２の軸
方向と直交する方向、つまりラジアル方向にねじ等で押
圧してステム１８をクランプし、この状態で測定子１４
を被測定物に当接させることにより寸法測定、形状測定
等を行う。ちなみに、ステム１８の外周部をスタンドに
固定するのは、測定子１４に近い位置を固定するのが測
定の際の誤差を少なくできるからである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来の変位検
出装置１１はステム１８をクランプするときにラジアル
方向に力が生じるので、スピンドル１２とステム１８の
内周面とのクリアランスが変化してスピンドル１２の摺
動性が悪化し、この結果、測定精度が低下する場合があ
る。このため、変形が起こらないようにクランプ力を微
調整しなければならず、取り付けに手間がかかるという
問題がある。特に、一旦ステム１８をラジアル方向に塑
性変形させてしまうと致命的である。

【０００９】本考案はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は変位検出装置を容易、且つ迅速に測
定スタンド等に取り付けることができ、取り付け時に変
位検出装置に生じる力によっては測定精度を悪化させる
ことがなく、また、部品の製作精度に影響されずに測定
精度を維持することができる変位検出装置を提供すると
ころにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、筒状の本体
と、この本体の内部にボールベアリングを介して軸方向
に移動可能に配設され先端に被測定物と当接する測定子
を有するスピンドルとを含んで構成され、前記本体のス
ピンドルの位置する外周部が支持部材に取り付けられて
使用される変位検出装置において、前記本体の外周部
は、その内側面に前記ボールベアリングが設けられてい
るステムと、前記ボールベアリングと離れた位置でステ
ムと一体的に形成された内筒部とを備えており、前記ス
テムを覆うとともにそのステムに対して隙間をあけて形
成された筒状の被覆部及び、この被覆部より径大にさ
れ、且つ前記本体の内筒部に固定されている、筒状の段
部を有する固定部材と、この固定部材の被覆部外周に、
前記支持部材が位置した状態で、前記段部に対して前記
支持部材をスピンドル軸方向の締め付け力で固定する取
り付け部とが設けられていることを特徴とする。以上に
おいて、前記固定部材の段部は、前記ステムに設けられ
た段差と、前記内筒部に螺合した筒状のスリーブとによ
って挟圧されて前記ボールベアリングとは別位置となる
本体の内筒部に固定されていることが好ましい。

【００１１】

【作用】本考案では、測定スタンド等の支持部材に変位
検出装置の本体を取り付けるにあたり、本体のボールベ
アリングが設けられているステムを覆う筒状の被覆部
と、この被覆部に一体的に設けられた段部と、この段部
に対して支持部材をスピンドル軸方向の締め付け力で固
定する取り付け部とからなる固定部材を本体に設け、こ
の固定部材の被覆部外周に支持部材を配置した状態で、
取り付け部を締めつけ、段部に対して支持部材を固定す
るようにした。従って、支持部材に変位検出装置をがた
つきなく確実に取り付けるために、取り付け部を強く締
めつけても、本体のラジアル方向に作用する力がほとん
ど生じないうえ、被覆部が取り付け部の締め付け力で変
形したとしても、被覆部とステムとの間に形成された隙
間が被覆部の変位を吸収するので、ボールベアリングが
内蔵されているステムの変形が防止され、これによりス
ピンドルの摺動性を良好に維持することが可能となる。
しかも、本考案では、被覆部が本体のボールベアリング
が位置する外周部に対して隙間をあけて設けられている
から、部品の製作精度に影響されずに測定精度を維持す
ることができる。例えば、支持部材に設けられた孔に被
覆部を挿入して変位検出装置を支持部材に取り付ける
際、被覆部と孔とを隙間なく嵌合させる構造の場合、そ
の嵌合によって被覆部が内側へ変形したとしても、被覆
部は本体の外周部に対して隙間をあけて形成されている
ので、変形を隙間で吸収することができる。また、支持
部材に設けられた孔に対して支持部材の段部に当接する
面が直角でないとき、締め付け部材であるナットをスピ
ンドルの軸方向に締めつけるとその締めつけ力によるラ
ジアル方向への分力が生じる。このとき、本体の外周部
と被覆部との間に隙間を設けない場合には、その分力が
本体の外周部に作用するので、本体やボールベアリング
にその影響による不具合が生じるが、本考案では、隙間
を有しているから、その分力を隙間で吸収することがで
きる。従って、本体やボールベアリングにその影響によ
る不具合が生じるのを防ぐことができる。また、本考案
のように隙間を設けている場合には、被覆部の内径に多
少の誤差が生じても、被覆部の内周部が本体の外周部に
当接していなければよいので、容易に製造でき、生産性
の向上が図れる。つまり、隙間を設けていない場合に
は、本体にラジアル方向の力が生じないように被覆部の
内径を精度良く形成しなければならないので、その製造
が難しくなり、生産性が低下してしまうが、本考案で
は、隙間が設けられていることにより、被覆部の内周部
が本体の外周部に当接しないようにすればよいので、製
造が容易になり、生産性を向上させることができる。さ
らに、ステムに設けられた段差と、内筒部に螺合した筒
状のスリーブとによって固定部材の段部を挟圧し、これ
により、固定部材を、ボールベアリングとは別位置とな
る本体に固定すれば、固定部材を本体に取り付けるにあ
たり、本体のラジアル方向に作用する力がほとんど発生
せず、この点からも、ボールベアリングが内蔵されてい
るステムの変形が防止され、スピンドルの摺動性を良好
に維持することが可能となる。

【００１２】

【実施例】次に、本考案に係る変位検出装置の好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１３】図１は本考案の第１実施例に係る変位検出
装置の断面図、図２は図１の変位検出装置に装着される
固定部材の正面図、図３は図１の変位検出装置を使用す
る際の作用を示す正面図、図４は図１の変位検出装置の
使用状態を示す正面図である。ここで、前述した従来の
変位検出装置と同様な部材については同一の符号を付
し、その重複する説明を省略する。

【００１４】図１に示すように、第１実施例に係る変位
検出装置５０は、前述した図１０の従来の変位検出装置
１１におけるスペーサ３２の代わりに、固定部材５２が
使用されている点で異なる。この固定部材５２は筒状に
形成され、段部５４と、段部５４よりも外径が小さく且
つ内径がステム１８の外径よりも僅かに大きな被覆部５
６とから構成されている。

【００１５】段部５４は内筒部２０の外周に装着され、
且つその左端がステム１８の段差１８Ａに当接している
とともに、右端が内筒部２０の端部２０Ａに螺合したス
リーブ３４と当接している。従って、段部５４はステム
１８の段差１８Ａとスリーブ３４とによって挟圧され、
これにより、被覆部５６を含む固定部材５２が本体１０
の外周部にリニアボールベアリング２２とは別位置で装
着されている。また、被覆部５６はステム１８のリニア
ボールベアリング２２が位置する外周部まで僅かな隙間
をあけて延長されている。これにより、ボールベアリン
グ２２が内蔵されている本体１０の部分はステム１８と
固定部材５２とによって二重構造となっている。

【００１６】また、図２に示すように、被覆部５６の先
端にはねじ部５８が形成されている。このねじ部５８は
図３に示すように変位検出装置５０を測定スタンド（図
示せず）の支持部材６２に取り付ける際に使用する取り
付け部である。つまり、変位検出装置５０を測定スタン
ドに取り付けるには、先ず支持部材６２上に穿設されて
いる取付孔６４に固定部材５２の被覆部５６を上方から
挿入し、段部５４を取付孔６４に係止させて変位検出装
置５０全体を支持部材６２に支持させる。そして、下方
からナット６０を所定トルクでねじ部５８に締めつけ
る。

【００１７】すると、変位検出装置５０は図４に示すよ
うに、支持部材６２をナット６０と段部５４とによって
挟圧した状態で支持部材６２に取り付けられる。即ち、
本実施例の変位検出装置５０は従来の変位検出装置１１
と異なり、ステム１８をねじ等によってスピンドル１２
と直交する方向、つまりラジアル方向にクランプするこ
となく、スピンドル１２の軸方向の締めつけ力で固定部
材５２を介して支持部材６２に取り付けられることにな
る。このため、従来の変位検出装置１１と比較して、変
位検出装置５０の固定時にステム１８に生じる力を大幅
に低減することができ、クランプ時のねじの締めすぎ等
によるステム１８の塑性変形を防止することができる。

【００１８】これにより、リニアボールベアリング２２
とステム１８の内周面とのクリアランスが一定に保た
れ、したがってリニアボールベアリング２２の性能を損
なうことがないので、スピンドル１２の摺動が円滑に行
われ、測定子１４の被測定物に対する接触圧を一定に保
つことが可能となる。

【００１９】このように、第一実施例によれば、変位検
出装置５０を測定スタンド等に取り付けて使用する場合
に、ステム１８の変形を防止できるので、スピンドル１
２とリニアボールベアリング２２との間の摺動性を良好
に維持でき、変位検出装置５０の精度の悪化が防止され
る。また、変位検出装置５０を確実に測定スタンド等の
支持部材６２に取り付けることができる。また、変位検
出装置５０を支持部材６２に取り付ける際、取付孔６４
に挿入した被覆部５６が取付孔６４内で動かないように
嵌合されているので、その嵌合によって被覆部５６が内
側へ変形したとしても、その変形を隙間で吸収すること
ができる。 また、例えば、取付孔６４に対して支持部材
６２の段部５４に当接する面およびナット６０に当接す
る面が直角でないとき、ステム１８の外周部と被覆部５
６との間に隙間を設けない場合には、ナット６０をスピ
ンドル１２の軸方向に締めつけるとその締めつけ力によ
るラジアル方向への分力がステム１８の外周部に作用す
る。これにより、ステム１８が変形し、リニアベアリン
グ２２とステム１８の内周面とのクリアランスが変化し
てしまう。これに対し、本考案では、ステム１８の外周
部と被覆部５６との間に隙間を設けているので、ラジア
ル方向への分力が生じ、その分力が被覆部５６の外周部
に作用しても、その分力を隙間で吸収することができ
る。従って、ステム１８やボールベアリング２２にその
影響による不具合が生じるのを防ぐことができる。

【００２０】また、変位検出装置５０を取り付ける際に
締めつけ力の加減を微調整する必要がなく、取り付け作
業を容易、且つ迅速に行うことが可能となる。更に、従
来の変位検出装置１１に比較して、わずかな部品変更だ
けで対応することができるので、コストが上昇すること
もない。また、本考案では、ステム１８の外周部と被覆
部５６との間に隙間を設けているので、被覆部５６の内
径に多少誤差が生じても、被覆部５６の内周部がステム
１８の外周部に当接していなければよい。従って、容易
に製造でき、生産性の向上を図ることができる。つま
り、ステム１８の外周部と被覆部５６との間に隙間を設
けない場合には、ステム１８にラジアル方向の力が生じ
ないように被覆部５６の内径を精度良く形成しなければ
ならないので、その製造が難しくなり、生産性が低下し
てしまうが、本考案では、隙間が設けられていることに
より、被覆部５６の内周部がステム１８の外周部に当接
しないようにすればよいので、製造が容易になり、生産
性を向上させることができる。

【００２１】次いで、本発明に係る変位検出装置の第２
実施例について説明する。図５は本考案の第２実施例に
係る変位検出装置の断面図、図６は図５の変位検出装置
に装着される固定部材の正面図である。ここで、前述し
た第１実施例の変位検出装置と同一の部材については同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００２２】図５に示すように第２実施例に係る変位検
出装置６６はその固定部材６８が前記第１実施例の固定
部材５２と異なる。即ち、固定部材６８の段部７２には
ラジアル方向にねじ孔７４が穿設されており、このねじ
孔７４にねじ７６が螺合されている。ねじ７６の先端は
内筒部２０の外周を所定の圧力で押圧し、固定部材６８
と内筒部２０との空転を防止する機能がある。

【００２３】このため、変位検出装置６６を前述した支
持部材６２に取り付けるためにねじ部５８にナット６０
を締めつけたとき、この締めつけトルクによる固定部材
６８の内筒部２０に対する空転が防止される。従って、
取り付け作業時に固定部材６８が空転を起こさないよう
に注意を払う必要がなくなり、取り付け作業が容易とな
る。特に、図７に示すように複数の変位検出装置６６を
支持部材７１の複数の取付孔６９に取り付ける場合に作
業のしづらい中央の取付孔６９Ａへの取り付け作業が容
易となる。

【００２４】一方、ねじ７６は本体１０に対してラジア
ル方向に押圧力を加えているが、リニアボールベアリン
グ２２の位置する部分を押圧していないので、スピンド
ル１３とリニアボールベアリング２２との摺動性を悪化
させることはない。また、図６に示すように固定部材６
８の段部７２には平目のローレット加工が滑り止めとし
て施されており、治具への取り付け、取り外しに際して
このローレット加工された部分を把持しながら作業を行
う。尚、ローレット加工の形状は、平目に限らず、あや
目等のどのような形状でもよい。或いは、六角、２面幅
等の加工を施してもよい。

【００２５】このように第２実施例によれば、段部７２
のラジアル方向に空転止めのねじ７６を取り付けるよう
にしている。このため、変位検出装置６６を支持部材６
２等の治具に取り付ける場合に固定部材６８の内筒部２
０に対する空転を防止でき、ねじ部５８へのナット６０
の締めつけ作業、支持部材６２への取り付け作業を短時
間で容易に行うことができる。また、変位検出装置６６
を工場で組み立てる場合にも同様な理由により組立を容
易に行うことができる。

【００２６】また、段部７２の外周に滑り止めのローレ
ット加工を施しているので、取り付け作業時の滑りが防
止され、作業を簡単且つ確実に行うことができる。更
に、ローレット加工によって作業を行う場合に把持すべ
き位置を作業者が容易に認識できるので、把持位置を示
すのにも役立つ。これにより、力をかけて良い位置が明
確となり、変位検出装置６６の破損を未然に防止するこ
とができる。

【００２７】

【００２８】以上、本考案について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本考案はこの実施例に限定されるもので
はなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の
改良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【００２９】例えば第１実施例では、スケール１６の移
動変位量を検出するエンコーダとして、光学式のものを
使用しているが、これに限らず、静電容量型のエンコー
ダを用いることも可能である。

【００３０】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
変位検出装置を確実に測定スタンドに取り付けることが
できるとともに、スピンドルの摺動性を良好に維持で
き、これにより測定精度の悪化を防止することが可能と
なる。また、被覆部は、本体のボールベアリングが位置
する外周部に対して隙間をあけて形成されているから、
部品の製作精度に影響されずに測定精度を維持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る変位検出装置の要部
断面図である。

【図２】図１の変位検出装置に装着される固定部材の正
面図である。

【図３】図１の変位検出装置を使用する際の作用を示す
正面図である。

【図４】図１の変位検出装置の使用状態を示す正面図で
ある。

【図５】本考案の第２実施例に係る変位検出装置の断面
図である。

【図６】図５の変位検出装置に装着される固定部材の正
面図である。

【図７】図５の変位検出装置が支持される支持部材の平
面図である。

【図８】他の固定部材の正面図である。

【図９】図８の固定部材が取り付けられた変位検出装置
の正面図である。

【図１０】従来の変位検出装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 本体 １２ スピンドル １４ 測定子 １６ スケール １８ ステム ２０ 内筒部 ２２ リニアボールベアリング ４０ 検出器 ５０ ６６ ８２ 変位検出装置 ５２ ６８ ７８ 固定部材 ５４ 段部 ５６ 被覆部 ５８ ねじ部（取り付け部） ６０ ナット ６２ ７１ 支持部材

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の本体と、この本体の内部にボール
   ベアリングを介して軸方向に移動可能に配設され先端に
   被測定物と当接する測定子を有するスピンドルとを含ん
   で構成され、前記本体のスピンドルの位置する外周部が
   支持部材に取り付けられて使用される変位検出装置にお
   いて、前記本体の外周部は、その内側面に前記ボールベアリン
   グが設けられているステムと、前記ボールベアリングと
   離れた位置でステムと一体的に形成された内筒部とを備
   えており、 前記ステム を覆うとともにそのステムに対して隙間をあ
   けて形成された筒状の被覆部及び、この被覆部より径大
   にされ、且つ前記本体の内筒部に固定されている、筒状
   の段部を有する固定部材と、 この固定部材の被覆部外周に、前記支持部材が位置した
   状態で、前記段部に対して前記支持部材をスピンドル軸
   方向の締め付け力で固定する取り付け部とが設けられて
   いることを特徴とする変位検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の変位検出装置におい
   て、前記固定部材の段部は、前記ステムに設けられた段
   差と、前記内筒部に螺合した筒状のスリーブとによって
   挟圧されて前記ボールベアリングとは別位置となる本体
   の内筒部に固定されていることを特徴とする変位検出装
   置。