JP3643940B2 - 測長装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、例えばノギス式の測長装置または測高ゲージを要旨とするものであり、さらに詳しくはノギスまたは測高ゲージのスライダの案内の問題およびジョウの平行構造の調整の問題の解決を要旨とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
高精度のノギスと測高ゲージは、軽量さと製造コストの低廉であることを長所としていることで知られたアルミニウムまたはプラスチック材料を使用して製造することができることは、最近になって知られたことである。ソシエテ・アノニム・デ・エスタブリッシュメンツ・ピエール・ロッシュにより１９９１年１０月１７日付出願されたドイツ実用新案ＤＥ−Ｕ−９１１２９２３．０はそのようなノギスの一例である。
【０００３】
前記の実用新案に記載された装置には、スライダ３がその摺動時にスライダの一部を形成しているリブ１６により案内されてビームに属する第１滑路１４に係合する。第２滑路１３に係合したバネ８は第２案内面を提供しルーラに対して押圧力を加えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この設計では二つの可動部（スライダとバネ）と固定部（ビーム）の間の接触面が大きいために摩擦を生じてノギス、特に大型のノギスの取扱いを困難にしている。さらにこの摩擦は、バネを交換しない限り調整ができない。さらに、滑路１３と１４の全面およびビームの外側面までもが案内に関与するのに対して、滑路の底は衝撃から防御されている。もしビームが損傷したりすると、もはやスライダの正確な制御が保証されずスライド動作が完全に妨害を受けてしまう虞すらある。特に、ビームがアルミニウム等の弱い金属である時にこのことが言える。
【０００５】
そして、リブ１６は溝１４に正確に対応せねばならず、このことで厳しい製造上の制約を受けコスト高を招く。従って、もしビームまたはスライダが摩耗を受けやすい材質であると、ノギスの製品寿命が確保できない。しかも、ジョウの平行構造は、製造過程の加工で決定するので平行構造の欠陥、例えば上記した案内機構の不正確な構造、固定ジョウの取付ミスや、摩耗もしくは衝撃などの結果生ずる寸法の変化等によるものがあるとその補正は出来ても大変な困難を伴う。
【０００６】
フランス特許出願ＦＲ２４８１４４１号（Latschbacher−特に第４図参照）は、測長機器を開示しているが、スライダ３はスライダの二つの両端面に配置された取付要素１７によりビーム１に案内される。取付要素１７と１８は、ビームの端部の壁７と８の輪郭に対応する輪郭の長手方向溝を有する。この場合も、また、この機器の製造には厳しい公差基準が要求され、摩耗及び摩擦が大きい。
【０００７】
本願発明の目的は、例えば、ルーラとスライダの間の摩擦を最小限にしてスライダの動きを円滑且つ規則的にするノギス又は測高ゲージの様な測長装置を提供することにある。これにより摩擦は、好ましくはネジによって簡単に調整することができるのである。
【０００８】
他の目的は、案内を受け持つビームの各部が衝撃から防護された測長装置を提供することにある。
【０００９】
さらに他の目的は、ジョウの平行構造が製造の後でも固定ジョウまたは可動ジョウを回動することにより簡単に修正できるノギスを提供することにある。
【００１０】
さらに本願発明の他の目的は、スライダまたは固定ジョウを個々に取り付けたり交換したりして平行構造を調整することのできるノギスを提供することにある。こうした調整能力は製造と使用の過程における柔軟性を増大させるため、使用部品の交換が可能でノギス全体まで交換する必要がない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は本願において、ビームの第１面に第１長手方向滑路を設け前記第１面に対向する第２面に第２長手方向滑路を設け、直接の接触なしに前記ビームに沿ってスライダを摺動自在とさせ、該スライダの前記ビームに対する位置は長さの測定を可能とし、前記スライダには第１長手方向溝と第２長手方向滑路を設け、第１長手方向滑路と前記第１溝には第１長手方向案内シャフトを係合させ、前記スライダには第２長手方向溝を設け、前記第２滑路と前記第２長手方向溝には第２長手方向案内シャフトを係合させ、前記第１滑路と前記第１案内シャフトの間の接触面、即ち接触面積は前記第１滑路に係合した部分の外側面の面積以下であることを特徴とする測長装置により達成された。
【００１２】
本願発明の特徴は、第１滑路と第１案内シャフトの間の接触面積がシャフトの前記第１滑路に係合した部分の外側面積より小であることである。
【００１３】
好ましい実施例は、第２滑路と第２案内シャフトの間の接触面がシャフトの第２滑路に係合した部分の外側面積より小である。
【００１４】
本願発明の好ましい実施例によると、前記接触面の少なくとも一つが一つ以上の線分に相当する面積にまで減少する。また、本願発明の好ましい実施例によると案内シャフトの少なくとも一つがその両端でのみスライダに支持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明を添付の図を参照して以下に説明する。本願発明を示す図はすべてノギス固有の問題に関するものであるが、本願発明の特徴はあらゆる種類の長さの測定、深度の測定、間隔または径の測定のための装置、例えば高さ又は長さを測定する測高ゲージによく適合する点にある。
【００１６】
従来技術の説明で述べた通り、図１のノギス１はビーム２を含み、該ビーム２をスライダー６が摺動する。基準面４を有する固定ジョウ３は、前記ビームに前記基準面４が少なくとも略々直交するように固定されている。他の実施例では、前記基準面４は前ビームと９０゜以外、例えば、４５゜の角度を画定するのであってもよい。可動ジョウ７は、スライダ６と一体であり前記基準面４と平行の基準面８を有している。デジタル表示装置９は、前記二つの基準面の間の距離を示している。
【００１７】
そして、ジョウ３、７の間の距離に相当する長さの測定は、例えば静電容量型あるいは光電型のシステムを利用して行うことができる。改変例によっては、前記表示装置を例えばダイアルのようなアナログ式にしたり、距離はそれ自体は公知である副尺を利用して測定してもよい。デップスの竿１０は、深さを測定するためにスライダー６に固定されている。前記ビーム２とスライダー６は、好ましくはアルミニウム製で、スライダー６は、図示はないがスイス特許ＣＨ６７１，０９７号（１９８９年７月３１日−ハンス・マイヤー）から知られるように合成樹脂材で耐衝撃性のある防護のための詰めものをすることもできる。
【００１８】
本願発明は、また、合成樹脂もしくは鋼鉄製のビーム及び／又はスライダーに応用することができる。前記ジョウ３、７は、好ましくは全体が鋼鉄製である。前記ビーム２上に固定ジョウ７を取付ける原理は、追って説明するがこれによりジョウの平行な構成を修正することができるものである。また、ジョウをアルミニウム製である改変例としてもよい。この場合は、両基準面は公知の方法で鋼製にして、ろう付けその他手段でジョウに取り付ける。
【００１９】
本願発明の案内装置を、図２と図３を参照して説明する。図面の簡略化のために、発明の理解に重要でない詳細事項、例えば、表示や測定の電子的構成は図示していない。
スライダー６は、ビーム２を完全に包囲しているが、部分的に、例えば三方のみを包囲するのでもよい。本願発明の重要な特徴は、ビーム２とスライダ６に直接的な接触がなく、このために摩擦を減少させたり、ビーム２が受けた衝撃の結果おきるジャミングの問題を軽減することができる。
【００２０】
スライダ６の案内は、２本の長手方法案内シャフト２１と２５によって行われる。第１案内シャフト２５は、例えばフライス削りか押し出し加工でスライダの内部の上面に形成された第１溝２６に係合し、同時にビームに加工形成された滑路２７に係合している。一方、第２案内シャフト２１は、スライダの内部の上面に加工形成された第２溝２３に係合していると同時にビーム２に加工形成された第２滑路２２にも係合している。これらの案内シャフトは、摩耗に対して耐久力がなければならないが、ビーム及び／またはスライダとは異なってもビームの硬度に適合する材質ならば使用してもよい。例えば、電解処理を施したアルミニウム、青銅、ベリリウム・ブロンズ、ニッケル・メッキの鋼鉄で製造することも可能である。
【００２１】
また、同様にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）のコーティングで被覆して摩擦を減少させることもできる。これらの硬度は、５０ＨＲＣに等しいか、又はそれ以上であるのが好ましい。
滑路２２と２７の形状は、それぞれ案内シャフト２１と２５の形状に適合させて、相互の接触面２４と３２を最小限にしている。この接触面は好ましくは、案内シャフトの滑路に係合した部分、すなわち図３に破線で示した輪郭の範囲内の外面以下である。理想化された状態では、この接触面は一つ以上の線分にまで減少される。
【００２２】
この特徴で、長手方向の正確な案内と摩擦の減少を確保することが可能となった。さらに、この方法で案内部は衝撃からよく保護された部分、すなわち、滑路の底部方向に限定されるのである。
前記案内シャフトで第１および第２滑路に係合した部分は、好ましくは円のセグメントの断面を有しており、滑路はより大なる径の円のセグメントに相当する断面を有する。このように、各案内シャフトと対応する滑路の間の接触面は、それぞれ線分２４と３２にまで減少される。このように、滑路２２、２７と案内シャフト２１、２５の径の差を約０．１ミリとすることで良好な結果が得られる。
【００２３】
滑路と案内シャフトの他の実施例は図４〜図６に示されており、第２滑路と第２案内シャフトの場合（基準）を図示しているが、容易に第１滑路と第１シャフトの場合（調整）に適合させることができる。図４では、滑路２２が三角形の輪郭を有しているのに対して案内シャフト２１は円形の輪郭を有している。この形状では、接触面は二つの線分２４，２４にまで減少される。この構成は、スライダのさらに正確な案内を意図したものである。
【００２４】
図示はされないが、滑路と案内シャフトの他の形状で接触面を一つ以上の線分に減少させるものが着想されている。多角形、例えば台形の滑路の壁と底部の角が約３０゜から６０゜の間とし、円形または略々楕円形の案内シャフトと組み合わせると製造コストは高くなるが案内の精度はきわめて高く接触面は複数の線分に減少されビームが変形した場合も閉塞するおそれは少なくなった。長楕円形または楕円形状あるいは平坦な壁と丸い底部を有するより深い滑路を適当な円形で長楕円形あるいは略々楕円のシャフトと組み合わせると、さらに滑路の底部の接触面を衝撃からよく防御されている箇所に移すことが可能である。
【００２５】
図５では、滑路が図３と同様の形状をしているのに対して、溝２３は略々楕円の案内シャフトに適合させられた形状をしている。このように、案内シャフトは、溝の中では横方向にさらに好適に保持され、傾斜の危険が減少した。この横方向の保持は図６の実施例において、さらに改良されている。この実施例での案内シャフトは、矩形部または長方形部７０に他の曲線部、好ましくは円形部７１を取り付けた輪郭を有する。矩形部は、溝に遊びなしで適合するために厳密な許容度で加工されている。円形部は、滑路の表面より小であり出来るならば接線となるように滑路に適合されている。この改変例は、溝内部でのシャフトの横方向保持に優れている。この案内シャフトの形状は、また第３図に示される第１溝２６と第１滑路２７の形状にも特によく適合されている。
【００２６】
案内溝の形状は、線引きダイスを使用した線引きにより得られるように簡単であることが好ましい。
本願発明の他の特徴によれば、図２に示されるように第２案内シャフト２１はその二両端でのみスライダ６に支持されている。これらの二つの接触点の間には、中空のスペース３３が該シャフトの下で切り欠かれている。このように二つの接触点の間ではシャフトが中空スペース内で弾力をもって支持されているので、如何なる幾何学的な欠陥をも吸収して、その結果正確な機能を確保し摩擦もほとんどなくジャミングのおそれもない。
【００２７】
第１案内シャフト２５は、その両端でスライダ内に係合した二つのネジ２８によってビーム２に支持されている。これらのネジは、シャフトによりビーム２上に加えられた圧力が規制され製造公差の遊びを吸収するのを許容している。スライダ６は、これらのネジ２８を通じてのみビーム２の方向に第１案内シャフト２５上に圧力を加えており、該第１案内シャフト２５はネジの先端で形成された二つの接触点の間に多少の弾力性を維持している。一方、第１溝２６の側面は、第１案内シャフトの側方の変位を防止するように加工形成されている。図３に示す実施例では、第１案内シャフト２５とスライダ６の間に二つの接触線分がある。この構成は、ジョウの半径方向の傾斜を最小限にしている。この傾斜は、第１案内シャフトが図６に図示されたシャフトの形状をしていると更に減少する。
【００２８】
第１案内シャフト２５の全長に図７に示す板バネ２９がビーム２の方向に圧力を加えている。この板バネは、第１湾曲部６０と、直線部６１と、第２湾曲部６２を含む。この板バネの位置保持力は数ニュートンのオーダーである。取り付け時には、バネの湾曲部は床部に圧接されて動作公差に近似する。この板バネは、可動部の作動時における遊びの吸収を許容する。これにより定常的な摩擦力を維持して平行構造の僅かな欠陥をも補正する。
【００２９】
ネジ１１は、ビーム上の第１案内シャフト２５上の摩擦を制御する。このネジ１１は、ネジ２８が製造中または保守点検作業の過程で一回だけ調整するのが望ましいのと異なり、スライダの移動を容易にするために毎日調整したり所定のスペースに完全にロックすることもできる。
前述した合成樹脂による衝撃防止詰めものは図示されていないが、案内シャフトを保持してそのすべりを防ぐ。あるいは、案内シャフトの端部においてスライダにストッパを使用することもできる。また、第２案内シャフト２１をスライダの二つの接触点の水準で公知の手段を使いスライダと一体にすることもできる。
【００３０】
つぎに、図２にもどって固定ジョウ３をビーム２に固定する問題を検討する。
公知の技術では、ジョウ３と７の基準面４と８の四辺形構造は、全体を組み立てて加工、例えば研削により得ることができる。
この結果はコスト高であり、これでは製作後、例えば、修理中に平行な構成を修正することはほとんど不可能になる。それでも、たとえこうした欠点が製作費がとにかく高価で変形をほとんど受けないほど頑丈な鋼鉄製ノギスとしては許容できるものであっても、低コストで製造可能でなければならず修理が頻繁に必要となりがちなアルミニウム製のノギスにとっては完全に受け入れがたいものである。しかも、もしビームが変形を受け滑り動作に支障が生じると、スライダのネジ２８に必要な補正を行うと平行構造が失われかねず修正可能であることが必要になる。
【００３１】
固定ジョウ３は、ジョウの回転のポイントであるシャフト８０を中心としてビーム２に対して枢動することができる。二本の調整ネジ８１と８２は、二つの基準面４と８の平行構造の微調整を可能とする。これらのネジは、対向して設けられており位置のロックを保証する。調整は、二つの面が完全に平坦になり一方が他方に圧接されるまで、ジョウを閉じて二つのネジを調整することにより行われる。調整の過程においては、ジョウの間にゲージ・ブロックを設けて使用してもよい。
【００３２】
とくに、アルミニウム等の弱い材質が使用されている場合は、圧力の配分のために少なくともネジの一つの下にブロック８３を設けてもよい。同様に、締め付けた状態を支持するために少なくともネジの一つの下に板バネ８４を設けることもできる。このバネは、例えば、通常は湾曲した形状をしており締結のために圧縮することができる。
【００３３】
図示されていない改変例では、平行構造を調整するためには一つだけのネジを使用し、他のネジは十分に強度なバネで交換してもよい。このように、調整は一つのネジについてだけ行われるので容易になった。固定ネジの位置は、ジョウの半径方向位置を保持するロック用ネジ８５と８６でブロックされる。
この固定ジョウの形状で二つのジョウは、平行構造には注意を払う事なく基準面４と８の正確さにのみ注意して別個に加工することができる。
【００３４】
請求の範囲内であり図示されていない他の改変例としては、例えば案内装置には二つ以上、すなわち３個または４個の案内シャフトを設けることができ、異なる面に分散することもできるし、少なくともいくつかの面に数個の案内シャフトと共にグループ分けしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、前記したように、ビームの第１長手方向滑路とスライダの第１長手方向溝に第１長手方向案内シャフトを係合させ、ビームの第２長手方向滑路とスライダの第２長手方向溝に第２長手方向案内シャフトを係合させて、第１滑路と第１案内シャフトの間の接触面を第１長手方向案内シャフトの前記第１滑路に係合した部分の外側面以下として、ルーラとスライダの間の摩擦を最小限にしたのでノギスまたは測高ゲージにおいて、スライダの動きが円滑で規則的なものになった。
【００３６】
本願発明は、また第２滑路と第２長手方向案内シャフトの間の接触面を前記第２長手方向案内シャフトの前記第２滑路に係合した部分の外側面以下としてのでさらにスライダの動きが円滑となり正確な案内が可能となった。
【００３７】
本願発明は、さらに前記第１および第２の長手方向案内シャフトと第１および第２の滑路とのそれぞれの接触面の少なくとも一つを一つ以上の線分にまで減少させたので上記の効果にさらに改善が得られた。
【００３８】
本願発明は、さらに第１滑路および／または第２滑路を曲線の輪郭としたので第１長手方向シャフトおよび／または第２長手方向シャフトと第１滑路および／または第２滑路との接触面を少なくとも一つの線分にまで減少させることができるので、スライダのさらなる正確な案内を保証することが可能となった。
【００３９】
本願発明は、さらに案内シャフトと滑路の係合した部分を円のセグメントに対応する断面を有するようにしたので、案内シャフトと滑路の間の接触面を線分にまで減少する点で改良され、長手方向の正確な案内と摩擦の減少を確保する上で、前記の効果がさらに改善された形で得られることとなった。
【００４０】
本願発明は、さらに案内シャフトの少なくとも一つはスライダの両端のみで支持されているので、二つの接触面の間ではシャフトが中空スペース内で弾力をもって支持されており、如何なる幾何学的な欠陥をも吸収して、その結果正確な機能を確保し摩擦もほとんどなくジャミングのおそれもない。
【００４１】
本願発明は、さらに第１長手方向案内シャフトがバネ要素により前記ビームに対して支持されている構成を有しているので、可動部の作動時における遊びの吸収を許容し、これにより定常的な摩擦力を維持して平行構造の僅かな欠陥をも補正する効果を有するものである。
【００４２】
本願発明は、さらにスライダの両端でのシャフトとの接触部のネジで案内シャフトのビームへの力を制御する構成を有することにより製造中または保守点検において調整が可能である。
【００４３】
本願発明は、さらに案内シャフトが二両端でネジによりビームに対しての力を制御するだけでなく、その他の部分でもバネ要素で支持されているのでその箇所に別のネジを設けて圧力を調整できるので製造中または保守点検の過程で一回だけ調整するのではなく、日常の調整が容易になったり、スライダの所定のスペースへのロックが可能となる等の効果を有するものである。
【００４４】
本願発明は、さらにビーム、スライダ等をアルミニウム、合成樹脂製とする一方、案内シャフトの材質を電解アルミニウム、鋼鉄製、ブロンズ製、ベリリウム製等としたり、あるいはシャフトをＰＴＦＥでコーティングして摩擦を減少させることができるので広範な材質の選択が可能となった。
【００４５】
本願発明は、さらに固定ジョウと可動ジョウの少なくとも一つを一つのネジあるいは二つのネジで回動させて平行構造を修正したりしたことにより、ジョウの加工に際しては平行構造に注意を払うことなく基準面の正確さのみ注意して製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノギスの全体図である。
【図２】本願発明を導入したノギスの断面図である。
【図３】ノギスに導入された本願発明の案内装置の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】シャフトと滑路の第１改変例を示す図である。
【図５】シャフトと滑路の第２改変例を示す図である。
【図６】シャフトと滑路の第３改変例を示す図である。
【図７】バネ要素を示す図である。
【符号の説明】
２ ビーム
６ スライダ
２１ 案内シャフト
２３ 長手方向溝
２４ 接触面
２５ 長手方向案内シャフト
２７ 長手方向溝
２８ ネジ
２９ バネ要素
３２ 接触面
８０ シャフト
８１ ネジ
８２ ネジ

Claims (18)

1. ビームの第１面に第１長手方向滑路を設け前記第１面に対向する第２面に第２長手方向滑路を設け、
   直接の接触なしに前記ビームに沿ってスライダを摺動自在とさせ、該スライダの前記ビームに対する位置は長さの測定を可能とし、前記スライダには第１長手方向溝を設け、
   前記第１長手方向滑路と前記第１溝には第１長手方向案内シャフトを係合させ前記スライダには第２長手方向溝を設け、前記第２滑路と前記第２長手方向溝には第２長手方向案内シャフトを係合させ、前記第１滑路と前記第１案内シャフトの間の接触面は前記シャフトの前記第１滑路に係合した部分の外側面以下であることを特徴とする測長装置。
2. 前記第２滑路と第２長手方向案内シャフトの間の接触面は前記シャフトの前記第２滑路に係合したシャフトの部分の外側面以下であることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
3. 前記接触面の少なくとも一つは一つ以上の線分に減少したことを特徴する請求項２に記載の測長装置。
4. 前記第１滑路および／または前記第２滑路は曲線の輪郭を有することを特徴とする請求項３に記載の測長装置。
5. 前記案内シャフトの前記第１滑路に係合した部分と前記案内シャフトの前記第２滑路に係合した部分はそれぞれ円のセグメントに対応する断面を有し、前記第１滑路と前記第２滑路はそれぞれより大なる径の円のセグメントに対応する断面を有することを特徴とする請求項４に記載の測長装置。
6. 前記案内シャフトの少なくとも一つは前記スライダにその両端でのみ支持されていることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
7. 前記第１案内シャフトはバネ要素により前記ビームに対して支持されていることを特徴とする請求項６に記載の測長装置。
8. 前記スライダを通じるネジにより前記第１案内シャフトのビームへの力を制御することを特徴とする請求項６に記載の測長装置。
9. 前記第１シャフトは前記ネジによりその二つの両端にて前記ビームに、全長の他の部分にて前記バネ要素にて支持されていることを特徴とする請求項８に記載の測長装置。
10. 前記ビームおよび／またはスライダはアルミニウム製であることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
11. 前記ビームおよび／またはスライダは合成樹脂材料製であることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
12. 前記案内シャフトは電解アルミニウム製、鋼鉄製、ブロンズ製、ベリリウム製であることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
13. 前記シャフトはフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）でカバーされていることを特徴とする請求項１２に記載の測長装置。
14. 前記測長装置がノギスであることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。
15. ジョウの平行構造は少なくとも一つのネジにより補正されジョウのうち少なくとも一つを回動可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の測長装置。
16. ジョウの平行構造は少なくとも一つのネジにより補正され固定ジョウをシャフトを中心に回動可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の測長装置。
17. ジョウの平行構造は対向する二つのネジにより固定ジョウを回動可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の測長装置。
18. 前記測長装置が測高ゲージであることを特徴とする請求項１に記載の測長装置。

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