JP5118320B2 - デジタル式変位測定器 - Google Patents

Description

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

一般的なデジタル式変位測定器の一つであるデジタル式マイクロメータは、本体と、この本体に摺動自在に設けられたスピンドルと、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求め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、本体に固定されたステータと、スピンドルと同期回転可能に設けられたロータとが対向配置され、本体に対するスピンドルの変位量を、ステータに対するロータの回転角として検出する構造である。

ロータは、係合キーを有するロータ支持部材に支持されている。スピンドルの外周面軸方向にはキー溝が形成されており、このキー溝には係合キーが係合されている。これにより、ロータは、スピンドルの軸方向への進退にかかわらず定位置に保持され、ステータとの間隔が一定に保持されている。

測定にあたって、スピンドルは、デジタル式マイクロメータ本体に対し周方向に回転しながら軸方向へ進退される。すると、スピンドルに同期してロータ支持部材も回転されるから、ステータに対するロータの回転角が、エンコーダにより検出され、スピンドルの変位量に変換されてデジタル表示される。

ところで、一般に、キー溝は、円盤形状の回転刃により切削加工されるため、その両末端に、当該キー溝の直線状の底部とスピンドルの外周面とが連続するような円弧状の底部が形成される。

しかし、このようなキー溝では、スピンドルを後退移動させすぎた場合（オーバーストローク）、キー溝の末端の円弧状の底部に、係合キーの先端が食い込むおそれがある。係合キーの先端が円弧状の底部に食い込んだ状態でスピンドルを進退させると、ロータ支持部材もスピンドルと一体的に移動し、ロータとステータとの間隔が変化するという問題があった。

そこで、キー溝の末端に、係合キーと当接可能なストッパを設けて、オーバーストロークを防止する方法（特許文献１）が提案されている。また、これと同様のストッパを備え、係合キーとキー溝との係合に与圧力を用いてスピンドルとロータとの間の回転伝達誤差を防止するマイクロメータが提案されている（特許文献２）。

実開平７−１４３１０号公報 特開２００３−２０２２０１号公報

しかし、特許文献１においては、スピンドルを急激に、または過剰な力で後退させた場合、係合キーまたはストッパが、破損またはせん断されるおそれがある。係合キーが破損すると、回転伝達に支障が生じ、測定誤差の原因となる。ストッパがせん断されると、スピンドルのオーバーストロークを防止することができない。
また、特許文献２のように、係合キーとキー溝との係合に与圧力が用いられている場合、係合キーがストッパを乗り越えてしまうため、スピンドルのオーバーストロークを防止することができない。

本発明の目的は、係合キーとキー溝との係合手段にかかわらず、スピンドルのオーバーストロークを防止でき、スピンドルが急激に、または過剰な力で後退されても、構成要素を破損させることがなく、測定誤差を防止することができるデジタル式変位測定器を提供することである。

本発明のデジタル式変位測定器は、本体と、この本体に摺動自在に設けられたスピンドルと、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、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し、前記本体に固定されているステータとを有し、前記ロータは、前記スピンドルの外周面軸方向に形成されたキー溝に係合可能な係合キーを有するロータ支持部材に支持され、前記ステータとの間隔が一定に保持されているデジタル式変位測定器であって、前記本体は、前記スピンドルを貫通させるスピンドル挿入孔と、このスピンドル挿入孔の内面に形成され前記スピンドルの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部とを有し、前記エンコーダ構成要素とは別に、かつ前記本体側に設けられた第１係止部と、前記スピンドルに同期して移動され前記第１係止部に当接される第２係止部とを含み、両係止部が当接したときに前記スピンドルの進退を規制するオーバーストローク防止機構を有し、前記第１係止部は、前記雌ねじ部の前記本体内部側の端部に設けられ、前記第２係止部は、前記スピンドルの外周面周方向に沿って設けられたリング溝と、このリング溝に係合されるストップリングとを有し、このストップリングは、略円筒状に形成され円筒径が拡縮可能な部材であり、外周面の少なくとも一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部を有し、前記雌ねじ部に対し、前記テーパ部の径小側端面からは弾性変形によって挿通可能で、逆側の端面からは挿通不能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１係止部および第２係止部が当接したときにスピンドルの進退が規制されるので、キー溝の末端の円弧状の底部に係合キーの先端が食い込み、ロータとステータとの間隔が変化することを防止することができ、測定誤差が回避できる。
オーバーストローク防止機構を構成する第１係止部および第２係止部が、エンコーダ構成要素とは別に設けられているので、スピンドルを急激に、または過剰な力で後退させた場合においても、係合キーが、破損またはせん断されるおそれがなく、また、係合キーとキー溝との係合に与圧力が用いられている場合においても、係合キーがストッパを乗り越えることがない。
したがって、係合キーとキー溝との係合手段にかかわらず、スピンドルのオーバーストロークを防止でき、スピンドルが急激に、または過剰な力で後退されても、構成要素を破損させることがなく、測定誤差を防止することができる。

本発明において、前記本体は、前記スピンドルを貫通させるスピンドル挿入孔と、このスピンドル挿入孔の内面に形成され前記スピンドルの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部とを有し、前記第１係止部は、前記雌ねじ部の前記本体内部側の端部に設けられ、前記第２係止部は、前記スピンドルの外周面周方向に沿って設けられたリング溝と、このリング溝に係合されるストップリングとを有し、このストップリングは、略円筒状に形成され円筒径が拡縮可能な部材であり、外周面の少なくとも一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部を有し、前記雌ねじ部に対し、前記テーパ部の径小側端面からは弾性変形によって挿通可能で、逆側の端面からは挿通不能に構成されていることを特徴とする。
なお、ストップリングを構成する円筒径が拡縮可能な部材としては、金属や樹脂などの弾性部材が挙げられるが、特に金属が好ましい。

このような構成によれば、ストップリングが、略円筒状に形成され円筒径が拡縮可能な部材であり、外周面の少なくとも一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部を有し、雌ねじ部に対し、テーパ部の径小側端面からは弾性変形によって挿通可能に構成されているので、スピンドルにストップリングを係合された状態で、ストップリングをテーパ部の径小側端面から本体の雌ねじ部に挿通し、さらに、スピンドルの雄ネジ部を本体の雌ねじ部に螺合させることで、スピンドルとストップリングとを本体に組み付けることができる。すなわち、ストップリングをスピンドルに係合させるための開口部を本体に設ける必要がない。

また、ストップリングは、テーパ部の径小側端面と逆側の端面からは本体の雌ねじ部に挿通不能に構成されているので、第１係止部である雌ねじ部の本体内部側の端部と、前記第２係止部であるストップリングのテーパ部の径小側端面と逆側の端面とが当接したときに、スピンドルの進退が規制され、スピンドルのオーバーストロークを防止することができる。さらに、第１係止部と第２係止部とは、円周面で当接するので、より確実にスピンドルのオーバーストロークを防止することができる。

本発明において、前記ストップリングは、円筒の一部に切欠きを有するＣ字形状であることが好ましい。
このような構成によれば、ストップリングは、円筒の一部に切欠きを有するＣ字形状であるから、ストップリングの円筒径が容易に拡縮可能で、第２係止部を構成するストップリングとして好適に使用することができる。

本発明の他のデジタル式変位測定器は、前記本体は、前記スピンドルを覆うように設けられた内筒を有し、前記第１係止部は、前記内筒に設けられた段差部であり、前記第２係止部は、前記スピンドルの外周面に設けられ前記スピンドルの外周面から突出する突起部であることを特徴とする。
本発明によれば、第１係止部は、内筒に設けられた段差部であり、第２係止部は、スピンドルの外周面に設けられスピンドルの外周面から突出する突起部であるので、第１係止部と第２係止部とが当接したときに、スピンドルの進退が規制され、スピンドルのオーバーストロークを防止することができる。

本発明において、前記突起部は、前記スピンドルの外周面に設けられた突起部材収納孔と、この突起部材収納孔に係合される突起部材とによって構成され、前記内筒は、前記内筒の外周面から内周面まで貫通し、前記突起部材が通過可能な突起部材取付孔を有し、この突起部材取付孔を介して、前記突起部材が、前記突起部材収納孔に係合されることが好ましい。
このような構成によれば、突起部が、スピンドルの外周面に設けられた突起部材収納孔と、この突起部材収納孔に係合される突起部材とによって構成されるので、突起部の構成が単純であり、従来の構造のデジタル式変位測定器に突起部を付け加えることが容易である。また、内筒が、内筒の外周面から内周面まで貫通し、突起部材が通過可能な突起部材取付孔を有し、この突起部材取付孔を介して、突起部材が、突起部材収納孔に係合されるので、突起部材の突起部材収納孔への取り付けが容易である。

本発明において、前記内筒に防水機構が設けられ、この防水機構は、前記内筒の外周面周方向に沿って前記突起部材取付孔を挟むように設けられた二つの防水リングと、前記内筒を覆うように設けられ前記二つの防水リングに当接する外筒とを有することが好ましい。
このような構成によれば、内筒が、内筒の外周面周方向に沿って突起部材取付孔を挟むように設けられた二つの防水リングと、内筒を覆うように設けられ二つの防水リングに当接する外筒とから構成される防水機構を有するので、内筒の内部と外部が遮断され、デジタル式変位測定器の防水性を向上することができる。また、突起部材取付孔から埃などの異物が入り込むことを防ぐことができる。

本発明の他のデジタル式変位測定器は、前記本体は、前記スピンドルを覆うように設けられた内筒と、この内筒の外周面を覆うように設けられ前記スピンドルと同期して移動するシンブルとを有し、前記第１係止部は、前記内筒の外周面に設けられ前記内筒の外周面から突出する突起部を含み、前記第２係止部は、前記シンブルの内周面に形成され前記スピンドルの軸を中心とする円周状の段差部を含むことを特徴とする。
本発明によれば、第１係止部は、内筒の外周面に設けられ内筒の外周面から突出する突起部であり、第２係止部は、シンブルの内周面に形成されスピンドルの軸を中心とする円周状の段差部であるので、第１係止部と第２係止部とが当接したときに、スピンドルの進退が規制され、スピンドルのオーバーストロークを防止することができる。

また、第２係止部が、シンブルの内周面に形成されスピンドルの軸を中心とする円周状の段差部であるので、突起部が内筒外周面の周方向のどこにあっても、スピンドルのオーバーストロークを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態に係るデジタル式変位測定器であるデジタル式マイクロメータ１の部分断面図を示す。図１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２０と、本体１０の内部においてスピンドル２０の変位量を検出するエンコーダ３０と、スピンドル２０のオーバーストロークを防止するオーバーストローク防止機構４０と、測定値を表示するディスプレイ５０とを有している。

本体１０の一端には、アンビル１０Ａが設けられ、他端には、スピンドル２０を摺動自在に支持する軸受筒１１が設けられている。軸受筒１１は略円筒形状に形成され、その内周にスピンドル２０が挿通されて支持されている。また、軸受筒１１の内周面には、その軸方向に沿ってクランプカラー１２１が設けられている。本体１０の外部に設けられた図示しないクランプねじを操作することで、クランプカラー１２１がスピンドル２０を締め付け、スピンドル２０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１４を回転操作することで、スピンドル２０をアンビル１０Ａに対して進退させるようになっている。

スピンドル２０は、一直線上に配置されたスピンドル本体２１と、雄ねじ部であるねじ軸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とを備えている。スピンドル本体２１とねじ軸２２とは、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２０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、他端部にはスピンドル２０を内部に貫通させ、摺動自在に保持するスピンドル挿入孔１３０を備えている。スピンドル挿入孔１３０の内周面には雌ねじが螺刻されており、この雌ねじ部１３１は、スピンドル２０のねじ軸２２と螺合されている。

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、この雄ねじにはテーパナット１３４が螺合されている。この内筒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１３２が形成されている。テーパナット１３４は、スピンドル２０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１３４を回転させて、内筒１３の軸方向に進退させると、三つ割部１３２の締め付け具合が変化して、スピンドル挿入孔１３０の内径が変化する。このように、スピンドル挿入孔１３０の内径を変化させ、スピンドル２０と内筒１３との嵌合を調整することが可能となる。

なお、スピンドル２０の端部には、スピンドル２０を進退させてアンビル１０Ａとともに被測定物を狭持する際、被測定物を加圧しすぎて破損させないように、被測定物を定圧で把持するためのラチェット１５が設けられている。

エンコーダ３０は、静電容量式エンコーダであって、スピンドル２０の周方向に回転するロータ３１と、このロータ３１と所定間隔あけて対向し、本体１０に固定されているステータ３２とを備えている。
ロータ３１は、係合キー３１１を有するロータ支持部材３１２に支持されている。係合キー３１１は、ロータ支持部材３１２に設けられスピンドル２０の軸方向に垂直なねじ孔３１３に螺合され、係合キー３１１の円錐形状の先端部が、スピンドル２０のキー溝２３に係合されている。これにより、ロータ３１は、スピンドル２０の軸方向への進退にかかわらず定位置に保持され、ステータ３２との間隔が一定に保持されている。

オーバーストローク防止機構４０は、本体１０側に設けられた第１係止部４１と、スピンドル２０に同期して移動され第１係止部４１に当接される第２係止部４２とを備え、両係止部４１、４２が当接したときにスピンドル２０の進退を規制する。
第１係止部４１は、スピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１の本体１０内部側の端部１３０Ａからなる。第２係止部４２は、スピンドル２０のねじ軸２２の外周面周方向に沿って設けられたリング溝２２１と、このリング溝２２１に係合されるストップリング２２２とを有する。
両係止部４１、４２は、スピンドル２０を後退させ続けたとき、係合キー３１１がキー溝２３のアンビル１０Ａ側の端部にさしかかる手前で、互いに当接するように配置されている。

図２に、リング溝２２１に係合されたストップリング２２２を、図３に、ストップリング２２２の斜視図を示す。
ストップリング２２２は、円筒の一部にスリット２２２Ｂを有するＣ字形状の金属部材で、円筒径が容易に拡縮可能である。ストップリング２２２は、外周面の一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部２２２Ａを有し、ストップリング２２２の外径はスピンドル挿入孔１３０よりも大きく、ストップリング２２２のテーパ部２２２Ａの最小外径はスピンドル挿入孔１３０よりも小さい。これにより、ストップリング２２２は、スピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１に対し、テーパ部２２２Ａの径小側端面からは弾性変形により挿通可能であり、逆方向からは挿通不能に構成されている。ストップリング２２２は、テーパ部２２２Ａをアンビル１０Ａ側に向けてリング溝２２１に係合されている。

スピンドル２０の本体１０への取り付けにあたって、スピンドル２０は、ストップリング２２２が係合された状態で、スピンドル挿入孔１３０のアンビル１０Ａと逆側の端部から挿入される。この時、スピンドル挿入孔１３０からストップリング２２２のテーパ部２２２Ａに圧力がかかり、弾性変形によって、ストップリング２２２の外径が小さくなり、ストップリング２２２が、スピンドル挿入孔１３０に挿入される。スピンドル２０を挿入していくと、やがてストップリング２２２がスピンドル挿入孔１３０から外れ、弾性変形で小さくなっていたストップリング２２２の外径は元に戻る。

測定にあたっては、シンブル１４を回転操作することでスピンドル２０をアンビル１０Ａに対して進退させ、スピンドル２０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２０の回転が、係合キー３１１およびロータ支持部材３１２を介してロータ３１に伝達される。エンコーダ３０により検出されたロータ３１の回転角が、スピンドル２０の軸方向の変位量に変換されてディスプレイ５０に表示される。

スピンドル２０を後退させ続けると、係合キー３１１がキー溝２３のアンビル１０Ａ側の端部にさしかかる手前で、ストップリング２２２のテーパ部２２２Ａと逆側の端面が、スピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１の本体１０内部側の端部１３０Ａに当接し、スピンドル２０の進退が規制される。よって、スピンドル２０のオーバーストロークを防止することができる。

上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）第１係止部４１および第２係止部４２が当接したときにスピンドル２０の進退が規制されるので、キー溝２３の末端の円弧状の底部に係合キー３１１の先端が食い込み、ロータ３１とステータ３２との間隔が変化することを防止することができ、測定誤差が回避できる。
（２）オーバーストローク防止機構４０を構成する第１係止部４１および第２係止部４２が、エンコーダ３０の構成要素とは別に設けられているので、スピンドル２０を急激に、または過剰な力で後退させた場合においても、係合キー３１１が、破損またはせん断されるおそれがなく、また、係合キー３１１とキー溝２３との係合に与圧力が用いられている場合においても、係合キー３１１がストッパを乗り越えることがない。
（３）第１係止部４１と第２係止部４２とは、円周面で当接するので、より確実にスピンドル２０のオーバーストロークを防止することができる。

（４）ストップリング２２２が、略円筒状に形成され円筒径が拡縮可能な部材であり、外周面の少なくとも一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部２２２Ａを有し、スピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１に対し、テーパ部２２２Ａの径小側端面からは弾性変形によって挿通可能に構成されているので、スピンドル２０にストップリング２２２を係合させた状態で、ストップリング２２２をテーパ部２２２Ａの径小側端面からスピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１に挿通し、さらに、スピンドル２０のねじ軸２２をスピンドル挿入孔１３０の雌ねじ部１３１に螺合させることで、スピンドル２０とストップリング２２２とを本体１０に組み付けることができる。すなわち、ストップリング２２２をスピンドル２０に係合させるための開口部を本体１０に設ける必要がない。

（５）ストップリング２２２は、円筒の一部にスリット２２２Ｂを有するＣ字形状の金属部材であるから、ストップリング２２２の円筒径が容易に拡縮可能で、第２係止部４２を構成するストップリング２２２として好適に使用することができる。また、金属製のストップリング２２２においては、樹脂製のストップリング２２２において問題となる経時劣化が起こりにくいという利点がある。

［第２実施形態］
図４に、本発明の第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータ１のスピンドル２０周辺の部分断面図を、図５に、本発明の第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータ１のオーバーストローク防止機構４０の一部を切欠いた斜視図を示す。ここにおいて、本実施形態は、内筒１３に突起部材取付孔１３５と防水機構６０とが設けられている点と、オーバーストローク防止機構４０の構成とが、前述の第１実施形態と異なる。その他の構成および作用は同一であるから、同一符号を付してそれらの説明を省略する。

本実施形態において、第１係止部４１は、内筒１３に設けられた段差部１３Ａからなる。図４および５に示すように、内筒１３には、長手方向の一部に傾斜面を有する板状部材４１０が、スピンドル２０と平行に設けられている。この板状部材４１０のアンビル１０Ａ側の端部は、内筒１３の外周面に係合されており、板状部材４１０の傾斜面は、アンビル１０Ａから離れるほどスピンドル２０に近づく段差部１３Ａ、すなわち第１係止部４１として機能する。第２係止部４２は、スピンドル２０の外周面に設けられスピンドル２０の外周面から突出する突起部４２１からなる。突起部４２１は、スピンドル２０の外周面に設けられ、スピンドル２０の軸に垂直な円柱形状の突起部材収納孔４２３と、この突起部材収納孔４２３に係合される円柱形状の突起部材４２２とからなる。

内筒１３は、外周面から内周面まで貫通し、突起部材４２２が通過可能な円形の突起部材取付孔１３５と、内筒１３の内部と外部を遮断する防水機構６０を有している。
突起部材取付孔１３５は、段差部１３Ａに隣接して設けられており、板状部材４１０の突起部材取付孔１３５に相当する部分にも、突起部材取付孔１３５と同じ形状の孔部４１０Ａが設けられている。
防水機構６０は、内筒１３の外周面周方向に沿って突起部材取付孔１３５を挟むように設けられた二つの防水リング１３９と、内筒１３を覆うように設けられ二つの防水リング１３９に当接する円筒状の外筒１６とから構成される。二つの防水リング１３９は、ゴム製のＯリングである。二つの防水リング１３９のうち一方は、内筒１３の突起部材取付孔１３５よりアンビル１０Ａに近い部分に、外周面周方向に沿って設けられた第１防水リング溝１３７と係合されている。二つの防水リング１３９の他方は、テーパナット１３４の外周面周方向に沿って設けられた第２防水リング溝１３７と係合されている。

スピンドル２０および突起部材４２２の本体１０への組み付けにあたって、スピンドル２０は、突起部材４２２が係合されていない状態で、スピンドル挿入孔１３０のアンビル１０Ａと逆側の端部から挿入される。突起部材取付孔１３５から突起部材収納孔４２３の全体が見える位置までスピンドル２０を挿入し、突起部材取付孔１３５を介して、突起部材収納孔４２３に突起部材４２２を係合させる。外筒１６を内筒１３に係合し、外筒１６と二つの防水リング１３９とを当接させ、内筒１３の内部と外部を遮断する。

測定にあたって、スピンドル２０を後退させ続けると、係合キー３１１がキー溝２３のアンビル１０Ａ側の端部にさしかかる手前で、突起部材４２２が、段差部１３Ａに当接し、スピンドル２０の進退が規制される。よって、スピンドル２０のオーバーストロークを防止することができる。

上述のような本実施形態によれば、前述の第１実施形態の効果（１）および（２）に加えて、次のような効果がある。
（６）突起部４２１が、スピンドル２０の外周面に設けられた突起部材収納孔４２３と、この突起部材収納孔４２３に係合される突起部材４２２とによって構成されるので、突起部４２１の構成が単純であり、従来の構造のデジタル式マイクロメータ１に突起部４２１を付け加えることが容易である。また、内筒１３が、内筒１３の外周面から内周面まで貫通し、突起部材４２２が通過可能な突起部材取付孔１３５を有し、この突起部材取付孔１３５を介して、突起部材４２２が、突起部材収納孔４２３に係合されるので、突起部材４２２の突起部材収納孔４２３への取り付けが容易である。

（７）内筒１３が、内筒１３の外周面周方向に沿って突起部材取付孔１３５を挟むように設けられた二つの防水リング１３９と、内筒１３を覆うように設けられ二つの防水リング１３９に当接する外筒１６とから構成される防水機構６０を有するので、内筒１３の内部と外部が遮断され、デジタル式マイクロメータ１の防水性を向上することができる。また、突起部材取付孔１３５から埃などの異物が入り込むことを防ぐことができる。

［第３実施形態］
図６に、本発明の第３実施形態に係るデジタル式マイクロメータ１のスピンドル２０周辺の部分断面図を示す。ここにおいて、本実施形態は、シンブル１４の構成と、オーバーストローク防止機構４０の構成とが、前述の第１実施形態と異なる。その他の構成および作用は同一であるから、同一符号を付してそれらの説明を省略する。

本実施形態において、シンブル１４は、第２係止部４２を有し内筒１３を覆うように設けられた略円筒形状の第１円筒部材１４１と、この第１円筒部材１４１に係合されスピンドル２０と同期して移動する略円筒形状の第２円筒部材１４２とからなる。

第１円筒部材１４１は、アンビル１０Ａ側の外周面端部に、アンビル１０Ａに近づくほど外径が小さくなるテーパ部を有し、このテーパ部の内周面は外筒１６の外周面と接している。第１円筒部材１４１のアンビル１０Ａ側の内周面端部には、スピンドル２０の軸を中心とする円周状の段差部１４１Ａが形成されている。
第２円筒部材１４２のアンビル１０Ａ側の端部は、第１円筒部材１４１に係合される。他方の端部は、スピンドル２０のねじ軸２２の末端に固定されている。よって、シンブル１４は、スピンドル２０と同期して周方向に回転しつつ軸方向に移動する。

本実施形態において、第１係止部４１は、内筒１３の外周面に設けられ、内筒１３の外周面から突出する突起部４１１からなる。第２係止部４２は、シンブル１４の内周面に形成された円周状の段差部１４１Ａからなる。
突起部４１１は、内筒１３のテーパナット１３４の外周面に設けられ、スピンドル２０の軸に垂直な円柱形状のキー穴４１３と、このキー穴４１３に係合される円柱形状の係止キー４１２とからなる。

スピンドル２０および係止キー４１２の本体１０への組み付けは、以下の手順で行う。
第１円筒部材１４１に外筒１６を挿通する。キー穴４１３に係止キー４１２を係合させる。スピンドル２０を、ねじ軸２２と第２円筒部材１４２とが固定された状態で、スピンドル挿入孔１３０のアンビル１０Ａと逆側の端部から挿入する。第１円筒部材１４１と、第２円筒部材１４２とを係合させる。

測定にあたって、スピンドル２０を後退させ続けると、係合キー３１１がキー溝２３のアンビル１０Ａ側の端部にさしかかる手前で、係止キー４１２が、段差部１４１Ａに当接し、スピンドル２０の進退が規制される。よって、スピンドル２０のオーバーストロークを防止することができる。

上述のような本実施形態によれば、前述の第１実施形態の効果（１）および（２）に加えて、次のような効果がある。
（８）第２係止部４２が、シンブル１４の内周面に形成された円周状の段差部１４１Ａからなるので、係止キー４１２は、スピンドル２０の軸方向の位置が一定であれば、テーパナット１３４の外周面周方向のどこに設けても、スピンドル２０のオーバーストロークを防止することができる。

（９）オーバーストローク防止機構４０の構造が単純なので、従来の構造のデジタル式マイクロメータ１にオーバーストローク防止機構４０を付け加えることが容易である。

＜変形例＞
なお、本発明は、前記各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、本発明に含まれるものである。

（i）第１実施形態において、リング溝２２１は、ねじ軸２２に設けられているが、これに限らず、スピンドル本体２１とねじ軸２２との境界部分や、スピンドル本体２１のねじ軸２２とキー溝２３との間に、外周面周方向に沿って設けてもよい。

（ii）第１実施形態において、ストップリング２２２は、スリット２２２Ｂを備えているが、スリット２２２Ｂはなくてもよい。ストップリング２２２は、スピンドル挿入孔１３０に対し、テーパ部２２２Ａ側からは弾性変形により挿通可能で、逆方向からは挿通不能に構成されていればよい。
たとえば、ストップリング２２２は、容易に弾性変形可能な軟質樹脂からなり、スリット２２２Ｂを備えない構成としてもよい。このような場合でも、ストップリング２２２は、容易に弾性変形可能な軟質樹脂からなるので、スピンドル挿入孔１３０に対し、テーパ部２２２Ａ側からは弾性変形により挿通可能であり、逆方向からは挿通不能となる。

（iii）第１実施形態において、ストップリング２２２は、金属部材からなるが、これに限らず、弾性変形可能な樹脂材料から構成されてもよい。このような場合でも、ストップリング２２２は、弾性変形可能な樹脂材料からなるので、スピンドル挿入孔１３０に対し、テーパ部２２２Ａ側からは弾性変形により挿通可能であり、逆方向からは挿通不能となる。また、樹脂材料は安価であり、成形も容易なので、ストップリング２２２の製造のコストを抑えることができる。

（iv）第２実施形態において、第２係止部４２は、スピンドル２０の軸に垂直な円柱形状の突起部材収納孔４２３と、この突起部材収納孔４２３に係合される円柱形状の突起部材４２２とから構成されているが、これに限定されない。
たとえば、スピンドル２０の外周面周方向に設けられたリング溝と、このリング溝に係合するストップリングとから構成してもよい。このような場合でも、ストップリングが、段差部１３Ａに当接し、スピンドル２０の摺動を規制することができる。

（v）第３実施形態において、第１係止部４１は、内筒１３のテーパナット１３４の外周面に設けられスピンドル２０の軸に垂直な円柱形状のキー穴４１３と、このキー穴４１３に係合される円柱形状の係止キー４１２とから構成されているが、これに限定されない。
たとえば、テーパナット１３４の外周面周方向に設けられたリング溝と、このリング溝に係合するストップリングとから構成してもよい。このような場合でも、ストップリングが、段差部１４１Ａに当接し、スピンドルの摺動を規制することができる。このとき、ストップリングの外周が段差部１４１Ａと円周面で当接するので、係止キー４１２の一点が段差部１４１Ａと当接する第３実施形態の構成よりも確実にスピンドル２０の摺動を規制することができる。

（vi）前記各実施形態では、係合キー３１１が、ロータ支持部材３１２にスピンドル２０の軸に垂直に設けられたねじ孔３１３に螺合され、係合キー３１１の円錐形状の先端部が、スピンドル２０のキー溝２３に係合されているが、係合キー３１１とキー溝２３との係合手段は、ロータ３１とステータ３２との間隔を一定に保持しつつ、スピンドル２０の回転をロータ３１に伝達できるものであればよく、これに限定されない。

たとえば、係合キー３１１は、ロータ支持部材３１２にスピンドル２０の軸に垂直に設けられたキー孔に挿通され、ロータ支持部材３１２は、一端がロータ支持部材３１２に固定され他端が係合キー３１１をキー溝２３に向かって与圧する板ばねを備える構成としてもよい。
このような場合でも、係合キー３１１は、板ばねの与圧力によってキー溝２３に係合されており、ロータ３１とステータ３２との間隔を一定に保持しつつ、スピンドル２０の回転をロータ３１に伝達することができる。

キー溝２３の末端に、係合キー３１１と当接可能なストッパを設けて、オーバーストロークを防止する従来のオーバーストローク防止機構４０では、本変形例のように、係合キー３１１とキー溝２３との係合に与圧力が用いられている場合、係合キー３１１がストッパを乗り越えてしまい、意図した効果が得られないという問題があった。しかし、本発明においては、オーバーストローク防止機構４０が、係合キー３１１およびキー溝２３とは別に設けられているので、係合キー３１１がストッパを乗り越えてしまい、オーバーストロークを防止する効果が得られないという問題は発生しない。

（vii）前記各実施形態では、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。たとえば、デジタル式マイクロメータヘッドなどであってもよく、本体１０に摺動自在に設けられたスピンドル２０と、このスピンドル２０の変位量を検出するエンコーダ３０とを備える構造であればよい。

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

本発明の第１実施形態に係るデジタル式マイクロメータの部分断面図。 本発明の第１実施形態に係るデジタル式マイクロメータのリング溝に係合されたストップリングを示す図。 本発明の第１実施形態に係るデジタル式マイクロメータのストップリングの斜視図。 本発明の第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータのスピンドル周辺の部分断面図。 本発明の第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータのオーバーストローク防止機構の一部を切欠いた斜視図。 本発明の第３実施形態に係るデジタル式マイクロメータのスピンドル周辺の部分断面図。

符号の説明

１ デジタル式マイクロメータ
１０ 本体
１３ 内筒
１３Ａ 段差部
１４ シンブル
１６ 外筒
２０ スピンドル
２２ ねじ軸
２３ キー溝
３０ エンコーダ
３１ ロータ
３２ ステータ
４０ オーバーストローク防止機構
４１ 第１係止部
４２ 第２係止部
６０ 防水機構
１３０ スピンドル挿入孔
１３０Ａ 端部
１３１ 雌ねじ部
１３５ 突起部材取付孔
１３９ 防水リング
１４１Ａ 段差部
２２１ リング溝
２２２ ストップリング
２２２Ａ テーパ部
２２２Ｂ スリット
３１１ 係合キー
３１２ ロータ支持部材
４１０ 板状部材
４１１ 段差部
４１２ 係止キー
４１３ キー穴
４２１ 突起部
４２２ 突起部材
４２３ 突起部材収納孔

Claims (2)

1. 本体と、この本体に摺動自在に設けられたスピンドルと、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、
   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し、前記本体に固定されているステータとを有し、
   前記ロータは、前記スピンドルの外周面軸方向に形成されたキー溝に係合可能な係合キーを有するロータ支持部材に支持され、前記ステータとの間隔が一定に保持されているデジタル式変位測定器であって、
   前記本体は、前記スピンドルを貫通させるスピンドル挿入孔と、このスピンドル挿入孔の内面に形成され前記スピンドルの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部とを有し、
   前記エンコーダ構成要素とは別に、かつ前記本体側に設けられた第１係止部と、前記スピンドルに同期して移動され前記第１係止部に当接される第２係止部とを含み、両係止部が当接したときに前記スピンドルの進退を規制するオーバーストローク防止機構を有し、
   前記第１係止部は、前記雌ねじ部の前記本体内部側の端部に設けられ、
   前記第２係止部は、前記スピンドルの外周面周方向に沿って設けられたリング溝と、このリング溝に係合されるストップリングとを有し、
   このストップリングは、略円筒状に形成され円筒径が拡縮可能な部材であり、外周面の少なくとも一端面側に他端面に向かうに従って径が大きくなるテーパ部を有し、前記雌ねじ部に対し、前記テーパ部の径小側端面からは弾性変形によって挿通可能で、逆側の端面からは挿通不能に構成されている
   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、
   前記ストップリングは、円筒の一部に切欠きを有するＣ字形状であることを特徴とするデジタル式変位測定器。