JP6214317B2 - Length measuring instrument - Google Patents
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Description
本発明は、測定対象物に当接するスピンドルを備えた接触式の測長器に関する。 The present invention relates to a contact-type length measuring device including a spindle that comes into contact with an object to be measured.
スケールが設けられた軸線方向に移動可能なスピンドルを測定対象物に当接させ、スピンドルの軸線方向に生じた基準位置からの変位をスケールから読み取ることで測長する測長器が知られている。このような測長器は、変位測定器、変位検出器、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、マイクロメータ(電気マイクロメータ)などとも称される。 A length measuring device is known which measures a length by contacting a measuring object with a spindle which is movable in the axial direction provided with a scale and reading a displacement from a reference position generated in the axial direction of the spindle from the scale. . Such a length measuring device is also referred to as a displacement measuring device, a displacement detector, a dial gauge, a linear gauge, a micrometer (electric micrometer), or the like.
例えば、スピンドルの先端部に測定対象物と接触する測定子が設けられ、このスピンドルの略中間部分に、スケールがスピンドルの本体から半径方向に飛び出した位置に設けられた測長器がある(例えば、特許文献1参照。)。 For example, a measuring element that comes into contact with a measurement object is provided at the tip of the spindle, and a length measuring device provided at a position where the scale protrudes in the radial direction from the main body of the spindle is provided at a substantially intermediate portion of the spindle (for example, , See Patent Document 1).
特許文献1に記載された発明のように、スケールがスピンドルの本体から半径方向に飛び出した位置に設けられることによって、測長器のサイズが、特にスピンドルの半径方向に大きくならざるを得ない。 As in the invention described in Patent Document 1, by providing the scale at a position protruding in the radial direction from the main body of the spindle, the size of the length measuring device must be increased particularly in the radial direction of the spindle.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、小型で構造が容易な測長器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a length measuring device that is small in size and easy in structure.
上記目的を実現するために、本発明によれば、測定対象物に当接し、測定対象物に応じて軸線方向に摺動するスピンドルと、スピンドルに一体的に設けられたスケール部とを備え、スケール部のスケールを読み取ることによってスピンドルの軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測する測長器において、スピンドルに凹部が形成され、スケール部が、凹部内にスピンドルの外周面から半径方向外側に突出しないよう設置される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a spindle that abuts on an object to be measured and slides in an axial direction according to the object to be measured, and a scale portion provided integrally with the spindle are provided. In a length measuring device that calculates the displacement of the spindle in the axial direction by reading the scale of the scale unit and measures the length of the object to be measured, a concave portion is formed in the spindle, and the scale portion is located in the concave portion on the outer peripheral surface of the spindle. It is installed so as not to protrude radially outward from.
ここで、スピンドルは、軸線方向に離間して設けられた軸受を介して本体ケースに支持され、凹部が両軸受の間に形成される。 Here, the spindle is supported by the main body case via a bearing that is spaced apart in the axial direction, and a recess is formed between the two bearings.
また、凹部に、スピンドルの半径方向へ貫通した開口部が設けられ、スケールを読み取るスケール読み取り部は、開口部の一方の開口端からスケール部へ向けて光を照射する発光素子と、スケール部を間に挟むように発光素子と対向して設置され、スケール部を透過した光を受光する受光素子と、から構成され、スケール部が、開口部を塞ぐように設けられてもよい。 In addition, the recess is provided with an opening penetrating in the radial direction of the spindle, and the scale reading unit that reads the scale includes a light emitting element that emits light from one opening end of the opening toward the scale unit, and a scale unit. The light receiving element may be disposed so as to face the light emitting element so as to sandwich the light receiving element, and the light receiving element that receives light transmitted through the scale portion may be received. The scale portion may be provided so as to close the opening.
また、スケールを読み取るスケール読み取り部は、スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、スケール部に対して発光素子と同じ側に設置され、スケール部で反射した光を受光する受光素子と、とから構成されてもよい。 In addition, the scale reading unit for reading the scale is a light emitting element that emits light toward the scale unit, a light receiving element that is installed on the same side as the light emitting element with respect to the scale unit, and that receives the light reflected by the scale unit, May be configured.
本発明によれば、小型で構造が容易な測長器を実現することができる。すなわち、本発明によれば、スケール部がスピンドルに形成された凹部内に前記スピンドルの外周面から半径方向外側に突出しないように設置されるので、簡単な構造で、測長器のスピンドルの半径方向のサイズを小型化することができる。これにより前記スケールを読み取るスケール読み取り部を、凹部に形成される開口部を塞ぐようにスケール部を設け、スケール読み取り部と発光素子とによってスケール部を挟みこむように構成したり、 前記スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、前記スケール部で反射した光を受光する受光素子とを、前記スケール部に対して同じ側に設置して構成すること等が可能となる。また、スケール部の両端側に軸受を配置することによって、スケール部の移動が安定し、スケールの読取り精度を向上させ、高精度の計測を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to realize a small length measuring device having a simple structure. That is, according to the present invention, the scale portion is installed in the recess formed in the spindle so as not to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the spindle. The size in the direction can be reduced. As a result, the scale reading unit for reading the scale is provided with a scale unit so as to block the opening formed in the recess, and the scale unit is sandwiched between the scale reading unit and the light emitting element. Thus, it is possible to configure the light emitting element that emits light and the light receiving element that receives the light reflected by the scale portion on the same side with respect to the scale portion. In addition, by arranging the bearings on both ends of the scale portion, the movement of the scale portion is stabilized, the scale reading accuracy is improved, and high-precision measurement can be performed.
図1は、本発明の実施例による測長器の軸線方向の断面図であり、図2は、本発明の実施例による測長器の半径方向の断面図であり、図3は、本発明の実施例による測長器におけるスピンドルを示す上面図であり、図4は、本発明の実施例による測長器の側面図であり、図5および図6は、本発明の実施例による測長器の斜視図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味する。 FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a length measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view in the radial direction of a length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a side view of a length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are length measurements according to the embodiment of the present invention. It is a perspective view of a vessel. Hereinafter, components having the same reference numerals in different drawings mean components having the same functions.
本発明の実施例による測長器1は、スピンドル11と、軸受12と、スケール部13と、スケール読み取り部14と、測定子15と、バネ16と、回転防止手段17と、を備える。
The length measuring device 1 according to the embodiment of the present invention includes a
スピンドル11は、摺動軸11−1と測定子軸11−2とからなり、摺動軸11−1が、軸線方向に離間した2つの軸受12によって本体ケース31に軸線方向に摺動可能に支持されている。摺動軸11−1の先端に測定子軸11−2の基端部が固定されている。摺動軸11−1および測定子軸11−2は、半径方向に沿った断面は略円形状である。測定子軸11−2は摺動軸11−1より径が小さい。
The
本体ケース31の先端側(図1において右向き)にはキャップ18が設けられている。キャップ18によって測定子軸11−2の基端部側(図1において左向き)がおおわれている。
A
摺動軸11−1の両軸受12の間には、摺動軸11−1の外周面に対して半径方向に凹んだ凹部22と、凹部22の底面からスピンドル11の半径方向へ貫通した開口部21と、が形成される。凹部22は、摺動軸11−1の外周面の一部を平面状に切り欠き加工することによって形成される。
Between the
測定子15は、スピンドル11の測定子軸11−2の先端に設けられ、測定対象物に当接する。
The
スケール部13は、スケールが形成された板状の光透過型スケールとして構成している。スケール部13は、摺動軸11−1の外周面から突出せず、かつ開口部21を塞ぐように、凹部22内に設置される。したがって、スケール部13は摺動軸11−1の外周面から半径方向外側に突出しない。
The
スケール読み取り部14は、スケール部13に向けて光を照射するLEDなどの発光素子14−1と、スケール部13を間に挟むように発光素子14−1と対向し、スケール部13を透過した光を受光する受光素子14−2とを備え、発光素子14−1と受光素子14−2とは本体ケース31側に固定されている。発光素子14−1から発せられた光は、開口部21を通ってスケール部13を透過した後、受光素子14−2に到達して受光素子14−2により受光される。スケール読み取り部14は、受光素子14−2が受光した光を用いて、スケール部13に描かれたスケールを読み取り、外部計算装置(図示せず)へ出力する。スピンドル11が軸線方向に摺動すると、スケール部13もスピンドル11と一体に移動するので、スケール読み取り部14が読み取るスケールが変化する。外部計算装置は、スケール読み取り部14から得られたスケールの変化情報を用いて、スピンドル11の軸線方向の変位を算出する。
The
バネ16は、摺動軸11−1の基端部側(図1において左向き)と本体ケース31との間に、スピンドル11を先端側(図1において右向き)に摺動する方向に付勢するように設けられている。スピンドル11の基端部側への摺動は、バネ16の付勢力に抗して弾力的に行われる。
The
回転防止手段17は、摺動軸11−1上に設けられる回り止めピン17−1と、本体ケース31上に設けられる回り止めガイド17−2とで構成される。回り止めピン171−1は、摺動軸11−1の半径方向外向きに、本体ケース31から突出する。回り止めガイド17−2は、回り止めピン17−1が貫通できるよう設けられた本体ケース上の開口溝の両側に設けられ、回り止めピン17−1が挿入されるスリットを形成し、回り止めピン17−1の軸方向への移動を許容し、半径方向には動かないようガイドする。これにより、スピンドル11は半径方向への回転が規制され、軸線方向への移動が許容される。
The
上述した構成を有する測長器1において、測定子15に測定対象物が当接すると、スピンドル11が測定対象物に追従して摺動し、スケール部13がスピンドル11と一体的に移動し、このときのスケールをスケール読み取り部14で読み取る。スケール部13もスピンドル11と一体に移動するので、スケール読み取り部14が読み取るスケールが変化する。スケール読み取り部14から得られたスケールの変化情報を用いて、スピンドル11の軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測することができる。
In the length measuring instrument 1 having the above-described configuration, when the measurement object comes into contact with the
以上説明したように、本発明によれば、スケール部13が摺動軸11−1の外周面から半径方向外側に突出することなく凹部22内に設置される。したがって、簡単な構造で、測長器1のサイズを小型化することができる。特に凹部22に形成される開口部21を塞ぐようにスケール部13を設けることによって、光透過型スケールをスピンドル11(摺動軸11−1)に組み込む構造となるので、測長器1をコンパクトに形成することができる。また、スケール部13の両端側に軸受12が配置されるので、スケール部13の移動が安定し、スケールの読取り精度を向上させることができ、高精度の計測を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the
なお、図示した実施例では、開口部21を摺動軸11−1の中間部分付近に設けたが、両軸受12の間であれば中間部分よりもずれた位置にあってもよい。
In the illustrated embodiment, the
また、図示した実施例では、スケール部13を光透過型スケールとして構成したが、スケール部13を光反射型スケールとして構成してもよい。この場合は例えば光を反射可能な金属板上に、立体的に彫られたスケールや、金属板とは異なる色に着色されたスケールなどを凹部22内に設ければよい。ただし光を透過させる必要がないため、開口部21は不要である。スケール部13を光反射型スケールとして構成する場合、受光素子を、発光素子と同じ側に設置すればよい。
In the illustrated embodiment, the
また、スケール部13を電磁気的スケール、磁気的スケール、あるいは静電容量式スケールとして構成してもよい。この場合、スケール読み取り部14は、スケール部13の態様に合わせて公知の読み取り構成とすればよい。
Moreover, you may comprise the
また、図示した実施例では、回転防止手段17における回り止めピン17−1を摺動軸11−1上に設け、回り止めガイド17−2を本体ケース31上に設けたが、この代替例として、回り止めピン17−1を本体ケース31の内壁面上に半径方向内向きに突出するように設け、回り止めガイド17−2を摺動軸17−2の外周面上に設けられる溝として実現してもよい。
In the illustrated embodiment, the rotation prevention pin 17-1 in the rotation preventing means 17 is provided on the sliding shaft 11-1, and the rotation prevention guide 17-2 is provided on the
1 測長器
11 スピンドル
11−1 摺動軸
11−2 測定子軸
12 軸受
13 スケール部
14 スケール読み取り部
14−1 発光素子
14−2 受光素子
15 測定子
16 バネ
17 回転防止手段
17−1 回り止めピン
17−2 回り止めガイド
18 キャップ
21 開口部
22 凹部
31 本体ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記スピンドルに、前記スピンドルの半径方向へ貫通した開口部が形成され、
前記スケール部は、前記開口部に設置され、
前記スケールを読み取るスケール読み取り部は、前記開口部の一方の開口端から前記スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、前記スケール部を間に挟むように前記発光素子と対向して設置され、前記スケール部を透過した光を受光する受光素子と、から構成されたこと、
を特徴とする測長器。 A spindle that abuts on the object to be measured and slides in the axial direction according to the object to be measured, and a scale unit provided integrally with the spindle, and by reading the scale of the scale unit, In a length measuring device that calculates the displacement in the axial direction and measures the length of the measurement object,
An opening that penetrates the spindle in the radial direction is formed in the spindle ,
The scale portion is installed in the opening ,
The scale reading unit for reading the scale is installed facing the light emitting element so that the light is emitted from one opening end of the opening toward the scale part, and the scale part is interposed therebetween. A light receiving element that receives light transmitted through the scale portion , and
A length measuring instrument characterized by
前記開口部が両前記軸受の間に形成された請求項1に記載の測長器。 The spindle is supported by the main body case via a bearing that is spaced apart in the axial direction.
The length measuring device according to claim 1, wherein the opening is formed between both the bearings.
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