JPH0518701A - 測定器具用耐衝撃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本体１内に測定ロッド４を設け、ロッド４
に、復帰用ばね７によって被測定部材に接触する測定子
３を取付けた寸法測定器具において、ロッド４に加わる
衝撃から測定部を保護する。 【構成】 互いに逆方向に回転が可能でかつ軸方向に移
動可能なボルト２０とナット２１の２つの部材からな
り、ナット２１が測定器具の本体１に対して軸方向には
移動できないように固定され、ボルト２０が測定器具の
測定ロッド４によって軸方向に移動、駆動されるよう
に、同ロッドに接続され、２つの部材のうちどちらか
が、この部材の取りつけられている本体に対して回転可
能であり、測定ロッド４が本体１内を移動するときに、
互いに係合している２つの部材の相対回転によって生じ
る摩擦力を、少なくとも測定器具の復帰用ばね７の付勢
力よりも小さく設定して、２つの部材の相対回転による
摩擦力を作用させ、測定ロッドの移動速度を調整した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、本体内に測定ロッド
を移動可能に設け、この測定ロッドに、復帰用ばねの押
圧力によって被測定部材に接触する少なくとも１個の測
定子を取付けたタイプのコンパレータ、キャリパ、ケー
ジ、カラム、ほぞ穴ケージ等の測定器具用の耐衝撃装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の測定器具のほとんどは、落下や
乱暴な取扱による衝撃から測定部の壊れやすい機械部品
を保護するための耐衝撃装置を備えており、これによっ
てたとえば測定ロッドがストロークの端部まで急激に移
動したり、ロッドの突発的な激しい動きや、測定子が過
度の速度で被測定部材の表面に当たるのを防止してい
る。

【０００３】従来の耐衝撃装置は様々の設計のものがあ
るが、測定部の機械部材の２個の部品間に衝撃吸収装
置、その大半はばねタイプのものを設けているという共
通の特徴がある。これにより、衝撃が加わると一時的に
この２個の部品を弾性的に引き離すことによって、たと
えばダイアルコンパレータの増幅用伝達機構の歯車など
の壊れやすい部分の破壊を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】孔の内径を測定する器
具のあるものは、半径方向に延びる測定子を有する測定
ヘッドと、電子トランスデューサに直接接続された測定
ロッドを備えている。半径方向の測定子は引き金で径が
最小になるまで押し縮めることによって、復帰用ばねの
付勢力すなわち測定圧に逆らって、測定対象の孔に挿入
することができる。孔に測定ヘッドを挿入したあと引き
金を外すと、半径方向の測定子の拘束が解除され、復帰
用ばねの作用で移動し孔の壁面に当接する。この状態で
測定を行う。このような測定器具の場合、引き金を外す
と、復帰用ばねの作用により測定子は、測定者の引き金
を離す速さにもよるが、孔の壁面にわりあい激しく当た
る。このような激しい衝突によって、特に孔の壁面の固
さが測定子よりも低い場合、機械的な半径方向の移動装
置と、測定対象の孔の壁面の両方が損傷を受けやすい。
したがって、これはこの種の内径測定器具において是非
解決する必要のある問題である。

【０００５】純機械式の測定部を有する測定器具に主に
用いる公知のばね式衝撃吸収装置の場合、減衰ストロー
クの大きさと、この減衰ストロークが測定ロッドの移動
方向の一方だけかあるいはその両方かによって様々な種
類のばねが使われる。

【０００６】たとえば、西ドイツ特許１２５３４６５の
場合のように、移動方向の一方にだけ働くストロークの
長いコイルばねを用いることもあるし、米国特許３８３
５５４４の場合のように、移動方向の両方に働くストロ
ークの短い１対の板ばねを用いることもある。

【０００７】これらのばね式衝撃吸収装置には、構造が
複雑なものや簡単なものがあることに加え、急激な衝撃
が加えられると２つの部材が離れるようになっているた
めに、測定部の連続性が一時的に途切れることによっ
て、測定の再現性の問題および零点へ正確に戻す上での
問題が起こりやすいという大きな欠点がある。

【０００８】実際、２個の部材のストッパ間に繰り返し
衝撃が加えられると、これら部材は衝撃によって離れた
あと、衝撃吸収装置のばねによって比較的激しく再びぶ
つかり合うことによって、すぐには発見しにくい磨耗や
変形が起こったり、腐食によるほこりや錆などの異物が
ストッパの間に侵入することさえある。

【０００９】さらに、このようなばね式衝撃吸収装置に
は直線的な機能がないにもかかわらず、この装置によっ
て達成される衝撃吸収のストロークはどんなに長くても
測定ロッドのストロークよりも短い。

【００１０】しかし、この衝撃吸収のストロークが短い
という欠点に関しては、米国特許４０１０５４８号にこ
れに影響されない測定器具が開示されている。この器具
の場合、衝撃吸収装置を、弾性を有するばね装置ではな
く、２個の同軸の歯付ピニオン間に設けた摩擦連結装置
で構成し、その摩擦力は復帰用ばねの付勢力、すなわち
測定圧には打ち勝つが、測定部の１個以上のこわれやす
い部材の破壊につながるような衝撃には負けるようにな
っている。その結果、衝撃吸収のストロークは器具の測
定ロッドのストロークだけに制限される。しかし、この
機械にはまだ測定部の連続性が一時的に途切れてしまう
という大きな欠点があり、摩擦部材間に端末部あるいは
支持ストッパがないため、再現性および零点の信頼性が
一層低下する。

【００１１】この発明の目的は上記公知の耐衝撃装置、
および上記形式の電子トランスデューサー測定器具の問
題を解決することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の耐衝撃装置は、互いに逆方向に回転が
可能でかつ軸方向に移動可能な、互いに係合したボルト
とナットの２つの部材からなり、その一方が測定器具の
本体に、それに対して少なくとも軸方向には移動できな
いように固定されており、他方が測定器具の測定ロッド
によって軸方向に移動、駆動されるように、同ロッドに
接続されており、前記２つの部材のうちどちらかが、こ
の部材が取りつけられている本体に対して回転可能であ
り、測定ロッドが本体内を移動するときに、互いに係合
している上記２つの部材の相対回転によって生じる摩擦
力を、少なくとも測定器具の復帰用ばねの付勢力よりも
小さく設定されている。

【００１３】

【作用】上記の手段を採用することにより、互いに係合
する２つの部材の相対回転による摩擦力がブレーキの作
用をするので、測定ロッドの移動速度を調節することが
でき、衝撃や急な操作による損傷を防ぐことができる。

【００１４】

【実施例】添付の図はこの発明の３つの実施例を示す。

【００１５】図１に示す第１の実施例は耐衝撃装置を孔
の内径測定器具に用いた例を示す。この測定器具は、互
いに１２０°の間隔で取り付けられた３個の半径方向に
延びる測定子３（２個だけ図示）からなる測定ヘッド２
を備えた本体１と、上記本体１内を軸方向に移動できる
ように取り付けられた測定ロッド４と、平頭状の可動ス
トッパ５を介して、測定子３を半径方向に移動させる機
構を備え、上記ストッパ５の円錐状面に、各プローブ３
の斜めに延びる基部がばね（図示省略）を介して支持さ
れている。またストッパ５の底面６によって測定ロッド
４の２つの端部の一方が支持されている。さらに本体１
と一体の軸受の支持面と、測定ロッド４と一体の軸方向
駆動リングａとの間に取り付けられた復帰用ばね７を備
え、上記ロッド４をストッパ５に押圧することによっ
て、この復帰用ばね７の作用で半径方向の測定子３が互
いに離れるように動き、測定ヘッド２の径が最大限にな
るようになっている。この復帰用ばね７によって、上記
測定子３が所定の測定圧力で測定する孔の壁面に当たる
ようになっている。

【００１６】さらに、この実施例では、誘導型の電子測
定トランスデューサを備えている。上記トランスデュー
サは本体１と一体の２個のコイル１０、１１と、測定ロ
ッド４の測定子３と反対側の端部に固定されたフェライ
トコア１２とからなり、このフェライトコア１２は軸方
向に移動することによって、コイル１０、１１のインピ
ーダンスに作用し、径の測定値を表す電気信号が発生す
るようになっている。このトランスデューサは径の測定
値を表す数値表示器を備えた演算回路１３に接続されて
いる。

【００１７】さらに、半径方向の測定子３を、測定ヘッ
ド２の径が最小になるまで収縮させるための、復帰用ば
ね７に作用する装置を備え、上記装置は本体１に回動自
在に接続された２本の横方向レバー１６と、一端が上記
レバー１６に、他端が測定ロッドとその駆動リングを貫
通するピン２２の両端に接続された、点線で示す２本の
横方向の接続ロッド１７を介して、測定ロッド４に接続
されている引き金１５を備えている。この構造の場合、
ピン２２は本体１に形成した２つの横方向の穴（図では
見えない）を貫通して、本体１の両側部に設けた２本の
接続ロッド１７に回動自在に接続されている。本体１に
固定された板ばね１８によって中立位置に保持されてい
る引き金１５は、これらレバーの端部に回転自在に取り
付けられているローラー１９に当接することによってレ
バー１６を作動させている。

【００１８】この孔の内径測定器に取り付けるこの発明
の耐衝撃装置は、逆回転および軸方向の移動が可能な２
つの部材、すなわちボルトとナットで構成されている。

【００１９】これら２つの部材の１つ、この実施例の場
合はナット２１は、本体の筒状の壁面の一部に設けた雌
ねじで構成されている。この部材は本体１に取り付けた
部材で構成してもよい。

【００２０】他方の部材、すなわちボルトはねじを設け
た円筒形のスリーブ２０によって形成されており、この
スリーブ２０のねじを形成した外周面は、測定ロッド４
のストロークの端部位置で、本体１のねじを形成した部
分にその全長に渡って係合している。一方、平坦な内周
面は、測定ロッド４の回りに回転自在に取り付けられて
いる。このボルト形のスリーブ２０は、復帰用ばね７と
測定ヘッド２の間の位置で、リング９とピン２４で定位
置に固定された保持ワッシャー２３との間にある測定ロ
ッド４の部分に軸方向に動かないように取り付けられて
いる。

【００２１】測定者が測定を行う前に引き金１５を操作
すると、測定ロッド４がレバー１６と接続ロッド１７の
連動により、復帰用ばね７に逆らって軸方向に、すなわ
ち図の右から左に移動し、これによりボルト形のスリー
ブ２０を、その逆転できる性質を利用して、本体１のナ
ット２１にねじ込むことによって駆動するとともに、測
定ロッド４の復帰ストロークの端部まで平頭状のストッ
パ５を測定ロッドに対して押し込むことによって、半径
方向の測定子３を、その最大収縮位置に相当する位置ま
で測定ヘッド２内に押し縮めることができる。

【００２２】測定者が測定ヘッドを測定対象の孔に挿入
したあと、引き金１５を操作すると、復帰用ばね７の張
力が解除され、このばねによって測定ロッド４が測定ヘ
ッド２に向けて押され、これにより平頭状のストッパ５
が押されることにより測定子３が拡がり、またボルト形
のスリーブ２０がそれまでとは反対の軸方向に回転しな
がら移動して、測定子３が測定対象の孔の内面に当接す
る。この状態で測定を行う。

【００２３】上記のように、互いに係合する２つの部材
の相対回転による摩擦力がブレーキの作用をするので、
器具の本体１内の測定ロッド４の軸方向移動速度を調節
することができ、衝撃や急な操作による損傷を防ぐこと
ができる。

【００２４】この摩擦力の大きさは、復帰用ばね７によ
って確実に測定子３が最大拡開位置に戻れるように、少
なくともこの復帰用ばね７の付勢力よりも小さな値に設
定する。

【００２５】互いに係合する２つの部材のねじ山のねじ
れ角と摩擦角の比を１よりも大きくし、ボルトとナット
を逆転させるための数学的な条件に基づいて、取扱の容
易さのパラメーター、たとえばねじ山のねじ数、その横
断面形状、ねじ山の平均径、係合の長さ、使用する材
料、場合によっては潤滑の有無を考慮して、ブレーキ力
を所定の値に調節することができる。

【００２６】ボルトとナットの形状は図に示すものに限
られるわけではなく、調整の仕方によって異なる様々な
パラメーターに基づき、種々の形にすることができる。

【００２７】また、たとえばねじ山のフランクの断面形
状を一方の側と他方の側で傾斜角が異なるようにするこ
とによって、一方向への移動速度とそれと反対方向への
移動速度が異なるようにすることもできる。

【００２８】この発明は、本体内を移動可能な測定ロッ
ドを備えたほとんどあらゆる測定器具に応用できる。

【００２９】以下の第２および第３の実施例では、その
応用例を示している。

【００３０】図２に示す第２の実施例では、耐衝撃装置
を回動可能な測定子を備えたコンパレータに用いた例を
示す。

【００３１】この測定器具の本体２５内に設けた測定ロ
ッドは２本の互いに連動したレバー２６、２７からな
り、一方のレバー、すなわち下側のレバー２６は測定子
２８を備え、他方のレバー、すなわち上側のレバー２７
には歯部２９が設けられている。これら２本のレバー２
６、２７は、関節部３０、３１と、間隔をあけて設けた
ストッパ３２と、係合用ストッパ３３とを備えた揺動機
構によって支持部に押し付けられており、これによって
復帰用ばね３４の圧力により、公知の手段で上部レバー
を、測定子２８の回動方向とは無関係に、図に示す静止
位置から常に同じ方向に移動させることができる。

【００３２】レバー２７の歯部２９は、表示用ダイヤル
３８の針３７を動かすための出力ピニオンを備えた移動
量増幅用歯車機構３５に作用する。

【００３３】この回動式のコンパレータ２８の耐衝撃装
置は、測定ロッドの上側レバー２７に接続されているボ
ルト３９と、器具の本体２５に接続されているナット４
０からなり、これら２つの部材は相対的に逆回転ができ
また軸方向に移動できる。

【００３４】ボルト３９の長手方向の軸線はレバー２７
が回動する平面と平行な平面上にあり、その一端は上記
支持部と一体の旋回支軸４１に回動自在に接続されてお
り、他端は図示の静止位置にあるときはナット４０に嵌
まっている。

【００３５】ナット４０はレバー２７が回動する平面に
直角な旋回支軸を備え、本体２５と一体の軸受に回転自
在に取り付けられたケージ型の軸受４２に回転自在に取
り付けられている。

【００３６】したがって、この第２の実施例の耐衝撃装
置の場合、測定ロッドのレバー２７に接続されたボルト
３９は回転はできないが軸方向には移動できるように取
り付けられており、ナット４０は回転はできるが軸方向
には移動できない。

【００３７】測定子２８と測定ロッドの２本のレバー２
６、２７の回動運動の制動は耐衝撃装置によって行われ
る。この場合、摩擦力は、少なくとも復帰用ばね３４の
押圧力によってシステムが静止位置に戻れるように設定
しなければならない。さらに、この場合の摩擦力は一定
である。なぜなら測定ロッドのレバー２７が回動運動し
ている間は、ナット４０のねじ山全体が常にボルトに係
合しているためである。

【００３８】図３に示す第３の実施例は耐衝撃装置をダ
イアルコンパレータに用いた場合を示す。この器具の本
体４６内を軸方向に移動可能な測定ロッド４５の端部に
は測定子４４が取り付けられている。

【００３９】測定ロッド４５の軸方向の移動は、歯部４
８を備えたレバー４７を介して、表示ダイアル（図示省
略）の針を動かすための出力ピニオン５１を備えた移動
量増幅用歯車機構４９、５０、５１に伝達される。ま
た、遊びをなくすための歯付ホイール５２が出力ピニオ
ン５１に噛み合っており、このホイールにはその軸に取
り付けたコイルばね５３の張力が、ロッド４５の復帰用
ばね５４の押圧力に逆らう方向に作用している。このロ
ッドはほぼ中央部に設けたこれら部材の相対的な位置を
図に示す。

【００４０】このコンパレータの耐衝撃装置は測定ロッ
ド４５と平行に本体４６に接続されたナット５５と、測
定ロッドに接続されたナット５６からなり、これら２つ
の部材は互いに係合している。ナット５５は、回転も軸
方向の移動もできないように、本体４６の壁面の一端に
しっかりと固定されており、ボルト５６は測定ロッド４
５に固定されたケージ型の軸受５７に回転自在に取り付
けられている。この場合、復帰用ばね５４は上記軸受に
固定されたロッド５８に留められている。

【００４１】上記３つの実施例（この発明はこれらに限
定されるものではない）を適当に組み合わせることによ
って、本体内に移動可能に測定ロッドを取り付けたタイ
プの測定機なら、ロッドの移動の仕方がどのようなもの
であっても、すなわち移動するものであろうと回転する
ものであろうと、あるいはそのストロークの長さとは無
関係に、ほとんどあらゆる種類の機械に用いることがで
きることは明白である。なぜならこの装置はボルトとナ
ットの係合の長さが長い場合にも短い場合にも同様にそ
の効果を発揮するからである。

【００４２】ボルトとナットの長さの割合も、設置スペ
ースや、測定ストロークや、測定機の種類によって自由
に変更できる。

【００４３】

【発明の効果】このように衝撃の吸収を測定ロッドにブ
レーキをかけてその移動を制御することによって行うの
で、復帰用ばねの作用する方向およびそれと反対の方向
の両方の場合において、その速度を部材が損傷を受けな
い範囲に制限でき、しかも２つの部材、すなわちボルト
とナットの一方を装置本体に接続し、他方を測定ロッド
に接続することにより、測定部の２つの部品あるいは部
材間には位置しないようにしたので、測定部の連続性が
途切れない。

【００４４】言い換えると、この発明の耐衝撃装置は、
測定装置の測定部の回路の外部にあるので、回路に影響
を及ぼさず、特に零点の再現性および不変性に悪影響を
与えない。

【００４５】さらに、装置の設計上、衝撃吸収のストロ
ークは実際上、測定装置の測定ロッドのストッパ間の最
大ストロークによってしか制限されない。

【００４６】この装置は測定部の回路の外部に設けるの
で、高い製造精度を要求されず、したがって簡単に低コ
ストで製造できる。

【００４７】互いに係合している２つの部材間の相対的
な摩擦力による制動力の調節は簡単にできる。なぜなら
この制動力を決めるパラメーターは制御しやすいことに
加え、この装置は圧力の作用に比べ比較的大きな表面の
摩擦による疲労が小さいため実際上パラメーターの経時
変化がないからである。

【００４８】この装置の２つの部材、すなわちボルトと
ナットの一方を測定装置の本体あるいは測定ロッドに接
続することによって、様々な機能を発揮できるので、本
体内を移動可能な測定ロッドを備えた測定装置ならほと
んどあらゆるものに用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る装置の第１の実施例を示す概略
図

【図２】この発明に係る装置の第２の実施例を示す概略
図

【図３】この発明に係る装置の第３の実施例を示す概略
図

【符号の説明】

１ 本体 ３ 測定子 ４ 測定ロッド ７ 復帰用ばね ９ ストッパ ２０ ボルト ２１ ナット ２３ ストッパ ２５ 本体 ２７ 測定ロッド ２８ 測定子 ３４ 復帰用ばね ３９ ボルト ４０ ナット ４１ 支軸 ４３ 軸受 ４４ 測定子 ４５ 測定ロッド ４６ 本体 ５４ 復帰用ばね ５５ ナット ５６ ボルト ５７ ケージ型軸受

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体１、２５、４６内に測定ロッド４、
   ２７、４５を移動可能に設け、この測定ロッド４、２
   ７、４５に、復帰用ばね７、３４、５４の付勢力によっ
   て被測定部材に接触する少なくとも１個の測定子３、２
   ８、４４を取付けた測定器具用の耐衝撃装置において、
   互いに逆方向に回転が可能でかつ軸方向に移動可能な互
   いに係合したボルト２０、３９、５６とナット２１、４
   ０、５５の２つの部材からなり、その一方ナット２１、
   ４０、５５が測定器具の本体１、２５、４６に対して少
   なくとも軸方向には移動できないように固定され、他方
   ボルト２０、３９、５６が測定器具の測定ロッド４、２
   ７、４５によって軸方向に移動、駆動されるように、同
   ロッドに接続され、前記２つの部材のうちどちらかが、
   この部材が取りつけられている本体に対して回転可能で
   あり、測定ロッド４、２７、４５が本体１、２５、４６
   内を移動するときに、互いに係合している上記２つの部
   材の相対回転によって生じる摩擦力を、少なくとも測定
   器具の復帰用ばね７、３４、５４の付勢力よりも小さく
   設定したことを特徴とする測定器具用耐衝撃装置。
2. 【請求項２】 ボルト２０、３９からなる部材が測定ロ
   ッドに接続されていることを特徴とする請求項１に記載
   の測定器具用耐衝撃装置。
3. 【請求項３】 ボルト５６からなる部材が本体に接続さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の測定器具用
   耐衝撃装置。
4. 【請求項４】 ボルトからなる部材が測定ロッド４と同
   軸で、前記ロッド４に設けた２つのストッパ９、２３間
   に回転自在に設けた、ねじ山を有するスリーブ２０であ
   り、ナット２１からなる部材が測定器具の本体１に形成
   した雌ねじであることを特徴とする、軸方向に移動可能
   な測定ロッド４を備えた請求項２に記載の測定器具用耐
   衝撃装置。
5. 【請求項５】 ボルト３９からなる部材が測定ロッドが
   回動する平面と平行な平面上にあり、その一端が前記ロ
   ッドと一体の旋回支軸４１に回動自在に取り付けられて
   おり、ナット４０からなる部材は測定ロッドが回動する
   平面と直角にのびる旋回支軸を支持しており、測定器具
   の本体２５と一体の軸受４３に回転自在に取り付けられ
   ているケージ型軸受４２に回転自在に取り付けられてい
   ることを特徴とする、測定ロッドを備えた請求項２に記
   載の測定器具用耐衝撃装置。
6. 【請求項６】 ボルト５６からなる部材の一端が、この
   部材が測定ロッドと平行になるように、測定器具の本体
   ４６に強固に固定されており、ナット５６からなる部材
   が前記測定ロッドに固定されたケージ型軸受５７に回転
   自在に取り付けられていることを特徴とする、軸方向に
   移動可能な測定ロッド４５を備えた請求項３に記載の測
   定器具用耐衝撃装置。