JPH07146101A - マイクロメータ型測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定精度を向上できるマイクロメータ型測定
機の提供。 【構成】 スピンドル３に係合部材１３を設け、係合部
材１３が挿通されるスリット１５Ａが形成されたインナ
ースリーブ１５をＵ型本体フレーム４に固定し、係合部
材１３が係合されるスパイラル溝１６Ａをアウタースリ
ーブ１６に形成し、スパイラル溝１６Ａを比較的大きな
ピッチとし、Ｕ型本体フレーム４の第１検知体２９とス
ピンドル３の第２検知体３１とでスピンドル３の移動量
を検出し、スピンドル３を第２検知体３１が設けられた
スピンドル本体３Ａと、インナースリーブ１５の内周面
に摺動自在に支持され、かつ、スピンドル軸線と直交方
向の大きさを第２検知体３１が設けられたスピンドル本
体３Ａより大きくした端部部材３Ｂとを備えた構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピンドルの移動量に
より被測定物の長さ、厚み等の寸法を計測するマイクロ
メータ型測定機に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、スピンドルの移動量により被測
定物の寸法を計測する測定機としてマイクロメータ型測
定機が知られている。この型の測定機は、その取扱が容
易なことから、多くの作業者に利用されている。この型
の測定機は、種々の構造のものが開発さているが、その
一般的な構造は、Ｕ（弓）型本体フレームに固定された
インナースリーブに雌ねじが高精度加工され、この雌ね
じに同じく高精度加工されたスピンドルの雄ねじを螺合
させ、このスピンドルに一体に固定されたシンブルでス
ピンドルを回転させ、この回転量を読み取ることにより
被測定物の測定を行うものである。

【０００３】前述の測定機は、シンブルの回転が雄ねじ
及び雌ねじを介してスピンドルに伝達される構造であ
り、ねじのピッチが一般に0.5 mm程度の微細なものであ
るため、スピンドルの高速移動ができず、特に、繰り返
し測定作業の能率が悪いという問題点がある。スピンド
ルの高速移動を確保するため、ねじのピッチを粗くする
と測定機の測定精度が低下する。

【０００４】そのため、従来では、本体フレームにスピ
ンドルの両端部を軸受を介して支持し、このスピンドル
を移動させるためのスピンドル移動機構として、本体フ
レームに回転可能かつスピンドルの軸方向に移動不能に
係合されたスリーブと、このスリーブの内側に形成され
た比較的大きいピッチのスパイラル溝と、このスパイラ
ル溝に係合される係合部と、スピンドルと本体フレーム
との間に係合されてスピンドルの回転を規制するスピン
ドル回転防止手段とを含んで構成し、スピンドルの途中
に支持材を介して設けられスピンドル軸方向に延長され
たスケールと、本体フレームに設けられた検出器とによ
って計測値をデジタル表示するマイクロメータがある
（実開昭58-89806号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実開昭58-89806号に記
載された従来例では、スピンドルは、本体フレームに固
定された２か所の軸受に直接支持されているため、スケ
ールをスピンドルに直接固定することができない。つま
り、スケールをスピンドルに直接固定すると、スピンド
ルがアンビルから離れる方向へ移動したとき、本体フレ
ームに固定された一方の軸受にスケールが干渉し、それ
以上スピンドルを移動させることができないからであ
る。そのため、前記従来例では、スケールを支持材を介
してスピンドルの軸線から所定距離オフセットした位置
でスピンドルと平行に支持しているので、アッベの原理
により測定誤差を生じやすいという問題点がある。その
上、前記従来例では、スピンドルの移動量を大きく確保
するため、スピンドルの軸方向寸法が比較的短い支持材
にスケールが片持ち状態で支持されているため、スケー
ルの先端部はマイクロメータの振動等により揺れやす
く、スケールと検出器との相対距離が変化し、この点か
らも測定誤差を生じやすいという問題点がある。

【０００６】ここに、本発明の目的は、測定精度を向上
できるマイクロメータ型測定機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、イ
ンナースリーブの内周面に摺動自在に支持される端部部
材をスピンドル本体の他端側に設け、この端部部材のス
ピンドル軸線の直交方向の大きさを第２検知体が設けら
れたスピンドル本体より大きくして前記目的を達成しよ
うとするものである。

【０００８】具体的には、本発明のマイクロメータ型測
定機は、アンビルが設けられたＵ型本体フレームと、こ
のＵ型本体フレームに対して軸方向移動可能にされると
ともに一端がアンビルに当接可能とされるスピンドル
と、このスピンドルの他端側に設けられるとともにスピ
ンドルの半径方向に突出した係合部材と、この係合部材
が挿通されるスリットがスピンドルの軸方向に延びて形
成されるとともに前記Ｕ型本体フレームに固定されるイ
ンナースリーブと、このインナースリーブの外周に周方
向回転自在に被嵌されるとともに前記係合部材に係合さ
れるスパイラル溝が内周部に形成されるアウタースリー
ブと、を含んで構成され、前記スパイラル溝が比較的大
きなピッチとされるスピンドル駆動機構と、前記Ｕ型本
体フレームに設けられた第１検知体と前記スピンドルに
設けられた第２検知体とを含み第１検知体と第２検知体
との相対移動量からスピンドルの移動量を検出する検出
器と、を有し、このスピンドルの移動量によって被測定
物の寸法を計測するマイクロメータ型測定機であって、
前記スピンドルは、前記第２検知体が設けられたスピン
ドル本体と、その他端側において前記インナースリーブ
の内周面に摺動自在に支持された端部部材とを備え、こ
の端部部材は、スピンドルの軸線と直交する方向の大き
さが前記第２検知体が設けられたスピンドル本体より大
きいことを特徴とする。

【０００９】ここで、前記第２検知体は、少なくともス
ピンドル軸方向の両側が前記スピンドル本体に取り付け
られている構造でもよい。さらに、前記Ｕ型本体フレー
ムと前記スピンドルとの間には、前記第１検知体と第２
検知体をスピンドル軸方向へ相対移動可能にし、かつ、
所定の隙間を隔てて一定間隔に保持する間隔規制手段が
設けられている構造でもよい。この間隔規制手段は、第
１検知体と第２検知体との少なくとも一方に設けられた
突起と、Ｕ型本体フレームに設けられるとともに第１検
知体を第２検知体へ付勢する付勢手段とを備えた構成で
もよく、さらに、前記突起は３個形成され、この３個の
突起を結んで形成される三角形の重心に前記付勢手段の
付勢中心が形成される構成でもよい。

【００１０】

【作用】アンビルとスピンドルの一端との間に被測定物
を配置した状態で、アウタースリーブを回転させる。す
ると、この回転力は、アウタースリーブのスパイラル溝
を介してスピンドルに設けられた係合部材に伝達され
る。この係合部材はインナースリーブのスリットにより
回転規制され、そのスリット長手方向へのみ移動できる
構造であるため、スピンドルは回転しないで軸方向にの
み移動する。このスピンドルの移動は、スパイラル溝が
比較的に大きなピッチで形成されているので、従来より
高速となる。スピンドルが軸方向に移動すると、その移
動量を第１検知体及び第２検知体を有する検出器で検出
する。

【００１１】ここで、スピンドルの軸方向に移動に際し
て、スピンドルの端部部材は、インナースリーブの内周
面に摺動するが、端部部材は、スピンドルの軸線と直交
する方向の大きさが第２検知体が設けられたスピンドル
本体より大きいので、スピンドル本体に設けられた第２
検知体はインナースリーブ内への移動が許容される。従
って、第２検知体はスピンドル本体に近接して設けるこ
とができるので、第２検知体のスピンドル本体に対する
オフセット量を小さくできる。また、第１検知体と第２
検知体とを間隔規制手段により一定間隔に保持する構造
とすれば、第１検知体と第２検知体との間のクリアラン
スが常に一定となり、この点からも、測定精度の低下を
防止できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。ここで、各実施例中、同一構成部分は同一
符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。図１から
図１０は本発明の第１実施例にかかるマイクロメータ型
測定機が示されている。図１は第１実施例にかかるマイ
クロメータ型測定機の正面図であり、図２はその断面図
である。これらの図において、マイクロメータ型測定機
１は、内部が密閉構造とされた測定機本体２にスピンド
ル３が出没可能とされた防水・防塵構造である。前記測
定機本体２は、Ｕ型本体フレーム４と、前記スピンドル
３を進退駆動するスピンドル駆動機構５と、スピンドル
３の移動量を検出する検出器６と、Ｕ型本体フレーム４
とスピンドル３との間に設けられた間隔規制手段７と、
Ｕ型本体フレーム４の正面に設けられた蓋部材８と、こ
の蓋部材８の正面に設けられたデジタル表示器９及び複
数の操作スイッチ１０とを備えている。

【００１３】前記Ｕ型本体フレーム４は、その開口一端
部にアンビル１１が設けられ、その開口他端部には、一
端面がアンビル１１に当接可能とされた前記スピンドル
３が軸方向移動可能に支持されている。このスピンドル
３は、一端がアンビル１１に当接可能とされたスピンド
ル本体３Ａと、このスピンドル本体３Ａの他端に設けら
れた端部部材３Ｂとから構成されている。前記検出器６
は、Ｕ型本体フレーム４の内部に前記間隔規制手段７を
介して設けられた第１検知体であるインデックススケー
ル２９と、前記スピンドル３のスピンドル本体３Ａにス
ケール取付部材３０を介して設けられた第２検知体であ
るメインスケール３１とを含んで構成された静電容量型
エンコーダである。スピンドル３の端部部材３Ｂは、ス
ピンドル３の軸線と直交する方向の大きさがメインスケ
ール３１が設けられたスピンドル本体３Ａより大きく形
成されている。

【００１４】前記メインスケール３１はスピンドル３の
軸方向に沿って一定ピッチで整列配列された格子電極及
びこの格子電極間に配設されたアース電極を備えた構造
である。前記インデックススケール２９は、複数組の送
信電極要素からなる送信電極及び受信電極を備えた構造
である。この静電容量型エンコーダの測定原理は、特公
昭64-11883号及びスウェーデン特許出願第7714010-1 号
等に詳述されているように、一般的な構造である。前記
検出器６はカウンタ及びＣＰＵ等の図示しない電装品等
を介して図１に示される前記デジタル表示器９と接続さ
れ、このデジタル表示器９では、前記操作スイッチ１０
の操作によりスピンドル３の移動量がデジタル表示され
るようになっている。

【００１５】図３には前記スピンドル駆動機構５が拡大
して示されている。スピンドル駆動機構５は、スピンド
ル３の端部部材３Ｂに取り付けられた駒部材１２と、こ
の駒部材１２に取り付けられたピン状の係合部材１３
と、この係合部材１３をスピンドル３の軸方向に進退さ
せる係合部材駆動機構１４とを含んで構成されている。
この係合部材駆動機構１４は、前記係合部材１３が挿通
されるスリット１５Ａがスピンドル３の軸方向に延びて
形成されるとともに前記Ｕ型本体フレーム４に一端が固
定されたインナースリーブ１５と、このインナースリー
ブ１５の外周に周方向回転自在に被嵌されるとともに係
合部材１３と係合する１条のスパイラル溝１６Ａが内周
部に形成されたアウタースリーブ１６と、このアウター
スリーブ１６の外周面に回転自在に被嵌されるシンブル
１７と、このシンブル１７とアウタースリーブ１６との
間に配置される２枚の板ばね１８とから構成され、シン
ブル１７を一方向に回転させると、この回転力が板ばね
１８、アウタースリーブ１６のスパイラル溝１６Ａ及び
係合部材１３を介してスピンドル３を前進させ、他方向
に回転させると、スピンドル３を後退させる構造であ
る。前記スパイラル溝１６Ａは、比較的大きなピッチ、
具体的には、従来のマイクロメータのねじピッチより大
きなピッチとされている。

【００１６】インナースリーブ１５にはスピンドル３の
端部部材３Ｂが切欠部３Ｃを除く部分で摺動自在に支持
されており、スピンドル３がアンビル１１から離れる方
向に移動した場合には、メインスケール３１が設けられ
たスピンドル本体３Ａがインナースリーブ１５内に収納
される（図２の想像線参照）。前記スピンドル３の端部
部材３Ｂには一対の起立部１９が対向して設けられ（図
４参照）、この起立部１９にはスピンドル３の半径方向
に延びるピン２０が固定され、このピン２０には前記駒
部材１２が回動可能に支持されている。駒部材１２には
インナースリーブ１５の内壁に対して隙間（逃げ）をも
って形成された鍔部１２Ａが設けられ、この鍔部１２Ａ
のスピンドル３の進退方向の前後面には駒部材１２が前
記ピン２０を支点として回動した際にインナースリーブ
１５の内壁に食い込む略直角のエッジ１２Ｂが形成され
ている。スピンドル３の端部部材３Ｂには、駒部材１２
を図３中時計方向に回動付勢するコイルばね２１が植設
されている。係合部材１３には、係合部材１３の図３中
時計方向の回動付勢を阻止するピン２２が植設されてい
る。ここで、前記コイルばね２１及びピン２２から保持
手段２３が構成され、この保持手段２３は、係合部材１
３がスピンドル半径方向に突出する姿勢で駒部材１２を
保持するとともに、係合部材１３にスピンドル前進方向
に一定以上の力が作用したときにコイルばね２１の付勢
力に抗して駒部材１２の図３中反時計方向の回動を許容
する。

【００１７】前記板ばね１８の取付構造が図４乃至図６
に示されている。図４及び図５において、前記アウター
スリーブ１６の外周部には凹部１６Ｄが全周にわたって
形成されており、この凹部１６Ｄには板ばね１８の基端
部がねじ２４で取り付けられている。前記シンブル１７
の内周部には板ばね１８の先端部が当接するラチェト車
１７Ａが形成されている。このラチェト車１７Ａと板ば
ね１８とから定圧装置２５が構成され、この定圧装置２
５は、前記シンブル１７が前記一方向に回転してアウタ
ースリーブ１６との間に一定以上の力が作用したときに
板ばね１８が折り曲げられてシンブル１７をアウタース
リーブ１６に対して空転させる構造となっている。前記
板ばね１８には、基端部近傍から先端にかけて複数本の
切り込み１８Ａが形成されている。この切り込み１８Ａ
は、板ばね１８の切断を容易にするもので、板ばね１８
の幅寸法を適宜設定することにより板ばね１８のばね
力、ひいては、定圧装置２５が作動する力を調整できる
ようになっている。図６において、前記アウタースリー
ブ１６の凹部１６Ｄには切欠部１６Ｂが形成され、この
切欠部１６Ｂのエッジ１６Ｃは、前記シンブル１７がア
ウタースリーブ１６に対し空転して板ばね１８が折り曲
がった際の折り曲げ支点とされている。

【００１８】図２に示される通り、前記スピンドル３と
Ｕ型本体フレーム４との間及び前記インナースリーブ１
５とアウタースリーブ１６との間には、それぞれシール
部材２６が設けられている。インナースリーブ１５の開
口端部にはエンドキャップ２７が螺合され、このエンド
キャップ２７には測定機本体２の内外を連通する開口部
２７Ａが形成されている。前記エンドキャップ２７の内
側には前記開口部２７Ａを閉塞する多孔質部材２８が取
り付けられ、この多孔質部材２８は、気体の透過を許容
するとともに液体及び固体の透過を許容しない合成樹脂
（商品名ゴアテックス）から形成されている。

【００１９】前記間隔規制手段７の構造は図７乃至図９
に詳細に示されている。図７及び図８において、間隔規
制手段７は、前記インデックススケール２９が接着され
た第１取付片３２と、この第１取付片３２がねじ３８で
取り付けられた第２取付片３３と、この第２取付片３３
がねじ３４Ａ及びＴ字型板材３５で取り付けられた第３
取付片３６とから構成され、この第３取付片３６は、ね
じ３４ＢでＵ型本体フレーム４の取付用突起４Ａに取り
付けられている。前記第１取付片３２にはインデックス
スケール２９と干渉しない位置に３個の突起３７が形成
され、これらの突起３７は、その先端が前記メインスケ
ール３１の電極と干渉しない位置に摺動可能に当接さ
れ、これにより、インデックススケール２９とメインス
ケール３１がスピンドル軸方向へ相対移動可能にされ、
かつ、所定の隙間を隔てて一定間隔に保持されるように
なっている。また、第１取付片３２の中央部には孔部３
２Ａが形成され、この孔部３２Ａを挟んで前記ねじ３８
を取り付けるための突部３２Ｂが２個形成されている。

【００２０】図９において、前記第２取付片３３は、両
側部３３Ａ及び中央部３３Ｂの間にそれぞれ切り込みが
形成された板ばねである。両側部３３Ａは剛性を高める
ために端部が折り曲げられている。前記中央部３３Ｂ
は、その先端部３３Ｃと中間部３３Ｄが第１取付片３２
側に向かって折り曲げられた形状であり、中間部３３Ｄ
が前記Ｔ字型板材３５で第１取付片３２側に押されるこ
とにより中央部３３Ｂが付勢手段として機能する。この
中央部３３Ｂの付勢中心は、先端部３５Ｃが第１取付片
３２に当接する位置であり、この位置は３個の突起３７
を結んで形成される仮想の三角形の重心である（図２参
照）。

【００２１】前記スケール取付部材３０とスピンドル３
との取り付け構造が図１０に示されている。図１０にお
いて、スピンドル本体３Ａは段付き円柱状とされてお
り、この小径部に端部部材３Ｂが螺合される。前記スケ
ール取付部材３０には前記メインスケール３１の裏面が
接着されており、スケール取付部材３０の両端部にはス
ピンドル本体３Ａの小径部が挿入される孔部３０Ａが形
成されている。即ち、メインスケール３１は、スピンド
ル軸方向の両側を含む全体がスピンドル本体３Ａに取り
付けられている。前記スケール取付部材３０は、その内
部に重量を軽減するための空洞部３０Ｂが形成され、か
つ、その側部にはメインスケール３１を接着する際に、
スケール取付部材３０からはみ出した余分な接着剤を収
納する凹部３０Ｃが形成されている。なお、スピンドル
３の進退により発電させるタイプの測定機では、スケー
ル取付部材３０の側部にラックを形成するとともに、こ
のラックに噛合するピニオンを有する発電装置を測定機
本体２内に配置する。この発電装置を備えた測定機の発
電原理は、特公平4-31527 号乃至特公平4-31529 号等に
詳述されているように、一般的な構造である。

【００２２】次に、第１実施例の作用について説明す
る。アンビル１１とスピンドル３の一端との間に被測定
物を配置した状態で、スピンドル駆動機構５のシンブル
１７を一方向へ回転させる。すると、この回転力は、定
圧装置２５、アウタースリーブ１６のスパイラル溝１６
Ａ、係合部材１３及び駒部材１２に伝達されるが、係合
部材１３はインナースリーブ１５のスリット１５Ａによ
り回転規制され、そのスリット長手方向へのみ移動でき
る構造であるため、スピンドル３及び駒部材１２は回転
しないで軸方向にのみ前進する。このスピンドル３の前
進は、スパイラル溝１６Ａが比較的に大きなピッチで形
成されているので、従来より高速となる。スピンドル３
の前進により測定機本体２の内部の圧力が減少するが、
この圧力の減少分は、測定機本体２の外部から気体が多
孔質部材２８を透過して内部へ送られることにより吸収
される。従って、スピンドル３はスムースに前進する。

【００２３】スピンドル３のアンビル１１からの移動量
をメインスケール３１とインデックススケール２９とを
有する検出器６で検出するとともに、デジタル表示器９
で表示する。スピンドル３の一端が被測定物に当接した
ら、そのときの移動量を読み取る。ここで、スピンドル
３が移動するとき、メインスケール３１とインデックス
スケール２９との位置は間隔規制手段７により一定間隔
に保持される。

【００２４】スピンドル３の一端が被測定物に当接した
状態で、シンブル１７をさらに回転させると、駒部材１
２が回動しようとする力が生じる。この力が一定以上に
なると、保持手段２３が作動して駒部材１２がロックす
る。即ち、保持手段２３のコイルばね２１の付勢力に抗
して駒部材１２が回動し、駒部材１２のエッジ１２Ｂが
インナースリーブ１５の内壁に食い込む。この状態で、
シンブル１７をさらに回転させると、アウタースリーブ
１６に対してシンブル１７が回転しようとする。この回
転力が一定以上になると、定圧装置２５が作動してシン
ブル１７が空転する。即ち、定圧装置２５の板ばね１８
は、シンブル１７のラッチェト車１７Ａによりアウター
スリーブ１６のエッジ１６Ｃを支点として折り曲げら
れ、これにより、シンブル１８がアウタースリーブ１６
に対して回転する。駒部材１２のロックは、シンブル１
７を逆方向に回転させて駒部材１２を後退させることに
より、解除される。

【００２５】ところで、スパイラル溝１６Ａのピッチが
大きくなると、スピンドル３によって被測定物を押圧し
た際に、被測定物からの反撥力によってスピンドル３が
後退する虞れが生ずる。第１実施例において、係合部材
１３が停止しているにもかかわらずスピンドル３を後退
させるような反撥力が生じた場合には、端部部材３Ｂが
コイルばね２１の付勢力に抗して駒部材１２を押圧し、
駒部材１２を回動させようとする力が生じる。駒部材１
２がある程度以上に回動すると、駒部材１２のエッジ１
６Ｂがインナースリーブ１５の内壁に食い込む。その結
果、保持手段２３は測定時の定圧手段としての機能だけ
でなく、被測定物からの反撥力によってスピンドル３を
後退させないためのストッパとしての機能を有すること
になる。なお、第１実施例では、スピンドル３の端部部
材３Ｂに切欠部３Ｃを形成し、この切欠部３Ｃを除く部
分がインナースリーブ１５の内壁に摺動する構造とした
から、駒部材１２のエッジ１２Ｂがインナースリーブ１
５の内壁に食い込んだ際に、インナースリーブ１５の内
壁に凹凸状の跡が残っても、この跡をスピンドル３の端
部部材３Ｂは避けて移動することから、保持手段２３が
作動した後でも測定精度に影響しない。次の測定のた
め、シンブル１７を反転させると、スピンドル３はアン
ビル１１から離れる方向に移動する。この移動に伴っ
て、メインスケール３１が設けられたスピンドル本体３
Ａはインナースリーブ１５内への移動が許容される。

【００２６】従って、第１実施例によれば、スピンドル
３を、メインスケール３１が設けられたスピンドル本体
３Ａと、その他端側においてインナースリーブ１５の内
周面に摺動自在に支持された端部部材３Ｂとを備え構成
し、この端部部材３Ｂのスピンドル軸線と直交する方向
の大きさをメインスケール３１が設けられたスピンドル
本体３Ａより大きい構成としたから、メインスケール３
１をスピンドル本体３Ａに近接して設けてメインスケー
ル３１のスピンドル本体３Ａに対するオフセット量を小
さくし、アッベの原理より測定精度を向上できる。ま
た、第１実施例では、メインスケール３１は、スピンド
ル軸方向の両側を含む全体がスピンドル本体３Ａに取り
付けられているので、作業中等にマイクロメータ型測定
機が振動等により揺れることがあても、メインスケール
３１自体が揺れてインデックススケール２９とメインス
ケール３１との相対距離が変化することがないから、こ
の点からも測定精度を向上できる。

【００２７】さらに、スピンドル駆動機構５はスパイラ
ル溝１６Ａが形成されたアウタースリーブ１６を備えて
構成され、このスパイラル溝１６Ａは比較的大きなねじ
ピッチとされたので、スピンドル３の高速操作を行え
る。しかも、スピンドル５の移動量の検出をインデック
ススケール２９とメインスケール３１との直線的な相対
移動量から求めるとともに間隔規制手段７によりインデ
ックススケール２９とメインスケール３１とを一定間隔
に保持したから、従来のマイクロメータに比べて測定精
度を低下させることがない。その上、スピンドル３、Ｕ
型本体フレーム４及びシンブル１７等マイクロメータと
して操作するための必須構造は従来通り維持したので、
マイクロメータを使い慣れている作業者が違和感なく使
用できる。

【００２８】また、第１実施例では、間隔規制手段７を
インデックススケール２９に設けられた突起３７と、イ
ンデックススケール２９をメインスケール３１へ付勢す
る付勢手段としての第２取付片３３の中央部３３Ｂとを
備えた構造としたので、インデックススケール２９とメ
インスケール３１との間隔を常に一定に保つことができ
る。さらに、前記突起３７は３個形成され、この３個の
突起３７を結んで形成される三角形の重心に前記中央部
３３Ｂの付勢中心を形成したから、３個の突起３７を均
等な力でメインスケール３１へ付勢することができる。

【００２９】さらに、第１実施例では、係合部材１３が
スピンドル半径方向に突出する姿勢で駒部材１２を保持
するとともに、係合部材１３に一定以上の力が作用した
ときにコイルばね２１の付勢力に抗して駒部材１２が回
動してコイルばね２１が一定長さに縮んだ時スピンドル
３をロックする保持手段２３を備えたから、スピンドル
３の測定圧が一定に保たれる。さらに、前記シンブル１
７が回転してアウタースリーブ１６との間に一定以上の
力が作用したときに板ばね１８が折り曲げられてシンブ
ル１８をアウタースリーブ１６に対して空転させる定圧
装置２５をシンブル１７とアウタースリーブ１６との間
に設けたから、必要以上に係合部材１３に力がかからず
差損を防止できる。

【００３０】エンドキャップ２７の開口部２７Ａに気体
の透過を許容するとともに液体及び固体の透過を許容し
ない多孔質部材２８を取り付けて測定機本体２の内部圧
力変化に対応できるようにしたから、測定機の密封性を
低下させることなくスピンドル３の操作を軽くできる。

【００３１】また、本実施例では、スピンドル３を段付
き円柱状のスピンドル本体３Ａと端部部材３Ｂとから構
成し、スピンドル本体３Ａにスケール取付部材３０を取
り付けたから、異なる型や精度のメインスケール３１を
スピンドル３に設けるには、スケール取付部材３０のみ
を取り替えるのみでよい。また、前述したように、発電
のためにスピンドル３の側部にラックを形成する場合に
は、スピンドルに直接ラックを形成するよりも、スケー
ル取付部材３０の側面にラックを形成する方が製造コス
トの点で有利である。

【００３２】次に、本発明の第２実施例を図１１乃至図
１５に基づいて説明する。第２実施例は定圧装置の構造
が第１実施例と相違するものであり、他の構成は第１実
施例と同じである。全体構成を示す図１１において、第
２実施例のマイクロメータ型測定機１０１は、内部が密
閉構造とされた測定機本体２にスピンドル３が出没可能
とされ、測定機本体２は、Ｕ型本体フレーム４、スピン
ドル３を進退駆動するスピンドル駆動機構１０５、前記
検出器６、前記間隔規制手段７、前記蓋部材８、前記デ
ジタル表示器９及び複数の操作スイッチ１０を備えた構
成である。スピンドル駆動機構１０５は、前記駒部材１
２と、前記係合部材１３と、この係合部材１３をスピン
ドル３の軸方向に進退させる係合部材駆動機構１１４と
を含んで構成されている。この係合部材駆動機構１１４
は、前記インナースリーブ１５、前記アウタースリーブ
１６、前記シンブル１７、このシンブル１７とアウター
スリーブ１６との間に配置される２枚の板ばね１１８及
び１個のコイルばね１１９から構成され、シンブル１７
を一方向に回転させると、この回転力が板ばね１１８、
コイルばね１１９、アウタースリーブ１６のスパイラル
溝１６Ａ及び係合部材１３を介してスピンドル３を前進
させ、他方向に回転させると、スピンドル３を後退させ
る構造である。

【００３３】第２実施例では、シンブル１７のラチェト
車１７Ａ、板ばね１１８及びコイルばね１１９から定圧
装置１２５が構成されている。この定圧装置１２５の詳
細な構成が図１２から図１５に示されている。これらの
図において、コイルばね１１９はアウタースリーブ１６
の外周面と間隔を設けて取り付けられており、コイルの
一端部はアウタースリーブ１６の係止溝１６Ｅに係止固
定され、他端部は固定されず自由となっている。コイル
ばね１１９が形成する円筒形状の外側面は、シンブル１
７の内周面に圧接されている。スピンドル３をアンビル
の方向へ移動させる方向にシンブル１７を回転させる場
合には、コイルばね１１９を内側に巻回しようとする方
向に力が作用する。そのため、スピンドル３が強い抵抗
を受けてコイルばね１１９を巻回するに要する以上の回
転力がシンブル１７に加えられると、コイルばね１１９
が巻回されてアウタースリーブ１６には回転が伝わらな
くなり、シンブル１７が空転する。従って、コイルばね
１１９の材質等を選択することにより測定時の押圧力を
所望の値に設定することが可能となる。これとは逆に、
スピンドル３をアンビルから離れる方向へ移動させる方
向にシンブル１７を回転させる場合には、コイルばね１
１９を外側に拡げようとする力が発生し、シンブル１７
とアウタースリーブ１６が一体となる。そのため、スピ
ンドル３を強い力で移動させることができる。板ばね１
１８は、主にシンブル１７がアウタースリーブ１６に対
して空転したことを先端部がラチェト車１７Ａに続けて
衝突する連続音で知らせるものであり、そのばね力は弱
いものである。従って、板ばね１１８は前記板ばね１８
に比べて幅寸法が短く形成され、この板ばね１８の幅寸
法に合わせてラチェト車１７Ａの幅寸法が第１実施例の
ラチェト車１７Ａに比べて短く形成されている。また、
第２実施例のラチェト車１７Ａは第１実施例のラチェト
車１７Ａに比べてピッチが小さい。

【００３４】この構成の第２実施例の作用は第１実施例
の作用と略同じであるが、定圧装置１２５の作用が第１
実施例と相違する。即ち、スピンドル３の一端が被測定
物に当接した状態で、シンブル１７を回転させると、ア
ウタースリーブ１６とシンブル１７との間に前述した巻
回に要する力を越える回転力が作用して、コイルばね１
１９が内側に巻回される。その結果、シンブル１７がア
ウタースリーブ１６に対して空転する。このシンブル１
７の空転により、板ばね１１８は屈伸を繰り返しながら
ラチェト車１７Ａ内を滑り、板ばね１１８の先端部がラ
チェト車１７Ａに衝突して連続した音を発する。この音
によりシンブル１７が空転したことを作業者が確実に認
識する。

【００３５】従って、第２実施例によれば、前記第１実
施例と同様の効果を奏することができる他、定圧装置１
２５を、シンブル１７のラチェト車１７Ａ、板ばね１１
８及びコイルばね１１９から構成したので、定圧装置１
２５を組み立てやすくなるとともにシンブル１７の空転
を確実に作業者に知らせることができる。即ち、第１実
施例のように、定圧装置２５を、シンブル１７のラチェ
ト車１７Ａ及び板ばね１８から構成すれば、アウタース
リーブ１６とシンブル１７との間の摩擦力を大きくする
には、板ばね１８のばね係数を大きいものにするか、板
ばね１８の幅寸法を長いものにしなければならないが、
これでは、アウタースリーブ１６とシンブル１７との間
のスペースが狭いので、板ばね１８全体を折り曲げた状
態でシンブル１７を装着することに手間がかかる。しか
も、スピンドル３が確実に前進するためには、シンブル
１７が空転するまでの圧力を一定以上としなければなら
い。そのためには、板ばね１８がシンブル１７を押圧す
る力を大きくするため、ラチェト車１７Ａのピッチを大
きくしなければならない。しかし、ラチェト車１７Ａの
ピッチが大きいと、シンブル１７が空転した際に生じる
連続音の音と音との間隔が大きくなり、シンブル１７が
空転したことを作業員が直ちに認識できない。

【００３６】これに対して、定圧装置１２５を、シンブ
ル１７のラチェト車１７Ａ及びコイルばね１１９から構
成すれば、コイルばね１１９をアウタースリーブ１６に
巻き込んで縮小させればシンブル１７を簡単に装着する
ことができるので、定圧装置１２５の組み立てが容易に
なる。しかし、この構成では、シンブル１７が空転した
時はコイルばね１１９が内側に巻回されるだけなので、
作業者がシンブル１７の空転を認識できないことがあ
る。そのため、第２実施例では、スピンドル３を確実に
前進させるためのばね圧をコイルばね１１９で確保し、
板ばね１１８の先端部が比較的ピッチが小さいラチェト
車１７Ａに衝突した時の連続した軽快音でシンブル１７
の空転を作業者に認識させるため、シンブル１７のラチ
ェト車１７Ａ、板ばね１１８及びコイルばね１１９から
定圧装置１２５を構成した。なお、この定圧装置１２５
は、従来構造のマイクロメータについても適用可能であ
る。

【００３７】なお、本発明では、前記各実施例の構成に
限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範
囲であれば次に示す変形例を含むものである。例えば、
前記各実施例では、メインスケール３１をスケール取付
部材３０を介してスピンドル３に取り付けたが、図１６
及び図１７に示される通り、本発明では、メインスケー
ル３１をスピンドル１０３のスピンドル本体１０３Ａに
直接取り付ける構造でもよい。このスピンドル本体１０
３Ａは複数の大径部１０３Ｃを有する円柱部材の軸線を
挟む両側部を軸線に沿って切断した形状であり、切断さ
れた両平面の厚さはスピンドル１０３の小径部１０３Ｄ
の直径と同じである。このスピンドル本体１０３Ａの小
径部１０３Ｄとメインスケール３１の裏面との間に接着
剤を塗布してメインスケール３１の全体をスピンドル本
体１０３Ａに取り付ける。

【００３８】また、前記各実施例では駒部材１２及び保
持手段２３を設けたが、図１６及び図１７に示される通
り、本発明では、これらの部材を排してスピンドル１０
３の端部部材１０３Ｂに係合部材１３を直接設ける構造
でもよい。駒部材１２及び保持手段２３を排すれば、部
品点数が減少するとともに組立作業が容易になる。保持
手段２３を設けない場合では、測定力は、定圧装置２
５，１２５とアウタースリーブ１６のスパイラル溝１６
Ａのねじピッチとに依存する。アウタースリーブ１６の
スパイラル溝１６Ａのねじピッチを変えることにより、
スピンドル３の測定圧を変えることができる。つまり、
ねじピッチを大きくすれば、シンブル１７の１回転あた
りのスピンドル３の移動量が大きくなってスピンドル３
の測定圧が小さくなり、ねじピッチを小さくすれば、シ
ンブル１７の１回転あたりのスピンドル３の移動量が小
さくなってスピンドル３の測定圧が大きくなる。従っ
て、１条のスパイラル溝１６Ａのねじピッチをスピンド
ル３がアンビル１１に近づくに従って大きくすれば、ス
ピンドル３がアンビル１１より遠い位置にあるときに、
測定圧を大きくし、スピンドル３がアンビル１１に近い
位置にあるときに測定圧を小さくできるので、被測定物
が球状である場合、ヘルツの変形量を一定にできる。

【００３９】前記各実施例では、アウタースリーブ１６
に形成されたスパイラル溝１６Ａは１条であったが、そ
の数は複数でもよい。この場合には、駒部材１２や保持
手段２３を設けることなく、図１７に示す通り、スピン
ドル１０３の端部部材１０３Ｂに複数のスパイラル溝の
それぞれに係合するように係合部材１３を配置する。こ
れにより、１本あたりの係合部材１３の負荷を減らすこ
とができ、測定機の耐久性向上が図れる。

【００４０】また、前記各実施例では、前記間隔規制手
段７をインデックススケール２９に第１取付片３２を介
して設けられた突起３７と、この第１取付片３２が取り
付けられた板ばねからなる第２取付片３３とを備えて構
成し、この第２取付片３３の中央部３３Ｂをインデック
ススケール２９をメインスケール３１側へ付勢する付勢
手段としたが、本発明の間隔規制手段は前記構成に限定
されるものではない。例えば、突起３７に代えてメイン
スケール３１に先端部が当接する凸部を直線状に形成し
たものを用いてもよい。

【００４１】さらに、前記検出器６を第１検知体である
インデックススケール２９と第２検知体であるメインス
ケール３１とを備えた静電容量型エンコーダとしたが、
本発明では、光電式エンコーダや磁気式エンコーダをス
ピンドル３の移動量を検知する検出器として利用でき
る。また、本発明では、間隔規制手段７、定圧装置２
５，１２５及び多孔質部材２８を必ずしも設けることを
要しない。さらに、メインスケール３１は、少なくとも
スピンドル軸方向の両側がスピンドル本体３Ａ，１０３
Ａに取り付けらた構造であればよい。

【００４２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、スピンド
ルを、第２検知体が設けられたスピンドル本体と、その
他端側においてインナースリーブの内周面に摺動自在に
支持された端部部材とを備え構成し、この端部部材のス
ピンドル軸線と直交する方向の大きさを第２検知体が設
けられたスピンドル本体より大きい構成としたから、第
２検知体をスピンドル本体に近接して設けて第２検知体
のスピンドル本体に対するオフセット量を小さくし、測
定精度を向上できる。また、第２検知体は、少なくとも
スピンドル軸方向の両側がスピンドル本体に取り付けら
れているので、作業中等にマイクロメータ型測定機が振
動等により揺れることがあても、第２検知体自体が揺れ
て第１検知体との相対距離が変化することがないから、
この点からも測定精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例にかかるマイクロメ
ータ型測定機の正面図である。

【図２】図２はその断面図である。

【図３】図３はマイクロメータ型測定機のスピンドル駆
動機構を示す拡大断面図である。

【図４】図４は図２中IV−IV線に沿う矢視断面図であ
る。

【図５】図５は前記スピンドル駆動機構の分解斜視図で
ある。

【図６】図６は前記スピンドル駆動機構のシンブルとア
ウタースリブとの取付状態を示す断面図である。

【図７】図７は図２中VII −VII 線に沿う矢視断面図で
ある。

【図８】図８はマイクロメータ型測定機の間隔規制手段
を取り付ける状態を示す分解斜視図である。

【図９】図９は前記間隔規制手段の分解斜視図である。

【図１０】図１０はマイクロメータ型測定機のスピンド
ルの分解斜視図である。

【図１１】図１１は本発明の第２実施例にかかるマイク
ロメータ型測定機を示すもので、図２に相当する図であ
る。

【図１２】図１２は第２実施例にかかるマイクロメータ
型測定機のスピンドル駆動機構を示すもので、図５に相
当する図である。

【図１３】図１３は第２実施例にかかるマイクロメータ
型測定機のスピンドル駆動機構を示す断面図である。

【図１４】図１４は図１３中、XIV-XIV 線に沿う矢視断
面図である。

【図１５】図１５は第２実施例にかかるマイクロメータ
型測定機のアウタースリーブの正面図である。

【図１６】図１６は本発明の変形例にかかるマイクロメ
ータ型測定機のスピンドルに第２検知体を取り付ける状
態を示す斜視図である。

【図１７】図１７は図１６の正面図である。

【符号の説明】

1,101 マイクロメータ型測定機 3,103 スピンドル 3A,103A スピンドル本体 3B,103B 端部部材 ４ Ｕ型本体フレーム 5,105 スピンドル駆動機構 ６ 検出器 ７ 間隔規制手段 １１ アンビル １３ 係合部材 １５ インナースリーブ １５Ａ スリット １６ アウタースリーブ １６Ａ スパイラル溝 ２９ 第１検知体 ３１ 第２検知体 ３７ 突起 ３３Ｂ 付勢手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アンビルが設けられたＵ型本体フレーム
   と、 このＵ型本体フレームに対して軸方向移動可能にされる
   とともに一端がアンビルに当接可能とされるスピンドル
   と、 このスピンドルの他端側に設けられるとともにスピンド
   ルの半径方向に突出した係合部材と、 この係合部材が挿通されるスリットがスピンドルの軸方
   向に延びて形成されるとともに前記Ｕ型本体フレームに
   固定されるインナースリーブと、このインナースリーブ
   の外周に周方向回転自在に被嵌されるとともに前記係合
   部材に係合されるスパイラル溝が内周部に形成されるア
   ウタースリーブと、を含んで構成され、前記スパイラル
   溝が比較的大きなピッチとされるスピンドル駆動機構
   と、 前記Ｕ型本体フレームに設けられた第１検知体と前記ス
   ピンドルに設けられた第２検知体とを含み第１検知体と
   第２検知体との相対移動量からスピンドルの移動量を検
   出する検出器と、を有し、このスピンドルの移動量によ
   って被測定物の寸法を計測するマイクロメータ型測定機
   であって、 前記スピンドルは、前記第２検知体が設けられたスピン
   ドル本体と、その他端側において前記インナースリーブ
   の内周面に摺動自在に支持された端部部材とを備え、こ
   の端部部材は、スピンドルの軸線と直交する方向の大き
   さが前記第２検知体が設けられたスピンドル本体より大
   きいことを特徴とするマイクロメータ型測定機。
2. 【請求項２】請求項１記載のマイクロメータ型測定機に
   おいて、前記第２検知体は、少なくともスピンドル軸方
   向の両側が前記スピンドル本体に取り付けられているこ
   とを特徴とするマイクロメータ型測定機。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のマイクロメータ型測
   定機において、前記Ｕ型本体フレームと前記スピンドル
   との間には、前記第１検知体と第２検知体をスピンドル
   軸方向へ相対移動可能にし、かつ、所定の隙間を隔てて
   一定間隔に保持する間隔規制手段が設けられていること
   を特徴とするマイクロメータ型測定機。
4. 【請求項４】請求項３記載のマイクロメータ型測定機に
   おいて、前記間隔規制手段は、第１検知体と第２検知体
   との少なくとも一方に設けられた突起と、Ｕ型本体フレ
   ームに設けられるとともに第１検知体を第２検知体へ付
   勢する付勢手段とを備えたことを特徴とするマイクロメ
   ータ型測定機。
5. 【請求項５】請求項４記載のマイクロメータ型測定機に
   おいて、前記突起は３個形成され、この３個の突起を結
   んで形成される三角形の重心に前記付勢手段の付勢中心
   が形成されることを特徴とするマイクロメータ型測定
   機。