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

マイクロメータ型測定機

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JPH07146101A
JPH07146101A JP19543194A JP19543194A JPH07146101A JP H07146101 A JPH07146101 A JP H07146101A JP 19543194 A JP19543194 A JP 19543194A JP 19543194 A JP19543194 A JP 19543194A JP H07146101 A JPH07146101 A JP H07146101A
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spindle
measuring machine
detector
micrometer
type measuring
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Masahiko Tachikake
正彦 太刀掛
Masamichi Suzuki
正道 鈴木
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Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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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。
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