JPH09229660A

JPH09229660A - マイクロメータ

Info

Publication number: JPH09229660A
Application number: JP8037926A
Authority: JP
Inventors: Seigo Takahashi; 誠悟高橋; Masamichi Suzuki; 正道鈴木; Masahiko Tachikake; 正彦太刀掛
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: EP0791801B1; CN1077281C; JP3623038B2; DE69705441T2; EP0791801A3; DE69705441D1; US5829155A; CN1166594A; EP0791801A2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストダウンが図れるとともに、操作性も向
上させることができるマイクロメータを提供する。【解決手段】従来のマイクロメータが備えていた主尺
目盛や副尺目盛などを省略し、フレーム１にスリーブ５
１を介してシンブル７１をスピンドル６１の軸方向定位
置でその軸を中心として回転自在に設け、このシンブル
７１とスピンドル６１との間にシンブル７１の回転をス
ピンドル６１に伝達しかつスピンドル６１の軸方向変位
を許容する回転伝達手段８１を設ける。回転伝達機構８
１としては、ラチェット機構８２を用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル表示型の
マイクロメータに関する。詳しくは、スピンドルが回転
しながら軸方向へ変位する形式のマイクロメータにおい
て、コスト低減、操作性向上を図ったマイクロメータに
関する。

【０００２】

【背景技術】機械式目盛表示型測定器に比べ、電子式デ
ジタル表示型測定器は、高精度かつ読み取り容易などの
優位性から測定器全般に普及しつつある。マイクロメー
タにあっても、シンブルの回転に伴ってスピンドルが回
転しながら軸方向へ変位する形式のものについては、ロ
ータリエンコーダを組み込んだデジタル表示化が進んで
いる。

【０００３】そこで、従来のデジタル表示型マイクロメ
ータの構造を図７を参照しながら説明する。図７におい
て、略Ｕ字形状に形成された本体としてのフレーム１に
は、その一端部内面にアンビル２が固定されているとと
もに、他端部に軸方向へ変位しながら前記アンビル２に
対して進退するスピンドル２１が設けられている。な
お、４はスピンドル２１の変位量をデジタル表示するデ
ジタル表示器、５は電源オン・オフスイッチ、６はゼロ
セットスイッチである。

【０００４】また、前記スピンドル２１が設けられたフ
レーム１の他端部には、その内面側に軸受筒１１が固定
されているとともに、外面側に保持環１２が螺合されて
いる。保持環１２の中心部には、内外で二重筒構造に嵌
合するインナースリーブ１３とアウタースリーブ１４と
の一端がそれぞれ保持されている。インナースリーブ１
３は、一端側に小径筒部１３Ａを有し、かつ、他端側１
３Ｂが軸方向に沿って形成された複数本のスリット１５
により径方向に拡縮できる円筒形状に形成されている。
他端側１３Ｂには、その内周面にめねじ部１６が軸方向
に沿って形成されているとともに、外周面にテーパナッ
ト１７が螺合するおねじ部１８が形成されている。めね
じ部１６には、前記スピンドル２１が螺合されている。

【０００５】前記スピントル２１は、前記軸受筒１１に
摺動自在に支持された軸部２１Ａと、この軸部２１Ａよ
り僅か径大に形成されかつ外周面におねじを形成したね
じ部２１Ｂと、このねじ部２１Ｂの他端部に一体形成さ
れたテーパ部２１Ｃとを有する。軸部２１Ａの外周軸方
向に沿って断面Ｖ字状の溝２２が形成されている。ねじ
部２１Ｂは、前記めねじ部１６に螺合されている。テー
パ部３１Ｃには、前記アウタースリーブ１４の外周面に
対して回動可能に被嵌されたシンブル２３の他端部が嵌
合固定されている。シンブル２３の他端には、スピンド
ル２１に一定以上の負荷がかかったときに空転するラチ
ェットつまみ２４が設けられている。これにより、シン
ブル２３またはラチェットつまみ２４を回転させると、
スピンドル２１が回転しながら軸方向へ変位する。この
とき、スピンドル２１の変位量は、アウタースリーブ１
４の外周面軸方向に沿って一定間隔毎に形成された主尺
目盛２５と、シンブル２３の外周に沿って形成された副
尺目盛２７とから読み取ることができる。

【０００６】前記インナースリーブ１３の小径筒部１３
Ａの端面と前記軸受筒１１との間のスピントル２１外周
には、回転筒体３１、第１スペーサ３２、第２スペーサ
３３が順次軸方向へ変位可能に被嵌されているととも
に、第２スペーサ３３と軸受筒１１との間にこれら第２
スペーサ３３、第１スペーサ３２、回転筒体３１を図７
中右方向へ付勢するばね３４が挿入されている。回転筒
体３１には、前記溝２２に摺動自在に係合する突起３５
Ａを有するねじ３５が螺合されている。これにより、回
転筒体３１とスピンドル２１とは同期回転され、かつ、
スピンドル２１の軸方向への変位が許容されている。

【０００７】前記インナースリーブ１３の小径筒部１３
Ａと前記回転筒体３１との間には、前記スピンドル２１
の回転量からスピンドル２１の軸方向変位量を検出する
エンコーダ４１が設けられている。エンコーダ４１は、
前記保持環１２に固定されたプレート４２に接着固定さ
れかつ図示しない送信電極および出力電極を有する固定
板４３と、前記回転筒体３１に固定板４３と一定のギャ
ップをもって対向した状態で接着固定されかつ図示しな
い受信電極および結合電極を有する回転板４４とを含
み、送信電極に位相の異なる信号を与えたとき、出力電
極から固定板４３と回転板４４との相対回転角に対応す
る信号が得られるようになっている。なお、エンコーダ
４１で検出された固定板４３と回転板４４との相対回転
角に対応する信号は、図示しない電気回路によって処理
された後、デジタル表示器４にデジタル表示される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のデジタ
ル表示型マイクロメータは、デジタル表示器４、エンコ
ーダ４１、電気回路などを駆動させる電源（電池）の寿
命がなくなっても使用できるように、機械式目盛表示機
構を全て備えた構造である。つまり、フレーム１側にア
ウタースリーブ１４を、スピンドル２１側にシンブル２
３を設け、アウタースリーブ１４の外周面軸方向に沿っ
て主尺目盛２５を、シンブル２３の外周に沿って副尺目
盛２７をそれぞれ形成した構造を備えている。そのた
め、組立も複雑であるうえ、コスト的にも高くつくとい
う欠点があった。

【０００９】また、従来の構造では、測定にあたって、
たとえば、左手で被測定物を持ち、右手でフレーム１を
握り、その右手の親指と人指し指とでラチェットつまみ
２４を回しながらスピンドル２１をアンビル２から離れ
る方向へ変位させていくと、ラチェットつまみ２４がフ
レーム１から次第に離れていくため、スピンドル２１を
大きく変位させたときに操作しずらくなるという欠点が
あった。

【００１０】本発明の目的は、このような従来の欠点を
解消し、コストダウンが図れるとともに、操作性も向上
させることができるマイクロメータを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロメータ
は、一端にアンビルを有する本体と、この本体の他端に
螺合されその螺合回転に伴って軸方向へ変位するスピン
ドルと、このスピンドルの回転量からスピンドルの軸方
向変位量を検出するエンコーダと、このエンコーダの出
力信号に基づく測定値をデジタル表示するデジタル表示
器とを備えたマイクロメータにおいて、前記本体の他端
側にシンブルを前記スピンドルの軸方向定位置でかつそ
のスピンドルの軸を中心として回転自在に設けるととも
に、このシンブルと前記スピンドルとの間にシンブルの
回転をスピンドルに伝達しかつスピンドルの軸方向変位
を許容する回転伝達手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】このような構成によれば、従来のマイクロ
メータが備えていた主尺目盛や副尺目盛などを省略して
あるから、それらの加工に伴うコストを低減することが
できる。しかも、主尺目盛を形成するためのアウタース
リーブも不要にできるから、部品点数、組立工数の削減
が図れる。よって、コストダウンが図れる。また、測定
にあたって、シンブルを回転させると、そのシンブルの
回転が回転伝達手段を介してスピンドルに伝達される。
スピンドルは、本体に螺合されているから、回転に伴っ
て軸方向へ変位される。すると、スピンドルの変位量が
エンコーダによって検出されたのち、デジタル表示器に
デジタル表示される。このとき、スピンドルをアンビル
から離れる方向へ変位させても、シンブルは本体の定位
置で回転自在に設けられているから、つまり、シンブル
がスピンドルとともに変位することがないから、スピン
ドルを大きく変位させても操作性が低下するような不具
合も解消できる。

【００１３】また、上記構造のマイクロメータにおい
て、前記回転伝達手段は、前記シンブルの回転を前記ス
ピンドルに伝達するとともに、スピンドルに一定以上の
負荷が作用したときスピンドルに対してシンブルを空転
させるラチェット機構とされていることを特徴とする。
このような構成によれば、スピンドルとアンビルとで被
測定物を挟持し、スピンドルに一定以上の負荷が作用す
ると、スピンドルに対してシンブルが空転するから、常
に一定の測定圧で測定を行うことができる。よって、高
精度の測定を保障することができる。

【００１４】また、上記ラチェット機構を備えた構造の
マイクロメータにおいて、前記ラチェット機構は、前記
シンブル内に固定されかつ内周面に鋸歯状突起を有する
ラチェットリングと、このラチェットリングと前記スピ
ンドルの外周面との間に挿入され、一端が前記スピンド
ルの軸方向に沿って形成された溝に係止され、他端が前
記ラチェットリングの鋸歯状突起に押圧付勢された板ば
ねとから構成されていることを特徴とする。このような
構成によれば、シンブルとスピンドルとの間にラチェッ
ト機構が設けられているから、コンパクトに構成するこ
とができる。しかも、ラチェット機構は、ラチェットリ
ングと板ばねの２部品によって構成されているから、部
品点数が少なく、組立も有利で、コストダウンが可能で
ある。

【００１５】また、上記ラチェットリングおよび板ばね
を有するラチェット機構を備えた構造のマイクロメータ
において、前記シンブルは、前記本体の他端側に前記ス
ピンドルの軸を中心として回転自在に支持されかつ前記
ラチェットリングを収納する筒体と、この筒体の他端に
螺合され前記スピンドルの他端側を覆うキャップとから
構成されていることを特徴とする。このような構造によ
れば、ラチェット機構の板ばねの一端をスピンドルの軸
方向に沿って形成された溝に係止する際、筒体の孔から
覗きながら作業できるから、板ばねの一端をスピンドル
の溝に簡単に係止させることができる。

【００１６】また、上記シンブルを筒体とキャップとか
ら構成した構造のマイクロメータにおいて、前記キャッ
プは、スピンドルの外径に対して僅か大きな内径に形成
され、筒体の他端に螺合されたとき前記板ばねの端面に
当接するストッパを兼ねていることを特徴とする。この
ような構造によれば、スピンドルが軸方向へ変位すると
き、板ばねも軸方向へ移動しようとするが、その移動が
キャップによって阻止されるから、簡単な構成で板ばね
を定位置に保持できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図を
参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明にあた
って、前述した図７と同一構成要件については、同一符
号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。本実施
形態のマイクロメータでは、図１および図２に示すよう
に、前記アウタースリーブ１４が省略されているととも
に、前記インナースリーブ１３よりも短寸のスリーブ５
１が前記保持環１２に保持されている。スリーブ５１の
他端部内には、内周面にめねじを形成したナット部材５
２が圧入固定されている。ナット部材５２には、スピン
ドル６１が螺合されている。

【００１８】前記スピンドル６１は、前記軸受筒１１に
摺動自在に支持された軸部６１Ａと、この軸部６１Ａと
同径に形成されかつ外周面に前記ナット部材５２に螺合
するおねじを形成したねじ部６１Ｂとを備える。軸部６
１Ａの途中からねじ部６１Ｂの全長に亘って、前記ねじ
３５の突起３５Ａが係合するＶ字状の溝６２が軸方向に
沿って形成されている。

【００１９】前記スリーブ５３の外周には、一端に鍔部
７１Ａを有する筒状のシンブル７１が前記スピンドル６
１の軸を中心として回転自在に設けられているととも
に、前記鍔部７１Ａを外側から被嵌しシンブル７１を軸
方向の定位置に保持する袋ナット７２が螺合されてい
る。シンブル７１は、前記スリーブ５１の外周に前記ス
ピンドル６１の軸を中心として回転自在に支持された筒
体７３と、この筒体７３の他端に螺合され前記スピンド
ル６１の他端側を覆うキャップ７４とから構成されてい
る。キャップ７４の内径は、スピンドル６１の外径に対
して僅か大きな内径に形成され、筒体７３の他端に螺合
されたとき後述する板ばね８５の端面に当接するストッ
パを兼ねている。

【００２０】前記シンブル７１と前記スピンドル６１と
の間には、シンブル７１の回転をスピンドル６１に伝達
しかつスピンドル６１の軸方向変位を許容する回転伝達
手段８１が設けられている。ここでは、回転伝達手段８
１として、前記シンブル７１の回転を前記スピンドル６
１に伝達するとともに、スピンドル６１に一定以上の負
荷が作用したときスピンドル６１に対してシンブル７１
を空転させるラチェット機構８２が用いられている。

【００２１】前記ラチェット機構８２は、図３および図
４に示すように、前記シンブル７１内に固定されかつ内
周面に鋸歯状突起８３を有するラチェットリング８４
と、このラチェットリング８４と前記スピンドル６１の
外周面との間に巻回された状態で挿入され、一端８５Ａ
が前記スピンドル６１の軸方向に沿って形成された溝６
２に係止され、他端８５Ｂが前記ラチェットリング８４
の鋸歯状突起８３に押圧付勢された板ばね８５とから構
成されている。

【００２２】以上の構成において、組立にあたっては、
シンブル７１の筒体７３からキャップ７４を外し、その
筒体７３内にラチェット機構８２を組み込む。つまり、
ラチェットリング８４を圧入固定したのち、そのラチェ
ットリング８４内に沿って板ばね８５を挿入する。この
状態の筒体７３をスリーブ５１の外周に被嵌し、外側か
ら袋ナット７２を螺合して筒体７３を回転自在に保持す
る。このとき、筒体７３の他端部の孔から覗きながら、
板ばね８５の一端８５Ａがスピンドル６１の溝６２に合
うように、筒体７３を回動調整しながら回転自在に保持
する。この後、筒体７３にキャップ７４を螺合する。

【００２３】測定にあたっては、たとえば、左手で被測
定物（図示省略）を持ち、右手でフレーム１を握り、そ
の右手の親指と人指し指とでシンブル７１を回転させる
と、そのシンブル７１の回転がラチェット機構８２を介
してスピンドル６１に伝達される。すると、スピンドル
６１は、フレーム１側に設けられたナット部材５２に螺
合されているから、回転に伴って軸方向へ変位される。
すると、スピンドル６１の変位量がエンコーダ４１によ
って検出されたのち、デジタル表示器４にデジタル表示
される。

【００２４】いま、スピンドル６１を変位させながら、
アンビル２とスピンドル６１とで被測定物を挟持する
と、スピンドル６１はそれ以上アンビル２に接近する方
向へ変位することができないから、つまり、同方向へ回
転することができないから、ラチェット機構８２の板ば
ね８５に対してラチェットリング８４が空転する。従っ
て、このときのデジタル表示器４の表示値を読み取れ
ば、一定測定圧の状態で測定が行うことができる。

【００２５】本実施形態によれば、従来のマイクロメー
タが備えていた主尺目盛や副尺目盛などを省略したの
で、主尺目盛を形成するためのアウタースリーブも不要
にできる。従って、これらの加工に伴うコストを低減す
ることができるとともに、部品点数、組立工数の削減が
図れるから、コストダウンが図れる。

【００２６】また、フレーム１の他端側にスリーブ５１
を介してシンブル７１を回転自在に設けるとともに、こ
のシンブル７１とスピンドル６１との間に回転伝達手段
８１を設けたので、測定にあたって、シンブル７１を回
転させると、そのシンブル７１の回転が回転伝達手段８
１を介してスピンドル６１に伝達されるため、スピンド
ル６１は軸方向へ変位される。すると、そのスピンドル
６１の変位量がエンコーダ４１で検出されたのち、デジ
タル表示器４にデジタル表示される。このとき、スピン
ドル６１をアンビル２から離れる方向へ変位させても、
シンブル７１はフレーム１の定位置で回転自在に設けら
れているから、つまり、シンブル７１がスピンドル６１
とともに変位することがないから、スピンドル６１を大
きく変位させても操作性が低下するような不具合も解消
できる。

【００２７】また、回転伝達手段８１を、ラチェット機
構８２によって構成したので、スピンドル６１とアンビ
ル２とで被測定物を挟持し、スピンドル６１に一定以上
の負荷が作用すると、スピンドル６１に対してシンブル
７１が空転するから、常に一定の測定圧で測定を行うこ
とができる。よって、高精度の測定を保障することがで
きる。また、ラチェット機構８２を、シンブル７１内に
固定されかつ内周面に鋸歯状突起８３を有するラチェッ
トリング８４と、このラチェットリング８４とスピンド
ル６１の外周面との間に挿入された板ばね８５とから構
成したので、部品点数が少なくコンパクトに構成するこ
とができ、組立も有利で、コストダウンが可能である。
しかも、板ばね８５は外側に開く方向に付勢されている
から、スピンドル６１のねじ部６１Ｂを傷めることも少
ない。

【００２８】また、シンブル７１を、フレーム１の他端
側に回転自在に支持された筒体７３と、この筒体７３の
他端に螺合されたキャップ７４とから構成したので、ラ
チェット機構８２の板ばね８５の一端８５Ａをスピンド
ル６１の溝６２に係止する際、筒体７３の孔から覗きな
がら作業できるから、板ばね８５の一端８５Ａをスピン
ドル６１の溝６２に簡単に係止させることができる。な
お、溝６２Ａは、回転筒体３１をスピンドル６１と同期
回転させつつ、スピンドル６１を軸方向へ変位可能とす
る溝を兼ねているから、板ばね８５の一端８５Ａを係止
するための溝を特別に加工する必要がない。しかも、キ
ャップ７４の内径を、スピンドル６１の外径に対して僅
か大きく形成したので、スピンドル６１が軸方向へ変位
するとき、板ばね８５も軸方向へ移動しようとするが、
その移動がキャップ７４によって阻止されるから、板ば
ね８５を定位置に保持できる。

【００２９】以上述べた実施の形態では、回転伝達手段
８１として、ラチェット機構８２を用いたが、シンブル
７１の回転をスピンドル６１に伝達しかつスピンドル６
１の軸方向変位を許容できる構造であれば、他の構造で
もよい。たとえば、図５および図６に示すように、スピ
ンドル６１の軸方向に沿って断面矩形の溝６２Ａを設
け、この溝６２Ａに摺動自在に係合するピン９１を前記
シンブル７１の内面に突設した構造でもよい。このよう
な構造でも、シンブル７１の回転がピン９１および溝６
２Ａを介してスピンドル６１に伝達されるとともに、ス
ピンドル６１の軸方向変位をピン９１に係合する溝６２
Ａで許容することができる。

【００３０】また、エンコーダ４１の形式としては、上
記実施形態で述べた固定板４３と回転板４４とからなる
ロータリエンコータに限らず、同軸の円筒体構造の円筒
型エンコーダ（たとえば、特願平６−３３０６８９号参
照）などでもよい。さらに、静電容量式のエンコーダに
限らず、光電式、磁気式などでもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明のマイクロメータによれば、コス
トダウンが図れるとともに、操作性も向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるマイクロメータの一実施形態を
示す一部を切り欠いた正面図である。

【図２】同上実施形態の要部を示す拡大図である。

【図３】図２の III−III 線断面図である。

【図４】同上実施形態のラチェット機構を示す分解斜視
図である。

【図５】本発明にかかるマイクロメータの他の実施形態
の要部を示す拡大図である。

【図６】図５のVI−VI線断面図である。

【図７】従来のデジタル表示型マイクロメータを示す一
部を切り欠いた正面図である。

【符号の説明】

１フレーム（本体）２アンビル４デジタル表示器４１エンコーダ６１スピンドル６２溝７１シンブル７３筒体７４キャップ８１回転伝達手段８２ラチェット機構８３鋸歯状突起８４ラチェットリング８５板ばね８５Ａ板ばねの一端８５Ｂ板ばねの他端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端にアンビルを有する本体と、この本
体の他端に螺合されその螺合回転に伴って軸方向へ変位
するスピンドルと、このスピンドルの回転量からスピン
ドルの軸方向変位量を検出するエンコーダと、このエン
コーダの出力信号に基づく測定値をデジタル表示するデ
ジタル表示器とを備えたマイクロメータにおいて、前記本体の他端側にシンブルを前記スピンドルの軸方向
定位置でかつそのスピンドルの軸を中心として回転自在
に設けるとともに、このシンブルと前記スピンドルとの
間にシンブルの回転をスピンドルに伝達しかつスピンド
ルの軸方向変位を許容する回転伝達手段を設けたことを
特徴とするマイクロメータ。
【請求項２】請求項１に記載のマイクロメータにおい
て、前記回転伝達手段は、前記シンブルの回転を前記ス
ピンドルに伝達するとともに、スピンドルに一定以上の
負荷が作用したときスピンドルに対してシンブルを空転
させるラチェット機構とされていることを特徴とするマ
イクロメータ。
【請求項３】請求項２に記載のマイクロメータにおい
て、前記ラチェット機構は、前記シンブル内に固定され
かつ内周面に鋸歯状突起を有するラチェットリングと、
このラチェットリングと前記スピンドルの外周面との間
に挿入され、一端が前記スピンドルの軸方向に沿って形
成された溝に係止され、他端が前記ラチェットリングの
鋸歯状突起に押圧付勢された板ばねとから構成されてい
ることを特徴とするマイクロメータ。
【請求項４】請求項３に記載のマイクロメータにおい
て、前記シンブルは、前記本体の他端側に前記スピンド
ルの軸を中心として回転自在に支持されかつ前記ラチェ
ットリングを収納する筒体と、この筒体の他端に螺合さ
れ前記スピンドルの他端側を覆うキャップとから構成さ
れていることを特徴とするマイクロメータ。
【請求項５】請求項４に記載のマイクロメータにおい
て、前記キャップは、スピンドルの外径に対して僅か大
きな内径に形成され、筒体の他端に螺合されたとき前記
板ばねの端面に当接するストッパを兼ねていることを特
徴とするマイクロメータ。