JPH11190601A - マイクロメータ - Google Patents

マイクロメータ

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JPH11190601A
JPH11190601A JP9360345A JP36034597A JPH11190601A JP H11190601 A JPH11190601 A JP H11190601A JP 9360345 A JP9360345 A JP 9360345A JP 36034597 A JP36034597 A JP 36034597A JP H11190601 A JPH11190601 A JP H11190601A
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JP
Japan
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frame
micrometer
linear expansion
expansion coefficient
shape
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9360345A
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English (en)
Inventor
Satoshi Koga
聡 古賀
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
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Priority to DE19860314A priority patent/DE19860314B4/de
Priority to CN98126435.2A priority patent/CN1122819C/zh
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/18Micrometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B1/00Measuring instruments characterised by the selection of material therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化の広範囲な環境下でも測定精度を維
持することができるとともに、使用面での自由度を高め
ることができ、しかも、経済的に構成できるマイクロメ
ータを提供する。 【解決手段】 マイクロメータのフレーム1Aを、U字
形状の外側に対して内側を線膨張係数の小さい材料で構
成する。具体的には、U字形状からなる外側部材11の
内面に、それより線膨張係数の小さい材料からなる内側
部材12を貼り合わせて構成する。あるいは、U字形状
の外側から内側に向かうに従って線膨張係数が次第に小
さく傾斜状に変化する材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロメータに
関する。詳しくは、使用環境の温度変化に伴うフレーム
の変形を極力抑えたマイクロメータに関する。
【0002】
【背景技術】マイクロメータは、図3に示すように、U
字形状のフレーム1と、このフレーム1の一端に設けら
れたアンビル2と、前記フレーム1の他端に送り機構3
(通常、送りねじなど)を介して前記アンビル2に対し
て進退可能に設けられたスピンドル4とを備えた構成で
ある。測定に際しては、室温が基準温度(たとえば、2
0℃)の環境下でスタンドなどに固定して測定を行うの
が理想であるが、実際には室温が20℃から外れた環境
下で手に持って使用することが多い。つまり、フレーム
1を片手で掴みながら送り機構3を操作してスピンドル
4をアンビル2に対して進退させ、その間にワークWを
挟み、この状態においてスピンドル4の移動変位量を目
盛5から読み取る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】測定に際して、マイク
ロメータを室温が20℃から外れた環境下で手に持って
使用した場合、環境温度や手の熱によってフレーム1が
熱変形したり、スピンドル4が伸縮するため、これらが
測定精度を低下させる。
【0004】たとえば、室温が20℃よりも低い環境下
で、マイクロメータを手に持って測定を行う場合を考え
る。いま、マイクロメータは室温20℃の環境で十分に
温度慣らしを行った状態で基点が合っているものとす
る。そのとき、フレーム1は、図4の二点鎖線のような
形状であったとする。測定に際して、フレーム1のU字
状屈曲部分6を手で持って測定すると、フレーム1に作
用する温度分布が変化し、それによってフレーム1が図
4の実線のように変形するため、フレーム1の変形によ
る誤差はΔxとなる。そのうえ、スピンドル4の縮みに
よる誤差も加わるため、全体の誤差はより大きくなる。
【0005】この問題の解決策として、フレーム1およ
びスピンドル4の双方に線膨張係数の極めて小さい材料
を用いることが考えられる。しかし、これはコストなど
の面から現実的ではない。
【0006】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、温度変化の広範囲な環境下でも測定精度を維持
することができるとともに、使用面での自由度を高める
ことができ、しかも、コスト的にも経済的なマイクロメ
ータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロメータ
は、U字形状のフレームと、このフレームの一端に設け
られたアンビルと、前記フレームの他端に前記アンビル
に対して進退可能に設けられたスピンドルとを備えたマ
イクロメータにおいて、前記フレームは、U字形状の外
側に対して内側が線膨張係数の小さい材料によって構成
されていることを特徴とする。
【0008】このような構成によれば、フレームのU字
形状外側に対して内側が線膨張係数の小さい材料によっ
て構成されているから、バイメタル効果によってフレー
ムの他端を基準とする一端側の変位量を従来のマイクロ
メータに比べ少なくできる。つまり、フレームに作用す
る温度分布が変化した場合、たとえば、フレームの温度
が基準温度より低くなった場合、U字形状の外側の縮み
量に対して内側の縮み量が少ないから、すなわち、フレ
ームの一端側が他端側に近づく方向へ変形する量が少な
くなり、フレームの変形による誤差を従来のマイクロメ
ータに比べ少なくできる。また、フレームの温度が基準
温度より高くなった場合、U字形状の外側の伸び量に対
して内側の伸び量が少ないから、同様に、フレームの一
端側が他端側から離れる方向へ変形する量が少なくな
り、フレームの変形による誤差を従来のマイクロメータ
に比べ少なくできる。従って、温度変化の広範囲な環境
下でも測定精度を維持することができるとともに、使用
面での自由度を高めることができる。しかも、フレーム
を構成する材料として線膨張係数の極めて小さい材料を
用いなくてもよいから、コスト的にも経済的にできる。
【0009】以上において、U字形状の外側に対して内
側が線膨張係数の小さい材料によって構成するには、フ
レームを、U字形状の外側に配置された外側部材と、こ
の外側部材の内面に一体的に設けられた内側部材とから
構成し、かつ、内側部材を外側部材に対して線膨張係数
の小さい材料によって構成すればよい。このようにすれ
ば、外側部材と内側部材とをそれぞれ線膨張係数の異な
る材料で別々に構成し、これらを一体的に接合、たとえ
ば、貼り合わせるだけでよいから、経済的に構成するこ
とができる。
【0010】あるいは、フレームを、U字形状の外側か
ら内側に向かうに従って線膨張係数が次第に小さく傾斜
状に変化する材料によって構成するようにしてもよい。
このようにすれば、上記外側部材と内側部材とを貼り合
わせる工程を必要としないから、製造が簡単にできる。
【0011】また、上記構成のマイクロメータにおい
て、スピンドルを、フレームを構成する材料よりも線膨
張係数の小さい材料、たとえば、線膨張係数1.2×1
-6/℃程度のインバーによって構成するようにしても
よい。このようにすれば、スピンドルの温度変化による
伸び縮みによる誤差も低減できるから、より温度変化の
広範囲な環境下でも測定精度を維持することができ、使
用面での自由度をより高めることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。なお、以下の説明にあたって、図3
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。
【0013】(第1実施形態)図1は第1実施形態のマ
イクロメータを示している。本実施形態のマイクロメー
タは、図3のマイクロメータに比べ、フレームおよびス
ピンドルが異なる。本実施形態のフレーム1Aは、U字
形状の外側に対して内側が線膨張係数の小さい材料によ
って構成されている。ここでは、U字形状の外側に配置
された略U字形状の外側部材11と、この外側部材11
の内面に一体的に設けられた略U字形状の内側部材12
とから構成され、かつ、内側部材12は外側部材11に
対して線膨張係数の小さい材料によって構成されてい
る。
【0014】具体的な材料として、外側部材11には、
たとえば、鋳鉄(線膨張係数12×10-6/℃)が用い
られている。また、内側部材12には、たとえば、アル
ミナ92(線膨張係数8.0×10-6/℃)が用いられ
ている。また、本実施形態のスピンドル4Aは、線膨張
係数の極めて小さい材料、ここでは、少なくともフレー
ム1Aを構成する材料よりも線膨張係数の小さい材料、
たとえば、インバー(線膨張係数1.2×10-6/℃)
によって構成されている。
【0015】従って、本実施形態によれば、外側部材1
1の内面に、それより線膨張係数が小さい材料からなる
内側部材12が一体的に設けられた構成であるから、た
とえば、フレーム1Aの温度が基準温度より低くなった
場合、外側部材11の縮み量に対して内側部材12の縮
み量が少ないから、フレーム1Aの一端側(アンビル2
側)が他端側(スピンドル4を支持した側)に近づく方
向へ変形する量を少なくできる。逆に、フレーム1Aの
温度が基準温度より高くなった場合、外側部材11の伸
び量に対して内側部材12の伸び量が少ないから、同様
に、フレーム1Aの一端側(アンビル2側)が他端側
(スピンドル4を支持した側)から離れる方向へ変形す
る量を少なくできる。
【0016】このことは、フレーム1Aの変形による誤
差Δx’を従来のマイクロメータの誤差Δxに比べ少な
くできるから、温度変化の広範囲な環境下でも測定精度
を維持することができるとともに、使用面での自由度を
高めることができる。その際、フレーム1Aを構成する
材料として線膨張係数の極めて小さい材料を用いなくて
もよいから、コスト的にも経済的にできる。しかも、ス
ピンドル4Aも線膨張係数の極めて小さい材料によって
構成されているから、スピンドル4Aの温度変化による
伸び縮みによる誤差も低減でき、より温度変化の広範囲
な環境下でも測定精度を維持することができ、使用面で
の自由度をより高めることができる。
【0017】また、外側部材11の内面に内側部材12
を一体的に設けるには、たとえば、外側部材11および
内側部材12を線膨張係数の異なる材料で別々に構成
(内側部材12は外側部材11に比べ線膨張係数の小さ
い材料で構成)し、外側部材11のU字形状内面側に内
側部材12を接着剤を介して一体的に接合すればよいか
ら、つまり、外側部材11と内側部材12とを一体的に
貼り合わせるだけでよいから、経済的に構成することが
できる。
【0018】(第2実施形態)図2は第2実施形態のマ
イクロメータを示している。本実施形態のマイクロメー
タは、図3のマイクロメータに比べ、フレームおよびス
ピンドルが異なる。本実施形態のフレーム1Bは、U字
形状の外側から内側に向かうに従って線膨張係数が次第
に小さく傾斜状に変化する材料によって構成されてい
る。つまり、図2の矢印で示すように、U字形状の外側
から内側に向かうに従って線膨張係数が次第に小さく傾
斜状に変化するように、たとえば、酸化ジルコニウムと
ニッケルとの混合割合をU字形状の外側から内側に向か
うに従って徐々に変化させた材料によって構成されてい
る。なお、本実施形態のスピンドル4Bは、第1実施形
態のスピンドル4Aと同じである。
【0019】従って、本実施形態によれば、フレーム1
Bが、U字形状の外側から内側に向かうに従って線膨張
係数が次第に小さく傾斜状に変化する材料によって構成
されているから、第1実施形態の外側部材11と内側部
材12とを貼り合わせる工程を必要としない。そのた
め、製造が簡単である。もとより、第1実施形態で述べ
た外側部材11と内側部材12とを貼り合わせて構成す
る効果を除く他の効果については、本実施形態でも期待
できる。
【0020】なお、上記各実施形態では、スピンドル4
の移動変位量を目盛5によって読み取るようにしたが、
スピンドル4の移動変位量を光電式、静電容量式、磁気
式などのエンコーダによって検出し、それを処理してデ
ジタル表示する形式のマイクロメータにも適用できる。
また、送り機構3については、必ずしも送りねじ構造に
限らず、スピンドル4A,4Bをアンビル2に対して進
退可能にできるものであればどのような構造でもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明のマイクロメータによれば、温度
変化の広範囲な環境下でも測定精度を維持することがで
きるとともに、使用面での自由度を高めることができ、
しかも、コスト的にも経済的に構成できる。
【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第1実施形態
を示す正面図である。
【図2】本発明にかかるマイクロメータの第2実施形態
を示す正面図である。
【図3】従来のマイクロメータを示す正面図である。
【図4】従来のマイクロメータの問題点を説明するため
のフレームを示す図である。
【符号の説明】
1A,1B フレーム 2 アンビル 3 送り機構 4A,4B スピンドル 11 外側部材 12 内側部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 U字形状のフレームと、このフレームの
    一端に設けられたアンビルと、前記フレームの他端に前
    記アンビルに対して進退可能に設けられたスピンドルと
    を備えたマイクロメータにおいて、 前記フレームは、U字形状の外側に対して内側が線膨張
    係数の小さい材料によって構成されていることを特徴と
    するマイクロメータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のマイクロメータにおい
    て、前記フレームは、U字形状の外側に配置された外側
    部材と、この外側部材の内面に一体的に設けられた内側
    部材とから構成され、かつ、内側部材は外側部材に対し
    て線膨張係数の小さい材料によって構成されていること
    を特徴とするマイクロメータ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のマイクロメータにおい
    て、前記フレームは、U字形状の外側から内側に向かう
    に従って線膨張係数が次第に小さく傾斜状に変化する材
    料によって構成されていることを特徴とするマイクロメ
    ータ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    マイクロメータにおいて、前記スピンドルは、前記フレ
    ームを構成する材料よりも線膨張係数の小さい材料によ
    って構成されていることを特徴とするマイクロメータ。
JP9360345A 1997-12-26 1997-12-26 マイクロメータ Withdrawn JPH11190601A (ja)

Priority Applications (4)

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JP9360345A JPH11190601A (ja) 1997-12-26 1997-12-26 マイクロメータ
US09/217,840 US6178658B1 (en) 1997-12-26 1998-12-22 Micrometer
DE19860314A DE19860314B4 (de) 1997-12-26 1998-12-24 Mikrometer
CN98126435.2A CN1122819C (zh) 1997-12-26 1998-12-25 千分表

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ID=18469004

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