JPS58111711A - 変位測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、変位測定装置に係り、特に、マイクロメー
タ、リニヤゲージ、リミットゲージ等に用いるのに好適
な、メインフレームに摺動自在に支持された測定子を有
し、該測定子の先端を被測定物に当接させた時の測定子
の変位量から、被測定物の長さ等を測定するようにした
変位測定装置の改良に関する。

メインフレームに摺動自在に支持された測定子を有し、
該測定子の先端を被測定物に当接させた時の測定子の変
位量から、被測定物の長さ等を測定するようにしたマイ
クロメータ或いはりニヤゲージ、或いは、同じく測定子
の変位量から、被測定物の寸法が許容範囲、例えば公差
内にあるか否かを検出するようにしたリミットゲージ等
が知られている。

このような変位測定装置においては、通常、正確に測定
するために、測定子の先端を被測定物に一定の測定力で
もって当接させるだめの加圧手段が必要である。

また、同一寸法の被測定物の繰返し測定を容易とするた
めには、測定子が一定の測定ノコで被測定物に当接した
とき、このときの測定値を迅速に検出し、かつ、該当接
状態から所定量だけ迅速に後退、更に前進できることが
必要である。

更にまた、被測定物が変った場合等に備えて、測定レン
ジを大幅に変えるための、送り機構と、例えばりミツ１
〜ケージとして使用する場合に測定子を任意の位置に固
定できるロック機構が必要とされている。

しかしながら、従来の変位測定装置における加圧手段は
、例えば、測定子を一方向に付勢するばねよりなり、測
定子の移動量によって、このばねの変形量が異なるため
、均一の測定力を得ることができないという問題点があ
った。

また、従来は、測定子が被測定物に当接した状態から所
定範囲で迅速に前進・後退できる機能と、大幅に前進・
後退する送り機構との両者を兼ね備えた変位測定装置は
なかった。

従って従来の変位測定装置においては、例えば、測定子
をねじ送りとする場合は、繰返し測定の際に、僅かの範
囲で測定子を進退させ、かつ所定の測定力を１ｑるには
便利であったが被測定物を変えたりして、測定範囲が大
きく変わる場合には、迅速に測定子を移動させることが
できないという問題点があり、また、測定子を、レバー
等によって直線的に大きく移動させるような構造の場合
は、測定子を微動させて繰返し測定させることが困難で
あるとともに、測定レンジにかかわらず一定の測定力を
得ることが困難であるという問題点があった。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、測定子を大きく迅速に移動させることができる
とともに、被測定物に当接する場合は、微動送りするこ
とかでき、かつ常に一定の測定力でもって測定子を被測
定物に当接させることができるようにした変位測定装置
を提供することを目的とする。

この発明は、メインフレームに摺動自在に支持された測
定子を有し、該測定子の先端を被測定物に当接さゼた時
の測定子の変位量から、被測定物の長さ等を測定するよ
うにした変位測定装置において、前記測定子の移動方向
と平行に配置されるとともに、その軸方向の少なくとも
一部におねじ部が形成された支柱と、この支柱に回転か
つ軸方向摺動自在に嵌装されるとともに前記支柱のおね
じ部に係脱自在かつ該おねじ部のねじ山に沿って移動で
きるように係合される爪部を備え、かつ、前記測定子に
対して軸方向に係合される被動スリーブと、この被動ス
リーブに嵌装され、かつ該被動スリーブに対して、回転
方向には一定値以下のトルクのみを伝達できる滑りクラ
ッチを介して連結され、外部から軸方向および回転方向
に操作可能に配置された駆動スリーブと、この駆動スリ
ーブの前記爪部に臨む位置に配置され、前記爪部を前記
支柱のおねじ部に係脱させる係脱機構と、を設けること
により上記目的を達成するものである。

またこの発明は、前記変位測定装置において、前記おね
じ部の圧力角を１０〜１５°とすることによって上記目
的を達成するものである。

またこの発明は、前記変位測定装置において、前記係脱
機構を、前記駆動スリーブを前記被動スリーブに対して
、軸方向に僅かに相対移動可能に配置し、かつ該被動ス
リーブのストロークエンドの後、同方向への前記駆動ス
リーブの相対移動によって前記爪部を前記おねじ部へ係
合させるよう構成することによって上記目的を達成する
ものである。

またこの発明は、前記変位測定装置において、前記爪部
を前記被動スリーブと駆動スリーブの径方向の間隙に、
揺動可能に配置し、前記係脱機構を、前記駆動スリーブ
の内側に配置され、前記爪部を、駆動スリーブと被動ス
リーブの相対位置に応じて、角度変化させるよう押圧す
るばね部材とすることによって上記目的を達成するもの
である。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

この実施例は、メインフレーム１に開動自在に支持され
た測定子たるスビどド、、ル２を有し、該スピンドル２
の先端を被測定物に当接させた時のスピンドル２の変位
量から、被測定物の長さ等を測定するようにした変位測
定装置たるマイクロメータＭにおいて、前記スピンドル
２の移動方向と平行に配置されるどともにその軸方向の
一部におねじ部３Ａが形成された支柱３と、この支柱３
に回転かつ軸方向摺動自在に嵌装されるとともに前記支
柱３のおねじ部３Ａに係脱自在かつ該おねじ部３Ａのね
じ山に沿って移動できるように係合される爪部４を備え
、かつ、前記スピンドル２に対して軸方向に係合される
被動スリーブ５と、この被動スリーブ５に嵌装され、か
つ該被動スリーブ５に対して、回転方向には一定値以下
のトルクのみを伝達できる滑りクラッチ６を介して連結
され、外部から軸方向および回転方向に操作可能に配置
された駆動スリーブ７と、この駆動スリーブ７の前記爪
部４に臨む位置に配置され、前記爪部４を前記支柱３の
おねじ部３Ａに係脱させる係脱機構８とを設けたもので
ある。

前記爪部４は、前記被動スリーブ５と駆動スリーブ７の
径方向の間隙において、軸９によって前記被動スリーブ
５側に径方向に揺動自在に配置され、その一方の先端に
形成されたねじ山部４Ａが、前記支柱のおねじ部３Ａの
ねじ溝に係合できる形状とされている。

また前記係脱機構８は、前記駆動スリーブ７を前記被動
スリーブ５に対して図の符号Ｓで示される範囲で、僅か
に相対移動可能に配置され、かつ、該被動スリーブ５の
第１図および第２図において、左方向へストロークエン
ドの後、同方向への前記駆動スリーブ７の相対移動によ
って前記爪部４のねじ山部４Ａが前記おねじ部３Ａのね
じ溝に係合させるばね部材１０を含んで構成されるもの
である。

すなわち、ばね部材１０は、第２図に示されるように、
駆動スリーブ７の軸方向の中間点内周に形成された内周
溝１１内に配置されたリング状ばねであって、このリン
グ状のばね部材１０が、前記爪部４の外側に接触して、
かつ、駆動スリーブ７が被動スリーブ５およびこれと一
体め爪部４に対して相対移動するとき、前記爪部４の軸
９の位置よりも第２図において左側にあるときは、爪部
４のねじ山部４Ａをおねじ部３Ａに押圧し、また、ばね
部材１０が軸９よりも右側位置にあるときは、ねじ山部
４Ａ＠おねじ部３Ａから離間する方向に爪部４を押圧す
るものである。

前記滑りクラッチ６は、前記被動スリーブ５と駆動スリ
ーブ７の径方向の間隙に配置されて、図において左端側
が該被動スリーブ５の段部５Ａの右側端面に取付けられ
、他端は自由端とされ、その外周が、前記駆動スリーブ
７の内周面に摩擦接触されるコイルばねによって構成さ
れている。

前記被動スリーブ５の図において左端は前記支柱３に摺
動自在に跨座する連結金具１２を介して前記スピンドル
２と軸方向に一体的に移動できるように連結されている
（第３図、第２図参照）。

この連結金具１２には、前記スピンドル２および被動ス
リーブ５と平行に長く、光の透過部と不透過部が交互に
形成されてなるメインスケール１３が、前記スピンドル
２と一体的に往復動できるように支持されている。

この図の符号１４はスピンドル２の移動に伴なう前記メ
インスケール１３の変位から、スピンドル２の変位量を
検出するための光源１５、メインスケール１３と同様の
光の透過部と不透過部が交互に形成されてなるインデッ
クススケール１６、および前記メインスケール１３およ
びインデックススケール１６を透過した前記光源１５か
らの光を受光する受光素子１７を含む光電式変位検出装
置である。

この光電式変位検出装置１４の出力は、ディジタル表示
部１８に入力され、スピンドル２の基準位置からの変位
量がディジタル表示されるようになっている。

図の符号１９は、前記支柱３内の中空部に収納されるバ
ッテリー、２０はこのバッテリー１つから前記光源１５
およびディジタル表示部１８に電力を供給するための配
線、２１は前記スピンドル２の先端に対向してメインフ
レーム１の内端に配置されたアンビル、２２は前＼・記
駆動スリーブ７を図において右端゛位置にまで移動させ
たときに被動スリーブ５の右端が当接する緩衝部材、２
３は支柱３の中空部のキャップをそれぞれ示す。

前記支柱３の外周に形成されたおねじ部３Ａは、その圧
力角が１０〜１５６のスパイラル溝とされ、これによっ
て、これと螺合するめねじ、すなわち爪部４のねじ山部
４Δが、食い込んだり、或いは、外力のかからない状態
で自然に相対回転すなわち緩むようなことがないように
されている。

次に前記実施例の作用を説明する。

スピンドル２を大幅に移動させる場合は、被動スリーブ
５に対して駆動スリーブ７を図において右方向に相対移
動させると、該駆動スリーブ７の内側に配置されたばね
部材１０が爪部４の軸９の外側を右方向に移動するので
、ねじ山部４△が支社３のおねじ部３△から離脱して（
第４図参照）、被動スリーブ５を支柱３に対して軸方向
移動自在とする。

この状態で駆動スリーブ７を動かせば、駆動スリーブ７
おＪ：び被動スリーブ５は一体的に迅速に移動され得る
ことになる。

スピンドル２の先端と、アンビル２１の間に被測定物を
挾み込み、一定の測定力でもって該被測定物の長さ等を
測定する場合は、まず第４図の状態から駆動スリーブ７
を、図において左方向に移動させる。

駆動スリーブ７が左方向に移動されると、これと一体向
に連動するスピンドル２も左方向に突出し、その先端が
被測定物に当接する。

スピンドル２が被測定物に当接すると、ここでス］〜ロ
ークエンドとなり、従って、被動スリーブ５も左方向に
は移動できなくなる。

この状態で更に駆動スリーブ７を左方向に押すと、駆動
スリーブ７は被動スリーブ５に対して図の符号Ｓで示さ
れる範囲で相対移動可能であるため、この範囲で駆動ス
リーブ７は更に左行する。

このとき、前記ばね部材１０は、爪部４の軸９よりも図
において左方向に移動するため、爪部４を、そのねじ山
部４Ａがおねじ部３Ａに係合する方向に押圧し、爪部４
を第２図に示される状態に固定する。

爪部４かおねじ部３Ａに係合した状態で、駆動スリーブ
７を回転させると、爪部４のねじ山部４Ａがおねじ部３
Ａのねじ溝に沿って螺進するので、被動スリーブ５およ
び駆動スリーブ７はおねじ部３Ａに沿って一体的に螺進
される。

この螺進の際における駆動スリーブ７から被動スリーブ
５へ伝達される回転トルクは、コイルばねよりなる滑り
クラッチ６を介してなされるので、スピンドル２の先端
が被測定物に一定の測定力でもって押圧され、すなわち
、被動スリーブ５の回転方向の抵抗が一定値以上となる
ときに、駆動スリーブ７は被動スリーブ５に対して空転
され、これによって、スピンドル２の測定力が一定値に
維持されることになる。

この状態で繰返し測定する場合は、駆動スリーブ７を反
対方向に回転してスピンドル２を僅かに後退させ、更に
前記と同様に駆動スリーブ７をスピンドル２の突出方向
に回転させることによって微動送りによる繰返し測定を
行う。

また、マイクロメータＭをリミツ１〜ゲージとして使用
する場合は、前記と同様に、所定位置で、前記爪部４の
ねじ山部４△をおねじ部３Ａに係合させれば、おねじ部
３Ａの圧力角が前述の如く１０〜１５°であるので、被
動スリーブ５がおねじ部３Ａに対して自然に緩むような
ことはなく、この位置で確実にロックされ、従って、ク
ランプ等の他のロック手段を用いることなく簡単な操作
でリミットゲージとして利用できることになる。

なお前記実施例は、爪部４のねじ山部４Ａが、スピンド
ル２が図の左方向にストロークエンドとなるときにのみ
おねじ部３Ａに係合するよう構成したものであるが、本
発明は、図の右方向或いは両方向にストロークエンドと
なるときに爪部４がおねじ部３Ａに係合する場合も包含
するものである。

図の右方向にストロークエンドとなるときにも爪部４が
おねじ部３Ａに係合させる場合は、前記爪部４と反対方
向の爪部を配置するか、または、爪部４のねじ山部４Ａ
と反対側に伯のねじ山部を設けるとよい。このように苺
流と、内径或いは溝幅の測定も可能となる。

また、前記実施例においては、本発明が、ディジタル表
示部を備えた電気式のマイクロメータに適用されたもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、ディ
ジタル表示部を備えた電気式のリミットゲージ、機械式
のマイクロメータ、等にも適用されるものである。但し
、電気式の変位測定装置に用いた場合は、おねじ部３Ａ
のスパイラル満のピッチが、測定精度に関与しないため
に、製作が容易であるという利点がある。

なお上記実施例は、駆動スリーブと被動スリーブ間の回
転トルクの伝達をコイルばね状の滑りクラッチによって
構成しているが、これは、これらの間の伝達トルクが一
定値以上となったときに両者間に回転方向の滑りを生じ
るような滑りクラッチであればよく、実施例の構成に限
定されるものでない。

従って、例えば節度ボール機構、摩擦部材等を利用した
ものであってもよい。

１１、。

また、前記爪部４のおねじ部３Ａに対する係脱操作は、
スピンドル２の微動操作時に爪部４がおねじ部３Ａに係
合し、かつ、大ストローク移動時に１ｌｌｔｌＢｌする
ように爪部４を作動させる係脱機構であれば実施例の構
成に限定されるものでない。

本発明は上記のように構成したので、簡単な構造で測定
子の全ストロークを有効にできるようにしたまま、測定
子を任意の基準位置に正確かつ迅速に設定調整でき、し
かも繰返し測定の際の微動操作を正確かつ迅速に行うこ
とができ、かつ、測定力を測定子の位置に無関係に常に
一定とすることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る変位測定装置の実施例をＭ・・・
マイクロメータ、 １・・・メインフレーム、 ２・・・スピンドル、 ３・・・支柱、 ３Ａ・・・おねじ部、 ４・・・爪部、 ４Ａ・・・ねじ山部、 ５・・・被動スリーブ、 ６・・・滑りクラッチ、 ７・・・駆動スリーブ、 ８・・・係脱機構、 １０・・・ばね部材、 １３・・・メインスケール。 代理人　　松　山　圭　佑 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインフレームに摺動自在に支持された測定子を
   有し、該測定子の先端を被測定物に当接させた時の測定
   子の変位量から、被測定物の長さ等を測定するようにし
   た変位測定装置において、前記測定子の移動方向と平行
   に配置されるとともに、その軸方向の少なくとも一部に
   おねじ部が形成された支柱と、この支柱に回転かつ軸方
   向摺動自在に嵌装されるとともに前記支柱のおねじ部に
   係脱自在かつ該おねじ部のねじ山に沿って移動できるよ
   うに係合される爪部を備え、かつ、前記測定子に対して
   軸方向に係合される被動スリーブと、この被動スリーブ
   に嵌装され、かつ該被動スリーブに対して、回転方向に
   は一定値以下のトルクのみを伝達できる滑りクラッチを
   介して連結され、外部から軸方向および回転方向に操作
   可能に配置された駆動スリーブと、この駆動スリーブの
   前記爪部に臨む位置に配置され、前記爪部を前記支柱の
   おねじ部に係脱させる係脱機構と、を設けたことを特徴
   とする変位測定装置。
2. （２）前記おねじ部の圧力角を１０〜１５°としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変位測定装置
   。
3. （３）前記係脱機構を、前記駆動スリーブを前記被動ス
   リーブに対して、軸方向に僅かに相対移動可能に配置し
   、かつ該被動スリーブのストロークエンドの後、同方向
   への前記駆動スリーブの相対移動によって前記爪部を前
   記おねじ部へ係合さゼるよう構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項または第３項記載の変位測定装置
   。 〈４）前記爪部を前記被動スリーブと駆動スリーブの径
   方向の間隙に、揺動可能に配置し、前記係脱機構を、前
   記駆動スリーブの内側に配置され、前記爪部を、駆動ス
   リーブと被動スリーブの相対位置に応じて、角度変化さ
   せるよう押圧するばね部材としたことを特徴とする特Ｂ
   ′［請求の範囲第３項記載の変位測定装置。