JPS5919283B2 - 寸法測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テーブルに載置される被測定物の各部寸法を
測定する寸法測定器に関する。

従来のこの種寸法測定器は、テーブルとしての定盤の一
側部に支柱が立設され、この支柱に計測部を内蔵したボ
ックスが上下動可能に設けられたものであつた。

この従来の測定器を使用する場合は、まず被測定物と同
程度の大きさのブロックゲージをテーブル上に載置し、
このブロックゲージの上面に前記ボックスに設けられた
スピンドル先端の測定子を当接させ、寸法表示手段が丁
度零を表示する位置にボックスを固定する。次に、前記
ブロックゲージを取り去り、被測定物をテーブル上に載
置し、この被測定物に前記スピンドルの測定子を当接さ
せて寸法表示手段の表示を読取つて計測を行なつている
。しかし、このような従来の測定器にあつては、その操
作が煩雑であり、零点の調整がむずかしく、かつ、測定
ブロックも被測定物に合せて種々のものを必要とすると
いう欠点を有している。

本発明の目的は、簡単な操作で容易に被測定物の測定を
行なうことができ、かつその精度も高い寸法測定器を提
供するにある。

本発明は、被測定物載置用テーブルを有する装置本体と
、この装置本体に取付けられたモータと、前記装置本体
に回転自在に支持され前記モータにより定位置で回転駆
動される雄ねじ部材と、前記装置本体に上下動可能かつ
回転不可能に支持されるとともに前記雄ねじ部材に螺合
される雌ねじ部を有し、該雄ねじ部材の回転により上下
動される中空筒体と、前記中空筒体に嵌挿され、常時で
は該中空筒体と一体的に上下動可能とされるとともに一
端が被測定物に当接した時には該中空筒体から離隔する
よう該中空筒体に自重により保持されたスピンドルと、
このスピンドルが被測定物に当接した際に該スピンドル
がその自重に抗して前記中空筒体から離隔することを利
用して作動するスイッチ手段と、前記雄ねじ部材に取付
けられ該雄ねじ部材の回転量から前記中空筒体の上下変
位量を検出するための検出手段と、前記検出手段と前記
スイツチ手段とから前記スピンドルの上下変位量を求め
るための電気回路とを備えてなる構成により、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に基づいて説明する。

第１図および第２図は、本発明に係る寸法測定器の一実
施例を示す全体構成図で、装置本体１はベース部２とコ
ラム部３とから構成されている。

このコラム部３内上部には、取付板４を介してモータ５
が取付けられ、このモータ５の出力軸６にはプーリ７が
固定されている。また、前記コラム部３内上部には、取
付板８を介してプーリ軸９が回転自在に支持され、この
プーリ軸９の上端プーリ部は、ベルト１０を介して前記
プーリ７に連結され、モータ５の駆動により回転される
ようになつている。前記コラム部３の前記突出部内には
、支持枠１１が立設され、この支持枠１１の下端部はコ
ラム部３の突出部底面から突出され、この突出部はナツ
ト１２により締付けられてコラム部３に固定され、さら
にピン１３により回り止めされている。

この支持枠１１の上部には、第１のねじ部材としてのね
じ軸１４が回転自在かつ上下進退不可能に支持されてい
る。このねじ軸１４の支持枠１１からの突出部には、回
転板１５が固定されている。この回転板１５は、透明板
の周縁部に放射方向の複数の遮光条を設けて明暗部を形
成して構成されるか、あるいは不透明板の周縁部に放射
方向の複数のスリツトを設けて明暗部を形成して構成さ
れ、この明暗部すなわち多数に分割された透光部を挟ん
でランプ、発光ダイオードなどの発光素子１６およびフ
オトトランジスタなどの受光素子１７が配置されている
。これらの回転板１５、発光素子１６および受光素子１
７により計測手段としてのロータリエンコーダ１８が構
成されている。前記ねじ軸１４の上端部には、周縁に二
箇所の切欠部１９，２０を有する継手部材２１が固定さ
れるとともに、この継手部材２１に対向して前記プーリ
軸９の下端部に継手部材２２が固定されている。この継
手部材２２の一側下面には、下端部に緩衝用０リング２
３を有するピン２４が突設され、このピン２４は前記ね
じ軸側継手部材２１の一方の切欠部１９に係合されてい
る。また、他方の切欠部２０とプーリ軸側継手部材２２
に設けられた切欠部２５との間には、引張ばね２６が張
設されている。これにより、プーリ軸９の回転は、ピン
２４を介してねじ軸１４に伝達されるとともに、両軸９
，１４間に偏心があつても回転伝達は円滑になされ、さ
らにベルト１０の張力による曲げモーメントがねじ軸１
４に加わらず、該軸１４の回転が円滑になるようにされ
ている。前記ねじ軸１４には、第２のねじ部材としての
ねじ筒２７の上端内ねじ部が螺合されるとともに、下端
外周が前記支持枠１１に上下進退可能、回転不可能に支
持されている。

この回転止めは、ねじ筒２７の外周に設けられたキー溝
２８と、このキー溝２８に係合されるとともに前記支持
枠１１に螺合された止めねじ２９の先端とで行なわれて
いる。また、このねじ筒２７の中間部外周には、受座３
０がねじ３１により固定され、この受座３０には、下方
に延長された腕部材３２および支持枠１１に設けられた
スリツト３３を貫通して延長されたスイツチ作動腕３４
が固定されている。このスイツチ作動腕３４の先端には
、所定の間隔をおいて上限リミツトスイツチ３５および
下限リミツトスイツチ３６が対向され、いずれのスイツ
チ３５，３６に作動腕３４が当接しても前記モータ５の
駆動が停止されるようになつており、これによりねじ筒
２７の作動範囲が限定されている。前記腕部材３２の下
端部には、絶縁材からなる接点座３７が固定され、この
接点座３７に一対の金属球３８が所定間隔で配置され、
これによりスイツチ手段３９が構成されている。前記ね
じ筒２７は、中空に形成され、その中心部には同心状に
スピンドル４０が配置され、このスピンドル４０は、ね
じ筒２７に上下進退自在かつ止めねじ４１により回転不
可能に支持されている。

このスピンドル４０の上端部には、絶縁部４２を介して
金属製の横棒４３が設けられている。この横棒４３は、
前記スイツチ手段３９の一対の金属球３８間に位置する
ように設けられ、常時はスピンドル４０の自重により下
方に付勢され、一対の金属球３８の双方に接触し、前記
スイツチ手段３９を常時閉成するようになつている。ま
た、スピンドル４０の下端部には、所定形状の測定子４
４がねじ込みなどにより着脱可能に設けられている。前
記コラム部３の前面上部には、前記計測手段としてのロ
ータリエンコーダ１８からの測定値を表示する表示手段
４５が配置されるとともに、この表示手段４５の表示を
インチとミリメータに切替える切替スイツチ４６が設け
られている。

前記装置本体１のベース部２には、前記スピンドル４０
の下端部に設けられた測定子４４に対向して被測定物載
置用テーブル４７が上下進退可能に設けられている。こ
のテーブル４７の下面には摺動軸４８が一体に設けられ
、この摺動軸４８に案内されてテーブル４７は上下動す
るようにされている。この摺動軸４８の側面には、ベー
ス部２に螺合された止めねじ４９の先端部が当接される
ようにされ、これにより摺動軸４８すなわちテーブル４
７の位置が固定されるようにされている。前記摺動軸４
８の下端部には、フランジ５０がねじ止めされ、このフ
ランジ５０の一側面には、テーブル位置検出手段として
のマイクロスイツチ５１の作動片５２が当接されている
。この作動片５２は、該作動片５２がフランジ５０に当
接したとき、すなわちテーブル４７が下端に位置してい
るときマイクロスイツチ５１のボタンを押圧し、フラン
ジ５０からはずれたとき、すなわちテーブル４７が上方
に移動したときマイクロスイツチ５１のボタンの押圧を
解放するようになつている。この際、テーブル４７の可
動距離Ｌは、たとえば３０ｍｍあるいは１インチとされ
ている。前記ベース部２の前面には、操作パネル５３が
設けられ、この操作パネル５３には、電源スイツチ５４
、初期状態をセツトするためのセツトスイツチ５５、こ
のセツトスイツチ５５が押されたことを表示するセツト
表示ランプ５６、測定子４４が被測定物などの物体に当
接したとき前記表示手段４５の表示がホールドされると
ともに、点灯するホールド表示ランプ５７および前記ね
じ筒２７およびスピンドル４０を上昇あるいは下降させ
るスピンドル上下動スイツチ５８が設けられている。

このスピンドル上下動スイツチ５８は、モーメンタリ一
動作をするスイツチで、スイツチを押している間だけス
ピンドル４０が駆動されるようになつている。この際、
スピンドル４０が前記上限リミツトスイツチ３５あるい
は下限リミツトスイツチ３６により規制される位置迄移
動しているときは、上下動スイツチ５８をさらに同方向
に押圧してもスピンドル４０は駆動されないようにされ
ている。また、前記ベース部２の後面には、電源コネク
タ５９、フードスイッチコネクタ６０、電源電圧切替つ
まみ６１、ヒユーズホルダ６２および図示しないアース
用グランド端子などが設けられている。

なお、図中符号６３は、各電気機器制御用、カウンタ用
などの電気回路を示し、符号６４はこの電気回路６３か
らの信号を出力するためのコードを接続するコードアウ
トコネクタを示す。

第３図および第４図は、前記ねじ筒２７とこのねじ筒２
７内に収納されたスピンドル４０との結合部分を取出し
て簡略にした構造説明図である。

これらの図において、筒状のねじ筒２７の中心部には、
先端に測定子４４を有するスピンドル４０が上下摺動自
在に嵌挿されている。このスピンドル４０の上端部には
絶縁部４２が設けられ、この絶縁部４２には金属製の横
棒４３が一側に向つて突設されている。この横棒４３と
対向する位置には、一対の金属球３８が配置され、この
一対の金属球３８は、前記横棒４３の直径より狭い間隙
で、かつ両金属球３８が接触しないように絶縁材からな
る接点座３７に支持されている。この接点座３７は、前
記ねじ筒２７に支持されている。また、これらの接点座
３７と一対の金属球３８とによりスイツチ手段３９が構
成され、さらに、一対の金属球３８からは、それぞれ電
気的引出し線６５，６６が引出されている。この一対の
金属球３８と横棒４３とは、スピンドル４０の自重によ
り常時は接触しており、これにより引出し線６５と６６
とは常時に電気的に接続された状態にあり、スピンドル
４０が何かに当接して上昇されたとき、電気的に切断さ
れるようにされている。次に、本実施例の作動につき説
明する。

まず、被測定物（図示せず）が小さく、スピンドル４０
のストローク内、たとえばＯ〜２５ｍｍあるいは１イン
チの範囲で測定する場合について説明する。

止めねじ４９をゆるめ、テーブル４７を上方に引上げて
上限位置にし、再び止めねじ４９を締付けてテーブル４
７を固定する。

これにより、テーブル位置検出用マイクロスイツチ５１
の作動片５２は、フランジ５０に当接しなくなり、マイ
クロスイツチ５１のボタンの押圧は開放され、この信号
が電気回路６３へと与えられる。この際、電源スイツチ
５４は、オンされている。この状態で、セツトスイツチ
５５を押圧すると、セツト表示ランプ５６が点灯する。

ついで、スピンドル上下動スイツチ５８をスピンドル４
０の下降方向に押圧してスピンドル４０を下降させ、ス
ピンドル４０をテーブル４７の上面に当接させる。この
スピンドル４０の動作は、上下動スイツチ５８の押圧に
よりモータ５が回転され、プーリ７、ベルト１０、プー
リ軸９を経て第１のねじ部材としてのねじ軸１４が回転
され、この回転により該ねじ軸１４に螺合されかつ回転
を規制されている第２のねじ部材としてのねじ筒２７が
下降され、このねじ筒２７の下降に伴なつてスピンドル
４０が下降することにより行なわれる。スピンドル４０
がテーブル４７に当接すると、スピンドル４０はその位
置で停止されるが、ねじ筒２７は、モータ５によりさら
に下降される。

このため、ねじ筒２７に固定されたスイツチ手段３９と
スピンドル４０の横棒４３との当接が離れ、このスイツ
チ手段３９によりスピンドル４０のテーブル４７への当
接が検知される。この検知は、横棒４３と金属球３８と
の接触が点接触であるから、スピンドル４０のテーブル
４７への当接と同時になされる。このスイツチ手段３９
からの信号により、モータ５は停止されるとともに、ね
じ軸１４の回転に伴ない回転される回転板１５の回転に
よりロータリエンコーダ１８から発せられる信号を表示
していた表示手段４５の表示は１１００、０００ＭＭ１
（ＩＮＣＨ表示の際は１Ｗ０、００００１ＮＣＨＶつに
セツトされる。

すなわち、スピンドル４０のテーブル４７への当接位置
が零点として電気回路６３内に記憶されることとなる。
また、この零点の表示とともに、セツト表示ランプ５６
が消灯され、かつホールド表示ランプ５７が点灯され、
零点（規準点）のホールドがなされたことが表示される
。ついで、スピンドル上下動スイツチ５８を操作してス
ピンドル４０を上昇させ、テーブル４７上に被測定物（
図示せず）を載置し、再びスピンドル４０を降下させて
測定子４４を被測定物に当接させれば、当接地点のテー
ブル４７からの位置が表示手段４５に表示される。

次に、被測定物が大きく、たとえば２５〜５０ｎあるい
は１〜２インチの範囲で測定する場合について説明する
。

電源スイツチ５４をオンさせるとともに、止めねじ４９
をゆるめてテーブル４７を下限位置に設定する。

この下限位置への設定は、マイクロスイツチ５１により
電気回路６３に出力される。ついで、セツトスイツチ５
５を押圧する。これによりセツト表示ランプ５６が点灯
される。この後、テーブル４７上に所定のゲージプロツ
クたとえば高さ３０１ｎＬあるいは１インチのものを載
置し、スピンドル上下動スイツチ５８を操作してスピン
ドル４０を降下させる。このスピンドル４０が降下して
下端の測定子４４がゲージプロツク（図示せず）に当接
すると、前述と同様にしてスイツチ手段３９から信号が
出され、表示手段４５にゲージプロツクと同じ高さ、た
とえば７１３０、０００ＭＭ１１あるいは！１１、００
００１ＮＣＨ１が表示される。この際、このようにゲー
ジプロックの高さが表示されるのは、マイクロスイツチ
５１からのテーブル位置信号が電気回路６３に入力され
ているからである。また、この表示とともに、ホールド
表示ランプ５７が点灯され、所定の値がホールドされた
ことが表示される。この状態で、スピンドル４０を再び
上昇させ、テーブル４７上に被測定物を載置し、スピン
ドル４０を降下させれば、スピンドル４０の下端の測定
子４４が被測定物に当接した時の測定値が表示手段４５
に表示されることとなる。

この際、スピンドル４０の測定子４４が被測定物に当接
した信号はスイツチ手段３９によりなされ、これにより
表示手段４５の表示は固定される。また、表示手段４５
の表示は、スピンドル４０の上昇により加算され、下降
により減算されるようになつている。上述のように、本
実施例においては、各スイツチ５４，５５，５８の操作
とテーブル４７の上下操作のみにより簡単な操作で容易
に被測定物の測定を行なうことができるという効果があ
る。また、テーブル４７を上下に移動可能にしてその移
動量をテーブル位置検出手段としてのマイクロスイツチ
５１で検知し、表示手段４５の表示値を補正するように
したから、回転および摺動部分があるスピンドル４０の
駆動系のストロークを短かくしてもその測定範囲をテー
ブル４７の移動量分だけ大きくでき、装置の小型、簡素
化が図れるという効果もある。さらに、スピンドル４０
によるスイツチ手段３９の閉成力は、スピンドル４０の
ほぼ自重に等しく、かつ測定圧もこのスピンドル４０の
自重分となるから、軟質な被測定物の測定も可能である
。測定値は、デジタル表示されるので、読取り誤差がな
く、測定も自動的に行なわれるので個人誤差もなく、か
つ測定時間の短縮も図れる。スピンドル４０は、ねじ筒
２７と同心状に配置されているから測定時にスピンドル
４０に回転モーメントが加わることがなく、測定を円滑
に行なえる。また、ねじ軸１４への動力の伝達は、継手
部材２１，２２を介して行なわれているから、プーリ軸
９の偏心、あるいはベルト１０の張力等の影響をねじ軸
１４が受けることがなく、ねじ軸１４の回転を円滑に行
なうことができる。さらに、テーブル４７の設定を行な
つた後に、スピンドル４０を上昇させ、被測定物の測定
位置を変え、あるいは他の被測定物を載置してスピンド
ル４０を降下させる操作を繰返せば、測定を連続して行
なうことができる。なお、前記実施例においては、計測
手段としてロータリエンコーダ１８を用いたが、リニア
エンコーダなど他の手段でもよく、また、第１のねじ部
材としてねじ軸１４を用い、第２のねじ部材としてねじ
筒２７を用いたが、この逆すなわち第１のねじ部材とし
てナツト様のねじ筒を用い、第２のねじ部材としてねじ
軸を用いてもよい。

また、スピンドル４０のスイツチ手段３９への付勢力は
、自重すなわち重力により行なつたが、弱いばねでスピ
ンドル４０の上端を押圧するようにしてもよく、このよ
うに構成すれば、装置本体１を横倒しして使用すること
も可能である。このスピンドル４０により閉成されるス
イツチ手段３９は、スピンドル４０の当接時に開成され
ているように構成してもよく、また、リードスイツチ、
リミツトスイツチなど他のスイツチ機構を用いてもよい
が、前記実施例のように構成すれば、形状が簡単で安価
に製作でき、かつ、スピンドル４０の動きが直接回路の
開閉をなすから検出精度が高いという利点がある。さら
に、ゲージプロツクの高さは、必ずしもテーブル４７の
移動量と一致させることはなく、寸法の判明しているも
のであれば、その分補正して表示させることができる。
また、テーブル４７の位置は、前記実施例のように二段
階に限らず、全く固定するか、あるいは三段階以上さら
には無段階に行なえるようにしてもよい。前記実施例に
おけるインチ−ミリメータ切替スイツチは、ミリメータ
単独の測定の場合は設けなくともよい。さらに、前記フ
ードスイッチコネクタにフードスイッチを接続してフー
ドスイッチによりスピンドル４０の上下動操作を行なう
ようにすれば、測定時に手を自由に使うことができ、作
業能率をさらに向土させることができる。また、テーブ
ル４７を二重構造とし、測定子４４に対し平行度を調整
できるようにすれば、平面測定子による測定が可能とな
る。

この測定子４４は、必要に応じて種々の形式ものを取替
えて使用することもできる。上述のように、本発明によ
れば、簡単な構成で精度よく被測定物の測定を行なうこ
とのできる寸法測定器を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る寸法測定器の一実施例を示す全体
縦断面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図の
スイツチ手段部の構造説明図、第４図は第３図の一線に
沿う断面図である。 １・・・・・・装置本体、５・・・・・・モータ、１４
・・・・・・第１のねじ部材としてのねじ軸、１５・・
・・・・回転板、１６・・・・・・発行素子、１７・・
・・・・受光素子、１８・・・・・・計測手段としての
ロータリエンコーダ、２７・・・・・・第２のねじ部材
としてのねじ筒、３９・・・・・・スイツチ手段、４０
・・・・・・スピンドル、４７・・・・・・被測定物載
置用テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定物載置用テーブルを有する装置本体と、この
   装置本体に取付けられたモータと、前記装置本体に回転
   自在に支持され前記モータにより定位置で回転駆動され
   る雄ねじ部材と、前記装置本体に上下動可能かつ回転不
   可能に支持されるとともに前記雄ねじ部材に螺合される
   雌ねじ部を有し該雄ねじ部材の回転により上下動される
   中空筒体と、前記中空筒体に嵌挿され、常時では該中空
   筒体と一体的に上下動可能とされるとともに一端が被測
   定物に当接した時には該中空筒体から離隔するよう該中
   空筒体に自重により保持されたスピンドルと、このスピ
   ンドルが被測定物に当接した際に該スピンドルがその自
   重に抗して前記中空筒体から離隔することを利用して作
   動するスイッチ手段と、前記雄ねじ部材に取付けられ該
   雄ねじ部材の回転量から前記中空筒体の上下変位量を検
   出するための検出手段と、前記検出手段と前記スイッチ
   手段とから前記スピンドルの上下変位量を求めるための
   電気回路とを備えてなる寸法測定器。