JPS5979101A - デイジタル表示型変位測定装置 - 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】 この光電はディジタル表示型変位測定装置の改良に関り
る。

ｉ、ｆ来、被ｉ１＋１１定物の高さあるいは長さ等を測
定する装置どして、第１図および第２図に示されるよう
に、本体ケース１と、被測定物に当接して変位されるス
ピンドル２と、このスピンドル２の変位量を検出してこ
れを電気信号として出力する検出器３ど、この検出器３
からの電気信号にもとづいて前記スピンドル２の変位量
を表示するディジタル族２」り装置４とを有するディジ
タル表示型変位測定装置べＧかある。

前記スピンドル２は、前記本体／７−ス１の中央部下端
に取付りられたカイトバイブ５によって上下方向移動自
在に支持されるとともに、被ａ１す宝物との一定ｊメ下
の接触力（測定力）を得るために、引張りばね６によっ
て先端突出方向に付勢されている。図の符号７は前記ス
ピンドル２の基端と本体ケース１との距離を調整するた
めのアジ（７ス１〜スクリユーを示す。

まｌ〔図の符号８は、前記スピンドル１に連結された横
方向の連結部材９のスピンドル２と反対側の端部を上下
方向に摺動案内するためのガイドを示ず。

また前記スピンドル２には、第２図にｉ１５いて右横方
向に突出する被動レバー２Ａが一体的に取イ・１けられ
ている。この被動レバー２Ａは、本体／ｌ−メースに上
下方向面内において揺動自在に４（ｇ支された駆動レバ
ー１０Ａの自由端が下方から当接され、該駆動レバー１
０△が第２図にｄ５いてＲｉｔ方向に揺動するとき、上
方に押し上げられるようにされている。

：ｆｉ＋記駆動レバー１０Ａには、受動レバー１０Ｂが
一体的に取イリ（］られ、この受動レバー１０Ｂは、木
１本ケース１の外側からこれに螺含取イ」けされるレリ
ース１１の作動部１１△の先端が当接し、該受動レバー
１０Ｂはレリーズノブ１２を押込み操作づ−ることによ
って、第２図において、時計方向に駆動されるようにな
っている。

図の符号１３は前記スピンドル２にねじ１４によって取
ｆ」けられた光学格子を含む移動スケール、１５は前記
本体ケース１側に取付けられ、前記移動スケール１３の
光学格子と対向する光学゛格子を（ｌｉ６えた固定スケ
ール、１６は前記移動スケール１３の第２図において裏
側に配置された光源（図示省略）から移動スケール１３
および固定スケール１５を透過してきた光の明暗を検出
するための受光素子、をそれぞれ示し、これら移動スケ
ール１３、固定スケール１５および受光素子１６は前記
光の明暗により前記スピンドル２の移動邑を検出りる光
学式」−ンコーダよりなる検出器３を構成している。

第１図の符号１７は測定！！ｉ置のオン・オ、フスイッ
チ、１８はゼロセットボタン、１９は前記７７ジヤスト
スクリユー７のキレツブ、２０は電源となるＡＣアダプ
タ、をそれぞれ示す。

前記従来のディジタル表示型変位測定装置においては、
前記スピンドル２が突出方向にはね６によって付勢され
、上昇操作時にスピンドル２に絢撃が発生ずることを防
止しているが、逆に下降リーなわら先端突出方向にはば
ね６によってイ］勢されているため、その移動速度が過
大となり、前記検出器３が光学式エンコーダを用いてい
る場合は、スピンドル２の高速移動によって、読取りミ
スが発生しゃずいという問題点がある。

また上記のような光学式エンコータを採用した変位測定
装置は、スピンドル２が突出し−【被測定物あるいは本
体ケース１等に衝突する時の雨撃による影響が大きいと
いう問題点がある。

丈なわら、光電型エンコーダの移動スケール１３と固定
スケール１５の隙間は通常数１０μＩｌｌとされ、また
、両スケールに形成きれる光ｑ′格了の間隔（まｕ　ｎ
＋の！１１位であるが、スピン１−ル２か被測定物にＩ
ｌｌ突した時の衝撃が変位測定装置全体に１ム達される
ため、前記隙間の変動および両スケール（こお（Ｊるス
リン１〜の長手方向相対位置変化等によつ−（、検出器
３より得られる信号波形に歪みを生じ、測定誤差を生じ
ることがある。まｌζ、比較測定をリ−る場合には、基
準値設定をやり直づことになるため、極めて繁雑である
という問題点がある。

これらの問題は、エンコータの精度が向上覆るほど、そ
の測定値に与える影響が大きくなり、解決が望まれ（い
た。

これに対し−（、スピンドルと一体的かつ平行に移′８
りるビス１−ンｄ′３よびこれと嵌合するシリンダｌｙ
　＋らなる］−ンノタンパを設（ブ、スピンドルの高速
移動を防止することが提案されているが、相付部品貞数
、１数およびコストの増大を伴なうという問題点がある
。

さらに、前記第１図および第２図に示される変位測定装
置Ｇにおけるキャップ１９をシリンダとし、かつ、スピ
ンドル２の基端にビス１〜ンを設（〕、スピンドル２ど
同軸的なコーアタンバを形成することが提案されている
が、この場合、シリンダとスピンドルの軸心を正確に一
致させないと、スピンドルの移動不能、直進度の低下等
を生しるため、高い加工精度および組立精度が要求され
、組立下数およびロス１−増大をもたらすという問題点
か生じる。

さらにまた、上記のようにシリンダと、ピストンからな
るエアタンパ−を構成した場合、シリンダ先端側にシリ
ンダ内外を連通（る連通孔を設【）ない場合は、スピン
ドル２が基端方向（ご引き込まれた時、シリンダ内の空
気が圧縮され又高圧どなり、スピンドル２の突出時に、
該圧縮された空気の圧力と、前記引張りはね６のとの相
乗効宋によって、スピンドル２が高速度で先端方向に突
出されてしまうことになる。

従って、前記シリンダ即ちキャップ１９の先端側にその
内外を連通づる連通孔を設けなればならない。

しかし４丁から、このような連通孔をＲす（プた場合（
Ｊ、例えば、ビス（ヘンの直径を６ｍｍ１スピン（〜ル
２の先端が被測定物に接触する測定力を１００ないし１
５０Ｑとした場合、キャップ１９の先端の連通孔の直径
は約１ｍｍ、また、キャップ１９の内径とビス１−ンの
外径の嵌合い公差は、Ｈ７ｈ７程度としむけれはならな
いが、ピストンがキャップ１９内を往復動する際に、外
部の塵埃が、直径１０１　Ｉｌｌの連通孔から容易にキ
ャップ１つ内に入り込み、これがキレツブ１９の内径と
ビスｌヘン２の外径との間に入り込み、ピストンのスム
ーズな往復動をＩＶ１芭゛してしまうという新な問題点
を生じる。

また、上記のように、キャップ１９に連通孔を設りた場
合は、この変位測定装置を防水型とすることがてきない
という問題点も生じる。

この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものてあ
つ【、筒中、かつ、低シス１〜の構成によりスピンドル
の進退時における高速移動を防止して、臥取りミスを防
止し、さらに、スピンドルの突出Ｉ＋￥（ご、被測定物
あるいは本体ケース側に衝突して衝撃を発生することを
抑制し、また、防塵、防水を可能としたディジタル表示
型変位測定装置を提供することを目的とする。

この発明は、本体グーイスと、この本体ケースに軸方向
移動自在、かつ、先端が突出して取ｆづ（ｊられ、被測
定物に当接して変位されるスピンドルと、このスピンド
ルの変位量を検出してこれを電気信号として出力する検
出器と、この検出器からの電気信号にもどづいて前記ス
ピンドルの変位量を表示するディジタル表示装置と、を
有してなるディジタル表示型変位測定装置において、前
記本俸ケースから前記スピンドル基端の前記先端と反対
方向への突出を許容するように該本体ケース外側に前記
スピンドルと同軸的に取（＝Ｊけられた水密固状キャッ
プと、前記スピンドルの基端に、前記スピンドルの軸心
に対して一定範叩、で半径方向に変位可能に取（＝Ｊけ
られ、前記水密筒状キ■ツブ内周に軸方向移動自在に嵌
合づ−るビス１−ンと、かｔうイ１４成されるタンパを
設けるとともに、１ｉら記ビス（ヘンに、該ピストンと
前記水密筒状キＡ７ツブ先☆ミに側との問の密閉空間内
の空気の前記本体ケース方向への流出をδ′（容づる逆
止弁をｇ９けることによって上記目的を達成づるもので
ある。

Ｊ：たこの光明け、前記ディジタル表示型変位測定装置
に（Ｉ５いて、前記ビス１ヘンに軸方向に形成されたイ
Ｌど、この孔に径方向の隙間をもって遊嵌され、かっ、
スピンドル側の突出端部が該スピンドルに連結された連
結軸と、にょって前記ビス１ヘンとスピン１〜ルを連結
するとともに、該連結軸の前記孔とのに合部、１１３よ
びその前後に、前記密閉空間から本体ケース側への空気
流れを許容する隙間を形成り−ることによって上記目的
を達成づ−るものである。。

またこの発明は、前記ディジタル表示型変位測定装置に
ｄ３いて、前記ビス１〜ンを、前記密閉空間側を閉じる
大蓋と、この大蓋に対して前記本体／７−スＩｎ！ｌに
ｍ１間して配置された底蓋ど、これら天蓋（ｂよひ底蓋
を連結づる円筒状部材と、からなる中空体とり−るとと
もに、前記逆止弁を、前記天蓋に形成された小孔を開閉
ずべく、該天蓋内側に配置し、かつ、前記連結軸の、前
記面台部の両側位置に、前記孔からの抜は止ｄ５よび線
孔の閉塞°弁をオにねる大径部を設けることによって上
Ｒｇ目的を達成するものである。

またこ・ｆ）発明は、前記ディジタル表示型変位測定装
置において、前記本体ケース側の大径部と、前記ピスト
ンとの接触面に、前記隙間から該人ｉイ部外側に連通す
る連通溝を形成すること（こよ′つく上記目的を達成す
るものである。

以五本発明の実施例を図面を参照してざシ明り−る。

この実施例において前記第１図および第２図に示される
従来のディジタル表示型変位測定装置と同一または相当
部分には第１図および第２図とＩＭＩ−の符号をｌ！（
Ｉすることにより説明を省略づ−るものとする。

この実施例は、第３図ｄ３よひ第４図に示されるように
、本体ケース１と、この本体ケース１に軸方向移動自在
、かつ、先端が突出してＩｆｌｌ！心Ｊ　＋Ｊられ、被
測定物（図示省Ｉ８）に当接しく変位されるスピンドル
２と、このスピン１〜ル２の俊位吊を検出し又これを電
気信号として出力する検出器３と、この検出器３からの
電気信号にもとづいて前記スピンｊ・ル２の変位量を表
示するディジタル表示装置４ど、を右してなるディジタ
ル表示型変位測定装ｆｔ’ｆ　Ｇにｄ５いて、前記本体
ケース１から前記スピン１〜ル２基端２Ｂの前記先端２
Ａと反対方向への突出をｔ′［容づるように該本体ケー
ス１外側に前記スピンドル２ど同軸的に取イ」けられた
水密筒状キャップ２２ど、前記スピンドル２の基端２Ｂ
に、前記スピンドル２の軸心に対して一定範囲で半径方
向に変位可能に取付けられ、前記水密筒状キャップ２２
内因に軸方向移動自在に嵌・合するピストン２３ど、か
ら構成されるダンパ２１を設（プるととｂに、前記ピス
トン・２３に、該ピストン２３と前記水密筒状キャップ
２２先端側との間の密閉空間２２Ａ内の空気の前記本体
ケース１方向への流出をδ′丁容する逆止弁２４を設け
たものである。

？Ｉなわら、前記ビス１−ン２３とスピンドル２は、前
記ビス１〜ン２３に軸方向に形成された孔２５と、この
孔２５に径方向の隙間をもって遊嵌され、かつ、スピン
ドル２側の突出端ｇｌｌ　２６　Ａか該スピンドル２に
連結された連結軸２６とによって、半（￥方向には前記
隙間の範囲で変位可能にを連結されている。

前記ピストン２３は、前記密閉空間２２　Ａ　ＩＩＩ＋
１を閉じる天蓋２７と、この天！２７に対して前記本体
ケース１側に離間して配置された底蓋２８と、これら天
蓋２７および底蓋２８を連結する円筒状部材２９と、か
らなる中空体とされるとともに、前記逆止弁２４は、前
記天蓋２７に形成された小孔３０を開閉すべく、前記天
蓋２７内側に配置し、かつ、前記連結軸２６の、前記ｊ
茨合部の両側位首に、すなわち、前記底蓋２８の内外−
位置に前記孔２５からの抜止および線孔２５の閉塞弁を
兼ねる一対の大径部３１および３２が設けられている。

前記大径部３２は、スピンドル２の基端２１３とビス１
〜ン２３の底蓋２８どの間に配置され、基端２Ｂに接着
された衝撃吸収用弾性部材どされ、また、前記連結軸２
６の、前記孔２４からスピンドル２と反対方向への突出
端部は、前記大径部３２内に突出してこれに一体的に接
着されている。

叉、１１う記連結！ｌｌＩ　２６の孔２５との嵌合部の
長さｉよ、線孔２ｂが形成されている底Ｍ２８の厚さよ
りし僅かに長くされ、これによって、スピンドル２の往
１’Ｕ　＊ＪＪに際して、連結軸２６の大径部３１およ
び３２ど、底蓋２８どの間には、軸方向に、隙間が形成
されるようになっている。

従ってスピンドル２の基端２Ｂとビス１−ン″２３と１
４、連結軸２６および′これに接着される衝撃吸収用弾
性部材たる大径部３２を介して軸方向に僅かの遊びを持
つで連結されることになる。

前記本体ケース側の大径部３２と、前記ビス１〜ン２３
側の底Ｍ　２８との接触面には、前記隙間から該大径部
３２外側に連通する連通溝３３が大径部３３２側に形成
されている。

前記大径部３２は、その外径が、前記スピンドル２ど１
習勅自Ｙ１にカイトするための筒状ガイド部３／４の内
径にりも大きくされ、これによって、スピン１ヘル２が
先端２Ａ突出方向に一定以上移動した（１４、筒状ガイ
１〜部３４の、図において上端面に当接するようにされ
でいる。

次に上記実施例の作用を説明する。

第３図に示されるように、スピンドル２が本体ケース１
内に引き込まれる時、水密筒状キシノツプ２２内の密閉
空間２２Ａは、ピストン２３により圧縮される。

従って、この圧縮された空気はビス１ヘン２３の天蓋２
７に形成された小孔３０を通り、ここて、逆止弁２４を
押し間【プて、該ピストン２３内に入り、更に、大径部
３１と底Ｍ２Ｂとの軸方向の隙間、軸２６と孔２５の径
方向の隙間および大径部３２の端面と底Ｍ２８の端面と
の間において大径部３２側に形成されている満３３を通
って、図においてビス１〜ン２３の下方に漏出される。

従って、ビス１−ン２３は密閉空間２２Ａを圧縮する方
向には、少ない抵抗で容易に移動され１ξＩることにな
る。

次に、スピンドル２の先端を被測定物に当接さセる場合
、スピンドル２は引張り（３丁ね６Ｉこよつ−Ｃ突出方
向に付勢されるが、この時、スピンドル２ど連結される
ヒス［〜ン２３は、密閉空間２２．Ａを拡張する方向に
移動し、且つ、逆止弁２４はこの１１、ｒ小孔３０を閉
塞するのて、密閉空間２２△内には負１ｆが丘牛りる。

ｉ」ｆって、スピンドル２の突出方向の移動速度は密閉
空間２２Ａ内の負圧によって大幅゛に減速されることに
なる。

この場合、密閉空間２２Ａ内には、ピストン２３の外周
とキャップ１９の内周との隙間を通って、スピン１ヘル
２側の空気が密閉空間２２△内に漏出づ−ることによっ
て、ピストン２３の微速移動ｌｆ縣’ｒ容されることに
なる。

ピストン２３およびスピンドル２の移動速度は、ビス１
ヘン２３の外周とキャップ１９の内周どの隙間を通る空
気の漏出速度によって決定されるので、引張り（Ｊね６
の引張り力の相違にかがわらず、スピン１〜ル２の突出
位置と無関係となり、従って、スピン（−ル２の突出速
度は常に略一定とされる。

この実施例においては、スピンドル２の移動速度が水密
筒状キヤｌツブ２２およびビス１〜ン２３よりなるタン
パに２って一定値以下に制限されるので、光学式エンコ
ーダよりなる検出器３による胱取りミスが防止されるこ
とになる。

さらに、スピンドル２の移動速度が一定館しス［に制限
されるために、スピンドル２の先端２Ａが被測定物等に
衝突しても、その衝撃が少なく検出器３への影響を大幅
に小さくづ−ることかできる。

さらにまた、この実施例にＪ５いては、スピンドル２が
その先端２Ａの突出方向にス１−１」−り１−ンドとな
り、本体ケース１側に衝突する時、衝撃吸収用弾性部材
である大径部３２が筒状ガイド゛部３４に当接するので
、該衝突による衝撃が大径部３２によって吸収され、検
出器３にお（Ｊる２つのスケール間の隙間および長手方
向の相対位置関係の変動を抑制し、これによって衝撃に
よる誤差の発生を防止できる。

またこの実施例にＪ３いては、スピンドル２とビス（−
ン２３は、軸方向には拘束され（いるが、（Ｙ方向には
連結軸２６ど孔２５の隙間の範囲一（相対変位可能であ
るので、水密筒状キパノッゾ２２のｈｌ＋心とスピン１
〜ル２の軸・心とのずれが許容され、従って、１１に付
（）か容易であるとともに高い精度も要求されず低コス
トで製造でき、かつ、スピンドル２の移動中におりる該
スピンドル２の軸心と水密筒状キレツブ２２の軸心のず
れの影響が検出器３にあられれないため、測定誤差を生
じないという利点がある。

なお、上記実施例において水密筒状キャップ２２内側に
おけるスピンドル２の基端２Ｂ周囲の空間と本体ケース
１内の空間は、筒状ガイド部３４によって隔絶されてい
るが、これは、例えば第４図で２点鎖線で示されるよう
に、筒状ガイド部３／Ｉの上下を連通ずる連通孔３５を
設けて両者を連通ずるようにしてもよい。こ、の場合は
、スピンドル２の突出時に基端２Ｂ周囲の空気が本体ケ
ース１内に逃げ易くなるという利点がある。

本発明（ｌｌＩ上記のように構成したので、簡単な構造
によりスピンドルのダンパを形成゛でき、かつこれに・
よって−、スピンドルの移動速度一定値以下としてエン
コーダの読取りミスを防止できるとともに、スピンドル
の被測定物等への衝突時に、おりる衝撃を小さくして測
定誤差の発生を防止し、さらに、タンパ内への塵、水等
の浸入を防止することができるという優れた効果を有づ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデ′イジタル表示型変位測定ＨｉＭを示
す正面図、第２図は同拡大正断面図、第３図は本発明に
係るディジタル表示型変位測定装置の実施例の要部を拡
大して示す断面図、第４図は同要部の作動状態を示す第
３図と同様の断面図、である。 １・・・本体ケース、　　２・・・スピンドル、２Ａ・
・・先端、　　　　　２Ｂ・・・基端、３・・・検出器
、　　　　４・・・デジタル表示装置、２１・・・ダン
パ、　　　２２・・・水密筒状キＡ７ツブ、２２Ａ・・
・密閉空間、　２３・・・ピストン、２４・・・逆止弁
、　　　２５・・・孔、２６・・・連結軸、　　　２７
・・・天蓋、２８・・・底蓋、　　　　　２９・・・円
筒状部材、３０・・・小孔、 ３１．３２・・・大径部く衝撃吸ｌｌｖ用づ単性部擾オ
〉３３・・・連通面。 代理人　　　松　　山　　圭　　１も （ばか１名） 第３図 Ｇ ／ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体ケースと、この本体ケースに軸方向移動自在
   、かつ、先端が突出して取（＝Ｉけられ、被測定物に当
   接して変位されるスピンドルと、このスピンドルの変位
   量を検出してこれを電気信号として出力りる検出器と、
   この検出器からの電気信号ｔこもとづいて前記スピンド
   ルの変位量を表示するディジタル表示装置と、を有して
   なるディジタル岩手型変位測定装置において、前記本体
   ケースから前記スピンドル基端の前記先端と反対方向へ
   の突出を８′Ｆ容づ−るように該本体ケース外側に前記
   スピンドル側同軸的に取（＝ｌけられた水密筒状キャッ
   プと、前記スピンドルの基端に、前記スピンドルの１ｈ
   １１心に対しく一定範囲で半径方向に変位可能に取１’
   ＝ＪｉＪられ、前記水密筒状キャップ内周に軸方向移動
   自在にｌつ合りるピストンと、から構成されるクンバを
   設（］るどともに、前記ビス１〜ンに、該ビス］〜ンと
   前記水密筒状ギャップ先端側との間の密閉空間内の空気
   の前記本体ケース方向への流出を許容する逆止弁を設け
   たことを特徴とり−るディジタル表示型変位測定装置。
2. （２）前記ピストンに軸方向に形成された孔と、この孔
   に径方向の隙間をもってＭｌされ、かつ、スピンドル側
   の突出端部が該スピンドルに連結された連結軸と、によ
   って前記ビス１−ンとスピンドルを連結するとともに、
   該連結軸の前記孔との嵌合部およびその前後に、前記密
   閉空間から本体ケース側への空気流れを許容する隙間を
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ディジタル表示型変位測定装置。 く３）前記ピストンを、前記密閉空間側を閉じる天蓋と
   、この天蓋に対して前記本体ケース側に離間して配置さ
   れた底蓋と、これら天Ｍｄ５よひ底蓋を連結づる円筒状
   部Ｕと、からなる中空１４＼どづるとともに、前記逆止
   弁を、前記大器に形成された小孔を開閉すべく、該天蓋
   内側に配置し、かつ、前記３ｉ結軸の、前記嵌合部の両
   側位置に、前記孔からのＩｖ、Ｉ：Ｊ止、１３よひ線孔
   の閉塞弁を兼ねる大径部を設（）たことをｖｊｉ敗とす
   る特８′ｆ請求の範１１１′Ｉ第２項記載のディジタル
   表示型変位測定装置。 （／Ｉ）前記本体ケース側の大径部と、前記ビス１−ン
   どの接触ｍ」に、前記隙間から該大径部外側に連通り−
   る連通溝を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のテ′イジタル表示型変位測定装置。