JPS6145162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測長機に係り、特にスピンドルの軸方
向の変位量から被測定物の長さを測定する測長機
に関する。

従来、測長機は種々の形式のものが開発されて
いるが、ごく一般的なものとしては、本体フレー
ム側に固定されたインナースリーブな雌ねじが高
精度加工され、この雌ねじに同じく高精度加工さ
れたスピンドルの雄ねじを螺合させ、このスピン
ドルに一体に固定されたシンブルでスピンドルを
回転させて被測定物の測定を行なう、いわゆるね
じマイクロメータ等の測長機がある。このような
測長機は、ねじを含む内部機構がほぼ密閉構造と
なるため防塵性に富み、かつ、測定者がシンブル
から手を離してもねじのセルフロツク作用により
スピンドルが自由に回転することがなく、被測定
物の挾持状態が確保されるという長所がある。

一方、ねじのピツチは一般に0.5mm程度の微細
なものであるため、零点設定時あるいは被測定物
の挾持時に、シンブルの操作力の多寡によりねじ
のくい込み量、換言するとねじの螺合位置が変化
して測定精度が安定せず、従つて測定に熟練を要
するという短所がある。また、ねじピツチが前述
のように非常に微細であるため、スピンドルの高
速移動ができず、特に繰返し測定作業能率が悪
く、かつ、インナースリーブに被嵌されたアウタ
ースリーブならびにシンブルに刻設された目盛及
びバーニアを読取らねばならないという測定作業
の煩雑さも有している。さらに、前述のように高
速操作ができないばかりでなく、スピンドルに直
接ねじ切りしてあるため、測定操作時にスピンド
ルが回転することとなり、軟質プラスチツク板等
のように可撓性に富んだ材料の測定時には、この
ような被測定物にしわ等を生じさせてしまうか
ら、このような材質の測定には不向きであり、か
つ、測定操作時にシンブルも回転しながらスピン
ドルの軸方向に移動するため、片手操作には不向
きである。また、ねじ加工や目盛加工に高精度仕
上げを要求されるため、高価になるという欠点も
ある。

また、ねじ送り式のままスピンドルを回転させ
ずに直進させるようにしたねじ式直進測長機が知
られている。この直進式測長機は、スピンドルの
外周に中間筒体を回転自在かつ軸方向摺動不可能
に取付け、この中間筒体の外周に刻設された精密
ねじをインナースリーブのねじに螺合する構造で
あるため、直進性は改善されるものの、その他の
欠点は改善されず、しかも、スピンドルとインナ
ースリーブとの間に中間筒体を平行かつ同芯に組
立て調整しなければならないという新たな製作上
の問題点が生じている。

また、高速操作を目的として、スピンドルに刻
設されたラツクに、本体フレームに回転自在に支
持された回転ノブのピニオンを噛合させ、この回
転ノブを回転させることにより高速で移動させる
直進型の測長機が提案されている。

このような直進型の測長機によれば、高速性と
スピンドルの非回転性との長所を備えていること
となる。しかし、被測定物の挾持時に手を離す
と、スピンドルが被測定物から離れる方向に自然
に動いてしまうため、スピンドルの逃げを阻止す
べき別個の位置保持装置、いわゆるロツク装置を
設ける必要が生じ、これと関連して定位置でロツ
クすることが困難であるために定圧装置を設けな
ければならず、さらに前記ロツク装置の解除手段
も付加しなければならなかつた。

そこで、操作性の良い定圧ロツク装置を備えた
測長機としてのマイクロメータが本出願人により
すでに提案されている（実願昭56−108515号）。
このマイクロメータは、回転ノブ式のマイクロメ
ータの回転ノブとピニオンとの間に定圧機能用の
弾性部材を介装するとともに、回転ノブとピニオ
ンとを螺合させておくことにより、ラツクを備え
たスピンドルが被測定物に当接して停止した後、
前記弾性部材の変形分だけ回転ノブが回転した時
に、回転ノブが回転軸方向に移動して回転ノブの
一部が本体フレームに当接してロツク機能として
作用するようにしたものである。

このようなマイクロメータは、回転ノブとは全
く別個の特別な定圧装置やロツク装置を設けるこ
となく、通常の測定操作を行う回転ノブ部分に定
圧機能とロツク機能を有する定圧ロツク装置が組
み入れられているため、操作性の極めて優れたも
のである。

しかしながら、樹脂製の被測定物等のように軟
い物を測定するため前記弾性部材として極めて微
弱なものを採用して微弱な測定圧を確保しようと
すると、定圧ロツク装置によるロツクの解除後ス
ピンドルを後退させようとして回転ノブを更に回
し続けても、回転ノブに回転遊びが生じ、直ちに
はスピンドルが後退せず高速作動性に欠ける場合
があつた。また、回転ノブを多く回転させなけれ
ばならない為、手を持ち換えて両手で操作しなけ
ればならないなど、片手操作のできないものであ
つた。

本発明の目的は、操作性の良い定圧ロツク装置
を備え、しかも、微弱な測定力を確保する場合に
あつても高速作動性を有し、回転ノブの回転数が
少なくてもスピンドルが十分移動して片手操作も
可能な測長機を提供するにある。

本発明は、本体フレームに回転自在に支持され
たピニオン軸と、このピニオン軸に係合された回
転ノブと、前記回転ノブに係合されるピニオン軸
と、このピニオン軸に噛合されるとともに前記本
体フレームに対し軸方向に進退動可能なスピンド
ルに設けられたラツクとを有する測長機におい
て、前記回転ノブの回転力をピニオン軸に伝達す
るための弾性部材により回転ノブとピニオン軸と
を連結させ、この弾性部材およびピニオン軸を介
して伝達される回転ノブの回転力で前進されるス
ピンドルに対してスピンドルの前進を阻止する所
定圧力が作用した際に回転ノブをピニオン軸に対
して回転可能かつこの回転によりピニオン軸方向
に移動可能に回転ノブとピニオン軸とを螺合さ
せ、前記回転ノブが回転して本体フレーム方向へ
移動した際に本体フレームに当接される回転ノブ
の本体フレーム側に当接面を設け、この当接面と
本体フレームとを当接させることによりピニオン
軸に対する回転ノブの回転および移動を阻止可能
に構成された定圧ロツク装置を備え、前記ピニオ
ン軸の回転ノブ側端には回転ノブが回転して本体
フレームと反対方向へ移動した際に回転ノブに当
接する係合片を設け、この係合片と回転ノブとを
当接させることによりピニオン軸と回転ノブとを
一体に回転させるように構成された一体化装置を
備える。すなわち、回転ノブとピニオン軸との間
に定圧機能用の弾性部材を介装するとともに回転
ノブとピニオン軸とを螺合させておくことによ
り、ラツクを備えたスピンドルが被測定物に当接
して停止した後、前記弾性部材を変形させながら
回転ノブを回転させれば、回転ノブが回転ピニオ
ン軸方向に移動して回転ノブの一部が本体フレー
ムに当接してロツク機能として作用するととも
に、前記弾性部材の変形に応じた弾性力による定
圧機能として作用する定圧ロツク装置を設け、さ
らにピニオン軸に回転ノブと係合可能な係合片を
備えてスピンドルの後退時に回転ノブとピニオン
軸とを一体に回転させる一体化装置を設け、被測
定物に当接していたスピンドルを被測定物から離
反させる時には回転ノブとピニオン軸とは直ちに
当接されて一体化され回転ノブの回転によりスピ
ンドルは直ちに後退して被測定物から離反するよ
うにして前記目的を達成しようとするものであ
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、第２図には本発明による測長機がマイ
クロメータに適用された第１実施例が示されてい
る。第１図において、略握り柄状の本体フレーム
１の一端側はＵ字状に形成されるとともに、この
Ｕ字状部１Ａの開口側の一端内面にはアンビル２
が固定されている。この本体フレーム１の他端側
はＵ字状部１Ａの開口側の他端外方に延長され、
本体フレーム１には長手方向に沿つてスピンドル
３が摺動自在に挿通されている。

スピンドル３の一端には、アンビル２に当接可
能な超硬チツプ４が一体に固着されるとともに、
途中の周面には軸方向の所定範囲にわたり精密加
工されたラツク３Ａが刻設されている。このラツ
ク３Ａにはピニオン５が噛合されるとともに、こ
のピニオン５には図示しない歯車連動機構を介し
て表示装置としてのダイヤルゲージ６が連結され
ている。このダイヤルゲージ６は、本体フレーム
１に取り付けられるとともに、大寸法表示用指針
６Ａ及び小寸法表示用指針６Ｂを有している。

さらに前記スピンドル３には、ラツク３Ａと90
度だけ外周位置が異る面に進退駆動用の別のラツ
ク３Ｂが形成されている。一方、本体フレーム１
には前記スピンドル３に直交してピニオン軸７が
設けられており、このピニオン軸７の中央部には
駆動ギヤ７Ａが一体に形成され、この駆動ギヤ７
Ａは前記ラツク３Ｂに噛合されている。また、ピ
ニオン軸７の一端はブツシユ８にて本体フレーム
１に回転可能に支持されるとともに、ピニオン軸
７の一端にねじ込まれた止めねじ７Ｂにより軸方
向移動不可能にされている。さらに、ピニオン軸
７の他端にはねじ９が一体に形成され、このねじ
９には回転ノブ１０が螺合されている。

回転ノブ１０とピニオン軸７の駆動ギヤ７Ａと
の間には弾性部材としてのコイルばね１１が介装
され、このばね１１の一端は駆動ギヤ７Ａの端面
に、他端は回転ノブ１０に固定されている。

回転ノブ１０の一部には当接面１０Ａが設けら
れ、この当接面１０Ａは、前記回転ノブ１０とピ
ニオン軸７のねじ９との間に相対的な回転が生
じ、回転ノブ１０がねじ９によりコイルばね１１
に抗して軸方向に沿つて駆動ギヤ７Ａ側に移動し
た時、本体フレーム１に当接される構造となつて
いる。

また、回転ノブ１０の内面１０Ｂからはピニオ
ン軸７が所定長だけ突出され、この突出部分には
係合片３０が前記内面１０Ｂとの間に所定の間隙
を有するよう且取付位置調節可能に取付けられて
いる。係合片３０は前記回転ノブ１０とピニオン
軸７のねじ９との間に相対的な回転が生じ、回転
ノブ１０が駆動ギヤ７Ａと離隔する側に移動した
時、前記内面１０Ｂに当接されるようになつてお
り、この内面１０Ｂと係合片３０とによりスピン
ドル３の後退時に回転ノブ１０とピニオン軸７と
を一体に回転させる一体化装置が構成されてい
る。

なお、前記ラツク３Ｂ、駆動ギヤ７Ａを有する
ピニオン軸７、ブツシユ８、回転ノブ１０及びコ
イルばね１１により測定圧の定圧機能が達成され
るとともに、ピニオン軸７のねじ９、回転ノブ１
０及び回転ノブ１０の当接面１０Ａによりロツク
機能が達成され、これらの両者で定圧ロツク装置
が構成されている。

次に本実施例の使用方法につき説明する。

本体フレーム１に突設される回転ノブ１０を第
１図中上方からみて時計方向へ回動し、スピンド
ル３を図中右方向へ移動させてアンビル２とチツ
プ４との間を広く開ける。この間に図示しない被
測定物を設置した後、回転ノブ１０を逆方向、す
なわち反時計方向に回動するとスピンドル３はア
ンビル２の方向、図中左方向へ移動してチツプ４
は被測定物に当接される。

チツプ４が被測定物に当接するまでは、回転ノ
ブ１０の回動力は回転ノブ１０と駆動ギヤ７Ａと
にそれぞれ両端が係止されているコイルばね１１
によりピニオン軸７に伝達されてラツク３Ｂすな
わちスピンドル３を移動させるが、チツプ４が被
測定物に当接されるとピニオン軸７は回転できな
くなり、なおも回転ノブ１０に回動力が作用され
ると、コイルばね１１の力に抗して回転ノブ１０
のみ回動されてコイルばね１１が変形され、この
コイルばね１１の変形抵抗分が測定圧として作用
する。この測定圧は、コイルばね１１として微弱
なものを採用すれば、微弱なものとされ、被測定
物が樹脂製等の軟いものであつても変形させるこ
となく高精度測定がなされる。又この時、ピニオ
ン軸７の一端に形成されているねじ９に螺合され
る回転ノブ１０は、さらに回転されて軸方向へ移
動することとなり、回転ノブ１０の当接面１０Ａ
が本体フレーム１に押し付けられる。これは、丁
度、本体フレーム１に立設されるピニオン軸７の
ねじ９に回転ノブ１０を締め付けた状態となり、
回転ノブ１０から手を離しても回転ノブ１０は当
接面１０Ａの摩擦力によりロツクされ、もどるこ
とはない。

すなわち、コイルばね１１は回転ノブ１０とピ
ニオン軸７との間に一定の回動トルクを与える作
用をなし、測定圧を一定にすることができる。さ
らにピニオン軸７に螺合されて本体フレーム１に
当接する回転ノブ１０はロツク機能として作用す
る。

この様な状態にて表示装置としてのダイヤルゲ
ージ６を読み取れば被測定物の厚さ等の寸法を知
ることができる。

測定完了後は回転ノブ１０を時計方向へ回わし
て回転ノブ１０の当接面１０Ａを本体フレーム１
から離せば、ロツク機能が解除され、ついで直ち
に、一体化装置を構成する回転ノブ１０の内面１
０Ｂとピニオン軸７の係合片３０とが当接して回
転ノブ１０とピニオン軸７とは一体に回転され
る。こうしてスピンドル３を図中右方向へ移動さ
せることにより被測定物を取り除くとともに次の
測定準備が完了する。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

回転ノブ１０とは全く別個の特別な定圧装置や
ロツク装置を設けることなく、通常の測定操作を
行う回転ノブ１０部分に定圧機能とロツク機能と
を有する定圧ロツク装置を組み入れてあるので、
測定時にスピンドル３を移動させる操作のみで測
定圧を一定にしてロツクさせることができる。さ
らに、ロツク解除も特別な操作は必要なく、スピ
ンドル３を離す方向へ回転ノブ１０を回転させる
だけでロツクははずされ、そのまま回転ノブ１０
を所定量だけ回せば、回転ノブ１０の内面１０Ｂ
と係合片３０とが当接し、すなわち、一体化装置
が働いて、ピニオン軸７と回転ノブ１０とが一体
化されるので、コイルばね１１を極めて微弱なも
のとしても回転ノブ１０の遊び量を極く僅かなも
のにし直ちにスピンドル３を後退させることがで
きる。したがつて、測定圧の大小を問わず、極め
て操作性良く、しかも片手で迅速に操作すること
ができる。

また、ピニオン軸７に設けられた係合片３０に
より、回転ノブ１０が不用意に本体フレーム１か
ら外れてしまう虞れがない。

さらに、スピンドル３をラツク送りにより移動
させるものであるため、スパイラル溝を用いた場
合よりも遥かに高速でスピンドル３を移動させる
ことができ、従来のねじ式のようなガタもないた
め、一定で極めて小さい測定圧を得ることもでき
る。

しかも、係止片３０はピニオン軸７に取付位置
調節可能に設けられているので、係合片３０と内
面１０Ｂとの間隙を調節することにより適宜測定
圧を選択することができる。また、係合片３０が
変位不能に取付けられているものであつても、係
合片３０を種々のものに取替えて係合片３０と内
面１０Ｂとの間隙を調節すれば任意の測定圧に設
定することができる。また、これと同時に回転ノ
ブ１０の回転数を極めて少なくしても、スピンド
ル３の前進あるいは後退のいずれかについて十分
長い範囲を移動させることができ、したがつて片
手操作用のマイクロメータが実現できる。

さらに、構造が簡単であり、安価に提供でき
る。

なお、前記第１実施例では回転ノブ１０とピニ
オン軸７とに両端が係止される弾性部材としてコ
イルばね１１が用いられているが、これは第３図
および第４図に示される第２実施例のごとく、渦
巻ばね１２をピニオン軸７の端部と回転ノブ１０
の内側に形成された凹部１３の内周面とに係止す
る構造でもよい。

この場合、一体化装置は、ピニオン軸７に設け
られた係合片４０と、回転ノブ１０を反時計方向
に回わしてスピンドル３をロツク状態から解除し
て更に後退させるとき前記係合片４０に当接する
よう回転ノブ１０に設けられた突部１０Ｃとによ
り構成されている。

この第２実施例においては、渦巻ばね１２の交
換が回転ノブ１０を取り除くことなく行なえるの
でメンテナンスが容易であり、かつ、組立時にお
いても最適なばね定数の渦巻ばねを選定して取り
付けることができるという効果を付加できる。ま
た、渦巻ばね１２の途中と回転ノブ１０との間に
位置調整可能なばねロツク部材を設ければ、この
ばねロツク部材を移動させることにより渦巻ばね
１２のばね定数を適宜に設定できる。

さらに第５図には本考案の第３実施例が示さ
れ、この第３実施例は弾性部材として単なるピア
ノ線などからなる線形ばね１４を用い、しかも外
部よりばね定数の変更すなわち測定圧を調節でき
るようにしたものである。

第５図において、回転ノブ１０とピニオン軸７
との間にはピアノ線等にて形成される線形ばね１
４が複数本ピニオン軸７を中心として外周部に配
列されている。線形ばね１４の一端はピニオン軸
７の駆動ギヤ７Ａ部端面に係止されるとともに他
端は回転ノブ１０に線形ばね１４に対応して複数
個設けられる調節ピン１５に所定長だけ嵌入され
ている。

これら調節ピン１５は摺動孔１６内に軸方向に
沿つて摺動自在に挿入され、また、調節ピン１５
の図中上端部にはテーパ面が形成され、これらテ
ーパ面には調節ねじ１７の先端が当接している。
調節ねじ１７は回転ノブ１０に螺合されており、
外部から調節ねじ１７を回転させると調節ピン１
５はピニオン軸７の軸方向に移動するようになつ
ている。

ここにおいて、調節ピン１５、摺動孔１６、お
よび調節ねじ１７により調節機構が構成され、こ
の調節機構の調節ピン１５を移動させることによ
り線形ばね１４の調節ピン１５から突出している
長さを変えて線形ばね１４のばね定数を可変とす
ることができ、スピンドル３の被測定物への当接
圧力すなわち測定圧を可変とすることができる。

本実施例によれば、線形ばね１４を取り変える
ことなく、調節ピン１５を回すことによりばね定
数を変更することができるので、最適な測定圧を
簡単に設定できる。

また、前記第１実施例においては、スピンドル
３の変位量はピニオン５およびピニオン５に連結
された歯車機構により表示装置としてのダイヤル
ゲージ６により表示されるものとしたが、前記歯
車機構を採用せず、光電エンコーダや磁気エンコ
ーダ等によりデジタル表示されるものであつても
よい。

さらに、上述の実施例では本発明がマイクロメ
ータについて適用されたものとしたが、マイクロ
メータに限らず、スピンドルの変位量により被測
定物の長さを測定する測長機の全てについて適用
できるものである。

上述のように本発明によれば、操作性の良い定
圧ロツク装置を備え、しかも微弱な測定力を確保
する場合にあつても高速作動性を有し、回転ノブ
の回転数が少なくてもスピンドルが十分移動して
片手操作も可能な測長機を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測長機の第１実施例を示
す一部を切欠いた正面図、第２図は第１図の−
線矢視断面図、第３図は本発明の第２実施例を
第２図と同一断面にて示す断面図、第４図は第３
図の矢視上面図、第５図は本考案の第３実施例
を示す要部断面図である。 １……本体フレーム、３……スピンドル、３
Ａ，３Ｂ……ラツク、５……ピニオン、６……表
示装置としてのダイヤルゲージ、７……ピニオン
軸、７Ａ……駆動ギヤ、７Ｂ……止めねじ、８…
…ブツシユ、９……ねじ、１０……回転ノブ、１
０Ａ……当接面、１０Ｂ……内面、突部１０Ｃ、
１１……弾性部材としてのコイルばね、１２……
弾性部材としての渦巻ばね、１４……弾性部材と
しての線形ばね、３０，４０……係合片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体フレームに回転自在に支持されたピニオ
   ン軸と、このピニオン軸に係合された回転ノブ
   と、前記ピニオン軸に噛合されたラツクを有しか
   つ前記回転ノブによつて前記本体フレームに対し
   軸方向に進退動可能とされたスピンドルとを備え
   た測長機において、 前記回転ノブの回転力をピニオン軸に伝達する
   ための弾性部材により回転ノブとピニオン軸とを
   連結させ、この弾性部材およびピニオン軸を介し
   て伝達される回転ノブの回転力で前進されるスピ
   ンドルに対してスピンドルの前進を阻止する所定
   圧力が作用した際に回転ノブをピニオン軸に対し
   て回転可能かつこの回転によりピニオン軸方向に
   移動可能に回転ノブとピニオン軸とを螺合させ、
   前記回転ノブが回転して本体フレーム方向へ移動
   した際に本体フレームに当接される回転ノブの本
   体フレーム側に当接面を設け、この当接面と本体
   フレームとを当接させることによりピニオン軸に
   対する回転ノブの回転および移動を阻止可能に構
   成された定圧ロツク装置を備え、 前記ピニオン軸の回転ノブ側端には回転ノブが
   回転して本体フレームと反対方向へ移動した際に
   回転ノブに当接する係合片を設け、この係合片と
   回転ノブとを当接させることによりピニオン軸と
   回転ノブとを一体に回転させるように構成された
   一体化装置を備えたことを特徴とする測長機。 ２ 前記特許請求の範囲第１項において、弾性部
   材のばね定数を外部から調節可能な様に、弾性部
   材の係止部に回転ノブに対し移動可能な調節機構
   を設けたことを特徴とする測長機。 ３ 前記特許請求の範囲第１項または第２項にお
   いて、弾性部材としてコイルばねを用いたことを
   特徴とする測長機。 ４ 前記特許請求の範囲第１項または第２項にお
   いて、弾性部材として渦巻ばねを用いたことを特
   徴とする測長機。 ５ 前記特許請求の範囲第１項または第２項にお
   いて、弾性部材として線形ばねを用いたことを特
   徴とする測長機。