JPS6363045B2 - - Google Patents

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、リミツトゲージ等に
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リニヤゲ
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ツトゲージ等が知ら
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
一定の測定力でもつて当接させるための加圧手段
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力で被測定
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、被測定物が変つた場合等に備えて、
測定レンジを大幅に変えるための、送り機構と、
例えばリミツトゲ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ツク機構が必要と
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つて、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つた。

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つた。

従つ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
定の測定力を得るには便利であつたが被測定物を
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
よつ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
点があつた。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、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、微動送りすることができ、かつ常に一定の
測定力でもつ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つて
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ツチを介して連
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
つ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
よつて前記爪部を前記おねじ部へ係合させるよう
構成することによつ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
することによつ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に摺動自在に
支持された測定子たるスピンドル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
行に配置されると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のねじ山に沿つ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ツチ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によつて前
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の相対移動によつて前記爪
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
ねであつて、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およびこれと一体の爪部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をおねじ部３Ａから離間する
方向に爪部４を押圧するものである。

前記滑りクラツチ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つて構成されている。

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１
３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ツクススケール１６、
および前記メインスケール１３およびインデツク
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、デイジ
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イジタル表示されるように
なつている。

図の符号１９は、前記支柱３内の中空部に収納
されるバツテリー、２０はこのバツテリー１９か
ら前記光源１５およびデイジタル表示部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、２３は支
柱３の中空部のキヤツプをそれぞれ示す。

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10〜15゜のスパイラル溝とされ、
これによつて、これと螺合するめねじ、すなわち
爪部４のねじ山部４Ａ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４Ａが支
柱３のおねじ部３Ａ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および被動スリーブ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、一定の測定力でもつて該被測
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
と一体的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
ストロークエンドとなり、従つて、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がおねじ部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４
Ａがおねじ部３Ａのねじ溝に沿つて螺進するの
で、被動スリーブ５および駆動スリーブ７はおね
じ部３Ａに沿つ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ツチ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
力でもつて押圧され、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、これによつて、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つて
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をリミツトゲージとし
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４Ａ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３
Ａに対して自然に緩むようなことはなく、この位
置で確実にロツクされ、従つて、クランプ等の他
のロツク手段を用いることなく簡単な操作でリミ
ツ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と反対側に他のねじ山部を
設けるとよい。このようにすると、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、デイ
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、デイジタル表示部を備えた電気
式のリミツトゲージ、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
イラル溝のピツチが、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
ラツチによつて構成しているが、これは、これら
の間の伝達トルクが一定値以上となつたときに両
者間に回転方向の滑りを生じるような滑りクラツ
チであればよく、実施例の構成に限定されるもの
でない。

従つて、例えば節度ボール機構、摩擦部材等を
利用したものであつてもよい。

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
に離脱するように爪部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
示す一部断面とした正面図、第２図は同実施例の
正断面図、第３図は第２図の−線に沿う拡大
断面図、第４図は同実施例の作用を示すための要
部を示す拡大断面図である。 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……滑りクラツチ、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて移動できる
   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ツ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 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 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
   動によつて前記爪部を前記おねじ部へ係合させる
   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許請求の範囲第３項
   記載の変位測定装置。