JP7360817B2 - デジタル式マイクロメータ - Google Patents

Description

本発明はデジタル式マイクロメータに関する。

近年、ハイブリッド車や電気自動車の需要の高まりもあって、永久磁石同期モータの開発および生産に拍車が掛かっている。高性能な永久磁石同期モータには強力な磁石が欠かせない。そこで、永久磁石同期モータに組み込む磁石の加工精度が問題となってくる。

一般に小型部品の加工精度を測定するには、マイクロメータやノギスといった小型測定器が便利で適しているが、小型測定器のフレームをはじめとする主要部品は鉄（鋳鉄）製品である。すると、強磁石である測定対象物を小型測定器に近づけるだけで両者は強力にくっついてしまい、測定できないのはもちろん、引きはがすにも苦労する。そこで、従来は、小型部品であってもそれが強磁石である場合には、三次元測定機などの大型測定機を使用しなければならなかった。このことは、生産効率や製造コストに少なくない影響を及ぼしている。

これまでにも磁場中での使用に適した小型測定器は種々提案されてはいる。しかし、現実的な実用に耐えるデジタル式のものはなかった。

実開昭５１－８２４８０ 特開昭６０－２３６００１ 実開昭５０－５００５３ 特開２００９－２４３８８３ 特許４０７２２８２ 実用新案登録第３１８４２６５ 特開昭５８－１１５３０１

磁場中での使用に適した小型測定器とするには、小型測定器の主要部品を非磁性体の材料とすることが考えられる。しかし、強度をもつ非磁性体の材料は難削材料である。たとえば、マイクロメータでは、スピンドルに高精度な雄ネジをきったり、本体フレームに高精度な雌ネジをタップしたりする必要があるが、これを非磁性体の材料に行うことが困難であった。強磁石である測定対象物を測定でき、かつ、実用的な精度を備えたデジタル式マイクロメータが切望されている。

本発明の目的は、強磁石である測定対象物の測定に適したデジタル式マイクロメータを提供することにある。

本発明のデジタル式マイクロメータは、
Ｕ字形フレームの一端の内側にアンビルを有するＵ字フレーム部と、前記Ｕ字フレーム部の他端側において前記アンビルから離れる方向に長さを有するように設けられたスピンドル保持部と、を有する本体フレームと、
前記スピンドル保持部に保持され、前記アンビルに対して進退するように軸方向に進退可能に設けられ、一端面に接触子を有するスピンドルと、
回転操作を前記スピンドルの直線運動に変換するシンブル部と、
前記スピンドルの変位を検出する変位検出器と、を具備するデジタル式マイクロメータであって、
前記本体フレームと前記スピンドルとは、非磁性体の材料で形成され、
前記シンブル部および前記変位検出器は、前記スピンドル保持部の他端側に配設され、
前記スピンドル保持部の長さが所定値以上である
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態では、
前記スピンドルを前記アンビルから最も離間させたときの前記アンビルと前記接触子との距離を当該デジタル式マイクロメータの測定範囲ｄとするとき、
前記スピンドル保持部の長さが前記測定範囲ｄ以上である
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記スピンドル保持部の長さが２００ｍｍ以上である
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記シンブル部は、
軸線に沿ったスリットを有し、前記本体フレームの他端側に固定的に設けられたインナースリーブと、
前記インナースリーブに対して周方向に回転可能な状態で外嵌し、かつ、内周面にスパイラル溝を有するアウタースリーブと、を有しており、
前記スピンドルに固定的に設けられた係合ピンが前記スリットを通して前記スパイラル溝に係合しており、
前記シンブル部は、前記スピンドル保持部の他端に設けられている
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記変位検出器は、前記シンブル部の他端に設けられている
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記変位検出器は、
前記シンブル部の他端から前記シンブル部の内部に挿入されて、前記スピンドルの他端と一体的に移動する接触子と、
前記接触子と一体的に移動するスケールおよび前記スケールに対する相対位置または相対変位量を検出する検出ヘッドを有するエンコーダと、を有する
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
さらに、
前記シンブル部の周囲において、前記シンブル部から所定距離離れた位置に非磁性体で形成された第１保護部材が配設されている
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
さらに、
前記変位検出器の周囲において、前記変位検出器から所定距離離れた位置に非磁性体で形成された第２保護部材が配設されている
ことが好ましい。

デジタル式マイクロメータの外観を表わす正面図である。 デジタル式マイクロメータの内部構造を表わす部分断面図である。 シンブル部の分解斜視図である。 検出部の分解斜視図である。 第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータの外観図である。 第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータの断面図である。 第２実施形態におけるシンブル部４００の断面図である。 質量約１ｋｇのネオジム磁石と強磁性体である鉄でできた十分大きな面積をもつ板との間に働く力を磁石と鉄板との間の距離を変えてプロットしたグラフである。 第３実施形態を例示する図である。

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明のデジタル式マイクロメータ１００に係る第１実施形態について説明する。
図１は、デジタル式マイクロメータ１００の外観を表わす正面図である。
図２は、デジタル式マイクロメータ１００の内部構造を表わす断面図である。
デジタル式マイクロメータ１００は、本体フレーム２００と、スピンドル３００と、シンブル部４００と、検出部５００と、を備える。

本体フレーム２００は、全体的にＵ字型であって、Ｕ字の一端の内側にはアンビル２１０が設けられている。
本体フレーム２００の他端側にはスピンドル３００が進退可能に設けられている。
このとき、本体フレーム２００の他端側において、アンビル２１０に近い側にはガイドブッシュ２２０が取り付けられ、アンビル２１０から遠い側にはシンブル部４００が取り付けられている。
また、本体フレーム２００の正面側には表示パネル２０１が配設されている。表示パネル２０１には、デジタル表示部２３０と複数の操作スイッチ２４０とが配設されている。表示パネル２０１は、プラスチックや樹脂等の非磁性体の材料で形成されている。

ここで、本体フレーム２００は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成することが好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼は、強度があって、かつ、非磁性体の材料である。

あるいは、本体フレーム２００は、純アルミニウムあるいは非磁性体のアルミニウム合金で形成されてもよい。

また、アンビル２１０はセラミックで形成されることが好ましい。セラミックの組成としては、ジルコニアとすることが例として挙げられる。

ガイドブッシュ２２０は、黄銅で形成することが好ましい。黄銅は非磁性体の材料であり、かつ、快削材である。
なお、ガイドブッシュ２２０をオーステナイト系ステンレス鋼で形成してもよい。
ただ、摺動する軸と穴との関係において、硬度差を持たせておくことが好ましいと考えられる。
マイクロメータの場合、スピンドルの硬度を高くし、ガイドブッシュの硬度を低く設計して耐久時にガイドブッシュが摩耗する設定とすることが好ましい。
オーステナイト系ステンレス鋼は焼き入れできない。
焼き入れすると若干磁性が生じたり、軟化してしまったりするからである。そのため、オーステナイト系ステンレス鋼は、焼き入れの違いで硬度差のコントロールが出来ない。そこで、スピンドルとガイドブッシュとで異種材料を選択せざるを得ず、スピンドル３００をオーステナイト系ステンレス鋼で形成するとした場合、ガイドブッシュ２２０は黄銅とすることが好ましい。

スピンドル３００は、概略、長い棒状の円柱体であって、真直に製作されている。スピンドル３００の一端面には接触子３１０が設けられている。測定対象物を測定する際には、スピンドル３００を進退させて、接触子３１０とアンビル２１０との間に測定対象物を挟む。スピンドル３００の中間部はガイドブッシュ２２０で軸受けされ、スピンドル３００の他端側はシンブル部４００に挿入される。

スピンドル３００の他端には、係合駒部材３３０が連結されている。駒部材は円環状の部材であって、スピンドル３００の他端に固定的に外嵌する。具体的には、スピンドル３００の他端に縮径するテーパー３２０が設けられ、係合駒部材３３０にスピンドル３００の他端を受け入れるテーパー孔３３１が設けられている。係合駒部材３３０には、係合ピン３３２が圧入され、係合ピン３３２がスピンドル３００の軸方向に対して直角な方向に突出するように設けられる。

なお、本実施形態では、スピンドル３００に雄ネジが切られているわけではなく、スピンドル３００自体は回転しない。スピンドル３００は、無回転の状態で軸方向に進退するようになっている。

スピンドル３００は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成することが好ましい。

また、接触子３１０は、アンビル２１０と同じく、セラミックで形成された薄片チップとすることが好ましい。

係合駒部材は、黄銅で形成することが好ましい。

図３は、シンブル部４００の分解斜視図である。
シンブル部４００は、本体フレーム２００の他端側に設けられた全体としては筒状のユニットである。シンブル部４００の内側にスピンドル３００の他端側を受け入れるようになっている。ユーザーは、シンブル部４００の回転操作によってスピンドル３００を進退させる。シンブル部４００は、インナースリーブ４１０と、アウタースリーブ４２０と、カバー部材４３０と、を有する。

インナースリーブ４１０は、両端が開口した円筒状部材であって、軸線に沿った１本のスリット４１１を有する。インナースリーブ４１０の一端側は、本体フレーム２００の他端側に固定的に取り付けられる。インナースリーブ４１０の一端側の開口からスピンドル３００の他端が挿入される。このとき、スピンドル３００の他端をインナースリーブ４１０に挿入し、スリット４１１を通して係合ピン３３２を係合駒部材３３０に圧入し、係合ピン３３２がスリット４１１から突出するようにする。インナースリーブ４１０の内径は、係合駒部材３３０の外径と同じになるように設計されている。係合駒部材３３０がインナースリーブ４１０の内周面に軸受けされた状態でスピンドル３００とともに係合駒部材３３０がインナースリーブ４１０の内側を摺動する。このとき、係合ピン３３２がスリット４１１から突き出ているので、スピンドル３００は係合ピン３３２によって回り止めされた状態で進退することになる。

インナースリーブ４１０の他端側の開口にはキャップ４１２が螺入されている。

アウタースリーブ４２０は、両端が開口した円筒状部材であって、アウタースリーブ４２０はインナースリーブ４１０の外側に外嵌するように設けられる。
このとき、アウタースリーブ４２０は、インナースリーブ４１０に対して周方向に回転可能になっている。ここで、アウタースリーブ４２０の内周面には、１条のスパイラル溝４２１が形成されている。スパイラル溝４２１には係合ピン３３２が係合する。

カバー部材４３０は、アウタースリーブ４２０の外側に被せられたカバーであって、表面にローレット加工が施されている。カバー部材４３０とアウタースリーブ４２０との間には滑りがなく、カバー部材４３０とアウタースリーブ４２０とは一体的に回転するようになっている。

カバー部材４３０を周方向に回転操作すると、カバー部材４３０とともにアウタースリーブ４２０が周方向に回転する。ここで、アウタースリーブ４２０の内周のスパイラル溝４２１に係合ピン３３２が係合しており、しかも、係合ピン３３２はインナースリーブ４１０のスリット４１１によって回転規制されている。したがって、カバー部材４３０の回転操作により係合ピン３３２がスパイラル溝４２１に押されて進退する。
係合ピン３３２、係合駒部材３３０およびスピンドル３００は一体的になっているので、係合ピン３３２の進退によってスピンドル３００も進退する。

スピンドル３００をオーステナイト系ステンレス鋼としたので、スピンドル３００を進退させる機構としてスピンドル自体にネジを切ることは難しい。この点、本実施形態では、回転規制した係合ピン３３２をアウタースリーブ４２０のスパイラル溝４２１で移動させる構成を採用したものである。

ここで、インナースリーブ４１０は、黄銅で形成することが好ましい。
黄銅は非磁性体の材料であり、かつ、快削材である。
インナースリーブ４１０は軸受材であるから内径の加工精度が求められる。また、インナースリーブ４１０にはスリット４１１を形成しており、このスリット４１１によりスピンドル３００の移動の真直度を確保するとともに回り止めが実現されている。後述するようにスピンドル３００の移動をエンコーダ５１０で検出するにあたって本実施形態ではスピンドルにメインスケール５１１を直接または間接的に取り付けている。
したがって、スピンドル３００がわずかでも回転したりすると、エンコーダの検出精度に影響する。この観点からオーステナイト系ステンレス鋼では加工が難しいので、インナースリーブ４１０の材料としては黄銅が好ましいと考えられる。

あるいは、インナースリーブ４１０は、純アルミニウムあるいは非磁性体のアルミニウム合金で形成してもよい。純アルミニウムあるいはアルミニウム合金の場合、熱膨張が大きい（線膨張係数が大きい）ことや剛性（ヤング率）の点でやや劣る点があるが、加工がし易いことと、軽量であるという利点はある。本体フレーム２００をオーステナイト系ステンレス鋼で形成するのであれば、全体の重量バランスを考えてインナースリーブ４１０を純アルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成してもよい。
小型測定器（スモールツール）にあっては長時間片手で持っていても負担にならない程度の重さであることが望ましいし、落としたときに破損しにくいし安全でもある。
逆に、本体フレーム２００を純アルミニウムあるいは非磁性体のアルミニウム合金で形成するのであれば、インナースリーブ４１０は黄銅にするのがよいであろう。
さらには、インナースリーブ４１０は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成してもよい。
オーステナイト系ステンレス鋼は、非磁性体の材料のなかでは熱膨張が小さいことや強度が高いという点で測定器の材料としては好ましいといえる。ただし、加工が難しいのと、重量が増す、という問題はある。

また、アウタースリーブは樹脂成形品（例えば液晶ポリマー）である。カバー部材は、樹脂成形品で形成することが好ましい。

次に、検出部５００の構成を説明する。
図４は、検出部５００の分解斜視図である。
検出部５００は、エンコーダ５１０と、ヘッド固定部５３０と、を有する。
エンコーダ５１０は、リニアエンコーダ５１０であって、長手状のメインスケール５１１と、検出ヘッド５１２と、を有する。
メインスケール５１１と検出ヘッド５１２とはメインスケール５１１の長手方向に沿って相対移動可能となっており、検出ヘッド５１２はメインスケール５１１に対する位置または変位を検出する。本実施形態では、検出ヘッド５１２は本体フレーム２００に対して固定的に設けられ、メインスケール５１１がスピンドル３００とともに進退するようになっている。

ここでは、リニアエンコーダ５１０は静電容量式である。すなわち、メインスケール５１１は、ガラス基板に長手方向に所定ピッチで配列された格子電極が設けられたものである。検出ヘッド５１２は、ガラス基板に複数組の送信電極と受信電極とが設けられたものである。そして、検出ヘッド５１２の送信電極からメインスケール５１１の格子電極に所定の交流信号を送信し、この交流信号で誘起される格子電極の電位を受信電極で読み取る。これにより、検出ヘッド５１２はメインスケール５１１に対する位置または変位を検出する。

スピンドル３００の側面に平面が形成され、この平面がスケール台座５２０となっている。スケール台座５２０にメインスケール５１１が取り付け固定されている。これにより、メインスケール５１１がスピンドル３００とともに進退する。

ヘッド固定部５３０は、ヘッド保持板５３１と、押さえ板５３３と、固定板５３４と、を有する。

ヘッド保持板５３１の一面（うら面）に検出ヘッド５１２が取り付けられる。
ヘッド保持板５３１の一面において、検出ヘッド５１２と干渉しない位置に複数（３つ）の突起５３２が形成されており、突起５３２の先端がメインスケール５１１に対して摺動可能に当接する。これにより、検出ヘッド５１２がメインスケール５１１に対して所定ギャップを位置しながら対向する。

押さえ板５３３は、ヘッド保持板５３１の他面（おもて面）を押してヘッド保持板５３１をメインスケール５１１に押し付ける板バネである。押さえ板５３３は、片持ち梁状の板バネでヘッド保持板５３１をおもて面から押す。

固定板５３４は、押さえ板５３３を片持ち梁状に保持する。さらに、固定板５３４は、本体フレーム２００に形成された取付台座２５０にネジ止めされる。

例えば、ヘッド固定部５３０、ヘッド保持板５３１、押さえ板５３３、固定板５３４は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成する。

本体フレーム２００の内部にはフレキシブルプリント回路基板５４０が設けられ、エンコーダ５１０（メインスケール５１１、検出ヘッド５１２）、外部出力端子５４１、ＧＮＤ端子５４２、演算処理回路、デジタル表示部２３０および操作スイッチ２４０の配線がなされている。

本実施形態では、スピンドル３００の移動機構として、スパイラル溝４２１の回転で係合ピン３３２を移動させる構成を採用している。ただし、この構成では、スパイラル溝４２１の精度に限界があるため、シンブル部４００の回転量からスピンドル３００の変位量を精密に求めることは難しい。この点、本実施形態では、エンコーダ５１０によってスピンドル３００の変位を検出する構成を採用したものである。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５から図８を参照しながら説明する。
第２実施形態の基本的な構成は第１実施形態と共通するが、第２実施形態では、Ｕ字フレーム部７１０とシンブル部４００との間にあるスピンドル保持部７２０が所定値以上の長さを有している点に特徴がある。
第２実施形態と第１実施形態とで共通する要素には対応する符号を付してその説明を省略する。

図５は、第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータ６００の外観図である。
図５において、本体フレーム７００は、Ｕ字フレーム部７１０と、スピンドル保持部７２０と、を有する。
Ｕ字フレーム部７１０の一端の内側にはアンビル２１０が設けられている。Ｕ字フレーム部７１０の他端側には、筒状のスピンドル保持部７２０が設けられている。そして、本体フレーム７００を構成するＵ字フレーム部７１０およびスピンドル保持部７２０は、非磁性体で形成されている。本体フレーム７００を形成する非磁性体の材料としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、純アルミニウム、非磁性のアルミニウム合金が例として挙げられる。

図６は、第２実施形態に係るデジタル式マイクロメータ６００の断面図である。
筒状のスピンドル保持部７２０の内部にスピンドル３００が挿通される。スピンドル保持部７２０の一端からスピンドル３００が突き出てアンビル２１０に対して軸方向進退可能となっている。スピンドル３００の一端面には接触子３１０が設けられている。

ここで、スピンドル保持部７２０は、単純な筒状であることが望ましい。第２実施形態の本体フレーム７００には、第１実施形態の本体フレーム７００のような電装系を内蔵するスペースは必要無い。

さらに、本第２実施形態では、スピンドル保持部７２０の長さが一つの特徴であるが、これについては後述する。

スピンドル保持部７２０の他端にシンブル部４００が取り付けられている。さらに、シンブル部４００の他端に変位検出器８００が取り付けられている。

図７は、第２実施形態におけるシンブル部４００の断面図である。
基本的には、シンブル部４００の構成自体は、第１実施形態で説明したシンブル部４００の構成と同じでよい。ただし、第２実施形態のシンブル部４００においては、必ずしも、構成材料を非磁性体にする必要はない。例えば、インナースリーブは鉄系（鉄鋼系）の材料で形成されていてもよい。

図７では、スピンドル３００に直に係合ピン３３２を取り付けているが、第１実施形態と同じように係合駒部材３３０をスピンドル３００の後端に取り付けて、係合駒部材３３０に係合ピン３３２をつけてもよい。

変位検出器８００は、棒状の測定子８３０の進退量をデジタル式に検出するものであればよい。いわゆる、デジタル式ダイヤルゲージやインジケータと呼ばれる測長器（測定器）である。変位検出器８００は、筐体８１０と、筐体８１０の側面に取り付けられたステム８２０と、ステム８２０を通して軸方向進退可能に設けられた測定子８３０と、測定子８３０の変位を検出するエンコーダと、を有する。さらに、変位検出器８００は、演算処理部、表示機能部、外部通信用のコネクタ端子あるいは無線通信機を有する。

シンブル部４００の他端に筒状の継手８４０が取り付けられ（螺合され）、この筒状継手８４０の他端に変位検出器８００のステム８２０が固定されている。そして、測定子８３０がスピンドル２１０の後端に当接しており、スピンドル２１０の進退に追従する。したがって、スピンドル２１０の変位（位置）が測定子８３０の変位（位置）として検出される。変位検出器８００の構成材料は、非磁性体でもよく、磁性体でもよい。例えば、測定子８３０が鉄（鉄鋼系の材料）で形成されていてもよい。

さて、測定対象物を測定する測定作業時には、Ｕ字フレーム部７１０の一端と他端との間に測定対象物を挟む。測定対象物が強磁石であれば、このＵ字フレーム部７１０の一端と他端との間がもっとも磁場が強い領域となる。測定作業時にＵ字フレーム部７１０の近くに磁性体があれば、測定作業時に測定対象物（強磁石）と強く引き合うこととなる。
Ｕ字フレーム部７１０の一端と他端との間のエリアを測定物配置エリアと称することにする。

第２実施形態では、強磁性体（鉄鋼系の材料）を構成材料として含む可能性があるシンブル部４００および変位検出器８００を測定物配置エリアから所定距離以上離すこととする。
測定物配置エリアから所定距離以内に配置されてしまうもの、例えば、Ｕ字フレーム部７１０およびスピンドル保持部７２０からなる本体フレーム７００、スピンドル３００、アンビル２１０については、非磁性体で構成する必要がある。
その一方、測定物配置エリアから所定距離以上離れて配置されるシンブル部４００や変位検出器８００の構成材料については、強磁性体（鉄鋼系の材料）を使用できるようになる。

本発明者らは、本第２実施形態のようにマイクロメータの構造を変更したうえで、スピンドル保持部７２０の長さＬがどの程度必要であるか鋭意検討した。
（ここで、スピンドル保持部７２０の長さＬというのは、測定物配置エリアとシンブル部４００との距離、あるいは、測定物配置エリアと変位検出器８００との距離、に相当する。）

いま、図８は、質量約１ｋｇのネオジム磁石と、強磁性体である鉄でできた十分大きな面積をもつ板（以下鉄板と呼ぶ）との間に働く力を、磁石と鉄板との間の距離を変えてプロットしたグラフである。
典型的なＨＥＶ（電気式ハイブリッド自動車）や電気自動車のモータに使用される磁石の質量は約１ｋｇとされているので、ここでは磁石の質量を約１ｋｇとして力を算出した。
図８より、磁石から２００ｍｍ離れると、磁石が鉄板を引き寄せる力は０．０４Ｎとなり、ほとんど磁石の影響を受けないことが分かる。そこで、本第２実施形態ではスピンドル保持部７２０の長さＬを２００ｍｍ以上に設定することが望ましい。
（換言すると、測定物配置エリアとシンブル部との距離が２００ｍｍ以上、あるいは、測定物配置エリアと変位検出器との距離が２００ｍｍ以上、ということである。）
これにより、ＨＥＶのモータを構成する強磁石を測定する場合でも、本実施形態のマイクロメータと測定対象物（強磁石）とがほとんど引き合わず、高精度な測定が可能となる。

なお、測定対象物がいつも１ｋｇの強磁石というわけではなく、測定対象物のサイズが小さくなればそれだけ測定対象物の磁力が小さくなるのであるから、スピンドル保持部７２０の長さＬは、予定される測定対象物のサイズに応じて決められてもよい。
いま、スピンドル３００をアンビル２１０から最も離間させたときのアンビル２１０と接触子３１０との距離を当該デジタル式マイクロメータの測定範囲ｄとする。
このとき、スピンドル保持部７２０の長さＬは、ｄ以上とすることが好ましい。
さらには、スピンドル保持部７２０の長さＬを、測定範囲ｄの１．５倍以上とすることが好ましい。
さらに、スピンドル保持部７２０の長さＬを測定範囲ｄの２倍以上としてもよい。
さらに、スピンドル保持部７２０の長さＬを測定範囲ｄの３倍以上としてもよい。

スピンドル保持部７２０の長さＬが測定範囲ｄよりも短いと、測定作業中に測定対象物とシンブル部４００、あるいは、測定対象物と変位検出器８００とが引き合って、測定精度に影響が生じる可能性がある。
スピンドル保持部７２０の長さＬが測定範囲ｄの１．５倍や２倍以上であれば、測定作業中に測定対象物とシンブル部４００、あるいは、測定対象物と変位検出器８００とが引き合う力は十分に小さくなると考えられる。
さらに、スピンドル保持部７２０の長さＬが測定範囲ｄの３倍以上になれば、測定対象物を交換するようなときでも測定対象物をシンブル部４００や変位検出器８００に接近させてしまうような事故がかなり少なくなると考えられる。

なお、スピンドル保持部７２０の長さが長くなるとスピンドル保持部７２０の温度変化による伸縮量が大きくなる可能性がある。
測定作業中にスピンドル保持部７２０が伸縮すると、測定値の誤差として重畳することになる。そこで、スピンドル保持部７２０をゴムや合成樹脂で覆うことで、本実施形態のマイクロメータを人が手に持ちながら使用するような場合でも、測定値に誤差が生じることを低減するようにすることが好ましい。

（第３実施形態）
図９に、本発明の第３実施形態を例示する。
第３実施形態としては、第２実施形態で説明したデジタル式マイクロメータにさらに保護部材を追加したものである。
保護部材としては、前側保護部材（第１保護部材）９１０と、後側保護部材（第２保護部材）９３０と、が設けられている。
前側保護部材（第１保護部材）９１０は、シンブル部４００の周囲に配設されて、測定対象物（強磁石）がシンブル部４００に接近したり接触したりすることを防ぐ。
前側保護部材９１０は、所定角度間隔（ここでは例えば１２０°間隔）で配置された複数本（ここでは３本）の前側アーム部９２０からなる。

前側アーム部９２０は、取付部９２１と、延在部９２２と、前側アーチ部９２３と、を有する。
取付部９２１は、スピンドル保持部７２０の他端寄り（シンブル部寄り）において、スピンドル保持部７２０に外嵌するように取り付けられている。
すべての（３本の）前側アーム部９２０は一つの取付部９２１で繋がっている。
延在部９２２は、取付部９２１から連続しており、スピンドル保持部７２０と略平行にスピンドル保持部７２０の途中まで延在している。
前側アーチ部９２３は、延在部９２２の先端から連続していて、弧を描くようにスピンドル保持部７２０から離れながらシンブル部４００の方に向い、先端がシンブル部４００の周囲にある。

後側保護部材（第２保護部材）９３０は、変位検出器８００の周囲に配設されて、測定対象物（強磁石）が変位検出器に接近したり接触したりすることを防ぐ。
後側保護部材９３０は、所定角度間隔（ここでは例えば１２０°間隔）で配置された複数本（ここでは３本）の後側アーム部９４０からなる。
後側アーム部９４０は、変位検出器８００のキャップ８２１に取り付けられる延長棒９４１と、後側アーチ部９４２と、を有する。
後側アーチ部９４２は、延長棒９４１の他端（後端）から連続していて、弧を描くように延長棒９４１から離れながら変位検出器８００の方に向い、先端が変位検出器８００の周囲にある。

前側アーチ部９２３とシンブル部４００との距離は、所定距離以上、例えば１００ｍｍ程度以上確保しておくことが好ましい。おなじく、後側アーチ部９４２と変位検出器８００との距離は、１００ｍｍ程度確保しておくことが好ましい。
これは、図８より、測定対象物（強磁石）と鉄（シンブル部４００や変位検出器８００の構成材料）との距離を１００ｍｍ以上にしておけば、両者の間の磁力は約１Ｎ以下になると期待できることによる。

前側保護部材（第１保護部材）９１０および後側保護部材（第２保護部材）９３０は非磁性体の材料で構成されている。

前側保護部材９１０および後側保護部材９３０には、オペレータが手を差し入れる隙間があるので、オペレータがシンブル部４００を回したり、変位検出器８００の設定をしたり測定値を読み取ったりするのに邪魔になることはない。その一方で、前側保護部材９１０および後側保護部材９３０があることで、測定対象物がシンブル部４００や変位検出器８００に接近することを物理的に防ぐことはもちろん、オペレータに保護部材９１０，９３０の内側には測定対象物（強磁石）を入れないように注意を促すことにもなる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態の説明において、本体フレーム、アンビル、ガイドブッシュ、スピンドル、係合駒部材、シンブル部（インナースリーブ、アウタースリーブ）の材料を例示したが、上記に挙げた例の他、非磁性体の材料として、高マンガンオーステナイト系ステンレス鋼などのオーステナイト系ステンレス鋼、純アルミニウム、非磁性のアルミニウム合金、チタン合金、セラミクス、炭素繊維強化プラスチック等のプラスチック（合成樹脂）、ベリリウム銅、マグネシウム合金、および、黄銅のなかから選択してもよい。

エンコーダとしては、静電容量式リニアエンコーダを例示した。
この他、光電式エンコーダ、電磁誘導式エンコーダ、磁気式エンコーダが採用できる。
エンコーダとしては、メインスケールにも検出ヘッドにもガラス基板を使用するのがよいと考えられる。
ただ、演算処理回路のチップだけは磁気シールド材（例えば強磁性体の金属）で囲んでおいてもよい。チップが十分に小さければ、強磁石である測定対象物（ワーク）との間に生じる力（磁力）もそれほど大きくはならない。

第２実施形態においては、スピンドル保持部の他端にシンブル部を取り付け、さらに、シンブル部の他端に変位検出器を設けた。
シンブル部と変位検出器との位置を逆にして、スピンドル保持部の他端に変位検出器を取り付け、さらに、変位検出器の他端にシンブル部を取り付けるようにしてもよい。
ただし、第２実施形態のように、演算処理部や通信機能等を内蔵する変位検出器の方を測定物配置エリアからできるかぎり遠いところに配置した方がよい。

１００…デジタル式マイクロメータ、
２００…本体フレーム、
２１０…アンビル、２２０…ガイドブッシュ、２３０…デジタル表示部、２４０…操作スイッチ、２５０…取付台座、
３００…スピンドル、３１０…接触子、３２０…テーパー、
３３０…係合駒部材、３３１…テーパー孔、３３２…係合ピン、
４００…シンブル部、
４１０…インナースリーブ、４１１…スリット、４１２…キャップ、
４２０…アウタースリーブ、４２１…スパイラル溝、
４３０…カバー部材、
５００…検出部、
５１０…エンコーダ、５１１…メインスケール、５１２…検出ヘッド、
５２０…スケール台座、
５３０…ヘッド固定部、
５３１…ヘッド保持板、５３２…突起、５３３…押さえ板、５３４…固定板。
５４０…フレキシブルプリント回路基板、
６００…デジタル式マイクロメータ、
７００…本体フレーム、７１０…字フレーム部、７２０…スピンドル保持部、
８００…変位検出器、８１０…筐体、８２０…ステム、８３０…測定子、８４０…継手、
９１０…前側保護部材、
９２０…前側アーム部、９２１…取付部、９２２…延在部、９２３…前側アーチ部、
９３０…後側保護部材、
９４０…後側アーム部、９４１…延長棒、９４２…後側アーチ部。

Claims (7)

1. 本体フレームと、
   一端面に接触子を有し、軸方向に進退可能に前記本体フレームに保持されたスピンドルと、
   回転操作を前記スピンドルの直線運動に変換するシンブル部と、
   前記スピンドルの変位を検出する変位検出器と、を備え、
   前記本体フレームと前記スピンドルとは、非磁性体の材料で形成され、
   前記シンブル部は、前記スピンドルの他端側を受け容れるように、前記シンブル部の一端側が前記本体フレームに取り付けられた筒状のユニットであって、前記シンブル部の回転操作によって前記スピンドルが無回転の状態で軸方向に進退するようになっており、
   前記変位検出器は、前記シンブル部の他端側に設けられており、前記変位検出器は、前記シンブル部の内部に挿入されて前記スピンドルの他端と一体的に移動する接触子と、前記接触子と一体的に移動するスケールおよび前記スケールに対する相対位置または相対変位量を検出する検出ヘッドを有するエンコーダと、を有する
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
2. 請求項1に記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   前記シンブル部は、軸線に沿ったスリットを有するインナースリーブと、前記インナースリーブに対して周方向に回転可能な状態で外嵌し、かつ、内周面にスパイラル溝を有するアウタースリーブと、を有し、前記スピンドルに固定的に設けられた係合ピンが前記スリットを通して前記スパイラル溝に係合しており、
   前記インナースリーブは、前記スピンドルの他端側を受け容れるように前記本体フレームに固定的に取り付けられている
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
3. 請求項1または請求項2に記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   前記本体フレームは、U字形フレームの一端の内側にアンビルを有するU字フレーム部と、前記U字フレーム部の他端側において前記アンビルから離れる方向に長さを有するように設けられ、前記スピンドルを保持するためのスピンドル保持部と、を有し、
   前記スピンドル保持部の長さが所定値以上である
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
4. 請求項3に記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   前記スピンドルを前記アンビルから最も離間させたときの前記アンビルと前記接触子との距離を当該デジタル式マイクロメータの測定範囲dとするとき、
   前記スピンドル保持部の長さが前記測定範囲d以上である
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
5. 請求項3または請求項4に記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   前記スピンドル保持部の長さが200mm以上である
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   さらに、
   前記シンブル部の周囲において、前記シンブル部から所定距離離れた位置に非磁性体で形成された第1保護部材が配設されている
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。
7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載のデジタル式マイクロメータにおいて、
   さらに、
   前記変位検出器の周囲において、前記変位検出器から所定距離離れた位置に非磁性体で形成された第2保護部材が配設されている
   ことを特徴とするデジタル式マイクロメータ。