JPH0421053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、デジタル表示型マイクロメータに関
し、特に小型、高精度を図りつつスピンドルを直
進式とした直進式デジタル表示型マイクロメータ
に関する。

〔背景技術とその問題点〕 機械式目盛表示型測定器に較べ、電子式デジタ
ル表示型測定器は、高精度かつ読み取り容易等の
優位性から測定器全般に普及しつつある。

マイクロメータにあつても、シンブルの回転に
伴つてスピンドルが回転しながら軸方向へ進退す
る形式のものについては、ロータリーエンコーダ
を組み込んだデジタル表示化が進んでいる。ロー
タリーエンコーダは、光電式や静電容量式にし
ろ、基本的には固定板と回転板との相対的回転角
を電気的に検出するものであり、小型かつ高精度
の点で有利である。

ところが、スプライン軸等のように細溝を有す
る被測定物を測定するために、スピンドルを回転
させることなく、単に直進させる形式のものにつ
いては、ロータリーエンコーダを組み込んでデジ
タル表示化することは種々問題があり、実用に価
する製品が出現するには至つていない。

これは、スピンドルが直進するのみであるか
ら、これにロータリーエンコーダの回転板を同期
回転するように関連させることが困難なこと、
仮に、シンブルの回転に同期させて回転板を回転
できるようにしても、このエンコーダとシンブル
の回転をスピンドルの直進に変換する機構とを本
体フレーム内に設けなければならないので、大型
化し取扱性を低下させること、さらに、スピン
ドルのストロークが大きくなると、スピンドルの
十分な支持が得られず、スピンドル移動の真直度
や測定面間の平行度を確保できず、結果として測
定精度を保障することができないこと、等に起因
するものと考えられる。

〔考案の目的〕

ここに、本考案の目的は、このような問題を解
消し、小型かつ高精度の直進式デジタル表示型マ
イクロメータを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

そのため、本考案の構成は、一端にアンビルを
有する本体と、この本体の他端に回転不能かつ前
記アンビルの軸方向に変位可能に設けられ長手方
向の所定間隔離れた位置に一対のテーパ部位を有
するスピンドルと、このスピンドルのテーパ部位
間に両端が当接された状態で回転可能に被嵌され
るとともに前記本体に前記スピンドルの軸方向に
沿つて形成されたねじ部に螺合されかつシンブル
と一体的に回転する内筒と、この内筒と同期回転
可能かつ内筒の軸方向に変位不能に設けられた回
転板およびこの回転板と一定のギヤツプをもつて
前記本体に固定された固定板を含み、この両板の
相対的回転角から前記スピンドルの移動変位量を
検出するエンコーダと、このエンコーダの出力信
号に基づく測定値をデジタル表示するデジタル表
示器と、を具備したことを特徴とする。

従つて、シンブルを回転させると、内筒が回転
しながら軸方向へ進退する。すると、内筒の軸方
向への進退に伴つてスピンドルが回転することな
く直進するとともに、内筒の回転がエンコーダに
よつて検出される。よつて、スピンドルに被嵌さ
れる内筒の回転によつてエンコーダを作動させる
ため全体として小型にでき、かつスピンドルは長
手方向の一対のテーパ部位によつて内筒に支持さ
れているためスピンドルのストロークが大きくて
も高精度を維持することができる。

〔実施例〕

第１図は本実施例の直進式デジタル表示型マイ
クロメータを示している。同図において、略Ｕ字
形状に形成された本体としてのフレーム１には、
その一端部内面にアンビル２が固定されていると
ともに、他端部にシンブル３の回動操作に伴つて
アンビル２に対して直線的に進退するスピンドル
４が軸方向へ移動可能に保持されている。アンビ
ル２とスピンドル４との当接端は、第２図に示す
如く、両側部が先端へ向かうに従つて次第に薄板
状をなした、いわゆるブレード形状に形成されて
いる。

また、スピンドル４が保持されたフレーム１の
他端部正面には、前記スピンドル４の移動量をデ
ジタル表示するデジタル表示器５のほか、デジタ
ル表示器５に表示されている値をホールドするた
めのホールドスイツチ６、デジタル表示器５の表
示値をインチまたはmmに切り換えるための表示単
位切換スイツチ７、プリセツトスイツチ８および
モード切換スイツチ９がそれぞれ配設されてい
る。

また、フレーム１の他端部内面側には軸受筒１
１がアンビル２方向へ突出して固定されていると
ともに、フレーム１の他端部外面側には保持環２
１が螺合されている。軸受筒１１には、前記スピ
ンドル４が回転不能かつアンビル２の軸方向に変
位可能に支持されている。スピンドル４は、途中
に他端側へ向かつて径小となるテーパ部１２を有
し、かつテーパ部１２を境とした大径部４Ａに前
記軸受筒１１に突設されたねじ１３に摺動自在に
係合するキー溝１４が軸方向に沿つて形成されて
いるとともに、径小部４Ｂの先端側におねじ１５
が形成されている。おねじ１５には前記テーパ部
１２のテーパ面と所定間隔離れて対向するテーパ
面を有するテーパ受駒１６が螺合されている。こ
こでは、このテーパ受駒１６とテーパ部１２とで
一対のテーパ部位を構成している。

また、保持環２１の中心部には、内外で二重筒
構造に嵌合するインナースリーブ２２とアウター
スリーブ２３との一端側がそれぞれ保持されてい
る。インナースリーブ２２は、その一端側に小径
筒部２２Ａが形成され、かつ他端側が軸方向に沿
つて形成された複数本のスリツト２４により拡縮
できる円筒形状に形成されている。インナースリ
ーブ２２の他端側には、その内周面にねじ部とし
てのめねじ２５がスピンドル４の軸方向に沿つて
それと同軸上に形成されているとともに、外周面
にはテーパナツト２６が螺合するおねじ２７が形
成されている。

インナースリーブ２２のめねじ２５には、前記
スピンドル４のテーパ部位間つまりテーパ部１２
とテーパ受駒１６との間に両端が当接された状態
で回転可能に被嵌された内筒３１が螺合されてい
る。内筒３１は、インナースリーブ２２のめねじ
２５に螺合される外周におねじ３２を有する大径
筒部３１Ａと、前記インナースリーブ２２の小径
筒部２２Ａ内に摺動自在に挿通された小径筒部３
１Ｂとが互いに結合して構成され、かつ両端内周
縁がテーパ面状に形成されている。

大径筒部３１Ａの他端部には、前記アウタース
リーブ２３の外周面に対して回動可能に被嵌され
た前記シンブル３の他端部がナツト３３を介して
一体的に保持されている。シンブル３の他端外周
には第２のシンブル３４が螺合され、この第２の
シンブル３４にはラチエツト３５を介してラチエ
ツトシンブル３６が取り付けられている。これに
より、シンブル３またはラチエツトシンブル３６
を回動させると、シンブル３と一体の内筒３１が
回転しながら軸方向へ進退するので、スピンドル
４がアンビル２に対して回転することなく進退す
る。このとき、スピンドル４の移動量は、アウタ
ースリーブ２３の外周面軸方向に沿つて一定間隔
毎に形成された主尺目盛３７と、シンブル３の外
周に沿つて形成された副尺目盛３８とから読み取
ることができる。

前記軸受筒１１とインナースリーブ２２の小径
筒部２２Ａの端面との間の内筒３１外周には、回
転筒体４１、スペーサ４２およびカラー４３が順
次軸方向へ変位可能に被嵌されているとともに、
カラー４３と軸受筒１１との間にこれらカラー４
３、スペーサ４２、回転筒体４１を第１図中右方
へ付勢する付勢手段としてのばね４４が挿入され
ている。カラー４３は、内筒３１の軸方向へ変位
可能で、かつ軸受筒１１に設けられた止めねじ４
５によつて軸受筒１１、つまりフレーム１に固定
されるようになつている。また、前記回転筒体４
１には、前記内筒３１の一側軸方向に沿つて形成
されたキー溝４６に摺動自在に係合する突起４７
を有する２つのねじ４８Ａ，４８Ｂが螺合されて
いる。これら２つのねじ４８Ａ，４８Ｂは、回転
筒体４１と内筒３１とを同期回転可能かつ軸方向
へ変位可能とするだけでなく、回転筒体４１を内
筒３１に一体的に固定する手段を兼ねている。

回転筒体４１と前記インナースリーブ２２の小
径筒部２２Ａとの間には、エンコーダ５１が設け
られている。エンコーダ５１は、前記保持環２１
に固定されたプレート５２に接着固定されかつ図
示しない送信電極および出力電極を有する固定板
５３と、前記回転筒体４１に固定板５３と一定の
ギヤツプをもつて対向した状態で接着固定されか
つ図示しない受信電極および結合電極を有する回
転板５４とを含み、送信電極に位相の異なる信号
を与えたとき、出力電極から固定体５３と回転板
５４との相対回転角に対応する信号が得られるよ
うになつている。固定板５３は、インナースリー
ブ２２の小径筒部２２Ａの端面から所定の基準ギ
ヤツプ内方へ入つた位置に固定され、かつ下部が
前記フレーム１に固定されている。また、回転板
５４は、固定板５３と対向する回転筒体４１の端
面と面一に固定されている。なお、エンコーダ５
１で検出された固定板５３と回転板５４との相対
回転角に対応する信号は、図示しない電気回路に
よつて処理された後、前記デジタル表示器５へデ
ジタル表示される。

次に、本実施例の作用を説明する。ラチエツト
シンブル３６またはシンブル３を回転させると、
そのシンブル３と一体の内筒３１は回転しながら
軸方向へ変位する。すると、内筒３１の両端部に
テーパ部１２およびテーパ受駒１６を介して軸方
向に当接支持され、かつねじ１３とキー溝１４と
によつて回動阻止されたスピンドル４が回転する
ことなく直線的に変位する。

このとき、内筒３１の回転、つまり内筒３１の
軸方向への変位、さらにはこれに関連するスピン
ドル４の軸方向への変位はエンコーダ５１によつ
て検出され、デジタル表示器５にデジタル表示さ
れる。従つて、被測定物の測定部位間にアンビル
２とスピンドル４とを当接させ、そのときのデジ
タル表示器５の値を読み取れば、被測定物の測定
部位間の寸法を知ることができる。

ところで、固定板５３と回転板５４とのギヤツ
プの調整に当たつては、まず、止めねじ４５を緩
める。すると、ばね４４によつてカラー４３、ス
ペーサ４２、回転筒体４１が第１図中右方へ付勢
させ、回転筒体４１の端面がインナースリーブ２
２の小径筒部２２Ａの端面に当接した状態とな
る。このとき、固定板５３と回転板５４とのギヤ
ツプは基準値（固定板５３と回転板５４との許容
クリアランスの最小値）となる。

この状態において、ねじ４８Ａ，４８Ｂを締め
付け、回転筒体４１と内筒３１とを一体的に固定
する。ここで、ラチエツトシンブル３６またはシ
ンブル３を廻し、内筒ナツト３１およびスピンド
ル４を第１図中左方へ所定量送る。このとき、ス
ピンドル４の送り量は、主尺目盛３７と副尺目盛
３８との値をみながら行うことができるので、固
定板５３と回転板５４とのギヤツプを許容クリア
ランス内で定量的に与えることができる。この
後、止めねじ４５を締め付け、カラー４３を軸受
筒１１に固定、つまりカラー４３を軸受筒１１を
介してフレーム１に固定する。

このようにすると、使用時は、固定板５３と回
転板５４とのギヤツプは基準ギヤツプから最大ギ
ヤツプ（基準ギヤツプ＋設定クリアランス）の間
で変動する結果、測定精度に影響を及ぼさず、か
つ円滑な回転が保障される。

従つて、本実施例によれば、シンブル３または
ラチエツトシンブル３６の回動によつて内筒３１
を回転させながら軸方向へ進退させ、この内筒３
１の軸方向への進退によつてスピンドル４を回転
させることなく直進させるとともに、内筒３１の
回転によつてエンコーダ５１の回転板５４を固定
板５３に対して回転させるようにしたので、全体
として小型化を維持しつつスピンドル４を直進式
とすることができる。よつて、スプライン軸等の
ように細溝を有する被測定物でも容易かつ正確に
測定できる。

また、スピンドル４は、その軸方向に沿つて比
較的長い距離離れて設けられたテーパ部１２およ
びテーパ受駒１６によつて内筒３１に支持されて
いるため、スピンドル４のストロークが大きくて
もスピンドル４の移動時の真直性および測定面平
行度を確保でき、よつて高精度測定を達成でき
る。

また、内筒３１を大径筒部３１Ａと小径筒部３
１Ｂとを互いに結合して構成したので、内筒３１
を高精度に加工でき、かつ組み立てることができ
る上、内筒３１の両端部の芯出しも容易であるか
ら、スピンドル４を高精度に安定支持できる。

また、軸受筒１１をアンビル２側へ向かつて突
出させ、スピンドル４の支持部を広くしてあるの
で、この点からもスピンドル４の移動時の真直性
および測定面間の平行度を確保できる。

また、エンコーダ５１を構成する固定板５３と
回転板５４とのギヤツプを基準ギヤツプから許容
範囲内において調整できるようにしたので、従来
のように各構成部品の加工精度を高級としなくて
もよく、その結果経済的にできる。

また、固定板５３と回転板５４とのギヤツプの
調整に当たつては、シンブル３の回転操作により
内筒３１およびスピンドル４を軸方向へ移動させ
ればよいので、調整作業が極めて容易である。し
かも、スピンドル４の送りは主尺目盛３７と副尺
目盛３８との読み取りにより行うことができるの
で、送り量を定量的に定めることができる。

また、固定板５３が位置するインナースリーブ
２２の小径筒部２２Ａの端面と、回転板５４が固
定される回転筒体４１の端面との摩耗が低減する
ので、取扱上の問題を解決することができる。

また、プレート５２に対して固定板５３を接着
するに当たつて、保持環２１をフレーム１に対し
て螺合調整すれば、固定板５３と小径筒部２２Ａ
の端面との基準ギヤツプを加減することができる
ので、基準ギヤツプの調整も容易である。

さらに、カラー４３とスペーサ４２とを２つに
分割したので、分解に当たつてスピンドル４を抜
き取れば、これらを容易に取り出すことができ
る。

なお、実施にあたつて、エンコーダ５１として
は、上記実施例で述べた静電容量式に限らず、例
えば光電式、電磁式、接点式等いずれでもよい。

また、上記実施例では、回転板５４と対向する
固定板５３の面とインナースリーブ２２の小径筒
部２２Ａの端面との間に基準ギヤツプを構成した
が、固定板５３と対向する回転板５４の面と回転
筒体４１の端面との間、あるいは固定板５３と小
径筒部２２Ａの端面との間および回転板５４と回
転筒体４１の端面との間に所定の割合、例えばそ
れぞれ1/2ずつ設けるようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、小型でかつ高精
度な直進式デジタル表示型マイクロメータを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示すもので、第１図は
一部を切欠いた全体の正面図、第２図はアンビル
とスピンドルとの当接端を示す平面図である。 １……本体としてのフレーム、２……アンビ
ル、３……シンブル、４……スピンドル、５……
デジタル表示器、１２……テーパ部、１６……テ
ーパ受駒、２２Ａ……小径筒部、３１……内筒、
３１Ａ……大径筒部、３１Ｂ……小径筒部、４１
……回転筒体、４３……カラー、４４……付勢手
段としてのばね、５１……エンコーダ、５３……
固定板、５４……回転板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一端にアンビルを有する本体と、 この本体の他端に回転不能かつ前記アンビル
   の軸方向に変位可能に設けられ長手方向の所定
   間隔離れた位置に一対のテーパ部位を有するス
   ピンドルと、 このスピンドルのテーパ部位間に両端が当接
   された状態で回転可能に被嵌されるとともに前
   記本体に前記スピンドルの軸方向に沿つて形成
   されたねじ部に螺合されかつシンブルと一体的
   に回転する内筒と、 この内筒と同期回転可能かつ内筒の軸方向に
   変位不能に設けられた回転板およびこの回転板
   と一定のギヤツプをもつて前記本体に固定され
   た固定板を含み、この両板の相対的回転角から
   前記スピンドルの移動変位量を検出するエンコ
   ーダと、 このエンコーダの出力信号に基づく測定値を
   デジタル表示するデジタル表示器と、 を具備したことを特徴とする直進式デジタル表
   示型マイクロメータ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の直進式
   デジタル表示型マイクロメータにおいて、前記
   エンコーダの固定板と回転板とを、前記本体の
   小径筒部の端面と前記内筒に同期回転可能かつ
   固定可能に被嵌された回転筒体の端面とを互い
   に当接させたときに前記両板間の軸方向のギヤ
   ツプが一定となるようにして本体と回転筒体と
   にそれぞれ取り付けるとともに、前記内筒に被
   嵌されかつ本体に一体的に固定可能なカラーお
   よびこのカラーと前記回転筒体とを前記固定板
   方向へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴と
   する直進式デジタル表示型マイクロメータ。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   記載の直進式デジタル表示型マイクロメータに
   おいて、前記内筒は、前記本体に螺合される大
   径筒部と、前記回転板が係合する小径筒部とが
   互いに結合して構成されていること特徴とする
   直進式デジタル表示型マイクロメータ。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の直進式デジタル表示型マイ
   クロメータにおいて、前記アンビルおよびスピ
   ンドルの当接端をブレード形状としたことを特
   徴とする直進式デジタル表示型マイクロメー
   タ。