JPH01314903A - ２フィンガ式電気マイクロメータ - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、微小変位をその変位に応じた量の電気信号
に変換して計測する電気マイクロメータに関し、対向す
る２個の接触子でワーク（被測定物）を挟んでその直径
や厚さを測定する構造の電気マイクロメータに関するも
のである。

（従来の技術） 電気マイクロメータは、接触子の変位量を信号変換素子
（例えば、差動トランスや変位センサ）で電気量に変換
して検出する構造を備えており、揺動アームから伸びる
フィンガの先端に接触子を設けたてこ式のものとプラン
ジャの先端に接触子を設けたプランジャ式のものとがあ
る。旋削物の外径や内径を測定する際によく使用される
２フィンガ式の電気マイクロメータは、２個のてこ式マ
イクロメータを対向させて１個のケースに入れ、接触子
を備えた２本のフィンガをケースから突出させたもので
、従来のものは第２図に示すような構造を備えている。

第２図中、１はベース、２及び３はベースに設けた受座
、４は受座２．３に両端を固定されたＬ形の薄板バネ、
５は薄板バネ４のコーナ部分に固定された揺動アーム、
６は揺動アーム５の先端に固定されたフィンガ、７はフ
ィンガ６の先端に装着された接触子、８はベース１に固
定されて揺動アーム５の基端の移動量を規制しているア
ームストッパ、３１はベースｌと揺動アーム５との間に
介装された差動トランスであり、上記符号に添字ａを付
した第１検出ユニツト３２ａと添字すを付した第２検出
ユニツト３２ｂとを対向して設けた構造である。２０は
測定しようとするワークで、ワーク２０と接触子７の接
触部Ｃ１揺動アーム５の支点となるバネ４のコーナ部分
Ｐ及び差動トランス３１の検出部分Ｓは、−直線上に配
置されている。差動トランス３１の検出信号は、アンプ
２１及びリニアライザー２２を経て演算装置２３に入力
され、演算装置２３は、差動トランス３１ａと３１ｂの
差動量からワーク２０の直径を演算する。

この２フィンガ式の電気マイクロメータは、フィンガ６
ａ、６ｂの先端に取り付けられた接触子７ａと７ｂが同
じ接触圧でワーク２０に接触することでフィンガ６ａと
６ｂとの差動量の変位が検出され、差動であるためにマ
イクロメータ本体とワークとの相対位置が接触子７の進
退方向に偏倚しても測定値が変化しないという特徴を備
えている。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記のような構造の２フィンガ式電気マイクロメ
ータには、次に示すような問題点があった。第１に、ワ
ークの１箇所の測定に差動トランスが２個必要であり、
２台のアンプとリニアライザーが要るのでコスト高にな
ること、第２に、２個の差動トランス及びリニアライザ
ーの直線性のバラツキによって測定誤差が発生すること
、第３に、２個の検出ユニットの測定誤差が加算される
ため、最小読み取り単位の半値以下の分解能が要求され
、アンプ、差動トランス共にコスト高になることである
。

この発明は、以上の問題点を解決し、コストが安く且つ
測定精度の高い２フィンガ式の電気マイクロメータを得
ることを課題としている。

（問題点を解決するための手段） 上記課題を解決するため、この発明の電気マイクロメー
タでは、接触子７（７ａ、７ｂ）を装着したアームの一
方５ａに位置センサ１３を装着し、他方５ｂにセンサド
グ１５を装着して、この位置センサ１３とセンサドグ１
５とを狭い間隙Ａを介して対向させ、２個の接触子７ａ
、７ｂの相対変位を１個の変位センサ１３で検出する構
造を採用している。そして上記間隙Ａをアーム５ａの支
点Ｐａとアーム５ｂの支点Ｐｂを結ぶ線分を底辺とする
二等辺三角形の頂点に位置させることにより、高い精度
の位置検出を可能にしている。

（作用） 計測しようとするワーク２０の寸法は、接触子７ａと７
ｂの後退量の和として計測されるが、上記構造によれば
、変位センサ１３とセンサドグ１５の間の間隙Ａの変化
量が接触子７ａと７ｂの後退量の和に比例することとな
り、この間隙Ａの変化量が変位センサ１３で電気量に変
換されるから、１個のセンサ１３でワーク２０の寸法の
変化を測定することができる。そして接触子７ａと７ｂ
の変化量が機械的に加算されてセンサ１３で検出される
ので、センサ１３、アンプ２■及びリニアライザー２２
が一個で済み、またこれらの装置の精度も要求される最
小読み取り精度に合致するものであればよく、また計測
誤差が加算されることがないので達成される精度も高く
なる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示したものである。図中
、１はベース、２及び３は受座、４はＬ形の薄板バネ、
５は揺動アーム、６はフィンガ、７は接触子、８はアー
ムストッパ、２０はワーク、Ｃはワーク２０と接触子７
の接触部、Ｐは揺動アーム５の揺動支点であり、上記部
材中、添字ａを付した部材は第１検出ユニツト１０ａに
属する部材を、添字すを付した部材は第２検出ユニツト
１０ｂに属する部材を示しており、これらの部材及びそ
の相互の関係は第２図の従来構造と同様である。

１１はアーム５ａに固定したブラケット、１２は該ブラ
ケットの先端に固定したセンサホルダ、１３は該センサ
ホルダに固定された位置センサ、１４はアーム５ｂに固
定したブラケット、１５は該ブラケットの先端に形成し
たセンサドグである。

アーム５ｂと実質上一体のセンサドグ１５は、板バネ４
ｂのコーナ部分に形成される支点Ｐｂを中心として回動
する。また、アーム５ａと実質上−体の変位センサ１３
は、上記センサドグ１５に僅かな隙間Ａを介して対向し
ており、板バネ４ａのコーナ部分に形成される支点Ｐａ
を中心として回動する。アーム５ａとアーム５ｂは、ア
ームストッパ８によって揺動角度を制限されている。セ
ンサ１３とセンサドグ１５との間の隙間Ａは、アーム５
ａの支点Ｐａとアーム５ｂの支点Ｐｂを結ぶ線分を底辺
とする二等辺三角形の頂点に位置している。薄板バネ４
ａ、４ｂは、接触子７ａ、７ｂがワーク２０に接触する
ときの測定圧が所定の値になるように調整されているた
め、接触子がフリーのときには、センサ１３とセンサド
グ１５の間隙Ａが最小になる方向に薄板バネ４ａ、４ｂ
が働き、アーム５ａ、５ｂの基端はアームストッパ８の
内側の規制端１６ａ、１６ｂに当接している。

２１はアンプ、２２はリニアライザー、２３は演算装置
であり、位置センサ１３の出力信号はアンプ２１で増幅
され、リニアライザー２２で直線性からの偏倚が補正さ
れ、演算装置２３で変位量が算出される。

ワーク２０を図に想像線で示すように２個の接触子７ａ
、７ｂで挟んだとき、アーム５ｂの接触子７ｂのみが後
退した場合、接触子７ｂの変位は支点ｐｂを中心とする
てこの動きによりセンサドグ１５をセンサ１３に対して
後退させる。同様にアーム５ａの接触子７ａのみが後退
した場合、接触子７ａの変位は支点Ｐａを中心とするて
この動きによりセンサ１３をセンサドグ１５に対して後
退させる。

また、接触子７ａと接触子７ｂとが同時に後退した場合
は、センサ１３とセンサドグ１５の双方がその間の隙間
Ａを大きくする方向に変位し、両者の変位の和がセンサ
１３で電気信号に変換されるので、その電気量から変位
量を求めてやれば、１つのセンサ１３のみで２つの接触
子７ａ、７ｂの相対的な変位、すなわちワーク２０の径
の基準寸法からの変位を直接測定することが可能となる
。

（効果） この発明の２フィンガ式電気マイクロメータは、２個の
接触子の相対移動を１個の位置センサで電気量に変換し
て検出する構造を備えているので、センサ及びそのアン
プやリニアライザーが１個で済み、装置コストが安価に
なる。また、２個の接触子の相対移動を直接検出する構
造であるから、要求される最小読み取り単位に対応する
センサを用いれば要求精度を満足させることができ、従
ってセンサ及びそのアンプ、リニアライザー等の精度要
求が実質上緩和されることとなり、同一の精度のもので
あればこれらのコストが大幅に低減され、また達成可能
な精度も高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す要部の側面図、第２
図は従来装置を示す要部の側面図である。 図中、 １：ベース　　　　　　５ａ、５ｂ：揺動アーム６ａ、
６ｂ：フィンガ　　　　７ａ、７ｂ：接触子１３：位置
センサ　　　　１５：センサドグ２０：ワーク　　　　
　　Ｐａ、Ｐｂ：揺動支点Ａ：間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ベース（１）に形成した各々の支点（Ｐａ）、（Ｐｂ
   ）回りに揺動するアーム（５ａ）、（５ｂ）に装着した
   対向する２個の接触子（７ａ）、（７ｂ）で被測定物（
   ２０）を挟んでその寸法を計測する２フィンガ式電気マ
   イクロメータにおいて、上記アームの一方（５ａ）に装
   着した位置センサ（１３）と他方（５ｂ）に装着したセ
   ンサドグ（１５）とを狭い隙間（Ａ）を介して対向させ
   、該隙間（Ａ）をアーム（５ａ）の支点（Ｐａ）とアー
   ム（５ｂ）の支点（Ｐｂ）を結ぶ線分を底辺とする二等
   辺三角形の頂点に位置させ、２個の接触子（７ａ）、（
   ７ｂ）の相対変位を１個の変位センサ（１３）で検出す
   ることを特徴とする、２フィンガ式電気マイクロメータ
   。