JPH0311689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、接触型変位検出器の改良に関するも
ので、直線型変位検出器等の直線型測長器の主要
構成要素、真円度測定器の検出ヘツド、その他の
接触型変位検出器一般に使用できる。

［背景技術とその問題点］ 真円度測定器、内外径測定器の検出ヘツド、直
線型測長器の主要構成要素にいわゆる接触型変位
検出器が挙げられる。この接触型変位検出器の従
来一般的構造は、先端に接触子が設けられたスピ
ンドルを本体に摺動自在に装着するとともに、ス
ピンドルを軸線方向にばねで付勢して接触子が被
測定物に当接されたときのスピンドルの移動変位
量を検出して測定値を求めるよう構成されてい
る。

ところが、スピンドルの復帰力および測定力
は、前記ばねの特性により定まるが、有効ストロ
ークが大なるほどにばね特性が変化し測定誤差が
生じるのでその改善が望まれていた。これを解決
するために、例えば、実開昭56−65413号に記載
されているようにうず巻ばねを採用することが試
みられたが、この従来例は、コイルばねよりもあ
る程度ばね特性の変化が改良されるものの大型と
なり、大ストロークになるほどスムースな作用を
期待することができないという問題点がある。ま
た、益々高精度測定が要請されるに至り、かつ、
プラスチツク製品等の軟質物を測定対象とするこ
とが多くなり、もはやばね採用方式では仕様を満
足できないことから、空気圧を利用した方式が検
討されている。しかし、この空気圧力式は、取扱
性、経済性および大型化等の問題が生じ実用的で
ないという問題点がある。

［考案の目的］ 本考案の目的は、スピンドルのストロークが大
きくなつて測定力が変化することに伴う測定誤差
を実用的に解消できる接触型変位検出器を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本考案は、伸縮量が小さければ、ばね力変化は
無視できる程小さいことおよび測定力を任意に設
定できやすいこと、これはまたスピンドルの過激
な復帰動作を回避できることに鑑みたもので、そ
の具体的構成は、接触型変位検出器において、ピ
ツチ円直径比がｍとされた大径プーリと小径プー
リとを設け、前記大径プーリに直結された小歯車
と小径プーリに直結された大歯車とを備えた歯車
機構を設け、小歯車と大歯車とのギヤ比を１／ｎ
とし、前記大径プーリと小径プーリとを前記歯車
機構を介して連結するとともに、前記大径プーリ
と移動変位量によつて測定値が求められるスピン
ドルとをワイヤ連結し、かつ、小径プーリと変位
検出器本体とをスピンドルを付勢するばねを含む
ワイヤで連結したもので、これにより、ばねの伸
縮量をスピンドルのストローク量のｍ×ｎ分の１
として測定力の変化を小さくし、前記目的を達成
しようとするものである。

［実施例］ 以下、本考案を直線型変位検出器の主要構成要
素に用いた一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図において、略直方体の本体
１の内部には、本体１の長手方向に沿つてガイド
２が図示しないボルト等の固定手段により固定さ
れている、このガイド２の一端部近傍にはストツ
パ３を貫通するとともに先端が孔部４Ａが形成さ
れたボルト４が本体１に植設されている。前記ガ
イド２上には、ベアリング５が摺動自在に設けら
れ、滑らかに直線運動ができるようになつてい
る。この際、前記ストツパ３によりベアリング５
の位置が規制されるようになつている。

前記ベアリング５には、ガイド２の長手方向と
垂直に、一方に支持部材６が、他方に検出部７が
ボルト等によつて取付けられている。前記支持部
材６は、一辺が長手方向に沿つて切欠かれている
本体１に一部露出して設けられ、この露出部に
は、本体１に取付けられたリニヤボールベアリン
グ８内を貫通して先端に接触子９が設けられたス
ピンドル１０がその軸心を本体１の長手方向と一
致させて設けられ、これにより、スピンドル１０
は本体１に摺動自在に装着されるようになつてい
る。一方、前記検出部７に対応して本体１内に光
学スケール１１が前記ガイド２と平行にボルトに
よつて取付けられている。これにより接触子９が
被測定物に当接されてスピンドル１０が移動した
際に、検出部７もスピンドル１０に伴つて移動さ
れ、スピンドル１０の移動変位量を検出して測定
値が求められるようになつている。また、前記ベ
アリング５には、先端に孔部１２Ａが設けられた
ボルト１２が植設されている。

前記本体１内には、スピンドル１０の接触子９
側に、第４図にも拡大して示されるように、キー
溝を有する２本の軸１３Ａ，１３Ｂが本体１の長
手方向と垂直に軸受１４を介して設けられてい
る。この際、第２図中において、前記軸１３Ａは
本体１上方かつ左端側に、軸１３Ｂは本体１の下
方かつ内部側に設けられ、各々平行となるように
なつている。前記軸１３Ａには、小径プーリ１５
が先端がキー溝に当接されたねじ１６によつて固
定されており、前記軸１３Ｂには、大径プーリ１
７が先端がキー溝に当接されたねじ１８によつて
固定されている。ここで、大径プーリ１７と小径
プーリ１５とのピツチ円すなわち後述するワイヤ
が巻回される部位の中心円の直径比はｍとされ、
各々のプーリ１７，１５の外周に設けられた溝部
１７Ａ，１５Ａは、軸１３Ａ，１３Ｂに対して垂
直になるよう構成されている。

前記軸１３Ａには、第４図中において小径プー
リ１５の左側に直結して大歯車１９がねじ２０に
よつて固定され、軸１３Ｂには、第４図中におい
て大径プーリ１７の左側に直結して小歯車２１が
ねじ２２によつて固定されている。前記小歯車２
１と大歯車１９とは、１／ｎのギヤ比によつて噛
合され、小歯車２１と大歯車１９とにより歯車機
構２３が構成されている。これにより、大径プー
リ１７と小径プーリ１５とが歯車機構２３を介し
て連結されいる。この際、軸１３Ａおよび軸１３
Ｂの両端側には、小径プーリ１５および大歯車１
９、大径プーリ１７および小歯車２１を挟むよう
にスペーサ２４が設けられている。

前記大径プーリ１７の溝部１７Ａには、ワイヤ
２５が一端において係止されるとともに第２図中
時計回りに巻回され、このワイヤ２５の他端は、
ベアリング５に植設されたボルト１２の孔部を１
２Ａに係止され、大径プーリ１７とスピンドル１
０とがワイヤ連結されるようになつている。ま
た、前記小径プーリ１５の溝部１５Ａには、ワイ
ヤ２６が一端において係止されるとともに第２図
中時計回りに巻回され、このワイヤ２６の他端
は、連結部材２７の一端に係止されている。前記
連結部材２７の他端と本体１に植設されたボルト
４の先端の孔部４Ａとの間にはコイルばね２８が
設けられ、小径プーリ１５と本体１とはコイルば
ね２８を含むワイヤ２６で連結され、スピンドル
１０は軸線の一方向、即ち、スピンドル１０が本
体１から突出する方向に付勢されるようになつて
いる。ここで前記コイルばね２８は、取り付け時
において、ばねの延びを許容応力の範囲内で大き
くとるようにする。

なお、第１図および第３図中の破線で示された
符号３０は、内径を測定する際に用いられるスピ
ンドルである。

次に、本実施例の作用について説明する。

スピンドル１０の先端に設けられた接触子９を
図示しない被測定物を当接させる。この場合、ス
ピンドル１０が本体１に対して距離Ｓだけ没入す
るように移動すると、スピンドル１０に伴つてベ
アリング５に植設されたボルト１２もスピンドル
１０と同方向に移動する。これにより、ボルト１
２の先端の孔部１２Ａに他端が係止されたワイヤ
２５がスピンドル１０の没入方向に引張され、大
径プーリ１７および小歯車２１が第２図中時計回
りに回転される。小歯車２１の回転により、大歯
車１９は、小歯車２１の反対方向に１／ｎ回転さ
れ、大歯車１９に連結された小径プーリ１５も大
歯車１９と同方向に同回転される。この小径プー
リ１５の回転により、ワイヤ２６および連結部材
２７を介して、コイルばね２８が付勢力に抗して
スピンドル１０の突出方向に距離Ｌだけ引張され
る。コイルばね２８の引張距離Ｌは、小歯車２１
と大歯車１９とのギヤ比が１／ｎであること、大
径プーリ１７と小径プーリ１５とのピツチ円直径
比がｍであることから、Ｌ＝Ｓ／（ｍ・ｎ）とな
る。

スピンドル１０が距離Ｌだけ移動すると、検出
部７も光学スケール１１の長手方向に沿つて移動
し、図示しない表示装置によつて測定値が表示さ
れる。この際、測定力は、ばね力により決定され
るが、コイルばね２８のばね係数をＫとすると、
ばね力KL＝KS／ｍ・ｎにより測定が行なわれ
る。ここで、ばね力の値を変えるには、ばね２８
そのものを交換するか、ばねのボルト４への係止
位置を変えるか、更には小歯車２１と大歯車１９
とのギヤ比１／ｎ、大径プーリ１７と小径プーリ
１５との直径比ｍを変えるように歯車、プーリを
交換すればよい。

このような本実施例によれば、被測定物を接触
子に当接させて測定を行うに際して、スピンドル
１０の移動距離即ちストロークが大きくなつて
も、測定力の変化に伴う測定誤差を解消できる。
つまり、コイルばね２８の伸縮量をスピンドル１
０の移動距離の１／（ｍ・ｎ）としたので、ばね
力、即ち測定力の変化を小さくすることができ、
さらに、測定力を任意に特定できやすいことから
測定力変化に伴う測定誤差を解消することができ
る。また、測定圧の変化が小さいことから、測定
圧を適宜に設定することにより、プラスチツク製
品のような軟弱物も大きなストローク範囲にわた
つて測定できる。さらに、測定力変化を小さくで
きるので、スピンドル１０の過激な復帰動作を回
避できる。その上、コイルばね２８は、取付け時
において、ばねの伸びを許容応力の範囲内で大き
くとつているので、この点からも測定力変化を微
小にすることができる。また、このような効果を
得るために空気圧方式を用いることなく、かつ、
構造簡単な歯車機構２３、小径プーリ１５および
大径プーリ１７等を用いるので、実用的である。
さらに、本実施例では、歯車機構２３を用いてい
るので、軸１３Ｂの回転を１／ｎに減速して軸１
３Ａにすべりを生じることなく確実に伝達するこ
とができる。さらにまた、大歯車１９、小歯車２
１、大径プーリ１７、小径プーリ１５を交換する
ことにより、歯車のギヤ比１／ｎ、プーリの直径
比ｍを変えることができ、これによつて、コイル
ばね２８を取換えることなく、測定力を変えるこ
とができる。

なお、前記実施例では、接触型変位検出器を直
線型位置検出器の主要構成要素に用いたが、本考
案は、これに限られるものでなく、たとえば、真
円度、円筒度、内外径測定器の検出ヘツドにも適
用することができる。

［考案の効果］ 前述のような本考案によれば、接触型変位検出
器において、スピンドルのストロークのが大きく
なつて測定力が変化することに伴う測定誤差を実
用的に解消できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる一実施例の内部構造を
示す断面図、第２図は第１図中−線に沿う矢
視図、第３図は第１図中−線に沿う矢視図、
第４図は第２図中−線に沿う拡大矢視図であ
る。 １……本体、９……接触子、１０……スピンド
ル、１５……小径プーリ、１７……大径プーリ、
１９……大歯車、２１……小歯車、２３……歯車
機構、２５，２６……ワイヤ、２８……コイルば
ね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端に接触子が設けられたスピンドルを本体に
   摺動自在に装着するとともにスピンドルを軸線の
   一方向にばねで付勢し接触子が被測定物に当接さ
   れたときのスピンドルの移動変位量を検出して測
   定値を求めるよう形成された接触型変位検出器に
   おいて、ピツチ円直径比がｍとされた大径プーリ
   と小径プーリとを、大径プーリに直結された小歯
   車と小径プーリに直結された大歯車とのギヤ比が
   １／ｎとされた歯車機構を介して連結するととも
   に、前記大径プーリと前記スピンドルとをワイヤ
   連結しかつ小径プーリと前記本体とを前記ばねを
   含むワイヤで連結したことを特徴とする接触型変
   位検出器。