JPH059605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、移動量、位置、寸法等をデジタル
信号として検出するマイクロスケールに関するも
のである。

（従来の技術） 最近、目盛を直接読む代わりに、ロツドの変位
を電気的に検出してデジタル表示するマイクロス
ケールが開発されている。この種のマイクロスケ
ールでは、スケール本体の一端部に、操作部材が
ねじ結合されており、他端部にロツドが挿通され
ている。操作部材とロツドとは、一体に連結して
おり、上記操作部材を回動操作すると、ロツドが
進退するようになつている。

しかし、上記構成では、上記操作部材が、回動
操作の際、スケール本体に対して変位するため、
ロツドを除くマイクロスケールの長さが変化す
る。したがつて、マイクロスケールの最大長さを
規準にして、その設置スペースを決定しなければ
ならないため、比較的大きな設置スペースを必要
とする。また、マイクロスケールは、通常ではス
ケール本体の所定部位においてステム等により支
持されているが、上述のようにマイクロスケール
の長さが変わるため、その重心が支持位置に対し
て変位してしまい、微小の測定誤差が生じる。

これに対処するため、出願人は、さらに改良を
重ね、実願昭58−131184号および実願昭59−
33139号の装置を開発した。この装置では、操作
部材の回動をロツドの直進動に変換する変換機構
を有しているため、ロツドの進退動作の際、ロツ
ドを除くマイクロスケールの長さを一定にするこ
とができる。また、マイクロスケールの設置スペ
ースが小さくて済み、マイクロスケールの重心が
その支持位置に対して変位しないから、この変位
に起因する測定誤差を無くすことができる。

（考案が解決しようとしている問題点） しかし、上記構成では、ロツドの進退動の許容
範囲の限界点に達して、例えばロツドが移動不能
になつた時に、さらに操作部材を回動操作する
と、上記変換機構に過大な応力が加わつて微少な
変形等が生じ、操作部材を逆回転させてロツドを
元に戻しても、上記変形によつて微少の測定誤差
が生じるおそれがあつた。

（問題点を解決するための手段） この考案は上記問題点を解消するためになされ
たもので、その要旨は、スケール本体と、このス
ケール本体に、自身の軸線方向へ移動自在に支持
されたロツド部材と、上記スケール本体に回動自
在に支持された操作部材と、この操作部材の回動
を上記ロツド部材の直進移動に変換する変換機構
と、上記ロツド部材の軸線方向に沿つて配置さ
れ、上記スケール本体に固定された主尺と、この
主尺に対向して配置され、上記ロツド部材と一体
に直進移動するようロツド部材に連結された副尺
とを備え、上記操作部材の回動による上記ロツド
部材の移動距離を副尺で上記主尺を走査すること
によつて計測するマイクロスケールにおいて、上
記スケール本体に、上記操作部材に係合してその
一方向への回動を阻止する第１の位置と上記操作
部材から離れてその一方向への回動を許容する第
２の位置との間を移動可能に配置された係合部材
を設け、この係合部材と上記ロツド部材との間
に、上記操作部材の一方向への回動による上記ロ
ツド部材の直進移動により上記係合部材を第２の
位置から第１の位置まで移動させ、上記操作部材
の他方向への回動による上記ロツド部材の直進移
動により上記係合部材を第１の位置から第２の位
置へ移動させる移動機構を設けたことを特徴とす
るマイクロスケールにある。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を第１図から第５図
までの図面に基づいて説明する。

第１図はこの考案のマイクロスケールを示す縦
断面図である。図中符号１はスケール本体であ
り、このスケール本体１は、有底円筒形の筒部材
１０と、この筒部材１０の一端部に固着された円
板状の支持部材１１と、筒部材１０の他端部内側
に固着された案内部材１２とから構成されてい
る。

上記支持部材１１の中央には、長尺の回動シヤ
フト２がその軸線をスケール本体１の軸線と一致
させた状態で回動自在に支持されている。回動シ
ヤフト２の外端には、有底筒状の操作部材３がそ
の軸線を回動シヤフト２の軸線と一致させた状態
でスペーサ３０を介してボルト３１等により固定
されている。この操作部材３は、筒部材１０の一
部を覆うように設けられ、つまみ３２によつて回
動できる構成となつている。また、操作部材３の
外周にはゴムバンド３３が取り付けられている。

上記案内部材１２には、軸受け部１３が形成さ
れており、この軸受け部１３に、中空円柱状のロ
ツド４がその軸線をスケール本体１の軸線と一致
させた状態で進退自在に支持されている。

スケール本体１内には、変換機構５が設けられ
ている。この変換機構５は、操作部材３の回動を
ロツド４の直進動に変換させるためのものであ
り、上記回動シヤフト２と、この回動シヤフト２
の雄ねじ部６に螺合される移動部材７と、回動シ
ヤフト２の回動に際し移動部材７の連れ回転を抑
止するための一対のガイド棒８，８から構成され
ている。

上記移動部材７は、中空円柱状の部材であり、
内周壁には、雄ねじ部６と螺合する雌ねじ孔７０
が形成されている。また、移動部材７の案内部材
１２側には、上記ロツド４の基端部が一体に固着
されており、これらロツド４および移動部材７に
よつてロツド部材４０が構成されている。ロツド
４は回動シヤフト２の雄ねじ部６の外径と同等以
上の内径を有する中空部材であり、移動部材７と
ともに回動シヤフト２の外周部を移動できるもの
である。さらに、移動部材７の外周部には半径方
向に延びる保持部７１，７２が形成されている。
上記一対のガイド棒８，８は、スケール本体１の
軸線と平行に配置されており、その一端部が支持
部材１１に固定され、その他端部が案内部材１２
に固定されている。ガイド棒８，８の中間部は、
移動部材７の各保持部７１，７２に形成された孔
７３，７４に移動自在に挿通されている。これに
よつて、移動部材７が回動シヤフト２と連れ回転
するのを抑止するようになつている。

移動部材７には、第２図に示すように、検出装
置９が設けられている。この検出装置９は、断面
Ｕ字状の取付部材９０と、主尺９１と、主尺９１
に対向する副尺９２と、一対の発光体９３，９３
と、一対の発光体９３，９３に対向する一対の受
光素子９４，９４とにより構成されている。

上記取付部材９０は移動部材７に固定され、そ
の内側面には、上記副尺９２が取り付けられてい
る。

上記主尺９１は、一端が案内部材１２に固着さ
れ、他端側が上記取付部材９０の内側に挿通して
いる。また、主尺９１はロツド４、副尺９２と平
行に設置されている。主尺９１と副尺９２とは、
例えば、ガラス等の透明板からなり、主尺９１は
副尺９２より長く形成されている。そして、第５
図に示すように、主尺９１には、長手方向と直交
する方向の縞９５が所定ピツチで長手方向に多数
表示されている。縞９５は、微小の幅（例えば数
ミクロン）を有し、この幅は縞９５相互の間隔と
等しいものである。また副尺９２には、主尺９１
の縞９５と平行で、かつ同一幅の縞９６が同一ピ
ツチで多数表示されている。副尺９２の左半分９
２ａの縞９６と、右半分９２ｂの縞９６とは、1/
４ピツチ（90度）ずれて配置されている。

一対の発光体（例えばLED）９３，９３は取
付部材９０の一側部に設置されている。また、一
対の受光素子（例えばホトトランジスタ）９４，
９４は、取付部材９０の他側部に一対の発光体９
３，９３に対向して設置されている。各発光体９
３と各受光素子９４との間には上述した主尺９１
と副尺９２が配置されている。１組の発光体９３
と受光素子９４は副尺９２の左半分９２ａに配置
され、他組のものは副尺９２の右半分９２ｂに配
置されている。

第３図、第４図に示すように、前記操作部材３
の底面には、突出部３４が設けられている。回転
シヤフト２を中心として上記検出装置９の反対側
に位置する支持部材１１および案内部材１２の各
部位には、孔１１ａおよび孔１２ａが形成されて
いる。そして、これら孔１１ａと孔１２ａ間に
は、長尺のサブロツド（係合部材）１４が進退動
自在に支持されている。このサブロツド１４は、
回転シヤフト２と平行になつている。このサブロ
ツド１４は、移動機構５０によつて軸方向に移動
させられるようになつている。移動機構５０は、
次のように構成されている。

すなわち、サブロツド１４の支持部材１１側の
所定位置には、鍔１４が固定されており、この鍔
１４ａと支持部材１１の内面との間には、サブロ
ツド１４を支持部材１１側から案内部材１２側へ
向かつて付勢するバネ１５が介装されている。ま
た、サブロツド１４の案内部材１２側の所定位置
には、リンク１６の一端部が回動可能に連結され
ている。リンク１６の中途部は、案内部材１２の
内面から垂直に起立した一対の支持リンク１８，
１８の上端間にピン１９を介して回動自在に支持
されている。リンク１６の他端は、ロツド部材４
０の進退動により、移動部材７の端面に突き当た
るようになつている。したがつて、移動部材７が
支持部材１１側から案内部材１２側へ移動してリ
ンク１６に突き当たると、サブロツド１４がバネ
１５の付勢力に抗して案内部材１２側から支持部
材１１側へ向かつて移動する。その状態から移動
部材７が逆方向へ移動すると、サブロツド１４が
バネ１５に付勢力により支持部材１１側から案内
部材１２側へ向かつて移動する。

上述の構成をなすマイクロスケールは、例えば
顕微鏡等の載物台を移動させる機構に使用され
る。この場合、案内部材１２が支持ステムＡ等に
よつて支持され、ロツド４の先端が載物台に接触
または連結されている。

第４図に示すように、ロツド４の直進移動の許
容範囲内において、圧縮状態にあるバネ１５の付
勢力によりサブロツド１４は案内部材１２側に移
動している。すなわち、サブロツド１４の支持部
材１１側の端部は、支持部材１１の孔１１ａ内に
入つて操作部材３の突出部３４の回転移動軌跡か
ら後退している（第２の位置）。したがつて、つ
まみ３２をつかんで操作部材３を自由に回すこと
ができる。操作部材３を回すと、操作部材３に固
定された回動シヤフト２が回動される。回動シヤ
フト２が回動すると、回動シヤフト２の雄ねじ部
６に螺合した移動部材７が、回動シヤフト２の軸
方向に移動する。そして、移動部材７が移動する
と、これに一体に取り付けられたロツド４も移動
し、ロツド４の移動に伴ない載物台が移動され
る。移動部材７およびロツド４の移動量は、回動
シヤフト２の１回転につき上記雄ねじ部６の１ピ
ツチ分であり、載物台の移動量を微調整できる。

なお、上述の動作の際、操作部材３はスケール
本体１に対して相対的に変位せず、ロツド４を除
くマイクロスケールの長さＬは一定である。

また、載物台の移動量、換言すればロツド４の
移動量は次のようにして検出できる。ロツド４が
軸方向に移動されると、つまり移動部材７が移動
されると、これに固定されている取付部材９０が
同方向に移動される。この結果、取付部材９０に
固定された副尺９２は、主尺９１に対して直線的
に変位される。副尺９２の変位の際、主尺９１と
副尺９２の各縞９５，９６が完全に重なり合う時
に、受光素子９４の検出出力は最大となり、ま
た、1/2ピツチ（180度）ずれた時最小となる。こ
の電気出力は副尺９２の変位に対して正弦波をな
し、この出力から公知の方法を使用してパルスを
得、このパルス信号をカウンタにより計数し、上
記移動量をデジタル表示する。また、一対の受光
素子９４，９４からは互いに位相の異なる出力が
得られるが、これら２出力の比較から方向弁別信
号を得、この信号に基づいてカウンタは加算か減
算かを選択する。例えば、ロツド４が前進してい
る時には加算を実行し後退している時には減算を
実行する。

上記ロツド４が許容範囲の限界点まで達する
と、それ以上の前進が不能となる。この状態で、
さらに操作部材３を回すと、変換機構５の雄ねじ
部６と雌ねじ孔７０のねじ山に過大な応力が加わ
つてつぶれるおそれがある。しかし、この考案で
は以下の作用によつて、上記不都合を防止でき
る。

上記ロツド４が前進移動の許容範囲を越える直
前まで前進すると、第３図に示すように、移動部
材７の端面がリンク１６の端部に当接し、この端
部を押圧する。これにより、リンク１６が一対の
支持リンク１８のピン１９を中心として回転し、
サブロツド１４をバネ１５の付勢力に抗して支持
部材１１側に移動させる。するとサブロツド１４
の端部が操作部材３の突出部３４の回転移動軌跡
上に位置する（第１の位置）。その結果、上記突
出部３４がサブロツド１４の端部に当たり、操作
部材３の回転操作ができなくなる。したがつて、
ロツド４は前進移動の許容範囲を越えることがな
い。

この考案は上記一実施例に制約されず種々の態
様が可能である。例えば、ロツドの後退移動を制
限するために、この考案を適用してもよい。詳述
すると、移動部材に回転シヤフトと平行の短いサ
ブロツドを設け、ロツドが後退移動の許容範囲を
越える直前まで後退すると、上記サブロツドの端
部が支持部材の孔を挿通して操作部材の突出部の
回転移動軌跡上に位置し、操作部材の回転操作を
禁じる。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案では、操作部材
の一方向への回動によつてロツド部材が進退動の
許容範囲を超えると、係合部材が操作部材に係合
してその一方向への回動を阻止し、ロツド部材の
進退動の許容範囲内では係合部材が操作部材から
離れてその一方向への回動を許容するように構成
しているから、ロツドの進退動の許容範囲を越え
る前に操作部材の回動操作ができなくなり、ロツ
ドが進退動の許容範囲を越えることがない。その
結果、例えば操作部材の回動力をロツドの直進動
に変換するための変換機構に変形が生じず、この
変形に起因する測定誤差を無くすことができるた
め、高精度の測定ができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示すものであり、
第１図はマイクロスケールの縦断面図、第２図は
第１図中−線に沿う断面図、第３図は第１図
中−線に沿う断面図であり、ロツドが進退動
の許容範囲の限界点に近付いた状態を示す図、第
４図はロツドが進退動の許容範囲内にある状態を
示す断面図、第５図は主尺と副尺の一部をそれぞ
れ拡大して比較する図である。 １……スケール本体、３……操作部材、４……
ロツド、５……変換機構、９……検出装置、１４
……サブロツド（係合部材）、３４……突出部、
４０……ロツド部材、５０……移動機構、９１…
…主尺、９２……副尺。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スケール本体と、このスケール本体に、自身の
   軸線方向へ移動自在に持されたロツド部材と、上
   記スケール本体に回動自在に支持された操作部材
   と、この操作部材の回動を上記ロツド部材の直進
   移動に変換する変換機構と、上記ロツド部材の軸
   線方向に沿つて配置され、上記スケール本体に固
   定された主尺と、この主尺に対向して配置され、
   上記ロツド部材と一体に直進移動するようロツド
   部材に連結された副尺とを備え、上記操作部材の
   回動による上記ロツド部材の移動距離を副尺で上
   記主尺を走査することによつて計測するマイクロ
   スケールにおいて、上記スケール本体に、上記操
   作部材に係合してその一方向への回動を阻止する
   第１の位置と上記操作部材から離れてその一方向
   への回動を許容する第２の位置との間を移動可能
   に配置された係合部材を設け、この係合部材と上
   記ロツド部材との間に、上記操作部材の一方向へ
   の回動による上記ロツド部材の直進移動により上
   記係合部材を第２の位置から第１の位置まで移動
   させ、上記操作部材の他方向への回動による上記
   ロツド部材の直進移動により上記係合部材を第１
   の位置から第２の位置へ移動させる移動機構を設
   けたことを特徴とするマイクロスケール。