JPS6315521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スピンドルの移動変位により被測定
物の長さ、厚み等の寸法を測定するマイクロメー
タに関する。

従来より、最も一般的なマイクロメータは本体
フレーム側に固定されたインナースリーブに雌ね
じが高精度加工され、この雌ねじに同じく高精度
加工されたスピンドルの雄ねじを螺合させ、この
スピンドルに一体に固定されたシンブルでスピン
ドルを回転させて被測定物の測定を行なう、いわ
ゆるねじ送り型マイクロメータである。このよう
なねじ送り型マイクロメータは、ねじを含む内部
構造が略密閉構造となる為防塵性に富み、且つ、
ねじのセルフロツク作用により被測定物の挾持状
態が確保されるという長所がある。しかしなが
ら、シンブルの回転によりスピンドル全体が一体
的に回転する構造である為、測定操作時にスピン
ドル先端が回転することとなり、軟質プラスチツ
ク板等のように可撓性に富んだ材料の測定時に
は、このような測定物にしわ等を生じさせてしま
い、このような材質の測定には不向きであつた。
また、このような可撓性材に限らず、回転しなが
ら被測定物にスピンドル先端が当接するので、被
測定物とスピンドルとの摩耗や、スピンドルから
被測定物に働くねじり力が生じ、高精度測定を維
持させる上で好ましいものではなかつた。

ところで、シンブルを回転させてもスピンドル
が回転されずに移動変位する、いわゆる直進式マ
イクロメータも既に種々の構造のものが提案され
ているが、このようなものにはたとえば、スピン
ドルとシンブルとの間に中間筒体を設け、更には
摩擦係合手段やばね付勢手段等を設ける等いずれ
も構造が複雑なものであり、特にこのような複雑
な機構をシンブル内に内蔵させなければならない
ことから、シンブルが大径とならざるを得ず、一
般に小型でしかも片手操作をすることの多いマイ
クロメータには不適なものであつた。

また、フレームに対し回転方向にキー止めされ
且つ軸方向進退可能にスピンドルを設け、このス
ピンドルの後端に設けられた凹部に埋金を圧入
し、一方、シンブルと一体回転するとともにスピ
ンドルと同軸上に配置された雄ねじ体の先端に小
径部を設け、この小径部の先端に鋼球を埋設し、
この鋼球を前記埋金に当接せしめるとともに、前
記小径部とスピンドルの凹部との間に推力軸受を
結合したマイクロメータが知られている（実公昭
40−23426号公報）。しかし、この従来例では、正
確な測定を行うためには、スピンドルおよび雄ね
じ体の軸線上に鋼球と埋金との当接点が一致しな
ければならないが、そのためには、埋金をその端
面がスピンドルの軸線と直交するように正確に位
置決めしてスピンドル内に圧入固定し、しかも、
鋼球の先端がスピンドルの軸線上になるように雄
ねじ体を配置しなければならない等マイクロメー
タの加工、組み立てが困難であるという問題点が
ある。さらに、埋金は鋼球と当接されるが、鋼球
の曲率半径が小さいことから、雄ねじ体の進退動
を繰り返すに従つて鋼球あるいは埋金に摩耗等に
より窪みが生じやすくなり、従つて、スピンドル
と雄ねじ体との位置がずれたり、雄ねじ体が真つ
直ぐスピンドルを押さなくなつたりして測定精度
が低下するという問題点もある。

本発明の目的は、構造が簡易で、特にシンブル
径を小径にすることができ、しかも測定精度の維
持および組み立ての容易性が図れる直進式のマイ
クロメータを提供することにある。

その為、本発明は、従来１つの軸材より構成さ
れることが通常であつたスピンドルを、互いに同
軸上に並べて配された第１スピンドルおよび第２
スピンドルより構成し、前記第１スピンドルにシ
ンブルを固定し、この第１スピンドルを本体フレ
ーム側にその軸方向移動可能に螺合させるととも
に、第２スピンドルを前記本体フレームに廻り止
めしてその軸方向に移動可能に支持させ、前記第
１スピンドルに段付突軸を突設し、この段付突軸
に軸方向の荷重を支持するアンギユラ軸受を被嵌
するとともに、このアンギユラ軸受を段付突軸の
段部と先端小径部に螺合されたナツトとにより挟
持し、前記第２スピンドルに凹部を形成するとと
もに、この凹部に第２スピンドルの軸線上に頂部
が位置する円錐形状のテーパ面を有する嵌入穴を
連設し、第１スピンドルと第２スピンドルとの間
を、前記嵌入穴に周方向に所定の隙間をもつて保
持され一端に前記テーパ面に当接するテーパ部が
他端に前記第１スピンドルに当接し且つ端縁に及
ぶ比較的円弧の大きな球面状の接触面がそれぞれ
形成された略円柱状の接触体と、前記第２スピン
ドルの凹部に螺合されるとともに前記接触体の反
対側からアンギユラ軸受と当接する押えリング
と、を備えた連結機構で連結し、この連結機構に
より前記両スピンドルを相対回動自在且つ軸方向
離隔不能にしたものである。

これにより、本発明は、シンブルを回転させる
と前記第１スピンドルが本体フレームに対して軸
方向に移動するが、この第１スピンドルの回転を
伴う軸方向の移動を第２スピンドルに回転運動を
伴うことのない軸方向移動に伝達したものであ
る。この際、第１スピンドルが第２スピンドルか
ら離れる方向に移動する時は、両スピンドルに介
在されるアンギユラ軸受が段付突軸の段部、ナツ
トおよび押えリングによつて挟持されその移動が
規制されているので、両スピンドルの軸方向の相
対変位は困難とされ、一方、第１スピンドルが第
２スピンドルへ向かつて移動する時は、両スピン
ドルは、接触体のテーパ部および嵌入穴のテーパ
面の求心作用、即ち、第１スピンドルに突設され
た段付突軸先端と接触面との接触点が前記両スピ
ンドルの軸線上に位置されるように接触体が位置
決めされる作用により同軸上に位置されて相対変
位が困難とされる。また、接触体の第１スピンド
ル側に比較的円弧の大きな球面状の接触面を形成
したので、第１スピンドルの進退を繰り返しても
前記接触面またはこれと当接する段付突軸の先端
に摩耗等の伴う窪みが生じにくくなり、従つて、
長期にわたるマイクロメータの使用に際しても前
記両スピンドルの相対変位および直進性を維持で
き、測定精度の低下を防止できる。さらに、マイ
クロメータの組み立てに際しては、円錐形状のテ
ーパ面を有する嵌入穴に接触体を挿入すればよ
く、接触体を位置決めして第１スピンドルに固定
等しなくてもよい。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には本発明によるマイクロメータの一実
施例の全体構成が示されている。この図におい
て、本体フレーム１の一端側はＵ字状に形成され
るとともに、このＵ字状部２の開口側の一端内面
には超硬チツプ３Ａを有するアンビル３が固定さ
れ、また、Ｕ字状部２の両側面にはフレームカバ
ー４が取付けられている。この本体フレーム１の
他端側は図中横向きにされた円筒状の円筒部５と
され、この円筒部５は前記Ｕ字状部２の他端に一
体的に形成されている。

円筒部５の図中右端縁には円筒状のアウタスリ
ーブ６の一端が接着等により固定され、このアウ
タスリーブ６の外周面にはスリーブ目盛７が形成
されている。

アウタスリーブ６および円筒部５内には円筒状
のインナスリーブ８が嵌入され、且つ、円筒部５
の一側面より螺合嵌入された止めねじ９によりイ
ンナスリーブ８は円筒部５に廻り止めされてい
る。なお、止めねじ９の先端部はインナスリーブ
８の内周面より更に所定量だけ内方に突出されて
いる。インナスリーブ８の他端側はアウタスリー
ブ６の右端部より更に図中右方側へと延在されて
いるとともに、この端部にはすり割り溝１１が形
成されている。また、この端部にはテーパナツト
１２が螺合被嵌されており、テーパナツト１２の
螺合位置によりこの端部内周面に形成された雌ね
じ部１３の内径が調整されるよう構成されてい
る。

雌ねじ部１３には、第１スピンドル１５の外周
面の略全長に亘つて高精度加工された雄ねじ部１
６が螺合されており、別言すれば本体フレーム１
にはアウタスリーブ６を介して第１スピンドル１
５が螺合されている。また、これら両ねじ部１
３，１６は前記テーパナツト１２の締め付け調整
によりガタ等がなく高精度螺合されるようになつ
ている。第１スピンドル１５の右端にはシンブル
１７がテーパ嵌合され、このシンブル１７はラチ
エツト機構を内蔵し且つねじ部１８により第１ス
ピンドル１５の右端面にねじ込まれる摘み１９に
よつて第１スピンドル１５に固定されている。ま
た、シンブル１７は、アウタスリーブ６を摺動自
在に囲繞し、その図中左端縁は第１スピンドル１
５とインナスリーブ８との螺合位置関係にかかわ
らず常にアウタスリーブ６の外周上に位置される
とともに、前記左端側の周面にはシンブル目盛２
１が形成されている。

第１スピンドル１５の左端部には、略小径丸軸
状の突軸２２が突設され、この突軸２２は第２ス
ピンドル２４の図中右端に形成された小円柱体状
の内周面を有する凹部２５内に挿入されている。
この第２スピンドル２４は、前記インナスリーブ
８に摺動自在に嵌入支持され、かつ、第１スピン
ドル１５と同軸上を移動可能にされるとともに、
スピンドル２４の一側面には長手方向に沿つて廻
り止め溝２６が形成され、この廻り止め溝２６に
前記止めねじ９の先端部が摺動自在に嵌入され、
これにより第２スピンドル２４の廻り止めがなさ
れている。また、スピンドル２４の先端には超硬
チツプ２４Ａが設けられるとともに、前記円筒部
５には、第２スピンドル２４を適宜クランプする
クランプねじ２３が取付けられている。

前記突軸２２は、第２図に拡大して示されるよ
うに、先端側の小径部２７と基端側の大径部２８
とよりなる段付丸軸材状に形成され、小径部２７
にはアンギユラ軸受２９が被嵌されている。軸受
２９はインナレース３１とアウタレース３２とこ
れらレース３１，３２間に介装された複数の転動
球３３と、から構成されている。インナレース３
１には、各転動球３３の図中左寄りの周面に当接
して各転動球３３を保持する比較的深い保持溝３
１Ａが形成され、一方、アウタレース３２には各
転動球３３の図中右寄りの周面に当接する比較的
深い保持溝３２Ａが形成されており、これら両溝
３１Ａ，３２Ａ間に前記各転動球３３が各々転動
自在に、且つ、図中上下方向のみならず、左右方
向からも十分強固に保持されている。なお、各転
動球３３は図示しないリテーナにより互いに周方
向に沿つて所定の間隔が維持されている。

インナレース３１は、小径部２７の先端側より
ねじ込まれるナツト３４により突軸２２の段部と
の間に固定挾持され、また、アウタレース３２は
その外周面において前記凹部２５の内周面に支持
されるとともに、アウタレース３２の右端縁に
は、中心に大径部２８が移動自在に挿通するリン
グ状の押えリング３５が当接されている。

前記小径部２７の先端は第１スピンドル１５の
軸方向と直角な平面部とされ、この平面部は極め
て平滑に高精度加工されている。また、この平面
部には接触体３７が接触されている。接触体３７
は、略短寸円柱体状に形成され、凹部２５の底部
に形成された嵌入穴３８内に回転自在に保持され
ている。嵌入穴３８の底部は、頂部が第２スピン
ドル２４の軸線上に位置する円錐形状のテーパ面
３８Ａとされるとともに、前記接触体３７の一端
面にはこのテーパ面３８Ａに当接するテーパ部３
７Ａが形成されており、これらテーパ面３８Ａお
よびテーパ部３７Ａにより接触体３７が極めて正
確に第２スピンドル２４の中心軸上に位置決めさ
れるよう構成されている。また、接触体３７の前
記小径部２７に接触する接触面３７Ｂは表面が極
めて平滑に高精度加工された球面状に形成されて
おり、この接触面３７Ｂの頂点部において接触体
３７は小径部２７に回転自在に点接触され、この
接触点はスピンドル１５，２４の共通する同一軸
線上に位置されるようになつている。なお、前記
軸受２９、押えリング３５および接触体３７とに
より、両スピンドル１５および２４を互いに相対
回転自在且つ離隔不能に連結する連結機構４０が
構成されている。

次に、本実施例の動作につき説明する。

摘み１９（シンブル１７）を所定方向、第１図
図示の状態においては、右端から見て反時計方向
に回転させる。これにより、第１スピンドル１５
のインナースリーブ８に対する螺合位置が右方向
へと変位し、第１スピンドル１５は回転しながら
右方向へと移動する。第１スピンドル１５が回転
移動すると、第１スピンドル１５先端の突軸２２
に固定された軸受２９のインナレース３１も回転
しながら右方向へ移動する。インナレース３１と
アウタレース３２との間に介装された転動球３３
は、両保持溝３１Ａおよび３２Ａにより図中左右
両側より転動自在に挾持された状態となつている
為、インナレース３１の右方向への移動に伴いア
ウタレース３２も同じく右方向に移動するが、第
２スピンドル２４は前記止めねじ９および廻り止
め溝２６により廻り止めされているところから、
廻り止めされた状態で右方向へと移動する。この
ようにして第１スピンドル１５は回転移動する
が、第２スピンドル２４は回転されることなく、
いわゆる直進移動することとなる。この際のスピ
ンドル１５，２４の移動は、転動球３３の両レー
ス３１，３２間における転動により滑らかに行な
われる。

アンビル３と第２スピンドル２４の先端との間
に被測定物（図示せず）の寸法よりも大きな隙間
が形成されたら、この隙間内に被測定物を配置
し、摘み１９を前述とは逆方向に回転させる。こ
れにより第１スピンドル１５は、回転しながら左
方向へと移動する。

第１スピンドル１５の先端の突軸２２の先端平
面部は、接触体３７の接触面３７Ｂの頂点部に点
接触しており、接触体３７は突軸２２により左方
向へと押圧されて移動することとなる。これによ
り、接触体３７を保持する第２スピンドル２４も
左方向へと移動されるが、前述のように第２スピ
ンドル２４は廻り止めされている為、回転するこ
となく、すなわち、直進移動することとなる。な
お、この際、突軸２２の先端が当接される接触体
３７自体は回転されることもあるが、この接触体
３７は嵌入穴３８内においてテーパ面３８Ａとテ
ーパ面３７Ａとの求心動作により正確に位置決め
され、別言すれば、両スピンドル１５，２４の中
心軸線を常に中心軸とするように位置決めされて
いる為、接触体３７の回転が測定精度上に悪影響
を及ぼすことはない。

アンビル３と第２スピンドル２４の先端との間
に被測定物が挾持されると、第２スピンドル２４
は停止され、この被測定物の寸法が前記目盛７お
よび２１により表示される。なお、被測定物に第
２スピンドル２４の先端が当接した後に更に摘み
１９を回転させても、摘み１９内にはラチエツト
機構が内蔵されている為、摘み１９のみが空廻り
するようになつている。

上述のような本実施例によれば、次のような効
果がある。

すなわち、第１スピンドル１５と第２スピンド
ル２４とは、軸受２９および接触体３７により構
成される連結機構４０により互いに相対回転自在
且つ離隔不能に連結されている為に、第１スピン
ドル１５はいわゆるねじ送り方式により回転移動
させるものでありながら、実際に被測定物をアン
ビル３との間で挾持する第２スピンドル２４につ
いては直進移動させることができる。従つて、第
２スピンドル２４の先端が回転しながら被測定物
に接触することがなく、また、被測定物が軟質
（可撓性）材料よりなる場合にも、高精度な測定
をすることができる。

しかも、前記軸受２９および接触体３７は両ス
ピンドル１５，２４の外周側に設けられる構造で
はなく、両スピンドル１５，２４の互いに共通す
る軸線上に設けられている。従つて、径方向の形
状が拡大されてしまうことがなく、シンブルが大
径となることがなく、小型で片手操作も容易で操
作性に優れたマイクロメータとすることができ
る。更には、軸受２９や接触体３７の構造は極め
て簡易なものであり、マイクロメータ全体が長尺
化することもない。また、マイクロメータの組み
立てに際し、接触体３７を嵌入穴３８に挿入すれ
ばよく、接触体３７を正確に位置決めして第２ス
ピンドル２４に固定しなくてもよいので組み立て
作業が容易に行える。

さらに、第１スピンドル１５は接触体３７の接
触面３７Ａと接触され、この接触面３７Ａは、比
較的円弧の大きな球面状とされているので、第１
スピンドル１５の進退が繰り返されても、前記接
触面３７Ａまたはこれと当接する段付突軸２２の
先端が摩耗等によつて窪みが生じることが少な
い。従つて、マイクロメータの長期の使用に際し
て、前記両スピンドル１５，２４の相対変位が困
難となり、また、第１スピンドル１５が第２スピ
ンドル２４を真つ直ぐ押すことができて測定精度
の維持が図れる。さらに、接触体３７を焼入れ等
により硬質化させることが容易であることから、
接触体３７を長期間の使用にも摩耗されることが
ない構造とすることができる。

また、軸受２９の両レース３１，３２の各々の
保持溝３１Ａ，３２Ａは共に比較的深い溝に形成
されており、転動球３３を左右両方から、別言す
れば、スピンドル１５，２４の軸方向（進退方
向）より挾持するものであり、第１スピンドル１
５の移動を第２スピンドル２４の軸方向の移動へ
と確実に伝達することができる。すなわち、スピ
ンドル１５，２４の軸方向の移動時にも、軸受２
９の各転動球３３は各々保持溝３１Ａ，３２Ａに
確実に保持される構造であり、移動時に転動球３
３がガタつく等して測定精度上の悪影響が生ずる
虞れがない。

一方、接触体３７にあつても、接触体３７はテ
ーパ部３７Ａとテーパ面３８Ａとにより極めて正
確に位置決めされた状態で嵌入穴３８内に回転可
能に保持されており、スピンドル１５の回転接触
に対しても接触体３７は常に第２スピンドル２４
の軸線上に位置されている。従つてこの点から
も、両スピンドル１５，２４は常に位置ずれする
ことなく離隔不能とされており、測定精度の確保
がなされている。

また、接触体３７は接触面３７Ｂを有し、この
接触面３７Ｂの頂部において突軸２２と回転自在
に点接触している構造であり、回転接触に伴う摩
擦力が極小化されている。従つて、前記軸受２９
がいわゆるベアリング軸受であることとも相俟つ
て、第１スピンドル１５と第２スピンドル２４を
極めて円滑に回転接触させることができ、この点
からも操作性の良いマイクロメータとすることが
できる。

なお、実施にあたり、軸受２９は、通常のアン
ギユラータイプのラジアル軸受であつてもよい
が、比較的深い溝であり且つ転動球３３をスピン
ドル１５，２４の軸方向両側より挾持する構造で
ある保持溝３１Ａ，３２Ａが形成された両レース
３１，３２を有する前記軸受２９によれば、スピ
ンドル１５，２４の進退方向より転動球３３を確
実に保持するものであり、従つて、スピンドル１
５，２４の進退動に際して各転動球３３が溝３１
Ａ，３２Ａから位置ずれしたりあるいは飛び出し
たりするような虞れがない。

上述のように本発明によれば、構造が簡易で、
特にシンブル径を小径にすることができ、しかも
測定精度の維持および組み立ての容易性が図れる
直進式のマイクロメータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマイクロメータの一実施
例の全体構成を一部を切欠いて示す正面図、第２
図は前記実施例の要部の拡大断面図。 １……本体フレーム、６……アウタスリーブ、
８……インナスリーブ、９……止めねじ、１５…
…第１スピンドル、１７……シンブル、１９……
摘み、２２……突軸、２４……第２スピンドル、
２５……凹部、２６……廻り止め溝、２９……軸
受、３１，３２……レース、３３……転動球、３
４……ナツト、３５……押えリング、３７……接
触体、３７Ａ……テーパ部、３７Ｂ……接触面、
３８……嵌入穴、３８Ａ……テーパ面、４０……
連結機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シンブルの回転により回転される第１スピン
   ドルが本体フレームに軸方向移動可能に螺合され
   るとともに、前記本体フレームには前記第１スピ
   ンドルと同軸上に第２スピンドルが廻り止めされ
   て軸方向揺動可能に支持され、前記第１スピンド
   ルには段付突軸が突設されるとともに、この段付
   突軸にはその段部と先端小径部に螺合されたナツ
   トとにより挟持された軸方向の荷重を支持するア
   ンギユラ軸受が被嵌され、前記第２スピンドルの
   第１スピンドル側端部には凹部が形成されるとと
   もに、この凹部には前記第２スピンドルの軸線上
   に頂部が位置する円錐形状のテーパ面を有する嵌
   入穴が連設され、さらに、第１スピンドルと第２
   スピンドルとは、前記嵌入穴に周方向に所定の隙
   間をもつて保持され一端に前記テーパ面に当接す
   るテーパ部が他端に前記第１スピンドルに当接し
   且つ端縁に及ぶ比較的円弧の大きな球面状の接触
   面がそれぞれ形成された略円柱状の接触体と、前
   記第２スピンドルの凹部に螺合されるとともに前
   記接触体の反対側からアンギユラ軸受を当接する
   押えリングとを備え、前記両スピンドルを相対回
   動自在且つ軸方向に離隔不能に連結する連結機構
   を介して連結されていることを特徴とするマイク
   ロメータ。