(57)【要約】【課題】簡単かつ安価な構成で、雌ねじ部と雄ねじ部との間に存在するバックラッシュを除去できる測定器およびマイクロメータを提供する。【解決手段】スピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂに螺合する雌ねじ部５１Ａを有する予圧リング５１と、スピンドル２１の外周において予圧リング５１とインナースリーブ１３との間に挿入され予圧リング５１をインナースリーブ１３に対して離間する方向へ付勢する予圧ばね５２とを備える。予圧リング５１の外周縁には、スピンドル２１の軸方向へ貫通する貫通孔５１Ｂが形成され、この貫通孔５１Ｂに調整ナット１９（インナースリーブ１３に螺合）に連結された係合ピン５４が軸方向に変位可能に係合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に雌ねじ部が形成されたスピンドル支持筒と、このスピンドル支持筒の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を外周面に有するスピンドルとを備えた測定器において、
前記スピンドルの前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する予圧リングと、
前記スピンドルの外周において前記予圧リングと前記スピンドル支持筒との間に挿入され前記予圧リングを前記スピンドル支持筒に対して離間する方向へ付勢する予圧ばねとを備え、
前記予圧リングの外周縁には、前記スピンドルの軸方向へ貫通する貫通孔が形成され、前記スピンドル支持筒に前記軸方向と平行に連結された係合ピンに対して前記貫通孔が前記軸方向に変位可能に係合されている、ことを特徴とする測定器。
【請求項２】
請求項１に記載の測定器において、
前記スピンドル支持筒には、前記雌ねじ部が形成された部分に渡って前記軸方向へ延びるスリットが前記スピンドル支持筒の端面に開口して形成されているとともに、外周面に調整ナットが螺合され、この調整ナットの螺合位置によって前記スピンドル支持筒の内径が拡縮調整可能に構成され、
前記係合ピンは、前記調整ナットの端面に固定されている、ことを特徴とする測定器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定器において、
前記予圧ばねは、コイルスプリングである、ことを特徴とする測定器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の測定器が、マイクロメータであることを特徴とするマイクロメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定器およびマイクロメータに関する。詳しくは、ねじ部のバックラッシュを除去した測定器およびマイクロメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インナースリーブの雌ねじ部にスピンドルの雄ねじ部を螺合させ、スピンドルを回転させることによりスピンドルを軸方向へ進退（変位）させる構造のマイクロメータにあっては、インナースリーブの雌ねじ部とスピンドルの雄ねじ部との間にバックラッシュが存在している。
そのため、スピンドルを逆回転させた際の回転量が少ないと、バックラッシュが取りきれず、誤差となる可能性がある。また、スピンドルの進み時と戻り時（スピンドルの右回転時と左回転時）や、マイクロメータの姿勢によっては、雌ねじ部や雄ねじ部のねじ山が接する部分が異なるため、スピンドルの進み量が異なる挙動を示す場合がある。
【０００３】
従来、インナースリーブの雌ねじ部とスピンドルの雄ねじ部との間に存在するバックラッシュを除去する出願が提案されている（特許文献１参照）。
これは、外周面に雄ねじ部を有するスピンドルと、マイクロメータフレームに固定され内周面にスピンドルの雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有するとともに端面に歯車を有する固定調整ねじと、この固定調整ねじの歯車に噛み合う歯車を端面に有し内周面にスピンドルの雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する調整ナットと、これら固定調整ねじと調整ナットとの間に挿入されたスプリングとを備え、スプリングを圧縮するように、固定調整ねじの歯車と調整ナットの歯車とを噛み合わせ、この状態においてこれらの雌ねじ部をスピンドルに螺合させた構造である。
【０００４】
【特許文献１】実公昭３９−９４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のマイクロメータでは、固定調整ねじの端面と調整ナットの端面とに、互いに噛み合う歯車をそれぞれ形成しなければならないため、これらの歯車の加工工程が増え、経済的に高くつくという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来の課題を解消し、簡単かつ安価な構成で、雌ねじ部と雄ねじ部との間に存在するバックラッシュを除去できる測定器およびマイクロメータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測定器は、内周面に雌ねじ部が形成されたスピンドル支持筒と、このスピンドル支持筒の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を外周面に有するスピンドルとを備えた測定器において、前記スピンドルの前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する予圧リングと、前記スピンドルの外周において前記予圧リングと前記スピンドル支持筒との間に挿入され前記予圧リングを前記スピンドル支持筒に対して離間する方向へ付勢する予圧ばねとを備え、  前記予圧リングの外周縁には、前記スピンドルの軸方向へ貫通する貫通孔が形成され、前記スピンドル支持筒に前記軸方向と平行に連結された係合ピンに対して前記貫通孔が前記軸方向に変位可能に係合されている、ことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、予圧ばねによって、予圧リングがスピンドル支持筒に対して離間する方向へ付勢されているから、この予圧リングが螺合するスピンドルも同方向へ常時付勢されている。その結果、スピンドル支持筒の雌ねじ部に対してスピンドルの雄ねじ部が常に接した状態で螺合されるから、スピンドル支持筒の雌ねじ部とスピンドルの雄ねじ部との間に存在するバックラッシュを除去できる。
とくに、本発明では、通常のマイクロメータに対して、予圧リングを付加し、この予圧リングの外周縁にスピンドルの軸方向へ貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔にスピンドル支持筒に連結された係合ピンを係合させるだけの構成でよいから、簡単かつ安価な構成で、スピンドル支持筒の雌ねじ部とスピンドルの雄ねじ部との間に存在するバックラッシュを除去できる。
【０００９】
本発明の測定器において、前記スピンドル支持筒には、前記雌ねじ部が形成された部分に渡って前記軸方向へ延びるスリットが前記スピンドル支持筒の端面に開口して形成されているとともに、外周面に調整ナットが螺合され、この調整ナットの螺合位置によって前記スピンドル支持筒の内径が拡縮調整可能に構成され、前記係合ピンは、前記調整ナットの端面に固定されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、調整ナットの螺合位置を調整することによっても、スピンドル支持筒の雌ねじ部とスピンドルの雄ねじ部とのクリアランスを最適に調整できるうえ、この調整ナットを利用して係合ピンをスピンドル支持筒に連結できるから、部品点数の追加を少なくして、バックラッシュの除去機構を構成できる。
【００１０】
本発明の測定器において、前記予圧ばねは、コイルスプリングである、ことが好ましい。
このような構成によれば、予圧ばねがコイルスプリングによって構成されているから、スピンドルの外周に沿って簡単に挿入することができ、組立性を向上させることができる。
【００１１】
本発明のマイクロメータは、上述した測定器によって構成されていることを特徴とする。
このマイクロメータによれば、上述した測定器と同様な効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
＜全体構成（図１参照）＞
図１は、本実施形態のマイクロメータを示す断面図である。同マイクロメータは、略Ｕ字形状に形成された本体としてのフレーム１を備える。
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、他端部に軸方向へ変位しながらアンビル２に対して進退するスピンドル２１が設けられている。また、フレーム１の正面部には、スピンドル２１の変位量をデジタル表示するデジタル表示器４のほかに、電源オン・オフスイッチ５や、ゼロセットスイッチ６などが配置されている。
【００１３】
スピンドル２１が設けられたフレーム１の他端部には、その内面側に軸受筒１１が固定されているとともに、外面側に保持環１２が螺合されている。保持環１２の中心部には、内外で二重筒構造に嵌合するスピンドル支持筒としてのインナースリーブ１３とアウタースリーブ１４との一端がそれぞれ保持されている。
インナースリーブ１３は、一端側に小径筒部１３Ａを有し、かつ、他端側１３Ｂが軸方向に沿って形成された１本または複数本のスリット１５により径方向に拡縮できる円筒形状に形成されている。他端側１３Ｂには、その内周面に雌ねじ部１６が軸方向に沿って形成されているとともに、外周面にテーパ部１７および雄ねじ部１８が形成されている。雌ねじ部１６にはスピンドル２１が螺合されているとともに、雄ねじ部１８には調整ナット１９が螺合されている。調整ナット１９を雄ねじ部１８に対して螺合していくと、調整ナット１９がテーパ部１７に当接しこれを内側へ押圧するため、インナースリーブ１３の他端が縮径される。
また、調整ナット１９とスピンドル２１との間には、インナースリーブ１３の雌ねじ部１６とスピンドル２１の雄ねじ部とのバックラッシュを除去するバックラッシュ除去機構５０が設けられている。
【００１４】
スピンドル２１は、軸受筒１１に摺動自在に支持された軸部２１Ａと、この軸部２１Ａより僅か径大に形成されかつ外周面に雄ねじを形成した雄ねじ部２１Ｂと、この雄ねじ部２１Ｂの他端部に一体形成されたテーパ部２１Ｃとを有する。
軸部２１Ａの外周軸方向に沿って断面Ｖ字状の溝２２が形成されている。雄ねじ部２１Ｂは、インナースリーブ１３の雌ねじ部１６に螺合されている。テーパ部２１Ｃには、アウタースリーブ１４の外周面に対して回動可能に被嵌されたシンブル２３の他端部が嵌合固定されている。シンブル２３の他端には、スピンドル２１に一定以上の負荷がかかったときに空転するラチェットつまみ２４が設けられている。これにより、シンブル２３またはラチェットつまみ２４を回転させると、スピンドル２１が回転しながら軸方向へ変位する。
このとき、スピンドル２１の変位量は、アウタースリーブ１４の外周面軸方向に沿って一定間隔毎に形成された主尺目盛２５と、シンブル２３の外周に沿って形成された副尺目盛２６とから読み取ることができるとともに、後述するエンコーダ４１によって検出されたのちデジタル表示器４にデジタル表示される。
【００１５】
インナースリーブ１３の小径筒部１３Ａの端面と軸受筒１１との間において、スピンドル２１の外周には、回転筒体３１、第１スペーサ３２、第２スペーサ３３が順次軸方向へ変位可能に被嵌されているとともに、第２スペーサ３３と軸受筒１１との間にこれら第２スペーサ３３、第１スペーサ３２、回転筒体３１を図１中右方向へ付勢するばね３４が挿入されている。回転筒体３１には、溝２２に摺動自在に係合する突起３５Ａを有するねじ３５が螺合されている。これにより、回転筒体３１とスピンドル２１とは同期回転され、かつ、スピンドル２１の軸方向への変位が許容されている。
【００１６】
インナースリーブ１３の小径筒部１３Ａと回転筒体３１との間には、スピンドル２１の回転量からスピンドル２１の軸方向変位量を検出するエンコーダ４１が設けられている。
エンコーダ４１は、保持環１２に固定されたプレート４２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４３と、回転筒体３１に固定板４３と一定のギャップをもっ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４４とを含み、送信電極に位相の異なる信号を与えたとき、出力電極から固定板４３と回転板４４との相対回転角に対応する信号が得られるようになっている。なお、エンコーダ４１で検出された固定板４３と回転板４４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って処理された後、デジタル表示器４にデジタル表示される。
【００１７】
＜バックラッシュ除去機構（図２〜図５参照）＞
バックラッシュ除去機構５０は、図２に示すように、スピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂに螺合される予圧リング５１と、スピンドル２１の外周において予圧リング５１とインナースリーブ１３との間に挿入され予圧リング５１をインナースリーブ１３に対して離間する方向へ付勢する予圧ばね５２と、予圧リング５１をインナースリーブ１３に対して回転不能かつスピンドル２１の軸方向へ変位可能に連結する連結手段５３とを備えている。
【００１８】
予圧リング５１は、図３および図４に示すように、円盤状で、中心にスピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂに螺合する雌ねじ部５１Ａが形成されているとともに、外周縁１８０度角度位置に貫通孔５１Ｂがスピンドル２１の軸方向へ貫通して形成されている。貫通孔５１Ｂは、一部が予圧リング５１の外周面に開口され、これにより、輪郭がＵ字形状をなした溝状に形成されている。
予圧ばね５２は、図３に示すように、コイルスプリング５２Ａによって構成されている。コイルスプリング５２Ａは、内径がスピンドル２１の外径よりも僅か大きく、かつ、外径が調整ナット１９の内径よりも僅かに小さい形状に形成されている。
【００１９】
連結手段５３は、予圧リング５１の外周縁に形成された貫通孔５１Ｂと、この貫通孔５１Ｂに軸方向に変位可能に挿通されるとともに調整ナット１９に連結された係合ピン５４とを備えている。係合ピン５４は、調整ナット１９の雌ねじ部１９Ｂに螺合されるねじ部５４Ａと、頭部５４Ｂとを有する。頭部５４Ｂは、貫通孔５１Ｂの内径に略嵌合する外径に形成されている。
【００２０】
このような構成であるため、予圧リング５１は、予圧ばね５２によって、インナースリーブ１３に対して離間する方向へ付勢されている。つまり、図５に示すように、予圧ばね５２によって、予圧リング５１が反アンビル側へ付勢されているため、予圧リング５１の雌ねじ部５１Ａと螺合するスピンドル２１も反アンビル側へ付勢される。その結果、スピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂがインナースリーブ１３の雌ねじ部１６に対して常時接した状態に保たれるから、インナースリーブ１３の雌ねじ部１６とスピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂとの間のバックラッシュを除去できる。
【００２１】
＜実施形態の効果＞
通常のマイクロメータに対して、予圧リング５１を付加し、この予圧リング５１の外周縁にスピンドル２１の軸方向へ貫通する貫通孔５１Ｂを形成し、この貫通孔５１Ｂに調整ナット１９に連結された係合ピン５４を係合させるだけの構成でよいから、簡単かつ安価な構成で、インナースリーブ１３の雌ねじ部１６とスピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂとの間に存在するバックラッシュを除去できる。
【００２２】
また、インナースリーブ１３には、雌ねじ部１６が形成された部分に渡って軸方向へ延びるスリット１５がインナースリーブ１３の端面に開口して形成されているとともに、外周面に調整ナット１９が螺合され、この調整ナット１９の螺合位置によってインナースリーブ１３の内径が拡縮調整可能に構成され、係合ピン５４は、調整ナット１９の端面に固定されているから、調整ナット１９の螺合位置を調整することによっても、インナースリーブ１３の雌ねじ部１６とスピンドル２１の雄ねじ部２１Ｂとのクリアランスを最適に調整できるうえ、この調整ナット１９を利用して係合ピン５４をインナースリーブ１３に連結できるから、部品点数の追加を少なくして、バックラッシュの除去機構を構成できる。
【００２３】
また、予圧ばね５２は、コイルスプリング５２Ａで構成されているから、スピンドル２１の外周に沿って簡単に挿入することができ、組立性を向上させることができる。
【００２４】
＜変形例＞
本発明は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、調整ナット１９に係合ピン５４を螺合したが、調整ナット１９を備えない構造の場合には、インナースリーブ１３の一部を径方向へ延長させ、この延長部に係合ピン５４を固定するようにしてもよい。
【００２５】
前記実施形態では、予圧リング５１に２箇所の貫通孔５１Ｂを形成し、この貫通孔５１Ｂに係合ピン５４の頭部５４Ｂを係合させたが、貫通孔５１Ｂは１箇所であってもよく、また、係合ピン５４は単なる棒状部材であってもよい。
【００２６】
前記実施形態では、一般的なマイクロメータについて説明したが、これに限られない。例えば、Ｕ字形状の本体フレームを備えないマイクロメータヘッドであってもよく、あるいは、スピンドルの軸方向への移動によりコーンを介して複数（通常３つ）の測定子がスピンドルの軸に対して直交する方向（放射方向）へ進退する構造の測定器、つまり、内径測定器などにも適用できる。要は、内周面に雌ねじ部が形成されたスピンドル支持筒と、このスピンドル支持筒の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を外周面に有するスピンドルとを備えた構造の測定器であれば、前記実施形態の測定器に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、ねじ部のバックラッシュを防止したマイクロメータのほかに、マイクロメータヘッドや内径測定器などにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を示す一部切り欠き正面図。
【図２】同上実施形態のバックラッシュ除去機構部分を示す拡大図。
【図３】同上実施形態のバックラッシュ除去機構部分を示す分解図。
【図４】同上実施形態のバックラッシュ除去機構の予圧リングを示す側面図。
【図５】同上実施形態のバックラッシュ除去機構の動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００２９】
１３…インナースリーブ（スピンドル支持筒）、
１５…スリット、
１６…雌ねじ部、
１９…調整ナット、
２１…スピンドル、
２１Ｂ…雄ねじ部、
５０…バックラッシュ除去機構、
５１…予圧リング、
５１Ａ…雌ねじ部
５１Ｂ…貫通孔、
５２…予圧ばね、
５２Ａ…コイルスプリング、
５４…係合ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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