(57)【要約】【課題】小型で構造が容易な測長器を実現する。【解決手段】測定対象物に当接し、測定対象物に応じて軸線方向に摺動するスピンドル１１と、スピンドル１１に一体的に設けられたスケール部１３とを備え、スケール部１３のスケールを読み取ることによってスピンドル１１の軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測する測長器１において、スピンドル１１に凹部２２が形成され、スケール部１３が、凹部２２内にスピンドル１１の外周面から半径方向外側に突出しないよう設置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に当接し、該測定対象物に応じて軸線方向に摺動するスピンドルと、該スピンドルに一体的に設けられたスケール部とを備え、該スケール部のスケールを読み取ることによって前記スピンドルの軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測する測長器において、
前記スピンドルに凹部が形成され、
前記スケール部が、前記凹部内に前記スピンドルの外周面から半径方向外側に突出しないよう設置されたことを特徴とする測長器。
【請求項２】
前記スピンドルは、軸線方向に離間して設けられた軸受を介して本体ケースに支持され、
前記凹部が両前記軸受の間に形成された請求項１に記載の測長器。
【請求項３】
前記凹部に、前記スピンドルの半径方向へ貫通した開口部が設けられ、
前記スケールを読み取るスケール読み取り部は、前記開口部の一方の開口端から前記スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、前記スケール部を間に挟むように前記発光素子と対向して設置され、前記スケール部を透過した光を受光する受光素子と、から構成され、
前記スケール部が、前記開口部を塞ぐように設けられた請求項１または２に記載の測長器。
【請求項４】
前記スケールを読み取るスケール読み取り部は、
前記スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、前記スケール部に対して前記発光素子と同じ側に設置され、前記スケール部で反射した光を受光する受光素子と、とから構成された請求項１または２に記載の測長器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物に当接するスピンドルを備えた接触式の測長器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スケールが設けられた軸線方向に移動可能なスピンドルを測定対象物に当接させ、スピンドルの軸線方向に生じた基準位置からの変位をスケールから読み取ることで測長する測長器が知られている。このような測長器は、変位測定器、変位検出器、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、マイクロメータ（電気マイクロメータ）などとも称される。
【０００３】
例えば、スピンドルの先端部に測定対象物と接触する測定子が設けられ、このスピンドルの略中間部分に、スケールがスピンドルの本体から半径方向に飛び出した位置に設けられた測長器がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５５−５１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された発明のように、スケールがスピンドルの本体から半径方向に飛び出した位置に設けられることによって、測長器のサイズが、特にスピンドルの半径方向に大きくならざるを得ない。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、小型で構造が容易な測長器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を実現するために、本発明によれば、測定対象物に当接し、測定対象物に応じて軸線方向に摺動するスピンドルと、スピンドルに一体的に設けられたスケール部とを備え、スケール部のスケールを読み取ることによってスピンドルの軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測する測長器において、スピンドルに凹部が形成され、スケール部が、凹部内にスピンドルの外周面から半径方向外側に突出しないよう設置される。
【０００８】
ここで、スピンドルは、軸線方向に離間して設けられた軸受を介して本体ケースに支持され、凹部が両軸受の間に形成される。
【０００９】
また、凹部に、スピンドルの半径方向へ貫通した開口部が設けられ、スケールを読み取るスケール読み取り部は、開口部の一方の開口端からスケール部へ向けて光を照射する発光素子と、スケール部を間に挟むように発光素子と対向して設置され、スケール部を透過した光を受光する受光素子と、から構成され、スケール部が、開口部を塞ぐように設けられてもよい。
【００１０】
また、スケールを読み取るスケール読み取り部は、スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、スケール部に対して発光素子と同じ側に設置され、スケール部で反射した光を受光する受光素子と、とから構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型で構造が容易な測長器を実現することができる。すなわち、本発明によれば、スケール部がスピンドルに形成された凹部内に前記スピンドルの外周面から半径方向外側に突出しないように設置されるので、簡単な構造で、測長器のスピンドルの半径方向のサイズを小型化することができる。これにより前記スケールを読み取るスケール読み取り部を、凹部に形成される開口部を塞ぐようにスケール部を設け、スケール読み取り部と発光素子とによってスケール部を挟みこむように構成したり、 前記スケール部へ向けて光を照射する発光素子と、前記スケール部で反射した光を受光する受光素子とを、前記スケール部に対して同じ側に設置して構成すること等が可能となる。また、スケール部の両端側に軸受を配置することによって、スケール部の移動が安定し、スケールの読取り精度を向上させ、高精度の計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例による測長器の軸線方向の断面図である。
【図２】本発明の実施例による測長器の半径方向の断面図である。
【図３】本発明の実施例による測長器におけるスピンドルを示す上面図である。
【図４】本発明の実施例による測長器の側面図である。
【図５】本発明の実施例による測長器の斜視図（その１）である。
【図６】本発明の実施例による測長器の斜視図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施例による測長器の軸線方向の断面図であり、図２は、本発明の実施例による測長器の半径方向の断面図であり、図３は、本発明の実施例による測長器におけるスピンドルを示す上面図であり、図４は、本発明の実施例による測長器の側面図であり、図５および図６は、本発明の実施例による測長器の斜視図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味する。
【００１４】
本発明の実施例による測長器１は、スピンドル１１と、軸受１２と、スケール部１３と、スケール読み取り部１４と、測定子１５と、バネ１６と、回転防止手段１７と、を備える。
【００１５】
スピンドル１１は、摺動軸１１−１と測定子軸１１−２とからなり、摺動軸１１−１が、軸線方向に離間した２つの軸受１２によって本体ケース３１に軸線方向に摺動可能に支持されている。摺動軸１１−１の先端に測定子軸１１−２の基端部が固定されている。摺動軸１１−１および測定子軸１１−２は、半径方向に沿った断面は略円形状である。測定子軸１１−２は摺動軸１１−１より径が小さい。
【００１６】
本体ケース３１の先端側（図１において右向き）にはキャップ１８が設けられている。キャップ１８によって測定子軸１１−２の基端部側（図１において左向き）がおおわれている。
【００１７】
摺動軸１１−１の両軸受１２の間には、摺動軸１１−１の外周面に対して半径方向に凹んだ凹部２２と、凹部２２の底面からスピンドル１１の半径方向へ貫通した開口部２１と、が形成される。凹部２２は、摺動軸１１−１の外周面の一部を平面状に切り欠き加工することによって形成される。
【００１８】
測定子１５は、スピンドル１１の測定子軸１１−２の先端に設けられ、測定対象物に当接する。
【００１９】
スケール部１３は、スケールが形成された板状の光透過型スケールとして構成している。スケール部１３は、摺動軸１１−１の外周面から突出せず、かつ開口部２１を塞ぐように、凹部２２内に設置される。したがって、スケール部１３は摺動軸１１−１の外周面から半径方向外側に突出しない。
【００２０】
スケール読み取り部１４は、スケール部１３に向けて光を照射するＬＥＤなどの発光素子１４−１と、スケール部１３を間に挟むように発光素子１４−１と対向し、スケール部１３を透過した光を受光する受光素子１４−２とを備え、発光素子１４−１と受光素子１４−２とは本体ケース３１側に固定されている。発光素子１４−１から発せられた光は、開口部２１を通ってスケール部１３を透過した後、受光素子１４−２に到達して受光素子１４−２により受光される。スケール読み取り部１４は、受光素子１４−２が受光した光を用いて、スケール部１３に描かれたスケールを読み取り、外部計算装置（図示せず）へ出力する。スピンドル１１が軸線方向に摺動すると、スケール部１３もスピンドル１１と一体に移動するので、スケール読み取り部１４が読み取るスケールが変化する。外部計算装置は、スケール読み取り部１４から得られたスケールの変化情報を用いて、スピンドル１１の軸線方向の変位を算出する。
【００２１】
バネ１６は、摺動軸１１−１の基端部側（図１において左向き）と本体ケース３１との間に、スピンドル１１を先端側（図１において右向き）に摺動する方向に付勢するように設けられている。スピンドル１１の基端部側への摺動は、バネ１６の付勢力に抗して弾力的に行われる。
【００２２】
回転防止手段１７は、摺動軸１１−１上に設けられる回り止めピン１７−１と、本体ケース３１上に設けられる回り止めガイド１７−２とで構成される。回り止めピン１７１−１は、摺動軸１１−１の半径方向外向きに、本体ケース３１から突出する。回り止めガイド１７−２は、回り止めピン１７−１が貫通できるよう設けられた本体ケース上の開口溝の両側に設けられ、回り止めピン１７−１が挿入されるスリットを形成し、回り止めピン１７−１の軸方向への移動を許容し、半径方向には動かないようガイドする。これにより、スピンドル１１は半径方向への回転が規制され、軸線方向への移動が許容される。
【００２３】
上述した構成を有する測長器１において、測定子１５に測定対象物が当接すると、スピンドル１１が測定対象物に追従して摺動し、スケール部１３がスピンドル１１と一体的に移動し、このときのスケールをスケール読み取り部１４で読み取る。スケール部１３もスピンドル１１と一体に移動するので、スケール読み取り部１４が読み取るスケールが変化する。スケール読み取り部１４から得られたスケールの変化情報を用いて、スピンドル１１の軸線方向の変位を算出し、測定対象物の長さを計測することができる。
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、スケール部１３が摺動軸１１−１の外周面から半径方向外側に突出することなく凹部２２内に設置される。したがって、簡単な構造で、測長器１のサイズを小型化することができる。特に凹部２２に形成される開口部２１を塞ぐようにスケール部１３を設けることによって、光透過型スケールをスピンドル１１（摺動軸１１−１）に組み込む構造となるので、測長器１をコンパクトに形成することができる。また、スケール部１３の両端側に軸受１２が配置されるので、スケール部１３の移動が安定し、スケールの読取り精度を向上させることができ、高精度の計測を行うことができる。
【００２５】
なお、図示した実施例では、開口部２１を摺動軸１１−１の中間部分付近に設けたが、両軸受１２の間であれば中間部分よりもずれた位置にあってもよい。
【００２６】
また、図示した実施例では、スケール部１３を光透過型スケールとして構成したが、スケール部１３を光反射型スケールとして構成してもよい。この場合は例えば光を反射可能な金属板上に、立体的に彫られたスケールや、金属板とは異なる色に着色されたスケールなどを凹部２２内に設ければよい。ただし光を透過させる必要がないため、開口部２１は不要である。スケール部１３を光反射型スケールとして構成する場合、受光素子を、発光素子と同じ側に設置すればよい。
【００２７】
また、スケール部１３を電磁気的スケール、磁気的スケール、あるいは静電容量式スケールとして構成してもよい。この場合、スケール読み取り部１４は、スケール部１３の態様に合わせて公知の読み取り構成とすればよい。
【００２８】
また、図示した実施例では、回転防止手段１７における回り止めピン１７−１を摺動軸１１−１上に設け、回り止めガイド１７−２を本体ケース３１上に設けたが、この代替例として、回り止めピン１７−１を本体ケース３１の内壁面上に半径方向内向きに突出するように設け、回り止めガイド１７−２を摺動軸１７−２の外周面上に設けられる溝として実現してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１    測長器
１１    スピンドル
１１−１    摺動軸
１１−２    測定子軸
１２    軸受
１３    スケール部
１４    スケール読み取り部
１４−１    発光素子
１４−２    受光素子
１５    測定子
１６    バネ
１７    回転防止手段
１７−１    回り止めピン
１７−２    回り止めガイド
１８    キャップ
２１    開口部
２２    凹部
３１    本体ケース
【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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【図６】
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