(57)【要約】【課題】１種類のねじで、ミリメートル単位での読取機種やインチ単位での読取機種も製作可能なデジタル表示式変位検出器を提供する。【解決手段】スピンドル４の変位量をエンコーダ５によって検出したのち、デジタル表示手段６にデジタル表示するデジタル表示式変位検出器。スピンドル４のねじ部には、ミリメートルピッチのねじが用いられている。スピンドル４が軸方向へ所定のインチピッチで変位したときのスピンドルの回転数のうち、最大整数回転数でのシンブル位置がスリーブ目盛１１として、スリーブ７の外周面軸方向に沿って形成されている。スピンドル４が軸方向へ所定のインチピッチで変位したときのスピンドルの回転数のうち、少数桁に相当する基準位置からのシンブル８の回転角度位置がシンブル目盛１２として、シンブル８の外周面周方向に沿って形成されている。【選択図】図１
2008281449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、この本体に螺合されるねじ部を有し軸方向に変位するスピンドルと、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダと、このエンコーダによって検出された前記スピンドルの変位量をデジタル表示するデジタル表示手段と、前記本体に固定され前記スピンドルを内部に収容したスリーブと、このスリーブの外側に被嵌され前記スピンドルに連結されたシンブルとを備えたデジタル表示式変位検出器において、
前記ねじ部には、ミリメートルピッチのねじが用いられ、
前記スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチで変位したときの前記スピンドルの回転数のうち、最大整数回転数での前記シンブル位置がスリーブ目盛として、前記スリーブの外周面軸方向に沿って形成され、
前記スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチで変位したときの前記スピンドルの回転数のうち、少数桁に相当する基準位置からの前記シンブルの回転角度位置がシンブル目盛として、前記シンブルの外周面周方向に沿って形成されている、
ことを特徴とするデジタル表示式変位検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタル表示式変位測定器において、
前記デジタル表示手段には、前記エンコーダによって検出された前記スピンドルの変位量がインチ単位でデジタル表示され、
前記ねじ部には、０．５ｍｍピッチのねじが用いられ、
前記スリーブ目盛は、０．５ｍｍピッチで前記スリーブの外周面軸方向に沿って形成され、
前記シンブル目盛は、２８．８度角度ピッチで前記シンブルの外周面周方向に沿って形成されている、
ことを特徴とするデジタル表示式変位検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタル表示式変位検出器において、
前記スリーブ目盛には、基準位置から２．５ｍｍピッチで整数の数字が１から順番に付され、
前記シンブル目盛には、基準位置から２８．８度角度ピッチで整数の数字が１から順番に付されている、
ことを特徴とするデジタル表示式変位検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルの軸方向の変位量から、被測定物の寸法などを測定するデジタル表示式変位測定器に関する。たとえば、デジタル表示式マイクロメータやデジタル表示式マイクロメータヘッドなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目盛読取式マイクロメータ（例えば、特許文献１参照）と、デジタル表示式マイクロメータ（例えば、特許文献２参照）とが知られている。
目盛読取式マイクロメータにおいては、ミリメートル単位での読取機種ではミリメートル仕様のねじ（例えば、０．５ｍｍピッチのねじ）が、インチ単位での読取機種ではインチ仕様のねじ（例えば、０．６３５ｍｍピッチのねじ）が使用され、スピンドルの変位は、スリーブの外周面軸方向に沿って設けられたスリーブ目盛と、シンブルの外周面周方向に沿って設けられたシンブル目盛とから読み取るとこができる。
【０００３】
デジタル表示式マイクロメータにおいては、スピンドルの変位をロータリセンサなどで検出し、この検出値をミリメートル単位やインチ単位に換算して、デジタル表示しているため、目盛読取式マイクロメータのような目盛を必要としない。従って、デジタル表示式マイクロメータにおいては、メートル仕様のねじのみにより、ミリメートル単位での読取機種、インチ単位での読取機種を実現できる。
【０００４】
【特許文献１】実開昭５４−１１７１６８号公報
【特許文献２】特開平１１−２８７６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、デジタル表示式マイクロメータにおいては、使用環境などにより電気的外部ノイズなどによる誤表示が潜在的に存在するため、デジタル表示式マイクロメータにおいても、確認用の目盛を搭載する要望が多い。
昨今では、センサの信頼性が向上してきたことから、目盛読取式マイクロメータと同じ分解能での読取りの必要性は少なく、確認用として数ポイントにおいて、デジタル表示とシンブルの移動量（スピンドルの移動量）が合致しているかどうかを確認できれば事足りる場合がほとんどである。
【０００６】
このような状況のなか、従来は、デジタル表示式マイクロメータでも、目盛を搭載するためには、ミリメートル単位での読取機種にはミリメートル仕様のねじが、インチ単位での読取機種ではインチ仕様のねじが使用されてきたため、作り分けによるコスト高が課題であった。
【０００７】
本発明の目的は、１種類のねじで、ミリメートル単位での読取機種やインチ単位での読取機種も製作可能なデジタル表示式変位検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデジタル表示式変位測定器は、本体と、この本体に螺合されるねじ部を有し軸方向に変位するスピンドルと、このスピンドルの変位量を検出するエンコーダと、このエンコーダによって検出された前記スピンドルの変位量をデジタル表示するデジタル表示手段と、前記本体に固定され前記スピンドルを内部に収容したスリーブと、このスリーブの外側に被嵌され前記スピンドルに連結されたシンブルとを備えたデジタル表示式変位検出器において、前記ねじ部には、ミリメートルピッチのねじが用いられ、前記スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチで変位したときの前記スピンドルの回転数のうち、最大整数回転数での前記シンブル位置がスリーブ目盛として、前記スリーブの外周面軸方向に沿って形成され、前記スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチで変位したときの前記スピンドルの回転数のうち、少数桁に相当する基準位置からの前記シンブルの回転角度位置がシンブル目盛として、前記シンブルの外周面周方向に沿って形成されている、ことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、シンブルを回転させると、これと連結されたスピンドルが回転され、軸方向へ変位される。スピンドルのねじ部には、ミリメートルピッチのねじが用いられているから、スピンドルが１回転すると、スピンドルはねじ部のミリメートルピッチだけ軸方向へ変位される。
いま、スピンドルの軸方向の変位量をデジタル表示手段にインチ単位で表示する場合、スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチ分変位すると、スピンドルの変位量がエンコーダによって検出されたのち、デジタル表示手段にインチ単位で表示される。
【００１０】
このとき、スピンドルの軸方向変位に相当する分だけスピンドルが回転される。スリーブの外周面軸方向には、スピンドルの回転数のうち最大整数回転数でのシンブル位置がスリーブ目盛として形成されているから、このスリーブ目盛から、スピンドルの回転数のうち最大整数回転数に相当するスピンドルの変位量を読み取るとこができる。
また、シンブルの外周面周方向には、スピンドルの回転数のうち少数桁に相当する基準位置からのシンブルの回転角度位置がシンブル目盛として形成されているから、このシンブル目盛から、スピンドルの回転数のうち小数桁に相当するスピンドルの変位量を読み取るとこができる。
【００１１】
従って、所定のインチピッチに相当するシンブル目盛とスリーブ目盛とを対応させ、このときの目盛読取値とデジタル表示手段に表示された表示値とが一致するか否かによって、デジタル表示手段の誤表示の有無を確認できる。
なお、スピンドルの軸方向の変位量をデジタル表示手段にミリメートル単位で表示する場合、スリーブ目盛の基線にシンブル目盛の基準位置を一致させ、このときの目盛読取値とデジタル表示手段に表示された表示値とが一致するか否かによって、デジタル表示手段の誤表示の有無を確認できる。
そのため、１種類のねじで、ミリメートル単位での読取機種やインチ単位での読取機種も製作可能なデジタル表示式変位検出器を提供できる。
【００１２】
本発明のデジタル表示式変位測定器において、前記デジタル表示手段には、前記エンコーダによって検出された前記スピンドルの変位量がインチ単位でデジタル表示され、前記ねじ部には、０．５ｍｍピッチのねじが用いられ、前記スリーブ目盛は、０．５ｍｍピッチで前記スリーブの外周面軸方向に沿って形成され、前記シンブル目盛は、２８．８度角度ピッチで前記シンブルの外周面周方向に沿って形成されている、ことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、スピンドルが軸方向へ所定のインチピッチ分変位すると、例えば、０．１インチ分（ミリ換算値：２．５４ｍｍ）変位すると、スピンドルの変位量がエンコーダによって検出されたのち、デジタル表示手段に０．１インチとして表示される。
【００１４】
このとき、スピンドルの軸方向変位に相当する分だけスピンドルが回転される。つまり、「５．０８」回転される。スリーブの外周面軸方向には、スピンドルの回転数のうち最大整数回転数である５回転位置でのシンブル位置がスリーブ目盛として形成されているから、このスリーブ目盛から、スピンドルの５回転に相当するスピンドルの変位量「２．５ｍｍ」を読み取るとこができる。
また、シンブルの外周面周方向には、スピンドルの回転数のうち少数桁「０．０８」に相当する基準位置からのシンブルの回転角度位置「２８．８度位置」がシンブル目盛として形成されているから、このシンブル目盛から、スピンドルの回転数のうち小数桁「０．０８」に相当するスピンドルの変位量「０．０４ｍｍ」を読み取ることができる。
【００１５】
従って、シンブルの基準位置からの回転角度「２８．８度」に相当するシンブル目盛を、スピンドルの５回転位置でのシンブル位置に相当するスリーブ目盛に対応させ、このときのデジタル表示手段に表示された表示値が「０．１インチ」になっているか否かによって、デジタル表示手段の誤表示の有無を確認できる。
【００１６】
本発明のデジタル表示式変位検出器において、前記スリーブ目盛には、基準位置から２．５ｍｍピッチで整数の数字が１から順番に付され、前記シンブル目盛には、基準位置から２８．８度角度ピッチで整数の数字が１から順番に付されている、ことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、スリーブ目盛には、基準位置から２．５ｍｍピッチで整数の数字が１から順番に付され、シンブル目盛には、基準位置から２８．８度角度ピッチで整数の数字が１から順番に付されているから、例えば、スリーブ目盛の「１」とシンブル目盛の「１」とを対応させ、このときのデジタル表示手段に表示された表示値が「０．１インチ」になっているか否かを確認すれば、デジタル表示手段の誤表示の有無を確認できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜全体構成（図１，２参照）＞
図１は、本実施形態のデジタル表示式マイクロメータの正面図、図２は同デジタル表示式マイクロメータの部分断面図である。
図１において、デジタル表示式マイクロメータ１は、略Ｕ字形の本体２と、この本体２の一端に固定されたアンビル３と、本体２の他端に螺合されアンビル３に対して接近・離間する方向へ変位するスピンドル４と、このスピンドル４の変位量を検出するエンコーダ５と、このエンコーダ５によって検出された変位量をデジタル表示するデジタル表示手段６と、本体２に固定されスピンドル４を内部に収容したスリーブ７と、このスリーブ７の外側に被嵌されスピンドル４に連結されたシンブル８とを備える。
【００１９】
図２に示すように、スピンドル４は、本体２に挿入された側にねじ部４Ａを一体的に有する。ねじ部４Ａには、ミリメートルピッチのねじが用いられている。本実施形態では、０．５ｍｍピッチのねじが用いられている。
エンコーダ５は、静電容量式エンコーダであって、スピンドル４と一体的に回転するロータ５Ａと、このロータ５Ａと所定間隔あけて対向し本体２に固定されたステータ５Ｂとを備える。ステータ５Ｂは、本体２の内部において本体２に固定されている。
デジタル表示手段６には、エンコーダ５によって検出されたスピンドル４の変位量がインチ単位でデジタル表示される。
【００２０】
スリーブ７の外周面には、図１に示すように、スリーブ目盛１１が軸方向に沿って形成されている。スリーブ目盛１１は、スピンドル４が軸方向へ所定のインチピッチで変位したときのスピンドル４の回転数のうち、最大整数回転数でのシンブル位置を表す。ここでは、スリーブ７の外周面軸方向に沿って、スリーブ目盛１１が０．５ｍｍピッチで形成されている。スリーブ目盛１１には、基準位置「０」から２．５ｍｍピッチで整数の数字が「１」から順番に、つまり、「１」「２」「３」…のように付されている。
【００２１】
＜シンブル目盛（図１、図３および図４参照）＞
シンブル８の外周面には、図１に示すように、シンブル目盛１２が周方向に沿って形成されている。シンブル目盛１２は、スピンドル４が軸方向へ所定のインチピッチで変位したときのスピンドル４の回転数のうち、小数桁に相当する基準位置からのシンブル８の回転角度位置を表す。
デジタル表示手段６の表示値と目盛（スリーブ目盛１１およびシンブル目盛１２）の読取値とを一致させるためのシンブル目盛１２の分割角度は、次式により得られる。
シンブル目盛位置（基準位置からの回転数）＝
インチ読取位置（ミリ換算値）／スピンドルのねじ部ピッチ（ミリ）
この計算式により、スピンドル４のねじ部４Ａのねじピッチが「０．５ｍｍ」の場合、インチ目盛位置のシンブル目盛位置（基準位置からの角度）を図３に示す。
本実施形態では、上述した関係を基に、図４に示すように、シンブル８の外周面周方向に沿って、シンブル目盛１２が２８．８度角度ピッチで形成されている。シンブル目盛１２には、基準位置「０」から２８．８度角度ピッチで整数の数字が１から順番に、つまり、「１」「２」「３」…のように付されている。
【００２２】
＜インチ表示の確認方法（図５，図６参照）＞
デジタル表示手段６にインチ表示された表示値の誤表示を確認するには、スピンドル４を軸方向へ変位させた数点で確認作業を行う。
例えば、シンブル８の回転により、スピンドル４を０．１インチ、０．２インチ…と変位させ、この各位置においてデジタル表示手段６に表示された表示値の確認を行う。
まず、図５に示すように、シンブル８を５回転させたのち、更にシンブル８を所定角度回転させ、シンブル目盛１２の「１」をスリーブ目盛１１の「１」位置に対応する基線１１Ａに一致させる。つまり、スピンドル４を０．１インチ変位させる。このとき、デジタル表示手段６の表示値が「０．１インチ」を表示していれば、誤表示がないと判定できる。そうでなければ、誤表示であると判定できる。
【００２３】
また、図６に示すように、シンブル８を１０回転させたのち、更にシンブル８を所定角度回転させ、シンブル目盛１２の「２」をスリーブ目盛１１の「２」位置に対応した基線１１Ａに一致させる。つまり、スピンドル４を０．２インチ変位させる。このとき、デジタル表示手段６の表示値が「０．２インチ」を表示していれば、誤表示がないと判定できる。そうでなければ、誤表示であると判定できる。
【００２４】
＜ミリメートル表示の確認方法（図７参照）＞
上記と同様なミリメートル単位のスピンドル４を用いて、デジタル表示手段６にミリメートル表示された表示値の誤表示を確認するには、図７に示すように、いずれかのスリーブ目盛１１、例えば、「２」が付されたスリーブ目盛１１の基線１１Ａにシンブル目盛１２の基準位置「０」を一致させ、このときのデジタル表示手段６に表示された表示値が「５ｍｍ」であるか否かによって、デジタル表示手段６の誤表示の有無を確認できる。
従って、１種類のねじ（ミリメートルピッチねじ）で、ミリメートル単位での読取機種やインチ単位での読取機種も製作可能なマイクロメータを得ることができる。
【００２５】
＜変形例＞
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
【００２６】
前記実施形態では、０．１インチピッチのシンブル目盛１２をシンブル８の外周面周方向に沿って形成したが、シンブル目盛１２のピッチは、これに限らず、他のピッチであってもよい。例えば、０．０１インチピッチのシンブル目盛１２であってもよい。
【００２７】
前記実施形態では、０．５ｍｍピッチのスリーブ目盛１１をスリーブ７の外周面軸方向に沿って形成したが、これに限らず、他のピッチであってもよい。例えば、１ｍｍピッチのスリーブ目盛１１であってもよい。
【００２８】
前記実施形態では、スピンドル４のねじ部４Ａに０．５ｍｍピッチのねじを用いたが、これに限らず、他のピッチであってもよい。例えば、０．２５ｍｍピッチや１ｍｍピッチのねじを用いてもよい。
【００２９】
前記実施形態において、エンコーダ５は、ロータ５Ａとステータ５Ｂの相対的な回転量を検出するデジタル式エンコーダであればよく、本実施形態で述べた静電容量式エンコーダに限定されない。たとえば、光学式や電磁式などでもよい。
【００３０】
前記実施形態では、デジタル表示式変位測定器としてデジタル表示式マイクロメータ１を例示したが、これに限定されない。たとえば、デジタル表示式マイクロメータヘッドなどであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、スピンドルの軸方向の変位量から、被測定物の寸法などを測定するデジタル表示式変位測定器として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態のデジタル表示式マイクロメータの正面図。
【図２】同上実施形態の部分断面図。
【図３】同上実施形態において、インチ目盛位置を示す図。
【図４】同上実施形態において、シンブル目盛の説明図。
【図５】同上実施形態において、スピンドルが１インチ変位したときの図。
【図６】同上実施形態において、スピンドルが２インチ変位したときの図。
【図７】同上実施形態において、ミリ表示時の確認状態を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１…デジタル表示式マイクロメータ、
２…本体、
３…アンビル、
４…スピンドル、
４Ａ…ねじ部、
５…エンコーダ、
６…デジタル表示手段、
７…スリーブ、
８…シンブル、
１１…スリーブ目盛、
１１Ａ…基線、
１２…シンブル目盛。
【図１】
2008281449.tif 000003
【図２】
2008281449.tif 000004
【図３】
2008281449.tif 000005
【図４】
2008281449.tif 000006
【図５】
2008281449.tif 000007
【図６】
2008281449.tif 000008
【図７】
2008281449.tif 000009