(57)【要約】【課題】製造コストを低減できるスピンドルの制動装置を提供すること。【解決手段】ピストンリング６５には、当該ピストンリング６５を分断する隙間が形成されている。このため、スピンドル３が一端側（測定子を有する側）に移動する際に、第１区画室Ｒ１から第２区画室Ｒ２へ空気を流通させることができ、第２区画室Ｒ２の圧力が減少しすぎてスピンドル３の制動が過大となることを防止できる。加えて、ピストンリング６５によって、ピストン６３とシリンダ６１との隙間Ｇ１を塞ぐことができるので、ピストン６３の外径寸法およびシリンダ６１の内径寸法の製造バラツキを吸収することができる。また、ピストン本体６４とシリンダ６１との摺動性を良好にできるので、ピストン本体６４の外周面６４１やシリンダ６１の内周面６１１に表面加工を施すことを不要にできる。従って、製造コストを低減できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースと、前記本体ケースを貫通し軸方向に往復移動可能に設けられ一端に測定子を有するスピンドルとを備えた測定器の前記スピンドルの移動速度を制動する制動装置であって、
一端が前記本体ケースに取り付けられ、前記スピンドルの他端を収納する筒状のシリンダと、
前記シリンダの他端を閉塞するシリンダキャップと、
前記スピンドルの他端に設けられ、前記シリンダ内の空間において前記本体ケース側の空間を第１区画室、前記シリンダキャップ側の空間を第２区画室として区画するピストンとを備え、
前記ピストンは、前記スピンドルの他端に固定されたピストン本体と、前記ピストン本体に嵌め込まれ前記ピストン本体の外周面と前記シリンダの内周面との隙間を略閉塞する環状のピストンリングとを備え、
前記ピストンリングには、当該ピストンリングを分断するとともに前記第１区画室と前記第２区画室とを連通し流体を流通させる隙間が形成されている
ことを特徴とするスピンドルの制動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスピンドルの制動装置において、
前記ピストンリングは樹脂から形成されている
ことを特徴とするスピンドルの制動装置。
【請求項３】
本体ケースと、
前記本体ケースを貫通し軸方向に往復移動可能に設けられたスピンドルと、
前記スピンドルの変位量を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段によって検出された前記スピンドルの変位量を表示する表示手段と、
請求項１または請求項２に記載のスピンドルの制動装置とを備えている
ことを特徴とする測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルの制動装置および測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケース本体に対し軸方向に往復移動可能に設けられたスピンドルの先端（測定子）を被測定面に接触させ、当該スピンドルの変位量を読み取ることにより被測定面の平面度等を測定する測定器としてダイヤルゲージ（機械式、デジタル式）が知られている。このようなダイヤルゲージでは、スピンドルが図示しない付勢手段により突出方向に付勢されているため、スピンドルが押し込み状態から開放されると急激に突出し被測定物に強く衝突してしまうおそれがあった。このため、従来、スピンドルの急激な動きを制動することにより、スピンドルが被測定物に強く衝突することを防止する制動装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、従来のスピンドル３の制動装置６００を示す図である。
前記特許文献１のスピンドル３の制動装置６００は、本体ケース２を貫通し一端に図示しない測定子を有するスピンドル３の他端側を案内するブッシュ７１と、一端がブッシュ７１に外嵌しスピンドル３の他端を収納する長筒状のシリンダ６１と、スピンドル３の他端に設けられブッシュ７１との間に第１区画室Ｒ１を形成するピストン６３と、シリンダ６１の他端に嵌合されてピストン６３との間に第２区画室Ｒ２を形成する隔壁体７２とを備えて構成されている。
【０００４】
スピンドル３は、図示しない付勢手段により下方（図９中下方）に付勢されている。
ピストン６３は、外径がシリンダ６１の内径より若干小さくなるように形成されており、ピストン６３の外周面６４１とシリンダ６１の内周面６１１との間には流体が流通しうる適度な大きさの隙間が形成されている。
【０００５】
隔壁体７２には、当該隔壁体７２との間に弁室Ｒ３を形成するキャップ７３が嵌め込まれている。隔壁体７２には、第２区画室Ｒ２と弁室Ｒ３とを連通する貫通孔７４が形成されている。貫通孔７４の上部は、上端に向かうにしたがって拡開する弁座７５となっている。弁座７５にはボール７６が嵌まり込み、貫通孔７４を閉塞している。
キャップ７３には、弁室Ｒ３と外部とを連通する通気孔７７が形成されている。
第１区画室Ｒ１および第２区画室Ｒ２は、ピストン６３の外周面６４１とシリンダ６１の内周面６１１との隙間を除いて略気密となっている。
【０００６】
このような構成の制動装置６００では、スピンドル３が下降すると、スピンドル３と共に下降するピストン６３によって第１区画室Ｒ１の体積が圧縮されるとともに第２区画室Ｒ２の体積が膨張されるため、第１区画室Ｒ１の圧力が増大するとともに第２区画室Ｒ２の圧力が減少する。このため、ピストン６３に浮力がかかってダンパー効果（スピンドル３に加わえられる付勢手段からの付勢力等の力に抗する力がスピンドル３に加わる効果）を得ることができ、スピンドル３の下降に対して制動をかけることができる。また、ダイヤルゲージが横に倒された場合には、ボール７６が弁座７５から外れて貫通孔７４が開放されることにより、スピンドル３およびピストン６３に作用する軸方向成分の重力の減少に対応して制動力を弱めることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１７０７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に記載の制動装置６００では、ピストン６３を滑らかに摺動させるためには、ピストン６３の外形寸法とシリンダ６１の内径寸法とを精密に仕上げるのと同時に、スピンドル３の軸心とピストン６３の外径およびシリンダ６１の内径の軸心とのずれを共に１０μｍ以下にして、ピストン６３とシリンダ６１との隙間を精密に均一にする必要があった。
また、ピストン６３の外周面６４１およびシリンダ６１の内周面６１１を、当該外周面６４１および内周面６１１にポリシング加工やバニシング加工等の表面加工を施すことにより、例えば表面粗さＲａ０．２μｍ以下にまで平滑にする必要があった。
そのため、これらの加工が製造コストの低減に対して大きな障害となっていた。
【０００９】
本発明の目的は、製造コストを低減できるスピンドルの制動装置および測定器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のスピンドルの制動装置は、本体ケースと、前記本体ケースを貫通し軸方向に往復移動可能に設けられ一端に測定子を有するスピンドルとを備えた測定器の前記スピンドルの移動速度を制動する制動装置であって、一端が前記本体ケースに取り付けられ、前記スピンドルの他端を収納する筒状のシリンダと、前記シリンダの他端を閉塞するシリンダキャップと、前記スピンドルの他端に設けられ、前記シリンダ内の空間において前記本体ケース側の空間を第１区画室、前記シリンダキャップ側の空間を第２区画室として区画するピストンとを備え、前記ピストンは、前記スピンドルの他端に固定されたピストン本体と、前記ピストン本体に嵌め込まれ前記ピストン本体の外周面と前記シリンダの内周面との隙間を略閉塞する環状のピストンリングとを備え、前記ピストンリングには、当該ピストンリングを分断するとともに前記第１区画室と前記第２区画室とを連通し流体を流通させる隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、スピンドルが一端側（測定子を有する側）に移動すると、スピンドルとともに移動するピストンにより第２区画室の体積が膨張させられるので、第２区画室の圧力が減少してピストンに浮力がかかる（ダンパー効果を得ることができる）。従って、スピンドルの移動に対して制動をかけることができる。
この際、ピストンリングに、第１区画室と第２区画室とを連通する隙間が形成されているので、第１区画室から第２区画室へ空気を流通させることができ、第２区画室の圧力が減少しすぎてスピンドルの制動が過大となることを防止することができる。なお、スピンドルが他端側に移動する際にも、同様の作用により同様の効果を得ることができ、スピンドルの他端側への移動に対して適度な制動をかけることができる。
ピストンリングによってピストン本体とシリンダとの隙間を塞ぐので、ピストン本体の外径寸法およびシリンダの内径寸法の製造バラツキを吸収することができるうえ、スピンドルの軸心とピストン本体の外径およびシリンダの内径の軸心との同軸度公差を緩和することができる。加えて、ピストンリングにより、ピストン本体とシリンダとの摺動性を良好にできるので、ピストン本体の外周面やシリンダの内周面に表面加工を施すことを不要にできる。従って、製造コストを低減することができる。
また、ピストン本体の線膨張係とピストンリングの線膨張係数との違いにより、温度変化に対するピストン本体の変形量とピストンリングの変形量とが異なるが、ピストンリングに当該ピストンリングを分断する隙間が形成されているので、その変形量の差を吸収することができる。従って、温度変化によるピストン本体のシリンダに対する摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【００１２】
本発明では、前記ピストンリングは樹脂から形成されていることが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、ピストンリングを例えば摩擦抵抗が少なく摺動性の良好なナイロンやポリアセタール等の樹脂から形成することで、ピストンを確実に滑らかに摺動させることができる。また、ピストンリングに柔軟性を与えることができるので、ピストンリングのピストン本体への取付を容易にできる。
【００１４】
本発明の測定器は、本体ケースと、前記本体ケースを貫通し軸方向に往復移動可能に設けられたスピンドルと、前記スピンドルの変位量を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段によって検出された前記スピンドルの変位量を表示する表示手段と、前述のスピンドルの制動装置とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、前述の発明と同様の構成の制動装置を備えることにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。なお、変位検出手段は、例えばスピンドルの変位量を検出する光電式、静電容量式、磁気式等のエンコーダや歯車機構等を含んで構成することができる。また、表示手段は、例えば液晶パネル等を含んで構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るダイヤルゲージ１を示す全体図、図２は、ダイヤルゲージ１の内部を示す図である。
測定器としてのダイヤルゲージ１は、表示手段２１を備えるとともに内部に収納空間Ｓを有する本体ケース２と、本体ケース２を貫通するとともに軸方向に往復移動可能に設けられたスピンドル３と、収納空間Ｓ内に設けられスピンドル３を軸方向における一端側（図２中下側）に付勢する付勢手段４と、収納空間Ｓ内に設けられスピンドル３の変位量を検出して表示手段２１に送る変位検出手段５と、スピンドル３の他端を収納し空気を用いてスピンドル３の下降速度を制動する制動装置６とを備えて構成されている。
【００１７】
本体ケース２は、液晶パネルを備えて構成された表示手段２１と、当該本体ケース２の一端に嵌合されスピンドル３の一端側をガイドする筒状のステム２２とを備えて構成されている。
スピンドル３は、一端に設けられた所定の剛性を有する測定子３１と、他端に設けられた後述するピストン６３と、略中間部分に設けられて後述する付勢手段４の一端が固定された支持片３２とを備えて構成されている。
【００１８】
付勢手段４は、引張コイルバネから構成されている。付勢手段４は、一端が支持片３２に固定されているとともに他端が本体ケース２に固定されており、スピンドル３を下方に付勢している。
変位検出手段５は、取付部材５１によってスピンドル３に当該スピンドル３と平行となるように固定されたインデックススケール５２と、本体ケース２に固設されインデックススケール５２の変位量を検出する検出部５３とを備えて構成されている。変位検出手段５で検出された変位量は表示手段２１に送信される。
【００１９】
制動装置６は、一端が本体ケース２の上端に嵌合され本体ケース２と連通可能に設けられた長筒状のシリンダ６１と、シリンダ６１の他端を密封するシリンダキャップ６２と、スピンドル３の他端に設けられシリンダ６１内および本体ケース２内の空間において本体ケース２側の空間を第１区画室Ｒ１、シリンダキャップ６２側の空間を第２区画室Ｒ２として区画するピストン６３とを備えて構成されている。
【００２０】
図３は、ピストン６３を示す制動装置６の断面図である。
ピストン６３は、外径がシリンダ６１の内径より若干小さい環状に形成されスピンドル３の他端に圧入されたピストン本体６４と、ピストン本体６４に嵌め込まれピストン本体６４の外周面６４１とシリンダ６１の内周面６１１との隙間Ｇ１を略閉塞する円環状のピストンリング６５とを備えて構成されている。
ピストン本体６４の外周面６４１には、当該外周面６４１を一周する一条の取付溝６４２が形成されている。取付溝６４２にはピストンリング６５が嵌め込まれている。
【００２１】
図４は、ピストンリング６５を示す斜視図である。
ピストンリング６５は、摩擦抵抗が少なく摺動性の良好なナイロン、ポリアセタール、ジュラコン（登録商標）、テフロン（登録商標）等の樹脂から形成されている。また、ピストンリング６５は、その一部が切断された円環状、すなわちＣ字状に形成されている。このようなピストンリング６５の端部６５１間には隙間Ｇ２が形成されている。本実施形態では、この隙間Ｇ２により、ピストンリング６５がピストン本体６４に嵌め込まれた際に、第１区画室Ｒ１と第２区画室Ｒ２とを連通し空気を流通させる流通路６６（図３参照）が形成される。流通路６６は、詳述すると、取付溝６４２と、ピストンリング６５の端部６５１にそれぞれ形成された互いに対向する一対の端面６５２と、シリンダ６１の内周面６１１とから構成される。
【００２２】
以下に、図５を参照して制動装置６の動作について説明する。
付勢手段４の付勢力およびスピンドル３の自重（当該自重はスピンドル３が倒伏姿勢の時には作用しない）によってスピンドル３が下方に移動すると、スピンドル３とともに下方に移動するピストン６３により第２区画室Ｒ２の体積が膨張させられるため、第２区画室Ｒ２の圧力が減少する。なお、第１区画室Ｒ１は、ピストン６３により体積が圧縮されるが、第１区画室Ｒ１は第２区画室Ｒ２に比べて体積が大きいため、その圧力はほとんど変化しないものとみなせる。
【００２３】
従って、本実施形態の制動装置６では、スピンドル３が下方に移動すると、第２区画室Ｒ２の圧力が減少しピストン６３に浮力がかかるので（ダンパー効果を得ることができるので）、スピンドル３の下方への移動に対して制動をかけることができる。この際、制動装置６には、第１区画室Ｒ１と第２区画室Ｒ２とを連通する流通路６６が形成されているので、第１区画室Ｒ１から第２区画室Ｒ２へ空気を流通させることができ、第２区画室Ｒ２の圧力が減少しすぎてスピンドル３への制動が過大となることを防止することができる。なお、スピンドル３が上方に移動する際も、同様の作用によりダンパー効果を得ることができ、ピストン６３の上方への移動に対して適度な制動をかけることができる。
【００２４】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ピストンリング６５によってピストン本体６４とシリンダ６１との隙間Ｇ１を塞ぐので、ピストン本体６４の外径寸法およびシリンダ６１の内径寸法の製造バラツキを吸収することができる。また、スピンドル３の軸心と、ピストン本体６４の外径およびシリンダ６１の内径の軸心との同軸度公差を緩和することができる。加えて、ピストンリング６５によって、ピストン本体６４とシリンダ６１との摺動性を良好にできるので、ピストン本体６４の外周面６４１およびシリンダ６１の内周面６１１に表面加工を施すことを不要にできる。従って、製造コストを低減することができる。
【００２５】
（２）ピストンリング６５に、第１区画室Ｒ１と第２区画室Ｒ２とを連通する隙間Ｇ２が形成されているので、第１区画室Ｒ１から第２区画室Ｒ２へ空気を流通させることができる。従って、第２区画室Ｒ２の負圧が増大しすぎてスピンドル３の制動が過大となってしまうことを防止できる。
また、線膨張係数の違いにより、温度変化に対するピストンリング６５の変形量と、ピストン本体６４の変形量とが異なるが、ピストンリング６５に当該ピストンリング６５を分断する隙間Ｇ２が形成されているので、その変形量の差を吸収することができる。従って、ピストン本体６４のシリンダ６１に対する摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【００２６】
（３）ピストンリング６５が摩擦抵抗が少なく摺動性の良好なナイロン、ポリアセタール、ジュラコン（登録商標）、テフロン（登録商標）等の樹脂から形成されているので、ピストン６３を確実に滑らかに摺動させることができる。
【００２７】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の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。
図６は、変形例のピストンリング６５の端部６５１を示す平面図である。
前記実施形態では、ピストンリング６５の端部６５１の平面形状は、図６の(Ａ)に示すように、ピストンリング６５の径方向に沿うように形成されていたが、図６の（Ｂ）に示すように、径方向に対して斜めとなるように形成されていてもよいし、図６の（Ｃ）に示すように、鉤状に形成されていてもよく、流通路６６を構成することができればどのような形状に形成されていてもよい。
【００２８】
図７は、変形例のピストンリング６５の端部６５１を示す側面図である。
また、前記実施形態では、ピストンリング６５の端部６５１の側面形状は、図７の（Ｄ）に示すように、ピストンリング６５の径方向に沿うように形成されていたが、図７の（Ｅ）に示すように、径方向に対して斜めとなるように形成されていてもよいし、図７の（Ｆ）に示すように、片方の端部６５１が湾曲した凸状に形成され、他方の端部６５１が湾曲した凹状に形成されていてもよいし、図７の（Ｇ）に示すように、片方の端部６５１が凹状に形成され、他方の端部６５１が凸状に形成されていてもよく、流通路６６を構成することができればどのような形状に形成されていてもよい。
【００２９】
図８は、変形例のピストンリング６５を示す平面図である。
前記実施形態では、ピストンリング６５は、１つの部材から構成されていたが、図８に示すように、２つのリング構成部材６５３から構成されていてもよい。このようにすれば、ピストンリング６５を１つの部材から構成する場合に比べ、ピストンリング６５のピストン６３への取付を容易にできる。なお、この場合、各リング構成部材６５３の端部６５１間に隙間Ｇ２が形成される。また、ピストンリング６５は、３つ以上のリング構成部材から構成されていてもよい。
【００３０】
前記実施形態では、ピストンリング６５は、樹脂製とされていたが、金属製とされていてもよい。
前記実施形態では、シリンダ６１および本体ケース２内には空気が充填されていたが、オイル等の粘性を有する流体が充填されていてもよい。
【００３１】
前記実施形態では、シリンダ６１の一端側（本体ケース２側）は開放され、シリンダ６１内と本体ケース２内とが連通していたが、シリンダ６１の一端側は、背景技術で説明した特開昭５９−１７０７０１号公報記載の制動装置６（図８参照）のように、ブッシュ７１で密封されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ダイヤルゲージ等のスピンドルを備えた測定器において、スピンドルの制動装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイヤルゲージの全体図。
【図２】前記実施形態のダイヤルゲージの内部を示す図。
【図３】前記実施形態のピストンを示す制動装置の断面図。
【図４】前記実施形態のピストンリングを示す斜視図。
【図５】前記実施形態の制動装置の動作を説明するための断面図。
【図６】変形例のピストンリングの端部を示す平面図。
【図７】変形例のピストンリングの端部を示す側面図。
【図８】変形例のピストンリングを示す平面図。
【図９】従来の従来のスピンドルの制動装置を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１…測定器（ダイヤルゲージ）、２…本体ケース、３…スピンドル、５…変異検出手段、６…制動装置、２１…表示手段、３１…測定子、６１…シリンダ、６２…シリンダキャップ、６３…ピストン、６４…ピストン本体、６５…ピストンリング、６５３…リング構成部材、Ｇ２…ピストンリングの隙間、Ｒ１…第１区画室、Ｒ２‥第２区画室。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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