特開 2022-66912 マイクロメータ用ロータ取付ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022066912

(43)【公開日】2022-05-02

(54)【発明の名称】マイクロメータ用ロータ取付ユニット

(51)【国際特許分類】

   G01B 3/18 20060101AFI20220422BHJP

【ＦＩ】

G01B3/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020175519

(22)【出願日】2020-10-19

(71)【出願人】

【識別番号】000103644

【氏名又は名称】オイレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】特許業務法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 寛明

(72)【発明者】

【氏名】齋 健也

【テーマコード（参考）】

2F061

【Ｆターム（参考）】

2F061DD26

2F061HH71

2F061JJ71

2F061QQ02

2F061QQ12

2F061QQ14

(57)【要約】      （修正有）

【課題】測定誤差の原因となる係合溝部のあそびの発生を避けながら、スピンドルに対してロータを簡便に取付けることができるばかりでなく、スピンドルに対する円滑な軸受け機能を発揮することができるマイクロメータ用ロータ取付ユニットを提供する。
【解決手段】スピンドルＳｐの外周面に嵌め込んでロータＲに固定する切欠きブッシュ１１０と、スピンドルＳｐの外周面に形成されて母線方向に延びる係合溝部Ｇに係合して摺動する係合突部を備えて切欠きブッシュ１１０と合体してスピンドルＳｐの外周面を囲繞する補完ブッシュ１２０と、切欠きブッシュ１１０と補完ブッシュ１２０とを囲繞して締結する弾性リング１３０とで構成されているマイクロメータ用ロータ取付ユニット。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロメータ本体のアンビルに対して進退自在に被計測物を挟持するスピンドルと同期回転して前記マイクロメータ本体に固定したステータとの相対回転角度から被測定物の寸法を検知するロータを前記スピンドルに取り付けるためのマイクロメータ用ロータ取付ユニットであって、
前記スピンドルの外周面に嵌め込んで前記ロータに固定する切欠きブッシュと、
前記スピンドルの外周面に形成されて母線方向に延びる係合溝部に係合して摺動する係合突部を備えて前記切欠きブッシュと合体して前記スピンドルの外周面を囲繞する補完ブッシュと、
前記切欠きブッシュと前記補完ブッシュとを囲繞して締結する弾性リングとで構成されていることを特徴とするマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【請求項2】

前記切欠きブッシュが、前記補完ブッシュと対向配置して当接する合体着座面を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【請求項3】

前記切欠きブッシュが、前記ロータを前記スピンドルと同軸状に位置決め固定するロータ嵌合部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【請求項4】

前記補完ブッシュが、前記スピンドルに補完的に当接する内接補完面を備え、
前記係合突部が、前記補完ブッシュの内接補完面に設けられて突条を形成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【請求項5】

前記補完ブッシュの係合突部が、テーパー状誘導面を備えて前記補完ブッシュの前記ロータ側に向かって突出高さを減じていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【請求項6】

前記補完ブッシュの内接補完面が、前記係合突部の他に前記スピンドルに対して軸方向に沿って線接触する少なくとも２つのスピンドル支承部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載のマイクロメータ用ロータ取付ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロメータ本体の軸方向に進退するスピンドルの変位量を該本体に固定されたステータに対する該スピンドルと同期回転するロータの回転角として検出するデジタル式マイクロメータに用いるマイクロメータ用ロータ取付ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的なデジタル式マイクロメータは、図１乃至図３に示すようにマイクロメータＭの本体ＭＢと、この本体ＭＢに設けられた操作スリーブＯＳの回動操作により本体ＭＢが備えているアンビルＡに対して進退するスピンドルＳｐと、このスピンドルＳｐの変位量を検出するエンコーダと、このエンコーダの検出値から求めたスピンドルＳｐの変位量をデジタル表示する表示部Ｄとから構成されている。

【0003】

エンコーダは、本体に固定されたステータＳｔと、スピンドルＳｐと同期回転するロータＲとを対向配置して構成しており、ステータＳｔに対するロータＲの相対回転角度からスピンドルＳｐのアンビルＡに対する変位量、すなわち被測定物の寸法を検知する。

【0004】

ロータＲは、いもネジからなる係合キーＫとともにブッシュＢによって支持されており、スピンドルＳｐには軸方向に延在する断面Ｖ字状の係合溝部Ｇが形成されており、この係合溝部Ｇに係合キーＫが係合されている。

【0005】

スピンドルＳｐは、操作スリーブＯＳの回転操作によって回転しながらアンビルＡに対して進退する。この時、スピンドルＳｐに同期してブッシュＢも回転するため、検出されたステータＳｔに対するロータＲの相対回転角度が、スピンドルＳｐの変位量に変換されて表示部Ｄに表示される。

【0006】

このようなロータＲの取付け機構においては、係合キーＫの締め付けが弱すぎる場合には、係合溝部Ｇとの間に隙間が生じるため、スピンドルＳｐの回転が係合キーＫに伝達されない「あそび」が生じて測定誤差の原因となる。逆に、係合キーＫの締め付けが強すぎる場合には、係合キーＫと係合溝部Ｇとの間の摩擦が大きくなり、スピンドルＳｔの回転操作が円滑に行えない。

【0007】

このような問題を解決する手段として、従来、ロータを支持するロータ支持部材と、係合溝部に係合可能な係合部を有する回転駒と、この回転駒とロータ支持部材との間に設けられた与圧力付与手段とを備えて、回転駒が、ロータ支持部材に、スピンドルの軸と平行に設けられた回転軸の周方向に回転可能に支持され、与圧力付与手段が、回転駒を介して係合部を係合溝部に与圧するロータ部の構成が開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開号公報特許第４９１２７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１に開示されたロータ部の構成は、構造が複雑で部品点数が多いため製造プロセスが複雑でコスト高になるという問題があった。

【0010】

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、測定誤差の原因となる係合溝部のあそびの発生を避けながら、スピンドルに対してロータを簡便に取付けることができるばかりでなく、スピンドルに対する円滑な軸受け機能を発揮することができるマイクロメータ用ロータ取付ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本請求項１に係る発明は、マイクロメータ本体のアンビルに対して進退自在に被計測物を挟持するスピンドルと同期回転して前記マイクロメータ本体に固定したステータとの相対回転角度から被測定物の寸法を検知するロータを前記スピンドルに取り付けるためのマイクロメータ用ロータ取付ユニットであって、前記スピンドルの外周面に嵌め込んで前記ロータに固定する切欠きブッシュと、前記スピンドルの外周面に形成されて母線方向に延びる係合溝部に係合して摺動する係合突部を備えて前記切欠きブッシュと合体して前記スピンドルの外周面を囲繞する補完ブッシュと、前記切欠きブッシュと前記補完ブッシュとを囲繞して締結する弾性リングとで構成されていることにより、前述した課題を解決するものである。

【0012】

本請求項２に係る発明は、前記切欠きブッシュが、前記補完ブッシュと対向配置して当接する合体着座面を備えていることにより、前述した課題を解決するものである。

【0013】

本請求項３に係る発明は、前記切欠きブッシュが、前記ロータを前記スピンドルと同軸状に位置決め固定するロータ嵌合部を備えていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0014】

本請求項４に係る発明は、前記補完ブッシュが、前記スピンドルに補完的に当接する内接補完面を備え、係合突部が、前記前記補完ブッシュの内接補完面に設けられて突条を形成していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0015】

本請求項５に係る発明は、前記補完ブッシュの係合突部が、テーパー状誘導面を備えて前記補完ブッシュの前記ロータ側に向かって突出高さを減じていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0016】

本請求項６に係る発明は、前記補完ブッシュの内接補完面が、前記係合突部の他に前記スピンドルに対して軸方向に沿って線接触する少なくとも２つのスピンドル支承部を備えていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【発明の効果】

【0017】

本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、マイクロメータ本体のアンビルに対して進退自在に被計測物を挟持するスピンドルと同期回転して前記マイクロメータ本体に固定したステータとの相対回転角度から被測定物の寸法を検知するロータを前記スピンドルに取り付けることにより、ロータをスピンドルに対して同期回転するように組み付けることができるばかりでなく、以下の本発明に固有の構成により、本発明に固有の効果を発揮することができる。

【0018】

本発明の請求項１に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、スピンドルの外周面に嵌め込んでロータに固定する切欠きブッシュと、スピンドルの外周面に形成されて母線方向に延びる係合溝部に係合して摺動する係合突部を備えて切欠きブッシュと合体してスピンドルの外周面を囲繞する補完ブッシュと、切欠きブッシュと補完ブッシュとを囲繞して締結する弾性リングとで構成されていることにより、切欠きブッシュと補完ブッシュとが弾性リングで締結して一体化されているため、測定誤差の原因となる係合溝部のあそびの発生を避けながら、スピンドルに挿通して装着する際に切欠きブッシュと補完ブッシュとが相互に離反することなくスピンドルに対して簡便に取付けられるばかりでなく、スピンドルに対して弾力的な遊嵌状態で装着されるため、スピンドルの回転に伴う進退運動に対する円滑な軸受け機能を発揮することができる。

【0019】

本発明の請求項２に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、切欠きブッシュが、補完ブッシュと対向配置して当接する合体着座面を備えていることにより、切欠きブッシュに補完ブッシュを対向配置させた際に、切欠きブッシュに弾性リングで締結された補完ブッシュが切欠きブッシュに安定して着座するため、切欠きブッシュと補完ブッシュと弾性リングとで構成されるマイクロメータ用ロータ取付ユニットをマイクロメータの製造過程において組み立てた状態で特段の治具等を用いることなく運搬して簡便に取り扱うことができる。

【0020】

本請求項３に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、切欠きブッシュが、ロータをスピンドルと同軸状に位置決め固定するロータ嵌合部を備えていることにより、マイクロメータ製造時に、切欠きブッシュのロータ嵌合部をロータに挿通するだけでロータがスピンドルと同軸状に位置決めされるため、ロータを切欠きブッシュに対して確実かつ簡便に組み付けることができる。

【0021】

本請求項４に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、補完ブッシュが、スピンドルに補完的に当接する内接補完面を備え、係合突部が補完ブッシュの内接補完面に設けられて突条を形成していることにより、係合突部が、その形成している突条の全長にわたりスピンドルの外周面に形成された係合溝部に確実に係合するため、スピンドルの回転に伴う進退運動に対してスピンドルの係合溝部から乗上げることなく安定した軸受け機能を発揮することができる。

【0022】

本請求項５に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、補完ブッシュの係合突部が、テーパー状誘導面を備えて補完ブッシュのロータ側に向かって突出高さを減じていることにより、補完ブッシュのテーパー状誘導面がスピンドルを緩やかに挿入するための挿通孔を創出するため、マイクロメータ製造時にスピンドルを切欠きブッシュと補完ブッシュとで構成される軸受空間に円滑に挿通して組み付けることができる。

【0023】

本請求項６に係る発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットによれば、補完ブッシュの内接補完面が、係合突部の他にスピンドルに対して軸方向に沿って線接触する少なくとも２つのスピンドル支承部を備えていることにより、スピンドルと補完ブッシュとの間の摩擦抵抗が低減されるため、スピンドルを進退させて被計測物を挟持する際に、スピンドルを小さい操作力で円滑に回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】一般的なデジタル式マイクロメータを示す模式図。

【図2】一般的なデジタル式マイクロメータのロータ取付構造を示す模式的断面図。

【図3】一般的なデジタル式マイクロメータのロータ取付構造を示す模式的斜視図。

【図4】本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを示す模式的斜視図。

【図5】本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを示す模式的分解図。

【図6A】本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットの組立て過程を示す説明図。

【図6B】本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットの組立て過程を示す説明図。

【図7】本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを構成する補完ブッシュの構成を示す模式的説明図。

【図8】実施例１及び実施例２に係る模式的Ａ－Ａ断面図。

【図9】実施例１に係る図８の部分拡大図。

【図10】実施例２に係る図８の部分拡大図。

【図11】実施例３に係る模式的Ａ－Ａ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は、スピンドルの外周面に嵌め込んでロータに固定する切欠きブッシュと、切欠きブッシュと合体してスピンドルの外周面を囲繞する補完ブッシュと、切欠きブッシュと補完ブッシュとを囲繞して締結する弾性リングとで構成されていることにより、測定誤差の原因となるあそびの発生を避けながら、スピンドルに挿通して装着する際に切欠きブッシュと補完ブッシュとが相互に離反することなくスピンドルに対して簡便に取付けられるばかりでなく、スピンドルに対して弾力的な遊嵌状態で装着されるため、スピンドルに対する円滑な軸受け機能を発揮することができるものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

【0026】

すなわち、本発明の切欠きブッシュの素材としては、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）若しくはポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料、又は、青銅、黄銅、鋳鉄若しくはスチール焼結等の金属材料を採用することができる。

【0027】

また、本発明の補完ブッシュの素材としては、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）若しくはポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料、又は、青銅、黄銅、鋳鉄若しくはスチール焼結等の金属材料を採用することができる。

【0028】

本発明の弾性リングとしては、ニトリルゴム、フッ素ゴム、三元系フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴム素材からなる弾性リング、特にＯリングを採用することができる。また、ゴム製の弾性リングに換えて、ステンレス鋼線製、ピアノ線製等のガータースプリングを採用することができる。

【0029】

なお、本明細書において「線接触」と説明している状態は、厳密に数学的な線接触に限られるものではなく、摩擦抵抗が低減される効果を発揮するのであれば、ごく細い帯状の部位において接触している状態をも含むものである。

【実施例0030】

以下に、本発明の一実施例であるマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００について、図４乃至図９に基づいて説明する。
ここで、図４は、本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを示す模式的斜視図であり、図５は、本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを示す模式的分解図であり、図６Ａは、本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットの組立て過程を示す説明図であり、図６Ｂは、本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットの組立て過程を示す説明図であり、図７は、本発明のマイクロメータ用ロータ取付ユニットを構成する補完ブッシュの構成を示す模式的説明図であり、図８は、実施例１及び実施例２に係る模式的Ａ－Ａ断面図であり、図９は、実施例１に係る図８の部分拡大図である。

【0031】

本実施例に係るマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００は、切欠きブッシュ１１０
と補完ブッシュ１２０と弾性リング１３０から構成されている。

【0032】

切欠きブッシュ１１０は、スピンドルＳｐを抱持する抱持面１１１と、スピンドルＳｐの長軸に平行な平坦面からなる一対の合体着座面１１２と、切欠きブッシュ１１０の外形を規定している本体外周面１１３と、弾性リング１３０が装着されて係合する弾性リング装着溝部１１４と、ロータＲに嵌合して位置決めするロータ嵌合部１１５と、ロータＲを嵌合した際にロータＲが切欠きブッシュ１１０に当接するロータ当接面１１６とを備えている。

【0033】

補完ブッシュ１２０は、図７等に示すように、スピンドルＳｐを抱持する抱持補完面１２１と、スピンドルＳｐの長軸に平行な平坦面からなる内接補完面１２２と、補完ブッシュ１２０の外形を規定している一対の外周補完面１２３と、弾性リング１３０が装着されて係合する弾性リング装着部１２４と、外周補完面１２３から外方に突出して弾性リング装着部１２４を挟んで軸方向に並んでいる一対の弾性リング固定突起１２５と、スピンドルＳｐの係合溝部Ｇに係合する係合突部１２６と、この係合突部１２６のアンビルＡ側の端部を斜めの平坦面としているテーパー状誘導面１２７とを備えている。また、抱持補完面１２１と係合突条部１２６との境界部において抱持補完面１２１がスピンドルＳｐから離れるように外方に膨らんでいる逃げ部１２８とを備えていてもよい。

【0034】

弾性リング１３０は、円形断面の環状の弾性部材から構成されている。

【0035】

次に、本実施例であるマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００を用いてロータＲをスピンドルＳｐに組み付ける手順を説明する。

【0036】

図５に示すように、ロータＲをスピンドルＳｐに組み付ける前の状態では、マイクロメータ用ロータ取付ユニット１００は、切欠きブッシュ１１０と補完ブッシュ１２０と弾性リング１３０に分かれている。

【0037】

まず、図６Ａに示すように、切欠きブッシュ１１０に補完ブッシュ１２０を係合させる。この時、補完ブッシュ１２０は切欠きブッシュ１１０の切り欠き部にちょうど収納される形状寸法関係となっており、切欠きブッシュ１１０の合体着座面１１２に補完ブッシュ１２０の内接補完面１２２が当接して位置決めされる。

【0038】

また、切欠きブッシュ１１０の抱持面１１１と補完ブッシュ１２０の抱持補完面１２１とが面一となって円筒状の内側面を形成して、スピンドルＳｐを両側から囲繞する構成となっている。

【0039】

さらに、切欠きブッシュ１１０の弾性リング装着溝部１１４と補完ブッシュ１２０の外周補完面１２３とが面一となって円柱状の外側面を形成する寸法形状となっている。

【0040】

次に、切欠きブッシュ１１０の弾性リング装着溝部１１４と補完ブッシュ１２０の外周補完面１２３とが面一となって形成した円柱状の側面に、弾性リング１３０を外側からかけ渡して装着し、切欠きブッシュ１１０と補完ブッシュ１２０とを囲繞させる。

【0041】

この際、弾性リング１３０は、補完ブッシュ１２０が備えている一対の弾性リング固定突起１２５の間に位置するように装着する。

【0042】

弾性リング１３０は弾性部材から構成されており、その内径が切欠きブッシュ１１０と補完ブッシュ１２０とが形成している円柱状の外側面の外径よりも小さく設定されているため、切欠きブッシュ１１０と補完ブッシュ１２０とが弾性リング１３０の締結力により位置決め固定されて、マイクロメータ用ロータ取付ユニット１００を構成する。

【0043】

次に、切欠きブッシュ１１０のロータ嵌合部１１５をドーナツ板状のロータＲの中央に設けられている円孔に嵌合させてロータＲをロータ当接面１１６に当接させて接着固定し、マイクロメータ用ロータ取付ユニット１００をロータＲと一体化させる。

【0044】

そして、ロータＲと一体化したマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００のロータＲが接着されている側からテーパー状誘導面１２７に沿ってスピンドルＳｐを挿入して、スピンドルＳｐの係合溝部Ｇに補完ブッシュ１２０の係合突部１２６を係合させて、図４及び図８に示すようにロータＲをスピンドルＳｐに組み付ける。

【0045】

スピンドルＳｐを挿入する際には、切欠きブッシュ１１０の抱持面１１１と補完ブッシュ１２０の抱持補完面１２１とで形成されている挿通孔が、弾性リング１３０の弾性変形により極く小さい寸法だけ拡がってスピンドルＳｐを受け入れる。そして、スピンドルＳｐの係合溝部Ｇに補完ブッシュ１２０の係合突部１２６が係合した際には、挿通孔の大きさが元に戻り、切欠きブッシュ１１０の抱持面１１１と補完ブッシュ１２０の抱持補完面１２１とが、スピンドルＳｐに密着して抱持することとなる。

【0046】

ここで、図９に示すように、係合溝部Ｇの開口幅と突条を形成している係合突部１２６の最大幅とが、略同一になっており、かつ、Ｖ字状の係合溝部Ｇの傾斜角度よりも、突条を形成している係合突部１２６の山形の傾斜角度が若干大きくなっているため、係合突部１２６が係合溝部Ｇの両縁部分で線接触することとなり、図９においては接点Ｃが係合溝部Ｇの両縁部分に位置して２点支持状態として表されている。

【0047】

なお、図９では逃げ部１２８を備えていない構成を示しているが、係合突部１２６が係合溝部Ｇの両縁部分で線接触する限りにおいて、図７に示すように逃げ部１２８を備えていても構わない。

【実施例0048】

次に、本発明の第２の実施例に係るマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００について、図１乃至図８及び図１０を用いて説明する。

【0049】

図１０は、実施例２に係る図８の部分拡大図である。本実施例のマイクロメータ用ロータ取付ユニット１００は、その断面形状が図１０に示すようになっている以外は、実施例１と同様に構成されている。

【0050】

すなわち、図１０に示すように、係合溝部Ｇの開口幅よりも、突条を形成している係合突部１２６の幅が小さくなっており、かつ、Ｖ字状の係合溝部Ｇの傾斜面に、突条を形成している係合突部１２６の２つの稜線部分が当接して線接触することとなり、図１０においては接点Ｃが係合溝部Ｇの両傾斜面に位置して２点支持状態として表されている。