特開 2024-131457 測定力調整機構及びそれを備える測定装置

(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】P2024131457

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】測定力調整機構及びそれを備える測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/02 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01B5/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041726

(22)【出願日】2023-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】110003535

【氏名又は名称】スプリング弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 愼弥

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA21

2F062AA32

2F062CC26

2F062EE01

2F062EE62

2F062GG46

2F062GG51

2F062HH21

2F062HH32

(57)【要約】      （修正有）

【課題】測定装置において、小型でありながらばねに余分なトルクを発生させない、外部から調整可能な測定力調整機構を実現する。
【解決手段】測定装置が備える測定力調整機構３００は、引張りばね１４６と、ばねの一端が係止する上側ばね係止具１６０と、ばねの反対端が係止する下側ばね係止具３１２とを備える。上側ばね係止具では、ばねが係止する側とは反対端にねじ部１６０ａが形成されており、このねじ部にかみ合うねじが形成され、ねじ形成部とは反対端側が測定装置の外部に露出した袋ナット３２０を有する。袋ナットの露出した部分に工具が嵌合可能な工具係止部３２２を設け、袋ナットの側面にシール溝３３４を形成する。袋ナットが回動しても、自身の軸周りに回転することなく上下動することが可能な回動規制手段１６０ｅを上側ばね係止具に形成した。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体が封入される測定装置が備える測定力調整機構において、
ばねと、前記ばねの一端が係止する上側ばね係止具と、前記ばねの反対端が係止する下側ばね係止具とを備え、
前記上側ばね係止具の前記ばねが係止する側とは反対端にねじを形成し、
前記ねじにかみ合うねじが形成されたねじ部を有し、前記ねじ部とは反対端側が前記測定装置の外部に露出した袋ナットを設け、
前記袋ナットは、露出部分に工具が係合可能な工具係止部を有し、かつ側面にシール溝を有し、
前記上側ばね係止具に、前記袋ナットが回動しても、自身の軸周りに回転することなく上下動することが可能な回動規制手段を形成したことを特徴とする測定力調整機構。

【請求項2】

前記工具係止部は、前記袋ナットの上部外表面に形成したボルト頭であるかもしくはドライバ溝であることを特徴とする請求項１に記載の測定力調整機構。

【請求項3】

前記上側ばね係止具は、軸方向に上から順に、前記ねじ部、小径部、を有し、前記袋ナットのねじが形成された高さ位置であって、前記上側ばね係止具の前記小径部の軸半径と同じかそれより大きくかつ前記上側ばね係止具の前記ねじ部の外半径よりは短い距離だけ前記袋ナットの軸から半径方向に離れた位置に、軸方向に略直角な方向に延びる、ピンを挿通可能な穴を形成したことを特徴とする請求項２に記載の測定力調整機構。

【請求項4】

前記上側ばね係止具は、軸直角断面が円の一部を切り欠いた切り欠き面を有しており、この切り欠き面は前記回動規制手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の測定力調整機構。

【請求項5】

前記下側ばね係止具は、ばね係止部が断面矩形の平板部であり、前記平板部が嵌合する溝が形成された台座を有することを特徴とする請求項１に記載の測定力調整機構。

【請求項6】

一端に測定子が取り付けられたアームと、前記アームに連接するレバーと、前記レバーを液密に収納する密閉ケースと、前記密閉ケース内に配設されたリトラクト機構と、前記リトラクト機構に隣り合い前記密閉ケースに配設された測定力調整機構と、前期密閉ケースに配設され前記リトラクト機構を挟んで前記測定力調整機構とは反対側に配設された作動トランスとを含み、被測定物であるワークに前記測定子を当接させて被測定物を測定する測定装置において、
前記測定力調整機構は、引張りばねと、この引張りばねの両端がそれぞれ係止する上側ばね係止具及び下側ばね係止具と、前記上側ばね係止具の上部に位置し、内部にねじが形成された袋ナットとを備え、
前記上側ばね係止具は、前記引張りばねが係止する側とは反対端に前記袋ナットに形成されたねじにかみ合うねじを有し、
前記袋ナットはねじが形成された開放端とは反対端側が、前記測定装置の外部に露出しており、前記袋ナットの露出した部分に工具が係合可能な工具係止部が形成されており、さらに前記袋ナットの側面にシール溝が形成されており、
前記上側ばね係止具は、前記袋ナットが回動しても、前記リトラクト機構の外側面と協働して、自身の軸周りに回転することなく上下動することが可能であることを特徴とする測定装置。

【請求項7】

前記上側ばね係止具は、軸方向に上から順に、ねじ部、小径部、ばね係止部を有し、
前記袋ナットに、軸方向に直角な方向に延びるピンを挿通可能な穴を形成し、前記穴の軸方向位置は前記袋ナット内に形成されたねじ部内であり、前記穴の半径方向位置は、前記上側ばね係止具の小径部の軸半径と同じかそれより大きくかつ前記上側ばね係止具の前記ねじ部の外半径よりは短い距離だけ前記袋ナットの軸心から離れた位置であることを特徴とする請求項６に記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに当接させる測定子の測定力を調整する測定力調整機構及びそれを備える測定装置に係り、特に、測定子の当接に空気圧シリンダを利用する場合に好適な測定力調整機構及びそれを備える測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

軸部材の外径等を電気的に計測および寸法チェックするために、空気圧シリンダを備える寸法測定装置がしばしば用いられる。例えば、機械部品の長さ寸法をチェックするために、ゲージヘッドまたは測定ヘッドを用いることが特許文献１に記載されている。そして、測定ヘッドは、溝と長手方向の幾何学的な軸を規定するケーシングを備えた支持構造材と、アームおよびフィーラを備えた支持構造材に対して移動可能なアームセットと、アームと支持構造材との間に配置され、横断軸を中心にして支持構造材に対してアームの移動を可能にする支点と、アームと支持構造材との間に配置され、検査対象の機械部品の表面に向かってフィーラを付勢するスラスト装置と、アームおよび支持構造材に連結され、支持構造材に対してアームの位置に応じた信号を供給する変換器を有している。これにより、測定ヘッドは高水準の繰り返し精度を保障している。

【0003】

特許文献２には、測定ヘッドのアームを簡単な構造でリトラクトさせるために、測定ヘッドがリトラクト機構として形状記憶合金アクチュエータを備えることが開示されている。形状記憶合金アクチュエータは、形状記憶合金製のコイルばねとバイアスばね等を含み、コイルばねとバイアスばねはロッドの両端部からロッドの中途部に固定されたフランジに向けて挿通されたのち、バイアスばねが収縮された状態でホルダーに保持される。コイルばねに通電されてコイルばねが変態温度以上に加熱されると、コイルばねが変形し、ロッドが押し下げ板を押し下げ、コンタクトがリトラクトされる。

【0004】

さらに特許文献３には、空気圧シリンダ内で結露が発生するのを防止するために、空気圧シリンダが、シリンダと、シリンダ内部を第１室、第２室に区画するピストンとを備える。さらに、ピストンまたはシリンダの内面に、第１室と第２室間を一方向連通する結露手段を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１－６４６９４号公報

【特許文献2】特開２００１－２７５０３号公報

【特許文献3】特開２０２０－１１２２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、空気圧シリンダを用いた寸法測定装置(測定ヘッド)では、測定対象である被測定物の材質や表面処理、大きさ等の性状に応じて、被測定物へ与える測定力を変化させて、高精度な寸法測定を実現している。そのため、測定圧を付加する測定圧調整機構を寸法測定ヘッドに設け、寸法測定ヘッドを実際に被測定物に接触もしくは手近に置きながら、測定圧調整機構を外部から調整できることが望まれている。なお、寸法測定装置であるので計測のしやすさから、被測定物に直接接触する接触子部分を含めた装置全体が小型であることも求められている。市販の測定ヘッドの主要部の各辺は１００ｍｍを超え無い大きさに設定されているものがほとんどである。

【0007】

上記特許文献１に記載の寸法検査用ヘッドには、測定力を調整する装置としてスラスト装置が設けられている。スラスト装置は、検査対象の機械部品の表面に接触子を押し付けるために、上下に配置された第１、第２のフッキング要素とそれら要素間に配設されたばねを備える。ばねの両端は、フッキング要素に形成された貫通穴に保持されている。下側に配置されたフッキング要素は、ばね下端を上端部で保持する袋ねじ(ガイドネック)と、この袋ねじに螺合する雄ねじが形成された調整ねじを有する。なお袋ねじは、第２のフッキング要素の軸方向の回転を阻止するための正方形の断面を有している。ケーシングの外部から調整ねじのヘッドを回転させると、第２のフッキング要素が上下動し、ばねのバイアスが変化してアームに加える測定力が変化する。

【0008】

この特許文献１に記載の検査用ヘッドでは、ばねの回転を阻止することや、検査用ヘッド内部に充満されるシリコンオイル等の液体が検査用ヘッドから外部に漏れるのを防止するシール、外部からのばね力の調整を可能にすることまで考慮されているので、実用性が高いが、それらをすべて満たすために構造が複雑になるとともに、ばねに許容される空間が少なくなり対応できるばね力が制限を受ける。また、シール部とばね力調整位置が近接せざるを得ず、必ずしも小型化することが容易ではない。

【0009】

また特許文献２に記載の測定ヘッドでは、アーム１６にＬ字状の突出部を形成し、スプリングを介してヘッド本体に突出部を支持している。スプリングの付勢力によって突出部が上方に引っ張られ、測定用アームを介して接触子が十字ばねを支点として測定方向に移動する。その結果、スプリングの付勢力によって接触子に測定用圧力が付与される。
この公報に記載の測定ヘッドでは、ねじに測定圧調整用のスプリングの端部を引っ掛ける構造であるので、ばね力を調整するためにねじを回動させると、スプリングもねじとともに回動する。スプリングが回動するとスプリングのレバーへの取り付け端側では捩じれトルクが発生する。そして、レバーの揺動方向とレバーに引っ掛けられるスプリング端部のフックの向きが一致するまで回動すると、フックの応力の増大により長期の使用ではスプリングの破損に至る虞があるし、破損しなくても、接触子に過大な測定用圧力が付与される虞がある。

【0010】

特許文献３には、ケース内であって軸の保持台よりも反測定子側に引張りバネを配設し、引張りバネの一端側をケースの内側に突出した支軸に係止し、引張りバネの他端側を軸の長手方向中間部に設けた係止具に係止している。これにより、引張りバネはその位置で軸を引き寄せるように作用し、軸は揺動軸を中心に揺動し、次いでアーム２３４を下方に押し付ける。これにより、計測力が付加される。この引っ張りばねは、特許文献２に記載のものと同様の構成であるから、引っ張りばねの調整のために係止具を調整すると、係止具とともに引っ張りばねが回動し、引っ張りばねに余分なねじれトルクが発生する。
本発明は上記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、小型でありながらばねに余分なトルクを発生させない、外部から調整可能な測定力調整機構を実現することにある。本発明の他の目的は測定ヘッド内部に充填されるシリコンオイル等の緩衝液の外部への漏れを阻止しながら、小型で簡素な構成の外部から調整可能な測定力調整機構を実現することにある。そしてこれら目的の少なくともいずれかを達成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成する本発明の特徴は、以下のとおりである。
［１］ 液体が封入される測定装置が備える測定力調整機構において、ばねと、上記ばねの一端が係止する上側ばね係止具と、上記ばねの反対端が係止する下側ばね係止具とを備え、上記上側ばね係止具の上記ばねが係止する側とは反対端にねじを形成し、上記ねじにかみ合うねじが形成されたねじ部を有し、上記ねじ部とは反対端側が上記測定装置の外部に露出した袋ナットを設け、上記袋ナットは、露出部分に工具が係合可能な工具係止部を有し、かつ側面にシール溝を有し、上記上側ばね係止具に、上記袋ナットが回動しても、自身の軸周りに回転することなく上下動することが可能な回動規制手段を形成したことを特徴とする測定力調整機構。
［２］ 上記工具係止部は、上記袋ナットの上部外表面に形成したボルト頭であるかもしくはドライバ溝であることを特徴とする［１］に記載の測定力調整機構。
［３］ 上記上側ばね係止具は、軸方向に上から順に、上記ねじ部、小径部、を有し、上記袋ナットのねじが形成された高さ位置であって、上記上側ばね係止具の上記小径部の軸半径と同じかそれより大きくかつ上記上側ばね係止具の上記ねじ部の外半径よりは短い距離だけ上記袋ナットの軸から半径方向に離れた位置に、軸方向に略直角な方向に延びる、ピンを挿通可能な穴を形成したことを特徴とする［２］に記載の測定力調整機構。
［４］ 上記上側ばね係止具は、軸直角断面が円の一部を切り欠いた切り欠き面を有しており、この切り欠き面は上記回動規制手段を構成することを特徴とする［１］に記載の測定力調整機構。
［５］ 上記下側ばね係止具は、ばね係止部が断面矩形の平板部であり、上記平板部が嵌合する溝が形成された台座を有することを特徴とする［１］に記載の測定力調整機構。
［６］ 一端に測定子が取り付けられたアームと、上記アームに連接するレバーと、上記レバーを液密に収納する密閉ケースと、上記密閉ケース内に配設されたリトラクト機構と、上記リトラクト機構に隣り合い上記密閉ケースに配設された測定力調整機構と、前期密閉ケースに配設され上記リトラクト機構を挟んで上記測定力調整機構とは反対側に配設された作動トランスとを含み、被測定物であるワークに上記測定子を当接させて被測定物を測定する測定装置において、上記測定力調整機構は、引張りばねと、この引張りばねの両端がそれぞれ係止する上側ばね係止具及び下側ばね係止具と、上記上側ばね係止具の上部に位置し、内部にねじが形成された袋ナットとを備え、上記上側ばね係止具は、上記引張りばねが係止する側とは反対端に上記袋ナットに形成されたねじにかみ合うねじを有し、上記袋ナットはねじが形成された開放端とは反対端側が、上記測定装置の外部に露出しており、上記袋ナットの露出した部分に工具が係合可能な工具係止部が形成されており、さらに上記袋ナットの側面にシール溝が形成されており、上記上側ばね係止具は、上記袋ナットが回動しても、上記リトラクト機構の外側面と協働して、自身の軸周りに回転することなく上下動することが可能であることを特徴とする測定装置。
［７］ 上記上側ばね係止具は、軸方向に上から順に、ねじ部、小径部、ばね係止部を有し、上記袋ナットに、軸方向に直角な方向に延びるピンを挿通可能な穴を形成し、上記穴の軸方向位置は上記袋ナット内に形成されたねじ部内であり、上記穴の半径方向位置は、上記上側ばね係止具の小径部の軸半径と同じかそれより大きくかつ上記上側ばね係止具の上記ねじ部の外半径よりは短い距離だけ上記袋ナットの軸心から離れた位置であることを特徴とする［６］に記載の測定装置。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、引張ばねの一端が係止する上側係止具に周り止め機能と袋ナットにかみ合うねじを構成し、このねじにかみ合う袋ナットの外周面をシールしかつ袋ナットの上面を外部に露出する構造としたので、小型でありながらばねに余分なトルクを発生させない。また、測定ヘッド内部に充填されるシリコンオイル等の緩衝液の外部への漏れを阻止しながら、小型で簡素な構成の外部から調整可能な測定力調整機構が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る測定力調整機構を備えた測定装置の使用例を示す図である。

【図2】測定装置の一実施例の概略縦断面図である。

【図3】図２に示した測定装置が備える測定力調整機構の縦断面図及び、測定力調整機構のＡ－Ａ視図、Ｂ－Ｂ視図、Ｃ－Ｃ視図、Ｄ矢視図、Ｅ－Ｅ視図である。

【図4】図２に示した測定力調整機構が備えるばね周りの斜視図である。

【図5】図２に示した測定装置が備える袋ナットの縦断面図(同図(ａ))、および上側ばね係止具の正面図(同図(ｂ))である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下本発明の実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る測定装置６０を用いてワークＷであるコミテータの外径の振れを測定する様子を示す模式斜視図である。測定装置６０による測定では、汎用測定ヘッド(測定子２５０)と、制御処理装置２０や図示しない空気源等が用いられる。測定前または測定後に測定子２５０をワークＷから引き離すためにリトラクト機構が、測定装置６０に設けられている。また、ワークＷへ適切な測定力を付与するために、測定力調整機構３００(図２参照)も測定装置６０は有している。
測定力調整機構３００で調整された測定力と、リトラクト機構のバネ力とで、測定台３０に載置されたワークＷに測定子２５０を適切な測定力で当接させて、コミテータ軸の振れを測定する。得られた結果は、作動トランス１８０の出力として制御処理装置２０が処理する。

【0015】

測定装置６０の詳細を、図２に縦断面図で示す。測定装置６０は、ほぼ直方体のケース部材１９０内に、リトラクト機構１００と作動トランス１８０を収容している。ケース部材１９０は、リトラクト機構保持部材１９４を介してリトラクト機構１００を収容する空間、および作動トランス１８０を収容する空間が内部に形成されたケース部材本体１９０ｆと、作動トランス１８０を収容する側に配置される側面部材１９０ａと、ケース部材本体１９０ｆの上面をほぼ覆う蓋部材１９０ｄと、ケース部材本体１９０ｆの下面をシール部材１９０ｃを介して覆う底板１９０ｂを有する。測定装置６０のケース部材１９０の内部には、測定子２５０をワークＷに当接させる際に生じる衝撃を緩衝するために、シリコンオイル等の液体が封入されている。そのため、ケース部材１９０は、リトラクト機構保持部材１９４等とともに、全体として密閉（液密）容器を構成する。

【0016】

測定子２５０にアーム２３４を介して接続されるレバー軸１３２が、ケース部材１９０から横方向に(図２では、ケース部材１９０の右側面部から右側に)延在している。ケース部材１９０とレバー軸１３２の間には、レバー軸１３２の味噌すり運動を可能にするベローズ２２０が配設されており、ベローズ２２０の両端部にはそれぞれ係止部２２２、２２４が形成されている。ケース部材１９０内には、揺動軸１４０がレバー軸１３２に実質的に直角方向に配置されており、揺動軸１４０はレバー軸１３２の長手方向中間部に配設された保持台１４２に設けた貫通穴に嵌合している。従ってレバー軸１３２は、揺動軸１４０周りに揺動可能である。

【0017】

ケース部材１９０の一側面(図２では右側面)は開口形状であり、開口部に上述したベローズ２２０の一端側が係止部２２２により気密に保持されている。ベローズ２２０の他端側は、レバー軸１３２の端部１３２ｂに係止部２２４により気密に接続されている。レバー軸１３２のベローズ２２０取付け側端部１３２ｂは、連結具２３２を介してアーム２３４に位置調整可能に接続されている。

【0018】

レバー軸１３２に接続する側とは反対側であってアーム２３４の先端部には、測定子２５０を保持する測定子ホルダ２３６が取付けられている。測定子ホルダ２３６に係止する留めネジ２３８を調整することにより、測定子２５０の先端部にある接触子２４０は、図２では上下方向に、位置調整可能になる。図１に示したような軸振れ測定の場合には、接触子２４０を下方に押し付けて、ワークＷを回転させながら測定する。
接触子２４０を下方に押し付ける測定力調整機構３００が、ケース部材１９０内のほぼ中央部に配設されている。詳細を後述するように、測定力調整機構３００は、上側に配置する袋ナット３２０と、袋ナット３２０に螺合する上側ばね係止具 と、引っ張りばね１４６と、下側ばね係止具３１２を主要構成要素としている。

【0019】

袋ナット３２０を締める方向に回転させると、袋ナット３２０に螺合する上側ばね係止具１６０が上方に持ち上げられ、上側ばね係止具１６０に一端が係止する引っ張りばね１４６が伸長されレバー軸１３２を持ち上げる。レバー軸１３２は、揺動軸１４０周りに回動し、レバー軸１３２に連接されたアーム２３４を下方に押し出す。このアーム２３４を下方に押し出す力が、測定子２５０の位置で接触子２４０の測定力に変換される。
測定力調整機構３００に隣り合って、リトラクト機構１００が配設されている。リトラクト機構１００は、下端部に穴が形成された空洞形状のシリンダ１１０と、シリンダ１１０内に上下動可能に配設され、シリンダ１１０の下端部の穴から軸が延在するピストン１１４と、ピストン１１４の軸に巻回されるコイルばね１２２とを備える。

【0020】

ピストン１１４の上面に図示しない空気源から高圧空気を選択的に導くことにより、ピストン１１４はコイルばね１２２のばね力に抗して上下方向に移動することが可能になる。そして、ピストン１１４が下方に移動してその軸がレバー軸１３２に当接すると、レバー軸１３２は揺動軸１４０周りに回動または揺動する。これにより、レバー軸１３２に連接されたアーム２３４の先端に取り付けられた測定子２５０は上方に回動し、測定子２５０のリトラクトが実行される。

【0021】

レバー軸１３２の反測定子側１３２ａの端部近傍では、レバー軸１３２に垂直に変位軸１８２が取付けられており、変位軸１８２を取り囲むようにコイル１８４が巻回されて作動トランス１８０を構成している。作動トランス１８０の信号は端子処理部１８６に入力され信号処理されたのち、制御処理装置２０に導かれる（図１参照）。

【0022】

以上は、一般的な一軸の空気圧シリンダであるシリンダ１１０を用いた測定装置６０の概要であるが、以下に本発明の特徴的な構成である測定力調整機構３００の詳細を、図３～図５を用いて説明する。図３（ａ）は、図２に示した測定装置６０が備える測定力調整機構３００の縦断面図であり、図３(ｂ)～図３(ｆ)は、図３(ａ)における、それぞれＡ－Ａ矢視断面図、Ｂ－Ｂ矢視断面図、Ｃ－Ｃ矢視断面図、Ｄ視図、Ｅ－Ｅ矢視断面図である。図４は、測定力調整機構３００が備える上側ばね係止具１６０に引張りばね１４６の上側係合部１４６ａが係止した状態を示す斜視図である。なお、引張りばね１４６は、上側係合部１４６ａに続いて、引張りばね部１４６ｂ、下側係合部１４６ｃを有する。
また、図５(ａ)は測定力調整機構３００が備える袋ナット３２０の縦断面図、図５(ｂ)は上側ばね係止具１６０の正面図である。

【0023】

測定力調整機構３００において、最上部（露出部分、上部外表面）に位置する袋ナット３２０は上端部が測定装置６０の外部に露出しており、図５(ａ)に示すように、おおよそ円柱状である。上端部近傍は、六角ボルトの頭部と同様の六角形状になっている(図３(ｂ)参照)。この六角形状の工具係止部３２２に工具のスパナを係合することで、袋ナット３２０は測定装置６０の外部からの回動が可能になる。六角形状の工具係止部３２２の下側は、その他の部分より大径のストッパ部３３２に形成されており、測定力調整機構３００を測定装置６０に組み込んだ際のストッパ部３３２となっている。すなわち、袋ナット３２０は、測定装置６０に組み込んだ際に、ストッパ部３３２の下端面が、リトラクト機構保持部材１９４の上面及びケース部材本体１９０ｆの段付き部上面に当接することで、下方への移動が制限される。

【0024】

ストッパ部３３２の下方は、円筒状であり、その外面にはＯリング等のシール部材が装着されるシール溝３３４が形成されている。上述したとおり、測定装置６０の内部には液体が充満されているので、その液体が外部に漏れるのを防止するためＯリング等でシールする。袋ナット３２０の下面中央部から上方に向けて、ねじ穴３３８が形成されている。ねじ穴３３８には、上側ばね係止具１６０の雄ねじであるねじ部１６０ａがかみ合う。袋ナット３２０のねじ穴３３８が形成されている部分であって上下方向中間の高さの位置に、ねじ穴３３８に接近して軸直角方向に延びるピン穴３３６が形成されている。

【0025】

上側ばね係止具１６０は、図５(ｂ)の正面図に示すように、上下方向に順にねじ部１６０ａ、小径部１６０ｂ、ばね係止部１６０ｆを有する。最上部のねじ部１６０ａには袋ナット３２０のねじ穴３３８にねじ込み可能なねじが形成されている。ねじ部１６０ａの外径は、φｄ１である。小径部１６０ｂは、ねじ部１６０ａの真下に形成されており、ねじ部１６０ａの外径φｄ１より小径のφｄ２に外径が形成されている。

【0026】

最下段のばね係止部１６０ｆは、引張りばね１４６の上端部を係止するばね係合用穴１４８が中央部に形成された部分である。ばね係合用穴１４８は、上側ばね係止具１６０の軸方向に直角な方向に貫通している。ここで、ばね係止部１６０ｆでは、引っ張りばね１４６の上端部を係止するとともに、上側ばね係止具１６０全体が袋ナット３２０の回動とともに軸周りに回転して、ばね係合用穴１４８に係止した引張りばね１４６にねじれトルクが加わるのを防止するまたは引張りばね１４６が軸回りに回転するのを防止することも求められており、回り止めとして機能させる必要がある。

【0027】

本実施例では、ばね係止部１６０ｆの形状を以下のように定めている。ねじ部１６０ａの外径φｄ１より大径のφｄ３の外径を持つ円柱において、側面を少なくとも１か所切り落としまたは切り欠いて切り欠き面１６０ｃ、１６０ｅを形成し、断面をおむすび形状にする(図３（ｄ）参照)。その際、φｄ２の外径部を少なくとも周方向の一部に残しておくか、ねじ部１６０ａの半径（＝φｄ１／２）より大きい半径長さの部分を周方向の一部に形成する。

【0028】

切り欠き面１６０ｃを複数作成した場合は、そのうちの１面は、測定力調整機構３００に隣り合って配設されるリトラクト機構保持部材１９４の側面に対面する。ここで、リトラクト機構保持部材１９４と上側ばね係止具１６０の軸心との距離は以下のように設定されている。ばね係止部１６０ｆにおける軸心から切り欠き面１６０ｃ、１６０ｅまでの距離λ１(図５(ｂ)参照)とほぼ等しく、厳密にはばね係止部１６０ｆが上下に移動できる隙間だけλより大きく設定される。すなわち、切り欠き面１６０ｅをリトラクト機構保持部材１９４の側面に対向させながら、上側ばね係止具１６０を上下動させることができるための隙間分だけ大きい。

【0029】

袋ナット３２０を回動して上側ばね係止具１６０を上下動させるときに、袋ナット３２０とともに上側ばね係止具１６０が回動しても、リトラクト機構保持部材１９４の側面に対向する切り欠き面１６０ｅが斜めに対向してリトラクト機構保持部材１９４の側面に当接する。当接により、袋ナット３２０は回動できても、上側ばね係止具１６０はそれ以上の回動が規制される。これにより、上側ばね係止具１６０は回動しないで上下動するので、ばね係止部１６０ｆは、リトラクト機構保持部材１９４と協働して上側ばね係止具１６０の回り止め(回動規制)手段を構成する。

【0030】

なお、上側ばね係止具１６０のばね係止部１６０ｆでは、ばね係合用穴１４８の周りを一部切り落として平坦面１６０ｄを形成している。平坦面１６０ｄは、引張りばね１４６の上端部をばね係合用穴１４８に挿通するのを容易にするために、設けられる(図３(ｄ)参照)。

【0031】

図３(ｃ)に示すように、袋ナット３２０のピン穴３３６には、ピン３２６を挿通可能である。ピン３２６は、上下方向に関して上側ばね係止具１６０の小径部１６０ｂに位置する。ピン穴３３６の位置は、小径部１６０ｂの軸半径と同じか、それよりも大きく、かつ、ねじ部１６０ａの外半径よりは短い距離だけ、袋ナット３２０の軸から半径方向に離れた位置とされる。このピン穴３３６に軸方向に略直角な方向に延びるピンを挿通すると、これが、上側ばね係止具１６０が下方に過度に沈みこむことを防止する、ストッパとして作用する。言い換えれば、ピン３２６は、小径部１６０ｂの上下動を妨げないよう、小径部１６０ｂと接触するか、又は、接触しないよう構成され、一方で、下側ストッパ面３４２、上側ばねストッパ面３４４とは接触するように、すなわち、少なくともねじ部１６０ａをピン３２６を超えて下側に通さないような位置・大きさに調整される。

【0032】

袋ナット３２０の回動に伴い上側ばね係止具１６０が上下動する際に、ピン３２６の位置に小径部１６０ｂがある間は上下方向ともに移動可能である。しかし、ねじ部１６０ａの下端面がピン３２６の位置まで下降すると、ピン３２６とねじ部１６０ａの下側ストッパ面３４２が干渉して、上側ばね係止具１６０はそれ以上下方に沈むことができない。

【0033】

一方、袋ナット３２０の回動により上側ばね係止具１６０が持ち上げられた場合、ばね係止部１６０ｆの上端面である上側ばねストッパ面３４４が袋ナット３２０の下端面に当接するまでは、上側ばね係止具１６０は上昇可能である。しかし、上側ばねストッパ面３４４が袋ナット３２０の下端面に当接すると、上側ばね係止具１６０はそれ以上上昇することができない。すなわち、袋ナット３２０の下端面とばね係止部１６０ｆの上端面は、上側ばね係止具１６０の上昇を阻止するストッパを構成する。

【0034】

引張りばね１４６は一般的なコイルばねであり、一方の端部は上側ばね係止具１６０に形成したばね係合用穴１４８に、他方の端部は下側ばね係止具３１２に形成したばね係止用穴１３４に係止する。下側ばね係止具３１２は、レバー軸１３２の反測定子側１３２ａに形成した段付き穴１３２ｃに嵌合する台座３１４に引張りばね１４６のばね力で固定される。

【0035】

つまり、下側ばね係止具３１２の上部は断面矩形の平板状（断面矩形の平板部）であり、係合部３１２ａとして形成されている。一方、円形の台座３１４の中央部には、下側ばね係止具３１２の係合部３１２ａの断面形状に応じた矩形の溝が形成されている。下側ばね係止具３１２の係合部３１２ａを矩形の溝に係合して、係合部３１２ａを上方に突出させる(図３(ａ)、図３(ｅ)参照)ことで、ばね係合用穴１４８に係止した引張ばねが台座３１４を上方に持ち上げる。台座３１４は、レバー軸１３２の段付き穴１３２ｃで上昇を阻止されるので、下側ばね係止具３１２は台座３１４に固定される。

【0036】

なお、袋ナット３２０を回動しても、上述したとおり、回り止めにより上側ばね係止具１６０が回動しないので、下側ばね係止具３１２も回動しない。これにより、上側ばね係止具１６０と下側ばね係止具３１２間に配設される引張ばね１４６にねじれトルクが加わるのを防止できる。下側ばね係止具３１２の下部には、工具であるレンチが係合可能なレンチ係止部３１２ｂが、本実施例では四角形状に形成されている。レンチ係止部３１２ｂの下部には、フランジ３１２ｃが形成されており(図３(ｆ)参照)、レンチの逸脱を防止する。このレンチ係止部３１２ｂは、引張ばね１４６の向きを調整する際に使用する。

【0037】

以上説明したように、本実施例に記載の測定装置では、(１)小型であること、(２)外部から測定力を調整可能であること、(３)引張りばねにねじれトルクを加えないこと、(４)測定装置内に充填したシリコンオイル等の液体が外部に漏れるのを防止することが求められている。そのため、本実施例では、引張りばねの一端が係止する上側ばね係止具に回り止めを構成し、下側ばね係止具の位置及び向きを固定している。また、上側ばね係止具の端部に雄ねじ部を形成し、この雄ねじにかみ合うメスねじを有する袋ナット構造を採用し、袋ナットの外周面をシールするようにしている。これにより、引張ばねに余分なねじれトルクが発生するのを防止できる。さらに、ばねの向きが変化してレバーの揺動力を増出させることを防止できる。さらにまた、簡単な構成でシールおよびばね力を変化させることができるので、測定装置に配設する測定力調整機構を小型化でき、測定装置の小型化に寄与できる。また、構造が簡素であり、主要港製品である引張ばねは伸縮方向に変形するだけなので余分なねじりトルクが加わらず、測定装置の信頼性を向上できる。

【0038】

上記実施例では、測定装置の外部に露出する部分を、袋ナットとしているが、外部に露出する部分をボルトとし、上側ばね係止具に袋ナットを形成しても同様に引張ばねにねじれトルクが加わらない構造とすることができる。ただし、袋ナットを外部に露出する構造のほうが、より小型化しやすい。また、上側ばね係止具のばね係止部の形状は、本実施例に記載のものに限らず、断面四角形、五角形、六角形や、円中の一面を切り欠いた形状でもよいことは言うまでもない。また、ドライバ溝であってもよい。いずれにしろ、隣り合うリトラクト機構保持部材に当接して回転が止められる構造であればよい。

【0039】

なお、不測の袋ナットの回動が生じないように、袋ナットに近接して取り外し可能な蓋部材１９０ｄを設けることが望ましい。これにより、袋ナットの上面のボルト頭部にレンチが係合するのを防止できる。

【符号の説明】

【0040】

２０…制御処理装置、３０…測定台、６０…(寸法)測定装置、１００…リトラクト機構、１１０…シリンダ、１１４…ピストン、１２２…コイルばね、１３０…揺動手段、１３２…レバー軸、１３２ａ…反測定子側、１３２ｂ…（側）端部、１３４…ばね係止用穴、１４０…揺動軸、１４２…保持台、１４６…引張りバネ、１４６ａ…上側係合部、１４６ｂ…（引っ張り）ばね部、１４６ｃ…下側係合部、１４８…ばね係合用穴、１６０…上側ばね係止具、１６０ａ…(雄)ねじ部、１６０ｂ…小径部、１６０ｃ…切り欠き面、１６０ｄ…平坦面、１６０ｅ…切り欠き面、１６０ｆ…ばね係止部、１８０…作動トランス、１８２…変位軸、１８４…コイル、１８６…端子処理部、１９０…ケース部材、１９０ａ…側面部材、１９０ｂ…底板、１９０ｃ…シール部材、１９０ｄ…蓋部材、１９０ｆ…ケース部材本体、１９４…リトラクト機構保持部材、２２０…ベローズ、２２２、２２４…係止部、２３２…連結具、２３４…アーム、２３６…測定子ホルダ、２３８…留めネジ、２４０…接触子、２５０…測定子、３００…測定力調整機構、３１２…下側ばね係止具、３１２ａ…係合部、３１２ｂ…レンチ係止部、３１２ｃ…フランジ、３１４…台座、３２０…袋ナット、３２２…工具係止部、３２４…シール部材(Ｏリング)、３２６…ピン、３３２…ストッパ部、３３４…シール溝、３３６…ピン穴、３３８…（上側ばね係止具ねじ用）ねじ穴、３４２…下側ストッパ面、３４４…上側ばねストッパ面、Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】