專利名稱：數(shù)字式位移測定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)測桿軸向的位移量來測定被測定物尺寸等的數(shù)字式位
移測定器。
背景技術(shù)：
作為通常的數(shù)字式位移測定器之一的數(shù)字式測微器的結(jié)構(gòu)是，包括 本體、螺合在該本體并沿軸向進(jìn)退的測桿、檢測該測桿的位移量的編碼器、 將根據(jù)該編碼器的檢測值求出的測桿的位移量進(jìn)行數(shù)字顯示的顯示部。
編碼器的結(jié)構(gòu)是，將固定在本體的定子與設(shè)置成能夠與測桿同步旋轉(zhuǎn) 的轉(zhuǎn)子相對(duì)配置，檢測相對(duì)定子的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量(角度)，而求得相對(duì)本體 的測桿的位移量。
圖5和圖6表示現(xiàn)有的數(shù)字式測微器中轉(zhuǎn)子部41的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子43被 支承在具有卡合鍵47的轉(zhuǎn)子支承部件440上。在測桿2的外周面軸向上形 成有卡合槽23,卡合鍵47與該卡合槽23卡合。這樣，轉(zhuǎn)子43與測桿2在 軸向上的移動(dòng)無關(guān)而被保持在固定位置，且與定子42的間隔保持一定。
測桿2相對(duì)于數(shù)字式測微器本體一邊沿周向旋轉(zhuǎn)一邊在軸向上進(jìn)退。 這樣，由于與測桿2同步地轉(zhuǎn)子支承部件440也旋轉(zhuǎn)，所以，檢測轉(zhuǎn)子43 相對(duì)定子42的旋轉(zhuǎn)角度并將其變換成測桿2的位移量且進(jìn)行數(shù)字顯示。
這樣，在數(shù)字式測微器中，作為將定子與轉(zhuǎn)子的間隔保持一定并將測 桿的旋轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子傳遞的旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)使用如下的機(jī)構(gòu)，即，是將形成在測 桿外周面軸向上的卡合槽、能與卡合槽卡合的卡合鍵和具備該卡合鍵的轉(zhuǎn)
子支承部件組合的機(jī)構(gòu)。
但在這種旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)中，有可能會(huì)由于卡合鍵的深度位置而產(chǎn)生旋 轉(zhuǎn)傳遞誤差。
例如在卡合鍵的前端與卡合槽之間存在間隙的情況下，會(huì)由于該間隙 量而產(chǎn)生測桿的旋轉(zhuǎn)不向卡合鍵傳遞的游隙區(qū)域，從而出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傳遞誤差。 此外，在將卡合鍵強(qiáng)力地按壓向卡合槽時(shí)，則會(huì)妨礙測桿的順暢進(jìn)退。
為了避免這樣的問題，則需要將卡合鍵的深度位置精密調(diào)整到如下位 置，即，使卡合鍵的前端與卡合槽接觸而且卡合鍵不會(huì)向卡合槽施加過度 的壓力的位置。但這種調(diào)整要求有非常精密的操作，會(huì)很困難。
為此，人們提出了一種新型的數(shù)字式位移測定器(文獻(xiàn)(日本)特開 2003-202201號(hào)公報(bào))，該數(shù)字式位移測定器使用板簧等，使卡合鍵以適度 的力向卡合槽實(shí)壓，使卡合鍵與卡合槽沒有間隙地卡合。
然而，所述文獻(xiàn)記載的測定器，在將轉(zhuǎn)子部和卡合鍵組裝到測桿上時(shí)， 在操作性存在問題。
在將轉(zhuǎn)子部和卡合鍵向測桿組裝時(shí)有兩種方法。
第一種方法是，在將轉(zhuǎn)子部向測桿組裝后，將卡合鍵和板簧組裝到轉(zhuǎn) 子支承部件上。在該方法中，由于轉(zhuǎn)子部能夠沿測桿的軸向旋轉(zhuǎn)，所以需 要一邊按壓轉(zhuǎn)子部使其不旋轉(zhuǎn)， 一邊進(jìn)行組裝作業(yè)，因此，操作性非常差。
第二種方法是，在將卡合鍵和板簧組裝到轉(zhuǎn)子支承部件上后，將轉(zhuǎn)子 部組裝到測桿上。但方法有可能在組裝前使卡合鍵脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種數(shù)字式位移測定器，其不需要卡合鍵 的精密的深度位置調(diào)整，轉(zhuǎn)子部向測桿的組裝容易，并且能夠確保測桿順 暢地進(jìn)退，從而減小旋轉(zhuǎn)傳遞誤差。
本發(fā)明的數(shù)字式位移測定器包括本體、螺合在該本體上并在軸向上 進(jìn)退的測桿、以及;f企測該測桿的位移量的編碼器，所述編碼器包括沿所 述測桿的周向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、以及與該轉(zhuǎn)子隔開規(guī)定間隔相對(duì)且固定在所述 本體上的定子，所述轉(zhuǎn)子被支承在旋轉(zhuǎn)傳遞部，該旋轉(zhuǎn)傳遞部具有能夠與
子的間隔保持一定，所述數(shù)字式位移測定器的特征在于，所述旋轉(zhuǎn)傳遞部 包括支承所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子支承部件、具有能夠與所述卡合槽卡合的所述 卡合部的旋轉(zhuǎn)件、以及設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)件與所述轉(zhuǎn)子支承部件之間的壓力施 加機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)件被支承在所述轉(zhuǎn)子支承部件上，而能夠沿與所述測桿 的軸平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸的周向旋轉(zhuǎn)，所述壓力施加機(jī)構(gòu)通過所述旋轉(zhuǎn)件使 所述卡合部向所述卡合槽施加壓力。
根據(jù)本發(fā)明，由于卡合部以適當(dāng)?shù)牧ο蚩ê喜凼┘訅毫?，且卡合部與 卡合槽總是保持相接的狀態(tài)，因此，不需要卡合鍵的精密的深度位置調(diào)整， 能夠在確保測桿的順暢進(jìn)退的同時(shí)減小旋轉(zhuǎn)傳遞誤差。
此外，通過使旋轉(zhuǎn)件向壓力施加機(jī)構(gòu)所施加壓力的方向相反方向旋轉(zhuǎn)， 能夠使卡合部向離開測桿的方向移動(dòng)，從而能夠容易進(jìn)行轉(zhuǎn)子部向測桿的組裝。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)件的大致中心部， 在所述旋轉(zhuǎn)件的一端部設(shè)置所述卡合部，而在其另一端部設(shè)置所述壓力施 力口機(jī)構(gòu)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過抵抗施加壓力而按壓旋轉(zhuǎn)件的另一端部，能夠使旋 轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)，使卡合部向離開測桿的方向移動(dòng)，因此，能夠更容易進(jìn)行轉(zhuǎn)子 部向測才干的組裝。
本發(fā)明的數(shù)字式位移測定器，優(yōu)選的是具有調(diào)整所述壓力施加機(jī)構(gòu)的 施加壓力的施加壓力調(diào)整才幾構(gòu)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于具有調(diào)整壓力施加機(jī)構(gòu)的施加壓力的施加壓力調(diào)整 機(jī)構(gòu)，所以能適當(dāng)調(diào)整卡合部向卡合槽所施加的壓力。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是所述壓力施加機(jī)構(gòu)構(gòu)成為包括螺旋彈簧。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于壓力施加機(jī)構(gòu)包括螺旋彈簧，所以其向旋轉(zhuǎn)件與轉(zhuǎn) 子支承部件之間的組裝容易。此外，通過改變螺旋彈簧的長度就能調(diào)整施 加壓力。由于容易廉價(jià)地購入螺旋彈簧，所以能夠降低成本。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是所述壓力施加機(jī)構(gòu)構(gòu)成為包括螺旋彈簧，所述 施加壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，包括通過壓縮所述螺旋彈簧來調(diào)整施加壓力的 彈簧壓力調(diào)整螺釘。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于施加壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括通過壓縮螺旋彈簧來調(diào)整施 加壓力的彈簧壓力調(diào)整螺釘，所以通過旋轉(zhuǎn)彈簧壓力調(diào)整螺釘，就能容易 且精密地調(diào)整施加壓力。
在本發(fā)明中，優(yōu)逸的是所述卡合部的與所述卡合槽卡合的前端部形成 球形。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于卡合部的前端形成球形，卡合部的前端與卡合槽是 兩點(diǎn)抵接，所以能夠可靠地將測桿的旋轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子部傳遞，而且能夠順暢地 進(jìn)行轉(zhuǎn)子部向測桿軸向的滑動(dòng)。


圖1是本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器的正面圖； 圖2是本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器的局部剖面圖； 圖3是本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器轉(zhuǎn)子部的立體圖； 圖4是本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器轉(zhuǎn)子部的局部剖面圖； 圖5是將現(xiàn)有的數(shù)字式測微器轉(zhuǎn)子部的局部剖切的立體圖； 圖6是現(xiàn)有的數(shù)字式測微器轉(zhuǎn)子部的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器100的正面圖，圖2是局部剖面圖。 圖1和圖2中，數(shù)字式測微器100包括大致U字形的本體10、螺合 在該本體10上并在軸向上進(jìn)退的測桿2、在本體10內(nèi)部檢測測桿2的位移 量的編碼器40、和顯示測定值的顯示器61。
在本體10的一端固定有測砧IOA，在另一端設(shè)置有支承測桿2能自由 滑動(dòng)的支承部件即支承筒11。支承筒11形成大致圓筒形狀，測桿2插入該 支承筒11的內(nèi)周并被支承。支承筒11的內(nèi)周面沿軸向設(shè)置有夾緊套筒161。 通過操作設(shè)置在本體10外部的夾緊螺釘16,就能使夾緊套筒161鎖緊測桿 2,而限制測桿2的滑動(dòng)。本體IO上設(shè)置有大致圓筒形狀的內(nèi)筒13,通過 旋轉(zhuǎn)操作設(shè)置在該內(nèi)筒13外周的套筒3,就能使測桿2相對(duì)于測砧10A進(jìn) 退。
測桿2包括配置在一直線上的測桿本體21、絲杠22和形成在測桿本 體21外周面軸向的卡合槽23。測桿本體21和絲杠22可以由一根圓柱狀部 件形成，也可以分別由不同部件形成。卡合槽23形成剖面是V形。沿測桿 2軸向設(shè)置的內(nèi)筒13,其一端部被保持在本體IO上，另一端部在內(nèi)周側(cè)刻 制有內(nèi)螺紋，而與測桿2的絲杠22螺合。
在內(nèi)筒13另一端部的外周部刻制有外螺紋，與錐螺母14螺合。在該 內(nèi)筒13的刻制有外螺紋的規(guī)定部位設(shè)置有三個(gè)切口 ，而形成三個(gè)分割部15。 錐螺母14是調(diào)整測桿2與內(nèi)筒13嵌合的部件。即，當(dāng)旋轉(zhuǎn)錐螺母14而在 內(nèi)筒13的軸向上進(jìn)退時(shí)，則使三個(gè)分割部15的夾緊情況變化，使內(nèi)筒13 的內(nèi)徑變化。這樣，通過使內(nèi)筒13的內(nèi)徑變化，就能調(diào)整測桿2與內(nèi)筒13的嵌合。
另外，在測桿2的端部設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)17,在使測桿2進(jìn)退而與測砧 10A —起夾持被測定物時(shí)，為了不過度加壓而使被測定物破損，該棘輪機(jī) 構(gòu)17用于以恒定壓力把持被測定物。
編碼器40是靜電電容式編碼器，其包括沿測桿2的周向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 部41、與該轉(zhuǎn)子部41隔開規(guī)定間隔相對(duì)且被固定在本體10上的定子42。
定子42包括設(shè)置在測桿2外周部的大致圓盤板狀的定子環(huán)狀部、和 設(shè)置在該定子環(huán)狀部外周并向本體10內(nèi)部側(cè)延伸的板狀定子長向部。該定 子長向部在本體10內(nèi)部被固定在本體10上。
圖3和圖4表示本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器100的轉(zhuǎn)子部41的結(jié)構(gòu)。
在圖3和圖4中，轉(zhuǎn)子部41包括設(shè)置在測桿2外周的旋轉(zhuǎn)傳遞部44、 和被支承在該旋轉(zhuǎn)傳遞部44上且與定子42的間隔保持一定的圓盤狀的轉(zhuǎn) 子43。
旋轉(zhuǎn)傳遞部44包括支承轉(zhuǎn)子43的轉(zhuǎn)子支承部件440、具有能與卡合 槽23卡合的卡合部46的旋轉(zhuǎn)件45、設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)件45與轉(zhuǎn)子支承部件 440之間的壓力施加機(jī)構(gòu)即螺旋彈簧48。
轉(zhuǎn)子支承部件440是大致圓筒形的部件，具有以測桿2的軸為中心的 中心角135度的扇形板狀的缺口部444。缺口部444在轉(zhuǎn)子支承部件440中 形成與測桿2的軸垂直的缺口面440A、與測桿2的軸平行的缺口面440B 和440C。
在轉(zhuǎn)子支承部件440的缺口面440A設(shè)置有與測桿2的軸平行的圓柱形 的旋轉(zhuǎn)軸441。旋轉(zhuǎn)軸441穿過設(shè)置于旋轉(zhuǎn)件45上的中心孔451,支承旋 轉(zhuǎn)件45能沿旋轉(zhuǎn)軸441的周向旋轉(zhuǎn)。此外，在旋轉(zhuǎn)軸441上與旋轉(zhuǎn)件45 的測砧10A側(cè)的面鄰4妻而彈性卡合有卡環(huán)453,將》走轉(zhuǎn)件45相對(duì)于測桿2 在軸向固定。
在缺口面440B上作為施加壓力調(diào)整才幾構(gòu)設(shè)置有與缺口面440B垂直 的螺紋孔443和彈簧壓力調(diào)整螺釘442。彈簧壓力調(diào)整螺釘442具備與螺 紋孔443螺合的絲杠、和與在旋轉(zhuǎn)件45側(cè)的端面上形成的螺旋彈簧48 — 端卡合的圓柱形的凸部445。
旋轉(zhuǎn)件45是大致長方體形狀的部件，在大致中心部設(shè)置有穿過旋轉(zhuǎn)軸 441的中心孔451。以旋轉(zhuǎn)軸441為中心在旋轉(zhuǎn)件45的一端部設(shè)置有插入
并支承卡合部46的卡合部插入孔452，在另一端部設(shè)置有與螺旋彈簧48的 一端卡合的圓柱狀凸部455。
卡合部46具有穿過卡合部插入孔452的末端部461、圓柱狀的本體 部462和形成為3求形的前端部463。
末端部461按照其軸與本體462的軸重合的方式設(shè)置在本體462的旋 轉(zhuǎn)件45側(cè)的端面上。末端部461穿過卡合部插入孔452，被固定在旋轉(zhuǎn)件 45上。
本體462的測桿2側(cè)的端部中心設(shè)置有球形的前端部463 。前端部463 與測桿2的卡合槽23以兩點(diǎn)進(jìn)行接觸。
螺旋彈簧48，其一端與設(shè)置在旋轉(zhuǎn)件45底面上的凸部455卡合，另一 端與設(shè)置在轉(zhuǎn)子支承部件440的缺口面440B上的凸部445卡合。這樣，旋 轉(zhuǎn)件45以旋轉(zhuǎn)軸441為中心向圖4的逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而使卡合部46向 卡合槽23施加壓力。
本實(shí)施方式的數(shù)字式測微器100的使用方法如下。
在將轉(zhuǎn)子部41向測桿2組裝時(shí)，用手指按壓旋轉(zhuǎn)件45的上面，使旋 轉(zhuǎn)件45向使螺旋彈簧48被壓縮的方向旋轉(zhuǎn)。于是，由于卡合部46向離開 測桿2的方向移動(dòng)，因此能容易將轉(zhuǎn)子部41組裝到測桿2。此外，通過旋 轉(zhuǎn)彈簧壓力調(diào)整螺釘442來壓縮螺旋彈簧48，就能調(diào)整卡合部46向卡合槽 23施加的壓力。
在進(jìn)行測定時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)操:作套筒3,而使測桿2相對(duì)于測砧10A進(jìn)退， 使測桿2的端面和測砧10A與被測定物的被測定部位之間抵接。這時(shí)，測 桿2的旋轉(zhuǎn)通過旋轉(zhuǎn)傳遞部44傳遞到轉(zhuǎn)子43。由編碼器40 ^r測出的轉(zhuǎn)子 43的旋轉(zhuǎn)角度被變換成測桿2的軸向位移量，并被顯示在顯示器61上。
由于卡合部46以適當(dāng)?shù)牧ο蚩ê喜?3施加壓力，而卡合部46與卡合 槽23總是保持接觸的狀態(tài)，所以能夠在確保測桿2的順暢進(jìn)退的同時(shí)，降 低旋轉(zhuǎn)傳遞誤差。此外，由于卡合部46的前端部463以兩點(diǎn)與卡合槽23 轉(zhuǎn)子部41向測坤干2軸向的滑動(dòng)。
另外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式，在能達(dá)到本發(fā)明目的范圍內(nèi)的 變形、改良等都包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
(i )在本實(shí)施方式中，將設(shè)置在旋轉(zhuǎn)傳遞部44上的卡合部46設(shè)定 是一個(gè)，將測桿2上與它對(duì)應(yīng)的卡合槽23設(shè)置一條，但并不限定于此。例
如也可以在旋轉(zhuǎn)傳遞部44上設(shè)置多個(gè)卡合部46,與它對(duì)應(yīng)地在測桿2外周 面的軸向上設(shè)置多條卡合槽23。這時(shí)，由于多個(gè)卡合部46自由滑動(dòng)地與測 桿2卡合，所以能使轉(zhuǎn)子部41對(duì)于測桿2的定位更可靠，從而不會(huì)在測桿 2與轉(zhuǎn)子部41之間發(fā)生松動(dòng)。
(ii )編碼器40只要是檢測定子42與轉(zhuǎn)子43的相對(duì)旋轉(zhuǎn)量的數(shù)字 式編碼器便可，并不限定于本實(shí)施方式所述的靜電電容式編碼器。例如， 也可以是光學(xué)式或電^f茲式等。
(iii)在本實(shí)施方式中，作為數(shù)字式位移測定器例示了數(shù)字式測微器 100，但并不限定于此。例如也可以是數(shù)字式測微頭等，只要是具備與本體 10螺合并沿軸向進(jìn)退的測桿2、和檢測該測桿2位移量的編碼器40的結(jié)構(gòu) 便可。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字式位移測定器，包括本體、螺合在該本體上并在軸向上進(jìn)退的測桿、以及檢測該測桿的位移量的編碼器，所述編碼器包括沿所述測桿的周向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、以及與該轉(zhuǎn)子隔開規(guī)定間隔相對(duì)且固定在所述本體上的定子，所述轉(zhuǎn)子被支承在旋轉(zhuǎn)傳遞部，該旋轉(zhuǎn)傳遞部具有能夠與形成在所述測桿的外周面軸向的卡合槽卡合的卡合部，所述轉(zhuǎn)子與所述定子的間隔保持一定，所述數(shù)字式位移測定器的特征在于，所述旋轉(zhuǎn)傳遞部包括支承所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子支承部件、具有能夠與所述卡合槽卡合的所述卡合部的旋轉(zhuǎn)件、以及設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)件與所述轉(zhuǎn)子支承部件之間的壓力施加機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)件被支承在所述轉(zhuǎn)子支承部件上，而能夠沿與所述測桿的軸平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸的周向旋轉(zhuǎn)，所述壓力施加機(jī)構(gòu)通過所述旋轉(zhuǎn)件使所述卡合部向所述卡合槽施加壓力。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位移測定器，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)件的大致中心部，在所述旋轉(zhuǎn)件的一端部設(shè)置所述卡合部，而在其另一端部設(shè)置所述壓 力施力o才幾構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位移測定器，其特征在于， 其具有調(diào)整所述壓力施加機(jī)構(gòu)的施加壓力的施加壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
4、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位移測定器，其特征在于， 所述壓力施加機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，包括螺旋彈簧。
5、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)字式位移測定器，其特征在于， 所述壓力施加機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，包括螺旋彈簧，所述施加壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，包括通過壓縮所述螺旋彈簧來調(diào)整施 加壓力的彈簧壓力調(diào)整螺釘。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)字式位移測定器，其特征在于， 所述卡合部的與所述卡合槽卡合的前端部形成為球形。
全文摘要
本發(fā)明涉及根據(jù)測桿軸向的位移量來測定被測定物尺寸等的數(shù)字式位移測定器。其中，旋轉(zhuǎn)傳遞部(44)包括設(shè)置在測桿(2)外周的轉(zhuǎn)子支承部件(440)、具有能與卡合槽(23)卡合的卡合部(46)的旋轉(zhuǎn)件(45)、以及設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)件(45)與轉(zhuǎn)子支承部件(440)之間的螺旋彈簧(48)。旋轉(zhuǎn)件(45)被支承在轉(zhuǎn)子支承部件(440)上并能沿著與測桿(2)的軸平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸(441)的周向旋轉(zhuǎn)，螺旋彈簧(48)通過旋轉(zhuǎn)件(45)使卡合部(46)向卡合槽(23)施加壓力。
文檔編號(hào)G01B3/18GK101097128SQ200710126270
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者林田秀二, 辻勝三郎 申請(qǐng)人:三豐株式會(huì)社