测定器 本发明涉及将测轴沿轴向可移动地支承在测定器本体上由该测轴的轴向位移测定被测定物尺寸等的测定器。具体地说，涉及用包含固定于测定器本体的固定侧检测元件和面对此固定侧检测元件相隔规定间隙配置在测轴上的可动侧检测元件的检测机构将测轴的轴向位移作为电信号进行检测的结构、例如，可应用于千分表、直线位移测定等的测定器。
作为检测位移的测定器，例如具备测定器本体、可移动设置在此测定器本体上的测轴和将测轴相对测定器本体的位移量变换成电信号的检测机构。
作为这样的检测机构，例如具备固定于上述测定器本体的固定侧检测元件以及设置在测轴上的可动侧检测元件，将此两检测元件相隔规定间隔面对面布置、将此两检测元件的相对位移量变换成电信号。
作为这样地检测机构例如为具有设置在测定器本体上的固定侧检测元件(投受光部或电极等)和与其面对面相隔规定间隙设置在上述测轴上的可动侧检测元件(光栅或电极等)的光学式或静电电容式等检测方式。
并且，上述测定器，已知为用上述检测机构将可移动地设置在测定器本体上的测轴位移量变为电信号进行检测、可将此信号送至外部处理装置、或是设置在测定器本体上的数字显示器上进行数字显示的数字显示式千分表等。
因该类测定器常在生产线(生产线上计测)上等使用，故要求具有耐久性。因此，以提高耐用性为目的而在测轴的轴承部上采用耐冲击轴承(将多个滚珠可旋转地保持在圆筒状保持筒上的轴承)。
对采用此耐冲击轴承而言，可以有两种结构，一是分别用耐冲击轴承将测轴的两处支承的双支承结构，另一是用耐冲击轴承仅将测轴的一处支承的单支承结构。
作为双支承结构，例如，在USP5,289,729上所采用的。但是，在双支承结构场合，需要使两个耐冲击轴承的轴线相一致，因而存在调整麻烦的问题。又因在测轴的轴向两处设置耐冲击轴承，还存在使装置尺寸变大的问题。
在单支承结构场合，由于例如将多个耐冲击轴承按首尾相连配置、汇集在测轴上的一处，具有能使装置尺寸缩小的优点。此外，伴随小型化，能从测轴顶端靠近轴线设置检测机构，还有容易满足关于精度的埃贝(Abbe)法则的优点。
但是，由于为形成单支承结构，在测轴移动冲程长的机种中，存在着测轴端部刚性低、固定侧检测元件与可动侧检测元件的检测部刚性低的问题。
尤其在生产线上使用时、处于频繁承受振动或冲击状态，若检测部的刚性低，因振动或冲击易使固定侧检测元件与可动侧检测元件的间隙变动。当固定侧检测元件与可动侧检测元件的间隙变动超出规定间隙范围时，检测机构产生错误信号、信号处理回路等中产生错误计数，从而存在不能实现稳定的高精度测定的问题。
因此，希望提供耐振动、耐冲击性能高的测定器。例如在USP5,172,485中，采用在固定侧检测元件与可动侧检测元件的间隙部分上安设垫片、通过此垫片使各检测元件相互按压，从而经常在各检测元件间维持相当于此垫片厚度的间隙的结构。然而，在这样经常压接式的结构中，产生因垫片等磨损引起的耐久性问题。
本发明正是为解决上述问题，目的在于提供使耐振动、耐冲击性能提高，从而耐久性、可靠性也提高的测定器。
本发明测定器，具有测定器本体、设置成将其轴向一处支承在所述测定器本体上、可沿其轴向相对所述测定器本体移动的测轴和将此测轴相对所述测定器本体的位移作为电信号检测的检测机构，所述检测机构包含固定在所述测定器本体上的固定侧检测元件和设置在上述测轴上的可动侧检测元件，这些固定侧检测元件与可动侧检测元件隔开规定间隙面对面配置，用于检测两检测元件的相对位移，在所述测定器本体和测轴中的一个上设置当所述可动侧检测元件朝向离开固定侧检测元件方向位移时、与上述测定器本体和测轴中的另一个按触、限制所述间隙扩大的间隙扩大限制构件。
采用这种结构、因振动或冲击、例如当侧轴倾斜、可动侧检测元件要向离开固定侧检测元件方向位移时、由于限制间隙扩大构件短时间与测定器本体和测轴中任一个接触、限制间隙扩大、能将间隙保持在容许值范围内。因此，即使发生振动或冲击，由于能将固定侧检测元件与可动侧检测元件的间隙保持在容许值范围以内，就能使耐振动与冲击性能提高，从而能使可靠性提高。
作为限制间隙扩作构件也可以是在测定器本体和测轴中的一个上一体地伸出形成，例如可以是与测定器本体相隔规定间隙设置在测轴上的间隙扩大限制销。若这样，可以将间隙扩大限制销相对测轴或测定器本体按分体形成，由于只要将其在测轴上粘接固定或压入固定就可以，能使结构简单。
本发明测定器，具有测定器本体、设置成将其轴向一处支承在所述测定器本体上、可沿其轴向相对所述测定器本体移动的测轴和将此测轴相对所述测定器本体的位移作为电信号检测的检测机构，所述检测机构包含固定在所述测定器本体上的固定侧检测元件和设置在上述测轴上的可动侧检测元件，这些固定侧检测元件与可动侧检测元件隔开规定间隙面对面配置，用于检测两检测元件的相对位移，在所述固定侧检测元件和可动侧检测元件中的一个上设置当所述可动侧检测元件朝向与固定侧检测元件接近方向位移时与上述中的另一个接触、限制所述间隙变窄的间隙缩小限制构件。
采用这种结构、因振动或冲击、例如当侧轴倾斜、可动侧检测元件要向离开固定侧检测元件方向位移时、由于限制间隙缩小构件短时间与测定器本体和测轴中任一个接触、限制间隙变窄、能将间隙保持在容许值范围内。因此，即使发生振动或冲击，由于能将固定侧检测元件与可动侧检测元件的间隙保持在容许值范围以内，就能使耐振动与冲击性能提高，从而能使可靠性提高。
作为限制间隙缩小构件，即使是一体或分体设置在固定侧检测元件和可动侧检测元件中的任一个上的销或突起也可以，也可以是例如沿固定侧检测元件的面对可动侧检测元件的面的周围设置的限制间隙缩小的薄片。
若这样，在将固定侧检测元件通过封装树脂安装到基板上的场合，间隙缩小限制薄片能兼具有作为阻挡封装树脂挡圈的功能。此外，在固定侧检测元件的表面上安装玻璃盖的场合，间隙缩小限制薄片能防止玻璃盖与具有可动侧检测元件的构件、例如刻度尺接触，起到保护玻璃盖的作用。
此外，本发明测定器，具有测定器本体、将多个滚珠可转动地保持在保持筒上的耐冲击轴承、通过此耐冲击轴承、可移动设置在所述测定器本体上的测轴以及将此测轴相对于所述测定器本体的位移作为电信号检测的检测机构，所述检测机构包含固定在所述测定器本体上的固定侧检测元件和设置在上述测轴上的可动侧检测元件，这些固定侧检测元件与可动侧检测元件隔开规定间隙面对面配置，用于检测两检测元件的相对位移，所述测轴通过将多个所述耐冲击轴承按首尾相连配置而成的支承结构可移动地被支承在所述测定器本体上。
采用这种构成，由于通过将多个耐冲击轴承按首尾相连配置的支承结构将测轴可移动地支承在测定器本体上，能使轴承的宽度成为以往支承结构的约两倍，故能使支承结构的刚性提高。因此，由于能使耐振动与耐冲击性提高，故能提高可靠性。
对附图的简单说明。
图1为表示本发明一实施例的图，
图2为图1所示结构的横剖面图，
图3为表示上述实施例测轴支承部的剖面图，
图4为表示上述实施例耐冲击轴承的立体图，
图5为表示上述实施例检测机构(固定侧检测元件)部的图，
图6为沿图5中Ⅵ-Ⅵ线的剖面图，
图7为表示本发明另一实施例的图，
图8为图7所示结构的横剖面图。
以下参照附图说明本发明一实施例。
图1为本实施例直线位移测定器的主视图，图2为图1所示结构的横剖面图。如图所示，本实施例直线位移测定器由作为测定器本体的纵长箱形本体1和设置成通过套筒2可沿箱本体1的下部壁向轴向(图1的上下方向)移动的测轴11以及检测测轴11位移量的检测机构31组成。
测轴11的一端(图1的下方)上具有与被测定物接触的球状测定子12，且通过将多个(2个)耐冲击轴承13沿测轴11的轴向按首尾相连配列形成的支承结构将其中间部分可移动地支承在上述套筒2内。因此，该轴承宽度相当于由一个耐冲击轴承13构成支承结构宽度的两倍。如图3、图4所示、各冲击轴承13分别由具有规定长度的圆筒状保持筒14和多个可转动地容纳在保持筒14的周壁上形成的多个容纳孔内的滚珠14组成。
用两个固定螺丝21将刻度保持体22固定在测轴11的另一端(测定子12的相反端)上。
将大致沿其全长具有可动侧检测元件34的板状刻度尺35与测轴11的轴平行地固定在刻度尺保持体22上，同时分别在其一端(测轴的支承结构一侧)上伸出设置止转销23，在另一端(测轴11的支承结构相反侧)上伸出设置弹簧固定销24。
将止转销23可自由滑动地插入在箱本体1的内侧壁上、沿测轴11的轴向形成的导向槽3内。据此，测轴11成为转动受限制而能向轴向移动。
将其一端已固定在箱本体1上伸出设置的弹簧固定销4上的弹簧5的另一端固定在弹簧固定销24上。据此，在测轴11上总是作用有使其朝向图1的下方(就是测轴11从箱本体1伸出方向)的弹力。
检测机构31由沿测轴11的轴向固定在箱本体1内，具有固定侧检测元件32的基板33和具有以规定间隙G与基板33的固定侧检测元件32面对面配置的上述可动侧检测元件34的刻度尺35组成。在此，用作为固定侧检测元件32的投受光IC、作为可动侧检测元件34的光栅构成对两检测元件32、34的相对位移进行光电检测的光学检测机构。
在检测机构31中，当固定侧检测元件32与可移侧检测元件34的间隙G产生变动时，在信号处理回路将发生错误计数，从而不能实现稳定的高精度测定。
因此，在本实施例中，为将固定侧检测元件32与可动侧检测元件34的间隙G保持在容许值内，在刻度尺保持体22的另一端侧(测轴11的支承结构部的相反侧)上设置作为间隙扩大限制构件的间隙扩大限制销41，同时、沿固定侧检测元件32的面对可动侧检测元件34的面的周围设置作为间隙缩小限制构件的间隙缩小限制薄片(参照图5)。
间隙扩大限制销41在可动侧检测元件34向离开固定侧检测元件32的方向位移时、就是测轴11向图2中的下方位移时、与箱本体1的背面壁1A接触，限制间隙G扩大。此时，通常预先把间隙G的变动方向的间隙扩大限制销41与箱本体1的背面壁1A间的间隙设定成规定值，具体地说设定成0.1mm。例如，在间隙扩大限制销41与箱本体1的背面壁1A间夹入厚度为0.1mm的薄片、在使间隙扩大限制销41与刻度保持体22接合后，通过将薄片拿走，将间隙扩大限制销41与箱本体1的背面壁1A间的间隙设定成0.1mm。
在可动侧检测元件34向接近固定侧检测元件32方向位移时，即测轴11向图2的上方位移时、间隙缩小限制薄片42与刻度尺35的表面接触，限制间隙G缩小。此外，如图6所示，将固定侧检测元件32安装到基板33上时，间隙缩小限制薄片42具有作为阻挡封闭树脂43的挡圈的功能(作为阻挡树脂43流出的挡圈的功能)以及防止安装在固定侧检测元件32的表面上的玻璃盖44与刻度尺35直接接触、保护玻璃盖的功能。因此，将间隙缩小限制薄片42的厚度按照相对从玻璃盖44或封装树脂43至刻度尺35的距离，使从间隙缩小限制薄片至刻度尺35的距离较短设定。
因此，根据本实施例，由于在刻度尺保持体22上设置间隙扩大限制销41，当测轴11因振动或冲击而暂时倾斜、可动侧检测元件34向离开固定侧检测元件32方向位移时，由于间隙扩大限制销41暂时与箱本体1的背面壁1A接触，限制间隙G扩大，能将间隙G保持在容许值内。因此，即使对于振动或冲击等也能将可动侧检测元件34与固定侧检测元件32的间隙G保持在容许值内，故能实现高精度测定。
而且，由于将间隙扩大限制销41设置在离开测轴11的支承结构部(耐冲击轴承13)的最远处，在测轴11以其支承结构部为中心发生微小振动时，能在箱本体1内、在成为振幅最显著部分限制变动故能将可动侧检测元件34与固定侧检测元件32的间隙G的变动可靠地抑制在容许值内。
此外，由于沿固定侧检测元件32的周围设置间隙缩小限制薄片42，当因振动或冲击使测轴11暂时倾斜、可动侧检测元件34朝向与固定侧检测元件32接近方向位移时，由于可动侧检测元件34与间隙缩小限止薄片42接触，限制了间隙G缩小，从而能将间隙G保持在容许值内。因此，即使对于振动或冲击等。也能将可动侧检测元件34与固定侧检测元件32的间隙G保持在容许值内，故能实现高精度测定。
而且，能利用间隙缩小限制薄片42作为将固定侧检测元件32安装到基板33上时阻挡封装树脂43的挡圈，也可以不另设为阻挡封装树脂43的构件。此外，也能防止安装在固定侧检测元件32的表面上的玻璃盖44与刻度尺35的直接接触。
此外，由于通过使多个耐冲击轴承13首尾相连配列而成的支承结构支承测轴11，也就是能使轴承宽度成为传统支承结构宽度的约两倍，能使支承结构的刚性提高。因此，由于使耐振动、耐冲击性能提高，从而能实现高精度测定。
在上述实施例中，分别在刻度尺保持体22的一端(测轴的支承结构一侧)伸出设置止转销23，在另一端(测轴11的支承结构的相反一侧)伸出设置弹簧固定销24，然而，也可以例如是如图7、图8所示的结构。
该结构就是在刻度尺保持体22的另一端(测轴11的支承结构的相反一侧)上伸出设置止转销23，同时，该止转销兼作为弹簧固定销24，在箱本体1的侧壁上方形成引导该止转销23的导向槽3。这样，由于在离测轴11的支承结构的最远的端部用止转销23与导向槽3对测轴11的滑动进行导向，故据此也能抑制间隙G的变动。
如图8所示，在此结构中也可将间隙扩大限制销41设置在刻度尺保持体22的一端(测轴11的支承结构一侧)。
此外，也可以将止转销23作为限制扩大机构使用，在此场合，使止转销23的位置向靠近测轴11的轴线位置移动，可望能有效限制因测轴11的位移引起的间隙扩大。
如上所述，若使止转销23处于离测轴11的支承结构的最远部分上，在将止转销23兼作限制扩大机构使用的场合也很有效。
此外，在上述实施例中，作为间隙扩大限制构件是在测轴11一侧的刻度尺保持体22上伸出设置与测轴11、箱本体1分体形成的间隙扩大限制销41，然而，也可以在刻度尺保持体22上设置连成一体的突起等。
对于间隙扩大限制构件的设置，也可以不限于设置在上述实施例中所述的刻度尺保持体22的一侧，也可以设置在箱本体1的一侧。
在上述实施例中，作为限制间隙缩小构件使用了间隙缩小薄片，然而，也可以使此薄片不兼用作阻挡封装树脂43的挡圈，在使不兼作挡圈的场合，也可不使其沿全周连续。
并且，间隙缩小限制构件不只限于间隙缩小限制薄片，也可以是突起或销。在形成突起或销等场合，也可以不沿固定侧检测元件32的周围设置，而设置成不连续而隔开规定间隙。
对于间隙缩小限制构件的设置，不限于在上述实施例中所述的固定侧检测元件32侧(与可动侧检测元件34侧接触)，也可以在刻度尺35的可动侧检测元件34侧。在此场合，也可以成为不是与固定侧检测元件32接触，而与箱本体1的内面接触。
此外，在上述实施例中，构成由两个耐冲击轴承13首尾相连而成的支承结构，然而也可以由3个以上首尾相连构成。也可以配置成在各耐冲击轴承13之间留有间隙。
在上述实施例中，使用了光学式检测机构31，然而，在光学式中也不只限于反射型，也可以使用透射型。且也不限于光学式，也可以为静电电容式或磁力式等检测机构。
在上述实施例中，对适用于千分表的例子进行了说明，然而并不限于此，对于用固定侧检测元件32与可动侧检测元件34检测测轴11的位移的一类测定器都能适用。