接触式変位計の取付具および取付構造
【課題】接触式変位計を狭い場所でも確実に固定することが可能な接触式変位計の取付具および取付構造を提供することである。
【解決手段】板状部材８１０の一面側の貫通孔８１０ａの縁部には、貫通孔８１０ａの内周面に対して所定の角度をなすように面取り部８１０ｂが形成される。締結部材８２０のフランジ部８２３は、たわみ部８２２の外周面から斜め上方に漸次広がる傾斜面８２３ａを有する。締結部材８２０が板状部材８１０の一面側から貫通孔８１０ａに挿入されるとともに、締結部材８２０内にヘッド部１００Ａの外筒２２０が挿入される。さらに、板状部材８１０の他面側から突出する締結部材８２０のねじ切り部８２１にナット８３０が螺合される。
【解決手段】板状部材８１０の一面側の貫通孔８１０ａの縁部には、貫通孔８１０ａの内周面に対して所定の角度をなすように面取り部８１０ｂが形成される。締結部材８２０のフランジ部８２３は、たわみ部８２２の外周面から斜め上方に漸次広がる傾斜面８２３ａを有する。締結部材８２０が板状部材８１０の一面側から貫通孔８１０ａに挿入されるとともに、締結部材８２０内にヘッド部１００Ａの外筒２２０が挿入される。さらに、板状部材８１０の他面側から突出する締結部材８２０のねじ切り部８２１にナット８３０が螺合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式変位計の取付具および取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触式変位計は、対象物の表面に当接されるとともに軸方向に変位可能な接触子（可動部）およびトランスを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記トランスは、接触子に連動するコアを備える。このコアが接触子の変位に応じて変位することにより、接触子の変位量に対応してトランスから出力される信号のレベルが変化する。このような構成において、対象物の物理的変位量が電気量に変換されることにより、当該対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【０００４】
接触式変位計は、一般的に、トランスを含むヘッド部と当該ヘッド部を制御する本体部とからなる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−９４１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の接触式変位計を用いて対象物の物理的変位量を測定するためには、接触式変位計のヘッド部を測定場所に確実に固定する必要がある。例えば、ヘッド部が測定場所に設けられた支持部材に金具を用いて固定される。
【０００６】
しかしながら、ヘッド部を取り付けるためのスペースが狭い場合には、長い金具を用いることができない、それにより、ヘッド部を確実に固定することが困難な場合がある。ヘッド部が確実に固定されていない場合、接触子が対象物に接触することによりヘッド部が動き、測定精度が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能な接触式変位計の取付具および取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１） 第１の発明に係る接触式変位計の取付具は、接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を、孔部を有する支持部材に固定するための取付具であって、支持部材の孔部に挿入される筒状の保持部材と、保持部材を支持部材に固定する固定部材とを備え、保持部材は、支持部材の孔部内に挿入される挿入部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の一面側に突出するとともに挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、フランジ部は、挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、固定部材は、支持部材の他面側に突出した保持部材のねじ部に螺合されるねじ孔を有し、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入されるものである。
【０００９】
第１の発明に係る接触式変位計の取付具においては、支持部材の孔部に筒状の保持部材が挿入されるとともに、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入される。この場合、保持部材の挿入部が支持部材の孔部内に挿入され、挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部が支持部材の一面に係止される。また、ねじが形成されたねじ部が支持部材の他面側に突出する。この状態で、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれるとともに、支持部材のねじ部には固定部材が螺合される。
【００１０】
フランジ部は挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有する。それにより、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の縁部に当接するとともに、支持部材の孔部の縁部からフランジ部の傾斜面に内方への力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が内方にたわみ、接触式変位計の筒状部材を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、筒状部材の変形が防止されつつ接触式変位計が支持部材に確実に固定される。
【００１１】
このように、フランジ部の傾斜面の作用により挿入部を内方へたわませることにより接触式変位計の筒状部材を締め付けることができるので、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００１２】
（２） 保持部材は、フランジ部の端面から挿入部に延びる切欠きを有してもよい。
【００１３】
この場合、保持部材の可撓性が向上される。そのため、保持部材が支持部材の孔部に押し込まれることにより、保持部材の挿入部が容易にたわむことができる。それにより、保持部材が接触式変位計の筒状部材をより確実に締め付けることができる。したがって、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００１４】
（３） 切欠きは、保持部材の軸心を中心として等角度間隔で複数設けられてもよい。
【００１５】
この場合、保持部材が支持部材の孔部に押し込まれることにより、保持部材が軸心を中心として均一にたわむので、接触式変位計の筒状部材に均一に力が加わる。そのため、筒状部材の変形が防止されるとともに、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００１６】
（４） 保持部材の挿入部およびねじ部は等しい内径を有し、フランジ部は挿入部およびねじ部と等しい内径から外方に向かって漸次拡大する内径を有してもよい。
【００１７】
この場合、接触式変位計の筒状部材の外周面が保持部材の挿入部およびねじ部の内周面で確実に締め付けられる。それにより、接触式変位計の筒状部材が支持部材により確実に固定される。
【００１８】
また、保持部材のフランジ部の内径が挿入部およびねじ部の内径から外方に向かって漸次拡大するため、接触式変位計の筒状部材を保持部材内に容易に挿入することができる。
【００１９】
（５） 第２の発明に係る接触式変位計の取付構造は、接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を固定するための取付構造であって、測定場所に配置され、孔部を有する支持部材と、支持部材の孔部に挿入される筒状の保持部材と、保持部材を支持部材に固定する固定部材とを備え、支持部材は、一面側における孔部の縁部に外方に向かって径大となる傾斜面を有し、保持部材は、支持部材の孔部内に挿入される挿入部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の一面側に突出するとともに挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、フランジ部は、支持部材の傾斜面に対応して挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、固定部材は、支持部材の他面側に突出した保持部材のねじ部に螺合されるねじ孔を有し、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入されるものである。
【００２０】
第２の発明に係る接触式変位計の取付構造においては、支持部材の孔部に筒状の保持部材が挿入されるとともに、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入される。この場合、保持部材の挿入部が支持部材の孔部内に挿入され、挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部が支持部材の一面に係止される。また、ねじが形成されたねじ部が支持部材の他面側に突出する。この状態で、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれるとともに、支持部材のねじ部には固定部材が螺合される。
【００２１】
フランジ部は挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有する。それにより、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の縁部に当接するとともに、支持部材の孔部の縁部からフランジ部の傾斜面に内方への力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が内方にたわみ、接触式変位計の筒状部材を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、筒状部材の変形が防止されつつ接触式変位計が支持部材に確実に固定される。
【００２２】
このように、フランジ部の傾斜面の作用により挿入部を内方へたわませることにより接触式変位計の筒状部材を締め付けることができるので、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００２３】
（６） 支持部材は、一面側における孔部の縁部に、保持部材のフランジ部の傾斜面に対応して斜め外方に向かって傾斜する傾斜面を有してもよい。
【００２４】
この場合、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれる際に、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の傾斜面に当接する。それにより、支持部材の傾斜面からフランジ部の傾斜面に広い面積で力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が円滑に内方にたわむことができ、保持部材の挿入部で接触式変位計の筒状部材を確実に締め付けることができる。その結果、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００２５】
また、支持部材からフランジ部に局所的な力が加わることが防止されるので、フランジ部の損傷が防止される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態に係る接触式変位計について図面を参照して説明する。
【００２８】
（１）接触式変位計の構成
図１は、本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態に係る接触式変位計１００は、ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂを備える。
【００３０】
ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂは互いにケーブル５１２により接続されている。また、本体部１００Ｂはケーブル８１を介して図示しない外部装置に接続される。
【００３１】
ヘッド部１００Ａは、主に、ヘッドケース１１０、シャフトカバー部２００、シャフト部３００およびフレーム部４００から構成される。ヘッドケース１１０は略直方体で一面に開口部を有する。シャフトカバー部２００はヘッドケース１１０の一端面に取り付けられている。シャフトカバー部２００は、円筒状の外筒２２０を含む。シャフト部３００はヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内において変位可能に設けられている。また、フレーム部４００はヘッドケース１１０内に収納されている。
【００３２】
接触式変位計１００では、ヘッド部１００Ａにおけるシャフト部３００の移動距離（変位量）に基づいて、対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【００３３】
なお、図１のヘッド部１００Ａは、内部の構成を明確に示すために、後述の開口部カバーを取り外した状態で示されている。
【００３４】
（２）接触式変位計の取付
接触式変位計１００により対象物を測定する際には、ヘッド部１００Ａが工作機械または産業用ロボット等の各種装置または支持部材に固定される。その場合、ヘッド部１００Ａのシャフト部３００の先端部が対象物に接触するので、正確な測定値を得るためには、ヘッド部１００Ａを確実に固定する必要がある。その一方、ヘッド部１００Ａのヘッドケース１１０を強い力で固定した場合、ヘッドケース１１０が変形または破損する可能性がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、以下に説明する取付具を用いてヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が確実に固定される。
【００３６】
図２は、図１のヘッド部１００Ａが板状部材に取り付けられた状態を示す図である。
【００３７】
図２に示すように、ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が取付具８００により板状部材８１０に固定されている。ヘッド部１００Ａは、板状部材８１０の貫通孔８１０ａに挿入された状態である。板状部材８１０は、対象物の測定場所に固定されてもよく、各種装置またはヘッド部１００Ａを支持するための支持部材に固定されてもよい。あるいは、板状部材８１０は、各種装置の一部またはヘッド部１００Ａを支持するための支持部材の一部であってもよい。
【００３８】
取付具８００は締結部材８２０およびナット８３０を含む。ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００は締結部材８２０により締め付けるように保持され、板状部材８１０の下面側から突出する締結部材８２０の部分にナット８３０が螺合される。これにより、ヘッド部１００Ａが、板状部材８１０に確実に固定される。以下、その詳細を説明する。
【００３９】
（３）取付具の詳細
図３は、図２の取付具８００および板状部材８１０を示す斜視図である。図４（ａ）は図２の板状部材８１０の平面図であり、図４（ｂ）は、板状部材８１０の側面図である。図５（ａ）は、図２の締結部材８２０の平面図であり、図５（ｂ）は、締結部材８２０の側面図である。
【００４０】
図３に示すように、取付具８００は、締結部材８２０およびナット８３０を含む。締結部材８２０には、例えばＳＵＳ等の金属、または合成樹脂等の材料が用いられる。
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、板状部材８１０の中央部には、円形の貫通孔８１０ａが形成される。また、板状部材８１０の一面側の貫通孔８１０ａの縁部には、貫通孔８１０ａの内周面に対して角度θ１をなすように面取り部８１０ｂが形成される。
【００４２】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、締結部材８２０は、円筒状のねじ切り部８２１、円筒状のたわみ部８２２および環状のフランジ部８２３からなる。ねじ切り部８２１は、たわみ部８２２と等しい内径および外形を有し、たわみ部８２２の下端に一体的に形成されている。ねじ切り部８２１の外周面にはねじ切り加工が施されている。フランジ部８２３は、たわみ部８２２の上端に一体的に形成され、たわみ部８２２の外周面から斜め上方に漸次広がる傾斜面８２３ａおよびたわみ部８２２よりも径大の外周面８２３ｂを有する。フランジ部８２３の外周面８２３ｂには曲面状の複数の凹部８２３ｃが形成されている。なお、締結部材８２０の軸心に対する傾斜面８２３ａの角度θ２は、板状部材８１０の貫通孔８１０ａの内周面に対する面取り部８１０ｂの角度θ１にほぼ等しい。
【００４３】
また、締結部材８２０の軸心を中心として等角度間隔で複数の割溝８２０ａが形成されている。割溝８２０ａは、フランジ部８２３側の上端からねじ切り部８２１の近傍部分まで締結部材８２０の軸心に平行な方向に延びている。
【００４４】
次に、取付具８００によるヘッド部１００Ａの固定方法について説明する。
【００４５】
図６は、取付具８００によりヘッド部１００Ａが板状部材８１０に固定された状態を示す図である。図７は、取付具８００によるヘッド部１００Ａの固定方法を説明するための図である。なお、図７においては、ヘッド部１００Ａの外筒２２０のみを示す。
【００４６】
図６に示すように、締結部材８２０が板状部材８１０の一面側から貫通孔８１０ａに挿入されるとともに、締結部材８２０内にヘッド部１００Ａの外筒２２０が挿入される。さらに、板状部材８１０の他面側から突出する締結部材８２０のねじ切り部８２１にナット８３０が螺合される。
【００４７】
これにより、図７に示すように、締結部材８２０が矢印Ｍ１で示すように板状部材８１０に対して押し込まれる。それにより、板状部材８１０の面取り部８１０ｂから締結部材８２０の傾斜面８２３ａに矢印Ｍ２で示すように内方への力が加わる。この場合、締結部材８２０のたわみ部８２２が内方にたわみ、たわみ部８２２が外筒２２０の外周面を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、ヘッド部１００Ａの外筒２２０の変形が防止されつつヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【００４８】
このように、板状部材８１０の貫通孔８１０ａの縁部に面取り部８１０ｂが設けられるとともに、締結部材８２０のフランジ部８２３に傾斜面８２３ａが設けられることにより、締結部材８２０によりヘッド部１００Ａが締結されるとともに、ヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【００４９】
また、本実施の形態では、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の部分の長さＤ１（図２）を小さくすることができる。ここで、図８を参照して、本実施の形態の取付具８００と従来の取付具とを比較する。
【００５０】
図８（ａ）は板状部材８１０に取り付けられた従来の取付具の一例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の側面図である。
【００５１】
図８に示すように、従来の取付具では、締結部材９２０の一端に設けられた保持部９２２により、ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が保持される。この場合、保持部９２２が板状部材８１０の一面から突出する状態で締結部材９２０の他端にナット８３０が螺合される。それにより、板状部材８１０の上面から突出する締結部材９２０の部分の長さＤ２が大きくなる。
【００５２】
これに対して、本実施の形態では、軸方向の長さが小さいフランジ部８２３の作用によりたわみ部８２２を内方へたわませることができるので、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の部分の長さＤ１（図２）を図８において板状部材８１０から突出する締結部材９２０の部分の長さＤ２よりも大幅に小さくすることができる。
【００５３】
それにより、取付具８００によるヘッド部１００Ａの取付場所の自由度が大きくなる。したがって、ヘッド部１００Ａの取付位置の変更が容易になるとともに、小型のヘッド部１００Ａを所望の位置に容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００５４】
（４）ヘッド部の構成
次に、図９〜図１２を参照して、図１に示した接触式変位計１００のヘッド部１００Ａの詳細について説明する。
【００５５】
図９は、ヘッド部１００Ａの全体の分解斜視図である。図１０および図１１は、ヘッド部１００Ａのヘッドケース１１０の詳細を示す図である。図１２は、ヘッド部１００Ａの基板フレームの詳細を示す図である。なお、図９〜図１２においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。
【００５６】
上記のように、ヘッド部１００Ａは、主に、ヘッドケース１１０、シャフトカバー部２００、シャフト部３００およびフレーム部４００を含む。なお、フレーム部４００は、図１２に示す基板フレーム４１０を含む。
【００５７】
ヘッドケース１１０は、ＸＹ平面に平行な上面部ＣＡおよび下面部ＣＢ、ＹＺ平面に平行な背面部ＣＣおよび開口部ＣＤ、ならびにＺＸ平面に平行な側面部ＣＥおよび側面部ＣＦを有する。ヘッドケース１１０の上面部ＣＡ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの厚みはほぼ同一であり、下面部ＣＢの厚みは、上面部ＣＡ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの厚みに比べて大きい。ヘッドケース１１０の材料としては、例えば亜鉛等の非磁性体を用いることが好ましい。
【００５８】
ここで、ヘッドケース１１０の詳細について説明する。図１０（ａ）は、ヘッドケース１１０を開口部ＣＤの斜め上方から見た斜視図である。図１０（ｂ）は、ヘッドケース１１０を背面部ＣＣの斜め上方から見た斜視図である。図１１は、ヘッドケース１１０を開口部ＣＤ側から見た正面図である。
【００５９】
図１０（ａ）に示すように、上面部ＣＡの側面部ＣＥ側の部分には、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔１１０ａが形成されている。また、下面部ＣＢの側面部ＣＥ側の部分には、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔１１０ｂが形成されている。貫通孔１１０ａの中心部および貫通孔１１０ｂの中心部は、Ｚ方向に平行な１つの直線上に位置している。
【００６０】
ヘッドケース１１０の上面部ＣＡと側面部ＣＦとが交差する部分には、Ｘ方向に沿って延びる楕円形の貫通孔１１０ｃが形成されている。
【００６１】
図１０（ｂ）に示すように、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡから背面部ＣＣに至る部分にケーブル収容部１２０が形成されている。
【００６２】
ケーブル収容部１２０は、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡからＺ方向に延びるケーブル収容溝１２１、およびケーブル収容溝１２１の下端部に連通するコネクタ嵌合部１２２からなる。
【００６３】
ケーブル収容部１２０のケーブル収容溝１２１は、傾斜面１２１ａおよび内側面部１２１ｂ、１２１ｃを有する。傾斜面１２１ａは、上面部ＣＡに連続的かつ凹凸状に形成される。内側面部１２１ｂ、１２１ｃは、側面部ＣＥ，ＣＦに平行に形成される。内側面部１２１ｂには、Ｚ方向に延びる溝部１２１Ｂが形成されている。なお、図示しないが、内側面部１２１ｃにも同様の溝部が形成されている。
【００６４】
ケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２は略直方体形状を有する。ケーブル収容部１２０の背面部ＣＣに平行な面には、Ｘ方向に貫通する長方形状の端子部挿入孔１２２ａが形成されている。
【００６５】
図１１に示すように、ヘッドケース１１０の内側の背面部ＣＣには、しきい部１３０が設けられている。しきい部１３０は、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢ側からＺ方向に延びるとともに開口部ＣＤ側に凸状に形成されている。
【００６６】
また、しきい部１３０と側面部ＣＥとの間における背面部ＣＣの部分には、回転止溝１１１およびピン導入溝１１２がＬ字状に形成されている。回転止溝１１１は、下面部ＣＢから上面部ＣＡに向かって延びる。この回転止溝１１１は、上面部ＣＡの貫通孔１１０ａの中心および下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂの中心を結ぶ直線Ｈと同一のＺＸ平面上に位置する。ピン導入溝１１２は、回転止溝１１１の一端部から、側面部ＣＦに向かって延びる。
【００６７】
回転止溝１１１の両側に２本の係止部１１１ａが平行に形成されている。また、回転止溝１１１の延長線上における背面部ＣＣの位置に、凸部１１３が形成されている。
【００６８】
また、図１０および図１１に示すように、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの外面上には、それぞれ３つの突起部１１４が形成されている。
【００６９】
図９に示すように、シャフトカバー部２００は、ゴムパッキン２１０、円筒状の外筒２２０、円筒状のボールケージ２３０、ゴムパッキン２４０、略円筒状の係止部材２５０、リング２６０、伸縮可能なベローズカバー２７０およびリング２８０からなる。
【００７０】
外筒２２０の上端部は、ゴムパッキン２１０を介してヘッドケース１１０の下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂ内に取り付けられる。なお、後述するように、ヘッドケース１１０と外筒２２０との液密性が十分に確保されている場合は、ゴムパッキン２１０を取り付けなくてもよい。
【００７１】
外筒２２０内には、ボールケージ２３０が挿入される。ボールケージ２３０の詳細については後述する。外筒２２０の下端部には、ゴムパッキン２４０を介して、係止部材２５０が嵌合される。
【００７２】
係止部材２５０には、ベローズカバー２７０の上端部がリング２６０により締結される。ベローズカバー２７０の下端部は、後述するシャフト３１０の下端部にリング２８０により締結される。
【００７３】
上記の構成を有するシャフトカバー部２００は、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢからＺ方向に延びるように設けられる。
【００７４】
シャフト部３００は、棒状のシャフト３１０、略円筒状のシャフトキャップ３２０、接続ピン３３０、回転止ピン３４０、絶縁キャップ３５０、円筒状のコア３６０、ゴムパッキン３７０、ボール受け３９０および球状の先端部材３９５からなる。
【００７５】
シャフト３１０の上端部にシャフトキャップ３２０が取り付けられる。シャフトキャップ３２０は、円筒状のシャフト接続部３２１、回転止ピン挿入部３２２、および円筒状のコア接続部３２３からなる。シャフトキャップ３２０をシャフト３１０に取り付ける際には、シャフト接続部３２１がシャフト３１０の上端部に嵌合される。
【００７６】
シャフト３１０の上端部にはＸＹ平面上の一方向に貫通する貫通孔３１１が形成されている。シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１にはＸＹ平面上の一方向に貫通する貫通孔３２１ａが形成されている。シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１がシャフト３１０の上端部に嵌合された状態で、シャフト３１０の貫通孔３１１およびシャフトキャップ３２０の貫通孔３２１ａに接続ピン３３０が挿入される。それにより、シャフトキャップ３２０がシャフト３１０に固定される。
【００７７】
また、シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２にはピン孔３２２ａが設けられている。ピン孔３２２ａには、回転止ピン３４０が挿入される。回転止ピン３４０の一端は、シャフトキャップ３２０の外周面から突出する。シャフトキャップ３２０のコア接続部３２３には、絶縁キャップ３５０を介して円筒状のコア３６０が挿入される。なお、後述するように、実際の組み立ての際には、コア３６０はフレーム部４００と同時にヘッドケース１１０内に取り付けられる。
【００７８】
また、シャフト３１０の下端部にはねじ孔が形成されており、そのねじ孔にボール受け３９０が挿入される。ボール受け３９０には、先端部材３９５が取り付けられる。
【００７９】
上記の構成を有するシャフト部３００は、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡの貫通孔１１０ａからヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内にＺ方向に摺動可能に挿入される。
【００８０】
なお、実際の組み立ての際には、シャフト部３００をヘッドケース１１０内に挿入した後に、回転止ピン３４０をシャフトキャップ３２０に取り付ける。そして、シャフト部３００を軸心を中心として回転させる。このとき、シャフトキャップ３２０の外周面から突出する回転止ピン３４０の一端が、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣのピン導入溝１１２（図１１）に嵌合される。さらに、回転止ピン３４０がヘッドケース１１０の背面部ＣＣに対して垂直になった状態で、シャフト部３００をＺ方向に沿って移動させる。それにより、回転止ピン３４０の一端が回転止溝１１１（図１１）に嵌合される。
【００８１】
また、シャフト３１０をヘッドケース１１０およびシャフトカバー部２００内に挿入した後にボール受け３９０および先端部材３９５を取り付ける。
【００８２】
シャフト部３００がヘッドケース１１０およびシャフトカバー部２００内に挿入された状態で、ヘッドケース１１０の貫通孔１１０ａにゴムパッキン３７０を介して封止部材３８０を取り付ける。
【００８３】
フレーム部４００は、基板フレーム４１０、回路基板４２０、円筒状のボビン４３０、円筒状の磁気シールド４４０、スプリング４５０および棒状のサーミスタ４６０からなる。フレーム部４００はヘッドケース１１０の開口部ＣＤからヘッドケース１１０内に取り付けられる。
【００８４】
ここで、基板フレーム４１０の詳細について説明する。
【００８５】
図１２（ａ）は、図９に示す基板フレーム４１０の拡大斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の基板フレーム４１０の裏面を示す斜視図である。
【００８６】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、基板フレーム４１０は、Ｚ方向に延びる略直方体状のシャフトフレーム４１１およびＹＺ平面にほぼ平行な基板取付板４１２からなる。
【００８７】
基板フレーム４１０がヘッドケース１１０内に取り付けられる際には、シャフトフレーム４１１がヘッドケース１１０のしきい部１３０（図１１）よりも側面部ＣＥ側の領域に配置され、基板取付板４１２がしきい部１３０よりも側面部ＣＦ側の領域に配置される。
【００８８】
図１２に示す基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１は中空構造を有している。シャフトフレーム４１１の上端面４１１Ａには、内部に連通する貫通孔４１１ａが形成されている。また、シャフトフレーム４１１の下部は開口している。
【００８９】
シャフトフレーム４１１のＹＺ平面に平行な側面４１１Ｂおよび側面４１１Ｃには、下端部からＺ方向に沿って延びる切り込み４１１ｂおよび４１１ｃが形成されている。切り込み４１１ｂ，４１１ｃの下部は、Ｙ方向に拡大されている。
【００９０】
図１２（ａ）に示すように、上端面４１１Ａ近傍の側面４１１Ｂの部分には、切り欠き４１１ｅが形成されている。また、図１２（ｂ）に示すように、上端面４１１Ａ近傍の側面４１１Ｃの部分には、貫通孔４１１ｄが形成されている。
【００９１】
基板フレーム４１０の基板取付板４１２は、図１０のヘッドケース１１０のケーブル収容部１２０の形状に沿うように凹凸状に湾曲している。また、基板取付板４１２の所定の部分には長方形状の貫通孔４１２ａが形成されている。
【００９２】
基板取付板４１２の側辺には、Ｘ方向に突出するように突起部４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄが並列に形成されている。なお、突起部４１２ｃの先端部は内側に屈曲している。
【００９３】
図９に示すように、基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１内には、ボビン４３０、磁気シールド４４０およびスプリング４５０が挿入される。磁気シールド４４０は、例えばパーマロイからなる。シャフトフレーム４１１内においては、磁気シールド４４０内にボビン４３０が配置される。Ｚ方向における磁気シールド４４０の長さとボビン４３０の長さとは等しい。また、磁気シールド４４０の外周面を囲むようにスプリング４５０が配置される。
【００９４】
ボビン４３０の外周面には一次巻線および二次巻線が巻回されている。ボビン４３０、一次巻線および二次巻線がトランスを構成する。
【００９５】
なお、実際には、フレーム部４００がヘッドケース１１０内に取り付けられる際に、ボビン４３０内にシャフト部３００のコア３６０が挿入される。この時点では、コア３６０はシャフトキャップ３２０に取り付けられていない。そして、フレーム部４００がヘッドケース１１０内に取り付けられた後に、コア３６０が絶縁キャップ３５０を介してシャフトキャップ３２０に挿入される。
【００９６】
基板フレーム４１０の基板取付板４１２には複数の配線および孔部を有する回路基板４２０が取り付けられる。その際に、回路基板４２０の一方の側辺に設けられた突起片４２１が図１２（ａ）のシャフトフレーム４１１の切り欠き４１１ｅに嵌合され、図９の回路基板４２０の他方の側辺に設けられた３つの凹部４２２に図１２（ａ）の基板取付板４１２の突起部４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄが嵌合される。それにより、回路基板４２０が基板取付板４１２上で位置決めされる。
【００９７】
図９の回路基板４２０上の配線は、ボビン４３０の一次巻線および二次巻線ならびに後述するコネクタ部５１１の端子５１１ａに接続される。また、回路基板４２０には、Ｙ方向に延びるサーミスタ４６０が取り付けられる。
【００９８】
ヘッドケース１１０のケーブル収容部１２０には、ケーブル部５１０が取り付けられる。ケーブル部５１０は略直方体上のコネクタ部５１１およびコネクタ部５１１に接続されたケーブル５１２からなる。コネクタ部５１１の一面からは複数の端子５１１ａが突出する。
【００９９】
ケーブル収容部１２０にケーブル部５１０が取り付けられる際には、ケーブル部５１０のコネクタ部５１１がゴムパッキン５１２を介して図１０（ｂ）のケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２に嵌合される。このとき、図９のコネクタ部５１１の端子５１１ａは、図１０（ｂ）のコネクタ嵌合部１２２の端子部挿入孔１２２ａから挿入される。ここで、端子部挿入孔１２２ａは基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａと同一の形状を有しており、基板フレーム４１０がヘッドケース１１０内に取り付けられた状態では、ヘッドケース１１０の端子部挿入孔１２２ａの位置と基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａの位置とが一致する。そのため、コネクタ部５１１の端子５１１ａは、ヘッドケース１１０の端子部挿入孔１２２ａおよび基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａを通して、基板フレーム４１０の一面側に突出し、基板フレーム４１０上の回路基板４２０の配線に接続される。
【０１００】
また、コネクタ部５１１からＺ方向に延びるケーブル５１２の一部がケーブル収容溝１２１（図１０（ｂ））に収容される。
【０１０１】
ケーブル収容部１２０にケーブル部５１０のコネクタ部５１１およびケーブル５１２の一部が収容された後に、図１０（ｂ）のケーブル収容部１２０の内側面部１２１ｂ，１２１ｃに形成された溝部１２１Ｂに図９のケーブルカバー５２０が取り付けられる。ケーブルカバー５２０の一面は、図１０（ｂ）のケーブル収容溝１２１の傾斜面１２１ａにほぼ相補な形状を有する。コネクタ部５１１およびケーブル５１２の一部は、後述するように、ケーブル収容部１２０において確実に固定される。
【０１０２】
ヘッドケース１１０の上面部ＣＡと側面部ＣＦとの間の角部には、貫通孔１１０ｃ（図１０（ｂ））を塞ぐように、くの字状に屈曲した表示灯カバー５２２がゴムパッキン５２１を介して取り付けられる。
【０１０３】
このようにして、ヘッドケース１１０にシャフトカバー部２００、シャフト部３００、フレーム部４００およびケーブル部５１０が取り付けられる。
【０１０４】
次に、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣには、背面カバー６１０が取り付けられる。背面カバー６１０は、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣと側面部ＣＥとの間の角部、および背面部ＣＣと側面部ＣＦとの間の角部を覆うように湾曲している。また、背面カバー６１０の上辺にはＸ方向に突出するように把持片６１１が形成され、背面カバー６１０の下辺にはＸ方向に突出するように把持片６１２が形成されている。把持片６１１の先端部および把持片６１２の先端部は、それぞれ内方に屈曲している。
【０１０５】
背面カバー６１０がヘッドケース１１０に取り付けられる際には、背面カバー６１０の把持片６１１の先端部がヘッドケース１１０の上面部ＣＡの縁部に掛止されるとともに、背面カバー６１０の把持片６１２の先端部がヘッドケース１１０の下面部ＣＢの縁部に掛止される。このとき、背面カバー６１０の把持片６１１は、上面部ＣＡの貫通孔１１０ａに取り付けられた封止部材３８０を覆う状態になる。それにより、封止部材３８０がヘッドケース１１０の貫通孔１１０ａから落脱することが防止される。
【０１０６】
ヘッドケース１１０の開口部ＣＤ側には、ゴムパッキン６５０および略長方形状の内板６３０を介してヘッドケースカバー６２０が取り付けられる。ヘッドケースカバー６２０は、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥ、側面部ＣＦおよび開口部ＣＤを覆うようにコの字状に湾曲している。
【０１０７】
ヘッドケースカバー６２０がヘッドケース１１０に取り付けられる際には、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの突起部１１４（図１０）がヘッドケースカバー６２０に形成された複数の孔部６２１に嵌合される。それにより、ヘッドケースカバー６２０がヘッドケース１１０に固定される。
【０１０８】
背面カバー６１０およびヘッドケースカバー６２０は、例えばＳＵＳ（Steinless Used Steel；ステンレス鋼）からなる。
【０１０９】
なお、ここではヘッド部１００Ａの組み立て方法の一例について説明したが、組み立ての順序については、これらに限らない。
【０１１０】
（５）ヘッド部の各部材の詳細な配置
次に、ヘッド部１００Ａの組み立て完了時における各部材の詳細な配置について説明する。
【０１１１】
図１３は、図１のヘッド部１００ＡのＡ―Ａ線断面図である。なお、図１３においては、図１に示す点線Ｂを基準としてヘッド部１００Ａを２つの部分に分割し、それぞれの部分を図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す。図１４は、図９および図１０に示したケーブル収容部１２０のＺＸ平面における断面図である。図１３および図１４においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義し、矢印が向かう方向を＋方向、その反対の方向を−方向とする。
【０１１２】
まず、図１３を参照して、ヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内の各部材の配置を説明する。
【０１１３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ヘッドケース１１０内には基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１が配置されている。また、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂから−Ｚ方向に延びるようにシャフトカバー部２００が取り付けられている。ヘッドケース１１０の上面部ＣＡの貫通孔１１０ａには封止部材３８０が嵌合され、背面カバー６１０（図９）の把持片６１１により押止されている。封止部材３８０とヘッドケース１１０との間の液密性は、ゴムパッキン３７０により確保されている。
【０１１４】
シャフトフレーム４１１の貫通孔４１１ｄ（図１２（ｂ））には、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣの凸部１１３（図１１）が嵌合されている。それにより、ヘッドケース１１０内において、シャフトフレーム４１１がＺ方向に関して正確に位置決めされる。
【０１１５】
シャフトフレーム４１１の上部には磁気シールド４４０が配置されている。磁気シールド４４０は圧入等によりシャフトフレーム４１１に固定される。
【０１１６】
ボビン４３０は磁気シールド４４０内に固定されている。封止部材３８０の下面には、半球状の突起部３８０ａが設けられている。ボビン４３０の上端部には、封止部材３８０の突起部３８０ａが嵌合されている。
【０１１７】
ボビン４３０内にはシャフト部３００のコア３６０が摺動可能に挿入されている。コア３６０は絶縁キャップ３５０を介してシャフトキャップ３２０のコア接続部３２３に挿入され、固定されている。
【０１１８】
シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅは磁気シールド４４０に接触している。シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅを除いて、シャフトフレーム４１１と磁気シールド４４０との間に隙間が形成されており、その隙間にスプリング４５０が配置されている。スプリング４５０の両端は、シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅおよびシャフト部３００の絶縁キャップ３５０の上端部に当接している。それにより、シャフト部３００は、下方向に付勢される。
【０１１９】
本実施の形態においては、スプリング４５０内にボビン４３０が挿入されることにより、スプリング４５０およびボビン４３０をＺ方向に並列に配置する場合に比べて、ヘッドケース１１０内の長手方向における省スペース化が実現されている。また、ボビン４３０とスプリング４５０との間に磁気シールド４４０が配置されることにより、スプリング４５０からボビン４３０への磁気的影響が磁気シールド４４０により防止される。
【０１２０】
シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０は、シャフトフレーム４１１の切り込み４１１ｃを通して、背面部ＣＣにＺ方向に延びる回転止溝１１１に嵌合されている。そのため、シャフト部３００は、Ｚ方向への摺動は可能であるが、回転止ピン３４０が回転止溝１１１の両側の係止部１１１ａにより係止されるので、軸心Ｊを中心とする円周方向に関しては回転が阻止されている。
【０１２１】
また、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢの一面側の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１の内径は、シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１の径よりも大きく設定されるとともに、回転止ピン挿入部３２２の径よりも小さく設定されている。そのため、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２が貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に係止されることにより、シャフト部３００の下方向への移動が制限される。
【０１２２】
ヘッドケース１１０の下方から下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂにゴムパッキン２１０および外筒２２０が挿入されている。外筒２２０は圧入または接着剤等により下面部ＣＢに固定される。また、ヘッドケース１１０と外筒２２０との間の液密性はゴムパッキン２１０により確保されている。なお、外筒２２０の上端部を下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂ内に圧入し、外筒２２０の圧入された部分の周縁を接着剤によって接着およびシールすることによりヘッドケース１１０と外筒２２０との間の液密性が十分に確保される場合は、ゴムパッキン２１０を不要とする構造も可能である。
【０１２３】
図１３（ｂ）に示すように、外筒２２０内には、シャフト３１０が挿入されている。外筒２２０とシャフト３１０との間には、ボールケージ２３０が配置されている。ボールケージ２３０は、筒状部材に複数のボール２３１が規則的な間隔で設けられたものである。ボール２３１は、外筒２２０の内周面およびシャフト３１０の外周面に当接するとともに、Ｚ方向に回転移動可能である。それにより、シャフト３１０が外筒２２０内でＺ方向に摺動する際には、シャフト３１０がボールケージ２３０により保持され、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦が、ボールケージ２３０のボール２３１により転がり摩擦となる。これにより、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦が低減され、外筒２２０の摩耗が抑制される。
【０１２４】
外筒２２０は、小型であるとともに形状には高い精度が要求されるため製造コストが高い。上記のように、外筒２２０の摩耗が抑制されることにより、高価な外筒２２０の長寿命化が実現される。
【０１２５】
外筒２２０の下端部には係止部材２５０が嵌合されている。係止部材２５０の外周面にはゴムパッキン２４０が装着されている。ゴムパッキン２４０により外筒２２０と係止部材２５０との間の液密性が確保されている。
【０１２６】
外筒２２０の下方にはシャフト３１０の周囲を覆うようにベローズカバー２７０が設けられている。ベローズカバー２７０の上端は係止部材２５０にリング２６０により固定されており、下端はシャフト３１０の下端部にリング２８０により固定されている。ベローズカバー２７０は、シャフト部３００のＺ方向の移動に伴って伸縮する。
【０１２７】
次に、図１４を参照して、ケーブル収容部１２０（図１０（ｂ））内のケーブル部５１０（図９）の配置を説明する。
【０１２８】
図１４に示すように、ケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２にケーブル部５１０のコネクタ部５１１が嵌合されている。コネクタ部５１１の端子５１１ａは回路基板４２０（図９）上の配線に接続されている。コネクタ部５１１にはゴムパッキン５１３が装着されている。ゴムパッキン５１３によりコネクタ部５１１とヘッドケース１１０との間の液密性が確保されている。また、ケーブル収容溝１２１（図１０（ｂ））の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との間に形成される隙間に沿ってケーブル５１２が延びる。
【０１２９】
ここで、ケーブルカバー５２０の一面は、ヘッドケース１１０の傾斜面１２１ａに沿うように形成されている。それにより、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間には、屈曲した領域Ｈ１が形成される。なお、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間の幅はケーブル５１２の外径にほぼ等しい。
【０１３０】
この場合、ケーブル５１２に上方へ引っ張る力が加わったとしても、ケーブル５１２は、屈曲した領域Ｈ１で、ケーブルカバー５２０とヘッドケース１１０の傾斜面１２１ａとで挟持される。それにより、ケーブル５１２を介してコネクタ部５１１に直接加わる力が低減される。したがって、コネクタ部５１１がコネクタ嵌合部１２２から外れることが防止される。
【０１３１】
また、ケーブル収容部１２０に対向するケーブルカバー５２０の一面は、緩やかな曲面を形成しつつ上面５２０Ａに連続している。ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａは、上述のように、緩やかな曲面を形成しつつヘッドケース１１０の上面部ＣＡに連続的している。すなわち、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間は、上方に向かって漸次拡大している。それにより、ケーブル５１２に様々な方向から張力が加わったとしても、ケーブル５１２がヘッドケース１１０の上面部ＣＡの縁部またはケーブルカバー５２０の上面５２０Ａの縁部により損傷を受けることが防止される。
【０１３２】
また、ケーブルカバー５２０の下端部の内側には、傾斜面５２０ａが形成されている。ケーブルカバー５２０を上方からケーブル収容部１２０に嵌め込む際には、ケーブルカバー５２０の傾斜面５２０ａがコネクタ部５１１の上面の縁部に当接し、ケーブルカバー５２０の下方への移動に伴って、ケーブルカバー５２０の傾斜面５２０ａがコネクタ部５１１を＋Ｙ方向に押圧する。それにより、コネクタ部５１１がコネクタ嵌合部１２２に確実に押し込まれる。
【０１３３】
（６）ヘッド部の動作
上記の構成のヘッド部１００Ａにおいては、図１３に示すように、シャフト部３００の先端に取り付けられた先端部材３９５に上方への力が加わることにより、シャフト部３００がスプリング４５０の付勢力に抗して上方へ移動する。
【０１３４】
図１５および図１６は、シャフト部３００の移動を説明するための図である。
【０１３５】
図１５は、先端部材３９５に力が加わっていない状態のヘッド部１００Ａの断面図であり、図１６は、シャフト部３００が最大限に移動した状態のヘッド部１００Ａの断面図である。
【０１３６】
図１５に示すように、先端部材３９５に力が加わっていない状態では、スプリング４５０の下方への付勢力により、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２がヘッドケース１１０の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に当接し、シャフト部３００が静止する。
【０１３７】
このとき、シャフト部３００のコア３６０は、ボビン４３０内にほとんど挿入されていない状態となる。
【０１３８】
また、この状態においては、シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１の下端部と係止部材２５０の上端部との間の距離は、ボールケージ２３０の長さにほぼ等しくなる。それにより、ボールケージ２３０は係止部材２５０にほぼ当接する状態になる。
【０１３９】
以下、図１５に示す上記の状態をシャフト部３００の初期状態と呼ぶ。
【０１４０】
次に、図１６に示すように、先端部材３９５に上方への力が加わり、シャフト部３００が上方に最大限に移動した状態では、シャフト部３００の絶縁キャップ３５０がボビン４３０および磁気シールド４４０の下端部に当接するとともに、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０が基板フレーム４１０の切り込み４１１ｃの端面に当接する。
【０１４１】
このとき、シャフト部３００のコア３６０は、ボビン４３０の下端部から上端部まで挿入された状態となり、封止部材３８０の突起部３８０ａにほぼ当接する。
【０１４２】
外筒２２０内のボールケージ２３０は、シャフト３１０の移動に伴って上方に移動し、ヘッドケース１１０の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に当接する。
【０１４３】
なお、ヘッド部１００Ａに振動等が加わることにより、ボールケージ２３０が縁部Ｂ１に当接する位置からずれる場合がある。その場合、ボールケージ２３０の動作が不安定となり、シャフト３１０が移動する際に、ボールケージ２３０からシャフト３１０に抵抗が加わる。
【０１４４】
そこで、本実施の形態では、シャフト部３００が図１５に示した初期状態に戻される際に、ボールケージ２３０がシャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１により下方に押動され、係止部材２５０にほぼ当接する位置に移動する。すなわち、シャフト部３００が初期状態に戻されることにより、ボールケージ２３０の位置が修正される。それにより、ボールケージ２３０の動作が安定し、シャフト３１０に抵抗が加わることが防止される。
【０１４５】
このようなヘッド部１００Ａにおけるシャフト部３００の移動量（変位量）に基づいて、対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【０１４６】
具体的には、シャフト部３００の移動量に応じてのボビン４３０内に挿入されたコア３６０の部分の長さが変化することによりボビン４３０および巻線により構成されるトランスのインダクタンスが変化する。そのインダクタンスの変化が誘導電流の変化として出力される。トランスから出力される電流は、フレーム部４００（図９）の回路基板４２０（図９）に与えられ、電圧（電気信号）に変換される。このようにして、対象物の物理的変位量が電気信号に変換される。この電気信号は、本体部１００Ｂ（図１）のＣＰＵ（図示せず）に与えられる。
【０１４７】
本体部１００ＢのＣＰＵは、その電気信号に基づいて、シャフト部３００の移動量を対象物の物理的変位量の測定値として算出する。また、ＣＰＵは、測定値が予め設定した許容範囲内にあるか否かを判定する。
【０１４８】
（７）本実施の形態の効果
本実施の形態では、ヘッド部１００Ａが取付具８００により板状部材８１０に固定される。この場合、フランジ部８２３の傾斜面８２３ａが板状部材８１０の面取り部８１０ｂに当接するとともに、板状部材８１０の面取り部８１０ｂからフランジ部８２３の傾斜面８２３ａに内方への力が加わる。そのため、締結部材８２０のたわみ部８２２が内方にたわみ、ヘッド部１００Ａの外筒２２０を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、外筒２２０の変形が防止されつつヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【０１４９】
このように、フランジ部８２３の傾斜面８２３ａの作用によりたわみ部８２２を内方へたわませることによりヘッド部１００Ａの外筒２２０を締め付けることができるので、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の長さを小さくすることができる。それにより、取付具８００によるヘッド部１００Ａの取付場所の自由度が大きくなる。したがって、ヘッド部１００Ａの取付位置の変更が容易になるとともに、ヘッド部１００Ａを狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【０１５０】
また、本実施の形態では、ボビン４３０とスプリング４５０との間に磁気シールド４４０が配置されるため、スプリング４５０からボビン４３０への磁気的影響が防止される。それにより、接触式変位計１００の測定精度を低下させずに、スプリング４５０内にボビン４３０を配置することができる。そのため、スプリング４５０およびボビン４３０を軸方向に並列に配置する場合等に比べて、スプリング４５０の占有スペースが削減され、ヘッド部１００Ａの小型化が実現される。
【０１５１】
また、本実施の形態では、シャフト３１０が外筒２２０内のボールケージ２３０により保持される。それにより、ヘッドケース１１０とシャフト部３００との接触面積が低減される。したがって、シャフト部３００の摺動動作によるヘッドケース１１０の摩耗が抑制される。
【０１５２】
また、シャフト３１０が外筒２２０内で摺動する際に、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦がボールケージ２３０により低減される。それにより、外筒２２０の摩耗が抑制される。そのため、高価な外筒２２０の長寿命化が実現される。
【０１５３】
これらにより、長期間の使用においてもシャフト部３００の円滑な摺動動作が確保される。その結果、ヘッド部１００Ａの耐久性が向上され、長期間にわたって接触式変位計１００の測定精度を維持することができる。
【０１５４】
また、シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０がヘッドケース１１０に形成された回転止溝１１１に嵌合されることにより、シャフト部３００の軸方向の摺動が許容されるとともに、軸心Ｊを中心とする円周方向の回転が阻止される。
【０１５５】
それにより、シャフト部３００の軸心Ｊを中心とする円周方向の回転による摩擦が生じないため、シャフト３１０および外筒２２０の摩耗がさらに抑制される。それにより、ヘッド部１００Ａの耐久性がさらに向上される。
【０１５６】
また、ヘッドケース１１０の回転止溝１１１およびシャフト部３００の回転止ピン３４０によりシャフト部３００の回転を制限することができるので、高い精度が要求される外筒２２０の加工が簡略化される。そのため、外筒２２０の製造コストを低減することができる。
【０１５７】
さらに、本実施の形態では、ヘッドケース１１０が一面に開口部ＣＤを有するとともに、回路基板４２０、ボビン４３０および磁気シールド４４０が基板フレーム４１０に保持された状態で開口部ＣＤからヘッドケース１１０内に取り付けられる。それにより、種々の部材を個別にヘッドケース１１０に取り付ける場合に比べて、ヘッド部１００Ａの組立が容易となる。
【０１５８】
また、ヘッドケース１１０が、上面部ＣＡ、下面部ＣＢ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦから一体形成され、かつ一面に開口部ＣＤが設けられているので、ヘッド部１００Ａの防水性がゴムパッキン等により容易に確保される。
【０１５９】
（８）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１６０】
上記の実施の形態では、シャフト部３００が接触子に相当し、シャフトカバー部２００が筒状部材に相当し、板状部材８１０が支持部材に相当し、貫通孔８１０ａが孔部に相当し、締結部材８２０が保持部材に相当し、ナット８３０が固定部材に相当し、たわみ部８２２が挿入部に相当し、ねじ切り部８２１がねじ部に相当し、傾斜面８２３ａがフランジ部の傾斜面に相当し、面取り部８１０ｂが支持部材の傾斜面に相当し、割溝８２０ａが切り欠きに相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明に係る接触式変位計の取付具は、接触式変位計を測定場所に固定するために利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のヘッド部が板状部材に取り付けられた状態を示す図である。
【図３】図２の取付具および板状部材を示す斜視図である。
【図４】図２の板状部材を示す図である。
【図５】図２の締結部材を示す図である。
【図６】取付具によりヘッド部が板状部材に固定された状態を示す図である。
【図７】取付具によるヘッド部の固定方法を説明するための図である。
【図８】従来の取付具の一例を示す図である。
【図９】ヘッド部の全体の分解斜視図である。
【図１０】ヘッド部のヘッドケースの詳細を示す図である。
【図１１】ヘッド部のヘッドケースの詳細を示す図である。
【図１２】ヘッド部の基板フレームの詳細を示す図である。
【図１３】図１のヘッド部のＡ―Ａ線断面図である。
【図１４】図９および図１０に示したケーブル収容部のＺＸ平面における断面図である。
【図１５】シャフト部の移動を説明するための図である。
【図１６】シャフト部の移動を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１００ 接触式変位計
１００Ａ ヘッド部
１００Ｂ 本体部
１１０ ヘッドケース
１１０ａ，１１０ｂ 貫通孔
２２０ 外筒
２３０ ボールケージ
２３１ ボール
３００ シャフト部３００
３４０ 回転止ピン
３６０ コア
４１０ 基板フレーム４１０
４３０ ボビン
４５０ スプリング
５１２ ケーブル５１２
６１０ 背面カバー
６２０ ヘッドケースカバー
２００ 筒状部材
８００ 取付具
８１０ 板状部材
８２０ 締結部材
８３０ ナット
８２１ ねじ切り部
８２２ たわみ部
８２３ フランジ部
８２３ａ 傾斜面
８１０ｂ 面取り部
８１０ａ 貫通孔
８２０ａ 割溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式変位計の取付具および取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触式変位計は、対象物の表面に当接されるとともに軸方向に変位可能な接触子（可動部）およびトランスを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記トランスは、接触子に連動するコアを備える。このコアが接触子の変位に応じて変位することにより、接触子の変位量に対応してトランスから出力される信号のレベルが変化する。このような構成において、対象物の物理的変位量が電気量に変換されることにより、当該対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【０００４】
接触式変位計は、一般的に、トランスを含むヘッド部と当該ヘッド部を制御する本体部とからなる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−９４１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の接触式変位計を用いて対象物の物理的変位量を測定するためには、接触式変位計のヘッド部を測定場所に確実に固定する必要がある。例えば、ヘッド部が測定場所に設けられた支持部材に金具を用いて固定される。
【０００６】
しかしながら、ヘッド部を取り付けるためのスペースが狭い場合には、長い金具を用いることができない、それにより、ヘッド部を確実に固定することが困難な場合がある。ヘッド部が確実に固定されていない場合、接触子が対象物に接触することによりヘッド部が動き、測定精度が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能な接触式変位計の取付具および取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１） 第１の発明に係る接触式変位計の取付具は、接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を、孔部を有する支持部材に固定するための取付具であって、支持部材の孔部に挿入される筒状の保持部材と、保持部材を支持部材に固定する固定部材とを備え、保持部材は、支持部材の孔部内に挿入される挿入部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の一面側に突出するとともに挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、フランジ部は、挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、固定部材は、支持部材の他面側に突出した保持部材のねじ部に螺合されるねじ孔を有し、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入されるものである。
【０００９】
第１の発明に係る接触式変位計の取付具においては、支持部材の孔部に筒状の保持部材が挿入されるとともに、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入される。この場合、保持部材の挿入部が支持部材の孔部内に挿入され、挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部が支持部材の一面に係止される。また、ねじが形成されたねじ部が支持部材の他面側に突出する。この状態で、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれるとともに、支持部材のねじ部には固定部材が螺合される。
【００１０】
フランジ部は挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有する。それにより、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の縁部に当接するとともに、支持部材の孔部の縁部からフランジ部の傾斜面に内方への力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が内方にたわみ、接触式変位計の筒状部材を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、筒状部材の変形が防止されつつ接触式変位計が支持部材に確実に固定される。
【００１１】
このように、フランジ部の傾斜面の作用により挿入部を内方へたわませることにより接触式変位計の筒状部材を締め付けることができるので、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００１２】
（２） 保持部材は、フランジ部の端面から挿入部に延びる切欠きを有してもよい。
【００１３】
この場合、保持部材の可撓性が向上される。そのため、保持部材が支持部材の孔部に押し込まれることにより、保持部材の挿入部が容易にたわむことができる。それにより、保持部材が接触式変位計の筒状部材をより確実に締め付けることができる。したがって、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００１４】
（３） 切欠きは、保持部材の軸心を中心として等角度間隔で複数設けられてもよい。
【００１５】
この場合、保持部材が支持部材の孔部に押し込まれることにより、保持部材が軸心を中心として均一にたわむので、接触式変位計の筒状部材に均一に力が加わる。そのため、筒状部材の変形が防止されるとともに、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００１６】
（４） 保持部材の挿入部およびねじ部は等しい内径を有し、フランジ部は挿入部およびねじ部と等しい内径から外方に向かって漸次拡大する内径を有してもよい。
【００１７】
この場合、接触式変位計の筒状部材の外周面が保持部材の挿入部およびねじ部の内周面で確実に締め付けられる。それにより、接触式変位計の筒状部材が支持部材により確実に固定される。
【００１８】
また、保持部材のフランジ部の内径が挿入部およびねじ部の内径から外方に向かって漸次拡大するため、接触式変位計の筒状部材を保持部材内に容易に挿入することができる。
【００１９】
（５） 第２の発明に係る接触式変位計の取付構造は、接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を固定するための取付構造であって、測定場所に配置され、孔部を有する支持部材と、支持部材の孔部に挿入される筒状の保持部材と、保持部材を支持部材に固定する固定部材とを備え、支持部材は、一面側における孔部の縁部に外方に向かって径大となる傾斜面を有し、保持部材は、支持部材の孔部内に挿入される挿入部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の一面側に突出するとともに挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、挿入部が孔部内に挿入された状態で支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、フランジ部は、支持部材の傾斜面に対応して挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、固定部材は、支持部材の他面側に突出した保持部材のねじ部に螺合されるねじ孔を有し、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入されるものである。
【００２０】
第２の発明に係る接触式変位計の取付構造においては、支持部材の孔部に筒状の保持部材が挿入されるとともに、保持部材内に接触式変位計の筒状部材が挿入される。この場合、保持部材の挿入部が支持部材の孔部内に挿入され、挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部が支持部材の一面に係止される。また、ねじが形成されたねじ部が支持部材の他面側に突出する。この状態で、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれるとともに、支持部材のねじ部には固定部材が螺合される。
【００２１】
フランジ部は挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有する。それにより、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の縁部に当接するとともに、支持部材の孔部の縁部からフランジ部の傾斜面に内方への力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が内方にたわみ、接触式変位計の筒状部材を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、筒状部材の変形が防止されつつ接触式変位計が支持部材に確実に固定される。
【００２２】
このように、フランジ部の傾斜面の作用により挿入部を内方へたわませることにより接触式変位計の筒状部材を締め付けることができるので、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００２３】
（６） 支持部材は、一面側における孔部の縁部に、保持部材のフランジ部の傾斜面に対応して斜め外方に向かって傾斜する傾斜面を有してもよい。
【００２４】
この場合、保持部材が支持部材の孔部内に押し込まれる際に、フランジ部の傾斜面が支持部材の孔部の傾斜面に当接する。それにより、支持部材の傾斜面からフランジ部の傾斜面に広い面積で力が加わる。そのため、保持部材の挿入部が円滑に内方にたわむことができ、保持部材の挿入部で接触式変位計の筒状部材を確実に締め付けることができる。その結果、接触式変位計を支持部材に確実に固定することができる。
【００２５】
また、支持部材からフランジ部に局所的な力が加わることが防止されるので、フランジ部の損傷が防止される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、支持部材から突出する保持部材の長さを小さくすることができる。それにより、取付具による接触式変位計の取付場所の自由度が大きくなる。したがって、接触式変位計の取付位置の変更が容易になるとともに、接触式変位計を狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態に係る接触式変位計について図面を参照して説明する。
【００２８】
（１）接触式変位計の構成
図１は、本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態に係る接触式変位計１００は、ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂを備える。
【００３０】
ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂは互いにケーブル５１２により接続されている。また、本体部１００Ｂはケーブル８１を介して図示しない外部装置に接続される。
【００３１】
ヘッド部１００Ａは、主に、ヘッドケース１１０、シャフトカバー部２００、シャフト部３００およびフレーム部４００から構成される。ヘッドケース１１０は略直方体で一面に開口部を有する。シャフトカバー部２００はヘッドケース１１０の一端面に取り付けられている。シャフトカバー部２００は、円筒状の外筒２２０を含む。シャフト部３００はヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内において変位可能に設けられている。また、フレーム部４００はヘッドケース１１０内に収納されている。
【００３２】
接触式変位計１００では、ヘッド部１００Ａにおけるシャフト部３００の移動距離（変位量）に基づいて、対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【００３３】
なお、図１のヘッド部１００Ａは、内部の構成を明確に示すために、後述の開口部カバーを取り外した状態で示されている。
【００３４】
（２）接触式変位計の取付
接触式変位計１００により対象物を測定する際には、ヘッド部１００Ａが工作機械または産業用ロボット等の各種装置または支持部材に固定される。その場合、ヘッド部１００Ａのシャフト部３００の先端部が対象物に接触するので、正確な測定値を得るためには、ヘッド部１００Ａを確実に固定する必要がある。その一方、ヘッド部１００Ａのヘッドケース１１０を強い力で固定した場合、ヘッドケース１１０が変形または破損する可能性がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、以下に説明する取付具を用いてヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が確実に固定される。
【００３６】
図２は、図１のヘッド部１００Ａが板状部材に取り付けられた状態を示す図である。
【００３７】
図２に示すように、ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が取付具８００により板状部材８１０に固定されている。ヘッド部１００Ａは、板状部材８１０の貫通孔８１０ａに挿入された状態である。板状部材８１０は、対象物の測定場所に固定されてもよく、各種装置またはヘッド部１００Ａを支持するための支持部材に固定されてもよい。あるいは、板状部材８１０は、各種装置の一部またはヘッド部１００Ａを支持するための支持部材の一部であってもよい。
【００３８】
取付具８００は締結部材８２０およびナット８３０を含む。ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００は締結部材８２０により締め付けるように保持され、板状部材８１０の下面側から突出する締結部材８２０の部分にナット８３０が螺合される。これにより、ヘッド部１００Ａが、板状部材８１０に確実に固定される。以下、その詳細を説明する。
【００３９】
（３）取付具の詳細
図３は、図２の取付具８００および板状部材８１０を示す斜視図である。図４（ａ）は図２の板状部材８１０の平面図であり、図４（ｂ）は、板状部材８１０の側面図である。図５（ａ）は、図２の締結部材８２０の平面図であり、図５（ｂ）は、締結部材８２０の側面図である。
【００４０】
図３に示すように、取付具８００は、締結部材８２０およびナット８３０を含む。締結部材８２０には、例えばＳＵＳ等の金属、または合成樹脂等の材料が用いられる。
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、板状部材８１０の中央部には、円形の貫通孔８１０ａが形成される。また、板状部材８１０の一面側の貫通孔８１０ａの縁部には、貫通孔８１０ａの内周面に対して角度θ１をなすように面取り部８１０ｂが形成される。
【００４２】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、締結部材８２０は、円筒状のねじ切り部８２１、円筒状のたわみ部８２２および環状のフランジ部８２３からなる。ねじ切り部８２１は、たわみ部８２２と等しい内径および外形を有し、たわみ部８２２の下端に一体的に形成されている。ねじ切り部８２１の外周面にはねじ切り加工が施されている。フランジ部８２３は、たわみ部８２２の上端に一体的に形成され、たわみ部８２２の外周面から斜め上方に漸次広がる傾斜面８２３ａおよびたわみ部８２２よりも径大の外周面８２３ｂを有する。フランジ部８２３の外周面８２３ｂには曲面状の複数の凹部８２３ｃが形成されている。なお、締結部材８２０の軸心に対する傾斜面８２３ａの角度θ２は、板状部材８１０の貫通孔８１０ａの内周面に対する面取り部８１０ｂの角度θ１にほぼ等しい。
【００４３】
また、締結部材８２０の軸心を中心として等角度間隔で複数の割溝８２０ａが形成されている。割溝８２０ａは、フランジ部８２３側の上端からねじ切り部８２１の近傍部分まで締結部材８２０の軸心に平行な方向に延びている。
【００４４】
次に、取付具８００によるヘッド部１００Ａの固定方法について説明する。
【００４５】
図６は、取付具８００によりヘッド部１００Ａが板状部材８１０に固定された状態を示す図である。図７は、取付具８００によるヘッド部１００Ａの固定方法を説明するための図である。なお、図７においては、ヘッド部１００Ａの外筒２２０のみを示す。
【００４６】
図６に示すように、締結部材８２０が板状部材８１０の一面側から貫通孔８１０ａに挿入されるとともに、締結部材８２０内にヘッド部１００Ａの外筒２２０が挿入される。さらに、板状部材８１０の他面側から突出する締結部材８２０のねじ切り部８２１にナット８３０が螺合される。
【００４７】
これにより、図７に示すように、締結部材８２０が矢印Ｍ１で示すように板状部材８１０に対して押し込まれる。それにより、板状部材８１０の面取り部８１０ｂから締結部材８２０の傾斜面８２３ａに矢印Ｍ２で示すように内方への力が加わる。この場合、締結部材８２０のたわみ部８２２が内方にたわみ、たわみ部８２２が外筒２２０の外周面を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、ヘッド部１００Ａの外筒２２０の変形が防止されつつヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【００４８】
このように、板状部材８１０の貫通孔８１０ａの縁部に面取り部８１０ｂが設けられるとともに、締結部材８２０のフランジ部８２３に傾斜面８２３ａが設けられることにより、締結部材８２０によりヘッド部１００Ａが締結されるとともに、ヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【００４９】
また、本実施の形態では、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の部分の長さＤ１（図２）を小さくすることができる。ここで、図８を参照して、本実施の形態の取付具８００と従来の取付具とを比較する。
【００５０】
図８（ａ）は板状部材８１０に取り付けられた従来の取付具の一例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の側面図である。
【００５１】
図８に示すように、従来の取付具では、締結部材９２０の一端に設けられた保持部９２２により、ヘッド部１００Ａのシャフトカバー部２００が保持される。この場合、保持部９２２が板状部材８１０の一面から突出する状態で締結部材９２０の他端にナット８３０が螺合される。それにより、板状部材８１０の上面から突出する締結部材９２０の部分の長さＤ２が大きくなる。
【００５２】
これに対して、本実施の形態では、軸方向の長さが小さいフランジ部８２３の作用によりたわみ部８２２を内方へたわませることができるので、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の部分の長さＤ１（図２）を図８において板状部材８１０から突出する締結部材９２０の部分の長さＤ２よりも大幅に小さくすることができる。
【００５３】
それにより、取付具８００によるヘッド部１００Ａの取付場所の自由度が大きくなる。したがって、ヘッド部１００Ａの取付位置の変更が容易になるとともに、小型のヘッド部１００Ａを所望の位置に容易かつ確実に固定することが可能になる。
【００５４】
（４）ヘッド部の構成
次に、図９〜図１２を参照して、図１に示した接触式変位計１００のヘッド部１００Ａの詳細について説明する。
【００５５】
図９は、ヘッド部１００Ａの全体の分解斜視図である。図１０および図１１は、ヘッド部１００Ａのヘッドケース１１０の詳細を示す図である。図１２は、ヘッド部１００Ａの基板フレームの詳細を示す図である。なお、図９〜図１２においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。
【００５６】
上記のように、ヘッド部１００Ａは、主に、ヘッドケース１１０、シャフトカバー部２００、シャフト部３００およびフレーム部４００を含む。なお、フレーム部４００は、図１２に示す基板フレーム４１０を含む。
【００５７】
ヘッドケース１１０は、ＸＹ平面に平行な上面部ＣＡおよび下面部ＣＢ、ＹＺ平面に平行な背面部ＣＣおよび開口部ＣＤ、ならびにＺＸ平面に平行な側面部ＣＥおよび側面部ＣＦを有する。ヘッドケース１１０の上面部ＣＡ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの厚みはほぼ同一であり、下面部ＣＢの厚みは、上面部ＣＡ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの厚みに比べて大きい。ヘッドケース１１０の材料としては、例えば亜鉛等の非磁性体を用いることが好ましい。
【００５８】
ここで、ヘッドケース１１０の詳細について説明する。図１０（ａ）は、ヘッドケース１１０を開口部ＣＤの斜め上方から見た斜視図である。図１０（ｂ）は、ヘッドケース１１０を背面部ＣＣの斜め上方から見た斜視図である。図１１は、ヘッドケース１１０を開口部ＣＤ側から見た正面図である。
【００５９】
図１０（ａ）に示すように、上面部ＣＡの側面部ＣＥ側の部分には、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔１１０ａが形成されている。また、下面部ＣＢの側面部ＣＥ側の部分には、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔１１０ｂが形成されている。貫通孔１１０ａの中心部および貫通孔１１０ｂの中心部は、Ｚ方向に平行な１つの直線上に位置している。
【００６０】
ヘッドケース１１０の上面部ＣＡと側面部ＣＦとが交差する部分には、Ｘ方向に沿って延びる楕円形の貫通孔１１０ｃが形成されている。
【００６１】
図１０（ｂ）に示すように、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡから背面部ＣＣに至る部分にケーブル収容部１２０が形成されている。
【００６２】
ケーブル収容部１２０は、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡからＺ方向に延びるケーブル収容溝１２１、およびケーブル収容溝１２１の下端部に連通するコネクタ嵌合部１２２からなる。
【００６３】
ケーブル収容部１２０のケーブル収容溝１２１は、傾斜面１２１ａおよび内側面部１２１ｂ、１２１ｃを有する。傾斜面１２１ａは、上面部ＣＡに連続的かつ凹凸状に形成される。内側面部１２１ｂ、１２１ｃは、側面部ＣＥ，ＣＦに平行に形成される。内側面部１２１ｂには、Ｚ方向に延びる溝部１２１Ｂが形成されている。なお、図示しないが、内側面部１２１ｃにも同様の溝部が形成されている。
【００６４】
ケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２は略直方体形状を有する。ケーブル収容部１２０の背面部ＣＣに平行な面には、Ｘ方向に貫通する長方形状の端子部挿入孔１２２ａが形成されている。
【００６５】
図１１に示すように、ヘッドケース１１０の内側の背面部ＣＣには、しきい部１３０が設けられている。しきい部１３０は、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢ側からＺ方向に延びるとともに開口部ＣＤ側に凸状に形成されている。
【００６６】
また、しきい部１３０と側面部ＣＥとの間における背面部ＣＣの部分には、回転止溝１１１およびピン導入溝１１２がＬ字状に形成されている。回転止溝１１１は、下面部ＣＢから上面部ＣＡに向かって延びる。この回転止溝１１１は、上面部ＣＡの貫通孔１１０ａの中心および下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂの中心を結ぶ直線Ｈと同一のＺＸ平面上に位置する。ピン導入溝１１２は、回転止溝１１１の一端部から、側面部ＣＦに向かって延びる。
【００６７】
回転止溝１１１の両側に２本の係止部１１１ａが平行に形成されている。また、回転止溝１１１の延長線上における背面部ＣＣの位置に、凸部１１３が形成されている。
【００６８】
また、図１０および図１１に示すように、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの外面上には、それぞれ３つの突起部１１４が形成されている。
【００６９】
図９に示すように、シャフトカバー部２００は、ゴムパッキン２１０、円筒状の外筒２２０、円筒状のボールケージ２３０、ゴムパッキン２４０、略円筒状の係止部材２５０、リング２６０、伸縮可能なベローズカバー２７０およびリング２８０からなる。
【００７０】
外筒２２０の上端部は、ゴムパッキン２１０を介してヘッドケース１１０の下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂ内に取り付けられる。なお、後述するように、ヘッドケース１１０と外筒２２０との液密性が十分に確保されている場合は、ゴムパッキン２１０を取り付けなくてもよい。
【００７１】
外筒２２０内には、ボールケージ２３０が挿入される。ボールケージ２３０の詳細については後述する。外筒２２０の下端部には、ゴムパッキン２４０を介して、係止部材２５０が嵌合される。
【００７２】
係止部材２５０には、ベローズカバー２７０の上端部がリング２６０により締結される。ベローズカバー２７０の下端部は、後述するシャフト３１０の下端部にリング２８０により締結される。
【００７３】
上記の構成を有するシャフトカバー部２００は、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢからＺ方向に延びるように設けられる。
【００７４】
シャフト部３００は、棒状のシャフト３１０、略円筒状のシャフトキャップ３２０、接続ピン３３０、回転止ピン３４０、絶縁キャップ３５０、円筒状のコア３６０、ゴムパッキン３７０、ボール受け３９０および球状の先端部材３９５からなる。
【００７５】
シャフト３１０の上端部にシャフトキャップ３２０が取り付けられる。シャフトキャップ３２０は、円筒状のシャフト接続部３２１、回転止ピン挿入部３２２、および円筒状のコア接続部３２３からなる。シャフトキャップ３２０をシャフト３１０に取り付ける際には、シャフト接続部３２１がシャフト３１０の上端部に嵌合される。
【００７６】
シャフト３１０の上端部にはＸＹ平面上の一方向に貫通する貫通孔３１１が形成されている。シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１にはＸＹ平面上の一方向に貫通する貫通孔３２１ａが形成されている。シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１がシャフト３１０の上端部に嵌合された状態で、シャフト３１０の貫通孔３１１およびシャフトキャップ３２０の貫通孔３２１ａに接続ピン３３０が挿入される。それにより、シャフトキャップ３２０がシャフト３１０に固定される。
【００７７】
また、シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２にはピン孔３２２ａが設けられている。ピン孔３２２ａには、回転止ピン３４０が挿入される。回転止ピン３４０の一端は、シャフトキャップ３２０の外周面から突出する。シャフトキャップ３２０のコア接続部３２３には、絶縁キャップ３５０を介して円筒状のコア３６０が挿入される。なお、後述するように、実際の組み立ての際には、コア３６０はフレーム部４００と同時にヘッドケース１１０内に取り付けられる。
【００７８】
また、シャフト３１０の下端部にはねじ孔が形成されており、そのねじ孔にボール受け３９０が挿入される。ボール受け３９０には、先端部材３９５が取り付けられる。
【００７９】
上記の構成を有するシャフト部３００は、ヘッドケース１１０の上面部ＣＡの貫通孔１１０ａからヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内にＺ方向に摺動可能に挿入される。
【００８０】
なお、実際の組み立ての際には、シャフト部３００をヘッドケース１１０内に挿入した後に、回転止ピン３４０をシャフトキャップ３２０に取り付ける。そして、シャフト部３００を軸心を中心として回転させる。このとき、シャフトキャップ３２０の外周面から突出する回転止ピン３４０の一端が、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣのピン導入溝１１２（図１１）に嵌合される。さらに、回転止ピン３４０がヘッドケース１１０の背面部ＣＣに対して垂直になった状態で、シャフト部３００をＺ方向に沿って移動させる。それにより、回転止ピン３４０の一端が回転止溝１１１（図１１）に嵌合される。
【００８１】
また、シャフト３１０をヘッドケース１１０およびシャフトカバー部２００内に挿入した後にボール受け３９０および先端部材３９５を取り付ける。
【００８２】
シャフト部３００がヘッドケース１１０およびシャフトカバー部２００内に挿入された状態で、ヘッドケース１１０の貫通孔１１０ａにゴムパッキン３７０を介して封止部材３８０を取り付ける。
【００８３】
フレーム部４００は、基板フレーム４１０、回路基板４２０、円筒状のボビン４３０、円筒状の磁気シールド４４０、スプリング４５０および棒状のサーミスタ４６０からなる。フレーム部４００はヘッドケース１１０の開口部ＣＤからヘッドケース１１０内に取り付けられる。
【００８４】
ここで、基板フレーム４１０の詳細について説明する。
【００８５】
図１２（ａ）は、図９に示す基板フレーム４１０の拡大斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の基板フレーム４１０の裏面を示す斜視図である。
【００８６】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、基板フレーム４１０は、Ｚ方向に延びる略直方体状のシャフトフレーム４１１およびＹＺ平面にほぼ平行な基板取付板４１２からなる。
【００８７】
基板フレーム４１０がヘッドケース１１０内に取り付けられる際には、シャフトフレーム４１１がヘッドケース１１０のしきい部１３０（図１１）よりも側面部ＣＥ側の領域に配置され、基板取付板４１２がしきい部１３０よりも側面部ＣＦ側の領域に配置される。
【００８８】
図１２に示す基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１は中空構造を有している。シャフトフレーム４１１の上端面４１１Ａには、内部に連通する貫通孔４１１ａが形成されている。また、シャフトフレーム４１１の下部は開口している。
【００８９】
シャフトフレーム４１１のＹＺ平面に平行な側面４１１Ｂおよび側面４１１Ｃには、下端部からＺ方向に沿って延びる切り込み４１１ｂおよび４１１ｃが形成されている。切り込み４１１ｂ，４１１ｃの下部は、Ｙ方向に拡大されている。
【００９０】
図１２（ａ）に示すように、上端面４１１Ａ近傍の側面４１１Ｂの部分には、切り欠き４１１ｅが形成されている。また、図１２（ｂ）に示すように、上端面４１１Ａ近傍の側面４１１Ｃの部分には、貫通孔４１１ｄが形成されている。
【００９１】
基板フレーム４１０の基板取付板４１２は、図１０のヘッドケース１１０のケーブル収容部１２０の形状に沿うように凹凸状に湾曲している。また、基板取付板４１２の所定の部分には長方形状の貫通孔４１２ａが形成されている。
【００９２】
基板取付板４１２の側辺には、Ｘ方向に突出するように突起部４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄが並列に形成されている。なお、突起部４１２ｃの先端部は内側に屈曲している。
【００９３】
図９に示すように、基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１内には、ボビン４３０、磁気シールド４４０およびスプリング４５０が挿入される。磁気シールド４４０は、例えばパーマロイからなる。シャフトフレーム４１１内においては、磁気シールド４４０内にボビン４３０が配置される。Ｚ方向における磁気シールド４４０の長さとボビン４３０の長さとは等しい。また、磁気シールド４４０の外周面を囲むようにスプリング４５０が配置される。
【００９４】
ボビン４３０の外周面には一次巻線および二次巻線が巻回されている。ボビン４３０、一次巻線および二次巻線がトランスを構成する。
【００９５】
なお、実際には、フレーム部４００がヘッドケース１１０内に取り付けられる際に、ボビン４３０内にシャフト部３００のコア３６０が挿入される。この時点では、コア３６０はシャフトキャップ３２０に取り付けられていない。そして、フレーム部４００がヘッドケース１１０内に取り付けられた後に、コア３６０が絶縁キャップ３５０を介してシャフトキャップ３２０に挿入される。
【００９６】
基板フレーム４１０の基板取付板４１２には複数の配線および孔部を有する回路基板４２０が取り付けられる。その際に、回路基板４２０の一方の側辺に設けられた突起片４２１が図１２（ａ）のシャフトフレーム４１１の切り欠き４１１ｅに嵌合され、図９の回路基板４２０の他方の側辺に設けられた３つの凹部４２２に図１２（ａ）の基板取付板４１２の突起部４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄが嵌合される。それにより、回路基板４２０が基板取付板４１２上で位置決めされる。
【００９７】
図９の回路基板４２０上の配線は、ボビン４３０の一次巻線および二次巻線ならびに後述するコネクタ部５１１の端子５１１ａに接続される。また、回路基板４２０には、Ｙ方向に延びるサーミスタ４６０が取り付けられる。
【００９８】
ヘッドケース１１０のケーブル収容部１２０には、ケーブル部５１０が取り付けられる。ケーブル部５１０は略直方体上のコネクタ部５１１およびコネクタ部５１１に接続されたケーブル５１２からなる。コネクタ部５１１の一面からは複数の端子５１１ａが突出する。
【００９９】
ケーブル収容部１２０にケーブル部５１０が取り付けられる際には、ケーブル部５１０のコネクタ部５１１がゴムパッキン５１２を介して図１０（ｂ）のケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２に嵌合される。このとき、図９のコネクタ部５１１の端子５１１ａは、図１０（ｂ）のコネクタ嵌合部１２２の端子部挿入孔１２２ａから挿入される。ここで、端子部挿入孔１２２ａは基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａと同一の形状を有しており、基板フレーム４１０がヘッドケース１１０内に取り付けられた状態では、ヘッドケース１１０の端子部挿入孔１２２ａの位置と基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａの位置とが一致する。そのため、コネクタ部５１１の端子５１１ａは、ヘッドケース１１０の端子部挿入孔１２２ａおよび基板フレーム４１０の貫通孔４１２ａを通して、基板フレーム４１０の一面側に突出し、基板フレーム４１０上の回路基板４２０の配線に接続される。
【０１００】
また、コネクタ部５１１からＺ方向に延びるケーブル５１２の一部がケーブル収容溝１２１（図１０（ｂ））に収容される。
【０１０１】
ケーブル収容部１２０にケーブル部５１０のコネクタ部５１１およびケーブル５１２の一部が収容された後に、図１０（ｂ）のケーブル収容部１２０の内側面部１２１ｂ，１２１ｃに形成された溝部１２１Ｂに図９のケーブルカバー５２０が取り付けられる。ケーブルカバー５２０の一面は、図１０（ｂ）のケーブル収容溝１２１の傾斜面１２１ａにほぼ相補な形状を有する。コネクタ部５１１およびケーブル５１２の一部は、後述するように、ケーブル収容部１２０において確実に固定される。
【０１０２】
ヘッドケース１１０の上面部ＣＡと側面部ＣＦとの間の角部には、貫通孔１１０ｃ（図１０（ｂ））を塞ぐように、くの字状に屈曲した表示灯カバー５２２がゴムパッキン５２１を介して取り付けられる。
【０１０３】
このようにして、ヘッドケース１１０にシャフトカバー部２００、シャフト部３００、フレーム部４００およびケーブル部５１０が取り付けられる。
【０１０４】
次に、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣには、背面カバー６１０が取り付けられる。背面カバー６１０は、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣと側面部ＣＥとの間の角部、および背面部ＣＣと側面部ＣＦとの間の角部を覆うように湾曲している。また、背面カバー６１０の上辺にはＸ方向に突出するように把持片６１１が形成され、背面カバー６１０の下辺にはＸ方向に突出するように把持片６１２が形成されている。把持片６１１の先端部および把持片６１２の先端部は、それぞれ内方に屈曲している。
【０１０５】
背面カバー６１０がヘッドケース１１０に取り付けられる際には、背面カバー６１０の把持片６１１の先端部がヘッドケース１１０の上面部ＣＡの縁部に掛止されるとともに、背面カバー６１０の把持片６１２の先端部がヘッドケース１１０の下面部ＣＢの縁部に掛止される。このとき、背面カバー６１０の把持片６１１は、上面部ＣＡの貫通孔１１０ａに取り付けられた封止部材３８０を覆う状態になる。それにより、封止部材３８０がヘッドケース１１０の貫通孔１１０ａから落脱することが防止される。
【０１０６】
ヘッドケース１１０の開口部ＣＤ側には、ゴムパッキン６５０および略長方形状の内板６３０を介してヘッドケースカバー６２０が取り付けられる。ヘッドケースカバー６２０は、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥ、側面部ＣＦおよび開口部ＣＤを覆うようにコの字状に湾曲している。
【０１０７】
ヘッドケースカバー６２０がヘッドケース１１０に取り付けられる際には、ヘッドケース１１０の側面部ＣＥおよび側面部ＣＦの突起部１１４（図１０）がヘッドケースカバー６２０に形成された複数の孔部６２１に嵌合される。それにより、ヘッドケースカバー６２０がヘッドケース１１０に固定される。
【０１０８】
背面カバー６１０およびヘッドケースカバー６２０は、例えばＳＵＳ（Steinless Used Steel；ステンレス鋼）からなる。
【０１０９】
なお、ここではヘッド部１００Ａの組み立て方法の一例について説明したが、組み立ての順序については、これらに限らない。
【０１１０】
（５）ヘッド部の各部材の詳細な配置
次に、ヘッド部１００Ａの組み立て完了時における各部材の詳細な配置について説明する。
【０１１１】
図１３は、図１のヘッド部１００ＡのＡ―Ａ線断面図である。なお、図１３においては、図１に示す点線Ｂを基準としてヘッド部１００Ａを２つの部分に分割し、それぞれの部分を図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す。図１４は、図９および図１０に示したケーブル収容部１２０のＺＸ平面における断面図である。図１３および図１４においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義し、矢印が向かう方向を＋方向、その反対の方向を−方向とする。
【０１１２】
まず、図１３を参照して、ヘッドケース１１０内およびシャフトカバー部２００内の各部材の配置を説明する。
【０１１３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ヘッドケース１１０内には基板フレーム４１０のシャフトフレーム４１１が配置されている。また、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂから−Ｚ方向に延びるようにシャフトカバー部２００が取り付けられている。ヘッドケース１１０の上面部ＣＡの貫通孔１１０ａには封止部材３８０が嵌合され、背面カバー６１０（図９）の把持片６１１により押止されている。封止部材３８０とヘッドケース１１０との間の液密性は、ゴムパッキン３７０により確保されている。
【０１１４】
シャフトフレーム４１１の貫通孔４１１ｄ（図１２（ｂ））には、ヘッドケース１１０の背面部ＣＣの凸部１１３（図１１）が嵌合されている。それにより、ヘッドケース１１０内において、シャフトフレーム４１１がＺ方向に関して正確に位置決めされる。
【０１１５】
シャフトフレーム４１１の上部には磁気シールド４４０が配置されている。磁気シールド４４０は圧入等によりシャフトフレーム４１１に固定される。
【０１１６】
ボビン４３０は磁気シールド４４０内に固定されている。封止部材３８０の下面には、半球状の突起部３８０ａが設けられている。ボビン４３０の上端部には、封止部材３８０の突起部３８０ａが嵌合されている。
【０１１７】
ボビン４３０内にはシャフト部３００のコア３６０が摺動可能に挿入されている。コア３６０は絶縁キャップ３５０を介してシャフトキャップ３２０のコア接続部３２３に挿入され、固定されている。
【０１１８】
シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅは磁気シールド４４０に接触している。シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅを除いて、シャフトフレーム４１１と磁気シールド４４０との間に隙間が形成されており、その隙間にスプリング４５０が配置されている。スプリング４５０の両端は、シャフトフレーム４１１の上端部４１１ｅおよびシャフト部３００の絶縁キャップ３５０の上端部に当接している。それにより、シャフト部３００は、下方向に付勢される。
【０１１９】
本実施の形態においては、スプリング４５０内にボビン４３０が挿入されることにより、スプリング４５０およびボビン４３０をＺ方向に並列に配置する場合に比べて、ヘッドケース１１０内の長手方向における省スペース化が実現されている。また、ボビン４３０とスプリング４５０との間に磁気シールド４４０が配置されることにより、スプリング４５０からボビン４３０への磁気的影響が磁気シールド４４０により防止される。
【０１２０】
シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０は、シャフトフレーム４１１の切り込み４１１ｃを通して、背面部ＣＣにＺ方向に延びる回転止溝１１１に嵌合されている。そのため、シャフト部３００は、Ｚ方向への摺動は可能であるが、回転止ピン３４０が回転止溝１１１の両側の係止部１１１ａにより係止されるので、軸心Ｊを中心とする円周方向に関しては回転が阻止されている。
【０１２１】
また、ヘッドケース１１０の下面部ＣＢの一面側の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１の内径は、シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１の径よりも大きく設定されるとともに、回転止ピン挿入部３２２の径よりも小さく設定されている。そのため、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２が貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に係止されることにより、シャフト部３００の下方向への移動が制限される。
【０１２２】
ヘッドケース１１０の下方から下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂにゴムパッキン２１０および外筒２２０が挿入されている。外筒２２０は圧入または接着剤等により下面部ＣＢに固定される。また、ヘッドケース１１０と外筒２２０との間の液密性はゴムパッキン２１０により確保されている。なお、外筒２２０の上端部を下面部ＣＢの貫通孔１１０ｂ内に圧入し、外筒２２０の圧入された部分の周縁を接着剤によって接着およびシールすることによりヘッドケース１１０と外筒２２０との間の液密性が十分に確保される場合は、ゴムパッキン２１０を不要とする構造も可能である。
【０１２３】
図１３（ｂ）に示すように、外筒２２０内には、シャフト３１０が挿入されている。外筒２２０とシャフト３１０との間には、ボールケージ２３０が配置されている。ボールケージ２３０は、筒状部材に複数のボール２３１が規則的な間隔で設けられたものである。ボール２３１は、外筒２２０の内周面およびシャフト３１０の外周面に当接するとともに、Ｚ方向に回転移動可能である。それにより、シャフト３１０が外筒２２０内でＺ方向に摺動する際には、シャフト３１０がボールケージ２３０により保持され、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦が、ボールケージ２３０のボール２３１により転がり摩擦となる。これにより、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦が低減され、外筒２２０の摩耗が抑制される。
【０１２４】
外筒２２０は、小型であるとともに形状には高い精度が要求されるため製造コストが高い。上記のように、外筒２２０の摩耗が抑制されることにより、高価な外筒２２０の長寿命化が実現される。
【０１２５】
外筒２２０の下端部には係止部材２５０が嵌合されている。係止部材２５０の外周面にはゴムパッキン２４０が装着されている。ゴムパッキン２４０により外筒２２０と係止部材２５０との間の液密性が確保されている。
【０１２６】
外筒２２０の下方にはシャフト３１０の周囲を覆うようにベローズカバー２７０が設けられている。ベローズカバー２７０の上端は係止部材２５０にリング２６０により固定されており、下端はシャフト３１０の下端部にリング２８０により固定されている。ベローズカバー２７０は、シャフト部３００のＺ方向の移動に伴って伸縮する。
【０１２７】
次に、図１４を参照して、ケーブル収容部１２０（図１０（ｂ））内のケーブル部５１０（図９）の配置を説明する。
【０１２８】
図１４に示すように、ケーブル収容部１２０のコネクタ嵌合部１２２にケーブル部５１０のコネクタ部５１１が嵌合されている。コネクタ部５１１の端子５１１ａは回路基板４２０（図９）上の配線に接続されている。コネクタ部５１１にはゴムパッキン５１３が装着されている。ゴムパッキン５１３によりコネクタ部５１１とヘッドケース１１０との間の液密性が確保されている。また、ケーブル収容溝１２１（図１０（ｂ））の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との間に形成される隙間に沿ってケーブル５１２が延びる。
【０１２９】
ここで、ケーブルカバー５２０の一面は、ヘッドケース１１０の傾斜面１２１ａに沿うように形成されている。それにより、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間には、屈曲した領域Ｈ１が形成される。なお、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間の幅はケーブル５１２の外径にほぼ等しい。
【０１３０】
この場合、ケーブル５１２に上方へ引っ張る力が加わったとしても、ケーブル５１２は、屈曲した領域Ｈ１で、ケーブルカバー５２０とヘッドケース１１０の傾斜面１２１ａとで挟持される。それにより、ケーブル５１２を介してコネクタ部５１１に直接加わる力が低減される。したがって、コネクタ部５１１がコネクタ嵌合部１２２から外れることが防止される。
【０１３１】
また、ケーブル収容部１２０に対向するケーブルカバー５２０の一面は、緩やかな曲面を形成しつつ上面５２０Ａに連続している。ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａは、上述のように、緩やかな曲面を形成しつつヘッドケース１１０の上面部ＣＡに連続的している。すなわち、ケーブル収容部１２０の傾斜面１２１ａとケーブルカバー５２０との隙間は、上方に向かって漸次拡大している。それにより、ケーブル５１２に様々な方向から張力が加わったとしても、ケーブル５１２がヘッドケース１１０の上面部ＣＡの縁部またはケーブルカバー５２０の上面５２０Ａの縁部により損傷を受けることが防止される。
【０１３２】
また、ケーブルカバー５２０の下端部の内側には、傾斜面５２０ａが形成されている。ケーブルカバー５２０を上方からケーブル収容部１２０に嵌め込む際には、ケーブルカバー５２０の傾斜面５２０ａがコネクタ部５１１の上面の縁部に当接し、ケーブルカバー５２０の下方への移動に伴って、ケーブルカバー５２０の傾斜面５２０ａがコネクタ部５１１を＋Ｙ方向に押圧する。それにより、コネクタ部５１１がコネクタ嵌合部１２２に確実に押し込まれる。
【０１３３】
（６）ヘッド部の動作
上記の構成のヘッド部１００Ａにおいては、図１３に示すように、シャフト部３００の先端に取り付けられた先端部材３９５に上方への力が加わることにより、シャフト部３００がスプリング４５０の付勢力に抗して上方へ移動する。
【０１３４】
図１５および図１６は、シャフト部３００の移動を説明するための図である。
【０１３５】
図１５は、先端部材３９５に力が加わっていない状態のヘッド部１００Ａの断面図であり、図１６は、シャフト部３００が最大限に移動した状態のヘッド部１００Ａの断面図である。
【０１３６】
図１５に示すように、先端部材３９５に力が加わっていない状態では、スプリング４５０の下方への付勢力により、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２がヘッドケース１１０の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に当接し、シャフト部３００が静止する。
【０１３７】
このとき、シャフト部３００のコア３６０は、ボビン４３０内にほとんど挿入されていない状態となる。
【０１３８】
また、この状態においては、シャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１の下端部と係止部材２５０の上端部との間の距離は、ボールケージ２３０の長さにほぼ等しくなる。それにより、ボールケージ２３０は係止部材２５０にほぼ当接する状態になる。
【０１３９】
以下、図１５に示す上記の状態をシャフト部３００の初期状態と呼ぶ。
【０１４０】
次に、図１６に示すように、先端部材３９５に上方への力が加わり、シャフト部３００が上方に最大限に移動した状態では、シャフト部３００の絶縁キャップ３５０がボビン４３０および磁気シールド４４０の下端部に当接するとともに、シャフトキャップ３２０の接続ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０が基板フレーム４１０の切り込み４１１ｃの端面に当接する。
【０１４１】
このとき、シャフト部３００のコア３６０は、ボビン４３０の下端部から上端部まで挿入された状態となり、封止部材３８０の突起部３８０ａにほぼ当接する。
【０１４２】
外筒２２０内のボールケージ２３０は、シャフト３１０の移動に伴って上方に移動し、ヘッドケース１１０の貫通孔１１０ｂの縁部Ｂ１に当接する。
【０１４３】
なお、ヘッド部１００Ａに振動等が加わることにより、ボールケージ２３０が縁部Ｂ１に当接する位置からずれる場合がある。その場合、ボールケージ２３０の動作が不安定となり、シャフト３１０が移動する際に、ボールケージ２３０からシャフト３１０に抵抗が加わる。
【０１４４】
そこで、本実施の形態では、シャフト部３００が図１５に示した初期状態に戻される際に、ボールケージ２３０がシャフトキャップ３２０のシャフト接続部３２１により下方に押動され、係止部材２５０にほぼ当接する位置に移動する。すなわち、シャフト部３００が初期状態に戻されることにより、ボールケージ２３０の位置が修正される。それにより、ボールケージ２３０の動作が安定し、シャフト３１０に抵抗が加わることが防止される。
【０１４５】
このようなヘッド部１００Ａにおけるシャフト部３００の移動量（変位量）に基づいて、対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【０１４６】
具体的には、シャフト部３００の移動量に応じてのボビン４３０内に挿入されたコア３６０の部分の長さが変化することによりボビン４３０および巻線により構成されるトランスのインダクタンスが変化する。そのインダクタンスの変化が誘導電流の変化として出力される。トランスから出力される電流は、フレーム部４００（図９）の回路基板４２０（図９）に与えられ、電圧（電気信号）に変換される。このようにして、対象物の物理的変位量が電気信号に変換される。この電気信号は、本体部１００Ｂ（図１）のＣＰＵ（図示せず）に与えられる。
【０１４７】
本体部１００ＢのＣＰＵは、その電気信号に基づいて、シャフト部３００の移動量を対象物の物理的変位量の測定値として算出する。また、ＣＰＵは、測定値が予め設定した許容範囲内にあるか否かを判定する。
【０１４８】
（７）本実施の形態の効果
本実施の形態では、ヘッド部１００Ａが取付具８００により板状部材８１０に固定される。この場合、フランジ部８２３の傾斜面８２３ａが板状部材８１０の面取り部８１０ｂに当接するとともに、板状部材８１０の面取り部８１０ｂからフランジ部８２３の傾斜面８２３ａに内方への力が加わる。そのため、締結部材８２０のたわみ部８２２が内方にたわみ、ヘッド部１００Ａの外筒２２０を適度な力で締め付けるように保持する。その結果、外筒２２０の変形が防止されつつヘッド部１００Ａが板状部材８１０に確実に固定される。
【０１４９】
このように、フランジ部８２３の傾斜面８２３ａの作用によりたわみ部８２２を内方へたわませることによりヘッド部１００Ａの外筒２２０を締め付けることができるので、板状部材８１０から突出する締結部材８２０の長さを小さくすることができる。それにより、取付具８００によるヘッド部１００Ａの取付場所の自由度が大きくなる。したがって、ヘッド部１００Ａの取付位置の変更が容易になるとともに、ヘッド部１００Ａを狭い場所でも容易かつ確実に固定することが可能になる。
【０１５０】
また、本実施の形態では、ボビン４３０とスプリング４５０との間に磁気シールド４４０が配置されるため、スプリング４５０からボビン４３０への磁気的影響が防止される。それにより、接触式変位計１００の測定精度を低下させずに、スプリング４５０内にボビン４３０を配置することができる。そのため、スプリング４５０およびボビン４３０を軸方向に並列に配置する場合等に比べて、スプリング４５０の占有スペースが削減され、ヘッド部１００Ａの小型化が実現される。
【０１５１】
また、本実施の形態では、シャフト３１０が外筒２２０内のボールケージ２３０により保持される。それにより、ヘッドケース１１０とシャフト部３００との接触面積が低減される。したがって、シャフト部３００の摺動動作によるヘッドケース１１０の摩耗が抑制される。
【０１５２】
また、シャフト３１０が外筒２２０内で摺動する際に、外筒２２０とシャフト３１０との間の摩擦がボールケージ２３０により低減される。それにより、外筒２２０の摩耗が抑制される。そのため、高価な外筒２２０の長寿命化が実現される。
【０１５３】
これらにより、長期間の使用においてもシャフト部３００の円滑な摺動動作が確保される。その結果、ヘッド部１００Ａの耐久性が向上され、長期間にわたって接触式変位計１００の測定精度を維持することができる。
【０１５４】
また、シャフトキャップ３２０の回転止ピン挿入部３２２に挿入された回転止ピン３４０がヘッドケース１１０に形成された回転止溝１１１に嵌合されることにより、シャフト部３００の軸方向の摺動が許容されるとともに、軸心Ｊを中心とする円周方向の回転が阻止される。
【０１５５】
それにより、シャフト部３００の軸心Ｊを中心とする円周方向の回転による摩擦が生じないため、シャフト３１０および外筒２２０の摩耗がさらに抑制される。それにより、ヘッド部１００Ａの耐久性がさらに向上される。
【０１５６】
また、ヘッドケース１１０の回転止溝１１１およびシャフト部３００の回転止ピン３４０によりシャフト部３００の回転を制限することができるので、高い精度が要求される外筒２２０の加工が簡略化される。そのため、外筒２２０の製造コストを低減することができる。
【０１５７】
さらに、本実施の形態では、ヘッドケース１１０が一面に開口部ＣＤを有するとともに、回路基板４２０、ボビン４３０および磁気シールド４４０が基板フレーム４１０に保持された状態で開口部ＣＤからヘッドケース１１０内に取り付けられる。それにより、種々の部材を個別にヘッドケース１１０に取り付ける場合に比べて、ヘッド部１００Ａの組立が容易となる。
【０１５８】
また、ヘッドケース１１０が、上面部ＣＡ、下面部ＣＢ、背面部ＣＣ、側面部ＣＥおよび側面部ＣＦから一体形成され、かつ一面に開口部ＣＤが設けられているので、ヘッド部１００Ａの防水性がゴムパッキン等により容易に確保される。
【０１５９】
（８）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１６０】
上記の実施の形態では、シャフト部３００が接触子に相当し、シャフトカバー部２００が筒状部材に相当し、板状部材８１０が支持部材に相当し、貫通孔８１０ａが孔部に相当し、締結部材８２０が保持部材に相当し、ナット８３０が固定部材に相当し、たわみ部８２２が挿入部に相当し、ねじ切り部８２１がねじ部に相当し、傾斜面８２３ａがフランジ部の傾斜面に相当し、面取り部８１０ｂが支持部材の傾斜面に相当し、割溝８２０ａが切り欠きに相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明に係る接触式変位計の取付具は、接触式変位計を測定場所に固定するために利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のヘッド部が板状部材に取り付けられた状態を示す図である。
【図３】図２の取付具および板状部材を示す斜視図である。
【図４】図２の板状部材を示す図である。
【図５】図２の締結部材を示す図である。
【図６】取付具によりヘッド部が板状部材に固定された状態を示す図である。
【図７】取付具によるヘッド部の固定方法を説明するための図である。
【図８】従来の取付具の一例を示す図である。
【図９】ヘッド部の全体の分解斜視図である。
【図１０】ヘッド部のヘッドケースの詳細を示す図である。
【図１１】ヘッド部のヘッドケースの詳細を示す図である。
【図１２】ヘッド部の基板フレームの詳細を示す図である。
【図１３】図１のヘッド部のＡ―Ａ線断面図である。
【図１４】図９および図１０に示したケーブル収容部のＺＸ平面における断面図である。
【図１５】シャフト部の移動を説明するための図である。
【図１６】シャフト部の移動を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１００ 接触式変位計
１００Ａ ヘッド部
１００Ｂ 本体部
１１０ ヘッドケース
１１０ａ，１１０ｂ 貫通孔
２２０ 外筒
２３０ ボールケージ
２３１ ボール
３００ シャフト部３００
３４０ 回転止ピン
３６０ コア
４１０ 基板フレーム４１０
４３０ ボビン
４５０ スプリング
５１２ ケーブル５１２
６１０ 背面カバー
６２０ ヘッドケースカバー
２００ 筒状部材
８００ 取付具
８１０ 板状部材
８２０ 締結部材
８３０ ナット
８２１ ねじ切り部
８２２ たわみ部
８２３ フランジ部
８２３ａ 傾斜面
８１０ｂ 面取り部
８１０ａ 貫通孔
８２０ａ 割溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を、孔部を有する支持部材に固定するための取付具であって、
前記支持部材の前記孔部に挿入される筒状の保持部材と、
前記保持部材を前記支持部材に固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は、前記支持部材の前記孔部内に挿入される挿入部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の前記一面側に突出するとともに前記挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、
前記フランジ部は、前記挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、
前記固定部材は、前記支持部材の前記他面側に突出した前記保持部材の前記ねじ部に螺合されるねじ孔を有し、
前記保持部材内に前記接触式変位計の前記筒状部材が挿入されることを特徴とする接触式変位計の取付具。
【請求項２】
前記保持部材は、前記フランジ部の端面から前記挿入部に延びる切欠きを有することを特徴とする請求項１記載の接触式変位計の取付具。
【請求項３】
前記切欠きは、前記保持部材の軸心を中心として等角度間隔で複数設けられたことを特徴とする請求項２記載の接触式変位計の取付具。
【請求項４】
前記保持部材の前記挿入部および前記ねじ部は等しい内径を有し、前記フランジ部は前記挿入部および前記ねじ部と等しい内径から外方に向かって漸次拡大する内径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接触式変位計の取付具。
【請求項５】
接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を固定するための取付構造であって、
測定場所に配置され、孔部を有する支持部材と、
前記支持部材の前記孔部に挿入される筒状の保持部材と、
前記保持部材を前記支持部材に固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は、前記支持部材の前記孔部内に挿入される挿入部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の前記一面側に突出するとともに前記挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、
前記フランジ部は、前記支持部材の前記傾斜面に対応して前記挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、
前記固定部材は、前記支持部材の前記他面側に突出した前記保持部材の前記ねじ部に螺合されるねじ孔を有し、
前記保持部材内に前記接触式変位計の前記筒状部材が挿入されることを特徴とする接触式変位計の取付構造。
【請求項６】
前記支持部材は、一面側における前記孔部の縁部に、前記保持部材の前記フランジ部の前記傾斜面に対応して斜め外方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項５記載の接触式変位計の取付構造。
【請求項１】
接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を、孔部を有する支持部材に固定するための取付具であって、
前記支持部材の前記孔部に挿入される筒状の保持部材と、
前記保持部材を前記支持部材に固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は、前記支持部材の前記孔部内に挿入される挿入部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の前記一面側に突出するとともに前記挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、
前記フランジ部は、前記挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、
前記固定部材は、前記支持部材の前記他面側に突出した前記保持部材の前記ねじ部に螺合されるねじ孔を有し、
前記保持部材内に前記接触式変位計の前記筒状部材が挿入されることを特徴とする接触式変位計の取付具。
【請求項２】
前記保持部材は、前記フランジ部の端面から前記挿入部に延びる切欠きを有することを特徴とする請求項１記載の接触式変位計の取付具。
【請求項３】
前記切欠きは、前記保持部材の軸心を中心として等角度間隔で複数設けられたことを特徴とする請求項２記載の接触式変位計の取付具。
【請求項４】
前記保持部材の前記挿入部および前記ねじ部は等しい内径を有し、前記フランジ部は前記挿入部および前記ねじ部と等しい内径から外方に向かって漸次拡大する内径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接触式変位計の取付具。
【請求項５】
接触子を移動可能に収容する筒状部材を有し、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計を固定するための取付構造であって、
測定場所に配置され、孔部を有する支持部材と、
前記支持部材の前記孔部に挿入される筒状の保持部材と、
前記保持部材を前記支持部材に固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は、前記支持部材の前記孔部内に挿入される挿入部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の前記一面側に突出するとともに前記挿入部よりも大きな外径を有するフランジ部と、前記挿入部が前記孔部内に挿入された状態で前記支持部材の他面側に突出するとともにねじが形成されたねじ部とを有し、
前記フランジ部は、前記支持部材の前記傾斜面に対応して前記挿入部の外周面から斜め外方に傾斜する傾斜面を有し、
前記固定部材は、前記支持部材の前記他面側に突出した前記保持部材の前記ねじ部に螺合されるねじ孔を有し、
前記保持部材内に前記接触式変位計の前記筒状部材が挿入されることを特徴とする接触式変位計の取付構造。
【請求項６】
前記支持部材は、一面側における前記孔部の縁部に、前記保持部材の前記フランジ部の前記傾斜面に対応して斜め外方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項５記載の接触式変位計の取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１９２５９３（Ｐ２００７−１９２５９３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９２２８（Ｐ２００６−９２２８）
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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