(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板バネ作用する弾性ヒンジ部を介して揺動可能に固定されるアーム部に、測定部位との接触点を構成する接触ポイントと、検出器より延出した検出子との接触点を構成する検出ポイントとが設定され、前記接触ポイントの変位に応じて前記検出ポイントを変位させ、前記接触ポイントにおける変位量を前記検出ポイントでの変位量として前記検出器で検出させる測定アームにおいて、
前記接触ポイントにおける変位方向と前記検出ポイントにおける変位方向とを同方向に設定し、この変位方向に対して前記弾性ヒンジ部の撓み方向を交差する方向に設定するとともに、
前記接触ポイントの変位方向に対して垂直な一平面上に、前記接触ポイントと前記検出ポイントと前記弾性ヒンジ部とを設定したことを特徴とする測定アーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、被測定物の径寸法を測定する測定器に用いられる測定アームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図６に示すように、外径測定器１０１は、ハンドル１０２の右端に設けられた測定器本体１０３と、該測定器本体１０３に設けられた測定アーム１０４とからなり、前記測定器本体１０３の右端には、左方に後退した後退部１０５が形成されている。該後退部１０５には、外径寸法１０６を測定する被測定物１０７がセットされた際に、該被測定物１０７に当接して、当該被測定物１０７の位置決めを行う位置決め部１０８，１０８が突設されている。
【０００３】
前記測定アーム１０４は、前記測定器本体１０３に沿って延在するアーム部１１１と、該アーム部１１１を前記測定器本体１０３に固定する固定部１１２とからなり、該固定部１１２と前記アーム部１１１との間には、前記固定部１１２の右側部より延出するとともに、前記アーム部１１１に沿って延在する薄肉板状の弾性ヒンジ部１１３が一体形成されている。前記アーム部１１１の右端部には、前記位置決め部１０８，１０８に前記被測定物１０７がセットされた状態で、該被測定物１０７の測定部位に接触される接触部１１４が設けられており、左端部には、前記測定器本体１０３に設けられた検出器１１５側に突出するとともに、該検出器１１５より突出した検出子１１６に接する検出部１１７が固定されている。また、前記アーム部１１１には、前記検出部１１７と前記弾性ヒンジ部１１３との間に、下方開口状の凹部１１８が形成されており、該凹部１１８には、前記固定部１１２に開設された開設孔１１９に内嵌されたコイルスプリング１２０の他端部が挿入されている。
【０００４】
これにより、前記アーム部１１１は、右端部に設けられた前記接触部１１４が、前記位置決め部１０８にセットされた被測定物１０７に当接されるように付勢されており、前記検出器１１５における検出子１１６の突出量を、当該検出器１１５が検出することによって、前記被測定物１０７の外径寸法１０６を測定できるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記外径測定器１０１の測定アーム１０４にあっては、アーム部１１１を固定部１１２に支持する弾性ヒンジ部１１３は、前記アーム部１１１の延在方向に対して直交方向に撓むように構成されているため、図７に示すように、前記アーム部１１１が前記固定部１１２の上方に位置するように配置された状態において、前記弾性ヒンジ部１１３には、前記アーム部１１１の質量ｇが下方へ向けて加えられるので下方に撓んでしまう。すると、前記アーム部１１１は、前記被測定物１０７に接触する接触ポイントｐｓを支点として、前記検出器１１５側の検出部１１７における検出ポイントｐｋが下方へ、つまり、該検出器１１５より突出した検出子１１６が後退する方向に変位してしまう。
【０００６】
また、図８に示すように、前記アーム部１１１が前記固定部１１２の下方に位置するように配置された状態において、前記弾性ヒンジ部１１３には、前記アーム部１１１の質量ｇが下方へ向けて加えられるので下方に撓んでしまう。すると、前記アーム部１１１は、前記被測定物１０７に接触する接触ポイントｐｓを支点として、前記検出ポイントｐｋが下方へ、すなわち、該検出器１１５の検出子１１６が突出する方向に変位してしまう。
【０００７】
一方、図９は、前記検出器１１５が、被測定物１０７に当接される接触部１１４と、弾性ヒンジ部１１３との間に設けられた測定器２０１を示す模式図であり、この場合においても前述と同様に、測定器２０１の姿勢差により、検出器１１５位置に対し前記弾性ヒンジ部１１３の撓み方向が異なり、これに伴い、前記検出器１１５より突出した検出子１１６の突出量が変化してしまう。この結果、前記各測定器１０１、２０１において、測定時における姿勢差による測定値の変動が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、測定時の姿勢差による測定値の変動を押さえることができる測定アームを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の測定アームにあっては、板バネ作用する弾性ヒンジ部を介して揺動可能に固定されるアーム部に、測定部位との接触点を構成する接触ポイントと、検出器より延出した検出子との接触点を構成する検出ポイントとが設定され、前記接触ポイントの変位に応じて前記検出ポイントを変位させ、前記接触ポイントにおける変位量を前記検出ポイントでの変位量として前記検出器で検出させる測定アームにおいて、前記接触ポイントにおける変位方向と前記検出ポイントにおける変位方向とを同方向に設定し、この変位方向に対して前記弾性ヒンジ部の撓み方向を交差する方向に設定するとともに、前記接触ポイントの変位方向に対して垂直な一平面上に、前記接触ポイントと前記検出ポイントと前記弾性ヒンジ部とを設定した。
【００１０】
すなわち、弾性ヒンジ部の撓み方向が、接触ポイント及び検出ポイントにおける変位方向に対して交差する方向に設定されているので、測定アームのアーム部における接触ポイントが被測定物の測定部位に接触された状態で、前記検出ポイントを変位させようとする方向へ向けて前記弾性ヒンジ部に働く前記アーム部の質量は、前記弾性ヒンジ部の撓み方向に対して交差する方向、即ち、前記弾性ヒンジ部を引張り又は圧縮する伸縮方向に加えられる。
【００１３】
【実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面にしたがって説明する。図１は、本実施の形態にかかる測定アーム１を備えた外径測定器２を示すものであり、該外径測定器２は、ハンドル３の右端に設けられた測定器本体４と、該測定器本体４に設けられた前記測定アーム１とにより構成されている。
【００１４】
前記測定器本体４には、上部室１２とこれを覆う上部カバー１１と、下部室１４とこれを覆う下部カバー１３とが形成されている。また、前記測定器本体４の右端には、左方に後退されてなる後退部１５が形成されており、外径寸法１６が測定される被測定物１７をセット可能に構成されている。前記後退部１５には、前記被測定物１７に当接して、該被測定物１７を位置決めする位置決め部１８，１８が二箇所に突設されている。
【００１５】
前記測定アーム１は、剛体からなり、前記測定器本体４に沿って延在するアーム部２１と、前記測定器本体４にボルト２２，２２によって固定された固定部２３とを有している。該固定部２３と前記アーム部２１との間には、該アーム部２１の延在方向に対して垂直に延在するとともに、左右に撓み可能な薄肉板状の弾性ヒンジ部２４が一体形成されている。該弾性ヒンジ部２４における板バネ作用を利用して、図２に示したように、当該弾性ヒンジ部２４を左右へ向けた撓み方向Ｔに撓ませた際に、弾性ヒンジ部２４を境とした前記アーム部２１の右側及び左側が、前記弾性ヒンジ部２４を中心として、上下へ向けた変位方向Ｈ、すなわち、前記撓み方向Ｔに直交した直交方向に変位できるように構成されている。
【００１６】
また、前記アーム部２１の右端部には、図１に示したように、前記位置決め部１８にセットされた前記被測定物１７の測定部位に接触する先端円柱状の接触部３１が突設されており、左端部には、前記測定器本体４の取付穴３２に固定された検出器３３側に突出するとともに、該検出器３３より延出した検出子３４に接するねじ状の検出部３５が固定されている。該検出部３５から前記弾性ヒンジ部２４までの離間距離ｒと、該弾性ヒンジ部２４から前記接触部３１までの離間距離ｒとは、図２にも示したように、同寸法に設定されている。前記接触部３１が前記被測定物１７に接する接触ポイントｐｓと、前記検出部３５が前記検出子３４に接する検出ポイントｐｋとを結ぶ仮想直線３６上に、前記弾性ヒンジ部２４が位置するように、前記接触部３１及び前記検出部３５の突出量が設定されている。
【００１７】
そして、前記アーム部２１には、図１に示したように、前記検出部３５と前記弾性ヒンジ部２４との間に、下方へ向けて開口した凹部４１が形成されており、該凹部４１には、前記固定部２３に開設された開設孔４２に内嵌されたコイルスプリング４３の先端部が挿入されている。これにより、前記アーム部２１は、右端部に設けられた前記接触部３１が、前記位置決め部１８にセットされた被測定物１７に当接されるように付勢されており、前記位置決め部１８に被測定物１７がセットされた状態で、前記検出子３４の突出量を前記検出器３３が検出することにより、前記被測定物１７の外径寸法１６を測定できるように構成されている。
【００１８】
以上の構成にかかる本実施の形態において、図２に示したように、測定アーム１の弾性ヒンジ部２４における撓み方向Ｔが、検出ポイントｐｋにおける変位方向Ｈに対して直交する直交方向に設定されている。このため、アーム部２１における接触ポイントｐｓが被測定物１７に接触した状態で、前記検出ポイントｐｋを変位させようとする方向へ向けて前記弾性ヒンジ部２４に働く前記アーム部２１の質量ｗを、前記弾性ヒンジ部２４の撓み方向Ｔに直交する方向に加えることができる。
【００１９】
これにより、前記アーム部２１が前記固定部２３の上方に位置するように配置された状態において、前記質量ｗは、前記アーム部２１の延在方向に対して垂直に延在する弾性ヒンジ部２４を圧縮する方向に作用するが、該弾性ヒンジ部２４における縮み量は、前述の撓み量と比較して極めて小さいので、測定誤差を考慮した場合に無視することができる。また、前記アーム部２１が前記固定部２３の下方に位置するように配置された状態において（図示せず）、前記質量ｗは、前記弾性ヒンジ部２４を引張る方向に作用するが、該弾性ヒンジ部２４における伸張量は、前述の撓み量と比較して極めて小さいので、この場合においても前述と同様に、測定誤差を考慮した場合に無視することができる。
【００２０】
さらに、前記アーム部２１が鉛直方向に延在するように配置された状態において（図示せず）、前記質量ｗは、前記弾性ヒンジ部２４の撓み方向Ｔに作用し、弾性ヒンジ部２４における撓みが大きくなる。すると、この撓みは、前記弾性ヒンジ部２４から前記検出ポイントｐｋまで離間距離ｒと、前記弾性ヒンジ部２４から前記接触ポイントｐｓまでの離間距離ｒとの比率を変えるように作用する。しかし、前記両離間距離ｒは、前記弾性ヒンジ部２４における撓み量と比べて十分に大きいので、測定誤差を考慮した場合に無視することができる。
【００２１】
このため、図７及び図８に示したように、検出ポイントｐｋを変位させようとする方向へ向けて、弾性ヒンジ部１１３に働くアーム部１１１の質量ｇが、弾性ヒンジ部１１３の撓み方向に加えられてしまい、前記アーム部１１１の質量ｇによって前記弾性ヒンジ部１１３が撓んでしまう従来の測定アームと比較して、図２に示す本発明による測定アーム１は、アーム部２１の質量ｗの影響を受けることなく、前記検出ポイントｐｋにおける変位量から前記接触ポイントｐｓの変位量を正確に測定することができる。したがって、被測定物１７を測定する際に、前記外径測定器２の姿勢差によってアーム部２１の質量ｗの加わる方向が変化する場合であっても、前記アーム部２１の質量ｗの影響を受けることなく、前記検出ポイントｐｋにおける変位量から前記接触ポイントｐｓの変位量を正確に測定することができる。よって、測定時の姿勢差による測定値の変動を防止することができる。
【００２２】
加えて、本実施の形態においては、図２に示すように、前記弾性ヒンジ部２４が、前記接触ポイントｐｓと前記検出ポイントｐｋとを結ぶ仮想直線３６（平面でも可）上に配置されている。しかし、例えば図３に示すように、弾性ヒンジ部２４が接触ポイントｐｓと検出ポイントｐｋとを結ぶ直線上に配置されていない場合には、アーム部２１の質量ｗが弾性ヒンジ部２４を下方へ撓ませる方向に作用させるとともに、被測定物１７に接した前記接触ポイントｐｓを中心として検出器３３の検出子３４を斜めに押圧する。これにより、検出子３４が後退する方向に変位してしまう。この結果、接触ポイントｐｓにおける変位方向に対して直角な一平面上に、接触ポイントｐｓ、検出ポイントｐｋ及び弾性ヒンジ部２４の三点が含まれていないものにおいては、測定時における姿勢差による測定値の変動が大きくなる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態を示す図であり、被測定物５１に設けられた開口穴５２の内径寸法５３を測定する内径測定器５４が示されている。なお、第１の実施の形態と同一の部分については説明を割愛する。
【００２４】
この内径測定器５４は、前述と同様に、ハンドル５５の右端に設けられた測定器本体５６と、該測定器本体５６に設けられた測定アーム５７とからなり、前記測定器本体５６の右端には、前記被測定物５１の開口穴５２に挿入されるコア部５８が形成されている。該コア部５８には、被測定物５１にセットされた状態で、前記開口穴５２の内壁面５９に当接して、当該コア部５８の位置決めを行う半球状の位置決め部６０が突設されている。
【００２５】
前記測定アーム５７は、前記測定器本体５６に沿って延在するアーム部６１と、該アーム部６１を、前記測定器本体５６に固定する固定部６３とからなる。該固定部６３の右端と前記アーム部６１の左端との間には、該アーム部６１の延在方向に対して垂直に延在するとともに、左右に撓み可能な薄肉板状の弾性ヒンジ部６２が一体形成されている。該弾性ヒンジ部６２における板バネ作用を利用して、図５に示したように、当該弾性ヒンジ部６２を左右へ向けた撓み方向Ｔに撓ませた際に、前記アーム部６１が、前記弾性ヒンジ部６２を中心として、上下へ向けた変位方向Ｈ、すなわち、前記撓み方向Ｔに直交した直交方向に変位できるように構成されている。
【００２６】
前記アーム部６１は、図４に示したように、前記コア部５８に沿って延出されており、その右端部には、前記被測定物５１にセットされた状態で、該被測定物５１の前記内壁面５９に接する半球状の接触部７１が突設されている。また、前記アーム部６１には、前記弾性ヒンジ部６２と前記接触部７１との間に、前記測定器本体５６に設けられた検出器７２側に突出するとともに、該検出器７２より延出した検出子７３に接するねじ状の検出部７４が固定されており、前記アーム部６１は、この検出部７４より左側の部位が、コイルスプリング７５により付勢されている。
【００２７】
これにより、前記アーム部６１は、右端部に設けられた前記接触部７１が、セットされた被測定物５１の内壁面５９に当接されるように付勢されており、前記被測定物５１がセットされた状態で、前記検出器７２における検出子７３の突出量を、当該検出器７２が検出することによって、前記被測定物５１の開口穴５２における内径寸法５３を測定できるように構成されている。
【００２８】
以上の構成にかかる本実施の形態にかかる内径測定器５４においても、図５に示したように、測定アーム５７の弾性ヒンジ部６２における撓み方向Ｔが、検出器７２の検出子７３と前記検出部７４とが接する検出ポイントｐｋにおける変位方向Ｈに対して直交する直交方向に設定されているので、アーム部６１に設けられた接触部７１と被測定物５１の内壁面５９とが接する接触ポイントｐｓが被測定物５１に接触された状態で、前記検出ポイントｐｋを変位させようとする方向へ向けて前記弾性ヒンジ部６２に働く前記アーム部６１の質量ｗを、前記弾性ヒンジ部６２の撓み方向Ｔに直交する方向に加えることができる。
【００２９】
このため、従来の検出ポイントｐｋを変位させようとする方向へ向けて、弾性ヒンジ部６２に働くアーム部６１の質量ｗが、弾性ヒンジ部６２の撓み方向Ｔに加えられてしまい、前記アーム部６１の質量ｗによって前記弾性ヒンジ部６２が撓んでしまう測定アーム（図示せず）と比較して、図５に示す測定アーム５７は、第１の実施の形態と同様に、アーム部６１の質量ｗの影響を受けることなく、前記検出ポイントｐｋにおける変位量から前記接触ポイントｐｓの変位量を正確に測定することができる。したがって、被測定物５１を測定する際に、前記内径測定器５４の姿勢差によってアーム部６１の質量ｗの加わる方向が変化する場合であっても、前記アーム部６１の質量ｗの影響を受けることなく、前記検出ポイントｐｋにおける変位量から前記接触ポイントｐｓの変位量を正確に測定することができる。よって、第１の実施の形態と同様に、測定時の姿勢差による測定値の変動を防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の測定アームにあっては、弾性ヒンジ部の撓み方向が、検出ポイントにおける変位方向に対して交差する方向に設定されている。このため、測定アームのアーム部における接触ポイントが測定部位に接触された状態で、前記検出ポイントを変位させようとする方向へ向けて前記弾性ヒンジ部に働く前記アーム部の質量を、前記弾性ヒンジ部の撓み方向に交差する交差方向に加えることができる。このため、従来の検出ポイントを変位させようとする方向へ向けて弾性ヒンジ部に働くアーム部の質量が、弾性ヒンジ部の撓み方向に加えられ、前記アーム部の質量によって前記弾性ヒンジ部が撓んでしまう測定アームと比較して、本発明においてはアーム部の質量の影響を受けることなく、前記検出ポイントにおける変位量から前記接触ポイントの変位量を測定することができる。
【００３１】
したがって、本測定アームを備えた測定器において、被測定物を測定する際に、前記測定器の姿勢差によってアーム部の質量の加わる方向が変化する場合であっても、前記アーム部の質量の影響を受けることなく、前記検出ポイントにおける変位量から前記接触ポイントの変位量を測定することができる。これにより、測定時の姿勢差による測定値の変動を防止することができる。
【００３２】
また、接触ポイントにおける変位と検出ポイントにおける変位とを同じ方向とし、この変位方向に対し垂直な一平面上に接触ポイント、検出ポイント及び弾性ヒンジ部の三点を設けることにより、測定器の姿勢差によって、アーム部の質量の加わる方向が変化する場合であっても、測定時の姿勢差による測定値の変動を防止することができる。
【００３３】
さらに、接触ポイント及び検出ポイントは弾性ヒンジ部と各ポイントを結んだ直線に対し、垂直に変位するので、接触ポイントは被測定物の測定寸法の方向に、また検出ポイントは検出器の検出子の作動方向に合わせた設計が容易となり、この結果、測定誤差の少ない測定が可能となる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】  同実施の形態における測定アームを示す模式図である。
【図３】  同実施の形態の効果を説明するために用いた模式図である。
【図４】  第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】  同実施の形態における測定アームを示す模式図である。
【図６】  従来の外径測定器を示す断面図である。
【図７】  同従来例における測定アームが上方に配置された状態を示す模式図である。
【図８】  同従来例における測定アームが下方に配置された状態を示す模式図である。
【図９】  他の従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
１    測定アーム
２    外径測定器
２１    アーム部
２４    弾性ヒンジ部
３１    接触部
３３    検出器
３５    検出部
３６    仮想直線
５４    内径測定器
５７    測定アーム
６１    アーム部
６２    弾性ヒンジ部
７１    接触部
７２    検出器
７４    検出部
Ｈ    変位方向
Ｔ    撓み方向
ｐｋ    検出ポイント
ｐｓ    接触ポイント
【図１】
0003691923.tif 000002
【図２】
0003691923.tif 000003
【図３】
0003691923.tif 000004
【図４】
0003691923.tif 000005
【図５】
0003691923.tif 000006
【図６】
0003691923.tif 000007
【図７】
0003691923.tif 000008
【図８】
0003691923.tif 000009
【図９】
0003691923.tif 000010