(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ寸法を可変できる棒状の本体と、この本体の一端側に本体の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に設けられ被測定物の測定部位に当接される少なくとも一対の測定子と、前記本体の他端側に設けられ前記測定子の移動変位量に基づく測定部位間の寸法を表示する表示手段とを備えた内側測定器において、
前記表示手段は、デジタル表示器によって構成され、
前記本体の一端側には、前記測定子の移動変位量を電気信号として検出する検出手段が設けられ、
この検出手段からの信号を前記デジタル表示器へ送るケーブルが前記本体内に配設され、
前記本体は、前記測定子が取り付けられる第１の筒部と、前記表示手段が取り付けられる第２の筒部と、この第１の筒部および第２の筒部の間に選択的に挿入されこれらと結合される第３の筒部とを含んで構成され、
前記ケーブルは、前記第１の筒部内に配置され他端側にコネクタを有する第１のケーブル部と、第２の筒部内に配置され一端側にコネクタを有する第２のケーブル部と、前記第３の筒部内に配置され両端側に前記第１および第２のケーブル部のコネクタと接続可能なコネクタを備えた第３のケーブル部とを含んで構成され、
前記第１のケーブル部のコネクタと前記第２のケーブル部のコネクタとは、互いに接続可能に構成されていることを特徴とする内側測定器。
【請求項２】
請求項１に記載の内側測定器において、
前記検出手段は、前記測定子の移動方向に対して略直角にかつ互いに平行に配置され基端側が前記本体に固定された一対の板ばねと、この一対の板ばねの先端側間に固定され前記測定子に当接された可動片と、この可動片および前記本体のいずれか一方に可動片の可動方向と平行に配置されたメインスケールと、前記可動片および前記本体のいずれか他方に前記メインスケールに対して所定の隙間を隔てて対向配置された検出ヘッドとを含むことを特徴とする内側測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内側測定器に関する。詳しくは、被測定物の孔径や溝幅などを測定するための内側測定器に関する。
【０００２】
【背景技術】
被測定物の孔径や溝幅などを測定するための内側測定器として、シリンダゲージが知られている。
従来のシリンダゲージは、図５に示すように、棒状の本体１０１と、この本体１０１の一端側に少なくとも一方が本体１０１の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に設けられ被測定物２００の測定部位に当接される一対の測定子１０２Ａ，１０２Ｂと、前記本体１０１の他端側に設けられ前記測定子１０２Ａの移動変位量に基づく測定部位間の寸法を表示する表示手段１０４とを備えている。
ここで、測定子１０２Ａの移動変位量を表示手段１０４に伝達する伝達機構は、図６に示すように、本体１０１の一端内部に回動可能に支持されたカム１１０と、前記本体１０１内に収納され前記測定子１０２Ａの移動変位量を前記カム１１０を介して前記表示手段１０４に伝達するロッド１１１とから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構造のシリンダゲージは、測定子の移動変位量をロッドの移動、つまり、直角方向に変換するカムが必要である。カムがスムーズに揺動するためには、カムの揺動軸とそれを支持する本体側との間に微小のクリアランスが必要になるが、このクリアランスが変換時の誤差要因になっていた。もとより、クリアランスが少なすぎると、揺動がスムーズに行えず、作動不良を引き起こす。しかも、カムの回転中心から、測定子およびロッドが当接する部位までの距離が同じでないと、誤差の原因になる。
【０００４】
また、シリンダゲージは、エクステンションロッド（継ぎ足しロッド）をつなげ、測定深さを変えられることが特徴の一つである。しかし、上述した構造の場合、本体を手で握って測定を行うため、手の熱や周囲温度によって本体内部に収納されたロッドが伸縮し、誤差を生じさせる。また、長いエクステンションロッドをつないだ場合、本体の撓みによる誤差が考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、このような課題を解消し、深孔などにも容易に対応でき、しかも、高精度化を達成できる内側測定器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内側測定器は、長さ寸法を可変できる棒状の本体と、この本体の一端側に本体の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に設けられ被測定物の測定部位に当接される少なくとも一対の測定子と、前記本体の他端側に設けられ前記測定子の移動変位量に基づく測定部位間の寸法を表示する表示手段とを備えた内側測定器において、前記表示手段は、デジタル表示器によって構成され、前記本体の一端側には、前記測定子の移動変位量を電気信号として検出する検出手段が設けられ、この検出手段からの信号を前記デジタル表示器へ送るケーブルが前記本体内に配設され、前記本体は、前記測定子が取り付けられる第１の筒部と、前記表示手段が取り付けられる第２の筒部と、この第１の筒部および第２の筒部の間に選択的に挿入されこれらと結合される第３の筒部とを含んで構成され、前記ケーブルは、前記第１の筒部内に配置され他端側にコネクタを有する第１のケーブル部と、第２の筒部内に配置され一端側にコネクタを有する第２のケーブル部と、前記第３の筒部内に配置され両端側に前記第１および第２のケーブル部のコネクタと接続可能なコネクタを備えた第３のケーブル部とを含んで構成され、前記第１のケーブル部のコネクタと前記第２のケーブル部のコネクタとは、互いに接続可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、測定子の移動変位量を電気信号として検出する検出手段を備えているから、従来のカムを用いた構造に比べ、高精度化を達成できる。つまり、カムと本体とのクリアランスや、カムの回転中心から、測定子およびロッドが当接する部位までの距離に基づく誤差も発生しないから、高精度化を達成できる。
また、その検出手段からの信号をケーブルを介してデジタル表示器に送るようにしたので、従来のロッドを介して測定子の変位を表示手段へ伝達する構造に比べ、温度や撓みによる誤差もないから、高精度化が実現できる。もとより、本体は長さ寸法が可変できる棒状であるから、深孔などにも容易に対応できる。
また、第１の筒部と第２の筒部との間に、深孔の深さに対応する長さの第３の筒部と、その第３の筒部の長さに対応するケーブルを選択して接続するだけで、深孔などに簡単に対応して測定できる。
また、第３の筒部を長さの異なるものに取り替える際に、第１および第２のケーブル部のコネクタから第３のケーブル部のコネクタを外し、長さの異なる別の第３の筒部に対応するコネクタを第１および第２のケーブル部のコネクタに取り付けるだけで、深さが異なる孔等にも簡単に対応でき、ひいては測定作業の負担を軽減できる。
【０００８】
また、前記検出手段は、前記測定子の移動方向に対して略直角にかつ互いに平行に配置され基端側が前記本体に固定された一対の板ばねと、この一対の板ばねの先端側間に固定され前記測定子に当接された可動片と、この可動片および前記本体のいずれか一方に可動片の可動方向と平行に配置されたメインスケールと、前記可動片および前記本体のいずれか他方に前記メインスケールに対して所定の隙間を隔てて対向配置された検出ヘッドとを含むことが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、測定子が、被測定物への当接により変位すると、可動片が一対の板ばねを介して平行に変位するので、この変位がメインスケールおよび検出ヘッドによって直接検出される。従って、従来のカムを用いた変位検出に比べて、伝達ロスがなく高精度を確保して測定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のデジタル式シリンダゲージ１を示す正面図である。
図１に示すように、本実施形態のデジタル式シリンダゲージ１は、長さ寸法を可変できる棒状の本体２と、この本体２の一端側に本体２の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に設けられ被測定物の測定部位に当接される一対の測定子３と、測定子３の移動変位量を電気信号として検出する検出手段４と、検出手段４からの電気信号をデジタル表示する表示手段としてのデジタル表示器５と、本体２の内部に配設され、かつこの電気信号をデジタル表示器５へ送信するケーブル７と、本体２の他端側とデジタル表示器５との間に設けられた回動機構６と、を備えて構成される。
【００１３】
本体２は、第１筒体２１と、第２筒体２２と、第３筒体２３と、を備えて構成される。
第１筒体２１は、他端側（図１の上端側）に設けられかつ第３筒体２３を固定可能に保持する接続ナット２１１と、一端側に設けられたガイド機構２１２とを備える。
ガイド機構２１２は、その基端が第１筒体２１の中間部に回動可能に取り付けられたフレーム２１２Ａと、フレーム２１２Ａの先端の測定子３に近接した位置に設置されるローラ２１２Ｂとを備える。
【００１４】
第２筒体２２は、握り部２２１と、第３筒体２３に接続される接続部２２２と、回転ナット２２３とを備える。
回転ナット２２３は、第２筒体２２の径方向に対して、接続部２２２を回転可能、かつ固定可能に保持している。
【００１５】
第３筒体２３の他端側には接続部２２２を固定可能に保持する接続ナット２３１を備え、第３筒体２３の一端側は接続ナット２１１を介して第１筒体２１に着脱可能に接続される。
第３筒体２３は、シリンダ等の被測定物の深さ等に応じて、長さの異なるものに選択的に交換される。
【００１６】
なお、第１筒体２１と第２筒体２２の接続部２２２とは、接続ナット２１１を介して接続可能に構成される、また、第３筒体２３は、接続ナット２１１,２３１を介して第１筒体２１および第２筒体２２に着脱可能に構成される。
【００１７】
第１筒体２１の内側には、第１ケーブル７１が配設される。
第１ケーブル７１は、その一端側が検出手段４に接続され、他端側にはコネクタ７１Ａが設けられる。
第２筒体２２の内側には、第２ケーブル７２が配設される。
第２ケーブル７２は、その他端側がデジタル表示器５に接続され、一端側にはコネクタ７２Ｂが設けられる。
【００１８】
第３筒体２３の内側には、第３ケーブル７３が配設される。
第３ケーブル７３の一端側にはコネクタ７２Ｂに接続可能なコネクタ７３Ｂが、他端側にはコネクタ７１Ａに接続可能なコネクタ７３Ａが取り付けられる。
なお、コネクタ７１Ａとコネクタ７２Ｂとは、接続可能に構成されている。
【００１９】
ケーブル７は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）等の所定の配線からなり、これらの第１ケーブル７１、第２ケーブル７２および第３ケーブル７３を本体２の内部に備え、デジタル表示器５と検出手段４との電気信号のやりとりができるように構成されている。
【００２０】
図２は、デジタル式シリンダゲージ１の先端部分を示す部分断面図である。
図２に示すように、一対の測定子３は、第１筒体２１の一端側にホルダ２１３を介して第１筒体２１軸線に対して直交方向へ移動可能に設けられた測定ロッド３１と、測定ロッド３１と同軸上で、かつホルダ２１５および袋ナット２１６を介して固定された替えロッド３２と、を備えて構成される。
測定ロッド３１の後端部とホルダ２１３後端側との間が弾性体からなる蛇腹状のキャップ２１４で覆われている。これにより、第１筒体２１内部へのゴミ等の異物の浸入が防止されている。
替えロッド３２は、シリンダ等の被測定物の大きさに応じて、長さの異なるものが選択的に使用される。
【００２１】
検出手段４は、第１筒体２１に固定された固定部材４５と、測定ロッド３１の移動方向に対して略直角にかつ互いに平行に配置され基端側が固定部材４５に固定された一対の板ばね４２と、この一対の板ばね４２の先端側間に固定され測定ロッド３１に当接された可動片４１と、第１筒体２１に可動片４１の可動方向と平行に配置されたメインスケール４４と、可動片４１にメインスケール４４に対して所定の間隔を隔てて対向配置された検出ヘッド４３と、を備える。
【００２２】
一対の板ばね４２には、屈曲部分を除く部分に厚い板が両面から張られており、屈曲部分以外での屈曲を防止して、測定精度を向上している。
ホルダ２１５と可動片４１との間には、スプリング２１７があり、これにより可動片４１が測定ロッド３１に当接されている。
検出ヘッド４３によって検出された可動片４１の変位量、つまり測定ロッド３１の変位量は、図示しないケーブル７によって、デジタル表示器５に出力されている。
【００２３】
図１〜図４に示すように、デジタル表示器５は、断面円形状に形成されるとともに、その一端に回動機構６内に収納されるとともに、本体２に対する角度が０度〜９０度まで回動可能な回動部５０が形成されている。
また、デジタル表示器５は、所定の電子回路等からなり、検出手段４の検出ヘッド４３で検出された結果である測定値を表示する表示画面５１と、測定の開始や表示される測定値の変更等の各種操作を行う操作ボタン５２と、を備えて構成される。
さらに、デジタル表示器５の表示面は、従来から利用されている所定の技術により回転可能に構成されている。
【００２４】
図３は、回動機構６を示す部分断面図である。
図３に示すように、回動機構６は、クランプ軸６１と、一対の押圧片６２と、スプリング６３と、節度機構６４と、第２筒体２２の凹部２２０と、回動部５０と、を含んで構成される。
クランプ軸６１は、その一部に形成されたねじ部６１２と、第２筒体２２の外側に形成されたクランプ部６１１と、このクランプ軸６１を抜け止めするボルト６１３と、を有するとともに、凹部２２０および回動部５０を貫通する。
【００２５】
一対の押圧片６２は、凹部２２０内に対向して収納される第１押圧片６２１と第２押圧片６２２とを備えて構成される。
第１押圧片６２１は、クランプ軸６１のねじ部６１２に螺合され、クランプ部６１１との間にデジタル表示器５の回動部５０および凹部２２０の側壁を挟持可能に構成される。一方、第２押圧片６２２は、第２筒体２２に当接している。
【００２６】
スプリング６３は、クランプ軸６１の周囲に配置され、第１押圧片６２１と第２押圧片６２２の間に挿入され、第１押圧片６２１および第２押圧片６２２を第２筒体２２側（外側）に押圧する。
【００２７】
節度機構６４は、凹部２２０の側壁に形成された孔２２Ａに挿入されるボール６４１およびスプリング６４２と、回動部５０にクランプ軸６１を中心とする同一円周上の所定角度毎に形成されるとともにボール６４１と係合する図示しない７つの凹みと、を備えて構成される。
ボール６４１は、第２筒体２２とボール６４１との間に設けられたスプリング６４２によって回動部５０側に付勢され、回動部５０が回動されると、７つの凹みに段階的に係合して、７段階に回動部５０を係止する。
【００２８】
このような構成のデジタル式シリンダゲージ１を用いて、図示しない深孔の被測定物と浅孔の被測定物の内径を測定する際の動作について説明する。
（ａ）まず、深孔の被測定物の孔内にデジタル式シリンダゲージ１を挿入し、測定部位に一対の測定子３を位置させる。
（ｂ）このとき、測定ロッド３１、替えロッド３２およびガイド機構２１２は、被測定物の内壁に当接される。
【００２９】
（ｃ）測定ロッド３１は、被測定物の内壁に当接された際に、一対の板ばね４２によって、可動片４１とともに平行に変位するので、検出ヘッド４３もこれに応じて平行に変位する。
（ｄ）すると、検出ヘッド４３の変位量が検出され、その検出結果である測定値の電気信号がケーブル７を介してデジタル表示器５に出力される。
【００３０】
（ｅ）デジタル表示器５は、検出手段４から入力された測定値の電気信号を表示画面５１にデジタル表示する。
（ｆ）クランプ部６１１を回動して、第１押圧片６２１と凹部２２０の側壁との間のクランプを緩めると、デジタル表示器５の回動部５０が回動できる状態となる。
【００３１】
（ｇ）デジタル表示器５を回動させると、ボール６４１が７つの凹みに段階的に係合し、デジタル表示器５の表示画面５１を測定者に正対する向きまで回動する。この際、クランプ部６１１を緩めたままデジタル表示器５から手を離しても、スプリング６３が第１押圧片６２１および第２押圧片６２２を押圧し、第１押圧片６２１が第２筒体２２側に回動部５０を押圧しているから、デジタル表示器５が倒れない。
（ｈ）クランプ部６１１を締めて、クランプ軸６１を回転させると、第１押圧片６２１がねじ部６１２に沿って軸方向へ移動されるので、第１押圧片６２１と第２筒体２２との間に回動部５０が挟持固定される。
以上のようにして、測定者は深孔を有する被測定物の内径を測定し、表示画面５１でその測定値を確認する。
【００３２】
（ｉ）次に、接続ナット２１１,２３１を緩め、コネクタ７２Ｂからコネクタ７３Ｂを外し、コネクタ７１Ａからコネクタ７３Ａを外して、第１筒体２１および第２筒体２２から第３筒体２３を外す。
（ｊ）コネクタ７１Ａとコネクタ７２Ｂとを接続し、第１筒体２１と第２筒体２２、即ち接続部２２２とを接続ナット２１１を介して接続し固定する。
以上のようにして、デジタル式シリンダゲージ１の本体２の長さを短くして、前述の（ａ）〜（ｈ）までと同様の手順により、浅孔の被測定物の内径を測定する。
【００３３】
以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）測定ロッド３１が移動すると可動片４１が平行に変位し、この変位量を検出ヘッド４３で電気信号として直読できるので、従来のカムを用いた構造に比べ、高精度化を達成できる。つまり、カムと本体とのクリアランスや、カムの回転中心から、測定子およびロッドが当接する部位までの距離に基づく誤差も発生しないから、高精度化を達成できる。
【００３４】
（２）検出手段４からの信号をケーブル７を介してデジタル表示器５に送るようにしたので、従来のロッドを介して測定子の変位を表示手段へ伝達する構造に比べ、温度や撓みによる誤差もないから、高精度化が実現できる。
【００３５】
（３）接続ナット２１１,２３１により第１筒体２１および第２筒体２２に対して第３筒体２３を着脱可能に構成したので、被測定物の深さに合わせて第３筒体２３を使用するかどうかを選択し、使用する場合には、この第３筒体２３の長さにあわせて第３ケーブル７３の長さを調整するだけで、深孔等に容易に対応できる、一方、使用しない場合には、第３ケーブル７３を使わずに浅孔等に容易に対応できる。
（４）第３筒体２３は、異なる長さのものから選択して使用可能なので、被測定物の深さに対して、より適した長さのものを使用すれば、より一層確実に測定できる。
【００３６】
（５）第３筒体２３を長さの異なるものに取り替える際に、コネクタ７１Ａからコネクタ７３Ａを外しコネクタ７２Ｂからコネクタ７３Ｂを外して、長さの異なる別の第３筒体に対応する第３ケーブルのコネクタを第１ケーブルおよび第２ケーブルのコネクタに取り付けるだけで、深さが異なる孔等にも簡単に対応でき、ひいては測定作業の負担を軽減できる。
【００３７】
（６）測定値が表示された表示画面５１の向きを測定者に合わせて正対するように変更できるようにしたので、測定者は表示画面５１を正面から眺めることができるから、表示された測定値を間違えることなく確実に読みとることができる。
（７）測定者が表示画面５１に合わせて正対する必要がないので、無理な姿勢をとらずに測定値が読みとれるから、測定作業による負荷や疲労を抑えることができる。
【００３８】
（８）クランプ部６１１によって凹部２２０の側壁に対する回動部５０の押圧を解除すれば、デジタル表示器５を０度〜９０度の任意の角度まで回動させることができる。
（９）クランプ部６１１によって凹部２２０側壁に回動部５０を押圧すれば、デジタル表示器５はその位置で固定されるから、表示画面５１を含むデジタル表示器５の重量が比較的重い場合でも、その自重によってデジタル表示器５が回動しないから、測定者は手などでデジタル表示器５を支える必要がなく簡単かつ確実に固定して測定できる。ひいては、測定作業による負荷や疲労をより一層抑えることができる。
【００３９】
（１０）クランプ部６１１の押圧を解除しても、スプリング６３によって、回動部５０と第２筒体２２との間に所定の摩擦力が働いているから、デジタル表示器５が急激に回動することがなく、急動作による破損等を防止できるとともに、測定者の手などへの衝突による怪我等を防止して安全に測定できる。
（１１）節度機構６４によってデジタル表示器５が段階的に係止されるので、デジタル表示器５を回動させて各段階の中から所望の段階を選択するだけで、デジタル表示器５を確実に係止できるから、簡単かつ確実にデジタル表示器５の表示画面５１を所望の向きに固定して測定できる。
【００４０】
（１２）回転ナット２２３を設けたので、接続部２２２および接続部２２２に接続された第１筒体２１等を回動させることができるから、例えば測定スペースが狭い場合などでも、簡単にデジタル表示器５の正面に対する一対の測定子３の向きを変更して測定できる。ひいては、測定作業による負荷や疲労をより一層抑えることができる。
（１３）キャップ２１４は、第１筒体２１の内部と外部を区画するから、ゴミ等の異物の浸入を防止できる。
【００４１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の内側測定器は、前記実施形態のようなデジタル式シリンダゲージ１に限らず、ボアゲージ等でもよく、つまりは内径の測定ができるものであればよい。
前記実施形態では、メインスケール４４を第１筒体２１に取付け、検出ヘッド４３を可動片４１に取付けたが、これと逆に取付けてもよい。
【００４２】
前記実施形態では、測定子３を測定ロッド３１と替えロッド３２の一対のものとしたが、例えば測定ロッド３１を２つにして、替えロッド３２に対して２対のものとしてもよく、その際測定子は少なくとも一対あればよい。
【００４３】
前記実施形態では、本体２とデジタル表示器５とを一直線上に配置したが、回動機構６をはさんで本体２とデジタル表示器５とが対向するように配置されてもよい。
前記実施形態では、回動機構６および回転ナット２２３を設けたが、特になくてもよい。
【００４４】
コネクタにより各ケーブルを接続したが、コネクタを使用せずに直接ケーブル同士を接続してもよく、つまりは各ケーブルが接続できればよい。
ケーブル７をＦＰＣによって配線すれば、ＦＰＣは可撓性をもつので、回動機構６の回動に対しても容易に対応するから、回動時の断線等の発生を抑えることができる。
【００４５】
前記実施形態では、回動機構６によりデジタル表示器５の表示画面５１の向きを変更したが、本体２からデジタル表示器５が外れて、そのデジタル表示器５を本体２に対して異なる角度で差し替え可能に構成されることにより、表示画面５１の向きを変更してもよい。
前記実施形態では、回動機構６によりその角度位置が０度〜９０度まで回動するようにしたが、例えば、その角度位置が１２０度などの９０度以上まで回動するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、測定子の移動変位量を電気信号として検出する検出手段を備えているから、従来のカムを用いた構造に比べ、高精度化を達成できる。つまり、カムと本体とのクリアランスや、カムの回転中心から、測定子およびロッドが当接する部位までの距離に基づく誤差も発生しないから、高精度化を達成できる。また、その検出手段からの信号をケーブルを介してデジタル表示器に送るようにしたので、従来のロッドを介して測定子の変位を表示手段へ伝達する構造に比べ、温度や撓みによる誤差もないから、高精度化が実現できる。もとより、本体は長さ寸法が可変できる棒状であるから、深孔などにも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内側測定器を示す正面図である。
【図２】前記実施形態の先端部分を示す部分断面図である。
【図３】前記実施形態の回動機構を示す部分断面図である。
【図４】前記実施形態の回動状況を示す概略側面図である。
【図５】従来の内側測定器を示す正面図である。
【図６】従来の内側測定器の先端部分を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１      デジタル式シリンダゲージ
２      本体
３      測定子
４      検出手段
５      表示手段であるデジタル表示器
７      ケーブル
２１      第１筒体
２２      第２筒体
２３      第３筒体
４１      可動片
４２      一対の板ばね
４３      検出ヘッド
４４      メインスケール
７１      第１ケーブル
７２      第２ケーブル
７３      第３ケーブル
７１Ａ,７２Ｂ,７３Ａ,７３Ｂ      コネクタ
【図１】
0003546177.tif 000002
【図２】
0003546177.tif 000003
【図３】
0003546177.tif 000004
【図４】
0003546177.tif 000005
【図５】
0003546177.tif 000006
【図６】
0003546177.tif 000007