(57)【要約】【課題】  被計測物の長さがノギスの測長範囲を越えるものであっても、デジタルノギスの精度を維持して計測域を拡大できるようにする。【解決手段】  ビーム本体１から張り出すサポート５ａ，５ｂに支持されたガイドビーム６が、スライダ２に形成されたムーバブルジョウ７の変位を案内すべく、ビーム本体１に対して平行に延びて設けられる。ガイドビーム６の先端にはスライダ２の変位基準点を与える基準面８が形成されると共に、その基準面部には延長ロッド９を取り付けることができる接続機構１０が形成される。延長ロッド９は定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，９Ｃの連結体としておき、その定寸ロッドはミクロンオーダの精度で与えられたラウンドナンバー長としておく。被計測物の長さが大きく異なっても、簡単にその測長域に順応させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケールを装備したビーム本体に沿って動くスライダの変位量によって、被計測物の外法もしくは内法をデジタルに測定できるようにした精密ノギスにおいて、
前記ビーム本体から張り出すサポートに支持されたガイドビームが、スライダに形成されたムーバブルジョウの変位を案内すべくビーム本体に対して平行に延びて設けられ、
該ガイドビームの先端には前記スライダの変位基準点を与える基準面が形成されると共に、その基準面部には延長ロッドを取り付けることができる接続機構が形成されていることを特徴とする測長域拡大ポータブルデジタルノギス。
【請求項２】
前記延長ロッドは定寸ロッドの連結体であること特徴とする請求項１に記載された測長域拡大ポータブルデジタルノギス。
【請求項３】
前記定寸ロッドは、ミクロンオーダの精度で与えられたラウンドナンバー長であること特徴とする請求項２に記載された測長域拡大ポータブルデジタルノギス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測長域拡大ポータブルデジタルノギスに係り、詳しくは、高精度な測長が可能なものの計測長さには限界のあるデジタル精密ノギスを、その測定精度を維持したまま計測長域を拡大できるようにした可搬式デジタルノギスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルノギスは持ち運びが容易で、手軽に高い精度で物品の外法や内法を計測定することができる。外法計測時は、例えば図６の（ａ）に示す一対のジョウ２１，２２の対向縁で被計測物２３を挟んで全長Ｌ1 を検出する。内法計測では（ｂ）に示す被計測物２４の内側面２４ａ，２４ｂにジョウ２１，２２の反対向縁があてがわれる。ジョウのうちムーバブルジョウ２２を変位させるスライダ２５はビーム本体２６に沿って移動し、計測長はビーム本体に付された図示しない電磁スケール上での移動量によって与えられ、それがディスプレー２７に表示される。
【０００３】
携帯式ノギスは数十センチメートルの大きさであり、最大計測長Ｌmax は図６の（ａ）に示すごとくビーム本体２６の長さより大きくなることはない。デジタルノギスは磁化スケールと磁気抵抗電極アレイ等の導入によることもあって、測定精度が少なくとも０．０１ミリメートルにまで及ぶ。その普及は、０．１ミリメートルのオーダまで、無理して読み取ってもその半分の０．０５ミリメートルまでであるアナログノギスを凌ぎつつある。  
【０００４】
このような精密ノギスは、例えば特開平８−２０２８４８号公報や特表２０００−５１３１０４等に多々開示されているが、いずれにしても、ムーバブルジョウのストロークは高々６０センチメートル程度にとどまり、それを越える長さのデジタルノギスはほとんどと言ってよいほど市中では見られない。
【０００５】
ところで、最近、１ないし１０メートルの長尺物を高精度で計測したいという要望がとみに高まってきている。これは、個々の小部品の加工精度の向上が目ざましいことにもよる。すなわち、精密に寸法出しされた小部品を長尺物の先端に取りつけ、その組付品に所望する正確な長さを与えようとすれば、当然のことながら長尺物自体にも高い精度で長さが与えられることが要求されるからである。このような長尺物の寸法検査は、割り出し器付き切断機による鋼材や木材の切断長測定、精密プラント等に供される大径パイプやタンクの内外径測定、大型精密機械の据え付け時の位置決めといった場面でも遭遇する。
【０００６】
長い物品を対象にして精密測定する場合、そのための装置は概して据え置き式となる。被計測物および測定装置に、測定精度を落とす要因となる歪みや曲げの発生を避けておく必要があるからである。据え置き式の測長器として３ないし４メートル長まで計測できるノギスがあるが、その測定精度は０．２ミリメートル程度までであり、精密ノギスと言えるほどのものでない。
【０００７】
屋内生産現場等で使用される定置型装置として、図示しないが、一端内側にアンビルを持つアーチ状フレームをトラス構造とするなど高剛性体とし、他端側からアンビルに向けて進退するスピンドルの変位量をもとに測長する長尺物用マイクロメータがある。定盤等に置いた被計測物の一方端を天井クレーン等で吊持したフレームのアンビルに当てがい、正規の長さを与える位置にセットされたスピンドルが他方端に当接したときの示度値をもとに正規長からの偏差を得て、実長が与えられるようにしている。
【０００８】
マイクロメータ形式の測長器の場合、アンビルとスピンドルとの初期離間量を与えた寸法精度がそのまま被計測物の測定精度となるから、フレームの製作精度や剛性の高さには桁外れのものが要求される。いきおい重量が嵩みまた大型化するから搬送は建屋内に限られ、何処へでも搬出して測定に供し得るというものでない。また、定寸外品を測定することは一般的に不可能であるか多大の調整作業が強いられることになるから、計測対象品ごとに測定装置を準備することになり、汎用性が乏しくなることも否めない。
【特許文献１】特開平８−２０２８４８号公報
【特許文献２】特表２０００−５１３１０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、被計測物の長さがノギスの測長範囲を越えるものであっても精密ノギスの採寸精度を維持して計測できるようにすること、被計測物の長さが大きく異なっても簡単にその測長域に順応させることができること、軽量かつコンパクトであって運搬するにしても計測準備するにしても、また屋外で使用するにしても大した手間を要しなく遂行できることを実現した測長域拡大ポータブルデジタルノギスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、スケールを装備したビーム本体に沿って動くスライダの変位量によって、被計測物の外法もしくは内法をデジタルに測定できるようにした精密ノギスに適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、ビーム本体１から張り出すサポート５ａ，５ｂに支持されたガイドビーム６が、スライダ２に形成されたムーバブルジョウ７の変位を案内すべくビーム本体１に対して平行に延びて設けられる。そして、ガイドビーム６の先端にはスライダ２の変位基準点を与える基準面８が形成されると共に、その基準面部には延長ロッド９を取り付けることができる接続機構１０が形成されていることである。
【００１１】
延長ロッド９は定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，９Ｃの連結体としておくとよい。その定寸ロッドは、ミクロンオーダの精度で与えられたラウンドナンバー長としておく。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ビーム本体から張り出したサポートに支持されるガイドビームの先端に、スライダの変位基準点が与えられる基準面を定めておくことができる。その基準面部に形成された接続機構にステーショナリジョウを備えた延長ロッドを取り付ければ、ステーショナリジョウを延長ロッドの長さ分基準面から遠ざけることができる。デジタルノギスの示度値に延長ロッド長を加算するだけで、精密ノギスの測長可能範囲を越えた被計測物の長さ領域を得ることができる。測定の対象は基準面からムーバブルジョウまでの間であるから、測定精度は精密ノギスのそれで与えられるのと同じであり、計測長が拡大されても測定精度の低下をきたすことはない。
【００１３】
被計測物の長さに応じて延長ロッドの長さを変えることができるから、一義的な寸法の被計測物しか測定することができないという不利不便は生じない。被計測物が例えば棒材等であれば延長ロッドを接続したノギスの全体を被計測物に載せた状態で測定できることも多く、定盤などを使用することができない処での使用も可能となる。延長ロッドを接続機構から外せば、精密ノギスの元来の長さもしくはそれに近づけられるので、運搬や保管には極めて都合がよく、屋外に持ち出すことも容易となる。
【００１４】
延長ロッドを定寸ロッドの連結体で構成させれば、ステーショナリジョウまでの拡大長さはロッドの整数倍で与えられ、測定値算出を単純化することができる。その定寸ロッドの長さを、ミクロンオーダの精度で与えられたラウンドナンバー長としておけばなおさらである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る測長域拡大ポータブルデジタルノギスを、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。図１の（ａ）は、磁気スケール（図示せず）等を持ったビーム本体１に沿うスライダ２の変位量によって、被計測物の外法もしくは内法をデジタルに測定できるようにした精密ノギス３である。なお、デジタルノギスであるのでスライダにはディスプレー４が備えられている。
【００１６】
このデジタルノギスには、ビーム本体１から張り出す二つのサポート５ａ，５ｂに支持されたガイドビーム６が、スライダ２に形成したムーバブルジョウ７の変位を案内すべくビーム本体１に対して平行に延びるように設けられている。このガイドビーム６の先端にはスライダ２の変位基準点を与える基準面８が形成されると共に、その基準面部には延長ロッド９を取り付けることができる接続機構１０が形成されている。なお、変位基準点とはムーバブルジョウ７の変位量を得るための出発点を意味するから測寸基点ということになるが、それは必ずしも０であることを意図しない。すなわち、磁気スケールで与えられる寸法に下駄（正負を問わない）を履かせたように設定することは何ら差し支えない。
【００１７】
ビーム本体１やスライダ２はノギスとしての基本構成部品であるが、デジタルノギスとしての原理や作用は前掲した先行技術文献にも記載されており、本発明とは直接関係するところでないので、ここではその説明を省く。上記したガイドビーム６こそが本例において特徴的なもので、これが精密ノギスの測長可能範囲を越える長尺物の測定を可能にする足掛かりとなっている。それは単に測定範囲の拡大を促すだけでなく、長尺物に対しても精密ノギスが元来保有する測定精度をもった測長の実現に寄与する。
【００１８】
さらに重要な要素は、ガイドビーム６の端部に形成される基準面８とそこに備えられる接続機構１０、およびそれに接続される高精度寸法を持つ延長ロッド９である。これらの詳細は後に譲るとして、ガイドビーム６から詳しく述べる。ガイドビームは延長ロッド９を取り付ける関係でそれ自体高い剛性が要求されるが、サポート５ａ，５ｂによる支持も確固たるものでなければならず、ノギスとして捩れが生じることは許されない。ガイドビーム６としてはステンレススチール製のパイプを採用すれば、ムーバブルジョウ７が変位する摺動面の発錆は回避され、断面が円形であればガイドビーム６の保形性は高く維持される。
【００１９】
図１の（ａ）では、基準面８が形成される先端部を除きガイドビーム６の大部分は半割れ品となっている。この場合、ムーバブルジョウ７における摺接構造は図１の（ｂ）のようになるので、スライドブロック１１に対するガイドビーム６の摺動抵抗を小さくできる点で都合がよい。なお、（ｃ）はサポート５ａ，５ｂでの止め金１２による固縛構造を示している。
【００２０】
上記した接続機構１０に接続される延長ロッド９は、例えば６０センチメートル長の幾つかの定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，・・・の連結体としておく。個々の定寸ロッドも発錆抑止の意味でステンレススチール製パイプとしておけばよい。パイプであれば、相互の連結に使用するねじの取付用下孔加工は必要でなくなるか大幅に軽減され、タッピングに必要となる作業量が軽減される。長ねじ１３の半分を定寸ロッドの開口にねじロック剤を使用するなどして螺着し、突出部１３Ａを雄ねじとして機能させる。ロッドの他方は開口状態に置かれてねじ孔１４とされる。
【００２１】
延長ロッド９の長さは、図２に一例を示した被計測物１５の長さに応じて選定される。例えば被計測物が３，５００ミリメートルであるなら、精密ノギスでの計測範囲に納まる５００ミリメートルが除かれた３，０００ミリメートルを、６０センチメートルの定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，・・・の５本でカバーさせる（図示は３本）。定寸ロッドの長さＬ0 の寸法出し精度をデジタルノギスの計測精度よりワン・オーダ上げておけば、定寸ロッドの寸法誤差は計測に及ぼす影響が小さくなるか無視できる程度にとどまる。この結果、デジタルノギス３は被計測物１５を測定するに際して、二点鎖線で示した部分長さＬ1 の仮想被計測物１５Ａを計測する結果となる。
【００２２】
現用デジタルノギスの計測精度は０．０１ミリメートルであるから、定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，・・を０．００１ミリメートル（１ミクロンメートル）の精度で製作すればよい。その長さは上記した６０センチメートルといったように端数のつかないラウンドナンバー長にして端面密着式連結としておけば、定寸ロッド連結体、すなわち延長ロッド９の長さ確認は極めて容易かつ迅速となる。定寸ロッドの製作誤差を±０．００１ミリメートルとするのであるから、定寸ロッドの連結数が多くなるほど製作誤差は吸収され、ひいては計測誤差が可及的に少なくなる。
【００２３】
ちなみに、ステーショナリジョウ１６には取付孔を設けるなどして、定寸ロッド９Ｃのねじ孔１４にボルト止めしておけばよい。なお、ステーショナリジョウ１６をディスク状や図示したアングル外面等の面タッチ形状としておけば、延長ロッド９のねじ連結の際に個々の連結部における螺着時回転角に差が生じても、ステーショナリジョウ１６をムーバブルジョウ７と対面させておくことができ、外法計測において計測不能となることは稀となる。
【００２４】
以上述べた構成によれば、図３のように定寸ロッド９Ａ，９Ｂ，９Ｃを適宜連結して延長ロッド９を作り、それにステーショナリジョウ１６を取り付けることにより、デジタルノギスの元来の計測可能範囲を越えた位置にステーショナリジョウを配置することができる。すなわち、ステーショナリジョウ１６までの拡大長さは定寸ロッドの整数倍で与えられ、その位置はガイドビーム６の基準面８から０．００１ミリメートルの精度で形成されたラウンドナンバー長となる。精密ノギスにより残余長Ｌ1 を計測するだけで、計測精度としてはノギス固有の精度を保ったまま測定値算出を単純に３×Ｌ0 ＋Ｌ1 で得ることができる。定寸ロッドの連結も端面密着までねじ込むという単純操作であり、所望長の延長ロッドが簡単に作られる。
【００２５】
被計測物が棒材等であれば、図２に示したように延長ロッド９を接続したノギスの全体を被計測物１５に載せた状態で測定できることもあり、定盤などを使用することができない処でも精密ノギスとして使用可能となる。延長ロッドを接続機構から外せば図４のようにデジタルノギスの元来の長さもしくはそれに近づけられるので、計測範囲を元に戻すこともできる。運搬や保管にとっても極めて都合がよくなり、屋外に持ち出すことも容易となる。
【００２６】
ところで、ジョウの接触部が面であると、図３中のＬt1＋３×Ｌ0 ＋Ｌ1 ＋Ｌt2＝ＬS で与えられる内法計測が常に保証されるわけでない。そのような場合、図５に示すように、ラウンドナンバー寸法の外半径で製作した例えば半球体または半円筒体を測長パッド１７，１８として各ジョウの測長側の面に取り付ければ、点接触もしくは線接触的に挙動させて計測することができる。二つの測長パッドを合わせた寸法もしくはそれらを含むＷ16+17＋Ｗ7+18をラウンドナンバー長となるように製作しておいてもよいことは述べるまでもない。いずれの場合にも、その値を記憶しておいてデジタルノギスの示度値に加算してもよいし、定寸ロッドの一つに示度減少分が補われた長さを与えておいてもよい。
【００２７】
以上詳しく説明したことから分かるように、被計測物の長さに応じて延長ロッドの長さを変えることに何ら問題は生じないから、寸法の異なる被計測物であっても、デジタルノギスの計測を部分長測定（図３中のＬ1 の測定）に置き替え、デジタルノギスの計測限界長を越えての測長が可能となる。ビーム本体から張り出すサポートに支持されたガイドビームの先端にスライダの変位基準点を与える基準面を定め、その基準面部に形成した接続機構にステーショナリジョウを備えた延長ロッドを取り付けることにより、ステーショナリジョウを延長ロッドの長さ分基準面から遠ざけられる。ノギスの示度値に延長ロッド長を加えるだけで、デジタルノギスの測長可能範囲を越えた被計測物の長さを知ることができる。測定の対象は基準面からムーバブルジョウまでの間であるから、測定精度は精密ノギスが元来持つもので与えられる。
【００２８】
延長ロッドは定寸ロッドの連結体として説明したが、異寸ロッドの組み合わせであってもよいし、その連結には図示しないがフランジ突き合わせによるボルト締結式であってもよい。それは接続機構においても同様である。いずれにしても、ミクロンオーダの精度で与えられたラウンドナンバー長のロッドを連結しても、連結長さに狂いが生じないようになっていればよい。なお、被計測物と延長ロッドとの熱膨張率に大きな違いがある場合には、予めそれを確認しておいて示度値から相殺するなどの補正をすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る測長域拡大ポータブルデジタルノギスであって、（ａ）はその一例の斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図２】長い円柱形の被計測物を計測している様子を示した斜視図。
【図３】外法計測と内法計測の要領を説明した斜視図。
【図４】基準面部にステーショナリジョウを直接取り付け、元のデジタルノギスとした状態の斜視図。
【図５】内法計測のための測長パッドの一例を表した斜視図。
【図６】先行技術におけるノギスの計測要領を表し、（ａ）は外法測長時の斜視図、（ｂ）は内法測長時の部分図。
【符号の説明】
【００３０】
１…ビーム本体、２…スライダ、３…デジタルノギス（精密ノギス）、５ａ，５ｂ…サポート、６…ガイドビーム、７…ムーバブルジョウ、８…基準面、９…延長ロッド、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…定寸ロッド、１０…接続機構、１５…被計測物、１６…ステーショナリジョウ、１７，１８…測長パッド、Ｌ0 …定寸ロッドの長さ、Ｌ1 …部分長さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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