(57)【要約】      （修正有）【課題】操作性を維持しながらも耐環境性能に優れた小型のデジタル式測定器を提供する。【解決手段】デジタル式ノギスは、本尺１１と、本尺１１に対して相対移動可能に設けられたスライダ１３と、本尺１１に対する前記スライダ１３の変位または位置を検出する変位検出器と、制御回路部１００と、を備える。制御回路部１００は、通常測定モードと原点設定モードとを切り替え制御するモード切替制御部を備える。モード切替制御部は、測定範囲外に予め設定された所定範囲である第１エリアを設定記憶する第１エリア設定記憶部を有する。モード切替制御部は、スライダ１３が第１エリア内に所定時間連続して停止したことを検出した場合、動作モードを通常測定モードから原点設定モードに切り替える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
前記固定部材に対して相対移動可能に設けられた可動部材と、
前記固定部材に対する前記可動部材の変位または位置を検出する変位検出器と、
制御回路部と、を備えた測定器であって、
前記制御回路部は、
第１動作モードと第２動作モードとを切り替え制御するモード切替制御部を備え、
前記モード切替制御部は、測定範囲外に予め設定された所定範囲である第１エリアを設定記憶する第１エリア設定記憶部を有し、
前記モード切替制御部は、前記可動部材が前記第１エリア内に所定時間連続して停止したことを検出した場合、動作モードを前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える
ことを特徴とする測定器。
【請求項２】
本尺と、
前記本尺に対して相対移動可能に設けられたスライダと、
前記本尺に対する前記スライダの変位または位置を検出する変位検出器と、
制御回路部と、を備えたデジタル式ノギスであって、
前記制御回路部は、
第１動作モードと第２動作モードとを切り替え制御するモード切替制御部を備え、
前記モード切替制御部は、測定範囲外に予め設定された所定範囲である第１エリアを設定記憶する第１エリア設定記憶部を有し、
前記モード切替制御部は、前記スライダが前記第１エリア内に所定時間連続して停止したことを検出した場合、動作モードを前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える
ことを特徴とするデジタル式ノギス。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタル式ノギスにおいて、
前記第２動作モードは原点設定モードであり、
前記制御回路部は、前記原点設定モードに切り替わった後、前記変位検出器の検出値が測定範囲内の同じ値のまま所定時間停止したことを検出した場合、その値を原点に設定する
ことを特徴とするデジタル式ノギス。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のデジタル式ノギスにおいて、
機械式押しボタンスイッチを有さない
ことを特徴とするデジタル式ノギス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル式測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定者（ユーザ）が手で持って測定を行うような小型測定器として例えばノギスやマイクロメータ、ダイヤルゲージ（テストインジケータ）などがある。
一例として、図１に従来のデジタル式ノギスを示す。
デジタル式ノギス１０は、測定ジョー１２を有する本尺（固定部材）１１と、本尺１１に沿って移動可能に設けられたスライダ（可動部材）１３と、スライダ１３と一体的に本尺１１に沿って移動するデプスバー１６と、スライダ１３の本尺１１に対する変位量を検出するエンコーダ（変位検出器）１７と、を備える。エンコーダ１７は、スケール１８と、スケール１８に対する変位（あるいは位置）を検出する検出ヘッド１９と、を有する。スケール１８は本尺１１に設けられ、検出ヘッド１９はスライダ１３に設けられている。さらに、本尺１１の背面側には長手方向に沿った溝（不図示）が設けられており、この溝にデプスバー１６が収容されている。デプスバー１６はスライダ１３の移動により、本尺１１の末端から突き出るようになっている。
【０００３】
スライダ１３は、さらに、エンコーダ１７で検出された測定値などの情報をデジタル表示する表示部１４と、表示部１４の周辺に配設された複数の機械式押しボタンスイッチ１５と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４５１６２８８
【特許文献２】特開２０１５−１０２４５７
【特許文献３】特許３８３１２１８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デジタル式の小型測定器はそのハンディさを活かして工場などの現場で使用されるが、そのような使用環境には水、油、粉塵などが存在しており、電子機器には過酷な悪環境である。したがって、従来、デジタル式の小型測定器には様々な防水（防油）策が採用されてきた（特許４５１６２８８、特開２０１５−１０２４５７、特許３８３１２１８）。
小型測定器の防水（防油）機構において特に問題になる箇所として機械的に押下げ操作する機械式押しボタンスイッチ１５がある。機械式押しボタンスイッチ１５は各種の設定等の操作に使用されるものであるが、機械式押しボタンスイッチ１５周辺のシール構造のため、部品点数や加工工数の増加に繋がっていた。
【０００６】
本発明の目的は、操作性を維持しながらも耐環境性能に優れた小型のデジタル式測定器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測定器は、
固定部材と、
前記固定部材に対して相対移動可能に設けられた可動部材と、
前記固定部材に対する前記可動部材の変位または位置を検出する変位検出器と、
制御回路部と、を備えた測定器であって、
前記制御回路部は、
第１動作モードと第２動作モードとを切り替え制御するモード切替制御部を備え、
前記モード切替制御部は、測定範囲外に予め設定された所定範囲である第１エリアを設定記憶する第１エリア設定記憶部を有し、
前記モード切替制御部は、前記可動部材が前記第１エリア内に所定時間連続して停止したことを検出した場合、動作モードを前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える
ことを特徴とする。
【０００８】
本発明のノギスは、
本尺と、
前記本尺に対して相対移動可能に設けられたスライダと、
前記本尺に対する前記スライダの変位または位置を検出する変位検出器と、
制御回路部と、を備えたデジタル式ノギスであって、
前記制御回路部は、
第１動作モードと第２動作モードとを切り替え制御するモード切替制御部を備え、
前記モード切替制御部は、測定範囲外に予め設定された所定範囲である第１エリアを設定記憶する第１エリア設定記憶部を有し、
前記モード切替制御部は、前記スライダが前記第１エリア内に所定時間連続して停止したことを検出した場合、動作モードを前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施形態では、
前記第２動作モードは原点設定モードであり、
前記制御回路部は、前記原点設定モードに切り替わった後、前記変位検出器の検出値が測定範囲内の同じ値のまま所定時間停止したことを検出した場合、その値を原点に設定する
ことが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施形態では、
機械式押しボタンスイッチを有さない
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のデジタル式ノギスを示す図である。
【図２】第１実施形態に係るデジタル式ノギスを示す図である。
【図３】制御回路部の機能ブロック図である。
【図４】制御回路部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】原点設定モードの動作手順を説明するフローチャートである。
【図６】モード切り替え操作をしている様子の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るデジタル式ノギス３０である。
基本的な構成は図１に示したデジタル式ノギス１０と同じであり、対応する要素に同一の符号を付し、重複説明は割愛する。ただし、スライダ１３には、機械式押しボタンスイッチ１５がなく、いわゆるスイッチレスデジタルノギス３０とも称する。
【００１３】
スライダ１３には制御回路部１００が内蔵されている。
図３は、制御回路部１００の機能ブロック図である。
制御回路部１００は、ＣＰＵ（中央処理装置）や所定プログラムを格納したＲＯＭ、ＲＡＭを有するいわゆるマイコンであって、スイッチレスデジタルノギス３０全体の動作を統合的に制御する。ＣＰＵがプログラムを実行することでマイコンは後述の各機能部として動作する。制御回路部１００は、モード切替制御部１１０と、第１エリア設定記憶部１１１と、第１判定時間設定記憶部１１２と、測定モード制御部１２０と、原点設定モード制御部１３０と、原点記憶部１４０と、タイマー１５０と、表示制御部１６０と、を備えている。
各機能部の具体的な動作については後述のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１４】
図４、図５は、制御回路部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
スイッチレスデジタルノギス３０は電源のオンオフ操作をする機械式押しボタンスイッチ１５も無いので、オートオン機能およびオートオフ機能を搭載するとよい。すなわち、ユーザがスライダ１３を移動させると自動的に電源オンになる（ＳＴ１１０）。
また、スライダ１３の動きが一定時間無いと自動的に電源オフになる（ＳＴ１５０、ＳＴ１６０）。このようなオートオンオフ機能を組み込んだデジタル式ノギス（デジタル式小型測定器）自体は知られている。
【００１５】
電源がオンになったら（ＳＴ１１０）、制御回路部１００はエンコーダ１７の検出ヘッド１９から検出値Ｄｐを取得する（ＳＴ１２０）。モード切替制御部１１０は、検出値Ｄｐが取得されたら、検出値Ｄｐが第１エリア内に入っているか否か判定し（ＳＴ１３０）、判定結果に応じてスイッチレスデジタルノギス３０の動作モードの切り替え制御を行う。
【００１６】
ここで、第１エリア設定記憶部１１１について説明する。
モード切替制御部１１０には、第１エリア設定記憶部１１１が付設されており、第１エリア設定記憶部１１１には第１エリアとして所定範囲が予め設定記憶されている。
本実施形態では、第１エリアは、１５５．０１から１５５．００の範囲として設定されているとする。第１エリアの値としては、当該スイッチレスデジタルノギス３０の測定範囲外の値を選定しておくとする。スイッチレスデジタルノギス３０の測定範囲が０．００（ｍｍ）から１５０．００（ｍｍ）である場合、第１エリアは１５０．００を超えた値としておく。
【００１７】
なお、「測定範囲」というのは、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８１０３：２０００計測用語４３０７測定範囲「指定された限界内に計器の誤差が収まるべき測定量の範囲」と定義されており、測定精度が保証される範囲として例えば製品仕様書に記載されるような値である。
エンコーダ１７のスケール１８の目盛があれば測定範囲外であっても検出ヘッド１９はスケール１８に対する変位量（あるいは位置）を検出する。しかし、スケール１８には線膨張やしなり（曲がり）が生じるので、測定器として測定精度を保証できる長さには制限がある。ノギスには「持ち手部分」が必要であるから、測定には不要であっても本尺１１の長さはある程度長めにとられており、測定範囲外にも本尺は延在しているのである。
【００１８】
モード切替制御部１１０は、検出値Ｄｐが第１エリア外であれば（ＳＴ１３０：ＮＯ）、モード切り替えせずに通常の測定モードを継続する。すなわち、測定モード制御部１２０による制御により、検出値Ｄｐが測定値として表示部１４に表示される（ＳＴ１４０）。
【００１９】
ユーザは、特別な意図が無い限りスライダ１３を本尺１１の末端まで移動させることはない。特にノギスの場合、スライダ１３を本尺１１の末端まで移動させるとそれに合わせてデプスバー１６が本尺１１の末端からかなりの長さ分（１５０ｍｍ）突き出る。したがって、通常の測定使用時も保管等で使用していないときも、スライダ１３の位置は測定範囲内にあるのが普通である。
【００２０】
さて、ユーザがモード切り替えの意図をもってスライダ１３を測定範囲外まで移動させ、さらに、スライダ１３の位置が第１エリア内に入るように調整したとする（例えば図６参照）。
このとき、ユーザは、表示部１４に表示される数値を見ながらスライダ１３の位置が第１エリア内に入るようにしてもよい。あるいは、本尺１１に第１エリアを示すマーク（色や刻印など）Ｍｋを付けておき、ユーザは、スライダ１３の位置（スライダ１３の外側測定ジョー１２の位置）を前記マークＭｋに合わせるようにしてもよい。モード切替制御部１１０は、検出値Ｄｐが第１エリア内に入っているか否か判定し（ＳＴ１３０）、検出値Ｄｐが第１エリア内の値である場合（ＳＴ１３０：ＹＥＳ）、モード切替制御部１１０は、サンプリングされる検出値Ｄｐおよびタイマー１５０のカウント時間を監視する（ＳＴ１７０）。モード切替制御部１１０は、検出値Ｄｐが５秒間連続して第１エリア内の値であることを確認した場合（ＳＴ１７０：ＹＥＳ）、ユーザがモード切り替え操作をしたと判定し、原点設定モードにモード切り替えを行う（ＳＴ２００）。
いま、この「５秒間以上」という時間の設定値を「第１判定時間」とし、第１判定時間は第１判定時間設定記憶部１１２に予め設定されているとする。
【００２１】
なお、ここでは、モード切替のトリガーとして検出値Ｄｐが５秒間連続して第１エリア内の値であることとしたが、第１判定時間は５秒以上ではなく、もっと長めに例えば１０秒以上に設定しておいてもよいし、反対にもっと短く２秒以上に設定してもよい。
【００２２】
図５は、原点設定モードの動作手順を説明するフローチャートである。
原点設定モードにモードが切り替わると、原点設定モード制御部１３０は、表示部１４の表示を点滅させる（ＳＴ２１０）。ここでは、モードが切り替わったことをユーザに伝えるために表示部１４の表示を点滅させるとしているが、その他、表示の色を変えてもよいし、表示部１４に何らかのマークやサインを表示させるようにしてもよい。
【００２３】
続いて、原点設定モード制御部１３０は、サンプリングされる検出値Ｄｐおよびタイマー１５０のカウント時間を監視し（ＳＴ２２０、ＳＴ２３０）、検出値Ｄｐが同じ値のままで５秒間維持されるのを待つ。
【００２４】
ユーザは、モードが原点設定モードに切り替わったことがわかると（ＳＴ２１０）、スライダ１３を移動させ、例えばマスターワークやゲージブロックを使って原点合わせする。あるいは、原点にする決まった数値があるのであれば、表示部１４に表示される数値をみながら所定の数値になるようにスライダ１３を移動させて、スライダ１３をしばらく停止させる。
【００２５】
原点設定モード制御部１３０は、検出値Ｄｐが同じ値のままで５秒間維持されたことを確認すると（ＳＴ２３０：ＹＥＳ）、その検出値Ｄｐを原点として原点記憶部１４０に設定する。（この時間（ここでは５秒）を原点設定判定時間とする。）これで原点設定は完了し、通常の測定モードに戻る。
以後の測定動作では、原点からの差分が表示部１４に表示されるようになり、マスターワークや設計値からの加工誤差が測定値として得られる。
【００２６】
第１実施形態によれば次の効果を奏する。
（１）本実施形態のデジタルノギス３０には機械式押しボタンスイッチ１５が無い。したがって、機械式押しボタンスイッチ１５周辺から水や油が電装部に浸入する心配は絶無となり、耐環境性能を究極に高められる。また、機械式押しボタンスイッチ１５が無いのであるから表示部１４の面積を最大限大きくすることができ、視認性の向上に繋がる。スライダ１３から機械式押しボタンスイッチ１５がなくなれば、スライダ１３を一つの一体成型部品で構成することができ、部品点数の削減、組み立て工数の削減につながる。
【００２７】
（２）また、上記にて説明したように、スイッチレスデジタルノギス３０であっても小型測定器に必要な設定機能および操作性は維持されている。ノギスにあっては、スライダ１３を測定範囲外まで移動させることは通常の使用中にはほぼ無いのであるから、本実施形態の機能を搭載しても誤操作の心配はほぼ無い。一方、原点設定したいと思えば、スライダ１３を測定範囲外まで移動させるだけであるから、極めて簡便な操作でよく、高い操作性も維持されている。
【００２８】
（変形例１）
上記第１実施形態において、ノギスは、通常の測定モードと原点設定モードとの二つの動作モードを有していたが、さらに、第３の動作モードがあってもよい。第３動作モードとしては、例えば、通常のミリメートル表示をユーザの選択によりインチ表示に変換するインチ表示モードが例として挙げられる。通常のミリメートル表示をインチ表示に切り替える操作として、二つの方法を例示する。
【００２９】
一つ目の方法は第１エリアに加えて第２エリアを新設することである。第１エリアとは異なる位置に第２エリアを設け、スライダ１３が第２エリア内に所定時間停止したことを検出した場合、モード切替制御部１１０はインチ表示モードへの切り替え指示があったと判定する。第２エリアは、測定範囲外であってかつ第１エリアと異なる位置であり、例えば第１エリアを１５０．０１から１５２．００、第２エリアを１５２．０１から１５５．００のように設定する。
【００３０】
二つ目の方法は、第１判定時間に加えて第２判定時間を新設することである。
いま、第１判定時間を５秒以上１０秒未満とし、第２判定時間として「１０秒以上」を新設する。スライダ１３が第１エリア内に５秒以上停止したことを検出した場合、モード切替制御部１１０はまず原点設定モードへの切り替えを行うが、さらに、スライダ１３が測定範囲外にある第１エリア内に継続して留まり続け、１０秒が経過した場合、原点設定モードへの切り替えをキャンセルして、インチ表示モードへの切り替えを行う。
【００３１】
このように、モード切り替えを指示するためのエリア設定と判定時間設定とを組み合わせれば、動作モードが増えても対応できる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
「測定範囲外」について少し補足しておく。いわゆる「測定範囲」として「精度保証範囲」が明示されていないノギス（小型測定器）も有り得る。この場合、「測定範囲外」とは、本尺の末端から５０ｍｍ程度の範囲を「測定範囲外」と解釈していただいてもよいだろう。ノギスの場合、本尺はスケールであると当時に握り部（持ち手）にもなっており、仮に明記されていなくても本尺の末端から５０ｍｍ程度の部分は測定には使用できないと考えるのが通常である。
【００３３】
上記実施形態の説明において、ノギスには「機械式押しボタンスイッチが無い」例を示したが、もちろん機械式押しボタンスイッチ１５が有っても本発明は適用できる。
また、ノギスには表示部１４がついていたが、表示部１４はノギス自体に設けられている必要はなく、例えば、ノギスとは別体のモニターを用意し、ノギスとモニターとを無線通信で繋いでおいてもよい。（この場合、ノギスにもモニターにも小型無線通信機を内蔵しておく。）つまり、機械式押しボタンスイッチも表示部もないノギスとなり、究極の耐環境性能を備えたデジタル式ノギスになる。
上記実施形態はノギスの例であったが、マイクロメータやダイヤルゲージ（テストインジケータ）であっても本発明は同様に適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０、３０…デジタル式ノギス、
１１…本尺、１２…測定ジョー、
１３…スライダ、１４…表示部、１５…機械式押しボタンスイッチ、
１６…デプスバー、
１７…エンコーダ、１８…スケール、１９…検出ヘッド、
１００…制御回路部、
１１０…モード切替制御部、１１１…第１エリア設定記憶部、１１２…第１判定時間設定記憶部、１２０…測定モード制御部、１３０…原点設定モード制御部、１４０…原点記憶部、１５０…タイマー、１６０…表示制御部。
【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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