(57)【要約】【課題】簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる角度測定器を提供する。【解決手段】本発明の角度測定器は、被測定錐形状の錐体面５に当接する第一球面１３を有し、第一球面の中心が被測定錐形状の中心軸Ｃ上に配置される第一測定部材１と、被測定錐形状の錐体面５に当接し第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面１４を有し、第二球面の中心が被測定錐形状の中心軸上に配置される第二測定部材２と、第一測定部材の第一球面の中心と第二測定部材の第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段３、とを具備する。【選択図】図３
2015194411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定錐形状の錐体面に当接する第一球面を有し、前記第一球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第一測定部材と、
前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面を有し、前記第二球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第二測定部材と、
前記第一測定部材の前記第一球面の中心と前記第二測定部材の前記第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。
【請求項２】
前記第一測定部材および第二測定部材の形状が球形状であることを特徴とする、
請求項１に記載の角度測定器。
【請求項３】
被測定錐形状の錐体面に当接し第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される環形状の第一測定部材と、
前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する環形状の第二測定部材と、
前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。
【請求項４】
一端部に被測定錐形状の錐体面に当接する、第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される筒形状の第一測定部材と、
一端部に前記被測定錐形状の錐体面に当接する、前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する筒形状の第二測定部材と、
前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。
【請求項５】
被測定錐形状の中心軸と直交する第一平面を含む第一測定部材であって、前記第一測定部材と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第一平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第一交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第一当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第一測定部材と、
前記被測定錐形状の中心軸と直交する第二平面を含む第二測定部材であって、前記第二測定部材と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第二平面と前記被測定錐形状の交線によって囲まれる第二交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第二当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第二測定部材と、
前記第一当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第一中心点と、第二当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第二中心点と、の間の距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。
【請求項６】
前記第一測定部材と前記第二測定部材とが板形状であることを特徴とする、
請求項５に記載の角度測定器。
【請求項７】
前記第一測定部材および前記第二測定部材の一方が前記被測定錐形状の中心軸と平行に延びる支持部材に固定され、
前記第一測定部材および前記第二測定部材の他方が前記支持部材に沿って前記被測定錐形状の中心軸方向に移動自在に配置されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の角度測定器。
【請求項８】
前記距離測定手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の角度測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定錐形状の頂角の角度を測定する角度測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円錐体の頂角の角度を測定する角度測定器として、図１０に示すような角度測定器が知られている。この角度測定器は、ゲージ本体１０１の端部に、被加工物１０８に円錐面を加工する円錐面加工装置の被加工物チャック装置１０２に固定されるチャック固定部１０３が設けられ、このチャック固定部１０３を介してゲージ本体１０１は被加工物チャック装置１０２に装着されている。このとき、ゲージ本体１０１はチャック装置１０２の回転中心軸線１０４方向に沿って配置されている。ゲージ本体１０１には、所定距離を置いて複数個の球状体１０５が膨出形成されている。加工具をスライド移動せしめる移動基準直線１０６に沿って複数個の球状体１０５と移動基準直線１０６との距離を複数個の測定器１０７により測定する。このように測定された測定値から移動基準直線１０６と回転軸線１０４方向との傾斜角θを導出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−８８８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の角度測定器はゲージ本体１０１と複数個の測定器１０７が別体となっている。傾斜角θを測定するためには、測定のたびに測定器１０７を移動基準直線１０６上の所定の場所に配置する必要があり、測定器１０７が正確に配置されないと正確な球状体１０５と移動基準直線１０６との距離が得られない。従って、熟練の測定者でないと正確な傾斜角θの角度が得られないおそれがある。また、ゲージ本体１０１が円錐面加工装置に固定されていることから、被加工物１０８が円錐面加工装置に固定された状態でないと傾斜角θを測定することができず、使用用途が限定的になるおそれがある。また、傾斜角θの導出に複数個の測定値を必要とするため、ひとつの測定値のみから傾斜角θが所定の寸法公差内で加工されているか否かを判断することは困難である。従って、円錐面の傾斜角θの寸法を円滑に管理するためには、測定器１０７を情報処理端末に接続する必要がある。そのため、角度測定器が大がかりになりやすく、円錐面加工装置のそばで加工の合間に使用するには使用しづらくなるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる、角度測定器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、被測定錐形状の錐体面に当接する第一球面を有し、前記第一球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第一測定部材と、前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面を有し、前記第二球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第二測定部材と、前記第一測定部材の前記第一球面の中心と前記第二測定部材の前記第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明では、実際に測定する箇所が一箇所であるため、高い精度で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。また、第一測定部材及び第二測定部材の外周面を被測定錐形状の錐体面に内接させることによって、測定部材の中心軸と被測定錐形状の中心軸とを容易に合わせることができ、被測定錐形状の頂角の角度を簡単な操作で正確に測定することができる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、前記第一測定部材および第二測定部材の形状が球形状であることを特徴とする請求項１に記載の角度測定器が提供される。
【０００９】
すなわち、請求項２の発明では、請求項１の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、被測定錐形状の錐体面に当接し第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される環形状の第一測定部材と、前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する環形状の第二測定部材と、前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
【００１１】
すなわち、請求項３の発明では、請求項１の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、一端部に被測定錐形状の錐体面に当接する、第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される筒形状の第一測定部材と、一端部に前記被測定錐形状の錐体面に当接する、前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する筒形状の第二測定部材と、前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
【００１３】
すなわち、請求項４の発明では、請求項１の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、被測定錐形状の中心軸と直交する第一平面を含む第一測定部材であって、前記第一測定部と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第一平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第一交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第一当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第一測定部材と、前記被測定錐形状の中心軸と直交する第二平面を含む第二測定部材であって、前記第二測定部と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第二平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第二交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第二当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第二測定部材と、前記第一当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第一中心点と、第二当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第二中心点と、の間の距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
【００１５】
すなわち、請求項５の発明では、請求項１の発明と同様に、高い精度で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、前記第一測定部材と前記第二測定部材とが板形状であることを特徴とする請求項５に記載の角度測定器が提供される。
【００１７】
すなわち、請求項６の発明では、第一測定部材と第二測定部材とが板形状であるので、第一測定部材と第二測定部材を容易に製造することができる。
【００１８】
請求項７の発明によれば、前記第一測定部材および前記第二測定部材の一方が前記被測定錐形状の中心軸と平行に延びる支持部材に固定され、前記第一測定部材および前記第二測定部材の他方が前記支持部材に沿って前記被測定錐形状の中心軸方向に移動自在に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の角度測定器が提供される。
【００１９】
すなわち、請求項７の発明では、第一測定部材が支持部材に固定され、第二測定部材が支持部材に移動可能に装着され、角度測定器が一体的に組み立てられているので、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定ができる。また、角度測定器がコンパクトな構成であるので、様々な場所や用途に使用することができる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、前記距離測定手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の角度測定器が提供される。
【００２１】
すなわち、請求項８の発明では、距離測定手段がリニアゲージであるので、角度測定器を簡単に操作することができる。
【００２２】
本発明において、被測定錐形状とは一点から放射状に伸びる直線によって形成され、頂点から底面への垂線が底面の重心を通る錐状の形状である。被測定錐形状の例としては、円錐や、三角錐、四角錐等の角錐のほか、錐体面と平行なふたつの平面とによって囲まれるこれらの錐台等の形状が挙げられる。また、被測定錐形状は錐形状の立体または任意の立体に形成された錐形状の空間またはくぼみにより画定される。よって、角度測定器は、被測定錐形状が錐形状の立体により画定されるときは、被測定錐形状の錐体面に外接することによって、被測定錐形状が錐形状の空間またはくぼみにより画定されるときは、被測定錐形状の錐体面に内接することによって、被測定錐形状の頂角の角度を測定する。
【００２３】
また、本発明において、球面とは中心から一定の距離にある点の集合であり、球面を有する形状とは、少なくとも周面の一部に球面が形成されている形状である。球面を有する形状としては、例えば、球形状はもちろんのこと、円柱形状の一端部に半球形状が形成された形状や、三角柱形状の一端部の各頂点が球面に置き換わった形状や、被測定錐形状の中心軸に直交する方向に延びる板の両端部に球面が形成された形状などが挙げられる。また、本発明において、球形状とは真球又は真球の一部によって画定される形状である。つまり、球形状は真球のほか、球の一部とひとつの平面から形成される球欠形状や平行なふたつの平面とそれらの平面に挟まれる球の一部から形成される球台形状でもよい。すなわち、球形状は、半円または半円の一部をその半径を軸として回転させた軌跡から得られる立体形状であればよい。また、本発明において、板形状とは水平方向の長さが鉛直方向の長さよりも長い形状であり、例えば、円板形状、矩形板形状、星形板形状、環状板形状、などが挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１乃至請求項８に記載の発明によれば、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる角度測定器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器を示す縦断面図である。
【図２ａ】図１の角度測定器の使用方法を示す縦断面図である。
【図２ｂ】図１の角度測定器の使用方法を示す縦断面図である。
【図３】図１の角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図４】請求項３に係る発明の実施形態に係る角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図５ａ】図４の角度測定器の変形例を示す縦断面図である。
【図５ｂ】図４の角度測定器の変形例を示す縦断面図である。
【図６】請求項４に係る発明の実施形態に係る角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図７ａ】請求項４に係る発明の実施形態の変形例に係る角度測定器の円弧を示す部分拡大図である。
【図７ｂ】請求項４に係る発明の別の実施形態に係る角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図８】請求項５に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図９】請求項５に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。
【図１０】従来の角度測定器を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００２７】
―請求項１に係る発明の実施形態―
以下、図１乃至図３を参照して、請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図１は請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図であり、図２ａおよび図２ｂは図１の角度測定器の使用方法を示す縦断面図であり、図３は図１の角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２が球形状に形成され、距離測定手段がリニアゲージ３である。また、本実施形態では、ブロック４に形成された円錐台形状のくぼみが被測定錐形状となり、くぼみの内周面が錐体面５となる。また、この錐体面５の中心軸Ｃから傾斜角θが本実施形態の角度測定器によって測定される。
【００２８】
本実施形態では、第一測定部材１はステンレススチール（以後、ＳＵＳと記す。）製である。第一測定部材１は球形状に形成されている。更に詳しくは、第一測定部材１は、球と平行なふたつの平面とが交わったときに、平行なふたつの平面とそれらの平面に挟まれる球の一部とから形成される球台形状に形成されている。第一測定部材１の中心軸は被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置されている。第一測定部材１の上面（図１では上側）および底面（図１では下側）は平坦に形成され、被測定錐形状の中心軸Ｃと直交している。第一測定部材のその他の面には球面が形成され、この球面が第一球面１３となる。第一測定部材１の中央には、リニアゲージ３の軸部１１が摺接して挿入される貫通孔が形成されている。
【００２９】
第一測定部材１の第一球面１３は測定錐体の錐体面５と線接触する。本実施形態では、被測定錐形状の錐体面５と第一測定部材１が接触している線を第一当接線とし、第一当接線上の任意の点を第一当接点６とする。また、本実施形態では、第一測定部材１の第一球面１３の中心点を第一中心点８とする。すなわち、第一当接点６を起点として錐体面に直交する直線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが交差する点が第一中心点８となる。
【００３０】
本実施形態では、第二測定部材２はＳＵＳ製である。第二測定部材２は第一測定部材１よりも小さい半径を有する球形状に形成されている。更に詳しくは、第二測定部材２は球とひとつの平面とが交わったときに、ひとつの平面と球の一部とから形成される球欠形状に形成されている。第二測定部材２の中心軸は被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置されている。第二測定部材２の平面は平坦に形成され、被測定錐形状の中心軸Ｃと直交している。第二測定部材のその他の面には球面が形成され、この球面が第二球面１４となる。第二測定部材２の平面の中央には、リニアゲージ３の軸部１１が螺合される雌ネジ部が設けられた、第二測定部材２の平面に対して垂直に延びるネジ穴が形成されている。本実施形態では、リニアゲージ３の軸部１１が第一測定部材１および第二測定部材２の支持部材となり、軸部１１は、被測定錐形状の中心軸Ｃに重なってこれと平行に延びている。
【００３１】
第二測定部材２の第二球面１４は被測定錐形状の錐体面５と線接触する。本実施形態では、被測定錐形状の錐体面５と第二測定部材２が接触している線を第二当接線とし、第二当接線上の任意の点を第二当接点７とする。また、本実施形態では、第二測定部材２の第二球面１４の中心点を第二中心点９とする。すなわち、第二当接点７を起点として錐体面に直交する直線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが交差する点が第二中心点９となる。
【００３２】
リニアゲージ３は第一中心点８と第二中心点９との間の距離（以後、Ｌ１と記す。）を測定する距離測定手段である。リニアゲージ３は軸部１１と本体部１０から構成されている。軸部１１は本体部１０に装着されており、一部は本体部１０の内部に組み込まれている。軸部１１は先端に第二測定部材２が螺合される雄ネジ部を有し、均一の外径を有する棒形状に形成されている。軸部１１はその長さ方向に沿って本体部１０方向に直動自在に装着されており、軸部１１が本体部１０方向への力を受けると軸部１１の一部が本体部１０の内部に収容される。本体部１０は軸部１１の直動方向の変位を測定する。本体部１０には測定値を情報処理端末（図示せず）に出力するための出力端子１２が設けられ、本体部１０で得られた測定値は情報処理端末に転送される。なお、リニアゲージ３で実測される距離は第一測定部材１の底面から第二測定部材２の平面までの距離（以後、Ｌ２と記す。）である。実測されたＬ２に第一中心点８から第一測定部材１の底面までの距離（以後、Ｌ３と記す。）と第二中心点９から第二測定部材２の平面までの距離（以後、Ｌ４と記す。）とを加算することによってＬ１の値が得られる。ここで、Ｌ３とＬ４は第一測定部材１および第二測定部材２を設計するときに明らかになる値である。このように、請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器は少ない部品でコンパクトに形成されているので、様々な場所で使用することができ、組み立ても容易である。
【００３３】
次に、請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図２ａ、図２ｂおよび図３を参照して説明する。まず、図２ａに示されるように、第二測定部材２をリニアゲージ３の本体部１０の方向に移動させ、本体部１０と第一測定部材１、第一測定部材１と第二測定部材２とを当接させる。この状態ではＬ２＝０となる。次に、ブロック４に形成された被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸とを合わせながら、第二測定部材２を先頭にして角度測定器をブロック４のくぼみに挿入する。角度測定器をブロック４の被測定錐形状のくぼみに挿入していくと、図２ｂに示されるように、第一測定部材１および第二測定部材２の外周面が被測定錐形状の錐体面５に当接する。このとき、第一測定部材１および第二測定部材２は球形状であり、第一球面１３および第二球面１４が被測定錐形状の錐体面５に当接するので、第一測定部材１および第二測定部材２が被測定錐形状の錐体面５を損傷させることを防ぐことができる。また、第一測定部材１および第二測定部材２が被測定錐形状の錐体面５に安定して当接するので、被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸がずれることがなく、熟練を要さなくても、寸法を安定かつ正確に測定することができる。さらに、角度測定器をブロック４の被測定錐形状のくぼみに挿入していくと、図３に示されるように、軸部１１が本体部１０方向に移動し、第一測定部材１の上面が本体部１０に当接する。このとき、Ｌ２が測定される。測定されたＬ２の値は本体部１０の測定値表示部（図示せず）に表示されるとともに、出力端子１２に接続された出力ケーブル（図示せず）から情報処理端末に出力される。さらに、情報処理端末でＬ２にＬ３とＬ４とを加算することによってＬ１の値が得られる。このように、請求項１に係る発明の実施形態に係る角度測定器は、第一測定部材１と第二測定部材２とリニアゲージ３とが一体となっており、扱いやすいので、様々な用途や場所で使用することができる。
【００３４】
次に、実測されたＬ１から被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θを求める過程について説明する。まず、第一当接点６から第一中心点８までの距離である第一測定部材１の第一球面１３の半径（以後、Ｒ１と記す。）と第二当接点７から第二中心点９までの距離である第二測定部材２の第二球面１４の半径（以後、Ｒ２記す。）とから、Ｒ１からＲ２を差し引いた距離（以後、Ｒ１−Ｒ２と記す。）が算出される。ここで、Ｒ１とＲ２は第一測定部材１および第二測定部材２を設計するときに明らかになる値であり、第一測定部材１および第二測定部材２を高い精度で製造することによって正確な値を得ることができる。被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θは、図３に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ＝ｓｉｎ−１（（Ｒ１−Ｒ２）／Ｌ１）
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、Ｌ２の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てリニアゲージ３に接続された情報処理端末によって行われる。このように、請求項１に係る発明の角度測定器は、測定箇所がＬ２の一か所であるため、小さな誤差で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。また、Ｌ２の測定値とＬ２から導出される角度との換算表を作成することによって、情報処理端末を使用しなくても、簡単かつ速やかに被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。
【００３５】
請求項１に係る発明の角度測定器は被測定錐形状の頂角の角度を測定するだけでなく、寸法公差を管理することもできる。角度測定器のＬ３、Ｌ４、Ｒ１、Ｒ２の値は第一測定部材１および第二測定部材２が製造されたときに決められており、角度測定器の中で測定誤差を含み得る値はＬ２とＬ２に起因して変化するＬ１だけである。従って、被測定錐形状の頂角の角度の最大許容寸法と最小許容寸法からそれぞれに対応するＬ２の寸法を導出することによって、被測定錐形状の頂角の角度の寸法公差に対応したＬ２の寸法公差を導出することができる。Ｌ２の寸法公差を用いることで、Ｌ２の値を測定するだけで角度を算出しなくてもブロック４に形成された被測定錐形状の頂角の角度が所定の寸法公差内で形成されているか否かを管理することができる。被測定錐形状の頂角の角度寸法の管理はＬ２の測定値のみで可能なため、角度測定器を情報処理端末に接続する必要もなく、角度測定器ひとつで簡単に行うことができる。従って、請求項１に係る発明の角度測定器は、例えば、ブロック４に被測定錐形状のくぼみを形成する加工の合間や、ブロック４を部品として受け入れるときに行われる検査など、様々な状況で使用することができる。
【００３６】
―請求項３に係る発明の実施形態―
以下、図４を参照して、請求項３に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図４は請求項３に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２が環形状に形成され、距離測定手段がデジタルノギス２３であり、第一測定部材１および第二測定部材２はそれぞれ第一アダプタ２４および第二アダプタ２５を介して着脱自在にデジタルノギス２３に装着されている。なお、図４では請求項１に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１乃至図３と同一の符号を付し、以下では請求項１に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
【００３７】
本実施形態では、第一測定部材１はＳＵＳ製であり、円環形状に形成されている。第一測定部材１は第一円弧２１が連続して形成された第一円弧面を有し、第一測定部材１の中心軸は、ブロック４に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置されている。第一測定部材１の内周面および外周面には、第一測定部材１とデジタルノギス２３とを連結する第一アダプタ２４を挿入する複数のスリット２６が形成されている。また、第一測定部材１の第一円弧２１の中心点を第一中心点３１とする。
【００３８】
本実施形態では、第二測定部材２はＳＵＳ製であり、第一測定部材１と同様に円環形状に形成されている。第二測定部材２は第一円弧２１と同じ半径を有する第二円弧２２が連続して形成された第二円弧面を有し、第二測定部材２の中心軸は被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置されている。また、第二測定部材２の円環形状は第一測定部材１よりも小さい半径を有している。第二測定部材２の内周面および外周面には、第二測定部材２とデジタルノギス２３とを連結する第二アダプタ２５を挿入する複数のスリット２６が形成されている。また、第二測定部材２の第二円弧２２の中心点を第二中心点３２とする。
【００３９】
本実施形態では、第一アダプタ２４および第二アダプタ２５はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製であり、板形状に形成されている。第一アダプタ２４および第二アダプタ２５の長手方向の一方の端面にはデジタルノギス２３のそれぞれ移動側ジョウ２７、固定側ジョウ２８を着脱自在に装着するためのスリット３３が形成されている。第一アダプタ２４および第二アダプタ２５の長手方向の他方の端部はそれぞれ第一測定部材１および第二測定部材２のスリット２６に着脱自在に装着される。第一測定部材１とデジタルノギス２３との間に第一アダプタ２４を、そして第二測定部材２とデジタルノギス２３との間に第二アダプタ２５を介在させることによって、汎用的なデジタルノギス２３に第一測定部材１および第二測定部材２を装着することが容易になる。また、第一測定部材１、第二測定部材２、第一アダプタ２４、第二アダプタ２５およびデジタルノギス２３をそれぞれ上述のように着脱自在に連結することによって、被測定錐形状の大きさに適した第一測定部材１、第二測定部材２、第一アダプタ２４、第二アダプタ２５およびデジタルノギス２３を選択することができる。本実施形態では、第一アダプタ２４および第二アダプタ２５は一枚の板から形成されているが、複数の板を組み合わせて伸縮自在としてもよく、特に限定されない。
【００４０】
デジタルノギス２３は第一円弧２１および第二円弧２２の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸Ｃと直交する面までの最短距離（以後、Ｌ５と記す。）を測定する距離測定手段である。デジタルノギス２３の固定側ジョウ２８には第二アダプタ２５を介して第二測定部材２が着脱自在に装着されている。このとき、固定側ジョウ２８の測定面２８ｍと第二円弧２２の中心点すなわち第二中心点３２を含み被測定錐形状の中心軸Ｃに直交する仮想平面とは同一平面上に配置されている。また、移動側ジョウ２７には第一アダプタ２４を介して第一測定部材１が着脱自在に装着されている。このとき、移動側ジョウ２７の測定面２７ｍと第一円弧２１の中心点すなわち第一中心点３１を含み被測定錐形状の中心軸Ｃに直交する仮想平面は同一平面上に配置されている。移動側ジョウ２７が固定されている移動部材２９には測定値を情報処理端末（図示せず）に出力するための出力端子１２が設けられている。本実施形態では、デジタルノギス２３の本体部材３０が第一測定部材１および第二測定部材２の支持部材となり、本体部材３０は、被測定錐形状の中心軸Ｃと平行に延びている。
【００４１】
本実施形態では、第一測定部材１と第二測定部材２の形状はともに円環形状に形成されているが、環形状であれば特に限定されることはなく、例えば、断面が正方形や正三角形の環形状でもよい。また、本実施形態では、第一測定部材１と第二測定部材２はともに被測定錐形状の中心軸Ｃを回転軸として円形を回転させた軌跡から得られた円環形状の立体であるが、環形状が完全に連続して繋がっている必要はなく、図５ａに示されている角度測定器のように、被測定錐形状の中心軸Ｃを中心とした円周上に離間して配置されてもよい。また、第一測定部材１と被測定錐形状の錐体面５とが当接する点と、第二測定部材２と被測定錐形状の錐体面５とが当接する点と、被測定錐形状の中心軸Ｃとが同一平面上に配置されていれば、第一測定部材１と第二測定部材２の形状が異なっていてもよい。
【００４２】
次に、請求項３に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について説明する。まず、角度測定器の第一測定部材１と第二測定部材２との間隔を十分に拡げる。そして、ブロック４に形成された円錐形状である被測定錐形状のくぼみに、角度測定器を被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸とを合わせながら、第二測定部材２を先頭にして挿入し、第二測定部材２の第二円弧面を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。次に、デジタルノギス２３の移動部材２９を本体部材３０に対して摺動させ、第一測定部材１を被測定錐形状の錐体面５に向かって移動させ、第一測定部材１の第一円弧面を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。第一測定部材１および第二測定部材２はそれぞれ、第一円弧面及び第二円弧面が被測定錐形状の錐体面５に当接するので、ブロック４に形成された被測定錐形状の錐体面５を損傷させることなく、安定して錐体面５に当接する。第一測定部材１と第二測定部材２が錐体面５に当接すると、第一円弧２１および第二円弧２２の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸Ｃと直交する面との最短距離、すなわち、Ｌ５が測定される。測定されたＬ５の値は移動部材２９の測定値表示部（図示せず）に表示されるとともに、出力端子１２に接続された出力ケーブル（図示せず）から情報処理端末に出力される。
【００４３】
次に、実測されたＬ５から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一中心点３１と被測定錐形状の中心軸Ｃとの最短距離（以後、Ｒ３と記す。）と第二中心点３２と被測定錐形状の中心軸Ｃとの最短距離（以後、Ｒ４と記す。）とから、Ｒ３からＲ４を差し引いた距離（以後、Ｒ３−Ｒ４と記す。）が算出される。被測定錐形状の錐体面５の中心軸からの傾斜角θは、図４に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ＝ｔａｎ−１（（Ｒ３−Ｒ４）／Ｌ５）
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、Ｌ５の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材２９に接続された情報処理端末によって行われる。
【００４４】
本実施形態では、角度測定器はブロック４に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状の頂角の角度を測定するために用いられているが、円錐形状のブロック４の錐体面５によって画定される形状である被測定錐形状の頂角の角度を測定することもできる。すなわち、図５ｂのように、第一測定部材１および第二測定部材２の外周面に形成されたそれぞれのスリット２６にそれぞれ第一アダプタ２４および第二アダプタ２５を装着する。このようにすることによって、第一測定部材１および第二測定部材２の外側にデジタルノギス２３を装着することができ、第一測定部材１および第二測定部材２の内周面を被測定錐形状の錐体面５に当接させることによって、被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。
【００４５】
―請求項４に係る発明の実施形態―
以下、図６を参照して、請求項４に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図６は請求項４に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２が筒形状に形成され、距離測定手段が後述する目盛である。本願第三発明では、被測定錐形状は円錐形状のブロック４の錐体面５によって画定される形状である。なお、図６では請求項３に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図４と同一の符号を付し、以下では請求項３に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
【００４６】
本実施形態では、第一測定部材１はＳＵＳ製であり、円筒形状に形成されている。第一測定部材１の一端部は断面半円形状に形成されており、この半円形状が第一円弧４１となる。また、第一測定部材１の第一円弧４１の中心点を第一中心点４３とする。第一測定部材１の中心軸は被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置される。
【００４７】
本実施形態では、第二測定部材２はＳＵＳ製であり、円筒形状に形成されている。第二測定部材２の高さは第一測定部材１と同じ高さに形成され、第二測定部材２の外径は第一測定部材１の内径よりわずかに小さく形成されている。第二測定部材２は第一測定部材１の内側に入れ子式に収納され、第二測定部材２の中心軸線方向に進退自在に配置されている。第二測定部材２の一端部は断面半円形状に形成されており、この半円形状が第二円弧４２となる。第一円弧４１と第二円弧４２は同じ半径を有している。第二測定部材２の他端側の外周面には目盛（図示せず）が刻印されており、目盛は第一中心点４３と第二中心点４４との間の距離（以後、Ｌ６と記す。）を測定する距離測定手段となる。また、第二測定部材２の第二円弧４２の中心点を第二中心点９とする。第一測定部材１の中心軸は被測定錐形状の中心軸Ｃと同一軸線上に配置される。
【００４８】
次に、請求項４に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について説明する。まず、角度測定器を被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸とを合わせる。次に、角度測定器の一端部を先頭にして、円錐形状のブロック４の錐体面５によって画定されている被測定錐形状の頂部に角度測定器を被せていき、第一円弧４１および第二円弧４２の内周面を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。このとき、第一測定部材１および第二測定部材２は被測定錐形状の錐体面５を損傷させることなく、安定して錐体面に当接する。第一測定部材１と第二測定部材２が錐体面５に接触すると、第一中心点４３および第二中心点４４の一方から、他方を含み被測定錐形状の中心軸Ｃと直交する面までの最短距離（すなわち、Ｌ６）が第一測定部材１の他端面と第二測定部材２の他端面との距離を目盛で読むことができる。目盛を読むことによって測定されたＬ６の値は手動によって情報処理端末に入力される。
【００４９】
次に、実測されたＬ６から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一中心点４３と被測定錐形状の中心軸Ｃとの最短距離（以後、Ｒ５と記す。）と第二中心点４４と被測定錐形状の中心軸Ｃとの最短距離（以後、Ｒ６と記す。）とから、Ｒ５からＲ６を差し引いた距離（以後、Ｒ５−Ｒ６と記す。）が算出される。被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θは、図６に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ＝ｔａｎ−１（（Ｒ５−Ｒ６）／Ｌ６）
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、Ｌ６の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て情報処理端末によって行われる。
【００５０】
請求項４に係る発明の実施形態では、第一円弧４１および第二円弧４２がそれぞれ第一測定部材１および第二測定部材２の一端部に、一端部の断面形状が半円形状になるように形成されているが、円弧が錐体面に当接することができる形状であれば、特に限定されない。例えば、第一測定部材１（第二測定部材２）の一端部の一方の側のみの形状が、第一円弧４１（第二円弧４２）が形成された形状（図７ａ（ａ））、断面半円形状の第一円弧４１（第二円弧４２）が形成された形状（図７ａ（ｂ））、または断面略円形状の第一円弧４１（第二円弧４２）が形成された形状（図７ａ（ｃ））であってもよい。また、請求項４に係る発明の実施形態では、第二測定部材２が第一測定部材１に入れ子式に収納され、距離測定手段として第二測定部材２の外周面に目盛が刻印されているが、請求項３に係る発明の実施形態のように、距離測定手段としてデジタルノギス２３を用いてもよい。例えば、図７ｂに示すように、デジタルノギス２３の固定側ジョウ２８を、第二アダプタ２５を介して第一測定部材１に固定し、移動側ジョウ２７を、第一測定部材１に被測定錐形状の中心軸Ｃに沿って形成されているスリット４５を通過する第一アダプタ２４を介して第二測定部材２に固定することによって、デジタルノギス２３を距離測定手段として用いることができる。このとき、第一測定部材１に形成されているスリット４５によって、移動側ジョウ２７を被測定錐形状の中心軸Ｃ方向に進退自在に移動させることができる。それにより、第一中心点４３および第二中心点４４の一方から、他方を含み被測定錐形状の中心軸Ｃと直交する面までの最短距離（すなわち、Ｌ６）を、デジタルノギス２３によって測定することができる。図７ｂに示されている角度測定器では、デジタルノギス２３の本体部材３０が第一測定部材１および第二測定部材２の支持部材となり、本体部材３０は、被測定錐形状の中心軸Ｃと平行に延びている。
【００５１】
―請求項５に係る発明の第一の実施形態―
以下、図８を参照して、請求項５に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器について説明する。図８は請求項５に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２は円環形薄板形状で形成され、第一測定部材１は支持部材に固定され、第二測定部材２は支持部材に摺接し移動自在に装着され、距離測定手段はデジタルノギス２３である。また、本実施形態では、被測定錐形状は円錐形状のブロック４の錐体面５によって画定される形状である。なお、図８では請求項３係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図４と同一の符号を付し、以下では請求項３に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
【００５２】
本実施形態では、第一測定部材１はＳＵＳ製であり、円環形薄板形状に形成されている。第一測定部材１の上面および底面は平坦に形成され、上面および底面を含む平面は被測定錐形状の中心軸Ｃと直交している。第一測定部材１の外周縁にはデジタルノギス２３の固定側ジョウ２８が固定されている。第一測定部材１の底面の内周縁５１は直角に形成され、内周縁５１が被測定錐形状の錐体面５に線接触する。ここで、第一測定部材１の底面を含む仮想平面が第一平面となり、第一平面と被測定錐形状の錐体面５との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では内周縁５１で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、内周縁５１上の任意の点が第一当接点６となり、内周縁５１で囲まれる仮想平面の中心が第一中心点５２となる。すなわち、第一当接点６を起点とした線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが直交する点が第一中心点５２となる。
【００５３】
本実施形態では、第二測定部材２はＳＵＳ製であり、外径は第一測定部材１と同一であり、内径は第一測定部材１よりも小さな円環形薄板形状に形成されている。第二測定部材２の上面および底面は平坦に形成され、上面および底面を含む平面は被測定錐形状の中心軸Ｃと直交している。第二測定部材２の外周縁にはデジタルノギス２３の移動側ジョウ２７が固定されている。第二測定部材２の中心軸は第一測定部材１の中心軸と同一軸線上に配置されている。第二測定部材２の底面の内周縁５４は直角に形成され、内周縁５４が被測定錐形状の錐体面５に線接触する。ここで、第二測定部材２の底面を含む仮想平面が第二平面となり、第二平面と被測定錐形状の錐体面５との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では内周縁５４で囲まれる仮想平面が第二交差面となり、内周縁５４上の任意の点が第二当接点７となり、内周縁５４で囲まれる仮想平面の中心が第二中心点５３となる。すなわち、第二当接点７を起点とした線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが直交する点が第二中心点５３となる。
【００５４】
デジタルノギス２３は第一中心点５２と第二中心点５３との間の距離（以後、Ｌ７と記す。）を測定する距離測定手段である。デジタルノギス２３の固定側ジョウ２８には、固定側ジョウ２８の測定面２８ｍと第一測定部材１の底面とが同一平面上に配置されるように、第一測定部材１が固定されている。また、移動側ジョウ２７には、移動側ジョウ２７の測定面２７ｍと第二測定部材２の底面とが同一平面上に配置されるように、第二測定部材２が固定されている。移動側ジョウ２７が固定されている移動部材２９には測定値を情報処理端末（図示せず）に出力するための出力端子１２が設けられている。本実施形態では、デジタルノギス２３の本体部材３０が支持部材となり、本体部材３０は被測定錐形状の中心軸Ｃと平行に延びている。
【００５５】
次に、請求項５に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図８を参照して説明する。まず、角度測定器の第一測定部材１と第二測定部材２との間隔を十分に拡げる。そして、被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸すなわち第一測定部材１と第二測定部材２の中心軸とを合わせながら第一測定部材１をブロック４に被せ、第一測定部材１の内周縁５１を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。次に、デジタルノギス２３の移動部材２９に固定された第二測定部材２を被測定錐形状の錐体面５に向かって移動させ、第二測定部材２の内周縁５４を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。このとき、第一中心点５２と第二中心点５３の間の距離であるＬ７が測定される。測定されたＬ７の値は移動部材２９の測定値表示部（図示せず）に表示されるとともに、出力端子１２に接続された出力ケーブル（図示せず）から情報処理端末に出力される。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２は円環形状に形成されているので被測定錐形状の錐体面５と線接触する。しかしながら、例えば、第一測定部材１および第二測定部材２が三角形、矩形等の多角形の環形状に形成された場合は、第一測定部材１および第二測定部材２の内周縁５１、５４と被測定錐形状の錐体面５との第一当接点６および第二当接点７をそれぞれ三箇所以上設けることによって安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。なお、本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２の内周縁５１、５４と被測定錐形状の錐体面５とが線接触しているので、第一当接点６および第二当接点７がそれぞれ無数に存在するといえる。その結果、本実施形態に係る角度測定器は特に、安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるので好ましい。
【００５６】
次に、実測されたＬ７から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一測定部材１の半径（以後、Ｒ７と記す。）と第二測定部材２の半径（以後、Ｒ８と記す。）とから、Ｒ７からＲ８を差し引いた距離（以後、Ｒ７−Ｒ８と記す。）が算出される。被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θは、図８に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ＝ｔａｎ−１（（Ｒ７−Ｒ８）／Ｌ７）
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θの二倍の角度である。Ｌ１から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材２９に接続された情報処理端末によって行われる。
【００５７】
請求項５に係る発明の第一の実施形態では、より正確な測定値を得るために第一測定部材１および第二測定部材２の内周縁５１、５４が直角となっているが、錐体面５や第一測定部材１および第二測定部材２の損傷を防ぐために内周縁５１、５４が曲面やテーパー面となっていてもよい。内周縁５１、５４を曲面やテーパーとするときは測定値の誤差範囲を考慮しながら曲面やテーパーの大きさを決定すると好ましい。
【００５８】
―請求項５に係る発明の第二の実施形態―
以下、図９を参照して、請求項５に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器について説明する。図９は請求項５に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２が円形薄板形状で形成され、第一測定部材１および第二測定部材２の中心間の距離測定手段が超音波距離測定器６１である。また、本実施形態では、ブロック４に形成された円錐形状のくぼみの形状が被測定錐形状となり、ブロック４のくぼみに形成された被測定錐形状の頂角の角度が角度測定器によって測定される。なお、図９では請求項５に係る発明の第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図８と同一の符号を付し、以下では請求項５に係る発明の第一の実施形態との相違点を主に説明する。
【００５９】
本実施形態では、第一測定部材１はＳＵＳ製であり、円形薄板形状に形成されている。第一測定部材１の上面および底面は平坦に形成されている。第一測定部材１の中央には貫通孔が形成され、その貫通孔に超音波距離測定器６１のセンサ部が装着されている。第一測定部材１の底面の外周縁６２は直角に形成され、外周縁６２が被測定錐形状の錐体面５と接触している。すなわち、第一測定部材１は被測定錐形状の錐体面５に線接触している。ここで、第一測定部材１の底面を含む仮想平面が第一平面となり、第一平面と被測定錐形状の錐体面５との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では外周縁６２で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、外周縁６２上の任意の点が第一当接点６となり、第一測定部材１の底面の中心が第一中心点５２となる。すなわち、第一当接点６を起点として被測定錐形状の中心軸Ｃに直交する直線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが交差する点が第一中心点５２となる。
【００６０】
本実施形態では、第二測定部材２はＳＵＳ製であり、第一測定部材１よりも小さな円形薄板形状に形成されている。第二測定部材２の上面および底面は平坦に形成されている。第二測定部材２の底面の外周縁６６は直角に形成され、外周縁６６が被測定錐形状の錐体面５と接触している。すなわち、第二測定部材２は被測定錐形状の錐体面５に線接触している。ここで、第二測定部材２の底面を含む仮想平面が第二平面となり、第二平面と被測定錐形状の錐体面５との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では外周縁６６で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、外周縁６６上の任意の点が第二当接点７となり、第二測定部材２の底面の中心が第二中心点５３となる。すなわち、第二当接点７を起点として被測定錐形状の中心軸Ｃに直交する直線と被測定錐形状の中心軸Ｃとが交差する点が第二中心点５３となる。
【００６１】
本実施形態では、連結部材６３はＳＵＳ製であり、互いに径の異なる外筒６７および内筒６８を伸縮自在になるように入れ子状に重ね合わせたものである。外筒６７と内筒６８との間にはバネ６９が配置されている。連結部材６３の一方の端部には第一測定部材１が固定され、他方の端部には第二測定部材２が固定されている。また、連結部材６３は第一測定部材１および第二測定部材２の中心軸を中心としてその周囲に１８０°毎に配置されている。連結部材６３は必ずしも必要な構成ではないが、連結部材６３によって、容易に第一測定部材１と第二測定部材２を平行かつ互いの中心軸が一致するように配置することができる。
【００６２】
超音波距離測定器６１は第一中心点５２と第二中心点５３との間の距離（以後、Ｌ７と記す。）を測定する距離測定手段である。超音波距離測定器６１で実測する距離は、第一測定部材１の底面から第二測定部材２の上面までの距離（以後、Ｌ８と記す。）であり、Ｌ５に第二測定部材２の厚み（以後、Ｌ９と記す。）を加算することによって、Ｌ７の値が得られる。超音波距離測定器６１はセンサ部６４とアンプ部６５から構成されている。センサ部６４は第一測定部材１の貫通孔に装着され、アンプ部６５はセンサ部６４に電線で繋がれている。また、アンプ部６５は情報処理端末（図示せず）に接続され、アンプ部６５で得られた測定値が情報処理端末に転送される。本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２は円形薄板形状に形成されているので被測定錐形状の錐体面５と線接触する。しかしながら、例えば、第一測定部材１および第二測定部材２が三角形、矩形等の多角形の薄板形状に形成された場合は、第一測定部材１および第二測定部材２の外周縁６２、６６と被測定錐形状の錐体面５との当接点６、７をそれぞれ三箇所以上設けることによって安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。なお、本実施形態では、第一測定部材１および第二測定部材２の外周縁６２、６６と被測定錐形状の錐体面５とが線接触しているので、第一当接点６および第二当接点７がそれぞれ無数に存在するといえる。その結果、本実施形態に係る角度測定器は特に、安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるので好ましい。
【００６３】
次に、請求項５に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図９を参照して説明する。まず、ブロック４に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状に、被測定錐形状の中心軸Ｃと角度測定器の中心軸とをあわせながら、角度測定器を第二測定部材２からブロック４のくぼみに挿入し、第二測定部材２の外周縁６６を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。次に、連結部材６３を縮めながら第一測定部材１を、ブロック４のくぼみに挿入し、第一測定部材１の外周縁６２を被測定錐形状の錐体面５に当接させる。超音波距離測定器６１のセンサ部６４の送波器（図示せず）から超音波が第二測定部材２の上面に向けて発信され、第二測定部材２の上面に到達した超音波が反射され、反射波が受波器（図示せず）で受信される。そして、アンプ部６５で超音波の発信から受信までに要した時間と音速との関係が演算されることによって、Ｌ８の値が検出される。
【００６４】
次に、実測されたＬ８から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。Ｌ８にＬ９を加えるとＬ７が算出される。また、第一測定部材１の底面の半径が第一中心点５２から第一当接点６までの距離（以後、Ｒ７と記す。）となり、第二測定部材２の底面の半径が第二中心点５３から第二当接点７までの距離（以後、Ｒ８と記す。）となる。従って、Ｒ７からＲ８を差し引いた距離（以後、Ｒ７−Ｒ８と記す。）が算出される。被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θは、図９に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ＝ｔａｎ−１（（Ｒ７−Ｒ８）／Ｌ７）
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面５の中心軸Ｃからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、Ｌ７の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てアンプ部６５に接続された情報処理端末によって行われる。
【００６５】
本発明において、第一測定部材１、第二測定部材２、連結部材６３、第一アダプタ２４、第二アダプタ２５などの各種構成部品は、各種構成部品に求められる物性を満たす材料であれば、金属、プラスチック、ゴム、ガラス、陶器など特に限定されるものではないが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ＳＵＳなどが好ましい。また、本発明において、距離測定手段としてリニアゲージ３、デジタルノギス２３、超音波距離測定器６１等が用いられているが、距離測定手段は公知の測定手段であれば良く、特に限定されない。しかしながら、距離測定手段としては特に、角度測定器を簡単に操作することができるので、リニアゲージ３が好ましい。距離測定手段はデジタル式の計測器を用いると、測定値を迅速に読み取ることができるだけでなく、測定値をデータとして活用することができるので好適である。
【００６６】
なお、上記のそれぞれの発明のそれぞれの実施形態を任意に組み合わせて角度測定器を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の角度測定器に限定されない。
【符号の説明】
【００６７】
１    第一測定部材
２    第二測定部材
３    リニアゲージ
５    錐体面
６    第一当接点
７    第二当接点
８    第一中心点
９    第二中心点
１１    軸部
２１    第一円弧
２２    第二円弧
２３    デジタルノギス
４１    第一円弧
４２    第二円弧
４３    第一中心点
４４    第二中心点
５２    第一中心点
５３    第二中心点
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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