(57)【要約】【課題】意図しない振動の影響を排除することで、低測定力での測定の信頼性向上を図り、単純な回路で構成され、かつ、安価な低測定力用測定装置を提供する。【解決手段】本体１０と、この本体１０に対して移動可能なスピンドル２０と、本体１０とスピンドル２０との相対移動距離を検出する変位検出手段３０とを備えたダイヤルゲージ１において、スピンドル２０の先端に設けられ、かつ、そのスピンドル２０の軸方向に相対移動可能な測定子４２と、スピンドル２０に対して測定子４２を、その測定子先端方向に付勢するばね４３と、測定子４２が被測定物に接触したことを検知する接触検知手段４４と、接触検知手段４４が測定子４２と被測定物との接触を検知した後、スピンドル２０が予め設定した設定距離だけ移動したときに、変位検出手段３０により得られた測定値をホールドするホールド手段５０とを備えた。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、前記本体に対して移動可能なスピンドルと、前記本体とスピンドルとの相対移動距離を検出する変位検出手段とを備え、被測定物の寸法測定を行う測定装置において、
前記スピンドルの先端に設けられ、かつ、そのスピンドルの軸方向に相対移動可能な測定子と、
前記スピンドルに対して測定子を、その測定子先端方向に付勢する第１付勢手段と、
前記測定子が、被測定物に接触したことを検知する接触検知手段と、
前記接触検知手段が、測定子と被測定物との接触を検知した後、前記スピンドルが予め設定した設定距離だけ移動したときに前記変位検出手段により得られた測定値をホールドするホールド手段と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置において、
前記スピンドルの設定距離が変更可能とされている、
ことを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定装置において、
前記変位検出手段は、前記本体とスピンドルとの相対移動距離を電気信号として検出し、この電気信号を処理して前記本体とスピンドルとの相対移動距離に対応した数のパルスを出力する検出器と、
前記検出器からのパルスを計数するカウンタと、
前記カウンタから発生するパルスを分周するパルス分周回路と、
前記パルス分周回路から発生するパルスから、測定値を計算する計数回路と、を備えていることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の測定装置において、
前記パルス分周回路に入力されたパルスの分周比が変更可能とされている、
を特徴とする測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の測定装置において、
前記スピンドルを、前記本体に対してスピンドル基端方向に付勢する第２付勢手段を備えていることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定装置に関する。詳しくは、低測定力用測定装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、被測定物の寸法測定を行う測定装置として、本体と、本体に対して移動可能なスピンドルと、スピンドルの先端に設けられ被測定物と接触する測定子と、スピンドルを本体に対して測定子先端方向に付勢する付勢手段と、本体とスピンドルとの相対移動距離を検出する変位検出手段とを備えたものが知られている。
【０００３】
この測定装置を用いて被測定物の高さ測定を行う場合には、たとえば、本体をスタンドに固定し、この状態でスピンドルを付勢手段に抗して上方向に持ち上げる。
次に、被測定物を、スタンドのテーブル上に載置した後、付勢手段によりスピンドルを下降させ測定子先端を被測定物に当接させる。
この状態で変位検出手段による検出値を読み取ると、その値から被測定物の高さ寸法が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した測定装置を用いて測定を行うとき、被測定物が変形し易いものである場合には、被測定物の測定点に加わる力を被測定物が変形しない大きさとする必要があった。すなわち、付勢手段による付勢力を小さくする必要があった。
ところが、この付勢力を小さくした場合、被測定物を変形させない効果が生まれるが、一方で、測定力が小さくなるので、意図しない外部振動の影響で測定値が定まらず信頼性のある測定値を得ることができない場合があった。
【０００５】
このような外部振動の影響を排除し測定の信頼性向上を図る測定器として、本出願人は先に、特願２００１−１７２９５８号の「デジタルアナログ併用表示型測定器」を提案している。
これは、取り込まれた測定データの変極点（検出値が上昇から下降に切り替わる点、もしくは、下降から上昇に切り替わる点）を検出し、これを、データ格納部に記憶させておき、次の変極点が検出されると、この変極点とそれ以前に検出、記憶された変極点とを比較し、これらの変極点が一致した場合には、表示を自動的にその一致した変極点にホールドするものであった。
【０００６】
この測定器は、同じ変極点を２回検出したときにその変極点を測定値としていたので、測定の信頼性を向上させるものであるが、一方で回路が複雑になってしまい高価なものであった。
【０００７】
本発明の目的は、意図しない振動の影響を排除することで、低測定力下でも測定の信頼性向上が図れ、かつ、安価な低測定力用測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定装置は、上記目的を達成するために、本体と、前記本体に対して移動可能なスピンドルと、前記本体とスピンドルとの相対移動距離を検出する変位検出手段とを備え、被測定物の寸法測定を行う測定装置において、前記スピンドルの先端に設けられ、かつ、そのスピンドルの軸方向に相対移動可能な測定子と、前記スピンドルに対して測定子をその測定子先端方向に付勢する第１付勢手段と、前記測定子が被測定物に接触したことを検知する接触検知手段と、前記接触検知手段が測定子と被測定物との接触を検知した後、前記スピンドルが予め設定した設定距離だけ移動したときに、前記変位検出手段により得られた測定値をホールドするホールド手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、たとえば、被測定物の寸法測定を行う場合、スピンドルの先端に設けられた測定子を被測定物に接触させると、接触検知手段によって両者の接触が検知される。更にスピンドルを被測定物に接近する方向に移動させると、測定子と被測定物との接触が検知されてからスピンドルが予め設定した設定距離だけ移動したとき、ホールド手段によって変位検出手段により得られた測定値がホールドされる。
この状態では、つまり、測定子と被測定物とが接触してからスピンドルが更に移動した状態では、第１付勢手段は圧縮され、その反作用により測定子には一定の測定圧が加わるので測定子先端と被測定物とは常に接触した状態となっている。
したがって、スピンドルが、測定子と被測定物が接触してから予め設定された設定距離を移動した後に、測定値がホールド手段によりホールドされ外部振動などにより測定子先端と被測定物とが離れることがなくるので、意図しない振動の影響を排除した信頼性のある低測定力での測定値を得ることができる。
また、この発明は、通常の測定装置に、接触検知手段とホールド手段を設けるだけで構成できるので、単純な回路構成で、かつ、安価な低測定力用測定装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の測定装置では、前記スピンドルの設定距離が変更可能とされていることが望ましい。
このような構成にすることにより、測定環境、被測定物の硬度などに応じた測定を行うことができる。
たとえば、振動が大きい場所では、設定距離を長くすることにより振動の影響を排除でき、また、被測定物が変形しやすい場合には、設定距離を短くすることにより被測定物を変形させずに測定を行うことができる。
【００１１】
本発明の測定装置では、前記変位検出手段は、前記本体とスピンドルとの相対移動距離を電気信号として検出し、この電気信号を処理して前記本体とスピンドルとの相対移動距離に対応した数のパルスを出力する検出器と、前記検出器からのパルスを計数するカウンタと、前記カウンタから発生するパルスを分周するパルス分周回路と、前記パルス分周回路から発生するパルスから測定値を計算する計数回路とを備えていることが望ましい。
このような構成にすることにより、本体とスピンドルの相対移動距離を電気信号として検出するので精度の高い測定を行うことができる。
また、この電気信号に対応したパルスをパルス分周回路で分周した後に、測定値を計数回路で計算するので、振動の大きさなどに応じてパルス分周回路の分周比を設定しておけば振動により発生する測定値の不要な端数を排除した測定値を得ることができる。
【００１２】
本発明の測定装置では、前記パルス分周回路に入力されたパルスの分周比が変更可能とされていることが望ましい。
このような構成にすることにより、測定環境、必要データ精度などに応じた測定値を得ることができる。
たとえば、振動が大きい場所では、分周比を大きくすることにより振動の影響を排除でき、また、必要測定データの有効数字桁数が大きい場合には、分周比を小さくすることにより所望の測定データを得ることができる。
【００１３】
本発明の測定装置では、前記スピンドルを、前記本体に対してスピンドル基端方向に付勢する第２付勢手段を備えていることが望ましい。
このような構成にすることにより、スピンドルに加える被測定物方向の力を解除したとき、スピンドルには常に被測定物方向とは反対側に力が加わり初期位置に戻るので、容易に繰り返し測定を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るダイヤルゲージを示している。
ダイヤルゲージ１は、本体１０と、この本体１０に対して軸方向へ移動可能に設けられたスピンドル２０と、このスピンドル２０をその基端方向（図１における上方向）に付勢する第２付勢手段としてのばね２２と、本体１０とスピンドル２０との相対移動距離を検出する変位検出手段３０と、測定子４２を含み測定子４２が被測定物に接触したことを検知するタッチセンサ４０と、このタッチセンサ４０が測定子４２と被測定物との接触を検知した後、スピンドル２０が予め設定した設定距離だけ移動したときに変位検出手段３０により得られた測定値をホールドするホールド手段５０とを備えている。
【００１５】
スピンドル２０は、本体１０に設けられたガイド孔１１，１２に嵌挿されておりその軸方向へ移動可能に設けられている。
スピンドル２０の先端には、結合部材２１、および、つまみ２３を介してタッチセンサ４０が取り付けられている。
【００１６】
変位検出手段３０は、スピンドル２０に設けられたスケール３１と、このスケール３１に設けられた目盛りから本体１０に対するスピンドル２０の移動距離を読み取りそれを電気信号に変換し出力する読取部３２と、この読取部３２からの電気信号を処理して本体１０とスピンドル２０との相対移動距離に対応した数のパルスを出力する検出器３３と、この検出器３３からのパルスを計数するカウンタ３４と、このカウンタ３４からのパルスを分周するパルス分周回路３５と、このパルス分周回路３５におけるパルスの分周比を設定する分周比設定回路３６と、パルス分周回路３５からのパルスを基にスピンドル２０の移動距離、つまり測定値を計算する第１計数回路３７と、この第１計数回路３７の結果を表示する表示装置３８とを備えている。
【００１７】
タッチセンサ４０は、図２に示すように、ホルダ４１と、このホルダ４１に対して軸方向へ移動可能に設けられた測定子４２と、ホルダ４１に対して測定子４２をその先端方向（図２における下方向）に付勢する第１付勢手段としてのばね４３と、測定子４２が被測定物に接触したことを検知する接触検知手段４４とを備えている。
【００１８】
ホルダ４１は、結合部材２１の下端に螺合されたスペーサ４１１と、このスペーサ４１１の下端に中間筒４１２を介して結合部材２１と同軸上に配置された測定子ガイド筒４１３と、中間筒４１２の内部に配置されたばね係止部材４１４と、スペーサ４１１を上方から覆うように中間筒４１２に螺合された上キャップ４１５と、測定子ガイド筒４１３を下方から覆うように中間筒４１２に螺合された下キャップ４１６とを備えている。
測定子ガイド筒４１３の側壁には、係合溝４１３Ａが軸方向に沿って形成されている。なお、結合部材２１には信号線取出孔２４が設けられている。
【００１９】
測定子４２は、略棒状の測定子軸４２１を有する。この測定子軸４２１には、その基端近傍で、かつ、ホルダ４１の内部に円盤状のフランジ部４２２が、中間部に測定子ガイド筒４１３の係合溝４１３Ａ内を摺動する係合ねじ４２３が、先端に被測定物と接触する球状の検知端４２４がそれぞれ形成されている。
【００２０】
ばね４３は、ばね係止部材４１４とフランジ部４２２との間に配設され、フランジ部４２２、つまり、測定子４２を図２中下方へ付勢している。
【００２１】
接触検知手段４４は、測定子ガイド筒４１３の上端面に絶縁性の支持部材４１３Ｂを介して固定された固定接点４４１と、フランジ部４２２の先端下面に半球状に形成された可動接点４４２と、導体の板ばねにより形成された接続端子４４３、信号線４４４を介して固定接点４４１に接続された接触検知回路４４５（図１参照）とを備えている。
固定接点４４１は、円環状に形成され、測定子４２を囲むように、かつ、それに接しないように設けられており、この固定接点４４１は電気的に接地されていない状態となっている。
可動接点４４２は常に電気的に接地された状態となっている。
【００２２】
ホールド手段５０は、チャタリングを除去するチャタリング除去回路５１と、このチャタリング除去回路５１を介して接触検知手段４４から接触信号が入力されたときに計数を始める第２計数回路５２と、この第２計数回路５２が計数を始めてからスピンドル２０が予め設定された設定距離ｋ（たとえば、ｋ＝１ｍｍ）だけ移動したときに、リセット命令、または、ホールド命令を出力するホールド回路５３と、設定距離の値を設定する計数設定回路５４とを備えている。
【００２３】
以上の構成において、被測定物Ｗの寸法測定を行うには、ダイヤルゲージ１をスタンドにセットした後、基準合わせを行う。
これには、まず、つまみ２３を使用してスピンドル２０をスタンドの基準面（テーブル）Ｓ方向に移動させる。
すると、変位検出手段３０において、以下の処理が実行される。
【００２４】
本体１０に対してスピンドル２０を移動させると、読取部３２において、その移動距離が電気信号として検出され、それが検出器３３に出力される。
検出器３３に入力された電気信号は、そこでこの電気信号に対応した数のパルスに変換され、カウンタ３４に出力される。
カウンタ３４に入力されたパルスは、そこで計数され、パルス分周回路３５に出力される。
パルス分周回路３５に入力されたパルスは、そこで分周比設定回路３６により設定された分周比に基づき分周され、第１計数回路３７と第２計数回路５２に出力される。
第１計数回路３７に入力されたパルスは、そこで計数され、その結果が移動距離ｙとして、表示装置３８に出力される。
表示装置３８に入力された移動距離ｙは、そこで測定値として表示される。
【００２５】
この間、測定子４２の検知端４２４と基準面Ｓが接触していないときには、図３（Ａ）に示すように、測定子４２は、ばね４３により基準面Ｓの方向に付勢されているので、固定接点４４１と可動接点４４２とは接触した状態となる。
したがって、前述したとおり、可動接点４４２は常に電気的に接地されているので、固定接点４４１も電気的に接地された状態となる。
この状態では、接触検知回路４４５から信号は出力されない。
【００２６】
やがて、スピンドル２０の移動により、図３（Ｂ）に示すように、測定子４２の検知端４２４と基準面Ｓとが接触すると、固定接点４４１と可動接点４４２との接触は解除された状態となる。
したがって、固定接点４４１の電気的な接地は解除された状態となり、接触信号が、接続端子４４３、信号線４４４、接触検知回路４４５を介してホールド手段５０に出力される。
【００２７】
接触検知回路４４５から出力された接触信号は、チャタリング除去回路５１を介して第２計数回路５２に入力される。
この第２計数回路５２は、接触信号が入力されると、パルス分周回路３５から出力されるパルスを読み込み始め、検知端４２４と基準面Ｓが接触してからのスピンドル２０の移動距離ｘの計算を始める。
【００２８】
この状態から、スピンドル２０を基準面Ｓ方向に更に移動させると、測定子４２はそれ以上移動することができないため、スピンドル２０の移動に伴ってばね４３が圧縮されていく。
やがて、図３（Ｃ）に示すように、移動距離ｘが設定距離ｋ＝１ｍｍになると、ホールド回路５３から第１計数回路３７にリセット命令が出力される。
第１計数回路３７にリセット命令が入力されると、そこでの計数値が「０」にリセットされる。これで基準合わせが終了する。
つまり、検知端４２４と基準面Ｓが接触してから、更にスピンドル２０を基準面Ｓ方向に１ｍｍ移動させたとき、ホールド回路５３から第１計数回路３７にリセット命令が出力され、そこでの計数値が「０」にリセットされる。
【００２９】
次に、スピンドル２０を元の位置に戻し、被測定物Ｗをテーブルに載置し、寸法測定を行う。
スピンドル２０を被測定物Ｗ方向に移動させると、変位検出手段３０、接触検知手段４４、ホールド手段５０において、基準合わせ時と同様の処理が実行される。
【００３０】
スピンドル２０を移動させると、変位検出手段３０において、その移動距離ｙの計算、表示が行われる。
接触検知手段４４およびホールド手段５０において、スピンドル２０が、検知端４２４と被測定物Ｗが接触してから、被測定物Ｗ方向に設定距離（ｋ＝１ｍｍ）移動したことが検知されると、ホールド回路５３から表示装置３８にホールド命令が出力される。
表示装置３８にホールド命令が入力されると、そのときの表示値がホールドされる。したがって、この表示値を読み取れば被測定物Ｗの寸法を求めることができる。
つまり、検知端４２４と基準面Ｓが接触してから、更にスピンドル２０が基準面Ｓ方向に設定距離（ｋ＝１ｍｍ）移動されると、ホールド回路５３から表示装置３８にホールド命令が出力され、そのときの表示値が被測定物Ｗの寸法としてホールドされる。
【００３１】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
本実施形態では、スピンドル２０を、測定子４２に設けられた検知端４２４と被測定物Ｗとが接した位置から、更に予め設定された設定距離（本実施形態では１ｍｍ）だけ被測定物Ｗ方向に移動させたときの表示値がホールドされる。
このとき、測定子４２は、ばね４３により常に被測定物Ｗ方向に付勢されており、外部振動などにより検知端４２４と被測定物Ｗとの接触が解除されることがなくなるので、意図しない振動の影響を排除した信頼性のある低測定力での測定値を得ることができる。
また、通常の測定装置に、接触検知手段４４とホールド手段５０を設けるだけで構成できるので、単純な回路構成で、かつ、安価なダイヤルゲージ１を提供することができる。
【００３２】
計数設定回路５４により、設定距離ｋを変更できるので、測定環境、被測定物Ｗの硬度などに応じた測定を行うことができる。
【００３３】
本体１０とスピンドル２０の相対移動距離を電気信号として検出するので、精度の高い測定を行うことができる。
また、この電気信号に対応したパルスを、パルス分周回路３５で分周した後に、測定値を第１計数回路３７で計算するので、振動の大きさなどに応じてパルス分周回路３５の分周比を設定しておけば、振動により発生する測定値の不要な端数を排除した測定値を得ることができる。
【００３４】
分周比設定回路３６により、パルス分周回路３５に入力されたパルスの分周比を変更することができるので、測定環境、必要データ精度などに応じた測定値を得ることができる。
【００３５】
スピンドル２０を、本体１０に対してスピンドル２０基端方向に付勢するばね２２を備えているので、スピンドル２０に加える被測定物Ｗ方向の力を解除したとき、スピンドル２０には、常に被測定物Ｗ方向とは反対側に力が加わり初期位置に戻るので、容易に繰り返し測定を行うことができる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施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、改良は、本発明に含まれるものである。
たとえば、前記実施形態では、ダイヤルゲージについて説明してきたが、それに限らず、スピンドルを移動させて被測定物の寸法測定を行う測定装置等にも応用できる。
【００３７】
測定子４２と被測定物Ｗとの接触を、固定接点４４１と可動接点４４２の接触が解除されることにより検知していたが、これらの接点が接触することにより検知する構成や、他の方法を用いた構成としても良い。
また、測定子が被測定物と接触してから測定値をホールドするまでのタイミングを、スピンドルの移動距離で決めていたが、別にセンサを設けたり、他の要素でそのタイミングを決定する構成にしても良い。
前記実施形態では、スピンドルの移動を手動で行っていたが、自動化しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る測定装置によれば、意図しない振動の影響を排除することで、低測定力下でも測定の信頼性向上が図れ、かつ、安価な低測定力用測定装置を提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る測定装置を示すブロック図である。
【図２】前記実施形態におけるタッチセンサの断面図である。
【図３】前記実施形態における接触検知方法を示す概念図である。
【符号の説明】
１　ダイヤルゲージ（測定装置）
１０　本体
２０　スピンドル
３０　変位検出手段
４２　測定子
４３　ばね（第１付勢手段）
４４　接触検知手段
５０　ホールド手段
【図１】
2004069475.tif 000003
【図２】
2004069475.tif 000004
【図３】
2004069475.tif 000005