(57)【要約】【課題】  同じ原理を用い、長さまたは厚みの選択ができ、長さの場合はｍｍとインチ、厚みの場合はｕｍと坪量をデジタル表示できる長さ厚み測定器の提供である。【解決手段】  直進運動を回転運動に変換する機構を持ち、回転運動から直接あるいは間接的にロータリーエンコーダを回転する機構により得られたエンコーダパルスを測定するのに必要な数分を逓倍し、逓倍されたエンコーダパルスをカウントすることにより長さ又は厚みを測定し、長さではｍｍとインチ、厚みではｕｍと換算された坪量をデジタル表示できる長さ厚みデジタル測定器。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーエンコーダの回転軸に直結あるいは間接的にギアまたはプーリーを用いて直進運動を回転運動に変換する手段と、回転運動によるエンコーダパルスをカウントすることにより長さ及び厚みを測定する手段を有するデジタル長さ厚み測定器。
【請求項２】
回転ノブを人間の指を用いて回転させて基準板に接触しているゼンマイバネの先端板を押し出す手段と、基準板とゼンマイバネの先端板の間に紙などの厚みを測定する媒体を挟み込む手段と、媒体を挟み込んだ後にノブから人間の指を離すとゼンマイバネの戻る力を利用し媒体の厚み分を挟み込んだままゼンマイバネの先端板と基準板との間の厚みを測定する手段を有するデジタル長さ厚み測定器。
【請求項３】
回転ノブを人間の指を用いて回転させて基準板に接触しているゼンマイバネの先端板を押し出す手段と、押し出したゼンマイバネの先端板を人間の指を用いて引っ張り長さを測定したい物体にあてることによりゼンマイバネの先端板と基準板との間の長さを測定する手段を有するデジタル長さ厚み測定器。
【請求項４】
長さか厚みかを選択ならびに表示する手段と、ゼンマイバネの先端板が基準板に接触した状態で測定するカウンターをゼロにセットする手段と、長さの場合はｍｍとインチを数字によりデジタル表示する手段と、厚みの場合はｕｍと換算された坪量を数字によりデジタル表示する手段を有するデジタル長さ厚み測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、直進運動を回転運動に変換し、回転運動をエンコーダにてカウントする原理を用いて長さ及び厚みを測定する際に、長さ及び厚みの測定結果を液晶表示器あるいは７セグメント表示器などを用いてデジタル表示できる長さ厚み測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、長さ及び厚みの計測では、例えばメジャーと呼ばれる長さを測る計測器においては長さを表示する目盛りをゼンマイバネ自身に刻印して人間の目で目視する方法が多く、両手を使って計測する原理なので人間の腰周りを計測する場合では両手がふさがっているため体形が不安定になり長さを目視するのに難点がある。また用紙などの厚みを測定する場合はアナログ式の針を用いた回転メーター式がほとんどであり厚みの単位としてはｕｍが主流で、使用者が必要な用紙厚みの単位である坪量への変換表示はできないのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  同じ原理を用い、長さ又は厚みの測定を選択でき、長さの場合はｍｍとインチ、厚みの場合はｕｍと換算した坪量をデジタル表示できるデジタル長さ厚み測定器の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  前記課題を解決するために、ロータリーエンコーダと呼ばれる部品があり回転により決められたパルスを出力するものである。例えば１回転あたり１０００パルスのエンコーダを使用するとして、回転によりＡ相とＢ相が出力され時計回りならＡ相がＢ相より９０度パルスが早く出力され、反時計回りならＢ相がＡ相より９０度パルスが早く出力される。つまりＡ相またはＢ相のどちらが早く出力されるかにより回転方向を識別できることになる。このエンコーダからの９０度位相の異なるＡ相とＢ相のパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを論理的に微分するとＡ相およびＢ相から各々２倍のパルスを得ることが知られている。つまり４逓倍できることになり、更に逓倍されたパルスを論理微分すると８倍、更に逓倍すると１６倍、更に逓倍すると３２倍、更に逓倍すると６４倍、更に逓倍すると１２８倍になり１回転あたり１０００パルスのエンコーダであれば回転あたり１２８０００パルスを得ることができる。【０００５】  次にエンコーダの回転軸をゼンマイバネが巻かれているボビンの中心軸と連結する。
ボビンの直径を例として４０ｍｍとすれば周囲長は１２５．６ｍｍになる。ボビンに巻かれたゼンマイバネを引っ張るとボビンは回転するので、その回転がエンコーダに伝達されゼンマイバネを引っ張った距離がエンコーダパルスとして出力される。即ち、直進運動が回転運動に変換され、出力されたエンコーダパルスをカウントすることにより長さあるいは厚みを測定できることになる。【０００６】  次に前記のようにエンコーダパルスを１２８倍することにより１回転あたり１０００パルスのエンコーダが１回転あたり１２８０００パルス生成でき、ボビンの周囲長が１２５．６ｍｍとして計算すると１２８倍されたエンコーダパルスの１パルスあたりの距離分解能は０．０００９８１２ｍｍとなる。つまりエンコーダパルスを１２８倍することにより、１回転あたり１０００パルスのエンコーダでは距離分解能が０．１２５６ｍｍであるが、１回転あたり１２８０００パルスのエンコーダでは約１ｕｍの距離分解能を得ることができる。他の方法としてはエンコーダの回転軸にギアまたはプーリーを取り付けて、ボビンの回転軸に比率が１２８倍になるようなギアまたはプーリーを取り付けることにより同じ結果を得ることができる。ギアの場合は直結であるが、プーリーの場合では回転はベルトを用いて伝達される。【０００７】  次に長さおよび厚みを測定するためのゼンマイバネを引っ張る方向をエンコーダの反時計回りとし、逆にゼンマイバネが戻る方向をエンコーダの時計回りとすれば、ゼンマイバネを引っ張る場合はアップカウンターとしてエンコーダパルスを加算し、逆にゼンマイバネが戻る場合はダウンカウンターとして減算することにより、つまりゼンマイバネの引っ張り量と戻り量をアップ／ダウンカウンターを用いてエンコーダパルスをカウントすればゼンマイバネが停止した時点のエンコーダパルス量がアップ／ダウンカウンターに記憶されているので、そのカウンター量を読み取れば長さおよび厚みを測定できることになる。この時のエンコーダパルスの１パルスあたりの精度は距離分解能で１ｕｍであるから長さの場合、ｍｍ表示なら１００位３桁および小数点以下１桁の数字でデジタル表示する。インチであればｍｍ表示に２５．４ｍｍを掛け算することによりｍｍ表示と同様にインチとしてデジタル表示する。厚みの場合はエンコーダパルスの１パルス精度が１ｕｍなので小数点は表示せず１００位３桁の数字でデジタル表示する。坪量への変換は前記厚み量であるｕｍから坪量＝（厚み量＋０．００２９４５２８１）÷０．００１２２３３４５の換算式に当てはめて求めることができ、単位をｇ／ｍ２として１００位３桁の数字でデジタル表示する。この様に同じ原理を用いて長さと厚みを測定できる特徴を具備したデジタル長さ厚み測定器である。
【発明の効果】
【０００８】  本発明のデジタル長さ厚み測定器によれば同じ原理を用いて長さの場合はｍｍとインチの両方をデジタル表示し、厚みの場合はｕｍと換算された坪量の両方をデジタル表示できるデジタル長さ厚み測定器の提供である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  本発明のデジタル長さ厚み測定器の一実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。本実施の形態において図１はデジタル長さ厚み測定器の外観構造図を示している。折り曲げた先端板を持つゼンマイバネ１０。基準板２０。回転ノブ３０。測定結果である長さ単位ｍｍおよび厚み単位ｕｍを表示するデジタル表示器４０。測定結果である長さ単位インチおよび厚み単位坪量を表示するデジタル表示器５０。長さを測定していることを示すＬＥＤ６０。厚みを測定していることを示すＬＥＤ７０。長さ厚み切り替えＳＷ８０。カウンターをゼロセットするＳＷ９０。手のひらに収まるケース１００を有する。【００１０】  次に図２はデジタル長さ厚み測定器の原理側面図である。ゼンマイバネ１１０。ボビン１２０。制御ＰＣＢ１３０。エンコーダ１４０を有する。【００１１】  次に図３はデジタル長さ厚み測定器の原理上面図である。ゼンマイバネ１５０。回転ノブ１６０。ブレーキパッド１７０。ボビン１８０。制御ＰＣＢ１９０。制御チップ２００を有する。【００１２】  次に図４はデジタル長さ厚み測定器のエンコーダの逓倍動作原理図である。エンコーダパルス出力が時計回転の場合ではＡ相がＢ相より９０度早く出力され、Ａ相およびＢ相の立ち上がりおよび立下りを論理微分すると各々のエンコーダパルスが２倍になることを示しており、各々２倍にされたパルスを論理ＯＲするとＡ相とＢ相からのエンコーダパルスが逓倍されて４倍になったことを示している。【００１３】  次に図５はデジタル長さ厚み測定器のシステム構成図を示している。演算処理するＭＰＵ２１０。ＳＷインターフェース２２０。長さ厚みセレクトＳＷおよびゼロセットＳＷ２３０。長さ厚みセレクトＬＥＤインターフェース２４０。長さおよび厚みセレクトＬＥＤ２５０。デジタル表示インターフェース２６０。デジタル表示器２７０。制御プログラムＲＯＭ２８０。ワークＲＡＭ２９０。アップ／ダウンカウンター３００。１２８倍逓倍器３１０。エンコーダ３２０。ＭＰＵバス３３０。バッテリー３４０を有する。
【実施例】
【００１４】  前述した本発明の実施の形態のデジタル長さ厚み測定器の実施例を説明する。
使用者は図１のゼンマイバネ１０と基準板２０が接触した状態の時にゼロセットＳＷ９０を押下するとデジタル表示器４０とデジタル表示器５０の数字がゼロにリセットされる。次にデフォルトは長さである長さＬＥＤ６０が点灯しており、長さ厚みセレクトＳＷ８０を押下すると厚みＬＥＤ７０が点灯し厚み測定を選択したことになる。更に長さ厚みセレクトＳＷ８０を押下するとトグルＳＷなので長さＬＥＤ６０が点灯し長さ測定を選択したことになる。長さ測定の場合は指で回転ノブ３０を回転させると基準板２０に接触しているゼンマイバネ１０の先端板が少し出るので指で先端板を持ち引っ張って長さを測定する物体にあててゼンマイバネ１０を停止するとデジタル表示器４０は長さ単位ｍｍを表示し、デジタル表示器５０は長さ単位インチを表示する。測定が終了して指を離すとゼンマイバネ１０の戻る力を利用してゼンマイバネ１０は最初の位置である基準板２０にゼンマイバネ１０の先端板があたるまで自然に戻ることになりデジタル表示器４０とデジタル表示器５０はゼロ表示される。長さ測定はゼンマイバネ１０の先端板から基準板２０までの距離を測定したことになる。なお図３のブレーキパッド１７０はゼンマイバネ１５０の引っ張りと戻りのヒステリシスを吸収するのとゼンマイバネ１５０の引っ張りと戻りの速度、つまりゼンマイバネ１５０が巻かれているボビン１８０の回転速度がエンコーダの回転速度になりエンコーダの回転速度である応答周波数に限界があるため、その応答周波数を越さない範囲で回転速度を制限する効果を与えるものである。【００１５】  次に厚み測定の場合は指で図１の回転ノブ３０を回転させると基準板２０に接触しているゼンマイバネ１０の先端板が少し出るので基準板２０と先端板との間に測定したい用紙を挟みこみ回転ノブ３０から指を離すとゼンマイバネ１０はバネ力で戻るので用紙を挟みこんだままで用紙厚み分を残して停止するとデジタル表示器４０は厚み単位ｕｍを表示し、デジタル表示器５０は厚み単位坪量を表示する。厚み単位坪量は前記換算式で演算した結果を表示するか厚みであるｕｍと坪量との関係を示すテーブルを作成し、測定結果のｕｍからテーブルを参照して坪量を表示できることは言うまでもない。厚み測定はゼンマイバネ１０の先端板から基準板２０までに挟みこまれた用紙の厚みを測定したことになる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本発明のデジタル長さ厚み測定器によれば、１台の測定器で、また同じ原理で、更に簡便な方法で長さおよび厚みの両方の測定ができるとともに、本来厚みの場合ではｕｍ単位の測定と換算式により得られた坪量表示が必要な分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明のデジタル長さ厚み測定器の外観構造図である。
【図２】  本発明のデジタル長さ厚み測定器原理側面図である。
【図３】  本発明のデジタル長さ厚み測定器の原理上面図である。
【図４】  本発明のデジタル長さ厚み測定器のエンコーダ逓倍動作原理図である。
【図５】  本発明のデジタル長さ厚み測定器のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００１８】１０・・・ゼンマイバネ、２０・・・基準板、３０・・・回転ノブ、４０・・・長さｍｍおよび厚みｕｍデジタル表示器、５０・・・長さインチおよび厚み坪量デジタル表示器、６０・・・長さセレクトＬＥＤ、７０・・・厚みセレクトＬＥＤ、８０・・・長さ厚みセレクトＳＷ、９０・・・カウンタゼロセットＳＷ、１００・・・ケース、１１０・・・ゼンマイバネ、１２０・・・ボビン、１３０・・・ＰＣＢ、１４０・・・エンコーダ、１５０・・・ゼンマイバネ、１６０・・・回転ノブ、１７０・・・ブレーキパッド、１８０・・・ボビン、１９０・・・ＰＣＢ、２００・・・制御チップ、２１０・・・ＭＰＵ、２２０・・・ＳＷインターフェース、２３０・・・セレクト／ゼロセットＳＷ、２４０・・・ＬＥＤインターフェース、２５０・・・長さ／厚みＬＥＤ、２６０・・・表示インターフェース、２７０・・・デジタル表示器、２８０・・・プログラムＲＯＭ、２９０・・・ワークＲＡＭ、３００・・・アップ／ダウンカウンター、３１０・・・１２８倍逓倍器、３２０・・・エンコーダ、３３０・・・ＭＰＵバス、３４０・・・バッテリー。
【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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