(57)【要約】      （修正有）【課題】減速歯車等の機械部品を省略し、可動アームの移動量の検出できるデジタルキャリパゲージを提供する。【解決手段】一端部５に測定子４付の固定アーム３の他端部６を円盤状ベースプレートの裏面部に固着し、該裏面部に一端部９に測定子８付の可動アーム７の他端部を、固定アーム３の測定子４と対向し接触可能でプレートの回転軸１０に取着し可動アーム７を動かすと同一中心で回転する円盤状の回転側センサ部を軸着する。さらに、可動アーム７が常時展開状態を保持するバネの一端をプレートの表面部に係止し、他端を支持板に係止して可動アーム７を不使用時には開き状態を保ち、回転側センサ部の表側に電子回路を有し、裏側に固定側センサ部を有する電子回路基板を配設する。又、上方にＬＣＤ表示部１６とボタン部１７を有する表示部ｄを取着し、両アーム３、７の測定子４、８間に被測定物を挟むことで測定値をＬＣＤ表示部１６に表示する。【選択図】図１
0003160774.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一端部５に測定子４が付設する固定アーム３の他端部６を円盤状ベースプレートａの裏面部２に固着し、
前記ベースプレートａの裏面部２に一端部９に測定子８を付設する可動アーム７の他端部９ａを、前記固定アーム３の測定子４と対向し、且接触可能にして前記ベースプレートａの中心部に突出の回転軸１０に取着し、前記ベースプレートａの表面部１の中央部に突出する前記回転軸部１０に、前記可動アーム７を動かすと同一中心で回転する円盤状の回転側センサ部ｂを軸着し、
前記可動アーム７が常時展開状態を保持するバネ１１の一端部１２を前記ベースプレートａの表面部１に係止し、前記バネ１１の他端部１２ａを前記回転側センサ部ｂの裏面部１４に付設の支持板１５に係止して前記可動アーム７を不使用時には開き状態を確保せしめ、
前記回転側センサ部ｂの表面部１３に表側２１に電子回路２０を有し、裏側２２に固定側センサ部２３を有する電子回路基板ｃを配設し、前記電子回路基板cの上方にＬＣＤ表示部１６と各種ボタン部１７を有する表示部ｄを取着せしめると共に、前記両アーム３、７の測定子４、８間に被測定物を挟むことによって、測定値をＬＣＤ表示部１６に表示せしめることを特徴とするデジタルキャリパゲージ。
【請求項２】
前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、アーム７の回転中心１８から測定子８の中心１９−１までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、測定子のボール半径をr［mm］とし、前記弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000009
の三角関数を用い求めることを特徴とする請求項１記載のデジタルキャリパケージ。
【請求項３】
前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、可動アーム７の回転中心１８から測定子８の頂点１９−２までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000010
の三角関数を用い求めることを特徴とする請求項１記載のデジタルキャリパケージ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、デジタルキャリパゲージの分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルキャリパゲージとして、実開平７−２０５０２公開実用新案公報が開示されている。
【０００３】
この公開実用新案公報のデジタルキャリパゲージは、測定結果として必要な「弦」の長さを求めるにあたり、アームの円弧運動をセンシングに必要とされる「直線運動」に変換する必要がある。これを誤差の発生を抑えて実現するためには、円弧運動を変換するための内部の機構が複雑となることや、部品加工にも高い精度が要求されることで、この結果製造コストが高くなることに加え、量産にも支障をきたすおそれがあった。
【０００４】
さらに、従来キャリパゲージの誤差補正方法及びキャリパゲージとして特開２００３−９７９０２公開特許公報が開示されている。
【０００５】
この特開２００３−９７９０２公開特許公報のキャリパゲージの誤差補正方法及びキャリパゲージは、可動側アームの動作から得られた運動量より、測定結果として必要な「弦」の長さを求めるにあたっては、計算式が複雑となってしまい、寸法・コスト・消費電力を考慮するとスモールツールとしての使用は出来ないことが判る。
【０００６】
また、これを解決させるための方法として考案された「補正値を用いた演算処理」の方法では、その機種に対応して、且精密な測定結果を表示するための「条件出し」が煩雑となることが考えられる。このため、新機種を投入する場合には研究などで、測定子形状や測定範囲（アームの可動量）などの条件に応じて、緻密な検討をすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平７−２０５０２号公開実用新案公報
【特許文献２】特開２００３−９７９０２公開特許公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、本考案は、前記従来開示の実開平７−２０５０２公開実用新案公報のデジタルキャリパゲージが有する問題点の１つである内部機構とセンシング方法の見直しをした。
【０００９】
さらに、本考案は、前記した従来開示の特開２００３−９７９０２公開特許公報のキャリパゲージの誤差補正方法及びキャリパゲージが有する問題点に対しては、得られた運動量の信号を必要とする弦の長さを合理的且低コストで求めることができるようにした。
【００１０】
上記した本考案が解決しようとする課題をさらに具体的に説明する。
【００１１】
すなわち、本考案は、その内部機構として、測定子のついた可動アームと、円盤状のセンサ部を前記可動アームと同一の回転軸に軸着（直接繋がっているという意味）することで、減速歯車などの機械部品を著しく省略した。
【００１２】
さらに、本考案は、そのセンシング方法として、一般的にデジタルノギスなどで用いられているカウント方法を採用した。また動作の原理としては、測定子のついた可動アームを動かすことで、前述のセンサ部が同一軸で回転運動をする。これによって、デジタルノギスのセンサ部と一体の液晶部分が、本尺を摺動して数値をカウントするのと同様な動作をすることで、可動アームの移動量を検出（カウント）することが出来るようにした。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
課題を解決するための手段としての請求項１記載の考案は、一端部５に測定子４が付設する固定アーム３の他端部６を円盤状ベースプレートａの裏面部２に固着し、前記ベースプレートａの裏面部２に一端部９に測定子８を付設する可動アーム７の他端部９ａを、前記固定アーム３の測定子４と対向し、且接触可能にして前記ベースプレートａの中心部に突出の回転軸１０に取着し、前記ベースプレートａの表面部１の中央部に突出する前記回転軸部１０に、前記可動アーム７を動かすと同一中心で回転する円盤状の回転側センサ部ｂを軸着し、前記可動アーム７が常時展開状態を保持するバネ１１の一端部１２を前記ベースプレートａの表面部１に係止し、前記バネ１１の他端部１２ａを前記回転側センサ部ｂの裏面部１４に付設の支持板１５に係止して前記可動アーム７を不使用時には開き状態を確保せしめ、  前記回転側センサ部ｂの表面部１３に表側２１に電子回路２０を有し、裏側２２に固定側センサ部２３を有する電子回路基板ｃを配設し、前記電子回路基板cの上方にＬＣＤ表示部１６と各種ボタン部１７を有する表示部ｄを取着せしめると共に、前記両アーム３、７の測定子４、８間に被測定物を挟むことによって、測定値をＬＣＤ表示部１６に表示せしめることを特徴とするデジタルキャリパゲージである。
【００１４】
課題を解決するための手段としての請求項２記載の考案は、前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、アーム７の回転中心１８から測定子８の中心１９−１までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、測定子のボール半径をr［mm］とし、前記弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000003
の三角関数を用い求めることを特徴とする請求項１記載のデジタルキャリパケージである。
【００１５】
課題を解決するための手段としての請求項３記載の考案は、前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、可動アーム７の回転中心１８から測定子８の頂点１９−２までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000004
の三角関数を用い求めることを特徴とする請求項１記載のデジタルキャリパケージである。
【考案の効果】
【００１６】
請求項１記載の考案は、一端部５に測定子４が付設する固定アーム３の他端部６を円盤状ベースプレートａの裏面部２に固着し、前記ベースプレートａの裏面部２に一端部９に測定子８を付設する可動アーム７の他端部９ａを、前記固定アーム３の測定子４と対向し、且接触可能にして前記ベースプレートａの中心部に突出の回転軸１０に取着し、前記ベースプレートａの表面部１の中央部に突出する前記回転軸部１０に、前記可動アーム７を動かすと同一中心で回転する円盤状の回転側センサ部ｂを軸着し、前記可動アーム７が常時展開状態を保持するバネ１１の一端部１２を前記ベースプレートａの表面部１に係止し、前記バネ１１の他端部１２ａを前記回転側センサ部ｂの裏面部１４に付設の支持板１５に係止して前記可動アーム７を不使用時には開き状態を確保せしめ、前記回転側センサ部ｂの表面部１３に表側２１に電子回路２０を有し、裏側２２に固定側センサ部２３を有する電子回路基板ｃを配設し、前記電子回路基板cの上方にＬＣＤ表示部１６と各種ボタン部１７を有する表示部ｄを取着せしめると共に、前記両アーム３、７の測定子４、８間に被測定物を挟むことによって、測定値をＬＣＤ表示部１６に表示せしめるデジタルキャリパゲージなので、測定子付き可動アーム７と、円盤状の回転側センサ部ｂを、前記可動アーム７と同一の回転軸１０に軸着して、従来デジタルキャリパゲージに使用されてきた減速歯車などの機械部品を省略することができる利点を有している。
【００１７】
さらに、本考案は、測定子付き可動アーム７を動かすことで前記円盤状の回転側センサ部ｂが同一軸で回転運動をし、この運動によってデジタルノギスのセンサ部と一体の液晶部分が本尺を摺動して数値をカウントするのと同様な動作をすることで可動アームの移動量の検出（カウント）をすることができる。
【００１８】
請求項２記載の考案は、前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、アーム７の回転中心１８から測定子８の中心１９−１までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、測定子のボール半径をr［mm］とし、前記弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000005
の三角関数を用い求めるデジタルキャリパケージなので、前記請求項１記載の考案と同じ効果を有している。
【００１９】
さらに本考案は、被測定物の弦の距離を前記三角関数式を使用することによって容易に求めることができる。
【００２０】
請求項３記載の考案は、前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板cは、可動側測定子８による円運動から求められる弦の距離を求めるための内部演算を、可動アーム７の回転中心１８から測定子８の頂点１９−２までの距離をＡ［mm］とし、任意で設定した基準点からの開き角（相対角度）θ［°］とし、弦の距離Ｔ［mm］を、
0003160774.tif 000006
の三角関数を用い求めるデジタルキャリパケージなので、前記請求項１に記載の考案と同じ効果を有している。
【００２１】
さらに、本考案は、被測定物の弦の距離を前記三角関数式を使用することによって容易に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案デジタルキャリパゲージの第１実施例の正面図である。
【００２３】
【図２】図１のキャリパゲージを使用して測定したときの各値の関係を示す図である。
【００２４】
【図３】同第２実施例のキャリパゲージの正面図である。
【００２５】
【図４】図３のキャリパゲージを使用して測定したときの値との関係を示す図である。
【００２６】
【図５】同キャリパゲージの測定開始からデジタル表示がなされるまでのチャート図である。
【００２７】
【図６】同デジタルキャリパゲージのＬＣＤ表示部を除去した平面図である。
【００２８】
【図７】同図６の電子回路基板の底面図である。
【００２９】
【図８】同電子回路基板を除去した平面図である。
【００３０】
【図９】回転側センサ部の底面図である。
【００３１】
【図１０】回転側センサ部を除去した状態の平面図である。
【００３２】
【図１１】図１０の底面図である。
【００３３】
【図１２】図６のデジタルキャリパゲージの右側面図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３４】
本考案の請求項１〜３に記載の考案の実施形態は、共通しているので以下のとおり一括して説明する。
【００３５】
本考案のデジタルキャリパゲージは以下の構成からなっている。
【００３６】
図においてａは円盤状ベースプレートであり、このベースプレートａの裏面部２には、一端部５に測定子４を付設する固定アーム３の他端部６を固着する。
【００３７】
さらに、前記ベースプレートａの裏面部２に一端部９に測定子８を付設する可動アーム７の他端部９ａを、前記固定アーム３の測定子４と対向し、且接触可能にして前記ベースプレートａの中心部に突出の回転軸部１０に取着する。
【００３８】
また、前記ベースプレートａの表面部１の中央部に突出する前記回転軸部１０に、円弧運動をする円盤状の回転側センサ部ｂを軸着する。そのため前記可動アーム３が測定時に回転すると、前記回転軸部１０も同時に回転する。
【００３９】
本考案は、前記可動アーム７が常時展開状態を保持するのにバネ１１を使用する。このバネ１１の一端部１２を前記ベースプレートａの表面部１の係止部１ａに係止し、さらに前記バネ１１の他端部１２ａは、前記回転側センサ部ｂの裏面部１４に付設の円盤状支持板１５の係止部１５ａに引掛ける。そのため前記可動アーム７は、不使用時には常時開き状態を確保している。１５ｂは前記支持板１５の中心部に設ける前記回転軸部１０を嵌挿する貫通孔である。
【００４０】
さらに１５ｃも支持板１５と同着の回転側センサ部ｂに設けた前記回転軸部１０を嵌挿する貫通孔である。
【００４１】
また、本考案は、前記回転側センサ部ｂの表面部１３に所定の間隔をおいて電子回路基板cを接触状態にしながら配設する。
【００４２】
そして、前記電子回路基板cの上方に、ＬＣＤ表示部１６と各種ボタン部１７を有する表示部ｄを取着する。
【００４３】
つぎに本考案のデジタルキャリパゲージを構成する回転側センサ部ｂと電子回路基板ｃの作用につき説明する。
【００４４】
前記回転側センサ部ｂと前記電子回路基板ｃは、両アーム３、７の両測定子４、８の間に被測定物を挟みこむと、前記可動側測定子８による円運動から弦の距離を求めるための内部演算（標準式）を下記の式によって求めることができるようになっている。
0003160774.tif 000007
【００４５】
前記三角関数の式において、
【００４６】
記号Ａ［mm］は、可動アーム７の回転中心１８から測定子８の中心１９−１までの距離を表わしている。
【００４７】
記号θ［°］は、任意で設定した基準点からの開き角を表わしている。
【００４８】
さらに前記「θ」は下記の値を表わしている。
θ＝１パルスあたりの移動角ｋ×可動側アームの移動による原点からのパルスカウント数Ｐである。前記の原点とは、図５の動作（１）の操作で記憶させた原点のことである。
【００４９】
記号ｒ［mm］は、測定子８のボール半径を表わしている。
【００５０】
記号Ｔ［mm］は、弦の距離を表わしている。
【００５１】
前記数式の各値の関係は、図２に図示されている。
【００５２】
さらに、前記数式及び図２が実施できるデジタルキャリパゲージは、図１に図示されている。
【００５３】
また本考案は、前記の前段数式を用いて弦の距離を求めるための標準式内部演算とは別個に弦の距離を求めるための簡易式な内部演算は下記の後段数式を用いて求めることもできる。
0003160774.tif 000008
【００５４】
前記後段の数式は、前記前段の数式より、測定子４、８の状態を考慮しない方法の簡易式である。
【００５５】
前記後段の数式における記号Ａ［mm］は、可動アーム７の回転中心１８から測定子８の頂点１９−２までの距離を表わしている。
【００５６】
前記「θ」は下記の値を表わしている。
θ＝１パルスあたりの移動角ｋ×可動側アームの移動による原点からのパルスカウント数Ｐである。前記の原点とは、図５の動作（１）の操作で記憶させた原点のことである。
【００５７】
また前記の原点とは、図５の動作１の操作で記憶させた原点のことである。
【００５８】
記号Ｔ［mm］は、測定によって求めたい弦の距離を表わしている。
【００５９】
さらに本考案は、前記前段の数式に対し前記後段の数式を使用するメリットとしては、さらに単純且つ基礎的な計算式であるので、より生産コストを下げたい場合や緩い精度でも良い場合に有効である。
【００６０】
しかし、ｒ値に対する影響を考慮しないので、製品構造でｒ値が大きくなる場合や、ｒ値の影響によって測定精度の維持に影響が出る場合には、前記前段数式の演算にてｒ値の影響を考慮するのが望ましい。
【００６１】
また前記後段数式の各値の関係は、図４に図示すとおりである。
【００６２】
さらに、前記数式及び図４が実施できるデジタルキャリパゲージは、図３に図示されている。
【００６３】
本考案は、前記前段もしくは後段の数式を利用するメリットとして、両センサ部ｂ、ｃがカウントした数値を「角度」とみなし、関数を用いた数式にて弦の長さである「測定によって求めたい値」を直接計算で求めることができる。
【００６４】
以上により、本考案のデジタルキャリパゲージは、安価でコンパクトな測定器の量産が可能となり、生産には従来よりも大幅なコスト削減が期待できる。
【００６５】
また、前記の三角関係を用いた内部処理であるため、回転運動の変換を必要としないために簡易的な部分を使用できることに加え、これまでより簡易な式を用いる事ができる。
【００６６】
さらに測定アーム３、７の回転運動をそのまま内部計算に利用できる点がメリットとして挙げられる。
【００６７】
また、本考案は、新規の商品化に対しては上記計算式をそのままにＡ値、ｒ値を変更するだけで対応ができるので、内部機構および機械部品の見直しを必要としない。
【符号の説明】
【００６８】
ａ      ベースプレート
ｂ      回転側センサ部
ｃ      電子回路基板
１      表面部
１ａ    係止部
２      裏面部
３      固定アーム
４      測定子
５      一端部
６      他端部
７      アーム
８      測定子
９      一端部
９ａ    他端部
１０    回転軸部
１１    バネ
１２    一端部
１２ａ  他端部
１３    表面部
１４    裏面部
１５    支持部
１５ａ  係止部
１６    ＬＣＤ表示部
１７    ボタン部
１８    回転中心
１９−１測定子中心
１９−２測定子頂点
２０    電子回路
２１    表側
２２    裏側
２３    固定側センサ部
【図１】
0003160774.tif 000011
【図２】
0003160774.tif 000012
【図３】
0003160774.tif 000013
【図４】
0003160774.tif 000014
【図５】
0003160774.tif 000015
【図６】
0003160774.tif 000016
【図７】
0003160774.tif 000017
【図８】
0003160774.tif 000018
【図９】
0003160774.tif 000019
【図１０】
0003160774.tif 000020
【図１１】
0003160774.tif 000021
【図１２】
0003160774.tif 000022