JP2002071302A - 直線移動長さ計測器 - Google Patents
直線移動長さ計測器Info
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- JP2002071302A JP2002071302A JP2000263390A JP2000263390A JP2002071302A JP 2002071302 A JP2002071302 A JP 2002071302A JP 2000263390 A JP2000263390 A JP 2000263390A JP 2000263390 A JP2000263390 A JP 2000263390A JP 2002071302 A JP2002071302 A JP 2002071302A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
- G01D5/165—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転式電位差計を用いた直線移動長さ計測器
の精度を高め、かつ精度の経時劣化をなくし、また小型
化を容易にする。 【解決手段】 ハウジング２内に収納され、ワイヤ１０
と共に、直線長さ変位を回転角変位に変換する手段の構
成要素をなすドラム７の回転時に、そのドラムを軸方向
に移動させるねじ送り機構１２で一重のワイヤ整列巻き
機構を構成して、正確な計測に必要な、ドラム上のワイ
ヤ各部のドラム回転中心からの等半径化をなすと共に、
整列巻き機構を小型化する。またそのねじ送り機構１２
を、ドラム１回転につき、整列巻き状態のワイヤ１０の
１ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７を軸方向に移
動させることにして、ワイヤ１０の繰り出し、巻き取り
が常にハウジング２の同一位置でなされるようにし、計
測精度の低下をもたらすドラム上のワイヤ１０の巻き崩
れをなくす。
の精度を高め、かつ精度の経時劣化をなくし、また小型
化を容易にする。 【解決手段】 ハウジング２内に収納され、ワイヤ１０
と共に、直線長さ変位を回転角変位に変換する手段の構
成要素をなすドラム７の回転時に、そのドラムを軸方向
に移動させるねじ送り機構１２で一重のワイヤ整列巻き
機構を構成して、正確な計測に必要な、ドラム上のワイ
ヤ各部のドラム回転中心からの等半径化をなすと共に、
整列巻き機構を小型化する。またそのねじ送り機構１２
を、ドラム１回転につき、整列巻き状態のワイヤ１０の
１ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７を軸方向に移
動させることにして、ワイヤ１０の繰り出し、巻き取り
が常にハウジング２の同一位置でなされるようにし、計
測精度の低下をもたらすドラム上のワイヤ１０の巻き崩
れをなくす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直線方向の変位
（直線移動長さ変化）を回転方向の変位（回転角変化）
に変換してその回転方向の変位を回転式電位差計で検出
し電気信号として出力する直線移動長さ計測器に関する
ものである。
（直線移動長さ変化）を回転方向の変位（回転角変化）
に変換してその回転方向の変位を回転式電位差計で検出
し電気信号として出力する直線移動長さ計測器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の計測器は、例えば航空機用のシ
ートの前後移動・フットレスト・背もたれ等の変位を検
出し、シートの位置や角度を適正に制御したい場合の簡
易な変位検出器として好適である。また航空機用以外に
も、直線方向の変位を比較的容易に電気信号として検出
し計測できる一般的な直線移動長さ計測器として有用で
ある。
ートの前後移動・フットレスト・背もたれ等の変位を検
出し、シートの位置や角度を適正に制御したい場合の簡
易な変位検出器として好適である。また航空機用以外に
も、直線方向の変位を比較的容易に電気信号として検出
し計測できる一般的な直線移動長さ計測器として有用で
ある。
【０００３】ところでこの種の計測器において、直線方
向の変位を回転方向の変位に変換する手段の１つに、ワ
イヤとドラムを用いたものがある。これは、回転式電位
差計の入力軸と結合したドラムにワイヤの一端を連結す
ると共に、そのワイヤの他端（自由端）を被計測体に連
結することで、被計測体の直線方向の変位をワイヤに伝
えてドラムを回転させ、回転方向の変位に変換するとい
うものである。
向の変位を回転方向の変位に変換する手段の１つに、ワ
イヤとドラムを用いたものがある。これは、回転式電位
差計の入力軸と結合したドラムにワイヤの一端を連結す
ると共に、そのワイヤの他端（自由端）を被計測体に連
結することで、被計測体の直線方向の変位をワイヤに伝
えてドラムを回転させ、回転方向の変位に変換するとい
うものである。
【０００４】これによれば、ドラムの回転が回転式電位
差計に伝えられ、その電位差計から回転角に応じた大き
さの電気信号が取り出され、その大きさから直線方向の
変位が計測される。
差計に伝えられ、その電位差計から回転角に応じた大き
さの電気信号が取り出され、その大きさから直線方向の
変位が計測される。
【０００５】このような計測器においては、被計測体の
直線移動によるワイヤの長さ方向の移動長さとドラムの
回転角とが比例（基本的には正比例）関係になければ正
確な長さ計測ができない。そこで、ワイヤのドラム面へ
の巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回転中
心から常に等半径でなされるよう、ワイヤ巻き取り時
に、そのワイヤをドラム面軸方向に一重（１層）に整列
巻きさせる整列巻き機構が用いられている。
直線移動によるワイヤの長さ方向の移動長さとドラムの
回転角とが比例（基本的には正比例）関係になければ正
確な長さ計測ができない。そこで、ワイヤのドラム面へ
の巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回転中
心から常に等半径でなされるよう、ワイヤ巻き取り時
に、そのワイヤをドラム面軸方向に一重（１層）に整列
巻きさせる整列巻き機構が用いられている。
【０００６】従来のこのような計測器においては、上記
整列巻き機構として、ワイヤガイドをドラムの回転に連
動させてドラム面軸方向に移動させるように構成された
ものが用いられていた。
整列巻き機構として、ワイヤガイドをドラムの回転に連
動させてドラム面軸方向に移動させるように構成された
ものが用いられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では次のような問題点があった。すなわち、ワイヤ
をドラム面軸方向に正しく一重に整列巻きするために
は、ドラムの回転と正確に同期させて上記ワイヤガイド
を移動させなければならないが、そのための整列巻き機
構の構成が複雑で大掛かりになり、小型化が難しい。
技術では次のような問題点があった。すなわち、ワイヤ
をドラム面軸方向に正しく一重に整列巻きするために
は、ドラムの回転と正確に同期させて上記ワイヤガイド
を移動させなければならないが、そのための整列巻き機
構の構成が複雑で大掛かりになり、小型化が難しい。
【０００８】また、ワイヤの繰り出しや巻き取りの際に
上記整列巻きを崩さず、常に正確な計測を行わせるため
には、ワイヤはドラム面の軸方向にほぼ直交する方向で
繰り出され、あるいは巻き取られることが望ましいが、
従来、この点については配慮されていない。
上記整列巻きを崩さず、常に正確な計測を行わせるため
には、ワイヤはドラム面の軸方向にほぼ直交する方向で
繰り出され、あるいは巻き取られることが望ましいが、
従来、この点については配慮されていない。
【０００９】同様に、上記整列巻きを崩さず、常に正確
な計測を行わせるためには、ワイヤの繰り出しや巻き取
りが常に同一位置でなされること、換言すれば、ワイヤ
を動かさずドラムを軸方向に動かして整列巻きすること
が極めて有効であるが、従来、この点については何ら配
慮されていない。
な計測を行わせるためには、ワイヤの繰り出しや巻き取
りが常に同一位置でなされること、換言すれば、ワイヤ
を動かさずドラムを軸方向に動かして整列巻きすること
が極めて有効であるが、従来、この点については何ら配
慮されていない。
【００１０】更に、正確かつ応答性よく計測を行うため
等の理由から、ワイヤは常に張った状態にされるが、そ
のための構成も大型化する傾向にある等、種々の問題点
があった。
等の理由から、ワイヤは常に張った状態にされるが、そ
のための構成も大型化する傾向にある等、種々の問題点
があった。
【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るためになされたもので、常に正確な計測が行え、かつ
容易に小型化可能な直線移動長さ計測器を提供すること
を目的とする。
るためになされたもので、常に正確な計測が行え、かつ
容易に小型化可能な直線移動長さ計測器を提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、入力軸の回転角に応じた
電気信号を出力する回転式電位差計と、 この電位差計
と一体に取り付け固定され、同電位差計の入力軸の周り
を囲むように形成されたハウジングと、このハウジング
内に収納され、前記入力軸と同軸的に一体に回転する円
筒状のドラム面を有し、かつその入力軸の軸方向に移動
自在のドラムと、このドラムの軸方向一端側に後端が連
結され、先端側がドラム面の軸方向他端側に向けて一重
に整列巻きされてドラム面の軸方向にほぼ直交する方向
に延出し、前記ハウジングを貫通して同ハウジングの外
方に導出され、被計測体に連結される線状体と、前記ド
ラムに対して前記線状体をドラム面に巻き取る方向に偏
倚力を与える弾性体と、前記ドラム１回転につき、前記
整列巻きされた線状体のほぼ１ピッチに相当する距離分
だけ、ドラムが軸方向に移動するよう送りねじピッチが
設定されたねじ送り機構とを具備することを特徴とす
る。
に、請求項１に記載の発明は、入力軸の回転角に応じた
電気信号を出力する回転式電位差計と、 この電位差計
と一体に取り付け固定され、同電位差計の入力軸の周り
を囲むように形成されたハウジングと、このハウジング
内に収納され、前記入力軸と同軸的に一体に回転する円
筒状のドラム面を有し、かつその入力軸の軸方向に移動
自在のドラムと、このドラムの軸方向一端側に後端が連
結され、先端側がドラム面の軸方向他端側に向けて一重
に整列巻きされてドラム面の軸方向にほぼ直交する方向
に延出し、前記ハウジングを貫通して同ハウジングの外
方に導出され、被計測体に連結される線状体と、前記ド
ラムに対して前記線状体をドラム面に巻き取る方向に偏
倚力を与える弾性体と、前記ドラム１回転につき、前記
整列巻きされた線状体のほぼ１ピッチに相当する距離分
だけ、ドラムが軸方向に移動するよう送りねじピッチが
設定されたねじ送り機構とを具備することを特徴とす
る。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、弾性体は、ドラムと同心状に形成され
た渦巻きばねであることを特徴とする。
の発明において、弾性体は、ドラムと同心状に形成され
た渦巻きばねであることを特徴とする。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、ハウジングの線状体貫通部分に
はふっ素樹脂材料からなる線状体ガイドが取着され、線
状体はそのガイドの線状体挿通孔を通してハウジング外
方に導出されることを特徴とする。
に記載の発明において、ハウジングの線状体貫通部分に
はふっ素樹脂材料からなる線状体ガイドが取着され、線
状体はそのガイドの線状体挿通孔を通してハウジング外
方に導出されることを特徴とする。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の発明において、線状体は、ステンレス鋼撚
り線であることを特徴とする。
は３に記載の発明において、線状体は、ステンレス鋼撚
り線であることを特徴とする。
【００１６】請求項１に記載の発明において、線状体及
びドラムは被計測体の直線方向の変位を回転方向の変位
に変換し、回転式電位差計による被計測体の直線方向の
変位を計測可能とする。
びドラムは被計測体の直線方向の変位を回転方向の変位
に変換し、回転式電位差計による被計測体の直線方向の
変位を計測可能とする。
【００１７】また、ねじ送り機構はドラムの回転時にそ
のドラムを軸方向に移動させる。このとき、ねじ送り機
構は線状体の繰り出し又は巻き取りが、常にハウジング
の同一位置でなされるよう、ドラム１回転につき、整列
巻きされたときの線状体のほぼ１ピッチに相当する距離
分だけ、ドラムを軸方向に移動させる。
のドラムを軸方向に移動させる。このとき、ねじ送り機
構は線状体の繰り出し又は巻き取りが、常にハウジング
の同一位置でなされるよう、ドラム１回転につき、整列
巻きされたときの線状体のほぼ１ピッチに相当する距離
分だけ、ドラムを軸方向に移動させる。
【００１８】これにより、線状体は巻き取り時にドラム
面軸方向に正しく一重に整列巻きされ、線状体のドラム
面への巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回
転中心から常に等半径でなされる。
面軸方向に正しく一重に整列巻きされ、線状体のドラム
面への巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回
転中心から常に等半径でなされる。
【００１９】したがって、被計測体の変位長さとドラム
の変位角、延いては回転式電位差計の入力軸の回転角と
の間に正確な比例関係を成立させ、同電位差計の出力信
号による被計測体の直線方向の変位（直線移動長さ）の
計測の精度を高める。なお弾性体は、ドラムに対し、線
状体をドラム面に巻き取る方向に偏倚力を与え、線状体
を常に張った状態として正確で応答性のよい計測が行わ
れるよう作用する。
の変位角、延いては回転式電位差計の入力軸の回転角と
の間に正確な比例関係を成立させ、同電位差計の出力信
号による被計測体の直線方向の変位（直線移動長さ）の
計測の精度を高める。なお弾性体は、ドラムに対し、線
状体をドラム面に巻き取る方向に偏倚力を与え、線状体
を常に張った状態として正確で応答性のよい計測が行わ
れるよう作用する。
【００２０】請求項２に記載の発明では、弾性体は、ド
ラムと同心状に形成された渦巻きばねで構成されてお
り、他の弾性体に比較して軸方向寸法を短縮させる。
ラムと同心状に形成された渦巻きばねで構成されてお
り、他の弾性体に比較して軸方向寸法を短縮させる。
【００２１】請求項３に記載の発明では、線状体はふっ
素樹脂材料からなる線状体ガイドの線状体挿通孔を通し
てハウジング外方に導出される。線状体ガイドは、線状
体の繰り出しや巻き取り時での線状体との接触によるそ
れら相互の摩擦、磨耗を低減させるように作用する。
素樹脂材料からなる線状体ガイドの線状体挿通孔を通し
てハウジング外方に導出される。線状体ガイドは、線状
体の繰り出しや巻き取り時での線状体との接触によるそ
れら相互の摩擦、磨耗を低減させるように作用する。
【００２２】請求項４に記載の発明では、線状体はステ
ンレス鋼撚り線からなる。ステンレス鋼は防錆作用を、
撚り線は長期間使用による弛み発生防止作用を各々有す
る。
ンレス鋼撚り線からなる。ステンレス鋼は防錆作用を、
撚り線は長期間使用による弛み発生防止作用を各々有す
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は、本発明による直線移動長さ
計測器の一実施形態を示す一部切断側面図である。図２
は同計測器を図１中の矢印Ａ方向から示す図、図３は図
１中のＢ−Ｂ線断面矢視図、また、図４は図１中のＣ−
Ｃ線断面矢視図、図５は図１中のＤ−Ｄ線断面矢視図で
ある。各図において、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
に基づき説明する。図１は、本発明による直線移動長さ
計測器の一実施形態を示す一部切断側面図である。図２
は同計測器を図１中の矢印Ａ方向から示す図、図３は図
１中のＢ−Ｂ線断面矢視図、また、図４は図１中のＣ−
Ｃ線断面矢視図、図５は図１中のＤ−Ｄ線断面矢視図で
ある。各図において、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
【００２４】なお、図１は一部を切断して示すが、図２
〜図５は図１において一部が切断されていないものとし
て示す。また、図１〜図４においては、図５中のリード
線を図示省略している。図４は線状体（ワイヤ）を巻き
始め端から示す。
〜図５は図１において一部が切断されていないものとし
て示す。また、図１〜図４においては、図５中のリード
線を図示省略している。図４は線状体（ワイヤ）を巻き
始め端から示す。
【００２５】図１において、１は回転式電位差計（ポテ
ンショメータ）で、図５に示すリード線５１を介して端
子１ａ〜１ｃに所定の電位を与えることにより、入力軸
１ｄの回転角に応じた電気信号を上記端子１ａ〜１ｃ、
延いてはリード線５１から出力する。
ンショメータ）で、図５に示すリード線５１を介して端
子１ａ〜１ｃに所定の電位を与えることにより、入力軸
１ｄの回転角に応じた電気信号を上記端子１ａ〜１ｃ、
延いてはリード線５１から出力する。
【００２６】ハウジング２は、上記電位差計１と一体に
取り付け固定されており、電位差計１の入力軸１ｄの周
りを囲むように、ほぼ円筒状に形成されている。ハウジ
ング２で囲まれていない電位差計１の残余の部分は有底
円筒状のカバー３ａで覆われている。
取り付け固定されており、電位差計１の入力軸１ｄの周
りを囲むように、ほぼ円筒状に形成されている。ハウジ
ング２で囲まれていない電位差計１の残余の部分は有底
円筒状のカバー３ａで覆われている。
【００２７】電位差計１とハウジング２との一体取り付
けは、まず、ハウジング２の電位差計１側（図１中、右
側）に形成された隔壁２ａの中央部の孔２ｂ内に、電位
差計入力軸１ｄの後端側のボス部１ｅを位置させる。次
に、そのボス部１ｅの外周に螺設された電位差計取り付
け用の雄ねじ部１ｅにワッシャ４を通してナット５を螺
入、締め付けすることでなされる。なお、ハウジング２
はアングル６にねじ止めされている。
けは、まず、ハウジング２の電位差計１側（図１中、右
側）に形成された隔壁２ａの中央部の孔２ｂ内に、電位
差計入力軸１ｄの後端側のボス部１ｅを位置させる。次
に、そのボス部１ｅの外周に螺設された電位差計取り付
け用の雄ねじ部１ｅにワッシャ４を通してナット５を螺
入、締め付けすることでなされる。なお、ハウジング２
はアングル６にねじ止めされている。
【００２８】ドラム７は、ハウジング２内に収納されて
おり、電位差計入力軸１ｄと同軸的に一体に回転する円
筒状のドラム面７ａを有して形成され、上記入力軸１ｄ
の軸方向に摺動自在である。ドラム７が電位差計入力軸
１ｄと一体に回転自在で、かつその入力軸１ｄの軸方向
に摺動自在とするために、ここでは、次のように構成さ
れている。
おり、電位差計入力軸１ｄと同軸的に一体に回転する円
筒状のドラム面７ａを有して形成され、上記入力軸１ｄ
の軸方向に摺動自在である。ドラム７が電位差計入力軸
１ｄと一体に回転自在で、かつその入力軸１ｄの軸方向
に摺動自在とするために、ここでは、次のように構成さ
れている。
【００２９】すなわち、電位差計入力軸１ｄにはスリー
ブ状のスペーサ８が嵌め込み固定され、このスペーサ８
を介してドラム７のボス部７ｂが電位差計入力軸１ｄへ
嵌着されており、入力軸１ｄがドラム７に対し空回りし
ないようになされている。
ブ状のスペーサ８が嵌め込み固定され、このスペーサ８
を介してドラム７のボス部７ｂが電位差計入力軸１ｄへ
嵌着されており、入力軸１ｄがドラム７に対し空回りし
ないようになされている。
【００３０】また、ドラム７のボス部７ｂに形成した電
位差計入力軸１ｄへの嵌着孔７ｃの内面軸方向にキー溝
７ｄが形成され、上記嵌着孔７ｃに電位差計入力軸１ｄ
が挿通された後に、そのキー溝７ｄ内に、キー溝７ｄ内
面と摺動可能にキー９が嵌め込まれている。
位差計入力軸１ｄへの嵌着孔７ｃの内面軸方向にキー溝
７ｄが形成され、上記嵌着孔７ｃに電位差計入力軸１ｄ
が挿通された後に、そのキー溝７ｄ内に、キー溝７ｄ内
面と摺動可能にキー９が嵌め込まれている。
【００３１】ドラム７の材料は、キー９との円滑摺動及
び耐磨耗性を考慮して黄銅系の材料が好ましいが、合成
樹脂系の材料でもよい。
び耐磨耗性を考慮して黄銅系の材料が好ましいが、合成
樹脂系の材料でもよい。
【００３２】図１及び図４中の線状体、ここではワイヤ
１０は、後端（巻き始め端）がドラム７のドラム面７ａ
の軸方向一端、ここでは図１中、左端に連結されてい
る。ワイヤ１０の先端（自由端）側は、ドラム面７ａを
その軸方向他端、ここでは図１中、右端に向けて一重
（１層）に整列巻きされてドラム面７ａの軸方向右端か
ら、ドラム面７ａの軸方向にほぼ直交する方向、ここで
は図１中、上方に延出する。そして、ハウジング２を貫
通してハウジング外方に導出され、被計測体Ｍ１に連結
される。
１０は、後端（巻き始め端）がドラム７のドラム面７ａ
の軸方向一端、ここでは図１中、左端に連結されてい
る。ワイヤ１０の先端（自由端）側は、ドラム面７ａを
その軸方向他端、ここでは図１中、右端に向けて一重
（１層）に整列巻きされてドラム面７ａの軸方向右端か
ら、ドラム面７ａの軸方向にほぼ直交する方向、ここで
は図１中、上方に延出する。そして、ハウジング２を貫
通してハウジング外方に導出され、被計測体Ｍ１に連結
される。
【００３３】このようにワイヤ１０の先端は、ドラム面
軸方向にほぼ直交する方向に延出して被計測体Ｍ１に連
結されるが、その延出する方向の延長線上で被計測体Ｍ
１に連結されることがワイヤ１０を円滑に繰り出し、巻
き取る上で、また誤差の少ない計測を行う上で好まし
い。なお、ワイヤ１０としては、長期間使用しても伸び
が少なく、錆も発生しにくい、例えばステンレス鋼撚り
線等が好適する。
軸方向にほぼ直交する方向に延出して被計測体Ｍ１に連
結されるが、その延出する方向の延長線上で被計測体Ｍ
１に連結されることがワイヤ１０を円滑に繰り出し、巻
き取る上で、また誤差の少ない計測を行う上で好まし
い。なお、ワイヤ１０としては、長期間使用しても伸び
が少なく、錆も発生しにくい、例えばステンレス鋼撚り
線等が好適する。
【００３４】図１及び図３中の弾性体、ここでは渦巻き
ばね１１は、ワイヤ１０をドラム面７ａに巻き取る方向
の偏倚力をドラム７に対して与えるもので、これにより
ワイヤ１０は常に張った状態になされ、正確かつ応答性
よく計測が行われることになる。
ばね１１は、ワイヤ１０をドラム面７ａに巻き取る方向
の偏倚力をドラム７に対して与えるもので、これにより
ワイヤ１０は常に張った状態になされ、正確かつ応答性
よく計測が行われることになる。
【００３５】渦巻きばね１１は、ここでは鋼鉄製で、図
３から分かるように、ドラム７と同心状に形成されてお
り、ハウジング２の、電位差計１とは反対側（図１中、
左側）の開口部２ｃ内周及び電位差計入力軸１ｄの先端
部分外周相互間に装着されている。
３から分かるように、ドラム７と同心状に形成されてお
り、ハウジング２の、電位差計１とは反対側（図１中、
左側）の開口部２ｃ内周及び電位差計入力軸１ｄの先端
部分外周相互間に装着されている。
【００３６】この渦巻きばね１１は、巻き始め端がドラ
ム７のボス部７ｂの端面に連結され、また巻き終り端が
ハウジング２の開口部２ｃ内周壁に形成された凹部２ｄ
（図３参照）に連結されている。これにより、ワイヤ１
０がドラム面７ａから外方に繰り出されると、ワイヤ１
０をドラム面７ａに巻き取る方向に偏倚力が作用する。
ム７のボス部７ｂの端面に連結され、また巻き終り端が
ハウジング２の開口部２ｃ内周壁に形成された凹部２ｄ
（図３参照）に連結されている。これにより、ワイヤ１
０がドラム面７ａから外方に繰り出されると、ワイヤ１
０をドラム面７ａに巻き取る方向に偏倚力が作用する。
【００３７】ワイヤ１０がドラム面７ａから全く繰り出
されていない状態でも、上記偏倚力を発生させるように
設定してもよく、これによると計測器休止状態における
ワイヤ１０の上記整列巻き状態の保持がより確実にな
る。なお、ハウジング２の開口部２ｃは平板状のカバー
３ｂで覆われており、渦巻きばね１１の崩れや脱落が防
止される。
されていない状態でも、上記偏倚力を発生させるように
設定してもよく、これによると計測器休止状態における
ワイヤ１０の上記整列巻き状態の保持がより確実にな
る。なお、ハウジング２の開口部２ｃは平板状のカバー
３ｂで覆われており、渦巻きばね１１の崩れや脱落が防
止される。
【００３８】また、ドラム７の外周とハウジング２の内
周相互間には、ドラム７の回転時にドラム７を軸方向に
移動させるねじ送り機構１２が構成されている。
周相互間には、ドラム７の回転時にドラム７を軸方向に
移動させるねじ送り機構１２が構成されている。
【００３９】このねじ送り機構１２は、ワイヤ１０の繰
り出しや巻き取りが、常にハウジング２の同一位置（電
位差計入力軸１ｄの軸方向に沿うハウジング２上の同一
位置）でなされるように設定されている。すなわちねじ
送り機構１２は、ドラム７の１回転につき、ドラム面７
ａの軸方向に整列巻きされたときのワイヤ１０のほぼ１
ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７が軸方向に移動
するよう送りねじピッチが設定されている。
り出しや巻き取りが、常にハウジング２の同一位置（電
位差計入力軸１ｄの軸方向に沿うハウジング２上の同一
位置）でなされるように設定されている。すなわちねじ
送り機構１２は、ドラム７の１回転につき、ドラム面７
ａの軸方向に整列巻きされたときのワイヤ１０のほぼ１
ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７が軸方向に移動
するよう送りねじピッチが設定されている。
【００４０】ねじ送り機構１２は、ここではドラム面７
ａに隣接しドラム面７ａより径大のドラム７の外周面に
螺設された雄ねじ部１２ａと、電位差計入力軸１ｄの後
端側部分に対応するハウジング２の内周面に螺設された
雌ねじ部１２ｂとの螺合構造で構成されている。
ａに隣接しドラム面７ａより径大のドラム７の外周面に
螺設された雄ねじ部１２ａと、電位差計入力軸１ｄの後
端側部分に対応するハウジング２の内周面に螺設された
雌ねじ部１２ｂとの螺合構造で構成されている。
【００４１】この場合、雄ねじ部１２ａのねじピッチは
ドラム面軸方向に整列巻きされたときのワイヤ１０の１
ピッチとほぼ同寸法に設定されており、ドラム１回転に
つき、整列巻きされたときのワイヤ１０のほぼ１ピッチ
に相当する距離分の、ドラム７の軸方向移動を実現して
いる。
ドラム面軸方向に整列巻きされたときのワイヤ１０の１
ピッチとほぼ同寸法に設定されており、ドラム１回転に
つき、整列巻きされたときのワイヤ１０のほぼ１ピッチ
に相当する距離分の、ドラム７の軸方向移動を実現して
いる。
【００４２】本実施形態では、ハウジング２のワイヤ貫
通部分にはワイヤガイド１３が取着され、ワイヤ１０は
そこに穿設されたワイヤ挿通孔１３ａを通してハウジン
グ２外方に導出される。
通部分にはワイヤガイド１３が取着され、ワイヤ１０は
そこに穿設されたワイヤ挿通孔１３ａを通してハウジン
グ２外方に導出される。
【００４３】このワイヤガイド１３は、低摩擦・耐磨耗
性を有するテフロン（登録商標）等のふっ素樹脂材料で
作製することが好ましい。ワイヤガイド１３をふっ素樹
脂材料で作製すれば、ワイヤ１０及びワイヤガイド１３
の耐久性を高めることができ、また、ワイヤ１０の繰り
出しや巻き取り時におけるそれらワイヤ１０及びワイヤ
ガイド１３からの摩擦熱の発生を抑制できる。
性を有するテフロン（登録商標）等のふっ素樹脂材料で
作製することが好ましい。ワイヤガイド１３をふっ素樹
脂材料で作製すれば、ワイヤ１０及びワイヤガイド１３
の耐久性を高めることができ、また、ワイヤ１０の繰り
出しや巻き取り時におけるそれらワイヤ１０及びワイヤ
ガイド１３からの摩擦熱の発生を抑制できる。
【００４４】次に動作について説明する。ワイヤ１０の
先端は予め被計測体Ｍ１に連結されているものとする。
この状態から被計測体Ｍ１が図１中の上方又は下方に直
線移動し、ワイヤ１０がその長さ方向に移動すると、ワ
イヤ１０のドラム面７ａへの巻き取り又はドラム面７ａ
からの繰り出しが行われる。図１では、ワイヤ１０がド
ラム面軸方向全寸法に亘って一重に整列巻きされてお
り、被計測体Ｍ１が図中下方側限界位置から上方側に直
線移動する場合の移動長さ計測を例示する。したがって
この例では、ワイヤ１０のドラム面７ａからの繰り出し
が行われる。
先端は予め被計測体Ｍ１に連結されているものとする。
この状態から被計測体Ｍ１が図１中の上方又は下方に直
線移動し、ワイヤ１０がその長さ方向に移動すると、ワ
イヤ１０のドラム面７ａへの巻き取り又はドラム面７ａ
からの繰り出しが行われる。図１では、ワイヤ１０がド
ラム面軸方向全寸法に亘って一重に整列巻きされてお
り、被計測体Ｍ１が図中下方側限界位置から上方側に直
線移動する場合の移動長さ計測を例示する。したがって
この例では、ワイヤ１０のドラム面７ａからの繰り出し
が行われる。
【００４５】この際、ドラム７に対し、渦巻きばね１１
がワイヤ１０をドラム面７ａに巻き取る方向の偏倚力を
与えているので、ワイヤ１０は常に張った状態にある。
したがって、ドラム７は被計測体Ｍ１の直線移動（ワイ
ヤ１０の長さ方向の移動）に伴って、かつその移動長さ
相当分だけ回転すると共に、電位差計１の入力軸１ｄも
同様に回転する。
がワイヤ１０をドラム面７ａに巻き取る方向の偏倚力を
与えているので、ワイヤ１０は常に張った状態にある。
したがって、ドラム７は被計測体Ｍ１の直線移動（ワイ
ヤ１０の長さ方向の移動）に伴って、かつその移動長さ
相当分だけ回転すると共に、電位差計１の入力軸１ｄも
同様に回転する。
【００４６】これにより、電位差計１は入力軸１ｄの回
転角に応じた電気信号をその端子１ａ〜１ｃから出力
し、具体的には端子１ａ〜１ｃのうちの所定の２つの端
子相互間から電位差として出力し、被計測体Ｍ１の直線
移動長さが計測される。
転角に応じた電気信号をその端子１ａ〜１ｃから出力
し、具体的には端子１ａ〜１ｃのうちの所定の２つの端
子相互間から電位差として出力し、被計測体Ｍ１の直線
移動長さが計測される。
【００４７】ワイヤ１０の移動長さＬとドラム面７ａ
（ドラム７）の回転角（電位差計入力軸１ｄの回転角）
Θとの関係は次式（１）の通りである。 Θ＝Ｌ／２（Ｄ＋ｄ） （ｒａｄ） …（１） ただし、Ｄはドラム面７ａ（ドラム７）の直径、ｄはワ
イヤ１０の直径を表す。
（ドラム７）の回転角（電位差計入力軸１ｄの回転角）
Θとの関係は次式（１）の通りである。 Θ＝Ｌ／２（Ｄ＋ｄ） （ｒａｄ） …（１） ただし、Ｄはドラム面７ａ（ドラム７）の直径、ｄはワ
イヤ１０の直径を表す。
【００４８】計測精度を上げるには、上式（１）中の
（Ｄ＋ｄ）の値の精度、換言すればワイヤ１０の巻き取
り精度（ワイヤ１０がドラム面軸方向に正しく一重に整
列巻きされているかの精度）を高めることが重要であ
る。
（Ｄ＋ｄ）の値の精度、換言すればワイヤ１０の巻き取
り精度（ワイヤ１０がドラム面軸方向に正しく一重に整
列巻きされているかの精度）を高めることが重要であ
る。
【００４９】このため従来は、ワイヤガイドを備えた整
列巻き機構を用いたが、本発明では、これをねじ送り機
構１２で実現している。ねじ送り機構１２は、ドラム７
の１回転につき、上記整列巻きされたときのワイヤ１０
のほぼ１ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７が軸方
向に移動するよう送りねじピッチが設定された送り機構
である。
列巻き機構を用いたが、本発明では、これをねじ送り機
構１２で実現している。ねじ送り機構１２は、ドラム７
の１回転につき、上記整列巻きされたときのワイヤ１０
のほぼ１ピッチに相当する距離分だけ、ドラム７が軸方
向に移動するよう送りねじピッチが設定された送り機構
である。
【００５０】このねじ送り機構１２によると、ワイヤ１
０の繰り出しや巻き取りが常に同一位置でなされること
になり、ワイヤ１０を動かさずドラム７を軸方向に動か
して整列巻きすることが可能となる。したがって、上記
整列巻きを崩さず、常に正確な計測を行わせるための、
ワイヤ１０のドラム面軸方向にほぼ直交する方向での繰
り出し、あるいは巻き取りが可能となる。
０の繰り出しや巻き取りが常に同一位置でなされること
になり、ワイヤ１０を動かさずドラム７を軸方向に動か
して整列巻きすることが可能となる。したがって、上記
整列巻きを崩さず、常に正確な計測を行わせるための、
ワイヤ１０のドラム面軸方向にほぼ直交する方向での繰
り出し、あるいは巻き取りが可能となる。
【００５１】またこのねじ送り機構１２は、上述したよ
うに、例えばドラム７の外周面に螺設された雄ねじ部１
２ａと、ハウジング２の内周面に螺設された雌ねじ部１
２ｂとの螺合構造からなる小型で簡易なものであり、計
測器全体構成の小型化が容易に可能となる。
うに、例えばドラム７の外周面に螺設された雄ねじ部１
２ａと、ハウジング２の内周面に螺設された雌ねじ部１
２ｂとの螺合構造からなる小型で簡易なものであり、計
測器全体構成の小型化が容易に可能となる。
【００５２】計測を正確かつ応答性よく行うため等の理
由から、ワイヤ１０を常に張った状態にするために、こ
こでは、ドラム７と同心状に形成された渦巻きばね１１
を用いている。この渦巻きばね１１によると、軸方向寸
法は極めて小さくでき、径方向寸法を電位差計１の径方
向寸法以内に収めることで大型化を避け得、計測器全体
として小型化できる。
由から、ワイヤ１０を常に張った状態にするために、こ
こでは、ドラム７と同心状に形成された渦巻きばね１１
を用いている。この渦巻きばね１１によると、軸方向寸
法は極めて小さくでき、径方向寸法を電位差計１の径方
向寸法以内に収めることで大型化を避け得、計測器全体
として小型化できる。
【００５３】なお実施例として、ワイヤ１０に０．５Φ
のステンレス鋼撚り線を使用し、また回転式電位差計１
に入力電圧がＤＣ５Ｖのものを使用して本発明の直線移
動長さ計測器を構成した結果、小型コンパクト化が実現
できた。
のステンレス鋼撚り線を使用し、また回転式電位差計１
に入力電圧がＤＣ５Ｖのものを使用して本発明の直線移
動長さ計測器を構成した結果、小型コンパクト化が実現
できた。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたように本発明では、ハウジン
グ内のドラムの回転時にそのドラムを軸方向に移動させ
るもので、線状体の繰り出しや巻き取りが、電位差計入
力軸を囲むハウジングの同一位置で常になされるよう、
ドラム１回転につき、整列巻き状態の線状体のほぼ１ピ
ッチに相当する距離分だけ、ドラムを軸方向に移動させ
るねじ送り機構を、ワイヤ整列巻き機構として設けた。
グ内のドラムの回転時にそのドラムを軸方向に移動させ
るもので、線状体の繰り出しや巻き取りが、電位差計入
力軸を囲むハウジングの同一位置で常になされるよう、
ドラム１回転につき、整列巻き状態の線状体のほぼ１ピ
ッチに相当する距離分だけ、ドラムを軸方向に移動させ
るねじ送り機構を、ワイヤ整列巻き機構として設けた。
【００５５】これにより、線状体は巻き取り時にドラム
面軸方向に正しく一重に整列巻きされ、線状体のドラム
面への巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回
転中心から常に等半径でなされる。
面軸方向に正しく一重に整列巻きされ、線状体のドラム
面への巻き取り及びドラム面からの繰り出しがドラム回
転中心から常に等半径でなされる。
【００５６】したがって、被計測体の変位長さとドラム
の変位角、延いては回転式電位差計の入力軸の回転角と
の間に正確な比例関係が得られ、同電位差計の出力信号
による被計測体の直線方向の変位（直線移動長さ）の計
測を、常に正確に行えるという効果が得られる。
の変位角、延いては回転式電位差計の入力軸の回転角と
の間に正確な比例関係が得られ、同電位差計の出力信号
による被計測体の直線方向の変位（直線移動長さ）の計
測を、常に正確に行えるという効果が得られる。
【００５７】またねじ送り機構は、例えばドラム外周面
の雄ねじ部とハウジングの内周面の雌ねじ部との螺合構
造で構成でき、ワイヤ整列巻きを行う機構の小型化、延
いては計測器自体の小型化が容易であるという効果も得
られる。
の雄ねじ部とハウジングの内周面の雌ねじ部との螺合構
造で構成でき、ワイヤ整列巻きを行う機構の小型化、延
いては計測器自体の小型化が容易であるという効果も得
られる。
【図１】本発明による直線移動長さ計測器の一実施形態
を示す一部切断側面図である。
を示す一部切断側面図である。
【図２】同計測器を図１中の矢印Ａ方向から示す図であ
る。
る。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図４】図１中のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
【図５】図１中のＤ−Ｄ線断面矢視図である。
１ 回転式電位差計（ポテンショメータ） １ａ 回転式電位差計の入力軸 ２ ハウジング ７ ドラム ７ａ ドラム面 １０ ワイヤ（線状体） １１ 渦巻きばね（弾性体） １２ ねじ送り機構 １２ａ 雄ねじ部 １２ｂ 雌ねじ部 Ｍ１ 被計測体
Claims (4)
- 【請求項１】 入力軸の回転角に応じた電気信号を出力
する回転式電位差計と、 この電位差計と一体に取り付け固定され、同電位差計の
入力軸の周りを囲むように形成されたハウジングと、 このハウジング内に収納され、前記入力軸と同軸的に一
体に回転する円筒状のドラム面を有し、かつその入力軸
の軸方向に移動自在のドラムと、 このドラムの軸方向一端側に後端が連結され、先端側が
ドラム面の軸方向他端側に向けて一重に整列巻きされて
ドラム面の軸方向にほぼ直交する方向に延出し、前記ハ
ウジングを貫通して同ハウジングの外方に導出され、被
計測体に連結される線状体と、 前記ドラムに対して前記線状体をドラム面に巻き取る方
向に偏倚力を与える弾性体と、 前記ドラム１回転につき、前記整列巻きされた線状体の
ほぼ１ピッチに相当する距離分だけ、ドラムが軸方向に
移動するよう送りねじピッチが設定されたねじ送り機構
とを具備することを特徴とする直線移動長さ計測器。 - 【請求項２】 弾性体は、ドラムと同心状に形成された
渦巻きばねであることを特徴とする請求項１に記載の直
線移動長さ計測器。 - 【請求項３】 ハウジングの線状体貫通部分にはふっ素
樹脂材料からなる線状体ガイドが取着され、線状体はそ
のガイドの線状体挿通孔を通してハウジング外方に導出
されることを特徴とする請求項１又は２に記載の直線移
動長さ計測器。 - 【請求項４】 線状体は、ステンレス鋼撚り線であるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３に記載の直線移動長
さ計測器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263390A JP2002071302A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 直線移動長さ計測器 |
| US09/940,720 US6609309B2 (en) | 2000-08-31 | 2001-08-29 | Device for measuring the length of linear movement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263390A JP2002071302A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 直線移動長さ計測器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071302A true JP2002071302A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18750940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000263390A Pending JP2002071302A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 直線移動長さ計測器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6609309B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002071302A (ja) |
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| JP2015518562A (ja) * | 2012-03-27 | 2015-07-02 | ビーイー・エアロスペース・インコーポレーテッド | 航空機シート・アクチュエータ用の磁気エンコーダ・システム |
| JP2018112484A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御システム |
| JP2019113127A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | ナブテスコ株式会社 | アクチュエータにおけるピストンユニット位置の検出 |
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| CN101351682B (zh) * | 2006-02-23 | 2011-04-13 | 微-埃普西龙测量技术有限两合公司 | 电缆长度传感器 |
| US7395609B2 (en) * | 2006-09-26 | 2008-07-08 | Spaceage Control, Inc. | 3-dimensional cable guide and cable based position transducer |
| DE102008008278A1 (de) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Winkelmesseinrichtung |
| US9757053B2 (en) * | 2008-02-07 | 2017-09-12 | Thomas J. Richards | Photo scaling guide configured to scale wounds or objects |
| US8123704B2 (en) * | 2008-02-07 | 2012-02-28 | Richards Thomas J | Calibration and measurement system |
| JP5843663B2 (ja) * | 2012-03-05 | 2016-01-13 | アズビル株式会社 | ポテンショメータの劣化診断方法 |
| CN103851999A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-06-11 | 南京工业大学 | 一种电阻式拉线位移计数据采集装置 |
| US10247536B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-04-02 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Differential compensator to reduce uncertainty in determination of movement of a structural member |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4704798A (en) * | 1976-07-06 | 1987-11-10 | Hird Edwin A | Measurement digitizer |
| GB8320569D0 (en) * | 1983-07-29 | 1983-09-01 | Parfitt R H | Instrument scale arrangements |
| US4896012A (en) * | 1989-04-03 | 1990-01-23 | Raycon Corporation | Low friction wire guide for electrical discharge machine |
| US5236144A (en) * | 1992-04-13 | 1993-08-17 | Johnson Service Company | Cable extension linear position transducer |
| DE19520388C2 (de) * | 1995-06-02 | 1997-04-10 | Asm Automation Sensorik Messte | Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem Gehäuse |
| GB9804415D0 (en) * | 1998-03-02 | 1998-04-29 | Gore & Ass | Cable |
| US6168107B1 (en) * | 1998-08-27 | 2001-01-02 | Celesco Transducer Products, Inc. | Restraining means for limiting speeds of a measuring cable returning to a linear transducer which is a cable extension transducer |
| US6269547B1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-08-07 | Hsu-Chen Chuang | Digital cable extension transducer |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263390A patent/JP2002071302A/ja active Pending
-
2001
- 2001-08-29 US US09/940,720 patent/US6609309B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015518562A (ja) * | 2012-03-27 | 2015-07-02 | ビーイー・エアロスペース・インコーポレーテッド | 航空機シート・アクチュエータ用の磁気エンコーダ・システム |
| JP2018112484A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ制御システム |
| JP2019113127A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | ナブテスコ株式会社 | アクチュエータにおけるピストンユニット位置の検出 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6609309B2 (en) | 2003-08-26 |
| US20020023367A1 (en) | 2002-02-28 |
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