JP2007127669A - アナログおよびディジタルのディスプレイユニットを備えた測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】特にディスプレイ装置の配置に関して、特に全体寸法が小さい、非常にコンパクトな装置を供給する。
【解決手段】測定ヘッド2に接続されたディスプレイユニット1は、実質的に正平行六面体形状のケーシング3を備える。ケーシング3はその長さおよび奥行きに対してその幅がかなり小さく、かつ長さおよび幅に対応した寸法を有する前面を有する。この前面上には、実質的に一方がアナログ型で他方がディジタル型の二つのディスプレイ装置が、前面の長さ方向に沿って配置される。プログラミングおよび制御目的とするキーボード8−11が、ケーシングの基部7に配置される。ディスプレイユニット1を外部支持装置に連結するロック装置13は、ケーシングに合わせられ、その機能性に対して全体寸法が極めて小さくされている。
【選択図】図1
【解決手段】測定ヘッド2に接続されたディスプレイユニット1は、実質的に正平行六面体形状のケーシング3を備える。ケーシング3はその長さおよび奥行きに対してその幅がかなり小さく、かつ長さおよび幅に対応した寸法を有する前面を有する。この前面上には、実質的に一方がアナログ型で他方がディジタル型の二つのディスプレイ装置が、前面の長さ方向に沿って配置される。プログラミングおよび制御目的とするキーボード8−11が、ケーシングの基部7に配置される。ディスプレイユニット1を外部支持装置に連結するロック装置13は、ケーシングに合わせられ、その機能性に対して全体寸法が極めて小さくされている。
【選択図】図1
Description
本発明は、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さい、正平行六面体形状のケーシングを有したディスプレイユニットと、実質的に一方がデジタル型で他方がアナログ型とされるとともに、前記長さおよび幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面に設置され、かつ互いに隣り合うように前記前面の長さ方向に沿って配置された2つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードと、測定ヘッドとを備えた測定装置に関する。
電子測定装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法を測定するための装置には、測定および処理に関する限りにおいて、優れた2つのタイプの比較的単純な装置、すなわち「コラム」型または「ダイヤル」型の装置若しくは比較器がある。
前記コラム型の装置は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有した、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さいディスプレイユニット(通常は、電力供給、検出器およびプロセッサとして作動する)を備えている。一方がデジタル型で他方がアナログ型の少くとも2つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードとが、前述した長さと幅に対応した寸法を有した、前記ケーシングの前面に配置される。電気的なコネクタが前記ケーシングの背面に配置され、電力供給ネットワーク、入力装置、より詳しくは、一つ若しくは複数の測定ヘッド、出力装置、リレー類、測定信号プロセッサ、その他とのケーブルを介した接続を提供する。例えば発光ダイオード(LED)、若しくは小さなガス放出チューブから成るセグメントを備えたタイプの前記アナログディスプレイ装置は、一般的に前記前面の長さ方向に沿って、実質的に垂直スケールとして配置される。これに対して、通常は光セグメント型の前記デジタル装置は、前記前面の幅方向に沿って配置される。実際、典型的にそのように呼ばれる「電子コラム」は垂直に配置されるとともに、ケーシングの下側基部に固定された脚によってテーブル若しくは支持平面上に静止する。
また、水平に配置されるとともにテーブル若しくは支持平面上に静止する、前記コラム型に由来する既知の装置においては、両ディスプレイ装置が水平方向に配置される。
これらの電子コラムはかなり嵩張っている。そして、同一のワーク片に対する複数の測定値を表示するために、複数の垂直コラムが並ぶように(水平に配置される装置においては互いに積み重ねられるように)配置される場合には、その全体寸法が、コラムを測定ヘッドからかなりの距離を離して配置しなければならなくしたり、ディスプレイ上の種々の測定値を容易かつ正確に見ることが困難にしたりする不都合を引き起こし得る。
いわゆる「ダイヤル型」の電子比較器機、若しくは米国特許US‐A‐4289382に開示された比較器や欧州特許のEP‐B‐0097520に開示されたもの等は、かなりコンパクトである。これらの比較器は、厚みの小さい実質的に円筒状の、若しくは実質的にプリズム状のケーシングを有したディスプレイユニットを備えている。前記ケーシングの前面には、一方がアナログ型で他方がデジタル型の2つのディスプレイ装置が配置されている。いくつかのキー若しくはキーボードが、前記ケーシングの同じ前面、若しくはその横の表面(環状表面、若しくは矩形状の面)に設置される。測定ヘッド、より詳しくは、いわゆる「カートリッジ型」の測定ヘッドは、機械的カップリングによってディスプレイユニットのケーシングに直接接続され、若しくは遠くに設置されてケーブルを介してディスプレイユニットに接続される。
前記ダイヤル型の比較器は、典型的にロック装置によって外部支持装置に連結されるが、一体型の測定ヘッドを有した比較器の場合には、測定ヘッドのケーシングに連結される。
比較的単純な測定ベンチにおいては、測定ヘッドを一体型のディスプレイユニットと共に使用することが望ましい。例えば、シャフト状のワーク片の複数箇所の直径を測定する、測定位置に手動で配置されるベンチにおいては、装置を(一体型の測定ヘッドと共に)シャフトの軸線方向に並べて配置することが望ましい。しかしながら、例えばシャフトの、密接して配置されたいくつかの断面の直径を測定することが要求される際などに、既知のダイヤル型比較器は並べて配置するには必ずしも適していない。そのような状況の下では、ディスプレイユニットの前面の全体寸法がこの配置を不可能にするとともに、欧州特許EP‐B‐0097520に開示されているように、離して配置される測定ヘッドを備えた装置を使用しなければならない。しかしながら、この構成においても、ディスプレイユニットの前面の全体寸法は、コンパクトかつ容易に読み取れるディスプレイ群の達成を可能にはしない。
本発明の目的は、特にディスプレイ装置の配置に関して、特に全体寸法が小さい、非常にコンパクトな装置を供給することにある。
この目的は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有した、長さおよび奥行きに関して幅がかなり小さいディスプレイユニットと、実質的に一方がデジタル型で他方がアナログ型で、前記長さおよび幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面に設置され、前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された2つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードと、機械的ワーク片の直線寸法を検査するための測定ヘッドとを備えた装置であって、前記キーボードが、前記奥行きおよび前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの基部に配置されるとともに、前記ディスプレイユニットを外部支装置に連結するためのロック装置が、前記ケーシングに連結されるとともに、延長要素(ピン)を含み、この延長要素は、前記ケーシングの幅方向と平行な軸周りに前記測定ヘッドを調整できるようにするための調整装置を介して、前記ケーシングに接続されることを特徴とする測定装置によって達成される。
本発明による装置の機械的および電気的な特徴は、注目に値する機能性と限られたコストとを結びつけることを可能とする。本発明は、複数のディスプレイユニットを互いに並べ、若しくは互いに積み重ねて配置する可能性を提供するとともに、互いに並ぶ方向の全体寸法を最小限にし、とりわけディスプレイ上のデータの迅速かつ容易な読み取り確実にする。これらおよびその他の利点は、装置がディスプレイユニットと一体型の測定ヘッドを有する場合と、装置が遠隔測定ヘッドを有する場合の両方において達成される。
本発明は、添付された図面を参照し、例証を目的としかつ非限定的な目的のために、詳細に記述される。
図1乃至図4に示した装置は、ディスプレイユニット1と、このディスプレイユニット1に堅固に、しかしながら調節可能に連結された測定ヘッド2とを備えている。
前記ディスプレイユニット1は、長さ(すなわち、図1に示した装置においては高さ)および奥行きに対して幅がかなり小さい、実質的に正平行六面体形のケーシング5を有する。その前面4の寸法は、ケーシング3の長さおよび幅に対応する。背面5には、上側基部7に延びるチャンファ(角をそいだ斜面)6が設けられ、この上側基部7には、プログラミングおよび制御のための4つのキー8、9、10および11を有するキーボードが設けられている。
測定ヘッド2、すなわち本実施形態においては、直線方向の寸法を検査するための「カートリッジ」形測定ヘッド2が、ケーシング3の基部12に連結されている。その装置は、外部支持装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法の検査のために手動でワーク片を搭載するベンチ支持具構造に、測定ヘッド2の円筒状のスリーブ13と協動する図示されない連結装置によって堅固に連結される。
ケーシング3の前面4には、前面4の長さ方向に沿って互いに隣接するように配置された、2つのディスプレイ装置14,15が設置されている。
前記ディスプレイ装置14は、アナログに類似したタイプであって、棒グラフ状に直線的に配列された複数の発光ダイオード(LED)を有している。前記配列の側方には、前記ダイオードによって示される測定値と協動する、目盛り付けされたスケール16が設けられている。ダイオードの配列は、1個の中央ダイオードと、この中央ダイオードの両側にそれぞれ配置された10個ずつのダイオードとからなる21個のダイオードを有する。各ダイオードは、緑色、赤色あるいはその組合せ(黄色)の光を選択的に発することができる。
前記ディスプレイ装置15はデジタルタイプであって、7つのセグメントを有する5つの要素のストリングからなり、数値情報あるいはアルファベット文字による単純なメッセージを選択的に提供することができる。
前記測定ヘッド2は、測定ヘッド2の上側部分に堅固に連結された環状ディスク17と、ケーシング3に連結された円筒状表面の形を有する座18と、実質的にC字形の断面形状と90度の角部を有した小さい摩擦プレート19とからなるロックおよび調整のための装置によって、ディスプレイユニット1に連結されている。プレート19は、ディスク17の下側部分を通過させるための下側中央スロットと、図1にその一つが示されている2つの半円形のノッチ20とを有している。プレート19は、基部12に形成されたねじ穴に挿入される図示されないスクリューによって基部12に固定されるとともに、ノッチ20に隣接して生じるわずかな変形によって、ディスク17を接触座18に押し付ける。さらに、ディスク17の厚さはプレート19の(休止状態の下での)幅よりわずかにより大きいので、ディスク17がプレート19内に配置されると、後者は湾曲して適切な量の圧力をディスク17の表面に負荷する。したがって、ディスプレイユニット1と測定ヘッド2の相互の配置を、例えば、点線により示されかつ参照番号2’および2”により識別された測定ヘッドの位置に変更することが可能である。
実際、測定ヘッド2が外部支持装置に固定されるという事実によって、前述の外部支持装置に対するディスプレイユニット1の角度配置を変えることが可能である。前記配置は2つの軸、すなわちディスク17の幾何学的な軸(この軸は、ケーシング3の前記幅の方向と平行である)および円筒状スリーブ13の軸の周りの角度の調整によって変えることができる。
ケーシング3の背面5、より正確にはチャンファ6には、ディスプレイユニット1および測定ヘッド2に対する電力供給のために、かつ種々の入出力機能の達成のために電気的コネクタ21が連結されている。
前述したディスプレイユニット1の構造と、以下に図7を参照して記述する電気回路のタイプは、ディスプレイユニットを、非常に小さいけれども同時に極めて機能的なものとする。プロトタイプは、以下の寸法、すなわち長さ11cm、幅1.2cm、奥行き6.9cmに製作された。明らかにこれらの寸法は変更可能であるが、好ましくは長さは13cmを、幅および奥行きはそれぞれ1.5cmおよび8cmを超えるべきではない。
複数のディスプレイユニット1,1’,1”等が、図示されない遠隔測定ヘッドとともに用いられる際には、図5および図6に示される支持装置30は、測定値の簡単かつ迅速な読みとりを確実なものとするために、前記ディスプレイユニット1,1’,1”等を非常にコンパクトに配置することを可能にする。
前記支持装置30は、実質的に矩形のベースプレート31と、このプレート31の表面上に立設された柱32とを有する。
柱32は、金属から製造されるとともに、C字形の断面形状を有し、かつ前記C字形の両翼部に対向して配置された一対の孔33,34によって画成される座を備え、前記ディスプレイユニット1,1’,1”が柱32に固定されることを可能にする。この目的のために、各ディスプレイユニット1,1’,1”のディスク17はピン35の端部に堅固に連結され、このピン35は、ディスク17に隣接する当接フランジと、ナット36に螺合するねじ部とを有している。図5および図6に示されるように、ピン35の前記フランジおよび前記ナット36は、柱32の両翼部に当接している。
図5に示される前記支持装置30は、最大10台までの、水平に配置され、かつ垂直方向に互いに小さい間隔を開けて重ね合わされたディスプレイユニット1,1’,1”を支持することができる。
さらに、柱32の中央の側面には、関連するディスプレイユニット1,1’,1”若しくは関連する一対の孔33,34とそれぞれ同じ高さに配置された、隣接する2列に配置された10対の座面が設けられている。これらの座面には、磁気プレート39,40を貼り付けることができる。左側に配置された磁気プレート39は、関連するディスプレイユニット1,1’,1”によって表示される測定値のタイプに関するシンボル、若しくはその他の指示を提示することができる。また、右側に配置された磁気プレート40は、測定を識別するための番号を提示することができる。
ディスプレイユニット1,1’,1”に接続されたケーブル41,42は、柱32の内側においてプレート31に連結されたチャネル43の内側に、一緒に集められるとともに、ある部分のためにこのような方法で配置されることができる。
前述したように、図7を参照して説明される電気回路のタイプによって、ディスプレイユニット1の、極めてコンパクトではあるが非常に機能的な構造が実施可能となる。
より詳しく説明すると、図7の単純化されたブロック図は、可変周波数発振回路50を示す。可変周波数発振回路50は、測定ヘッド2の変換器51を備え、この変換器51は、2つのインダクタンス52,53を有しているが、その周波数の値は図1に示した触手55と共に移動可能な磁気コア54の位置に応じて変化する。コア54が中央位置にあるとき、発振回路50の周波数は予め定められた値f0、例えば30kHzである。両インダクタンス52、53は、発振回路50の他の部品57の上方に電気機械式リレー56として模式的に示される電子リレーによって、毎秒あたり数十回の割合で周期的に切り替えられる。それゆえに、コア54が中央位置から予め定められた位置に変位したときに、周波数の差がf1−f2である周波数f1およびf2の2つの信号を供給することが可能である。周波数の差f1−f2、およびそれに伴う周期の差t1−t2は、定められたように、コア54の中央位置からの変位、言い換えれば、チェックされなければならないワーク片の公称値に対する寸法偏差に依存する。発振回路50に接続された回路58が供給する、周期がそれぞれt1およびt2の矩形状の波形を有した2つの信号は、クォーツ発振器61によって供給される一定の周波数fR、例えば1MHzの信号をその入力部で受け取るゲート60を有した変換回路59に到達する。ゲート60の開放は、いくつかの周期、例えば10周期の間、周期t1の信号若しくは周期t2の信号のいずれかによって制御される。カウンタを有した回路62は、ゲート60が開放している間、一定周波数の信号を受け取るとともに、t1−t2、すなわちワーク片寸法の公称値に対する偏差に対応した値を有する信号を供給する。そしてプログラミングおよび駆動回路63は、この信号によって、ディスプレイ装置14、15を駆動する。
図7に示した回路は、ヨーロッパ特許EP‐B‐0097520に記述された回路といくつかの類似性を有するが、いくつかの重要な相違をも有している。第一に、測定ヘッド2の変換器を有した発振器回路50の共振周波数が大幅に低い(500kHzに対して30kHz)。このことは、測定値の検出における応答時間を増加させるが、いずれにせよ、手動で操作されるタイプの装置にとっては最も適している。低い発振周波数の使用によって得られる基本的な利点は、ノイズ、より詳しくは、ディスプレイユニット1を遠隔測定ヘッドに接続するケーブルの容量の変化によって生じるノイズに関する回路の敏感さがかなり減少するということにある。EP‐B‐0097520に開示された前記装置においては、ケーブルを介した送信の前に信号を減衰させるとともに、送信後に信号を増幅させる必要があるが、本発明の装置はこのような操作を必要としない。したがって、図7に模式的に示した前記回路は、安全性の強化およびコストの削減の達成を可能とするが、応答時間の増加は予想される使用に対してそれほど影響を及ぼさない。
次に、ディスプレイユニット1のキーボードのキー8乃至11を示す図4を参照し、マイクロプロセッサを有した回路およびソフトウェアによって達成されるディスプレイ装置のいくつかの機能的な特徴を説明する。キー8乃至11は、システムの状態(測定、較正なし、ゼロ設定なし、較正、エラー)に依存する多機能キーである。
キー11は、ディスプレイユニット1に接続された測定ヘッド2の変換器51のコア54の決定された位置における読みのゼロ設定を可能とする。システムがゼロ設定機能をキー11に割り当てている状態においては、ゼロ設定の操作は、キー11を押した後にキー11を解放することによって実行される。キーの解放は、数秒の遅延時間をスタートさせる。そして、この遅延時間が終了するときにゼロ設定が実行される。この特徴は、測定ヘッド2がディスプレイユニット1に一体化されている場合に重要である。つまり、キー11に負荷される圧力は測定ヘッドに応力を生じさせ、その結果としてゼロ設定に誤差を生じさせるのである。
プログラミング状態においては、キー8および9を適切にかつ順番に押すことによって以下のことが可能となる。
まず、デジタル表示、およびデジタル・ディスプレイ装置15から供給されるメッセージの配置を設定することにより、180度反転させた2つの水平位置におけるディスプレイユニット1上での読み取りを可能にすること。
次に、例えばディスプレイユニット1が垂直位置に配置されている時に、デジタル・ディスプレイ装置15を非活性化させること。
本明細書に記載された発明は、線形寸法の測定とは異なるタイプの測定に対しても適用することが可能である。
1 ディスプレイユニット
2 測定ヘッド
3 ケーシング
4 前面
5(6) 背面
7 基部
8−11 キーボード
12 反対側の基部
13,35 ロック装置
35 ピン(延長要素)
14 アナログ・ディスプレイ装置
15 デジタル・ディスプレイ装置
21 電気コネクタ
30 外部支持装置
2 測定ヘッド
3 ケーシング
4 前面
5(6) 背面
7 基部
8−11 キーボード
12 反対側の基部
13,35 ロック装置
35 ピン(延長要素)
14 アナログ・ディスプレイ装置
15 デジタル・ディスプレイ装置
21 電気コネクタ
30 外部支持装置
Claims (11)
- 実質的に正平行六面体形状のケーシング(3)を有し、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さなディスプレイユニット(1)と、
実質的に一方(14)がアナログ型で他方(15)がデジタル型で、前記長さおよび前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面(4)に設置され、前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された2つのディスプレイ装置と、
プログラミングおよび制御を目的とするキーボード(8−11)と、
機械的ワーク片の直線寸法を検査するための測定ヘッド(2)と
を備えた測定装置であって、
前記キーボード(8−11)が、前記奥行きおよび前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの基部(7)に配置され、
前記ディスプレイユニット(1)を外部支持装置(30)に連結するロック装置(13;35)が、前記ケーシングに連結されるとともに、延長要素(35)を含み、この延長要素(35)は、前記ケーシングの幅方向と平行な軸周りに前記測定ヘッドを調整できるようにするための調整装置(17−20)を介して、前記ケーシングに接続されることを特徴とする測定装置。 - 前記ロック装置(13;35)が、前記キーボードが配置された前記ケーシングの前記基部(7)とは反対側の基部(12)で連結されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記延長要素(35)は端部ねじ部を有し、前記ロック装置は、前記ディスプレイユニット(1)を前記外部支持装置(30)に連結するために前記ねじ部と螺合するように構成されたナット(36)を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記キーボードが10個未満のキー(8−11)を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の装置。
- 前記ケーシング(3)の前記長さおよび前記幅に対応した寸法を有する背面(5,6)に配置された電気コネクタ(21)を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の装置。
- 前記アナログ・ディスプレイ装置(14)が、前記長さ方向に沿って整列された、複数の発光要素を有するタイプであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の装置。
- 前記アナログ・ディスプレイ装置(14)の前記発光要素は、緑色、赤色および黄色の光を選択的に放つダイオードから構成されることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記デジタル・ディスプレイ装置(15)が、水平方向に読み取り可能な表示を表示できるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の装置。
- 前記ディスプレイユニット(1)の180度反転させた2つの水平位置に応じて読み取り可能な表示を選択的に表示させるために、前記キーボード(8‐11)が前記デジタルディスプレイ装置(15)の駆動を制御するように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記キーボード(8−11)が、前記デジタルディスプレイ装置(15)を非活性化するように構成されていることを特徴とする請求項8または9に記載の装置。
- キー(11)を解放すると予め定めた遅延時間後にゼロ設定が生じるように制御するためのキー(11)を、前記キーボード(8−11)が備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の装置。
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