JP2015194411A - 角度測定器 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる角度測定器を提供する。【解決手段】本発明の角度測定器は、被測定錐形状の錐体面5に当接する第一球面13を有し、第一球面の中心が被測定錐形状の中心軸C上に配置される第一測定部材1と、被測定錐形状の錐体面5に当接し第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面14を有し、第二球面の中心が被測定錐形状の中心軸上に配置される第二測定部材2と、第一測定部材の第一球面の中心と第二測定部材の第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段3、とを具備する。【選択図】図3
Description
本発明は、被測定錐形状の頂角の角度を測定する角度測定器に関する。
従来、円錐体の頂角の角度を測定する角度測定器として、図10に示すような角度測定器が知られている。この角度測定器は、ゲージ本体101の端部に、被加工物108に円錐面を加工する円錐面加工装置の被加工物チャック装置102に固定されるチャック固定部103が設けられ、このチャック固定部103を介してゲージ本体101は被加工物チャック装置102に装着されている。このとき、ゲージ本体101はチャック装置102の回転中心軸線104方向に沿って配置されている。ゲージ本体101には、所定距離を置いて複数個の球状体105が膨出形成されている。加工具をスライド移動せしめる移動基準直線106に沿って複数個の球状体105と移動基準直線106との距離を複数個の測定器107により測定する。このように測定された測定値から移動基準直線106と回転軸線104方向との傾斜角θを導出することができる。
しかしながら、前記従来の角度測定器はゲージ本体101と複数個の測定器107が別体となっている。傾斜角θを測定するためには、測定のたびに測定器107を移動基準直線106上の所定の場所に配置する必要があり、測定器107が正確に配置されないと正確な球状体105と移動基準直線106との距離が得られない。従って、熟練の測定者でないと正確な傾斜角θの角度が得られないおそれがある。また、ゲージ本体101が円錐面加工装置に固定されていることから、被加工物108が円錐面加工装置に固定された状態でないと傾斜角θを測定することができず、使用用途が限定的になるおそれがある。また、傾斜角θの導出に複数個の測定値を必要とするため、ひとつの測定値のみから傾斜角θが所定の寸法公差内で加工されているか否かを判断することは困難である。従って、円錐面の傾斜角θの寸法を円滑に管理するためには、測定器107を情報処理端末に接続する必要がある。そのため、角度測定器が大がかりになりやすく、円錐面加工装置のそばで加工の合間に使用するには使用しづらくなるおそれがある。
本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる、角度測定器を提供することである。
請求項1の発明によれば、被測定錐形状の錐体面に当接する第一球面を有し、前記第一球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第一測定部材と、前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面を有し、前記第二球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第二測定部材と、前記第一測定部材の前記第一球面の中心と前記第二測定部材の前記第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
すなわち、請求項1の発明では、実際に測定する箇所が一箇所であるため、高い精度で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。また、第一測定部材及び第二測定部材の外周面を被測定錐形状の錐体面に内接させることによって、測定部材の中心軸と被測定錐形状の中心軸とを容易に合わせることができ、被測定錐形状の頂角の角度を簡単な操作で正確に測定することができる。
請求項2の発明によれば、前記第一測定部材および第二測定部材の形状が球形状であることを特徴とする請求項1に記載の角度測定器が提供される。
すなわち、請求項2の発明では、請求項1の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
請求項3の発明によれば、被測定錐形状の錐体面に当接し第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される環形状の第一測定部材と、前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する環形状の第二測定部材と、前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
すなわち、請求項3の発明では、請求項1の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
請求項4の発明によれば、一端部に被測定錐形状の錐体面に当接する、第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される筒形状の第一測定部材と、一端部に前記被測定錐形状の錐体面に当接する、前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する筒形状の第二測定部材と、前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
すなわち、請求項4の発明では、請求項1の発明と同様に、簡単な操作で被測定錐形状の頂角の角度を正確に測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
請求項5の発明によれば、被測定錐形状の中心軸と直交する第一平面を含む第一測定部材であって、前記第一測定部と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第一平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第一交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第一当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第一測定部材と、前記被測定錐形状の中心軸と直交する第二平面を含む第二測定部材であって、前記第二測定部と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第二平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第二交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第二当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第二測定部材と、前記第一当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第一中心点と、第二当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第二中心点と、の間の距離を測定する距離測定手段と、を具備したことを特徴とする角度測定器が提供される。
すなわち、請求項5の発明では、請求項1の発明と同様に、高い精度で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるだけでなく、測定値によって被測定錐形状の頂角の角度を管理することができる。
請求項6の発明によれば、前記第一測定部材と前記第二測定部材とが板形状であることを特徴とする請求項5に記載の角度測定器が提供される。
すなわち、請求項6の発明では、第一測定部材と第二測定部材とが板形状であるので、第一測定部材と第二測定部材を容易に製造することができる。
請求項7の発明によれば、前記第一測定部材および前記第二測定部材の一方が前記被測定錐形状の中心軸と平行に延びる支持部材に固定され、前記第一測定部材および前記第二測定部材の他方が前記支持部材に沿って前記被測定錐形状の中心軸方向に移動自在に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の角度測定器が提供される。
すなわち、請求項7の発明では、第一測定部材が支持部材に固定され、第二測定部材が支持部材に移動可能に装着され、角度測定器が一体的に組み立てられているので、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定ができる。また、角度測定器がコンパクトな構成であるので、様々な場所や用途に使用することができる。
請求項8の発明によれば、前記距離測定手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の角度測定器が提供される。
すなわち、請求項8の発明では、距離測定手段がリニアゲージであるので、角度測定器を簡単に操作することができる。
本発明において、被測定錐形状とは一点から放射状に伸びる直線によって形成され、頂点から底面への垂線が底面の重心を通る錐状の形状である。被測定錐形状の例としては、円錐や、三角錐、四角錐等の角錐のほか、錐体面と平行なふたつの平面とによって囲まれるこれらの錐台等の形状が挙げられる。また、被測定錐形状は錐形状の立体または任意の立体に形成された錐形状の空間またはくぼみにより画定される。よって、角度測定器は、被測定錐形状が錐形状の立体により画定されるときは、被測定錐形状の錐体面に外接することによって、被測定錐形状が錐形状の空間またはくぼみにより画定されるときは、被測定錐形状の錐体面に内接することによって、被測定錐形状の頂角の角度を測定する。
また、本発明において、球面とは中心から一定の距離にある点の集合であり、球面を有する形状とは、少なくとも周面の一部に球面が形成されている形状である。球面を有する形状としては、例えば、球形状はもちろんのこと、円柱形状の一端部に半球形状が形成された形状や、三角柱形状の一端部の各頂点が球面に置き換わった形状や、被測定錐形状の中心軸に直交する方向に延びる板の両端部に球面が形成された形状などが挙げられる。また、本発明において、球形状とは真球又は真球の一部によって画定される形状である。つまり、球形状は真球のほか、球の一部とひとつの平面から形成される球欠形状や平行なふたつの平面とそれらの平面に挟まれる球の一部から形成される球台形状でもよい。すなわち、球形状は、半円または半円の一部をその半径を軸として回転させた軌跡から得られる立体形状であればよい。また、本発明において、板形状とは水平方向の長さが鉛直方向の長さよりも長い形状であり、例えば、円板形状、矩形板形状、星形板形状、環状板形状、などが挙げられる。
請求項1乃至請求項8に記載の発明によれば、簡単な操作方法で被測定錐形状の頂角の角度を正確かつ安定的に測定することができる角度測定器を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
―請求項1に係る発明の実施形態―
以下、図1乃至図3を参照して、請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図1は請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図であり、図2aおよび図2bは図1の角度測定器の使用方法を示す縦断面図であり、図3は図1の角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が球形状に形成され、距離測定手段がリニアゲージ3である。また、本実施形態では、ブロック4に形成された円錐台形状のくぼみが被測定錐形状となり、くぼみの内周面が錐体面5となる。また、この錐体面5の中心軸Cから傾斜角θが本実施形態の角度測定器によって測定される。
以下、図1乃至図3を参照して、請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図1は請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図であり、図2aおよび図2bは図1の角度測定器の使用方法を示す縦断面図であり、図3は図1の角度測定器の使用状態を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が球形状に形成され、距離測定手段がリニアゲージ3である。また、本実施形態では、ブロック4に形成された円錐台形状のくぼみが被測定錐形状となり、くぼみの内周面が錐体面5となる。また、この錐体面5の中心軸Cから傾斜角θが本実施形態の角度測定器によって測定される。
本実施形態では、第一測定部材1はステンレススチール(以後、SUSと記す。)製である。第一測定部材1は球形状に形成されている。更に詳しくは、第一測定部材1は、球と平行なふたつの平面とが交わったときに、平行なふたつの平面とそれらの平面に挟まれる球の一部とから形成される球台形状に形成されている。第一測定部材1の中心軸は被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置されている。第一測定部材1の上面(図1では上側)および底面(図1では下側)は平坦に形成され、被測定錐形状の中心軸Cと直交している。第一測定部材のその他の面には球面が形成され、この球面が第一球面13となる。第一測定部材1の中央には、リニアゲージ3の軸部11が摺接して挿入される貫通孔が形成されている。
第一測定部材1の第一球面13は測定錐体の錐体面5と線接触する。本実施形態では、被測定錐形状の錐体面5と第一測定部材1が接触している線を第一当接線とし、第一当接線上の任意の点を第一当接点6とする。また、本実施形態では、第一測定部材1の第一球面13の中心点を第一中心点8とする。すなわち、第一当接点6を起点として錐体面に直交する直線と被測定錐形状の中心軸Cとが交差する点が第一中心点8となる。
本実施形態では、第二測定部材2はSUS製である。第二測定部材2は第一測定部材1よりも小さい半径を有する球形状に形成されている。更に詳しくは、第二測定部材2は球とひとつの平面とが交わったときに、ひとつの平面と球の一部とから形成される球欠形状に形成されている。第二測定部材2の中心軸は被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置されている。第二測定部材2の平面は平坦に形成され、被測定錐形状の中心軸Cと直交している。第二測定部材のその他の面には球面が形成され、この球面が第二球面14となる。第二測定部材2の平面の中央には、リニアゲージ3の軸部11が螺合される雌ネジ部が設けられた、第二測定部材2の平面に対して垂直に延びるネジ穴が形成されている。本実施形態では、リニアゲージ3の軸部11が第一測定部材1および第二測定部材2の支持部材となり、軸部11は、被測定錐形状の中心軸Cに重なってこれと平行に延びている。
第二測定部材2の第二球面14は被測定錐形状の錐体面5と線接触する。本実施形態では、被測定錐形状の錐体面5と第二測定部材2が接触している線を第二当接線とし、第二当接線上の任意の点を第二当接点7とする。また、本実施形態では、第二測定部材2の第二球面14の中心点を第二中心点9とする。すなわち、第二当接点7を起点として錐体面に直交する直線と被測定錐形状の中心軸Cとが交差する点が第二中心点9となる。
リニアゲージ3は第一中心点8と第二中心点9との間の距離(以後、L1と記す。)を測定する距離測定手段である。リニアゲージ3は軸部11と本体部10から構成されている。軸部11は本体部10に装着されており、一部は本体部10の内部に組み込まれている。軸部11は先端に第二測定部材2が螺合される雄ネジ部を有し、均一の外径を有する棒形状に形成されている。軸部11はその長さ方向に沿って本体部10方向に直動自在に装着されており、軸部11が本体部10方向への力を受けると軸部11の一部が本体部10の内部に収容される。本体部10は軸部11の直動方向の変位を測定する。本体部10には測定値を情報処理端末(図示せず)に出力するための出力端子12が設けられ、本体部10で得られた測定値は情報処理端末に転送される。なお、リニアゲージ3で実測される距離は第一測定部材1の底面から第二測定部材2の平面までの距離(以後、L2と記す。)である。実測されたL2に第一中心点8から第一測定部材1の底面までの距離(以後、L3と記す。)と第二中心点9から第二測定部材2の平面までの距離(以後、L4と記す。)とを加算することによってL1の値が得られる。ここで、L3とL4は第一測定部材1および第二測定部材2を設計するときに明らかになる値である。このように、請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器は少ない部品でコンパクトに形成されているので、様々な場所で使用することができ、組み立ても容易である。
次に、請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図2a、図2bおよび図3を参照して説明する。まず、図2aに示されるように、第二測定部材2をリニアゲージ3の本体部10の方向に移動させ、本体部10と第一測定部材1、第一測定部材1と第二測定部材2とを当接させる。この状態ではL2=0となる。次に、ブロック4に形成された被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸とを合わせながら、第二測定部材2を先頭にして角度測定器をブロック4のくぼみに挿入する。角度測定器をブロック4の被測定錐形状のくぼみに挿入していくと、図2bに示されるように、第一測定部材1および第二測定部材2の外周面が被測定錐形状の錐体面5に当接する。このとき、第一測定部材1および第二測定部材2は球形状であり、第一球面13および第二球面14が被測定錐形状の錐体面5に当接するので、第一測定部材1および第二測定部材2が被測定錐形状の錐体面5を損傷させることを防ぐことができる。また、第一測定部材1および第二測定部材2が被測定錐形状の錐体面5に安定して当接するので、被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸がずれることがなく、熟練を要さなくても、寸法を安定かつ正確に測定することができる。さらに、角度測定器をブロック4の被測定錐形状のくぼみに挿入していくと、図3に示されるように、軸部11が本体部10方向に移動し、第一測定部材1の上面が本体部10に当接する。このとき、L2が測定される。測定されたL2の値は本体部10の測定値表示部(図示せず)に表示されるとともに、出力端子12に接続された出力ケーブル(図示せず)から情報処理端末に出力される。さらに、情報処理端末でL2にL3とL4とを加算することによってL1の値が得られる。このように、請求項1に係る発明の実施形態に係る角度測定器は、第一測定部材1と第二測定部材2とリニアゲージ3とが一体となっており、扱いやすいので、様々な用途や場所で使用することができる。
次に、実測されたL1から被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θを求める過程について説明する。まず、第一当接点6から第一中心点8までの距離である第一測定部材1の第一球面13の半径(以後、R1と記す。)と第二当接点7から第二中心点9までの距離である第二測定部材2の第二球面14の半径(以後、R2記す。)とから、R1からR2を差し引いた距離(以後、R1−R2と記す。)が算出される。ここで、R1とR2は第一測定部材1および第二測定部材2を設計するときに明らかになる値であり、第一測定部材1および第二測定部材2を高い精度で製造することによって正確な値を得ることができる。被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θは、図3に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ=sin−1((R1−R2)/L1)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L2の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てリニアゲージ3に接続された情報処理端末によって行われる。このように、請求項1に係る発明の角度測定器は、測定箇所がL2の一か所であるため、小さな誤差で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。また、L2の測定値とL2から導出される角度との換算表を作成することによって、情報処理端末を使用しなくても、簡単かつ速やかに被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。
θ=sin−1((R1−R2)/L1)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L2の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てリニアゲージ3に接続された情報処理端末によって行われる。このように、請求項1に係る発明の角度測定器は、測定箇所がL2の一か所であるため、小さな誤差で被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。また、L2の測定値とL2から導出される角度との換算表を作成することによって、情報処理端末を使用しなくても、簡単かつ速やかに被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。
請求項1に係る発明の角度測定器は被測定錐形状の頂角の角度を測定するだけでなく、寸法公差を管理することもできる。角度測定器のL3、L4、R1、R2の値は第一測定部材1および第二測定部材2が製造されたときに決められており、角度測定器の中で測定誤差を含み得る値はL2とL2に起因して変化するL1だけである。従って、被測定錐形状の頂角の角度の最大許容寸法と最小許容寸法からそれぞれに対応するL2の寸法を導出することによって、被測定錐形状の頂角の角度の寸法公差に対応したL2の寸法公差を導出することができる。L2の寸法公差を用いることで、L2の値を測定するだけで角度を算出しなくてもブロック4に形成された被測定錐形状の頂角の角度が所定の寸法公差内で形成されているか否かを管理することができる。被測定錐形状の頂角の角度寸法の管理はL2の測定値のみで可能なため、角度測定器を情報処理端末に接続する必要もなく、角度測定器ひとつで簡単に行うことができる。従って、請求項1に係る発明の角度測定器は、例えば、ブロック4に被測定錐形状のくぼみを形成する加工の合間や、ブロック4を部品として受け入れるときに行われる検査など、様々な状況で使用することができる。
―請求項3に係る発明の実施形態―
以下、図4を参照して、請求項3に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図4は請求項3に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が環形状に形成され、距離測定手段がデジタルノギス23であり、第一測定部材1および第二測定部材2はそれぞれ第一アダプタ24および第二アダプタ25を介して着脱自在にデジタルノギス23に装着されている。なお、図4では請求項1に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図1乃至図3と同一の符号を付し、以下では請求項1に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
以下、図4を参照して、請求項3に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図4は請求項3に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が環形状に形成され、距離測定手段がデジタルノギス23であり、第一測定部材1および第二測定部材2はそれぞれ第一アダプタ24および第二アダプタ25を介して着脱自在にデジタルノギス23に装着されている。なお、図4では請求項1に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図1乃至図3と同一の符号を付し、以下では請求項1に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態では、第一測定部材1はSUS製であり、円環形状に形成されている。第一測定部材1は第一円弧21が連続して形成された第一円弧面を有し、第一測定部材1の中心軸は、ブロック4に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置されている。第一測定部材1の内周面および外周面には、第一測定部材1とデジタルノギス23とを連結する第一アダプタ24を挿入する複数のスリット26が形成されている。また、第一測定部材1の第一円弧21の中心点を第一中心点31とする。
本実施形態では、第二測定部材2はSUS製であり、第一測定部材1と同様に円環形状に形成されている。第二測定部材2は第一円弧21と同じ半径を有する第二円弧22が連続して形成された第二円弧面を有し、第二測定部材2の中心軸は被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置されている。また、第二測定部材2の円環形状は第一測定部材1よりも小さい半径を有している。第二測定部材2の内周面および外周面には、第二測定部材2とデジタルノギス23とを連結する第二アダプタ25を挿入する複数のスリット26が形成されている。また、第二測定部材2の第二円弧22の中心点を第二中心点32とする。
本実施形態では、第一アダプタ24および第二アダプタ25はポリ塩化ビニル(PVC)製であり、板形状に形成されている。第一アダプタ24および第二アダプタ25の長手方向の一方の端面にはデジタルノギス23のそれぞれ移動側ジョウ27、固定側ジョウ28を着脱自在に装着するためのスリット33が形成されている。第一アダプタ24および第二アダプタ25の長手方向の他方の端部はそれぞれ第一測定部材1および第二測定部材2のスリット26に着脱自在に装着される。第一測定部材1とデジタルノギス23との間に第一アダプタ24を、そして第二測定部材2とデジタルノギス23との間に第二アダプタ25を介在させることによって、汎用的なデジタルノギス23に第一測定部材1および第二測定部材2を装着することが容易になる。また、第一測定部材1、第二測定部材2、第一アダプタ24、第二アダプタ25およびデジタルノギス23をそれぞれ上述のように着脱自在に連結することによって、被測定錐形状の大きさに適した第一測定部材1、第二測定部材2、第一アダプタ24、第二アダプタ25およびデジタルノギス23を選択することができる。本実施形態では、第一アダプタ24および第二アダプタ25は一枚の板から形成されているが、複数の板を組み合わせて伸縮自在としてもよく、特に限定されない。
デジタルノギス23は第一円弧21および第二円弧22の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸Cと直交する面までの最短距離(以後、L5と記す。)を測定する距離測定手段である。デジタルノギス23の固定側ジョウ28には第二アダプタ25を介して第二測定部材2が着脱自在に装着されている。このとき、固定側ジョウ28の測定面28mと第二円弧22の中心点すなわち第二中心点32を含み被測定錐形状の中心軸Cに直交する仮想平面とは同一平面上に配置されている。また、移動側ジョウ27には第一アダプタ24を介して第一測定部材1が着脱自在に装着されている。このとき、移動側ジョウ27の測定面27mと第一円弧21の中心点すなわち第一中心点31を含み被測定錐形状の中心軸Cに直交する仮想平面は同一平面上に配置されている。移動側ジョウ27が固定されている移動部材29には測定値を情報処理端末(図示せず)に出力するための出力端子12が設けられている。本実施形態では、デジタルノギス23の本体部材30が第一測定部材1および第二測定部材2の支持部材となり、本体部材30は、被測定錐形状の中心軸Cと平行に延びている。
本実施形態では、第一測定部材1と第二測定部材2の形状はともに円環形状に形成されているが、環形状であれば特に限定されることはなく、例えば、断面が正方形や正三角形の環形状でもよい。また、本実施形態では、第一測定部材1と第二測定部材2はともに被測定錐形状の中心軸Cを回転軸として円形を回転させた軌跡から得られた円環形状の立体であるが、環形状が完全に連続して繋がっている必要はなく、図5aに示されている角度測定器のように、被測定錐形状の中心軸Cを中心とした円周上に離間して配置されてもよい。また、第一測定部材1と被測定錐形状の錐体面5とが当接する点と、第二測定部材2と被測定錐形状の錐体面5とが当接する点と、被測定錐形状の中心軸Cとが同一平面上に配置されていれば、第一測定部材1と第二測定部材2の形状が異なっていてもよい。
次に、請求項3に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について説明する。まず、角度測定器の第一測定部材1と第二測定部材2との間隔を十分に拡げる。そして、ブロック4に形成された円錐形状である被測定錐形状のくぼみに、角度測定器を被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸とを合わせながら、第二測定部材2を先頭にして挿入し、第二測定部材2の第二円弧面を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。次に、デジタルノギス23の移動部材29を本体部材30に対して摺動させ、第一測定部材1を被測定錐形状の錐体面5に向かって移動させ、第一測定部材1の第一円弧面を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。第一測定部材1および第二測定部材2はそれぞれ、第一円弧面及び第二円弧面が被測定錐形状の錐体面5に当接するので、ブロック4に形成された被測定錐形状の錐体面5を損傷させることなく、安定して錐体面5に当接する。第一測定部材1と第二測定部材2が錐体面5に当接すると、第一円弧21および第二円弧22の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸Cと直交する面との最短距離、すなわち、L5が測定される。測定されたL5の値は移動部材29の測定値表示部(図示せず)に表示されるとともに、出力端子12に接続された出力ケーブル(図示せず)から情報処理端末に出力される。
次に、実測されたL5から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一中心点31と被測定錐形状の中心軸Cとの最短距離(以後、R3と記す。)と第二中心点32と被測定錐形状の中心軸Cとの最短距離(以後、R4と記す。)とから、R3からR4を差し引いた距離(以後、R3−R4と記す。)が算出される。被測定錐形状の錐体面5の中心軸からの傾斜角θは、図4に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ=tan−1((R3−R4)/L5)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L5の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材29に接続された情報処理端末によって行われる。
θ=tan−1((R3−R4)/L5)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L5の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材29に接続された情報処理端末によって行われる。
本実施形態では、角度測定器はブロック4に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状の頂角の角度を測定するために用いられているが、円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定される形状である被測定錐形状の頂角の角度を測定することもできる。すなわち、図5bのように、第一測定部材1および第二測定部材2の外周面に形成されたそれぞれのスリット26にそれぞれ第一アダプタ24および第二アダプタ25を装着する。このようにすることによって、第一測定部材1および第二測定部材2の外側にデジタルノギス23を装着することができ、第一測定部材1および第二測定部材2の内周面を被測定錐形状の錐体面5に当接させることによって、被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。
―請求項4に係る発明の実施形態―
以下、図6を参照して、請求項4に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図6は請求項4に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が筒形状に形成され、距離測定手段が後述する目盛である。本願第三発明では、被測定錐形状は円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定される形状である。なお、図6では請求項3に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図4と同一の符号を付し、以下では請求項3に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
以下、図6を参照して、請求項4に係る発明の実施形態に係る角度測定器について説明する。図6は請求項4に係る発明の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が筒形状に形成され、距離測定手段が後述する目盛である。本願第三発明では、被測定錐形状は円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定される形状である。なお、図6では請求項3に係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図4と同一の符号を付し、以下では請求項3に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態では、第一測定部材1はSUS製であり、円筒形状に形成されている。第一測定部材1の一端部は断面半円形状に形成されており、この半円形状が第一円弧41となる。また、第一測定部材1の第一円弧41の中心点を第一中心点43とする。第一測定部材1の中心軸は被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置される。
本実施形態では、第二測定部材2はSUS製であり、円筒形状に形成されている。第二測定部材2の高さは第一測定部材1と同じ高さに形成され、第二測定部材2の外径は第一測定部材1の内径よりわずかに小さく形成されている。第二測定部材2は第一測定部材1の内側に入れ子式に収納され、第二測定部材2の中心軸線方向に進退自在に配置されている。第二測定部材2の一端部は断面半円形状に形成されており、この半円形状が第二円弧42となる。第一円弧41と第二円弧42は同じ半径を有している。第二測定部材2の他端側の外周面には目盛(図示せず)が刻印されており、目盛は第一中心点43と第二中心点44との間の距離(以後、L6と記す。)を測定する距離測定手段となる。また、第二測定部材2の第二円弧42の中心点を第二中心点9とする。第一測定部材1の中心軸は被測定錐形状の中心軸Cと同一軸線上に配置される。
次に、請求項4に係る発明の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について説明する。まず、角度測定器を被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸とを合わせる。次に、角度測定器の一端部を先頭にして、円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定されている被測定錐形状の頂部に角度測定器を被せていき、第一円弧41および第二円弧42の内周面を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。このとき、第一測定部材1および第二測定部材2は被測定錐形状の錐体面5を損傷させることなく、安定して錐体面に当接する。第一測定部材1と第二測定部材2が錐体面5に接触すると、第一中心点43および第二中心点44の一方から、他方を含み被測定錐形状の中心軸Cと直交する面までの最短距離(すなわち、L6)が第一測定部材1の他端面と第二測定部材2の他端面との距離を目盛で読むことができる。目盛を読むことによって測定されたL6の値は手動によって情報処理端末に入力される。
次に、実測されたL6から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一中心点43と被測定錐形状の中心軸Cとの最短距離(以後、R5と記す。)と第二中心点44と被測定錐形状の中心軸Cとの最短距離(以後、R6と記す。)とから、R5からR6を差し引いた距離(以後、R5−R6と記す。)が算出される。被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θは、図6に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ=tan−1((R5−R6)/L6)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L6の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て情報処理端末によって行われる。
θ=tan−1((R5−R6)/L6)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L6の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て情報処理端末によって行われる。
請求項4に係る発明の実施形態では、第一円弧41および第二円弧42がそれぞれ第一測定部材1および第二測定部材2の一端部に、一端部の断面形状が半円形状になるように形成されているが、円弧が錐体面に当接することができる形状であれば、特に限定されない。例えば、第一測定部材1(第二測定部材2)の一端部の一方の側のみの形状が、第一円弧41(第二円弧42)が形成された形状(図7a(a))、断面半円形状の第一円弧41(第二円弧42)が形成された形状(図7a(b))、または断面略円形状の第一円弧41(第二円弧42)が形成された形状(図7a(c))であってもよい。また、請求項4に係る発明の実施形態では、第二測定部材2が第一測定部材1に入れ子式に収納され、距離測定手段として第二測定部材2の外周面に目盛が刻印されているが、請求項3に係る発明の実施形態のように、距離測定手段としてデジタルノギス23を用いてもよい。例えば、図7bに示すように、デジタルノギス23の固定側ジョウ28を、第二アダプタ25を介して第一測定部材1に固定し、移動側ジョウ27を、第一測定部材1に被測定錐形状の中心軸Cに沿って形成されているスリット45を通過する第一アダプタ24を介して第二測定部材2に固定することによって、デジタルノギス23を距離測定手段として用いることができる。このとき、第一測定部材1に形成されているスリット45によって、移動側ジョウ27を被測定錐形状の中心軸C方向に進退自在に移動させることができる。それにより、第一中心点43および第二中心点44の一方から、他方を含み被測定錐形状の中心軸Cと直交する面までの最短距離(すなわち、L6)を、デジタルノギス23によって測定することができる。図7bに示されている角度測定器では、デジタルノギス23の本体部材30が第一測定部材1および第二測定部材2の支持部材となり、本体部材30は、被測定錐形状の中心軸Cと平行に延びている。
―請求項5に係る発明の第一の実施形態―
以下、図8を参照して、請求項5に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器について説明する。図8は請求項5に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2は円環形薄板形状で形成され、第一測定部材1は支持部材に固定され、第二測定部材2は支持部材に摺接し移動自在に装着され、距離測定手段はデジタルノギス23である。また、本実施形態では、被測定錐形状は円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定される形状である。なお、図8では請求項3係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図4と同一の符号を付し、以下では請求項3に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
以下、図8を参照して、請求項5に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器について説明する。図8は請求項5に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2は円環形薄板形状で形成され、第一測定部材1は支持部材に固定され、第二測定部材2は支持部材に摺接し移動自在に装着され、距離測定手段はデジタルノギス23である。また、本実施形態では、被測定錐形状は円錐形状のブロック4の錐体面5によって画定される形状である。なお、図8では請求項3係る発明の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図4と同一の符号を付し、以下では請求項3に係る発明の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態では、第一測定部材1はSUS製であり、円環形薄板形状に形成されている。第一測定部材1の上面および底面は平坦に形成され、上面および底面を含む平面は被測定錐形状の中心軸Cと直交している。第一測定部材1の外周縁にはデジタルノギス23の固定側ジョウ28が固定されている。第一測定部材1の底面の内周縁51は直角に形成され、内周縁51が被測定錐形状の錐体面5に線接触する。ここで、第一測定部材1の底面を含む仮想平面が第一平面となり、第一平面と被測定錐形状の錐体面5との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では内周縁51で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、内周縁51上の任意の点が第一当接点6となり、内周縁51で囲まれる仮想平面の中心が第一中心点52となる。すなわち、第一当接点6を起点とした線と被測定錐形状の中心軸Cとが直交する点が第一中心点52となる。
本実施形態では、第二測定部材2はSUS製であり、外径は第一測定部材1と同一であり、内径は第一測定部材1よりも小さな円環形薄板形状に形成されている。第二測定部材2の上面および底面は平坦に形成され、上面および底面を含む平面は被測定錐形状の中心軸Cと直交している。第二測定部材2の外周縁にはデジタルノギス23の移動側ジョウ27が固定されている。第二測定部材2の中心軸は第一測定部材1の中心軸と同一軸線上に配置されている。第二測定部材2の底面の内周縁54は直角に形成され、内周縁54が被測定錐形状の錐体面5に線接触する。ここで、第二測定部材2の底面を含む仮想平面が第二平面となり、第二平面と被測定錐形状の錐体面5との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では内周縁54で囲まれる仮想平面が第二交差面となり、内周縁54上の任意の点が第二当接点7となり、内周縁54で囲まれる仮想平面の中心が第二中心点53となる。すなわち、第二当接点7を起点とした線と被測定錐形状の中心軸Cとが直交する点が第二中心点53となる。
デジタルノギス23は第一中心点52と第二中心点53との間の距離(以後、L7と記す。)を測定する距離測定手段である。デジタルノギス23の固定側ジョウ28には、固定側ジョウ28の測定面28mと第一測定部材1の底面とが同一平面上に配置されるように、第一測定部材1が固定されている。また、移動側ジョウ27には、移動側ジョウ27の測定面27mと第二測定部材2の底面とが同一平面上に配置されるように、第二測定部材2が固定されている。移動側ジョウ27が固定されている移動部材29には測定値を情報処理端末(図示せず)に出力するための出力端子12が設けられている。本実施形態では、デジタルノギス23の本体部材30が支持部材となり、本体部材30は被測定錐形状の中心軸Cと平行に延びている。
次に、請求項5に係る発明の第一の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図8を参照して説明する。まず、角度測定器の第一測定部材1と第二測定部材2との間隔を十分に拡げる。そして、被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸すなわち第一測定部材1と第二測定部材2の中心軸とを合わせながら第一測定部材1をブロック4に被せ、第一測定部材1の内周縁51を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。次に、デジタルノギス23の移動部材29に固定された第二測定部材2を被測定錐形状の錐体面5に向かって移動させ、第二測定部材2の内周縁54を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。このとき、第一中心点52と第二中心点53の間の距離であるL7が測定される。測定されたL7の値は移動部材29の測定値表示部(図示せず)に表示されるとともに、出力端子12に接続された出力ケーブル(図示せず)から情報処理端末に出力される。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2は円環形状に形成されているので被測定錐形状の錐体面5と線接触する。しかしながら、例えば、第一測定部材1および第二測定部材2が三角形、矩形等の多角形の環形状に形成された場合は、第一測定部材1および第二測定部材2の内周縁51、54と被測定錐形状の錐体面5との第一当接点6および第二当接点7をそれぞれ三箇所以上設けることによって安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。なお、本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2の内周縁51、54と被測定錐形状の錐体面5とが線接触しているので、第一当接点6および第二当接点7がそれぞれ無数に存在するといえる。その結果、本実施形態に係る角度測定器は特に、安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるので好ましい。
次に、実測されたL7から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。まず、第一測定部材1の半径(以後、R7と記す。)と第二測定部材2の半径(以後、R8と記す。)とから、R7からR8を差し引いた距離(以後、R7−R8と記す。)が算出される。被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θは、図8に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ=tan−1((R7−R8)/L7)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。L1から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材29に接続された情報処理端末によって行われる。
θ=tan−1((R7−R8)/L7)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。L1から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全て移動部材29に接続された情報処理端末によって行われる。
請求項5に係る発明の第一の実施形態では、より正確な測定値を得るために第一測定部材1および第二測定部材2の内周縁51、54が直角となっているが、錐体面5や第一測定部材1および第二測定部材2の損傷を防ぐために内周縁51、54が曲面やテーパー面となっていてもよい。内周縁51、54を曲面やテーパーとするときは測定値の誤差範囲を考慮しながら曲面やテーパーの大きさを決定すると好ましい。
―請求項5に係る発明の第二の実施形態―
以下、図9を参照して、請求項5に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器について説明する。図9は請求項5に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が円形薄板形状で形成され、第一測定部材1および第二測定部材2の中心間の距離測定手段が超音波距離測定器61である。また、本実施形態では、ブロック4に形成された円錐形状のくぼみの形状が被測定錐形状となり、ブロック4のくぼみに形成された被測定錐形状の頂角の角度が角度測定器によって測定される。なお、図9では請求項5に係る発明の第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図8と同一の符号を付し、以下では請求項5に係る発明の第一の実施形態との相違点を主に説明する。
以下、図9を参照して、請求項5に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器について説明する。図9は請求項5に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2が円形薄板形状で形成され、第一測定部材1および第二測定部材2の中心間の距離測定手段が超音波距離測定器61である。また、本実施形態では、ブロック4に形成された円錐形状のくぼみの形状が被測定錐形状となり、ブロック4のくぼみに形成された被測定錐形状の頂角の角度が角度測定器によって測定される。なお、図9では請求項5に係る発明の第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図8と同一の符号を付し、以下では請求項5に係る発明の第一の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態では、第一測定部材1はSUS製であり、円形薄板形状に形成されている。第一測定部材1の上面および底面は平坦に形成されている。第一測定部材1の中央には貫通孔が形成され、その貫通孔に超音波距離測定器61のセンサ部が装着されている。第一測定部材1の底面の外周縁62は直角に形成され、外周縁62が被測定錐形状の錐体面5と接触している。すなわち、第一測定部材1は被測定錐形状の錐体面5に線接触している。ここで、第一測定部材1の底面を含む仮想平面が第一平面となり、第一平面と被測定錐形状の錐体面5との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では外周縁62で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、外周縁62上の任意の点が第一当接点6となり、第一測定部材1の底面の中心が第一中心点52となる。すなわち、第一当接点6を起点として被測定錐形状の中心軸Cに直交する直線と被測定錐形状の中心軸Cとが交差する点が第一中心点52となる。
本実施形態では、第二測定部材2はSUS製であり、第一測定部材1よりも小さな円形薄板形状に形成されている。第二測定部材2の上面および底面は平坦に形成されている。第二測定部材2の底面の外周縁66は直角に形成され、外周縁66が被測定錐形状の錐体面5と接触している。すなわち、第二測定部材2は被測定錐形状の錐体面5に線接触している。ここで、第二測定部材2の底面を含む仮想平面が第二平面となり、第二平面と被測定錐形状の錐体面5との交線によって囲まれる仮想平面、本実施形態では外周縁66で囲まれる仮想平面が第一交差面となり、外周縁66上の任意の点が第二当接点7となり、第二測定部材2の底面の中心が第二中心点53となる。すなわち、第二当接点7を起点として被測定錐形状の中心軸Cに直交する直線と被測定錐形状の中心軸Cとが交差する点が第二中心点53となる。
本実施形態では、連結部材63はSUS製であり、互いに径の異なる外筒67および内筒68を伸縮自在になるように入れ子状に重ね合わせたものである。外筒67と内筒68との間にはバネ69が配置されている。連結部材63の一方の端部には第一測定部材1が固定され、他方の端部には第二測定部材2が固定されている。また、連結部材63は第一測定部材1および第二測定部材2の中心軸を中心としてその周囲に180°毎に配置されている。連結部材63は必ずしも必要な構成ではないが、連結部材63によって、容易に第一測定部材1と第二測定部材2を平行かつ互いの中心軸が一致するように配置することができる。
超音波距離測定器61は第一中心点52と第二中心点53との間の距離(以後、L7と記す。)を測定する距離測定手段である。超音波距離測定器61で実測する距離は、第一測定部材1の底面から第二測定部材2の上面までの距離(以後、L8と記す。)であり、L5に第二測定部材2の厚み(以後、L9と記す。)を加算することによって、L7の値が得られる。超音波距離測定器61はセンサ部64とアンプ部65から構成されている。センサ部64は第一測定部材1の貫通孔に装着され、アンプ部65はセンサ部64に電線で繋がれている。また、アンプ部65は情報処理端末(図示せず)に接続され、アンプ部65で得られた測定値が情報処理端末に転送される。本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2は円形薄板形状に形成されているので被測定錐形状の錐体面5と線接触する。しかしながら、例えば、第一測定部材1および第二測定部材2が三角形、矩形等の多角形の薄板形状に形成された場合は、第一測定部材1および第二測定部材2の外周縁62、66と被測定錐形状の錐体面5との当接点6、7をそれぞれ三箇所以上設けることによって安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができる。なお、本実施形態では、第一測定部材1および第二測定部材2の外周縁62、66と被測定錐形状の錐体面5とが線接触しているので、第一当接点6および第二当接点7がそれぞれ無数に存在するといえる。その結果、本実施形態に係る角度測定器は特に、安定して被測定錐形状の頂角の角度を測定することができるので好ましい。
次に、請求項5に係る発明の第二の実施形態に係る角度測定器を用いた被測定錐形状の頂角の角度測定方法について、図9を参照して説明する。まず、ブロック4に形成された円錐形状のくぼみの形状である被測定錐形状に、被測定錐形状の中心軸Cと角度測定器の中心軸とをあわせながら、角度測定器を第二測定部材2からブロック4のくぼみに挿入し、第二測定部材2の外周縁66を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。次に、連結部材63を縮めながら第一測定部材1を、ブロック4のくぼみに挿入し、第一測定部材1の外周縁62を被測定錐形状の錐体面5に当接させる。超音波距離測定器61のセンサ部64の送波器(図示せず)から超音波が第二測定部材2の上面に向けて発信され、第二測定部材2の上面に到達した超音波が反射され、反射波が受波器(図示せず)で受信される。そして、アンプ部65で超音波の発信から受信までに要した時間と音速との関係が演算されることによって、L8の値が検出される。
次に、実測されたL8から被測定錐形状の頂角の角度を求める方法について説明する。L8にL9を加えるとL7が算出される。また、第一測定部材1の底面の半径が第一中心点52から第一当接点6までの距離(以後、R7と記す。)となり、第二測定部材2の底面の半径が第二中心点53から第二当接点7までの距離(以後、R8と記す。)となる。従って、R7からR8を差し引いた距離(以後、R7−R8と記す。)が算出される。被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θは、図9に示されている幾何学的形状により、以下の式から求められる。
θ=tan−1((R7−R8)/L7)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L7の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てアンプ部65に接続された情報処理端末によって行われる。
θ=tan−1((R7−R8)/L7)
被測定錐形状の頂角の角度は、被測定錐形状の錐体面5の中心軸Cからの傾斜角θの二倍の角度である。なお、L7の測定値から被測定錐形状の頂角の角度を求める演算は全てアンプ部65に接続された情報処理端末によって行われる。
本発明において、第一測定部材1、第二測定部材2、連結部材63、第一アダプタ24、第二アダプタ25などの各種構成部品は、各種構成部品に求められる物性を満たす材料であれば、金属、プラスチック、ゴム、ガラス、陶器など特に限定されるものではないが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、SUSなどが好ましい。また、本発明において、距離測定手段としてリニアゲージ3、デジタルノギス23、超音波距離測定器61等が用いられているが、距離測定手段は公知の測定手段であれば良く、特に限定されない。しかしながら、距離測定手段としては特に、角度測定器を簡単に操作することができるので、リニアゲージ3が好ましい。距離測定手段はデジタル式の計測器を用いると、測定値を迅速に読み取ることができるだけでなく、測定値をデータとして活用することができるので好適である。
なお、上記のそれぞれの発明のそれぞれの実施形態を任意に組み合わせて角度測定器を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の角度測定器に限定されない。
1 第一測定部材
2 第二測定部材
3 リニアゲージ
5 錐体面
6 第一当接点
7 第二当接点
8 第一中心点
9 第二中心点
11 軸部
21 第一円弧
22 第二円弧
23 デジタルノギス
41 第一円弧
42 第二円弧
43 第一中心点
44 第二中心点
52 第一中心点
53 第二中心点
2 第二測定部材
3 リニアゲージ
5 錐体面
6 第一当接点
7 第二当接点
8 第一中心点
9 第二中心点
11 軸部
21 第一円弧
22 第二円弧
23 デジタルノギス
41 第一円弧
42 第二円弧
43 第一中心点
44 第二中心点
52 第一中心点
53 第二中心点
Claims (8)
- 被測定錐形状の錐体面に当接する第一球面を有し、前記第一球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第一測定部材と、
前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一球面の半径よりも小さな半径を有する第二球面を有し、前記第二球面の中心が前記被測定錐形状の中心軸上に配置される、第二測定部材と、
前記第一測定部材の前記第一球面の中心と前記第二測定部材の前記第二球面の中心との間の距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。 - 前記第一測定部材および第二測定部材の形状が球形状であることを特徴とする、
請求項1に記載の角度測定器。 - 被測定錐形状の錐体面に当接し第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される環形状の第一測定部材と、
前記被測定錐形状の錐体面に当接し前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する環形状の第二測定部材と、
前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。 - 一端部に被測定錐形状の錐体面に当接する、第一円弧が連続して形成された第一円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置される筒形状の第一測定部材と、
一端部に前記被測定錐形状の錐体面に当接する、前記第一円弧と同じ半径を有する第二円弧が連続して形成された第二円弧面を有し、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に配置され、前記第一測定部材よりも小さい半径を有する筒形状の第二測定部材と、
前記第一円弧および前記第二円弧の一方の中心から、他方の中心を含み被測定錐形状の中心軸と直交する面との最短距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。 - 被測定錐形状の中心軸と直交する第一平面を含む第一測定部材であって、前記第一測定部材と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第一平面と前記被測定錐形状の錐体面との交線によって囲まれる第一交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第一当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第一測定部材と、
前記被測定錐形状の中心軸と直交する第二平面を含む第二測定部材であって、前記第二測定部材と前記被測定錐形状の錐体面とが当接したときに、前記第二平面と前記被測定錐形状の交線によって囲まれる第二交差面の周縁に前記被測定錐形状の錐体面と当接する第二当接点を三箇所以上有するとともに、中心軸が前記被測定錐形状の中心軸と同一軸線上に重なる第二測定部材と、
前記第一当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第一中心点と、第二当接点を起点とした線と前記被測定錐形状の中心軸とが直交する点である第二中心点と、の間の距離を測定する距離測定手段と、
を具備したことを特徴とする、
角度測定器。 - 前記第一測定部材と前記第二測定部材とが板形状であることを特徴とする、
請求項5に記載の角度測定器。 - 前記第一測定部材および前記第二測定部材の一方が前記被測定錐形状の中心軸と平行に延びる支持部材に固定され、
前記第一測定部材および前記第二測定部材の他方が前記支持部材に沿って前記被測定錐形状の中心軸方向に移動自在に配置されることを特徴とする、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の角度測定器。 - 前記距離測定手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の角度測定器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014072673A JP2015194411A (ja) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | 角度測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014072673A JP2015194411A (ja) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | 角度測定器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015194411A true JP2015194411A (ja) | 2015-11-05 |
Family
ID=54433571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014072673A Pending JP2015194411A (ja) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | 角度測定器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015194411A (ja) |
-
2014
- 2014-03-31 JP JP2014072673A patent/JP2015194411A/ja active Pending
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