JP3129510U

JP3129510U - Ｒキャリパー

Info

Publication number: JP3129510U
Application number: JP2006600006U
Authority: JP
Inventors: 邦彦高橋
Original assignee: 丸井計器株式会社
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: WO2005064267A1

Abstract

本発明は、広範囲の曲率半径を測定することが可能であって、かつ小型の曲率半径測定器を提供することを目的とするものであり、好ましくは作業着の胸ポケットに収まるような大きさの曲率半径測定器を提供することを目的とするものである。本発明によるＲキャリパーは、長尺状本体の一端に突設された固定片と、本体にスライド可能に支持された可動台と、可動台と一体的に突設形成された可動片とを有し、固定片と可動片の対向面が角度θで拡開していることを特徴とし、被測定物の円弧状部を固定片と長尺状本体と可動片の三箇所に当接させ、そのときの可動台の原点からの移動量に基づいて被測定物の円弧状部分における曲率半径を測定するものである。

Description

本考案は、被測定物における円弧状部分の曲率半径を測定するための測定機器に関するものである。

例えば、板金の分野において板材の曲げ加工を行う場合や、木工分野において板材の角部をＲ加工する場合など、多くの分野において、被加工物における円弧状部分の曲率半径を測定することがある。
このような場合に用いられる曲率半径測定器（以下、Ｒキャリパーという）としては、一般に、ラジアスゲージが用いられている。

ラジアスゲージは、所定の曲率半径でＲ加工した角部および凹部を有する金属薄板の小片からなるゲージ片を複数枚束ねたものであり、種々の大きさのゲージの中から被測定物の円弧状部分の曲率に合ったゲージ片を目分量で選び、被測定部に当接して円弧が合致するか否かを判断し、合致したゲージ片の曲率半径を測定値とするものである。
ラジアスゲージは、小型・軽量で携帯性に優れているものの、一致するゲージ片の選択が面倒であり、作業性が悪い。
また、例えば、曲率差を０．５ｍｍとし、１０枚のゲージ片を束ねたラジアスゲージでは、最大５ｍｍの曲率半径差までしか測定できない。
したがって、種々の曲率半径の円弧状部を測定するためには、多数のラジアスゲージを準備しなければならなかった。

特許文献１（特開平７−２３４１０１号）には、パルプの製造に使用されるリファイナの刃の摩耗量を検査する曲率半径測定器が開示されている。
この曲率半径測定器は、ある角度で拡開した２辺を有する当接部材に被測定部材を当接させ、前記当接部材の中央から伸びだすプローブが被測定部材に当接するまでの押込長から被測定物の曲率半径を測定するものである。
なお、この測定器においては、プローブの押込長をノギスのスライド機構で読み取るか、マイクロメータと同様な繰出機構を設けて測定を行うことが開示されている。

上記特許文献１に記載された曲率半径測定器は、従来のラジアスゲージに比べて、測定が容易であり、また測定精度も高いという利点がある。
しかしながら、この曲率半径測定機は、刃先の摩耗量という極めて小さな曲率半径の変化量を測定する場合には適しているものの、小さな曲率半径から大きな曲率半径まで広範囲の曲率半径を測定することはできない。
すなわち、大きな曲率半径の被測定物を測定するためには、拡開した２辺を有する当接部材が測定対象の曲率半径に対応した大きなものでなければならないため、実用性が乏しくなる。

特開平７−２３４１０１号

本考案は、広範囲の曲率半径を測定することが可能であって、かつ小型の曲率半径測定器を提供することを目的とするものであり、好ましくは作業着の胸ポケットに収まるような大きさの曲率半径測定器を提供することを目的とするものである。

本考案によるＲキャリパーは、長尺状本体の一端に突設された固定片と、本体にスライド可能に支持された可動台と、可動台と一体的に突設形成された可動片とを有し、固定片と可動片の対向面が角度θで拡開しており、本体上をスライドする可動台の移動量が被測定物のＲ値の変化量の２倍になるように、角度θが１２３．８５５°であり、胸ポケットに収納して携帯することが可能なように、本体の長さが２００ｍｍ以下、固定片および可動片の、本体からの突出高さが４０ｍｍ以下であることを特徴とする。

本考案によるＲキャリパーは、被測定物の円弧状部を固定片と長尺状本体と可動片の三箇所に当接させ、そのときの可動台の原点からの移動量に基づいて被測定物の円弧状部分における曲率半径を測定するものである。
なお、本考案によるＲキャリパーは、被測定物の曲率半径を測定することができるので、当然、円柱やパイプなどの半径を求めることが可能であり、必要に応じて直径値として求めることも可能である。

本考案によるＲキャリパーは、被測定物の半径が小径から大径まで容易に測定することができる。
また、小型に形成できるため、作業時に携帯することができ作業性に優れる。

以下、本考案によるＲキャリパーについて、実施例に基づいて説明するが、本考案はこれに限定されるものではない。

図１は本考案によるＲキャリパーを説明するための概略構成図である。
１は長尺状の本体である。
本体１の一端には固定片２が、本体と一体的に突設して形成されている。
３は本体にスライド可能に支持された可動台であり、可動台３には可動片４が一体的に突設して形成されている。
対向する固定片２の面２Ａと可動片４の面４Ａとは、角度θで拡開するように形成してある。
また、測尺手段として、本体１には主尺が一定間隔で形成され、可動台３には副尺が形成されている。
なお、本考案によるＲキャリパーにおける測尺手段としては、前記主尺・副尺の構成に限定されるものではなく、デジタル式の測尺手段など、ノギス（キャリパー）において公知の測尺手段を用いることができる。
なお、図において、ＬはＲキャリパーの全長、Ｈは固定片および可動片の突出高さを示す。

上記かかる構成の本考案によるＲキャリパーの測定原理について説明する。
図２は測定原理の説明図であり、被測定物６の円弧状部分を本体１の面１Ａ、固定片２の面２Ａ、可動片４の面４Ａの三箇所に当接させた状態を示しており、各面との当接位置をａ、ｂ、ｃとする。
また、被測定物６の円弧状部分の曲率中心位置をｏ、固定片と可動片の開き角をθ°、その頂点をｐ、∠ａｏｃをｋ°とする。
面１Ａおよび面２Ａ並びに面４Ａは、被測定物の円弧状部分の接線面であるから、直線ｏａと固定片２の面２Ａ、直線ｏｂと本体１の面１Ａ、直線ｏｃと可動片４の面４Ａは、それぞれ直交する。
したがって、∠ａｏｂの二等分線は、面２Ａと面１Ａの交点ｄを通り、ΔａｏｄとΔｂｏｄとは同一三角形である。
また、線分ｏａおよび線分ｏｂ並びに線分ｏｃは、いずれも被測定物６の円弧状部分の曲率半径ｒに等しい。
ここで、線分ｄｅの長さは、可動片４の原点（図示せず）からの移動量Ｘに相当する。

以上のことから、ｒとＸとの関係は、次の数式１で示される。
数式１において、ｋ＋θ＝１８０°であるから、ｋ＝１８０°−θを代入すると、数式２が導き出される。
本考案において、固定片と可動片のがなす拡開角度θは、可動片の位置にかかわらず一定である。
したがって、１／２ｔａｎ（４５―θ／４）は定数であるから、可動片の位置Ｘを測定することにより測定対象円弧の曲率半径ｒを導き出すことができる。
［数式１］

ｔａｎ（ｋ／４）＝（Ｘ／２）／ｒ
［数式２］

ｒ＝Ｘ／２ｔａｎ（４５−θ／４）

本実施例において、可動片と固定片のなす角度θは、測定対象とする曲率半径の範囲から任意に定めることができるが、曲率半径ｒと可動片の移動距離Ｘとが整数比の関係となる角度とすることが好ましい。
本実施例において、可動片の移動距離Ｘの読取は、図２に示すような目盛式に限らず、デジタル式であっても良く、また、使用目的に合わせて半径または直径を示すものとすればよい。

本実施例によるＲキャリパーは、可動片を移動させることにより、測定点を３点固定とするものであるから、固定片および可動片の突出高さＨがそれほど大きなものでなくても、曲率半径が小さなものから曲率半径が比較的大きな被測定物まで、広範囲の曲率半径または直径を測定することが可能である。

図１に示すような構成のＲキャリパーであって、全長Ｌが１７０ｍｍ（即ち、２００ｍｍ以内）、固定片および可動片の高さＨが２２ｍｍ（即ち、４０ｍｍ以内）（なお、本体を含めた全体の高さは、本実施例では３６ｍｍである。）で、固定片と可動片の対抗する面のなす拡開角度を１２３．８５５°としたものを作成した。
このサイズであれば、通常の作業服などの胸ポケットに収納して常に携帯でき、必要に応じて即、取り出して使えるので、便利である。
本実施例において拡開角度を上記の値としたのは、上記の数式２において、曲率半径ｒの変化量と可動片の移動距離の変化量を２：１になるようにしたものである。
すなわち、ｒが２のとき、Ｘが１となる角度θを求めるために、それぞれの値を代入すると、次の数式３から、θ＝１２３．８５５°となる。
［数式３］

１／２ｔａｎ（４５−θ／４）＝２

本実施例では、この拡開角度１２３．８５５°を採用したものである。
また、このように曲率半径と可動片の移動量との関係を正確に整数倍（２倍）とすることにより、ノギス（キャリパー）で常用される測尺手段、すなわち、本体にはｍｍ単位の主尺を形成し、可動台には副尺を設けることにより、１／１０ｍｍの精度で読み取りが可能な測尺手段を採用することができる利点がある。
また、この場合、主尺の目盛は、標準品のｍｍ目盛１ｍｍを０．５ｍｍと読み替えるだけでよく、新規な目盛を刻む必要が無く、また換算に伴う端数による累積誤差の恐れがない。
また、固定片および可動片の高さＨと測定可能な最大半径Ｒとの関係は、上記の数式から、Ｈ＝ｒ（１−ｓｉｎ（θ／２））であるので、Ｈ＝２２ｍｍの本実施例の場合、ｒ＝１５４ｍｍ（直径３０８ｍｍ）程度まで測ることができる。
これに対して、通常のノギスは、本体１の面１Ａに対して固定片２の面２Ａ及び可動片４の面４Ａがなす角がいずれも直角である場合に相当し、即ち拡開角度θ＝０°であるから、Ｈ＝ｒとなり、ポケットに差し込める寸法であるＨ＝２０ｍｍの場合、半径ｒも２０ｍｍ程度のものしか測ることができず、半径ｒ＝１５０ｍｍクラスを対象とするためには、Ｈ＝１５０ｍｍ程度を要し、到底ポケットに差し込めなくなる。
本実施例によるＲキャリパーを使用して、直径２０ｍｍの円柱、直径１５０ｍｍおよび直径３００ｍｍのパイプを測定したところ、それぞれ誤差０．２ｍｍ以下の精度で測定することができた。
［比較例］

特許文献１に記載されたような構成であって、拡開角度が１１８°、拡開した２辺のなすＶの交点までの高さ（深さ）が４５ｍｍ、押し込み長さをダイヤルゲージで読み取る形式の曲率半径測定器を使用して、上記実施例と同様に直径２０ｍｍの円柱、直径１５０ｍｍおよび直径３００ｍｍのパイプを測定した。
直径２０ｍｍの円柱については精度良く測定できた。直径１５０ｍｍのパイプについても精度良く測定はできたが、ダイヤルゲージの読み取り範囲の再調整などが必要であるなどの手間がかかった。
また、直径３００ｍｍのパイプの場合には、拡開した２辺の先端部に当接してはみだし、２辺が被測定物の円弧に対して直交しない関係になるため、測定ができなかった。

以上の説明から明らかなように、本考案では、可動片を被測定物の半径に合わせて移動するので、小径から大径まで、広範囲の曲率半径を測定することが可能である。
また、可動片および固定片の突出高さは一定であるが、可動片を移動することで見かけ上、突出高さを変化させたことになり、大径の被測定物であっても３点を固定することができるので、正確な測定が可能であり、小形・軽量の曲率半径測定器を実現することができる。
したがって、作業着の胸ポケットに収納できるような測定器が実現可能であり、家具等の木材加工分野、板金加工分野、その他多くの分野において使用することができる効果がある。

本考案によるＲキャリパーの概略構成図本考案によるＲキャリパーの測定原理説明図

符号の説明

１本体
２固定片
３可動台
４可動片
５測尺手段
６被測定物

Claims

長尺状本体の一端に突設された固定片と、本体にスライド可能に支持された可動台と、可動台と一体的に突設形成された可動片とを有し、固定片と可動片の対向面が角度θで拡開していることを特徴とするＲキャリパー。
本体上をスライドする可動台の移動量が、被測定物のＲ値の変化量の略整数倍であることを特徴とする請求項１記載のＲキャリパー。
角度θが１２３．８５６°であることを特徴とする請求項１記載のＲキャリパー。
本体の長さが２００ｍｍ以下、固定片および可動片の突出高さが４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のＲキャリパー。
本体上に一定間隔で主尺目盛が付され、可動台に副尺目盛が付されていることを特徴とする請求項１乃至４記載のＲキャリパー。