JP3136959U - 測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、回動角度の制約を受けずに表示部を回動することができ、操作性が向上した測定器を提供すること。
【解決手段】本体ケース１にスピンドル３が軸方向へ移動可能に支持され、スピンドル３の軸方向の変位量を検出する変位検出器４と、本体ケース１に回動自在に装着された枠体２と、この枠体２に設けられ変位量を表示するデジタル表示器７とを備える。本体ケース１に固定され枠体２の回動軸線Ａを中心に環状に形成された接点パターン５２と、枠体２に固定され接点パターン５２と当接する接点部材６４とを有する。枠体２の回動に伴って、接点パターン５２が、接点部材６４と当接した状態で回転する。変位検出器４に接点パターン５２を接続し、デジタル表示器７に接点部材６４を接続して、変位検出器４とデジタル表示器７とを接続するように構成する。
【選択図】図２

Description

本考案は、測定器に関する。詳しくは、本体に軸受を介してスピンドルがその軸方向へ移動可能に支持されているとともに、このスピンドルの軸方向の変位量を検出する変位検出器が設けられている測定器に関する。

従来、本体に軸受を介してスピンドルをその軸方向へ移動可能に支持するとともに、このスピンドルの軸方向の変位量を検出する変位検出器（エンコーダ）をスピンドルの移動方向に沿って配置する構成が、安価かつ省スペースの理由から、多く採用されている。

このような測定器において、スピンドルの変位量を表示する表示部の向きを回動できるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の測定器では、本体は、一端が開口された円筒状に形成されている。この本体の一端には、円筒状に形成された枠体が回動自在に装着されている。本体の内周面には保持部材４１などを介して、変位検出器が検出するスピンドルの変位量の信号を処理する回路を有する基板が固定されている。枠体には、正面中央にスピンドルの変位量（測定値）をデジタル表示するデジタル表示器が設けられているとともに、内部には、測定値をデジタル表示器に表示するための表示用電装品を有する基板が固定されている。

これらの本体側の基板と、枠体側の基板とは、互いに所定の隙間を有して平行に配置されている。この隙間には、本体側の基板の回路と、枠体側の基板の表示用電装品とを電気的に接続するための帯状かつ円弧状のフラットケーブルが途中で折り返された状態で配置されている。フラットケーブルを通じて変位検出器からの信号が、表示用電装品へ送られ、デジタル表示器にデジタル表示されるようになっている。
デジタル表示器の表示部の向きを変えるには、枠体を本体に対して回動させる。枠体が回動すると、フラットケーブルは、丁度折り返し部分を境に本体側の基板と枠体側の基板とに移転するように作用するので、枠体を３６０度回動させることができる。

特公平３−１２２４３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の測定器では、フラットケーブルによって、本体側の基板と枠体側の基板とが接続されているので、枠体を所定の回動角度である３６０度以上に回動させようとしても、フラットケーブルの折り返し部分が無くなるので、回動させることができない。所定の回動角度を超えて無理に枠体を回動させることは、断線等の原因となる。そのため、本体の外周面上部にストッパが設けられ、枠体の外周所定位置に枠体の回動によってストッパに当接されるピンが突設され、ストッパとピンとからなる角度規制手段により、枠体の回動角度が本体に対して１回転未満つまり３６０度未満に規制されている。
また、本体側の基板と枠体側の基板との隙間の限られた空間に、フラットケーブルを配置して、両基板をフラットケーブルで接続するという複雑な構成となっているために、組立時にフラットケーブルの断線等の不具合を生じることが多かった。

本考案の目的は、簡単な構成で、回動角度の制約を受けずに表示部を回動することができ、操作性が向上した測定器を提供することである。

本考案の測定器は、本体と、この本体に軸受を介して軸方向へ移動可能に支持されているスピンドルと、このスピンドルの軸方向の変位量を検出する変位検出器と、本体に回動自在に装着された枠体と、この枠体に設けられ変位検出器で検出された変位量を表示する表示部とを備えた測定器であって、本体および枠体のいずれか一方に固定され枠体の回動軸線を中心とする仮想円軌跡に沿って環状に形成された第１接点部と、本体および枠体のいずれか他方に固定され仮想円軌跡の任意の位置において第１接点部と当接する第２接点部とを有し、枠体の回動に伴って、第１接点部および第２接点部のいずれか一方が、第１接点部および第２接点部のいずれか他方と当接した状態で、枠体の回動軸線を中心に回転し、変位検出器に第１接点部および第２接点部のいずれか一方を接続し、表示部に第１接点部および第２接点部のいずれか他方を接続して、変位検出器と表示部とを接続するように構成したことを特徴とする。

本考案によれば、枠体を本体に対して回動しても、第１接点部および第２接点部のいずれか一方は枠体の回動軸線を中心に回転するだけであり、第１接点部と第２接点部とが当接した状態で回転するので、枠体を３６０度以上回動させることができる。従って、枠体の表示部を自由に、回動角度の制約を受けずに回動させることができる。結果として、あらゆる方向からの表示部の視認性が確保されるので、測定器の取付け方向による操作性への影響を受けず、操作性を向上させることができる。

本考案の測定器では、第２接点部は、枠体の回動軸線に平行な方向に弾性変形する弾性体によって構成され、第１接点部と当接した状態で弾性変形して第１接点部を付勢することが好ましい。

本考案によれば、枠体と本体とを分離しても、第１接点部および第２接点部は、第２接点部の弾性変形による付勢力によって互いに当接しているだけなので、従来のようにフラットケーブルを使用した場合に起こり得た断線等の不具合を回避することができる。例えば、修理や調整時の分解の際に、枠体を本体から分離させた状態で容易に分解作業することができる。また、従来のようにフラットケーブルの配線等の手間を掛けずとも枠体と本体とを容易に組立てることができる。

本考案の測定器では、枠体には、本体に対する回動を規制する枠体固定手段を備えることが好ましい。
本考案によれば、本体に対する枠体の回動を規制する枠体固定手段を備えているので、枠体を回動させない場合に枠体を本体に確実に固定することができ、測定中に枠体が誤って回動することがなく、操作性を向上させることができる。

本考案の測定器では、第１接点部は、基板上に形成されたパターンであることが好ましい。
本考案によれば、基板上に第１接点部をパターンとして形成するので、第１接点部を例えば複数の環状のパターンで構成する場合であっても、パターン同士の間隔寸法や各パターンの幅寸法を小さくすることが可能で、第１接点部をコンパクトに形成できる。

本考案の測定器では、第２接点部は、接点用金具と合成樹脂とを一体成形して構成され、接点用金具は、合成樹脂に保持された保持片部と、この保持片部の一端から他端に向かって屈曲された弾性接続片部と、保持片部の他端に設けられた接続部とを有し、弾性接続片部が第１接点部に当接され、接続部が表示部に接続されていることが好ましい。

本考案によれば、第２接点部が接点用金具と合成樹脂とを一体形成されたものであり、接続用金具が、保持片部と、弾性接続片部と、接続部とを有して構成され、弾性接続片部が第１接点部に当接され、接続部が表示部に接続されているので、他の電気部品と同様に第２接点部を基板等に装着することができる。従って、第２接点部を予め基板等に装着しておけば、組立作業をスムーズに行うことができる。

以下、本考案の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は測定器としてのインジケータの外観を示す正面図であり、図２は図１のII−II線断面図である。
本実施形態のインジケータは、図１または図２に示すように、一端が開口された円筒状の本体ケース１と、この本体ケース１の一端に回動自在に装着された円筒状の枠体２と、本体ケース１に軸方向に移動可能に支持されたスピンドル３と、このスピンドル３の軸方向の変位量を検出する変位検出器４とを有して構成される。なお、詳細は後述するが、枠体２の本体ケース１に対する回動可能な範囲（以下、回動角度と示す）は、特に規制されていない。

本体ケース１は本考案の本体であって、この本体ケース１には、他端面略中央に支持鍔１１が一体形成されている。本体ケース１の図２中の上側つまり外周壁上部には、連結部材１２を介してスピンドル保護筒１３が、図２中の下側つまり外周壁下部にはステム１４が、互いに同一軸線上に沿ってそれぞれ取付けられている。連結部材１２およびステム１４は、本考案の軸受を構成する。

ステム１４には、図２中の上端のヘッド部３１がスピンドル保護筒１３内に摺動自在に嵌合されたスピンドル３が摺動自在に挿入されている。スピンドル３には、ステム１４の下方より突出した下端に測定子３２が設けられているとともに、本体ケース１内に位置する略中央位置にスケール取付台３３およびスプリング係止ピン３４がそれぞれ取付けられている。スプリング係止ピン３４と本体ケース１の内周壁との間には、スピンドル３を図中下方へ付勢するとともにスピンドル３の回動を規制する役目も果たす引張ばね３５が、その自然長よりも長くなるように引っ張られた状態で設けられている。

本体ケース１の開口する一端側の内周壁１７には、板状の保持部材４１が図示しないビスにより固定されている。保持部材４１には、図２に示すように、略中央に後述する検出ヘッド４２を保持するための切欠部４３が形成されている。

変位検出器４は、検出ヘッド４２およびスケール４４を含み、スピンドル３の軸方向の絶対的な変位量を検出可能に構成されている。
検出ヘッド４２は、スピンドル３の近傍でかつスピンドル３の軸方向に沿って、本体ケース１に固定されている保持部材４１の切欠部４３に嵌合された状態となっている。スケール４４は、検出ヘッド４２に所定の隙間をもって対向配置され、かつスケール取付台３３を介してスピンドル３に固定されている。なお、スケール４４と検出ヘッド４２によるスピンドル３の絶対変位量の検出方法については、光電式や磁気式、静電容量式等、いずれの検出方式でもよい。

保持部材４１の正面側（図２の右側）には、スペーサ５１を介して検出側基板５が、保持部材４１と平行に固定されている。検出側基板５は、後述する枠体２の回動軸線Ａを中心とする仮想円軌跡に沿って円板状に形成されている。検出側基板５の正面側（図２の右側）の表面には、後述する接点パターン５２が形成されている。また、検出側基板５の変位検出器４側の面には、変位検出器４によって検出されたスピンドル３の変位量の信号が入力されて信号の波形を例えば矩形波に成形するための波形成形回路５３等が装着されている。

枠体２の正面には、図１に示すように、その中央にスピンドル３の変位量をデジタル表示するデジタル表示器７が、図１中の下部には、ホールドスイッチ８１、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８２および零クリアスイッチ８３がそれぞれ配設されている。なお、デジタル表示器７は、本考案の表示部を構成する。
また、図２に示すように、枠体２の内部には、枠体２の回動軸線Ａを中心とする仮想円軌跡に沿って円板状に形成された表示側基板６が固定されている。表示側基板６は、検出側基板５と所定の隙間を有して互いに平行となるように、一方の面６１がデジタル表示器７側を向くように配置され、他方の面６２が変位検出器４側を向くように配置されている。デジタル表示器７側の面には、スピンドル３の変位量をデジタル表示器７に表示するための表示用電装品６３が装着されている。変位検出器４側の面には、後述する接点部材６４が装着されている。

なお、ここでいう枠体２の回動軸線Ａとは、本体ケース１の外周面に形成されたＶ溝１５と、枠体２の内周面に形成されＶ溝１５にＯリング１６を介して回動可能に嵌合する凹溝２１とからなる回動機構によって決まるもので、本体ケース１または／および枠体２の中心と合致しない場合もある。また、表示側基板６に装着される表示用電装品６３としては、デジタル表示器７を駆動させるための駆動回路、各種スイッチのインターフェイス回路およびコントロール回路等である。

枠体２の外周には、本体ケース１に対する枠体２の回動を規制する固定用ねじ２２が螺合されている。固定用ねじ２２は、枠体２から外部に露出された頭部２３と、先端が本体ケース１と当接するねじ部２４とを備える。枠体２を本体ケース１に対して回動させる際には、頭部２３を回してねじ部２４の先端が本体ケース１と当接しない状態まで固定用ねじ２２を緩める。また、枠体２を所望の回動位置に合わせた後、頭部２３を回してねじ部２４の先端が本体ケース１と当接する状態まで固定用ねじ２２を締め、枠体２を本体ケース１に固定させるようになっている。なお、固定用ねじ２２によって、本考案の枠体固定手段が構成される。

次に、検出側基板５と表示側基板６との接点機構について図３〜図５に基づいて説明する。図３は検出側基板５を示す斜視図であり、図４は接点部材６４を示す斜視図である。図５は、検出側基板５と接点部材６４とが接点状態の位置関係を示す図である。

図３に示すように、検出側基板５の表面には、直径寸法の異なる１０個のリング状の接点パターン５２が同心状に配置されている。これらの接点パターン５２の中心軸は、前述の枠体２の回動軸線Ａと合致している。各接点パターン５２は、図３中の裏面に装着された波形成形回路５３（図２）と電気的に接続している。この接点パターン５２によって本考案の第１接点部が構成される。
また、検出側基板５の表面において接点パターン５２の外周部には、検出側基板５を保持部材４１に固定するためのビス５５（図２）が挿通される複数の貫通孔５４が形成されている。

図４に示すように、接点部材６４は、１０個の接点用金具６５と、合成樹脂６６とが一体形成されたもので、１０個の接点パターン５２とそれぞれ当接する１０個の接点を有している。この接点部材６４によって本考案の第２接点部が構成される。
接点用金具６５は、合成樹脂６６に保持される保持片部７０と、この保持片部７０の一端から他端に向かって屈曲された弾性接続片部６７と、保持片部７０の他端に設けられた接続部６９とから構成されている。弾性接続片部６７は、表示側基板６が枠体２に組み込まれた際に、検出側基板５に向かって（図４中の上方に）突出する山状に形成されている。この山状の弾性接続片部６７の頂部６８は、接点用金具６５の一端部を所定の半径の円弧状に曲げ加工され、図５に示すように、接点パターン５２と当接するようになっている。また、弾性接続片部６７が山状に形成されているので、頂部６８が合成樹脂６６側に押圧されると反発力が生じるようになっている。一方、接点用金具６５の他端の接続部６９は、表示側基板６に固定された表示用電装品６３と電気的に接続している。

表示側基板６を枠体２に固定し、検出側基板５を本体ケース１に固定し、本体ケース１に枠体２を取付けた状態において、１０個の接点パターン５２および対応する１０個の接点用金具６５は、図５にも示すように、互いに当接する。表示側基板６の接点用金具６５の弾性接続片部６７は、検出側基板５の接点パターン５２によって合成樹脂６６側に押圧され、これに伴って弾性接続片部６７の反発力が生じるので、接点用金具６５および接点パターン５２の密接した状態が維持される。このような構成の接点機構によって、検出側基板５の波形成形回路５３と、表示側基板６の表示用電装品６３とが、電気的に接続される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
測定時、スピンドル３が移動すると、スピンドル３の移動に伴いスケール４４が検出ヘッド４２に対して平行移動し、スピンドル３の絶対変位量が電気信号として検出される。スピンドル３の変位量は、電気信号として、接点パターン５２と接点用金具６５との接点機構を通じて表示用電装品６３へ送られデジタル表示器７にデジタル表示される。
デジタル表示器７の表示の向きを変えるには、固定用ねじ２２を緩めて本体ケース１に対して枠体２を回動させるだけでよい。枠体２が回動すると、接点用金具６５は、枠体２の回動軸線Ａを中心に接点パターン５２と当接した状態で回転する。従って、接点用金具６５および接点パターン５２の当接状態を維持したまま、枠体２の本体ケース１に対する回動角度が規制されることなく、枠体２を回動させることができる。また、大きな回動力を必要とすることもない。しかも、接点用金具６５および接点パターン５２は、接点用金具６５の反発力によって互いに当接しているだけなので、従来のようにフラットケーブルを使用した場合に起こり得た断線等の不具合を回避することができる。

従って、本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）枠体２を本体ケース１に対して回動しても、接点部材６４は枠体２の回動軸線Ａを中心に回転するだけであり、接点部材６４の接点用金具６５とリング状の接点パターン５２とが当接した状態で摺動するので、枠体２を３６０度以上回動させることもできる。従って、枠体２のデジタル表示器７を自由に、回動角度の制約を受けずに回動させることができる。結果として、あらゆる方向からのデジタル表示器７の視認性が確保されるので、インジケータの取付け方向による操作性への影響を受けず、操作性が向上する。

（２）枠体２と本体ケース１とを分離しても、接点用金具６５および接点パターン５２は、接点用金具６５の反発力によって互いに当接しているだけなので、従来のようにフラットケーブルを使用した場合に起こり得た断線等の不具合を回避することができる。例えば、修理や調整時の分解の際に、枠体２を本体ケース１から分離させた状態で容易に分解作業することができる。また、従来のようにフラットケーブルの配線等の手間を掛けずとも枠体２と本体ケース１とを容易に組立てることができる。

（３）フラットケーブルによる接続と比べて、接点パターン５２と接点用金具６５との接点機構の方が、接点機構の配置に必要な空間を小さくでき、薄型化を図ることができる。また、製造上、部品点数と組立工数、組立中の作業不良（フラットケーブルの場合、切断等）を減らすことができる。

（４）本体ケース１に対する枠体２の回動を規制および開放する固定用ねじ２２を備えているので、枠体２を回動させない場合に枠体２を本体ケース１に固定することができ、測定中に枠体２が誤って回動することがなく、操作性が向上する。

（５）接点部材６４は、接点用金具６５と合成樹脂６６とを一体形成したものであるので、他の電気部品と同様に表示側基板６に装着可能であり、予め表示側基板６に装着しておけば、組立作業をスムーズに行うことができる。

（６）検出側基板５上に接点パターン５２を形成するので、複数の環状の接点パターン５２を同心に形成する場合の接点パターン５２同士の間隔寸法や各接点パターン５２の幅寸法を小さくすることが可能で、検出側の接点をコンパクトに形成できる。

（７）接点パターン５２と当接する接点用金具６５の頂部６８が円弧状に形成されているので、頂部６８が接点パターン５２と摺動しても、接点パターン５２が傷付くことを回避できる。また、接点用金具６５の円弧状の加工は、金属板材を適宜せん断，曲げ等のいわゆる板金加工によって容易に形成することができ、製造コストを抑えることができる。

（８）変位検出器４がスピンドル３の絶対的な変位量を検出するので、万が一、瞬間的な断線が発生しても、変位検出器４がスケール４４の原点を検出する動作が不要で、断線の回復後、インジケータの機能が直ちに回復する。

なお、本考案は前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、検出側基板５に環状の接点パターン５２が形成され、表示側基板６に接点部材６４が装着されている場合を説明したが、逆の場合、すなわち検出側基板５に合成樹脂６６で一体形成された接点部材６４が装着され、表示側基板６に接点パターン５２が形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、変位検出器４は、スピンドル３にスケール４４が固定され、本体ケース１に検出ヘッド４２が固定されている場合を説明したが、逆の場合、すなわちスピンドル３に検出ヘッド４２が固定され、本体ケース１にスケール４４が固定されていてもよい。

また、前記実施形態では、変位検出器４は、スピンドル３の変位量を検出できればよく、スピンドル３の変位量をアブソリュート検出するものに限定されないのはもちろんである。従って、変位検出器４は、スピンドル３の変位量をインクリメント検出するものでもよい。このインクリメント検出とは、スケールの基準点からの検出ヘッドの変位をインクリメントすることで現在の変位量を計測する相対方式によるものである。なお、アブソリュート検出の場合、インクリメント検出に対して、原点検出センサが不要である点、立ち上げ毎に原点検出動作が不要である点等の利点がある。一方、インクリメント検出の場合、アブソリュート検出の変位検出器４よりも構造が単純なので、インジケータの製造工程を簡略化し、製造効率を高めることができる。

また、前記実施形態の変位検出器４としては、光電式、磁気式、静電容量式など、変位を検出する形式は問わない。
また、測定結果の表示部については、少なくとも枠体２に設けられた表示器に表示されるものであればよい。表示器が枠体２に対してどの位置に設けられてもよく、また、枠体２に対してどの方向に設けられてもよく、枠体２における表示器の表示形態については問わない。

また、前記実施形態では、計測器としてインジケータを例示したが、これに限らず、回転によって進退するスピンドル３を備えたマイクロメータ等にも適用できる。

本考案は、インジケータの他に、スピンドルが軸受を介して本体に支持され、かつ、軸方向へ直線移動する測定器全般に適用できる。

本考案の一実施形態に係る測定器を示す正面図。 前記測定器を示す断面図。 前記測定器の第１接点部を示す斜視図。 前記測定器の第２接点部を示す斜視図。 前記測定器の接点機構を示す図。

符号の説明

１…本体ケース（本体）
２…枠体
３…スピンドル
４…変位検出器
５…検出側基板（基板）
７…デジタル表示器（表示部）
１２…連結部材（軸受）
１４…ステム（軸受）
２２…固定用ねじ（枠体固定手段）
５２…接点パターン（第１接点部）
６４…接点部材（第２接点部）
６５…接点用金具
６６…合成樹脂
６７…弾性接続片部
６９…接続部
７０…保持片部
Ａ…枠体の回動軸線。

Claims (5)

1. 本体と、この本体に軸受を介して軸方向へ移動可能に支持されているスピンドルと、このスピンドルの軸方向の変位量を検出する変位検出器と、前記本体に回動自在に装着された枠体と、この枠体に設けられ前記変位検出器で検出された前記変位量を表示する表示部とを備えた測定器であって、
   前記本体および前記枠体のいずれか一方に固定され前記枠体の回動軸線を中心とする仮想円軌跡に沿って環状に形成された第１接点部と、前記本体および前記枠体のいずれか他方に固定され前記仮想円軌跡の任意の位置において前記第１接点部と当接する第２接点部とを有し、
   前記枠体の回動に伴って、前記第１接点部および前記第２接点部のいずれか一方が、前記第１接点部および前記第２接点部のいずれか他方と当接した状態で、前記枠体の回動軸線を中心に回転し、
   前記変位検出器に前記第１接点部および前記第２接点部のいずれか一方を接続し、前記表示部に前記第１接点部および前記第２接点部のいずれか他方を接続して、前記変位検出器と前記表示部とを接続するように構成したことを特徴とする測定器。
2. 請求項１に記載の測定器において、
   前記第２接点部は、前記枠体の回動軸線に平行な方向に弾性変形する弾性体によって構成され、前記第１接点部と当接した状態で弾性変形して前記第１接点部を付勢することを特徴とする測定器。
3. 請求項１または請求項２に記載の測定器において、
   前記枠体には、前記本体に対する回動を規制する枠体固定手段を備えることを特徴とする測定器。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定器において、
   前記第１接点部は、基板上に形成されたパターンであることを特徴とする測定器。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定器において、
   前記第２接点部は、接点用金具と合成樹脂とを一体成形して構成され、
   前記接点用金具は、前記合成樹脂に保持された保持片部と、この保持片部の一端から他端に向かって屈曲された弾性接続片部と、前記保持片部の他端に設けられた接続部とを有し、前記弾性接続片部が前記第１接点部に当接され、前記接続部が前記表示部に接続されていることを特徴とする測定器。

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