JP3140253U - デジタル測長具 - Google Patents

Abstract

【課題】手操作によるミス以外で発生する測長誤差を極力排除し，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具を実現する。
【解決手段】手で操作して，測長ローラーを測長対象に接触回転させて測長する測長具に関し，測長ローラーの端部，または内面端部の円周方向に，所定ピッチの変位マークを配列し，測長ローラーの回転に伴う変位マークの移動をフォトセンサーで計数し，かつ測長ポイントの明示，ならびに測長ローラーの逆転，壁際などの測長において測長具の筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を演算補正するとともに，変位マークとフォトセンサーとの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制する規制構造を設け，測長ローラーとともに測長対象に接触移動して測長を行うことにより，精度の高い測長結果を得る。
【選択図】図１

Description

手で操作して，測長ローラーを測長対象に接触回転させて測長する測長具に関し，伝達誤差や，経時劣化を生じ易いギヤ，ベルト，プーリーなどの回転伝達機構を介さず，測長ローラーの端部，または内面端部の円周方向に，所定ピッチの変位マークを配列し，測長ローラーの回転に伴う変位マークの移動をフォトセンサーで計数して測長する，とともに，規制構造を測長ローラーとともに測長対象に接触移動させて測長することにより，測長ローラーと筺体の首振りにより生ずる無効な相対移動により生ずる測長誤差を防ぎ，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具。

測長寸法をデジタル表示するデジタル測長具として，紐体で構成される巻尺の引き出し長をエンコーダによりデジタル表示するものが提案されているが，従来の紐体の巻尺機構に対して，エンコーダ，計数回路，表示器，電池などが追加される構成であり，測長をミリ，インチ表示したり，測長結果をメモリに記憶させるなど，使い勝手の改善，工夫の範囲であり，重さ，サイズ，コスト面などで難が有るとともに，測長のたびに紐体を引き出し，巻き戻しが必要なため，操作の煩わしさも従来の巻尺と変わらない。また，測長コロを測長対象に接触回転させ，ギヤを介してエンコーダ板の変位マークを計数するタイプも実用化されているが，測長ポイントの明示が不明であったり，ギヤによる誤差などの測長誤差が大きく，経時劣化も無視できないないとともに，測長対象に測長コロを接触移動させる場合に，筺体が測長コロの軸を支点として首を振る無効な相対移動により無視できない計数誤差を生ずるなど，実用面で大きな課題を有している。

考案が解決しようとする課題

紐体で構成される巻尺の引き出し長をエンコーダによりデジタル表示するデジタル測長具が有している紐体の引き出し，巻き戻しを不要とするとともに，測長具の測長ポイントが解り易いこと，ならびに，回転伝達機構や測長ローラーなどの伝達誤差，経時劣化，逆転，壁際などの測長において測長具の筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差や，測長ローラーと筺体の首振りにより生ずる無効な相対移動により生ずる測長誤差など，手操作によるミス以外で発生する測長誤差を極力排除し，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具を実現する。

課題を解決するための手段

手で操作して，測長ローラーを測長対象に接触回転させて測長する測長具に関し，測長ローラーの端部，または内面端部の円周方向に，所定ピッチの変位マークを配列し，測長ローラーの回転に伴う変位マークの移動をフォトセンサーで計数し，かつ測長ポイントの明示，ならびに測長ローラーの逆転，壁際などの測長において測長具の筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を演算補正するとともに，変位マークとフォトセンサーとの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制する規制構造を設け，測長ローラーとともに測長対象に接触移動して測長を行うことにより，精度の高い測長結果を得る。

考案の効果

紐体で構成される巻尺の引き出し長をエンコーダによりデジタル表示するデジタル測長具が有している，紐体の引き出し，巻き戻しを不要とするとともに，測長誤差を徹底的に排除した，高精度で，デジタル測長具として相応しい重さ，サイズ，コストが実現される。

測長の精度を高めるためには，手操作によるスリップなどで生ずるミス以外に起因する測長誤差を極力無くすことが大切な条件となる。しかるに，測長具の何処が測長ポイントなのかを明示するとともに，伝達誤差や，経時劣化を生じ易いギヤ，ベルト，プーリーなどの回転伝達機構を使用せずに測長ローラーの回転移動を計数することにより，回転伝達系により生ずる測長誤差の要因や，経時的な劣化を無くすとともに，測長ローラーの逆転，測長具の筺体により壁際などの測長において規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を演算補正することにより，高い測長精度を維持する。

測長ローラーを測長対象に接触回転して測長する場合に，測長ローラーと筺体の首振りにより生ずる変位マークとフォトセンサーとの無効な相対移動により生ずる誤差を規制する規制構造を，測長ローラーとともに測長対象に接触移動させることにより，無効な相対移動により生ずる測長誤差が規制され，高い測長精度が確保されるとともに，デジタル処理により，測長結果の記憶保存，表示単位をミリまたはインチの選択，測長結果から測長対象の面積，体積などの算出も容易に実現する。

図１に本考案によるデジタル測長具の概略構成図を示す。手で操作して，表面の一部が筐体底面から突出している測長ローラー１を測長対象に接触回転させることで，測長ローラーの端部，または内面端部に所定ピッチで配列される変位マークの回転移動をフォトセンサー２で計数し，移動数を処理回路３で計数して測長する。４は電池，５は筐体を示し，ａは筺体の前後の側面，ｂは筺体底面を示す。図２は，測長ポイントが一目で解る明示記号７，測長結果などを表示するＬＣＤ表示器６，各種スイッチＳＷ１〜ＳＷ４，筐体５を示す。ＳＷ１は電源スイッチ，ＳＷ２は測長のスタート／ストップスイッチであり，測長を開始してから測長を終了するまでの，計数処理すべき期間を演算，操作処理回路に伝えるものであり，押すたびに切り替えるか，または計数する間押し続けるなどの操作を行う。ＳＷ３は，壁などにより阻害されて，測長対象の測定が測長具の筐体端部〜筺体端部間となる場合に，測長結果に筐体の幅サイズの加算補正を指示するポジションスイッチである。ＳＷ４は所定回数記憶された測長データを呼び出して確認するためのスイッチである。

図３は測長ローラーの概観斜視図であり，（１）は測長ローラーの端部に配列された変位マークの一部を表示した請求項１の事例を示し，（２）は，測長ローラーの内面端部の円周方向に，所定ピッチで配列された変位マークの一部を表示した請求項２の事例を示す。（２）の構成では，変位マーク８ならびに，フォトセンサー２の全体，または一部を測長ローラーの内部に構成するため，測長具が小型化される。測長ローラーは，測長対象を傷つけず，かつ適度な接触摩擦を備えるため，表面はゴム材や樹脂材などの被覆材１０で被覆されている。９は測長ローラーの回転軸である。

図４は測長ローラーの端部，または内面端部の円周方向に白，黒交互に配列される変位マークの配列の一部を表示し，測長対象に接触して回転移動する測長ローラー表面の接触移動距離に適合したピッチＰで，全周上に白，黒交互に，等間隔で，円の中心に収束する楔状形に配列される。変位マークは外周から中心までの全域に渡って構成されている必要は無く，図４に示すごとく，フォトセンサーで計数する範囲が形成されていれば良い。

手操作による不慮のミス以外で発生する測長誤差に関しては，図２に示す如く，測長ポイントが一目で解る記号７が明示されているとともに，伝達誤差や，経時劣化を生じ易いギヤ，ベルト，プーリーなどの回転伝達機構を使用せずに測長ローラーの回転移動を計数する方式などにより対策が打たれているが，さらに，被覆材１０の厚みを含めた，測長ローラー径により決定される測長ローラーの回転移動距離に対する変位マークのピッチ設定誤差，測長ローラーの逆転誤差，測長開始位置誤差，測長終了位置誤差などにより生ずる誤差を演算補正により最低限に抑える。測長開始位置誤差，測長終了位置誤差に関しては，壁面からの測長開始や壁面での測長終了の際に，図１に示す，筺体の前後の測面ａの形状がどのようで有るかによって，壁面と筺体の前後の側面の突出部が当たるなどして，演算補正が適切に出来なくなることも起こるため，筺体の前後の測面ａを筺体底面ｂに対する垂直面または垂直面の内側の範囲で形成し，測長誤差を防ぐことが必要である。

図５の（１）は変位マークとフォトセンサーとの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制するための規制構造を備えた，デジタル測長具の筺体底面ｂの概念図を示し，（２）は規制構造を測長対象面に接触させながら移動させる場合の概念図を示す。規制構造を測長ローラーとともに測長対象に接触移動させて無効な相対移動を防ぐため，測長ローラーを測長対象に接触させて筺体を斜めに傾けた状態では，測長ローラー突出部前後の筐体底面は前後方向に所定長を確保し，測長ローラーの突出部中央から適度に離れた位置に規制構造を形成して，緩やかな傾斜角度でスムーズな接触移動を可能にする。１は測長ローラー，５は筺体，１１は測長具の筺体底面の前後端に装着された規制構造であり，測長時には，前後いずれかの規制構造を測長ローラーとともに測長対象面に接触させながら移動させることにより，筺体の首振りを防止して，変位マークとフォトセンサーとの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制する。

規制構造を測長面に接触させて測長を行うことにより筺体が斜めに傾斜するため，測長具の前後の側面が傾斜して壁面に当たることも有り，測長誤差が生ずるため，筺体の前後の側面に関し，測長対象に規制構造が接触した状態で，接触した側の側面が，測長対象面に対する垂直面または垂直面の内側の範囲で形成されることにより，壁面などによる測長誤差を防ぐことが出来る。（２）における⊥表示は測長対象面への垂直を示し，規制構造への接触側の測面が，測長対象面に対する垂直面の内側に形成されている事が解る。

測長ローラー径により決定される測長ローラーの回転移動距離と変位マークのピッチ設定誤差に関しては，ローラー径，ならびに被覆材の厚み，変位マークのピッチ設定精度を向上させることにより，変位マークピッチを測長ローラー表面における実際の移動ピッチに近似させる。逆転による誤差を防ぐには，図６にフォトセンサーを例として示すように，光源ＬＥＤならびに，変位マークの移動方向に配置をずらしたフォトトランジスタなど２個の光検知機能ＰＨ１，ＰＨ２を搭載したフォトセンサー２を使用し，変位マークが右向Ｒに移動するか，左向Ｌに移動するかによってＰＨ１，ＰＨ２における変移マークの白，黒の変化発生のタイミング差により移動方向を検出することが可能であり，逆転による変位マークの移動数を処理回路で減算補正する。さらに，壁などにより測長ポイントが接近できず，測長対象の測定が測長具の筐体端部〜筺体端部間となる場合に，測長結果に筐体の幅サイズを加算補正するなど，手操作によるミス以外で発生する測長誤差を限りなく低減する対策が施されることにより，高い測長精度が得られるとともに，経時的な精度の劣化が無い点に，大きな特徴を有している。

図７は処理回路を示す概略構成図である。フォトセンサー２で検出された変位マークは，レベル検出，コード化回路１２でコード化処理されて演算処理回路１３のＣＰＵで各種の演算，操作処理がされ，測長結果は表示器６に表示されるとともに，メモリー１４に記憶され，必要に応じて内容が読み出されて演算処理などが行われる。

表面にシリコンゴムを被せて測長ローラーを構成し，端面に白，黒の変位マークを形成し，変位マークの移動方向に配置をずらした二個のフォトトランジスタを搭載したフォトセンサーで測長ローラーの正転，逆転の変位を計数する構成を採用した。測長ローラの表面径２０ｍｍ，表面の被覆材の厚さは１ｍｍ，筐体サイズは，縦×横×高＝２５×５０×５０ｍｍで有る。測長精度は変位マークピッチを測長ローラーの実際の移動ピッチ１ｍｍに適合させた。請求項１ならびに請求項２に関しては，筺体の前後の側面ａを筺体底面ｂに対して垂直に，また請求項３ならびに請求項４に関しては，筺体の前後の側面ａを測長対象面に対する垂直面の内側に設定したが，請求項１ならびに請求項２に関しては，より内側の設定となる請求項３ならびに請求項４の設定も適用可能であり，この場合は，壁面には底面の前後先端部が当たるため，演算補正は適切に行われる。

図５は，規制構造を筺体底面の前後に配置した構成例を示し，部材としてはテフロン材の平板を使用したが，皮革，ゴム，フェルトなど種々の素材が使用でき，形状も平板状，三角状，半円柱状，エンボス状など種々考えられ，接触移動ではなくコロ状の回転移動としても良い。筺体として滑りやすく，測長対象に傷を付けない材質を使用すれば，規制構造として特別な構造を形成せずに，筐体の底面部が兼ねても良いが，高額な家具のような測長対象を測長する場合も有るため，少なくとも，測長対象との接触部分にテフロンなどの平板シートを貼り付けて傷を防ぐことが望ましい。また，規制構造を筺体底面の前後に配置せず，片方に配置して，測長対象に接触させる筺体側面を指定しても良い。規制構造は，凹凸の有る測長対象を測長する場合に邪魔にならないことを配慮して，移動の前後方向に緩やかな傾斜を設けたり，線条を設けることも意味がある。また，突出長を調節できる構造とすること，ならびに必要な時に所要量突出させて規制し，不要な時に引っ込める構造とすることなども可能である。

変位マークは測長ローラーの端部，または内端部に直接配列せず，別体で形成して装着しても良い。また，変位マークは白，黒に限ることは無く，フォトリフレクターにより，交互の移動が識別される色であれば良いとともに，変位マークを透過，不透過に交互に形成して，透過型のフォトセンサーにより移動を計数する構成でも良い。測長ポイントの明示として，記号７の明示を例としたが，測長具の所定位置に形成される，罫線やスリットなどのマーカーにより，測長開始位置，ならびに終了位置を実際に目視して確認することも有効である。さらに，一般的な電池を使用せず，太陽電池を筐体面に構成することにより更に軽量化が可能であるとともに，測長結果の表示単位をミリまたはインチの選択，測長結果から測長対象の面積，体積などの算出も容易に実現可能であるなど，機能，材質，構成，ディメンジョンなどに関しては，本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば，種々変形実施が可能である。

本考案によるデジタル測長具の概略構成図を示す。 測長具の外装を示す概念図を示す。 測長ローラーの概観斜視図を示す。 変位マークの一部を示す。 規制構造を備えた，デジタル測長具の概念図を示す。 二個の光検知機能を搭載したフォトセンサーの概念図を示す。 処理回路の概略構成図を示す。

符号の説明

１ 測長ローラー
２ フォトセンサー
３ 処理回路
４ 電池
５ 筺体
６ 表示器
７ 測長ポイント記号
８ 変位マーク
９ ローラー軸
１０ 被覆材
１１ 規制構造
１２ レベル検出，コード化回路
１３ 演算，操作処理回路
１４ メモリー
ａ 筺体の前後の側面
ｂ 筺体底面
ＳＷ１ 電源スイッチ
ＳＷ２ スタート／ストップスイッチ
ＳＷ３ ポジションスイッチ
ＳＷ４ メモリースイッチ

Claims (4)

1. 手で操作して，測長ローラーを測長対象に接触回転させて測長する測長具に関し，測長ローラーの端部の円周方向に，所定ピッチの変位マークを配列し，伝達誤差や，経時劣化を生じ易いギヤ，ベルト，プーリーなどの回転伝達機構を介さず，測長ローラーの回転移動に伴う変位マークの移動をフォトセンサーで計数するとともに，筺体の前後の側面を，筺体底面に対する垂直面または垂直面の内側の範囲で形成し，かつ記号またはマーカーによる測長ポイントの明示，ならびに測長ローラーの逆転，壁際などの測長において測長具の筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を演算補正することにより，手操作によるミス以外で発生する測長誤差を極力排除し，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具。
2. 測長ローラーの内面端部の円周方向に，所定ピッチの変位マークを配列するとともに，フォトセンサーの全体，または一部を測長ローラーの内部に配置することにより，小型化を図った，請求項１に記載する，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具。
3. 変位マークとフォトセンサーの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制する規制構造を設け，測長対象に接触させた測長ローラーの軸を支点として筐体を斜めに傾けた状態で，測長ローラーとともに該規制構造を測長対象に接触移動させる場合に，緩やかな傾斜角度によるスムーズな移動を可能とし，かつ，測長対象の凹凸で移動が阻害され難い形状，構造とし，測長対象を傷付けず，滑りやすく，磨耗し難くい材質とするとともに，筺体の前後の側面に関し，筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を解消するために，測長対象に規制構造が接触した状態で，接触した側の側面が，測長対象面に対する垂直面，または垂直面の内側の範囲で形成される，請求項１に記載する，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具。
4. 変位マークとフォトセンサーの無効な相対移動により生ずる測長誤差を規制する規制構造を設け，測長対象に接触させた測長ローラーの軸を支点として筐体を斜めに傾けた状態で，測長ローラーとともに該規制構造を測長対象に接触移動させる場合に，緩やかな傾斜角度によるスムーズな移動を可能とし，かつ，測長対象の凹凸で移動が阻害され難い形状，構造とし，測長対象を傷付けず，滑りやすく，磨耗し難くい材質とするとともに，筺体の前後の側面に関し，筺体により規制される測長開始位置，測長終了位置などにより生ずる測長誤差を解消するために，測長対象に規制構造が接触した状態で，接触した側の側面が，測長対象面に対する垂直面，または垂直面の内側の範囲で形成される，請求項２に記載する，簡単，高精度な測長が可能な軽量，小型なデジタル測長具。

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