JP3264486B2 - 角度測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角度測定器に関し、
特に回転軸などの円周上に間隔をあけて施された各孔が
所定の間隔で施されているか否かを検査するのに用いる
角度測定器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機その他の機器類に用いられる回転
軸などにあって、その軸線方向にピンやカムローラなど
を位相をずらして取り付けることがあるが、その種の棒
材の周面には、図１２に示すように一端側から他端側に
かけて機器類の作動部のタイミング調整などを目的にし
た上述のピンやカムローラなどを取り付ける孔Ｐが順に
穿設される。又、それらの取付用孔の他に周面の一部に
平滑面Ｈを形成する例もある。このうち、各孔Ｐは周方
向に間隔をあけて穿設され、その各孔の位置でカムロー
ラなどを適正に取り付けられるようにしてある。

【０００３】ここで、棒材Ｓに孔開け加工を施すには、
ボール盤などを用いて棒材Ｓを所定角度ずつ回転させな
がら該棒材Ｓをその軸線方向に送って順に孔Ｐを形成す
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各孔を
所定位置に基準通り正確に形成することは極めて困難で
あり、その各孔の位置で棒材にカムローラなどを取り付
けて機器類に装着したときに、その取付位置の不良で機
器類が誤作動することがある。

【０００５】そこで、従来では各孔が周方向で適正な間
隔に施されているか否かを検査するため、棒材の周面上
で各孔に検査用のピンを立て、それらピンの間の角度を
分度器などの角度ゲージを用いて測定していた。

【０００６】然るに、各孔が棒材の周方向に直列するも
のであれば未だしも、軸線方向に間隔を開けて形成され
ているものでは測定が難しく不正確になり、特に精密機
器などに用いられるものでは各孔間の角度の許容誤差が
０．３度程であって上述のような測定方式では合否を判
定するような測定精度を得られるものではなかった。

【０００７】そこで、本発明は主に円周上に施された各
孔が周方向で許容範囲内の間隔に形成されているか否か
を正確に検査することのできる角度測定器を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、棒材で成る測定対象物を回転自在にして保
持する保持部と、前記測定対象物の周面に臨んで該測定
対象物の周面に間隔をあけて施された被測定部の位置を
順に検出するための位置検出部と、前記保持部により保
持された測定対象物の回転角変位量を検出する角変位検
出手段と、前記保持部と位置検出部の少なくとも一方を
保持部に保持された測定対象物の軸線方向に沿って移動
させる送り手段とを備えた角度測定器であって、前記位
置検出部は発光ダイオードなどで成る発光部と該発光部
による照射光を検出するための受光部とを有し、その発
光部と受光部が前記保持部に保持された測定対象物を介
して対向するよう装置されて成ることを特徴とする。

【０００９】又、上記角度測定器において、送り手段
は、ねじ軸と該ねじ軸が通るねじ孔を形成する支持具と
を備えたねじ機構で成り、前記支持具がねじ軸を解放可
能とする２つの半割のナットで構成されることを特徴と
する。

【００１０】更に、棒材で成る測定対象物を回転自在に
して保持する保持部と、前記測定対象物の周面に間隔を
あけて施された被測定部の位置を順に検出するための位
置検出部と、前記保持部により保持された測定対象物の
回転角変位量を検出する角変位検出手段と、前記保持部
をこれに保持された測定対象物の軸線方向に沿って移動
させる送り手段とを備えた角度測定器であって、前記保
持部は機台上にガイドレールをその長手方向へ摺動自在
にして設け、そのガイドレールの一端側に間欠回転され
るモータを設けると共に、そのモータの駆動軸と前記ガ
イドレールの他端側とに測定対象物の両端を保持する取
付具を相対して設けることにより構成され、前記送り手
段は前記ガイドレールにねじ軸を平行して取り付けると
共に、そのねじ軸が通るねじ孔をもつ支持具を前記機台
に固設して構成され、その支持具が前記ねじ軸を解放可
能とする２つの半割のナットで構成されることを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。先ず、図１は本願に係る角
度測定器の好適な一例を示した側面概略図であり、図２
にはその平面図を示している。図中、１は測定対象物を
保持する保持部であり、この保持部は機台２上にガイド
レール３を設け、その一端側にモータ４を設け、そのモ
ータ４の駆動軸とガイドレール３の他端側とに取付具５
Ａ，５Ｂを相対して設けることにより構成される。

【００１２】ガイドレール３は、図２に示すように機台
２に固設したレール受け６に係合せしめ、その下面を図
１に示すよう機台２の両端に設けたローラ７で支持して
水平状態を保ちつつその長手方向に摺動自在としてあ
る。そして、そのガイドレール３の長手方向両側に台座
８を介してアングルプレート９を固設し、そのアングル
プレート９の一方にモータ４を取り付けている。モータ
４はパルスモータその他の制御用モータで成り、その駆
動軸には上述のように取付具５Ａが装着され、他方のア
ングルプレート８には取付具５Ａに対向して別の取付具
５Ｂが取り付けられる。

【００１３】取付具５Ａ，５Ｂはそれぞれ凹センタであ
り、このうち一方の取付具５Ａはモータ４の駆動軸や測
定対象物と共に回転する回りセンタとし、他方の取付具
５Ｂは非回転部１０ａと軸方向に伸縮自在な回転部１０
ｂを有してその相互間に介在させたばね１１にて回転部
１０ｂが一方の取付具５Ａ側に付勢されるようにしてあ
る。

【００１４】ここで、測定対象物は例えば図１２に示す
ような棒材Ｓであり、その両端が取付具５Ａ，５Ｂにて
堅固に保持されるようになっている。すなわち、棒材Ｓ
は取付具５Ａ，５Ｂの間でばね１１の弾力をもって両側
から押し付けられるようにして保持されるのであるが、
本例では様々な軸長をもつ棒材でも適正に保持できるよ
うにするべく、台座８やアングルプレート９の取付位置
を可変とし、取付具５Ａ，５Ｂの間隔を調整できるよう
にしている。

【００１５】１２は測定対象物としての棒材の被測定部
（棒材Ｓの周面に施された各孔Ｈ）の位置を検出する近
接式の位置検出部であり、この位置検出部１２は保持部
１にて回転自在に保持された棒材Ｓの周面に臨む状態に
して機台２のほぼ中央に設けられる。そして、この位置
検出部１２によれば、保持部１に保持された棒材Ｓの軸
線方向に沿って保持部１と相対的に移動して各孔Ｈと軸
線方向で対応させることができる。尚、本例では位置検
出部１２を固定式とし、保持部１だけを可動式にしてい
る。

【００１６】その送り手段として、上述のように摺動自
在にしたガイドレール３にねじ軸１３を平行して取り付
け、そのねじ軸１３が通るねじ孔をもつ支持具１４を機
台２に固設して送りねじ機構を構成している。ねじ軸１
３はガイドレール３の両端面にブラケット１５を介して
回転自在に設け、その一端には操作用のハンドル１６を
取り付けている。従って、そのハンドル１６を回してね
じ軸１３を操作することにより、ねじ軸１３を通じてガ
イドレール３を含む保持部１の全体をガイドレール３の
長手方向、すなわち保持部１に保持された棒材Ｓの軸線
方向に移動させることができる。

【００１７】尚、１７は機台２を昇降自在にして支持す
るレベル調整用の支持脚、１８は保持具１に保持された
棒材の平滑面Ｈ（図１２参照）に接触してその位置を検
出する接触式の位置検出部である。

【００１８】次に、図３〜図９により本願角度測定器の
各部を詳述すれば、図３は保持部を構成するガイドレー
ル３の一端側の断面を示す。この図で明らかにするよう
に、ガイドレール３は下部側にアリ部１９を有し、その
アリ部がレール受け６に形成したアリ溝２０と摺動自在
にして嵌合されている。又、ガイドレール３の上面には
その下面から通されるボルト２１により台座８をレール
受け６と僅かな間隔をあけて固定し、その台座８の上面
には逆Ｔ字形の切欠溝２２を形成して該切欠溝に嵌合す
るスライド金具２３にアングルプレート９がねじ止めさ
れるようにしてある。

【００１９】次に、図４は近接式にした位置検出部１２
の断面を示す。この図で明らかにするように、位置検出
部１２は測定対象物としての棒材Ｓを介して対向する発
光部２４と受光部２５とで構成される透過形の光電管で
あり、発光ダイオードなどで成る発光部２４の照射光は
その前方に設けられる集光レンズ２４ａで集光され、そ
の光量が光センサをもった受光部２５で検出されるよう
になっている。その発光部２４と受光部２５はそれぞれ
ガラス管などで成る円筒２６の内部に配置し、それら円
筒２６は図５にも示すようブラケット２７を介して角度
ゲージ２８の支持脚２９に水平状態に固定している。

【００２０】ここで、角度ゲージ２８は図６に示すよう
に、機台２に固設した支持脚２９と該支持脚の一方に揺
動自在にして取り付けた円弧状の目盛板３０とにより構
成される。目盛板３０はその一端に突片３１を有して該
突片が支持脚２９の一方にピン３２にて枢着され、その
他端には支持脚２９の他方に固定する止めねじ３３を有
した着座部３４が形成される。そして、その目盛板３０
は平時には支持脚２９の相互間にアーチ状にして固定さ
れ、測定対象物を保持部１にセットするときなどには止
めねじ３３を緩めて開閉することができる。尚、この角
度ゲージ２８は補助的に設置するもので通常は殆ど使用
しない。

【００２１】次に、図７は送り機構を構成する支持具１
４を部分的に破断して示す。この図に示すように、支持
具１４は機台２に固定されるベース３５と、このベース
の壁面３５ａの相互間に介在される上下一対の締金３
６，３６を有しており、それら締金３６は側面にベース
の壁面３５ａより支軸３７を貫通させて該支軸にねじ３
８を用いて固定している。一方の締金３６を固定した支
軸３７の一端には操作用のハンドル３９を設け、その他
端側と他の支軸３７の一端側とには互いに噛合する歯車
４０を装着している。又、図８に示すように、締金３
６，３６の一端側にはそれぞれ半割のナット４１，４１
を固設し、その２つのナット４１で形成される孔をねじ
軸１３が通るねじ孔４２としている。更に、締金３６の
他端側では相互間にばね４３を介在し、そのばね力にて
一端側のナット４１が閉じられるようにしている。従っ
て、この支持具１４は平時はナット４１が閉じてねじ軸
１３と螺合し、ハンドル３９をばね４３の弾力に抗して
図８の矢印の方向に操作したときには支軸３７が歯車４
０を通じて相互に逆向きに回転して一対の締金３６が開
放し、もってナット４１からねじ軸１３が解放されるよ
うにしてある。

【００２２】次に、図９は接触式にした位置検出部１８
の側面図を示す。この図で明らかにするように、この位
置検出部１８は、機台２に固定されるベース４５、この
ベースの一端に固定した固定板４６、ベースの上面に固
定したガイド板４７、このガイド板に形成した案内溝４
７ａに沿って摺動自在に設けたスライド台４８、および
スライド台の上部に取り付けたダイヤルゲージ４９を含
み、このうちスライド台４８は固定板４６と調整ねじ５
０で連結され、該調整ねじの周囲で相互間に介在される
ばね５１にて測定対象物としての棒材Ｓに向けて付勢さ
れている。又、ダイヤルゲージ４９はそのスピンドル５
２が水平状態にあって棒材Ｓのラジアル方向に指向し、
その先端に棒材の平滑面Ｈに接触する測定子５３が着脱
自在に取り付けられる。尚、測定子５３はその先端面を
棒材の平滑面Ｈに密着可能な平面にしている。

【００２３】ここで、上述のように構成される角度測定
器により例えば図１２のような棒材Ｓを測定対象物とし
て各孔Ｐの位置が適正であるか否かを検査するには、先
ず棒材Ｓを取付具５Ａ，５Ｂの相互間に挟み込んで保持
し、次いでねじ軸１３のハンドル１６を操作して、保持
部１を棒材Ｓの保持状態のままその軸線方向に移動さ
せ、棒材Ｓの周面を平滑面Ｈの位置で位置検出部１８に
おけるダイヤルゲージ４９のスピンドル５２の軸線上に
位置付ける。そして、モータ４を間欠回転させながら棒
材の平滑面Ｈを図９のようにダイヤルゲージ４９のスピ
ンドル５２に対向させ、その平滑面Ｈに調整ねじ５０の
操作をもって測定子５３を接触させる。このとき、測定
子５３が平滑面Ｈに接触する範囲でモータ４を正逆に回
転させ、ダイヤルゲージ４９の指針が最小値を示す箇所
を探して初期位置とし、これを基準にして各孔Ｐの角度
測定を開始する。

【００２４】尚、位置検出部１２とモータ４は図１０に
示すように表示部６１Ａ，６１ＢをもつコントローラＣ
に電気的に接続し、位置検出部１２における受光部２５
の受光量が測定回路６２Ａを介して表示部６１Ａに数値
として表示されるようにしてある。又、他方の表示部６
１Ｂには棒材Ｓやモータ４の駆動軸の回転角変位量が測
定回路６２Ｂを介して０．１度単位に表示されるように
してある。その回転角変位量を検出する角変位検出手段
として、本例ではモータ４の駆動軸にロータリエンコー
ダＲｅを装着している。ここで、コントローラＣはモー
タ４を正逆に回転させる切替スイッチ６３と、表示部６
１Ｂの表示値をリセットするリセットスイッチ６４を有
し、このうち切替スイッチ６３の操作で測定回路６２Ｂ
を介してモータ４にパルス信号を与え、その入力パルス
に応じてモータ４を間欠回転させることができ、このと
きの回転角変位量がロータリエンコーダＲｅから測定回
路６２Ｂを介して表示部６１Ｂに０．１度単位で表示さ
れるようになっている。

【００２５】そして、ここに棒材Ｓの初期位置が決まっ
たら、リセットスイッチ６４の操作で表示部６１Ｂの表
示値を零とし、一端側の孔Ｐから順に測定を行う。つま
り、平滑面Ｈに対して各孔Ｐが棒材Ｓの周方向で所定位
置に正しく穿設されているか否かを以下のようにして検
査するものである。

【００２６】先ず、ねじ軸１３を操作して最初に検査す
る孔Ｐを発光部２４と受光部２５との間に位置付け、次
にモータ４を回転させて被測定部たる孔Ｐを発光部２４
と受光部２５に対向させる。孔Ｐは棒材Ｓの軸心を通る
直径１〜３mm程度の貫通孔であり、発光部２４と受光部
２５の中心線上にあって発光部２４の照射光が孔Ｐを通
過して遮光されることなく受光部２５に達し、その受光
量が表示部６１Ａに数値として表示される。そして、そ
の数値が最大を示したときに位置検出部１２で孔Ｐの位
置が検出されたことになり、このとき別の表示部６１Ｂ
にはモータ４の駆動軸と共に回転する棒材Ｓの回転角変
位量が０．１度単位で表示されている。従って、その角
度表示と規定値を比較して孔Ｐが許容範囲内にあるか否
かを知ることができる。

【００２７】このようにして、各孔の初期位置からの角
度を順に測定することにより棒材の検査を行うのであ
り、このときの各孔の許容誤差は棒材の用途によって様
々であるが、仮に０．３度を許容誤差とする棒材おいて
は一つの孔でもその範囲を越えれば不良品として取り出
されることになる。尚、各孔は直径が等しいものである
とは限らないので検査時には各孔に径を揃えるべくブッ
シュなどを装着するとよい。この場合、一つの孔で位置
検出部１２による受光量の最大値を求めれば、他の孔の
検査時には表示部６１Ａの表示値がその最大値になるよ
うにすればよいので検出が容易で測定誤差も小さくでき
る。

【００２８】ここで、棒材に穿設される孔は貫通孔であ
ることが殆どであるが、貫通されていない孔であっても
位置検出部１２として反射形の光電管を利用するか、あ
るいは位置検出部１８のダイヤルゲージ４９のように接
触式の検出器を用いて孔Ｐの位置を検出することができ
る。例えば、接触式の検出器として先端を孔Ｐに挿入可
能にした軸線方向に進退自在なテーパ軸を有するものな
どを利用できる。

【００２９】又、上記例によれば、平滑面Ｈを有する棒
材Ｓを例に説明しているが、孔Ｐだけがある棒材にし
て、位置検出部１２で最初に検出した孔の位置を初期位
置とし、これを基準にして残る各孔の角度測定をするこ
ともできる。

【００３０】更に、上記例によれば、各孔を位置検出部
１２で迅速に検出できるよう支持具１４を開閉式とし、
ねじ軸１３の操作以外に保持部１を手で押すことにより
各孔を位置検出部１２に対応させられるようにしている
が、各孔の軸線方向の間隔が適正であるかも検査できる
ようにする意味では、ねじ軸１３のみによる送り方式に
して、そのねじ軸１３に軸線方向の送り量を検出できる
リニアエンコーダなどを装着すると良い。ここで、ねじ
軸１３をハンドル１６による手動操作に代えて、その一
端に制御用モータを連結するようにしてもよい。

【００３１】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本願に係る角度測定器によれば、棒材Ｓのように被測定
部が軸線方向にも間隔を開けて施されている場合におい
て、上述のように保持部１が測定対象物の軸線方向に移
動するような構成に限らず、位置検出部１２を送りねじ
機構を利用して測定対象物の軸線方向に移動させること
ができる。

【００３２】例えば、図１１に示すように、機台２にブ
ラケット７０，７０を相対して間隔調整自在に設け、そ
のブラケット７０に棒材の両端を保持する取付具５Ａ，
５Ｂを対向して回転自在に設ける一方、機台２に取付具
５Ａ，５Ｂで保持された棒材の軸線方向に沿って移動可
能な摺動台７１を設け、その摺動台７１に光電管など棒
材の孔の位置を検出可能な位置検出部１２を固設するよ
うにしてもよい。ここで、摺動台７１を移動させる手段
として、摺動台７１に機台２と平行するガイド軸７２と
ねじ軸７３とを貫通させ、そのねじ軸７３の操作をもっ
て摺動台７１がガイド軸７２に沿って移動するようにし
ている。尚、ねじ軸７３は制御用モータなどで回転させ
るか、あるいはその一端にハンドルを装着して回転させ
ることができる。又、図１１ではブラケット７０の一方
に上記例の如くモータ４を取り付け、その駆動軸に取付
具５Ａを装着しているが、その取付具５Ａを軸受で支持
するか、又は回動軸を介して支持し、それを手動で回転
するようにしてもよい。但し、本例においても棒材の回
転角変位量を検出する手段として、ロータリエンコーダ
などを上述の回動軸その他に装着する。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る角度測定器によれば、測定対象物を保持部で回転自
在にして保持し、その周面の周方向に間隔をあけて施さ
れた被測定部の位置を位置検出部で順に検出し、このと
きの測定対象物の回転角変位量を検出するようにしたた
め、被測定部が周方向で許容範囲内の間隔に正しく施さ
れているか否かを容易かつ正確に検査することができ
る。

【００３４】更に、位置検出部と保持部の少なくとも一
方が、該保持部に保持された測定対象物の軸線方向に沿
って移動するようにしたため、被測定部が軸線方向に間
隔を開けて設けられている場合でも、その各位置を位置
検出部にて検出することができる上、被測定部の軸線方
向の距離も測定可能である。

【００３５】特に、保持部を構成するガイドレールをそ
の長手方向に摺動自在にして、これをねじ軸の操作で移
動できるようにしているので、このガイドレールに沿っ
て保持される測定対象物としての棒材の被測定部をその
軸線方向で位置検出部に正確に対応させることができ、
しかもモータを間欠回転させて被測定部の位置を位置検
出部で検出できるようにしたため、各孔の検出が容易か
つ正確に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る角度測定器の好適な一例を示した
側面概略図

【図２】同角度測定器の平面概略図

【図３】ガイドレールの取付状態を示した断面図

【図４】位置検出部を示す断面図

【図５】同位置検出部の側面図

【図６】同位置検出部に隣接する角度ゲージの正面図

【図７】保持部の移動に用いる送りねじ機構の支持具を
部分的に破断して示した背面図

【図８】同支持具の側面図

【図９】位置検出部の他の形態を示した側面概略図

【図１０】本願に係る角度測定器の電気系統を示したブ
ロック図

【図１１】本願に係る角度測定器の他の実施形態を示し
た側面概略図

【図１２】測定対象物の一例を部分的に破断して示した
斜視図

【符号の説明】

１ 保持部 ２ 機台 ３ ガイドレール ４ モータ ５Ａ，５Ｂ 取付具 １２ 位置検出部 １３ ねじ軸 １４ 支持具 ２４ 発光部 ２５ 受光部 ４２ ねじ孔

フロントページの続き (72)発明者 高橋幸雄 群馬県前橋市池端町602番地の６ 株式 会社統和タックス内 (56)参考文献 特開 昭63−281001（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128102（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−209744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113707（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 21/00 G01B 7/00 - 7/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材で成る測定対象物を回転自在にして
   保持する保持部と、前記測定対象物の周面に臨んで該測
   定対象物の周面に間隔をあけて施された被測定部の位置
   を順に検出するための位置検出部と、前記保持部により
   保持された測定対象物の回転角変位量を検出する角変位
   検出手段と、前記保持部と位置検出部の少なくとも一方
   を保持部に保持された測定対象物の軸線方向に沿って移
   動させる送り手段とを備えた角度測定器であって、前記
   位置検出部は発光ダイオードなどで成る発光部と該発光
   部による照射光を検出するための受光部とを有し、その
   発光部と受光部が前記保持部に保持された測定対象物を
   介して対向するよう装置されて成ることを特徴とする角
   度測定器。
2. 【請求項２】 送り手段は、ねじ軸と該ねじ軸が通るね
   じ孔を形成する支持具とを備えたねじ機構で成り、前記
   支持具がねじ軸を解放可能とする２つの半割のナットで
   構成される請求項１記載の角度測定器。
3. 【請求項３】 棒材で成る測定対象物を回転自在にして
   保持する保持部と、前記測定対象物の周面に間隔をあけ
   て施された被測定部の位置を順に検出するための位置検
   出部と、前記保持部により保持された測定対象物の回転
   角変位量を検出する角変位検出手段と、前記保持部をこ
   れに保持された測定対象物の軸線方向に沿って移動させ
   る送り手段とを備えた角度測定器であって、前記保持部
   は機台上にガイドレールをその長手方向へ摺動自在にし
   て設け、そのガイドレールの一端側に間欠回転されるモ
   ータを設けると共に、そのモータの駆動軸と前記ガイド
   レールの他端側とに測定対象物の両端を保持する取付具
   を相対して設けることにより構成され、前記送り手段は
   前記ガイドレールにねじ軸を平行して取り付けると共
   に、そのねじ軸が通るねじ孔をもつ支持具を前記機台に
   固設して構成され、その支持具が前記ねじ軸を解放可能
   とする２つの半割のナットで構成されることを特徴とす
   る角度測定器。