JP6411906B2 - 回転計 - Google Patents

Description

本発明は、回転計に係り、更に詳しくは、被測定体の回転速度を光学的に計測する回転計に関する。

回転計は、回転軸などの様々な回転体の回転速度を計測する測定器である。例えば、接触式のハンドヘルド型回転計では、接触子を被測定体の回転中心に接触させ、被測定体とともに回転する接触子の回転を検出することにより、回転速度が計測される。また、非接触式の回転計では、検出光を被測定体に照射し、被測定体によって反射された検出光を受光して受光信号を解析することにより、回転速度が計測される。非接触方式で計測を行う場合には、検出光を反射させるためのシート状の反射部材が被測定体の表面に貼付される。

接触式及び非接触式の両方の測定機能を有する回転計の場合、接触子は、アダプタを介して測定器本体に装着される。アダプタは、回転計に着脱可能に装着される。また、接触式及び非接触式の両計測に共通の光学系を使用する回転計の場合、アダプタには、被測定体とともに回転し、検出光を反射する反射面が形成される。この種の回転計では、ユーザ操作により、計測方式が接触方式及び非接触方式間で切り替えられ、また、反射部材の貼付枚数などの計測条件が手動で切り替えられる。

特開２０１１−１０２７２３号公報

前述した様な従来の回転計では、計測方式の切り替えをユーザが手動で行っていたため、切り替えのミスにより、被測定体の回転速度を誤検知する場合があった。例えば、アダプタが装着されているにもかかわらず、接触方式への切り替えを忘れたために、誤った回転速度を取得してしまうということが生じていた。

特に、接触方式による計測と非接触方式による計測とで共通の光学系を使用する回転計では、誤った計測方式が選択されていたとしても、回転速度が計測できてしまうため、誤検知に気づき難い。

そこで、例えば、接点式スイッチを用いてアダプタの着脱を検知することが考えられる。しかしながら、計測用の光学系とは別個にアダプタを検出するための部品が必要になることから、部品点数が多くなり、製造コストが増大する。

なお、特許文献１には、アダプタの有無を磁気的に検出する回転計が記載されている。特許文献１に記載の回転計は、磁気円板２２の回転を検出する磁気検出素子３と、磁気検出素子３を駆動する駆動回路４と、磁気検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路５とを測定器本体１に備える。この回転計は、磁気検出素子３の磁気検出信号に基づいて、接触アダプタ２の有無を検出する。しかしながら、特許文献１に記載の回転計は、接触方式による計測と非接触方式による計測とで共通の光学系を使用するものではない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを増大させることなく、アダプタの有無を検知することができる回転計を提供することを目的とする。特に、接触方式による計測と非接触方式による計測とで共通の光学系を使用する回転計であって、部品点数を増大させずに、アダプタの有無を検知することができる回転計を提供することを目的とする。

本発明による回転計は、検出光を生成する発光素子と、被測定体による前記検出光の反射光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、前記受光信号に基づいて、前記被測定体の回転速度を求める速度計測部と、アダプタが着脱可能に取り付けられるアダプタ取付部と、前記アダプタの有無を検出するアダプタ判定部とを備える。前記アダプタは、被測定体とともに回転し、かつ、前記検出光を反射する反射面を有する。前記アダプタ判定部は、前記検出光の強さを切り替える発光制御部と、前記検出光の強さの切り替え前後における前記受光信号を比較する信号比較部とを備える。

この回転計では、接触方式による計測と非接触方式による計測とに使用する光学系を利用してアダプタの有無が検出される。このため、計測用の光学系とは別個にアダプタを検出するための部品を備える必要がない。また、この回転計は、アダプタの有無を検出するため、計測方式の切り替えミスに起因して回転速度の誤検知が生じるのを抑制させることができる。

アダプタ装着時における発光素子から反射面までの距離は、アダプタ非装着時における発光素子から被測定体までの距離に比べて短い。また、光源から反射対象物までの距離が短くなるほど、光源の明るさの影響は大きくなる。前記回転計は、この様な光学的特性に着目して、検出光の強さの切り替え前後における受光信号を比較している。このため、被測定体の表面状態と被測定体に貼付される反射部材の反射率とにかかわらず、アダプタの有無を正確に検知することができる。

本発明による回転計は、製造コストを増大させることなく、アダプタの有無を検知することができる。特に、接触方式による計測と非接触方式による計測とで共通の光学系を使用する回転計において、部品点数を増大させずに、アダプタの有無を検知することができる。

図１は、実施の形態による回転計１を示した図である。 図２は、回転計１のアダプタ取付部１１を示した図である。 図３は、アダプタ２を示した斜視図である。 図４は、被測定体５を非接触方式で計測する場合を示した斜視図である。 図５は、被測定体５を接触方式で計測する場合を示した斜視図である。 図６は、回転計１内の機能構成を示したブロック図である。 図７は、回転計１における受光電圧の時間変化を示した図であり、アダプタ２が装着されている場合が示されている。 図８は、回転計１における受光電圧の時間変化を示した図であり、アダプタ２が未装着であり、かつ、被測定体５までの距離が遠い場合が示されている。 図９は、回転計１における受光電圧の時間変化を示した図であり、アダプタ２が未装着であり、かつ、被測定体５までの距離が近い場合が示されている。 図１０は、回転計１の計測時の動作を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、アダプタの計測軸の方向を上下方向として説明するが、本発明による回転計の使用時における姿勢を限定するものではない。

まず、本発明が前提とする回転計の概略構成について、図１〜図５を用いて以下に説明する。

＜回転計１＞
図１は、本発明の実施の形態による回転計１の一構成例を示した図であり、アダプタ２が着脱可能に取り付けられるハンドヘルド型の回転計１が示されている。この図には、測定器筐体１０の前面が示されている。回転計１は、被測定体の回転速度を光学的に計測する測定器であり、測定器筐体１０、アダプタ取付部１１、表示部１２及び操作キー１３〜１７により構成される。

測定器筐体１０は、上下方向を長手方向とする直方体形状を有し、上面にアダプタ取付部１１が設けられ、前面に表示部１２及び操作キー１３〜１７が設けられている。例えば、測定器筐体１０は、片方の手で保持することが可能な形状及びサイズである。

アダプタ取付部１１は、アダプタ２が着脱可能に取り付けられる取付部であり、測定器筐体１０の上面から突出する形状を有する。表示部１２は、計測結果などの各種情報を表示する表示装置であり、矩形の表示画面を有する。例えば、測定値を示す文字列又はグラフが計測結果として表示される。また、表示画面には、計測用の光源が点灯しているか否かと、反射光を受光しているか否かと、アダプタ２の有無と、測定単位とが表示される。

操作キー１３〜１７は、押下型の接点式スイッチにより構成される。操作キー１３は、電源をオン状態及びオフ状態間で切り替え、或いは、計測処理を実行させる操作キーである。例えば、電源がオン状態では、操作キー１３を押下している期間が計測期間であり、計測期間内に計測処理が行われる。計測処理は、計測用の光源を点灯させ、被測定体によって反射された検出光を受光して受光信号を解析することにより、回転速度が求められる。

操作キー１４〜１７には、各種機能が割り当てられる。例えば、操作キー１４〜１７は、計測方式及び計測条件を指定するのに使用される。計測方式は、接触方式及び非接触方式間で切り替えられる。計測条件には、後述する反射部材の貼付枚数、計測レンジ、計測結果を表示する際の単位などがある。

アダプタ２は、各種の接触子３を回転計１に着脱可能に取り付けるための中継部材であり、有蓋円筒形状の本体部２１と、本体部２１の上面から突出する計測軸２２とにより構成される。本体部２１は、計測軸２２を回転可能に支持する支持部材であり、回転計１のアダプタ取付部１１に固定される。計測軸２２は、上下方向に延びる円柱形状を有し、上端に接触子３が着脱可能に取り付けられる。この計測軸２２は、上下方向に延びる直線を中心として、被測定体とともに回転する。

接触子３は、被測定体に接触させるアタッチメントであり、アダプタ２の計測軸２２に固定される。例えば、接触子３には、円錐形状、じょうご形状及びホイール形状の接触子がある。図示した接触子３は、円錐形状の接触子であり、被測定体の回転中心部が凹状である場合に使用される。じょうご形状の接触子は、被測定体の回転中心部が凸状である場合に使用される。ホイール形状の接触子は、ベルト状の被測定体の移動速度又は移動距離を計測する場合に使用される。

＜アダプタ取付部１１＞
図２は、図１の回転計１のアダプタ取付部１１を示した図であり、アダプタ取付部１１を上方から見た場合が示されている。アダプタ取付部１１は、アダプタ２の計測軸２２と同心の円筒形状の突出部であり、内側に投光用開口部４１及び受光用開口部４２が配置されている。投光用開口部４１及び受光用開口部４２は、いずれも測定器筐体１０の上面に形成される。

投光用開口部４１は、計測用の検出光を被測定体に向けて投光するための投光窓である。受光用開口部４２は、検出光を被測定体に照射した際に、被測定体によって反射された反射光を受光するための受光窓である。受光用開口部４２は、アダプタ取付部１１よりも径方向の内側の中央に配置される。投光用開口部４１は、アダプタ取付部１１の内周面と受光用開口部４２との間に配置される。検出光の光軸は、計測軸２２と平行である。

＜アダプタ２＞
図３は、図１のアダプタ２を示した斜視図であり、接触子３が取り付けられたアダプタ２を斜め下方から見た場合が示されている。アダプタ２は、計測軸２２とともに回転する円形状の回転板２３を備える。

回転板２３は、検出光を反射させる反射部材であり、計測軸２２と同軸に配置され、本体部２１の内側に収容される。回転板２３は、計測軸２２に固定される。回転板２３の下面は、被測定体とともに回転し、かつ、検出光を反射する反射面である。

例えば、回転板２３の下面は、光の反射率が異なる明領域２３１及び暗領域２３２により構成され、明領域２３１及び暗領域２３２が周方向に交互に配置される。明領域２３１は、暗領域２３２よりも反射率が高い領域であり、周方向に一定の間隔で配置される。

図示したアダプタ２の場合、明領域２３１及び暗領域２３２は、いずれも回転板２３と同心の扇状領域により構成され、互いに隣接して配置される。この例では、反射面が周方向に１６分割され、８つの明領域２３１が等間隔に配置されている。例えば、回転板２３は、板部材にシート状の反射部材を貼付することにより、形成される。なお、回転板２３は、表面加工、印刷又は塗装によって反射率が異なる領域を形成するような構成であっても良い。

アダプタ２の本体部２１は、回転板２３の下面を投光用開口部４１に対向させた状態で、回転計１のアダプタ取付部１１に装着される。回転計１では、非接触方式で被測定体の回転速度を計測するための光学系を利用して、接触方式の計測が行われる。この接触方式の計測は、アダプタ２を回転計１のアダプタ取付部１１に取り付けた状態で行われ、検出光をアダプタ２の回転板２３に照射し、回転板２３によって反射された反射光を受光することにより、被測定体の回転速度が計測される。

図４は、被測定体５の回転速度を非接触方式で計測する場合を示した斜視図であり、ユーザの右手８に保持された回転計１と、回転する被測定体５とが描画されている。被測定体５の検出面５１には、検出光７を反射させるためのシート状の反射部材６が貼付される。被測定体５には、１〜５枚の反射部材６が貼付される。図示した被測定体５には、５枚の反射部材６が回転軸を中心とする周方向に一定の間隔で配置されている。

非接触方式の計測は、アダプタ２を回転計１から取り外した状態で行われ、回転計１から検出光７を被測定体５に向けて照射し、被測定体５によって反射された反射光を受光することにより、回転速度が計測される。例えば、回転速度は、予め定められた時間当たりの反射回数を計数することにより求められる。

図５は、被測定体５の回転速度を接触方式で計測する場合を示した斜視図であり、ユーザの右手８に保持された回転計１と、回転する被測定体５とが描画されている。接触方式の計測は、アダプタ２を回転計１に取り付けた状態において、接触子３を被測定体５の検出面５１に接触させることにより行われる。

アダプタ２の計測軸２２は、接触子３を被測定体５の回転中心に押し付けることにより、被測定体５の回転に同期する。計測軸２２の回転は、回転板２３に伝達されることから、回転板２３の回転速度を計測することにより、被測定体５の回転速度が求められる。回転板２３の回転速度は、検出光を回転板２３に照射し、回転板２３によって反射された反射光を受光することにより計測される。例えば、回転速度は、予め定められた時間当たりの反射回数を計数することにより求められる。

次に、本発明による回転計１の特徴部分の構成について、図６〜図１０を用いて以下に説明する。

図６は、図１の回転計１内の機能構成を示したブロック図である。回転計１は、表示部１２、制御部１００、駆動回路１０１、発光素子１０２、受光素子１０３、受光回路１０４、パルス変換部１０５及び操作部１０６により構成される。

制御部１００は、ユーザ操作に基づいて、駆動回路１０１及び表示部１２を制御し、計測方式を切り替え、或いは、計測条件を変更するコントローラであり、アダプタ判定部１１０及び速度計測部１２０を備える。アダプタ判定部１１０は、発光制御部１１１、信号比較部１１２及び判定処理部１１３を備え、アダプタ２の有無を検出する。

発光素子１０２は、検出光７を生成する計測用光源である。駆動回路１０１は、発光素子１０２に駆動電流を供給する。例えば、発光素子１０２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）であり、赤色のレーザー光が検出光７として生成される。

受光素子１０３は、反射光を受光し、受光信号を生成する光電変換素子である。受光回路１０４は、受光素子１０３の受光信号を電圧変換によって増幅し、アダプタ判定部１１０の信号比較部１１２へ出力する電圧変換部である。

パルス変換部１０５は、受光素子１０３の受光信号をレベル変換によってパルス状に整形し、制御部１００の速度計測部１２０へ出力する。例えば、受光信号の電圧レベルを二値化することにより、受光パルスが生成される。操作部１０６は、操作キー１３〜１７の押下操作に基づいて、操作信号を生成し、制御部１００へ出力する。

速度計測部１２０は、パルス変換部１０５によるレベル変換後の受光信号に基づいて、被測定体の回転速度を求め、計測結果として表示部１２へ出力する回転速度算出部である。被測定体の回転速度は、ユーザが指示した計測期間中の受光信号に基づいて、求められる。表示部１２には、計測結果を示す測定値が表示される。

例えば、速度計測部１２０は、受光パルスを計数し、計測期間内のパルス数を反射部材の数で除算することにより、計測期間中の回転数を求める。回転速度は、上記回転数を計測期間に相当する時間で除算することにより、求められる。接触方式が計測方式として指定されている場合、上記反射部材の数は、アダプタ２の明領域２３１の数である。一方、非接触方式が計測方式として指定されている場合、上記反射部材の数は、被測定体に貼付された反射部材の数に相当し、計測条件として指定された貼付枚数である。

なお、被測定体の回転速度は、受光パルスを計数しながら受光信号の周期を加算し、反射部材の数だけ周期を加算した積算値に基づいて求めても良い。この積算値は、１回転に要する時間であることから、積算値の逆数から回転速度を求めることができる。

発光制御部１１１は、駆動回路１０１を制御することにより、検出光７の強さを切り替える。例えば、発光制御部１１１は、２段階で検出光７の強さを切り替える。すなわち、発光制御部１１１は、強状態と強状態よりも強度が弱い弱状態との間で、検出光７の強さを切り替える。光源の明るさを調整することにより、検出光７の強さが切り替えられる。

信号比較部１１２は、検出光７の強さの切り替え前後における受光信号を比較し、比較結果を判定処理部１１３へ出力する。判定処理部１１３は、信号比較部１１２による比較結果に基づいて、アダプタ２の有無を検出し、検出結果を表示部１２へ出力する。

例えば、判定処理部１１３は、受光信号の振幅を比較した比較結果に基づいて、アダプタ２が装着されているか否かを判別する。具体的には、検出光７の強さが弱状態である場合の受光電圧の振幅と、検出光７の強さが強状態である場合の受光電圧の振幅とを求め、強度切替の前後における振幅の変化率が算出される。アダプタ２の有無は、この変化率を判定用閾値と比較することによって判別される。例えば、判定処理部１１３は、振幅の変化率が判定用閾値よりも大きければ、アダプタが装着されていると判別する。一方、振幅の変化率が判定用閾値以下である場合には、アダプタが装着されていないと判別される。

或いは、判定処理部１１３は、受光信号の平均値を比較した比較結果に基づいて、アダプタ２が装着されているか否かを判別する。具体的には、検出光７の強さが弱状態である場合の受光電圧の平均値と、検出光７の強さが強状態である場合の受光電圧の平均値とを求め、強度切替の前後における平均値の変化量が算出される。アダプタ２の有無は、この変化量を判定用閾値と比較することによって判別される。例えば、判定処理部１１３は、平均値の変化量が判定用閾値よりも大きければ、アダプタが装着されていると判別する。一方、平均値の変化量が判定用閾値以下である場合には、アダプタが装着されていないと判別される。

或いは、判定処理部１１３は、受光信号のピーク値を比較した比較結果に基づいて、アダプタ２が装着されているか否かを判別する。具体的には、検出光７の強さが弱状態である場合の受光電圧のピーク値と、検出光７の強さが強状態である場合の受光電圧のピーク値とを求め、強度切替の前後におけるピーク値の変化率が算出される。受光電圧のピーク値には、信号波形の山の電圧値、すなわち、極大値を複数の周期にわたって平均化した平均値と、谷の電圧値、すなわち、極小値を複数の周期にわたって平均化した平均値とがある。

アダプタ２の有無は、この様なピーク値の変化率を判定用閾値と比較することによって判別される。例えば、判定処理部１１３は、ピーク値の変化率が判定用閾値よりも大きければ、アダプタが装着されていると判別する。一方、ピーク値の変化率が判定用閾値以下である場合には、アダプタが装着されていないと判別される。

回転計１では、上述した判別方法のいずれか一つがアダプタ２の判定種別として予め指定される。或いは、ユーザがアダプタ２の判定種別を任意に指定することができるような構成であっても良い。

発光制御部１１１は、計測期間の開始時に発光素子１０２を点灯させ、受光信号の１周期以上の時間が経過した後に、検出光７の強さを弱状態から強状態へ切り替える。この様に構成することにより、個別の操作を必要とすることなく、回転速度の計測期間を指示するだけで、アダプタ２の有無を判定させることができる。また、ユーザが指示した計測期間の開始時に検出光７の強さを変化させてアダプタ判定を行うため、計測期間の開始後の短時間に正確な回転速度を取得することができる。

信号比較部１１２は、検出光７の強さが切り替えられてから受光信号の１周期以上の時間が経過した後に、受光信号の比較を行う。このため、検出光強度の切り替え時の受光素子１０３とアダプタ２又は被測定体５との相対的な位置関係に影響されることなく、アダプタ２の有無を検知することができる。

表示部１２には、アダプタ２の有無が検出結果として表示される。例えば、判定処理部１１３は、現在設定されている計測方式とアダプタ２の検出結果とに基づいて、警告メッセージを表示部１２に表示する。

具体的には、非接触方式が指定されているにもかかわらず、アダプタ２が装着されている場合と、接触方式が指定されているにもかかわらず、アダプタ２が装着されていない場合とに、計測方式の切り替えミスを示す文字列が警告メッセージとして表示される。この様に構成することにより、計測方式の切り替えミスをユーザに認識させることができる。

また、速度計測部１２０は、判定処理部１１３によるアダプタ２の検出結果に基づいて、計測方式を接触方式及び非接触方式間で切り替える。この様に構成することにより、ユーザが手動で計測方式を切り替える必要がないため、計測方式の切り替えミスに起因して誤検知が生じるのを防止することができる。

図７は、図６の回転計１における受光電圧の時間変化を示した図であり、アダプタ２が装着されている場合が示されている。図中には、計測開始後の時間ｔ_１において、検出光の強さが弱状態から強状態へ切り替えられる場合の信号波形が示されている。

検出光の強さが弱状態である場合の信号波形は、上側ピーク値がＶ１ｂであり、下側ピーク値がＶ１ｃであり、平均値Ｖ１ａがＶ１ａ＝（Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｃ）／２であり、振幅Ａ１がＡ１＝（Ｖ１ｂ−Ｖ１ｃ）である。また、検出光の強さが強状態である場合の信号波形は、上側ピーク値がＶ２ｂであり、下側ピーク値がＶ２ｃであり、平均値Ｖ２ａがＶ２ａ＝（Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｃ）／２であり、振幅Ａ２がＡ２＝（Ｖ２ｂ−Ｖ２ｃ）である。

受光電圧は、検出光の強さに応じて変化する。このため、強状態の信号波形は、弱状態の信号波形に比べ、上側ピーク値、下側ピーク値、平均値及び振幅が大きい。上側ピーク値は、極大値の平均値である。下側ピーク値は、極小値の平均値である。

具体的な計測値を例示すれば、Ｖ１ｂ＝０．５３０（Ｖ）、Ｖ１ｃ＝０．３７０（Ｖ）、Ｖ１ａ＝０．４５０（Ｖ）、Ａ１＝０．１６０、Ｖ２ｂ＝０．７８０（Ｖ）、Ｖ２ｃ＝０．５２０（Ｖ）、Ｖ２ａ＝０．６５０（Ｖ）、Ａ２＝０．２６０である。従って、振幅の変化率ΔＡは、ΔＡ＝（Ａ２−Ａ１）／Ａ１＝６３％であり、平均値の変化量ΔＶａは、ΔＶａ＝（Ａ２ａ−Ａ１ａ）＝０．２００（Ｖ）である。

図８及び図９は、図６の回転計１における受光電圧の時間変化を示した図である。図８には、アダプタ２が未装着であり、かつ、被測定体５までの距離が遠い場合が示されている。図９には、アダプタ２が未装着であり、かつ、被測定体５までの距離が近い場合が示されている。

図中には、計測開始後の時間ｔ_１において、検出光の強さが弱状態から強状態へ切り替えられる場合の信号波形が示されている。また、図８及び図９では、被測定体５に貼付される反射部材６の反射率がアダプタ２の回転板２３よりも高い場合が示されている。

受光電圧は、光の伝搬における減衰現象により、被測定体５までの距離に応じて変化する。このため、信号波形の上側ピーク値、下側ピーク値、平均値及び振幅は、回転計１から被測定体５までの距離が遠いほど、小さくなる。

回転計１から被測定体５までの距離が近い場合について、具体的な計測値を例示すれば、Ｖ１ｂ＝０．４２０（Ｖ）、Ｖ１ｃ＝０．０８０（Ｖ）、Ｖ１ａ＝０．２５０（Ｖ）、Ａ１＝０．３４０、Ｖ２ｂ＝０．５６０（Ｖ）、Ｖ２ｃ＝０．１２０（Ｖ）、Ｖ２ａ＝０．３４０（Ｖ）、Ａ２＝０．４４０である。従って、振幅の変化率ΔＡは、２９％であり、平均値の変化量ΔＶａは、０．０９０（Ｖ）である。

図７と図９とを比較すれば、反射部材の反射率が異なることから、検出光の強さが弱状態における受光電圧と強状態における受光電圧とのいずれか一方の計測だけでは、アダプタ２の有無を正確に判定するのは難しいことが判る。

アダプタ装着時における回転計１から回転板２３までの距離は、アダプタ非装着時における回転計１から被測定体５までの距離に比べて十分に短い。また、光源から反射対象物までの距離が短くなるほど、光源の明るさの影響は大きくなる。本実施の形態による回転計１では、この様な光学系の特性を利用し、検出光の強度を変化させた際の受光電圧を比較することにより、アダプタ２の有無が正確に判定される。

例えば、アダプタ装着時における振幅の変化率ΔＡが６３％であるのに対し、アダプタ非装着時における振幅の変化率ΔＡは２９％である。また、アダプタ装着時における平均値の変化量ΔＶａが０．２００（Ｖ）であるのに対し、アダプタ非装着時における平均値の変化量ΔＶａは０．０９０（Ｖ）である。判定用閾値をこの様な計測結果に基づいて設定することにより、振幅の変化率ΔＡ又は平均値の変化量ΔＶａに基づいて、アダプタ２の有無を検出することができる。

図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、図６の回転計１の計測時の動作を示したフローチャートである。まず、制御部１００は、操作キー１３が押下されれば、駆動回路１０１を制御して検出光７の投光を開始し、受光回路１０４から受光電圧を取得する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。

発光制御部１１１は、投光開始から受光信号の１周期以上の時間が経過すれば、検出光７の強さを弱状態から強状態へ切り替える（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。次に、信号比較部１１２は、受光回路１０４から受光電圧を取得し（ステップＳ１０５）、発光強度の切替から受光信号の１周期以上の時間が経過すれば、受光電圧の比較を行い、振幅の変化率を算出する（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。

判定処理部１１３は、振幅の変化率を判定用閾値と比較し、比較結果に基づいてアダプタ２の有無を判定する（ステップＳ１０８）。この判定結果は、表示部１２に表示される。次に、速度計測部１２０は、受光パルスを計数することにより、被測定体の回転速度を算出する（ステップＳ１０９）。

本実施の形態による回転計１では、検出光７の強さを変化させた際の受光信号を比較することにより、アダプタ２の有無が検出される。この様なアダプタ２の検出結果を利用すれば、計測方式を接触方式及び非接触方式間で自動的に切り替え、或いは、計測方式の切り替えをユーザに促すことができる。このため、計測方式の切り替えミスに起因して回転速度の誤検知が生じるのを抑制させることができる。

また、この回転計１では、計測に用いる光学系を利用して、アダプタ２が回転計１のアダプタ取付部１１に装着されているか否かが検知される。このため、アダプタ検知用の別部品を追加する必要がない。従って、部品点数を増大させることなく、また、構造を複雑化させることもなく、アダプタ２の有無を検知することができる。

検出光７を被測定体５に照射した際の受光信号の波形は、被測定体５までの距離が遠くなるほど、振幅が小さくなり、検出光７の強さを変化させた際の振幅の変化率も小さくなる。この様な光学系の特性を利用することにより、アダプタ２の有無を正確に判定することができる。

また、アダプタ２の反射面を反射率が異なる明領域２３１及び暗領域２３２により構成し、明領域２３１及び暗領域２３２を周方向に交互に配置することにより、受光信号が正弦波状になるため、アダプタ２を被測定体に接触させて回転速度を計測する場合の測定精度を向上させることができる。

また、アダプタ２を１回転以上回転させて回転速度を取得することにより、アダプタ２の反射面に周方向のばらつきがあっても、平均化によってばらつきの影響を抑制させることができる。このため、アダプタ２を被測定体に接触させて回転速度を計測する場合の測定精度をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態では、１つの発光素子１０２に対し、発光強度を調整することにより、検出光７の強さが切り替えられる場合の例について説明したが、本発明は、検出光強度の制御方法をこれに限定するものではない。例えば、回転計１は、２以上の発光素子１０２を備え、発光制御部１１１が、点灯させる発光素子１０２を異ならせることにより、検出光７の強さを切り替えるような構成であっても良い。この様に構成すれば、発光素子１０２の寿命が長くなるため、回転計１の耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、１つの受光素子１０３から受光信号を取得して回転速度が計測される場合の例について説明したが、本発明は、光学系の構成をこれに限定するものではない。例えば、回転計１は、応答速度が異なる２以上の受光素子１０３を備え、速度計測部１２０が、ユーザが指定した計測レンジに基づいて、検出光７を受光させる受光素子１０３を選択するような構成であっても良い。この様に構成すれば、ユーザが指定した計測レンジに応じた応答速度の受光素子１０３が選択されるため、回転速度の測定精度を向上させることができる。

また、本実施の形態では、アダプタ２の反射面が８つの明領域２３１により構成される場合の例について説明した。回転計１には、明領域２３１の数が異なる各種のアダプタ２を取り付けることができる。本発明は、受光信号を利用してアダプタ２の種別を自動判別して計測条件を変更するような構成の回転計１にも適用することができる。

例えば、アダプタ２の回転板２３の反射率を異ならせることにより、受光信号の電圧レベルに基づいてアダプタ２の種別を判別することができる。このとき、速度計測部１２０は、明領域２３１の数に応じて受光信号の周期を加算した積算値に基づいて、回転速度を求める。この様に構成することにより、計測条件の切り替えミスに起因する誤検知を防止することができる。

また、本実施の形態では、検出光の強さの切り替え前後における受光信号を比較することによってアダプタ２の有無が検出される場合の例について説明したが、本発明は、受光信号の平均値、最大値又は最小値に基づいてアダプタ２の有無を判定する回転計１にも適用することができる。

例えば、検出光の強さが弱状態である場合の受光信号の平均値を判定用閾値と比較することにより、アダプタ２の有無が判定される。この様な判定方法と、検出光の強さの切り替え前後における受光信号を比較してアダプタ２の有無を判定する判定方法とを組み合わせることにより、アダプタ検出の精度を向上させることができる。特に、受光電圧によってアダプタ２の有無を判定する方法では、受光信号の１周期分の時間が経過するのを待たなくてもアダプタ２の有無が判定可能であることから、被測定体の回転速度が遅い場合の検出精度を向上させ、また、アダプタ検出に要する時間を短縮させることができる。

１ 回転計
１０ 測定器筐体
１１ アダプタ取付部
１２ 表示部
１３〜１７ 操作キー
２ アダプタ
２１ 本体部
２２ 計測軸
２３ 回転板
２３１ 明領域
２３２ 暗領域
３ 接触子
４１ 投光用開口部
４２ 受光用開口部
１００ 制御部
１０１ 駆動回路
１０２ 発光素子
１０３ 受光素子
１０４ 受光回路
１０５ パルス変換部
１０６ 操作部
１１０ アダプタ判定部
１１１ 発光制御部
１１２ 信号比較部
１１３ 判定処理部
１２０ 速度計測部
５ 被測定体
６ 反射部材
７ 検出光

Claims (10)

1. 検出光を生成する発光素子と、
   被測定体による前記検出光の反射光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、
   前記受光信号に基づいて、前記被測定体の回転速度を求める速度計測部と、
   アダプタが着脱可能に取り付けられるアダプタ取付部と、
   前記アダプタの有無を検出するアダプタ判定部とを備え、
   前記アダプタは、被測定体とともに回転し、かつ、前記検出光を反射する反射面を有し、
   前記アダプタ判定部は、
   前記検出光の強さを切り替える発光制御部と、
   前記検出光の強さの切り替え前後における前記受光信号を比較する信号比較部とを備えることを特徴とする回転計。
2. 前記アダプタ判定部は、前記受光信号の振幅の比較結果に基づいて、前記アダプタの有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転計。
3. 前記アダプタ判定部は、前記受光信号の平均値の比較結果に基づいて、前記アダプタの有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転計。
4. 前記アダプタ判定部は、前記受光信号のピーク値の比較結果に基づいて、前記アダプタの有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転計。
5. 前記信号比較部は、前記検出光の強さが切り替えられてから前記受光信号の１周期以上の時間が経過した後に、前記受光信号の比較を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転計。
6. 前記速度計測部は、ユーザが指示した計測期間中の前記受光信号に基づいて、前記回転速度を求め、
   前記発光制御部は、前記計測期間の開始時に前記発光素子を点灯させ、前記受光信号の１周期以上の時間が経過した後に、前記検出光の強さを弱状態から強状態へ切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転計。
7. ２以上の前記発光素子を備え、
   前記発光制御部は、点灯させる発光素子を異ならせることにより、前記検出光の強さを切り替えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の回転計。
8. 応答速度が異なる２以上の前記受光素子を備え、
   前記速度計測部は、ユーザが指定した計測レンジに基づいて、前記検出光を受光させる受光素子を選択することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の回転計。
9. 前記アダプタの前記反射面は、反射率が異なる明領域及び暗領域により構成され、前記明領域及び前記暗領域が周方向に交互に配置され、前記明領域が周方向に一定の間隔で配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の回転計。
10. 前記速度計測部は、前記明領域の数に応じて前記受光信号の周期を加算した積算値に基づいて、前記回転速度を求めることを特徴とする請求項９に記載の回転計。

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