JP6530130B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、測定対象の厚さを非接触で測定する測定装置に関する。

一対の距離計を対向して設けた枠状のフレームに測定対象を通過させる測定装置が知られている。このような測定装置は、予め測定しておいた一対の距離計の間の距離から、測定した各距離計から測定対象までの距離を差し引くことで、対象物の厚さを導出する。

この測定装置に用いられるフレームは、一対の距離計を固定する上枠及び下枠と、これら上枠及び下枠を接続する支柱と、を有する。支柱は、上枠及び下枠の一端又は両端に設けられる。

日本国特開２００４−１７４０１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、熱により支柱の長さが変動しても、高い精度で対象物の厚さを測定できる測定装置を提供することである。

実施形態によれば、測定装置は、基部、一対の距離計及び補助部材を有する。基部は、下枠、前記下枠と対向して設けられる上枠、並びに、前記下枠及び前記上枠を連結する支柱を有する。一対の距離計は、前記下枠及び前記上枠にそれぞれ設けられ、測定対象を通過可能な間隙を有して互いに対向して配置される。補助部材は、前記基部に設けられ、前記支柱と異なる線形膨張係数の材料で構成され、熱により前記一対の距離計の対向する方向に膨張する前記支柱の膨張量と同じ膨張量となる前記一対の距離計の対向する方向の長さを有する。前記支柱は、前記下枠に下端が固定される第１支柱と、前記上枠に上端が固定される第２支柱とを有する。前記補助部材は、前記第１支柱の側面及び前記第２支柱の側面の間に配置され、上端が前記第１支柱の上端に固定され、下端が前記第２支柱の下端に固定される。

図１は、第１の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。 図２は、第２の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。 図３は、第３の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。 図４は、第４の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。 図５は、第５の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。 図６は、第６の実施形態に係る測定装置の構成を示す説明図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る測定装置１について、図１を用いて説明する。
図１は、第１の実施形態に係る測定装置１の構成を示す説明図である。

測定装置１は、測定対象１００が通過する枠状の基部１１と、基部１１に設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、基部１１及び一方の距離計１２の間に設けられた補助部材１３と、一対の距離計１２の間隙の距離を計測する校正装置１４と、一対の距離計１２及び校正装置１４にそれぞれ信号線９９を介して接続された制御部１５と、を備えている。

ここで、測定対象１００は、例えば、一方向に長い板状の金属板等である。測定対象１００は、例えば、熱処理が行われた後に、測定装置１で厚さが測定される。

基部１１は、下枠２１と、下枠２１の一の側面又は一対の側面に設けられた一又は一対の支柱２２と、支柱２２に設けられた上枠２３と、を備えている。基部１１は、正面視で方形枠状、又は、Ｃ字状に構成される。本実施形態においては、基部１１は、一対の支柱２２を有する方形枠状の構成を用いて以下説明する。

基部１１は、例えば、下枠２１の下面及び支柱２２の下面が、設置面２００に固定される。設置面２００は、例えば、測定装置１が設置される工場等の床面等である。

下枠２１は、方形板状に構成される。下枠２１は、支柱２２が設けられる一対の側面間の長さが、測定対象１００の幅方向の長さよりも長く構成される。

支柱２２は、方形の板状又は棒状に構成される。支柱２２の一対の距離計１２の対向する方向の長さは、一対の距離計１２の間隙を測定対象１００が通過可能であって、且つ、各距離計１２と測定対象１００が離間する長さに構成される。支柱２２は、下端の側面に下枠２１が固定され、上端の側面に上枠２３が固定される。即ち、支柱２２は、下枠２１と上枠２３とを連結している。

上枠２３は、方形板状に構成される。上枠２３は、例えば、下枠２１と略同一形状に、下枠２１と対向して構成される。上枠２３は、その下面に補助部材１３が固定される。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が下枠２１の上面に、他方が補助部材１３の下面に、それぞれ固定される。対向する一対の距離計１２の間隙は、測定対象１００を通過可能な長さに構成される。一対の距離計１２は、通過する測定対象１００までの距離をそれぞれ測定可能に構成される。一対の距離計１２は、測定した情報を、信号線９９を介して制御部１５に送信する。

補助部材１３は、例えば方形板状又はブロック状に構成される。補助部材１３は、相対する主面の一方が上枠２３の下面に固定され、当該主面の他方に距離計１２が固定される。換言すると、一対の距離計１２の他方は、一対の距離計１２の一方と対向し、且つ、所定の距離だけ離間して、自身と上枠２３との間に補助部材１３を介して上枠２３に固定される。

補助部材１３は、支柱２２の線形膨張係数と異なる線形膨張係数を有する材料、具体的には、支柱２２の線形膨張係数よりも高い線形膨張係数を有する材料で構成される。また、補助部材１３の一対の距離計１２の対向する方向の長さは、熱により一対の距離計１２の対向する方向に膨張する支柱２２の膨張量と同じ膨張量となる長さを有する。ここで、一対の距離計１２の対向する方向は、上下方向、即ち高さ方向である。

以下、支柱２２及び補助部材１３の材料及び長さについて具体的に説明する。図１に示すように、支柱２２の上下方向の長さをＬ１とし、補助部材１３の上下方向の長さをＬ２とする。支柱２２の材料を線形膨張係数がＭ１の第１材料とし、補助部材１３の材料を線形膨張係数Ｍ１よりも大きい線形膨張係数Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）の第２材料とする。このとき、補助部材１３の長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／（Ｍ２／Ｍ１）に構成される。

例えば、支柱２２の材料を鉄材料とし、補助部材１３をアルミニウム材料とした場合には、アルミニウム材料の線形膨張係数は鉄材料の線形膨張係数の約２倍であることから、補助部材１３の上下方向の長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／２に構成される。このような構成とすることで、支柱２２及び補助部材１３の熱による膨張量が略同一となる。

校正装置１４は、一対の距離計１２間の距離、換言すると、一対の距離計１２の間隙の長さを測定可能に構成される。校正装置１４は、測定した情報を、信号線９９を介して制御部１５に送信する。

制御部１５は、校正装置１４で測定された一対の距離計１２間の距離及び一対の距離計１２でそれぞれ測定された測定対象１００までの距離の差から、測定対象１００の厚さを導出可能に構成される。

次に、このように構成された測定装置１を用いた測定対象１００の測定について説明する。
先ず、例えば熱処理により加熱された測定対象１００を測定装置１により測定する場合において、測定対象１００をコンベア等の搬送装置によって一対の距離計１２間を通過させる。なお、測定対象１００を通過させる位置は、各距離計１２と測定対象１００とが離間していれば、限定されない。

測定対象１００が基部１１を通過するとき、測定対象１００の熱により、基部１１及び補助部材１３が加熱され、支柱２２及び補助部材１３が上下方向に膨張する。基部１１は、下枠２１及び支柱２２が設置面２００に固定されることから、支柱２２は上方向に膨張する。また、補助部材１３が固定された上枠２３は支柱２２に固定されていることから、補助部材１３は上枠２３に関して下方向に膨張する。

また、支柱２２及び補助部材１３は、異なる線形膨張係数を有するが、それぞれの長さが同じ膨張量となるＬ１、Ｌ２に設定されていることから、支柱２２及び補助部材１３は同じ膨張量でそれぞれ上下方向に膨張する。結果、補助部材１３の膨張により、補助部材１３に固定された距離計１２が支柱２２の膨張量と同一量だけ下方に移動し、一対の距離計１２の間隙は、一定に保たれる。

一対の距離計１２は、通過した測定対象１００までの距離をそれぞれ測定し、測定した情報を制御部１５に送信する。制御部１５は、校正装置１４で検出した一対の距離計１２の間の距離と、受信した各距離計１２から測定対象１００までの距離の和との差から、測定対象１００の厚さを導出する。なお、例えば、校正装置１４は、測定対象１００の測定前に、予め一対の距離計１２の間の距離を測定し、制御部１５に情報を送信する。これらの測定を、測定対象１００の送り方向の一部又は全箇所で行い、測定対象１００の厚さを測定する。

このように構成された第１の実施形態に係る測定装置１によれば、一対の距離計１２の対向する方向において、支柱２２及び補助部材１３の熱による膨張量を同じとすることで、支柱２２の膨張を距離計１２が固定された補助部材１３の膨張により相殺し、一対の距離計１２の間隙を一定とすることができる。これらのことにより、測定装置１は、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。

上述したように、第１の実施形態に係る測定装置１によれば、熱により支柱２２の長さが変動しても、高い精度で測定対象１００の厚さを測定できる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る測定装置１Ａについて、図２を用いて説明する。
図２は、第２の実施形態に係る測定装置１Ａの構成を示す説明図である。なお、第２の実施形態に係る測定装置１Ａにおいて、上述した第１の実施形態に係る測定装置１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

測定装置１Ａは、測定対象１００を通過させる枠状の基部１１Ａと、基部１１Ａに設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、校正装置１４と、制御部１５と、を備えている。

基部１１Ａは、下枠２１と、下枠２１の一の側面又は一対の側面に設けられた一又は一対の支柱２２と、支柱２２に設けられた補助部材１３Ａと、補助部材１３Ａに設けられた上枠２３と、を備えている。基部１１Ａは、正面視で方形枠状、又は、Ｃ字状に構成される。本実施形態においては、基部１１Ａは、一対の支柱２２を有する方形枠状の構成を用いて以下説明する。

補助部材１３Ａは、例えば板状に構成される。補助部材１３Ａは、上端が支柱２２の上端と固定され、下端が上枠２３と固定される。なお、補助部材１３Ａは、例えば、上端面が支柱２２の上端面と、固定部３１により固定され、上枠２３と対向する主面の下端が上枠２３の側面と固定される。固定部３１は、例えば、板材及びボルト等による機械的に固定できる部材や、溶接部等の機械的に固定できる部材である。

補助部材１３Ａは、支柱２２の線形膨張係数と異なる線形膨張係数を有する材料、具体的には、支柱２２の線形膨張係数よりも高い線形膨張係数を有する材料で構成される。また、補助部材１３Ａの一対の距離計１２の対向する方向の長さは、熱により一対の距離計１２の対向する方向に膨張する支柱２２の膨張量と同じ膨張量となる長さを有する。ここで、一対の距離計１２の対向する方向は、上下方向、即ち高さ方向である。

以下、支柱２２及び補助部材１３Ａの材料及び長さについて具体的に説明する。図２に示すように、支柱２２の上下方向の長さをＬ１とし、補助部材１３Ａの上下方向の長さをＬ２とする。支柱２２の材料を線形膨張係数がＭ１の第１材料とし、補助部材１３の材料を線形膨張係数Ｍ１よりも大きい線形膨張係数Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）の第２材料とする。このとき、補助部材１３の長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／（Ｍ２／Ｍ１）に構成される。

例えば、支柱２２の材料を鉄材料とし、補助部材１３をアルミニウム材料とした場合には、アルミニウム材料の線形膨張係数は鉄材料の線形膨張係数の約２倍であることから、補助部材１３Ａの上下方向の長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／２に構成される。このような構成とすることで、支柱２２及び補助部材１３Ａの熱による膨張量が略同一となる。

上枠２３は、方形板状に構成される。上枠２３は、例えば、補助部材１３Ａの厚さだけ、下枠２１よりも小さく構成される。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が下枠２１の上面に、他方が上枠２３に、それぞれ固定される。

このように構成された測定装置１Ａは、上述した測定装置１と同様に、一対の距離計１２の間の間隙を一定に保つことが可能となる。具体的には、測定対象１００の熱により、基部１１Ａが加熱され、支柱２２及び補助部材１３Ａが上下方向に膨張すると、基部１１Ａは、下枠２１及び支柱２２が設置面２００に固定されることから、支柱２２は上方向に膨張する。また、補助部材１３Ａは、支柱２２に固定されることから、固定部３１から下方向に膨張する。

また、支柱２２及び補助部材１３Ａは、異なる線形膨張係数を有するが、それぞれの長さが同じ膨張量となるＬ１、Ｌ２に設定されていることから、支柱２２及び補助部材１３Ａは同じ膨張量でそれぞれ上下方向に膨張する。結果、補助部材１３Ａの膨張により、補助部材１３Ａに固定された上枠２３及び上枠２３に固定された距離計１２が支柱２２の膨張量と同一量だけ下方に移動し、一対の距離計１２の間隙は、一定に保たれる。

このように構成された第２の実施形態に係る測定装置１Ａによれば、一対の距離計１２の対向する方向において、支柱２２及び補助部材１３Ａの熱による膨張量を同じとすることが可能となる。これにより、測定装置１Ａは、支柱２２の上方向の膨張を、距離計１２が設けられた上枠２３が固定された補助部材１３Ａの下方向の膨張により相殺し、一対の距離計１２の間隙を一定とすることができる。これらのことにより、測定装置１Ａは、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る測定装置１Ｂについて、図３を用いて説明する。
図３は、第３の実施形態に係る測定装置１Ｂの構成を示す説明図である。なお、第３の実施形態に係る測定装置１Ｂにおいて、上述した第１の実施形態に係る測定装置１及び第２の実施形態に係る測定装置１Ａと同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

測定装置１Ｂは、測定対象１００を通過させる枠状の基部１１Ｂと、基部１１Ｂに設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、校正装置１４と、制御部１５と、を備えている。

基部１１Ｂは、下枠２１と、下枠２１の一の側面又は一対の側面に設けられた一又は一対の支柱２２Ｂと、補助部材１３Ｂに設けられた上枠２３と、を備えている。基部１１Ｂは、正面視で方形枠状、又は、Ｃ字状に構成される。本実施形態においては、基部１１Ｂは、一対の支柱２２Ｂを有する方形枠状の構成を用いて以下説明する。

支柱２２Ｂは、下枠２１に固定される第１支柱２２ａと、第１支柱２２ａに固定される補助部材１３Ｂと、補助部材１３Ｂに固定される第２支柱２２ｂと、を備えている。支柱２２Ｂの一対の距離計１２の対向する方向の長さは、一対の距離計１２の間隙を測定対象１００が通過可能であって、且つ、各距離計１２と測定対象１００が離間する長さに構成される。

第１支柱２２ａは、方形の板状又は棒状に構成される。第１支柱２２ａは、下端の側面に下枠２１の側面が固定され、上端に補助部材１３Ｂが固定される。第１支柱２２ａは、例えば、設置面２００に固定される。第２支柱２２ｂは、方形の板状又は棒状に構成される。第２支柱２２ｂは、上端の側面に上枠２３の側面が固定され、下端に補助部材１３Ｂが固定される。

補助部材１３Ｂは、例えば板状に構成される。補助部材１３Ｂは、上端が第１支柱２２ａの上端と固定され、下端が第２支柱２２ｂの下端と固定される。なお、補助部材１３Ｂは、例えば、上端面が第１支柱２２ａの上端面と、固定部３１により固定され、下端面が第２支柱２２ｂの下端面と、固定部３１により固定される。

補助部材１３Ｂは、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの線形膨張係数と異なる線形膨張係数を有する材料、具体的には、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの線形膨張係数よりも高い線形膨張係数を有する材料で構成される。また、補助部材１３Ｂの一対の距離計１２の対向する方向の長さは、熱により一対の距離計１２の対向する方向に膨張する第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの膨張量と同じ膨張量となる長さを有する。ここで、一対の距離計１２の対向する方向は、上下方向、即ち高さ方向である。

以下、第１支柱２２ａ、第２支柱２２ｂ及び補助部材１３Ｂの材料及び長さについて具体的に説明する。図３に示すように、第１支柱２２ａの上下方向の長さをＬ１１とし、第２支柱２２ｂの上下方向の長さをＬ２１とし、補助部材１３Ｂの上下方向の長さをＬ２とする。第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの材料を線形膨張係数がＭ１の第１材料とし、補助部材１３Ｂの材料を線形膨張係数Ｍ１よりも大きい線形膨張係数Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）の第２材料とする。このとき、補助部材１３Ｂの長さＬ２は、Ｌ２＝（Ｌ１１＋Ｌ１２）／（Ｍ２／Ｍ１）に構成される。

例えば、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの材料を鉄材料とし、補助部材１３Ｂをアルミニウム材料とした場合には、アルミニウム材料の線形膨張係数は鉄材料の線形膨張係数の約２倍であることから、補助部材１３Ｂの上下方向の長さＬ２は、Ｌ２＝（Ｌ１１＋Ｌ１２）／２に構成される。例えば、Ｌ１１及びＬ１２を同一長さとすると、第１支柱２２ａ、第２支柱２２ｂ及び補助部材１３Ｂの上下方向の長さが略等しくなる。このような構成とすることで、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの熱による膨張量の和と、補助部材１３Ｂの熱による膨張量が略同一となる。

上枠２３は、方形板状に構成される。上枠２３は、例えば、下枠２１と略同一形状に構成される。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が下枠２１の上面に、他方が上枠２３の下面に、それぞれ固定される。

このように構成された測定装置１Ｂは、上述した測定装置１、１Ａと同様に、一対の距離計１２の間の間隙を一定に保つことが可能となる。具体的には、測定対象１００の熱により、基部１１Ｂが加熱され、支柱２２Ｂ上下方向に膨張すると、基部１１Ｂは、下枠２１及び第１支柱２２ａが設置面２００に固定されることから、第１支柱２２ａは上方向に膨張する。補助部材１３Ｂの上端は、第１支柱２２ａの上端に固定されることから、補助部材１３Ｂは、第１支柱２２ａの上端から下方向に膨張する。また、第２支柱２２ｂの下端は、補助部材１３Ｂの下端に固定されていることから、第２支柱２２ｂは、補助部材１３Ｂの下端から上方向に膨張する。

また、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂ、並びに、補助部材１３Ｂは、異なる線形膨張係数を有するが、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの長さの和、及び、補助部材１３Ｂの長さが同じ膨張量となるＬ１１、Ｌ１２、Ｌ２に設定されている。このため、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂ並びに補助部材１３Ａは同じ膨張量でそれぞれ上下方向に膨張する。結果、補助部材１３Ａの膨張により、補助部材１３Ａに固定された上枠２３及び上枠２３に固定された距離計１２が、上方に膨張する第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの膨張量と同一量だけ下方に移動し、一対の距離計１２の間隙は、一定に保たれる。

このように構成された第３の実施形態に係る測定装置１Ｂによれば、一対の距離計１２の対向する方向において、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂ並びに補助部材１３Ｂの熱による膨張量を同じとすることが可能となる。これにより、測定装置１Ｂは、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの上方向の膨張を、補助部材１３Ｂの下方向の膨張により相殺し、一対の距離計１２の間隙を一定とすることができる。これらのことにより、測定装置１Ｂは、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る測定装置１Ｃについて、図４を用いて説明する。
図１は、第１の実施形態に係る測定装置１の構成を示す説明図である。なお、第４の実施形態に係る測定装置１Ｃにおいて、上述した第１の実施形態に係る測定装置１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

測定装置１Ｃは、測定対象１００を通過させる枠状の基部１１と、基部１１に設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、基部１１及び一方の距離計１２の間に設けられた補助部材１３Ｃと、一対の距離計１２の間隙の距離を計測する校正装置１４と、一対の距離計１２及び校正装置１４にそれぞれ信号線９９を介して接続された制御部１５と、を備えている。

下枠２１は、その上面に補助部材１３Ｃが固定される。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が補助部材１３Ｃに、他方が上枠２３の下面に、それぞれ固定される。

補助部材１３Ｃは、例えば方形板状又はブロック状に構成される。補助部材１３Ｃは、相対する主面の一方が下枠２１の上面に固定され、当該主面の他方に距離計１２が固定される。換言すると、一対の距離計１２の一方は、一対の距離計１２の他方と対向し、且つ、所定の距離だけ離間して、自身と下枠２１との間に補助部材１３Ｃを介して下枠２１に固定される。

補助部材１３Ｃは、支柱２２の線形膨張係数と異なる線形膨張係数を有する材料、具体的には、支柱２２の線形膨張係数よりも高い線形膨張係数を有する材料で構成される。また、補助部材１３Ｃの一対の距離計１２の対向する方向の長さは、熱により一対の距離計１２の対向する方向に膨張する支柱２２の膨張量と同じ膨張量となる長さを有する。ここで、一対の距離計１２の対向する方向は、上下方向、即ち高さ方向である。

以下、支柱２２及び補助部材１３Ｃの材料及び長さについて具体的に説明する。図４に示すように、支柱２２の上下方向の長さをＬ１とし、補助部材１３Ｃの上下方向の長さをＬ２とする。支柱２２の材料を線形膨張係数がＭ１の第１材料とし、補助部材１３Ｃの材料を線形膨張係数Ｍ１よりも大きい線形膨張係数Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）の第２材料とする。このとき、補助部材１３Ｃの長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／（Ｍ２／Ｍ１）に構成される。

例えば、支柱２２の材料を鉄材料とし、補助部材１３Ｃをゴム材料とした場合には、ゴム材料の線形膨張係数は鉄材料の線形膨張係数の約１０倍であることから、補助部材１３Ｃの上下方向の長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ１／１０に構成される。このような構成とすることで、支柱２２及び補助部材１３Ｃの熱による膨張量が略同一となる。

このように構成された測定装置１Ｃによれば、上述した測定装置１と同様の効果を奏する。即ち、一対の距離計１２の対向する方向において、支柱２２及び補助部材１３Ｃの熱による膨張量を同じとすることで、支柱２２が上方へ膨張しても、補助部材１３Ｃが上方へ同じ膨張量で膨張する。

このため、距離計１２が設けられた上枠２３が上方へ移動しても、対となる距離計１２も、補助部材１３Ｃによって上方へ移動する。このように、支柱２２の上方向の膨張を、補助部材１３Ｃの上方向の膨張により相殺し、一対の距離計１２の間隙を一定とすることができる。また、測定装置１Ｃは、補助部材１３Ｃにゴム部材を用いることで、補助部材１３Ｃの厚さを薄くすることが可能となり、結果、測定装置１Ｃを小型とすることが可能となる。これらのことにより、測定装置１は、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る測定装置１Ｄについて、図５を用いて説明する。
図５は、第５の実施形態に係る測定装置１Ｄの構成を示す説明図である。なお、第５の実施形態に係る測定装置１Ｄにおいて、上述した第１の実施形態に係る測定装置１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

測定装置１Ｄは、測定対象１００を通過させる枠状の基部１１Ｄと、基部１１Ｄに設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、一対の距離計１２の間隙の距離を計測する校正装置１４と、一対の距離計１２及び校正装置１４にそれぞれ信号線９９を介して接続された制御部１５と、を備えている。また、測定装置１Ｄは、上述した測定装置１と異なる構成として、補助部材１３を有さない。

基部１１Ｄは、下枠２１と、下枠２１の一対の側面に設けられた一対の支柱２２と、支柱２２に設けられた上枠２３と、を備えている。基部１１Ｄは、正面視で方形枠状に構成される。また、基部１１Ｄは、少なくとも下枠２１及び上枠２３が同じ線形膨張係数を有する材料で、同じ形状に構成される。

基部１１Ｄは、設置面２００に配置される。基部１１Ｄは、一方の支柱２２の下面が設置面２００に固定され、下枠２１及び他方の支柱２２が設置面２００に支持される。具体的には、基部１１Ｄは、下枠２１及び他方の支柱２２が、設置面２００に固定されず、設置面２００に対して、設置面２００の面方向に移動可能に構成される。

例えば、基部１１Ｄは、板部材及びボルト等の固定部３２により一方の支柱２２が固定される。また、例えば、基部１１Ｄは、下枠２１及び他方の支柱２２がレールやキャスター等により、設置面２００に対して移動可能に構成される。設置面２００は、例えば、測定装置１が設置される工場等の床面等である。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が下枠２１の上面に、他方が上枠２３の下面に、それぞれ固定される。対向する一対の距離計１２の間隙は、測定対象１００を通過可能な長さに構成される。

次に、このように構成された測定装置１を用いた測定対象１００の測定について説明する。
先ず、例えば熱処理により加熱された測定対象１００を測定装置１により測定する場合において、測定対象１００をコンベア等の搬送装置によって一対の距離計１２間を通過させる。

このとき、測定対象１００の熱により、基部１１Ｄが加熱され、下枠２１及び上枠２３が下枠２１及び上枠２３の距離計１２が固定される主面の面方向、換言すると、距離計１２の対向する方向に直交する方向、さらに換言すれば横方向に膨張する。

基部１１Ｄは、一方の支柱２２が設置面２００に固定され、下枠２１及び他方の支柱２２が設置面２００に移動可能に支持されることから、下枠２１及び上枠２３は、図５に二点鎖線で示すように、横方向に膨張する。結果、他方の支柱２２は、横方向の一方、即ち、一方の支柱２２から離間する方向に膨張し、下枠２１及び上枠２３は、板状を維持する。

具体的に説明すると、仮に、一対の支柱２２が設置面２００に固定されているとすると、熱により膨張した下枠２１及び上枠２３は、一対の側面が一対の支柱２２に固定されていることから、膨張した分だけ上下方向に歪む。この歪みによって、一対の距離計１２の間の距離が大きくなるか、又は、小さくなる。

これに対し、本実施形態の基部１１Ｄは、一方の支柱２２を設置面２００に固定部３２を介して固定し、他方の支柱２２及び下枠２１を設置面２００に固定しない構成である。これにより、下枠２１及び上枠２３が歪むことを防止し、また、下枠２１及び上枠２３は同じ線形膨張係数及び同一形状とすることで、同じ膨張量となることから、一対の距離計１２は、横方向に同量だけ移動する。このため、通過する測定対象１００の熱による歪みが防止され、且つ、距離計１２は互いに対向した状態が維持される。

次に、一対の距離計１２は、通過した測定対象１００までの距離をそれぞれ測定し、測定した情報を制御部１５に送信する。制御部１５は、校正装置１４で検出した一対の距離計１２の間の距離と、受信した各距離計１２から測定対象１００までの距離の和との差から、測定対象１００の厚さを導出する。なお、例えば、校正装置１４は、測定対象１００の測定前に、予め一対の距離計１２の間の距離を測定し、制御部１５に情報を送信する。これらの測定を、測定対象１００の送り方向の一部又は全てに渡って行い、測定対象１００の厚さを測定する。

このように構成された第５の実施形態に係る測定装置１Ｄによれば、一方の支柱２２のみを設置面２００に固定し、下枠２１及び他方の支柱２２を設置面２００上に移動可能に支持される構成とすることで、熱による下枠２１及び上枠２３の歪みが発生することを防止できる。結果、熱により生じる歪みによって一対の距離計１２の間隙が変化することを防止できる。これらのことにより、測定装置１Ｄは、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る測定装置１Ｅについて、図６を用いて説明する。
図６は、第６の実施形態に係る測定装置１Ｅの構成を示す説明図である。なお、第６の実施形態に係る測定装置１Ｅにおいて、上述した第１の実施形態に係る測定装置１及び第５の実施形態に係る測定装置１Ｄと同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

測定装置１Ｅは、測定対象１００を通過させる枠状の基部１１Ｄと、基部１１Ｄに設けられ、互いに対向して配置される一対の距離計１２と、基部１１Ｄ及び一方の距離計１２の間に設けられた補助部材１３と、一対の距離計１２の間隙の距離を計測する校正装置１４と、一対の距離計１２及び校正装置１４にそれぞれ信号線９９を介して接続された制御部１５と、を備えている。

一対の距離計１２は、互いに対向して配置される。一対の距離計１２は、一方が下枠２１の上面に、他方が補助部材１３に、それぞれ固定される。対向する一対の距離計１２の間隙は、測定対象１００を通過可能な長さに構成される。

ここで、下枠２１及び上枠２３は、同じ線形膨張係数を有する材料により構成され、補助部材１３は、支柱２２の線形膨張係数よりも高い線形膨張係数を有する材料で構成される。

また、下枠２１及び上枠２３は、同じ形状に構成されるとともに、熱により一対の距離計１２の対向する方向に膨張する膨張量が同じ膨張量となる長さを有する。

このように構成された第６の実施形態に係る測定装置１Ｅによれば、上述した第１の実施形態と同様に、支柱２２の膨張を距離計１２が固定された補助部材１３の膨張により相殺することができるとともに、上述した第５の実施形態と同様に、熱による下枠２１及び上枠２３の歪みが発生することを防止できる。結果、測定装置１Ｅによれば、一対の距離計１２の間隙が変化することを防止できる。これらのことにより、測定装置１Ｅは、一対の距離計１２により、測定対象１００を、高い精度で測定することが可能となる。

なお、測定装置は、上記各実施形態に記載された例に限定されない。
上述した例では、測定装置１Ａは、下枠２１と、下枠２１の一の側面又は一対の側面に設けられた一又は一対の支柱２２と、支柱２２に設けられた補助部材１３Ａと、補助部材１３Ａに設けられた上枠２３と、を備える構成を説明したがこれに限定されない。例えば、測定装置１Ａは、上述した測定装置１Ｄ、１Ｅと同様に、一対の支柱２２の一方を固定部３２により設置面２００に固定し、一対の支柱２２の他方を、設置面２００に対して移動可能とする構成であってもよい。このような構成とすることで、測定装置１Ａは、上述した測定装置１Ｅと同様の効果を奏する。

同様に、測定装置１Ｂ、１Ｃは、一方の支柱２２、２２Ｂを固定部３２により設置面２００に固定し、下枠２１及び他方の支柱２２、２２Ｂを、設置面２００に対して移動可能に、設置面２００上に支持する構成としてもよい。

また、上述した例では、各測定装置１乃至１Ｅは、それぞれ補助部材１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのいずれかを有する構成を説明したがこれに限定されない。各測定装置１乃至１Ｅは、適宜組み合わせて用いることが可能である。即ち、測定装置は、複合的に各補助部材１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを有する測定装置としてもよい。

また、上述した例では、各測定装置１乃至１Ｅは、支柱２２及び補助部材１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを例示的に金属材料又はゴム材料を用いる構成で説明したがこれに限定されない。支柱２２及び補助部材１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの材料は、熱による膨張量を相殺可能であれば、材料は適宜設定可能である。

また、上述した例では、測定装置１Ｂは、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの材料を同一の線形膨張係数を有する第１材料とする構成を説明したがこれに限定されない。即ち、補助部材１３Ｂの膨張量により第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂの膨張量を相殺できる構成であれば、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂを異なる線形膨張係数とする構成であってもよい。

例えば、第１支柱２２ａを線膨張係数がＭ１の第１材料とし、第２支柱２２ｂの材料を線形膨張係数がＭ３の第３材料とし、補助部材１３Ｂの材料を線形膨張係数Ｍ１、Ｍ３よりも大きい線形膨張係数Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２、Ｍ３＜Ｍ２）の第２材料とする。このとき、補助部材１３Ｂの長さＬ２を、Ｌ２＝（Ｌ１１・Ｍ１＋Ｌ１２・Ｍ３）／Ｍ２に構成すれば、第１支柱２２ａ及び第２支柱２２ｂのそれぞれの膨張量の和を補助部材１３Ｂの膨張量で相殺できる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の測定装置によれば、熱により支柱の長さが変動しても、支柱の膨張量を補助部材の膨張量により相殺することで、対向して配置された一対の距離計の対向する距離を一定に保ち、高い精度で対象物の厚さを測定できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 下枠、前記下枠と対向して設けられる上枠、並びに、前記下枠及び前記上枠を連結する支柱を有する基部と、
前記下枠及び前記上枠にそれぞれ設けられ、測定対象を通過可能な間隙を有して互いに対向して配置された一対の距離計と、
前記基部に設けられ、前記支柱と異なる線形膨張係数を有する材料で構成され、熱により前記一対の距離計の対向する方向に膨張する前記支柱の膨張量と同じ膨張量となる前記一対の距離計の対向する方向の長さを有する補助部材と、
を備える測定装置。
［２］ 前記補助部材は、前記上枠及び前記上枠に設けられる前記距離計の間に固定されることを備える［１］に記載の測定装置。
［３］ 前記補助部材は、上端が前記支柱の上端に固定され、下端が前記上枠に固定される［１］に記載の測定装置。
［４］ 前記支柱は、前記下枠に下端が固定される第１支柱と、前記上枠に上端が固定される第２支柱とを有し、
前記補助部材は、前記第１支柱の側面及び前記第２支柱の側面の間に配置され、上端が前記第１支柱の上端に固定され、下端が前記第２支柱の下端に固定される［１］に記載の測定装置。
［５］ 前記支柱は鉄材料で構成され、
前記補助部材は、ゴム材料で構成され、前記下枠及び前記下枠に設けられる前記距離計に固定される［１］に記載の測定装置。
［６］ 前記基部は、前記支柱を一対有し、
前記支柱は、前記下枠の対向する側面にそれぞれが対向して配置され、前記支柱の一方は、前記基部を設置する設置面に固定され、前記支柱の他方は、前記設置面に対して移動可能に前記設置面上に支持される［１］に記載の測定装置。
［７］ 下枠、前記下枠と対向して設けられる上枠、並びに、前記下枠の対向する側面及び前記上枠の対向する側面に両端がそれぞれ配置される一対の支柱を有し、前記一対の支柱の一方が設置面に固定され、前記一対の支柱の他方が前記設置面に対して移動可能に前記設置面上に支持される基部と、
前記下枠及び前記上枠にそれぞれ設けられ、測定対象を通過可能な間隙を有して互いに対向して配置された一対の距離計と、
を備える測定装置。

Claims (1)

1. 下枠、前記下枠と対向して設けられる上枠、並びに、前記下枠及び前記上枠を連結する支柱を有する基部と、
   前記下枠及び前記上枠にそれぞれ設けられ、測定対象を通過可能な間隙を有して互いに対向して配置された一対の距離計と、
   前記基部に設けられ、前記支柱と異なる線形膨張係数を有する材料で構成され、熱により前記一対の距離計の対向する方向に膨張する前記支柱の膨張量と同じ膨張量となる前記一対の距離計の対向する方向の長さを有する補助部材と、
   を備え、
   前記支柱は、前記下枠に下端が固定される第１支柱と、前記上枠に上端が固定される第２支柱とを有し、
   前記補助部材は、前記第１支柱の側面及び前記第２支柱の側面の間に配置され、上端が前記第１支柱の上端に固定され、下端が前記第２支柱の下端に固定される測定装置。

Images