JP7208717B2 - 小型測定器およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、小型測定器の制御方法に関する。

測定圧を所望の値に設定できるデジタル式のマイクロメータが知られている（特許文献１、２）。
図１は、測定圧可変型のマイクロメータ１を例示した図である。
マイクロメータ１は、Ｕ字状の本体フレーム（本体部）３と、アンビル３１と、スピンドル（可動部材）２と、シンブル４４と、複数のボタン５２１と、デジタル表示部５１と、電装ユニット５と、測定圧調整ユニット６０と、を備える。

アンビル３１は本体フレーム３の一端側の内端面に設けられ、スピンドル２は本体フレーム３の他端に螺合され、回転によってアンビル３１に対して進退するように設けられている。
シンブル４４は、本体フレーム３の他端側においてスピンドル２と一体的に回転するように設けられ、シンブル４４を回転操作することでスピンドル２が進退する。
複数のボタン５２１とデジタル表示部５１とは本体フレーム３の側面に配設されている。ボタン５２１のうちの一つは原点設定ボタン（ＯＲＩＧＩＮ）である。

電装ユニット５は、本体フレーム３の内部に実装されている。
図３に、マイクロメータの機能ブロックを示す。
電装ユニット５は、スピンドル２の変位または位置を検出するエンコーダ７１や、マイクロメータ全体の動作を制御する中央制御部７２など、を備える。中央制御部７２は、エンコーダ７１からの検出信号に基づいてスピンドル位置をカウントするカウンタを有している。そして、中央制御部７２は、カウンタの値等を表示部５１に表示させる。

図２は、測定圧調整ユニット６０を説明するための模式図である。
測定圧調整ユニット６０は、調整ねじ６１と、バネ６２と、測定圧スイッチ６３と、を有する。
調整ねじ６１はスピンドル２の他端側に配置され、調整ねじ６１とスピンドル２の他端との間にバネ６２を挟む。調整ねじ６１を専用工具（例えばマイナスドライバー）で回してバネ圧を調整して測定圧を所望の値（所定圧）に設定する。測定圧スイッチ６３は、スピンドル２と調整ねじ６１との間隔の変化に応じて作動するスイッチである。シンブル４４を回してスピンドル２を前進させていき、スピンドル２がワーク等に当接して進まなくなったとする。この状態でさらにシンブル４４を回すと、スピンドル２は動かないが調整ねじ６１は進み、バネ圧がスピンドル２に掛かる。測定圧スイッチ６３は、スピンドル２と調整ねじ６１との間隔が変化した瞬間、すなわち、スピンドル２にバネ圧が作用し、所定圧に達した瞬間に作動する。

このような構成において、原点の設定は次のように行う。
図４も合わせて参照されたい。
（ステップ１）まず、スピンドル２を一旦後退させてから、スピンドル２とアンビル３１との間にマスターワークＭＷ（あるいはゲージブロック）をセットする。
（ステップ２）シンブル４４をゆっくり回し、スピンドル２とアンビル３１とをマスターワークＭＷに当接させる。
（ステップ３）この状態からさらにシンブル４４を約１／１０回転させると、ホールドを意味する"Ｈ"が表示部に点灯する。
つまり、設定した測定圧になった瞬間に"Ｈ"が表示される。
（ステップ４）ユーザは、"Ｈ"が点灯した瞬間にシンブル４４の回転を止める。
（ステップ５）そして、原点スイッチ（５２１）を長押し（２秒以上）する。
（ステップ６）すると、表示部５１の表示値が"０．０００"にリセットされ、所望の測定圧における原点が設定される。
測定圧を所望の値に設定（測定圧を変更）したあとは、この原点設定を必ず行う。

上記の設定は、原点をゼロセットしたが、基点を置数する場合もほぼ同様である。ホールド"Ｈ"が表示されたところでシンブル４４の回転を止め（ステップ３、ステップ４）、所望の数値を置数する。

実際のワークの測定は次のように行う（通常測定モード）。
スピンドル２を一旦後退させてから、スピンドル２とアンビル３１との間にワークをセットする。シンブル４４をゆっくり回し、スピンドル２とアンビル３１とでワークを挟む。この状態からさらにシンブル４４を約１／１０回転させると、ホールドを意味する"Ｈ"が表示部５１に点灯するとともに、自動的に表示値がホールドされる。つまり、設定した測定圧になったときの測定値がホールドされる。ユーザは、"Ｈ"が表示されているときの表示値を測定値として読む。ホールドを解除する際には、シンブル４４を逆回転させてスピンドル２を少し後退させてからホールド解除スイッチを押す。

特許第３７５１５４０号 特許第４８０６５４５号

測定力可変式デジマチックマイクロメータの取扱説明書"Ｕｓｅｒ'ｓ ｍａｎｕａｌ Ｎｏ．９９ＭＡＢ０１８Ｍ３ Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．２２７"， ｈｔｔｐｓ：／／ｍａｎｕａｌ．ｍｉｔｕｔｏｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ／ｌｉｓｔ？ｃｔ＝３４７＆ｐａｇｅ＝２

上記に説明したように、原点（あるいは基点）の設定にあたっては、所定の測定圧が発生したときに表示部５１にホールド"Ｈ"が点灯する。これをユーザが見て、この時点でシンブルの回転を止める。
しかし、ユーザが"Ｈ"の点灯に気づいてシンブルの回転を止めるといっても、これは人間の反応速度に依存している。
ユーザがシンブルの回転を止めたとき、実際には、スピンドルは"Ｈ"点灯の瞬間よりも進んでしまっていることがある。測定圧可変型のマイクロメータは、極めて低い測定圧でワークを測定する際に使用されることがおおい。シンブルを回すユーザの手にはマスターワークとスピンドルが所定の測定圧で当たったという感触はほとんど無く、どうしても所望の測定圧よりもシンブルを少し回しすぎになりがちである。原点の設定にずれがあると、その後のワークの測定値にもずれが含まれてしまうことになる。

本発明の目的は、適切な原点設定を可能にする測定圧可変型の小型測定器の制御方法を提供することにある。

本発明では、
小型測定器は、
本体部と、
前記本体部に対して進退可能に設けられ、測定対象物に当接する可動部材と、
前記可動部材の位置を検出するエンコーダと、
前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを検出する測定圧検出手段と、
前記エンコーダからの位置検出信号と、前記測定圧検出手段からの測定圧信号と、が入力されるとともに全体の動作を制御する中央制御部と、を備える。
そして、
前記中央制御部は、所定のモード移行操作を受けて原点設定モードへ移行し、
前記原点設定モードに入った場合、前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを前記測定圧検出手段が検出したときに前記エンコーダのカウンタ値を原点としてゼロセットする。

本発明の一実施形態では、
前記中央制御部は、前記エンコーダのカウンタを原点としてゼロセットした後、前記原点設定モードを解除する
ことが好ましい。

本発明の一実施形態では、
前記小型測定器は、マイクロメータ、ノギスおよびインジケータのいずれかである
ことが好ましい。

測定圧可変型のマイクロメータを例示した図である。 測定圧調整ユニットの構造を例示した模式図である。 マイクロメータの機能ブロック図である。 従来の原点設定の手順を説明するための図である。 原点設定方法の手順を示すフローチャートである。

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明のマイクロメータの制御方法に係る第１実施形態について説明する。
図５は、マイクロメータ（小型測定器）の制御方法として、原点設定方法の手順を示すフローチャートである。
この原点設定方法の特徴は、原点設定のための専用モードとして、原点設定モードを設けた点にある。
この原点設定の動作は、中央制御部７２によって行われる。フローチャートに従って順に説明していく。

ユーザは、まず、測定圧を所望の値に設定しておく。これは従来通りの手順である。
ユーザは、測定圧を変更したら、続けて原点設定を行う。
原点設定にあたって、ユーザは、原点設定ボタン（５２１）を押す（ＳＴ１１）。原点設定ボタン（５２１）が押されると（ＳＴ１１０：ＹＥＳ）、中央制御部７２は動作モードを原点設定モードへ移行する。
中央制御部７２は、原点設定モードに移行したことをユーザに知らせるため、例えば、表示部５１に"Ｈ"を点滅させるようにしてもよい。

原点設定モードに入ると、中央制御部７２は、次に測定圧スイッチ６３が作動した瞬間、カウンタをゼロセットして、これを原点とする。すなわち、ユーザは、マスターワーク（あるいはゲージブロック）をアンビル３１とスピンドル２との間にセットする（ＳＴ１２）。そして、シンブル４４をゆっくり回転させてスピンドル２を前進させる（ＳＴ１３）。
スピンドル２が前進していってマスターワークに当接する。ユーザにとっては、目視でも指の感覚でもスピンドル２がマスターワークにどの程度の強さで当たっているかはわからないが、少し行き過ぎる気持ちでシンブル４４をゆっくりと回し続ければよい。

スピンドル２がマスターワークに当接して、スピンドル２に所定の測定圧が掛かる（所定圧で接触する）と、測定圧スイッチ６３が作動する（ＳＴ１３０：ＹＥＳ）。測定圧スイッチ６３の作動は中央制御部７２で検知される。中央制御部７２は、測定圧スイッチ６２の作動を検出すると、その瞬間、カウンタの値をゼロにリセットする。その後、原点設定モードを解除する（ＳＴ１５０）。つまり、通常測定モードに移行する。原点設定モードの解除とともに表示部５１の"Ｈ"は消える。

ユーザは、表示部５１の表示値がゼロ（０．０００）になり、Ｈの点滅が無くなったのを見て、原点設定が完了したことに気付く。その瞬間、ユーザはシンブル４４の回転を止める。

この作業のなかで、ユーザは、所定の測定圧の位置を超えてシンブル４４を少し回してしまうかもしれない。
このとき、表示部５１の表示値は、例えば、"－０．００２"のようになっているだろう。原点設定モードが解除された状態（通常測定モード）でシンブル４４を回しているから、例えば"－０．００２"の表示値は、正しく設定された原点からのスピンドル２の移動を正しく表示していることになる。

もし、ユーザが基点を置数する場合は次のようにすればよい。すなわち、表示部５１の表示値を見ながら、表示値が０．０００になるようにシンブル４４を回す。（スピンドル２を後退させるようにシンブル４４を少し逆回転させる。）そして、表示値が０．０００になったところで、所望の数値を置数する。

このようにして、本実施形態によれば、人間（ユーザ）の反応速度に関係なく、自動的に正しい原点設定が行われる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
測定圧調整ユニットの構成としては、測定圧を可変とするとともに所定の測定圧になったことを検出できればよいのであって構成は限定されない。例えば、バネを使わなくても、スピンドルあるいはアンビルの先端などに圧力センサ（例えば歪みゲージ等であってもよい）を設けておいて、測定圧を検出できるようにしてもよい。そして、中央制御部に所望の測定圧を記憶設定させておけばよい。

上記実施形態では、マイクロメータを例に説明したが、ノギスやダイヤルゲージ（インジケータ）にも本発明は適用できる。

１…マイクロメータ、２…スピンドル、３…本体フレーム、５…電装ユニット、３１…アンビル、４４…シンブル、
５１…デジタル表示部、
６０…測定圧調整ユニット、６１…調整ねじ、６２…バネ、６３…測定圧スイッチ、
７１…エンコーダ、７２…中央制御部、５２１…ボタン。

Claims (4)

1. 小型測定器の制御方法であって、
   前記小型測定器は、
   本体部と、
   前記本体部に対して進退可能に設けられ、測定対象物に当接する可動部材と、
   前記可動部材の位置を検出するエンコーダと、
   前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを検出する測定圧検出手段と、
   前記エンコーダからの位置検出信号と、前記測定圧検出手段からの測定圧信号と、が入力されるとともに全体の動作を制御する中央制御部と、を備え、
   前記中央制御部による動作モードのなかに、原点設定のための専用モードとして原点設定モードが設けられており、
   前記中央制御部は、所定のモード移行操作を受けて原点設定モードへ移行し、このとき、当該中央制御部は、原点設定モードへ移行したことをユーザに知らせるために、表示部に原点設定モードを表す表示をさせ、
   動作モードが前記原点設定モードに入った場合、ユーザの手による操作によって前記可動部材が変位されて前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを前記測定圧検出手段が検出したときに前記エンコーダのカウンタ値を原点としてゼロセットし、
   前記中央制御部は、前記エンコーダのカウンタを原点としてゼロセットした後、前記原点設定モードを解除するとともに、前記表示部から前記原点設定モードを表す表示を消させ、さらに、前記エンコーダによって検出される前記可動部材の位置を新しく設定された原点からの相対位置として表示部に表示させる
   ことを特徴とする小型測定器の制御方法。
2. 請求項１に記載の小型測定器の制御方法において、
   さらに、
   前記表示部が表示する表示値が０になるようにユーザの手による操作によって前記可動部材が変位された後、前記中央制御部は、ユーザの置数を受け付けて、基点を置数する
   ことを特徴とする小型測定器の制御方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の小型測定器の制御方法において、
   前記小型測定器は、マイクロメータ、ノギスおよびインジケータのいずれかである
   ことを特徴とする小型測定器の制御方法。
4. 本体部と、
   前記本体部に対して進退可能に設けられ、測定対象物に当接する可動部材と、
   前記可動部材の位置を検出するエンコーダと、
   前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを検出する測定圧検出手段と、
   前記エンコーダからの位置検出信号と、前記測定圧検出手段からの測定圧信号と、が入力されるとともに全体の動作を制御する中央制御部と、を備えた小型測定器であって、
   前記可動部材は、ユーザの手による操作によって、前記測定対象物に向けて前進するものであり、
   前記中央制御部による動作モードのなかに、原点設定のための専用モードとして原点設定モードが設けられており、
   前記中央制御部は、所定のモード移行操作を受けて原点設定モードへ移行し、このとき、当該中央制御部は、原点設定モードへ移行したことをユーザに知らせるために、表示部に原点設定モードを表す表示をさせ、
   動作モードが前記原点設定モードに入った場合、ユーザの手による操作によって前記可動部材が変位されて前記可動部材が前記測定対象物に所定圧で接触したことを前記測定圧検出手段が検出したときに前記エンコーダのカウンタ値を原点としてゼロセットし、
   前記中央制御部は、前記エンコーダのカウンタを原点としてゼロセットした後、前記原点設定モードを解除するとともに、前記表示部から前記原点設定モードを表す表示を消させ、さらに、前記エンコーダによって検出される前記可動部材の位置を新しく設定された原点からの相対位置として表示部に表示させる
   ことを特徴とする小型測定器。

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