JPH0339611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デジタル表示型測定器に係り、特に
ノギス、マイクロメータ、デプスゲージ等の測定
子を被測定物に当接させ、内蔵するエンコーダで
検出した測定子の移動変位量から測定値を求めて
これをデジタル表示する測定器において、測定力
の安定化および消費電力の節減に利用できる。

［背景技術とその問題点］ 従来の測定器、例えば一方の測定子を有する本
尺に他方の測定子を有するスライダを装着した周
知のノギスに、スライダの移動変位量を検出する
エンコーダを内蔵させ、このエンコーダによつて
検出された測定値を一体的または別個に設けた表
示器にデジタル表示するようにした、いわゆるデ
ジタル表示型測定器は、高精度および取扱い容易
等の有利さからほとんどの産業分野で利用されて
いる。

しかしながら、この種のデジタル表示型測定器
は、高精度および高分解能故に、測定力の測定値
に与える影響は機械的目盛読取方式等に比べ、は
るかに大きいという問題がある。特に、ノギス等
の如く測定子（ジヨー）が長寸のものでは、その
撓みも加重されるのでより深刻である。また、被
測定物の材質が例えばゴムやプラスチツク等の軟
弱物の場合には、測定圧によつて被測定物が変形
しやすいので、測定誤差が生じやすい。従つて、
一定でかつ軽微な測定力での計測を保障する測定
手段が望まれていた。

ところで、一定の測定力での計測を可能とする
測定手段を確立する上で、測定器全体としての機
能縮小や使用態様の制限等の犠牲を前提としては
ならない。例えば、測定力が一定となつたときの
変位検出信号から測定値を求めるための絶対原点
を固定してしまつては比較測定が不能となつてし
まうからである。

ここに、本出願人は、前記絶対原点は、測定時
における測定力と同一の圧力の下、測定子がいず
れの位置にあつても設定できるよう構成すべきこ
とをその１つの問題と認識した。

更に、上述した測定器を確立するには、これに
よつて電力消費を増大させない必要がある。特
に、電源内蔵の携帯式測定器では、電源の交換を
頻繁に行なうことは全体として測定作業能率を低
下させる一方、電源容量を大きくしたのでは大型
となり携帯に不便となつてしまう問題があるから
である。

［発明の目的］ ここに、本発明の目的は、前記従来の問題点を
解消すべくなされたもので、一定の測定力での測
定作業を保障する高精度、高分解能かつ取扱性に
優れた節電型のデジタル表示型測定器を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、従来測定器において、作業者が予め
一定の測定力に応じた測定子の位置を定めて測定
すること、更に一定の測定力以上の押圧力を被測
定物に与えることなく測定子を止めることが取扱
いの実際上至難であることに鑑み、従来測定器の
場合と同様の測定作業をすれば自動的に可変所定
測定力における測定値を表示できるように構成す
る一方、同様の作業をすれば測定子の任意の位置
において絶対原点が設定できるよう構成し、人間
の工学的作業態様に改変を加えることなく所定の
測定力での測定を可能とするとともに、この作業
中に必要に応じ電源の投入、遮断が自動的に行う
ことができるよう構成し、前記問題を解決するよ
うにしたものである。

具体的には、一方の測定子を有する本体と、こ
の本体に移動自在に装着されかつ前記一方の測定
子とともに被測定物の測定部位間に当接される他
方の測定子を有する可動部材と、この可動部材の
移動変位量を検出するためのエンコーダおよびエ
ンコーダによつて検出された測定値をデジタル表
示するためのデジタル表示器を有する計測手段と
を備えたデジタル表示型測定器において、前記可
動部材にその可動部材の移動方向へ変形特性を有
する弾性部材を介して取付けられた指掛部材と、
前記弾性部材が所定の変形量に達したときに作動
する第１の圧力スイツチおよび前記弾性部材が所
定の変形量より更に変形したときに作動する第２
の圧力スイツチと、前記第１の圧力スイツチが作
動したことを条件として前記計測手段に電力を供
給する電源回路と、前記エンコーダからの信号が
一定時間継続して出力されなかつたことを条件と
して前記電源回路を遮断する電源遮断回路と、前
記デジタル表示器に表示されている表示値を強制
的に基準値にセツトし、以後この基準値を基準に
前記エンコーダによつて検出された測定値をデジ
タル表示器に表示させる基準値セツト回路と、前
記デジタル表示器の表示値をホールドしてそのま
ま表示させるためのホールド回路と、このホール
ド回路によつて表示値がホールドされている状態
において前記エンコーダからの信号が反転したこ
とを条件として前記ホールド回路を解除する解除
回路と、前記第２の圧力スイツチが作動したとき
前記基準値セツト回路によつて基準値がセツトさ
れているかを判別し、基準値がセツトされていな
いとき基準値セツト回路を働かせる一方、基準値
がセツトされているときホールド回路を働かせる
切換回路と、をそれぞれ設けたことを特徴として
いる。

［実施例］ 第１図は本実施例のデジタル表示型ノギスを示
している。同図において、本体としての本尺１に
は、可動部材としてのスライダ２がその長手方向
に沿つて移動自在に装着されている。本尺１の一
端側下部およびスライダ２の一端側下部には測定
子取付部３がそれぞれ一体的に形成され、この各
測定子取付部３に止めねじ４を介して測定子５
Ａ，５Ｂがそれぞれ着脱自在に取付けられてい
る。測定子５Ａ，５Ｂは、前記測定子取付部３に
止めねじ４を介して固定される取付軸６と、この
取付軸６の下端に一体形成されたジヨー７とから
構成され、両ジヨー７が互いに同一軸線上で離隔
接近できるように取付けられている。

前記スライダ２には、その正面側に前記一対の
測定子５Ａ，５Ｂ間の移動量をデジタル値として
表示するデジタル表示器２１が設けられていると
ともに、内部にスライダ２の移動変位量つまり一
方の測定子５Ａに対する他方の測定子５Ｂの移動
変位量を検出しそれを前記デジタル表示器２１へ
表示する静電容量型のエンコーダ２３が内蔵され
ている。ここにおいて、エンコーダ２３とデジタ
ル表示器２１とにより、スライダ２の移動変位量
から被測定物の寸法を読取る計測手段３０が構成
されている。

また、スライダ２の他端面側には、その上下方
向位置に第１および第２の圧力スイツチ２４Ａ，
２４Ｂが設けられているとともに、連結手段とし
ての線材２５を介して前記本尺１に対して移動自
在な指掛部材２６が連結されている。指掛部材２
６のスライダ２の対向面には、前記第１、第２の
圧力スイツチ２４Ａ，２４Ｂを除く位置にスライ
ダ２の移動方向へ変形可能な弾性部材２８が設け
られているとともに、第１、第２の圧力スイツチ
２４Ａ，２４Ｂと対向する位置に弾性部材２８の
変形量に応じてそれらを作動させるピン、プツシ
ヤまたはプランジヤ等の押圧子２７Ａ，２７Ｂが
設けられている。

前記弾性部材２８は、本尺１とスライダ２との
摺動抵抗より大きい圧縮力が加わつたとき変形
し、かつ外力が解除されたとき復帰できるような
材料によつて構成されている。また、前記線材２
５は、両端がスライダ２と指掛部材２６とにそれ
ぞれ連結され、かつ弾性部材２８の変形を許容で
きる可撓性材料により構成されている。更に、前
記各押圧子２７Ａ，２７Ｂは、前記指掛部材２６
にスライダ２の移動方向へ進退自在に収納され、
かつばね２９Ａ，２９Ｂにより突出する方向へ付
勢されている。しかも、押圧子２７Ａと第１の圧
力スイツチ２４Ａとの間隔が、押圧子２７Ｂと第
２の圧力スイツチ２４Ｂとの間隔よりも小さくな
るように位置決めされている。従つて、弾性部材
２８が変形されていくと、まず第１の圧力スイツ
チ２４Ａが作動され、続いて第２の圧力スイツチ
２４Ｂが作動されるようになつている。

前記エンコーダ２３には、第２図に示す如く、
前記本尺１の長手方向に沿つて設けられたスケー
ル３１に対して摺動し前記本尺１とスライダ２と
の相対移動変位量を気気信号として検出する検出
部３２が設けられている。検出部３２からの出力
信号は、信号処理回路３３で処理され、アツプま
たはダウン信号UDSとして計数回路３４へ送ら
れ、そこでカウントされる。計数回路３４のカウ
ント値は、切換回路３５を介して前記デジタル表
示器２１を駆動させる表示器駆動回路３８に与え
られる。

前記切換回路３５は、前記第１の圧力スイツチ
２４Ａのオンにより計測手段３０に電源が投入さ
れた状態において、前記第２の圧力スイツチ２４
Ｂがオンしたとき、基準値がセツトされているか
否かを判断し、基準値がセツトされていない場合
は基準値セツト回路３６を、基準値がセツトされ
ている場合はホールド回路３７を選択的に作動さ
せる。基準値セツト回路３６は、予め設定された
基準値（ここでは、零）を前記表示器駆動回路３
８を介してデジタル表示器２１へ表示させ、以後
この基準値からのカウント値をデジタル表示器２
１に表示させる。また、ホールド回路３７は、デ
ジタル表示器２１に表示されている表示値をホー
ルドしそれをそのまま表示させるとともに、解除
回路３９からのホールド解除信号によりホールド
を解除する。解除回路３９は、前記信号処理回路
３３からのアツプまたはダウン信号UDSが反転
し、つまりスライダ２の移動方向が逆方向になつ
てから所定時間経過後に、ホールド解除信号をホ
ールド回路３７へ与え、そのホールド状態を解除
させる。

また、これら計測手段３０には、電源回路４０
により電力が供給されるようになつている。電源
回路４０は、前記第１の圧力スイツチ２４Ａによ
つてオンされ計測手段３０に電力を供給する一
方、電源自動遮断回路４１からの遮断信号によつ
てオフされる。電源自動遮断回路４１は、前記信
号処理回路３３からのアツプまたはダウン信号
UDSが一定時間継続して与えられなかつたとき、
遮断信号を電源回路４０へ与え、それをオフさせ
る。

次に、本実施例の測定方法を第３図を参照して
説明する。測定に当つて、一対の測定子５Ａ，５
Ｂ間に基準体を位置させた後、スライダ２に連結
された指掛部材２６を第１図中左方へ押圧する
と、弾性部材２８を介してスライダ２も同方向へ
移動される。スライダ２の移動によつて測定子５
Ｂが基準体に当接した後、更に指掛部材２６を同
方向へ押圧すると、スライダ２は移動することが
できないので、指掛部材２６の押圧力により弾性
部材２８が変形しはじめる。これにより、弾性部
材２８が所定量変形すると、まず指掛部材２６の
押圧子２７Ａにより第１の圧力スイツチ２４Ａが
オンされる。すると、電源回路４０がオンされ、
これによつて計測手段３０に電源が投入され、デ
ジタル表示器２１に零が表示される。以後、スラ
イダ２の移動変位量は、エンコーダ２３で検出さ
れ、デジタル表示器２１に表示され得る状態とな
る。

この状態から更に指掛部材２６を同方向へ押圧
すると、弾性部材２８が更に圧縮されていき、次
に指掛部材２６の押圧子２７Ｂにより第２の圧力
スイツチ２４Ｂがオンされる。第２の圧力スイツ
チ２４Ｂがオンすると、切換回路３５において、
基準値がセツトされているか否かが判断される。
この場合、基準値がセツトされていないので、基
準値セツト回路３６にプリセツトされた基準値
（零）が表示器駆動回路３８を介してデジタル表
示器２１に表示される。つまり、デジタル表示器
２１の表示値は、そのときの表示内容に拘らず強
制的に零にクリアされる。これにより、絶対原点
が設定される。

この絶対原点設定後、スライダ２を一旦第１図
中右方へ移動させると、デジタル表示器２１の表
示値が零から増大していく。スライダ２が所定量
移動した時点で、両測定子５Ａ，５Ｂ間に基準体
に変えて被測定物を位置させた後、スライダ２を
再び第１図中左方へ移動させると、デジタル表示
器２１の表示値は減少されていく。

やがて、両測定子５Ａ，５Ｂが被測定物に当接
した後、更に指掛部材２６を同方向へ押圧する
と、前記と同様にまず第１の圧力スイツチ２４Ａ
がオンされる。しかし、この時点では、既に電源
が投入されているので、第１の圧力スイツチ２４
Ａがオンしても、何ら意味がない。続いて、第２
の圧力スイツチ２４Ｂがオンされる。すると、こ
の状態では基準値が既にセツトされているから、
ホールド回路３７によつてそのときデジタル表示
器２１に表示されている表示値がホールドされ
る。従つて、基準値つまり零をセツトしたときと
同じ測定力での測定値が得られることになる。

この後、指掛部材２６を第１図中右方へ移動さ
せると、信号処理回路３３からの出力が反転、つ
まりダウン信号からアツプ信号へ反転するので、
その反転時点から所定時間経過後に解除回路３９
から出力される解除信号によつてホールド回路３
７によるホールド状態が自動的に解除され、次の
測定に備えられる。

一方、これらの工程中において、信号処理回路
３３からアツプまたはダウン信号が一定時間出力
されなければ、つまりスライダ２が一定時間変位
しなければ、電源自動遮断回路４１が働き、その
遮断信号によつて電源回路４０は自動的に遮断さ
れる。

従つて、本実施例によれば、スライダ２の移動
を、スライダ２に弾性部材２８を介して連結され
た指掛部材２６を押圧するようにしたので、両測
定子５Ａ，５Ｂが被測定物に当接した瞬間の衝撃
力は弾性部材２８によつて吸収されるので、スラ
イダ２の移動速度を早めても測定力を軽微に抑え
ることができる。このため、迅速な作業ができ、
かつ測定子５Ａ，５Ｂの撓みもないのでそれによ
る誤差がなく、また被測定物の材質がゴム等の軟
弱物であつても高精度な測定が可能である。

このことは、一対の測定子５Ａ，５Ｂを本尺１
およびスライダ２のそれぞれに対し着脱自在に構
成した測定器にあつても、測定子５Ａ，５Ｂが本
尺１およびスライダ２に対して位置的づれを生じ
るという問題もなく、常に正確な測定値が得られ
る。

ちなみに、測定子５Ａ，５Ｂを交換できるよう
に構成したことは、測定部分の形状にあつた測定
子２Ａ，５Ｂを選択すれば、いかなる特殊な形状
の測定にも１つの測定器で対応することができ、
上記実施例で述べた外径測定のほか、雌ねじの各
種寸法、歯車のオーバー押圧子径、或いは軸のフ
イレツト部寸法をさぐり作業や複数回測定を必要
とせず、正確に測定することができる。

例えば、第４図および第５図に示す如く、測定
子取付部３に雌ねじ測定用の測定子１５Ａ，１５
Ｂを取付け、指掛部材２６をスライダ２の内端面
側に位置させ、指掛部材２６を介してスライダ２
を第４図中右方向へ移動させるようにすれば、雌
ねじの各種寸法を測定することができる。この場
合の測定子１５Ａ，１５Ｂは、測定子取付部３に
取付けられる取付軸１６と、この取付軸１６の下
端に一体形成されかつ外周面に雄ねじ部１７を有
する接触部１８とから構成されている。

また、第２の圧力スイツチ２４Ｂがオンしたと
き、つまり弾性部材２８の変形が所定量に達した
とき、ホールド回路３７を作動させるようにした
ので、従来と同様な測定作業をすれば、常に一定
の測定力での測定値を取込むことができる。

更に、第２の圧力スイツチ２４Ｂのオンによ
り、基準値セツト回路３６とホールド回路３７と
を選択的に作動させるようにしたので、つまり基
準値設定時の測定圧と実際に被測定物を測定する
ときの測定圧とを同一にしたので、両者を同一測
定条件の下で測定できるため、この点からも高精
度の測定が可能である。

その上、基準値セツト回路３６とホールド回路
３７との切替えを、切換回路３５によつて自動的
に行なうようにしたので、切替えのためにスイツ
チ等を設ける必要がなく、従つて取扱いも容易で
ある。

また、第１の圧力スイツチ２４Ａが第２の圧力
スイツチ２４Ｂより先に作動するようにし、この
第１の圧力スイツチ２４Ａのオンにより電源回路
４０をオンさせるようにしたので、始めから電源
をオンしておく場合に比べ節電できる。また、信
号処理回路３３からアツプまたはダウン信号
UDSが一定時間出力されなかつたとき、電源自
動遮断回路４１により電源回路４０をオフするよ
うにしたので、作業終了後に電源スイツチを切り
忘れてしまつても、無駄に電力が消費されること
がなく、従つて特に電源内蔵の携帯式測定器に好
適である。

また、信号処理回路３３からの出力が反転して
から所定時間経過するまで表示のホールド状態が
解除されないので、例えば表示部が見にくい測定
姿勢や測定箇所等でも、そこから取出して表示値
を容易に確認することができる。

また、構造的には、従来のノギス構造に大幅な
改変を加えることなく、多少の構成要素を付加す
ればよいので、極めて簡単でかつ安価である。

なお、実施に当つて、弾性部材２８を所望弾性
特性を有するものに交換可能とすれば、例えば被
測定物の材質等によつて最適な測定力を選択する
ことができる。更に、指掛部材２６に設けられた
押圧子２７Ａ，２７Ｂと第１、第２の圧力スイツ
チ２４Ａ，２４Ｂとの間隔を調整可能に構成すれ
ば、本尺１とスライダ２との摺動抵抗の経時的変
動による不具合も解消できる。従つて、これらの
機能を備えるようにすれば、測定子交換型測定器
の確立が極めて容易である。

また、線材２５を、スライダ２と指掛部材２６
との間に多少の遊びをもつて設定すれば、必要以
上に弾性部材２８を変形させず、被測定物や測定
器等の破損を招くことがない。

また、圧力スイツチとしては、指掛部材２６の
押圧動作中に作動するものであればいずれでもよ
く、例えば歪ゲージ等も利用することができる。
しかも、第１、第２の圧力スイツチ２４Ａ，２４
Ｂが作動したとき、例えばブザー等によつて音を
発するようにすれば、作業者に測定値の読取り時
点を聴覚によつて知らせることができる。

また、基準値設定用のプリセツト手段を設け、
これにより基準値セツト回路３６に任意の基準値
をプリセツトできるようにすれば、絶対測定も可
能である。

また、エンコーダ２３としては、上記実施例で
述べた静電容量型エンコーダに限らず、例えば光
電型、接点型、電磁型等いずれでもよく、要する
に本尺１とスライダ２との移動変位量を電気的に
検出できるものであればよい。

更に、本発明は、上記実施例で説明したデジタ
ル表示型ノギスに限らず、マイクロメータ或いは
デプスゲージ等のデジタル表示型測定器一般に適
用することができる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、一定の測定力で
の測定を保障する高精度、高分解能、取扱いに優
れた節電型のデジタル表示型測定器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２
図はその回路図、第３図は動作説明図、第４図は
異なる測定子を取付けた状態の正面図、第５図は
第４図の−線断面図である。 １…本体としての本尺、２…可動部材としての
スライダ、５Ａ，５Ｂ…測定子、２１…デジタル
表示器、２３…エンコーダ、２４Ａ，２４Ｂ…第
１、第２の圧力スイツチ、２５…連結手段として
の線材、２６…指掛部材、２７Ａ，２７Ｂ…押圧
子、２８…弾性部材、３０…計測手段、３６…基
準値セツト回路、３７…ホールド回路、４１…電
源回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の測定子を有する本体と、この本体に移
   動自在に装着されかつ前記一方の測定子とともに
   被測定物の測定部位間に当接される他方の測定子
   を有する可動部材と、この可動部材の移動変位量
   を検出するためのエンコーダおよびエンコーダに
   よつて検出された測定値をデジタル表示するため
   のデジタル表示器を有する計測手段とを備えたデ
   ジタル表示型測定器において、 前記可動部材にその可動部材の移動方向へ変形
   特性を有する弾性部材を介して取付けられた指掛
   部材と、 前記弾性部材が所定の変形量に達したときに作
   動する第１の圧力スイツチおよび前記弾性部材が
   所定の変形量より更に変形したときに作動する第
   ２の圧力スイツチと、 前記第１の圧力スイツチが作動したことを条件
   として前記計測手段に電力を供給する電源回路
   と、 前記エンコーダからの信号が一定時間継続して
   出力されなかつたことを条件として前記電源回路
   を遮断する電源遮断回路と、 前記デジタル表示器に表示されている表示値を
   強制的に基準値にセツトし、以後この基準値を基
   準に前記エンコーダによつて検出された測定値を
   デジタル表示器に表示させる基準値セツト回路
   と、 前記デジタル表示器の表示値をホールドしてそ
   のまま表示させるためのホールド回路と、 このホールド回路によつて表示値がホールドさ
   れている状態において前記エンコーダからの信号
   が反転したことを条件として前記ホールド回路を
   解除する解除回路と、 前記第２の圧力スイツチが作動したとき前記基
   準値セツト回路によつて基準値がセツトされてい
   るかを判別し、基準値がセツトされていないとき
   基準値セツト回路を働かせる一方、基準値がセツ
   トされているときホールド回路を働かせる切換回
   路と、 をそれぞれ設けたことを特徴とするデジタル表示
   型測定器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記指掛部
   材は前記本体に移動自在に装着され、かつ、指掛
   部材には、前記弾性部材と、この弾性部材が所定
   の変形量に達したときに前記第１の圧力スイツチ
   を作動させる第１の押圧子および前記弾性部材が
   所定の変形量より更に変形したときに前記第２の
   圧力スイツチを作動させる第２の押圧子とが設け
   られていることを特徴とするデジタル表示型測定
   器。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記指掛部材は、前記可動部材に対して、前
   記弾性部材の変形を許容しかつ可動部材と一体的
   に前記本体に沿つて移動可能な連結手段で結合さ
   れていることを特徴とするデジタル表示型測定
   器。