JPH043211Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車の車体等の複雑な形状を持つ
板の組合せにより外観形状を構成するものに対し
て、外板相互の間隙や段差の大小を同時に容易に
測定する隙間段差測定装置に関するものである。

従来、この種の作業では楔状の測定工具を間隙
に差入れてその侵入量から間隙の大きさを測定し
たり、階段状の測定工具により段差を推定してい
た。またその他の方法としてノギスを改造し間隙
および段差を各々測定する等の従来使用されてい
た測定工具を利用してその場しのぎをしていた。
これらの計測結果の記録は、人手による記帳、あ
るいは、改造工具の変位検出機構に電気式または
光学式変位測定機を組込み間隙と段差を各々別個
に測定し記録器により記録させていた。

これら従来の測定記録方法では、測定作業およ
び記録の読取りがやりにくく、個人差により大き
く変動し、費用が高くなる等の問題を含んでおり
改善が望まれていた。

本考案は上記欠点を改善するためのもので、測
定端子を固定側および可動側に分けて互いに相対
向するように設け、可動側測定端子を、平行四辺
形リンクを構成する一つのリンクの先端に支持
し、該平行四辺形リンクは、前記可動側測定端子
を支持するリンクの先端側連結点に対角となる連
結点のみを固定連結点とし、かつ該平行四辺形リ
ンクの前記固定連結点を分離して各々回転型可変
抵抗器の軸に連結し、この各回転型可変抵抗器を
２組のホイートストンブリツジを形成する電気回
路の一つの可変抵抗器としてそれぞれ組み込んだ
ことを特徴とする隙間段差測定装置を提供するも
のである。

この隙間段差測定装置により、測定箇所の一端
縁へ固定側測定端子を当接させ、隙間あるいは段
差に応じて可動側測定端子を固定側測定端子当接
側と対向する側の端縁に当接させることによつ
て、平行四辺形リングが移動し、平行四辺形リン
クの測定端子側と反対側の最末端部に連結された
回転型可変抵抗器を作動させて抵抗値を変化さ
せ、回転型可変抵抗器が組み込まれたホイートス
トンブリツジの電圧変化を生じさせて機械的変位
を電気的変化に置換させて測定結果を得ることが
できるようになる。これにより低コストな測定装
置により隙間および段間の計測が容易にできるよ
うになり、製品の品質管理を向上させることがで
きるようになる。

以下、本考案の一実施例について図により説明
する。

第１図および第２図は本考案による測定装置の
平面断面図および側面断面図を示す。この図にお
いて、隙間および段差に当着する固定側測定端子
を隙間用１と段差用２とに分けて設け、測定の基
準とする。この固定側測定端子１，２に対して相
対向する向きに可動側測定端子の隙間用３および
段差用４が設けられている。可動側測定端子３，
４は平行四辺形リンク５，６，７，８の先端に取
付けられており、固定側測定端子１，２に対して
平行移動する。リンク６，８の端部はそれぞれ回
転型可変抵抗器９，１０の軸に接続され、可変抵
抗器９，１０は本体１１に固定されている。リン
ク６，８はばね１２，１３の一端に接続され、ば
ね１２，１３の他端は本体に取付けられている。
このばね１２，１３はリンク６，８を引張り、リ
ンク先端の可動側測定端子３，４を固定側測定端
子１，２から遠ざけるように作用する。リンク７
には測定子リセツト用孔１４が設けられていて、
測定子リセツトレバー１５を操作して測定子リセ
ツト爪１６を動かし、リンク７を図中右下方向へ
移動させ、可動側測定端子３，４を原点に戻す。
可動側測定端子３，４が原点から動いた距離に相
当する可変抵抗器９，１０の回転各θを電気抵抗
の変化分として変換する。

隙間および段差に対して直角方向の移動量を計
測する糸１７は一端に吸盤１８を結合し、他端は
本体１１の中央部に設けられたドラム１９に巻付
けられている。この糸１７は本体１１および固定
側測定端子２に明けられた貫通孔２０を通して本
体１１の内外に出入する。糸１７を巻付けたドラ
ム１９は、その内部にスプリング２１を内蔵して
おり、吸盤１８が自由状態では糸１７を巻取るよ
うに作用する。ドラム１９の中心軸は多回転型可
変抵抗器２２の軸に接続され、ドラム１９の回転
角を電気抵抗の変化に変換する。

第３図には上記の機械的変化量を電気的変化量
に変換する回路を示す。この図において可変抵抗
９，１０，２２はそれぞれ可変抵抗２３，２４，
２５と対になつてホイートストンブリツジを構成
する。可変抵抗９は段差、可変抵抗１０は隙間、
可変抵抗２２は隙間と段差に対して直角方向の移
動量を計測する場合の変換器として働き、一方、
可変抵抗２３，２４，２５はそれぞれ段差、隙
間、直角方向の移動量に対する零点調整器として
働く。

これらの機能部品を収納した本体１１は取扱を
容易にするため、本体下部にピストルグリツプ状
の把持部２６を設け、その内部には上記電気回路
用の電源となる電池２７、および記録器２８へ信
号を伝送するケーブル２９の一部を収納してい
る。また把持部２６には測定子リセツトレバー１
５および記録打点指令用スイツチ３０が設けられ
ていて、この装置の片手操作を可能にしている。
記録器２８への伝送用ケーブル２９および記録打
点指令用ケーブル２９′はすべて把持部２６の底
部に設けられたコネクター３１により結線され
る。

このように構成した装置を用いて隙間あるいは
段差を測定するには、第４図で示すように、吸盤
１８を測定箇所の真上の位置に吸着させて本体１
１を測定箇所まで下ろし、第５図および第６図で
示すように、測定箇所の一端縁に固定側測定端子
１，２を当接させ、この固定側測定端子１，２を
当接させた端縁に対向した端縁まで可動側測定端
子３，４を移動させて当接させる。第５図で示す
ように、車両の内外方向の段差Ｘがある場合に
は、可動側測定端子３，４の移動に伴ないリンク
６が回転型可変抵抗器９の軸まわりに反時計回り
方向へ角度θ₁だけ回動し、第３図で示すホイート
ストンブリツジの電圧変化を生じさせ、段差Ｘの
大きさを機械的変位量から電気的変化量に変換し
て検出する。第６図で示すように、車両の外周方
向に隙間Ｙがある場合には、可動側測定端子３，
４の移動に伴ないリンク７を介してリンク８が回
転型可変抵抗器１０の軸まわりに時計回り方向へ
角度θ₂だけ回動し、第３図で示すホイートストン
ブリツジの電圧変化を生じさせ、隙間Ｙの大きさ
を機械的変位量から電気的変化量に変換して検出
する。段差Ｘおよび隙間Ｙが共に存在する場合に
は、初期設定された位置から可動側測定端子３，
４が移動するに伴ないリンク６およびリンク８が
共に回動して、回転型可変抵抗器９および１０の
両方を作動させ、２つのホイートストンブリツジ
の電圧変化を生じさせて段差Ｘおよび隙間Ｙの大
きさを電気的変化量に変換して検出する。こゝ
で、上記段差、隙間を同時測定する場合の測定原
理をより詳しく説明すると、測定端子４の移動に
よりリンク６とリンク８がそれぞれ可変抵抗器
９，１０の軸を中心に回動する。この時それぞれ
のリンク６，８の基準位置からの傾斜角度θ₁，θ₂
は、段差、隙間の変位要素が相互に影響を及ぼし
合い、したがつて前記傾斜角度θ₁，θ₂は段差Ｘ、
隙間Ｙに対応する真の角度を表わしていることに
ならない。

そこで先ず、段差が隙間変位に及ぼす影響を見
ると、添付第７図に示すようにリンク６が角度θ₁
傾斜することにより測定端子４，３が基準位置か
らδ_Yだけ変位する。この変位量δ_Yが隙間変位に対
するクロストーク（誤差）を表わし、リンク６の
長さをL₆とすれば、下記(1)式であたえられる。

δ_Y＝L₆−L₆・_C0Sθ₁ …(1) こゝで、段差Ｘ＝３mm，L₆＝45mmとすれば、
L₆・_C0Sθ₁＝√45²−3²≒44.9、したがつてδ_Y＝45−
44.9＝0.1mmとなる。これにより、いま隙間Ｙが
３mm存在するとすれば、隙間Ｙに対する変位量δ_Y
の場合、すなわちクロストークは、δ_Y／Ｙ≒
0.03、約３％となる。

一方、隙間が段差変位に及ぼす影響を見ると、
第８図に示すようにリンク８が角度θ₂傾斜するこ
とにより測定端子３，４が基準位置からδ_Xだけ変
位する。この変位量δ_Xが段差変位に対するクロス
トークを表わし、リンク５の長さをL₅、測定端
子３の長さをL₃とすれば、近似的に下記(2)式で
与えられる。

δ_X＝（L₅＋L₃） −（L₅＋L₃）・_C0Sθ₂ …(2) こゝで、隙間Ｙ＝３mm，L₅＝45mm，L₃＝５mm
とすれば、（L₅＋L₃）・_C0Sθ₂＝√50²−3²≒44.9、
したがつてδ_X＝50−49.9＝0.1mmとなる。これによ
り、いま段差Ｘが３mm存在するとすれば、段差Ｘ
に対する変位量δ_Xの割合、すなわちクロストーク
は、δ_X／Ｘ≒0.3、約３％となる。

しかして、隙間、段差を同時測定する場合、全
体の誤差Ｐは、第９図に示すように、上記各クロ
ストロークの合成として表われ、下記(3)式で与え
られる。

これをいま、上記具体例で見ると、 Ｐ＝√3²＋3²＝3.6となる。すなわち隙間、段差
を同時測定しても、全体の誤差は3.6％程度であ
り、一般計測において±５％程度の誤差が認めら
れている現実を鑑みれば、この程度の誤差であれ
ば、上記傾斜角度θ₁，θ₂をそのまゝ段差および隙
間の測定に用いても実用上特に問題になることは
ない。

以上のように、本考案の測定装置は、隙間およ
び段差のそれぞれについての変位を平行四辺形リ
ンクの動きに置換え、そのリンクの測定端子側と
反対側の最末端部に設けた回転軸に２個の回転型
可変抵抗器を配置して、リンクの回転角の変化を
抵抗値の変化に置換え、可変抵抗器は各々２組の
ホイートストンブリツジの一部を構成しており、
リンクの回転角は隙間信号、段差信号の２組の電
圧変化として取出すことができ、他方、隙間およ
び段差に直角な方向の移動量の検出は、一端を吸
盤又は磁石に結合した糸をドラムに巻取るように
構成したリールが軸に取付られた可変抵抗器の抵
抗変化に置換え、上記同様に電圧変化として取出
せるようにしたものである。

従つて、この測定装置を用いれば容易にＸ−Ｙ
レコーダ、ペンレコーダ等の記録器に接続して測
定量を記録できる。また通常の測定であれば片手
操作で隙間および段差が同時に測定出来る。本装
置の応用発展例として、測定子にローラを用いれ
ば合せ面の隙間および段差の連続的測定および記
録が無理なくできる。また回転型可変抵抗器のか
わりにロータリーエンコーダを用いて出力をデジ
タル化し、演算器により円弧補正を行なえばより
大きなストロークの場合も含め、測定を高精度化
できる。さらに個人差による誤差や測定作業のわ
ずらわしさ等を解決できる。しかも測定器が非常
な低コストで製作でき、多数設置が可能となり、
製品の品質管理の向上に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の測定装置の平面断面図、第２
図は本考案の測定装置の側面断面図、第３図は本
考案の測定装置の電気回路図、第４図は本考案の
測定装置を車体の側面に適用する場合の概略図、
第５図は第４図のＡ方向より見た段差のある隙間
の測定方法を示す横断面説明図、第６図は第４図
のＡ方向より見た段差のない隙間の測定方法を示
す横断面説明図、明細書７図〜第９図は隙間段差
同時測定における測定原理を示す説明図である。 １……隙間用固定側測定端子、２……段差用固
定側測定端子、３……隙間用可動側測定端子、４
……段差用可動側測定端子、５，６，７，８……
リンク、９，１０……回転型可変抵抗器、１７…
…糸、１８……吸盤、１９……リールのドラム
部、２２……多回転型可変抵抗器、Ｘ……段差、
Ｙ……隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 組立部材間の隙間および段差を測定する装置に
   おいて、隙間および段差の測定端子を固定側と可
   動側とに分けて互いに相対向して設け、該可動側
   測定端子を、平行四辺形リンクを構成する一つの
   リンクの先端に支持し、該平行四辺形リンクは、
   前記可動側測定端子を支持するリンクの先端側連
   結点に対角となる連結点のみを固定連結点とし、
   かつ該平行四辺形リンクの前記固定連結点を分離
   して各々回転型可変抵抗器の軸に連結し、各回転
   型可変抵抗器を２組のホイートストンブリツジを
   形成する電気回路の一つの可変抵抗器としてそれ
   ぞれ組込んだことを特徴とする隙間段差測定装
   置。