JPH0443772Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、当接型変位測定装置に係り、特に、
二種以上の分解能で変位測定を可能とするととも
に油滴飛散等の使用環境下にあつても安定した測
定を保障できるようにした当接型変位測定装置の
改良に関する。

［従来の技術とその問題点］ 測定対象物に測定子乃至接触子を当接させ、測
定子等の移動変位を本体に設けた目盛から読取る
いわゆる機械式読取型測定装置が周知である。

この種の測定装置は、堅牢、低廉性等から広く
普及しているが、その構成上、直線式（ノギス、
ハイトゲージ等）、回転式（ダイヤルゲージ、マ
イクロメータ等）に拘らず、1/10〜1/100mm程度
が分解能の限界であること、計測情報を分析する
ような場合には、作業者が一覧表に書込みしなけ
ればならず過大疲労、誤記発生というような問題
が生じ、自動的にフイードバツクできるものでは
なかつた。

これに対し、高分解能とするために、上記測定
子等の移動変位を変位検出装置で電気信号として
検出し、必要によつて信号分割し1/1000mm以下の
分解能を得る電気信号読取型測定装置も周知であ
り、この場合には、上記の自動フイードバツクは
可能であるが、比較的高価であつたり、また、オ
ーバースピードによる誤差を生じる場合があり、
さらには、ダイヤルゲージ目盛を目視して合否判
断を行う通常の品質チエツクができないという欠
点があつた。

したがつて、測定態様によつて、そのいずれか
の型が個別的に選択使用されていた。

しかしながら、ワークの仕上寸法検査と切削工
具の送り量設定の如く使用の実際においては、常
に、一定の分解能による測定では不都合が生じ、
ときによつて高分解能による測定が必要となり、
反面常時高分解能機種を使用しても実質的意味が
ないばかりか寿命等の不利を招くという問題があ
る。そこで、一般的には、機械式と電気式の双方
を準備し、かつその都度切換使用することが行わ
れた。

しかし、これとて、通常の品質チエツクと計測
情報のフイードバツク及び統計処理等計測情報処
理とを同時に実行することができないことから作
業能率が低く、また、両者具備という経済的負担
が大きかつた。

また、同一対象物に双方を切換当接させなけれ
ばならないからそれぞれの位置的同一性あるセツ
テイングが必要である。この点も作業能率を下げ
ることになり、従つて作業能率を向上させるため
に特別の切換装置を製作しなければならないとい
う問題もあつた。

さらに、工作機械に取付けたまま、ワークの寸
法検査を粗段階および、精密段階に検査する場合
等油滴が飛散するような使用状態にあつては、電
気式の場合特に性能保障上の問題がある。

例えば、変位検出装置を検出子に固定した電極
と、静止側構造物に固定した電極との間の静電容
量変化を捉え電気信号として検出するいわゆる静
電容量型の場合両電極間クリアランスは数十〜数
百μmであるから、検出子の移動に伴いその摺動
面から水滴等が侵入したときに、電気滴短絡を起
し計測不能となる場合もある。この問題は、光電
型、電磁型、接点型等々においても同様である。

また、この種の変位検出装置はその分解能を保
障せんがため、構造が精巧であるから測定対象物
に直接当接させると振動や熱的影響が伝播され不
都合を生じるケースが多い。

この結果、機械式、電気式双方を準備して切換
使用することとしても、対象物を一旦小作機械か
ら取外し他の室で検査するとか、工作機械に取付
けたままの場合には、冷却、油飛散源の停止等準
備作業をしなければならないという不便があつ
た。さらに、支持方法等の問題を含み、その双方
の測定値の対比確認等相当の熟練を必要としてい
たのである。

［考案の目的］ 本考案は、前記従来の問題点を除去すべくなさ
れたもので、比較的粗い分解能で検出する手段を
ダイヤルゲージとし、そのスピンドル摺動支持部
分を微細の分解能で検出する手段のシール手段と
しても利用でき、粗に、微に適宜選択測定を可能
とするとともに後者手段の検出子を測定対象物に
直接当接させないが直接当接させたと同様の安
定、確実な測定をすることができる当接型変位測
定装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本考案は、比較的粗い分解能で読取るダイヤル
ゲージに、そのスピンドルの変位に同期して変位
するよう変位検出装置の検出子を支持手段により
スピンドルと同軸に設け、これによつて高分解能
による読取を行う場合にダイヤルゲージから変位
検出装置へ切換えても、ダイヤルゲージのスピン
ドルと変位検出装置の検出子とは位置的に整合さ
れかつ検出子は測定対象物に直接当接させず、ま
た油滴飛散環境から遠ざけてその弊害を防止でき
るよう構成したものである。

具体的には、先端に測定子が設けられ軸方向に
変位可能に本体の２ケ所で摺動可能に支持された
スピンドル、このスピンドルの変位を拡大し指針
を駆動するための拡大駆動機構及び指針との関係
からスピンドルの変位量を読取るための目盛を含
み形成されたダイヤルゲージと、先端に接触子を
有し直線変位可能な検出子を備えこの検出子の移
動変位を検出し電気信号に変換する変位検出装置
と、 前記ダイヤルゲージのスピンドルと変位検出装
置の検出子とを同軸方向に維持し、かつ、検出子
がスピンドルの反測定子側端に当接するよう前記
ダイヤルゲージの本体に変位検出装置を支持する
ための支持手段と、からなり前記変位検出装置の
検出子を前記ダイヤルゲージのスピンドルを介し
測定対象面に当接できるよう構成したことを特徴
としている。

本考案は、前記のようにダイヤルゲージのスピ
ンドルの反測定子側端に移動変位を電気信号に変
換する変位検出装置の接触子を当接させてスピン
ドルと検出子とが同軸方向に同期変位できるよう
にして、ダイヤルゲージと変位検出装置とを支持
手段を介し一体的に結合させる構成としているか
ら、その測定態様によつて二種以上の分解能の任
意の分解能で作業することができるとともに高分
解能の変位検出装置を水、油飛散等使用環境下に
さらすことなく安定した精度確保が保障され、か
つ検出子とスピンドルは完全同期変位しているの
で目視読取測定中にも計測情報解析等のための測
定データを出力することが可能であつて、またこ
の逆に自動的測定中にも適宜に使用現場で測定値
を読取ることができる。

［実施例］ 本考案に係る当接型変位測定装置の好適な実施
例を図面を参照しながら詳細に説明する。

この実施例は第１図乃至第３図に示される如く
図で下方側から順にダイヤルゲージ１、支持手段
２及び変位検出装置３が一体的に組立てられてい
る。ダイヤルゲージ１は、本体４の上端側と下端
側の２ケ所で各ブツシユ５，６で摺動自在に支持
されたスピンドル７と、スピンドル７に刻設され
たラツク８で駆動されたスピンドルの直線変位を
拡大して指針９の回転変位に変換するところのセ
クタギヤ、ピニオン等からなる拡大駆動機構１０
と、スピンドル７の先端に設けられた測定子１１
を軸線方向に図で下方向に常時付勢するバネ１２
を有し、本体４の内枠１３に被嵌された外枠１４
は回動可能とされ、目盛板１５を回動位置調整で
きる。指針９は拡大駆動機構１０により駆動され
目盛板１５の目盛１６との関係からスピンドルの
変位すなわちスピンドルの先端に設けられた測定
子の変位量を目視読取りできるよう設けられてい
る。したがつて、測定子１１はバネ１２の付勢力
によつて、図で下方に常時突出される。ブツシユ
５，６はスピンドル７の摺動案内であるとともに
測定子側から直接又はスピンドル７に付着して間
接的に持込まれる水、油滴等を本体４内に侵入さ
せない役割をも発揮するよう仕上られている。な
お、１７，１８は、目視による合否判定等を便な
らしめるためのリミツタである。

ところで、本体４の上方側には突出円筒部材１
９が設けられ、かつ、この突出円筒部材１９の外
面側には支持手段２を被嵌するためのネジが設け
られている。

次に、支持手段２は、先端側が前記突出円筒部
材１９に被嵌され、その他端側に変位検出装置３
を一体的に支持した筒体２１と、その径方向に進
退する止めネジ３３とから形成されるとともに、
筒体２１の内面側と検出子２２との間、及び筒体
２１の先端側と突出円筒部材１９との間に装着さ
れる複数のＯリング２３，２４を有し、前記突出
円筒部材１９と筒体２１との嵌合部および変位検
出装置３と筒体２１との嵌合部さらに筒体２１と
止めネジ３３との嵌合部からの水油滴の侵入を防
止するため変位検出装置３にはそれら油滴等が侵
入されることがなくなる。また、変位検出装置３
は、本体を構成する円筒体３１内を摺動自在で先
端に接触子２５を有する検出子２２と、この検出
子２２を軸方向に常にダイヤルゲージ側に付勢す
るスプリング２６と、検出子２２の変位を検出す
るためのセンサ２７と、センサからの電気信号を
導出するケーブル２８とから形成されている。こ
の実施例によるセンサ２７は、検出子２２に固着
された可動電極２９とこの可動電極２９と間隙を
おいて円筒体３１内面に固着された固定電極３０
と、図示しない電源装置とからなる静電容量型の
ものである。したがつて、支持手段２の筒体２１
と、その径方向に進退する止めネジ３３によりセ
ンサ２７と、ダイヤルゲージ１を一体滴に結合す
ることにより、検出子２２とスピンドル７の軸線
は一致され、また、接触子２５はスプリング２６
の付勢力によつて図で下方向に突出されるのでス
ピンドル７の反測定子側端３２に常時当接される
ことになる。結局、測定子１１の変位を接触子２
５の変位に変換することができる。

換言すれば、接触子２５を測定対象物に直接当
接させないで、当接型と同様の作動を行わせるこ
とができる。なお、スピンドルの反測定子側端３
２は平面に加工され接触子２５は半円球状ゆえス
ピンドル７と検出子２２との多少の軸ずれは許容
できる。

測定ユニツト４０は、第３図に示されるように
センサ２７からの変位量相当電気信号を１パルス
1μmのパルス信号に変換するパルス信号発生器３
５、パルス信号発生器３５からのパルス信号を計
数するカウンタ３６、このカウンタ３６の計数値
たる測定値をデジタル表示するための表示器３
７、同じく計数値を所定処理して、例えば、最大
値、最小値、平均値、品質管理データを求めるた
めの演算、記憶機能を有するデータ解析回路３８
及びプリンタ、CRTからなる出力装置３９等か
ら構成されている。なお、４２はホールドスイツ
チで表示器の表示値を当該時にそのままホールド
するための指令スイツチであり、クリヤスイツチ
４１は、測定子接触子がいかなる位置にあるかに
拘らず表示値を零とするためのもので、主にダイ
ヤルゲージ１の読取値と表示器３７の表示値を整
合させる、つまり基準合せをするときに用いられ
る。

次に、このように構成された実施例の使用方
法、手順を説明する。

まず、スピンドル７を把持して図示しない測定
対象物等の基準位置にもつていき、外枠１４を回
動させて指針９が零目盛と合致するようするとと
もに測定ユニツト４０のクリヤスイツチ４１を操
作して表示器３７の表示値を零として粗すなわち
低分解能測定用ダイヤルゲージ１と微すなわち高
分解能測定用の変位検出装置３に接続された測定
ユニツト４０との整合を行う。その後、測定子１
１を測定すべき測定対象物に当接させれば粗の測
定値をダイヤルゲージ１で読取れるから従来のダ
イヤルゲージによる例えば合否判定や品質チエツ
クができる、と同時にセンサ２７、パルス信号発
生器３５、カウンタ３６を経て表示器３７で微の
例えば、1μm分解能でその値を読取ることができ
る。さらに、データ処理回路３８で所定処理した
例えば、最小、最大、平均値さらには品質管理図
等計測情報を解析した結果を出力装置３９のプリ
ンタから入手することができる。したがつて、読
取データの一覧表書込作業や計算作業が不要とな
る。さらに、カウンタ３６からの計数値を当該測
定対象物を加工する機械に出力しておけば、フイ
ードバツク制御も可能となる。また、上記は、現
場でのダイヤルゲージ１の読取をせずして、遠隔
の所で測定ユニツト４０により測定結果を全て把
握することができるし、ダイヤルゲージ１、変位
検出装置３を複数台利用した場合には全台の統計
処理も可能となる。もとより、測定箇所からの水
油滴飛散等があつても変位検出装置３にはこれら
の侵入等による不都合が生じないから安定した上
記使用が保障される。

また、止めネジ３３をゆるめさらに高分解能の
変位検出装置３と交換してより高度の測定も可能
となる。さらに、高分解能による測定や測定値の
解析が不要な場合は、測定ユニツト４０の電源を
落し、動作させないようにしておけば従来通りの
ダイヤルゲージ１の場合と同様の単独の粗の測定
が可能となる。但し、このダイヤルゲージ１よる
測定の詳細は従来と同様につき説明は省略する。
このように本考案の場合には測定ユニツト４０の
電源を投入し、基準合せによるダイヤルゲージ１
との整合を行うだけで、いつでもその時の微の測
定値を測定ユニツト４０で確認できるという測定
作業の実際に有益な機能を発現することができ
る。すなわち、従来かかる使用をするにはダイヤ
ルゲージ１を測定箇所から取外し、代りに変位検
出装置３を位置出しして取付けるという煩雑な作
業を用していたのに対し極めて簡易、迅速な作業
が達成される。

このような実施例によれば次のような利点を有
する。スピンドル７と検出子２２は同一軸線上を
同期して変位するので二種以上の分解能での測定
が可能であると同時に従来のダイヤルゲージによ
る品質チエツク作業と併せて計測情報のフイード
バツクや記憶等自動処理ができる。精巧な変位検
出装置３を常時測定対象物に当接しあるいは飛散
水油滴等環境下に置かなくてよいので破損等がな
く安定した情報を維持することができる。また変
位検出装置３はダイヤルゲージ１に着脱自在とさ
れているから所望の型式分解能のものを選択使用
できるばかりか、複数ダイヤルゲージに兼用可能
ゆえ経済面を考慮した上での測定態様の飛躍的拡
大ができる。

以上の実施例においては、変位検出装置３のセ
ンサ２７は静電容量型としているが、検出子２２
の変位を電気信号と変換できればよいから光電
型、電磁型等としてもよく型は問わないものであ
る。

また、測定ユニツト４０の表示器３７と同様な
表示器５０を第１図及び第３図に二点鎖線で示す
ごとくダイヤルゲージ本体４に付設して機能拡大
をすることが可能である。

［考案の効果］ 本考案は、上記のような構成としたので、高分
解能とする変位検出装置の安定した性能を維持し
つつ、二種以上の分解能による測定作業態様を飛
躍的に拡大できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る当接型測定装置の正面
図、第２図は同じく一部断面を含む側面図、第３
図は同じく全体説明図である。 １……ダイヤルゲージ、２……支持手段、３…
…変位検出装置、７……スピンドル、１１……測
定子、２２……検出子、２５……接触子、２７…
…センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 先端に測定子が設けられ軸方向に変位可能に本
   体の２ケ所で摺動可能に支持されたスピンドル、
   このスピンドルの変位を拡大し指針を駆動するた
   めの拡大駆動機構及び指針との関係からスピンド
   ルの変位量を読取るための目盛を含み形成された
   ダイヤルゲージと、 本体に直線変位可能に設けられかつ先端に接触
   子を有する検出子を備え、この検出子の移動変位
   を検出し電気信号に変換する変位検出装置と、 前記ダイヤルゲージのスピンドルと変位検出装
   置の検出子とを同軸方向に維持し、かつ、検出子
   がスピンドルの反測定子側端に当接するよう前記
   ダイヤルゲージの本体に変位検出装置の本体を一
   体的に支持するための支持手段と、からなり、 前記変位検出装置の検出子を前記ダイヤルゲー
   ジのスピンドルを介して測定対象面に当接できる
   よう構成したことを特徴とする当接型変位測定装
   置。