JPH05810Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、プリズム双眼鏡など各種の光学機
器に用いられているプリズムの角度誤差並びにピ
ラミツド誤差を同時に測定する比較測定器に関す
るものである。

代表的な直角プリズムでは、製作誤差として各
面の平面度誤差のほかに直角度誤差とピラミツド
誤差（倒れ誤差）があり、通常これらが複合され
た状態で存在する。

現在、この直角度誤差並びにピラミツド誤差の
測定器として、仕上加工品の場合にはプリズムが
透明なためオートコリメータなどの光学的測定器
が用いられているが、荒摺加工品の場合にはプリ
ズムが不透明で光学測定が不可能なため機械的測
定器が用いられている。

この機械的測定器として、精密な測定では高価
な万能測定顕微鏡や三次元測定器などが用いられ
るが、これらの汎用測定器は測定が繁雑でしかも
複雑な計算処理が必要となるので現場での測定に
は適さない。

また、簡単な測定では角度ゲージ、Ｖブロツク
とダイヤルゲージなどが用いられるがやはり二つ
の誤差は別々に測定することになり、測定精度と
測定能率は低い。

本考案は、これらの二つの誤差を同時に高精度
で、しかも仕上加工品、荒摺加工品の区別なく加
工現場で簡単に測定できる測定器を得ようとする
ものであつて、この目的達成のために標準プリズ
ムをマスターとして用いることを前提とした比較
測定器とし、実用新案登録請求の範囲に記載した
構造に構成したものである。

次に、図面により直角プリズムを被測定物とし
た本考案の実施例を説明する。

金属製の本体は、旋回平面板２と自在平面板３
及び直角度誤差の検出器５、ピラミツド誤差の検
出器６をほぼ直角の位置に相対して配置するため
の側板１１ａと１１ｂ、基準棒４を直進可能に取
付けるための前板１３、これらを固定し上面に直
角プリズム１を載せて点支持するための支点１４
をもつ支持台１５を載せる底板１６で構成され
る。

高精度の平面度をもつ金属製の旋回平面板２
は、その裏面中央部に取付けられた軸７が側板１
１ａに固定された軸受ケース８内の円すいころ軸
受９及びアンギユラ玉軸受１０で支持されている
ため振れることなくわずかに旋回する。

金属製の自在平面板３は、表面、裏面とも高精
度の平面度をもち、かつ両面の平行度も高精度に
できており、裏面中央部に球面軸受１２が埋め込
まれ、この軸を介して側板１１ｂに取付けられて
いるため、球面軸受１２の球の中心を回転中心と
して直角プリズム１の形状に応じてどの方向にも
自在に傾きを変えることができる。

円柱状の基準棒４は、移動案内軸１７の先端に
底板１６の上面に対して垂直に立つように取付け
られているため、移動案内軸１７によつてその軸
方向に平行移動することができる。

直角プリズム１の頂角90度をはさむ面、面
をそれぞれ旋回平面板２と自在平面板３に押し当
てて姿勢の位置決めをするため、移動案内軸１７
は先端の基準棒４が直角プリズム１の面に完全
に線接触するまで手前からばね２１によつて押し
出される。

検出器５，６は、台板２６に取付具２７により
固定され、その測定子は側板１１ｂにあけられた
穴をとおして自在平面板３の裏面にそれぞれ接触
している。

各検出器の取付け位置は、球面軸受１２の球の
中心を原点として検出器５は横方向に、検出器６
は上方向に必要な検出感度に応じて適当な距離を
置いて取付けられている。

検出器５，６にはダイヤルゲージ、プランジヤ
ー形電気マイクロメータなどの測定器を用いる
が、機種や最小目盛、取付け間隔などは必要な検
出感度（分、秒など）に応じて選定する。

底板１６は台板２６に固定されている。

測定に当つては本考案の測定器が比較測定器で
あるため、まず検出器のゼロセツトを行うことが
必要である。

ゼロセツトは、まずつまみ２０により移動案内
軸１７をその軸方向に設けられた案内溝１８にそ
つて手前に引き、さらに円周方向に設けられた案
内溝１９にそつて時計方向に90度回転して掛止め
したのち、直角度誤差及びピラミツド誤差のない
標準プリズム１を支持台１５の上に載せる。

続いて、つまみ２０により移動案内軸１７を反
時計方向に90度回転すると掛止めがはずれ、ばね
２１によつて移動案内軸１７とともに基準棒４が
前進し、標準プリズム１の面に接触して前方へ
押し出す。

このため、標準プリズム１の頂角90度をはさむ
面は旋回平面板２、面は自在平面板３に押し
当てられ、その動きに応じて自在平面板３の傾き
を変えながら標準プリズム１の三つの面がそれぞ
れ旋回平面板２、自在平面板３、基準棒４にぴつ
たりと接触した状態ではさまれたとき、標準プリ
ズム１と測定器各部の動きが止まる。

このとき、旋回平面板２は標準プリズム１の面
が自在平面板３に完全に面接触するまでの過程
で次第に面に接触しながら標準プリズム１とと
もにわずかに旋回する。

また、このときの標準プリズム１の動きを円滑
に行わせるため、支点１４を支持台１５の上面よ
りわずかに高くして点支持としている。

なお、旋回平面板２の下側には測定後この旋回
平面板２を元の位置に復帰させるためのばね２
２，２３があり、自在平面板３の裏面下方にはそ
の傾きの範囲の調整及び傾きを円滑にするための
ねじ２４とばね２５がある。

この状態で検出器５，６の指針または表示のゼ
ロセツトを行つたのち、つまみ２０を手前に引
き、時計方向に90度回転して案内溝１９に掛止め
してから標準プリズム１を取り出す。

次に、測定は前記標準プリズム１の代わりに直
角プリズム１を支持台１５に載せ、つまみ２０を
ゼロセツトの場合と同様に操作して行う。

直角プリズム１のもつ直角度誤差及びピラミツ
ド誤差の大きさに応じて、ゼロセツトしたときの
状態に比較して自在平面板３の傾きがわずかに変
化し、その微小な変位が検出器５，６にそれぞれ
の誤差として指示される。

なお、この実施例では自在平面板３の回転中心
から各検出器の取付け位置までの距離を等しくと
つて直角度誤差とピラミツド誤差の検出感度を等
しくし、目量1μmを10秒に相当させている。

本考案は、測定器をプリズムの角度測定の専用
器とし、標準プリズムと比較する比較測定器とし
たことで、次のような特徴をもつている。

ａ 測定器を小型化し、持ち運びを可能にしたた
め、特別な測定台の必要はなく現場の作業台上
で簡単に使用できるようになつたこと。

ｂ 測定器の低価格化を実現したこと。

ｃ 本考案の測定器を製作するうえで最も重要な
ことは、旋回平面板２と自在平面板３の平面度
と基準棒４の母線の真直度だけであり、一般に
測定器を製作する際に必要な各部の直角度や位
置の精度を必要としないため製作が容易である
こと。

ｄ 基準棒４の突出量を調整することで各種のサ
イズの直角プリズムに簡単に対応できること。

ｅ 自在平面板３は球面軸受１２の外輪側に固定
されているため、測定は外輪を球に押しつけて
行うことになり、構造上長期使用によつて生じ
る摩耗などにもとずく精度劣化を防止すること
ができること。

ｆ 同一の直角プリズムを上下反転してそれぞれ
測定すると、ピラミツド誤差があれば原理的に
傾きの方向が逆になるだけで同じ測定値となる
ため、検出器６の二つの指示値の差の1/2がピ
ラミツド誤差となり標準プリズムがなくてもピ
ラミツド誤差が測定できること。

ｇ 透明な仕上加工品も、不透明な荒摺加工品も
同様に高精度で測定できるため、両者の加工精
度の対応関係を同じ測定精度で解析することが
できること。

即ち、この考案によれば直角プリズムの直角度
誤差、ピラミツド誤差を測定するため、３次元空
間において直角プリズムの面を固定基準平面
（旋回平面板２）、面を平行移動する１本の基準
線（基準棒４）、面を一つの固定点（球面軸受
１２の球の中心）で位置決めしてプリズムの製作
誤差を面の傾きに集約し、可動基準平面（自在
平面板３）をこの面に面接触させてその傾きの
横方向の成分を直角度誤差、縦方向の成分をピラ
ミツド誤差として検出しようとするもので、一般
に機械的測定では困難とされている二つの誤差の
同時測定が高精度で、他の測定法におけるプリズ
ムのセツトに要する時間と同等もしくはそれより
もはやく、しかも現場で容易に行える効果があ
る。

なお、前記実施例では検出器にダイヤルゲージ
などを用いて誤差量を長さで検出しているが、他
の実施方法としては検出器に各種のデジタル測定
器を使用し、これに長さ〜角度変換回路を付加す
れば角度（分、秒）で検出することもできる。

また、側板１１ａ，１１ｂのはさむ角度を変え
て本体を構成することによつて頂角が90度以外の
各種の角度をもつプリズムの測定にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の平面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線の縦断面図、第３図は同じくＢ−Ｂ線の
縦断面図、第４図は同じくＣ−Ｃ線の縦断面図、
第５図は直角プリズムの測定面、 １は直角プリズム（標準プリズム）、２は旋回
平面板、３は自在平面板、４は基準棒、５は検出
器（直角度誤差）、６は検出器（ピラミツド誤
差）、７は軸、８は軸受ケース、９は円すいころ
軸受、１０はアンギユラ玉軸受、１１ａ及び１１
ｂは側板、１２は球面軸受、１３は前板、１４は
支点、１５は支持台、１６は底板、１７は移動案
内軸、１８は案内溝、２０はつまみ、２１はば
ね、２２はばね、２３はばね、２４はねじ、２５
はばね、２６は台板、２７は取付具。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 回転軸方向では固定でわずかに旋回でき、被
   測定物である直角プリズム１の三つの測定面の
   うちの測定面と面接触して測定の基準となる
   旋回平面板２と直角プリズム１の測定面の傾
   きにあわせて裏面中央部の固定点を回転中心と
   して自由に傾きを変えて面接触する自在平板３
   及びその軸方向と垂直かつ直角プリズム１の測
   定面にほぼ垂直な方向に平行移動してその面
   に線接触し測定時における多数の直角プリズム
   １の三次元空間における姿勢を常に一定の条件
   で決める基準棒４を基本要素とし、これらを直
   角プリズム１の三つの測定面に対応した位置に
   それぞれ取付ける本体と自在平面板３の裏面に
   接してその傾きの横方向の成分を検出する直角
   度誤差の検出器５、同じく縦方向の成分を検出
   するピラミツド誤差の検出器６からなる直角度
   誤差並びにピラミツド誤差を同時に測定するこ
   とを特徴とした直角プリズムの角度比較測定
   器。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項において、直
   角プリズムの代わりに頂角が直角以外のプリズ
   ムを被測定物として同様に構成したプリズムの
   角度比較測定器。