JPH0949720A

JPH0949720A - 当接型測定器

Info

Publication number: JPH0949720A
Application number: JP19964195A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Shimomura; 俊隆下村; Satoshi Adachi; 聡安達; Toru Yaku; 亨夜久; Tetsuto Takahashi; 哲人高橋
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-18
Anticipated expiration: 2015-08-04
Also published as: JP3598151B2

Abstract

(57)【要約】【課題】測定力によって生じてる測定子の撓みによる
誤差を補正し、より高精度な測定が可能な当接型測定器
を提供する。【解決手段】ジョー３を有する本尺１と、この本尺に
摺動自在に設けられかつジョー３とともに被測定物を挟
持するジョー４を有するスライダ２と、このスライダの
移動量を検出する測長センサ１１とを備えた当接型測定
器において、前記ジョー３，４に加わる測定力を検出す
る測定力検出手段２６と、この測定力検出手段で検出さ
れた測定力に基づく前記ジョー３，４の測定点における
撓み量を求め、この撓み量を前記測長センサ１１で検出
されたスライダの移動量から補正する誤差補正回路１３
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、本体と、この本体
に摺動自在に設けられかつ被測定物に当接される測定子
を有するスライダと、このスライダの移動量を検出する
測長手段とを備えた当接型測定器に関する。詳しくは、
測定力による測定誤差を低減させた当接型測定器に関す
る。

【０００２】

【背景技術】本体に対して測定子を有するスライダを摺
動自在に設けた当接型測定器、たとえば、ノギスにあっ
ては、スライダを移動させ、測定子が被測定物を挟持し
たときのスライダの移動量から被測定物の寸法などを測
定するものであるから、測定子が被測定物に当接したと
きの測定力が測定値に大きな影響を及ぼす。つまり、測
定力が過大になると、測定子および本尺に撓みが生じ、
それがアッベの原理に基づく誤差を生じさせるばかりで
なく、とくに、被測定物の材質がゴムやプラスチックな
どの軟質材の場合には被測定物の変形によって測定誤差
が生じるという問題がある。

【０００３】そこで、測定力の過大化を防止した当接型
測定器として、実公平３−１１６８８号に開示された当
接型測定器が知られている。これは、本尺に対してスラ
イダを摺動自在に設け、このスライダにそのスライダの
摺動方向に撓み特性を有する弾性部材を介して指掛けを
取り付けた構造である。測定にあたって、指掛けを押し
ながらスライダを移動させ、そのスライダに設けられた
測定子を被測定物に当接させる。このとき、指掛けに加
わる押圧力は弾性部材の撓みによって吸収されるから、
測定力の過大化を防止できる。

【０００４】また、測定力が一定の条件下での測定作業
を保障できるようにした当接型測定器として、特開昭６
１−２１９８１９号に開示されたデジタル表示型測定器
が知られている。これは、本尺にスライダおよび指掛け
部材をそれぞれ摺動自在に設け、スライダと指掛け部材
との間に弾性部材を介して両者を連結するとともに、弾
性部材の撓み量が所定量になったときに作動し測定値を
ホールドするスイッチをスライダ側に設けた構造であ
る。測定にあたって、指掛け部材を押しながらスライダ
を移動させ、本尺およびスライダに設けられた一対の測
定子を被測定物に当接させる。この状態から、さらに指
掛け部材を押すと、弾性部材が撓み、その撓み量が所定
量になったときにスイッチからの信号により測定値がホ
ールドされるから、測定力が常に一定の条件下での測定
作業を保障できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
当接型測定器では、測定力の過大化を防止できるとして
も、測定者の熟練度により測定力がばらつくという課題
は依然解消されていない。また、後者の当接型測定器で
は、測定力が常に一定の条件下で測定作業を行えるとし
ても、測定子には一定の測定力が加わっているから、そ
の測定力によって測定子および本尺には撓みが生じてい
る状態で測定していることになる。通常、測定値はスラ
イダの移動量から求めているから、その測定値には測定
子および本尺の撓みによる測定誤差が全く考慮されてい
ないという問題がある。この問題は前者の測定器につい
ても同様である。

【０００６】本発明の目的は、このような従来の課題を
解消し、測定力によって生じてる測定子およびそれを摺
動させる本体の撓みによる誤差を補正し、より高精度な
測定が可能な当接型測定器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る当接型測定
器は、本体と、この本体に摺動自在に設けられかつ被測
定物に当接される測定子を有するスライダと、このスラ
イダの移動量を検出する測長手段とを備えた当接型測定
器において、前記測定子に加わる測定力を検出する測定
力検出手段と、この測定力検出手段で検出された測定力
に基づいて前記測定子の測定点における撓み量を求め、
この撓み量を前記測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する誤差補正手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００８】このような構成では、測定にあたって、ス
ライダを本体に沿って移動させ、測定子を被測定物に当
接させると、測定子には測定力が加わるため撓みが生じ
る。測定子に加わる測定力は測定力検出手段で検出され
たのち、誤差補正手段に与えられる。誤差補正手段で
は、検出された測定力から測定子の測定点における撓み
量を求め、これを測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する。従って、測定力によって生じてる測定
子の撓みによる誤差を補正し、より高精度な測定を可能
にできる。

【０００９】また、上記構成の当接型測定器において、
前記本体は、前記スライダの測定子とともに被測定物を
挟持する測定子を有し、前記誤差補正手段は、測定力検
出手段で検出された測定力に基づいて前記各測定子およ
び本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を前
記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正する
ことを特徴とする。このような構成では、各測定子（本
体およびスライダの測定子）の測定点における撓み量お
よび本体の撓み量が求められ、これらの撓み量が測長手
段で検出されたスライダの移動量から補正されるから、
測定力によって生じる全ての誤差を補正でき、より高精
度な測定を実現できる。

【００１０】また、上記構成の当接型測定器において、
前記測定力検出手段は、前記測定子に設けられたストレ
ンゲージと、このストレンゲージの抵抗値の変化から測
定子に加わる測定力を検出する測定力検出回路とを含み
構成されていることを特徴とする。このような構成で
は、測定力検出手段が、測定子に設けられたストレンゲ
ージおよび測定力検出回路を含み構成されているから、
簡易かつ安価な構成で測定子に加わる測定力を正確に検
出できる。

【００１１】また、本発明の当接型測定器は、測定子を
有する本体と、この本体に摺動自在に設けられかつ前記
測定子とともに被測定物を挟持する測定子を有するスラ
イダと、このスライダの移動量を検出する測長手段とを
備えた当接型測定器において、前記スライダは、前記本
体に摺動自在に設けられた第１の可動部材と、この第１
の可動部材にその第１の可動部材の摺動方向と同方向へ
摺動自在に設けられかつ前記測定子を有する第２の可動
部材と、前記第１の可動部材と第２の可動部材とを連結
しかつ第１、第２の可動部材の摺動方向に弾性変形可能
な弾性部材とを含み構成されているとともに、前記測長
手段は前記本体に対する前記第２の可動部材の移動量を
検出するように構成され、前記第１の可動部材に対する
第２の可動部材の変位量を検出する変位検出手段を含
み、その変位検出手段で検出された変位量から前記測定
子に加わる測定力を求める測定力検出手段と、この測定
力検出手段で検出された測定力に基づいて前記測定子お
よび本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を
前記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正す
る誤差補正手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】このような構成では、測定にあたって、第
１の可動部材を本体に沿って移動させ、両測定子が被測
定物を挟持したのち、さらに同方向に移動させると、測
定子には測定力が加わる。このとき、第２の可動部材は
それ以上移動することができないから、第２の可動部材
が測定力に応じて第１の可動部材に対して相対移動され
る。すると、測定力検出手段では、第２の可動部材の移
動量を変位検出手段によって検出するとともに、その変
位量から測定子に加わる測定力を求めたのち、その測定
力を誤差補正手段に与える。誤差補正手段では、検出さ
れた測定力から測定子および本体の測定点における撓み
量を求め、これを測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する。従って、この構成よっても、測定力に
よって生じてる測定子の撓みによる誤差を補正し、より
高精度な測定を可能にできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をノギスに適用した
実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。なお、以
下の説明にあたって、同一構成要件については、同一符
号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

【００１４】〔第１実施形態〕第１実施形態を図１に示
す。同ノギス１０１は、本体としての本尺１と、この本
尺１に摺動自在に設けられたスライダ２とを備えてい
る。これら本尺１およびスライダ２の一端側には、被測
定物の測定部位に当接される測定子としての外側測定ジ
ョー３，４がそれぞれ直角（本尺１の長手方向に対して
直角）に設けられている。つまり、各外側測定ジョー
３，４が後述する測長センサ１１の測長軸線ＳＬ上から
外れた位置に設けられている。

【００１５】前記スライダ２には、そのスライダ２の移
動量を検出する測長手段としての測長センサ１１が設け
られている。なお、測長センサ１１としては、たとえ
ば、本尺１の長手方向に沿って一定ピッチ間隔で設けら
れた複数の電極（スケール）と静電容量結合する複数の
電極を有し、スライダ２の移動に伴って変化する静電容
量からスライダ２の移動量を検出する静電容量式測長セ
ンサ、あるいは、他の公知のセンサを利用できる。測長
センサ１１からの出力は、計数回路１２においてスライ
ダ２の移動量に対応する数のパルス数として計数された
のち、誤差補正手段としての誤差補正回路１３に与えら
れる。

【００１６】前記各外側測定ジョー３，４の互いに対向
する内面および外面にはストレンゲージ２１，２２，２
３，２４がそれぞれ貼り付けられているとともに、これ
らのストレンゲージ２１，２２，２３，２４を含んで構
成したブリッジ回路（図示省略）を有し、かつ、その出
力（ゲージ２１〜２４の抵抗値の変化に基づく出力）か
ら外側測定ジョー３，４に加わる測定力を検出し、前記
誤差補正回路１３に与える測定力検出回路２５が設けら
れている。ここに、ストレンゲージ２１，２２，２３，
２４および測定力検出回路２５により、測定力検出手段
２６が構成されている。

【００１７】前記誤差補正回路１３は、前記測定力検出
回路２５で検出された測定力に基づいて前記各外側測定
ジョー３，４および本尺１の測定点（被測定物が当接さ
れると予想される点）における撓み量を算出し、その撓
み量を前記測長センサ１１で検出されたスライダ２の移
動量から補正したのち、表示器１４に表示する。つま
り、撓み量δを、たとえば、 δ＝（Ｐａ²／ＥＩ）・（Ｓ＋２ａ／３） …………（１）ただし、Ｐ：測定力ａ：ジョー３，４の長さ（根元から測定点までの長さ）Ｅ：ヤング率Ｉ：断面二次モーメントＳ：被測定物の長さから求める。次に、この撓み量δを測長センサ１１で検
出されたスライダ２の移動量ｘから補正したのち、表示
器１４に表示する。

【００１８】従って、第１実施形態によれば、外側測定
ジョー３，４に加わる測定力を検出する測定力検出手段
２６と、この測定力検出手段２６で検出された測定力に
基づく外側測定ジョー３，４および本尺１の測定点にお
ける撓み量δを求め、この撓み量δを測長センサ１１で
検出されたスライダ２の移動量から補正する誤差補正回
路１３とを備えているので、測定力によって生じる外側
測定ジョー３，４および本尺１の撓み量δによる誤差を
補正し、より高精度な測定を可能にできる。

【００１９】また、測定力検出手段２６を、外側測定ジ
ョー３，４に設けられたストレンゲージ２１，２２，２
３，２４と、このストレンゲージ２１，２２，２３，２
４の抵抗値の変化から外側測定ジョー３，４に加わる測
定力を検出する測定力検出回路２５とを含み構成したの
で、簡易かつ安価な構成で外側測定ジョー３，４に加わ
る測定力を正確に検出できる。また、機械的剛性を高め
て撓み量を小さくする必要がないため、測定器を軽量
化、小型化できる。よって、使い勝手のよい測定器を実
現できる。

【００２０】〔第２実施形態〕第２実施形態を図２およ
び図３に示す。本実施形態のノギスでは、次の点が第１
実施形態のノギスと異なる。図２および図３に示すよう
に、まず、スライダ２は、前記本尺１に摺動自在に設け
られた第１の可動部材２Ａと、この第１の可動部材２Ａ
にその第１の可動部材２Ａの摺動方向と同方向へ摺動自
在に設けられかつ前記外側測定ジョー４を有する第２の
可動部材２Ｂと、前記第１の可動部材２Ａと第２の可動
部材２Ｂとを連結しかつ第１、第２の可動部材２Ａ，２
Ｂの摺動方向に弾性変形可能な弾性部材２Ｃとを含み構
成されている。弾性部材２Ｃは、各可動部材２Ａ，２Ｂ
との連結部近傍に薄肉部を形成した一対の平行ばねによ
って構成されている。この場合、前記測長センサ１１は
前記第２の可動部材２Ｂに設けられている。つまり、第
２の可動部材２Ｂの移動量を検出するようになってい
る。

【００２１】また、第１の可動部材２Ａに対する第２の
可動部材２Ｂの変位量を検出する変位検出手段としての
変位センサ３１が第２の可動部材２Ｂに設けられてい
る。なお、変位センサ３１としては、たとえば、第１の
可動部材２Ａにその移動方向に沿って一定ピッチ間隔で
設けられた複数の電極（スケール）と静電容量結合する
複数の電極を有し、第２の可動部材２Ｂの移動に伴って
変化する静電容量から第２の可動部材２Ｂの移動量を検
出する静電容量式変位センサ、あるいは、他の公知のセ
ンサを利用できる。変位センサ３１からの出力Ｌx は、
計数回路３２において第２の可動部材２Ｂの変位量に対
応する数のパルス数として計数されたのち、測定力検出
回路３３に与えられる。

【００２２】測定力検出回路３３では、変位センサ３１
からの変位量Ｌx からジョー３，４に加わる測定力を求
め、その測定力を前記誤差補正回路１３に与える。たと
えば、変位量Ｌx と測定力とは比例する関係にあるか
ら、その関係式から変位量Ｌxに対応する測定力を演算
で求めてもよく、あるいは、各変位量Ｌx に対応して測
定力を記憶しておき、この中から変位量に対応する測定
力を読み出すようにしてもよい。ここに、変位センサ３
１、計数回路３２および測定力検出回路３３により、測
定力検出手段３４が構成されている。

【００２３】そこで、本実施形態の使用方法を説明す
る。まず、一対の外側測定ジョー３，４の間に被測定物
を位置させたのち、第１の可動部材２Ａを本尺１に沿っ
て移動させ、一対のジョー３，４で被測定物を挟む。さ
らに、第１の可動部材２Ａを本尺１に沿って移動させる
と、第２の可動部材２Ｂはそれ以上同方向へ移動するこ
とができないから、第１の可動部材２Ａに対して第２の
可動部材２Ｂが相対変位する。すると、測定力検出手段
３４において、その変位量Ｌx から測定力が求められ、
続いて、誤差補正回路１３において、その測定力から各
ジョー３，４および本尺１の測定点における撓み量が求
められ、これが測長センサ１１で検出されたスライダ２
の移動量から補正される。

【００２４】従って、第２実施形態によれば、スライダ
２を、第１の可動部材２Ａと、この第１の可動部材２Ａ
に摺動自在に設けられかつジョー４を有する第２の可動
部材２Ｂと、第１の可動部材２Ａと第２の可動部材２Ｂ
とを連結する弾性部材２Ｃとを含み構成し、本尺１に対
する第２の可動部材２Ｂの移動量を測長センサ１１で検
出するとともに、第１の可動部材２Ａに対する第２の可
動部材２Ｂの変位量を変位センサ３１で検出し、この変
位センサ３１で検出された変位量Ｌx から測定力を求
め、続いて、誤差補正回路１３において、その測定力か
ら各ジョー３，４および本尺１の測定点における撓み量
を求め、これらを測長センサ１１で検出されたスライダ
２の移動量から補正するようにしたから、測定力によっ
て生じる各ジョー３，４および本尺１の撓みによる誤差
もなくすことができる。

【００２５】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限られ
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更
が可能である。たとえば、第１実施形態では、ストレン
ゲージ２１，２２，２３，２４および測定力検出回路２
５から測定力検出手段２６を構成したが、各ジョー３，
４に加わる測定力を検出できるものであれば、他のもの
でもよい。また、ストレンゲージ２１，２２，２３，２
４のうちの一部を省略し、最低１個のストレンゲージと
してもよい。

【００２６】また、各実施形態で用いるセンサ１１，３
１としては、上記実施形態で例示した静電容量式測長セ
ンサに限らず、光電式や電磁式の測長センサを用いるこ
とができる。また、上記実施形態では、ノギス１０１を
例に挙げて説明したが、本発明は、これに限らず、本体
に対してスライダが摺動自在に設けられた当接型測定器
一般に適用できるる。たとえば、支柱（本体）に対し
て、測定子を有するスライダが昇降するハイトゲージな
どにも適用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の当接型測定器によれば、測定力
によって生じてる測定子および本体の撓みによる誤差を
補正し、より高精度な測定を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の概略構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第２実施形態の概略構成を示す図であ
る。

【図３】図２の III−III 線断面図である。

【符号の説明】

１本尺（本体）２スライダ２Ａ第１の可動部材２Ｂ第２の可動部材２Ｃ弾性部材１１測長センサ（測長手段）１３誤差補正回路（誤差補正手段）２１〜２４ストレンゲージ２５測定力検出回路２６測定力検出手段３１変位センサ（変位検出手段）３３測定力検出回路３４測定力検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋哲人神奈川県川崎市高津区坂戸１−20−１株式会社ミツトヨ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体と、この本体に摺動自在に設けられ
かつ被測定物に当接される測定子を有するスライダと、
このスライダの移動量を検出する測長手段とを備えた当
接型測定器において、前記測定子に加わる測定力を検出する測定力検出手段
と、この測定力検出手段で検出された測定力に基づいて前記
測定子の測定点における撓み量を求め、この撓み量を前
記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正する
誤差補正手段とを備えることを特徴とする当接型測定
器。
【請求項２】請求項１に記載の当接型測定器におい
て、前記本体は前記スライダの測定子とともに被測定物
を挟持する測定子を有し、前記誤差補正手段は、測定力
検出手段で検出された測定力に基づいて前記各測定子お
よび本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を
前記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正す
ることを特徴とする当接型測定器。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の当接型
測定器において、前記測定力検出手段は、前記測定子に
設けられたストレンゲージと、このストレンゲージの抵
抗値の変化から測定子に加わる測定力を検出する測定力
検出回路とを含み構成されていることを特徴とする当接
型測定器。
【請求項４】測定子を有する本体と、この本体に摺動
自在に設けられかつ前記測定子とともに被測定物を挟持
する測定子を有するスライダと、このスライダの移動量
を検出する測長手段とを備えた当接型測定器において、前記スライダは、前記本体に摺動自在に設けられた第１
の可動部材と、この第１の可動部材にその第１の可動部
材の摺動方向と同方向へ摺動自在に設けられかつ前記測
定子を有する第２の可動部材と、前記第１の可動部材と
第２の可動部材とを連結しかつ第１、第２の可動部材の
摺動方向に弾性変形可能な弾性部材とを含み構成されて
いるとともに、前記測長手段は前記本体に対する前記第
２の可動部材の移動量を検出するように構成され、前記第１の可動部材に対する第２の可動部材の変位量を
検出する変位検出手段を含み、その変位検出手段で検出
された変位量から前記測定子に加わる測定力を求める測
定力検出手段と、この測定力検出手段で検出された測定力に基づいて前記
測定子および本体の測定点における撓み量を求め、この
撓み量を前記測長手段で検出されたスライダの移動量か
ら補正する誤差補正手段とを備えることを特徴とする当
接型測定器。