JPS62113009A - 電子式測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定値をアナログとデジタルとの２種で表示
できるようにした電子式測定器に関する、〔背景技術と
その問題点〕 スピンドルの直線移動を、う・ツクとビニ」−ン等から
形成された運動変換機構および／またはセクターギヤと
歯車等から形成された拡大機構を介して指針の回転運動
に変換し、この指針が対応する目盛から測定値を読み取
る、いわゆる機械式ダイヤルゲージは、長年あらゆる分
野で使用されて１７）る。 最近では、測定器本体内にスピンドルの移動に伴って駆
動されるエンコーダを内蔵させ、このエンコーダによっ
て求められた測定値をデジタＪし表示器にデジタル表示
させる、いわゆる電子式ダイヤルゲージも背反しつつあ
る。 一般的に、経済的な負担は大きいが、高分解能および高
精度かつ読み取り容易性からは電子式ダイヤルゲージが
採用され、一方、当該精度で用をなすとき等には、電源
不要、取扱容易性等から機械式ダイヤルゲージが採用さ
れている。また、測定値が一定範囲内に属するか否かを
もって合否判定するような場合にも、後者が採用される
場合が多い。 しかしながら、測定の実際においては、測定対象物、測
定態様あるいは熟練や慣習等々からいずれか一方に限定
することができず、結局両方を備えなければならない実
情があった。 さらに、いずれか一方をもって測定していても、他方の
型式の有する特徴をも求めたい要請は強い。 例えば、測定値がある範囲内に属すれば合格と判断する
ために機械式ダイヤルケージを使用しているが、不合格
となったものについて数値的にどれくらいの偏差がある
のかを知りたい場合、あるいは時々刻々変化するデジタ
ル表示数値を常時読み取る必要はなく、その途中は傾向
が判断できればよいという使用態様の場合である。 ここに、両者を組み合わせればよいという嶌え方が生ず
るが、単なる組み合わせでは、両者の読み取り値開に一
定の関連をもたせることが困難であり、また構造も複雑
化し、さらに経済的負担の増大を招く等欠点が多く、未
だ製品として出現し、ていない。 〔発明の目的〕 ここに、本発明の目的は、従来型式の上記不利不便を解
消し、両者の特徴を具備し作業能率を飛躍的に向」二さ
せることができる電子式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〕このため、
本発明では、電子式を基調とし、機械的運動変換機構や
拡大機構等を一掃し、かつ目盛および指針を設け、両者
の特徴を具備させたものである。 具体的には、本体に軸方向摺動自在に設けられかつ先端
に測定子を有するスピンドルと、このスピンドルと本体
とに対応配設されその両者の相対移動変位量を電気信号
に変換するセンサを含み、ごのセンサからの電気信号に
基づく相対移動変位量相当のパルス数を計数する計数装
置と、この計数装置の旧数値に基づいて測定値をデジタ
ル表示するデジタル表示器と、パルスモータおよび駆動
回路を含み、前記計数装置の計数値に基づいて指針を回
動駆動させる指針回動手段と、この指針と協働して測定
値を読み取り可能とするための目盛と、を備え、本体外
側より、指針および目盛とデジタル表示器とから測定値
を読み取れるよう構成した、ことを特徴としている。 〔実施例〕 第１図は本実施例の電子式ダイヤルゲージの正面を、第
２図はその断面をそれぞれ示している。 これらの図において、本体１は、一端面が開口された円
筒形状のケース２と、このケース２の一端面に嵌合され
た透明な材料からなるカバー３とから構成されている。 前記ケース２の外周壁には、その上部に円筒形状のスピ
ンドル保護筒４が、下部にステム５が芽いに同一軸線上
に沿って取り付けられているとともに、スピンドル保護
筒４の左側に電源スィッチ６が、右側にリセットスイッ
チ７およびプリセットスイッチ８がそれぞれ配設されて
いる。スピンドル保護筒４とステム５との間には、下端
に測定子９を有するスピンドル１０が、図示しないばね
等によ常時下方へ付勢された状態で軸方向へ摺動自在に
挿通されている。 また、ケース２の内部には、基板１１が前記スピンドル
１０の軸線と平行に収納されている。基板１１には、本
体１とスピンドルｌＯとの相対移動変位量を電気的信号
として検出し、これを所定処理してデジタル表示器１２
にデジタル表示するとともに、その電気的信号に基づき
指針１３を回動させる電気回路１４と、前記電源スィッ
チ６がオンされた際電気回路１４に電力を供給する電池
１５とがそれぞれ設けられている。デジタル表示器１２
は、最小桁が１／　１０００ｍｍ　（１μｍ）単位を表
示する５桁からなり、各桁は７セグメン１・素子によっ
て構成されている。 さらに、／、−ス２とカバー３との間には、円板状の目
盛板１６か挿入されている。目盛板１６にｉｆｆ、その
外周縁に前記指ｔ１１３と協働ｊ−７て測定値を詩

【口
取り可能とするための目盛１７が刻まれているとともに
、内部表面側に前記デジタル表示器１２の表示面が臨ま
１奉られている。これにより、本体１の夕）側つｉトリ
カバー３を透視して、指針１３Ｆ９よび目盛１７とデジ
タル表示器】２との双プｊから測定値が読、７ノ取れる
ようになっている。目盛１７は、目盛板１６の１周を１
００等分し２てあり、デジタル表示器１２の最小桁より
上位２桁相当分の１直に欠１応Ｕ２ている。つまり、１
μｍ〜９９μｍまで読み取れるよ・うになっている。目
盛１７には、指針１３の正転（例えば時計プＪ向）お、
１、び逆転方向に向かって１０［１盛毎に０．１０，２
０．３０・・・の数値１７Ａ、１７Ｂが付されでいる。 前記電気回路１４は、第３図に示す如く、スピンドル１
０と本体１との相対移動変位量を電気的信号に変換し、
この電気信号に恭づく相対移動変位量相当のパルス数を
計数した後、Ｍｉｔ記デジタル表示器１２へ与える計数
装置２１と、ごの計数装置２１の計数値に基づいて前記
歯側１３を回動駆動させる指針回動１段３１とを含む。 １数装置２１は、スピンドル１０と本体１との相対移動
変位量をｓｉｎ波およびｃｏｓ波として検出するセンサ
２２と、ごのセンサ２２からの電気信号を相対移動方向
のシ↑別を行って所定単位長のパルス、ごこては１μｍ
／パルスのパルスに変換する波形整形回路２３と、この
波形整形回路２３からのパルスを計数する力うンタ２４
とから構成されている。セン４Ｊ２２は、例えばスピン
］・ル１０の外周面軸方向に沿って固定されかつ軸方向
に沿って光学格子を有するメインスケール、本体１に前
記メインスケールに対向配置されかつ同様な光学格子を
有するインデノクススゲール、本体１に固定され前記両
スケールに光を照射する発光器および受光器から構成す
ることができる。波形整形回路２３は、ｓｉｎ波および
ｃｏｓ波を所定単位長のパルスに変換するために、必要
によって分割回路をも含む。カウンタ２４は、例えばス
ピンドル１０の第１図中上刃への移動によってパルスが
１ｊえられるとカウントアンプし、かつ下方への（多動
によってパルスが与えられるとカウントダウンするアッ
プダウンカウンタで構成されているとともに、前記リセ
ットスイッチ７がオンされた際Ｒ１数値が０にリセット
され、かつプリセットスイッチ８によって任意の数値が
ブリセンＩ・されるようになっている。 指針回動手段３１は、指針１３の指針軸１３Ａに連結さ
れかつ励磁相の切り換えにより所定のステップ角度づつ
歩進するパルスモータ３２と、前記カウンタ２４の更新
処理に伴って出力されるパルスが入力される毎にパルス
モータ３２の励磁相を順次切り換えて所定のステップ角
度づつ歩道させる駆動回路３３と、前記カウンタ２４の
計数値更新処理速度に応じて駆動回路３３への供給パル
スレートを制御するためのバッファ回路３４とを含む。 駆動回路３３は、１つのパルスが入力される毎にパルス
モータ３２の励磁相を順次切り換えてパルスモータ３２
を所定ステップ角度づつ歩進させることができるが、こ
こでは１パルス人力される毎に３６０°／１００　　（
３，６°）、つまり目盛１７の１目盛分に相当する角度
づつ回動さゼることができるようになっている。 次に、本実施例の作用を説明する。いま、スピンドル１
０が変位すると、両スケールが相対移動するから、計数
装置２１のセンサ２２からはｓｉｎ波およびｃｏｓ波が
出力される。これらの信号は、波形整形回路２３で１μ
ｍ／］パルスのパルス信号に変換された後、カウンタ２
４で計数される。カウンタ２４の計数値つまりスピン１
゛ル１０と本体１との相対移動変位量は、デジタル表示
器１２に逐次デジタル表示される。 同時に、カウンタ２４の計数値が更新処理される毎にカ
ウンタ２４からはパルスが出力される。 このパルスは、指針回動手段３１のバッファ回路３４を
通じて駆動回路３３へ与えられる。すると、駆動回路３
３は、■パルス入力される毎にパルスモータ３２の励磁
相を順次切り換えて基準ステソプ角度づつ歩進させる。 つまり、指針１３は目盛１７の１目盛づつ計数値に対応
する目盛位置まで回動される。この際、カウンタ２４の
計数値更新処理速度が高速の場合、バッファ回路３４は
、駆動回路３３への供給パルスレートのタイミング調整
を行うので、スピンドル１０と本体１との相対移動変位
が高速で、カウンタ２４の計数値更新処理速度が高速に
なる場合でも、指針１３をカウンタ２４の旧数値相当の
パルス数分だけ正確に回動さセることかできる。これに
より、デジタル表示器１２からの読み取り値と、指針１
３および目盛板１６の目盛１７からの読み取り値とを互
いに一致させることができる。 一方、スピンドル１０の測定子９を成る基準面に当接さ
セた後、リセットスイッチ７を押せば、カウンタ２４の
計数値およびデジタル表示器１２の表示値がＯにリセッ
トされるので、以後この基準面からの寸法が表示される
。この際、プリセントスイッチ８によってデジタル表示
器１２に任意の値をプリセットすれば、以後プリセント
値にスピンドル１０の移動量が加算された寸法が表示さ
れる。 従って、本実施例によれば、いわゆる機械式と電子式と
の長所を具備させたので、スピンドル１０の移動中は測
定値をアナログ的に観察でき、高速的に更新するデジタ
ル表示数字を読み取らなくてもよいから作業が楽であり
、かつ最終目標値はデジタル数値として高精度に読み取
ることができる。そのため、例えば、合否判定において
、不合格となったものについて数値的にどれくらいの偏
差があるのかを知りたい場合、或いは測定途中は傾向が
判断できればよい場合の測定作業を迅速かつ容易に行う
ことができる。 また、指針１３の駆動は、パルスモータ３２による駆動
であるから、従来の運動変換機構や拡大機構等の機械的
部品を一切不要とできるので、これらに伴うバンクラッ
シュ等の誤差の介入がなく、また構造も簡易かつ小型と
なる利点がある。 また、デジタル表示器１２に表示される計数装置２１の
計数結果に基づき、パルスモータ３２を駆動させるよう
にしたので、指針１３と目盛板１６とによる読み取り値
も目安でなく真価ゆえ、これらの読み取りだけでも測定
作業を正確に行うことができる。しかも、デジタル表示
器１２の表示値と等しいので、正否判断も可能となる。 さらに、スピンドル１０の移動が高速の場合には、駆動
回路３３へ与えるパルス供給レートを調整するバッファ
回路３４を設けたので、計数装置２１の更新処理が高速
で駆動回路３３およびパルスモータ３２の動作速度が追
従できない場合でも、常にパルスモータ３２を正確かつ
確実に動作させることができる。 また、デジタル表示器１２と目盛板１６および指針１３
とを備えているので、作業者の事情に応じ選択的測定態
様が採れる。 なお、実施にあたって、計数装置、特にセンサ２２につ
いては、上記実施例で述べた光電式に限らず、例えば静
電容量式または電磁式等、要するにスピンドル１０と本
体ｌとの相対移動変位量を電気的に検出できるものであ
ればいずれでもよく、Ｚ さらにスピンドル１０の直線移動変位を直接検出するも
のに限らず、スピンドル１０の直線移動変位を回転運動
に変換し、この回転量を検出するいわゆるロータリ型セ
ンサでもよい。 また、デジタル表示器１２の表示桁については、上記実
施例で述べた５桁に限られるものではない。 要は、計数装置２１のセンサ２２および波形整形回路２
３によって得られる分解能とスピンドル１０のストロー
クとの関係で決定すべきである。 また、駆動回路３３の駆動方式としては、１パルス毎に
パルスモータ３２の励磁相を順次切り換えてパルスモー
タ３２を基準ステップ角度づつ歩進させる駆動方式のほ
か、パルスモータ３２の隣接するコイルへの印加電流比
を段階的に制御し、基準ステップ角度をさらに細分化し
たミニステップ角度づつ歩進させる、いわゆるミニステ
ップ駆動方式でもよい。要は、目盛１７の１目盛に相当
する角度と指針１３の１回動角が一致するように、パル
スモータ３２のステップ角度を決定すればよい。従って
、パルスモータ３２と指針軸１３Ａとの間に精密歯車を
介在さ一ロ、パルスモータ３２の１ステップ角度によっ
て回動される指針１３の回動角度を目盛１７の１目盛に
対応さ・１．ｉるようにするごとも可能である。 また、上記実施例では、指針回動手段３１にバッファ回
路３４を含ませたが、へソファ回路３４し、ｌ特に設［
Ｊる必要はない。ただ、これを設ければ、スヒントル１
０の移動が高速であってもパルスモータ３２を正確かつ
確実に動作させることができるで、スピンドル１０の移
動速度に影響されない利点がある。さらに、カウンタ２
４の更新処理がなくなった時点で、指針１３を一気に回
動させるようにしてもよい。 また、目盛板１６に付する目盛１７については、［−記
実施例のほか、例えば指針１３が一周で１００臓重とす
る１００等分等、デジタル表示器１２の任意の３桁相当
または任意の２桁相当、任意の１桁相当等いずれでもよ
い。さらに、指針１３の一周を５０等分するようにして
もよい。Ｕ７かも、目盛１７に４＝Ｊする数値について
も、デジタル表示器１２のどの桁に相当させるかにより
異なるが、大目盛に０〜９の数字をイ（１するだけでも
、Ｌい。 また、上記実施例では、本体１内に電池１５を内蔵させ
たが、外部電源を接続して使用するようにしてもよい。 以ト述べた実施例では、ダイヤルケージについて説明し
たが、本発明は、これに限らずスピン１ζル１０と本体
１との相対移動量をデジタルとアナ１１グとの双方で表
示する測定器一般に応用できる。 〔発明の目的〕 以上のｊｍす、本発明によれば、ｍ城代および電子式の
特徴を具備し、作業能率を飛躍的に向上させることが可
能な電子式測定器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図はその正面
図、第２図はその断面図、第３図は回路構成を示すブロ
ック図である。 １・・・本体、９・・・測定子、１０・・・スピンドル
、１２・・・デジタル表示器、Ｉ３・・・指針、１７・
・・目盛、２１・・・計数装置、２２・・・センサ、３
１・・・指針回動手段、３２・・・パルスモータ、３３
・・・駆動回路、４・・・バッファ回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体に軸方向摺動自在に設けられかつ先端に測定
   子を有するスピンドルと、 このスピンドルと本体とに対応配設されその両者の相対
   移動変位量を電気信号に変換するセンサを含み、このセ
   ンサからの電気信号に基づく相対移動変位量相当のパル
   ス数を計数する計数装置と、この計数装置の計数値に基
   づいて測定値をデジタル表示するデジタル表示器と、 パルスモータおよび駆動回路を含み、前記計数装置の計
   数値に基づいて指針を回動駆動させる指針回動手段と、 この指針と協働して測定値を読み取り可能とするための
   目盛と、を備え、 本体外側より、指針および目盛とデジタル表示器とから
   測定値を読み取れるよう構成した、ことを特徴とする電
   子式測定器。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記指針回動手
   段には、前記駆動回路への供給パルスレートを制御する
   ためのバッファ回路が設けられていることを特徴とする
   電子式測定器。