JPS62277513A - 発電機能を備えた測定機 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発′１１機能を備えた測定機に係り、特に、
測定対象を電気信号に変換する検出器等を含み測定値を
電子式表示手段に表示するようした測定機に有効利用さ
れる。

〔前景技術とその問題点〕

例えば、測定機であるマイクロメータにおいて、その本
体に刻設された目盛から測定対象である長さを読み取る
いわゆる機械的測定機に対し、測定対象を電気信号に変
換する検出器を設は表示手段に表示した測定対象の測定
値をデジタルまたは／およびアナログ的に読み取るよう
したいわゆる電子式マイクロメータが知られ、精度が良
くがっ読取容易であることから多くの産業分野で利用さ
れている。

このように測定対象を検出する検出器等電装品を内蔵し
た測定機としては、その使用目的や使用態様等から上記
電子式マイクロメータの他、電子式キャリパ−１電子式
硬度計等と適宜分類されているが、その測定対象は長さ
、硬度に限らず圧力、重量等々におよびまた検出器も光
電方式、静電容量方式、磁気方式、接点方式等と任意に
選択採用されている。

かかる測定対象を検出する検出器を含む電装品が内蔵さ
れた従来測定機の一般的構造を、上記電子式マイクロメ
ータを例として説明する。被測定物に関与させる測定機
本体たるスピンドルの移動変位量を検出するための検出
器を本体内に設け、この検出器からの電気信号を所定処
理して得た測定値を表示手段であるデジタル表示器ある
いはアナログ表示器に表示できるようするとともにその
電装品を駆動等するための電源である電池をも内蔵させ
て電子式マイクロメータを構成していた。

従って、測定現場においてスピンドルを被測定物に関与
させるだけで測定値をデジタルまたは／およびアナログ
値として容易に読み取ることができる結果、迅速かつ精
度良く測定ができた。

しかしながら、上記従来測定機には次のような問題があ
った。

すなわち、検出器等電装品を駆動するための電源として
電池が利用されているため、その電池容量を大きくすれ
ば測定機全体が大型化し携帯型とするのに不利であるば
かりか片手操作できないという欠点があった０反面、そ
の電池容量を小さくするときは電圧低下が早（測定値に
誤差を含む事態を招来させ、また測定途中において測定
を中断しなければならないという最悪事態を多発させる
虞れがあった。そこで、その小型化と使用時間等を比較
考量して電池容量を決定していたが、時間長は不定であ
るものの依然として電池交換をしなければならずその作
業が煩わしく、また電池を手元近くに常備しておけなけ
ればならないという問題もあった。一方、かかる電池の
不利不便を解決するものとして太陽電池を内蔵させるも
のも提案されているが、この場合には十分な外光を必須
とするので測定現場の制約が生じ作業能率が悪いばかり
か太陽電池の集光面を測定機本体の外表面に設けなけれ
ばならないことから、設計条件を厳しくする”他、結果
として大型化かつ経済的負担を増大させた。さらに測定
現場によっては集光面に油滴や塵埃がたまり満足な使用
ができないという問題があった。

このように、従来の測定機では検出器等をより精巧、小
型軽量としているものの運用の実際にあっては、その電
源の選択等が測定機の本来的目的を発現し阻害するとい
う重要な技術的問題となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した従来の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、電池交換等作業をすることなく常に十
分な電力を保障しつつ高精度の測定ができる発ｔｉ能を
備えた測定機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〕本発明は、
上記従来問題点が、測定機の消費電力量にかかわ゛らず
一定容量を持ち、かつ減量する方向のみに作用する電池
をもって検出器等を袋品の電源としていたことに着目し
、その必要に応じて何時でも発電補充できるようしたも
のである。

これがため、測定対象に関与させる測定機本体と、 測定対象を電気信号に変換する検出器を含む前記測定機
本体に設けられた電装品と、 前記電装品の駆動電力を供給するための前記測定機本体
に一体的に設けられた発電手段とを設けて構成し前記目
的を達成するのである。

従って、測定作業者が必要によって操作すれば内蔵する
検出器等電装品の消費電力を十分にまかなうことができ
るから、途中に電池交換作業をせずかつ測定場所を制約
されずに何時でも最良の常態において迅速かつ高精度な
測定を達成することができる。

〔実施例〕

本発明に係る発ｉｔ機を備えた測定機の一実施例を図面
を参照しながら詳細に説明する。

なお、この実施例では、測定機の型種を前記従来の場合
と同様の電子式マイクロメータとしている。

さて、この実施例の電子式マイクロメータは、測定機本
体１と測定回路１００と発電手段２００とこの発電手段
２００を駆動するための駆動手段２０と過充電防止回路
６０および低電圧検出回路７０とから構成されている。

まず、第１図において、測定機本体ｌは、Ｕ字状フレー
ム２の起立部にアンビル３とスピンドル４とが対向配設
され、スピンドル４はフレーム２に固定された内筒５と
螺合されたシンプル６を回動させることにより図で左右
方向に進退されるものと形成されている。従って、アン
ビル３とスピンドル４とに挟持される被測定物（図示省
略）の長さすなわち測定対象はそのスピンドル４のフレ
ーム２に対する進退変位量によって特定される。

ここに−面側がアンビル３に当接した被測定物の他面側
にスピンドル４を当接させることにより測定機本体１は
測定対象に関与する。

また、測定回路１００は、測定対象を電気信号に変換す
る検出器１０１、この検出器１０１からの電気信号を１
パルスが１μｍと規定されるパルス信号に変換するパル
ス化回路１０４、そのパルス信号を計数して測定値とす
るカウンタ１０５および測定値を電子的に表示する表示
手段１１０とから構成されている。検出器１０１は、筒
体７と支持部材８とでフレーム２に固定された一方電極
と、スペーサ１４を介しバネ１３で筒体７の端面に４接
され、軸方向変位不能に位置規制されるとともにスピン
ドル４のキー溝とキー９との保合によって回転可能とさ
れた回転体１２に一体的に取り設けられた他方型ｆｆ１
１０３とからなり、位相弁別型静電容量方式の変位検出
センサーから形成されている。従って、スピンドル４が
進退動されると検出器１０１はその変位量相当電気信号
をパルス化回路１０４に出力することができる。カウン
タ１０５はそれを測定値として計数する。また、表示手
段１１０は、第４図に示すようにカウンタ１０５から入
力される測定値相当信号から当該測定値をデジタル表示
するデジタル表示器１１１と同じくアナログ的に表示す
るアナログ表示器１１２を存するとともに、過充電表示
部１１３と低電圧表示部１１４とを設は構成されている
。ここに、本実施例では前記の検出器１０１、パルス化
回路１０４、カウンタ１０５、表示手段１１０および後
記の過充電防止回路６０等を併せ電装品と定義するもの
とする。

発電手段２００は、第１図および第２図に見られるよう
に小型発ｉｔ機３０と整流回路４０と蓄電回路５０とか
ら構成され、小型発電機３０は第３図に示すようにフレ
ーム２に固定された鉄枠３６とリード線３８．３８が設
けられたコイル３７とから形成されたステータ３５と、
回転軸３２と一体的な鉄片３４および永久磁石３３から
形成されたロータ３１とからなる単相交流発ＴＪ１ｍで
ある。

そして、この発電ａ３０から出力される交流電圧を全波
整流する整流回路４０は４つの整流ダイオード４１．４
１．４１．４１とチョークコイル４２とから形成され、
直流電圧に変換する。なお、蓄電回路５０は電気二重層
コンデンサ５１を含み形成されており、蓄電容量は前記
電装品を１００時間駆動できるものと決定され、また発
電機３０は１〜２秒間運転すれば前記電装品を１５〜１
８分間駆動できるだけの発電容量をもつものと選択され
ている。従って、発電不要の場合に備え整流回路４０に
はスイッチ４３が設けられている。

そして、この発ｉｆ　ｍ　３　Ｑを駆動させるための駆
動手段２０は、第１図に見られるように軸方向変位不能
かつ回転可能とされた回転体１２に固着された歯車２１
とこの歯車２１で駆動されるギヤトレイン２２とからな
り、ギヤトレイン２２の最終段のビニオン軸２３がロー
タ３１に連結されている。従って、測定者が被測定物に
スピンドル４を当接すべくシンプル６を回動操作すれば
、格別の発電用操作を必要とするとなく発電手段２００
は駆動され、その蓄電回路５０に充電することができる
。

また、過充電防止回路６０は、測定者の任意であるシン
プル６の回転数が過大になると発電機３０からの交流電
圧が変動し、前記電装品に過充電、過電流を荷ける虞れ
が生じるので、これを事前に制限し、あるいは検出し過
充電表示部１１３に表示させることによって測定者に注
意喚起し円滑な運用を図るためのものである。ここに過
充電防止回路６０は過電流防止に機能する定を流ダイオ
ード６１、過充電防止に機能する抵抗６４と直列接続さ
れたツェナーダイオード６２．トランジスタ６３、抵抗
６５．６６から形成されたスイッチング回路から構成さ
れている。従って、過電流は定電流ダイオード６１で制
限され、また過充電の場合にはトランジスタ６３が導通
するので端子６７の電圧がローレベルとなり、このロー
レベル信号をもって過充電表示部１１３に点灯表示する
ことができる。そこで、ツェナーダイオード６２等を許
容電圧より低く選択しておけば事前に測定者に注意喚起
できるから過充電となることが回避できる。なお、低電
圧検出回路７０は、上記許容電圧より低い電圧を検出す
るよう形成されている。

従って測定者が実測定前に数回空運転（シンプル６を回
動させる）をすれば蓄電回路５０に初期に消費するに十
分な電力を蓄えることができる。

次に本実施例の作用について説明する。

測定は、シンプル６を反時計方向に回動させスピンドル
４を第１図で右方向に退勤させた後、アンビル３との間
に被測定対象物（図示省略）を挟み、再びシンプル６を
時計方向に回動させて左方向に進動させ被測定物を挟圧
することによって行われる。

測定値は、検出器１０１、パルス化回路１０４、カウン
タ１０５を介し、表示手段１１０のデジタル表示器１１
１、アナログ表示器１１２に表示される。これらについ
ては公知ゆえこれ以上の説明は省略する。

さて、測定に際し、シンプル６を回動させると、軸方向
に変位不能かつスピンドル４と同期回転可能とされた回
転体１２に固定されている歯車２１、増速用のギヤトレ
イン２２を介し、！＆柊段のピニオン軸２３がロータ３
１を増速回転する。発電手段２００は駆動手段２０によ
って駆動されることにより、発電機３０からはステータ
３５のコイル３７に設けられた出力電路たるリード線３
８．３８から単相交流電力が発生され、整流回路４０は
これを全波整流して蓄電回路５０の電気二重層型のコン
デシサ５１に直流電力を蓄電することができる。従って
、測定回路１００は蓄電回路５０からの直流電力によっ
て円滑な運転が保障される。

ところで、測定者が不馴等によりシンプル６を必要以上
に高速回動するときは過充電防止回路６０の働きにより
表示手段１１０の過充電表示部１１３に過充電未然防止
のための表示がなされる。

これにより、過充電は防止される。もとより過電流は定
電流ダイオード６１の作用により回避される。また、測
定開始等において蓄電不足の場合には低電圧表示部１１
４にその旨表示されるので測定者は測定に先立ち発電の
ためにシンプル６を数回回動するだけで直ちに蓄電回路
５０に測定に十分な電力を蓄電することができる。一方
、蓄電電力量が多くあるいは測定作業が長時間続行され
るときには無用な発電等を実用しないようスイッチ４３
をＯＦＦとすればよい。

従って、この実施例によれば、発電手段２００が測定機
本体１に一体的に設けられているから、その発電機能に
よって常に十分な消費電力が確保され電装品の円滑運転
ができ、高精度な測定が保障される。

また、発電機能を備えるから大容量の電池を内蔵させる
ことも、煩雑な電池交換作業も必要なく、測定中断とい
う事態も回避できる。と同時に測定機全体を小型化、携
帯化できるし、軽量化もできるので片手操作測定機を提
供することができる。

当然に身近に多数の電池を備蓄しておく必要もない。ま
た、太陽電池型の如く集光面の汚れ等問題は生じる余地
もなく測定作業現場も制限されず作業能力を向上させる
ことができる。

また、発電手段２００の発電機３０は、１〜２秒間運転
するだけで電装品消費電力の１５〜１８分間相当賃を発
電できかつ、蓄電回路５０はこれを蓄電できるので、電
池等を交換することなくただちに消費電力を確保できる
とともに、低電圧による誤差を発生させないで高精度な
測定をすることができる０発電不要の場合にはスイッチ
４３をＯＦＦとすればよく、発電によるシンプル６の回
動力も小さくしてよく負担とならない。

さらに、発電手段２００は、測定作業に必須なシンプル
６の回動に連動する駆動手段２０で駆動されるから、発
電機能を発現させるために格別の工具や操作を必要とセ
ず取り扱い容易である。

さらにまた、過充電防止回路６０が設けられているから
過充電・電流が回避され、測定回路１００等の破損を招
くことがないので従来の電装品をそのまま利用できる。

また、過充電表示部１１３の表示によってシンプル６の
高速運転が防止され、これは高精度測定にも寄与する効
果を奏する。一方低電圧表示部１１４も設けられている
から、測定開始前に充電作業をすることができ、測定途
次における誤差の発生も未然防止できる。

また、上記のように小型であって十分な発電機能を備え
ているので、従来に倍する電装品を具備できるから、検
出器等内蔵の測定機の機能を一層充実させることができ
、産業界への利用普及拡大を期待することができる。

なお、以上では、好適な一実施例を示したが、本発明は
その構成に限定されず以下のような構造等を自由に選ｉ
尺して実施することができることその要旨から明白であ
る。

すなわち、発電手段２００は、単相交流発′ｒ！１機と
したが三相交流発電機等でもよく、ロータ３またる永久
磁石３３がステータ３５内で回転するようしているが、
ステータ３５の外側で回転する構造としてもよい。もと
より、永久磁石３３はＭＫ鋼、Ｂａ−フェライト、クロ
ーム、コバルト鋼等から選択できる。もっとも交流発を
機でなくとも要は発電機能を備えればよいから直流発電
機等でもよい、また、蓄電回路５０は電気二重層のコン
デンサ５１から形成したがニッケルカドミウム電池等二
次電池として実施してもよい。

また、駆動手段２０は、歯車２１、ギヤトレイン２２か
ら形成したが、測定機の種別、構造等に応じてベルト、
摩擦車等としてもよく、スピンドル４等に直結させても
よい。さらに、測定機本体１と連結させないで、測定機
本体１の外側で操作できるよう配設されたノブによる手
巻回転型としてもよい。

さらに、測定回路１００は、一方電掻と他方電極１０３
とからなる位相弁別型静電容量方式の検出器１０１を有
するものとしたが、検出器１０１はこれに限定されず、
光電方式、磁気方式、接点方式等でもよい、要は測定機
本体１との関係において選択すべきものである。従って
、駆動手段２０は、検出器１０１が直線型の場合には直
動一回転変換機構を付設して構成すべきである。この意
味において測定機自体も電子式マイクロメータに限定さ
れず、電子式のキャリパ−、インジケータ、ハイドゲー
ジ、内外計測定機さらには角度計、回転計、硬度計等々
でもよく、要は長さに限らず回転、硬度、重量、圧力等
と本発明では限定されることのない測定対象を能率よく
測定できるものであればよい。

このように、各構成要素の種別、構造等は任意的に選択
が可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、従来の電池交換作業を必要とせず常に十分な
消費電力を充ｉｉｔ確保できかつ高精度測定を保障でき
るという優れた効果を存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る発電機能を備えた測定機の一実
施例を示す一部断面側面図、第２図は同じく発電手段等
の回路を示すブロック図、第３図は同じく第１図の矢視
線■−■線から見た小型発電機の概略構造図および第４
図は同しく発電手段等の回路図である。 １・・・測定機本体、２０・・・駆動手段、３０・・・
発電機、４０・・・整流回路、５０・・・蓄電回路、６
０・・・過充電防止回路、７０・・・低電圧検出回路、
１００・・・測定回路、１０１・・・検出器、１１０・
・・表示手段、２００・・・発電手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象に関与させる測定機本体と、測定対象を
   電気信号に変換する検出器を含む前記測定機本体に設け
   られた電装品と、 前記電装品の駆動電力を供給するための前記測定機本体
   に一体的に設けられた発電手段とを備えてなる発電機能
   を備えた測定機。
2. （２）前記特許請求の範囲第１項において、前記発電手
   段が、小型発電機とこの小型発電機から発生した電力を
   蓄電するための蓄電回路とから形成されている発電機能
   を備えた測定機。
3. （３）前記特許請求の範囲第１項または第２項において
   、前記発電手段の小型発電機が、前記測定対象と関与す
   る前記測定機本体の可動部材によって回転駆動されるよ
   う形成されている発電機能を備えた測定機。
4. （４）前記特許請求範囲第１項または第２項において、
   前記発電手段の小型発電機が、前記測定機本体の外側か
   ら手巻操作によって回転駆動されるよう形成されている
   発電機能を備えた測定機。