JPS63317710A - 高さ測定装置 - 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、特許請求の範囲第１項の上位概念部分に記載
した高さ測定装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる形式の高さ／１ＩＩＪ定装置はドイツ連邦共和国
特許第３１０９８５６号公報で知られている。この公知
の装置の場合、測定力は測定個所の位置およびこれに関
連した測定スライダの位置に無関係に調整でき、全測定
範囲にわたって一定している。

この公知の高さ測定装置の基本条件を満足させるために
、駆動電動機にほとんど一定した滑りトルクを有する磁
気式クラッチが後置接続されている。

４−１定触子が相応した４ｐｊ定力でａｌｌＪ定個所に
接するや否や、磁気式クラッチは滑り、電動機は継続回
転し、クラッチは測定触子をｎ１定個所に固定保持する
。その場合測定力は勿論測定個所の高さ位置に無関係で
ある。スライダとスタンドとの間でその都度の測定量が
読み取られる。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、上述した従来技術から出発して、測定
力が測定個所の位置およびこれに関連したスライダの位
置に無関係に調整でき、測定範囲全体にわたって一定し
ており、その場合この条件が単純な装置によって駆動電
動機の後ろにクラッチを挿入する必要なしに達成できる
ような高さ測定装置を作ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によればこの目的は、測定スライダとそのスチー
ルベルトへの固定部との間に、駆動電動機の制御装置と
共働して測定触子と測定個所との間に一定に調整された
走査力を発生する１１１１定力発生装置が設けられるこ
とによって達成される。

本発明によれば、測定触子を支持するスライダの駆動ベ
ルトへの固定がＨ利に行われ、スライダとその駆動ベル
トへの固定部との間にいわゆる測定力発生装置がはめ込
まれる。この測定力発生装置は駆動電動機の制御装置と
作用的に接続されている。測定力発生装置をスライダに
直接組み込むことによって、従来において駆動電動機に
後置接続されていた磁気式クラッチを省略できる。測定
力発生装置およびそれに接続されている駆動電動機だけ
で、走査する際の測定個所への測定触子の必要な一定し
た測定力が得られる。その場合測定力発生装置はスライ
ダの両方の送り方向において作用する。

本発明の実施態様において、測定力発生装置は測定スラ
イダに固定されたタペットから構成され、このタペット
は両端がスチールベルトに接続され、上側部分と下側部
分とに分けられ、これらの各部分に、両側が軸方向に支
持され互いに独立して作用するばねが付属されている。

その場合、タペットは測定スライダにあるケーシング内
に配置され、このケーシングは上側および下側の端板で
固く閑、、鎖でき、タペットの長手軸心のほぼ中央にそ
の周りｉこ環状に配置されケーシングを上側室と下側室
とに分割する分離要素を有し、ケーシングの上側室およ
び下側室の中にそれぞれ、端面側が分離要素および端板
に接するリングに接触支持されているばねがはめ込まれ
ている。この分離要素はケーシング内においてボルト締
めによって、それが軸方向に限られた変位ができるよう
に保持されている。更にタペットは両側端にケーシング
の端板の外側においてそれぞれ固定ストッパ用の調整ナ
ツトを有している。

即ちスライダとベルト吊Ｆ部との間に弾性要素がはめ込
まれている。いま例えば駆動ベルトが電動力によって上
向きに引っ張られると、この状態において測定触子を走
査する際に下側ケーシング室における下側ばねだけが６
効となる。その場合上側ばねは完全に体重状態にとどま
っている。駆動ベルトが電動力によって下向きに動かさ
れるときは、逆の動きをし、その場合タペットも下向き
に走行する。この単純でＨ利な作用はほぼ中央に設けら
れた分離要素によって達成される。小さな軸方向範囲内
において締め付は得る締付はボルトによって、スライダ
の重量の計量が行える。この本発明に基づく測定力発生
装置によって、逆向きの両方向にスライダを走行する際
において測定触子の走査ができる。その場合はめ込まれ
たばねによって、測定力に相応したバイアス圧が得られ
る。

バイアス圧がかけられている休止位置から、その都度走
査する際に一定し且つ再生可能な測定力が得られる。

更に本発明の実施態様において、駆動電動機の制御装置
は測定力調整装置および測定触子に対する位置ｇ整装置
から形成され、回転数調整装置および増幅器を付属して
おり、この制御装置は測定触子が測定個所に予め与える
測定力および測定触子の位置に応じて電動機に作用する
。好適には測定力調整装置はタペットの動きを直接検出
するためのセンサーに接続される。タペット環状溝にお
いてタペットの軸方向の動きを検出する二つの光学的セ
ンサーが設けられる。この代わりに二つの光学的センサ
ーは、タペットに固定された羽根においてタペットの軸
方向運動を検出する差動形式で設けられる。別の実施態
様において、一端が固定され他端がタペットに固く接続
されている板ばねに設けられているひずみ計の変化によ
ってりぺットの軸方向運動を検出するひずみ計センサー
（ストレーンゲージ）が設けられる。更に別の実施態様
において、増分式測定系と比較して間接的にタペットの
軸方向の動きを検出する回転数検出器が設けられる。

測定スライダは測定力発生装置のケーシングと共に炭素
繊維祠料で作られる。

測定力発生装置を持った測定スライダのスタンドへの支
持装置は、スライダ壁に固定して又は弾性的に支持され
たローラによって形成される。これは全体として一つの
頑丈で作業所に適した案内を生じ、この場合測定スライ
ダ全体は面突に対して防護される。特別な材料の選択に
よって全体的に非常に軽量な構造にできる。

はめ込まれたセンサーによって、ｌｌｌ１１定力発生装
置におけるばねの変位ないしバイアス圧が検出される。

これは、センサーか測定スライダないし測定触子のその
都度の位置を検出して、この実施値が駆動電動機に伝え
られることを意味している。

この伝達は制御装置を介在した状態において信号あるい
は指令によって行われる。電動機は測定触子がｒめ決め
られた位置に到達した際に所定のバイアス圧に維持され
る。制御装置における測定力調整装置を介して、走査に
対する測定力の目標値が与えられる。回転数調整装置を
介して、目標値と実際値との差が補正され、その場合目
標値と実際値との比較によって生ずる値は回転数調整装
置を介して追加補正される。即ちセンサーはばねないし
タペットの動きを認識して、簡単にこの動きおよびそれ
にけって所定の測定力に相応したバイアス圧を制御装置
にり、え、この制御装置を介して駆動電動機が調整され
る。

制御装置においていわゆる位置決め作業および一定した
１ｉｌｌｊ定力への調整が行われる。選択された速度ハ
ンディキャップに相応して、ａｌｌ＋ｌｌ予定はめ込ま
れているスライダのいわゆる牽引間隔が生ずる。手動の
位置決め作業において、回転数値はジョイスティックに
よって直接に発生される。測定力発生装置の変位への調
整はηめ選択された走査力に間接的に相応している。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

高さ測定装置はガイド２付のスタンド１をＨしている。

測定スライダ３はガイド２に支持されており、測定スラ
イダ３には測定触子４が固く固定されている。一般に測
定スライダ３とスタンド１ないしガイド２との間におい
て測定値の読み取りが行われる。

第１図に図示した実施例の場合、測定スライダ３はスタ
ンド１の上側案内ローラ６および下側案内ローラ７を介
して案内されている無端スチールベルト５に掛けられて
いる。スチールベルト５の測定スライダ３と反対側経路
にはカウンターウェイト８が固定されている。その重量
は測定触子４を含めた測定スライダ３の重量と同じであ
る。上側案内ローラ７は駆動電動機１０によって軸９を
介して駆動される。図中において１１は駆動電動機１０
に対する制御装置である。

測定スライダ３には測定力発生装置１２が存在しており
、これは一方では測定スライダ３に固く固定され、他ｈ
゛では取付は部片１３を介してスチールベルト５に接続
されている。

第３図から明らかなように、測定力発生装置１２は中空
シリンダとして測定スライダ３内に設けられている。こ
れはケーシング１５のシリンダ軸心１６上に位置してい
るタペット１４によって形成されている。タペット１４
の両側端はシリンダケーシング１５から突出しており、
無端スチールベルト５にある取付は部片１３に固く取り
つけられている。シリンダケーシング１５は両側端面が
端板１７で閉じられており、これらの端板１７のケーシ
ング内側面にはそれぞれリング１８が接している。測定
力発生装置１２のシリンダケーシング１５は上側ケーシ
ング室１つと下側ケーシング室２０とに区画されている
。これはほぼ中央に配置され二つのほぼ同じ長さのケー
シング室に区画するリング体２１によって行われている
。リング体２１は締付はボルト２２によって固定されて
おり、この締付はボルト２２はシリンダケーシング１５
の長手開口２３を通してリング体２１にねじ込まれ、長
手開口２３内においてリング体２１のタペット１４の軸
方向における動きを可能にしている。

リング体２１とタペット１４との間に粘性減衰装置２４
が設けられている。上側ケーシング室１９および下側ケ
ーシング室２０の中にはそれぞればね２５が設けられて
いる。これらのばね２５の両端はそれぞれリング１８お
よびリング体２１に接している。シリンダケーシング１
５の端板１７の外側において固定ストッパ用の調整ナツ
ト２６がタペット１４にねじ込まれている。

この実施例の場合測定スライダ３は炭素繊維祠料で作ら
れている。これは第４図に示したように固定して設けら
れた支持ローラ２７によって支承されているか、弾性的
に支持された支持ローラ　・２８によって支承されてい
る。これによって測定スライダ３の頑丈で作業所に適し
た案内が行える。

スチールベルト５は駆動電動機１０によって矢印２９に
相応して上下に移動できる。この動きによってタペット
１４は同じ方向に連行され、そこに固く接続された測定
触子４付の測定スライダ３と共に移動する。例えばスチ
ールベルト５が上向きに移動されるとき、１ｌｌｌＪ定
スライダ３全体は測定力発生装置１２と共に同じ方向に
、測定触子４が測定対象物の測定個所に突き当たるまで
移動する。

これは、測定力発生装置１２の下側ケーシング室２０内
における下側ばね２５が引っ張られ、その間において測
定力発生装置１２の上側ケーシング室１９内における上
側ばね２５が完全に休止状態にあることを意味している
。このばね２５のバイアス圧は７ＩｌｌＪ定触子４が測
定個所に接する１ｌＩｌｌ定力に相応している。スチー
ルベルト５が駆動電動機１０によって下向きに動かされ
、測定触子４が測定対象物に接触するときには、上述し
た動きと逆の動きをする。この場合、上側ケーシング室
］９内の上側ばね２５が引っ張られ、その間において下
側ケーシング室２０内の下側ばね２５は休止される。

長手開口２３の範囲内において軸方向に変位できるリン
グ体２１によって、測定スライダ３の重量を計量できる
。

第５図は、下側案内ローラ７に伝動装置３１を介して接
続されている駆動電動機１０を持った高さ７１Ｉ１１定
装置３０を示している。駆動電動機１０は更にタコメー
ター３２を装備している。ａｌｌｌｌラスライダ３ａｌ
ｌ定力発生装置１２および触子ヘッド３３が存在してお
り、その触子ヘッド３３は増分式ゲージ３４と共働する
。回転数検出器３７を持った上側案内ローラ６および増
分式ゲージ３４は配線３６．４１によって測定力調整装
置３５ないし６０に接続されている。デジタル・アナロ
グ出力端子を持ったデジタル回路として形成され僅かな
ハードウェアでマイクロプロセッサとして作られている
制御装置１１におけるこの測定力調整装置３５を介して
、測定触子４の走査に対する対象物における測定力の目
標値が与えられる。この走査力は例えば２０ｍＮである
。増分式回転数検出器３７が増分式ゲージ３４に対する
差例えば１０μｍを有しているときに常に、これは予め
決められた測定力に相応している。この値は回転数調整
装置３８に与えられ、これによって測定触子４は所定の
測定力が得られるその都度正しい位置に調整される。こ
の口約のために測定力調整装置３５ないし６０は配線３
９を介して、回転数調整装置３８への接続を行うスイッ
チ４０に接続されている。増分式ゲージ３４は配線４１
を介して測定力調整装置３５並びに位置調整装置４２に
接続されている。位置調整装置４２において位置目標値
が与えられる。その都度の電動機回転数はタコメーター
３２によって検出される。タコメーター３２のこの検出
された値は配線４４を介して回転数調整装置３８に伝え
られる。またスイッチ４０を介して位置調整装置４２と
回転数調整装置３８との接続が行われる。回転数調整装
置３８から増幅器４５を介して別の配線４６によって信
号が駆動電動機１０に与えられ、この電動機１０によっ
てスチールベルト５およびそれに伴って測定触子４付の
測定スライダ３が動かされる。更にスチールベルト５を
介して測定力発生装置１２に所定の測定力を発生する作
用が行われる。

上側案内ローラ６における回転数検出器３７は、位置決
め作業によって本来の増分式測定系に対して同期して計
数する。走査する際には切り換えられ、測定力調整装置
３５ないし６０は回転数制御回路に対する目標値を与え
る。

プログラミングできる測定力はフックの法則に基づいて
増分式距離系と回転数検出器３７との距離差に相応して
いる。振れのない距離差を得るために、測定力調整装置
３うないし６０の出力量（配線３９）は零にする。スイ
ッチ４０は、−位置調整装置による位置調整、 −ジョイスティックによる方法、 一走査制御、 の運転方式間における運転切換スイッチとして形成され
ている。

これと異なって第６図の実施例の場合、測定力調整装置
６０は単純なアナログ回路として形成され、その場合の
関数ブロックは第５図に相応して同じように利用されて
いる。図中において５７はセンサーであり、力実際値は
第６図において間接的に光学的センサーで検出される 第７図から第１０図には種々のセンサー装置が　　　′
示されている。

第７図は、環状溝４７を篩えている測定力発生装置１２
のタペット１４を断面図で示している。

環状溝４７の代わりに勿論別の形の凹所をタペット１４
に設けることもできる。光学的センサー４８は二つの光
源４９を装備しており、これらの光源４９には同じ高さ
に配置された二つのフォトセル５０が対向して位置して
いる。矢印２９の方向におけるタペット１４の昇降運動
の際に、光源４９からの光線がフォトセル５０によって
受けられる。タペット１４の移動は、少なくとも一つの
光源４９が対向して位置するフォトセル５０によっても
はや受けられなくなる。

制御装置１１によって駆動電動機１０がその都度運転さ
れるので、タペット１４は光学的センサーが完全に有効
に作用する所定の位置まで移動される。　。

上述した両方の光学的センサー４９〜５３は明暗方法に
基づいて作動する。二組のセンサーの陰影増加は逆にな
り、即ちタペット１４が一方に移動する際に一つのフォ
トセル５０は暗く照らされ、同時にもう一つのフォトセ
ル５０は明るく照らされる。両者のセンサーの差が増幅
され相応して評価される。

第６図における光学的センサーの代わりに、第８図に基
づいた構造も採用できる。ここではタペット１４に、光
源４９を収容するために用いる二つの切欠き５２を持っ
た羽根５１が固定されている。その作動方法は第７図に
示したものに相応している。

第９図および第１０図ではいわゆるひずみ討センサー５
３が採用されている。このセンサー５３は仮ばね５４の
上に存在しており、その板ばね５４は一端がタペット１
４に固定され、他端が装置５５に位置不動に保持されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高さ測定装置の概略正面図、第２図は第１図に
おける高さΔ−１定装置の駆動装置の断面図、第３図は
第１図における高さｎ１定装置の測定力発生装置の断面
図、第４図は測定スライダの支持構造の斜視図、第５図
は高さ測定装置の制御装置のブロック図、第６図は第５
図と異なったブロック図、第７図は走査：Ａ整装置に対
するセンサー装置の断面図、ｍ８図は走査調整装置に対
する異なったセンサー装置の側面図、第９図は電動機調
整装置に対するセンサー装置の断面図、第１０図は第９
図における矢印１ｘ方向から見た図である。 １・・・スタンド、２・・・ガイド、３・・・測定スラ
イダ、４・・・測定触子、５・・・スチールベルト、１
０・・・駆動電動機、１１・・・制御装置、１２・・・
測定力発生装置、１４・・・タペット、１５・・・ケー
シング、１７・・・端板、１８・・・リング、１９・・
・ケーシング室、２０・・・ケーシング室、２１・・・
リング体、２５・・・ばね、２６・・・調整ナツト、３
５・・・測定力調整装置、３８・・・回転数調整装置、
４２・・・位置調整装置、４５・・・増幅器、４７・・
・タペット環状溝、４９・・・光源、５０・・・フォト
セル、５１・・・羽根、５３・・・ひずみ計センサー、
５７・・・センサー、６０・・・測定力調整装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆｉｇ、　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スタンドに電動力によって高さ移動できる測定スラ
   イダが配置され、このスライダに測定触子が固く設けら
   れ、この測定触子が測定位置において測定個所に測定力
   を与え、その場合前記スライダが上側および下側案内ロ
   ーラを介して案内される伝動要素としてのスチールベル
   トに取り付けられているような高さ測定装置において、
   測定スライダ（３）とそのスチールベルト（５）への固
   定部との間に、駆動電動機（１０）の制御装置（１１）
   と協働して測定触子（４）と測定個所との間に一定に調
   整された走査力を発生する測定力発生装置（１２）が設
   けられていることを特徴とする高さ測定装置。 ２、測定力発生装置（１２）が測定スライダ（３）に固
   定されたタペット（１４）から構成され、このタペット
   （１４）が両端がスチールベルト（５）に接続され、上
   側部分と下側部分とに分けられ、これらの各部分に、両
   側が軸方向に支持され互いに独立して作用するばね（２
   ５）が付属されていることを特徴とする請求項１記載の
   高さ測定装置。 ３、タペット（１４）が測定スライダ（３）にあるケー
   シング（１５）内に配置され、このケーシング（１５）
   が上側および下側の端板（１７）で固く閉鎖でき、タペ
   ット（１４）の長手軸心のほぼ中央にその周りに環状に
   配置されケーシング（１５）を上側室（１９）と下側室
   （２０）とに分割する分離要素（２１）を有し、ケーシ
   ング（１５）の上側室（１９）および下側室（２０）の
   中にそれぞれ、端面側が分離要素（２１）および端板（
   １７）に接するリング（１８）に接触支持されているば
   ね（２５）がはめ込まれていることを特徴とする請求項
   １又は２記載の高さ測定装置。 ４、分離要素（２１）がケーシング（１５）内において
   ボルト締めによって、それが軸方向に限られた変位がで
   きるように保持されていることを特徴とする請求項２又
   は３記載の高さ測定装置。 ５、タペット（１４）が両側端にケーシング（１５）の
   端板（１７）の外側においてそれぞれ同定ストッパ用の
   調整ナット（２６）を有していることを特徴とする請求
   項２又は３記載の高さ測定装置。 ６、駆動電動機（１０）の制御装置（１１）が測定力調
   整装置（３５、６０）および測定触子（４）に対する位
   置調整装置（４２）から形成され、回転数調整装置（３
   ８）および増幅器（４５）を付属しており、この制御装
   置（１１）が測定触子（４）が測定個所に予め与える測
   定力および測定触子の位置に応じて電動機（１０）に作
   用することを特徴とする請求項１記載の高さ測定装置。 ７、測定力調整装置（３５、６０）がタペットの動きを
   直接検出するためのセンサー（５７、４９、５３）に接
   続されていることを特徴とする請求項６記載の高さ測定
   装置。 ８、二つの光学的センサー（４９）が、タペット環状溝
   （４７）からのタペット（１４）の軸方向運動を検出す
   る差動形式で設けられていることを特徴とする請求項６
   又は７記載の高さ測定装置。 ９、二つの光学的センサー（４９）が、タペット（１４
   ）に固定された羽根（５１）におけるタペット（１４）
   の軸方向運動を検出する差動形式で設けられていること
   を特徴とする請求項６又は７記載の高さ測定装置。 １０、一端が固定され他端がタペット（１４）に固く接
   続されている板ばね（５４）に設けられているひずみ計
   の変化によってタペット（１４）の軸方向運動を検出す
   るひずみ計センサー（５３）が設けられていることを特
   徴とする請求項６又は７記載の高さ測定装置。 １１、測定力調整装置（３５）がタペットの動きをスチ
   ールベルト（５）を介して線形増分式測定系（３３、３
   ４）に対する回転数検出器（３７）によって間接的に検
   出することを特徴とする請求項６記載の高さ測定装置。 １２、測定スライダ（３）が測定力発生装置（１２）の
   ケーシング（１５）と共に炭素繊維材料で作られている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の高さ測定装置。 １３、測定力発生装置（１２）を持った測定スライダ（
   ３）のスタンド（１）への支持装置が、スライダ壁（５
   ６）に固定して又は弾性的に支持されたローラ（２７、
   ２８）によって形成されていることを特徴とする請求項
   １、２、１２のいずれか１つに記載の高さ測定装置。 １４、伝達要素として上側および下側が球軸受で支持さ
   れたねじ付棒あるいはボールねじ棒が採用され、タペッ
   ト（１４）が回り止めされガイド（２）に対して接触支
   持されたナットとして形成され、ねじ付棒あるいはボー
   ルねじ棒の駆動が歯付ベルトを介して行われることを特
   徴とする請求項１記載の高さ測定装置。