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JP7481195B2 - 測定器 - Google Patents

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JP7481195B2 JP2020132843A JP2020132843A JP7481195B2 JP 7481195 B2 JP7481195 B2 JP 7481195B2 JP 2020132843 A JP2020132843 A JP 2020132843A JP 2020132843 A JP2020132843 A JP 2020132843A JP 7481195 B2 JP7481195 B2 JP 7481195B2
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Description

本発明は測定器、例えば、ダイヤルゲージに関する。
比較測長器の一種としてダイヤルゲージが知られている。ダイヤルゲージは、軸方向進退可能なスピンドルの先端に測定子を有するとともに、バネ等でスピンドルを先端側に付勢するという構成を有する。
実登3002418 特開2001-255102
https://www.iso.org/standard/42802.html http://kikakurui.com/b7/B7503-2011-01.html
ISO463は2006年に改訂され、JISB7503は2011年に改訂された。
改訂後のISOおよびJISにおいては、ダイヤルゲージの計測特性として、
「製造業者によって指定されない場合の計測特性は、…いかなる姿勢でもMPE及びMPLの値を満たさなければならない」
と規定されている。
したがって、ダイヤルゲージは正姿勢(測定子下向き)以外でも使用される場合が増えており、正姿勢(測定子下向き)以外の姿勢でも正姿勢(測定子下向き)と同じ測定精度を保つことが望まれる。
ただし、ダイヤルゲージは、バネ等でスピンドルを一方側(先端側)に付勢するという構成上、正姿勢(測定子下向き)、逆姿勢(測定子上向き)、横姿勢(測定子水平)など姿勢が変われば測定力が変化するという問題がある。また、バネ等でスピンドルを一方側(先端側)に付勢するという構成上、測定範囲(スピンドルのストローク)のなかで測定力が変化するという問題もある。
そこで、本発明の目的は、測定器の姿勢によらず、所望の(あるいは規定の)測定力で測定を行なうことができる測定器を提供することにある。
本発明の測定器は、
長手の棒状体であって、その先端に測定対象物に当接する測定子を有するスピンドルと、
前記スピンドルを軸方向進退可能に支持する本体ケースと、
前記本体ケースに設けられ、前記スピンドルの移動方向とほぼ平行な方向に移動可能かつ位置固定可能である測定力調整部と、
一端が直接または間接的に前記スピンドルに係止されるとともに他端が前記測定力調整部に直接または間接的に係止されており、前記スピンドルを前記先端側に向けて付勢する付勢手段と、を備えている
ことを特徴とする。
本発明の一実施形態では、
前記測定力調整部は、
雄ネジ部と、
一端が前記雄ネジ部に螺合するとともに、他端が前記付勢手段に連結される連結支持部材と、を有し、
前記本体ケースは、前記スピンドルの移動方向とほぼ平行に設けられた貫通孔を有し、前記測定力調整部は前記貫通孔に配置され、
前記雄ネジ部の回転操作によって前記連結支持部材をネジ送りして前記連結支持部材の位置を変更でき、かつ、位置固定できるようになっている
ことが好ましい。
本発明の一実施形態では、
前記本体ケースは、
前記スピンドルの移動方向とほぼ平行に設けられたスライド溝を有し、
前記スライド溝は、さらに、その軸線方向と直交する方向に形成された係止溝を有し、
前記測定力調整部は、前記スライド溝を摺動可能に設けられ、さらに、前記測定力調整部は、前記係止溝に係脱するキー突起を有し、前記係止溝と前記キー突起との係合によって位置固定される
ことが好ましい。
本発明の一実施形態では、
前記本体ケースの外側面または前記測定力調整部の外側面において、前記測定力調整部が位置固定できる箇所には、前記測定力調整部がその位置固定の箇所にあるときに前記付勢手段から前記スピンドルに作用する測定力がわかる指標値が付されている
ことが好ましい。
本発明の一実施形態では、
前記指標値は、
当該測定器の姿勢パターンに応じた複数の系列で付されている
ことが好ましい。
本発明の一実施形態では、
前記指標値は、
当該測定器の姿勢が正姿勢の場合と、逆姿勢の場合と、横姿勢の場合、とに応じたそれぞれの系列で付されている
ことが好ましい。
本発明の一実施形態では、
前記本体ケースの外側面または前記測定力調整部の外側面において、前記測定力調整部が位置固定できる箇所には、目盛間距離が設けられている
ことが好ましい。
第1実施形態に係るダイヤルゲージの正面図である。 第1実施形態に係るダイヤルゲージの内部構造を示す図である。 ダイヤルゲージの側面図である。 スリット周辺の拡大図である。 変形例を例示する図である。 測定対象物を多方向から多点測定する様子を例示する図である。 段差がある測定対象物を多点同時測定する様子を例示する図である。 変形例を例示する図である。 変形例を例示する図である。 変形例を例示する図である。
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るダイヤルゲージの正面図である。
図2は、第1実施形態に係るダイヤルゲージの内部構造を示す図である。
実施形態の説明としては、ダイヤルゲージとして、デジタル表示式のダイヤルゲージを例に説明する。
デジタル表示式ダイヤルゲージは、デジタルダイヤルゲージや、インジケータ、デジタルインジケータ、テストインジケータ、リニアゲージ、などと呼称されることもある。また、本実施形態では、デジタルダイヤルゲージを例に説明するが、本発明は、スピンドルの変位を歯車輪列で拡大して指針と文字盤とで表示するアナログ表示式ダイヤルゲージ(アナログダイヤルゲージ)にも適用できる。
ダイヤルゲージ100は、本体ケース200と、本体ケース200に軸方向進退可能に設けられたスピンドル110と、スピンドル110を先端側に向けて付勢する付勢手段(121)と、測定力調整部300と、を備えている。
本体ケース200は、全体的に円筒形状の外枠体210と、裏蓋体220と、正面蓋体230と、を有し、内部に収納空間を画成する。
ダイヤルゲージ100を正姿勢に置いて、本体ケース200を正面視したとき、本体ケース200は、上側に大きな円形部(260)を有し、さらに、この円形部(260)の下方にやや小ぶりな矩形あるいは台形の付加体(270)を付設したような形状となっている。いま、上側の大きな円形部を第1収容部260とし、付加体を第2収容部270とする。
正面視したとき、正面蓋体230の中央領域には表示部240(デジタル表示部)が配置され、表示部240の下方には複数のスイッチ250(例えばボタンスイッチ250)が配置されている。
図2に表われるように、第1収容部260と第2収容部270とは分離しているわけではなく、内部の空間は連続している。
第1収容部260の上側側面に貫通孔261(上貫通孔261と称する)があり、この上貫通孔261に上側ステムブッシュ262が取り付けられ、上側ステムブッシュ262を閉塞するようにキャップ263が設けられている。第2収容部270の下側側面に貫通孔271(下貫通孔271と称する)があり、この下貫通孔271には下側ステムブッシュ272が取り付けられている。
スピンドル110は、本体ケース200を貫通し、軸方向進退可能に設けられている。
スピンドル110の基端側(上端側)は上貫通孔261を抜けて、上側ステムブッシュ262に軸受けされている。スピンドル110の先端側(下端側)は、その途中が下側ステムブッシュ272に軸受けされ、スピンドル110の先端(下端)に測定子112が設けられている。
スピンドル110の途中には、スピンドル110の軸線に直交する向きに突き出るように回り止めピン113が取り付け固定されている。本体ケース200の内部には、スピンドル110の軸線と平行な溝が設けられていて、回り止めピン113の先端が前記溝に入ることにより、スピンドル110は回り止めされた状態で軸方向摺動可能となっている。
さらに、スピンドル110の途中には、スピンドル110の軸線に直交する向きに突き出るように力受けピン114が取り付け固定されている。
付勢手段は、本実施形態ではバネ121(コイルバネ121)である。なお、付勢手段としては、ゴム(合成樹脂)などの弾性体を利用してもよい。
バネ121は、本体ケース200の内部において、スピンドル110と平行に配置されている。バネ121の基端が力受けピン114に固定されている。そして、バネ121の先端は、測定力調整部300に固定されている。
測定力調整部300は、連結支持部材310と、雄ネジ部320と、を有する。
連結支持部材310は、全体的に細長い円柱状の部材である。連結支持部材310の一端には雌ネジ311が設けられていて、前記雄ネジ部320と螺合する。また、連結支持部材310の他端にはフック312が設けられていて、このフック312にはバネ121の先端が掛け止めされる。
いま、第2収容部270の下側側面において、スピンドル110を通す下貫通孔271のすぐ横に貫通孔が設けられている。この貫通孔を操作貫通孔273と称することにする。
操作貫通孔273の下端側出口は、雄ネジ部320のねじ頭が通らない程度の径であるか、または、操作貫通孔273の下端側出口付近に雄ネジ部320のねじ頭が通らない程度に径を絞る段差がある。
また、連結支持部材310を回り止めするため、操作貫通孔273の内周面と連結支持部材310の外周面とで何らかの係合手段を設けておく。例えば、操作貫通孔273の内周面に貫通孔に沿ったスリット274(溝条)を設けておき、連結支持部材310の外周面にはスリット274に嵌まるピン(突起)を設けておく。
これにより連結支持部材310は回り止めされた状態で操作貫通孔273内に配設される。そして、雄ネジ部320を回すと、連結支持部材310はスピンドル110の移動方向と平行な方向に沿ってネジ送りによって進退する。
図2に表われるように、バネ121の基端が力受けピン114に固定され、バネ121の先端は連結支持部材310のフック312に掛止されている。
このとき、バネ121は自然長より引き伸ばされた状態であって、バネ121は、力受けピン114を介して、スピンドル110を先端側(下端側)へ付勢する(引き寄せる)向きに力を作用させている。そして、測定力調整部300の雄ネジ部320を回転操作して連結支持部材310の位置を上げたり下げたりすることにより、バネ121の伸び量が変化するので、スピンドル110を先端側(下端側)へ付勢する(引き寄せる)力の大きさが変化する。言い換えると、バネ(付勢手段)121の先端側(固定側)の位置を変更調整することで、測定力を変更調整できるようになっている。すなわち、ダイヤルゲージ100の測定力が可変調整できるようになっている。
内部構造の説明として、詳細は省略するが、本体ケース200の収容部には、スピンドル110の変位を検出するエンコーダ(リニヤエンコーダ)や各種電気回路部が設けられている。
電気回路部としては、デジタル表示部240の表示制御を行なう表示制御部、エンコーダからの検出信号を信号処理してスピンドル110(測定子112)の位置を求める演算処理回路、各種設定(原点設定)を記憶するROM/RAMなどがある。
次に、図3は、ダイヤルゲージ100の側面図である。
本体ケース200の第2収容部270に相当する箇所においてスリット274が設けられており、このスリット274を通して連結支持部材310が外から見えるようになっている。
透視できればよいので、スリット274には透明の樹脂を埋めたり貼ったりして、外から油(液滴)やゴミ(塵埃)が侵入しないようにすることが望ましい。
また、本実施形態では、スリット274はダイヤルゲージ100の側面にあるが、スリット274が正面側にあってもよいし、裏面側にあってもよい。
図4は、このスリット274周辺の拡大図である。
連結支持部材310の外側面には、連結支持部材310の位置を示すマーク313が設けられている。
ここでは、ラインマーク313であるが、これはドット(点)やその他の図形であってもよい。
ここで、本体ケース200が大円の第1収容部260に加えて付加体的な第2収容部270を有するのは、スリット274を通して連結支持部材310が見えるようにするための形状の工夫である。
第2収容部270においてスリット274が設けられる面と操作貫通孔273との距離(肉厚)はやや薄目にするのがよいだろう。
また、スリット274を設ける面は、例えば図5に例示のように、スピンドル110の移動方向となるべく平行な面であった方がよいだろう。
そして、第2収容部270の外側面には、スリット274に沿って、測定力目盛が設けられている。
図4の例では、測定力目盛には3つの系列がある。
つまり、
ダイヤルゲージ100が正姿勢の場合の測定力目盛(正姿勢測定力目盛331)と、
ダイヤルゲージ100が逆姿勢の場合の測定力目盛(逆姿勢測定力目盛332)と、
ダイヤルゲージ100が横姿勢の場合の測定力目盛(横姿勢測定力目盛333)と、がある。
なお、ダイヤルゲージ100の配置としては、6パターン考えられる。
(A)測定子112下向き
(B)測定子112上向き
(C)測定子112右向き(ただし表示面は上向き)
(D)測定子112右向き(ただし表示面は下向き)
(E)測定子112右向き(ただし表示面は手前向き)
(F)測定子112右向き(ただし表示面は奥側向き)
ここでは、「(A)測定子112下向き」をダイヤルゲージ100の正姿勢とする。
「(B)測定子112上向き」をダイヤルゲージ100の逆姿勢とする。
そして、表示面の向きにかかわらず、測定子112が水平で左右のどちらかを向いている(C)~(F)をダイヤルゲージ100の横姿勢とする。
いま、ダイヤルゲージ100を正姿勢に置いたとき、測定子112が測定対象物に当接するときの力(測定力)は、バネ121の引っ張り力とスピンドル110の自重と合力ということになる。
一方、ダイヤルゲージ100を逆姿勢に置いたとき、測定力は、バネ121の引っ張り力からスピンドル110の自重を引いた差分ということになる。
このように、ダイヤルゲージ100の姿勢が異なれば測定力は違ってくる。このことを考慮して、ダイヤルゲージ100が正姿勢にあるときに連結支持部材310の位置に応じた測定力を示すのが正姿勢測定力目盛331である。ダイヤルゲージ100が逆姿勢にあるときに連結支持部材310の位置に応じた測定力を示すのが逆姿勢測定力目盛332である。ダイヤルゲージ100が横姿勢にあるときに連結支持部材310の位置に応じた測定力を示すのが横姿勢測定力目盛333である。
例えば、図6に例示するように、測定対象物を多方向から同時に多点測定する必要がある場合、正姿勢、逆姿勢、横姿勢のダイヤルゲージ100の測定力を同じに調整しておくことで測定対象物の形状検査をより正確に行なうことができる。
これら測定力目盛の指標値は、製品出荷時に実測で測定された値を刻設するか、あるいは、本体ケース200の側面にシールを貼るようにしてもよい。また、バネ121の経年変化に対応すべく、年に一回程度、測定力を実測して、測定力目盛の指標値を校正するようにするとよい。
なお、スピンドル110をバネ121で引っ張るという構造上、測定範囲(スピンドル110のストローク)のなかで測定力が変化する。したがって、測定力目盛の指標値が、スピンドル110がどの位置にあるときの測定力を示すものか決めておく必要がある。例えば、測定力目盛の指標値は、スピンドル110が最も突き出た状態のときの測定力を示すものと決めておいてもよい。
さらには、単に連結支持部材310の位置を示すための目盛間距離334を示す系列もあるとよい。(つまり、直線定規に設けられる長さ目盛のようなもの。)スピンドル110をバネ121で引っ張るという構造上、測定範囲(スピンドル110のストローク)のなかで測定力が変化する。したがって、測定対象物の大きさや形状によって、測定範囲(スピンドル110のストローク)のどこで測定子112が測定対象物に当接するかによって測定力は変化する。例えば、図7に例示のように、段差がある測定対象物を多点同時測定しようとすると、測定点によって測定力のバラつきが発生する。そこで、例えば、図7の2つのダイヤルゲージ100の場合、段差の分だけ連結支持部材310の位置を互いにずらしておけば、2つのダイヤルゲージ100の測定力をほぼ同じに調整できる。
このように本実施形態のダイヤルゲージ100によれば、測定器の姿勢やワークの大きさや形状によらず、所望の(あるいは規定の)測定力で測定を行なうことができるようになる。
(変形例1)
測定力調整部300の構成としては、例えば図8の構成にすることもできる。
本体ケース200(第2収容部270)に、スピンドル110の移動方向とほぼ平行にスライド溝351を設けておく。さらに、スライド溝351には、その軸線方向と直交する方向に係止溝352を複数設けておく。測定力調整部300は、スライド溝351を摺動可能なスライダ353とする。もちろん、スライダ353の一端にバネ121が掛止される。スライダ353には、キー突起354を設けておき、係止溝352とキー突起354とを係脱することによって、スライダ353の位置が変更可能かつ固定可能である。
(変形例2)
また、測定力調整部300の構成としては、例えば図9の構成にすることもできる。
本体ケース200(第2収容部270)に、スピンドル110の移動方向とほぼ平行にスライド溝361を設けておく。さらに、スライド溝361には、その軸線方向と直交する方向に係止溝362を複数設けておく。ここでは、係止溝362は、スライド溝361の一対の対向壁に設けられた波状の凹凸(山谷)である。(例えば、波状の凹凸(山谷)の凹部(谷部)を係止溝362と解釈されたい。)
測定力調整部300は、スライド溝361を摺動可能なスライダ363とし、スライダ363には、両側にキー突起を設けておき、係止溝362とキー突起364とを係脱することによって、スライドの位置が変更可能かつ固定可能である。
(変形例3)
上記実施形態では、スリット274を本体ケース200の側面に設けた例を示したが、例えば図10に例示のように、本体ケース200の正面側にスリット274を設けてもよい。
また、図10の例では、目盛(正姿勢測定力目盛331、逆姿勢測定力目盛332、横姿勢測定力目盛333)を、本体ケースの表面ではなく、連結支持部材310に設けている。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態では、測定力調整部300は、ダイヤルゲージ100の本体ケース200において下側に設けられていたが、測定力調整部300をダイヤルゲージ100の本体ケース200の上側に設けるようにしてもよい。
この場合、上貫通孔261の脇に操作貫通孔を設け、付勢手段としては圧縮コイルバネのように、スピンドルを先端側(下方側)に押す力を使えばよい。
100 ダイヤルゲージ
110 スピンドル
112 測定子
113 回り止めピン
114 力受けピン
121 バネ
200 本体ケース
210 外枠体
220 裏蓋体
230 正面蓋体
240 表示部
250 スイッチ
260 第1収容部
261 上貫通孔
262 上側ステムブッシュ
263 キャップ
270 第2収容部
271 下貫通孔
272 下側ステムブッシュ
273 操作貫通孔
274 スリット
300 測定力調整部
310 連結支持部材
311 雌ネジ
312 フック
313 マーク
320 雄ネジ部
331 正姿勢測定力目盛
332 逆姿勢測定力目盛
333 横姿勢測定力目盛
334 目盛間距離
351 スライド溝
352 係止溝
353 スライダ
354 キー突起
361 スライド溝
362 係止溝
363 スライダ

Claims (5)

  1. 長手の棒状体であって、その先端に測定対象物に当接する測定子を有するスピンドルと、
    前記スピンドルを軸方向進退可能に支持する本体ケースと、
    前記本体ケースに設けられ、前記スピンドルの移動方向とほぼ平行な方向に移動可能かつその置を変更調整可能である測定力調整部と、
    一端が直接または間接的に前記スピンドルに係止されるとともに他端が前記測定力調整部に直接または間接的に係止されており、前記スピンドルを前記先端側に向けて付勢する付勢手段と、を備える測定器であって、
    前記本体ケースの外側面または前記測定力調整部の外側面において、前記測定力調整部の位置に応じて前記付勢手段から前記スピンドルに作用する測定力がわかる指標値が付され、
    前記指標値は、当該測定器の姿勢パターンに応じた複数の系列で付されている
    ことを特徴とする測定器。
  2. 請求項1に記載の測定器において、
    前記測定力調整部は、
    雄ネジ部と、
    一端が前記雄ネジ部に螺合するとともに、他端が前記付勢手段に連結される連結支持部材と、を有し、
    前記本体ケースは、前記スピンドルの移動方向とほぼ平行に設けられた貫通孔を有し、前記測定力調整部は前記貫通孔に配置され、
    前記雄ネジ部の回転操作によって前記連結支持部材をネジ送りして前記連結支持部材の位置を変更調整できるようになっている
    ことを特徴とする測定器。
  3. 請求項1に記載の測定器において、
    前記本体ケースは、
    前記スピンドルの移動方向とほぼ平行に設けられたスライド溝を有し、
    前記スライド溝は、さらに、その軸線方向と直交する方向に形成された係止溝を有し、
    前記測定力調整部は、前記スライド溝を摺動可能に設けられ、さらに、前記測定力調整部は、前記係止溝に係脱するキー突起を有し、前記係止溝と前記キー突起との係合によって位置固定される
    ことを特徴とする測定器
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定器において、
    前記指標値は、
    当該測定器の姿勢が正姿勢の場合と、逆姿勢の場合と、横姿勢の場合、とに応じたそれぞれの系列で付されている
    ことを特徴とする測定器。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の測定器において、
    前記本体ケースの外側面または前記測定力調整部の外側面において、前記測定力調整部の位を示す長さ目盛が設けられている
    ことを特徴とする測定器。
JP2020132843A 2020-08-05 2020-08-05 測定器 Active JP7481195B2 (ja)

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