JP4104652B2 - アナログおよびディジタルのディスプレイユニットを備えた測定装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さい、正平行六面体形状のケーシングを有したディスプレイユニットと、実質的に一方がデジタル型で他方がアナログ型とされるとともに、前記長さおよび幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面に設置され、かつ互いに隣り合うように前記前面の長さ方向に沿って配置された２つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードと、測定ヘッドとを備えた測定装置に関する。
背景技術
電子測定装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法を測定するための装置には、測定および処理に関する限りにおいて、優れた２つのタイプの比較的単純な装置、すなわち「コラム」型または「ダイヤル」型の装置若しくは比較器がある。
前記コラム型の装置は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有した、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さいディスプレイユニット（通常は、電力供給、検出器およびプロセッサとして作動する）を備えている。
一方がデジタル型で他方がアナログ型の少くとも２つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードとが、前述した長さと幅に対応した寸法を有した、前記ケーシングの前面に配置される。電気的なコネクタが前記ケーシングの背面に配置され、電力供給ネットワーク、入力装置、より詳しくは、一つ若しくは複数の測定ヘッド、出力装置、リレー類、測定信号プロセッサ、その他とのケーブルを介した接続を提供する。例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、若しくは小さなガス放出チューブから成るセグメントを備えたタイプの前記アナログディスプレイ装置は、一般的に前記前面の長さ方向に沿って、実質的に垂直スケールとして配置される。これに対して、通常は光セグメント型の前記デジタル装置は、前記前面の幅方向に沿って配置される。実際、典型的にそのように呼ばれる「電子コラム」は垂直に配置されるとともに、ケーシングの下側基部に固定された脚によってテーブル若しくは支持平面上に静止する。
また、水平に配置されるとともにテーブル若しくは支持平面上に静止する、前記コラム型に由来する既知の装置においては、両ディスプレイ装置が水平方向に配置される。
これらの電子コラムはかなり嵩張っている。そして、同一のワーク片に対する複数の測定値を表示するために、複数の垂直コラムが並ぶように（水平に配置される装置においては互いに積み重ねられるように）配置される場合には、その全体寸法が、コラムを測定ヘッドからかなりの距離を離して配置しなければならなくしたり、ディスプレイ上の種々の測定値を容易かつ正確に見ることが困難にしたりする不都合を引き起こし得る。
いわゆる「ダイヤル型」の電子比較器機、若しくは米国特許ＵＳ−Ａ−４２８９３８２に開示された比較器や欧州特許のＥＰ−Ｂ−００９７５２０に開示されたもの等は、かなりコンパクトである。これらの比較器は、厚みの小さい実質的に円筒状の、若しくは実質的にプリズム状のケーシングを有したディスプレイユニットを備えている。前記ケーシングの前面には、一方がアナログ型で他方がデジタル型の２つのディスプレイ装置が配置されている。いくつかのキー若しくはキーボードが、前記ケーシングの同じ前面、若しくはその横の表面（環状表面、若しくは矩形状の面）に設置される。測定ヘッド、より詳しくは、いわゆる「カートリッジ型」の測定ヘッドは、機械的カップリングによってディスプレイユニットのケーシングに直接接続され、若しくは遠くに設置されてケーブルを介してディスプレイユニットに接続される。
前記ダイヤル型の比較器は、典型的にロック装置によって外部支持装置に連結されるが、一体型の測定ヘッドを有した比較器の場合には、測定ヘッドのケーシングに連結される。
比較的単純な測定ベンチにおいては、測定ヘッドを一体型のディスプレイユニットと共に使用することが望ましい。例えば、シャフト状のワーク片の複数箇所の直径を測定する、測定位置に手動で配置されるベンチにおいては、装置を（一体型の測定ヘッドと共に）シャフトの軸線方向に並べて配置することが望ましい。しかしながら、例えばシャフトの、密接して配置されたいくつかの断面の直径を測定することが要求される際などに、既知のダイヤル型比較器は並べて配置するには必ずしも適していない。そのような状況の下では、ディスプレイユニットの前面の全体寸法がこの配置を不可能にするとともに、欧州特許ＥＰ−Ｂ−００９７５２０に開示されているように、離して配置される測定ヘッドを備えた装置を使用しなければならない。しかしながら、この構成においても、ディスプレイユニットの前面の全体寸法は、コンパクトかつ容易に読み取れるディスプレイ群の達成を可能にはしない。
発明の開示
本発明の目的は、特にディスプレイ装置の配置に関して、特に全体寸法が小さい、非常にコンパクトな装置を供給することにある。
この目的は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有し、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さなディスプレイユニットと、実質的に一方がアナログ型で他方がデジタル型で、前記長さおよび前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面に設置され、前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された２つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御を目的とするキーボードと、測定ヘッドとを備えた測定装置であって、前記キーボードが前記ケーシングの基部に配置されるとともに、前記ディスプレイユニットを外部支持装置に連結するロック装置が、前記ケーシングに連結されており、前記測定ヘッドが、前記ケーシングの幅方向と平行な軸周りに調節できるようにするための調整装置を介して、前記ケーシングの前記キーボードが配置された基部とは反対側の基部に対応する位置において、前記ディスプレイユニットに接続されることを特徴とする測定装置によって達成される。
本発明による装置の機械的および電気的な特徴は、注目に値する機能性と限られたコストとを結びつけることを可能とする。本発明は、複数のディスプレイユニットを互いに並べ、若しくは互いに積み重ねて配置する可能性を提供するとともに、互いに並ぶ方向の全体寸法を最小限にし、とりわけディスプレイ上のデータの迅速かつ容易な読み取り確実にする。これらおよびその他の利点は、装置がディスプレイユニットと一体型の測定ヘッドを有する場合と、装置が遠隔測定ヘッドを有する場合の両方において達成される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付された図面を参照し、例証を目的としかつ非限定的な目的のために、詳細に記述される。ここで：
図１はディスプレイユニットと、このディスプレイユニットに調節可能に連結された測定ヘッドとを備えた測定装置の側面図；
図２は、図１に示された装置の要部の正面図；
図３は、図１と図２に示された装置の要部の背面図；
図４は、図１乃至図３に示された装置の平面図；
図５は、図１乃至図４に示したような複数のディスプレイユニットを、水平位置に支持するために、かつケーブルによって遠隔測定ヘッドと接続するように構成された支持装置の側面図；
図６は、図５に示された支持装置の平面図；
図７は、図１乃至図４に示された装置の回路の概略を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
図１乃至図４に示した装置は、ディスプレイユニット１と、このディスプレイユニット１に堅固に、しかしながら調節可能に連結された測定ヘッド２とを備えている。
前記ディスプレイユニット１は、長さ（すなわち、図１に示した装置においては高さ）および奥行きに対して幅がかなり小さい、実質的に正平行六面体形のケーシング５を有する。その前面４の寸法は、ケーシング３の長さおよび幅に対応する。背面５には、上側基部７に延びるチャンファ（角をそいだ斜面）６が設けられ、この上側基部７には、プログラミングおよび制御のための４つのキー８、９、１０および１１を有するキーボードが設けられている。
測定ヘッド２、すなわち本実施形態においては、直線方向の寸法を検査するための「カートリッジ」形測定ヘッド２が、ケーシング３の基部１２に連結されている。その装置は、外部支持装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法の検査のために手動でワーク片を搭載するベンチ支持具構造に、測定ヘッド２の円筒状のスリーブ１３と協動する図示されない連結装置によって堅固に連結される。
ケーシング３の前面４には、前面４の長さ方向に沿って互いに隣接するように配置された、２つのディスプレイ装置１４，１５が設置されている。
前記ディスプレイ装置１４は、アナログに類似したタイプであって、棒グラフ状に直線的に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している。前記配列の側方には、前記ダイオードによって示される測定値と協動する、目盛り付けされたスケール１６が設けられている。ダイオードの配列は、１個の中央ダイオードと、この中央ダイオードの両側にそれぞれ配置された１０個ずつのダイオードとからなる２１個のダイオードを有する。各ダイオードは、緑色、赤色あるいはその組合せ（黄色）の光を選択的に発することができる。
前記ディスプレイ装置１５はデジタルタイプであって、７つのセグメントを有する５つの要素のストリングからなり、数値情報あるいはアルファベット文字による単純なメッセージを選択的に提供することができる。
前記測定ヘッド２は、測定ヘッド２の上側部分に堅固に連結された環状ディスク１７と、ケーシング３に連結された円筒状表面の形を有する座１８と、実質的にＣ字形の断面形状と９０度の角部を有した小さい摩擦プレート１９とからなるロックおよび調整のための装置によって、ディスプレイユニット１に連結されている。プレート１９は、ディスク１７の下側部分を通過させるための下側中央スロットと、図１にその一つが示されている２つの半円形のノッチ２０とを有している。プレート１９は、基部１２に形成されたねじ穴に挿入される図示されないスクリューによって基部１２に固定されるとともに、ノッチ２０に隣接して生じるわずかな変形によって、ディスク１７を接触座１８に押し付ける。さらに、ディスク１７の厚さはプレート１９の（休止状態の下での）幅よりわずかにより大きいので、ディスク１７がプレート１９内に配置されると、後者は湾曲して適切な量の圧力をディスク１７の表面に負荷する。したがって、ディスプレイユニット１と測定ヘッド２の相互の配置を、例えば、点線により示されかつ参照番号２’および２”により識別された測定ヘッドの位置に変更することが可能である。
実際、測定ヘッド２が外部支持装置に固定されるという事実によって、前述の外部支持装置に対するディスプレイユニット１の角度配置を変えることが可能である。前記配置は２つの軸、すなわちディスク１７の幾何学的な軸（この軸は、ケーシング３の前記幅の方向と平行である）および円筒状スリーブ１３の軸の周りの角度の調整によって変えることができる。
ケーシング３の背面５、より正確にはチャンファ６には、ディスプレイユニット１および測定ヘッド２に対する電力供給のために、かつ種々の入出力機能の達成のために電気的コネクタ２１が連結されている。
前述したディスプレイユニット１の構造と、以下に図７を参照して記述する電気回路のタイプは、ディスプレイユニットを、非常に小さいけれども同時に極めて機能的なものとする。プロトタイプは、以下の寸法、すなわち長さ１１ｃｍ、幅１．２ｃｍ、奥行き６．９ｃｍに製作された。明らかにこれらの寸法は変更可能であるが、好ましくは長さは１３ｃｍを、幅および奥行きはそれぞれ１．５ｃｍおよび８ｃｍを超えるべきではない。
複数のディスプレイユニット１，１’，１”等が、図示されない遠隔測定ヘッドとともに用いられる際には、図５および図６に示される支持装置３０は、測定値の簡単かつ迅速な読みとりを確実なものとするために、前記ディスプレイユニット１，１’，１”等を非常にコンパクトに配置することを可能にする。
前記支持装置３０は、実質的に矩形のベースプレート３１と、このプレート３１の表面上に立設された柱３２とを有する。
柱３２は、金属から製造されるとともに、Ｃ字形の断面形状を有し、かつ前記Ｃ字形の両翼部に対向して配置された一対の孔３３，３４によって画成される座を備え、前記ディスプレイユニット１，１’，１”が柱３２に固定されることを可能にする。この目的のために、各ディスプレイユニット１，１’，１”のディスク１７はピン３５の端部に堅固に連結され、このピン３５は、ディスク１７に隣接する当接フランジと、ナット３６に螺合するねじ部とを有している。図５および図６に示されるように、ピン３５の前記フランジおよび前記ナット３６は、柱３２の両翼部に当接している。
図５に示される前記支持装置３０は、最大１０台までの、水平に配置され、かつ垂直方向に互いに小さい間隔を開けて重ね合わされたディスプレイユニット１，１’，１”を支持することができる。
さらに、柱３２の中央の側面には、関連するディスプレイユニット１，１’，１”若しくは関連する一対の孔３３，３４とそれぞれ同じ高さに配置された、隣接する２列に配置された１０対の座面が設けられている。これらの座面には、磁気プレート３９，４０を貼り付けることができる。左側に配置された磁気プレート３９は、関連するディスプレイユニット１，１’，１”によって表示される測定値のタイプに関するシンボル、若しくはその他の指示を提示することができる。また、右側に配置された磁気プレート４０は、測定を識別するための番号を提示することができる。
ディスプレイユニット１，１’，１”に接続されたケーブル４１，４２は、柱３２の内側においてプレート３１に連結されたチャネル４３の内側に、一緒に集められるとともに、ある部分のためにこのような方法で配置されることができる。
前述したように、図７を参照して説明される電気回路のタイプによって、ディスプレイユニット１の、極めてコンパクトではあるが非常に機能的な構造が実施可能となる。
より詳しく説明すると、図７の単純化されたブロック図は、可変周波数発振回路５０を示す。可変周波数発振回路５０は、測定ヘッド２の変換器５１を備え、この変換器５１は、２つのインダクタンス５２，５３を有しているが、その周波数の値は図１に示した触手５５と共に移動可能な磁気コア５４の位置に応じて変化する。コア５４が中央位置にあるとき、発振回路５０の周波数は予め定められた値ｆ0、例えば３０ｋＨｚである。両インダクタンス５２、５３は、発振回路５０の他の部品５７の上方に電気機械式リレー５６として模式的に示される電子リレーによって、毎秒あたり数十回の割合で周期的に切り替えられる。それゆえに、コア５４が中央位置から予め定められた位置に変位したときに、周波数の差がｆ1−ｆ2である周波数ｆ1およびｆ2の２つの信号を供給することが可能である。周波数の差ｆ1−ｆ2、およびそれに伴う周期の差ｔ1−ｔ2は、定められたように、コア５４の中央位置からの変位、言い換えれば、チェックされなければならないワーク片の公称値に対する寸法偏差に依存する。発振回路５０に接続された回路５８が供給する、周期がそれぞれｔ1およびｔ2の矩形状の波形を有した２つの信号は、クォーツ発振器６１によって供給される一定の周波数ｆR、例えば１ＭＨｚの信号をその入力部で受け取るゲート６０を有した変換回路５９に到達する。ゲート６０の開放は、いくつかの周期、例えば１０周期の間、周期ｔ1の信号若しくは周期ｔ2の信号のいずれかによって制御される。カウンタを有した回路６２は、ゲート６０が開放している間、一定周波数の信号を受け取るとともに、ｔ1−ｔ2、すなわちワーク片寸法の公称値に対する偏差に対応した値を有する信号を供給する。そしてプログラミングおよび駆動回路６３は、この信号によって、ディスプレイ装置１４、１５を駆動する。
図７に示した回路は、ヨーロッパ特許ＥＰ−Ｂ−００９７５２０に記述された回路といくつかの類似性を有するが、いくつかの重要な相違をも有している。第一に、測定ヘッド２の変換器を有した発振器回路５０の共振周波数が大幅に低い（５００ｋＨｚに対して３０ｋＨｚ）。このことは、測定値の検出における応答時間を増加させるが、いずれにせよ、手動で操作されるタイプの装置にとっては最も適している。低い発振周波数の使用によって得られる基本的な利点は、ノイズ、より詳しくは、ディスプレイユニット１を遠隔測定ヘッドに接続するケーブルの容量の変化によって生じるノイズに関する回路の敏感さがかなり減少するということにある。ＥＰ−Ｂ−００９７５２０に開示された前記装置においては、ケーブルを介した送信の前に信号を減衰させるとともに、送信後に信号を増幅させる必要があるが、本発明の装置はこのような操作を必要としない。したがって、図７に模式的に示した前記回路は、安全性の強化およびコストの削減の達成を可能とするが、応答時間の増加は予想される使用に対してそれほど影響を及ぼさない。
次に、ディスプレイユニット１のキーボードのキー８乃至１１を示す図４を参照し、マイクロプロセッサを有した回路およびソフトウェアによって達成されるディスプレイ装置のいくつかの機能的な特徴を説明する。キー８乃至１１は、システムの状態（測定、較正なし、ゼロ設定なし、較正、エラー）に依存する多機能キーである。
キー１１は、ディスプレイユニット１に接続された測定ヘッド２の変換器５１のコア５４の決定された位置における読みのゼロ設定を可能とする。システムがゼロ設定機能をキー１１に割り当てている状態においては、ゼロ設定の操作は、キー１１を押した後にキー１１を解放することによって実行される。キーの解放は、数秒の遅延時間をスタートさせる。そして、この遅延時間が終了するときにゼロ設定が実行される。この特徴は、測定ヘッド２がディスプレイユニット１に一体化されている場合に重要である。つまり、キー１１に負荷される圧力は測定ヘッドに応力を生じさせ、その結果としてゼロ設定に誤差を生じさせるのである。
プログラミング状態においては、キー８および９を適切にかつ順番に押すことによって以下のことが可能となる。
まず、デジタル表示、およびデジタル・ディスプレイ装置１５から供給されるメッセージの配置を設定することにより、１８０度反転させた２つの水平位置におけるディスプレイユニット１上での読み取りを可能にすること。
次に、例えばディスプレイユニット１が垂直位置に配置されている時に、デジタル・ディスプレイ装置１５を非活性化させること。
本明細書に記載された発明は、線形寸法の測定とは異なるタイプの測定に対しても適用することが可能である。

Claims (4)

1. 実質的に正平行六面体形状のケーシング（３）を有し、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さなディスプレイユニット（１）と、
   実質的に一方（１４）がアナログ型で他方（１５）がデジタル型で、前記長さおよび前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面（４）に設置され、前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された２つのディスプレイ装置と、
   プログラミングおよび制御を目的とするキーボード（８−１１）と、
   測定ヘッド（２）と
   を備えた測定装置であって、
   前記キーボード（８−１１）が前記ケーシングの基部（７）に配置されるとともに、
   前記ディスプレイユニット（１）を外部支持装置（３０）に連結するロック装置（１３；３５）が、前記ケーシングに連結されており、
   前記測定ヘッド（２）が、前記ケーシングの幅方向と平行な軸周りに調節できるようにするための調整装置（１７−２０）を介して、前記ケーシング（３）の前記キーボード（８−１１）が配置された基部とは反対側の基部（１２）に対応する位置において、前記ディスプレイユニット（１）に接続されることを特徴とする測定装置。
2. 前記調整装置が、前記測定ヘッド（２）の端部に堅固に接続されたディスク（１７）と、前記ケーシング（３）に接続され円筒形表面の一部の形状を有する座（１８）と、前記ケーシング（３）に接続されるとともに前記ディスク（１７）と協動する摩擦要素（１９）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記長さが１３ｃｍを、前記幅が１．５ｃｍを、そして前記奥行きが８ｃｍをそれぞれ上回らないことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記長さ、幅および奥行きの値が、それぞれ約１１ｃｍ、１．２ｃｍおよび７ｃｍであることを特徴とする請求項３に記載の装置。

Images