JPH0151923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変位測定方法および装置に係り、特
に、当接型直線変位測定機（以下当接型ゲージと
称する）を多数並列配置して立体物の形状を測定
する際に用いるのに好適な、本体ケースに軸方向
移動自在、且つ、先端が突出して取付けられたス
ピンドルの先端を被測定物に当接した時の、前記
スピンドルの基準位置からの相対変位量を検出す
ると共に、緩衝手段を用いて前記スピンドルのス
トロークを規制するようにした変位測定方法およ
び装置の改良に関する。

従来、被測定物の高さ或いは長さ等を測定する
装置として、第１図及び第２図に示したように、
本体ケース１２と、該本体ケース１２に軸方向移
動自在、且つ、先端１４ａが突出して取付けら
れ、被測定物に当接して変位されるスピンドル１
４と、該スピンドル１４を突出方向（第１図の下
方向）に付勢して測定力を付加するための引張り
ばね１６と、前記スピンドル１４のストロークを
規制するためのストツパ１８と、前記スピンドル
１４の変位量を検出して、これを電気信号として
出力する検出器２０と、該検出器２０出力の電気
信号に基いて前記スピンドル１４の基準位置から
の相対変位量を表示するデジタル表示器２２とを
有し、前記スピンドル１４の先端を被測定物に当
接した時の、前記スピンドル１４の基準位置から
の相対変位量を検出し、表示するようにした、い
わゆる電気式の当接型ゲージ１０が知られてい
る。

この電気式の当接型ゲージ１０においては、例
えば前記検出器２０として、前記スピンドル１４
に取付けられた、スピンドル１４と共に移動す
る、光学格子が形成されたメインスケール２６
と、基板２７を介して前記本体ケース１２側の前
記メインスケール２６と対向する位置に取付けら
れた、同じく光学格子が形成されたインデツクス
スケール２８と、第２図の裏側に配置された光源
（図示省略）から、前記メインスケール２６及び
インデツクススケール２８を透過してきた光の明
暗を検出するための受光素子３０とからなる光電
型エンコーダが採用されており、該光電型エンコ
ーダにより検出される、前記スピンドル１４の基
準位置からの相対変位量を、例えばデジタル表示
器２２でデジタル表示するようにされている。な
お、通常は、デジタル表示器２２が任期の位置で
零表示できるよう、零セツトスイツチ３２を含む
零クリア回路が設けられている。

図において、３４は、電源スイツチ、３６は、
必要に応じて使用される交流電源用アダプタ、３
８は、前記スピンドル１４に連結された横方向の
連結部材４０のスピンドル１４と反対側の端部を
上下方向に摺動案内するための、回り止め用ガイ
ドである。

前記のような当接型ゲージ１０によれば、その
電源を遮断しない限り、零セツトスイツチ３２を
押すことにより任意の位置で設定された基準位置
を零として、該基準位置からの相対変位量が土の
符号を含めてデジタル表示されるという特徴を有
する。

一方近年、前記当接型ゲージの各種測定への応
用技術の発展と共に、第３図に示す如く、フレー
ム５０に並列状態で固定支持された多数の当接型
ゲージ１０を用いて、定盤５２上に載置された立
体物５４の形状を基準体と比較測定しようとする
試みがなされている。しかしながら、従来の当接
型ゲージをそのまま用いたのでは、検出器やデジ
タル表示器が、電源を遮断した際に零クリアされ
てしまう。従つて、定盤５２上に基準体を載置し
て基準位置を設定しても、基準体から被測定物に
置き換える際に当接型ゲージ１０の電源が遮断さ
れると、各表示値が零となり、当接型ゲージ１０
の基準位置が消滅してしまうため、正確な比較測
定を行うことが困難であつた。

特に、比較的大きな被測定物を基準体に対して
比較測定する場合には、被測定物の搬入出を容易
とするために、搬入出時に電源を積極的に切るこ
とがある。又、停電、操作ミスや２日間にわたる
測定等で電源を切らざるを得ない場合もある。

なお、当接型ゲージ１０には、通常、スピンド
ル１４のストロークを規制するためのストツパ１
８が設けられているので、スピンドル１４が最大
突出位置にある状態（以下静止状態と称する）を
基準位置として採用することが考えられる。しか
しながら、一般に検出器を光電型エンコーダとし
た場合、或いは他の型とした場合のいずれも、精
度上や被測定物の保護等の必要から、ストローク
エンドに緩衝手段を設ける必要があり、通常、こ
の緩衝手段は、コイルばねやゴム円筒等を利用し
ている。従つて、静止状態におけるスピンドル１
４の最大突出位置の再現性が悪く、例えばリニヤ
ゲージで要求されるμmオーダーの再現性を得る
ことができず、従つて、静止状態を基準位置とす
ることは困難であつた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、積極的に又は消極的に電源が遮断さ
れても基準位置を確実に再現することができ、し
かも、スピンドルの有効ストロークを殆んど制限
することのない変位測定方法および装置を提供す
ることを目的とする。

本発明は、本体ケースに軸方向移動自在、且
つ、先端が突出して取付けられたスピンドルの先
端を被測定物に当接した時の、前記スピンドルの
基準位置からの相対変位量を検出すると共に、緩
衝手段を用いて前記スピンドルのストロークを規
制するようにした変位測定方法において、前記緩
衝手段が作動する直前のスピンドル位置を、前記
基準位置とするようにして、前記目的を達成した
ものである。

本発明は、又、本体ケースと、該本体ケースに
軸方向移動自在、且つ、先端が突出して取付けら
れ、被測定物に当接して変位されるスピンドル
と、該スピンドルを突出方向に付勢して測定力を
付加するための付勢手段と、前記スピンドルの最
大突出位置を規制するための緩衝手段と、前記ス
ピンドルの変位量を検出して、これを電気信号と
して出力する検出器と、該検出器出力の電気信号
に基いて前記スピンドルの基準位置からの相対変
位量を表示する表示器とを有する変位測定装置に
おいて、前記スピンドルが前記緩衝手段に当接す
る直前のスピンドル位置を検出するための基準位
置検出手段を設け、該基準位置検出手段が作動し
た時のスピンドル位置を前記基準位置とするよう
にして、前記目的を達成したものである。

更に、前記基準位置検出手段を、本体ケースに
取付けられた板ばねと、同じく本体ケースに取付
けられた、前記スピンドルが最大突出位置近傍に
ない時は、前記板ばねと当接している電極片と、
前記スピンドルに取付けられた、スピンドルが前
記緩衝手段に当接する直前の位置で、前記板ばね
と電極片の接触を断つための係合片とから構成し
て、基準位置を容易に検出できるようにしたもの
である。

又、前記板ばねの厚さを、支持部と先端部で異
なるものとし、先端部の板厚を支持部の板厚より
大として、スピンドルの動きを余り妨げることな
く、基準位置を高精度で検出できるようにしたも
のである。

更に、前記電極片を、スピンドルの軸線方向に
位置調整可能として、基準位置を調整可能とした
ものである。

又、前記緩衝手段を、本体ケースに固定され
た、弾性部材からなる片持梁状薄肉片として、簡
単な構成で、スピンドルの有効ストロークを損う
ことなく、高い緩衝性能が得られるようにしたも
のである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

本実施例は、第４図乃至第７図に示す如く、本
体ケース１２と、該本体ケース１２に軸方向移動
自在、且つ、先端１４ａが突出して取付けられ、
被測定物に当接して変位されるスピンドル１４
と、該スピンドル１４の略中央部と前記本体ケー
ス１２間に張架され、前記スピンドル１４を突出
方向に付勢して測定力を付加するための引張りば
ね１６と、前記スピンドル１４の最大突出位置
（図の下限位置）を規制するための、緩衝手段を
兼ねた下方のクツシヨンストツパ６０と、前記ス
ピンドル２２の最大引込位置（図の上限位置）を
規制するための、緩衝手段を兼ねた上方のクツシ
ヨンストツパ６２と、前記スピンドル１４の変位
量を検出し、これを電気信号として出力するため
の、前記スピンドル１４に取付けられたメインス
ケール２６、前記本体ケース１２側に取付けられ
たインデツクススケール２８、光源（図示省略）
および受光素子３０を含む光電式エンコーダから
なる検出器２０と、該検出器２０出力の電気信号
に基いて前記スピンドル１４の基準位置からの相
対変位量を表示するためのデジタル表示器（図示
省略）とを有する当接型ゲージ１０において、前
記スピンドル１４が前記下方のクツシヨンストツ
パ６０に当接する直前のスピンドル位置を検出す
るための基準位置検出器６４を設け、該基準位置
検出器６４が作動した時のスピンドル位置を前記
基準位置とするようにしたものである。

前記基準位置検出器６４は、ねじ６６により、
基板６８を介して、一端（第４図の左端）が本体
ケース１２側に取付けられた板ばね７０（第４
図、第６図参照）と、絶縁ブツシユ７２及び基板
６８を介して同じく本体ケース１２側に取付けら
れた、前記スピンドル１４が最大突出位置近傍に
ない時（第４図に破線で示す板ばね７０が略直線
状の時）は、前記板ばね７０の先端部と当接して
いる、一対の円柱状電極片７４，７６（第４図参
照）と、前記スピンドル１４側に取付けられた、
スピンドル１４が前記下方のクツシヨンストツパ
６０に当接する直前の位置で（第４図及び第７図
に実線で示す板ばね７０の右端が下方に押された
時）、前記板ばね７０と電極片７４，７６の接触
を断つための、略逆Ｌ字形状の係合片７８（第４
図、第７図参照）とから構成されている。

前記板ばね７０は、その厚さが支持部と先端部
で異なるものとされ、先端部の板厚が支持部の肉
厚より大とされているので、前記係合片７８によ
り電極片７４，７６との接触が断たれる位置の再
現性が非常に良好なものとなつている。

又、前記電極片７４，７６は、その位置がスピ
ンドル１４の軸線方向に位置調整可能とされ、基
準位置を容易に調整できるようにされている。

前記クツシヨンストツパ６０，６２は、いずれ
も、本体ケース１２に一方の腕部が固定された、
弾性部材、例えばゴムからなる片持梁状薄肉片と
されている。従つて、スピンドル１４の有効スト
ロークを殆ど損うことなく、良好な緩衝作用が得
られる。

図において、８０は、各種電気回路が配設され
た回路基板である。

以下作用を説明する。

本発明に係る当接型ゲージ１０を、前出第３図
に示した如く、フレーム５０に多数並列固定して
立体物１６の形状を測定する場合を考えると、ま
ず、定盤５２上に基準体を載置して、その時のス
ピンドル１４の変位量をデジタル表示器２２から
読取る。この時に際して、定盤５２上に基準体を
載置する前に、各当接型ゲージ１０の電源をオン
としておけば、各当接型ゲージ１０のスピンドル
１４は、それぞれその最大突出位置にあるため、
基準位置検出器６４が必ず作動することになる。
従つて、基準位置検出器６４によつて検出された
絶対基準位置をもとに、基準体の寸法が測定され
る。

ついで、電源を遮断した状態で、定盤５２上か
ら当接型ゲージ１２をフレーム５０ごと取りはず
し、定盤５２上に被測定物を載置する。更に、フ
レーム５０を定盤５２上に戻す前に、各当接型ゲ
ージ１０の電源を再びオンとすると、この時にも
各当接型ゲージ１０のスピンドル１４は、それぞ
れその最大突出位置にあるため、スピンドル１４
の引込み動作で必ず基準位置検出器６４が動作
し、当接型ゲージ１０は絶対基準位置を基に変位
量を測定することになる。従つて、被測定物又は
当接型ゲージの搬送等に際して、当接型ゲージの
電源を遮断したり、或いは、停電、操作ミス等に
より電源が遮断された場合においても、同一の絶
体基準位置をもとに、正確な比較測定を行うこと
が可能となる。

本実施例においては、スピンドルの最大突出位
置近傍に基準位置検出器を設けているので、当接
型ゲージが測定状態にない場合には、必ずその表
示値が絶対基準位置で校正されることになり、基
準位置による校正が、確実に行われる。なお、基
準位置を得る方法はこれに限定されず、例えば、
スピンドルの最大引込位置近傍或いは中央部近傍
に基準位置検出器を設けて、基準位置とすること
も勿論可能である。

又、本実施例においては、基準位置検出手段と
して、板ばね、電極片および係合片等から構成さ
れる機械的な基準位置検出器を用いているので、
構成が単純であり、電気回路側の負担も少ない。
なお、基準位置検出手段の構成は、これに限定さ
れず、例えばメインスケールの途中に、絶対基準
位置検出用のランダムパターン状の目盛縞を設
け、該目盛縞を利用して、基準位置を検出するこ
とも可能である。

前記実施例においては、本発明が、光電式エン
コーダを有する検出器を含む当接型の直線変位測
定機に適用されていたが、本発明の適用範囲はこ
れに限定されず、光電式エンコーダ以外のエンコ
ーダ、例えば磁気式エンコーダを含むものや、直
線変位測定機以外の変位測定装置にも同様に適用
可能である。更に、デジタル表示の他、プリンタ
等によつて測定結果を表示するようにしたものに
も同様に適用可能である。

以上説明したとうり、本発明によれば、電源が
遮断されても基準位置を確実に再現することがで
き、しかも、スピンドルの有効ストロークを殆ん
ど制限することがないという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の当接型直線変位測定機を示す
正面図、第２図は、同じく拡大正断面図、第３図
は、当接型直線変位測定機を多数並列配置して立
体物の形状を測定している状態を示す正面図、第
４図は、本発明に係る変位測定装置の実施例を示
す正断面図、第５図は、同じく側断面図、第６図
は、第４図の−線に沿う断面図、第７図は、
同じく第４図の−線に沿う断面図である。 １０……当接型直線変位測定機、１２……本体
ケース、１４……スピンドル、１６……引張りば
ね、２０……検出器、６０……クツシヨンストツ
パ、６４……基準位置検出器、７０……板ばね、
７４，７６……電極片、７８……係合片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体ケースに軸方向移動自在、且つ、先端が
   突出して取付けられたスピンドルの先端を被測定
   物に当接した時の、前記スピンドルの基準位置か
   らの相対変位量を検出すると共に、緩衝手段を用
   いて前記スピンドルのストロークを規制するよう
   にした変位測定方法において、前記緩衝手段が作
   動する直前のスピンドル位置を、前記基準位置と
   するようにしたことを特徴とする変位測定方法。 ２ 本体ケースと、該本体ケースに軸方向移動自
   在、且つ、先端が突出して取付けられ、被測定物
   に当接して変位されるスピンドルと、該スピンド
   ルを突出方向に付勢して測定力を付加するための
   付勢手段と、前記スピンドルの最大突出位置を規
   制するための緩衝手段と、前記スピンドルの変位
   量を検出して、これを電気信号として出力する検
   出器と、該検出器出力の電気信号に基いて前記ス
   ピンドルの基準位置からの相対変位量を表示する
   表示器とを有する変位測定装置において、前記ス
   ピンドルが前記緩衝手段に当接する直前のスピン
   ドル位置を検出するための基準位置検出手段を設
   け、該基準位置検出手段が作動した時のスピンド
   ル位置を前記基準位置とするようにしたことを特
   徴とする変位測定装置。 ３ 前記基準位置検出手段が、本体ケースに取付
   けられた板ばねと、同じく本体ケースに取付けら
   れた、前記スピンドルが最大突出位置近傍にない
   時は、前記板ばねと当接している電極片と、前記
   スピンドルに取付けられた、スピンドルが前記緩
   衝手段に当接する直前の位置で、前記板ばねと電
   極片の接触を断つための係合片とから構成されて
   いる特許請求の範囲第２項に記載の変位測定装
   置。 ４ 前記板ばねの厚さが、支持部と先端部で異な
   るものとされ、先端部の板厚が支持部の板厚より
   大とされている特許請求の範囲第３項に記載の変
   位測定装置。 ５ 前記電極片が、スピンドルの軸線方向に位置
   調整可能とされている特許請求の範囲第３項に記
   載の変位測定装置。 ６ 前記緩衝手段が、本体ケースに固定された、
   弾性部材からなる片持梁状薄肉片である特許請求
   の範囲第２項に記載の変位測定装置。