JPH0620084Y2 - 高さ基準器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ハウジング、ホルダー、複数個のブロッ
ク、及びハウジングとホルダーの相対移動距離の測定手
段を備え、いわゆるリンギングの状態でホルダーに保持
されている複数個のブロックから得られる距離と、ホル
ダーとハウジングの相対移動による距離に基づき被測定
物の高さを測定する高さ基準器に関する。詳しくは、装
置全体の大きさ及び重さをある範囲に抑えたままで測定
精度の向上が確保でき、更にはハウジングに対するホル
ダーの移動とその移動の測定が容易におこない得るため
の改良に関する。

［従来の技術］ 従来の高さ基準器１αは第４図に示すように、ハウジン
グ（図示省略）に対して相対移動させるための送りネジ
１１αをホルダー４αの上部に螺合させ、且つ送りネジ
１１αにマイクロメータヘッド２５αを連結して構成さ
れていた。

［考案が解決しようとする課題］ 高さ基準器１αでは、ハウジングに対するホルダー４α
の移動の距離は、マイクロメータヘッド２５αの測定値
を読取ることによって得ていた。

さて、上記移動の距離の精度は、マイクロメータヘッド
２５αの測定精度によって決まる。従って、より高い測
定精度を得るには読取り目盛をより細かく設定する必要
があり、読取り目盛をより細かに設定するには目盛が付
されるシンブル２６αの径をより大きくしなければなら
ないという問題があった。つまり例えば、送りネジ１１
αにおいて１ピッチが０．５mmのネジを用い、最小読取
り値（目量）が０．００１mmであって、目盛が０．５mm
ごとに付されている場合では、シンブル２６αの円周は
０．５×０．５÷０．００１＝２５０mmとなる。これ
は、直径が約８０mmであることを意味する。ここでネジ
のピッチと目盛間の距離をそのままに保ち、最小読取り
値を０．０００５mmとして読取り精度（測定精度）を上
げると、シンブル２６αの円周は０．５×０．５÷０．
０００５＝５００mmであって直径は約１５９mmになる。
又、目盛間の距離は読取り上最低０．５mmが必要で、読
取り易くするためには０．７〜１．０mm程度の距離があ
ることが望ましく、シンブル２６αの径はより大きくな
りそれに見合うようにハウジングも大きくなって装置全
体が大きくなり、又全体重量も大きくなって取扱いが手
間取るようになり、問題は深刻であった。

更に、高さ基準器１αでは、ハウジングとケーシング４
αの移動操作及びその移動の量の測定は、マイクロメー
タヘッド２５α、つまり装置の上部でおこなうために、
取扱いにくいという問題があった。殊に、装置全体の縦
方向の距離（高さ）がより大きい場合には、操作及び測
定（読取り）をより高い位置でおこなわなければなら
ず、測定値の読取り誤りも発生し易く問題は深刻であっ
た。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、装
置全体の大きさ及び重量をある範囲内に抑えたままで測
定の精度の向上が可能であり、又ハウジングに対するケ
ーシングの移動の操作及びその移動の距離の測定が簡便
におこない得る高さ基準器を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ この考案は、互いに相対移動可能なハウジング及びケー
シングのうち、一方にメインスケールを付設し、他方に
検出ヘッドを付設し、その検出ヘッドの検出によってハ
ウジングとケーシングの相対移動の距離を求めるように
構成されてなる高さ基準器である。

その詳細な構成は、ハウジングと、それぞれ一組の互い
に対向する二つの面が平行でその二つの面の間が所望の
距離に形成されている、複数個のブロックと、その複数
個のブロックを、密着させた状態であるリンギングの状
態で保持するホルダーと、互いに相対移動した際にその
相対移動の距離を検出するメインスケール及び検出ヘッ
ドと、その検出ヘッドからの信号に基づきメインスケー
ルと検出ヘッドの相対移動の距離を演算表示する演算表
示手段が備えられ、上記ホルダーとハウジングの間に、
それらホルダーとハウジングを相対移動可能とさせ得る
移動手段が設けられ、且つ上記メインスケール及び検出
ヘッドのうち一方がハウジングに、他方がホルダーにそ
れぞれ付設されてなる高さ基準器である。

又、高さ基準器は、複数個のブロックがケーシングに保
持され、高さ測定に特定のブロックが使用された際、そ
の測定に使用されているブロックがどれであるか示す手
段を備えて構成することができる。尚、測定に使用され
ているブロックがどれであるかを示す手段は具体的に、
ケーシングに保持されている複数個のブロックと同じ高
さ位置となるケーシングの部位に配設したＬＥＤを含ん
でなるものが挙げられる。

更に、高さ基準器は、装置が載置される定盤の面から、
つまりハウジングの下端部から測定に使用されているブ
ロックの上面までの距離と、ハウジングの基準位置に対
してケーシングを移動させた際の移動距離に基づき、被
測定物の高さを自動的に求め得る構成とすることができ
る。尚、ハウジングの下端部から測定に使用されている
ブロックの上面までの距離を得る手段は具体的に、各ブ
ロックの高さ、つまり平行な二つの面の間の距離を記憶
する記憶手段を備え、その記憶手段から使用するブロッ
クの上面までの距離を呼出すことによって得る構成が挙
げられる。

加えて、ホルダーとハウジングを相対移動させる移動手
段は、ホルダーに連結する軸と操作ツマミに連結する軸
の間に、一組の傘歯車を備えることによって、ホルダー
とハウジングの上下の移動を横方向で操作が可能な構成
とすることができる。

［作用］ ハウジングとケーシングの相対移動の距離を検出するメ
インスケールと検出ヘッドは、検出精度に依存すること
なく略一定の大きさを有している。

ハウジングとケーシングを相対移動させる手段の配設位
置及び相対移動を測定する位置は、装置の上端に限定さ
れることはない。

［実施例］ この考案を、第１〜３図に示す実施例に基づき詳述す
る。しかし、この実施例によって、この考案が限定され
るものではない。

高さ基準器１は第１〜２図に示すように、ハウジング２
と、複数個のブロック３，３ａ，３ｂ…と、ホルダー４
と、メインスケール５及び検出ヘッド６と、演算表示手
段７と、移動手段８が備えられている。

ハウジング２は、ホルダー４を上下方向（矢印Ａ方向）
に移動可能に内設するものである。

ブロック３，３ａ，３ｂ…はそれぞれ、上面と底面が平
行であって、基準寸法が得られるようにそれらの面間が
所望の距離に形成されている。ブロック３，３ａ，３ｂ
…は、酸化ジルコニウムを主成分とし、酸化イットリウ
ム及び酸化アルミニウムを助剤として、焼結して得られ
るセラミックスから形成されている。

ホルダー４は、ブロック３，３ａ，３ｂ…をリンギング
の状態で保持するものである。

メインスケール５は、検出の方向が矢印Ａ方向となるよ
うに、ホルダー４の上部に立設の状態で取付けられてい
る。

検出ヘッド６は、インデックススケール、発光素子、受
光素子、保持部材（以上、図示省略）等を含んで構成さ
れ、メインスケール５と相対移動した際にメインスケー
ル５と共働してその相対移動の距離を検出するものであ
る。検出ヘッド６は、メインスケール５と対向するハウ
ジング２の部位（図示省略）に固定されている。

演算表示手段７は、検出ヘッド６からの信号に基づき、
メインスケール５と検出ヘッド６の相対移動距離を演算
するものである。演算表示手段７の前面は、操作・表示
パネル９になっている。

移動手段８は、ホルダー４の上部に設けられたメネジ部
１０と、メネジ部１０と螺合するネジ棒１１と、ネジ棒
１１と軸線を共通してネジ棒１１に固定されている傘歯
車１２と、傘歯車１２と噛合する傘歯車１３を備えた操
作軸１４から主に構成されている。尚、高さ基準器１に
はハウジング２に対して移動するホルダー３を矢印Ａ方
向に案内するための案内機構（図示省略）が設けられて
いる。１５は、Ｖ字溝部を有するガイド部材であって前
記案内機構を構成するものであり、ホルダー４に固定さ
れている。

高さ基準器１においてホルダー４は、複数個のブロック
３，３ａ，３ｂ…を保持した際、ブロック３，３ａ，３
ｂ…のそれぞれの上面と同じ高さとなる部位に、ＬＥＤ
１６，１６ａ，１６ｂ…が配設されている。ＬＥＤ１
６，１６ａ，１６ｂ…の点灯操作は、操作・表示パネル
９の指定スイッチ１７で指定することによっておこな
う。

又、高さ基準器１は、ホルダー４にリンギングの状態で
複数個のブロック３，３ａ，３ｂ…を保持させた際、そ
の保持されているブロック３，３ａ，３ｂ…の高さ、つ
まりハウジング２の下端部である底面からブロック３，
３ａ，３ｂ…までの距離を記憶するＲＡＭ１８が備えら
れている。

しかも、指定スイッチ１７でＬＥＤ１６，１６ａ，１６
ｂ…のいずれかを点灯するように指定すると、その指定
と共にＬＥＤ１６，１６ａ，１６ｂ…の中の指定点灯さ
れたＬＥＤとブロック３，３ａ，３ｂ…の中で上面の位
置が同じであるブロックの、上面までの高さが、ＲＡＭ
１８から演算表示手段７の演算部であるＣＰＵ１９に呼
出される構成になっている。

加えて、高さ基準器１では、検出ヘッド６からの信号が
計数回路２０を経てＣＰＵ１９に入力されるとメインス
ケール５と検出ヘッド６の相対移動の距離が演算され、
更にその距離がＣＰＵ１９に呼出されている、ブロック
３，３ａ，３ｂ…の中で指定されたブロックの上面まで
の高さ（距離）に加算される。そうして、その加算結果
は、つまりハウジング２の底面からブロック３，３ａ，
３ｂ…の中で指定したブロックの上面までの距離は、液
晶表示部２１に表示される構成になっている。尚、ＲＯ
Ｍ２２は演算プロセスを記憶しているものである。

第３図に、高さ基準器１の測定作動に関わる構成説明図
を示す。

高さ基準器１は、上述したように構成されている。以下
において、高さ基準器１の使用を説明する。

まず、高さ基準器１と被測定物（図示省略）と支持スタ
ンド（図示省略）を、定磐（図示省略）の上に配置す
る。尚、前記支持スタンドには、最小読取り値が０．１
μｍの変位検出器（図示省略）が支持されている。

次に、高さ基準器１のキャリブレーションをおこなう。
つまり、ハウジング２に対してホルダー４を矢印Ａ方向
に移動させることにより、高さ基準器１のホルダー４の
最下位置に保持されているブロック３の上面の高さを別
に用意したブロックゲージの基準の高さにする。同様に
して、上記スタンドに保持された変位検出器のキャリブ
レーションをおこなう。その後、プローブの先端位置
（検出位置）が被測定物の被測定部位の高さとなるとな
るように、スタンドに対して変位検出器の位置を調節
し、変位検出器の表示をゼロにする。

更に、被測定物の被測定部位に上面の高さが最も近いブ
ロックをブロック３，３ａ，３ｂ…の中から目視で選択
し、その選択したブロックの上面と高さ位置が同じであ
るＬＥＤを、ＬＥＤ１６，１６ａ，１６ｂ…の中から指
定スイッチ１７で指定して点灯する。又、この指定スイ
ッチ１７の指定操作によって、ハウジング２の底面から
指定されたＬＥＤと上面が同じ高さのブロックの、上面
までの距離が、ＲＡＭ１８からＣＰＵ１９に呼出され
る。

ここで、スタンドを定盤上で滑らせることにより、変位
検出器のプローブの先端を、上記指定のブロックの上面
の近傍に移動する。移動させた際、プローブの先端の高
さ位置が指定のブロックの上面より高く位置している場
合には、更にスタンドを定盤上で滑らせてプローブの先
端が指定のブロックの上方となるように、高さ基準器１
に対してスタンドを位置決めする。他方、プローブの先
端の高さ位置が指定のブロックの上面より低く位置して
いる場合には、操作軸１４を操作してハウジング２に対
してホルダー４を矢印Ａ下方向に移動させ、指定のブロ
ックの上面がプローブの先端の高さ位置より低くなるよ
うに位置させる。

続いて、操作軸１４を少しずつ徐々に操作して、指定の
ブロックの上面がプローブの先端に僅かに当接し、上記
変位検出器の表示がゼロになるまで、ホルダー４をハウ
ジング２に対して矢印Ａ上方向に移動する。このホルダ
ー４のハウジング２に対する移動の移動距離は、検出ヘ
ッド６がメインスケール５と検出ヘッド６の相対移動の
距離として検出し、更に検出ヘッド６はその移動の距離
を信号で計数回路２０を介してＣＰＵ１９に送る。

ここで、ＣＰＵ１９はＲＡＭ１８からの指定のブロック
の高さ、及び検出ヘッド６からのホルダー４とハウジン
グ２の相対移動の距離、つまり実質的に指定のブロック
とハウジング２の相対移動の距離に基づいて、指定のブ
ロックの上面の位置高さを演算する。その演算結果は信
号によって液晶表示部２１に送られ、液晶表示部２１は
指定のブロックの位置高さをデジタル表示する。このデ
ジタル表示された値は、定盤からの指定のブロックの上
面の高さであり、しかもその指定のブロックの上面の高
さ位置は被測定物の被測定部位の高さ位置と同じである
から、被測定物の被測定部位の定盤からの高さである。
よって、測定者は、液晶表示部２１に表示されている測
定値を読取ることによって、被測定物の被測定部位の高
さ部位の高さを得ることができる。

さて、高さ基準器１において、ハウジング２とホルダー
４の相対移動の距離を検出するための手段は上述したよ
うに、メインスケール５、検出ヘッド６等から構成され
ている。そうして、その検出の精度に伴ってメインスケ
ール５や検出ヘッド６は大型化させる必要がなく、略一
定の大きさである。従って、高さ基準器１は、従来の高
さ基準器のように、検出の精度を上げたことにより装置
全体が大型化したり、重量がより重くなり、更には持運
びといった取扱いに支障が起こるといった問題が生じる
ことはない。又、ハウジング２とホルダー４の相対移動
の距離の検出結果は、検出ヘッド６からの信号に基づい
て最終的に液晶表示部２１に表示されるから、読取り易
くしかも読取りに誤りも起こらない。

他方、ハウジング２に対してホルダー４を矢印Ａ方向に
移動させる操作軸１４の操作ツマミは、ハウジング２の
側部に位置している。従って、ハウジング２に対するホ
ルダー４の矢印Ａ方向の相対移動の操作は、ハウジング
２の側部でおこなうことができる。

従来の技術においては、ハウジングに対してホルダーを
移動させる手段はマイクロメータヘッドを含んで構成さ
れており、しかもそのマイクロメータヘッドはハウジン
グに対するホルダーの移動の距離を測定する構成になっ
ている。従って、移動させる手段は、極めて高い精度で
製造及び組立てをする必要があり、更にバックラッシュ
を考慮する必要もあった。これに対して高さ基準器１
は、ハウジング２に対してホルダー４を移動する移動手
段８において、従来の高さ基準器ほどには精度の高い部
材や組立てを必要とせず、又バックラッシュを考慮する
必要がないという効果も得られている。

高さ基準器１は、ブロック３，３ａ，３ｂ…のそれぞれ
の上面位置に対応してＬＥＤ１６，１６ａ，１６ｂ…が
配設されており、しかもブロック３，３ａ，３ｂ…の中
から測定に使用するための特定のブロックを指定する
と、その指定したブロックの上面と高さ位置が対応する
ＬＥＤが点灯する構成になっていることより、測定が簡
便で確実におこなうことができる。

高さ基準器１は、ブロック３，３ａ，３ｂ…に器差があ
る場合にはその器差を訂正できるように、ＲＡＭ１８を
適宜書換え得る構成であってもよい。又、記憶手段であ
るＲＡＭ１８とＲＯＭ２２を、唯一のＲＡＭもしくはＲ
ＯＭにした構成であってもよい。

高さ基準器１ではメインスケール５と検出ヘッド６の相
対移動の検出は光学式におこなっているが、検出が磁気
式のものであってもよい。

高さ基準器１は、移動手段８に減速機構を付加すること
によって所望の操作速さが得られる構成であってもよ
く、又伝動機構を付加することによって操作ツマミの位
置を所望の位置とした構成であってもよい。更に、移動
手段８はネジ棒１１と操作軸１４を同軸でない状態で接
続するために傘歯車１２及び１３を用いて構成されてい
るが、スプリングジョイントやユニバーサルジョイント
等を用いた構成であってもよい。

高さ基準器１は、演算表示手段７から別に用意したホス
トコンピュータに測定結果を直接に送り得るようにし
て、測定管理システムを構成させることができる。

［考案の効果］ この考案によれば、ハウジングとブロックを保持するホ
ルダーの相対移動の距離を検出する検出手段が、メイン
スケール及び検出ヘッドを備えて構成されていることに
より、前記検出に高い精度を求めた場合であっても検出
手段自体の大きさを増加させる必要がなく、従って装置
全体の大きさ及び重量を略一定に保たせることができ、
又持運びといった取扱に問題が生じることがないという
効果が得られている。又、測定結果の読取りが簡便であ
って、更には読取りに誤りがないという効果も得られて
いる。

他方、この考案はハウジングとホルダーの相対移動をお
こなわせる手段は従来のようにマイクロメータヘッドを
含んで構成されておらず、従って移動手段の操作が装置
の上部に限定されないから、操作が簡便であるという効
果が得られている。又、移動手段そのものの精度及び組
立ての精度を必要以上に高くせずともよく、従って製造
及び組立てが簡便で済むという効果が得られている。更
に、移動手段について、バックラッシュを考慮しなくて
もよいという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す斜視図、第２図はこ
の実施例のハウジングを除いた分解斜視図、第３図はこ
の実施例を測定作動を示す構成説明図、第４図は従来技
術の第２図相当図である。 １……高さ基準器、 ２…ハウジング、３，３ａ，３ｂ…ブロック、 ４…ホルダー、５…メインスケール、 ６…検出ヘッド、７…演算表示部、 ８…移動手段、１０…メネジ部、 １１…ネジ棒、１２，１３…傘歯車、 １６，１６ａ，１６ｂ…ＬＥＤ、 １７…指定スイッチ、１８…ＲＡＭ、 １９…ＣＰＵ，２０…計数回路、 ２１…液晶表示部、２２……ＲＯＭ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、それぞれ一組の互いに対向
   する二つの面が平行でその二つの面の間が所望の距離に
   形成されている、複数個のブロックと、その複数個のブ
   ロックを、密着させた状態であるリンギングの状態で保
   持するホルダーと、互いに相対移動した際にその相対移
   動の距離を検出するメインスケール及び検出ヘッドと、
   その検出ヘッドからの信号に基づきメインスケールと検
   出ヘッドの相対移動の距離を演算表示する演算表示手段
   が備えられ、 上記ホルダーとハウジングの間に、それらホルダーとハ
   ウジングを相対移動可能とさせ得る移動手段が設けら
   れ、且つ上記メインスケール及び検出ヘッドのうち一方
   がハウジングに、他方がホルダーにそれぞれ付設されて
   なる高さ基準器。
2. 【請求項２】ホルダーに複数個のブロックをリンギング
   の状態で保持させた際にハウジングの底面から各ブロッ
   クの上面までの高さを記憶する記憶手段が備えられ、且
   つその記憶手段に記憶されたハウジングの底面から各ブ
   ロックの上面までの高さと、メインスケール及び検出ヘ
   ッドの共働によって得られるホルダーとハウジングの相
   対移動距離に基づき、高さ測定がおこなわれ得る請求の
   範囲１に記載の高さ基準器。