JP2017110979A - 測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】視差による読み取り誤差が低減する測定器を提供する。【解決手段】測定器１０は、被測定物に当接する測定子５１を有し、測定子５１の変位を拡大機構で拡大して指針７１の回転量に変換して表示する指針式表示部を備える。指針式表示部を覆うように設けられた透明の覆い板２２を備え、覆い板２２は、表面に反射防止膜２４を有し、反射防止膜２４の上にさらに防汚膜２６を有する。覆い板２２は、その表面が平坦面となっている。【選択図】図３

Description

本発明は測定器に関する。具体的には、指針式表示部を有する測定器、例えば、てこ式ダイヤルゲージおよびダイヤルゲージに関する。

てこ式ダイヤルゲージが知られている。てこ式ダイヤルゲージは、主にマスタあるいはブロックゲージと測定物とを比較測定し、加工誤差の有無や誤差が公差内におさまっているかどうかを検査するものである。てこ式ダイヤルゲージによる比較測定は、製品の寸法精度の検査において極めて重要な役割を担っている。

特許３６７５５８７ 特許４３９９１８６

全く同じてこ式ダイヤルゲージを使用しても、測定者によって検査結果に違いが生じることがしばしばある。本発明者らはその原因を鋭意調査した結果、測定者が無意識のうちに姿勢を変えてしまうことが一因であることに気付いた。
比較測定にあたっては目盛を読むときの姿勢を変えてはいけない。マスタを測ったときと、測定物を測ったときとで姿勢が変わってしまうと目盛を読む視線が変わってしまい、視線のズレがそのまま測定誤差になってしまう。

測定者がなぜ無意識に姿勢を変えてしまうかというと、指針と目盛が見えにくいことがあるからである。
図１は、てこ式ダイヤルゲージ８０の使用状態を示す図である。てこ式ダイヤルゲージ８０はまさに典型的であるが、表示部８２を上に向けて使用することが多い。すると、天井に設置されている照明の光が覆い板８３で反射９１する。
覆い板８３を少し湾曲した凸面にすると反射が分散してひとつひとつの反射スポット９１は弱くなるが、多方向からの光が覆い板８３に映り込むようになる。
覆い板８３が平坦面の場合、映り込む光は一方向だけになるが、強く大きな反射スポット９１ができる。

マスタあるいはゲージを測定したときの指針位置（基点）が見やすいように姿勢を決めたとしても、ワークを測定したときの指針位置が反射スポット９１にかぶってしまうと、測定者は指針８４が指す目盛を読もうとして姿勢を変えてしまう。
また、他の事例として、測定物の左右の高さの差を測定するような場合、測定点にダイヤルゲージを移動させて測定を実施することがある。例えば、ダイヤルゲージを治具等に取り付け、測定物の左端の測定点で基点合わせを行う。そして、治具ごとダイヤルゲージを移動させて右端の測定点において基点との差を読み取る。このような測定の場合、基点合わせ時には照明の映り込みが無くても、移動した場所では映り込みが生じる場合がある。その場合、測定者は、移動先で目盛を読み取ろうとして無意識に姿勢を変えてしまい、これが測定誤差に繋がる。

本来的には、もう一度マスタあるいはゲージの測定からやり直すべきであるが、やはり、面倒である。また、姿勢を変えないこと、すなわち、視線の角度を固定することの重要度がすべてのユーザに正しく認識されているとも限らない。

そこで本発明の目的は、視差による読み取り誤差が低減する測定器を提供することにある。

本発明の測定器は、
被測定物に当接する測定子を有し、この測定子の変位を拡大機構で拡大して指針の回転量に変換して表示する指針式表示部を備えた測定器であって、
前記指針式表示部を覆うように設けられた透明の覆い板を備え、
前記覆い板は、その表面に反射防止膜を有する
ことを特徴とする。

本発明では、
前記覆い板は、前記反射防止膜の上にさらに防汚膜を有する
ことが好ましい。

本発明では、
前記覆い板は、その表面が平坦面となっている
ことが好ましい。

本発明では、
前記指針式表示部は目盛が設けられた目盛板を有し、当該目盛板は、前記指針の軸を回転の中心として回転操作できるようになっている
ことが好ましい。

本発明では、
当該測定器は、てこ式ダイヤルゲージまたはダイヤルゲージである
ことが好ましい。

てこ式ダイヤルゲージの使用状態を示す図である。 ダイヤルゲージ（測定器）の正面図である。 ダイヤルゲージ（測定器）の分解図である。 反射防止膜がなく、その表面を凸状に湾曲させた覆い板を使用した場合の実験例を示す図である。 反射防止膜がなく、その表面が平坦面となっている覆い板を使用した場合の実験例を示す図である。 本実施形態を使用した実験例を示す図である。

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）
本実施形態ではダイヤルゲージ１０を例示するが、本発明は、てこ式ダイヤルゲージ８０や、指針表示式のノギスあるいはマイクロメータにも有効である。すなわち、指針表示式の小型測定器であれば本発明は有効である。

図２は、ダイヤルゲージ１０（測定器）の正面図である。
図３は、ダイヤルゲージ１０（測定器）の分解図である。
ダイヤルゲージ１０は、スピンドル５０の変位を指針７１の回転量として表示するものである。

ダイヤルゲージ１０は、本体ケース４０と、スピンドル５０と、拡大機構３０と、本体カバー２０と、を備える。
本体ケース４０は、一端面が開口した短円筒状のケース体である。本体ケース４０の側面にステム６０が突設され、このステム６０がスピンドル５０の軸受けとなっている。

スピンドル５０は、先端に測定子５１を有し、基端側が本体ケース４０に収容されている。スピンドル５０は、ステム６０で軸受けされ、軸方向に進退可能に支持されている。

拡大機構３０は、スピンドル５０の直線的変位を拡大して指針７１の回転量に変換する。拡大機構３０は、複数の歯車の組み合わせであり、本体ケース４０の内側に収容されている。拡大機構３０は、スピンドル５０に設けられたラック（不図示）と噛合するピニオン（不図示）を有し、このピニオンの回転を複数の歯車列で拡大していく。

本体カバー２０は、外枠部２１と、覆い板２２と、を有する。
外枠部２１は、両端が開口した短筒であり、例えばＯリング４１を介して本体ケース４０の開口側の端面に取り付けられる。
ここで、外枠部２１を本体ケース４０の端面に取り付けるときに、本体ケース４０の端面と外枠部２１とで目盛板４２を挟み、目盛板４２を本体ケース４０の端面に固定する。
さらに、目盛板４２の上に指針７１を配置し、指針軸７２を拡大機構３０の最終段であるセンターピニオン（不図示）に連結する。

ここで、指針７１と目盛板４２とにより指針式表示部が構成されている。

外枠部２１は本体ケース４０に対して回転できるようになっており、外枠部２１を回転させると外枠部２１と一緒に目盛板４２も指針７１の軸７２を回転の中心として回転するようになっている。
目盛板４２を回すことで原点（目盛の"０"）の位置を測定者の任意の位置に調整することができ、例えば、マスタやブロックゲージの測定値を原点（目盛の"０"）に合わせるようにする。

覆い板２２は、透明な円板状の薄板である。ガラスであってもよく、アクリル等の透明樹脂で形成されてもよい。覆い板２２は、外枠部２１の開口面を塞ぐように外枠部２１の端面に固定されている。

本実施形態において、覆い板２２は、表裏面ともに平坦面となっている。

凸状に湾曲した覆い板２２も知られており、本実施形態でも凸状に湾曲した覆い板２２を採用してもよい。
ただし、覆い板２２を凸面とした場合、光の屈折により僅かに目盛および指針の見え方に歪みが生じる。したがって、覆い板２２を平面にすることが望ましい。例えば、１目盛が０．００１ｍｍのような精密測定においては、明確に認識できる精度の差となって現れてくる。
従来、覆い板を平面にすると反射が大きく映り込んで視認性が害されるので、その影響を減殺するために光の屈折がありながらも凸面を採用していた。この点、本実施形態では後述のように覆い板２２に反射防止処理を行うので、光の屈折の影響が無い完全平面の覆い板２２を使用することが可能となり、視認性と高精度測定とを両立させることができている。

覆い板２２には反射防止処理が施されており、すなわち、覆い板２２の表面には反射防止膜２４（ＡＲコート）が形成されている。
反射防止膜２４としては単層でも複層でもよい。また、覆い板２２の表面だけに反射防止膜２４を形成してもよいし、表裏両面に反射防止膜２４を形成してもよい。対応する光の波長域や反射率も特段限定されない。実際、これらは製品のグレードや価格によって決まってくる。

ただし、反射防止膜２４が無いと、覆い板の材質としてよく用いられるアクリル等の場合、反射率が約８％程度あり、測定者には照明による反射スポット９１がハッキリ見える。
そこで、測定者が反射スポットを全く気にせず、無意識でも姿勢を変えないようにするため、覆い板２２による光の反射率を１％以下、好ましくは、０．５％以下、より好ましくは０．２％以下にするとよい。反射防止膜２４があることにより、反射スポットがなくなるので測定者が無意識に姿勢を変えるようなことはなくなる。

工場では、作業者の作業効率や安全性確保のため、明るい照明を採用することも多い。また、壁の反射率が高いこともあるし、周囲に金属部材などの反射材があることも多い。したがって、工場というのは、覆い板２２の複数個所に強い反射スポットが出来やすい環境であり、また、工場内のどこで使用するかによっても反射スポットの位置が大きく違ってくる。なお、ダイヤルゲージ１０の使用にあたって測定子が下向きであるとは限らず、ダイヤルゲージを横姿勢で使用することが多い。
さらに、製品の検査にあっては、指針７１が指し示す位置（目盛）はワークごとに１回転（３６０度）のなかの様々な値となる。最初の基点合わせのときに目盛および指針７１が見やすくても、ワークの測定時にも指針７１および目盛が見やすいとは限らない。ワークの測定値によって指針７１が見やすかったり見にくかったりすることになる。
したがって、測定者によって、測定場所によって、あるいは、ワークによって、測定値にばらつきが生じるということがあった。
この点、本実施形態では反射防止膜２４によって反射スポットができないようにするので、測定者が無意識にもその姿勢を変えることはない。
指針７１が指す目盛を読むときはもちろんのこと、基点合わせを行う際に目盛板４２を回転させたりするような場合でも、測定者が無意識にもその姿勢を変えることはない。
したがって、本実施形態のダイヤルゲージ（測定器）１０を使用すれば、極めて安定した測定を実施することができる。

さらに、覆い板２２は、反射防止膜２４の上に防汚膜２６を有する。
防汚膜２６としては、撥水性かつ撥油性を有することが好ましい。例えば、フッ素樹脂コーティング等が例示される。
ダイヤルゲージ１０（測定器）の使用現場では、機械油や切削油が使用される。
これら油分が跳ねたり空中を漂ったりして覆い板２２に付くことがある。さらに、表示部を見やすくしようとして無意識に汚れた手で覆い板２２を拭ったりすることがある。
覆い板２２のところどころに油膜が付いていると、指針７１や目盛を読もうとして測定者は無意識に姿勢を変えてしまう。
この点、本実施形態のように覆い板２２に防汚処理をして汚れが付きにくくしておけば、指針７１の視認性が損なわれることはない。
これにより、工場などの苛酷な環境にあっても指針７１や目盛の視認性がよくなり、視差による測定誤差は極限的に低減する。

（実験例）
実験例を説明する。
図４は、反射防止膜がない覆い板で、その表面を凸状に湾曲させたものである。
覆い板の４箇所に照明が映り込んで反射スポット９１ができてしまっている。
また、図５は、反射防止膜がない覆い板で、その表面が平坦面となっているものである。
反射スポット９１は１つであるが、大きくて強い反射スポットが覆い板の表面にできてしまっている。

これに対し、図６は、本実施形態の例である。
覆い板の表面に反射スポットがなく、指針７１が１回転のどこにあろうとも、指針および目盛がはっきりと読み取れる。

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した構成は本発明の技術的範囲に属する。

１０…ダイヤルゲージ、
２０…本体カバー、２１…外枠部、
２２…覆い板、２４…反射防止膜、２６…防汚膜、
３０…拡大機構、４０…本体ケース、４１…Ｏリング、４２…目盛板、
５０…スピンドル、５１…測定子、
６０…ステム、
７１…指針、７２…指針軸、
９１…反射スポット。

Claims (5)

1. 被測定物に当接する測定子を有し、この測定子の変位を拡大機構で拡大して指針の回転量に変換して表示する指針式表示部を備えた測定器であって、
   前記指針式表示部を覆うように設けられた透明の覆い板を備え、
   前記覆い板は、その表面に反射防止膜を有する
   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、
   前記覆い板は、前記反射防止膜の上にさらに防汚膜を有する
   ことを特徴とする測定器。
3. 請求項１または請求項２に記載の測定器において、
   前記覆い板は、その表面が平坦面となっている
   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、
   前記指針式表示部は目盛が設けられた目盛板を有し、当該目盛板は前記指針の軸を回転の中心として回転操作できるようになっている
   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、
   当該測定器は、てこ式ダイヤルゲージまたはダイヤルゲージである
   ことを特徴とする測定器。