特許 6872304 測定器と外部機器とのユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872304

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】測定器と外部機器とのユニット

(51)【国際特許分類】

   G01B 3/18 20060101AFI20210510BHJP

   G01B 21/02 20060101ALI20210510BHJP

   G01D 13/00 20060101ALN20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01B3/18 102

   G01B21/02 Z

   !G01D13/00

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-162294(P2016-162294)

(22)【出願日】2016年8月22日

(65)【公開番号】特開2018-31605(P2018-31605A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2019年7月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】100143720

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 耕一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100080252

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 征四郎

(72)【発明者】

【氏名】庭野 敦也

(72)【発明者】

【氏名】林田 秀二

(72)【発明者】

【氏名】林 伸行

(72)【発明者】

【氏名】藤川 勇二

(72)【発明者】

【氏名】松本 光司

【審査官】 平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】 特公平０７−０８６９５７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０７−２７０１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１６８６００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−１０１８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７４６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ １１／００−１３／２８

Ｇ０１Ｄ ７／００，２１／００

Ｇ０１Ｂ ３／００−３／０８，３／１１−３／５６

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定器と、コネクタを介して前記測定器に着脱可能な外部機器と、を具備した測定器と外部機器とのユニットであって、
前記測定器は、マイクロメータであって、
Ｕ字形フレームと、
前記Ｕ字形フレームの一端側の内側に配置されたアンビルと、
前記Ｕ字形フレームの他端側に配置され、前記アンビルに向かって進退可能に設けられたスピンドルと、
前記Ｕ字形フレームの他端側において前記スピンドルの他端に配置され、指で操作するためのシンブルと、
前記Ｕ字形フレームの他端側に設けられた電装部と、を備え、
さらに、
前記Ｕ字形フレームの他端側の側端面に開口するようにコネクタ接続口が設けられており、
前記外部機器は、
接続端子を有するコネクタ部と、
側面に表示部を有する外部機器本体部と、
前記コネクタ部と前記外部機器本体部とを連結する可動連結部と、を備え、
前記可動連結部は、互いにねじれの位置の関係にある２つの回動軸を有する二軸回転ヒンジであって、
前記外部機器の前記コネクタ部が前記測定器の前記コネクタ接続口に接続された状態で、前記可動連結部の回動により、
前記外部機器本体部は、少なくとも、前記Ｕ字形フレームの側面に沿って密着する第１の姿勢と、前記Ｕ字形フレームのうら面側に密着する第２の姿勢と、を取り得る
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の測定器と外部機器とのユニットにおいて、
前記外部機器本体部は、無線通信機能を内蔵している
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の測定器と外部機器とのユニットにおいて、
前記表示部は、表示の向きをユーザ指令によってまたは自動的に回転させる
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定器と外部機器とのユニットにおいて、
前記測定器と接続されたときに測定対象物を照明するライトを有する
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定器と外部機器とのユニットにおいて、
前記測定器と接続されたときに前記測定器に電力を供給する充電式電池を有する
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【請求項6】

測定器と、コネクタを介して前記測定器に着脱可能な外部機器と、を具備した測定器と外部機器とのユニットであって、
前記測定器は、測定者が手で持って測定を行うような小型の測定器であって、測定手段として、フレームと、前記フレームに対して相対変位する測定軸体と、前記フレームと前記測定軸体との相対変位を検出するエンコーダを含む電装部と、を有し、さらに、前記フレームの側端面に開口するように設けられたコネクタ接続口を有し、
前記外部機器は、
接続端子を有するコネクタ部と、
側面に表示部を有する外部機器本体部と、
前記コネクタ部と前記外部機器本体部とを連結する可動連結部と、を備え、
前記可動連結部は、互いにねじれの位置の関係にある２つの回動軸を有する二軸回転ヒンジであって、
前記外部機器の前記コネクタ部が前記測定器の前記コネクタ接続口に接続された状態で、前記可動連結部の回動により、
前記外部機器本体部は、少なくとも、前記フレームの側面に沿って密着する第１の姿勢と、前記フレームのうら面側に密着する第２の姿勢と、を取り得る
ことを特徴とする測定器と外部機器とのユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定器に着脱可能に取り付ける外部機器に関する。

【背景技術】

【0002】

測定者が手で持って測定を行うような小型の測定器として例えばノギスやマイクロメータ、ダイヤルゲージなどがある。これら小型の測定器も多機能になってきており、無線通信機能などの様々な機能が搭載されるようになってきている。

【0003】

測定器を多機能にするにあたってはいくつかのタイプがある。
第１のタイプは、測定器に各種機能を内蔵したタイプである。例えば無線通信機能を内蔵するようにしたりする。各種機能を一体的に組み込んだ測定器を設計するので製品のデザイン完成度は高く、操作性も良い。
しかし、すべてのユーザにとってすべての機能が必須とは限らないのであり、無線通信機能を必要とするユーザと無線通信機能を必要としないユーザとがいる。したがって、無線通信機能を内蔵したモデルと、無線通信機能を持たないモデルと、の両方を製造販売することになるが、これをすべての機種で展開するのは現実的ではない。

【0004】

そこで、コネクタの接続口を測定器に設けておき、コネクタを介して外部機器を接続口に接続するタイプも知られている（特許文献１、２、３）。
ただし、測定器の機種やサイズによって接続口を設けられる位置には制約がある。
また、接続した外部機器が測定の邪魔になってはならない。
小型の測定器は片手で把持しながら測定できる利便性をもつが、測定器の機種はもちろん、測定対象物や測定対象箇所によっても測定器の把持姿勢は変わってくる。

【0005】

そこで、特許文献１では、外付け無線通信機は、コネクタと、無線通信機と、コネクタと無線通信機との間を繋ぐ可撓性のケーブルと、を有している。この構成であれば、可撓性のケーブルにより、接続口の位置に関係なく無線通信機の配置の自由度は大きくなる。

【0006】

また、特許文献２に開示される外付け無線通信機においては、コネクタと無線通信機とが一体的なユニットになっている。コネクタを接続口に差し込むと、同時に、無線通信機が測定器に固定的に取り付くようになっている。無線通信機能が測定器に固定的に取り付くので、操作性については良好である。

【0007】

また、特許文献３では、外付けのメモリを測定器に着脱自在に取り付けられるようになっている。外付けのメモリは、回転軸を１つ有し、筐体部が１８０度回転できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−３０５０５５

【特許文献2】特許４４５６６９７

【特許文献3】特公平７−８６９５７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１の構成であれば、可撓性のケーブルにより接続口の位置に関係なく無線通信機の配置の自由度は大きくなる。しかし、ケーブルが邪魔であり、やはり操作性が阻害されてしまう。

【0010】

特許文献２の構成であれば、無線通信機能が小型の測定器に固定的に取り付くので、操作性については良好である。しかしながら、小型の測定器の機種やサイズごとに様々なタイプの外付け無線通信機を用意しなければならず、製造メーカにとってもユーザにとってもコスト負担が大きい。

【0011】

特許文献３の外付けのメモリは、筐体が回転軸で軸支されており、回転できるようになっている。この回転軸を利用すると測定の邪魔にならないところに筐体を逃がすことができる。
しかし、単なる外部メモリであれば邪魔にならないところに逃がすだけでよいが、これが表示機能や無線通信機能をもつ場合には、さらに表示機能や無線通信機能の役割を発揮できるようにしなければならない。
例えば、邪魔にならないように筐体を回転させたときに表示部がユーザから見えなくなっては意味がない。同じく、邪魔にならないように筐体を回転させたときに無線通信機が通信不良になっては意味がない。

【0012】

上記では無線通信機能や表示機能を例に説明したが、その他にも照明や補助バッテリ、外部メモリ、プリンタなど、すべてのユーザに必須ではないが、必要なときには組み合わせて使いたいという機能があり、これらを外部機器として小型の測定器に着脱できれば便利である。しかし、外部機器が測定の邪魔にならず、かつ、所期の機能を十分に発揮できるようにすることに課題があり、これまでうまく商品化できていなかった。

【0013】

本発明の目的は、操作性を阻害することなしに測定器の機能を拡張できる測定器の外部機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の外部機器は、
コネクタを介して測定器に着脱可能な外部機器であって、
接続端子を有するコネクタ部と、
側面に表示部を有する外部機器本体部と、
前記コネクタ部と前記外部機器本体部とを連結する可動連結部と、を備え、
前記可動連結部は、互いにねじれの位置の関係にある２つの回動軸を有する二軸回転ヒンジである
ことを特徴とする。

【0015】

本発明では、
前記外部機器本体部は、無線通信機能を内蔵している
ことが好ましい。

【0016】

本発明では、
前記表示部は、表示の向きをユーザ指令によってまたは自動的に回転させる
ことが好ましい。

【0017】

本発明では、
前記測定器と接続されたときに測定対象物を照明するライトを有する
ことが好ましい。

【0018】

本発明では、
前記測定器と接続されたときに前記測定器に電力を供給する充電式電池を有する
ことが好ましい。

【0019】

本発明では、
当該外部機器が接続される前記測定器は、デジタル式のマイクロメータ、デジタル式のノギスあるいはデジタル式のダイヤルゲージである
ことが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】マイクロメータと外部機器の外観図である。

【図2】外部機器をマイクロメータに接続した状態を示す図である。

【図3】マイクロメータをうら側からみた図である。

【図4】外部機器をマイクロメータに接続した状態を示す図である。

【図5】外部機器をマイクロメータに接続した状態を示す図である。

【図6】外部機器を照明として使用する例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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）
本発明の第１実施形態を図１から図６を参照して説明する。
図１は、デジタル式のマイクロメータ１００と、このマイクロメータ１００に着脱可能な外部機器３００の外観図である。
マイクロメータ１００は、Ｕ字形フレーム１１０と、アンビル１２０と、スピンドル１３０と、電装部１４０と、を有している。

【0022】

Ｕ字形フレーム１１０の一端側の内側にアンビル１２０が配置され、Ｕ字形フレーム１１０の他端側にはアンビル１２０に向かって進退可能にスピンドル１３０が設けられている。
指でシンブル１３１を回転させると、スピンドル１３０が一緒に回転する。スピンドル１３０は、送りねじによって進退するようになっている。さらに、Ｕ字形フレーム１１０の他端側には、スピンドル１３０の回転量を検出する検出手段としてのエンコーダ（検出手段）（不図示）が設けられている。
ここで、Ｕ字形フレーム１１０、アンビル１２０、スピンドル１３０およびエンコーダにより測定手段が構成されている。

【0023】

電装部１４０は、Ｕ字形フレーム１１０の他端側に設けられている。
電装部１４０は、内蔵された信号処理部（不図示）と、第１表示部１４５と、コネクタ接続口１４６と、を備えている。
第１表示部１４５は、測定データなどの情報をデジタル表示する。第１表示部１４５は、Ｕ字形フレーム１１０の他端側においてマイクロメータ１００のおもて面側に設けられている。

【0024】

コネクタ接続口１４６は、Ｕ字形フレーム１１０の他端側の側端面に開口するように設けられている。マイクロメータ１００の入出力機能はこのコネクタ接続口１４６を介して行われるので、マイクロメータ１００には無線通信機能が内蔵されていなくてもよい。

【0025】

外部機器３００について説明する。
外部機器３００は、コネクタ部３１０と、可動連結部３３０と、外部機器本体部３６０と、を備えている。
コネクタ部３１０は、コネクタ接続口１４６に差し込み可能な接続端子３２０を有し、接続端子３２０はコネクタ接続口１４６に差し込まれたときに信号処理部と電気的に接続される。

【0026】

可動連結部３３０は、互いにねじれの位置の関係にある２つの回動軸（３４０Ａ、３５０Ａ）を有するいわゆる二軸回転ヒンジである。
２つの回動軸（３４０Ａ、３５０Ａ）については例えば図４を参照していただけると分かりやすい。
開閉式のヒンジ３４０の一片３４１が外部機器本体部３６０に連結されている。
また、ヒンジ３４０の他片３４２は、回転軸３５０Ａで回転可能なようにコネクタ部３１０に軸支されている。ヒンジ３４０のヒンジ軸３４０Ａによって外部機器本体部３６０はコネクタ部３１０に対して開閉するように動き、さらに、回転軸３５０Ａにより外部機器本体部３６０はコネクタ部３１０の差し込み方向を回転の中心にして回転することもできる。

【0027】

なお、ヒンジ軸３４０Ａと回転軸３５０Ａとがいわゆるねじれの位置の関係（立体交差の関係）にあり、ヒンジ軸３４０Ａと回転軸３５０Ａとのうちの一方を他方に向けて投影したときに互いに直交する関係にあるのが典型的であって好ましいといえる。また、回動軸の数は２に限定されず、例えば、ヒンジ軸３４０Ａに平行な回動軸をもう一つ加え、ヒンジ軸３４０Ａが平行２軸ヒンジになっていてもよい。

【0028】

外部機器本体部３６０は、偏平矩形状のケース体３６１と、このケース体３６１に組み込まれた各種機能部と、を有している。
外部機器本体部３６０に組み込まれる機能部としては、第２表示部３６２と、無線通信機３６３と、がある。
第２表示部３６２は、ケース体３６１のおもて面に配置されている。無線通信機３６３はアンテナ部や送受信回路を有し、無線通信機３６３はケース体３６１のなかに収納されている。
なお、詳しく説明しないが、第２表示部３６２の表示機能や無線通信機３６３の通信機能を統合的に制御する制御回路が外部機器本体部３６０に搭載されている。

【0029】

外部機器本体部３６０には入力手段が設けられており、本実施形態では第２表示部３６２の下に操作ボタン３６４が設けられている。
操作ボタン３６４は、表示切り替え操作や送受信の操作に使用されるもので、ボタンが二以上あってももちろんよい。入力手段は、ボタン以外に、タッチパネルや音声入力用のマイクであってもよい。

【0030】

さて、マイクロメータ１００に外部機器３００を接続して使用する場合を説明する。
前述のようにマイクロメータ１００には無線通信機能が内蔵されていない。無線通信機能を必要としないユーザにとっては、余計な機能が付いていない分マイクロメータ１００は小型になるし、製品価格も低く抑えられるなど利点がある。一方、無線通信機能などの各種機能を利用したいユーザは外部機器３００をマイクロメータ１００に接続して使用すればよい。

【0031】

図２は、外部機器３００をマイクロメータ１００に接続した状態を示す図である。
マイクロメータ１００は小型の測定器であるため、スペースの都合上コネクタ接続口１４６を設けられる位置には自ずと制約がある。本実施形態のマイクロメータ１００ではＵ字形フレーム１１０の他端側の側端面にコネクタ接続口１４６が設けられているが、ここに外部機器３００を接続すると、シンブル１３１の近傍に外部機器３００がくる。
こうなると、シンブル１３１が回しづらいといった問題が生じる。
この点、本実施形態の外部機器３００は二軸の自由度を持つ可動連結部３３０を有するので、例えば、図３に例示するように外部機器本体部３６０をうら面側に回して邪魔にならないように逃がすことができる。このとき、仮に、図３のようにマイクロメータ１００をうら側から使用する場合でも、第２表示部３６２がうら側で見える。

【0032】

なお、第２表示部３６２の表示は回転するようになっているとよい。例えば、図３の場合、第２表示部３６２の表示が１８０度回転するようになっているとよい。このような表示の向きは、ユーザが操作ボタン３６４で意図的に指示するユーザ指令によってもよいし、外部機器３００に組み込んだ加速度センサで自動的に上下を判定して表示を自動的に回転させるようにしてもよい。
また、図３のように、マイクロメータ１００の第１表示部１４５がユーザに見えず、外部機器３００の第２表示部３６２だけがユーザに見えるようになる場合、外部機器３００の第２表示部３６２はマイクロメータ１００の第１表示部１４５と同じ内容を表示するようにするとよい。

【0033】

あるいは、図４に例示するように、回転軸３５０Ａとヒンジ軸３４０Ａとを利用して、外部機器本体部３６０がＵ字形フレーム１１０の側面に沿うように位置を変えてもよい。そして、図４のようにマイクロメータ１００を少し横向きに寝かして使用するような場合でも第２表示部３６２がよく見える。
このように第１表示部１４５と第２表示部３６２との両方がユーザに見えるときは、第１表示部１４５をメインの表示部とし、第２表示部３６２はサブの表示部として第１表示部１４５とは異なる表示をしてもよい。
メインの表示部である第１表示部１４５には測定値などを大きく表示し、第２表示部３６２は送受信制御関係のユーザインターフェースとなればよい。
もちろん、ユーザから見やすいように、第２表示部３６２の表示の向きが９０度や２７０度回転してもよい。

【0034】

ここで、外部機器３００が測定器（マイクロメータ１００）の把持に邪魔にならないように逃がしたり、様々な測定姿勢でも表示部（第２表示部３６２）がみえるようにしたりするという点では図３や図４に例示したように使用すればよいが、無線通信機能を考えると、さらに通信機能を阻害しない位置や向きに外部機器本体部３６０を移動させる必要がある。例えば、マイクロメータ１００を把持するときに外部機器本体部３６０ごと手で掴んでしまったり、外部機器３００にユーザの体が覆い被さるようになったりして通信相手と外部機器３００との間でユーザの体が無線通信の大きな障害になってしまったりするようなことは望ましくないだろう。
この点、本実施形態の外部機器３００は二軸の自由度を持つ可動連結部３３０を有するので、測定の邪魔にならず、表示も見やすく、かつ、通信も良好に保たれるような外部機器本体部３６０の姿勢や位置を見いだすのは簡単である。例えば、図５に例示するように、ヒンジ軸３４０Ａや回転軸３５０Ａの角度を少し調整するようにすればよい。

【0035】

仮に、外部機器３００が固定ユニット式にマイクロメータ１００に取り付く方式であったり、可動連結部があっても自由度が一軸しかなかったりすると、図３〜図５のような位置や姿勢の調整は不可能なのであり、測定し易さ、表示の見やすさ、通信感度のいずれかを犠牲にする必要があるだろう。この点、本実施形態の外部機器３００によれば、操作性を阻害することなしに測定器の機能面の拡張ができる。

【0036】

（変形例）
外部機器３００に組み込む機能としては無線通信機能や表示機能の他にも次のような例がある。
例えばライト（照明）機能である。外部機器３００の第２表示部３６２をライトとして使用してもよい。第２表示部３６２が液晶パネルであればバックライトを照明として使用することができる。もちろん、表示とは別に照明専用のライト（例えばＬＥＤ）を外部機器３００に組み込んでもよい。

【0037】

マイクロメータ１００、ノギスやダイヤルゲージなどの小型の測定器は持ち運んだ先で測定することもあるので、周囲が暗いというシーンが多々ある。これまでも第１表示部１４５のバックライトを明るくするなどといった暗い測定環境に対応する機能はあった。
しかし、第１表示部１４５が見にくいほど周囲が暗いということは、手元や測定対象物を挟んでいるスピンドル１３０やアンビル１２０も見にくいのであり、第１表示部１４５だけが明るくなってもあまり意味がなく、やはり、手元全体を照らす照明を別途持ち運ぶ必要があった。ここで、本実施形態の外部機器３００には二軸の可動連結部３３０が組み込まれているのであるから、例えば図６に例示するように外部機器３００の角度を調整して第１表示部１４５と測定対象物との両方に照明を当てるようにすることができる。

【0038】

また、外部機器３００にソーラーパネル（太陽電池パネル）を組み込んでおいてもよい。無線通信にはやや大きな電力が必要なのでマイクロメータ１００の電池を外部機器３００が使用してしまうのはあまり望ましくない。そこで、外部機器３００に発電手段を組み込んでおく。ソーラーパネルの場合、光が来る方向にソーラーパネルを向ける必要があるが、二軸自由度の可動連結部３３０で外部機器３００の向きを調整して良好な発電ができるようにすればよい。

【0039】

外部機器３００には充電式電池（二次電池）を組み込んでおき、マイクロメータ１００と外部機器３００とが接続された際には外部機器３００からマイクロメータ１００に電力を供給するようにすることが好ましい。
これによりマイクロメータ１００の電池寿命が長くなりメンテナンスの手間が削減される。多機能化したマイクロメータ１００であってもメンテナンスの手間が掛からなくなり、使い勝手が向上する。

【0040】

外部機器３００にスピーカを組み込んでおいて、ブザー等でユーザに各種情報を報知できるようにするとよい。例えば、無線通信の送信成功や送信失敗をブザーでユーザに知らせるようにしてもよい。スピーカといった測定に必須でもない機能をマイクロメータ自体に常に内蔵させるべきかどうかについては議論の余地があるが、着脱できる外部機器３００であれば便利な機能は遠慮なく搭載しておいてよい。

【0041】

なお、本発明は上記実施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。
測定器（マイクロメータ、ノギス、ダイヤルゲージ）にコネクタ接続口を設けるとしたが、測定器側にプラグ（ピン）があり、外部機器側のコネクタが接続口（ポート）になっていても、接続口を多極ピンジャック方式としても、もちろんよい。

【符号の説明】

【0042】

１００…マイクロメータ、
１１０…Ｕ字形フレーム、１２０…アンビル、
１３０…スピンドル、１３１…シンブル、
１４０…電装部、１４５…第１表示部、１４６…コネクタ接続口、
３００…外部機器、
３１０…コネクタ部、３２０…接続端子、
３３０…可動連結部、３４０…ヒンジ、３４０Ａ…ヒンジ軸、３４１…ヒンジの一片、３４２…ヒンジの他片、３５０Ａ…回転軸、
３６０…外部機器本体部、
３６１…ケース体、３６２…第２表示部、３６３…無線通信機、３６４…操作ボタン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】