特許 7145594 間隙測定装置

(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】

(24)【登録日】2022-09-22

(45)【発行日】2022-10-03

(54)【発明の名称】間隙測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/14 20060101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

G01B7/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017155823

(22)【出願日】2017-08-10

(65)【公開番号】P2019035614

(43)【公開日】2019-03-07

【審査請求日】2020-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】特許業務法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】後藤 忠格

(72)【発明者】

【氏名】石田 雄貴

【審査官】眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０４９９５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００４／０８１５０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１７８４５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する第１面と第２面との間隙を測定する間隙測定装置であって、
前記第１面と前記第２面との間に配置される第１磁束発生源と、
前記第１面と前記第２面との間に配置され、前記第１磁束発生源に対向して配置される第２磁束発生源と、
前記第１磁束発生源と前記第２磁束発生源により生じた磁力を測定する磁力測定装置と、
前記磁力測定装置が測定した磁力に基づいて距離を算出する距離算出装置と、
底部を備える第１部材であって、前記底部に前記第１面と接触する前記第１磁束発生源が設けられて前記第１磁束発生源から力を受ける第１部材と、
前記第２面に接触し、前記第２磁束発生源から力を受ける第２部材と、を備え、
前記第１磁束発生源が接している前記第１部材の底部に設けられる所定の穴またはメッシュ状の穴を介して、前記第１磁束発生源は前記第２磁束発生源と対向させられ、
前記第１磁束発生源と前記第２磁束発生源により生じた磁力によって、前記第１部材と前記第２部材とが互いに離間させられる
ことを特徴とする間隙測定装置。

【請求項2】

前記第１磁束発生源と前記第２磁束発生源はそれぞれ永久磁石であり、同極が対向するように配置される請求項１に記載の間隙測定装置。

【請求項3】

前記第１磁束発生源及び前記第２磁束発生源の少なくとも１つは、発生する磁束の大きさを切り替えることができる電磁石である請求項１に記載の間隙測定装置。

【請求項4】

前記磁力測定装置は、前記第１磁束発生源または前記第２磁束発生源から受ける前記磁力に起因する荷重を測定する荷重測定装置である、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の間隙測定装置。

【請求項5】

前記距離算出装置は、予め記憶された前記磁力と前記距離との対応関係を参照して、前記磁力測定装置が測定した磁力に基づいて前記距離を特定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の間隙測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに対向する２面の距離を測定する間隙測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

互いに対向する２面の距離を測定するための装置が開発されている。例えば、特許文献１には、互いに対向する車両ドアとボデーパネルの距離を測定する装置が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の間隙寸法測定装置は、測定方向に伸縮可能なケースの内部にスプリングとロードセルが収納され、スプリングの張力をロードセルが検出することにより、スプリングの長さ、すなわち間隙の大きさを検出する。この場合において、スプリングは、間隙の測定時に、間隙を形成する壁面にケースを押し付ける向きに弾性力を作用させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平６－４９９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の考案では、長い時間にわたって荷重が弾性体に作用した場合に、弾性体は永久変形させられる。それにより、弾性体の長さとロードセルが検出する荷重との関係が変化するため、間隙寸法の測定精度が低下するという問題が生じる。

【0005】

そこで、本発明の目的は、間隙寸法の測定精度の低下を抑制できる間隙測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態における間隙測定装置は、互いに対向する第１面と第２面との間隙を測定する間隙測定装置であって、第１面と第２面との間に配置される第１磁束発生源と、第１面と第２面との間に配置され、第１磁束発生源に対向して配置される第２磁束発生源と、第１磁束発生源と第２磁束発生源により生じた磁力を測定する磁力測定装置と、磁力測定装置が測定した磁力に基づいて距離を算出する距離算出装置と、を備えることを特徴とする。

【0007】

本発明の一実施形態における間隙測定装置において、第１面に接触し、第１磁束発生源から力を受ける第１部材と、第２面に接触し、第２磁束発生源から力を受ける第２部材と、を備え、第１磁束発生源と第２磁束発生源により生じた磁力によって、第１部材及び第２部材が互いに離間させられていてもよい。

【0008】

本発明の一実施形態における間隙測定装置において、第１磁束発生源と第２磁束発生源はそれぞれ永久磁石であり、同極が対向するように配置されていてもよい。

【0009】

本発明の一実施形態における間隙測定装置において、第１磁束発生源及び第２磁束発生源の少なくとも１つは、発生する磁束の大きさを切り替えることができる電磁石であってもよい。

【0010】

本発明の一実施形態における間隙測定装置において、磁力測定装置は、第１磁束発生装置または第２磁束発生装置から受ける磁力に起因する荷重を測定する荷重測定装置であってもよい。

【0011】

本発明の一実施形態における間隙測定装置において、距離算出装置は、予め記憶された磁力と距離との対応関係を参照して、磁力測定装置が測定した磁力に基づいて距離を特定してもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、永久変形が発生する弾性体の弾性力ではなく、磁力を用いるため、間隙寸法の測定精度の低下を抑制できる間隙測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態における間隙測定システムの構成例を示す図である。

【図2】第１の実施形態における間隙測定装置の断面図を示す図である。

【図3】第１の実施形態における間隙測定システムの動作例を示すフローチャートである。

【図4】第１の実施形態における間隙測定システムの他の動作例を示すフローチャートである。

【図5】第１の実施形態における荷重と面間距離の関係を示すグラフの例である。

【図6】第２の実施形態における間隙測定装置の構成例を示す他の図である。

【図7】第３の実施形態における間隙測定装置の構成例を示す他の図である。

【図8】第４の実施形態における間隙測定装置の構成例を示す他の図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。

【0015】

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における間隙測定システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、間隙測定システム１は、間隙測定部１０と、制御ユニット３０と、表示器３７とを含む。

【0016】

（間隙測定部１０の構成）
図１に示すように、間隙測定部１０は、第１部材１１と第２部材１２とを備える。第１部材１１と第２部材１２は一端が開口する開口部が設けられた筒状の部材である。第１部材１１と第２部材１２との開口部は、第１部材１１と第２部材１２との距離が変わる向きに互いにスライド可能に結合されており、第１部材１１と第２部材１２とによって、筐体が形成される。筐体の内部には、第３部材１３、ロードセル２０、第１磁束発生源２１、第２磁束発生源２２が格納されている。

【0017】

第１部材１１及び第２部材１２はそれぞれに底部と、底部からのびる壁部とを備える。底部の形状は、例えば、円盤状や四角形状である。なお、第１部材１１の底部と第２部材１２の底部の形状は、互いに異なっていてもよく、例えば、第１部材１１の底部が円盤状で、第２部材１２の底部が四角形状であっても、その逆であってもよい。また、第１部材１１の底部と、第２部材１２の底部とは、互いに平行となるように形成される。

【0018】

間隙測定部１０は、磁力測定装置として、第２部材１２の底部に接し、荷重を測定するロードセル２０を含む。ロードセル２０は、例えば、荷重を電気信号の大小に変換することで、該荷重を測定することができる。そして、間隙測定部１０は、ロードセル２０で測定した荷重に基づいて、面間距離を算出可能である。荷重から面間距離を算出する方法は、後述する。なお、磁力測定装置は、荷重を電気信号の大小に変換するロードセル２０に限られず、磁力を測定可能な装置であれば、どのような装置を用いてもよい。ロードセル２０は、荷重に対応する電気信号を、制御ユニット３０に出力する。

【0019】

間隙測定部１０において、ロードセル２０は、第２部材１２の底部と第３部材１３との間に配置される。第３部材１３は、第１部材１１の底部及び第２部材１２の底部の各々と互いに平行な面を含む。すなわち、第３部材１３に含まれる面は、第１部材１１と第２部材１２のスライド方向に垂直である。第３部材１３に含まれる面は、例えば、円盤状や四角形状の面である。

【0020】

間隙測定部１０は、第１部材１１の底部に接する第１磁束発生源２１と、第３部材１３に接する第２磁束発生源２２とを含む。図１に例示するように、第１磁束発生源２１は、第１部材１１の底部において、測定対象の一面とは逆側の面（すなわち、第１部材１１と第２部材１２とで形成される筐体の内面）に設けられる。また、第２磁束発生源２２は、第３部材１３の面において、ロードセル２０と接する面とは逆側の面に設けられる。その結果、図１に例示するように、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とは、互いに対向するように設けられる。ここで、第１磁束発生源２１及び第２磁束発生源２２とは、例えば、永久磁石や電磁石であり、磁束を発生させる部材である。なお、第１磁束発生源２１及び第２磁束発生源２２とは、これらの例に限られず、磁束を発生可能であれば、どのような部材であってもよい。第１磁束発生源２１及び第２磁束発生源２２とは、異なる極が向い合っている場合には引力を、同じ極が向い合っている場合には斥力を生じる。

【0021】

なお、図１に例示するように、第１部材１１の底部と、第３部材１３と、第２部材１２の底部は、この順番で、測定対象の２つの面の間に設けられる。また、第３部材１３の面と、第２部材１２の底部との間に、ロードセル２０が設けられる。さらに、第１部材１１の底部には第１磁束発生源２１が、第３部材１３には第２磁束発生源２２が、それぞれ対向するように設けられる。

【0022】

（制御ユニット３０の構成例）
間隙測定システム１は、距離算出装置として、制御ユニット３０及び、表示機３７を含む。図１に例示するように、制御ユニット３０は、Ａ／Ｄ変換器３１と、入力ポート３２と、バス３３と、演算部３４と、記憶部３５と、出力ポート３６を含む。

【0023】

Ａ／Ｄ変換器３１は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する機能を備える。Ａ／Ｄ変換器３１は、ロードセル２０からのアナログ電気信号を、デジタル電気信号に変換して、入力ポート３２に入力する。

【0024】

入力ポート３２は、Ａ／Ｄ変換器３１からのデジタル電気信号の入力を受ける。入力ポート３２は、ロードセル２０によって測定された荷重に関するデジタル電気信号の入力を受け付け、バス３３を介して、演算部３４に送信する。

【0025】

バス３３は、制御ユニット３０において、各要素（入力ポート３２や演算部３４など）がデータ等を交換するための経路である。入力ポート３２や演算部３４、記憶部３５、出力ポート３６の各々は、バス３３を介して、互いにデータ等を送受信する。

【0026】

演算部３４は、入力ポート３２からバス３３を介して入力された、ロードセル２０によって測定された荷重に関するデジタル電気信号に基づいて、間隙距離Ｌを算出又は特定する。演算部３４は、例えば、所定の方法に基づいて、荷重に関するデジタル電気信号から間隙距離Ｌを算出する。また、演算部３４は、例えば、記憶部３５を参照して、荷重に関するデジタル電気信号に対応する磁石間距離ｄを特定し、その後間隙距離Ｌを算出してもよい。なお、演算部３４は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）やマイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ―ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）により実現される。

【0027】

記憶部３５は、ロードセルが検出する荷重（電気信号）と、磁石間距離ｄとの関係を記憶する。また、記憶部３５は、ロードセルが検出する荷重（電気信号）と、間隙距離Ｌとの関係を記憶していてもよい。なお、記憶部３５は、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）などにより実現される。

【0028】

出力ポート３６は、演算部３４からバス３３を介して受信した間隙距離Ｌに関するデータを、表示器３７に出力する機能を備える。

【0029】

表示器３７は、出力ポート３６から受け付けた間隙距離Ｌに関するデータを、所定の形式で表示する。表示器３７は、例えば、液晶ディスプレイやＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）により実現される。

【0030】

図２は、第１の実施形態における間隙測定部１０の構成例を示す図である。以下では、図２に示すように、第１の実施形態における間隙測定部１０によって、測定対象の第１面４１と、第２面４２との間の距離を測定する方法について説明する。ここで、本実施形態において第１面４１は、例えば、自動車におけるボディーの所定面に該当し、第２面４２は、ドアの所定面に該当する。なお、第１面４１と第２面４２とは、あくまでも例示であって、第１面４１と第２面４２とはどのような面に対応するものであってもよい。

【0031】

間隙測定部１０には、第１磁束発生源２１として第１永久磁石が、第２磁束発生源２２として第２永久磁石が設けられている。また、本実施形態においては、第１磁束発生源２１と、第２磁束発生源２２とは同じ極が向かい合っているため、互いに斥力が働く。第１部材２１と第２部材２２のスライド方向と、斥力が働く方向は、いずれも第１部材２１及び第２部材２２の底部と垂直な向きであるため、第１部材２１及び第２部材２２は、互いに離間する向きに斥力を受ける。つまり、第１部材２１及び第２部材２２は、可能な限り距離が長くなるように維持される。換言すると、筐体はできる限り長くなるように維持される。このような筐体を、測定対象の間隙を形成する第１面４１と第２面４２の双方に接触させることによって間隙が測定されるのだから、筐体の最大の長さよりも測定対象の間隙が短い場合に、間隙が測定できることになる。

【0032】

間隙測定部１０は、第１部材２１と第２部材２２のスライド方向に押し縮められながら、第１面４１と、第２面４２との間に配置される。そして、第１部材２１と第２部材２２とが第１磁束発生源と第２磁束発生源により生じた磁力によって互いに離間することによって、第１部材２１は第１面４１に接触し、第２部材２２は第２面４２に接触する。ここで、第１部材１１の底部と、第２部材１２の底部とが互いに平行に形成されているのが好ましい。このような形態であれば、第１部材２１と第２部材２２とが、第１面４１と第２面４２と広い範囲で接触できるため、第１部材２１と第２部材２２とが安定し、精度良く間隙を測定できる。

【0033】

ここで、第１面４１と第２面４２との距離Ｌ（以下ではこの距離Ｌを面間距離Ｌと呼称する）に基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源（第１永久磁石）２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源（第２永久磁石）２２との距離ｄが定められる。そのため、第１磁束発生源（第１永久磁石）２１と第２磁束発生源（第２永久磁石）２２との間の磁力（斥力）により、第２磁束発生源（第２永久磁石）２２が接する第３部材１３に対して、第２面４２を押圧する方向の力が加わり、第３部材１３に接するロードセル２０に荷重Ｆが加わる。

【0034】

そこで、ロードセル２０に加わる荷重Ｆを計測し、当該計測した荷重Ｆに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源（第１永久磁石）２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源（第２永久磁石）２２との距離ｄを算出する。そして、算出された距離ｄから、面間距離Ｌを算出（又は特定）する。

【0035】

（制御ユニット３０の動作例）
図３は、制御ユニット３０が、ロードセル２０に加わる荷重から、面間距離Ｌを算出する場合の動作例を示すフローチャートである。

【0036】

図３に示すように、ロードセル２０が、荷重Ｆを検出する（Ｓ１０１）。荷重Ｆは、Ａ／Ｄ変換器３１によってデジタル電気信号に変換され、入力ポート３２及びバス３３を介して、演算部３４に入力される。

【0037】

続いて、制御ユニット３０の演算部３４は、荷重Ｆから、第２磁束発生源（第２永久磁石）２２の重力など磁力以外の力ｆ０を減算する（Ｓ１０２）。これにより、演算部３４は、第１磁束発生源（第１永久磁石）２１と第２磁束発生源（第２永久磁石）２２の間の磁力Ｆ’を測定する。

【0038】

次に、制御ユニット３０の演算部３４は、数１に基づいて、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２の間の距離ｄを算出する（Ｓ１０３）。なお、数１において、ｋはクーロンの法則の比例定数、ｍ１は第１磁束発生源（第１永久磁石）２１である永久磁石の磁気量、ｍ２は第２磁束発生源（第２永久磁石）２２である永久磁石の磁気量である。

【0039】

【数1】

【0040】

最後に、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２の間の距離ｄに対して、第１磁束発生源２１（第１永久磁石）の厚さ、第２磁束発生源（第２永久磁石）２２の厚さ、第１部材１１の厚さ、第２部材１２の厚さ、及び、ロードセル２０の大きさの合計値であるＤを加算し、測定対象の第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌを算出する（Ｓ１０４）。

【0041】

（演算部３４の他の動作例）
図４は、演算部３４が、ロードセル２０に加わる荷重から、面間距離Ｌを算出する場合の他の動作例を示すフローチャートである。

【0042】

図４に示すように、演算部３４は、ロードセル２０が、荷重Ｆを検出する（Ｓ１０１）。荷重Ｆは、Ａ／Ｄ変換器３１によってデジタル電気信号に変換され、入力ポート３２及びバス３３を介して、演算部３４に入力される。

【0043】

その後、演算部３４は、荷重Ｆと面間距離Ｌとの対応関係が記憶された記憶部３５を参照して、測定対象の第１面４１と第２面４２との間の距離Ｌを特定する（Ｓ１０２）。演算部３４は、記憶部３５を参照して、荷重Ｆに対応する面間距離Ｌを特定する。

【0044】

（記憶部３５に記憶されるマップの例）
図５は、記憶部３５に記憶される、荷重Ｆと面間距離Ｌの関係を示すマップの例である。荷重Ｆと面間距離Ｌの関係は、縦軸は荷重Ｆ、横軸は面間距離Ｌとすると、例えば、単調減少のグラフで与えられる。演算部３４は、記憶部３５に記憶されたマップを参照することにより、荷重Ｆから、面間距離Ｌを特定することができる。具体的には、演算部３４は、図５に例示する荷重Ｆと面間距離Ｌとの対応関係を参照して、測定対象の第１面４１と第２面４２との間の距離Ｌを特定することができる。

【0045】

上記のとおり、第１の実施形態の間隙測定部１０は、互いに対向する第１面４１と第２面４２との間隙を測定し、第１面４１と第２面４２との間に配置される第１磁束発生源（第１永久磁石）２１と、第１面４１と第２面４２との間に配置され、第１磁束発生源２１に対向して配置される第２磁束発生源（第２永久磁石）２２とを備える。そして、第１磁束発生源と第２磁束発生源とにより生じた磁力を測定する磁力測定装置（ロードセル）２０と、磁力測定装置が測定した磁力に基づいて、面間距離Ｌを算出する距離算出装置（制御ユニット）３０とを備える。このように、第１の実施形態の間隙測定部は、永久変形が発生する弾性体の弾性力ではなく、磁力を用いて面間距離Ｌを測定するため、間隙寸法の測定精度の低下を抑制できる。

【0046】

また、第１部材１１と第２部材１２が互いに離間するので、第１面４１と第２面４２との間に間隙測定部１０を配置した場合に、第１部材１１と第２部材１２が第１面４１と第２面４２に安定して接触し、測定精度が高められる。また、永久磁石である第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２の同極が対向するように配置されているので、間隙測定部１０の体格を小さくしつつ、第１部材１１と第２部材１２の間を離間させ、測定精度を高めることができる。また、ロードセル２０によって測定するので、間隙測定部１０の体格が小さくできる。さらに、記憶部３５が磁力と距離との対応関係を記憶しておくため、記憶された対応関係に基づいて間隙距離を特定することにより、間隙距離の算出が簡素になる。

【0047】

＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態における間隙測定部１０の構成例を示す図である。第２の実施形態における間隙測定部１０は、永久磁石に代えて、電磁石を用いる場合の形態である。

【0048】

図６に例示するように、第２磁束発生源２２は、電磁石である。電磁石は、磁性材料によって形成された芯の周囲にコイルが形成されており、コイルに電流が印加された場合に、コイルの巻回方向とは垂直な向きに磁束を発生させる。本実施形態においては、電磁石である第２磁束発生源２２は、図６に例示するように、電源３８と、切り替えスイッチ３９に接続される。

【0049】

電源３８は、本実施形態においては電池である。電源３８は、電磁石である第２磁束発生源２２に対して電流を供給することができれば、どのようなものであってもよい。ここで、電源３８は直流電源であるのが好ましい。なぜならば、面間距離Ｌを測定する間は、一方向に磁束が発生され続けているほうがより精度良く測定できるためである。また、切り替えスイッチ３９は、通電状態に切り替えられた場合に、電磁石である第２磁束発生源２２に電流を供給し、磁束を発生させる機能を備える。第２の実施形態における間隙測定部１０では、面間距離Ｌを測定する場合に、切り替えスイッチ３９を通電状態に切り替えることで、電磁石である第２磁束発生源２２に電流を供給し、磁束を発生させる。

【0050】

図６に例示するように、間隙測定部１０は、第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌを測定する。なお、間隙測定部１０は、面間距離Ｌを直接求めるのではなく、第１磁束発生源（永久磁石）２１と第２磁束発生源（電磁石）２２との間の距離ｄから、当該面間距離Ｌを求める。なお、第２磁束発生源２２の代わりに第１磁束発生源２１が電磁石であってもよいし、第１磁束発生源２１及び第２磁束発生源２２の双方が電磁石であってもよい。

【0051】

測定対象の第１面４１には、間隙測定部１０の第１部材１１の底部が接する。一方、測定対象の第２面４２には、間隙測定部１０の第２部材１２の底部が接する。第１部材１１と第２部材１２とは、第１面４１と第２面４２との間の面間距離（Ｌ）に応じて、第１面４１及び第２面４２に垂直な方向にスライド可能である。

【0052】

第２部材１２の底部において、第２面４２の反対側には、ロードセル２０の一端が接している。また、ロードセル２０の他端は、第３部材１３に接している。すなわち、第２部材１２と第３部材１３の間に、ロードセル２０が設けられる。そして、第３部材１３において、ロードセル２０の反対側には、第２磁束発生源（電磁石）２２が設けられる。なお、第２部材１２と、ロードセル２０と、第３部材１３と、第２磁束発生源（電磁石）２２とは、互いに一体となって第２面４２（及び第１面４１）に垂直な方向にスライド可能である。

【0053】

また、第１部材１１の底部の第１面４１の反対側には、第１磁束発生源（永久磁石）２１が設けられる。その結果、図２に例示するように、第１磁束発生源（永久磁石）２１と第２磁束発生源（電磁石）２２とは、距離ｄだけ離れた位置に、互いに対向して設けられる。なお、第１磁束発生源（永久磁石）２１と、第２磁束発生源（電磁石）２２とは、同じ極が向い合っており、両者には斥力が働く。

【0054】

以下では、図６に示すように、第２の実施形態における間隙測定部１０によって、測定対象の第１面４１と、第２面４２との間の距離を測定する方法について説明する。まず、切り替えスイッチ３９が、通電しない状態に切り替えられた状態において、間隙測定部１０が、第１面４１と第２面４２との間に配置される。このとき、電磁石には電流が印加されていないため、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間に斥力は発生せず、第１部材１１と第２部材１２との距離が最も短い状態に維持される。このため、間隙測定部１０を縮める向きの力が測定者によって加えられることなく、第１面４１と第２面４２との間に間隙測定部１０が配置される。

【0055】

切り替えスイッチ３９は、測定対象の第１面４１と、第２面４２との間の距離を測定する場合に、通電状態に切り替える。その結果、第１面４１に第１部材１１の底部が接するとともに、第２面４２に第２部材１２の底部が接触し、測定対象の第１面４１と、第２面４２との間の距離が測定される。

【0056】

ここで、第１面４１と第２面４２との距離Ｌに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源（永久磁石）２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源（電磁石）２２とが定められる。そのため、第１磁束発生源（永久磁石）２１と第２磁束発生源（電磁石）２２との間の磁力（斥力）により、第２磁束発生源（電磁石）２２が接する第３部材１３の面に対して、第２面４２方向の力が加わり、第３部材１３の面に接するロードセル２０に荷重Ｆが加わる。

【0057】

そこで、ロードセル２０に加わる荷重Ｆを計測し、当該計測した荷重Ｆに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源（永久磁石）２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源（電磁石）２２との間の距離ｄを算出する。そして、算出された距離ｄから、面間距離Ｌを算出（又は特定）する。

【0058】

上記のとおり、第２の実施形態の間隙測定装置は、第１磁束発生源（永久磁石）２１と第２磁束発生源（電磁石）２２との少なくとも１つは、発生する磁束の大きさを切り替えることができる電磁石である。

【0059】

磁束発生源２２として電磁石を用いるため、間隙測定部１０を、磁束を発生させない状態で、第１面４１と第２面４２との間に配置することができる。そして、間隙測定部１０に磁束発生源２２としての電磁石を設けた後、切り替えスイッチ３３を通電することにより、当該電磁石に磁束を発生させるという使い方が可能である。このように、磁束を発生させない状態で間隙測定部１０を第１面４１と第２面４２との間に配置することができるため、間隙測定部１０の測定場所（第１面４１と第２面４２との間）への配置が容易になる。

【0060】

このように、第２の実施形態の間隙測定システム１は、電磁石を用いて磁束を発生させることにより、面間距離Ｌを測定することができる。そのため、第２の実施形態の間隙測定システム１は、永久変形が発生する弾性体の弾性力ではなく、電磁石による磁力を用いているため、間隙寸法の測定精度の低下を抑制できる。

【0061】

＜第３の実施形態＞
図７は、第３の実施形態における間隙測定部１０の構成例を示す図である。第３の実施形態における間隙測定部１０は、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とは、異なる極が向い合っており、両者には引力が働く場合の形態である。なお、第３の実施形態において、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とは、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。

【0062】

図７に例示するように、間隙測定部１０は、第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌを測定する。なお、間隙測定部１０は、面間距離Ｌを直接求めるのではなく、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間の距離ｄから、当該面間距離Ｌを求める。

【0063】

測定対象の第１面４１には、間隙測定部１０の第１部材１１の底部が接する。一方、測定対象の第２面４２には、間隙測定部１０の第２部材１２の底部が接する。第１部材１１と第２部材１２とは、第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌに応じて、第１面４１及び第２面４２に垂直な方向にスライド可能である。

【0064】

第２部材１２の底部において、第２面４２の反対側には、ロードセル２０の一端が接している。また、ロードセル２０の他端は、第３部材１３に接している。すなわち、第２部材１２と第３部材１３の間に、ロードセル２０が設けられる。そして、第３部材１３において、ロードセル２０の反対側には、第２磁束発生源２２が設けられる。なお、第２部材１２と、ロードセル２０と、第３部材１３と、第２磁束発生源２２とは、互いに一体となって第２面４２（及び第１面４１）に垂直な方向にスライド可能である。

【0065】

ここで、図７に例示するように、第１部材１１は第１面４１に接する底部と、底部に対向する保持部が設けられ、保持部に第１磁束発生源２１が設けられる。一方、第３部材１３はロードセル２０に接する底部と、底部に対向する保持部が設けられ、保持部に第２磁束発生源２２が設けられる。そして、第１部材１１において底部と保持部との間に、第３部材１３の保持部が位置するように、第１部材１１と第３部材１３とが、互いに噛み合う（嵌め合う）位置に設けられる。すなわち、間隙測定部１０において、図７に例示するように、第１部材１１において第１面４１に接する底部と、第３部材１３において第２磁束発生源２２が設けられる保持部と、第１部材１１において第１磁束発生源２１が設けられる保持部と、第３部材１３においてロードセル２０が接する底部とは、この順番で、測定対象の２つの面（第１面４１と第２面４２）の間に設けられる。

【0066】

なお、第３の実施形態の間隙測定部１０において、第１磁束発生源２１と、第２磁束発生源２２とは、異なる極が向い合っており、両者には引力が働く。その結果、図７に例示するように、第１部材１１において、第１磁束発生源２１が設けられる面に対して、第１面４１方向の磁力が働く。一方、第３部材１３において、第２磁束発生源２２が設けられる面に対して、第２面４２方向の磁力が働く。その結果、第３部材１３全体に第２面４２方向の力が加わり、第３部材１３の面に接するロードセル２０に荷重Ｆが加わる。

【0067】

そこで、ロードセル２０に加わる荷重Ｆを計測し、当該計測した荷重Ｆに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源（永久磁石）２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源（永久磁石）２２との間の距離ｄを算出する。そして、算出された距離ｄから、面間距離Ｌを算出（又は特定）する。

【0068】

上記のとおり、第３の実施形態の間隙測定システム１は、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とは、異なる極が向い合っており、両者には引力が働く。このように、第３の実施形態の間隙測定システム１は、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間に働く引力に基づいて、間隙距離を測定することが可能となる。

【0069】

＜第４の実施形態＞
図８は、第４の実施形態における間隙測定部１０の構成例を示す図である。第４の実施形態における間隙測定部１０は、第１磁束発生源２１が、第１部材１１の外側に設けられている場合の形態である。

【0070】

図８に例示するように、第１磁束発生源２１は、第１部材１１の底部において、測定対象の一面に接する位置（すなわち、第１部材１１と第２部材１２とで形成される筐体の外面）に設けられる。すなわち、第１磁束発生源２１は、測定対象の第１面４１に接するように設けられる。

【0071】

第１磁束発生源２１が、第１部材１１において、測定対象の第１面４１に接するように設けられるため、第１磁束発生源２１の厚み分だけ、間隙測定部１０の大きさを小さくすることが可能となる。

【0072】

また、図８に例示するように、間隙測定部１０の第１部材１１のうち、第１磁束発生源２１が接している部分には、“所定の穴１１０”が設けられる。所定の穴１１０は、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とを直接対向させることにより、当該第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間に生じる磁力が、第１部材１１によって妨げられないようにするために設けられる。所定の穴１１０は、第１磁束発生源２１の大きさと、略同一の大きさ及び形状である。また、所定の穴１１０は、完全な空間（穴）である必要はなく、例えば、メッシュ状であってもよい。なお、所定の穴１１０は、第１磁束発生源２１の大きさと、略同一の大きさ及び形状である必要はなく、第１磁束発生源２１の一部が、第２磁束発生源２２と対向すれば、どのような大きさ、形状であってもよい。

【0073】

図８に例示するように、間隙測定部１０は、第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌを測定する。なお、間隙測定部１０は、面間距離Ｌを直接求めるのではなく、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間の距離ｄから、当該面間距離Ｌを求める。

【0074】

測定対象の第１面４１には、間隙測定部１０の第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源２１が接する。一方、測定対象の第２面４２には、間隙測定部１０の第２部材１２の底部が接する。第１部材１１と第２部材１２とは、第１面４１と第２面４２との間の面間距離Ｌに応じて、第１面４１及び第２面４２に垂直な方向にスライド可能である。

【0075】

第２部材１２の底部において、第２面４２の反対側には、ロードセル２０の一端が接している。また、ロードセル２０の他端は、第３部材１３に接している。すなわち、第２部材１２と第３部材１３の間に、ロードセル２０が設けられる。そして、第３部材１３において、ロードセル２０の反対側には、第２磁束発生源２２が設けられる。なお、第２部材１２と、ロードセル２０と、第３部材１３と、第２磁束発生源２２とは、互いに一体となって第２面４２（及び第１面４１）に垂直な方向にスライド可能である。

【0076】

また、第１部材１１の底部には、第１面４１に接するように第１磁束発生源２１が設けられる。そして、図８に例示するように、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源（永久磁石）２２とは、所定の穴１１０を介して、距離ｄだけ離れた位置に互いに対向して設けられる。なお、第１磁束発生源２１と、第２磁束発生源２２とは、同じ極が向い合っており、両者には斥力が働く。

【0077】

ここで、第１面４１と第２面４２との距離Ｌに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源２２とが接近する。そのため、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間の磁力（斥力）により、第２磁束発生源２２が接する第３部材１３の面に対して、第２面４２方向の力が加わり、第３部材１３の面に接するロードセル２０に荷重Ｆが加わる。

【0078】

そこで、ロードセル２０に加わる荷重Ｆを計測し、当該計測した荷重Ｆに基づいて、第１部材１１の底部に設けられた第１磁束発生源２１と、第３部材１３の面に設けられた第２磁束発生源２２との間の距離ｄを算出する。そして、算出された距離ｄから、面間距離Ｌを算出（又は特定）する。

【0079】

上記のとおり、第４の実施形態の間隙測定部１０は、第１磁束発生源２１が測定対象の一面と接する場合であっても、所定の穴１１０を設けることにより、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２とを直接対向するため、当該第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間に生じる磁力が、第１部材１１によって妨げられず、第１磁束発生源２１と第２磁束発生源２２との間の磁力を用いて、面間距離を測定可能となる。その結果、第４の実施形態の間隙測定部１０は、第１磁束発生源２１が、第１部材１１において、測定対象の第１面４１に接するように設けられるため、第１磁束発生源２１の厚み分だけ、間隙測定部１０の大きさを小さくすることができる。

【0080】

なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「垂直」「平行」「平面」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。

【0081】

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。

【符号の説明】

【0082】

１ 間隙測定システム
１０ 間隙測定部
１１ 第１部材
１１０ 所定の穴
１２ 第２部材
１３ 第３部材
２０ ロードセル
２１ 第１磁束発生源
２２ 第２磁束発生源
３０ 制御ユニット
３１ Ａ／Ｄ変換器、３２ 入力ポート、３３ バス、３４ 演算部、３５ 記憶部、
３６ 出力ポート、３７ 表示器
４１ 第１面
４２ 第２面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】