JP2000275004A - 差動変圧型検出装置、検出方法及び校正ゲージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナイフエッジ形状の触針を使用した場合に、
正確かつ精度よく円柱等の母線等の輪郭測定、多角形等
の稜線上の真直度、粗さ測定または長さ測定のできる差
動変圧型検出装置、検出方法及び校正ゲージを提供す
る。 【解決手段】 この差動変圧型検出装置２１は、被測定
物に対し相対移動する際の移動方向と直行する方向に幅
のあるエッジを有するナイフエッジ部材２８と、ナイフ
エッジ部材を支持するとともに被測定物と接触するエッ
ジにおける変位を移動方向に相対移動して測定する差動
変圧型検出器１３と、差動変圧型検出器をナイフエッジ
部材とともに被測定物に対しエッジが円弧運動するよう
に回転させる回転調整機構３５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の粗さ測
定、長さ測定または輪郭形状の測定等のための差動変圧
型検出装置、検出方法及び校正ゲージに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】差動変圧型検出器は、電気的増幅機構に
よって高い分解能を有し、簡単に測定を行うことができ
るため、測長機器、輪郭形状測定機器、比較測定機器等
の各種の測定機器に幅広く利用されている。このような
差動変圧型検出器の従来の代表例を図１０に示す。

【０００３】図１０の差動変圧型検出器１３では、筐体
１内の取付部材１ａに１次コイル２と２次コイル３と電
気回路部８とが配置されて固定されている。コイル２，
３内の中心軸部には可動鉄心６がその中で移動できるよ
うに配置され、可動鉄心６の図の下方の先端６ａは筐体
１内で水平方向に延びたアーム７の一端に連結されてい
る。１次コイル２と２次コイル３と可動鉄心６により差
動変圧器１２が構成される。１次コイル２は電気回路部
８からの一定周波数の一定電圧により励磁され、可動鉄
心６の位置に応じて２次コイル３に誘導される起電力が
変化し、この起電力を電気回路部８で増幅することによ
り可動鉄心６の変位を測定し、この測定値が指針表示さ
れたり、デジタル表示またはアナログ表示される。

【０００４】また、図１０のように、アーム７は取付部
材１ａの図の下方左端で支点９に連結され支持されてお
り、アーム７の他端にはジョイント部１０を介して触針
１１が取り付けられている。触針１１が非測定物の表面
に接触し、触針１１が図の上下に変位すると、アーム７
が支点９を中心に回動し、アーム７の一端に接続された
可動鉄心６が図の上下に相対的に大きく移動する。これ
により、触針１１における微小な変位を測定することが
できる。また、筐体１の側部（図の右端側）にはこの差
動変圧型検出器を測定器本体に取り付けて連結するため
に取付孔５を有する取付部材４が固定されている。

【０００５】上述のような差動変圧型検出器により円柱
形状物の母線を測定する場合を考える。図１１（ａ）の
平面図に示すように、ベッド１４に固定された上下コラ
ム１５に支持された測定器本体１６に差動変圧型検出器
１３が水平方向に移動可能に取り付けられている。差動
変圧型検出器１３の図１０の触針が被測定物１７の表面
に触れながら移動することにより、円柱状の被測定物１
７の輪郭形状を測定する。この場合、触針の形状には、
大別すると、図１１（ｂ）のような針状の触針１１ａと
図１１（ｃ）のようなのナイフエッジ形状の触針（以
下、「ナイフエッジ」）１１ｂがある。

【０００６】ところが、図１１（ａ）のように、測定器
本体１６と差動変圧型検出器１３との一点鎖線で示す軸
と被測定物１７の二点鎖線で示す軸とがずれていると、
図１１（ｂ）の針状の触針１１ａで円柱状の被測定物１
７の母線を測定する場合、表面１７ａ上で針状の触針１
１ａが図１１（ｂ）のように、斜め方向に走行してしま
い、測定すべき母線測定の精度が正確でなくなる。ま
た、図１１（ｃ）のナイフエッジ１１ｂで測定すると、
この問題はある程度改善されるが、ナイフエッジ１１ｂ
が図１１（ｄ）のように傾いていると、傾いている分だ
け測定すべき真の母線を走行することが難しくなる。従
来、この傾きを目分量で修正した後に測定していたが、
測定誤差の要因となっていた。特に、母線方向に沿った
真直度を加味した母線の測定では、ナイフエッジの傾き
がこの測定データの精度に大きく影響し、測定範囲が大
きくなればなる程その影響は大きくなる。近年、種々の
形状物の輪郭形状等に関し広範囲で精度のよりよい測定
が要求されているため、かかる問題の解決が求められて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題に鑑み、ナイフエッジ形状の触針を使用した場合
に、正確かつ精度よく円柱等の母線等の輪郭測定、多角
形等の稜線の真直度、長さ測定または粗さ測定のできる
差動変圧型検出装置、検出方法、及びこれらの装置及び
方法に用いることのできる校正ゲージを提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の差動変圧型検出装置は、被測定物に対し相
対移動する際の移動方向と直行する方向に幅のあるエッ
ジを有する接触部材と、前記接触部材を支持するととも
に前記被測定物と接触する前記エッジにおける変位を前
記移動方向に相対移動して測定する差動変圧型検出器
と、前記接触部材を前記被測定物に対し移動させ前記エ
ッジの位置を調整する調整機構とを具備する。

【０００９】本発明の差動変圧型検出装置によれば、調
整機構により、エッジの被測定物に対する相対位置を調
整し、エッジを接触部材と被測定物との相対移動により
測定すべき位置に位置決めすることができる。この位置
決めにより、正確かつ精度よく母線等の輪郭測定、稜線
上の真直度測定や粗さ測定等が可能となる。なお、接触
部材と被測定物との相対移動のために、差動変圧型検出
器が接触部材とともに移動する構成、または被測定部が
移動する構成にできる。また、幅のあるエッジを用いる
ことにより、被測定物の相対移動方向がエッジの移動方
向と若干ずれている場合でもその幅の範囲内で測定が可
能となるから、測定上有利である。なお、稜線の真直度
とは、角形状物の稜線のうねりをいう。また、エッジの
真直度は、０．１μｍ以下、好ましくは０．０１μｍ以
下である。

【００１０】また、前記調整機構が前記差動変圧型検出
器を前記接触部材とともに前記被測定物に対し前記エッ
ジが円弧運動するように回転させる回転調整機構から構
成することができる。差動変圧型検出器を接触部材とと
もに被測定物に対し回転させることにより前記エッジが
被測定物に接した状態で円弧運動し、これにより、簡単
かつ正確にエッジを位置決めすることができる。

【００１１】また、前記調整機構は前記差動変圧型検出
器に内蔵されているかまたは外部に取り付けられるよう
にできる。

【００１２】また、本発明による校正ゲージは、被測定
物に対し相対移動する際の移動方向と直行する方向に幅
のあるエッジを有する接触部材と、前記接触部材を支持
するとともに前記被測定物と接触する前記エッジにおけ
る変位を前記移動方向に相対移動して測定する差動変圧
型検出器と、前記接触部材を前記被測定物に対し移動さ
せ前記エッジの位置を調整する調整機構とを具備する差
動変圧型検出装置において使用される校正ゲージであっ
て、前記エッジが接触するとともに予め測定データを取
得している接触部を備えることを特徴とする。

【００１３】本発明の校正ゲージによれば、差動変圧型
検出装置において接触部材のエッジを位置決め調整する
時に、エッジが校正ゲージの接触部に接触して相対移動
しながら測定されて得られた調整測定データを、予め取
得しているその接触部の校正測定データと比較すること
により、エッジを正確に位置決めすることができる。

【００１４】また、校正ゲージが前記接触部の延在する
方向に所定の段差を有すると、寸法の分かっている段差
の前後の差動変圧型検出器からの出力に基づいてゲイン
調整を行い、差動変圧型検出器のゲインの校正を行うこ
とができる。

【００１５】また、校正ゲージの接触部を円柱面上また
は多角形面に隣接した稜線上に線状に形成するようにで
きる。これによれば、校正ゲージを円柱状または半円柱
状等に構成し、または三角柱、四角柱等の多角柱状に構
成することができるが、接触部を円柱面上にまたは稜線
上に線状に形成することができる。

【００１６】また、前記校正ゲージはガラス材料、セラ
ミック材料または超硬材料から構成され、前記接触部の
凹凸は０．３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下、よ
り好ましくは０．０１μｍ以下とし、鏡面状態とする。
校正ゲージをガラス材料、セラミック材料または超硬材
料から構成し、接触部を鏡面状態とすることにより、精
密な校正が可能となる。なお、超硬材料としては高融点
金属の炭化物を主成分とする高硬度の粉末冶金材料があ
るが、熱処理により硬度を上昇させた鉄鋼材料やステン
レス鋼等であってもよい。

【００１７】また、校正ゲージは、前記接触部の水平度
を調整する水平調整機構と、前記接触部と前記エッジと
の前記幅方向における相対位置とを調整する幅方向位置
調整機構とを備える載置台に載置されるようにできる。
水平調整機構により接触部を水平にでき、幅方向位置調
整機構により接触部とエッジとの幅方向における相対位
置を決めることができる。これにより、校正ゲージによ
る差動変圧型検出器の校正を簡単に行うことができる。

【００１８】前記接触部の延在する方向が前記移動方向
に対し傾斜していることにより、校正ゲージによる校正
の際に、エッジの移動方向が被測定物の相対移動方向と
若干ずれて傾斜していてもエッジの幅の範囲内で校正す
ることができる。

【００１９】また、本発明による差動変圧型検出器を用
いた検出方法は、差動変圧型検出器に支持されるととも
に被測定物に対し相対移動する際の移動方向と直行する
方向に幅のあるエッジを有する接触部材を被測定物に接
触させるステップと、前記接触部材を前記被測定物に対
し移動させ前記エッジの位置を調整するステップと、前
記被測定物と前記接触部材とを相対移動させることによ
り、前記被測定物の表面において測定を行うステップと
を含む。これにより、エッジを被測定物の測定すべき位
置に位置決めした後に測定を行うことができるから、正
確かつ精度よく母線等の輪郭測定や粗さ測定及び長さ測
定ができる。

【００２０】また、上述のような校正ゲージを用いて前
記基準位置の調整を行うことにより、接触部材のエッジ
を正確に位置決めすることができる。

【００２１】また、前記調整ステップにおいて前記差動
変圧型検出器を前記接触部材とともに前記被測定物に対
し前記エッジが円弧運動するように回転させるようにで
きる。これにより、簡単かつ正確にエッジを位置決めす
ることができる。なお、本発明において差動変圧型検出
器とは、差動変圧器（差動トランス）を用いて変位測定
を行うことができ、電気的増幅機構によって高い分解能
を有する測定器をいう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形
態による差動変圧型検出装置を備えた輪郭形状測定機の
概略を示す正面図であり、図２は本実施の形態の差動変
圧型検出装置の概略を示す正面図であり、図３は接触部
材としてのナイフエッジ部材の斜視図（ａ）、ナイフエ
ッジ部材が校正ゲージの接触部に接触した状態を示す側
面図（ｂ）、ナイフエッジ部材の位置決め調整を説明す
るための側面図（ｃ）であり、図４は載置台に固定され
た校正ゲージの平面図（ａ）、正面図（ｂ）、及び校正
ゲージの部分拡大図（ｃ）である。

【００２３】図１に示す輪郭形状測定機は、基台として
のベッド２２と、ベッド２２上に固定された上下コラム
２３と、上下コラム２３に上下方向に位置が可変なよう
に取り付けられる駆動装置２４と、駆動装置２４のシャ
フト下面に連結された取付部２５と、取付部２５により
図の水平方向ａまたはａ’に移動可能なように取り付け
られた検出器取付シャフト２６と、検出器取付シャフト
２６の先端側に取付ねじ２７により取り付けられ固定さ
れた差動変圧型検出装置２１とを備える。差動変圧型検
出装置２１の先端側には被測定物と接触する触針である
接触部材としてのナイフエッジ部材２８が設けられてい
る。また、駆動装置２４には測定した変位を概略的に表
示する指示計２４ａが設けられており、指示計２４ａの
指針２４ｂの位置により変位量が概略的に分かる。

【００２４】図２に差動変圧型検出装置２１を示すが、
ここでは図１０に示す差動変圧型検出器１３と同一部分
には同一符号を付しその説明を省略する。図２に示すよ
うに、差動変圧型検出装置２１には、エッジの基準位置
への位置決めのための調整機構としての回転調整機構３
５が内蔵されている。回転調整機構３５は、筐体１内で
あってナイフエッジ部材２８が突き出ている側と反対測
面側近傍に、筐体１内の取付部材１ａに固定された可動
側歯車２９と、この歯車２９と噛み合う固定側歯車３１
と、可動側歯車２９に連結され筐体１から水平方向に延
びて取付部材４に回転可能に支持された回転軸３０と、
固定側歯車３１に連結され筐体１の側面から若干延びる
よう設けられた回転調整用軸３２とを備える。差動変圧
型検出装置２１の筐体１の外面で回転調整用軸３２を回
転させて固定側歯車３１を介して可動側歯車２９を回転
させることにより、この歯車２９に固定された取付部材
１ａを回転微動させることができるようになっている。
このような回転調整機構３５により、差動変圧型検出装
置２１の筐体１全体を回転軸３０を中心に回転させるこ
とができる。また、取付部材４には２点差線で示すスト
ッパねじ３３が設けられており、回転調整した後に回転
軸３０を締め付けて固定するようになっている。

【００２５】図２及び図３（ａ）に示すように、差動変
圧型検出装置２１のアーム７にはナイフエッジ部材２８
が連結されている。ナイフエッジ部材２８は測定中に検
出装置２１の移動に伴い図の方向ａに移動する。ナイフ
エッジ部材２８は、方向ａに直交する方向に延びた一定
幅ｗを有するエッジ２８ａを備え、被測定物と接するエ
ッジ２８ａは高精度の直線状に形成されており、例えば
ダイヤモンドまたはサファイヤからつくることができ
る。エッジ２８ａの真直度は０．１μｍ以下、好ましく
は０．０１μｍ以下に仕上げられており、また幅ｗは３
ｍｍ以下に、その先端の半径は１５μｍＲ以下になって
いる。

【００２６】次に、校正ゲージについて説明する。図４
（ａ），（ｂ）に示すように、図２の差動変圧型検出装
置２１の調整及び校正に用いることのできる校正ゲージ
４０は、ゲージ載置台４１と、ゲージ載置台４１の上に
配置されエッジ２８ａ（図３）の幅方向位置を調整する
幅方向位置調整機構４２と、幅方向位置調整機構４２の
上に配置されゲージの水平度を調整する水平調整機構４
３と、水平調整機構４３の上に固定され円柱面を有する
基準円柱部４４とを備える。この円柱面の頂上近傍にお
いてナイフエッジ部材２８のエッジ２８ａと接触する接
触部４４ａが線状に構成されている。この接触部４４ａ
は鏡面に状態に仕上げられており、その粗さ（凹凸）は
予め測定されており、０．０１μｍ以下である。

【００２７】図４（ａ），（ｂ）のように、幅方向位置
調整機構４２は、ゲージ載置台４１に固定された下板４
２ａと、上板４２ｂと、上板４２ｂの下板４２ａに対す
る移動のためにその間に配置された複数のコロ４２ｃ
と、下板４２ａに対し上板４２ｂを図４（ｂ）の紙面の
垂直方向（図４（ａ）の方向ｄ，ｄ’）に移動させるた
めの前後調整ねじ４２ｄとを備える。前後調整ねじ４２
ｄを回転させることにより、ゲージ載置台４１及び下板
４２ａに対し上板４２ｂを図４（ａ）の方向ｄ及びその
逆方向ｄ’に移動させてゲージとエッジの幅方向位置と
の相対位置を調整できるようになっている。

【００２８】また、水平調整機構４３は、幅方向位置調
整機構４２の上板４２ｂ上に配置された回動板４３ａ
と、回動板４３ａの一端側に配置された回動中心軸４３
ｂと、回動板４３ａの他端側であって回動板４３ａと上
板４２ｂとの間に配置された上下調整ねじ４３ｃとを備
える。上下調整ねじ４３ｃを回転させることにより、回
動板４３ａが回動中心軸４３ｂを中心に回動してゲージ
の水平度を調整することができるようになっている。

【００２９】また、図４（ｃ）に示すように、基準円柱
部４４の接触部４４ａの長手方向の途中には段差ｓが形
成されている。この段差ｓの寸法Ａは既知である（例え
ば最大５μｍ）ので、この段差ｓを用いて差動変圧型検
出装置２１のゲイン調整及び校正ができる。

【００３０】校正ゲージ４０は、図１の輪郭形状測定機
のベッド２２上に載せられて使用されるが、この場合、
図４（ａ）のようにナイフエッジ部材２８の移動方向
ａ，ａ’（図１，図３（ａ），図４（ａ））と平行な基
準線ｇに対し基準円柱部４４はその中心線４４ｂが一定
角度に傾斜するように配置されている。これにより、ナ
イフエッジ部材２８が基準円柱部４４の接触部４４ａに
接触しながら移動するとき、図３（ｂ）のようにエッジ
２８ａがその一端近傍２８ｂで接触部４４ａに接触しな
がら移動を始め、この移動中にその他端近傍２８ｃまで
幅方向に移動しながら接触を続けて測定できるようにな
っている。

【００３１】以上のような差動変圧型検出装置２１を含
む輪郭形状測定機による測定について説明する。最初
に、図４の校正ゲージによるナイフエッジ部材２８との
位置決め調整及び校正について説明する。まず、図１の
ベッド２２上に図４（ａ），（ｂ）の校正ゲージ４０を
載置する。このとき、校正ゲージ４０は図４（ａ）の基
準線ｇが図１の輪郭形状測定機の駆動方向ａ，ａ’と平
行になるよう位置決められる。次に、図２の差動変圧型
検出装置２１のナイフエッジ部材２８のエッジ２８ａを
基準円柱部４４に載せる。なお、ナイフエッジ部材２８
の垂直方向位置は、駆動装置２４を上下コラム２３に沿
って移動して決めることができる。

【００３２】次に、ナイフエッジ部材２８のエッジ２８
ａと校正ゲージ２８の基準円柱部４４との相対位置を調
整しエッジ２８ａを基準位置に位置決める。ここでは基
準位置は基準円柱部４４の頂上近傍の接触部４４ａであ
る。この位置決めの前に、基準円柱部４４の水平度を水
平調整機構４３により調整し、またエッジ２８ａとの相
対位置を幅方向位置調整機構４２により調整する。次
に、図３（ｃ）の実線に示すようにエッジ２８ａが基準
円柱部４４に対し傾いている場合、図２の差動変圧型検
出装置２１の回転調整機構３５の回転調整用軸３２を回
転させて固定側歯車３１を介して可動側歯車２９を回転
させると、歯車２９に固定された取付部材１ａが回動す
ることにより、差動変圧型検出装置２１の筐体１全体が
回転軸３０を中心に回転する。すると、筐体１の回転と
ともにアーム７の先端のナイフエッジ部材２８が回動し
円弧運動をする。例えば図３（ｃ）の回転方向ｆに回転
することにより、図３（ｃ）の破線に示すようにエッジ
２８ａを水平状態に近づけることができる。このように
して回転調整用軸３２をエッジ２８ａを基準円柱部４４
の頂上の接触部４４ａに接触させながら回動させて基準
位置に位置決めすることができる。

【００３３】この状態で図１の駆動装置２４により差動
変圧型検出装置２１を図１の水平方向ａまたはａ’に移
動させることにより、ナイフエッジ部材２８のエッジ２
８ａが校正ゲージ４０の基準円柱部４４上を移動し、図
１の輪郭形状測定機からの出力信号を外部のチャートレ
コーダに記録することにより、変位測定データを得るこ
とができる。この場合、エッジ２８ａが基準位置に調整
されていると、チャートレコーダからの出力が一定値で
ある。従って、エッジ２８ａの基準位置の調整時には、
チャートレコーダからの出力が一定値になるように確認
しながら、回転調整用軸３２を回動して調整する。この
場合、差動変圧型検出装置２１のゲインを例えば実際の
測定時の２倍にして調整することにより、比較的容易に
調整することができる。なお、指示計２４ａの指針２４
ｂによりおおよその変位測定データを知ることもでき
る。なお、このようにしてエッジ２８ａが基準位置に位
置決めされた後に、図２のストッパねじ３３により回転
軸３０を締め付けて固定することにより、測定中にナイ
フエッジ部材２８のエッジ２８ａが基準位置からずれる
ことを防止できる。

【００３４】また、上述の測定の際に、図４（ａ）のよ
うに校正ゲージ４０の基準円柱部４４はその中心線４４
ｂがナイフエッジ部材２８の移動方向ａに対し傾斜して
いるため、図３（ｂ）のようにエッジ２８ａが一端近傍
２８ｂで接触部４４ａに接触しながら移動を始め、この
移動中にその他端近傍２８ｃまで幅方向に移動しながら
接触を続けて測定することができる。従って、実際の被
測定物の測定においてその中心線がナイフエッジ部材２
８の移動方向ａに対し一致せず若干傾斜していても、エ
ッジ２８ａは被測定物に接触しながら測定することがで
きる。また、図４（ｃ）のように、エッジ２８ａが基準
円柱部４４の接触部２８ａの段差ｓ（その寸法Ａは一定
値であり、例えば５μｍである）を通過した際の差動変
圧型検出装置２１からの出力に基づいて、装置のゲイン
を調整し校正することができる。

【００３５】以上のようにして校正ゲージによる調整及
び校正が終了すると、校正ゲージを図１の測定器から取
り外し、被測定物をベッド２２上に載せて測定を行う。
このとき、ナイフエッジ部材２８のエッジ２８ａは基準
位置に位置決めされているから、そのまま測定を行うこ
とで正確で精度のよい測定データを得ることができる。

【００３６】また、従来の図１１（ｃ）のような測定に
よれば、ナイフエッジを用いた円筒状形物の母線上の測
定、または矩形状物または角柱の稜線上での真直度の測
定では、図１１（ｄ）のようにエッジの傾斜による測定
誤差は無視し、または稜線上の真直度測定では近傍の面
上の測定データから演算して推定値を得ていたのである
が、本実施の形態によれば、かかる測定誤差を無視し得
る程度まで低減でき、また稜線上で直接に真直度の測定
データを得ることができる。

【００３７】また、図２のような回転調整機構３５を内
蔵した差動変圧型検出装置２１によれば、従来の測定器
にそのまま適用でき、信頼性の高い測定が実現できる。
回転調整機構により、ナイフエッジ部材による広範囲な
円筒状形物の母線上の測定及び矩形状物・角柱の稜線上
での真直度の測定が正確できる。

【００３８】次に、図５〜図７により図２の回転調整機
構の変形例を説明する。図５〜図７に示す各回転調整機
構は、図２の差動変圧型検出装置２１の取付部材４側に
設けたものである。

【００３９】図５の変形例は、図５（ａ）に示すよう
に、図１の検出器取付シャフト２６を２分割して、検出
装置２１の取付部材４に結合される中間シャフト部２６
ａと、シャフト部２６ｂとの間に回転調整機構５０を配
置したものである。図５（ｂ），（ｃ）に示すように、
回転調整機構５０は、中間シャフト部２６ａの凹状部に
形成されたウォーム歯車５１と、このウォーム歯車５１
と噛み合うホィール歯車５２と、このホィール歯車５２
に連結し回転させる回転調整つまみ５３と、シャフト部
２６ｂの端部に連結されて固定されるとともに回転調整
つまみ５３が回転可能に取り付けられている連結部材５
４とを備える。

【００４０】図５（ｃ）に示すように、中間シャフト部
２６ａはその先端に小径回転軸５５を有し、シャフト部
２６ｂはこの小径回転軸５５が入り込んで回転可能に支
持される小径穴部５６を有する。回転調整つまみ５３を
図の回転方向ｈまたはｈ’に回転させると、ホィール歯
車５２が回転することにより、ウォーム歯車５１が回転
する。これにより、ウォーム歯車５の形成された中間シ
ャフト部２６ａが小径回転軸５５を中心に図５（ｂ）の
ように回転方向ｊまたはｊ’に回転する。このようにし
て、図２と同様に検出装置２１の筐体１を回動させてナ
イフエッジ部２８を回転させることができる。

【００４１】次に、図６により別の回転調整機構を説明
する。この回転調整機構６０は、図５と同様に、図１の
検出器取付シャフト２６を２分割して、検出装置２１の
取付部材４に結合される中間シャフト部２６ａと、シャ
フト部２６ｂとの間に配置されている。回転調整機構
は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、中間シャフト部
２６ａの端部の円周面に形成されたホィール歯車６１
と、このホィール歯車６１と噛み合うウォーム歯車６２
と、このウォーム歯車６２に連結して回転させる回転調
整つまみ６３と、シャフト部２６ｂの端部に連結されて
固定されるとともに回転調整つまみ６３が回転可能に取
り付けられている連結部材６４とを備える。

【００４２】図６（ａ）に示すように、中間シャフト部
２６ａはホィール歯車６１に連結して端部に小径回転軸
６５を有し、シャフト部２６ｂはこの小径回転軸６５が
入り込んで回転可能に支持される小径穴部６６を有す
る。回転調整つまみ６３を回転させるとウォーム歯車６
２が回転することにより、ホィール歯車６１が回転す
る。これにより、ホィール歯車６１の形成された中間シ
ャフト部２６ａが小径回転軸６５を中心に図６（ｂ）の
ように回転方向ｋまたはｋ’に回転する。このようにし
て、図２と同様に検出装置２１の筐体１を回動させてナ
イフエッジ部２８を回転させることができる。なお、シ
ャフト部２６ｂにはストッパ部材６７が小径穴部６６に
達するようにねじ部込まれており、ストッパ部材６７に
より位置決めの終了した中間シャフト２６ａを固定する
ことができる。これにより、測定中に測定装置２１が不
測に移動することはなく、安定して測定を行うことがで
きる。

【００４３】次に、図７によりさらに別の回転調整機構
を説明する。この回転調整機構７０は、図２の検出装置
２１と取付部材４との間に配置したものであり、図７
（ａ），（ｂ）に示すように、検出装置２１と結合され
取付部材４とは別の取付部材７１と、取付部材４と別の
取付部材７１との間に配置された回転ボール７３と、取
付部材４と別の取付部材７１とを開く方に付勢するスプ
リング等からなる付勢部材７４と、回転ボール７３と付
勢部材７４との間であって取付部材４と別の取付部材７
１とを貫通して形成されたねじ穴７２と、このねじ穴７
２にねじ込まれるねじ部７５ａを有する回転調整つまみ
７５とを備える。

【００４４】図７（ｂ）において取付部材４に対し別の
取付部材７１が閉じるように回転調整つまみ７５を回転
させると、別の取付部材７１は、図１の検出器取付シャ
フト２６に固定された取付部材４に対し付勢部材７４の
付勢力に抗して回転ボール７３を中心に図の回転方向ｍ
に回動する。また、別の取付部材７１が開くように回転
調整つまみ７５を回転させると、別の取付部材７１は、
取付部材４に対し回転ボール７３を中心に図の回転方向
ｍ’に回動する。このようにして別の取付部材７１を回
転方向ｍまたはｍ’の回動させることができ、別の取付
部材７１に固定された検出装置２１を回動させることが
できる。これにより、図２と同様に検出装置２１の筐体
１を回動させてナイフエッジ部２８を回転させることが
できる。

【００４５】次に、図８により校正ゲージの接触部の変
形例を説明する。図８（ａ）は円柱部を長手方向に切り
取るようにして形成された基準円弧状部８１を示し、こ
の基準円弧状部８１を図４（ｂ）の校正ゲージの基準円
柱部４４の代わりに基準部として用いることができる。
基準円弧状部８１の頂上に接触部８１ａが構成され、そ
の接触部８１ａの途中に段差Ｓが形成されている。

【００４６】図８（ｂ）は三角柱から構成された基準三
角柱８２を示し、この基準三角柱８２を図４（ｂ）の校
正ゲージの基準円柱部４４の代わりに基準部として用い
ることができる。この基準三角柱８２の稜線８２ａが接
触部として機能する。また、図８（ｃ）に示す五角柱か
ら構成された基準五角柱８３を同様に基準部として図４
の校正ゲージに用いることができる。この基準五角柱８
３の稜線８３ａが接触部として機能する。なお、この接
触部としての稜線８２ａ、稜線８３ａの途中に段差Ｓ
１，Ｓ４を設けることができる。また、基準三角柱８
２、基準五角柱８２の他の稜線を接触部として用いるこ
とができ、この場合、各稜線に設けた段差Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３及びＳ４，Ｓ５の寸法を稜線ごとに変えることがで
きる。また、稜線８２ａ，８３ａは、ともに、そのうね
り（凹凸）が０．０１μｍ以下に仕上げられている。な
お、三角柱や五角柱に限らず他の多角柱を校正ゲージの
基準部として用いてもよい。

【００４７】次に、図９により、本発明の差動変圧型検
出装置の検出器として電気マイクロ検出器を用いた変形
例を説明する。図９の差動変圧型検出装置９０は、図２
の差動変圧型検出装置２１とほぼ同様の構成の電気マイ
クロ検出器としての差動変圧型検出器９１と、この検出
器９１に連結された図３と同様のエッジ９２ａを有する
ナイフエッジ部材９２と、検出器９１に固定部９２ａに
より固定された保持シャフト９５をねじ部９３ａにより
支持し締め付け固定する支持スタンド９３と、差動変圧
型検出器９１からの測定変位信号を増幅し指示メータ９
４ａに表示する増幅機９４とを備える。

【００４８】図９の差動変圧型検出装置９０によれば、
図２と同様の回転調整機構により、同様にして差動変圧
型検出器９１を回動させることにより被測定物９５に対
しナイフエッジ部材９２のエッジ部９２ａを基準位置に
位置決めすることができる。このような電気マイクロ検
出器は、長さ比較測定等に用いることができるが、図
１，図２の場合と同様にエッジ部９２ａが基準位置に位
置決めされるから正確で高精度な測定が可能となる。な
お、測定時には被測定物９５をエッジ部９２ａに対し水
平方向ｎに移動させることができ、また、支持スタンド
９３を被測定物９５に対し移動させるようにしてもよ
い。

【００４９】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、測定時にナイフエッジ部材に対し被測定物
（校正ゲージ）側を移動させるように構成してもよい。
また、回転調整機構としては、図示のものに限定され
ず、同様の機能を有するように構成された他の歯車機
構、カム機構、スプリング機構等であってもよいことは
勿論である。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、触針としてナイフエッ
ジ部材を使用した場合に、正確かつ精度よく円柱等の母
線等の輪郭測定、多角形等の稜線の真直度、粗さ測定及
び長さ測定のできる差動変圧型検出装置、検出方法、及
びこれらの装置及び方法に用いることのできる校正ゲー
ジを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による差動変圧型検出装置
を備えた輪郭形状測定機の概略を示す正面図である。

【図２】図１の差動変圧型検出装置の概略を示す正面図
である。

【図３】図２のナイフエッジ部材の斜視図（ａ）、ナイ
フエッジ部材が校正ゲージの接触部に接触した状態を示
す側面図（ｂ）、ナイフエッジ部材の位置決め調整を説
明するための側面図（ｃ）である。

【図４】校正ゲージの平面図（ａ）、正面図（ｂ）、及
び校正ゲージの部分拡大図（ｃ）である。

【図５】回転調整機構の変形例を示す正面図（ａ）、側
面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。

【図６】回転調整機構の別の変形例を示す平面図
（ａ）、及び側面図（ｂ）である。

【図７】回転調整機構の更に別の変形例を示す斜視図
（ａ）、及び側面図（ｂ）である。

【図８】構成ゲージの変形例を示す斜視図（ａ），
（ｂ），（ｃ）である。

【図９】図２の差動変圧型検出装置を電気マイクロ検出
器に適用した変形例を示す図である。

【図１０】従来の差動変圧型検出器の概略を示す正面図
である。

【図１１】従来の測定器の平面図（ａ）、従来の針状の
触針を用いた場合の測定状態を示す斜視図（ｂ）、従来
のナイフエッジの触針を用いた場合の測定状態を示す斜
視図（ｃ）、及び従来のナイフエッジの触針を用いた場
合の問題を説明するための側面図（ｄ）である。

【符号の説明】

１２ 差動変圧器１２ １３，９１ 差動変圧型検出器 ２１，９０ 差動変圧型検出装置 ２８ ナイフエッジ部材 ２８ａ エッジ ３５ 回転調整機構 ４０ 校正ゲージ ４２ 幅方向位置調整機構 ４３ 水平調整機構 ４４ 基準円柱部 ４４ａ 接触部 ｓ 段差 ５０，６０，７０ 回転調整機構

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F062 AA21 AA51 AA66 BB03 BB04 BB14 CC22 DD03 DD23 DD26 DD29 DD33 EE01 EE62 FF03 FF04 GG49 GG66 HH06 HH16 2F063 AA11 AA41 AA43 BC02 BC05 CA09 DA01 DA02 DA04 DB03 DC08 DD02 GA15 MA02 MA04 2F069 AA31 AA51 AA60 AA61 CC02 CC05 CC06 FF01 FF03 FF07 GG01 GG06 GG52 GG62 JJ10 JJ13 PP06 QQ12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に対し相対移動する際の移動方
   向と直行する方向に幅のあるエッジを有する接触部材
   と、 前記接触部材を支持するとともに前記被測定物と接触す
   る前記エッジにおける変位を前記移動方向に相対移動し
   て測定する差動変圧型検出器と、 前記接触部材を前記被測定物に対し移動させ前記エッジ
   の位置を調整する調整機構と、を具備する差動変圧型検
   出装置。
2. 【請求項２】 被測定物に対し相対移動する際の移動方
   向と直行する方向に幅のあるエッジを有する接触部材
   と、前記接触部材を支持するとともに前記被測定物と接
   触する前記エッジにおける変位を前記移動方向に相対移
   動して測定する差動変圧型検出器と、前記接触部材を前
   記被測定物に対し移動させ前記エッジの位置を調整する
   調整機構とを具備する差動変圧型検出装置において使用
   される校正ゲージであって、 前記エッジが接触するとともに予め測定データを取得し
   ている接触部を備えることを特徴とする校正ゲージ。
3. 【請求項３】 差動変圧型検出器に支持されるとともに
   被測定物に対し相対移動する際の移動方向と直行する方
   向に幅のあるエッジを有する接触部材を被測定物に接触
   させるステップと、 前記接触部材を前記被測定物に対し移動させ前記エッジ
   の位置を調整するステップと、 前記被測定物と前記接触部材とを相対移動させることに
   より、前記被測定物の表面において測定を行うステップ
   と、を含む差動変圧型検出器を用いた検出方法。