JP2003519785A

JP2003519785A - 測定ヘッドが移動可能に支持されている測定装置

Info

Publication number: JP2003519785A
Application number: JP2001552048A
Authority: JP
Inventors: オケルブロム，ベント
Original assignee: ダープロクスアクティエボラーグ
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2003-06-24
Also published as: AU2001227208A1; US20030000286A1; SE0000105L; SE515644C2; WO2001051882A1; EP1247065A1; SE0000105D0; US6622544B2; CA2396478A1

Abstract

(57)【要約】測定装置（１）は、測定ヘッド（６）を移動可能に支持する測定ハウジング（５）を有する。測定ハウジングは、測定ハウジング（５）内に測定ヘッド（６）を空気により支持するための圧気を供給するための少なくとも１つの接続部（１３）を有する。測定ヘッドは、空気を放出して測定対象物（３）に対してエアクッションを形成するように構成されている。測定ヘッド（６）は、軸方向に伸びて測定ハウジング（５）のチャンバー（１２）内に突き出る少なくとも１つのガイド要素（２０）を有する。そのガイド要素は、ガイド部（１５）のチャネル（２１）内に摺動式に入り、空気により支持されて、チャンバー（１２）の端壁を形成する。測定ヘッドが有するシャフト（１６）もまた、ガイド部（１５）内を通って伸び、空気により支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野本発明は、請求項１の前提部分に従う測定装置に関する。

【０００２】従来技術の状態多くの場合、例えば材料の厚みを測定するためには、ある種の測定装置が使用
される。その測定装置においては、測定ヘッドは、測定ハウジング内に移動可能
に支持されかつ測定対象物からある距離に空気によって支持される。その空気は
、測定ヘッドと測定対象物との間に噴出され、エアクッションを形成する。その
ようなエアクッションにより、測定ヘッドと測定対象物との間のギャップは、小
さくかつ一定に保たれる。このことは、測定精度に関して有利である。

【０００３】しかしながら、測定精度に関しては、通常は固定式に取付けられる測定ヘッド
が測定ハウジング内を容易に移動可能であることが重要である。測定ヘッドを空
気により支持することは、測定ハウジング内での測定ヘッドの容易な移動を可能
にする。しかし、十分良好な可動性すなわち良好な測定精度を実現するためには
、測定ヘッドの移動抵抗を低くするために、測定ヘッド及び測定ハウジングの間
の電導ワイヤーが高い可撓性を有するように作製されることがまた必要である。
このことにより、これらの電導ワイヤーは非常に壊れやすくなり、測定ヘッド及
び測定ハウジングの間の相対的回転は、その電導ワイヤーを損傷しないように、
制限される。

【０００４】この背景に対して、測定ハウジングが複数の軸方向の溝を備え、かつ測定ヘッ
ドがそれらの溝に適合する外端部を備える方法により、測定ヘッド及び測定ハウ
ジングの間の相対的回転を制限することが提唱されている。しかしながらこの点
について、測定装置のある作業位置においては、測定ヘッドが空気により支持さ
れているにも関わらず、溝とガイド用外端部との間の摩擦という問題が発生する
。断面が円形でない測定ヘッド及び測定ハウジングを有する方法により、それら
の間の相対的回転を制限することも試みられているが、この場合も摩擦の問題が
生じ、測定精度の低下が惹起される。

【０００５】本発明の目的本発明の目的の１つは、信頼性及び測定精度の向上を可能にする改良された測
定装置を提供することである。他の目的は、そのことを単純な方法で達成するこ
とである。

【０００６】本発明の概要本発明の目的は、請求項１に記載された特徴を有する測定装置により達成され
る。

【０００７】測定ヘッドが、測定ハウジング内の軸方向チャネル内を伸びる軸方向ガイド手
段を有することにより、測定装置の作業位置を変える際に、そのガイド手段を、
そのチャネル内において、容易な運転方法で保持することが可能になる。このよ
うにして、異なる状態における測定ヘッドの良好な可動性が確保される。選択さ
れた実施形態においてはまた、測定装置をより容易に製造及び組立することが可
能である。

【０００８】本発明のさらなる特徴及び長所は、以下の説明及び特許請求の範囲から明らか
となる。

【０００９】本発明は、添付図面に示された例示的実施形態により、以下にさらに詳細に説
明される。

【００１０】例示的な実施形態の説明図１に示された本発明に係る測定装置１は、ウエブ材料３の厚みを測定するた
めのスタンド２に取付けられる。ウエブ材料３は、例えばウエブ材料３の製造プ
ラントにおいてはローラー形状である表面４に担持される。測定装置１は、測定
ハウジング５及びその中に移動可能に配置される測定ヘッド６を有する。測定ヘ
ッド６内の変換器７は、ワイヤー装置８を介して、測定ハウジング５に配置され
る接触装置９に接続される。測定装置１は、接触装置９を介して、変換器７から
の測定信号を扱うための測定システムに接続可能である。測定システムは、例え
ば磁気抵抗法則又は他の方式に従って作動可能である。

【００１１】図１にみられるように、測定ハウジング５は、２つのハウジング部、すなわち
上方ハウジング部１０及び下方ハウジング部１１から構成されている。上方ハウ
ジング部１０及び下方ハウジング部１１は、互いに密封式に接続され、接続部１
３を介して圧気を供給可能なチャンバー１２を互いに画定する。チャンバー１２
の底部はハウジング端壁、この場合はガイド部１５により画定される。ガイド部
１５は、下方ハウジング部１１内の軸方向穴１４の中に密封式に取付けられ、ハ
ウジング１７上の管状シャフト１６は、ガイド部１５を通って伸び、ハウジング
１７は、測定ヘッド６の一部を形成し、穴１４に適合する。シャフト１６の上端
に取付けられる本体１８は、１つ以上の固定ねじ１９によって固定される。ハウ
ジング１７の上端に固定される２つのロッド形状のガイド要素２０の各々は、ガ
イド部１５に設けられた対応するチャネル２１内を通って伸び、本体１８に設け
られた対応する凹所２２内に支持される。このようにして、ハウジング１７、シ
ャフト１６、本体１８及び２つのガイド要素２０は、測定ハウジング５内を軸方
向に変位可能な可動式測定ヘッド６を形成する。

【００１２】図１に示された構成要素１８、１５及び１７をそれぞれ通る断面がどのような
位置にあるかは、図２〜図４のＩ−Ｉ線からさらに詳細にわかる。

【００１３】図２は、本体１８がシャフト１６のための中央穴２３を有することを示してい
る。この穴の壁には環状の溝２４があり、そこから径方向のチャネル２５が本体
１８の外表面に開口している。本体１８が、シャフト１６に配置された複数の穴
２６に直接的に面する溝２４を備えることによって、チャンバー１２からチャネ
ル２５を経由してシャフト１６の内面に空気を供給することが可能になる。この
空気は、シャフト１６の上端からシャフト１６内へ流入してハウジング１７へ流
下する空気とともに流れ、ハウジング１７の底部の少なくとも１つの開口部２７
を経由してウエブ材料３に向けて流出して、望ましいエアクッションを形成する
。

【００１４】図３は、ガイド部１５がシャフト１６のための中央穴２８を有することを示し
ている。この穴から、複数の径方向チャネル２９が、ガイド部１５の外表面に配
置される円周溝３０に至る。この溝３０の双方の側に、密封手段のための複数の
溝がある。このようにして、ガイド部１５は、圧気を供給するための接続部３１
に直接的に面する溝３０を備えることによって、下方ハウジング部１１内に密封
式に配置可能となる。シャフト１６は、ある動作によって穴２８内を伸び、同様
に、ガイド要素２０は、ある動作によってそれぞれに対応するチャネル２１内を
伸びる。このようにして、チャンバー１２からの空気及びチャネル２９からの空
気によって、シャフト１６は穴２８内で空気支持される。このことは、シャフト
がガイド部１５において実質的に摩擦のない方法で変位可能であることを意味す
る。同じ方法で、チャンバー１２からの空気によって、ガイド要素２０はチャネ
ル２１内で空気支持される。このことは、ガイド要素２０もまたガイド部１５に
おいて実質的に摩擦のない方法で変位可能であることを意味する。同時に、ガイ
ド要素２０によって、測定ヘッド６が測定ハウジング５内で回転することが防止
される。

【００１５】図４は、シャフト１６を備えるハウジング１７が、実質的直径方向反対側に配
置されてガイド要素２０に各々対応する２つのねじ付固定穴３２を有することを
示している。図１からわかるように、ハウジング１７は、下方ハウジング部１１
の穴１４よりわずかに小さい直径を有し、その結果、ガイド部１５を流通する空
気は、開口部から連続的に噴出可能であり、同時にハウジング１７のためのエア
サポートを形成する。ガイド部１５は、少なくとも１つのねじ３３によって下方
ハウジング部１１内に固定される。ねじ３３は、下方ハウジング部１１内に密封
式に配置され、ガイド部１５の溝３０内に伸びる。

【００１６】測定装置１内の空気の流れは、図１におけるいくつかの番号のない矢印によっ
て示される。空気は、接続部１３及び３１を介して流入して、一方ではハウジン
グ１７内を流通し、他方ではハウジング１７を通り越して流れる。

【００１７】本体１８の質量は、内容物を含むハウジング１７の質量に対して、本体１８が
十分大きなカウンターウエイトを形成するようになっている。そのカウンターウ
エイトは、測定装置１が様々な作業位置に置かれたときに、測定ヘッド６及び測
定ハウジング５の間の傾斜傾向を低減できる。このようにして、より効果的な空
気による支持が可能となり、その結果、摩擦が低減されて精度が改善される。

【００１８】測定ヘッド６の上方部は、測定ヘッド５のチャンバー１２内を移動可能なピス
トンを形成することができる。チャンバー１２内の十分大きい空気圧力を選定す
ることにより、測定ヘッド６は、測定装置１が図１に示す配置について逆さに取
付けられている場合であっても、測定ハウジング５の外に向けて移動可能である
。次に測定ヘッド６の開口部２７を通る適当な空気流れは、測定ヘッド６とウエ
ブ材料３との間に望ましいギャップ３４を生じさせる。このギャップの大きさは
、約３０〜１００μｍに適切にすることができる。ウエブ材料３がローラー形状
の表面４の上に置かれている場合は、ウエブ材料３に面するハウジング１７の端
部は、ローラーの曲率に対応する曲率を適切に有する。その結果、エアクッショ
ンはさらに安定し、測定精度の向上が可能になる。測定ヘッド６はまた、測定ハ
ウジング５に対して横方向に、ある程度の可動性を有利に有する。従って、測定
ハウジング５と表面４との間で相対的な移動がある場合に、測定ヘッドをウエブ
材料３及び表面４に対して正確に配置するために、限定的な相対的傾斜が可能で
ある。

【００１９】図１に示されるワイヤー装置８は、上方ハウジング部１０に取付けられて下方
接触装置３６に接続可能な上方接触装置３５を有する。下方接触装置３６は、下
方ハウジング部１１に取付けられて、複数の可撓性のワイヤー要素３７を介して
、シャフト１６内に配置される変換器７の複数のワイヤーに接続される。このよ
うにして、上方ハウジング部１０は、必要であれば、比較的デリケートなワイヤ
ー要素３７を損傷することなく、下方ハウジング部分１１から分離することがで
きる。

【００２０】無論、上述の実施形態は、本発明の範囲内において、要求される多数の異なる
形態に変更できる。例えば、ガイド要素２０の個数、配置及び実施形態は、異な
ってもよい。また例えば、測定ヘッドを横方向の力からよりよく保護してより強
い実施形態を形成するために、測定ヘッド６が測定ハウジング５から突き出る範
囲を低減することもできる。同様に、例えば、複数の空気チャネル及びその配置
は、ここに図示された方法とは異なる方法で選択されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定装置を異なる平面で切った縦断面図である。

【図２】図１のある部分を縦方向から見た断面図である。

【図３】図１のある部分を縦方向から見た断面図である。

【図４】図１のある部分を縦方向から見た断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スタンドに固定されるようになっているとともに測定ヘッド
（６）を移動可能に支持する測定ハウジング（５）を有する測定装置であって、
前記測定ヘッド（６）は、前記測定ハウジングから突き出るとともにエアクッシ
ョンを介して測定対象物（３）に置かれるように構成されている端部を有し、前
記測定ハウジング（５）は、前記測定ヘッド（６）を前記測定ハウジング（５）
内に空気により支持するための圧気を供給するための少なくとも１つの接続部（
１３）を有し、前記測定ヘッドは、空気を噴出して前記測定対象物（３）に対し
てエアクッションを形成するように構成され、信号伝送のために前記測定ハウジ
ングにワイヤー接続され、ガイド要素により前記測定ハウジングに対して限定的
に回転可能である測定装置において、前記測定ヘッド（６）は、前記測定ハウジング（５）の軸方向を向いて前記測定
ハウジング（５）のチャンバー（１２）内に突き出る少なくとも１つのガイド要
素（２０）を有し、前記ガイド要素（２０）は、前記チャンバー（１２）の端壁
を形成するガイド部（１５）のチャネル（２１）内を伸びて空気により支持され
、前記測定ヘッド（６）の一部を形成するシャフト（１６）は、前記ガイド部（
１５）を通って伸びて前記ガイド部（１５）内に空気により支持されることを特
徴とする測定装置。
【請求項２】前記測定ヘッド（６）は、前記測定ハウジング（５）の軸方
向を向くとともに前記測定ハウジングの前記チャンバー（１２）内に突き出る互
いに別個の少なくとも２つのガイド要素（２０）を有し、各要素は、前記ガイド
部（１５）に設けられた対応するチャネル（２１）内に伸びて空気により支持さ
れ、前記シャフト（１６）は、前記２つのガイド要素（２０）の間に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】前記シャフト（１６）及び前記ガイド要素（２０）が、前記
チャンバー（１２）内で互いに接続されることを特徴とする請求項２に記載の測
定装置。
【請求項４】前記ガイド要素（２０）の各々は、前記シャフト（１６）の
対応する側に、互いに実質的直径方向反対側に配置されることを特徴とする請求
項２又は３に記載の測定装置。
【請求項５】前記ガイド要素（２０）及び前記シャフト（１６）が、前記
チャンバー（１２）からの空気によって空気支持されることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】前記シャフト（１６）はまた、前記ガイド部（１５）内へ実
質的に径方向に導入される空気によって空気支持されることを特徴とする請求項
５に記載の測定装置。
【請求項７】前記測定ヘッド（６）は、前記測定対象物に向けてエアクッ
ションを形成する空気のための、前記測定対象物に面する少なくとも１つの出口
開口部（２７）を有し、前記シャフト（１６）は、前記チャンバー（１２）から
の前記空気のための供給チャネルを形成することを特徴とする請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】前記測定ヘッド（６）は、前記チャンバー（１２）の内側に
ピストン装置（１６、１８、２０）を有し、前記ピストン装置（１６、１８、２
０）は、前記チャンバー（１２）内の圧力との相互作用によって、測定ハウジン
グを置く場所が様々であっても、前記測定ヘッドを前記測定ハウジング（５）の
外に向けて移動させるような寸法を有することを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載の測定装置。