JP2016191653A - 形状測定機の姿勢調整器 - Google Patents

Abstract

【課題】形状測定機の姿勢調整に当たって、微細な姿勢調整を支援する姿勢調整器を提供する。
【解決手段】姿勢調整器２００は、Ｚスライダに取り付けられるベースプレート１１０と、測定器本体部に取り付けられるハンギングプレートと、ハンギングプレートをベースプレート１１０の一面側において吊すように支持する連結薄板１３０と、ハンギングプレートに一方向の回転力を与えるようにこのハンギングプレートを付勢する付勢手段１６１Ｒ、１６１Ｌと、付勢手段１６１Ｒ、１６１Ｌにて与えられる回転力の方向とは反対の他方向の向きにハンギングプレートを直接的または間接的に押すように配設されたマイクロメータヘッド１４０と、を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は形状測定機の姿勢調整器に関する。

形状測定機として、表面の粗さ、凹凸、うねりを測定する表面性状測定装置が知られている（特許文献１）。表面性状測定装置は、先端に触針を有するスタイラスを揺動可能に支持し、前記触針で被測定物表面を倣い走査したときの前記スタイラスの揺動量から被測定物表面の粗さ、凹凸、うねりを検出する。
図１に、従来の表面性状測定装置５０を示す。
表面性状測定装置５０は、測定器本体部１０と、支持スタンド２０と、を具備する。

測定器本体部１０は、先端に触針１１を有するスタイラス１２と、スタイラス１２を揺動可能に支持するとともにスタイラス１２の揺動量を検出する検出部１３と、検出部１３をＸ軸方向に進退させるＸスライド機構部１４と、を備えている。

なお、図１において、左から右にＸ軸をとり、手前から奥にＹ軸をとり、下から上にＺ軸をとる。

支持スタンド２０は、ベース２１と、ベース２１に立設されたＺコラム２２と、Ｚコラム２２に上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に設けられたＺスライダ２３と、を備えている。

ここで、Ｘスライド機構部１４をＺスライダ２３に取り付けて測定器本体部１０を支持スタンド２０で支持するわけであるが、Ｘスライド機構部１４をＺスライダ２３に直結するわけではなく、Ｚスライダ２３とＸスライド機構部１４との間に旋回プレート３０を介在配置する。
旋回プレート３０は、Ｙ軸に平行な軸を回転軸として測定器本体部１０を傾斜させる。
例えば被測定面Ｗ１が傾斜面である場合、Ｘスライド機構部１４を旋回プレート３０により傾斜させて、Ｘスライド機構部１４の駆動方向と被測定面Ｗ１とが平行になるようにする。
これにより、被測定面Ｗ１の粗さ、凹凸、うねりがスタイラス１２の上下動範囲（測定レンジ）に入るようになり、傾斜した被測定面Ｗ１の倣い測定が可能になる。

特許５０００８９４号

たしかに旋回プレート３０により測定器本体部１０の傾斜角度を変更調整できる。しかしながら、スタイラス１２の上下動範囲（測定レンジ）というのは数百マイクロメートルオーダーである。したがって、Ｘスライド機構部１４の駆動方向と被測定面Ｗ１とを平行とする姿勢調整にあたっては、数百マイクロメートルオーダーの範囲で微調整しなければならない。最終的には、プラスマイナス１度の範囲内で測定器本体部１０の傾斜角度を調整する必要がある。しかし、旋回プレート３０のような回転軸（傾動軸）が与えられているだけではこのような微調整はかなり難しく、行きつ戻りつを繰り返しながら適切な位置を探るということになる。これは、かなりの時間と手間を要する。
姿勢調整に時間と手間を要するとなると作業効率（測定効率）が低下する。

本発明の目的は、形状測定機の姿勢調整に当たって、微細な姿勢調整を支援する姿勢調整器を提供することにある。

本発明の姿勢調整器は、
触針で被測定物表面を倣い走査する測定器本体部をスタンドのＺスライダに取り付けるにあたって、このＺスライダと前記測定器本体部との間に介装される姿勢調整器であって、
前記姿勢調整器は、
前記Ｚスライダに取り付けられるベースプレートと、
前記測定器本体部に取り付けられるハンギングプレートと、
前記ハンギングプレートを前記ベースプレートの一面側において吊すように支持する連結薄板と、
前記ハンギングプレートに一方向の回転力を与えるようにこのハンギングプレートを付勢する付勢手段と、
前記付勢手段にて与えられる回転力の方向とは反対の他方向の向きに前記ハンギングプレートを直接的または間接的に押すように配設されたマイクロメータヘッドと、を備える
ことを特徴とする。

本発明では、
前記連結薄板は、
弾性を有する長尺の薄板であるアーム部と、
前記アーム部の中央領域から突き出た連結片と、を有し、
前記連結片が前記ベースプレートの上側端面に固定され、
前記アーム部が前記ハンギングプレートを吊すように保持する
ことが好ましい。

本発明では、
前記アーム部には、アーム部の薄板に対して直角に設けられたリブ部を有する
ことが好ましい。

本発明では、
前記ハンギングプレートは、突設されたピンを有し、
前記ベースプレートは、前記ピンが挿入される孔または切り欠きを有し、
前記付勢手段は、前記孔または切り欠きに挿入された前記ピンを付勢するように前記ベースプレートに内装されている
ことが好ましい。

本発明では、
前記連結薄板が前記ベースプレートに固定された箇所を支点とし、
前記連結薄板と前記ハンギングプレートとが接続された位置を作用点とし、
前記マイクロメータヘッドが前記ハンギングプレートを押す位置を力点とするとき、
前記支点と前記作用点との間の距離は、前記支点と前記力点との間の距離以下である
ことが好ましい。

本発明では、
前記ベースプレートの近傍において所定の回転軸を回転軸として回動可能に支持されたレバー部材を備え、
前記レバー部材の回転軸を支点とし、
前記ハンギングプレートが前記レバー部材を押す点を作用点とし、
前記マイクロメータヘッドが前記レバー部材を押す点を力点とするとき、
前記支点と前記作用点との間の距離は、前記支点と前記力点との間の距離以下である
ことが好ましい。

本発明では、
前記ベースプレートは、前記Ｚスライダに設けられた第１ベアリングにより回転軸受けされ、
前記ハンギングプレートは、前記第１ベアリングと同軸である第２ベアリングにより回転軸受けされている
ことが好ましい。

本発明の形状測定装置は、
触針で被測定物表面を倣い走査する測定器本体部と、
前記測定器本体部を支持するスタンドと、
前記姿勢調整器と、を具備する
ことを特徴とする。

従来の表面性状測定装置を示す図。 表面性状測定装置の全体外観図。 Ｚスライダと、姿勢調整器と、測定器本体部と、を分離させた分解図。 姿勢調整器の分解斜視図。 姿勢調整器の分解斜視図。 姿勢調整器の斜視図。 重心の位置による力の変化を説明するための図。 第２実施形態としての姿勢調整器を示す図。 第２実施形態としての姿勢調整器の分解斜視図。 第２実施形態としての姿勢調整器の分解斜視図。 レバー比を説明するための図。 変形例１を示す図。 変形例２を示す図。 変形例３を示す図。

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実施形態に係る表面性状測定装置（形状測定機）の姿勢調整器を説明する。
図２は、Ｚスライダ２３とＸスライド機構部１４との間に姿勢調整器１００を有する表面性状測定装置５０の全体外観図である。
測定器本体部１０と支持スタンド２０とは背景技術で説明した構成とほぼ同じであり、背景技術（図１）と同じ符号を付けて、詳しい説明は割愛する。

図２に示すように、姿勢調整器１００は、Ｚスライダ２３とＸスライド機構部１４との間に介在配置されている。
図３は、Ｚスライダ２３と、姿勢調整器１００と、測定器本体部１０と、を分離させた分解図である。
Ｚスライダ２３において、姿勢調整器１００を取付ける取付面には、Ｙ軸に平行な回転軸を中心として回転するベアリングユニット２６が設けられている。
ベアリングユニット２６は、同軸に設けられた２つのベアリング２７、２８を有する。すなわち、外ベアリング２７の内側に内ベアリング２８が配置されている。

次に、図４は、姿勢調整器１００の分解斜視図である。
姿勢調整器１００は、ベースプレート１１０と、ハンギングプレート１２０と、連結薄板１３０と、マイクロメータヘッド１４０と、ヘッドホルダ１５０と、コイルバネ（付勢手段）１６１Ｒ，１６１Ｌと、を備える。

ベースプレート１１０は、矩形のプレートである。ベースプレート１１０は、中央孔１１１と、貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄと、通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌと、を有する。

ベースプレート１１０のほぼ中央には、ベアリングユニット２６の内ベアリング２８を挿通させるための中央孔１１１が穿設されている。また、中央孔１１１の周囲には、ベースプレート１１０を外ベアリング２７に取り付けるための取付孔１１１Ａが複数設けられ、取付ネジ１１１Ｂが取付孔１１１Ａを通して外ベアリング２７に螺入される。これにより、ベースプレート１１０は、Ｚスライダ２３に対し、Ｙ軸に平行な軸を回転軸として傾動可能となっている。

ベースプレート１１０は、対角となる二隅に、おもて面からうら面に貫通する貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄを有する。（つまり貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄの軸線はＹ軸に平行である。）図４中の右上側の貫通孔を上貫通孔１１２Ｕとし、左下側の貫通孔を下貫通孔１１２Ｄとする。貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄにはハンギングプレート１２０のピン１２２Ｕ、１２２Ｄが挿入されるのであるが、その働きについては後述する。

さらに、ベースプレート１１０は、側面と前記貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄとを通じる通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌを有する。
図４において、ベースプレート１１０の下側の側面から前記上貫通孔１１２Ｕに向けてＺ軸に平行な通し孔１１３Ｒが穿設されている。同じく、ベースプレート１１０の上側の側面から前記下貫通孔１１２Ｄに向けてＺ軸に平行な通し孔１１３Ｌが穿設されている。通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌにはコイルバネ１６１Ｒ，１６１Ｌが挿入されるのであるが、その働きについては後述する。

ハンギングプレート１２０は、矩形のプレートである。ハンギングプレート１２０は、ベースプレート１１０のおもて面側（Ｙ軸のマイナス側に向いた面、一面側）に配置されるプレートである。ハンギングプレート１２０は、そのおもて面側（Ｙ軸のマイナス側に向いた面）に、測定器本体部１０のＸスライド機構部１４と結合するための結合手段１２１を有する。結合手段１２１は、ハンギングプレート１２０のおもて面側に設けられたピン、および、複数の孔である。この結合手段１２１により、測定器本体部１０（Ｘスライド機構部１４）とハンギングプレート１２０とは固定的に取り付けられる。
また、ハンギングプレート１２０のほぼ中央部には、ハンギングプレート１２０を内ベアリング２８に取り付けるための取付孔１２４が複数設けられ、取付ネジ１２５が取付孔１２４を通して内ベアリング２８に螺入される。これにより、ハンギングプレート１２０は、Ｙ軸に平行な軸を回転軸として傾動可能となる。

ハンギングプレート１２０は、そのうら面側（Ｙ軸のプラス側に向いた面）において、対角となる二隅にピン１２２Ｕ、１２２Ｄを有する。
図４中の右上側のピンを上ピン１２２Ｕとし、左下側のピンを下ピン１２２Ｄとする。ピン１２２Ｕ、１２２Ｄは貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄに挿入されるものであるが、その働きは後述する。

連結薄板１３０は、弾性を有する薄板であって、全体的には、図４中においてＸ軸に平行な方向に長さを有する長尺状の薄板である。連結薄板１３０は、ベースプレート１１０の上側端面に固定され、ベースプレート１１０のおもて面側においてハンギングプレート１２０を吊り下げる役割をもつ。

連結薄板１３０は、アーム部１３１と、リブ部１３２と、連結片１３３と、端片部１３５と、を有する。

アーム部１３１は、図４中においてＸ軸に平行な方向に長さを有する長尺状の薄板である。
リブ部１３２は、アーム部１３１の薄板に対して直角に設けられた平板であり、アーム部１３１の両端の範囲を除き、アーム部１３１の中央領域に亘って立設されている。
アーム部１３１とは別体で用意したリブ部１３２をアーム部１３１に取り付けてもよいが、連結薄板１３０を金属片で構成する場合には、折り曲げによってリブ部１３２を形成するのが好ましいであろう。

リブ部１３２の高さ、厚み、長さなどは、アーム部１３１に求められる剛性、強度、弾性に応じて適宜調整される。
後の説明から理解される通り、アーム部１３１が測定器本体部１０の重みでたわみ過ぎてはよくない。アーム部１３１には測定器本体部１０の重みに耐えられる程度の剛性が必要である。一方、アーム部１３１の端に力を掛けたときには、連結片１３３とアーム部１３１の間でわずかに（湾曲）変形する程度の可撓性が必要である。

連結片１３３は、アーム部１３１の中央領域においてプラスＹ方向に突き出た薄板片である。そして、連結片１３３は、ベースプレート１１０の上側端面にネジ止め（１３４）固定される（図５参照）。（連結片１３３はＸ軸方向（前後方向）にある程度の幅を持つので、ネジ止め１３４は二本で行われている。）これにより、連結薄板１３０はベースプレート１１０の上側端面に片持ちで支持されることになり、アーム部１３１は、ベースプレート１１０のおもて面側において自由状態に張り出した形になる。

ちなみに、ベースプレート１１０の上側端面が一部切り欠かれ（１１４）、連結片１３３とベースプレート１１０の上側端面との間に孔ができるようになっている。この孔は、測定器本体部１０（Ｘスライド機構部１４）に取り付けられた指針１５（例えば図２参照）を通すためのものである。例えば、Ｚスライダ２３に角度目盛りを付けておくと、指針１５の指示値から測定器本体部１０の傾斜角度を読み取ることができる。

端片部１３５は、アーム部１３１の両端（Ｘ軸方向における両端）がマイナスＺ方向に折り曲げられることで形成されている。

アーム部１３１にはハンギングプレート１２０が取り付けられる。アーム部１３１の両端に近いところでネジ１３６によりアーム部１３１とハンギングプレート１２０とは連結される。具体的には、アーム部１３１を挿通したネジ１３６がハンギングプレート１２０の上端面に螺入される。
ただし、アーム部１３１とハンギングプレート１２０との間にはスペーサー１３７が介装され、アーム部１３１とハンギングプレート１２０との間にはギャップが確保される。
このギャップは、アーム部１３１の弾性変形を許容するために設けられている。

また、ハンギングプレート１２０とアーム部１３１とを連結したとき、端片部１３５の先端がハンギングプレート１２０の上端面に突き当たるようになっている。

ハンギングプレート１２０とアーム部１３１とを連結するとハンギングプレート１２０がベースプレート１１０のおもて面側に吊り下がった状態になるが、このとき、ハンギングプレート１２０のピン１２２Ｕ、１２２Ｄがベースプレート１１０の貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄに挿入される。すなわち、ピン１２２Ｕが貫通孔１１２Ｕに入り、ピン１２２Ｄが貫通孔１１２Ｄに入る。
ピン１２２Ｕ、１２２Ｄが貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄに入ったとき、ピン１２２Ｕ、１２２Ｄの周囲に十分な空間が残る程度に貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄの径はピン１２２Ｕ、１２２Ｄの径よりも十分に大きい。

マイクロメータヘッド１４０は、ヘッドホルダ１５０によってベースプレート１１０の上端面に取り付けられる（図５参照）。
ベースプレート１１０の上端面において、マイクロメータヘッド１４０の取り付け位置は、プラスＸ方向の末端寄りである。
ヘッドホルダ１５０は、逆Ｌ字型であって、一端がベースプレート１１０の上端面に固定されるとき、他端がベースプレート１１０のおもて面側に突き出る。
マイクロメータヘッド１４０は、スピンドル１４１の進退方向がＺ軸と平行になる状態でヘッドホルダ１５０により支持されている。このとき、スピンドル１４１の先端が連結薄板１３０のアーム部１３１に上から当たるようになる。したがって、スピンドル１４１が前進するとアーム部１３１の端が押し下げられ、スピンドル１４１が後退すると、アーム部１３１の弾性によって復元する。

コイルバネ（付勢手段）１６１Ｒ，１６１Ｌは、通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌに内挿される。すなわち、右通し孔１１３Ｒに右コイルバネ１６１Ｒが挿入され、左通し孔１１３Ｌに左コイルバネ１６１Ｌが挿入される。
コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの先端側には押駒部材１６２Ｒ、１６２Ｌが取り付けられ、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの基端側に雄ネジ１６３Ｒ、１６３Ｌが取り付けられている。
コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌは、通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌに内挿され、さらに、雄ネジ１６３Ｒ、１６３Ｌが螺合によって通し孔１１３Ｒ、１１３Ｌに固定される。すると、貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄの側面から押駒部材１６２Ｒ、１６２Ｌが貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄの中に進出する。
このとき、貫通孔１１２Ｕ、１１２Ｄにはピン１２２Ｕ、１２２Ｄが挿入されるので、押駒部材１６２Ｒ、１６２Ｌはピン１２２Ｕ、１２２Ｄの側面に突き当たることになる。そして、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの弾性力によって、押駒部材１６２Ｒ、１６２Ｌはピン１２２Ｕ、１２２Ｄの側面を押し上げまたは押し下げるように付勢する。
具体的には、コイルバネ１６１Ｒに付いた押駒部材１６２Ｒはピン１２２Ｕを押し上げ、コイルバネ１６１Ｌに付いた押駒部材１６２Ｌはピン１２２Ｄを押し下げる。

このような構成を有する姿勢調整器１００の作用を説明する。
図６をご覧頂きたい。
図６においては、測定器本体部１０と、Ｚスライダ２３と、姿勢調整器１００と、は互いに分離してあるが、読者におかれては図２のごとく測定器本体部１０とＺスライダ２３と姿勢調整器１００とを組み付けた状態をイメージしていただきたい。（３者を組み付けた状態では姿勢調整器１００が見えなくなるので、説明が分かりやすいように図６上では３者を分離して描いている。）

ハンギングプレート１２０の傾動動作について考えてみる。
ハンギングプレート１２０は連結薄板１３０で吊られた状態になっており、連結薄板１３０の連結片１３３がベースプレート１１０に固定されている。
また、ハンギングプレート１２０は、内ベアリング２８と連結されている。したがって、ハンギングプレート１２０は、内ベアリング２８を回転中心として、連結薄板１３０の弾性が許す範囲で変位可能となっている。すなわち、ハンギングプレート１２０は、内ベアリング２８を回転中心として回転変位（傾動）できるようになっている。

いま、マイクロメータヘッド１４０は、スピンドル１４１がアーム部１３１の右端を押すように配設されている。したがって、スピンドル１４１がアーム部１３１の右端を押すと、アーム部１３１の右端が下がるようにアーム部１３１が弾性変形する。すると、端片部１３５の先端がハンギングプレート１２０の右上隅の角を押すので、これに伴ってハンギングプレート１２０は図６中で右回転（時計回り、他方向）の方に回転変位する（図６中の矢印Ａ１）。

さて、ハンギングプレート１２０に掛かるもう一つの力としてコイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌを思い起こしていただきたい。
コイルバネ１６１Ｒは、ベースプレート１１０の右寄りに内挿され、ハンギングプレート１２０の右上隅のピン１２２Ｕを押し上げる（図６中の矢印Ａ２）。
同じく、コイルバネ１６１Ｌは、ベースプレート１１０の左寄りに内挿され、ハンギングプレート１２０の左下隅のピン１２２Ｄを押し下げている（図６中の矢印Ａ３）。すなわち、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌは、ハンギングプレート１２０を左回り（反時計回り、一方向）の方に回転させる付勢力をハンギングプレート１２０に付与している（図６中の矢印Ａ４）。したがって、スピンドル１４１を後退させれば、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの付勢力によってハンギングプレート１２０は左回り（反時計回り）に回転変位する。

なお、スピンドル１４１はマイクロメータヘッド１４０の本体部に螺合しているので、（ねじ山の摩擦力により）コイルバネ１６１Ｒ、コイルバネ１６１Ｌの付勢力に抗してハンギングプレート１２０の左回転を押し支える力は十分にある。

このようにスピンドル１４１の進退量によってハンギングプレート１２０の傾斜量を右回転方向にも左回転方向にも調整できるわけである。
ハンギングプレート１２０に測定器本体部１０が取り付け固定されているわけであるから、これはすなわち測定器本体部１０の傾斜を微調整できるということになる。
その微調整の分解能は、スピンドル１４１のネジピッチに相当し、１ｍｍ以下であって、回転角度に換算すれば、およそ０．１度単位での微調整が実現する。

測定作業にあたっては、まずはベースプレート１１０ごと回転させておおよその傾斜角を調整し、さらに、マイクロメータヘッド１４０のスピンドル１４１を進退させて傾斜角度を微調整する。例えば、おおよその傾斜角を調整したところで傾斜した被測定面Ｗ１を予備的に測定する。測定結果を見て、被測定面Ｗ１の凹凸が測定レンジの中心に入るように測定器本体部１０の傾斜角度を微調整するという手順が考えられる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
上記第１実施形態により測定機の姿勢を微調整できるわけであるが、さらなる改良を第２実施形態として提案する。
さて、図７をご参照いただきたい。
図７には測定器本体部１０の重心Ｇを示した。一般的には、測定器本体部１０の重心は、前後方向のほぼ中央にあると考えてよい。すなわち、図７中のＧ０で示す位置に重心がくる。
重心Ｇ０が回転中心の近傍にあるうちは、測定器本体部１０の重量が大きな回転力（トルク）を生じさせることはないし、連結片１３３は前後方向（Ｘ軸方向）にある程度の幅をもつので、測定器本体部１０の重心Ｇ０がある程度前後に偏位しても十分に支えられる。

問題は、重心が大きく偏位した場合である。（例えば、連結片１３３の外側まで重心が偏位するような場合である。）
測定器本体１０が大型になってスタイラス１２のストロークが長くなってくると重心が前後方向（Ｘ軸方向）に大きく変移する可能性もでてくる。

例えば、測定器本体部１０の重心がプラスＸ方向に偏位して重心Ｇ１にきたとする。このとき、この重心Ｇ１の偏りは、図６中の矢印Ａ５で示すように時計回りの回転力を生じさせるであろう。このような時計回りの回転力については、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌによる反時計回りの力（矢印Ａ４）で受けられるので、問題にならない。

一方、測定器本体部１０の重心がマイナスＸ方向に変移して重心Ｇ２にきたとする。この重心Ｇ２の偏りは、図６中の矢印Ａ６で示すように反時計回りの回転力を生じさせるであろう。反時計回りの力を受けるのはスピンドル１４１だけである。重心Ｇ２の変移による回転力とコイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの付勢力とをスピンドル１４１だけで受けなければならない。すると、マイクロメータヘッド１４０に過剰な力が掛かり、部品の変形であったり、マイクロメータヘッド１４０自体の精度が悪化したりして、結果的に、姿勢調整の精度が悪化する事態につながる畏れがある。

第２実施形態を図８から図１１に示す。
図８は、第２実施形態としての姿勢調整器２００をＺスライダ２３と測定器本体部１０との間に介装した状態を示す図である。
姿勢調整器２００の基本的構成は第１実施形態と同じであるので対応する要素に同じ符号を付す。

図９、図１０は、姿勢調整器２００の分解斜視図である。
ベースプレート１１０、ハンギングプレート１２０、連結薄板１３０、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌは第１実施形態と同様である。

ただし、ベースプレート１１０の形状に若干の変化がある。
ベースプレート１１０の右上隅が切り欠かれて、上貫通孔１１２Ｕに相当する位置がＪの字型に無くなっている。つまり、ベースプレート１１０の右上隅が空きスペースになった。この切り欠きを切欠部１１２Ｊとする。切欠部１１２Ｊの底面には右通し孔１１３Ｒが通じている。コイルバネ１６１Ｒの先端にある押駒部材１６２Ｒが右通し孔１１３Ｒを通して切欠部１１２Ｊの底面から進出するようになっている。

また、右側面の上下略中央において、取付台部１１５がやや突出するように形成されている。

第２実施形態の主な特徴は、ヘッドホルダユニット２１０にある。
ヘッドホルダユニット２１０は、ホルダ２２０と、レバー部材２３０と、フード２４０と、を有する。

ホルダ２２０は、ベースプレート１１０の右側面に取り付けられ、マイクロメータヘッド１４０を横姿勢に支持する。ホルダ２２０は、取付部２２１と、軸受け孔２２３と、スピンドル通し孔２２４と、を有する。図９において、ホルダ２２０は、上下に長さを持つ部材であって、その下端側が前記取付台部１１５にネジ止めされる取付部２２１となっている。

また、ホルダ２２０の上下略中央には、幅方向（Ｙ軸方向）に間隔を隔てて互いに対向した支承片２２２、２２２が設けられ、支承片２２２、２２２には軸受け孔２２３が穿設されている。（軸受け孔２２３の軸線はＹ軸に平行である。）そして、ホルダ２２０の上端寄りにはマイクロメータヘッド１４０を横姿勢に支持するためのスピンドル通し孔２２４が設けられている。ホルダ２２０により、マイクロメータヘッド１４０はそのスピンドル１４１の進退方向がＸ軸に平行になる姿勢で支持される。

ここで、ホルダ２２０が上下に長さを有することもあり、前記軸受け孔２２３とスピンドル通し孔２２４とは、上下方向（Ｚ軸方向）で所定の距離を隔てている。後の説明のため、軸受け孔２２３とスピンドル通し孔２２４との間隔をＬ１とする。

レバー部材２３０は、軸通し孔２３１と、下端面２３４と、右端面２３６と、を有する。
軸通し孔２３１の軸線はＹ軸に平行であって、軸通し孔２３１には回転軸２３２が挿通される。そして、回転軸２３２は、前記支承片２２２、２２２の前記軸受け孔２２３にて軸受けされる。これにより、レバー部材２３０は、ベースプレート１１０の右上隅に相当する位置に配置される。さらに、レバー部材２３０は、前記支承片２２２、２２２の前記軸受け孔２２３を回転中心として回動可能となっている。

レバー部材２３０は、ベースプレート１１０の右上隅に相当する位置に配置されており、その下端面は前記右通し孔１１３Ｒの直上にくる。
また、ベースプレートの右上隅に切欠部１１２Ｊがあり、この切欠部１１２Ｊにはハンギングプレート１２０のピン１２２Ｕが差し込まれる。したがって、ハンギングプレート１２０のピン１２２Ｕは、下から来るコイルバネ１６１Ｒの押駒部材１６２とレバー部材２３０の下端面２３４とで挟まれることになる。表現を変えると、押駒部材１６２が下からピン１２２Ｕを押し上げ、さらに、ピン１２２Ｕがレバー部材２３０の下端面２３４を押し上げる。

ピン１２２Ｕがレバー部材２３０の下端面２３４に当たる位置を「押上げ点」と命名しておく。
（図面上に表わすことがかなり難しいのであるが、図９上において押上げ点に相当する箇所に符号２３５を付した。）
後の説明のため、レバー部材２３０の前記軸受け孔２２３と押し上げ点２３５との間隔をＬ２とする。そして、軸受け孔２２３とスピンドル通し孔２２４との間隔Ｌ１と、このＬ２と、を対比したとき、Ｌ１＞Ｌ２となるように設計しておく。

ピン１２２Ｕがレバー部材２３０の下端面２３４（押上げ点２３５）を押し上げると、レバー部材２３０は回転軸２３２（軸受け孔２２３）を回転中心として回転変位する。具体的には、時計回り（右回り）に回転変位する。

レバー部材２３０の右側にはホルダ２２０が位置し、レバー部材２３０の右端面にマイクロメータヘッド１４０のスピンドル１４１が当接する。すなわち、スピンドル１４１はレバー部材２３０の右端面２３６を押すことになる。スピンドル１４１がレバー部材２３０の右端面２３６を押すと、レバー部材２３０は回転軸２３２（軸受け孔２２３）を回転中心として回転変位する。
具体的には、反時計回り（左回り）に回転変位する。

なお、スピンドル１４１がレバー部材２３０の右端面２３６に当たる位置をスピンドル当接点２３７と命名することにする。
レバー部材２３０の前記軸受け孔２２３とスピンドル当接点２３７との間隔は、必然的に、軸受け孔２２３とスピンドル通し孔２２４との間隔Ｌ１と同じである。

フード２４０は、レバー部材２３０を内側に収納するように、ベースプレート１１０の右上隅に取り付けられている。

図１１をご参照いただきたい。
図１１を参照しつつ、測定器本体部１０の重心がマイナスＸ方向に変移して重心Ｇ２にきたときを考える。
先に説明したように、ハンギングプレート１２０に反時計回り（左回転）の回転力を与えるには、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌの付勢力および重心Ｇ２の偏位である。
この回転力により、ピン１２２Ｕがレバー部材２３０の下端面２３４（押上げ点２３５）を押し上げることになる。すると、レバー部材２３０には、回転軸２３２（軸受け孔２２３）を中心として時計回り（右回り）に回転する力が掛かる。

この時計回り（右回り）の力を受けるのはマイクロメータヘッド１４０のスピンドル１４１である。
ここで、ポイントになるのは、レバー部材２３０によるレバー比である。レバー部材２３０のレバー比がＬ１：Ｌ２で、Ｌ１＞Ｌ２となるように設計されている。（Ｌ１は、レバー部材２３０の前記軸受け孔２２３とスピンドル当接点２３７との間隔。Ｌ２は、レバー部材２３０の前記軸受け孔２２３と押し上げ点２３５との間隔。）したがって、スピンドル当接点２３７に掛かる負荷は、ピン１２２Ｕの押し上げ力のＬ２／Ｌ１に減少する。これにより、マイクロメータヘッド１４０に過剰な負荷が掛かるような事態は無くなり、マイクロメータヘッド１４０の精度を十分に発揮して測定器本体部１０の姿勢を精密に微調整することができるようになる。

さらには、スピンドル１４１の移動量に対し、押上げ点２３５（すなわちピン１２２Ｕ）の変位量はＬ２／Ｌ１に減少する。これにより、マイクロメータヘッド自体の分解能よりもさらに細かく測定器本体部１０の姿勢を微調整できる。

（変形例１）
図１２に変形例を示す。
第２実施形態においては第１種のレバー（支点を間にして力点と作用点とが反対側にある）を利用する例を示したが、第２種のレバーを利用してもよい。
例えば、図１２に示すように、第１実施形態においてマイクロメータヘッド１４０の位置をプラスＸ方向にずらすことが考えられる。
支点（Ｓｐ）と力点（スピンドル１４１）との距離Ｌ４の方が、支点（Ｓｐ）と作用点（ハンギングプレート１２０とアーム部１３１とが接続された位置）との距離Ｌ３よりも長くなる。
これにより、仮に測定器本体部１０の重心が偏心（マイナスＸ方向に偏心）することがあったとしても、レバー比（Ｌ３／Ｌ４）の分だけマイクロメータヘッド１４０に掛かる負荷を低減することができる。

なお、ここでは、主として連結薄板１３０に掛かる力に着目して連結片１３３を支点Ｓｐとしたが、連結薄板１３０とハンギングプレート１２０とを一体的なものと考えて、回転中心を支点にとってもよいかもしれない。
ただ、力点（スピンドル１４１）の方が作用点（ハンギングプレート１２０とアーム部１３１とが接続された位置）よりもより外側にあればよいのであって、支点Ｓｐがどこかは本質的な問題ではないと考える。

（変形例２）
図１３に変形例２を示す。
変形例２においては、ベースプレート１１０を回転させる外ベアリング２７は上記実施形態と同様にＺスライダ２３に設けておくが、ハンギングプレート１２０を回転軸受けする内ベアリング２８Ａをベースプレート１１０に取り付けている。このような構成であっても上記実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんである。

（変形例３）
図１４に変形例３を示す。
上記実施形態ではハンギングプレート１２０の回転中心として内ベアリング２８を設けていたが、変形例３に示すように、内ベアリング２８を無くしてもよい。この場合、連結薄板１３０の連結片１３３がハンギングプレート１２０の回転中心となる。

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することが可能である。例えば、コイルバネ１６１Ｒ、１６１Ｌに代えて、ゴムや板バネを採用してもよい。

第１実施形態において、マイクロメータヘッドは直接的には連結薄板１３０（アーム部１３１）を押し、このアーム部１３１がハンギングプレート（の隅）を押しているわけでるが、マイクロメータヘッド（スピンドル１４１）が直接的にハンギングプレートを押すようにしてもよい。

第２実施形態において、レバー部の回転軸はＹ軸に平行であったが、回転軸の方向は特段限定されない。（ただ、マイクロメータヘッドのシンブルがあるので、シンブルが測定の邪魔にならないように気をつける。）

上記実施形態では、マイクロメータヘッドは上から下にハンギングプレートを押し下げる、というタイプを例示した。
マイクロメータヘッドがハンギングプレートを押す力の方向は、付勢手段の付勢力と逆であればよいのであるから、例えば、マイクロメータヘッドが下から上にハンギングプレートを押し上げるようにしてもよい。
この場合、例えば、左隅下にマイクロメータヘッドを配置するように設計変更するなどの方法が考えられる。

１０…測定器本体部、１１…触針、１２…スタイラス、１３…検出部、１４…スライド機構部、１５…指針、２０…支持スタンド、２１…ベース、２２…Ｚコラム、２３…Ｚスライダ、２４…回転体、３０…旋回プレート、５０…表面性状測定装置、１００…姿勢調整器、１１０…ベースプレート、１１１…取付軸、１１２Ｄ…下貫通孔、１１２Ｊ…切欠部、１１２Ｕ…上貫通孔、１１３Ｌ…通し孔、１１３Ｒ…通し孔、１１５…取付台部、１２０…ハンギングプレート、１２１…結合手段、１２２Ｄ…下ピン、１２２Ｕ…上ピン、１３０…連結薄板、１３１…アーム部、１３２…リブ部、１３３…連結片、１３４…端片部、１３５…端片部、１３６…ネジ、１３７…スペーサー、１４０…マイクロメータヘッド、１４１…スピンドル、１５０…ヘッドホルダ、１６１Ｌ…左コイルバネ、１６１Ｒ…右コイルバネ、１６２Ｌ…押駒部材、１６２Ｒ…押駒部材、１６３Ｒ、１６３Ｌ…雄ネジ、２００…姿勢調整器、２１０…ヘッドホルダユニット、２２０…ホルダ、２２１…取付部、２２２…支承片、２２３…軸受け孔、２２４…スピンドル通し孔、２３０…レバー部材、２３１…軸通し孔、２３２…回転軸、２３４…下端面、２３５…押上げ点、２３６…右端面、２３７…スピンドル当接点、２４０…フード。

Claims (8)

1. 触針で被測定物表面を倣い走査する測定器本体部をスタンドのＺスライダに取り付けるにあたって、このＺスライダと前記測定器本体部との間に介装される姿勢調整器であって、
   前記姿勢調整器は、
   前記Ｚスライダに取り付けられるベースプレートと、
   前記測定器本体部に取り付けられるハンギングプレートと、
   前記ハンギングプレートを前記ベースプレートの一面側において吊すように支持する連結薄板と、
   前記ハンギングプレートに一方向の回転力を与えるようにこのハンギングプレートを付勢する付勢手段と、
   前記付勢手段にて与えられる回転力の方向とは反対の他方向の向きに前記ハンギングプレートを直接的または間接的に押すように配設されたマイクロメータヘッドと、を備える
   ことを特徴とする姿勢調整器。
2. 請求項１に記載の姿勢調整器において、
   前記連結薄板は、
   弾性を有する長尺の薄板であるアーム部と、
   前記アーム部の中央領域から突き出た連結片と、を有し、
   前記連結片が前記ベースプレートの上側端面に固定され、
   前記アーム部が前記ハンギングプレートを吊すように保持する
   ことを特徴とする姿勢調整器。
3. 請求項２に記載の姿勢調整器において、
   前記アーム部には、アーム部の薄板に対して直角に設けられたリブ部を有する
   ことを特徴とする姿勢調整器。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の姿勢調整器において、
   前記ハンギングプレートは、突設されたピンを有し、
   前記ベースプレートは、前記ピンが挿入される孔または切り欠きを有し、
   前記付勢手段は、前記孔または切り欠きに挿入された前記ピンを付勢するように前記ベースプレートに内装されている
   ことを特徴とする姿勢調整器。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の姿勢調整器において、
   前記連結薄板が前記ベースプレートに固定された箇所を支点とし、
   前記連結薄板と前記ハンギングプレートとが接続された位置を作用点とし、
   前記マイクロメータヘッドが前記ハンギングプレートを押す位置を力点とするとき、
   前記支点と前記作用点との間の距離は、前記支点と前記力点との間の距離以下である
   ことを特徴とする姿勢調整器。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の姿勢調整器において、
   前記ベースプレートの近傍において所定の回転軸を回転軸として回動可能に支持されたレバー部材を備え、
   前記レバー部材の回転軸を支点とし、
   前記ハンギングプレートが前記レバー部材を押す点を作用点とし、
   前記マイクロメータヘッドが前記レバー部材を押す点を力点とするとき、
   前記支点と前記作用点との間の距離は、前記支点と前記力点との間の距離以下である
   ことを特徴とする姿勢調整器。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の姿勢調整器において、
   前記ベースプレートは、前記Ｚスライダに設けられた第１ベアリングにより回転軸受けされ、
   前記ハンギングプレートは、前記第１ベアリングと同軸である第２ベアリングにより回転軸受けされている
   ことを特徴とする姿勢調整器。
8. 触針で被測定物表面を倣い走査する測定器本体部と、
   前記測定器本体部を支持するスタンドと、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の姿勢調整器と、を具備する形状測定装置。

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