JP2021071335A - センサホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象面に対してセンサを適切に配置することができるセンサホルダを提供する。【解決手段】センサホルダ１０は、測定対象面１８に対してセンサ１１のセンシング面２３を密着させる。センサホルダ１０は、センサ１１を保持するセンサ保持部１２と、Ｘ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜自在に支持する第１リンク機構１５と、Ｘ方向に直交するＹ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜自在に支持する第２リンク機構１６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象面にセンサのセンシング面を密着させるセンサホルダに関する。

生産工場では、出荷前の製品について異常の有無を検査する検品工程において、試運転中の製品を測定対象として振動を測定することにより異常の有無を判定する場合がある。こうした振動測定には、測定対象面に対して平坦なセンシング面を密着させることにより振動を測定する振動センサが用いられる。例えば特許文献１には、弾性体を介して振動センサを支持し、該振動センサのセンシング面を測定対象面に押圧することによりセンシング面を測定対象面に密着させる技術が開示されている。

特開平８−２０１１５９号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、測定対象面に対してセンシング面を押圧したときに弾性体が圧縮されて弾性変形することとなる。そのため、圧縮部分が偏倚して形成された場合、弾性体の復元力がセンシング面に対して偏倚して作用することとなり、測定対象面にセンサが適切に配置されない場合があった。こうした問題は、振動を検出するセンサに限らず、測定対象面に対してセンシング面を密着させるセンサに共通する。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定対象面に対してセンサを適切に配置することができるセンサホルダを提供することにある。

上記課題を解決するセンサホルダは、測定対象面に対してセンサのセンシング面を密着させるセンサホルダであって、前記センサを保持するセンサ保持部と、第１方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持するとともに前記第１方向とは異なる第２方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持するリンク機構と、を備える。

上記構成によれば、センサ保持部は、第１方向を軸として、また、第２方向を軸として傾斜自在に支持されていることから、センサ保持部に保持されたセンサを測定対象面に当接させたときに測定対象面に倣うようにセンサを傾斜させることができる。その結果、測定対象面に対してセンサを適切に配置することができる。

上記構成のセンサホルダにおいて、前記第１方向と前記第２方向とが互いに直交するとよい。上記構成によれば、第１方向と第２方向とが直交することから、第１方向を軸にした傾斜と第２方向を軸にした傾斜とによって具現化されるセンサ保持部の姿勢についての自由度を高めることができる。その結果、測定対象面に対してセンサをより適切に配置することができる。

上記構成のセンサホルダにおいて、前記リンク機構は、前記センサ保持部に連結されて前記第１方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持する第１リンク機構と、前記第１リンク機構に連結されて前記第１リンク機構を介して前記第２方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持する第２リンク機構と、を有するとよい。

上記構成によれば、第１方向を軸にセンサ保持部を傾斜させる機構と、第２方向を軸にセンサ保持部を傾斜させる機構とが別々の機構となることから、各リンク機構の構造についての自由度を高めることができる。これにより、例えば、各リンク機構における機械的強度についての自由度を向上させることができる。

上記構成のセンサホルダにおいて、前記第１リンク機構は、前記センサ保持部を最短リンク、前記センサ保持部に連結される先端部を有する一対の第１リンクを揺動リンク、前記一対の第１リンクの基端部が連結されるジョイント部を静止リンクとする両てこ機構であり、前記第２リンク機構は、前記ジョイント部を最短リンク、前記ジョイント部に連結される先端部を有する一対の第２リンクを揺動リンク、前記一対の第２リンクの基端部が連結されるベース部を静止リンクとする両てこ機構であるとよい。

上記構成のように、第１リンク機構が両てこ機構で具現化されることにより、第１リンク機構により、センサ保持部が保持するセンサが傾斜するときの傾斜軸をセンサに近い位置に配置することができる。また、第２リンク機構が両てこ機構で具現化されることにより、第２リンク機構によりセンサが傾斜するときの傾斜軸をセンサに近い位置に配置することができる。これにより、センサの傾斜量に対して揺動リンクの揺動量が小さくなることから、第１方向および第２方向において、傾斜にともなうセンサの位置ずれが小さくなる。その結果、測定対象面とセンサとの接触位置の精度を高めることができる。

上記構成のセンサホルダは、前記一対の第１リンクを第１揺動リンク部、前記一対の第２リンクを第２揺動リンク部とするとき、前記第１リンク機構は、前記センサ保持部および前記ジョイント部の各々を挟持するように前記第１方向に対向配置された一対の前記第１揺動リンク部を有し、前記第２リンク機構は、前記ジョイント部および前記ベース部の各々を挟持するように前記第２方向に対向配置された一対の前記第２揺動リンク部を有するとよい。

上記構成によれば、第１リンク機構の機械的強度が高められることで、センサ保持部が傾斜するときに各第１リンクに作用する機械的な負荷を低減することができるとともに、測定対象面に倣うセンサ保持部の傾斜にともなう力が第２リンク機構に伝達されやすくなる。また、第２リンク機構の機械的強度が高められることで、センサ保持部が傾斜するときに各第２リンクに作用する機械的な負荷を低減することができる。

上記構成のセンサホルダにおいて、前記センサ保持部、前記ジョイント部、および、前記ベース部の各々は、前記センサ保持部に保持されたセンサに接続される配線が配設される配線用貫通孔を有し、前記センサ保持部の配線用貫通孔と前記ジョイント部の配線用貫通孔とが対向配置され、前記ジョイント部の配線用貫通孔と前記ベース部の配線用貫通孔とが対向配置されているとよい。

上記構成によれば、センサの取り付けの利便性が高まるとともに、センサに接続される配線が保護されて検査時におけるトラブルを低減することができる。

センサホルダの一実施形態の概略構成を示す図であって、待機状態のセンサホルダを−Ｚ方向から見た斜視図。 センサホルダの待機状態において＋Ｚ方向から見たセンサ保持部の斜視図。 −Ｚ方向から見たセンサホルダの分解斜視図。 −Ｘ方向から見たセンサホルダの待機状態を示す側面図。 −Ｙ方向から見たセンサホルダの待機状態を示す側面図。 −Ｘ方向から見たセンサホルダを示す側面図であって、（ａ）Ｙ方向に対してセンサ保持部が傾斜した状態を示す図、（ｂ）Ｙ方向に対してセンサ保持部が傾斜したときのセンシング面付近を示す図。 −Ｙ方向から見たセンサホルダを示す側面図であって、（ａ）Ｘ方向に対してセンサ保持部が傾斜した状態を示す図、（ｂ）Ｘ方向に対してセンサ保持部が傾斜したときのセンシング面付近を示す図。

図１〜図７を参照して、センサホルダの一実施形態について説明する。
図１に示すように、センサホルダ１０は、センサ１１を保持するセンサ保持部１２と、第１方向であるＸ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜自在に支持するとともにＸ方向に直交する第２方向であるＹ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜自在に支持するリンク機構１３と、を備えている。リンク機構１３は、ジョイント部１４を介して連結された第１リンク機構１５と第２リンク機構１６とで構成されている。第１リンク機構１５は、Ｘ方向を軸に傾斜自在にセンサ保持部１２を支持する。第２リンク機構１６は、Ｙ方向を軸に傾斜自在に第１リンク機構１５を支持することにより、Ｙ方向を軸に傾斜自在にセンサ保持部１２を支持する。センサホルダ１０は、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向にリンク機構１３を移動可能に支持する移動機構１７を有している。Ｚ方向は、測定対象の測定対象面１８に対してセンサ保持部１２が近づいたり離れたりする方向である。＋Ｚ方向はセンサ保持部１２を測定対象面１８に近づける接近方向であり、−Ｚ方向はセンサ保持部１２を測定対象面１８から離す離間方向である。センサホルダ１０は、センサ保持部１２の保持するセンサ１１が測定対象面１８の−Ｚ方向に配置されているときに移動機構１７が＋Ｚ方向にリンク機構１３を移動させることにより、センサ１１を測定対象面１８に密着させる。

なお、図１において、＋Ｘ，−ＸはＸ方向において相反する一対の方向を示し、＋Ｙ，−ＹはＹ方向において相反する一対の方向を示している。図２〜７に示すＸ，Ｙ，Ｚは、図１に示すＸ，Ｙ，Ｚに対応している。センサホルダ１０の各部位について図１〜図５を用いて説明する場合、センサホルダ１０が待機状態にあることを前提として説明する。

（センサ１１）
図２に示すように、センサ１１は、例えば、測定対象面１８の振動を検出する振動センサである。センサ１１は、センサベース２０、センサ本体２１、および、コネクタ２２を有している。センサベース２０は、＋Ｚ方向に位置する端面であって測定対象面１８に当接するセンシング面２３を有している。センサベース２０は、測定対象面１８の振動がセンシング面２３を介して伝達されることにより測定対象面１８の振動に応じた圧力が作用する図示されないピエゾ素子を内蔵している。センサ本体２１は、センサベース２０に対する−Ｚ方向に位置している。センサ本体２１は、センサ保持部１２に保持される部位である。センサ本体２１は、Ｚ方向に延びており、その外周面がセンサ保持部１２に保持される保持面に設定されている。コネクタ２２は、センサ本体２１に対する−Ｚ方向に位置している。コネクタ２２は、Ｚ方向に延びており、センサ本体２１よりも小径に形成されている。センサ本体２１およびコネクタ２２の内部空間には、センサ１１からの電気信号を伝送する図示されない電気信号線が配策される。

（センサ保持部１２）
図１〜４を参照してセンサ保持部１２について説明する。図１〜４に示すように、センサ保持部１２は、センサ１１が取り付けられるセンサ取付部３０と、第１リンク機構１５を構成する第１リンク５２の先端部が連結される第１先端連結部３１とを有している。センサ取付部３０と第１先端連結部３１とは一体的に連結されている。

図２に示すように、センサ取付部３０は、センサ１１のセンサ本体２１をクランプすることによりセンサ１１が固定されるすり割り付きクランプ機構である。センサ取付部３０は、全体として略円筒形状に形成されている。センサ取付部３０は、Ｚ方向に延びるセンサホルダ１０の中心軸Ｃを中心としてＺ方向に延びる取付孔３２を有している。センサ取付部３０は、間隙３６を介して対向配置された挿通孔３９と雌ねじ部４０（図４参照）を有している。

図２，３に示すように、第１先端連結部３１は、センサ取付部３０に形成された取付孔３２の−Ｚ方向の位置に、センサホルダ１０の中心軸Ｃを中心としてＺ方向に延びる配線用貫通孔４５が形成されている（図３参照）。配線用貫通孔４５は、センサ１１からの電気信号を伝送する電気信号線が配策される空間を第１先端連結部３１に形成する。

図２〜４に示すように、第１先端連結部３１は、＋Ｘ方向の端面４６と−Ｘ方向の端面４７とに開口を有してＸ方向に沿って延びる一対の第１先端支持孔４８を有している。一対の第１先端支持孔４８は、図４に示す−Ｘ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、センサホルダ１０の中心軸Ｃを対称軸として線対称となる位置に形成されている。一対の第１先端支持孔４８は、中心間距離が第１先端ピッチＰ１Ａで形成されている。第１先端連結部３１は、第１リンク機構１５を構成する第１リンク５２の先端部を支持する。

センサ１１の取付工程においては、センサ１１のコネクタ２２およびセンサ本体２１がセンサ保持部１２の取付孔３２に対して＋Ｚ方向から差し入れられる。そして、クランプボルトで締め込むことによりセンサ本体２１がクランプされる。これにより、センサ１１がセンサ保持部１２に取り付けられる。センサ１１は、待機状態にあるセンサホルダ１０において、センシング面２３の中心位置２３Ｃを通る法線方向がセンサホルダ１０の中心軸Ｃに重なるように保持される。

（第１リンク機構１５）
図１，３，４を参照して第１リンク機構１５について説明する。第１リンク機構１５は、センサ保持部１２の第１先端連結部３１を含んで構成されたリンク機構である。第１リンク機構１５は、Ｘ方向において対向配置された一対の第１揺動リンク部５０と、第１先端連結部３１に対する−Ｚ方向に位置する第１基端連結部５１とを有している。

図１，３に示すように、一対の第１揺動リンク部５０は、第１先端連結部３１および第１基端連結部５１の各々をＸ方向において挟持する。一対の第１揺動リンク部５０の各々は、一対の第１リンク５２で構成されている。

図３に示すように、第１リンク５２は、＋Ｚ方向側の端部である第１先端部５２Ａにおいて第１先端回転軸部５３を介して第１先端連結部３１に連結されている。第１先端回転軸部５３は、Ｘ方向に延びる回転軸部であって、第１先端部５２Ａに形成された図示されない第１先端回転軸孔に回転自在に支持されている。第１先端回転軸部５３は、第１先端連結部３１に向かって第１リンク５２から突出する部分５３Ａが第１先端連結部３１の第１先端支持孔４８に支持される。

図３に示すように、第１リンク５２は、−Ｚ方向側の端部である第１基端部５２Ｂにおいて第１基端回転軸部５４を介して第１基端連結部５１に連結されている。第１基端回転軸部５４は、Ｘ方向に延びる回転軸部であって、第１リンク５２の第１基端部５２Ｂに形成された図示されない第１基端回転軸孔に回転自在に支持されている。第１基端回転軸部５４は、第１基端連結部５１に向かって第１リンク５２から突出する部分５４Ａが第１基端連結部５１の第１基端支持孔６３に支持される。第１先端部５２Ａの回転中心５６Ａと第１基端部５２Ｂの回転中心５６Ｂとの距離である第１リンク長さＬ１は、例えば、第１先端ピッチＰ１Ａよりも大きく、かつ、後述の第１基端ピッチＰ１Ｂよりも小さい長さに設定される。

図３に示すように、第１基端連結部５１は、ジョイント部１４を構成する。ジョイント部１４は、第１基端連結部５１と、第１基端連結部５１に対する−Ｚ方向に位置して第１基端連結部５１に一体的に連結された第２先端連結部６５（詳細は後述）とで構成されている。ジョイント部１４は、第１先端連結部３１に形成された配線用貫通孔４５に対する−Ｚ方向の位置に、第１基端連結部５１および第２先端連結部６５を貫通する貫通孔であってセンサホルダ１０の中心軸Ｃを中心としてＺ方向に延びる配線用貫通孔６０が形成されている。配線用貫通孔６０は、配線用貫通孔４５よりも大きな孔であるとよい。こうした構成によれば、第１リンク機構１５に内部において電気信号線の配策経路についての自由度が高まるため、リンク機構１３の動作にともなう電気信号線への機械的な負荷を抑えることができる。

図３，４に示すように、第１基端連結部５１は、＋Ｘ方向の端面６１と−Ｘ方向の端面６２とに開口を有してＸ方向に沿って延びる一対の第１基端支持孔６３を有している。一対の第１基端支持孔６３は、図４に示す−Ｘ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、センサホルダ１０の中心軸Ｃを対称軸として線対称となる位置に形成されている。一対の第１基端支持孔６３は、中心間距離が第１先端ピッチＰ１Ａよりも大きい第１基端ピッチＰ１Ｂで形成されている。第１リンク５２の第１基端部５２Ｂに回転自在に支持された第１基端回転軸部５４は、第１基端連結部５１に向かって第１リンク５２から突出する部分５４Ａが第１基端連結部５１の第１基端支持孔６３によって支持される。

図４に示すように、第１先端ピッチＰ１Ａと第１基端ピッチＰ１Ｂは、待機状態にあるセンサホルダ１０の−Ｘ方向からの平面視において、第１先端部５２Ａの回転中心５６Ａと第１基端部５２Ｂの回転中心５６Ｂとを結ぶ第１仮想線６４の交点である第１仮想交点Ｐｉ１がセンシング面２３に重なるように設定される。なお、ここでいう「重なる」は、センシング面２３の面上に第１仮想交点Ｐｉ１が位置することではなく、あくまでも−Ｘ方向からの平面視において重なることをいう。

図４に示すように、上述した構成の第１リンク機構１５は、Ｘ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、センサ保持部１２の第１先端連結部３１を最短リンク、一対の第１リンク５２を揺動リンク、ジョイント部１４の第１基端連結部５１を静止リンクとする４リンク機構である両てこ機構である。第１リンク機構１５は、Ｙ方向に対するセンサ保持部１２の傾斜に合わせて第１リンク５２が揺動する。

（第２リンク機構１６）
図１，３，５を参照して第２リンク機構１６について説明する。第２リンク機構１６は、第１リンク機構１５を支持するリンク機構である。第２リンク機構１６は、ジョイント部１４を構成する第２先端連結部６５と、Ｙ方向において対向配置された一対の第２揺動リンク部７０と、第２先端連結部６５に対する−Ｚ方向に位置するベース部７１とを有している。

図３に示すように、ジョイント部１４を構成する第２先端連結部６５には、上述した配線用貫通孔６０が形成されている。
図３，５に示すように、第２先端連結部６５は、＋Ｙ方向の端面６６と−Ｙ方向の端面６７とに開口を有してＹ方向に沿って延びる一対の第２先端支持孔６８を有している。一対の第２先端支持孔６８は、図５に示す−Ｙ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、センサホルダ１０の中心軸Ｃを対称軸として線対称となる位置に形成されている。一対の第２先端支持孔６８は、中心間距離が第２先端ピッチＰ２Ａで形成されている。第２先端ピッチＰ２Ａは、例えば、第１先端ピッチＰ１Ａよりも大きく、かつ、第１基端ピッチＰ１Ｂよりも小さい。第２先端連結部６５は、第２揺動リンク部７０を構成する第２リンク７２の＋Ｚ方向側の端部である第２先端部７２Ａを支持する。

図１，３に示すように、一対の第２揺動リンク部７０は、ジョイント部１４の第２先端連結部６５およびベース部７１の第２基端連結部７１Ｂの各々をＹ方向において挟持している。一対の第２揺動リンク部７０の各々は、一対の第２リンク７２で構成されている。

図３に示すように、第２リンク７２は、第２先端部７２Ａにおいて第２先端回転軸部７３を介して第２先端連結部６５に連結される。第２先端回転軸部７３は、Ｙ方向に延びる回転軸部であって、第２先端部７２Ａに形成された図示されない第２先端回転軸孔に回転自在に支持されている。第２先端回転軸部７３は、第２先端連結部６５に向かって第２リンク７２から突出する部分７３Ａが第２先端連結部６５の第２先端支持孔６８に支持される。

図３に示すように、第２リンク７２は、−Ｚ方向側の端部である第２基端部７２Ｂにおいて第２基端回転軸部７４を介してベース部７１の第２基端連結部７１Ｂに連結されている。第２基端回転軸部７４は、Ｙ方向に延びる回転軸部であって、第２基端部７２Ｂに形成された図示されない第２基端回転軸孔に回転自在に支持されている。第２基端回転軸部７４は、第２基端連結部７１Ｂに向かって第２リンク７２から突出する部分７４Ａが第２基端連結部７１Ｂに支持される。

図３に示すように、ベース部７１は、移動機構１７に対してリンク機構１３を連結する際にベースとなる部材である。ベース部７１は、ジョイント部１４に形成された配線用貫通孔６０に対する−Ｚ方向に、センサホルダ１０の中心軸Ｃを中心としてＺ方向の延びる円形孔である配線用貫通孔７５が形成されている。配線用貫通孔７５は、配線用貫通孔６０と略等しい孔径を有している。

図３，５に示すように、ベース部７１は、＋Ｙ方向の端面７６と−Ｙ方向の端面７７とに開口を有してＹ方向に沿って延びる一対の第２基端支持孔７８を第２基端連結部７１Ｂに有している。一対の第２先端支持孔６８は、図５に示す−Ｙ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、センサホルダ１０の中心軸Ｃを対称軸として線対称となる位置に形成されている。一対の第２基端支持孔７８は、中心間距離が第２基端ピッチＰ２Ｂで形成されている。第２基端ピッチＰ２Ｂは、例えば、第２先端ピッチＰ２Ａよりも大きく、かつ、第１基端ピッチＰ１Ｂよりも小さい。第２基端部７２Ｂに回転自在に支持された第２基端回転軸部７４は、第２基端連結部７１Ｂに向かって第２リンク７２から突出する部分７４Ａが第２基端連結部７１Ｂの第２基端支持孔７８に支持される。第２先端部７２Ａの回転中心７９Ａと第２基端部７２Ｂの回転中心７９Ｂとの距離である第２リンク長さＬ２は、例えば、第２先端ピッチＰ２Ａよりも大きく、かつ、後述する第２基端ピッチＰ２Ｂよりも小さい長さに設定される。

図５に示すように、第２先端ピッチＰ２Ａと第２基端ピッチＰ２Ｂは、待機状態にあるセンサホルダ１０の−Ｙ方向からの平面視において、第２先端部７２Ａの回転中心７９Ａと第２基端部７２Ｂの回転中心７９Ｂとを結ぶ第２仮想線８０の交点である第２仮想交点Ｐｉ２がセンシング面２３に重なるように設定される。なお、ここでいう「重なる」は、センシング面２３の面上に第２仮想交点Ｐｉ２が位置することではなく、あくまでも−Ｙ方向からの平面視において重なることをいう。

図５に示すように、上述した構成の第２リンク機構１６は、−Ｙ方向からのセンサホルダ１０の平面視において、ジョイント部１４の第２先端連結部６５を最短リンク、一対の第２リンク７２を揺動リンク、第２基端連結部７１Ｂを静止リンクとする４リンク機構である両てこ機構である。第２リンク機構１６は、Ｘ方向に対するセンサ保持部１２の傾斜に合わせて第１リンク機構１５を介して第２リンク７２が揺動する。

図６および図７を参照して、上述したセンサホルダ１０の動作態様について説明する。
センサホルダ１０は、測定対象面１８に対する−Ｚ方向にセンサ１１が配置され、移動機構１７によって＋Ｚ方向へと移動する。このとき、センサホルダ１０は図１に示す待機状態にある。そして、センシング面２３が測定対象面１８に接触すると、測定対象面１８の傾斜に倣ってセンシング面２３が傾斜する際にリンク機構１３が作動する。

図６（ａ）に示すように、測定対象面１８がＹ方向に対して角度θｙだけ傾斜していると、第１リンク機構１５は、センシング面２３が測定対象面１８の傾斜に倣うように第１リンク５２が揺動し、Ｙ方向に対してセンサホルダ１０を角度θｙだけ傾斜させる。

図６（ｂ）に示すように、このとき、センシング面２３の中心位置２３Ｃは、センサホルダ１０の中心軸Ｃに対して僅かに＋Ｙ方向側の位置Ｐ１１へ移動する。一方、例えば、一対の第１先端部５２Ａの回転中心５６Ａの中点５６Ｃ（図４参照）を中心として角度θｙだけセンシング面２３を傾斜させると、センシング面２３の中心位置２３Ｃは、中点５６Ｃを中心とした円弧５６Ｅ（図４参照）上の位置であって、位置Ｐ１１よりもさらに＋Ｙ方向側の位置Ｐ１２まで移動する。すなわち、第１リンク機構１５は、Ｙ方向に対して角度θｙだけセンシング面２３を傾斜させる際に中心軸Ｃに対する中心位置２３Ｃのずれ量を小さくすることができる。

図７（ａ）に示すように、測定対象面１８がＸ方向に対して角度θｘだけ傾斜していると、第２リンク機構１６は、センシング面２３が測定対象面１８の傾斜に倣うように第２リンク７２が揺動し、Ｘ方向に対してセンサホルダ１０を角度θｘだけ傾斜させる。

図７（ｂ）に示すように、このとき、センシング面２３の中心位置２３Ｃは、センサホルダ１０の中心軸Ｃに対してほんの僅か−Ｘ方向側の位置Ｐ２１に移動する。一方、例えば、一対の第２先端部７２Ａの回転中心７９Ａの中点７９Ｃ（図５参照）を中心として角度θｘだけセンシング面２３を傾斜させると、センシング面２３の中心位置２３Ｃは、中点７９Ｃを中心とした円弧７９Ｅ（図５参照）上の位置であって、中心軸Ｃに対して＋Ｘ方向にて大きなずれ量を有する位置Ｐ２２に移動する。すなわち、第２リンク機構１６は、Ｘ方向に対して角度θｘだけセンシング面２３を傾斜させる際に中心軸Ｃに対する中心位置２３Ｃのずれ量を小さくすることができる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）センサホルダ１０は、Ｘ方向を軸として、また、Ｙ方向を軸として傾斜自在にセンサ保持部１２を支持している。そのため、センサ保持部１２に保持されたセンサ１１を測定対象面１８に当接させたときに測定対象面１８に倣うようにセンサ１１を傾斜させることができる。その結果、測定対象面１８に対してセンサ１１を適切に配置することができる。

例えば、弾性体を介してセンサ１１を支持する構成においては、測定対象面１８の傾斜に合わせて弾性体が弾性変形すると、センシング面２３には弾性体の復元力が作用することとなる。このとき、弾性体の圧縮部分が偏倚していると弾性体の復元力がセンシング面２３に偏倚して作用することとなり、センサ１１の測定誤差が大きくなってしまう。こうした測定誤差は、ピエゾ素子を用いた振動センサにおいては特に大きくなる。この点、センサホルダ１０においては、センシング面２３の傾斜に合わせてリンク機構１３が作動する。そのため、上述した弾性体の弾性変形などが生じず、センシング面２３に対して不必要な力が作用することがない。このように、センサホルダ１０においては、センサ１１を適切に配置することで測定誤差を小さくすることができる。

（２）センサホルダ１０は、互いに直交するＸ方向とＹ方向とを軸として傾斜自在にセンサ保持部１２を支持している。これにより、センサ保持部１２の傾斜についての自由度を高めることができる。その結果、測定対象面１８に対してセンサ１１をより適切に配置することができる。

（３）リンク機構１３は、第１リンク機構１５と第２リンク機構１６とによって構成されている。すなわち、リンク機構１３は、Ｘ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜させる機構と、Ｙ方向を軸にセンサ保持部１２を傾斜させる機構とが別々の機構で構成されている。これにより、第１および第２リンク機構１５，１６の構造についての自由度を高めることができる。その結果、例えば、第１および第２リンク機構１５，１６の各々における機械的強度についての自由度を向上させることができる。

（４）第１リンク機構１５が第１基端連結部５１を最短リンクとする両てこ機構であることで、Ｙ方向に対してセンサ保持部１２が傾斜する際の傾斜軸をセンシング面２３に近い位置に配置することができる。これにより、第１リンク５２の揺動量に対して第１先端連結部３１、すなわちセンサ保持部１２の傾斜量を大きくすることができる。換言すれば、センサ保持部１２の傾斜量に対して第１リンク５２の揺動量を小さくすることができる。これにより、測定対象面１８に密着させる際にセンシング面２３がＹ方向に対して傾斜したとしても、Ｙ方向におけるセンシング面２３のずれ量を小さくすることができる。

（５）第２リンク機構１６がジョイント部１４を最短リンクとする両てこ機構であることで、Ｘ方向に対してセンサ保持部１２が傾斜する際の傾斜軸をセンシング面２３に近い位置に配置することができる。これにより、第２リンク７２の揺動量に対して第２先端連結部６５、すなわち第１リンク機構１５の傾斜量を大きくすることができる。換言すれば、第１リンク機構１５の傾斜量（センサ保持部１２）に対して第２リンク７２の揺動量を小さくすることができる。これにより、測定対象面１８に密着させる際にセンシング面２３がＹ方向に傾斜したとしても、Ｘ方向におけるセンシング面２３のずれ量を小さくすることができる。

（６）上記（４）（５）により、センサホルダ１０は、より高い精度でセンサ１１を配置することができる。また、Ｘ方向の傾斜軸とＹ方向の傾斜軸とを中心に傾斜自在にセンサ１１を保持する機構としては、例えば、ジンバル機構が挙げられる。しかしながら、ジンバル機構においてＸ方向の傾斜軸とＹ方向の傾斜軸とをセンシング面２３付近に設定するとなれば、センサの周辺構造が複雑化・大型化してしまう。そのため、測定対象面１８の周辺部材に干渉しやすくなり、狭小な測定対象面１８の測定が困難なものとなる。この点、上記構造のセンサホルダ１０においては、センサ１１の周辺構造が簡素化されることで測定対象面１８の周辺部材と干渉しにくくなる。その結果、測定対象面１８の設定について自由度を高めることができる。

（７）第１リンク機構１５は、センサ保持部１２およびジョイント部１４の各々を挟持するようにＸ方向において対向配置された第１揺動リンク部５０を有している。こうした構成によれば、第１リンク機構１５の機械的強度が高められることで、センシング面２３が傾斜するときに各第１リンク５２に作用する機械的な負荷を低減することができる。

（８）第１リンク機構１５が一対の第１揺動リンク部５０を有することで第１リンク機構１５の剛性が高くなる。そのため、測定対象面１８に倣うセンシング面２３の傾斜にともなう力が第１リンク機構１５を介して第２リンク機構１６に伝達されやすくなり、当該力が第２リンク機構１６を動作させる力として作用しやすくなる。

例示すると、一対の第１揺動リンク部５０の一方でセンサ保持部１２が片持ち梁状に支持される構成においては、測定対象面１８に倣うようにセンサ保持部１２が傾斜したときにその傾斜にともなう力が第１リンク５２とセンサ保持部１２との連結部分にモーメントとして作用する。そのため、傾斜にともなう力が第２リンク機構１６を動作させる力として作用しにくい。この点、センサホルダ１０においては、センサ保持部１２が一対の第１揺動リンク部５０によって挟持されている。そのため、Ｙ方向を軸にしたセンサ保持部１２の傾斜にともなう力が第１リンク機構１５を介して第２リンク機構１６に伝達されやすくなる。その結果、傾斜にともなう力が第２リンク機構１６を動作させる力として作用しやすくなる。

（９）同様に、第２リンク機構１６は、ジョイント部１４の第２先端連結部６５およびベース部７１の第２基端連結部７１Ｂの各々を挟持するようにＹ方向において対向配置された第２揺動リンク部７０を有している。こうした構成によれば、第２リンク機構１６の機械的強度が高められることで、センシング面２３が傾斜するときに各第２リンク７２に作用する機械的な負荷を低減することができる。

（１０）センサホルダ１０は、Ｚ方向に延びる配線用貫通孔４５，６０，７５を有している。こうした構成によれば、センサ１１に接続される電気信号線をセンサホルダ１０の内部空間に配策させることができる。その結果、該電気信号線が保護されて検査時におけるトラブルを低減することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・センサホルダ１０は、センサホルダ１０の外部空間を電気信号線が配策される構成であってもよい。

・第１リンク機構１５は、一対の第１揺動リンク部５０でセンサ保持部１２を支持する構成に限られない。例えば、第１リンク機構１５は、Ｙ方向におけるセンサ保持部１２の中央部分を支持する一対の第１リンク５２で構成されてもよい。

・第１リンク機構１５は、第１先端連結部３１を最短リンクとする両てこ機構に限られない。例えば、第１リンク機構１５は、Ｘ方向におけるセンサホルダ１０の平面視において、第１先端ピッチＰ１Ａが第１基端ピッチＰ１Ｂよりも大きい構成であってもよい。

・第２リンク機構１６は、一対の第２揺動リンク部７０で第１リンク機構１５を支持する構成に限られない。例えば、第２リンク機構１６は、Ｘ方向における第１リンク機構１５の静止リンクの中央部分を支持する一対の第２リンク７２で構成されてもよい。

・第２リンク機構１６は、第２先端連結部６５を最短リンクとする両てこ機構に限られない。例えば、第２リンク機構１６は、Ｙ方向におけるセンサホルダ１０の平面視において、第２先端ピッチＰ２Ａが第２基端ピッチＰ２Ｂよりも大きい構成であってもよい。

・第１リンク機構１５が形成する傾斜軸と第２リンク機構１６が形成する傾斜軸は、互いに直交する構成がもっとも好ましいが互いに直交する構成に限られない。
・センサ１１は、振動センサに限らず、測定対象面１８に対してセンシング面２３が密着することにより測定するものであればよい。

・センサ保持部１２は、センシング面２３の中心位置２３Ｃを通る法線方向がセンサホルダ１０の中心軸Ｃに重なるようにセンサ１１が固定される構成を有していればよい。そのため、センサ保持部１２は、すり割り付きクランプ機構に限らず、Ｖブロックや三つ爪、パワーロックなどでセンサ１１が固定されてもよい。

Ｃ…中心軸、１０…センサホルダ、１１…センサ、１２…センサ保持部、１３…リンク機構、１４…ジョイント部、１５…第１リンク機構、１６…第２リンク機構、１７…移動機構、１８…測定対象面、２０…センサベース、２１…センサ本体、２２…コネクタ、２３…センシング面、２３Ｃ…中心位置、３０…センサ取付部、３１…第１先端連結部、３２…取付孔、３６…間隙、３９…挿通孔、４０…雌ねじ部、４５…配線用貫通孔、４６，４７…端面、４８…第１先端支持孔、５０…第１揺動リンク部、５１…第１基端連結部、５２…第１リンク、５２Ａ…第１先端部、５２Ｂ…第１基端部、５３…第１先端回転軸部、５３Ａ，５４Ａ…部分、５４…第１基端回転軸部、５６Ａ，５６Ｂ…回転中心、５６Ｃ…中点、６０…配線用貫通孔、６１，６２…端面、６３…第１基端支持孔、６４…第１仮想線、６５…第２先端連結部、６６，６７…端面、６８…第２先端支持孔、７０…第２揺動リンク部、７１…ベース部、７１Ｂ…第２基端連結部、７２…第２リンク、７２Ａ…第２先端部、７２Ｂ…第２基端部、７３…第２先端回転軸部、７３Ａ，７４Ａ…部分、７４…第２基端回転軸部、７５…配線用貫通孔、７６，７７…端面、７８…第２基端支持孔、７９Ａ，７９Ｂ…回転中心、７９Ｃ…中点、８０…第２仮想線。

Claims (6)

1. 測定対象面に対してセンサのセンシング面を密着させるセンサホルダであって、
   前記センサを保持するセンサ保持部と、
   第１方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持するとともに前記第１方向とは異なる第２方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持するリンク機構と、を備える
   センサホルダ。
2. 前記第１方向と前記第２方向とが互いに直交する
   請求項１に記載のセンサホルダ。
3. 前記リンク機構は、
   前記センサ保持部に連結されて前記第１方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持する第１リンク機構と、
   前記第１リンク機構に連結されて前記第１リンク機構を介して前記第２方向を軸に前記センサ保持部を傾斜自在に支持する第２リンク機構と、を有する
   請求項１または２に記載のセンサホルダ。
4. 前記第１リンク機構は、
   前記センサ保持部を最短リンク、前記センサ保持部に連結される先端部を有する一対の第１リンクを揺動リンク、前記一対の第１リンクの基端部が連結されるジョイント部を静止リンクとする両てこ機構であり、
   前記第２リンク機構は、
   前記ジョイント部を最短リンク、前記ジョイント部に連結される先端部を有する一対の第２リンクを揺動リンク、前記一対の第２リンクの基端部が連結されるベース部を静止リンクとする両てこ機構である
   請求項３に記載のセンサホルダ。
5. 前記一対の第１リンクを第１揺動リンク部、前記一対の第２リンクを第２揺動リンク部とするとき、
   前記第１リンク機構は、
   前記センサ保持部および前記ジョイント部の各々を挟持するように前記第１方向に対向配置された一対の前記第１揺動リンク部を有し、
   前記第２リンク機構は、
   前記ジョイント部および前記ベース部の各々を挟持するように前記第２方向に対向配置された一対の前記第２揺動リンク部を有する
   請求項４に記載のセンサホルダ。
6. 前記センサ保持部、前記ジョイント部、および、前記ベース部の各々は、前記センサ保持部に保持されたセンサに接続される配線が配設される配線用貫通孔を有し、
   前記センサ保持部の配線用貫通孔と前記ジョイント部の配線用貫通孔とが対向配置され、前記ジョイント部の配線用貫通孔と前記ベース部の配線用貫通孔とが対向配置されている
   請求項４または５に記載のセンサホルダ。

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