JP2022092848A - プローブ、及び測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定子の振動を、測定子の形状や設置環境、使用条件等に応じて減衰できるプローブ、及び測定装置を提供する。【解決手段】プローブ５は、測定子５１と、測定子５１を揺動可能に保持するホルダー５２と、測定子５１の揺動を減衰させる減衰機構６と、を有し、減衰機構６は、入力信号の信号値により減衰性能が変化する。これにより、測定子５１の形状や設置環境、使用条件等に応じて、減衰機構６に入力する入力信号を変更することで、測定子５１の振れに対する減衰性能を変化させることができ、測定子５１の形状や設置環境、使用条件等に応じた最適な減衰性能でプローブを使用することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、測定対象を測定する測定子を備えたプローブ、及び測定装置に関する。

従来、測定子を保持するプローブを備え、測定子を測定対象に対して接触させることで測定対象の形状や表面性状を測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような測定装置のプローブでは、測定子が揺動可能に保持されている。例えば、特許文献１のプローブでは、スタイラス（測定子）の周方向に沿って１２０°間隔でインサートが形成され、このインサートにスタイラスホルダーにボールを介して保持されたローラが挿入されることで、スタイラスホルダーの中心軸にスタイラスが位置決めされる。そして、スタイラスの一端には、スタイラスホルダーとの間にスタイラスを軸方向に付勢するスプリングが配置されている。さらに、スタイラスの一端には、スタイラスホルダーとの間にインサートが配置され、当該インサートは、スタイラスが軸方向に振れた場合に、スプリングの作用に抵抗して、その中立位置へのスタイラスホルダーの戻りを遅くする。インサートとしては、例えば、凹部に対してフランジを有するインサートを挿入し、凹部内の（空気等の）流体がフランジによってシールされる構成とするもの、フルオロカーボンラバーなどのヒステリシスを示す材料により構成されるもの等が例示されている。

特表２００５－５３８３７３号公報

ところで、測定子の振れに対して求められる減衰性能は、測定子の形状や測定対象の表面形状、測定方法等に変化する。
例えば、測定子の重量が重い場合、測定子の重量が軽い場合に比べて臨界減衰係数が高くなるので、軽量の測定子を用いる場合と同等の減衰機能を得るためには、高い減衰性能が適している。
また、てこ式懸架機構のプローブでは、長さが短いスタイラスに比べ、長さが長いスタイラスは、モーメントの影響を受けて変位に対して敏感になるため、高い減衰性能が適している。
さらに、プローブの移動速度が遅い低速測定に比べて、プローブの移動速度を速めた高速測定では、プローブに振動が生じやすくなるので、高い減衰性能が適している。
さらには、測定対象の表面に凹凸が多い場合では、測定対象の表面が滑らかな場合に比べて、測定子を敏感に測定対象の表面に追従させるために、低い減衰性能が適している。

これに対して、特許文献１に記載の減衰機構では、減衰機構における減衰機能を制御することができない。つまり、特許文献１で示される、凹部内にフランジを有するインサートを挿入する構成では、凹部内の圧力によって定まる一定の減衰性能となり、また、ヒステリシスを示す材料によりインサートを形成する場合では、当該材料の物性に応じた一定の減衰性能となる。減衰機構としては、その他、オイルダンパを用いる方法等が知られているが、いずれの場合も、一定の減衰機能しか有さず、上記のように、測定子の形状や重量、測定対象の表面形状、プローブの移動速度等に応じて、減衰性能を変更することができない。

本発明は、測定子の振動を、測定子の形状や設置環境、使用条件等に応じて減衰できるプローブ、及び測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る第一態様のプローブは、測定子と、前記測定子を揺動可能に保持するホルダーと、前記測定子の揺動を減衰させる減衰機構と、を有し、前記減衰機構は、入力信号の信号値により減衰性能が変化する。

これにより、測定子の形状や設置環境、使用条件等に応じて、減衰機構に入力する入力信号を変更することで、測定子の振れに対する減衰性能を変化させることができ、測定子の形状や設置環境、使用条件等に応じた最適な減衰性能でプローブを使用することができる。

本態様のプローブにおいて、前記減衰機構は、前記ホルダー及び前記測定子の一方に設けられて、前記入力信号が入力される駆動体と、前記ホルダー及び前記測定子の間に保持され、前記駆動体への前記入力信号の入力により粘度が変化する機能性流体と、を備えることが好ましい。
これにより、駆動体に入力信号を入力することで、機能性流体の粘度を入力信号に応じた粘度に変更でき、減衰機構の減衰性能を変更することができ、測定子のホルダーに対する揺動を適切に減衰させることができる。

本態様のプローブにおいて、前記ホルダーは、前記測定子を第一方向に揺動可能に保持する第一部材と、前記第一部材及び前記測定子を、前記第一方向に交差する方向に揺動可能に保持する第二部材と、を備え、前記減衰機構は、前記第一部材及び前記第二部材の一方に設けられて、前記入力信号が入力される駆動体と、前記第一部材及び前記第二部材の間に保持され、前記駆動体への前記入力信号の入力により粘度が変化する機能性流体と、を含むことが好ましい。
本態様では、ホルダーが、測定子を揺動可能に保持する第一部材と、第一部材を揺動可能に保持する第二部材とを備える構成としてもよい。この場合、第一部材及び第二部材の一方に駆動体を設け、第一部材と第二部材との間に機能性流体を保持する。これにより、測定子を保持する第一部材の揺動に対する減衰性能を適切に制御することができる。
また、上述した態様のように、第一部材と測定子との間に減衰機構をさらに設けてもよく、これにより、測定子とホルダーの第一部材との間の減衰機構により第一方向への減衰性能を調整でき、第一部材と第二部材との間の減衰機構により第一方向に交差する方向への減衰性能を調整することができる。

本態様のプローブにおいて、前記機能性流体は、磁場により粘度が変化する磁性流体であり、前記駆動体は、前記入力信号として電流信号が入力されることで磁力を発生する電磁石であることが好ましい。
これにより、駆動体である電磁石に対して、入力信号として入力する電流信号の電流値を変更することで、電磁石で励起させる磁力を変化させることができ、磁力の変化によって磁性流体（ＭＲ流体）の粘度を適切に調整することができる。

本態様のプローブにおいて、前記磁性流体の粘度を所定値以上に保持する永久磁石を、さらに備えることが好ましい。
これにより、電磁石に電流信号を入力していない状態でも、磁性流体に一定の粘度を持たせることができ、磁性流体を定位置に保持することができる。

本態様のプローブにおいて、前記駆動体は、前記入力信号に応じた電圧を前記機能性流体に印加する電極であり、前記機能性流体は、前記駆動体により印加される前記電圧に応じて粘度が変化する電気粘性流体である構成としてもよい。
このように、機能性流体として電気粘性流体（ＥＲ流体）を用いてもよく、駆動体として電気粘性流体に電圧信号を印加する電極を用いる。この場合でも、電気粘性流体に印加する電圧によって、電気粘性流体の粘度を変化させ、減衰性能を調整することができる。

本発明の第二態様の測定装置は、上記第一態様のプローブと、前記プローブの状態を検出するセンサー部と、前記センサー部により検出される前記プローブの状態に応じて、前記減衰機構に前記入力信号を入力する制御部と、を備える。
これにより、センサー部によって検出されるプローブ状態に応じて、自動で減衰機構における減衰性能を調整することができる。

本態様の測定装置において、前記センサー部は、前記プローブの振動を検出する振動センサーを含み、前記制御部は、前記振動センサーで検出される前記振動の振幅に応じた前記入力信号を前記減衰機構に入力することが好ましい。
この場合、プローブを高速移動させる場合等で振動振幅が大きくなる場合には、減衰性能を大きくすることができ、プローブを低速移動させる場合等では、減衰性能を小さくすることができる。

本態様の測定装置において、前記センサー部は、前記プローブの温度を検出する温度センサーを含み、前記制御部は、前記温度センサーで検出される前記温度に応じた前記入力信号を前記減衰機構に入力することが好ましい。
環境温度の変化によってプローブの温度が変化する場合、減衰機構として機能性流体を用いる場合の当該機能性流体の粘度が変化する。これに対して、本態様では、温度センサーによって検出される温度に応じて機能性流体の粘度を変化させることができ、プローブが正常に作動するように、適切な減衰性能を制御することができる。

本発明では、プローブを使用する環境に応じて、減衰機構に入力する入力信号を変更することで、測定子の振れに対する減衰性能を変化させることができる。

第一実施形態の形状測定装置の構成を模式的に示す斜視図。 第一実施形態の形状測定装置の概略構成を示すブロック図。 第一実施形態のプローブの概略構成を示す断面図。 ＸＹダイアフラムの一例を示す平面図。 Ｚダイアフラムの一例を示す平面図。 第一実施形態の第一減衰部の概略構成を示す断面図。 第一実施形態の第二減衰部の概略構成を示す断面図。 第一実施形態において、プローブをＺ方向から見た投影視における、第一減衰部及び第二減衰部の配置位置を示す概略図。 第二実施形態の第一減衰部の概略構成を示す断面図。 第二実施形態の第二減衰部の概略構成を示す断面図。 本発明に係る測定装置の他の構成例を示す模式図。

［第一実施形態］
以下、本発明に係る一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る第一実施形態の形状測定装置１の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、形状測定装置１の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の形状測定装置１は、ワークＷの形状等を測定する三次元測定機であり、ステージ３に設けられた移動機構４と、移動機構４により３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向）に移動可能なプローブ５と、形状測定装置１の内部などに設けられたコントローラ８（図２参照）と、を備える。

ステージ３には、被測定物であるワークＷが載置される。

移動機構４は、プローブ５を三次元空間の任意の位置に移動させる。この移動機構４は、プローブ５を任意の位置に移動させる構成であれば、いかなる構成であってもよい、
例えば、本実施形態では、図１に示すように、移動機構４は、プローブ５を移動させるための構成として、ガイド４１、コラム４２、サポータ４３、ビーム４４、Ｘスライダ４５、およびＺスライダ４６を備える。
ガイド４１は、ステージ３の＋Ｘ側において、ステージ３に対してＹ軸方向に沿って設けられ、コラム４２は、ガイド４１に対してＹ軸方向にスライド移動可能に設けられる。サポータ４３は、ステージ３の－Ｘ側において、ステージ３に対してエアベアリング等を介して設けられる。ビーム４４は、コラム４２とサポータ４３との間にＸ方向に沿って架橋される。Ｘスライダ４５は、Ｚ軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム４４上をＸ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる。Ｚスライダ４６は、Ｘスライダ４５の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる。Ｚスライダ４６の先端部には、プローブ５が固定される。

また、移動機構４は、コラム４２をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動部４１Ａと、Ｘスライダ４５をＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動部４４Ａと、Ｚスライダ４６をＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動部４５Ａと、を備える。Ｙ軸駆動部４１Ａ、Ｘ軸駆動部４４ＡおよびＺ軸駆動部４５Ａは、それぞれ、図示略の駆動源、および、駆動源から供給される駆動力を伝達する駆動伝達機構を含んで構成される。

また、移動機構４には、コラム４２、Ｘスライダ４５、およびＺスライダ４６の各軸方向の位置、すなわちステージ３上におけるプローブ５の座標を検出するための座標検出機構４８（図２参照）が設けられている。
例えば、座標検出機構４８は、コラム４２に設けられたＹ軸スケールセンサと、Ｘスライダ４５に設けられたＸ軸スケールセンサと、Ｚスライダ４６に設けられたＺ軸スケールセンサとを含む機構であり、各センサーからスケール信号Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚを出力する。

プローブ５は、ワークに接触可能な測定子５１を有する。プローブ５の具体的構成については後述するが、プローブ５は、測定子５１の先端球５１２ＡがワークＷの表面形状に沿って接触した際、測定子５１がＸＹＺ方向に変位可能となるように保持する。

［プローブの構成］
図３は、プローブ５の構成を示す断面図である。
プローブ５は、図３に示すように、測定子５１と、測定子５１を揺動可能に保持するホルダー５２と、ホルダー５２に対する測定子５１の変位を検出する変位検出機構５３と、測定子５１の揺動を減衰させる減衰機構６と、センサー部７（図２参照）と、を備えている。

（測定子５１の構成）
測定子５１は、移動部材５１１と、スタイラス５１２と、を備える。
移動部材５１１は、ホルダー５２に設けられた収納空間において中心軸Ｃに沿って配置されている。この移動部材５１１は、主軸部５１１Ａと、主軸部５１１Ａの下端に設けられたスタイラス取付部５１１Ｂと、主軸部５１１Ａの上端に設けられたセンサー取付部５１１Ｃと、を有する。
主軸部５１１Ａは、中心軸Ｃに沿って長手となる略棒状部材である。
スタイラス取付部５１１Ｂは、スタイラス５１２を着脱可能に固定する部分である。
センサー取付部５１１Ｃは、変位検出機構５３を構成するセンサー素子５３１（例えばデフレクタ）が固定される。
なお、本実施形態において、中心軸Ｃはスタイラス５１２が配置される軸であって、Ｚ軸に平行な軸となるが、これに限定されない。例えば、プローブがＺ軸に対する中心軸Ｃの角度を任意の角度に変更する角度調整部を備えていてもよい。

スタイラス５１２は、ワークＷの表面に接触させる先端球５１２Ａを有する棒状部材である。スタイラス５１２は、上述のように、スタイラス取付部５１１Ｂに固定され、中心軸Ｃに沿って配置されている。
本実施形態は、後述する減衰機構６として磁界を用いて測定子５１の振動を減衰させる機構を用いる。このため、測定子５１である移動部材５１１及びスタイラス５１２は、磁界の影響を抑制するべく、非磁性部材により構成されていることが好ましい。

（ホルダー５２の構成）
ホルダー５２は、外筒部５２１と、基部５２２と、内筒部５２３とを含んで構成されている。これらの外筒部５２１、基部５２２、及び内筒部５２３は、測定子５１と同様、非磁性部材により構成されていることが好ましい。
外筒部５２１は、本発明の第二部材に相当し、中心軸Ｃを中心とする筒状に構成され、筒内部に内筒部５２３及び測定子５１を収納する収納空間を形成する。外筒部５２１を中心軸Ｃに対して直交する方向（ＸＹ平面）で断面した場合の、外筒部５２１の断面形状は特に限定されず、円環状であってもよく、矩形枠状であってもよい。本実施形態では、外筒部５２１が円筒状である例を示す。
また、外筒部５２１は、筒内周面から径方向内側に突出する外筒フランジ５２１Ａを備える。この外筒フランジ５２１Ａは、外筒部５２１の筒内周面の周方向に亘って環状に形成されていてもよく、中心軸Ｃを中心として等角度間隔（回転対称）で複数配置されていてもよい。

基部５２２は、外筒部５２１の中心軸Ｃに沿うＺ方向の一端（上端である＋Ｚ側）に設けられ、当該一端を閉塞する。基部５２２は、プローブ固定部５２２Ａを有し、当該プローブ固定部５２２Ａは、Ｚスライダ４６に固定される。
また、基部５２２の収容空間に臨む面と中心軸Ｃとの交点には、変位検出機構５３を構成する検出器５３２が設けられている。

内筒部５２３は、本発明の第一部材に相当し、中心軸Ｃを中心とする筒状に形成されている。内筒部５２３を中心軸Ｃに対して直交する方向で断面した場合の、内筒部５２３の断面形状は特に限定されず、円環状であってもよく、矩形枠状であってもよい。本実施形態では、内筒部５２３が円筒状である例を示す。内筒部５２３の中心軸Ｃに直交する方向（ＸＹ平面）の外径は、外筒部５２１の収容空間を形成する内周面の内径よりも小さい。

この内筒部５２３は、外筒部５２１に対して、ＸＹダイアフラム５２４により揺動可能に保持されている。
ＸＹダイアフラム５２４は、弾性変形が可能な膜状または薄板状の部材であり、測定子５１が変位していない状態で、ＸＹ平面に平行に配置され、測定子５１を保持する内筒部５２３をＸＹ方向に揺動可能に保持する。

図４は、ＸＹダイアフラム５２４の一例を示す平面図である。
例えば、ＸＹダイアフラム５２４は、図４に示すように、周方向で位相が１８０度異なる２つの円弧形状の切り抜き部５２４Ａが設けられ、２つのヒンジ部５２４Ｂが形成されている。切り抜き部５２４Ａの径方向内側には、更に周方向で位相が１８０度異なる２つの円弧形状の切り抜き部５２４Ｃが設けられ、２つのヒンジ部５２４Ｄが形成されている。切り抜き部５２４Ａ，５２４Ｃにより、ＸＹダイアフラム５２４の径方向外側から内側に向かって、外周部５２４Ｅとリム部５２４Ｆと５２４Ｇとが設けられている。
外周部５２４Ｅは、外筒部５２１の内周面に固定される。リム部５２４Ｆは、径方向の両側に設けられた切り抜き部５２４Ａ，５２４Ｃにより周方向に帯状とされ、ヒンジ部５２４Ｂで外周部と連結され、ヒンジ部５２４Ｄで中心部５２４Ｇと連結されている。中心部５２４Ｇは、内筒部５２３の筒外周面に固定され、内筒部５２３を支持する。
切り抜き部５２４Ａと切り抜き部５２４Ｃとは位相が９０度異なる。これにより、ＸＹダイアフラム５２４の中心（中心軸ＣとＸＹダイアフラム５２４が配置される平面との交点）を軸として、中心部５２４Ｇは互いに直交する２方向（例えばＸ方向、及びＹ方向）に傾斜可能、つまり、Ｚ方向に直交するＸＹ平面で揺動可能な構造となっている。なお、本実施形態において、Ｚ方向は、本発明の第一方向に相当し、ＸＹ平面内のＺ方向に直交する方向は、本発明の第二方向に相当する。
なお、図４は、ＸＹダイアフラム５２４の一例であり、内筒部５２３をＺ方向に交差する方向に揺動可能に保持する構成であれば、いかなる形状に形成されていてもよい。

図３に戻り、内筒部５２３は、筒外周面から径方向外側に突出する内筒フランジ５２３Ａを備える。この内筒フランジ５２３Ａは、内筒部５２３の筒外周面の周方向に亘って鍔状（環状）に形成されていてもよく、中心軸Ｃを中心として等角度間隔（回転対称）で複数配置されていてもよい。そして、内筒フランジ５２３Ａは、外筒フランジ５２１Ａに対し、中心軸Ｃと平行なＺ方向で対向する。ここで、図３では、外筒フランジ５２１Ａが内筒フランジ５２３Ａの上側（＋Ｚ側）に位置する例を示すが、外筒フランジ５２１Ａが内筒フランジ５２３Ａの－Ｚ側に配置される構成としてもよい。
これらの内筒フランジ５２３Ａと外筒フランジ５２１Ａとの間には、測定子５１のＸＹ方向への揺動を減衰させる第一減衰部６Ａが設けられている。第一減衰部６Ａについての説明は後述する。

内筒部５２３の筒内周側は、測定子５１の移動部材５１１が挿通される収容空間を形成する。そして、内筒部５２３の中心軸Ｃに沿う方向の両端部、つまり、内筒部５２３の筒開口端には、それぞれＺダイアフラム５２５が設けられている。そして、測定子５１の移動部材５１１は、内筒部５２３に対して、Ｚダイアフラム５２５により揺動可能に保持されている。
Ｚダイアフラム５２５は、弾性変形が可能な膜状または薄板状の部材であり、測定子５１が変位していない状態で、ＸＹ平面に平行に配置され、測定子５１をＺ方向に揺動可能に保持する。
なお、Ｚダイアフラム５２５が設けられる位置として、本実施形態では、内筒部５２３の開口端を例示するが、これに限定されず、開口端から離れた位置であってもよく、さらに、Ｚダイアフラム５２５が３つ以上設けられていてもよい。

図５は、Ｚダイアフラム５２５の一例を示す平面図である。
例えば、Ｚダイアフラム５２５は、図４に示すように、周方向で位相が１２０度ずれた３つの切り抜き部５２５Ａが設けられ、切り抜き部５２５Ａによって、Ｚダイアフラム５２５の径方向外側から内側に向かって、外周部５２５Ｂとリム部５２５Ｃと中心部５２５Ｄとが設けられている。
外周部５２５Ｂは、内筒部５２３に固定される。リム部５２５Ｃは、隣接する切り抜き部５２５Ａによって周方向に帯状となり、外周部５２５Ｂと中心部５２５Ｄとを連結する。中心部５２５Ｄは、移動部材５１１に固定され、移動部材５１１を支持する。
移動部材５１１のＺ方向への揺動により、Ｚダイアフラム５２５の中心部５２５ＤがＺ方向に沿って揺動し、リム部５２５Ｃが弾性変形する構造となる。
なお、図５は、Ｚダイアフラム５２５の一例であり、移動部材５１１をＺ方向に揺動可能に保持する構成であれば、いかなる形状に形成されていてもよい。

図３に戻り、内筒部５２３の内周面と、移動部材５１１との間には、移動部材５１１のＺ方向への揺動を減衰させる第二減衰部６Ｂが設けられている。第二減衰部６Ｂについての説明は後述する。

変位検出機構５３は、ホルダー５２に対する測定子５１のスタイラス５１２の位置を検出する。この変位検出機構５３は、例えば、センサー取付部５１１Ｃに設けられるセンサー素子５３１（例えばデフレクタ）と、基部５２２に設けられる検出器５３２とにより構成される。この変位検出機構５３では、検出器５３２からセンサー素子５３１に光を照射し、センサー素子５３１で反射された光を検出器５３２で検出することで、センサー素子５３１の位置を検出する。変位検出機構５３は、従来技術（例えば特開２０１７－１１６５２０号公報参照）を利用可能であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

（減衰機構６の構成）
減衰機構６は、測定子５１の揺動を減衰させる装置であり、本実施形態では、減衰機構６は、第一減衰部６Ａと、第二減衰部６Ｂとを含む。
図６は、第一減衰部６Ａの概略構成を示す断面図である。
第一減衰部６Ａは、上述したように、外筒部５２１の外筒フランジ５２１Ａと、内筒部５２３の内筒フランジ５２３Ａとの間に設けられ、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内での測定子５１の振動等の変位を減衰させる。
具体的には、第一減衰部６Ａは、図６に示すように、外筒フランジ５２１Ａに設けられる第一ヨーク６１Ａと、第一電磁石６２Ａと、機能性流体であるＭＲ流体６３Ａ（Magneto Rheological Fluid；磁性流体）と、を備える。

第一ヨーク６１Ａは、鉄等の磁性部材により形成され、例えばベース部６１１Ａ、突出部６１２Ａ、及び芯部６１３Ａを備えて構成され、内筒フランジ５２３Ａに対向して配置される。
ベース部６１１Ａは、外筒フランジ５２１Ａの内筒フランジ５２３Ａに対向する面に固定される。ベース部６１１Ａの形状は特に限定されず、例えば円板状であってもよく、矩形板状であってもよい。
突出部６１２Ａは、ベース部６１１Ａの外周縁に沿って設けられ、内筒フランジ５２３Ａに向かって突出する枠状の部分であり、内筒フランジ５２３Ａに所定の第一寸法の隙間を介して対向する。
芯部６１３Ａは、ベース部６１１Ａの中心に設けられて内筒フランジ５２３Ａに向かって突出する。この芯部６１３Ａは、第一電磁石６２Ａの鉄芯を構成し、内筒フランジ５２３Ａに対して所定の第二寸法の隙間を介して対向する。なお、第二寸法は、第一寸法と同一寸法であってもよく、第一寸法より小さくてもよく、大きくてもよい。すなわち、第一電磁石６２Ａにより磁力を励起させた際に、図６に示すような閉じた磁気回路が形成されればよく、これらの寸法は特に限定されない。

第一電磁石６２Ａは、第一ヨーク６１Ａの芯部６１３Ａと、第一コイル６２１Ａとにより構成され、本発明の駆動体に相当する部材である。第一コイル６２１Ａは、第一電流制御回路９１に接続されており、第一電流制御回路９１から第一コイル６２１Ａに入力信号（電流信号）が入力されることで、電流値に応じた磁力を励起させる。
なお、第一電流制御回路９１は、第一コイル６２１Ａに入力する電流信号の信号値（電流値）を変更可能な回路である。

ＭＲ流体６３Ａは、液体中に強磁性体の微粒子が均一に分散している機能性流体であり、第一ヨーク６１Ａと内筒フランジ５２３Ａとの間に保持されている。ＭＲ流体６３Ａは、第一電磁石６２Ａにより励起される磁力によって、粘度が変更される。つまり、第一電磁石６２Ａに入力する電流信号に応じて、測定子５１がＸＹ方向に変位する場合の減衰性能を変更することが可能となる。

このような、本実施形態の第一減衰部６Ａは、第一電磁石６２Ａで磁力を励起させると、芯部６１３Ａ、ＭＲ流体６３Ａ、突出部６１２Ａ、及びベース部６１１Ａを経て、芯部６１３Ａに戻る閉じた磁気回路が形成される。これにより、第一電磁石６２Ａで励起された磁力が、第二減衰部６Ｂ、変位検出機構５３、及びスタイラス５１２等のプローブ５の他の部位に影響を及ぼす不都合を抑制できる。

また、第一減衰部６Ａとして、第一電磁石６２Ａへの電流を止めた場合に、ＭＲ流体６３Ａを定位置に保持させる永久磁石６４Ａを別途設けることが好ましい。第一電磁石６２Ａへの通電により芯部６１３Ａの先端がＮ極となる場合、突出部６１２Ａに対向する面がＳ極となるように、永久磁石６４Ａを配置する。これにより、第一減衰部６Ａの外周部である、突出部６１２Ａと内筒フランジ５２３Ａとの間のＭＲ流体６３Ａの粘度を高くすることで、ＭＲ流体６３Ａの流出を防止できる。

図７は、第二減衰部６Ｂの概略構成を示す断面図である。
第二減衰部６Ｂは、上述したように、測定子５１の移動部材５１１の外周面と、内筒部５２３の内周面との間に設けられ、Ｚ方向の測定子５１の振動等の変位を減衰させる。
具体的には、第二減衰部６Ｂは、図７に示すように、内筒部５２３の内周面に設けられる第二ヨーク６１Ｂと、第二電磁石６２Ｂと、機能性流体であるＭＲ流体６３Ｂ（Magneto Rheological Fluid；磁性流体）と、を備える。

第二ヨーク６１Ｂは、鉄等の磁性部材により形成され、例えば内筒部５２３の内周面に沿った円弧曲面状のベース部６１１Ｂ、突出部６１２Ｂ、及び芯部６１３Ｂを備えて構成され、移動部材５１１に対向して配置される。
ベース部６１１Ｂは、内筒部５２３の内周面に固定される。ベース部６１１Ｂの形状は特に限定されず、例えば円板状であってもよく、矩形板状であってもよい。
突出部６１２Ｂは、ベース部６１１Ｂの外周縁に沿って設けられ、移動部材５１１に向かって突出する枠状の部分であり、移動部材５１１に所定の第三寸法の隙間を介して対向する。
芯部６１３Ｂは、ベース部６１１Ｂの中心に設けられて移動部材５１１に向かって突出する。この芯部６１３Ｂは、第二電磁石６２Ｂの鉄芯を構成し、移動部材５１１に対して所定の第四寸法の隙間を介して対向する。なお、第四寸法は、第三寸法と同一寸法であってもよく、第三寸法より小さくてもよく、大きくてもよい。すなわち、第二電磁石６２Ｂにより磁力を励起させた際に、図７に示すような閉じた磁気回路が形成されればよく、これらの寸法は特に限定されない。

第二電磁石６２Ｂは、第二ヨーク６１Ｂの芯部６１３Ｂと、第二コイル６２１Ｂとにより構成され、本発明の駆動体に相当する部材である。第二コイル６２１Ｂは、第二電流制御回路９２に接続されており、第二電流制御回路９２から第二コイル６２１Ｂに入力信号（電流信号）が入力されることで、電流値に応じた磁力を励起させる。
なお、第二電流制御回路９２は、第二コイル６２１Ｂに入力する電流信号の信号値、つまり、電流値を変更可能な回路である。

ＭＲ流体６３Ｂは、第一減衰部６Ａと同様、液体中に強磁性体の微粒子が均一に分散している機能性流体であり、第二ヨーク６１Ｂと移動部材５１１との間に保持されている。このため、第二電磁石６２Ｂに入力する電流信号に応じて、ＭＲ流体６３Ｂの粘度が変化し、測定子５１がＺ方向に変位する場合の減衰性能を変更することが可能となる。

このような、本実施形態の第二減衰部６Ｂは、図７の矢印にて示すように、第二電磁石６２Ｂで磁力を励起させると、芯部６１３Ｂ、ＭＲ流体６３Ｂ、突出部６１２Ｂ、及びベース部６１１Ｂを経て、芯部６１３Ｂに戻る閉じた磁気回路が形成される。これにより、第二電磁石６２Ｂの磁力が、第一減衰部６Ａ、変位検出機構５３、及びスタイラス５１２等のプローブ５の他の部位に影響を及ぼす不都合を抑制できる。

また、第二減衰部６Ｂとして、第二電磁石６２Ｂへの電流を止めた場合に、ＭＲ流体６３Ｂを定位置に保持させる永久磁石６４Ｂを別途設けることが好ましい。永久磁石６４Ｂを設ける位置としては特に限定されない。例えば、図７のように、永久磁石６４Ｂは、第二ヨーク６１Ｂの突出部６１２Ｂの先端に配置することが好ましい。このような構成では、第二減衰部６Ｂの外周部である、突出部６１２Ｂと移動部材５１１との間のＭＲ流体６３Ｂの粘度を高くすることができ、ＭＲ流体６３Ｂの流出を防止できる。

図８は、プローブ５をＺ方向から見た投影視における、第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂの配置位置を示す概略図である。
図８に示すように、プローブ５には、複数の第一減衰部６Ａが配置されており、複数の第一減衰部６Ａは、測定子５１の中心、つまり、中心軸Ｃに対して対称となる位置に配置されている。
例えば、本実施形態では、図８に示すように、Ｘ軸上に一対の第一減衰部６Ａが、中心軸Ｃを挟んで点対称に配置され、Ｙ軸上に他の一対の第一減衰部６Ａが、中心軸Ｃを挟んで点対称に配置されている。つまり、４つの第一減衰部６Ａが中心軸Ｃに対して９０°間隔の回転対称に配置される。
なお、第一減衰部６Ａの配置としては、上記に限定されない。第一減衰部６Ａが中心軸Ｃに対して等角度間隔で配置されていれば、その角度は特に限定されず、例えば３０°間隔等で配置されていてもよい。さらには、第一減衰部６Ａが、中心軸Ｃを中心とした環状に形成されていてもよい。
このような構成とすることで、第一電磁石６２Ａへの電流信号の入力によって第一電磁石６２Ａに熱が発生した場合でも、当該熱の影響がプローブ５に均一に伝搬され、熱による影響を低減できる。つまり、プローブ５が熱変形する場合があるが、当該熱が均一に伝搬されることで、プローブの熱変形量も中心軸Ｃを中心として対称となり、熱変形による誤差を相殺することができる。

第二減衰部６Ｂについても同様であり、複数の第二減衰部６Ｂが中心軸Ｃを中心として、対称に配置されている。例えば、本実施形態では、図８に示すように、第二減衰部６Ｂは、中心軸Ｃを中心として１２０°間隔となる回転対称に配置される。なお、第二減衰部６Ｂの配置としては、上記に限定されない。第二減衰部６Ｂが中心軸Ｃに対して等角度間隔で配置されていれば、その角度は特に限定されず、例えば３０°間隔等で配置されていてもよい。さらには、第二減衰部６Ｂが、中心軸Ｃを中心とした環状に形成されていてもよい。
これにより、第二電磁石６２Ｂに電流信号を入力することで、第二電磁石６２Ｂで熱が発生した場合でも、当該熱の影響がプローブ５に均一に伝搬され、熱による影響を低減できる。

（センサー部７の構成）
センサー部７は、プローブ５の状態を検出する複数のセンサーを備える。
例えば、本実施形態では、図２に示すように、プローブ５の温度を検出する温度センサー７１、プローブ５の振動を検出する振動センサー７２を備える。
温度センサー７１が設けられる位置は、プローブ５内であれば特に限定されず、例えば、第一減衰部６Ａや第二減衰部６Ｂの近傍位置に設けられていてもよく、第一減衰部６Ａと第二減衰部６Ｂとの間に設けられていてもよい。
振動センサー７２は、例えば加速度センサー等により構成され、プローブ５の振動を検出する。振動センサー７２が設けられる位置は特に限定されず、プローブ５のホルダー５２に設けられていてもよく、測定子５１に設けられていてもよい。また、プローブ５を保持するＺスライダ４６や、Ｚスライダ４６を保持するＸスライダ４５に振動センサー７２が設けられていてもよい。

（コントローラ８の構成）
コントローラ８は、本発明の制御部に相当し、形状測定装置１の動作を制御する。例えば、形状測定装置１は、図示略の外部コンピュータに接続されており、コントローラ８は、当該外部コンピュータから入力される測定指令に基づいて、測定処理を実施する。
このコントローラ８は、例えば、移動機構４の駆動を制御する制御ドライバ回路、座標検出機構４８の各スケールセンサ、変位検出機構５３、第一減衰部６Ａを制御する第一電流制御回路９１、第二減衰部６Ｂを制御する第二電流制御回路９２、及びセンサー部７の各種センサーと通信可能に接続されている。
そして、コントローラ８は、図２に示すように、移動制御部８１、座標検出部８２、接触判定部８３、測定部８４、減衰制御部８５、及び記憶部８６を備えている。これらの移動制御部８１、座標検出部８２、接触判定部８３、測定部８４、及び減衰制御部８５は、回路等のハードウェアにより構成されていてもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit)）などの演算手段が、記憶部８６に記憶されたソフトウェアプログラムを読み込み実行することで機能する機能構成であってもよい。

移動制御部８１は、形状測定装置１に接続された外部コンピュータから入力される測定指示などに従って移動機構４の動作を制御する。例えば、ワークＷをタッチ測定する場合、移動制御部８１は、測定経路に設定された測定点ごとに先端球５１２ＡがワークＷに接触するように、移動機構４の動作を制御する。なお、測定経路は、形状測定装置１に接続される外部コンピュータがＣＡＤデータ等に基づいて算出してもよく、移動制御部８１が算出してもよい。

座標検出部８２は、座標検出機構４８から入力されるスケール信号Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚをカウントすることで、プローブ５の座標を検出する。

接触判定部８３は、変位検出機構５３から入力される検出信号（Ｘ－Ｙ回転位置検出信号Ｓｄ－ｘｙ、Ｚ位置検出信号Ｓｄ－ｚ）に基づいて、先端球５１２ＡのワークＷへの接触を検出する。

測定部８４は、ワークＷに先端球５１２Ａが接触したタイミングでの、変位検出機構５３からの検出信号と、座標検出部８２に検出されたプローブ５の座標とに基づいて、ワークＷの先端球５１２Ａが接触した測定点の座標を測定する。測定値は、記憶部８６に記憶される。

減衰制御部８５は、センサー部７の各種センサーにより検出されたプローブの状態に基づいて、第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂにおける減衰性能を制御する。
例えば、温度が高くなる程、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂの粘度が低下する場合、減衰制御部８５は、温度センサー７１で検出される温度が高くなるにしたがって、第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂの減衰性能を高める（減衰率を高くする）。すなわち、減衰制御部８５は、第一電流制御回路９１から第一減衰部６Ａの第一電磁石６２Ａに入力する電流信号、及び、第二減衰部６Ｂの第二電磁石６２Ｂに入力する電流信号を大きくする。温度センサー７１で検出される温度に対して、第一電磁石６２Ａに入力する電流信号、及び、第二電磁石６２Ｂに入力する電流信号は、それぞれ、記憶部８６にテーブルデータとして記憶しておけばよい。

また、形状測定装置１において、ワークＷの測定を行う場合、ワークＷの設計データに基づいて移動経路を設定した設計値倣い測定と、設計データがないワークＷに対してプローブ５を接触させる自律倣い測定とを行う場合がある。設計値倣い測定では、プローブ５を高速で移動させる高速測定を実施できるが、自律倣い測定では、プローブ５やワークＷの破損を防止するため、設計値倣い測定に比べて、プローブ５の移動速度を低速にした低速測定を実施する。設計値倣い測定では、プローブ５を高速で移動させることから、低速移動の自律倣いに比べて、プローブ５に発生する振動も大きくなる。
本実施形態では、振動センサー７２により、プローブ５に加わる振動を検出でき、減衰制御部８５は、振動センサー７２により検出される振動の大きさ（振幅）に応じて、振動が大きくなる程、第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂの減衰性能を高くする。振動センサー７２で検出される振動に対して、第一電磁石６２Ａに入力する電流信号、及び、第二電磁石６２Ｂに入力する電流信号は、それぞれ、記憶部８６にテーブルデータとして記憶しておけばよい。

さらに、本実施形態では、第一減衰部６Ａを制御する第一電流制御回路９１と、第二減衰部６Ｂを制御する第二電流制御回路９２とが、それぞれ独立している。したがって、減衰制御部８５は、第一電流制御回路９１及び第二電流制御回路９２にそれぞれ異なる指令を出力し、第一減衰部６Ａと第二減衰部６Ｂとの減衰性能を個別に制御することができる。例えば、第一減衰部６Ａの近傍、及び第二減衰部６Ｂの近傍のそれぞれに温度センサー７１を配置し、各々の温度センサー７１の検出温度に基づいて、第一減衰部６Ａの減衰性能と、第二減衰部６Ｂの減衰性能をそれぞれ異なる値としてもよい。
振動センサー７２についても同様であり、ＸＹ平面での振動を検出する振動センサー７２と、Ｚ方向の振動を検出する振動センサー７２とをそれぞれ設ける構成としてもよい。この場合、減衰制御部８５は、ＸＹ平面での振動の大きさに基づいて、第一減衰部６Ａの減衰性能を制御し、Ｚ方向での振動の大きさに基づいて、第二減衰部６Ｂの減衰性能を制御してもよい。

記憶部８６は、上述したように、減衰制御部８５で減衰機構６（第一減衰部６Ａ、第二減衰部６Ｂ）を制御する際のテーブルデータが記憶される。例えば、各温度、各振動の大きさに対して、第一電磁石６２Ａに入力する電流信号、第二電磁石６２Ｂに入力する電流信号がそれぞれ記憶されたテーブルデータが記憶される。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態のプローブ５は、測定子５１と、測定子５１を揺動可能に保持するホルダー５２と、測定子５１の揺動を減衰させる減衰機構６と、を有し、減衰機構６は、入力信号の信号値により減衰性能が変化する。
このため、プローブ５を使用する環境に応じて、減衰機構６に入力する入力信号を変更することで、測定子５１の振れに対する減衰性能を変化させることができ、測定子の振動を、測定子の形状や設置環境、使用条件等に応じた最適な減衰性能でプローブ５を使用することができる。

本実施形態では、減衰機構６の第二減衰部６Ｂは、ホルダー５２の内筒部５２３に設けられた駆動体として第二電磁石６２Ｂと、ホルダー５２の内筒部５２３及び測定子５１の移動部材５１１の間に保持されて、第二電磁石６２Ｂへの電流信号の入力により粘度が変化する機能性流体であるＭＲ流体６３Ｂと、を備える。
これにより、第二電磁石６２Ｂに電流信号を入力することで、ＭＲ流体６３Ｂの粘度を変更でき、第二減衰部６Ｂの減衰性能を変更することができ、測定子５１のＺ方向の振動を適切に減衰させることができる。

本実施形態では、ホルダー５２は、測定子５１をＺ方向に揺動可能に保持する第一部材としての内筒部５２３と、内筒部５２３及び測定子５１をＺ方向に直交するＸＹ平面に沿う方向に揺動可能に保持する第二部材としての外筒部５２１とを備える。そして、減衰機構６の第一減衰部６Ａは、外筒部５２１の外筒フランジ５２１Ａに設けられた駆動体としての第一電磁石６２Ａと、外筒フランジ５２１Ａ及び内筒部５２３の内筒フランジ５２３Ａの間に保持されて、第一電磁石６２Ａへの電流信号の入力により粘度が変化する機能性流体であるＭＲ流体６３Ａと、を備える。
これにより、第一電磁石６２Ａに電流信号を入力することで、ＭＲ流体６３Ａの粘度を変更でき、第一減衰部６Ａの減衰性能を変更することができ、測定子５１のＸＹ平面に沿った振動を適切に減衰させることができる。

本実施形態では、上述したように、機能性流体として、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂを用い、駆動体として電磁石６２Ａ，６２Ｂを用いる。このような構成では、電磁石６２Ａ，６２Ｂに入力する電流信号を変更するだけで、電磁石６２Ａ，６２Ｂで励起させる磁力を容易に変更でき、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂの粘度を容易に変更することができる。したがって、減衰機構６の構成を簡素化でき、配置スペースが限られるプローブ５のホルダー５２内に収納することができる。

本実施形態では、第一減衰部６Ａには、ＭＲ流体６３Ａの粘度を所定値以上に保持する永久磁石６４Ａが設けられ、第二減衰部６Ｂには、ＭＲ流体６３Ｂの粘度を所定値以上に保持する永久磁石６４Ｂが設けられている。
これにより、電磁石６２Ａ，６２Ｂに電流信号を入力していない状態でも、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂに一定の粘度を持たせることができ、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂの流出を抑制できる。

また、本実施形態の形状測定装置１は、プローブ５の状態を検出するセンサー部７と、コントローラ８とを備え、コントローラ８は、センサー部７により検出されるプローブ５の状態に応じて、減衰機構６に入力信号を入力する減衰制御部８５と、を有する。
これにより、センサー部７によって検出されるプローブの状態に応じて、自動で、減衰機構６における減衰性能を適切な値に調整することができる。

より具体的には、センサー部７は、プローブの振動を検出する振動センサー７２を含む。そして、減衰制御部８５は、振動センサー７２で検出される振動の振幅に応じた電流信号を第一減衰部６Ａや第二減衰部６Ｂに入力する。
これにより、例えば、プローブを高速移動させる等によって、プローブの振動の振幅が大きくなる場合に、減衰性能を高めることができ、プローブの振動を抑制できる。また、プローブを低速移動させる場合等では、減衰性能を低減させることができ、例えば、自律倣い測定で、ワークＷの表面に沿ってスタイラス５１２を移動させる時に、スタイラスを高い追従性でワークＷの表面上を移動させることができる。

また、センサー部７は、プローブ５の温度を検出する温度センサー７１を含む。そして、減衰制御部８５は、温度センサー７１で検出される温度に応じた電流信号を第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂに入力する。
ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂは、環境温度の変化によって粘度が変化する。これに対して、本実施形態では、温度センサー７１によって検出される温度に応じてＭＲ流体６３Ａ、６３Ｂの粘度を変化させることができる。例えば、温度が変化してもＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂの粘度を一定値に維持するように制御することもでき、プローブ５の動作を安定させることができる。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
上記第一実施形態では、機能性流体としてＭＲ流体を用い、減衰機構６における減衰性能を電磁石６２Ａ，６２Ｂで励起させる磁力により制御した。これに対して、第二実施形態では、機能性流体として、電気粘性流体を用いる点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した構成については同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

図９は、本実施形態の第一減衰部６Ｃの概略構成を示す図である。
本実施形態の第一減衰部６Ｃは、第一実施形態の第一減衰部６Ａの代わりに用いられ、外筒部５２１の外筒フランジ５２１Ａと、内筒部５２３の内筒フランジ５２３Ａとの間に設けられ、Ｚ方向に直交するＸＹ平面内での測定子５１の振動等を減衰させる。
具体的には、第一減衰部６Ｃは、図７に示すように、外筒フランジ５２１Ａに設けられる第一電極６６Ａと、内筒フランジ５２３Ａに設けられる第二電極６７Ａと、機能性流体であるＥＲ流体６８Ａ（Electro-Rheology Fluid；電気粘性流体）と、を備える。

第一電極６６Ａは、導電性部材により形成され、第二電極６７Ａに対向して配置される。第一電極６６Ａは、外筒フランジ５２１Ａの内筒フランジ５２３Ａに対向する面に固定される。本実施形態では、測定子５１やホルダー５２への帯電を防止するため、これらの測定子５１やホルダー５２を非導電部材により形成する、或いは、絶縁部材を介して、第一電極６６Ａを外筒フランジ５２１Ａに固定することが好ましい。
第一電極６６Ａの形状は特に限定されず、例えば円板状であってもよく、矩形板状であってもよい。

第二電極６７Ａは、内筒フランジ５２３Ａにおいて、第一電極６６Ａに対して隙間を介して対向して配置される導電性部材である。第二電極６７Ａは、Ｚ方向から見た平面視において、第一電極６６Ａよりも大きく形成されている。つまり、Ｚ方向からの平面視において、第二電極６７Ａの外周縁の内側に、第一電極６６Ａの外周縁が位置する。Ｚ方向から見た平面視における、第二電極６７Ａの外周縁と第一電極６６Ａの外周縁との距離は、例えば、測定子５１のＸＹ方向への変位許容量に設定されている。これにより、測定子５１がＸＹ方向に変位した場合でも、第二電極６７Ａは、第一電極６６Ａに対向する。
第一電極６６Ａ及び第二電極６７Ａは、本発明の駆動体を構成する。

ＥＲ流体６８Ａとしては、第一電極６６Ａと第二電極６７Ａとの間に保持されており、第一電極６６Ａと第二電極６７Ａとの間に電圧を印加することで、粘度が変更される。このようなＥＲ流体としては、液晶等が例示でき、電圧の印加によって液晶配向性を変化させることで、粘度が変化する。
本実施形態の第一減衰部６Ｃでは、第一電極６６Ａ及び第二電極６７Ａは、それぞれ、第一電圧制御回路９３に接続されており、第一電圧制御回路９３から、第一電極６６Ａ及び第二電極６７Ａの間に印加される電圧信号によって、測定子５１がＸＹ方向に変位する場合の減衰性能を変更することが可能となる。
したがって、本実施形態のコントローラ８における減衰制御部８５は、センサー部７により検出されたプローブの状態に基づいて、第一電圧制御回路９３に指令信号を出力し、第一減衰部６Ｃの減衰性能を適宜変更する。

図１０は、本実施形態の第二減衰部６Ｄの概略構成を示す断面図である。
第二減衰部６Ｄは、第一実施形態の第二減衰部６Ｂの代わりに用いられ、測定子５１の移動部材５１１の外周面と、内筒部５２３の内周面との間に設けられ、Ｚ方向の測定子５１の振動等の変位を減衰させる。
具体的には、第二減衰部６Ｄは、図１０に示すように、内筒部５２３の内周面に設けられる第三電極６６Ｂと、移動部材５１１の外周面に設けられる第四電極６７Ｂと、第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂの間に保持されるＥＲ流体６８Ｂと、を備える。

第三電極６６Ｂは、導電性部材により形成され、例えば内筒部５２３の内周面に沿った円弧曲面状に形成され、当該内筒部５２３の内周面に固定される。
第四電極６７Ｂは、移動部材５１１の外周面において、第三電極６６Ｂに対して隙間を介して対向して配置される導電性部材である。第四電極６７Ｂは、Ｚ方向の寸法が、第三電極６６Ｂよりも大きく形成されており、測定子５１がＺ方向に変位した場合でも、第三電極６６Ｂと第四電極６７Ｂとが対向するように構成されている。
第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂは、本発明の駆動体を構成する。
ＥＲ流体６８Ｂは、第一減衰部６Ｃと同様、液晶等により構成されており、第三電極６６Ｂと第四電極６７Ｂとの間に電圧を印加することで、粘度が変化する。
本実施形態の第二減衰部６Ｄでは、第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂは、それぞれ、第二電圧制御回路９４に接続されており、第二電圧制御回路９４から、第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂの間に印加される電圧信号によって、測定子５１がＺ方向に変位する場合の減衰性能を変更することが可能となる。
したがって、本実施形態のコントローラ８における減衰制御部８５は、センサー部７により検出されたプローブの状態に基づいて、第二電圧制御回路９４に指令信号を出力し、第二減衰部６Ｄの減衰性能を適宜変更する。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、第一減衰部６Ｃは、外筒フランジ５２１Ａに設けられる第一電極６６Ａ、及び内筒フランジ５２３Ａに設けられる第二電極６７Ａを駆動体として備える。また、第一電極６６Ａ及び第二電極６７Ａの間には、機能性流体としてＥＲ流体６８Ａが保持されている。
同様に、第二減衰部６Ｄは、内筒部５２３の内周面に設けられる第三電極６６Ｂ、及び移動部材５１１に設けられる第四電極６７Ｂを駆動体として備え、第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂの間に機能性流体としてＥＲ流体６８Ｂが保持されている。
これにより、駆動体である第一電極６６Ａ及び第二電極６７Ａの間に電圧信号を入力することで、機能性流体であるＥＲ流体６８Ａの粘度を変更することができる。また、駆動体である第三電極６６Ｂ及び第四電極６７Ｂの間に電圧信号を入力することで、機能性流体であるＥＲ流体６８Ｂの粘度を変更することができる。したがって、第一実施形態と同様、プローブ５を使用する環境に応じて、減衰機構６に入力する入力信号を変更することで、測定子５１の振れに対する減衰性能を変化させることができ、環境に応じた最適な減衰性能でプローブ５を使用することができる。
また、電極間に印加する電圧信号を変更するだけで、ＥＲ流体６８Ａ，６８Ｂの粘度を容易に変更することができ、第一減衰部６Ｃや第二減衰部６Ｂの構成を簡素化でき、配置スペースが限られるプローブ５のホルダー５２内に収納することができる。

［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

［変形例１］
上記実施形態では、第一減衰部６Ａ，６Ｃが測定子５１のＸＹ方向の振動を減衰させ、第二減衰部６Ｂ，６Ｄが測定子５１のＺ方向の振動を減衰させているが、これに限定されない。
例えば、外筒部５２１と、内筒部５２３との間に設けられる第一減衰部として、測定子５１を保持する内筒部５２３のＺ方向の振動を抑制する構成としてもよい。つまり、外筒部５２１の内周面と、内筒部５２３の外周面との間にＭＲ流体を保持させ、径方向に沿って磁力を発生させる電磁石を配置してもよい。或いは、外筒部５２１の内周面に沿った電極と、内筒部５２３の外周面に沿った電極とを対向配置させ、これらの電極間にＥＲ流体を保持させ、径方向に沿って電圧を印加する構成としてもよい。

同様に、移動部材５１１と、内筒部５２３との間に設けられる第二減衰部として、測定子５１のＸＹ平面での振動を抑制する構成としてもよい。つまり、内筒部５２３から移動部材５１１に向かって径方向に伸びる第一フランジを形成し、移動部材５１１から内筒部５２３に向かって径方向に伸びる第二フランジを形成し、第一フランジと第二フランジの間にＭＲ流体を保持させ、Ｚ向に沿って磁力を発生させる電磁石を配置してもよい。或いは、第一フランジに設けられた電極と、第二フランジに設けられた電極とを対向配置させ、これらの電極間にＥＲ流体を保持させ、Ｚ方向に沿って電圧を印加する構成としてもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、減衰機構として、第一減衰部６Ａ（第一減衰部６Ｃ）と、第二減衰部６Ｂ（第二減衰部６Ｄ）の２つの減衰部が設けられる例を示したが、いずれか一方のみが設けられる構成としてもよい。
また、ＸＹ方向の振動に対して、減衰性能を変更可能な第一減衰部６Ａ（第一減衰部６Ｃ）を用い、Ｚ方向の減衰に対して、一定の減衰率を有するオイルダンパなどの従来の減衰構成を用いる構成としてもよい。或いは、Ｚ方向の振動に対して、減衰性能を変更可能な第二減衰部６Ｂ（第二減衰部６Ｄ）を用い、ＸＹ平面に対する振動の減衰に対して、一定の減衰率を有するオイルダンパなどの従来の減衰構成を用いてもよい。

［変形例３］
第一実施形態では、ＭＲ流体を用いた第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂを備えたプローブ５を例示し、第二実施形態では、ＥＲ流体を用いた第一減衰部６Ｃ及び第二減衰部６Ｄを備えたプローブ５を例示した。これに対して、例えば、ＸＹ平面の振動に対して、ＭＲ流体を用いた第一減衰部６Ａを適用し、Ｚ方向の振動に対して、ＥＲ流体を用いた第二減衰部６Ｄを適用する構成としてもよい。或いは、ＸＹ平面の振動に対して、ＥＲ流体を用いた第一減衰部６Ｃを適用し、Ｚ方向の振動に対して、ＭＲ流体を用いた第二減衰部６Ｂを適用する構成としてもよい。

［変形例４］
第一実施形態において、永久磁石６４Ａ，６４Ｂの配置位置として、第一ヨーク６１Ａの突出部６１２Ａ、第二ヨーク６１Ｂの突出部６１２Ｂを例示したが、これに限定されない。例えば、第一ヨーク６１Ａの芯部６１３Ａや、第二ヨーク６１Ｂの芯部６１３Ｂに永久磁石６４Ａ，６４Ｂを配置してもよい。この場合でも、第一減衰部６Ａにおいて、第一電磁石６２Ａへの電流を止めた場合に、永久磁石６４Ａ、ＭＲ流体６３Ａ、突出部６１２Ａ、ベース部６１１Ａ、芯部６１３Ａを通って永久磁石６４Ａに戻る、閉じた磁気回路が形成される。したがって、突出部６１２Ａと内筒フランジ５２３Ａとの間のＭＲ流体６３Ａの粘度を高めることができ、ＭＲ流体６３Ａの流出を防止できる。同様に、第二減衰部６Ｂにおいて、第二電磁石６２Ｂへの電流を止めた場合でも、永久磁石６４Ｂ、ＭＲ流体６３Ｂ、突出部６１２Ｂ、ベース部６１１Ｂ、芯部６１３Ｂを通って永久磁石６４Ｂに戻る、閉じた磁気回路が形成される。したがって、突出部６１２Ｂと移動部材５１１との間のＭＲ流体６３Ｂの粘度を高めることができ、ＭＲ流体６３Ｂの流出を防止できる。

［変形例５］
第一実施形態において、第一ヨーク６１Ａ及び第一電磁石６２Ａが、外筒フランジ５２１Ａに設けられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、内筒フランジ５２３Ａに、第一ヨーク６１Ａ及び第一電磁石６２Ａが設けられる構成としてもよい。
第二減衰部６Ｂにおいても同様であり、第二ヨーク６１Ｂ及び第二電磁石６２Ｂが、移動部材５１１に設けられてもよい。

［変形例６］
第一実施形態では、第一減衰部６Ａに第一ヨーク６１Ａを用いて閉じた磁気回路を形成し、第二減衰部６Ｂに第二ヨーク６１Ｂを用いて閉じた磁気回路を形成することで、互いの磁力の影響を抑制する構成とした。これに対して、第一減衰部６Ａと第二減衰部６Ｂとの距離を所定値以上離間させることで、互いの磁力の影響を抑制する構成としてもよい。

［変形例７］
第一実施形態において、第一減衰部６Ａに永久磁石６４Ａを設け、第二減衰部６Ｂに永久磁石６４Ｂを設けることで、第一電磁石６２Ａや第二電磁石６２Ｂに電流信号を入力していない状態でもＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂが定位置に保持されるように構成した。これに対して、永久磁石６４Ａ，６４Ｂが設けられず、ＭＲ流体６３Ａ，６３Ｂの粘度を所定値以上に保持するために、常時、電流信号が第一電磁石６２Ａ及び第二電磁石６２Ｂに入力される構成としてもよい。

［変形例８］
第一実施形態において、センサー部７が、温度センサー７１及び振動センサー７２を備え、減衰制御部８５が、これらの温度センサー７１及び振動センサー７２により検出される温度や振動に基づいて、第一減衰部６Ａ及び第二減衰部６Ｂの減衰性能を自動で調整する構成を例示した。
これに対して、センサー部７としては、その他のセンサーを備えていてもよい。
例えば、センサー部７として、ワークＷの表面やスタイラス５１２の先端位置を撮像する撮像センサー、スタイラス５１２の重量を検出する重量センサー等が設けられていてもよい。

この場合、減衰制御部８５は、これらのセンサーにより検出される各種情報に基づいて減衰機構６の減衰性能を制御する。例えば、撮像センサーにより、ワークＷの表面が撮像された場合、減衰制御部８５は、撮像画像の画像解析により、ワークＷの表面に含まれる凹凸を判定し、当該凹凸の量や、凹凸の高低差に基づいて、減衰性能を変化させてもよい。これにより、減衰制御部８５は、凹凸が多いワークＷや凹凸の高低差が大きいワークＷの表面に沿ってスタイラス５１２を移動させる場合に、減衰機構６における減衰性能を低減させ、スタイラス５１２の追従性を良好にすることができる。
また、スタイラス５１２の長さによって、振動による先端球５１２Ａの変位量が大きくなる。これに対して、減衰制御部８５は、撮像画像に基づいてスタイラス５１２の長さを判定でき、スタイラス５１２の長さに応じて減衰機構６の減衰性能を制御して、先端球５１２Ａの変位量を抑制することができる。

また、スタイラス５１２の重量によって、スタイラス５１２の振動のしやすさも変化し、振動時の振動周波数も変化する。これに対して、センサー部７として、重量センサーを設け、減衰制御部８５がスタイラス５１２の重量に応じて、減衰機構６の減衰性能を変化させる構成とすることで、スタイラス５１２の重量によらず、スタイラス５１２に発生する振動発生率を一定にすることができる。

さらに、減衰制御部８５は、センサー部７により検出されるプローブの状態に限らず、形状測定装置１の動作モードに応じて減衰機構６の減衰性能を変更してもよい。例えば、形状測定装置１により、設計値倣いを実施する場合等、プローブ５を高速で移動させる場合に、振動センサー７２の値によらず減衰性能を高めてもよい。また、自律倣いを実施する場合等、プローブ５を低速で移動させる場合に、振動センサー７２の値によらず、減衰性能を低減させてもよい。

［変形例９］
上記実施形態では、Ｚ方向と平行な軸を有する測定子５１を備えたプローブ５を三次元空間内の任意の位置に移動させ、変位検出機構５３の検出値に基づいて、ワークＷの表面への測定子５１の先端球５１２Ａの接触を検知する形状測定装置１を例示したが、本発明のプローブはこのような形状に限定されない。
図１１は、本発明に係る測定装置の構成例を示す模式図である。図１１に示す測定装置１００は、移動機構１０１によって三次元空間内の任意の位置に移動可能なプローブ１０２を備える。このプローブ１０２は、Ｘ方向に長手となる測定子１０３を備える。当該測定子１０３は、Ｘ方向に長手となるアーム１０３Ａと、アーム１０３Ａの先端に装着されるスタイラス１０３Ｂとを備え、支点１０３Ｃを中心にＸ方向に直交するＺ方向に対して揺動可能に、プローブ１０２のホルダー１０４に保持されている。また、プローブ１０２は、測定子１０３をＺ方向に揺動させる揺動機構１０５を備える。
このような測定装置１００では、スタイラス１０３Ｂの先端１０３Ｂ１がワークＷに接触した際の、測定子１０３の揺動量の変化から、スタイラス１０３ＢのワークＷへの接触を検出、つまりワークＷの形状を測定する。

このように、支点１０３Ｃを中心としてスタイラス１０３Ｂを揺動させるてこ式機構のプローブ１０２では、測定子１０３のＺ方向の揺動を減衰させる減衰機構１０６を設ける。減衰機構１０６としては、例えば、第一減衰部６Ａ，６Ｃのように、アーム１０３Ａからホルダー１０４に向かってＺ方向に延設される測定子フランジ１０３Ｄと、ホルダー１０４から測定子１０３に向かってＺ方向に延設されるホルダフランジ１０４Ａとを対向させる。そして、これらの測定子フランジ１０３Ｄとホルダフランジ１０４Ａとの間に機能性流体１０６Ａを保持させ、機能性流体１０６Ａの粘度を変更する駆動体１０６Ｂを設ける。
例えば、機能性流体１０６ＡとしてＭＲ流体を用いる場合では、第一減衰部６Ａと同様に、測定子フランジ１０３Ｄ及びホルダフランジ１０４Ａのいずれかに駆動体１０６Ｂとして電磁石を設ければよい。また、機能性流体１０６ＡとしてＥＲ流体を用いる場合では、第一減衰部６Ｃと同様に、測定子フランジ１０３Ｄ及びホルダフランジ１０４Ａのそれぞれに電極を設け、これらの電極によりＥＲ流体を挟み込む構成とすればよい。

上記のようなてこ式懸架機構のプローブ１０２を用いる場合では、スタイラス１０３Ｂの長さやスタイラス１０３Ｂの重量によって、測定子１０３の振動状態が変化する。これに対して、上記のような減衰機構１０６を設けることで、駆動体１０６Ｂに入力する入力信号により、減衰機構１０６での減衰性能を調整することができ、スタイラス１０３Ｂによらず、測定子１０３の振動状態を一定の振動状態に維持することができる。
例えば、スタイラス１０３Ｂの重量や長さを検出するセンサーを設け、当該センサーにより検出されるスタイラス１０３Ｂの重要や長さに応じて、コントローラ（図示略）が減衰機構１０６に入力する入力信号を制御する。これにより、用いるスタイラス１０３Ｂに応じた最適な減衰性能で、減衰機構１０６を機能させることができる。また、上記各実施形態と同様、コントローラは、プローブ１０２の温度や振動を検出し、これらの温度や振動に応じて減衰機構１０６の減衰性能を変化させてもよい。

本発明は、測定子を有するプローブ、及び当該プローブを用いた測定を実施する測定装置に利用できる。

１…形状測定装置（測定装置）、５…プローブ、６…減衰機構、６Ａ…第一減衰部、６Ｂ…第二減衰部、６Ｃ…第一減衰部、６Ｄ…第二減衰部、７…センサー部、８…コントローラ（制御部）、５１…測定子、５２…ホルダー、６１Ａ…第一ヨーク、６１Ｂ…第二ヨーク、６２Ａ…第一電磁石（駆動体）、６２Ｂ…第二電磁石（駆動体）、６３Ａ，６３Ｂ…ＭＲ流体（機能性流体、磁性流体）、６４Ａ，６４Ｂ…永久磁石、６６Ａ…第一電極（駆動体）、６６Ｂ…第三電極（駆動体）、６７Ａ…第二電極（駆動体）、６７Ｂ…第四電極（駆動体）、６８Ａ，６８Ｂ…ＥＲ流体（機能性流体、電気粘性流体）、７１…温度センサー、７２…振動センサー、８５…減衰制御部、９１…第一電流制御回路、９２…第二電流制御回路、９３…第一電圧制御回路、９４…第二電圧制御回路、１００…測定装置、１０２…プローブ、１０３…測定子、１０３Ａ…アーム、１０３Ｂ…スタイラス、１０３Ｄ…測定子フランジ、１０４…ホルダー、１０４Ａ…ホルダフランジ、１０５…揺動機構、１０６…減衰機構、１０６Ａ…機能性流体、１０６Ｂ…駆動体、５１１…移動部材、５１２…スタイラス、５２１…外筒部（第一部材）、５２１Ａ…外筒フランジ、５２２…基部、５２２Ａ…プローブ固定部、５２３…内筒部（第二部材）、５２３Ａ…内筒フランジ、５２４…ＸＹダイアフラム、５２５…Ｚダイアフラム、Ｃ…中心軸、Ｗ…ワーク。

Claims (9)

1. 測定子と、
   前記測定子を揺動可能に保持するホルダーと、
   前記測定子の揺動を減衰させる減衰機構と、を有し、
   前記減衰機構は、入力信号の信号値により減衰性能が変化する、プローブ。
2. 前記減衰機構は、
   前記ホルダー及び前記測定子の一方に設けられて、前記入力信号が入力される駆動体と、
   前記ホルダー及び前記測定子の間に保持され、前記駆動体への前記入力信号の入力により粘度が変化する機能性流体と、
   を備える、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記ホルダーは、
   前記測定子を第一方向に揺動可能に保持する第一部材と、
   前記第一部材及び前記測定子を、前記第一方向に交差する方向に揺動可能に保持する第二部材と、を備え、
   前記減衰機構は、
   前記第一部材及び前記第二部材の一方に設けられて、前記入力信号が入力される駆動体と、
   前記第一部材及び前記第二部材の間に保持され、前記駆動体への前記入力信号の入力により粘度が変化する機能性流体と、を含む、請求項１に記載のプローブ。
4. 前記機能性流体は、磁場により粘度が変化する磁性流体であり、
   前記駆動体は、前記入力信号として電流信号が入力されることで磁力を発生する電磁石である、
   請求項２または請求項３に記載のプローブ。
5. 前記磁性流体の粘度を所定値以上に保持する永久磁石を、さらに備える、
   請求項４に記載のプローブ。
6. 前記駆動体は、前記入力信号に応じた電圧を前記機能性流体に印加する電極であり、
   前記機能性流体は、前記駆動体により印加される前記電圧に応じて粘度が変化する電気粘性流体である、
   請求項２または請求項３に記載のプローブ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプローブと、
   前記プローブの状態を検出するセンサー部と、
   前記センサー部により検出される前記プローブの状態に応じて、前記減衰機構に前記入力信号を入力する制御部と、
   を備える測定装置。
8. 前記センサー部は、前記プローブの振動を検出する振動センサーを含み、
   前記制御部は、前記振動センサーで検出される前記振動の振幅に応じた前記入力信号を前記減衰機構に入力する、
   請求項７に記載の測定装置。
9. 前記センサー部は、前記プローブの温度を検出する温度センサーを含み、
   前記制御部は、前記温度センサーで検出される前記温度に応じた前記入力信号を前記減衰機構に入力する、
   請求項７または請求項８に記載の測定装置。

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