JP2548759Y2

JP2548759Y2 - 多次元測定機

Info

Publication number: JP2548759Y2
Application number: JP1989050621U
Authority: JP
Inventors: 忠男中谷; 一郎水野; 弘行長谷部
Original assignee: 株式会社ミツトヨ
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2004-04-27
Also published as: JPH02140408U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は二次元測定機、三次元測定機等の多次元測定
機に関し、一層詳細には、鉄系材料からなるブロックと
このブロック上に配置され石様部材からなる基台とを保
持する保持手段の改良に関する。

〔背景技術〕

被測定物の寸法、形状等を正確に測定する装置として
種々の二次元あるいは三次元、すなわち、多次元測定機
が案出されている。

この種の多次元測定機の中には、例えば、第６図に示
されるような三次元測定機がある。

すなわち、第６図において、参照符号110は従来技術
に係る三次元測定機を示し、この三次元測定機110は床
上に配設され鉄系材料からなるブロック111を含み、こ
のブロック111には保持手段としての３個の固定手段120
を介して天然石材等からなる基台112が設けられてい
る。この基台112上には、被測定物測定用の検出器113を
有する移動手段114が配設されている。この移動手段114
は、基台112の一側上面に水平面内に所定方向、すな
ち、Ｙ軸方向に配設されたガイドレール115に沿ってＹ
軸方向に移動自在にされた門型フレーム116と、この門
型フレーム116の上行桁116Aに沿って前記Ｙ軸方向と直
交する水平面内の所定方向、すなわち、Ｘ軸方向に移動
自在なＸ軸スライダ117と、このＸ軸スライダ117に鉛直
方向すなわちＺ軸方向に移動自在に支持されるとともに
下端に前記検出器113を有するＺ軸スピンドル118とから
構成されている。これにより、検出器113は、直交三軸
であるX,Y,Z軸方向（三次元方向）に移動自在にされ、
基台112上に載置される被測定物（図示せず）の所定位
置（測定点）に自在に関与できるようになっている。

前記固定手段120は、第７図に示されるように、ブロ
ック111に下端のねじ部121Aが螺合された高さ調整ねじ1
21と、この高さ調整ねじ121の上端凸軸121Bに回動自在
に係合される凹部122Aを有し前記基台112の下面に固定
された固定板122とから構成され、前記高さ調整ねじ121
の途中に形成された六角ヘッド121Cを回すことにより、
ブロック111と基台112との高さ調整ができるようになっ
ている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、前記三次元測定機110は、ブロック111と基
台112とが固定手段120によって一体的に固着されている
ので、例えば、三次元測定機110を配置する雰囲気温度
が高温になると、この外的条件を受けてブロック111及
び基台112は膨張することになる。

この場合、鉄系材料からなるブロック111の方が天然
石材からなる基台112よりも膨張係数が大きい為、当然
膨張率もブロック111の方が大きくなり、この結果、実
質的には基台112に略水平方向の引張力が作用すること
になる。このような引張力は、基台112に悪影響を及ぼ
すことになり、最終的には亀裂、破断、精度の低下等の
原因となる虞れがある。

この関係は、三次元測定機に限らず、ブロックと基台
とを同様な保持手段で保持している二次元測定機にもそ
のままあてはまる。

本考案の目的は、基台に悪影響を及ぼすことがなく、
亀裂、破断、精度の低下等を未然に防止することのでき
る多次元測定機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、多次元測定機において、ブロック上に基台
を保持する保持手段が、ブロック上に設けられて基台を
水平方向変位自在に支持する支持部材と、前記ブロック
と基台とを連結するとともに少なくとも一部が天然樹脂
若しくは合成樹脂からなり、かつ、ブロックと基台との
膨張係数の相違に基づく相対的な変位量を吸収可能にさ
れた弾性変形部材とを具備して構成されるとともに、前
記支持部材および弾性変形部材が前記ブロックにねじ込
まれて高さ調整可能に構成されていることを特徴とする
多次元測定機である。

〔作用〕

このように構成された多次元測定機を外的条件の異な
る状態、例えば高温下に配置したとすると、前記ブロッ
クと基台とは膨張係数の相違に基づき水平方向に相対変
位しようとする。この際、基台の重量を支持する支持部
材は基台を水平方向変位自在に支持しているため、前記
相対変位を阻止するとはなく、かつ、ブロックと基台と
を連結している弾性変形部材は、その少なくとも一部の
樹脂部分が前記相対変位に対応して弾性変形するため、
同じく相対変位を阻止することとはならない。

従って、多次元測定機が高温下等に配置されても、ブ
ロックと基台との膨張係数の相違に基づく引張力等の大
きな応力が基台に作用することはなく、基台の亀裂、破
断等を生ずることがなく、ひいては精度の低下を生ずる
こともない。一方弾性変形した弾性変形部材は、その変
形の応力でブロックと基台とを元の位置に戻すように作
用するため、外的条件が元に戻った時に、きわめて円滑
に元の位置に戻ることとなる。

〔実施例〕

以下、本考案を三次元測定機に適用した一実施例を第
１図及び第２図に基づいて説明する。

第１図には本実施例の全体構成が示され、本実施例に
係る三次元測定機10は、図示しない床上に載置されてい
る。この三次元測定機10は、鉄系材料、好適には鋳鉄か
ら構成されるブロック11を含み、このブロック11には凹
部12が画成されるとともに、この凹部12の両側にはブロ
ック11の長手方向に沿って延在する支柱13A,13Bがそれ
ぞれブロック11と一体に立設されている。

前記凹部12内には、同一構成の複数、例えば、３個の
保持手段50を介して、石様部材、好適には天然石材から
構成される基台30が配設され、この基台30上には被測定
物Ｗが載置される。

前記各保持手段50は、第２図に示されるように、支持
部材60及び弾性変形部材70から構成されている。前記支
持部材60は、ブロック11のねじ孔にねじ込まれて高さ調
整可能に設けられた円柱状のロッド61と、上部に球面形
状を形成されたヘッド62とが金属材等により一体的に設
けられて構成されている。この支持部材60は、このよう
な構成により、基台30の重量を支持するとともに、基台
30を水平方向変位自在に支持している。

一方、前記弾性変形部材70はブロック11のねじ孔にね
じ込まれて高さ調整可能に設けられるとともに上部を球
面形状とされた円柱状とされ、かつ、剛性のある金属材
等から構成された支持バー71Aと、この支持バーナ71Aの
球面上部に嵌合されるとともに、基台30の下面に固着さ
れ、かつ、天然樹脂あるいは合成樹脂、好ましくはウレ
タン樹脂から構成された弾性パッド72Aとで構成されて
いる。この弾性変形部材70の支持バー71Aと弾性パッド7
2Aとは前記球面上部で接着等により固定され、ブロック
11と基台30とを弾性的に連結するようになっている。

前記支柱13A,13B（第１図参照）の上面には、それぞ
れ案内レール14A,14Bが設けられており、これらの案内
レール14A,14B上には移動手段20が載置されている。

移動手段20は、前記案内レール14A,14Bに沿って水平
面内の所定方向である矢印Ｙで示すＹ軸方向に変位自在
にされた門型支柱21と、この門型支柱21の上面に沿って
前記Ｙ軸方向と水平面内で直交する矢印Ｘで示すＸ軸方
向に変位自在にされたＸ軸スライダ22と、このＸ軸スラ
イダ22に挿着されるとともに、鉛直方向である矢印Ｚで
示されるＺ軸方向に変位可能にされたＺ軸スピンドル23
とで構成されている。

前記移動手段20のＺ軸スピンドル23の先端には、被測
定物測定用の検出器25が着脱可能に取付けられている。
この移動手段20により、検出器25は、前記基台30上に載
置された被測定物Ｗの所定位置に三次元的に関与できる
ようになっている。また、前記支柱13A,13Bと門型支柱2
1との間、門型支柱21とＸ軸スライダ22との間、並びに
Ｘ軸スライダ22とＺ軸スピンドル23との間には、それぞ
れ図示しない駆動手段が設けられ、門型支柱21は支柱13
A,13Bに対し、Ｘ軸スライダ22は門型支柱21に対し、更
に、Ｚ軸スピンドル23はＸ軸スライダ22に対しそれぞれ
移動可能とされている。この際、各駆動手段は、例えば
モータと送りねじ軸等からなる通常の手段から構成され
ている。

前記三次元測定機10の近傍には、移動手段20の門型支
柱21、Ｘ軸スライダ22及びＺ軸スピンドル23を変位させ
る前記図示しない駆動手段の操作手段40が配置されてい
る。この操作手段40は、三脚棒41と、操作パネル42とを
含み、この操作パネル42には、一対のジョイスティック
43Aと43Bとが矢印A,B方向へそれぞれ変位自在に並設さ
れており、また、操作パネル42の裏側には配線コード44
の一端が接続され、この配線コード44の他端は前記三次
元測定機10に接続されている。

以上のように構成された本実施例に係る三次元測定機
10の作用につき説明する。

まず、操作手段40の一方のジョイスティック43Aを図
中矢印A₁方向すなわち手前方向に変位させると、移動部
材20の門型支柱21は矢印Y₁方向に移動し、ジョイスティ
ック43Aを中立の位置すなわち図中実線位置まで戻す
と、門型支柱21はその移動が停止される。一方、ジョイ
スティック43Aを横方向である矢印Ｂ方向のうち一方向
すなわち矢印B₁方向（左方向）に変位させると、Ｘ軸ス
ライダ22が矢印X₁方向に移動し、ジョイスティック43A
を中立位置まで戻すとその移動が停止される。

次に、操作手段40の他方のジョイスティック43Bを矢
印A₁方向に変位させると、Ｚ軸スピンドル23が下方向で
ある矢印Z₁方向に移動され、検出器25が被測定物Ｗに当
接した時点で、前記ジョイスティック43Bを中立の位置
まで戻すと、その移動が停止される。

このように、操作手段40の各ジョイスティック43A,43
Bを操作することにより、検出器25を所望の位置まで移
動させることができ、この操作を繰り返して被測定物Ｗ
の寸法、形状等を順次測定する。

ところで、本実施例においては、鋳鉄等からなるブロ
ック11と天然石材等からなる基台30とが各保持手段50を
構成する支持部材60と弾性変形部材70とで一体的に構成
されている。従って、三次元測定機10を配置する雰囲気
温度が極端に変化して例えば高温状態になった場合にお
いて、ブロック11と基台30との膨張係数の相違によりブ
ロック11が基台30よりも伸張したとすると、支持部材60
と弾性変形部材70の支持バー71Aとは第２図中二点鎖線
で示す位置まで変位する。この際、支持部材60のヘッド
62と基台30とは、ヘッド62の球面形状の作用により円滑
に滑って相対変位することとなる。一方、弾性変形部材
70の弾性パッド72Aは、二点鎖線で示すように弾性変形
して基台30に旧位置に復帰するような応力を与えるが、
この応力は比較的小さなものであり、基台30に悪影響を
与える程ではない。従って、このように変位しても、基
台30は実質的にはブロック11と連結状態を維持し、か
つ、従来のように膨張係数の相違によって発生する大き
な引張力を受けることがない状態で連結されている。一
方、雰囲気温度が元の状態に戻ると、前記弾性パッド72
Aの応力とも相俟って、ブロック11は前述とは逆方向に
移動して元の状態、すなわち第２図中実線で示される状
態に戻ることとなる。

上述のような本実施例によれば、次のような効果があ
る。

すなわち、本実施例では、ブロック11と基台30とを前
述のように支持部材60と弾性変形部材70とで連結したか
ら、たとえ三次元測定機10を配置している雰囲気温度が
極端に変化（高温状態）しても、膨張係数の相違に基づ
く大きな引張力を基台30が受けることがなく、この引張
力によって惹起される基台30の亀裂、破断等を未然に防
止でき、これに基づく精度低下も防止することができ
る。

また、三次元測定機10を配置する雰囲気温度が極端に
低温状態となったとしても、前記三次元測定機10は保持
手段50を備えるので、前述のような効果を奏することは
勿論である。

更に、弾性変形部材70の弾性パッド72Aは樹脂から構
成されているので、ブロック11と基台30とが相対移動し
た場合に、基台30を元に戻す力を付与でき、雰囲気温度
が元の標準状態に戻った時に基台30を速やかに旧位置に
復帰させることができる。

また、弾性変形部材70に過大な荷重が加わると、弾性
パッド72Aが変形して基台30の高さ位置がずれてしまう
が、本発明では、基台30の重量は支持部材60で支持でき
るため、弾性変形部材70に過大な荷重が加わることを防
止でき、基台30の高さ位置も正確に維持することができ
る。

その上、支持部材60および弾性変形部材70をねじ軸と
して高さ調整可能に形成しているので、支持部材60およ
び弾性変形部材70の互いの高さ位置を適切に設定するこ
とができる。これにより、弾性変形部材70の弾性パッド
72Aを過度につぶれたりしない適切な状態に設定でき、
熱膨張時等の変形をスムーズにできかつ弾性パッド72A
の劣化を抑えて長寿命化することができる。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではな
く、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良並びに
設計変更が可能なことは勿論である。

例えば、保持手段50は、前記実施例のように三箇所に
限らず、二箇所若しくは四箇所以上設けることもでき
る。また、基台30は天然石材に限らず、セラミックスで
製作することもできる。

また、前記実施例においては、弾性変形部材70の支持
バー71Aの先端を球面形状にしたが、本考案はこの形状
に限定されることはなく、第３図〜第５図に示されるよ
うに、上端を三角錐状にした支持バー71B、上端を凸型
形状、換言すると段付小径軸形状とした支持バー71C、
並びに、全体を同一の太さの四角柱状に形成した支持バ
ー71D等を用いるとともに、各支持バー71B,71C,71Dの形
状に合わせた弾性パッド72B,72C,72Dを用いることがで
きる。更には、各支持バー71A〜71Dの上端形状をねじ軸
状に形成し、弾性パッド72A〜72Dにねじ込み固定するよ
うにしてもよい。また、各支持バー71A〜71Dをも天然樹
脂若しくは合成樹脂製としてもよい。

また、前記実施例においては、三箇所全ての弾性変形
部材70の先端形状を全て球面形状とした支持バー71Aを
用いたが、弾性変形部材70は必ずしも全てを同一形状に
することはなく、前記第２図〜第５図に示される形状の
支持バー71A〜71Dを取りまぜて適宜に選定して構成する
こともできる。

更に、前記第２図〜第５図に示される支持バー71A〜7
1D及び弾性パッド72A〜72Dは、支持バー71A〜71D側を
凸、弾性パッド72A〜72D側を凹状としたが、これとは逆
に、弾性パッド72A〜72D側を凸、支持バー71A〜71D側を
凹状に設けることもでき、この場合もその先端形状を個
々に組み合わせることもできる。

要するに、本考案における弾性変形部材70,90A〜90C
は、少なくともその一部が弾性変形して、ブロック11,1
1Aと基台30,30Aとの膨張係数の相違に基づく相対的な変
位量を吸収可能に設けられていればよい。

また、本考案は前記実施例のように三次元測定機に適
用できるだけではなく、二次元測定機にも適用でき、い
わゆる多次元測定機に適用できるものである。

〔考案の効果〕

上述のような本考案によれば、周囲環境の大幅な変化
等があっても、基台に亀裂、破断等を生ずることがな
く、精度低下を未然に防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を三次元測定機に適用した一実施例の全
体構成を示す斜視図、第２図は第１図の要部の拡大断面
図、第３図〜第５図は本考案のそれぞれ異なる他の実施
例の要部を示す断面図、第６図は従来の三次元測定機の
全体構成を示す斜視図、第７図は第６図の要部を示す拡
大断面図である。 10…三次元測定機、11…ブロック、20…移動部材、25…
検出器、30…基台、40…操作手段、50…保持手段、60…
支持部材、70…弾性変形部材、Ｗ…被測定物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者長谷部弘行栃木県宇都宮市下栗町2200番地株式会社ミツトヨマイクロコード本部内 (56)参考文献特開昭62−198710（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−24028（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−145633（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−19698（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−27589（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−161863（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−40347（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−77012（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鉄系材料よりなるブロックと、このブロッ
ク上に保持手段を介して配設されるとともに石様部材よ
りなる基台と、この基台上に載置される被測定物の所定
位置に被測定物測定用の検出器が関与するように検出器
を移動自在に支持する移動手段とで構成される多次元測
定機において、前記保持手段は、ブロック上に設けられて基台を水平方
向変位自在に支持する支持部材と、前記ブロックと基台
とを連結するとともに少なくとも一部が天然樹脂若しく
は合成樹脂からなり、かつ、ブロックと基台との膨張係
数の相違に基づく相対的な変位量を吸収可能にされた弾
性変形部材とを具備して構成され、前記支持部材および
弾性変形部材は前記ブロックにねじ込まれて高さ調整可
能に構成されていることを特徴とる多次元測定機。