JP2729736B2 - 薄膜の厚さを測定する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】本発明は、練り歯磨きチューブなどの管状
物品の内面側の薄膜の厚さを測定する装置に関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】例えば練り歯磨きチューブ、ワニスチュ
ーブ、ヘアスプレー缶、缶詰用缶等の日用品は全て壁の
内側を薄膜で保護してあり、それらの管状物品の内面側
の薄膜の厚さを測定するのは困難である。かかる膜厚は
代表的には２〜10μｍであるが、100 μｍにまで達する
ものもある。チューブの場合には、その壁はしばしばア
ルミニウム製であり、その殆どは純アルミニウム製であ
る。しかし時として壁は鉄金属製でもある。そして、壁
の材料は例えば軽金属上の酸化膜のようにそれ自身が保
護膜を生成することがある。壁の基材が鉄金属の場合に
は、磁気測定原理を利用して内面側の薄膜の厚さを測定
することが知られている。しかし時として例えばアルミ
ニウム壁等の壁厚を、それが絶縁膜又は保護膜を有して
いなくとも測定しなければならないこともある。多くの
場合、外から内へと測定するよりも内から外へと測定す
る方が良い。ワニス膜は電気絶縁性のもののこともあ
る。薄膜は石英製、ビチューメン製、又はその他の薄膜
のこともある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】到達困難な空洞の内
面、例えばチューブや管等の内面側の膜厚を測定するこ
とは従来不可能であった。未被覆物品の壁厚を内側から
測定することに関しても同じことが云える。特に直径が
下位cm範囲であるような細い物品では、従来、内面側の
薄膜についての情報を得ることが殆ど不可能であった。
しかもなお、このように薄い膜の場合、プローブを載置
して情報を得ようとすると、そのプローブによって薄膜
の厚さが悪影響を受け得る危険がある。このような悪影
響には、例えば硬さ測定の分野で知られているような膜
の割れや噴火口状の窪みを生じるといったものがある。
硬さ測定では事実試料体を加圧して層とする必要がある
のに対し、膜厚測定の分野ではまさにこのことを避けね
ばならない。

【０００５】本発明の課題は、末端にプローブを担持し
た腕を僅かな角度だけ揺動可能に配置することによっ
て、上記諸欠点を少なくとも一部でも除去することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ベースと、ベースに結合された取付装置と、取付装置に
担持されて内部に保護空間を有する縦長の保護装置と、
保護装置の具備された小穴と、ベース上に設けられて測
定対象物をベースから空隙を隔てた位置で支持する支持
装置と、保護装置の保護空間内を延びる少なくとも１本
の腕を有する平衡桿と、平衡桿の腕に担持されかつ上記
小穴に対向配備されたプローブと、プローブに至る電気
導線と、上記腕を上下揺動可能に支承する平衡桿用軸受
と、平衡桿の腕を降下させて上記プローブを上記小穴か
ら下方に突出させるための降下装置と、平衡桿の腕の降
下を緩慢にするための運動減衰部材と、を備えることを
特徴としている。

【０００７】請求項１記載の発明には次に列挙する装置
が含まれる。

【０００８】ベースが少なくとも微量の鉄を含有した金
属からなる装置、ベースが軽金属合金製である装置、ベ
ースが押出し金属管であり、その上面に縦長の矩形面を
有する装置、上記金属管が矩形管である装置、取付装置
が少なくとも部分的に剛性壁であり、これがベースと剛
的に結合してある装置、 保護装置が長い区間にわたっ
て取付装置内で遊隙なしに把持してある装置、保護装置
が分解可能に取付装置内で把持してある装置、上記壁が
保護装置を把持し、壁が少なくとも部分的に把持長と同
じ厚さである装置、保護装置が着脱可能に取付装置内で
保持してある装置、保護装置がプローブ方向に取付装置
から引出し可能である装置、取付装置がスリットを有
し、これを腕が、少なくとも保護装置を取り外すと通過
可能である装置、保護装置が中空形材である装置、上記
中空形材が条溝である装置、上記中空形材が管である装
置、上記中空形材が丸管である装置、上記中空形材が円
形管である装置、保護装置が腕の末端から張り出してい
る装置、保護装置が小穴を有し、この小穴を腕(56)が少
なくとも部分的に横切ることができる装置、プローブの
通過する小穴が単に１個設けてある装置、保護装置が少
なくとも殆ど非鉄金属製である装置、保護装置が少なく
とも殆ど黄銅製である装置、保護装置が少なくとも殆ど
軽金属製である装置、保護装置がプローブの範囲では少
なくとも殆ど非電気伝導材料からなり、その箇所がプロ
ーブ通過用凹部である装置、保護装置の材料が合成樹脂
である装置、保護装置の端部が少なくとも部分的にコン
トラスト色を担持している装置、腕(56)が腕(57)より長
い装置、腕(56,57) が一体である装置、少なくとも腕(5
6)が少なくとも部分的に中空であり、プローブ用電気導
線を担持している装置、少なくとも腕(56)が小管である
装置，少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど非電気伝導材
料製である装置、少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど黄
銅製である装置、少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど軽
金属製である装置、腕(56)が10cmより長い装置、腕(56)
が長さ25cm±10cmである装置、電気導線が平衡桿用軸受
の範囲で平衡桿に通じている装置、平衡桿用軸受が平衡
桿と剛的に結合してある装置、平衡桿用軸受が平衡桿に
垂直な２つの支承箇所を有し、この箇所がベースの幅に
応じて互いに離間している装置、平衡桿用軸受が平衡桿
を締付ける少なくとも２個の締付殻を有する装置、平衡
桿用軸受の中央で小管に孔が設けてあり、この孔を通し
て電気導線が小管内に引き入れてある装置、降下装置が
５°〜0.5 °（度）の範囲内で降下する装置、降下装置
が１°、＋２°、−0.5°の範囲内で降下する装置、降
下装置が平衡桿に作用する動力発生装置を備えている装
置、動力発生装置が磁力を利用する装置、上記 磁力が
永久磁石の力である装置、上記磁力が永久磁石の磁気重
力である装置、 動力発生装置が平衡桿を基準に少なく
とも実質的に対称に平衡桿に作用する装置、動力発生装
置は、少なくとも第１磁石と相手体が磁石の引力範囲内
で実質的に平衡桿の揺動運動と平行に相対移動可能であ
り、それらのうち一方が平衡桿に固着してある装置、上
記相手体も引力方向に極性化した第２磁石である装置、
２個の上記磁石が平衡桿に、又２個の磁石が上下動可能
な二又に設けてあり、二又のプロングが平衡桿の揺動方
向と少なくとも実質的に平行に移動可能である装置、上
記相手体が磁石から平均的距離を有する装置、上記平均
的距離が１〜15mmである装置、上記平均的距離が４mm＋
60％〜40％である装置、上記磁石がフェライト磁石であ
る装置、プロングが軸に嵌着してあり、この軸が或る角
度だけ任意に揺動可能であり、この角度が降下揺動運動
より大きく、だがこの運動がプローブを測定物品に載置
するのに必要な力を決して分離することができないよう
になっている装置、軸が手動操作可能な操作レバーと結
合してあり、少なくとも腕(56)の降下方向でプロングが
力の分離を超えて移動するのを妨げる第１止めが設けて
ある装置、腕(56)の最大揚起を決定する第２止めが設け
てある装置、軸が平衡桿の下方に嵌着してある装置、降
下装置が腕(56)に作用する装置、運動減衰部材が空気式
減衰部材である装置、運動減衰部材がピストン／シリン
ダ／空気式減衰部材である装置、運動減衰部材がエアポ
ット・コーポレーション(Airpot Corp.)社（ノーウォー
ク、コネティカット州）のエアポット型である装置、運
動減衰部材がエアポット56型である装置、運動減衰部材
が腕(57)に作用する装置、腕(57)にカウンタウェイトが
固着してある装置。

【０００９】

【作用】低質量の、緩慢に運動可能な、従って損傷し易
いこの系を保護装置が保護し、該装置は測定過程のとき
系を一部離れるだけである。降下装置がプローブに直接
乱暴に作用することのないよう、一方で減結合され、だ
が他方で連行する降下装置が設けてあり、これが運動減
衰部材と協動する。測定対象物を保護装置に嵌着し、降
下装置を操作すると、プローブは保護装置から緩慢に進
出し、最後には定義されて十分に小さな力で測定対象物
の内面側の膜上に載置される。安定した構造が測定値を
高精度で再現可能とする。

【００１０】

【実施例】本発明を図面を参照して説明する。図１はカ
バー34が装着されている状態での装置全体の斜視図、図
２はカバー34を取り除いた状態での装置の左側部分の拡
大図、図３は装置の左側部分を縮尺１：１で示す平面
図、図４の（Ａ）は図３の矢印４に従って右上から見た
斜視図、（Ｂ）は図４のＢ線に沿った断面図、図５は図
３の右側部分を図３の矢印５方向に見た斜視図、図６は
図４の中央部分を拡大した平面図、図７は図１の矢印７
方向に見た切欠き断面図、図８はベース11と支持装置1
6,17 とを一緒に示した図７の８−８線に沿った断面
図、図９は図３の左側部分で使用される運動減衰部材12
4 の切欠き横断面図である。

【００１１】図１に示すように、ベース11は、その右端
に殆ど上に張り出していない矩形側板12を備え、その左
端にはやはり矩形の、但し上方にかなり張り出した側板
13を備えており、これらの側板12,13 でベース11はそこ
に立ててある。ベース11は、平らな水平に置いた剛性に
優れた押出しアルミニウム管を含み、このことは例えば
図８から明らかである。ベース11も側板12,13 もアルミ
ニウム合金製である。ベース11上に、その幾何学的中立
面14を基準に対称に設けてある支持装置としての２個の
角柱体16,17 は合成樹脂製であり、横断面が真に平らで
あり、図８のように各１つの相対向した当接斜角面18,1
9 を有する。測定対象物であるチューブ21の直径に応じ
て、この角柱体16,17 は中立面14から離れる方向に又は
接近する方向に移動することができ、その際図示省略し
た手段が中立面14との平行性及びそれを基準とした対称
性を常に保つ。チューブ21の直径が小さいと角柱体16,1
7は直径が大きい場合よりも互いに接近する。チューブ2
1を当接斜角面18,19 に支持させたとき、チューブ21は
ベース11から空隙22を隔てた位置で支持される。したが
って、チューブ21がベース11に載置されることは決して
ない。角柱体17上にセンチメートルスケール24が設けて
ある。

【００１２】取付装置としての充実アルミニウム壁26が
図１の左側で角柱体16,17 から立ててある。この充実ア
ルミニウム壁26はきわめて高剛性であり、下面がベース
11と剛的に結合してある。この充実アルミニウム壁26は
ベース11と同じ幅であり且つベース11を更に補強する。
図１に示すように充実アルミニウム壁26の前側に鋼棒27
の左端が剛的に固着してあり、この鋼棒27は中立面14と
平行にほぼ角柱体16の高さに位置している。鋼棒27はス
ケール24より多少長く又これより更に右側に突出しても
いる。鋼棒27をガイドとしてスリーブ28が左右に摺動可
能である。スリーブ28に固着してある止め定規29は中立
面14に垂直に延び、また、図８のように縦長保護装置と
しての黄銅管31を跨いでスケール24にまで達し、黄銅管
31を跨ぐために下向きに開口した凹部32を有する。この
凹部32が黄銅管31に接触することはない。摺動止めとし
て役立つ板ばね33は止め定規29の前側範囲に下からしっ
かりねじ止めしてあり、円筒形の上記鋼棒27の直径より
僅かに大きい凹部を有し、図１において左向きに初期応
力を有する。板ばね33は互いに締付け合い、又その通孔
が鋼棒27の直径より僅かに大きいだけであるので止め定
規29も初期応力を解消することなく鋼棒27にしっかり締
付ける。親指と人指し指との間で板ばね33を右方向に止
め定規29の当該範囲に押すと、その通孔は再び鋼棒27に
垂直ともなり、接触することなく板ばね33は（従って止
め定規29も）鋼棒27上を左右に摺動することができる。
チューブ21を図示位置で止め定規29に突き当てると、プ
ローブ23はそこから17.5cmの距離にあり、チューブ21内
のいかなる深さで測定するかを外部から知ることができ
る。

【００１３】横断面で見てＵ形のカバー34は図１に示す
ようにその縁が左側では側板13の上側部分により又右側
では充実アルミニウム壁26により把持される。カバー34
を取り去ると図２〜図６の配置が見られる。幾何学的長
手軸36は中立面14に垂直に延びる。この長手軸36には、
中央で連続していない実際の軸37も対応し、その軸37の
末端は２個の整列した軸端38,39 であり、これらの軸端
38,39 は円筒形に研磨し、台架41,42 で支承してあり、
該台架41,42 はベース11と強固にねじ止めして垂直に立
ててある。図４（Ｂ）のように、黄銅からなる台架41,4
2 が上端に角柱形凹部を有し、これが軸端38,39 の端部
を遊隙なしに受容する。というのも角柱面は上向きにＶ
形に開口した平面であるからである。この台架41,42 に
よる軸端38,39 の支承箇所は離れている。平衡桿用軸受
としてのＬ形の物品43,44 はその垂直腹部が下側部分で
ベース１１と剛的に結合してある。それは中立面14と平
行であり、高さ方向の曲げ剛性がきわめて強く、水平な
脚部に下向きに開口した袋穴46,47 を有する。この穴に
差し込まれた圧縮ばねは袋穴46,47 の天井で支えられ、
加圧部材を介して軸端38,39 の端部に押し下げる。加圧
部材の下向き端面は平らである。こうして幾何学的長手
軸36を基準に遊隙のない高精度な支承が得られる

【００１４】圧縮ばねや加圧部材による軸端38,39 の支
承箇所が、幾何学的長手軸36に垂直な力を吸収しなくて
もよいように、外側に直立した鋼製支柱48,49 が設けて
あり、これは幾何学的長手軸36の高さにまで突出し、軸
端38,39 の末端から僅かな遊隙距離で離れているにすぎ
ず、こうして軸端38,39 及びそれと結合した部品が幾何
学的中立面14から左右に過度に移動するのを防止する。

【００１５】軸端38,39 と結合してある締付体51が平衡
桿52を締付け、しかも平衡桿52の幾何学的中心軸53が中
立面14上において幾何学的長手軸36を通るよう締付け
る。平衡桿52は本実施例の場合１°15’揺動することが
できる。平衡桿52は外径３mmの連続した黄銅小管を含
む。長手軸36が平衡桿52を長腕56と短腕57とに分割す
る。図６に示すように締付体51の空洞範囲で平衡桿52の
側面に、図３の図で下から小さな長手凹部58が設けてあ
り、この凹部58を通して遮蔽測定線でなる電気導線59が
腕56内に導入してある。同軸空洞61の範囲では平衡桿52
が案内されない。むしろこれは２つの、図６で下向きと
上向きに縁の開口した半円形凹部62,63 内で行われ、該
凹部が下から円筒形小管を正確に半分ずつ取り囲む。空
洞61、凹部62、63、そして実質的に水平な段差64、66は
ローラ状本体67に設けてある。更にねじ穴68、69内に無
頭ねじがねじ込んであり、こうして本体67を軸端38,39
と剛的に結合する。更に本体がねじ山付き袋穴71,72 を
有する。ねじ73,74 で上から本体67に螺着可能な締付板
76はほぼ半円形状であり、上から平衡桿52を半殻状凹部
62,63 内に押圧し、但し黄銅小管を押し潰すことなく押
圧する。更にこの構造は小管の長手凹部58により発生し
た剛性損失を補償する。従って腕56,57 はそれが揺動軸
の範囲で弱められていることについて何も気付かない。

【００１６】末端で腕56がプローブ23を担持し、その超
小型コイルは図示省略した仕方で電気導線59と接続して
ある。図７のように、黄銅管31は遊端範囲で黒色合成樹
脂スリーブ77と結合してあり、これは通常取外し不可能
であり、これはやはり図７の右側でやはり合成樹脂製の
赤色栓78で閉鎖してある。従ってプローブ23の範囲には
その測定結果を歪め得るようなものは何もない。図７に
は腕56が定位置で示してある。この腕56が下方に進出し
得るよう、下側で合成樹脂スリーブ77は中立面14を基準
に左右対称に小穴79を有し、腕56が降下するとプローブ
はアルミニウム壁82のワニス膜81に明確に定義されて接
触することができる。図７にはワニス膜81の厚さもアル
ミニウム壁82の厚さも誇張して図示してあり、なお図８
でもこの方向に誇張してある

【００１７】平衡桿52が図２において時計回りに揺動す
るとプローブ23の先端がワニス膜81の表面に衝突し、そ
こで小さな力でそれに押圧され、腕56は僅かにたわみ、
もはや全長にわたって中心軸53と同軸には延びない。

【００１８】降下過程のためキー83（図１）が設けてあ
り、このキー83はベース11の上面に突接したときがその
下限である。しかし通常それは上側位置にある。それは
鋼レバー84を介し充実アルミニウム壁26の適宜に大きな
凹部内で案内してある。鋼レバー84はそのおねじ86で鋼
円板87にねじ込んであり、鋼円板87は幾何学的長手軸88
を中心に約15°回転可能である。鋼円板87は横軸89に剛
性に螺着してあり、その回転軸が幾何学的長手軸88であ
り、中立面14に垂直である。横軸89は腕56の下方を、し
かも両者が決して接触することのないよう延びている。
両端範囲で横軸89は２個の軸受台91,92 により支承して
あり、該軸受台91,92 は中立面14に垂直に横穴を有し、
ベース11と剛性に結合してある。定状態のとき横軸89は
図に実線で示した位置にある。この位置を決定する止め
ねじ93が上から垂直に充実アルミニウム壁26の図１で後
側の範囲にねじ込んである。止めねじ93を回して上方に
出せば出すほど鋼レバー84は一層上方に揺動することが
できる。それが上に留まるように努める圧縮コイルばね
94は下方でベース11で支えられ、上では拡張部96に押圧
され、該拡張部は鋼レバー84付近の充実アルミニウム壁
26のすぐ背後で鋼レバー84にしっかり螺着してある。こ
の拡張部96で電子スイッチ97も制御され、後者はアルミ
ニウム壁26の内面に螺着してある。鋼レバー84が上にあ
るとスイッチ97は測定を妨げる。

【００１９】軸受台91、92間に、その他は円筒形の横軸
89が図２においてほぼ10時30分の方を向いた斜角面を有
する。この範囲に中立面14を基準に対称に２個の二又プ
ロング99,111が設けてあり、これは黄銅等の非鉄金属か
らなり、縦長の矩形ブロックであり、側面図で見て合同
であり、互いにほぼ14時30分の方を向き、同じ長さであ
り、実質的に中立面14に平行である。無頭ねじ112, 113
が斜角面18を押圧することにより斜角面は横軸89の位置
に対し角度の点で均一であり、これでもって固定されて
もいる。相対向した端範囲に二又プロング99,111は側面
図で見て合同なソケット穴114, 116を有し、この穴に円
筒形永久磁石117, 118が嵌入してあり、その磁場は中立
面14に垂直であり、その箇所で磁場は中立面14に垂直な
平らな正面から進出する。永久磁石117, 118間の範囲で
腕56に嵌着してあるブロック119は腕56に適合した通孔
を有し、固定ねじ121 でこれに固定してある。中立面14
と平行なその外面に２個の永久磁石122, 123が設けてあ
り、これが永久磁石117, 118と同じ大きさであり、中立
面14と平行に磁場進出面を有し、それぞれ４mmの空隙を
有する。極性はこの場合117 と122 が引き合い又118 と
123 が引き合うよう設けてある。これにより力の結合が
達成される。キー83を押し下げるとそれにつれて永久磁
石117, 118及び122, 123が下降する。その逆の場合も同
じである。つまりここではキー83をプローブ23から強力
に減結合すると、降下過程の最後には十分な力が、但し
過度に高くはない力が加わり、プローブ23の先端は一方
で十分迅速に、だが他方でワニス膜81を損傷することな
くこれに載置される。この装置は平衡桿52を中立面14か
ら振り出すのではなく、十分穏やかに平面14上で上下動
を強いるだけである。空隙が小さければ小さいほど引力
も（距離の２乗で）大きく、永久磁石122, 117及び123,
118の距離によって、プローブ23の先端を載置する力を
決定することができる。腕56が捩れることのないよう関
与する永久磁石は同じ強さとすべきである。

【００２０】プローブ23が十分緩慢に柔らかく降下する
よう（運動エネルギー＝m/2 ・v2）、運動減衰部材124
が設けてある。この中立面を中立面14も通る。運動減衰
部材はベース11の左側範囲に収容してあり、そこにベー
スが穴126 を有し、そこにしっかり螺着されたソケット
輪127 は図示省略した仕方で運動減衰部材124 を把持す
る。そのピストン棒128 はフック部材129 としっかり結
合してあり、そのフック穴内に腕57の横断面がある。フ
ック部材129 と腕57との間の相対運動を防止するため無
頭ねじ131 が上からねじ込んで設けてある。減衰部材12
4 がガラス製の円筒132 を含み、これが上底に穴を有
し、ピストン棒128 はこの円筒を横切ることができる。
下部にピストン棒128 が有するピストン133 は黒鉛化微
粉炭からなり、関節134 の故に傾くこともない。キー83
を押すとピストン133 が上昇しようとし又空間136 が増
大しようとし、いかなる速さで空気がそのなかを流れる
かはノズルねじ137 が決定する。重量を補償するため腕
57の末端にカウンターウェイト138 がしっかりねじ止め
してある。

【００２１】本発明はさまざまな変形が可能である。例
えば平衡桿52はチタン製とすることもでき、こうすれば
系の質量が更に低減することになろう。一方で系の質量
を低減し、他方で可動質量の剛性を所要の枠内で残すあ
らゆる措置が望ましい。更に、プローブ23の速度を特に
載置時低下させる措置も全て望ましい。つまりここでは
まさに運動の最後に最も減衰する累進的減衰部材も使用
することができよう。

【００２２】以下に、本発明の好適な変形例を列挙す
る。 1. ベースが少なくとも微量の鉄を含有した金属または
軽金属合金からなることを特徴とする装置。 2. ベースが押出し金属管であり、その上面に縦長の矩
形面を有することを特徴とする装置。 3. 上記金属管が矩形管である装置。 4. 取付装置が少なくとも部分的に剛性壁であり、これ
がベースと剛的に結合してある装置。 5. 保護装置が長い区間にわたって取付装置内で遊隙な
しに把持してある装置。 6. 保護装置が分解可能に取付装置内で把持してある装
置。 7. 壁が保護装置を把持し、壁が少なくとも部分的に把
持長と同じ厚さである装置。 8. 保護装置が着脱可能に取付装置内で保持してある装
置。 9. 保護装置がプローブ方向に取付装置から引出し可能
である装置。 10．取付装置がスリット39を有し、これを腕56が、少な
くとも保護装置を取り外すと通過可能である装置。 11．保護装置が中空形材である装置。 12．上記中空形材が条溝である装置。 13．上記中空形材が管である装置。 14．上記中空形材が丸管である装置。 15．上記中空形材が円形管である装置。 16．保護装置が腕56の末端から張り出している装置。 17．保護装置が凹部を有し、この凹部を腕56が少なくと
も部分的に横切ることができる装置。 18．プローブの通過する小穴が単に１個設けてある装
置。 19．保護装置が少なくとも殆ど非鉄金属製である装置。 20．保護装置が少なくとも殆ど黄銅製である装置。 21．保護装置が少なくとも殆ど軽金属製である装置。 22．保護装置がプローブの範囲では少なくとも殆ど非電
気伝導材料からなり、その箇所がプローブ通過用凹部で
ある装置。 23．材料が合成樹脂である装置。 24．保護装置の端部が少なくとも部分的にコントラスト
色を担持している装置。 25．腕56が腕57より長い装置。 26．腕56,57 が一体である装置。 27．少なくとも腕56が少なくとも部分的に中空であり、
プローブ用電気導線を担持している装置。 28．少なくとも腕56が小管である装置。 29．少なくとも腕56が少なくとも殆ど非電気伝導材料製
である装置。 30．少なくとも腕56が少なくとも殆ど黄銅製である装
置。 31．少なくとも腕56が少なくとも殆ど軽金属製である装
置。 32．腕56が10cmより長い装置。 33．腕56が長さ25cm±10cmである装置。 34．電気導線が平衡桿用軸受の範囲で平衡桿に通じてい
る装置。 35．平衡桿用軸受が平衡桿と剛的に結合してある装置。 36．平衡桿用軸受が平衡桿に垂直な２つの支承箇所を有
し、この箇所がベースの幅に応じて互いに離間している
装置。 37．平衡桿用軸受が平衡桿を締付ける少なくとも２個の
締付殻を有する装置。 38．平衡桿用軸受の中央で小管に孔が設けてあり、この
孔を通して電気導線が小管内に引き入れてある装置。 39．降下装置が５°〜0.5 °（度）の範囲内で降下する
装置。 40．降下装置が１°、＋２°、−0.5 °の範囲内で降下
する装置。 41．降下装置が平衡桿に作用する動力発生装置を備え、
この動力発生装置が永久磁石の磁気重力を利用している
装置。 42．動力発生装置が平衡桿を基準に少なくとも実質的に
対称に平衡桿に作用する装置。 43．少なくとも第１磁石と相手体が磁石の引力範囲内で
実質的に平衡桿の揺動運動と平行に相対移動可能であ
り、それらのうち一方が平衡桿に固着してある装置。 44．２個の磁石が平衡桿に、又２個の磁石が上下動可能
な二又に設けてあり、二又のプロングが平衡桿の揺動方
向と少なくとも実質的に平行に移動可能である装置。 45．上記相手体が磁石から平均的距離を有する装置。 46．上記平均的距離が１〜15mmである装置。 47．上記平均的距離が４mm＋60％〜40％である装置。 48．上記磁石がフェライト磁石である装置。 49．プロングが軸に嵌着してあり、この軸が或る角度だ
け任意に揺動可能であり、この角度が降下揺動運動より
大きく、だがこの運動がプローブを測定物品に載置する
のに必要な力を決して分離することができないようにな
っている装置。 50．軸が手動操作可能な操作レバーと結合してあり、少
なくとも腕56の降下方向でプロングが力の分離を超えて
移動するのを妨げる第１止めが設けてある装置。 51．腕56の最大揚起を決定する第２止めが設けてある装
置。 52．軸が平衡桿の下方に嵌着してある装置。 53．降下装置が腕56に作用する装置。 54．運動減衰部材が空気式減衰部材である装置。 55．運動減衰部材がピストン／シリンダ／空気式減衰部
材である装置。 56．運動減衰部材がエアポット・コーポレーション(Air
pot Corp.)社（ノーウォーク、コネティカット州）のエ
アポット型である装置。 57．運動減衰部材がエアポット56型である装置。 58．運動減衰部材が腕57に作用する装置。 59．腕57にカウンタウェイトが固着してある装置。

【００２３】

【発明の効果】本発明の１原型では0.1 μｍの繰返し精
密度を達成することに成功した。操作者は単にチューブ
又は類似物体の被測定壁範囲を保護装置と支持装置との
間に挿入し、降下装置を機械的に又は手動で操作し、プ
ローブが定位置に達したなら測定物品を取り出す必要が
あるだけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】カバーが装着されている状態での本発明による
装置全体の斜視図である。

【図２】カバーを取り除いた状態での上記装置の左側部
分の拡大図である。

【図３】上記装置の左側部分を縮尺１：１で示す平面図
である。

【図４】（Ａ）は図３の矢印４に従って右上から見た斜
視図である。（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ線に沿った断面図
である。

【図５】図３の右側部分を図３の矢印５方向に見た斜視
図である。

【図６】図４の中央部分を拡大した平面図である。

【図７】図１の矢印７方向に見た切欠き断面図である。

【図８】ベースと支持装置とを一緒に示した図７の８−
８線に沿った断面図である。

【図９】図３の左側部分で使用される運動減衰部材の切
欠き横断面図である。

【符号の説明】

11 ベース 16,17 支持装置 21 測定対象物 22 空隙 23 プローブ 26 取付装置 31 保護装置 43,44 平衡桿用軸受 52 平衡桿 56 腕 79 小孔 83,84,87,98,99,111,117,118,122,123 降下装置 124 運動減衰部材

Claims (65)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース(11)と、 ベース(11)に結合された取付装置(26)と、 取付装置(26)に担持されて内部に保護空間を有する縦長
   の保護装置(31)と、 保護装置(31)に具備された小穴(79)と、 ベース(11)上に設けられて測定対象物(21)をベース(11)
   から空隙(22)を隔てた位置で支持する支持装置(16,17)
   と、 保護装置(31)の保護空間内を延びる少なくとも１本の腕
   (56)を有する平衡桿(52)と、 平衡桿(52)の腕(56)に担持されかつ上記小穴(79)に対向
   配備されたプローブ(23)と、 プローブ(23)に至る電気導線と、 上記腕(56)を上下揺動可能に支承する平衡桿用軸受(43,
   44) と、 平衡桿(52)の腕(56)を降下させて上記プローブ(23)を上
   記小穴(79)から下方に突出させるための降下装置(83,8
   4,87,98,99,111,117,118,122,123)と、 平衡桿(52)の腕(56)の降下を緩慢にするための運動減衰
   部材(124) と、 を備えることを特徴とする薄膜の厚さを測定する装置。
2. 【請求項２】 ベースが少なくとも微量の鉄を含有した
   金属からなることを特徴とする請求項１記載のことを特
   徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
3. 【請求項３】 ベースが軽金属合金製であることを特徴
   とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
4. 【請求項４】 ベースが押出し金属管であり、その上面
   に縦長の矩形面を有することを特徴とする請求項１記載
   の薄膜の厚さを測定する装置。
5. 【請求項５】 金属管が矩形管であることを特徴とする
   請求項４記載の薄膜の厚さを測定する装置。
6. 【請求項６】 取付装置が少なくとも部分的に剛性壁で
   あり、これがベースと剛的に結合してあることを特徴と
   する請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
7. 【請求項７】 保護装置が長い区間にわたって取付装置
   内で遊隙なしに把持してあることを特徴とする請求項１
   記載の薄膜の厚さを測定する装置。
8. 【請求項８】 保護装置が分解可能に取付装置内で把持
   してあることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを
   測定する装置。
9. 【請求項９】 壁が保護装置を把持し、壁が少なくとも
   部分的に把持長と同じ厚さであることを特徴とする請求
   項６記載の薄膜の厚さを測定する装置。
10. 【請求項１０】 保護装置が着脱可能に取付装置内で保
    持してあることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さ
    を測定する装置。
11. 【請求項１１】 保護装置がプローブ方向に取付装置か
    ら引出し可能であることを特徴とする請求項１記載の薄
    膜の厚さを測定する装置。
12. 【請求項１２】 取付装置がスリット(39)を有し、これ
    を腕(56)が、少なくとも保護装置を取り外すと通過可能
    であることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
13. 【請求項１３】 保護装置が中空形材であることを特徴
    とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
14. 【請求項１４】 中空形材が条溝であることを特徴とす
    る請求項１３記載の薄膜の厚さを測定する装置。
15. 【請求項１５】 中空形材が管であることを特徴とする
    請求項１３記載の薄膜の厚さを測定する装置。
16. 【請求項１６】 中空形材が丸管であることを特徴とす
    る請求項１３記載の薄膜の厚さを測定する装置。
17. 【請求項１７】 中空形材が円形管であることを特徴と
    する請求項１６記載の薄膜の厚さを測定する装置。
18. 【請求項１８】 保護装置が腕(56)の末端から張り出し
    ていることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
19. 【請求項１９】 保護装置が小穴を有し、この小穴を腕
    (56)が少なくとも部分的に横切ることができることを特
    徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
20. 【請求項２０】 プローブの通過する小穴が単に１個設
    けてあることを特徴とする請求項１又は１９記載の薄膜
    の厚さを測定する装置。
21. 【請求項２１】 保護装置が少なくとも殆ど非鉄金属製
    であることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
22. 【請求項２２】 保護装置が少なくとも殆ど黄銅製であ
    ることを特徴とする請求項２１記載の薄膜の厚さを測定
    する装置。
23. 【請求項２３】 保護装置が少なくとも殆ど軽金属製で
    あることを特徴とする請求項２１記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
24. 【請求項２４】 保護装置がプローブの範囲では少なく
    とも殆ど非電気伝導材料からなり、その箇所がプローブ
    通過用凹部であることを特徴とする請求項１記載の薄膜
    の厚さを測定する装置。
25. 【請求項２５】 保護装置の材料が合成樹脂であること
    を特徴とする請求項２４記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
26. 【請求項２６】 保護装置の端部が少なくとも部分的に
    コントラスト色を担持していることを特徴とする請求項
    １記載の薄膜の厚さを測定する装置。
27. 【請求項２７】 腕(56)が腕(57)より長いことを特徴と
    する請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
28. 【請求項２８】 腕(56,57) が一体であることを特徴と
    する請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
29. 【請求項２９】 少なくとも腕(56)が少なくとも部分的
    に中空であり、プローブ用電気導線を担持していること
    を特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
30. 【請求項３０】 少なくとも腕(56)が小管であることを
    特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
31. 【請求項３１】 少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど非
    電気伝導材料製であることを特徴とする請求項１記載の
    薄膜の厚さを測定する装置。
32. 【請求項３２】 少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど黄
    銅製であることを特徴とする請求項３１記載の薄膜の厚
    さを測定する装置。
33. 【請求項３３】 少なくとも腕(56)が少なくとも殆ど軽
    金属製であることを特徴とする請求項３１記載の薄膜の
    厚さを測定する装置。
34. 【請求項３４】 腕(56)が10cmより長いことを特徴とす
    る請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
35. 【請求項３５】 腕(56)が長さ25cm±10cmであることを
    特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
36. 【請求項３６】 電気導線が平衡桿用軸受の範囲で平衡
    桿に通じていることを特徴とする請求項１記載の薄膜の
    厚さを測定する装置。
37. 【請求項３７】 平衡桿用軸受が平衡桿と剛的に結合し
    てあることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
38. 【請求項３８】 平衡桿用軸受が平衡桿に垂直な２つの
    支承箇所を有し、この箇所がベースの幅に応じて互いに
    離間していることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚
    さを測定する装置。
39. 【請求項３９】 平衡桿用軸受が平衡桿を締付ける少な
    くとも２個の締付殻を有することを特徴とする請求項１
    記載の薄膜の厚さを測定する装置。
40. 【請求項４０】 平衡桿用軸受の中央で小管に孔が設け
    てあり、この孔を通して電気導線が小管内に引き入れて
    あることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定
    する装置。
41. 【請求項４１】 降下装置が５°〜0.5 °（度）の範囲
    内で降下することを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚
    さを測定する装置。
42. 【請求項４２】 降下装置が１°、＋２°、−0.5 °の
    範囲内で降下することを特徴とする請求項４１記載の薄
    膜の厚さを測定する装置。
43. 【請求項４３】 降下装置が平衡桿に作用する動力発生
    装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の薄膜
    の厚さを測定する装置。
44. 【請求項４４】 動力発生装置が磁力を利用することを
    特徴とする請求項４３記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
45. 【請求項４５】 磁力が永久磁石の力であることを特徴
    とする請求項４４記載の薄膜の厚さを測定する装置。
46. 【請求項４６】 磁力が永久磁石の磁気重力であること
    を特徴とする請求項４５記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
47. 【請求項４７】 動力発生装置が平衡桿を基準に少なく
    とも実質的に対称に平衡桿に作用することを特徴とする
    請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
48. 【請求項４８】 少なくとも第１磁石と相手体が磁石の
    引力範囲内で実質的に平衡桿の揺動運動と平行に相対移
    動可能であり、それらのうち一方が平衡桿に固着してあ
    ることを特徴とする請求項４６記載の薄膜の厚さを測定
    する装置。
49. 【請求項４９】 相手体も引力方向に極性化した第２磁
    石であることを特徴とする請求項４８記載の薄膜の厚さ
    を測定する装置。
50. 【請求項５０】 ２個の磁石が平衡桿に、又２個の磁石
    が上下動可能な二又に設けてあり、二又のプロングが平
    衡桿の揺動方向と少なくとも実質的に平行に移動可能で
    あることを特徴とする請求項４８記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
51. 【請求項５１】 相手体が磁石から平均的距離を有する
    ことを特徴とする請求項４８記載の薄膜の厚さを測定す
    る装置。
52. 【請求項５２】 上記平均的距離が１〜15mmであること
    を特徴とする請求項５１記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
53. 【請求項５３】 上記平均的距離が４mm＋60％〜40％で
    あることを特徴とする請求項５２記載の薄膜の厚さを測
    定する装置。
54. 【請求項５４】 磁石がフェライト磁石であることを特
    徴とする先行請求項のいずれか１項又は複数項記載の薄
    膜の厚さを測定する装置。
55. 【請求項５５】 プロングが軸に嵌着してあり、この軸
    が或る角度だけ任意に揺動可能であり、この角度が降下
    揺動運動より大きく、だがこの運動がプローブを測定物
    品に載置するのに必要な力を決して分離することができ
    ないようになっていることを特徴とする請求項５０記載
    の薄膜の厚さを測定する装置。
56. 【請求項５６】 軸が手動操作可能な操作レバーと結合
    してあり、少なくとも腕(56)の降下方向でプロングが力
    の分離を超えて移動するのを妨げる第１止めが設けてあ
    ることを特徴とする請求項５５記載の薄膜の厚さを測定
    する装置。
57. 【請求項５７】 腕(56)の最大揚起を決定する第２止め
    が設けてあることを特徴とする請求項５５記載の薄膜の
    厚さを測定する装置。
58. 【請求項５８】 軸が平衡桿の下方に嵌着してあること
    を特徴とする請求項５５記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
59. 【請求項５９】 降下装置が腕(56)に作用することを特
    徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
60. 【請求項６０】 運動減衰部材が空気式減衰部材である
    ことを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する
    装置。
61. 【請求項６１】 運動減衰部材がピストン／シリンダ／
    空気式減衰部材であることを特徴とする請求項６０記載
    の薄膜の厚さを測定する装置。
62. 【請求項６２】 運動減衰部材がエアポット・コーポレ
    ーション(Airpot Corp.)社（ノーウォーク、コネティカ
    ット州）のエアポット型であることを特徴とする請求項
    ６１記載の薄膜の厚さを測定する装置。
63. 【請求項６３】 運動減衰部材がエアポット56型である
    ことを特徴とする請求項６２記載の薄膜の厚さを測定す
    る装置。
64. 【請求項６４】 運動減衰部材が腕(57)に作用すること
    を特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定する装
    置。
65. 【請求項６５】 腕(57)にカウンタウェイトが固着して
    あることを特徴とする請求項１記載の薄膜の厚さを測定
    する装置。