JP3124659B2 - 平面度測定装置の較正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高精度の平面度が要
求されるベースプレートなどの平面度を測定する平面度
測定装置の較正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやＤＡＴ（ディジタル・オ
ーディオ・テープレコーダ）などのメカシャーシに使用
されるベースプレートは、軽量化のためアルミニウムや
その合金が使用されていることが多い。また、このよう
なベースプレートには各種の部品が取付けられる基準面
となるため、高精度の平面度が要求される。そこで、ベ
ースプレートの製作時に平面度が測定され、これが規定
値内に入っているかどうかが確認される。

【０００３】ベースプレートなど板材の平面度を測定す
る場合は、例えば基準面となる石定盤の上に３個の支持
部品を置き、その上にベースプレートを載置して適宜な
測定器で石定盤とベースプレートとの距離を複数箇所測
定し、その結果から平面度を算出するのが普通である。
ベースプレートが鉄など剛性の高い材料で形成されてい
る場合は多少の力がかかっても変形しないので、測定器
としてマイクロゲージなど接触式のものを使用すること
ができる。この方が測定結果が直接表示され、磁界や温
度など環境の影響がなく、また、材質に応じて測定器の
出力を補正するようなことも不要だからである。

【０００４】これに対して、アルミニウムやその合金は
鉄に比べて剛性が低く、マイクロゲージなど接触式の測
定器を使用すると、測定器との接触部が変形してしまい
平面度を正確に測定することができなくなる。そのた
め、従来の平面度測定装置には非接触式の測定器、例え
ばベースプレートと測定器の距離に応じて測定器に発生
する渦電流が変化するような渦電流方式の変位センサが
使用される。これは、安価でしかも測定装置を小型化す
ることができる。これに対して、光センサなどを使用し
た場合は、高価でしかも測定装置が大型になるなどの問
題がある。ここでは、渦電流方式の変位センサを使用す
る場合について説明する。

【０００５】渦電流方式の変位センサを測定器として使
用した場合も、上述と同様に測定器を石定盤上に複数個
配置し、３個の支持部上にベースプレートを載置して測
定器との距離を測定し、この結果に基づいて平面度を算
出するようになっている。こうすれば、例えば１個の測
定器を一々移動してベースプレートとの距離を測定する
必要がないから、平面度の測定を迅速に行なうことがで
きる。したがって、多数のベースプレートの平面度を手
間をかけずに測定することが可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に被測定物との距離に応じて内部に発生する渦電流が変
化するような非接触式の測定器は、出力値を定期的に較
正するのが通常である。そのため、従来は予め平面度が
測定されている測定用のプレートをベースプレートの代
わりに配置し、そのときの測定器の出力を規定値に合わ
せるようにした較正方法が用いられている。この場合、
例えば基準面に対して上側に凸になっている測定プレー
トと下側に凸になっている測定プレートの２枚を使用す
ることにより、較正の精度を上げるようにしている。つ
まり、１枚の測定プレートより２枚の測定プレートを使
用したほうが精度が上がるからである。

【０００７】しかし、測定用のプレートは被測定物と同
じアルミニウム又はその合金で製作されているので、環
境の影響を受け易くその保管が面倒であるという問題が
あった。しかも、アルミニウム及びその合金は剛性が低
いので、ベースプレートと同程度の大きさを有する測定
用のプレートを３点支持した場合、中央部の変形が大き
くなり最初の平面度と変わってしまうという問題があ
る。この場合、変形後の平面度を検出することは困難で
ある。

【０００８】一方、上述の平面度測定装置では被測定物
のベースプレートが基準面より上下両方に変形している
場合を想定して、測定器をその測定範囲の半分だけ基準
面から下がった位置に配置しなければならない。ところ
が、渦電流方式の測定器は測定可能な範囲が例えば０．
６ｍｍ程度と非常に狭く、測定器を基準面から０．３ｍ
ｍだけ下側に配置しなければならないが、上述のように
変形した測定用のプレートを用いて基準面から０．３ｍ
ｍ下がった位置に測定器を正確に配置するのは非常に困
難である。場合によっては、基準面から０．３ｍｍより
下に測定器を配置してしまうおそれがあり、この場合は
平面度の測定精度が低下するという問題があった。

【０００９】そこでこの発明は、上述したような課題を
解決したものであって、測定器の出力の較正を正確にし
かも容易に行なうことが可能な平面度測定装置の較正方
法を提案するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、平面度が測定される被測定物の
複数箇所を支持する支持手段と、被測定物の複数の測定
部と基準面との距離を測定する非接触式の測定器を複数
備え、測定器で被測定物の複数の測定部と基準面との距
離を測定することにより平面度を算出するようにした平
面度測定装置の測定器の出力を較正するための較正方法
において、測定子を基準面と平行移動可能に配置し、測
定子と基準面との距離を複数の測定器で測定したときの
出力が同一値となるように較正することを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】図１に示すように平面度測定装置３の周囲にＸ
−Ｙ移動装置１１が配置され、その移動部１８にマイク
ロゲージ１９が取付けられている。マイクロゲージ１９
には、図３に示すように測定子２３が取付けられてい
る。測定子２３は、移動する際に測定面２５が基準面と
平行でしかも所定の平面度を保持できる程度の大きさに
なっている。

【００１２】そして、平面度測定装置３の各測定器３１
の較正をする場合は、図４（Ａ）に示すように測定子２
３の測定面２５を支持部３３の上面、すなわち、基準面
に当接させる。次に、同図（Ｂ）に示すように測定子２
３をそのままの高さで測定器３１上に配置する。そし
て、測定器３１で測定面２５との距離を測定し、その出
力が規定値に合うように測定器３１の出力を較正する。

【００１３】

【実施例】続いて、本発明に係わる平面度測定装置の較
正方法の一実施例について、図面を参照して詳細に説明
する。

【００１４】図１は、本発明を適用した平面度測定装置
の較正装置１の構成を示す。この較正装置１は、例えば
コンピュータやＤＡＴ（ディジタル・オーディオ・テー
プレコーダ）などのメカシャーシに用いられるベースプ
レートのような、高精度の平面度を要求される被測定物
５（図２）の平面度を測定する平面度測定装置３を較正
する場合に用いられる。

【００１５】平面度測定装置３は、被測定物５との距離
を測定するため渦電流方式の測定器３１が取付け板３２
に複数個、本例では１１個取付けられている。この測定
器３１は、例えば測定器３１の本体に螺合された２つの
ナットで取付け板３２を挟持することによって、取付け
板３２に確実に固定される。このとき、全ての測定器３
１の上端面が取付け板３２から同一の高さだけ突出する
ように調整される。

【００１６】取付け板３２は剛性が高い材料で矩形状に
形成され、その周端部の３箇所に棒状の支持部３３が立
設されている。これによって、取付け板３２がバランス
良く保持される。支持部３３は全て同一長さであり、そ
の上部側が適宜な長さだけ取付け板３２より突出してい
る。

【００１７】３個の支持部３３の上端面を通る仮想平面
が基準面となり、上述の測定器３１の上端面は、支持部
３３の上端面から所定の寸法、例えば測定器３１の測定
可能範囲の半分、本例では０．３ｍｍだけ低く配置され
ている。取付け板３２の周端縁には、被測定物５の位置
を決めるための位置決め板３４が３箇所に取付けられて
いる。この平面度測定装置３は、例えば石定盤４などの
基準面上に載置される。

【００１８】この平面度測定装置３で、図２に示すよう
に例えばベースプレートのような被測定物５の平面度を
測定する場合は、被測定物５を位置決め板３４の内面に
沿って降下させ、支持部３３上に載置する。これによっ
て、被測定物５が自動的に位置決めされる。そして、各
測定器３１で被測定物５との距離を測定する。これによ
って、基準面に対する被測定物５の変形量が算出されて
平面度が割り出される。

【００１９】さて、図１において上述の平面度測定装置
３の較正装置１は、Ｘ−Ｙ移動装置１１を有しその移動
部１８に測定子２３が取付けられている。そして、後述
のようにこの測定子２３を各測定器３１上に移動して測
定子２３との距離を測定するようになっている。

【００２０】Ｘ−Ｙ移動装置１１は２個のＸ方向ガイド
レール１３と、２個のＹ方向ガイドレール１４とで構成
され、各ガイドレール１３，１４が平面度測定装置３の
外側を囲むように配置されている。Ｙ方向ガイドレール
１４は、Ｘ方向ガイドレール１３のガイド溝１５に挿入
された移動部１６に取付けられており、これによって、
Ｙ方向ガイドレール１４がＸ軸方向に移動可能になって
いる。

【００２１】また、図３にも示すように、Ｙ方向ガイド
レール１４のガイド溝１７に挿入された移動部１８に
は、ディジタル式のマイクロゲージ１９が取付けられて
いる。したがって、マイクロゲージ１９をＸ軸方向及び
Ｙ軸方向に移動させて、取付け板３２に取付けられた全
ての測定器３１上に測定子２３を配置することが可能で
ある。

【００２２】マイクロゲージ１９は、通常のマイクロゲ
ージと同様に内部に配置された測定ロッド２０が軸方向
に沿って移動可能になっており、測定ロッド２０の移動
距離を表示部２１にディジタルで表示するようになって
いる。また、表示された移動距離はリセット可能になっ
ている。したがって、測定ロッド２０が停止していると
き移動距離をリセットして表示値を０とし、次に測定ロ
ッド２０を移動させるとその移動した距離が表示される
ことになる。なお、マイクロゲージ１９は、取付け角度
を調整できるように移動部１８に回転可能に取付けら
れ、ボルト２２とナット（図示せず）で適宜な角度に固
定できるようになっている。

【００２３】マイクロゲージ１９の測定ロッド２０の下
端には測定子２３が取付けられている。この測定子２３
は、被測定物５と同一の材料、例えばアルミニウム又は
その合金などで矩形状又は円形状に形成されている。ま
た、測定子２３の厚さは被測定物５と略同一になってい
る。測定子２３の上面側にはボス２４が設けられ、これ
を測定ロッド２０の先端に螺入することによって、測定
子２３が取付けられている。

【００２４】測定子２３の下面である測定面２５は所定
の平面度で形成されており、後述のようにこの測定面２
５との距離を測定器３１で測定することによって測定器
３１が較正される。また、測定子２３は測定器３１によ
る測定に必要な大きさであり、本例のような渦電流式測
定器３１の場合、あまり小さな平面であると正確な測定
値が得られない。本例では、測定子２３の横寸法Ｂ＝１
５ｍｍ、縦寸法Ｈ＝１５ｍｍ程度の大きさになってい
る。この大きさは、比較的高精度な所定の平面度を得な
がら、測定子２３を製作するのに適している。また、測
定子２３を移動する際の変形もない。そして、マイクロ
ゲージ１９の取付け角度を調整して、測定面２５を上述
の基準面と平行にしてある。実際には石定盤４の上面と
測定面２５とを平行にすればよい。

【００２５】さて、この較正装置１で平面度測定装置３
の測定器３１を較正する場合は、まず、上述のように測
定子２３の測定面２５が基準面に対して平行になるよう
に測定ロッド２０、すなわち、マイクロゲージ１９を調
整する。そして、図４（Ａ）に示すようにマイクロゲー
ジ１９を支持部３３の上方に配置する。次に、測定子２
３の測定面２５が支持部３３の上端面に当接するまで測
定ロッド２０を押し下げ、その位置で測定ロッド２０を
固定する。これによって、測定子２３の測定面２５が基
準面と一致する。このとき、表示部２１の表示値を０に
リセットすれば、測定ロッド２０が何らかの原因で移動
した場合でも、これを容易に認識することができる。

【００２６】次に、同図（Ｂ）に示すようにマイクロゲ
ージ１９をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動して較正する測
定器３１の上方に配置する。そして、測定器３１で測定
子２３の測定面２５との距離を測定し、そのときの出力
が規定値となるように調整する。同様にして、全ての測
定器３１の出力が規定値となるように調整することによ
って、この平面度測定装置１の較正が終了する。

【００２７】また、平面度測定装置３の組み立て時に各
測定器３１の位置合わせをする場合、較正装置１の測定
子２３の測定面２５を基準面に合わせて測定器３１の上
方に移動し、各測定器３１の出力が例えば０．３ｍｍの
距離に相当する値になるまで各測定器３１の位置を調整
することによって、各測定器３１の位置合わせを容易に
行なうことが可能になる。

【００２８】更に、この較正装置１では、全ての測定器
３１と基準面との距離を同一にすることができるから、
基準面と被測定物５との距離を検出可能なセンサーを任
意の位置に１個だけ取付けると共に、その出力で作動す
るアラームを設け、基準面と被測定物５との距離が所定
値以上になったとき、センサーから信号を出力してアラ
ームが作動するようにしておけば、平面度が規格外の不
良品を即座に検出することが可能になる。

【００２９】なお、上述の実施例では、平面度測定装置
３に渦電流方式の変位センサを用いている場合について
説明したが、これ以外に被測定物の材質によって出力が
異なる変位センサや、被測定物の材質には影響されない
変位センサを使用している平面度測定装置の較正装置に
本発明を適用することが可能である。その際、測定子２
３はその測定器３１の特性に合わせて形状を決定する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、測定子を
基準面と平行移動可能に配置し、測定子と基準面との距
離を複数の測定器で測定したときの出力が同一値となる
ように較正するものである。

【００３１】したがって、この発明によれば、測定器の
較正を正確にしかも迅速に行なうことが可能になると共
に、従来のような測定用プレートの保管が不要になり、
手間を省くことが可能になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる平面度測定装置の較正方法を適
用した較正装置１と平面度測定装置３の構成図である。

【図２】平面度測定装置３の使用状態を説明する図であ
る。

【図３】較正装置１の部分詳細図である。

【図４】較正装置１の使用状態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 較正装置 ３ 平面度測定装置 ４ 石定盤 ５ 被測定物 １１ Ｘ−Ｙ移動装置 １８ 移動部 １９ マイクロゲージ ２０ 測定ロッド ２１ 表示部 ２３ 測定子 ２５ 測定面 ３１ 測定器 ３３ 支持部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面度が測定される被測定物の複数箇所
   を支持する支持手段と、 上記被測定物の複数の測定部と基準面との距離を測定す
   る非接触式の測定器を複数備え、上記測定器で上記被測
   定物の複数の測定部と上記基準面との距離を測定するこ
   とにより平面度を算出するようにした平面度測定装置の
   上記測定器の出力を較正するための較正方法において、 測定子を上記基準面と平行移動可能に配置し、 上記測定子と上記基準面との距離を上記複数の測定器で
   測定したときの出力が同一値となるように較正すること
   を特徴とする平面度測定装置の較正方法。