JP3443050B2 - 姿勢調整装置 - Google Patents
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Description
り、詳しくは、被測定物の表面性状、たとえば被測定物
の表面粗さやうねりまたは形状等を検出する表面性状検
出センサと、この表面性状検出センサを基線方向へ移動
させる駆動手段とを備えた表面性状測定器、あるいは被
測定物の姿勢を調整する姿勢調整装置に関する。
表面粗さを検出する表面性状検出センサと、この表面性
状検出センサを基線方向へ移動させる駆動手段とを備え
た表面性状測定器が知られている。この表面性状測定器
では、表面性状検出センサが移動される基線(駆動手段
の基線という場合もある)と、被測定物表面とが平行で
ないと、表面性状検出センサによる測定データが右上が
りまたは左上がりとなり、表面性状検出センサの測定レ
ンジをオーバしてしまうという問題があった。特に、高
分解能測定の場合には、表面性状検出センサの測定レン
ジがより狭くなるため、被測定物表面と駆動手段の基線
とが平行でないと、測定レンジをオーバしやすい。この
ような問題を解決するために、被測定物表面と駆動手段
の基線とを平行にすべく、被測定物の姿勢を調整する姿
勢変更手段を備えた粗さ測定機が提案されている(実公
平4−19461号公報参照)。
置されかつ被測定物が載置される姿勢変更手段と、前記
基台に立設された支柱と、この支柱に沿って上下方向へ
昇降可能に設けられた粗さ測定器とを備えている。姿勢
変更手段は、基台に立設された支軸と、この支軸を支点
として起伏可能に設けられかつ被測定物が載置される載
物台とから構成されており、載物台を支軸を支点として
起伏させることで被測定物の姿勢が調整される。粗さ測
定器は、被測定物の表面粗さを検出する表面性状検出セ
ンサと、この表面性状検出センサを基線方向へ移動させ
る駆動手段とから構成されている。
ず、被測定物表面の傾斜を求めるために予備測定を行
う。予備測定は、載物台上に被測定物を載せ、この状態
で、被測定物表面に沿って表面性状検出センサを移動さ
せると、このときの被測定物表面の表面軌跡が求められ
る。この表面軌跡の中心線を求めると、その中心線の傾
きから傾斜補正量、つまり、被測定物表面が基線に対し
て平行となる補正量が求まるから、この補正量だけ載物
台を起伏させる。この結果、被測定物表面は、粗さ測定
器の基線と略平行になるので、粗さ測定器の測定レンジ
を越えることなく、高分解能の表面性状測定を行うこと
ができる。
たような姿勢変更手段では、被測定物を載物台に載せて
被測定物の姿勢を調整しているから、載物台よりも小さ
な、あるいは軽量の被測定物の測定にしか利用できない
という問題がある。この問題を解消するために、姿勢変
更手段を大きく、更には剛性を高くすればよいが、姿勢
変更手段が大きくなると、その姿勢変更手段を載置した
基台をも大きくする必要があり、装置全体が大型化し、
コスト面で不経済になるばかりでなく、大きな設置スペ
ースが必要となる。
されることなく、かつ、経済的に構成できる表面性状測
定器の姿勢調整装置を提供することにある。
は、上記目的を達成するため、次の構成を採用する。請求
項1に記載の姿勢調整装置は、被測定物の表面性状を検
出する表面性状検出センサと、この表面性状検出センサ
を基線方向へ移動させる駆動手段とを備えた表面性状測
定器の姿勢を調整する姿勢調整装置であって、前記表面
性状測定器を上下方向摺動可能に保持し前記被測定物上
に載置される本体と、前記被測定物に載置される脚を有
しかつその脚の高さ調整によって前記本体および前記表
面性状測定器の姿勢を調整可能な姿勢調整手段と、前記
表面性状測定器を前記姿勢調整手段にて姿勢調整された
状態で前記本体に対して平行にかつ上下方向へ昇降させ
る高さ調整手段とを備えていることを特徴とするもので
ある。
した本体を姿勢調整手段を介して被測定物に載せ、この
状態で、姿勢調整手段の脚の高さ調整をすることによ
り、表面性状測定器の姿勢を被測定物表面の傾斜に合わ
せて調整できる。つまり、表面性状検出センサの移動方
向(基線方向)を被測定物表面と平行に調整できる。従
って、被測定物の寸法が大きくても、被測定物上に本体
を載置できるスペースがあればよいから、被測定物の大
きさに制限されることなく表面性状測定を行うことがで
きるうえ、一つの姿勢調整装置を被測定物の大小に関わ
らず利用できるので、コスト面についても従来よりも経
済的にできる。また、姿勢調整装置には、表面性状測定
器を前記本体に対して平行にかつ上下方向へ昇降させる
高さ調整手段が設けられているから、表面性状測定器を
傾斜調整した姿勢のまま被測定物表面に対して最適な高
さ位置に位置させることができる。
1に記載の姿勢調整装置において、前記高さ調整手段
は、前記本体に設けられたガイドと、このガイドに対し
て上下方向へ摺動可能に設けられかつ前記表面性状測定
器が固定される摺動部材と、この摺動部材を前記ガイド
に沿って上下方向へ昇降させる昇降機構とを含んで構成
されていることを特徴とするものである。この発明によ
れば、表面性状測定器は、摺動部材を介してガイドに沿
って昇降されるので、表面性状測定器を本体に対して平
行なまま上下方向へ容易にかつ安定して昇降できる。ま
た、高さ調整手段は、簡単な構造であるから製作を容易
にできる。
2に記載の姿勢調整装置において、前記昇降機構は、前
記本体に回転可能かつ軸方向へ変位不能に支持されると
ともに一端が前記摺動部材に螺合されかつ他端が本体か
ら突出されたねじ軸と、このねじ軸の他端に固定される
つまみとを含んで構成されていることを特徴とするもの
である。この発明によれば、つまみを回すとねじ軸がそ
の位置で回転し、ねじ軸に螺合された摺動部材が昇降さ
れる。従って、手動で表面性状測定器を昇降させること
ができるうえ、モータ等を用いた場合よりも簡単な構造
であるから安価にできる。
1ないし請求項3のいずれかに記載の姿勢調整装置にお
いて、前記姿勢調整手段は、前記本体の一端側にかつ前
記基線の両側に高さ調整可能に螺合された第1脚及び第
2脚と、前記本体の他端側にかつ前記基線上に高さ調整
可能に螺合された第3脚とを備えることを特徴とするも
のである。この発明によれば、姿勢調整手段は、本体の
一端側にかつ基線の両側に高さ調整可能に螺合された第
1脚及び第2脚と、本体の他端側にかつ基線上に高さ調
整可能に螺合された第3脚とを備えているから、たとえ
ば、丸棒状の被測定物上にも姿勢調整装置をバランスよ
く載置できる。また、第1及び第2脚に対して第3脚の
高さ調整をすることで、本体(つまり、表面性状測定
器)を基線方向へ傾斜させることができ、第1及び第2
脚の高さ調整をすることで基線に対して直交方向に傾斜
させることができる。さらに、第1及び第2脚の高さ調
整をすることで、径の異なる丸棒状の被測定物にもバラ
ンスよく載置できる。
1ないし請求項4のいずれかに記載の姿勢調整装置にお
いて、前記表面性状測定器に対して取り外し可能に設け
られていることを特徴とするものである。この発明によ
れば、表面性状測定器の姿勢を調整する必要があるとき
だけ、表面性状測定器に姿勢調整装置を取り付ければよ
く、既製の表面性状測定器にも利用できる。
1ないし請求項5のいずれかに記載の姿勢調整装置にお
いて、前記本体の上面には、被測定物が載置可能な平面
部が形成されていることを特徴とするものである。この
発明によれば、被測定物が小さい場合、姿勢調整装置を
載物台として用いることができる。具体的には、本体上
面に形成された平面部上に被測定物を載置し、姿勢調整
手段により、被測定物の姿勢を調整することができる。
なお、このような場合、表面性状測定器はスタンド等に
取り付けられる。
に基づいて説明する。図1には被測定物の表面粗さを測
定する表面性状測定器1を保持した姿勢調整装置2が示
されており、図2には姿勢調整装置2の縦断面図が示さ
れており、図3には姿勢調整装置2の正面図が示されて
いる。表面性状測定器1は、被測定物の表面に接するス
タイラス111の上下方向の変位から被測定物の表面粗
さ等を検出する表面性状検出センサ11と、この表面性
状検出センサ11を基線12A方向へ移動させる駆動手
段12(モータ等)とを備えている。
持する本体20と、この本体20の姿勢を調整する姿勢
調整手段30と、表面性状測定器1を本体20に対して
平行にかつ上下方向へ昇降させる高さ調整手段40とを
備えており、表面性状測定器1に対して取り外し可能に
設けられている。
状測定器1を上部から覆うようにして保持しており、本
体20の前面開口からは、表面性状測定器1のスタイラ
ス111側が突出されている。また、本体20の上面に
は、被測定物が載置可能な平面部50が形成されてい
る。
直方向へ螺合された3本の脚から構成されており、具体
的には、本体20の一端側にかつ基線12Aの両側に高
さ調整可能に螺合された第1脚31及び第2脚32と、
本体20の他端側にかつ基線12A上に高さ調整可能に
螺合された第3脚33とから構成されている。第3脚3
3には、つまみ33Aが設けられており、このつまみ3
3Aを回転させて第3脚33の高さ調整がされると、本
体20が第1及び第2脚31,32を支点に傾斜され、
本体20の姿勢が調整される。つまり、本体20に固定
された表面性状測定器1の姿勢が基線12A方向へ調整
される。なお、本実施形態ではつまみ33Aの一回転で
本体20が0.3度傾くようになっており、つまみに目
盛(図示せず)を形成することで所望の傾斜角を本体2
0に与えることができる。また、第3脚33と同様に、
第1及び第2脚31,32の高さ調整をそれぞれするこ
とで、本体20(つまり、表面性状測定器1)の姿勢を
基線12Aの直交方向へも傾斜調整できる。
たガイド41と、このガイド41に対して上下方向へ摺
動可能に設けられかつ表面性状測定器1が固定される摺
動部材42と、この摺動部材42をガイド41に沿って
上下方向へ昇降させる昇降機構43とを含んで構成され
ている。なお、摺動部材42には、本体20の前面開口
を塞ぐ略L字状のカバー44が設けられており、本体2
0内部への埃等の侵入を防止している。
形成され、この凹条部41Aに対応した凸条部42Aが
摺動部材42に形成され、摺動部材42は、ガイド41
に嵌合された状態で、昇降される。
持されるとともに一端が摺動部材42に螺合されかつ他
端が本体20から突出されたねじ軸431と、このねじ
軸431の他端に固定されたつまみ432とを有してい
る。また、ねじ軸431の雄ねじ部位の上部には、止め
輪431Aが設けられ、この止め輪431Aによりねじ
軸431は、本体20に対して軸方向に変位不能とされ
ている。つまみ432を回すとねじ軸431がその位置
で回転し、ねじ軸431に螺合された摺動部材42が本
体20のガイド41に沿って昇降され、摺動部材42に
固定された表面性状測定器1及びカバー44が一体的に
昇降される。なお、本実施形態ではつまみ432の一回
転で、表面性状測定器1が本体20に対して0.5mm
上昇または下降されるようになっている。
えば、図3に示すように、大きな丸棒状の被測定物W
(実線)の表面粗さを測定する場合、まず、従来と同様
に、被測定物Wの傾斜を求めるために予備測定を行う。
予備測定は、被測定物W上に表面性状測定器1を保持し
た姿勢調整装置2を載せ、この状態で、被測定物Wの表
面に沿って表面性状検出センサ11を移動させると、こ
のときの被測定物Wの表面軌跡が求められる。この表面
軌跡の中心線を求めると、その中心線の傾きから傾斜補
正量、つまり、被測定物Wの表面が基線12Aに対して
平行となる補正量が求まるから、この補正量だけ姿勢調
整手段30の第3脚33の高さ調整をして、本体20及
び表面性状測定器1の姿勢を調整する。
対する被測定物Wの表面の傾きが求まると、表面性状測
定器1の傾きを補正する補正量が表示手段(図示せず)
に表示される。傾きを補正するにあたって、表面性状検
出センサ11のスタイラス111に無理な力がかかるの
を防ぐために、昇降機構43のつまみ432を回して表
面性状測定器1を上昇させ、一旦、スタイラス111を
被測定物Wから離す。次に、表示手段に表示された補正
量から、姿勢調整手段30の第3脚33のつまみ33A
を所定回転方向に所定量だけ回転させ、本体20及び表
面性状測定器1の姿勢を調整する。
32を回して、表面性状測定器1を下降させ、スタイラ
ス111を被測定物Wに接触させる。このとき、表面性
状測定器1の測定レンジを所望のレンジに切り換えると
ともに、スタイラス111の変位が測定レンジのほぼ中
程の位置となるように、高さ調整手段40のつまみ43
2で、表面性状測定器1の高さ位置を微調節する。この
結果、表面性状測定器1の基線12Aと、被測定物Wの
表面とを略平行にすることができるから、表面性状測定
器1の測定レンジを越えることなく、高分解能の表面性
状測定(以下、本測定)を行うことができる。
法が小さい被測定物w(二点鎖線)の表面粗さを測定を
する場合、第1及び第2脚31,32の高さを大きい被
測定物Wのときと同じままで、姿勢調整装置2を被測定
物wに載置すると、表面性状測定器1を被測定物w上に
安定して載置できない場合がある。これを避けるため、
図3の二点鎖線で示すように、第1及び第2脚31,3
2を同量だけ延ばすことで、各脚31,32の高さ調整
をして、表面性状検出センサ11が最適な高さ位置で被
測定物に当接されるようにする。また、このとき、姿勢
調整装置2に設けられた高さ調整手段40を用いて、表
面性状検出センサ11を最適な高さ位置に調整する。こ
のように姿勢調整装置2(すなわち、表面性状測定器
1)を被測定物wに載置したら、上述した被測定物Wの
測定と同様に予備測定及び表面性状測定器の姿勢調整、
本測定を順に行う。
なより小さな被測定物の表面粗さを測定する場合、ま
ず、姿勢調整装置2を表面性状測定器1から取り外し
て、本体20上面に形成された平面部50上に被測定物
を載せる。一方、表面性状測定器1をスタンド等に取り
付ける。まず、予備測定を行って傾斜補正量を求める。
この傾斜補正量に合わせて姿勢調整手段30の第3脚3
3のつまみ33Aを回転させることで、被測定物の姿勢
を調整する。これにより、表面性状測定器1の基線12
Aと、被測定物表面とを略平行にすることができるか
ら、この状態で本測定を行う。つまり、公知の被測定物
の姿勢を調整する姿勢変更手段を備えた粗さ測定機(た
とえば、実公平4−19461号公報に開示された粗さ
測定機)において、被測定物が載置される姿勢変更手段
の代わりに、姿勢調整装置2を用いれば、手動による被
測定物の傾き調整が可能となる。
うな効果がある。すなわち、本実施形態では、表面性状
測定器1を保持した本体20を姿勢調整手段30を介し
て被測定物に載せ、この状態で、姿勢調整手段30の各
脚31,32,33の高さ調整をすることにより、表面
性状測定器1の姿勢を被測定物表面の傾斜に合わせて調
整できる。つまり、表面性状検出センサ11の移動方向
(基線12A方向)を被測定物表面と平行に調整でき
る。従って、被測定物の寸法が大きくても、被測定物上
に本体20を設置できるスペースがあればよいから、被
測定物の大きさに制限されることなく高分解能の表面性
状測定を行うことができるうえ、一つの姿勢調整装置2
を被測定物の大小に関わらず利用できるので、コスト面
についても従来よりも経済的にできる。また、姿勢調整
装置2には、表面性状測定器1を本体20に対して平行
にかつ上下方向へ昇降させる高さ調整手段40が設けら
れているから、表面性状測定器1を傾斜調整した姿勢の
まま被測定物表面に対して最適な高さ位置に位置させる
ことができる。また、これにより、表面性状検出センサ
11の測定レンジの範囲において、表面性状検出センサ
11のスタイラス111の変位を最適位置に位置決めで
きる。
てガイド41に沿って昇降されるので、表面性状測定器
1を本体20に対して平行なまま上下方向へ容易にかつ
安定して昇降できる。また、高さ調整手段40は、簡単
な構造であるから製作を容易にできる。
を回すとねじ軸431がその位置で回転し、ねじ軸43
1に螺合された摺動部材42が昇降される。従って、手
動で表面性状測定器1を昇降させることができるうえ、
モータ等を用いた場合よりも簡単な構造であるから安価
にできる。
かつ基線12Aの両側に高さ調整可能に螺合された第1
脚31及び第2脚32と、本体20の他端側にかつ基線
12A上に高さ調整可能に螺合された第3脚33とを備
えているから、たとえば、丸棒状の被測定物上にも姿勢
調整装置2をバランスよく載置できる。また、第1及び
第2脚31,32に対して第3脚33の高さ調整をする
ことで、本体20(つまり、表面性状測定器1)を基線
12A方向へ傾斜させることができ、第1及び第2脚3
1,32の高さ調整をすることで基線12Aに対して直
交方向に傾斜させることができる。さらに、第1及び第
2脚31,32の高さ調整をすることで、径の異なる丸
棒状の被測定物にもバランスよく載置できる。
して取り外し可能に設けられているので、表面性状測定
器1の姿勢を調整する必要があるときだけ、表面性状測
定器1に姿勢調整装置2を取り付ければよく、既製の表
面性状測定器にも利用できる。
な平面部50が形成されているから、被測定物が小さい
場合には、姿勢調整装置2を載物台として用いること
で、被測定物の姿勢を調整することができ、このような
場合、表面性状測定器1はスタンド等に取り付けられれ
ばよい。
付きのつまみ33Aが設けられているので、表面性状測
定器1に所望の傾斜角を与えることができる。なお、本
実施形態ではつまみ33Aの一回転で、表面性状測定器
1が第1及び第2脚31,32を支点に0.3度傾くよ
うになっているが、他の適宜な角度に設定されていても
よい。また、高さ調整手段40の昇降機構43のつまみ
432に関しても同様である。
バー44が取り付けられ、このカバー44は、摺動部材
42及び表面性状測定器1と一体的に昇降移動するの
で、本体20内部、特に高さ調整手段40に埃等が侵入
するのをより確実に防止できるうえ、外観も良好にでき
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、改良は、本発明に含まれるものである。たとえば、
前記実施形態では、摺動部材42にカバー44が取り付
けられているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、カバーはなくともよい。
3脚33に、目盛付きのつまみ33Aが設けられている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、つまみに
目盛を設けなくともよく、また、つまみ自体設けなくと
もよい。しかし、目盛付きのつまみがない場合、表面性
状測定器の傾きを所望の角度に設定するのが困難となる
ため、目盛付きのつまみを設けることが望ましい。目盛
付きのつまみとする場合の目盛は、つまみの回転角度で
あってもよいが、つまみを回転させることによって補正
される表面性状測定器の角度である方が好ましい。ま
た、この目盛は、つまみの回転角度や表面性状測定器の
補正傾斜角度に限定されるものではなく、要するに、表
示手段に表示される補正量と関連した目盛であればよ
い。
1及び第2脚31,32には、つまみ及び目盛が設けら
れていないが、第1及び第2脚31,32にもつまみ及
び目盛が設けられた方が好ましく、このような場合に
は、第1及び第2脚の高さ調整が容易となる。また、第
1及び第2脚に、それぞれ設けたつまみとは別に、操作
性のよいつまみ、たとえば、一つのつまみを操作するこ
とで第1脚と第2脚とが連動して両者の高さ調整をでき
るつまみを設けてもよい。なお、このような連動構造
は、ねじや歯車等によって構成されればよい。
432には、目盛が形成されていないが、目盛を形成し
た方が望ましく、このような場合には、つまみ432の
操作による表面性状測定器1の高さ調整量の把握が容易
にできる。
面性状測定器1に取り外し可能に設けられているが、本
発明に係る姿勢調整装置はこれに限定されるものではな
く、取り外し不可であってもよい。しかし、取り外し可
能であった方が、被測定物が小さい場合に姿勢調整装置
を載物台として利用でき、姿勢調整装置の利用範囲を拡
大できる。
は3本の脚31,32,33から構成されているが、本
発明に係る姿勢調整手段はこれに限定されるものではな
く、1本、2本または4本以上の脚から構成されていて
もよい。
の昇降機構43は、ねじ軸431とつまみ432とから
構成されているが、本発明に係る昇降機構はこれに限定
されるものではなく、モータ等を用いてもよい。
条部41Aは、いわゆるアリ溝でも良く、このような場
合、摺動部材42に形成された凸条部42Aは、アリ溝
に嵌合可能な形状であればよい。また、摺動部材42と
ガイド41との間に、いわゆるカミソリを挿入し、摺動
面間の隙間を最適に調整可能としてもよい。このような
構造とすれば、摺動部のがたつきを低減できる。
いて、ねじ軸431を摺動部材42に直接螺合している
が、たとえば、摺動部材42にナットを固定し、このナ
ットにねじ軸を螺合させてもよい。このような場合、さ
らに、ナットにスリ割りを形成し、ボルト等でスリ割り
の間隔を調整すれば、ねじ軸とナットとの隙間が調整さ
れ、昇降機構におけるがたつきを低減できるから、操作
感のよい高さ調整手段を構成でき、表面性状測定器のよ
り微小な高さ調整が可能となる。
を摺動部材42に取り付ける構造は種々のものが考えら
れ、たとえば、ボルトで固定したり、蝶ねじを用いた
り、フックを用いて係止する構造等が考えられる。
物の大きさに制限されることなく、かつ、経済的に構成
できる。
全体斜視図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被測定物の表面性状を検出する表面性状
検出センサと、この表面性状検出センサを基線方向へ移
動させる駆動手段とを備えた表面性状測定器の姿勢を調
整する姿勢調整装置であって、 前記表面性状測定器を上下方向摺動可能に保持し前記被
測定物上に載置される本体と、前記被測定物に載置され
る脚を有しかつその脚の高さ調整によって前記本体およ
び前記表面性状測定器の姿勢を調整可能な姿勢調整手段
と、前記表面性状測定器を前記姿勢調整手段にて姿勢調
整された状態で前記本体に対して平行にかつ上下方向へ
昇降させる高さ調整手段とを備えていることを特徴とす
る姿勢調整装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の姿勢調整装置におい
て、前記高さ調整手段は、前記本体に設けられたガイド
と、このガイドに対して上下方向へ摺動可能に設けられ
かつ前記表面性状測定器が固定される摺動部材と、この
摺動部材を前記ガイドに沿って上下方向へ昇降させる昇
降機構とを含んで構成されていることを特徴とする姿勢
調整装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の姿勢調整装置におい
て、前記昇降機構は、前記本体に回転可能かつ軸方向へ
変位不能に支持されるとともに一端が前記摺動部材に螺
合されかつ他端が本体から突出されたねじ軸と、このね
じ軸の他端に固定されるつまみとを含んで構成されてい
ることを特徴とする姿勢調整装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載の姿勢調整装置において、前記姿勢調整手段は、前記
本体の一端側にかつ前記基線の両側に高さ調整可能に螺
合された第1脚及び第2脚と、前記本体の他端側にかつ
前記基線上に高さ調整可能に螺合された第3脚とを備え
ることを特徴とする姿勢調整装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
載の姿勢調整装置において、前記表面性状測定器に対し
て取り外し可能に設けられていることを特徴とする姿勢
調整装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれかに記
載の姿勢調整装置において、前記本体の上面には、被測
定物が載置可能な平面部が形成されていることを特徴と
する姿勢調整装置。
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