JP4379257B2 - 試料傾け補助具 - Google Patents

Description

本発明は、検査試料を任意の角度に傾斜させるための試料傾け補助具に関する。

試料の、特には物理的な計測において、例えば、試料の面の粗さを計測する場合において、計測面に対して粗さ計を計測面に垂直な方向から当てて計測する。従って、例えば試料が直方体ではない多面体である場合、試料の接地面と計測面とは平行でないため、試料を傾けるための試料傾け補助具が使用される。この様な試料傾け補助具の従来例として、図５に示される補助具５０がある。

図５に示される従来の試料傾け補助具５０は、粗さ計で使用するものとして、台となるベース２と、試料１０を載せるためのものであって且つベース２に回転自由に支持された回転体３と、ベースに取付けられていて垂直方向に移動して回転体３を上下動させるための移動体５１とを具備する。移動体５１は、ベース２にねじ結合し、回転することによって垂直方向（即ち、その軸方向）に移動可能であり、その移動によって回転体３のベース２との接合部である軸（シャフト）７の周りで回転体３を回転させるので、試料傾け補助具５０は回転体３の傾きを自在に変えることが出来る。

この様な従来の試料傾け補助具は、微小な傾斜角度調整には良いが、大きく傾斜角度を変更するには、移動体が長くなり、大きく傾斜角度を変えるのに時間がかかるという問題があった。また、早く大きく移動させるため、ねじピッチを大きくすると任意の位置で停止させるのに固定具が必要になるという問題がある。

また、傾きを自在に変化可能な装置として既知なものがある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
特開平第８−３３７３７号 実開平第６−８６５７３号

本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、簡単に大きく傾斜角度を変更できる試料傾け補助具を提供することを目的とする。
本発明のその他の目的は、回転体の転倒を確実に防止できる試料傾け補助具を提供することを目的としている。

本発明の請求項１の形態では、上述した目的を達成するために、試料の計装時等において、試料を傾けるための試料傾け補助具は、台となるベースと、前記ベースに回転可能に支持された回転体と、前記ベースに移動可能に支持された可動体と、前記可動体を一軸方向に移動させる駆動体とを具備する。前記可動体が移動することにより、前記回転体の前記ベースに対する傾きは変化する。前記可動体の移動方向を前記ベースの表面に平行にしたことを特徴とする。少なくとも回転体と可動体とは磁性材料により形成されており、可動体に磁石を取付ける。

この様に構成することにより、即ち、特に、ベースと回転体間に可動体を設け、可動体の移動方向をベースの表面に平行にしたことにより、回転体の自重がねじ面に直接作用せず、ねじの回転を防止できるようになり、固定具が無しで、駆動体のねじピッチを大きくして容易に大きな傾斜角度の変更ができるようにしても、任意の位置に固定できるようになる。従って、簡単に大きく傾斜角度を変更でき、しかも回転体の転倒を防止できる。可動体に磁石を取付けたことにより、ベース、可動体、回転体で磁気回路を形成し、可動体が回転体を吸引するようにして回転体と可動体との結合力はより大きくなり、回転体上に重心の高い試料を置いても転倒を防止できるようになる。

本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態において、前記回転体は前記可動体に接触して、それにより支持されることを特徴とする。

本形態によれば、回転体が一方をベースにより支持され、他方を可動体により支持されるので、可動体の移動により、試料を載せた回転体の傾きが確実の変化可能である。

本発明の請求項３の形態では、上記請求項１又は２の形態において、前記可動体と前記回転体との接触部を略半円筒形にしたことを特徴とする。

本形態によれば、磁気吸引力を確保しながら、可動体の滑らかな移動と回転体の傾斜角度変更が可能になる。従って、より簡単に大きく傾斜角度を変更できると共に、回転体の転倒を防止できる。

以下、図面に基づいて本発明の試料傾け補助具の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１から図３は、本発明に係る試料傾け補助具の第１の実施の形態の図解的説明図であり、図１は本発明の第１の実施の形態の試料傾け補助具の構成と作動を示す図式的側断面図であり、図２は図１の可動体をＡ方向から見た立体図である。また、図３は本発明の試料傾け補助具の原理の説明図である。図面、図１から３を参照すると、図５に開示される従来例の要素部分と同じ又は同様である図１から３の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。

まず図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態の試料傾け補助具１が示されており、試料傾け補助具１には試料１０が設置されて、粗さ計１２により計測されている状態が示される。本実施の形態の試料傾け補助具１は、ベース（台）となるベース２と、ベース２に回転可能に支持された回転体３と、ベース２に移動可能に支持された可動体４と、可動体４を一軸方向に移動させる駆動体５と、可動体４に取付けた磁石６とを具備する。試料傾け補助具１は、ベース２が机等に設置されて使用されるが、ベース２上に各構成部が載る構成となっている。回転体３は、試料１０を載せるためのものであって、図１において試料１０は側断面が五角形の形状を有するものとして示される。試料１０の回転体３への設置面と粗さ計測面Ｂは平行ではないので、回転体３をベース２に対して軸（シャフト）７の周りで回転させて傾ける必要がある。駆動体５は、ねじ切られた第１のシャフト２１と、円柱状の２本の第２と第３のシャフト２２，２３とを、図２に示すように具備しており、これらの３本のシャフト２１，２２，２３は、ベース２に平行に設置され、その両端をベース２に支持される。第１のシャフト２１が中央で、第２と第３のシャフト２２，２３は、その両側に設置される。駆動体５は第１のシャフト２１に接続されたハンドル２４を更に具備しており、ハンドル２４は図１に示されるように、第１のシャフト２１がベース２の右端部を貫通したその端部に取り付けられる。ハンドル２４を回転させて第１のシャフト２１を回転することが出来る。従って、第１のシャフト２１は回転可能にベース２に両端を支持される。

第１のシャフト２１は、可動体４を貫通するようにそれに嵌合しており、可動体４のその貫通孔もまたナット状にねじ切られているので、ハンドル２４による第１のシャフト２１の回転により、可動体４は、第１と第２と第３のシャフト２１，２２，２３に沿ってベース２に平行に左右に移動する。ここで第２と第３のシャフト２２，２３も可動体を貫通する。本実施の形態において、可動体４はＴ字を逆転した側断面形状を有しており、図２に示されるように、回転体３に面するその頂部側部Ｃには５つの磁石６が実質的に等間隔で配置される。可動体４の頂部は実質的に半円筒形である。

回転体３は、図１に示されるようにＬ字型であり、そのＬ字の交差部において軸７を介してベース２に連結しており、軸７を中心に回転可能である。回転体３は一方の端部で軸７を介してベース２により支持され、他方でその下面を可動体４の頂部により支持される。従って、可動体４の左右方向の移動により、回転体３のベース２に対する傾きを自在に変えることが出来る。

磁石６は、回転体３と可動体４の連結の結合力を強くする機能を有する。このため、試料傾け補助具１の各構成要素は、鋼等の磁性材料により形成される。本実施の形態において、好適にはベース２は機械構造用炭素鋼、回転体３及び第１のシャフト２１は合金工具鋼（ＪＩＳ−ＳＫＤ）、可動体４は機械構造用炭素鋼により形成されている。これにより、磁気回路（磁力線）が、磁石６から回転体３、ベース２、第１のシャフト２１、可動体４の経路で形成されて、磁石６により吸引力が回転体３に作用する。磁石６は図２に示されるように、回転体３に面する可動体４の頂部側部Ｃに配置され、頂部側部Ｃの傾斜角度は垂直方向に対して実質的に４５度であることが好ましい。ただしベース２はアルミ等の非磁性体であっても良い。

磁石６の機能について、図３を参照して更に説明する。回転体３と可動体４を連結する上で、磁力を最大限に発揮するには回転体３の面に磁力が垂直に向いていることが必要である。しかし、回転体３の角度が任意に変わる。そこで、どの状態でも吸着できるように、可動体４の半円筒面に磁力が作用する位置となっている。さらに、回転体３の角度が４５度の時に試料１０の重心位置が回転体３の支点の外側にはみ出し、転倒しやすくなるため、回転体３の角度が約４５°の時に磁力が最大になるよう磁石の向きを約４５°に傾けて取り付けることが好ましい。

上記構成にて本発明の作動を説明する。
まず、回転体３の上に計測する試料１０を置き、回転体３に固定する。次に、試料１０の計測される計測面Ｂが略水平になるように駆動体５を作動させて、可動体４を移動させる。ベース２に保持された可動体４が移動すると、回転体３は軸７を回転中心軸として回転し、その傾斜角が変化し、回転体３の上に固定された試料１０も傾いて計測面Ｂが略水平になる。回転体３の下へ回転しようとする力（自重）は可動体４を介してベース２で支持されるので、駆動体５においては傾斜角に対応した一部の力しか作用しないため可動体４に作用する摩擦力で回転体３の回転を止めることができ、固定具を必要としない。

また、可動体４に設けた磁石６と、可動体４と回転体３とベース２は常に接触し、既に説明したように磁気回路を形成しているので、可動体４と回転体３を引き離す力に対して強力に反作用し、回転体３が転倒するのを防止できるようになる。４５度の傾斜角度まで対応できれば、それ以上の傾斜角度が必要な場合には、試料の設置面を変えることで対処出来るので、一般的に４５度以上の傾斜角が必要なケースは少ない。

図４を参照すると、第２の実施の形態の試料傾け補助具の可動体４ｂの構成が示されている。図４は、図２に対応する可動体４ｂ付近の立体図である。本実施の形態の可動体４ｂでは磁石６ｂが２つ配置される。磁石６ｂの位置は回転体３に対面する可動体４ｂの頂部側部Ｃであって、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態の上記以外の構成及び作動については第１の実施の形態と同様であるので、重複を避けて省略する。
このように本発明において磁石の数・形状・配置等については、回転体及び試料の重量を支えられる磁力を発揮可能に選定すればよい。

次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。本発明の第１の実施の形態の試料傾け補助具により以下の効果が期待できる。
・上記手段を採用したことにより、即ち、特に、ベースと回転体間に可動体を設け、可動体の移動方向をベースの表面に平行にしたことにより、回転体の自重がねじ面に直接作用せず、その自重によるねじの回転を防止できるようになり、固定具が無しで、駆動体のねじピッチを大きくして容易に大きな傾斜角度の変更ができるようにしても、任意の位置に固定できるようになる。
・また、可動体に磁石を取付けたことにより、ベース、可動体、回転体で磁気回路を形成し、可動体が回転体を吸引して回転体上に重心の高い試料を置いても転倒を防止できるようになる。
・また、可動体と回転体との接触部を略半円筒形にしたことにより、磁気吸引力を確保しながら、可動体の滑らかな移動と回転体の傾斜角度変更が可能になる。
・上記作用が功奏し、即ち、ベースと回転体間に可動体を設け、可動体の移動方向をベースの表面に平行にしたこと、可動体に磁石を取付けたこと、可動体と回転体との接触部を略半円筒形にしたことにより、簡単に大きく傾斜角度を変更でき、しかも回転体の転倒を防止できる試料傾け補助具を提供できる。

本発明の第２の実施の形態の試料傾け補助具に関しても、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果が期待できる。

上記の説明において、駆動体と可動体との組み合わせによる直動機構は、回転運動を直線運動に変換するねじ式であったが、例えばラック・ピニオン機構やシリンダ等のその他の直動機構であっても良い。また、手動であったが、モータ等の動力機構により駆動されても良い。
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、可動体は２本の第１と第２のシャフトに沿って移動したが、これらのシャフトは２本以外の数であっても良く、あるいはシャフトが無く、可動体４は直接ベース２に接触してベース２上を滑動するように形成されても良い。またこの際、可動体は車輪状の複数の要素を具備して、この要素に支持されて移動しても良い。

また、上記の実施例では試料の粗さ計測において、試料傾け補助具が使用されたが、本発明の試料傾け補助具はこれ以外の種々の用途に使用されても良い。

上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。

図１は、本発明に係る試料傾け補助具の第１の実施の形態の図式的側断面図であり、その構成と作動を説明する。 図２は図１の可動体をＡ方向から見た立体図である。 図３は本発明の実施の形態の試料傾け補助具の原理の説明図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態の可動体をＡ方向から見た立体図であり、図２に対応する図面である。 図５は従来例の試料傾け補助具の図式的側断面図である。

符号の説明

１ 試料傾け補助具
２ ベース
３ 回転体
４ 可動体
５ 駆動体
６ 磁石
７ 軸（シャフト）
１０ 試料
２１ 第１のシャフト
２２ 第２のシャフト
２３ 第３のシャフト
２４ ハンドル
Ｂ 計測面

Claims (3)

1. 試料の計装時等において、試料を傾けるための試料傾け補助具において、この試料傾け補助具は、
   台となるベースと、
   前記ベースに回転可能に支持された回転体と、
   前記ベースに移動可能に支持された可動体と、
   前記可動体を一軸方向に移動させる駆動体と、
   を具備しており、
   前記可動体が移動することにより、前記回転体の前記ベースに対する傾きは変化しており、
   前記可動体の移動方向を前記ベースの表面に平行にしており、
   少なくとも前記回転体と前記可動体とは磁性材料により形成されており、前記可動体に磁石を取付ける、ことを特徴とする試料傾け補助具。
2. 前記回転体は前記可動体に接触して、それにより支持されることを特徴とする請求項１に記載の試料傾け補助具。
3. 前記可動体と前記回転体との接触部を略半円筒形にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の試料傾け補助具。

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