JPH01272902A - 曲率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、曲率測定装置に関するものである。

従来の技術 従来、一部分に一定の曲率からなる曲面をする測定サン
プルにあって、その曲面の曲率を測定するには、第３図
および第４図に示す測定方式が知られている。

第３図に示す測定方式は、Ｒゲージを使用するもので、
測定サンプルＳの曲面ＳｌへＲゲージ１０１を合わせ、
互いの曲率の整合性を目視で確認して曲率を知ることが
できるようになっている。

第４図に示す測定方式は、輪郭測定機を使用するもので
、ベース１０２上の測定ステージ１０３に測定サンプル
Ｓを支持させ、この測定サンプルＳの曲面Ｓ１に対し、
測定子１０４を下降させ、測定ステージ１０３を図にお
いて左方へ移動させて曲面Ｓ１め変化を測定部１０５で
検出し、その電気的出力を記録計１０６に記録すること
により１曲面Ｓ１０曲３　ヘーノ 率を知ることができる。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来例のうち、Ｒゲージ１０１による測定
方式では、測定サンプルＳの曲面８１　とＲゲージ１０
１の曲率の整合性を目視で確認するため、曲率誤差が大
きく、高精度に測定することができない。一方、輪郭測
定機による測定方式では、高精度に測定することはでき
るが、高価であるなどの課題があった。

そこで１本発明は、μ上のような従来技術の課題を解決
するもので１、曲率を高精度に測定することができ、ま
た、コストの低下を図ることができるようにした曲率測
定装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 そして、上記課題を解決するための本発明の技術的手段
は、駆動軸と、測定サンプルとの曲率を比較測定するた
めのマスター円板と、このマスター円板上に測定サンプ
ルを保持する保持手段と、上記マスター円板を同一平面
内で直交方向に移動し得るように上記駆動軸に支持させ
、マスター円板および測定サンプルの曲率中心を求める
移動装置と、上記駆動軸を回転させる装置と、上記測定
サンプルの曲率を測定するための測定ヘッドと、この測
定ヘッドを上記マスター円板、若しくは測定サンプルの
曲面に対し接近、離隔する方向およびマスター円板と測
定サンプルの積み重ね方向に移動させるための移動装置
と、上記マスター円板と測定サンプルの回転角を検出す
るための回転角検出手段と、上記測定ヘッドの出力を読
み敗る読み取り手段と、この読み取り手段の出力と、上
記回転角検出手段の出力を記録する記録手段とを備えた
ものである。

作　　　　用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

即ち、測定ヘッドをマスター円板の曲面に接触させ、駆
動軸等を回転させ、測定ヘッドの出力を読み取り手段に
より読み取りながらマスター円板とこのマスター円板上
に保持した測定サンプルを移動装置により同一平面内で
直交方向に移動させ。

５　へ−ツ マスター円板の曲率中心を求め、駆動軸等を回転させる
ことによりこのマスター円板の曲率の軌跡を記録手段に
記録し、測定ヘッドを移動装置により測定サンプルの曲
面に接触させ、上記と同様に駆動軸を回転させ、測定ヘ
ッドの出力を読み取り手段により読み取りながらマスタ
ー円板とこのマスター円板上に保持した測定サンプルを
移動装置により同一平面内で直交方向に移動させ、測定
サンプルの曲率中心を求め、駆動軸等を回転させること
により測定サンプルの曲面の曲率の軌跡を記録手段に記
録する。従って、マスター円板の曲率の軌跡に対する測
定サンプルの曲率を求めることができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図および第２図は本発明の一実施例における曲率測
定装置を示し、第１図は一部破断側面図、第２図は平面
図である。

第１図および第２図に示すように枠状のベース６ヘー／
゛ １の上面板２上にハウジング３がねじ４により固定され
ている。上面板２とハウジング３に駆動軸５が挿通され
、この駆動軸５はハウジング３の上下内側に設けられた
軸受５ａ、５ｂに回転可能に保持されている。駆動軸５
の上方突出端部にはテーブル７がねじ８により固定され
、テーブル７上には同一平面内で直交方向に移動し、後
述するマスター円板１６および測定サンプルＳの曲率中
心を求めるためのＸＹ軸移動装置９が設げられている。

すなわち、固定台１０と、この固定台１０に対しＸ軸方
向に移動可能に支持されたＸ軸テーブル１１と、Ｘ軸テ
ーブル１１に対しＹ軸方向に移動可能に支持されたＹ軸
テーブル１２と、固定台１０、Ｘ軸テーブル１１間に設
けられたＸ軸ステージ移動用のマイクロメータヘッド１
３と、Ｘ軸テーブル１１、Ｙ軸テーブル１２間に設けら
れたＹ軸ステージ移動用のマイクロメータヘッド１４と
が備えられ、固定台１０がテーブル７上にねじ１５によ
り固定されている。Ｙ軸ステージ１３　上には測定す７
　ベース ンプルＳの曲率測定の際の基準となり１曲率が明らかに
なっているマスター円板１６がねじ１７により固定され
ている。マスター円板１６の側面には測定サンプル１を
定位置に保持するための一対のホルダー１８ａと１８ｂ
がねじ１９により固定され、各ホルダー１８３，１８ｂ
の内面形状はマスター円板１６と同じ曲率に形成されて
いる。マスター円板１６上には測定サンプルＳの押さえ
治具２０がねじ２１により固定され、押さえ治具２０に
は押さえ部材２０ａが前進、後退可能に支持され、ばね
（図示省略）により常に前方へ付勢されている。ベース
１の上面板２上には駆動用モータ２２がねじ２３により
固定され、この駆動用モータ２２のモータ軸２４上には
プーリ２５が固定されている。一方、駆動軸５の下方突
出端部上にプーリ２６が固定され。

これらプーリ２５．２６にベルト２７が掛けられている
。ベース１の底板２８上にはホルダー２９がねじ３０１
Ｃより固定され、このホルダー２９にはマスター円板１
６と測定サンプルＳの回転角を検出するするためのポテ
ンショメータ、又はエンコータ等から成る回転角検出器
３１がねじ３２により固定されている。この回転角検出
器３１の回転軸３３はカップリング３４により駆動軸５
に接続されている。

回転テーブル７の側面には遮蔽板３５が固定され。

この遮蔽板３５にマスター円板１６と測定サンプルＳの
測定角度に対応した光の透過部が設けられている。一方
、ベース１の上面板２上には位置検出センサー３６が固
定され、この位置検出センサー３６は投光器と受光器か
ら成り、上記遮蔽板３５の光の透過部の検出によりマス
ター円板１６と測定サンプルＳの回転角を規制すること
ができる。測定サンプルＳの曲率の変化を検出するため
の測定ヘッド３７は支持台３８に支持され、これら支持
台３８および測定ヘッド３７はベース１の上面板２上に
設けられたＸｚ軸移動装置３９におけるＸ軸移動用のマ
イクロメータ４０とＺ軸移動用のマイクロメータヘッド
４１によりマスター円板１６．若しくは測定サンプルＳ
の曲面に対して接近、若しくは離隔させる方向とマスタ
ー円板１６および測定サンプルＳの積み重ね方向に移動
される。測定へ９　ベース ラド３７は例えば、電気マイクロメータの測定ヘッドが
用いられ、この測定ヘッド３７はメータ４２に接続され
ている。メータ４２は１μｍの測定も可能である。

上記回転角検出器３１のＸ成分の出力端子４３はＸＹ座
標記録計４４のＸの入力端子４５へ接続され、メータ４
２のＹ成分の出力端子４６はＸＹ座標記録計４４の入力
端子４７に入力され、回転角検出器３１のＸ成分の出力
とメータ４２のＹ成分の出力が同時に記録され、マスタ
ー円板１６の曲率に対する測定サンプルＳの曲率が測定
される。４８はモータ２２および回転角検出器３１、位
置検出センサー３６０゛成源である。

次に上記実施例の動作について説明する。

まず、ＸＺ軸移動装置３９のＺ軸移動用のマイクロメー
タヘッド４１を回転させて測定ヘッド３７の先端をマス
ター円板１６側に移動させ、その曲面に接触させる。次
に押さえ部材２０ａをばねの弾性に抗して後退させ、測
定サンプルＳをマスター円板１６上に載せ、押さえ部材
２０ａを解放してば１０　′＼−７′ ねの弾性により前進させることにより、測定サンプルＳ
の曲面の両端部をホルダー１８ａ　、　１８ｂに対し押
圧し、固定状態に保持する。次にモータｚ２１ＥＫ動り
、プーリ２５．ベルト２７およびプーリ２６を介して駆
動軸５．テーブル７、ＸＹ軸移動装置９、マスター円板
１６および測定サンプルＳ等を回転させ、マスター円板
１６の外周面に測定ヘッド３７をトレースさせる。ここ
で、測定ヘッド３７に接続されたメータ４２０指針の振
れ具合を見る。この指針の振れ具合により、ＸＹ軸移動
装置９のＸ軸ステージ移動用とＹ軸ステージ移動用のマ
イクロメータヘッド１３と１４を回転させ、ＸＹ軸移動
装置９によりマスター円板１６等をＸ軸。

Ｙ軸方向に微動させ、　これをメータ４２０指針の振れ
がほぼなくなるまで繰り返して調整する。これによりマ
スター円板１６の曲率中心を求めることができる。すな
わち、マスター円板１６０曲率中心を駆動軸５０回転中
心に一致させることができる。そして、モータ２２の駆
動により上記と同様に駆動軸５．ＸＹ軸移動装置９、マ
スター円板１１　ヘージ １６等を回転させ、回転角検出器３１と測定ヘッド３７
の出力によりＸＹ座標記録計４４にマスター円板１６の
外周面の曲率の軌跡を記録する。この軌跡はほとんど直
線に近い状態の一本の線となる。

このとき、ＸＺ軸移動装置３９のＸ軸ステージ移動用の
マイクロメータヘッド４０の回転により測定ヘッド３７
をマスター円板１６の外周面に接近、離隔する方向（図
において左右方向）に移動させ、メータ４２０指針の位
置を中央に移動させることができる。次にＸＺ軸移動装
置３９のＺ軸ステージ移動用のマイクロメータヘッド４
１を回転させて測定ヘッド３７等を上昇させ、この測定
ヘッド３７を測定サンプルＳの曲面Ｓ１に接触させる。

そして上記と同様、モータ２２を駆動し、メータ４２０
指針の振れ具合により、ＸＹ移動装＃９のＸ軸ステージ
移動用とＹ軸ステージ移動用のマイクロメータヘッド１
３と１４を回転させ、ＸＹ軸移動装置９によりマスター
円板１６．測定サンプルＳ等をＸ軸、Ｙ軸方向に微動さ
せ、メータ４２０指針の振れがほぼなくなるまで繰り返
して調整する。これにより測定サンプルＳの曲率中心を
求めることができる。すなわち、測定サンプルＳの曲率
中心を駆動軸５０回転中心に一致させることができる。

その後、モータ２２の駆動により駆動軸５．ＸＹ軸移動
装置９、マスター円板１６、測定サンプルＳ等を回転さ
せ、回転角検出器３１と測定ヘッド３７の出力によりＸ
Ｙ座標記録計４４に測定サンプルＳの曲面Ｓ１の曲率の
軌跡を記録する。したがって、上記マスター円板１６０
曲率の軌跡との差から、測定サンプルＳの曲率を測定す
ることができる０ 発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明によれば測定ヘッ
ドをマスター円板の曲面に接触させ、駆動軸等を回転さ
せ、測定ヘッドの出力を読み取り手段により読み取りな
がらマスター円板とこのマスター円板上に保持した測定
サンプルを移動装置により同一平面内で直交方向に移動
させ、マスター円板の曲率中心を求め、駆動軸等を回転
させることによりこのマスター円板の曲率の軌跡を記録
１３　ヘーノ 手段に記録し、測定ヘッドを移動装置により測定サンプ
ルの曲面に接触させ、マスター円板の場合と同様にして
測定サンプルの曲面の曲率を求め。

その曲率の軌跡を記録手段に記録することにより、マス
ター円板の曲率の軌跡に対する測定サンプルの曲率を求
めることができる。したがって、高精度に曲率を測定す
ることができる。また、構造が簡単であるので、コスト
の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における曲率測
定装置を示し、第１図は一部破断側面図。 第２図は平面図、第３図および第４図は従来の曲率測定
方式を示す説明図である。 １・・・ベース、５・・・駆動軸、９・ＸＹ軸移動装置
。 １３、１４−マイクロメータヘッド、１６・・・マスタ
ー円板、１８ａ、１８ｂ・・・ホルダー、２０ａ・押さ
え部材、２２・・駆動モータ、３１・・・回転角検出器
、　３６・・・位置検出センザー、３７・・・測定ヘッ
ド、　３９・・ＸＺ軸移動装置、４０．４１・・マイク
ロメータヘソ１４　ベー／ ド、４２・メータ、４４・・・ＸＹ座標記録計。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動軸と、測定サンプルとの曲率を比較測定するための
   マスター円板と、このマスター円板上に測定サンプルを
   保持する保持手段と、上記マスター円板を同一平面内で
   直交方向に移動し得るように上記駆動軸に支持させ、マ
   スター円板および測定サンプルの曲率中心を求める移動
   装置と、上記駆動軸を回転させる装置と、上記測定サン
   プルの曲率を測定するための測定ヘッドと、この測定ヘ
   ッドを上記マスター円板、若しくは測定サンプルの曲面
   に対し接近、離隔する方向およびマスター円板と測定サ
   ンプルの積み重ね方向に移動させるための移動装置と、
   上記マスター円板と測定サンプルの回転角を検出するた
   めの回転角検出手段と、上記測定ヘッドの出力を読み取
   る読み取り手段と、この読み取り手段の出力と、上記回
   転角検出手段の出力を記録する記録手段とを備えたこと
   を特徴とする曲率測定装置。