JPH0449884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜利用分野＞ 本発明は、例えば大型の被測定物（ワーク）の
表面とか板状体の表面などの粗さを測定するとき
に、これらのワーク上に載置して測定できるよう
に、いわゆる携帯可能に小型軽量化した表面粗さ
測定機に関するものである。

＜従来技術＞ ワーク表面の微細な凹凸、いわゆる表面粗さを
測定する機器として表面粗さ測定機が提供されて
いる。この種測定機は、ワーク表面のミクロンレ
ベルの凹凸を測定・検出するために非常に高精密
に構成され、その使用環境も制約されているのが
現状である。しかして構成的には、概略、ワーク
を安定載置するテーブルと、該テーブルに立設さ
れたコラムと、該コラムに上下移動可能に取り付
けられた駆動本体部と、該駆動本体部から延設支
持されてワーク表面をトレースする触針からなる
測定子とを備えてなり、これを防振台上に設置す
ると共に、駆動本体内駆動機構及び測定子とは機
外の電源・測定量演算表示機構を備えた外部表示
器と信号ケーブルを介して接続し利用するように
している。

上記のような従来測定機では、ワークに接触す
るのは測定子の触針部のみである為、ワークのう
ねりや真直度等の測定時に触針のトレースする方
向をワークのトレース面と合致させるように該駆
動本体部内に測定子の移動方向を案内する基準ガ
イドを設け、これによりワーク表面の傾斜度合と
トレース方向を合わせるようにもしている。

また、ワークがテーブルに載置できる大きさの
場合は該ワークを直接テーブルに載置して測定し
ているが、大形物等テーブルに直接載置できない
ワークにおいては、該ワークの一部を切り取つて
載置したり、あるいは測定に必要な部分を転写し
て間接的に測定することが利用されている。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ 上記従来の測定機においては、装置の精度上か
らはいわゆる測定室、検査室のように環境が管理
された場所での利用となり、生産ライン現場での
簡便な利用には甚だ不具合なものであつた。これ
は各種の測定値抽出を可能とする機構としている
為、その精度維持とも相まつて機構が複雑化し、
測定機自体の寸法が大きくなつて現場での迅速簡
単な利用に不向きな大きさであることも一因であ
る。

また、測定機のテーブルに載置できない大形ワ
ーク品等の場合は、前述の通り測定の為の準備に
手数を要し、特別の寸法対応治具等も必要とする
など、測定の為の準備・調整等に関し、その実用
性には未だ改良が望まれている点も多々存してい
るものであつた。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の如き従来問題点に鑑みて本発明が提供さ
れたもので、角筒状に形成され、前後端が前面板
の後面板とで閉成されたケーシングと、 ケーシング内に設けられたモータによつてケー
シング内で回転駆動されるねじ軸と、 ねじ軸に螺合しねじ軸が回転されることにより
移動する送りナツトと、 ねじ軸と平行にケーシングに摺動自在に支持さ
れ、送りナツトに後方に向けて固着されたスライ
ド軸と、 ワーク測定面に向けた付勢力を有する第１の板
ばねを介してスライド軸の後端と連結されたコネ
クタ兼取付部と、 ケーシング内に配置されるピツクアツプケース
と、 一端がピツクアツプケースに固着され他端がケ
ーシングの前面板の開口から前方に突出するスキ
ツドと、 ピツクアツプケースに揺動可能に支持されると
共に第２の板ばねを介してワーク測定面に向けて
付勢され、スキツド内を挿通された触針レバー
と、 ピツクアツプケース内に設けられ、触針レバー
の変位を検出するインダクタンス型検出器と、 インダクタンス型検出器と電気的に接続され、
ピツクアツプケースから突設されると共にコネク
タ兼取付部に着脱可能に連結されるコネクタピン
兼取付ロツドと、 触針レバーの先端に固着されスキツドの先端の
開口から露出してワークの測定面に接触する触針
と、 一端がケーシング内のコネクタ兼取付部と接続
され、他端がケーシングの後端面を通つてケーシ
ング外の表示器に接続される外部端子接続用信号
ケーブルと、 ケーシングの前面板及び／又は後面板の両縁に
測定方向と直交する方向に形成された係合溝と、 前面板及び／又は後面板の係合溝にスライド自
在に係合する係合片を両側に有すると共に触針レ
バーの測定高さに合わせてケーシングを所定位置
で係止し、ケーシングに着脱自在な高さ調整部材
と、 から成ることを特徴とする。

＜作用＞ ワークの測定部位に測定機の触針が接触するよ
うに測定機本体底部を該ワークに当接載置せし
め、次いで信号ケーブルで連絡した駆動制御源側
で駆動スイツチをON投入してやれば、該本体内
の駆動機構により触針を連結しているピツクアツ
プがその軸方向に所定距離だけスライドし、この
とき触針がワーク表面をトレースしてその凹凸に
追従した変位動作を行なう。

この変位動作によつて内蔵する変換器が所定の
電気信号を創成し、信号ケーブルを介して連絡さ
れた外部表示部へ出力し、もつて測定粗さを表示
する。

この測定作業時において、ワークの測定機当接
面が平坦部である場合は測定機本体の底部が該ワ
ーク平坦部に当接し、安定した載置状態として、
触針部及び本体がふらつくことなく測定作業を行
なうことができる。また、ワークの測定機当接面
が段差形状である場合は、前記後面板及び必要に
応じて前面板のそれぞれ両側部に形成した係合溝
に所要の高さ調整板を係止させて触針のトレース
面と本体を略同じ高さに調整することで、安定し
た載置姿勢をとることができる。

＜実施例＞ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて
説明する。第１図ないし第４図において、１は測
定機本体Ａのケーシングであり、角柱状に形成し
てその両端部を前面板２、後面板３で閉成してい
る。しかして前面板２側には、後述するケーシン
グ内部の駆動機構と着脱自在に連結され、前面板
２に対し、揺動自在に該板２を遊挿して触針４と
スキツド５からなる測定部がケーシング外部に突
出するピツクアツプ６と、該測定部を保護するノ
ーズピース７を設けている。８は、前記後面板３
側からケーシング外部に延長された信号ケーブル
であり、一端側はケーシング内部の前記ピツクア
ツプ６からの信号ロツド６ａ，６ａ及び駆動機構
のモータ部等に接続され、他端側には、該ピツク
アツプ信号を処理し、所要の粗さデータ等を表示
する演算表示機構と共に測定機本体Ａの前記駆動
モータ等へ電流を供給する電源機構等を備えた表
示器（図示せず）の接続端子（図示せず）に連結
されるコネクタ９を接続している。

また、前記前面板２及び後面板３はその側部と
なる側の寸法をケーシング１の断面側辺長（第３
図上で上下方向の寸法）よりは若干大きくして、
その底辺２ａ，３ａ側がケーシング底面から若干
突出するように配置して該ケーシング端部を閉成
するようにしている。２ｂ，３ｂは前面板２と後
面板３の前記底辺２ａ，３ａの中央部に形成した
Ｖ形切欠きであり、従つて、該底辺は平坦部とＶ
形切欠き部が形成されている。

しかして上記前面板２と後面板３は、その両側
部に上下端にわたつて係合溝２１，３１を形成し
ている。この係合溝は、第２図に示すように測定
材本体Ａを所要時の高さ位置を後述する方法にて
調整する高さ調整板Ｂの係合片１００が係合して
スライドするためのものであり、従つて溝形状は
Ｖ字形あるいはコ字形等に形成している。

第２図は上記高さ調整板Ｂの好適な形状、構造
を示す斜視図であるが、板状を平面コ字形に折曲
し、更にその折曲端辺を折曲して係合片１００を
形成し、板材の中間胴部は図例の如く上端側より
略Ｕ字形に切り欠き口１０１を形成している。し
かして係合片１００は、前述したように測定機本
体Ａの前面板２、後面板３の係合溝２１，３１に
係合するものであり、好ましくは後面板側のみ、
又は後面板側と前面板側に係合させて利用する。
切り欠き口１０１は、図例のように本体Ａの後面
板３側にあつては信号ケーブル８が延びている場
合に、調整板Ｂの上下スライドを阻害しないため
の逃げ開口であり、前面板２側にあつてはピツク
アツプ６の逃げ開口となるものである。１０２
は、調整板Ｂを前面板２、後面板３等に取り付け
た場合の任意位置で固定するための止めネジつま
みである。

第３図にはケーシング１内の構造を示してい
る。

図において、１０は駆動モータであり、減速器
１１及び取り付け誤差等による多少の偏心を吸収
して駆動伝達をするフレキシブルカツプリング１
２を介して同軸的に送りねじ軸１３を接続してい
る。１４は、送りねじ軸１３に螺合してねじ軸方
向に移動可能な送りナツトであり、該ナツトには
該ねじ軸と平行方向に移動するスライド軸１５を
その軸受け１５ａによりケーシング内壁に支持し
て一体的に固定しており、該スライド軸１５の一
端にはジヨイントブロツク１６、板バネ１７を介
して、ピツクアツプ６の非連結時には該スライド
軸１５と略平行で同方向に延長したピツクアツプ
連結ロツド１８を揺動可能に取り付けている。上
記スライド軸１５は、ケーシング底面、具体的に
は前面板２と後面板３の底辺２ａ，３ａ間で形成
する仮想平面と略平行に移動できるように配置し
ている。ピツクアツプ連結ロツド１８は、その先
端側に前述ピツクアツプ６の信号ロツド６ａ，６
ａが着脱自在に嵌入される取り付け孔を形成して
いるものであり、該孔部に前記信号ケーブル８と
信号ロツド６ａ，６ａの接点（図示せず）が設け
られている。

スライド軸１５とピツクアツプ連結ロツド１８
は、上述及び第３図から明らかなように、一体的
形状をＵ字形としているもので、これにより、モ
ータ等も含めた駆動機構部寸法が長くなり、従つ
て本体が長尺化するのを防ぐようにしている。ま
た、前記連結ロツド１８は板バネ１７により揺動
可能であるから、上記Ｕ字形一体形状として一部
材で形成する場合は、その反転曲折部（Ｕ字底
部）等を薄肉部として板バネ機能を持たせ、前記
ロツド１８側が揺動するようにできることは明ら
かである。

ピツクアツプ６は、測定機本体Ａのピツクアツ
プ連結ロツド１８により揺動自在に支持されてい
るものであり、その内部には、ピツクアツプ本体
内壁面に固定されたインダクタンス型変位検出器
６１に対向してフエライト板６２を一端に取り付
けた触針レバー６３がその中間部をピツクアツプ
本体前端部で板バネ６４により支持されて設けら
れており、該レバー６３の先端には下向きの触針
４が取り付けられ、さらに該触針レバー６３及び
触針４を適宜間隔で挿通するスキツド５を該ピツ
クアツプ本体前端部に固定して構成している。し
かして触針４がワークＷへ当接していないときは
スキツド５の先端面より僅かに突出すべく、触針
レバー６３は前記板バネ６４により設定されて該
スキツド（ピツクアツプ本体）に対し揺動可能に
支持されているものである。また、インダクタン
ス型検出器６１はそのコイル線端（図示せず）を
前述の信号ロツド６ａ，６ａに接続しているもの
であり、これにより測定時の触針レバー６３の揺
動、即ちフエライト板６２の揺動変位が前記検出
器６１の電流を変化させ、この変化が最終的にワ
ークの表面粗さ等として表示器に表示されるので
ある。

上記のようなピツクアツプ機構は、モータ１０
の駆動によりその軸方向に進退移動するので、測
定精度あるいは使用操作の便宜性からは駆動方向
の基準となるスライド軸１５と平行移動するのが
好ましい。そのため該ピツクアツプ６はワークＷ
への当接時にスライド軸１５、換言すれば該軸と
平行面を形成する、前面板２と後面板３間の前述
仮想平面の平行になるべく、またスキツド５先端
面が該仮想平面と同様のレベル位置に存するべ
く、駆動機構及びピツクアツプ等の寸法、配置が
設定されている。

ノーズピース７は、前述の通りピツクアツプ６
の特に外部に突出するスキツド等の保護機能を主
として奏するので、後述のような載置測定は取り
外しての利用もできるが、その下面側を平坦にし
て前述の前面板２と後面板３の底辺で形成する仮
想平面と略同レベルに位置させることにより、小
寸法ワーク測定時にノーズピース部分のみをワー
ク表面に当接させて利用できるようにしている。

以上のような構成によりワークＷを表面粗さを
測定する場合、第３図のようにワーク上面が平坦
な板面状の場合には測定機本体Ａを該ワークＷ上
に載置し、図示しない表示器側より駆動信号を与
えれば、モータ１０の作動によりピツクアツプ６
が進退してその触針４がワーク表面をトレース
し、表面粗さを検出する。このトレースは、測定
機本体の底面、即ち前述仮想平面と略平行にピツ
クアツプ６が進退するので、ワークＷ表面に接触
している触針４も略平行に移動し、もつて誤差の
生じにくい粗さ測定ができることになる。この場
合、スキツド５もワークＷ表面をトレースするの
で、該スキツドと関連しながら独立して変位する
触針４の変位量はいわゆる「うねり」成分をスキ
ツド５により除去された成分、即ち表面粗さとし
て得ることになる。

次に、ワーク表面の測定機載置面が、第５図に
示すような段差形状であつて、測定面が段差部の
近傍のため測定機本体をそのままでは安定的に当
接載置することができない面形状である場合は、
原始的には手に把持して感覚により測定機本体を
略水平に保持し、ノーズピース７底部を測定面に
当接させればよいのであるが、このような測定に
あつては測定中に手振れ等により測定値に乱れが
生じ、不正確になりやすいことのほか、測定者の
熟練度合によるところもあり、作業として非効率
的である。

そこで本発明では、測定機本体Ａの前面板２、
後面板３の両側部に別途準備する高さ調整板Ｂが
係合固定できるガイド溝２１，３１を形成してい
るので、該調整板Ｂを、その係合片１００を上記
ガイド溝２１，３１に嵌め込みスライドさせて、
測定機本体Ａがワーク表面の測定面に対し略平行
レベルに位置するように調整して止めネジつまみ
１０２により固定する。これにより測定中は本体
Ａを手で持つことなくワーク面に安定載置するこ
とができる。この場合、第５図に示すように、測
定面にはノーズピース７が当接するので、高さ調
整板Ｂは測定機本体Ａの後面板３側に取り付け、
該本体後部のみを支持するようにしてもよい。

このように高さ調整板Ｂを利用すれば、ワーク
の段差寸法の大小に関係なく、また特別の測定技
術を要さずして最適な測定姿勢を得ることができ
る。

尚、本発明実施例においては、測定機前面板２
及び後面板３の底辺側をケーシング１の底面より
若干突出せしめ、該底辺に平坦部２ａ，３ａのほ
かその中央部にＶ形切り欠き２ｂ，３ｂを形成し
ているので、例えば若干の凹凸面を有する平面部
の測定には上記突出部による本体の二点支持とし
て安定載置することができ、また円柱形状ワーク
の場合はＶ形切り欠きによる跨置で安定的に載置
できることになる。

しかしながら、上記凹凸面の場合は高さ調整板
Ｂを利用することで実用上支障なく測定すること
もできる。即ち、ピツクアツプの触針４はスキツ
ド５と共にピツクアツプ本体に応動し、触針が貫
通露出するスキツド先端面（ワーク当接面）は一
般に弧面を形成している。従つて、本体Ａが僅か
に傾斜していても上記スキツドの弧面と触針の相
対的位置は実用上問題となるほどの誤差を生ぜ
ず、結局前記調整板Ｂとノーズピース７もしくは
本体前後に取り付けた調整板により二点支持とし
て安定載置ができることになる。従つて、上記実
施例のように前面板、後面板を必ずしも突出させ
る必要はない。また、円柱形状のワークの場合
も、ピツクアツプ６を着脱式として交換できるよ
うにしているので、深穴を測定するが如く要領を
利用して長尺のピツクアツプジヨイント部材等を
利用したり、あるいは測定機本体Ａをワークの円
柱軸線に沿わせて平行に当接保持することにより
ワークの円弧方向に位置ずれしたトレースを行な
うことなく測定作業を実施することもできる。こ
の場合、好ましくは測定機本体Ａがワーク上面で
横方向に回転振れを起こさないように適宜なベル
ト手段等で簡易に固定してやれば、実用上支障な
く測定することができる。

以上の通りいずれにしても本発明の所期目的を
達成するために前面板と後面板の上記底辺部構成
は必ずしも要するものではないが、上記の如く構
成することでより簡便に利用できることはいうま
でもない。

＜効果＞ 以上述べてきたように、本発明によれば次のよ
うな種々の効果を奏する、実用性に極めて優れた
載置型の表面粗さ測定機を提供することができ
る。

本願発明は、ケーシングの前面板に係合溝を
形成すると共に後面板に係合溝を形成し、この
係合溝に高さ調整板Ｂの係合片を係合し、ケー
シングの高さ調整を行なうので、段付ワーク等
の測定が可能となる。即ち、通常のワークの測
定の場合には、ケーシングをそのままワーク上
に載置して測定し、段付ワーク等のようにケー
シングをワーク上に載せられない場合には高さ
調整板Ｂを適宜、ケーシングの前面板又は後面
板に取付けて簡単に高さ調整できる。

本願発明は、スキツドを第１の板ばねを介し
て支持し、触針レバーを第２の板ばねを介して
支持しているので、うねり表面形状に対しては
スキツドが第１の板ばねを介して追従移動して
吸収するのでうねり表面のワークでも正確に表
面粗さ測定が出来る。

本願発明は、第２の板ばねを介して触針レバ
ーと揺動支点としているので、揺動支点の軸と
ばねを別個に設けた場合と比較して部品点数が
減少し、ピツクアツプがコンパクトになる効果
がある。

本願発明はスライド軸をガイド軸としてピツ
クアツプケースを移動するので、ねじ棒と送り
ナツトとの間にガタ等があつてもピツクアツプ
の送りには影響されない。

また、ねじ軸と平行に配置したスライド軸を
基準軸とするので、従来の基準面にブロツクを
押し付けて移動させ、これによつてピツクアツ
プ部分を駆動する方式に比べて軽量、小型化す
ることが可能である。

本願発明は送りナツトにスライド軸を後方に
向けて取付け、このスライド軸に第１の板ばね
を介してピツクアツプを支持したので、ねじ軸
とスライド軸を直列に配置する場合に比べ、測
定器の長さを短くすることが出来る。

本願発明は、ピツクアツプ側のコネクタピン
兼取付ロツドをケーシング側のコネクタ兼取付
部に装着するようにしたので、ピツクアツプの
脱着が簡単になると共に装置がコンパクトにな
る。

本願発明は、インダクタンス型検出器を用い
たので、従来の作動変圧器型検出器を用いたピ
ツクアツプと比べ、ピツクアツプがコンパクト
になる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例を示すもので、第１図は表面
粗さ測定機の本体構成部の分解斜視図、第２図は
高さ調整部材の斜視図、第３図は内部構造を示す
測定機の断面図、第４図は第３図の右側面図、第
５図は段差形状ワークの測定例図である。 １：ケーシング、２：前面板、３：後面板、２
ａ，３ａ：底辺、４：触針、５：スキツド、６：
ピツクアツプ、６ａ：信号ロツド、７：ノーズピ
ース、８：信号ケーブル、９：コネクタ、１０：
モータ、１１：減速機、１２：カツプリング、１
３：送りねじ軸、１４：送りナツト、１５：スラ
イド軸、１７：板バネ、１８：ピツクアツプ連結
ロツド、６１：インダクタンス型変位検出器、６
２：フエライト板、６３：触針レバー、６４：板
バネ、１００：係合片、１０１：切り欠き口、１
０２：止めネジつまみ、Ａ：粗さ測定機本体、
Ｂ：高さ調整板、Ｗ：ワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 角筒状に形成され、前後端が前面板と後面板
   とで閉成されたケーシングと、 ケーシング内に設けられたモータによつてケー
   シング内で回転駆動されるねじ軸と、 ねじ軸に螺合しねじ軸が回転されることにより
   移動する送りナツトと、 ねじ軸と平行にケーシングに摺動自在に支持さ
   れ、送りナツトに後方に向けて固着されたスライ
   ド軸と、 ワーク測定面に向けた付勢力を有する第１の板
   ばねを介してスライド軸の後端と連結されたコネ
   クタ兼取付部と、 ケーシング内に配置されるピツクアツプケース
   と、 一端がピツクアツプケースに固着され他端がケ
   ーシングの前面板の開口から前方に突出するスキ
   ツドと、 ピツクアツプケースに揺動可能に支持されると
   共に第２の板ばねを介してワーク測定面に向けて
   付勢され、スキツド内を挿通された触針レバー
   と、 ピツクアツプケース内に設けられ、触針レバー
   の変位を検出するインダクタンス型検出器と、 インダクタンス型検出器と電気的に接続され、
   ピツクアツプケースから突設されると共にコネク
   タ兼取付部に着脱可能に連結されるコネクタピン
   兼取付ロツドと、 触針レバーの先端に固着されスキツドの先端の
   開口から露出してワークの測定面に接触する触針
   と、 一端がケーシング内のコネクタ兼取付部と接続
   され、他端がケーシングの後端面を通つてケーシ
   ング外の表示器に接続される外部端子接続用信号
   ケーブルと、 ケーシングの前面板及び／又は後面板の両縁に
   測定方向と直交する方向に形成された係合溝と、 前面板及び／又は後面板の係合溝にスライド自
   在に係合する係合片を両側に有すると共に触針レ
   バーの測定高さに合わせてケーシングを所定位置
   で係止し、ケーシングに着脱自在な高さ調整部材
   と、 から成る載置型表面粗さ測定機。