JPH08178608A - タッチ信号プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スタイラスが着脱可能であり、構造の小型化低
コスト化を図るとともに信頼性及び精度の向上を図るタ
ッチ信号プローブを提供する。 【構成】可動部材６の第１の収れん部12A,固定部材３の
第２の収れん部16A 及びこれらの収れん部12A,16A を所
定の着座力で付勢する付勢手段17,18 を有し接触子４が
所定の測定力で被測定物と接触する際に第１の収れん部
12A が着座力に抗して第２の収れん部16A から離反し、
かつ、接触子４の接触が解除された際に第１の収れん部
12A が第２の収れん部16A に静止する着座機構７と、第
１の収れん部12A が第２の収れん部16A に静止可能とさ
れる第１姿勢と第１の収れん部12Aが第２の収れん部16A
から外れて可動部材６の固定部材３からの離脱を許容
する第２姿勢とに可動部材６の位置を切り換える位置規
制機構８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タッチ信号プローブに
係り、例えば、三次元測定機等によって被測定物の形状
等を測定する場合に用いられるタッチ信号プローブに関
する。

【０００２】

【背景技術】被測定物の形状、寸法等の測定を行う測定
機としてハイトゲージ（一次元測定機）、三次元測定
機、輪郭測定機等が知られているが、その場合の座標検
出や位置検出を行うために、測定機には被測定物との接
触を検出するタッチ信号プローブが用いられている。タ
ッチ信号プローブの代表的な従来例がヨーロッパ特許公
開EP0501710A1 号公報に記載されている。このタッチ信
号プローブの構造が図１０及び図１１に示されている。

【０００３】全体構成を示す図１０において、従来のタ
ッチ信号プローブは、被測定物の接触を検知するセンサ
機能を備えたセンサモジュール８０と、スタイラスモジ
ュール８１と、これらのセンサモジュール８０とスタイ
ラスモジュール８１とを接続するスタイラス交換部８２
とから構成されている。スタイラスモジュール８１は、
被測定物と接触する接触子８３を先端に有するスタイラ
ス８４と、このスタイラス８４の誤動作による破損防止
及び測定力の過大な増大防止を図る逃げ機構８５とから
構成されている。

【０００４】この逃げ機構８５は、図１１に示される通
り、有底円筒状のケーシング８６と、このケーシング８
６に形成された複数の長孔８６Ａにそれぞれ挿通可能と
された複数の円柱棒８７と、これらの円柱棒８７の基端
が周面に固定され前記スタイラス８４が端面に固定され
た円柱部材８８と、この円柱部材８８とケーシング８６
との間に介装されたばね８９とを備え、スタイラス８４
に過大な接触力がかかった際に、ばね８９の付勢力に抗
してスタイラス８４が移動しスタイラス８５の誤動作に
よる破損防止を図る構成である。

【０００５】図１０に示される通り、スタイラス交換部
８２は、種々のスタイラス、例えば長さが異なるスタイ
ラスを被測定物の形状に応じて選択交換するものであ
り、センサモジュール８０とスタイラスモジュール８１
との位置決めを行う位置決め機構９０と、これらのモジ
ュール８０，８１同士を吸着する永久磁石９１とから構
成されている。位置決め機構９０は、逃げ操作の終了後
の復帰時の位置再現を図るもので、逃げ機構８５のケー
シング８６に形成された３ケ所のＶ溝９２と、センサモ
ジュール８０に設けられ前記３ケ所のＶ溝９２にそれぞ
れ収れんする３個の球９３とから構成されている。永久
磁石９１の磁力は、逃げ機構８５を構成するばね８９の
ばね力（加圧力）より大きく設定されており、所定の測
定力に対しては位置決め機構９０は動作せず、逃げ機構
８５だけが動作することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来例では、逃
げ機構８５は、逃げ操作の終了後の復帰時の位置再現の
ため、長孔８６Ａ及び円柱棒８７の組み合わせから構成
され、この組み合わせはスタイラス交換部８２における
位置決め機構９０のＶ溝９２及び球９３と同様に、両者
の位置を静止位置において一義的に確定するものであ
る。このように、従来例では、同様の機構を有する逃げ
機構８５と位置決め機構９０とがそれぞれ設けられてい
るため、タッチ信号プローブの寸法が大きくなり、か
つ、製造コストが高いものになるという問題点がある。
さらに、逃げ機構８５と位置決め機構９０とは、それぞ
れ相対的に移動可能な機構であり、これらの機構を二重
に設けることは、タッチ信号プローブの信頼性及び精度
の悪化を招くことになるという問題点がある。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、構造の小型化低コスト化を図ると
ともに信頼性及び精度の向上を図るタッチ信号プローブ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、逃
げ機構と位置決め機構とを同一の機構で実現することに
より前記目的を達成しようとするものである。具体的に
は、本発明のタッチ信号プローブは、先端に被測定物と
接触する接触子を有するスタイラスと、このスタイラス
が取り付けられた可動部材と、プローブケースに取り付
けられた固定部材と、前記可動部材に形成された第１の
収れん部、前記固定部材に形成された第２の収れん部及
びこの第２の収れん部に前記第１の収れん部を所定の着
座力で付勢する付勢手段を有し前記接触子が所定の測定
力で前記被測定物と接触する場合に前記第１の収れん部
が前記着座力に抗して前記第２の収れん部から離反し、
かつ、前記接触子の被測定物への接触が解除された場合
に前記第１の収れん部が前記着座力で前記第２の収れん
部に静止する着座機構と、前記第１の収れん部が前記第
２の収れん部に静止可能とされる第１姿勢にあっては前
記可動部材の移動範囲を制約して復帰を確実にし、前記
第１の収れん部が前記第２の収れん部から外れて前記可
動部材の前記固定部材からの離脱を許容する第２姿勢に
あっては前記可動部材の移動範囲を機構的に制約しない
位置に退避可能とする位置規制機構とを備えたことを特
徴とする。

【０００９】ここで、前記位置規制機構は、内周部に第
１の制限板を有する第１リング部材と、この第１リング
部材と同軸上で重ね合わされ内周部に第２の制限板を有
する第２リング部材とを備え、これらの第１リング部材
と第２リング部材とは相対的に回動可能とされ、前記第
１の制限板と前記第２の制限板とから前記第１姿勢とな
る空間と前記第２姿勢となる空間とを形成する構成でも
よく、あるいは、前記可動部材の前記固定部材からの離
脱を規制するガイド板と、このガイド板を前記可動部材
に対して進退させるアクチュエータとを備え、このアク
チュエータは前進時に前記可動部材を前記第１姿勢とし
後退時に前記可動部材を前記第２姿勢とする構成でもよ
い。また、前記可動部材は、前記スタイラスの軸線上に
ある中心部から互いに等間隔に延びて配置される複数の
腕部と、これらの腕部にそれぞれ設けられた球状部とを
備え、前記固定部材にはＶ形溝が形成され、前記球状部
の表面が前記第１の収れん部とされ、前記Ｖ形溝の表面
が前記第２の収れん部とされる構成でもよい。

【００１０】

【作用】測定に先立ち、位置規制機構により可動部材を
第１姿勢の状態にする。この状態で、タッチ信号プロー
ブを移動して測定を行うが、スタイラス先端の接触子が
被測定物に接触すると、その位置が読み取られる。この
場合、接触子が所定の測定力で被測定物に接触すると、
着座機構の第１の収れん部が着座力に抗して第２の収れ
ん部から離反し、スタイラスの誤動作による破損が防止
される。第１の収れん部が着座力に抗して第２の収れん
部から離反しても、位置規制機構により、可動部材が第
１姿勢を保持されているので、第１の収れん部が第２の
収れん部から外れることがない。接触子の被測定物への
接触が解除されると、第１の収れん部が着座力により第
２の収れん部に静止する。

【００１１】スタイラスを交換するため、まず、位置規
制機構により可動部材を第２姿勢の状態する。この状態
では、第１の収れん部が第２の収れん部から外れ可動部
材の固定部材からの離脱が許容されるので、スタイラス
を可動部材ごと固定部材から取り外し、新しいスタイラ
スを可動部材ごと固定部材に取り付ける。さらに、次回
の測定のために、位置規制機構により可動部材を第１姿
勢の状態にしておく。この状態では、第１の収れん部が
着座力により第２の収れん部に静止し、可動部材に設け
られたスタイラスは固定部材に正確に位置決めされる。

【００１２】ここで、位置規制機構を、内周部に第１の
制限板を有する第１リング部材と、この第１リング部材
と同軸上で重ね合わされ内周部に第２の制限板を有する
第２リング部材とを備えて構成すれば、第１リング部材
と第２リング部材とを相対的に回動することにより、こ
れらの制限板の間の空間から前記第１姿勢と前記第２姿
勢とが形成されるから、位置規制機構の構造を簡易なも
のにできる。

【００１３】これに対して、位置規制機構を、可動部材
の固定部材からの離脱を規制するガイド板と、このガイ
ド板を可動部材に対して進退させるアクチュエータとを
備えて構成すれば、アクチュエータを前進させて可動部
材を第１姿勢に保持し、アクチュエータを後退させて可
動部材を第２姿勢に保持できるから、第１姿勢と第２姿
勢との切り換え作業を簡単に行うことができる。

【００１４】また、可動部材を中心部から互いに等間隔
に延びて配置される複数の腕部と、これらの腕部にそれ
ぞれ設けられた球状部とを備えて構成し、固定部材にＶ
形溝を形成し、球状部の表面を第１の収れん部とし、Ｖ
形溝の表面を第２の収れん部とすれば、可動部材に設け
られたスタイラスの固定部材ヘの位置決めを簡単な構造
で確実に実現することができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明に係るタッチ信号プローブの
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に
説明する。ここで、各実施例中、同一構成要素は同一符
号を付して説明を省略又は簡略にする。図１から図６に
は本発明の第１実施例に係るタッチ信号プローブが示さ
れている。図１はタッチ信号プローブの分解斜視図であ
り、図２は一部を切り欠いたタッチ信号プローブの斜視
図である。図１及び図２において、タッチ信号プローブ
は、有底円筒状のプローブケース１と、このプローブケ
ース１の開口端にボルト２で取り付けられた略リング状
の固定部材３と、先端に図示しない被測定物と接触する
接触子４を有するスタイラス５と、このスタイラス５が
取り付けられた可動部材６と、この可動部材６とプロー
ブケース１及び固定部材３との間に設けられた着座機構
７と、可動部材６の位置を切り換える位置規制機構８
（図１では図示せず）とを備えて構成されている。

【００１６】スタイラス５は特開平6-221806号で開示さ
れた超音波共振形タッチセンサである。即ち、スタイラ
ス５は、その軸方向の中心部の支持点に設けられた一対
の係合ピン９により可動部材６に支持された略円柱状の
本体５Ａと、この本体５Ａの一端部に設けられた略球状
の前記接触子４と、本体５Ａの他端部に設けられ接触子
４と同重量のバランサ（図示せず）とを備え、本体５Ａ
の中心部には圧電素子１０が設けられている。この圧電
素子１０は、スタイラス５に振動を付加し、かつ、その
振動変化を検出するもので、加振素子としての加振用電
極と検出素子としての検出用電極とに二分されている。
圧電素子１０には、図示しない駆動用電線、検出用電線
及び共通アース電線が接続されている。

【００１７】プローブケース１には、図示しない三次元
測定機の移動軸に取り付けるための軸１１が固定されて
いる。固定部材３の内周部には複数個（図では３個）の
ブラケット３Ａが互いに等間隔で形成されており、これ
らのブラケット３Ａのプローブケース側には、それぞれ
Ｖ形溝１２を有するブロック１３が固定されている。固
定部材３は、その外周部がプローブケース１の外周部と
同じ大きさであり、かつ、その内周部は可動部材６が挿
通するのに十分な大きさとされている。

【００１８】可動部材６は、スタイラス５を保持する略
円筒状のスタイラスホルダ１４と、このスタイラスホル
ダ１４に取り付けられスタイラス５の軸線上に位置する
中心部から互いに等間隔に延びて配置される複数個（図
では３個）の腕部１５と、これらの腕部１５にそれぞれ
設けられた球状部１６とから構成されている。これらの
球状部１６は、Ｖ形溝１２に対向配置された略半球状で
ある。腕部１５は、プローブケース１の内周半径より短
い長さとされている。

【００１９】球状部１６の表面１６ＡとＶ形溝１２の表
面１２Ａとは、可動部材６に取り付けられたスタイラス
５が固定部材３に対して静止する位置が一義的に決定さ
れる第１の収れん部及び第２の収れん部である。可動部
材６とプローブケース１の内部との間には大小２種類の
コイルばね１７，１８が介装されている（図２に示
す）。このコイルばね１７は、第１及び第２の収れん部
同士の位置の復元性を高めるために用いられるもので、
３個の腕部１５の中心部とプローブケース１の軸心との
間に配置されている。小さなコイルばね１８は、後述す
る固定接点１０と移動接点１９との押圧用であり、それ
ぞれ腕部１５の先端側に１個ずつ、合計３個（図２では
２個のみ示す）配置されている。これらのコイルばね１
８の端部には湾曲板状の固定接点１９がそれぞれ設けら
れており（図２参照）、これらの固定接点１９に対応す
る移動接点２０が各腕部１５に設けられている。これら
の移動接点２０には、前記駆動用電線、検出用電線及び
共通アース電線が接続されている。

【００２０】着座機構７は、球状部１６の表面１６Ａか
ら形成される第１の収れん部と、Ｖ形溝１２の表面１２
Ａから形成される第２の収れん部と、この第２の収れん
部に第１の収れん部を所定の着座力（ばね力）で付勢す
る付勢手段としてのコイルばね１７，１８とを備え、接
触子４が所定の測定力で被測定物と接触する場合に第１
の収れん部が前記着座力に抗して第２の収れん部から離
反し、かつ、接触子４の被測定物への接触が解除された
場合に第１の収れん部が前記着座力で第２の収れん部に
静止するように構成されている。

【００２１】コイルばね１７，１８で付与される着座力
を小さく設定しすぎると、タッチ信号プローブの移動時
の安定性が悪くなり、接触子４が被測定物に接触しない
場合でも接触信号が発生する虞れが強くなる。逆に、着
座力を大きく設定しすぎると、スタイラス５を可動部材
６とともに固定部材３から着脱する時に強い力が必要と
なり、かつ、逃げ動作時の力が大きくなるので、被測定
物に損傷を与える可能性がある。従って、コイルばね１
７，１８では、使用する移動速度条件、測定圧条件等を
加味して適性な着座力（ばね力）が設定される。

【００２２】位置規制機構８の構造を図３ないし図５に
基づいて説明する。図３（Ａ）（Ｂ）には第１の収れん
部と第２の収れん部との位置関係が示されている。図３
（Ａ）に示される通り、球状部１６の中心がＶ形溝１２
の両端より内側に位置する場合には、第１の収れん部で
ある球状部１６の表面１６Ａが第２の収れん部であるＶ
形溝１２の表面１２Ａに静止可能とされるが、図３
（Ｂ）に示される通り、球状部１６の中心がＶ形溝１２
の両端より外側に位置する場合には、球状部１６の表面
１６ＡがＶ形溝１２の表面１２Ａから外れる。

【００２３】そのため、位置規制機構８は、球状部１６
の表面１６ＡがＶ形溝１２の表面１２Ａに静止可能とさ
れる第１姿勢と球状部１６の表面１６ＡがＶ形溝１２の
表面１２Ａから外れて可動部材６の固定部材３からの離
脱を許容する第２姿勢とに可動部材６の位置を切り換え
るもので、図４に示される通り、それぞれプローブケー
ス１と固定部材３との間に介装された第１リング部材２
１及び第２リング部材２２を備えた構造である。

【００２４】第１リング部材２１は、リング本体２１Ａ
と、このリング本体２１Ａの内周部から軸心に向かって
形成された複数個（図４では３個）の第１の制限板２１
Ｂと、リング本体２１Ａの外周面から突出したピン状の
撮み２１Ｃとを有する。３個の第１の制限板２１Ｂは、
頂部が切り欠かかれた略扇状に形成されており、それぞ
れの間隔が等しい。リング本体２１Ａと第１の制限板２
１Ｂとは同一平面内に形成されている。

【００２５】第２リング部材２２は、リング本体２２Ａ
と、このリング本体２２Ａから軸心に向かって形成され
た３個の第１の制限板２２Ｂと、リング本体２２Ａの外
周面から突出したピン状の撮み２２Ｃとを有し、第１リ
ング部材２１と同軸上で重ね合わされる。３個の第１の
制限板２２Ｂは、前記第１の制限板２１Ｂと同じ大きさ
であり、第２リング部材２２の上に第１リング部材２１
を配置した状態では、その上面が第１の制限板２１Ｂの
上面と同一平面内に位置する。

【００２６】これらのリング部材２１，２２は、それぞ
れプローブケース１の内周部分に案内された状態で周方
向に回動可能とされ、第１の制限板２１Ｂと第２の制限
板２２Ｂとから、図５（Ａ）に示される通り、腕部１５
の左右方向の動きが規制されて可動部材６が第１姿勢の
位置となる空間と、図５（Ｂ）に示される通り、可動部
材６が固定部材３から離脱可能とされて第２姿勢の位置
となる空間とが形成される。撮み２１Ｃ，２２Ｃは、第
１及び第２リング部材２１，２２を回動操作するもので
あり、プローブケース１の周方向に沿って形成された長
孔（図示せず）から突出されている。

【００２７】次に、第１実施例の作用を図６に基づいて
説明する。まず、スタイラス５が取り付けられた可動部
材６を固定部材３に装着する。そのため、図６（Ａ）に
示される通り、位置規制機構８の第１リング部材２１と
第２リング部材２２とを相対的に回動し、第１の制限板
２１Ｂと第２の制限板２２Ｂとから第２姿勢となる空間
を形成する。第２姿勢となる状態では、Ｖ形溝１２は第
１及び第２の制限板２１Ｂ，２２Ｂで閉塞される。この
状態で、第１及び第２の制限板２１Ｂ，２２Ｂの間の空
間に可動部材６を挿通する。この可動部材６とプローブ
ケース１の内部との間には大小２種類のコイルばね１
７，１８が介装されているため、これらのばね１７，１
８のばね力に抗して可動部材６をプローブケース１の内
部まで挿入する。

【００２８】可動部材６を第１及び第２の制限板２１
Ｂ，２２Ｂと干渉しない位置までプローブケース１の内
部に退避させ、図６（Ｂ）に示される通り、位置規制機
構８の第１リング部材２１と第２リング部材２２とを相
対的に回動し、第１の制限板２１Ｂと第２の制限板２２
Ｂとから第１姿勢となる空間を形成する。第１姿勢で
は、Ｖ形溝１２の上部は第１及び第２の制限板２１Ｂ，
２２Ｂで閉塞されることがない。その後、図６（Ｃ）に
示される通り、腕部１５がＶ形溝１２と対応する位置す
るまで可動部材６を図中６０度回動させる。コイルばね
１７，１８のばね力により可動部材６は固定部材３側に
付勢され、腕部１５に設けられた球状部１６の表面１６
ＡはＶ形溝１２の表面１２Ａに静止し、可動部材６に設
けられたスタイラス５は固定部材３に正確に位置決めさ
れる。スタイラス５が固定部材３に正確に位置決めされ
ると、移動接点２０は固定接点１９と接触する。

【００２９】この状態でタッチ信号プローブを移動して
測定を行う。スタイラス５の接触子４が被測定物に接触
すると、その位置が読み取られる。この場合、接触子４
が所定の測定力で被測定物に接触すると、着座機構７が
作動する。即ち、腕部１５に設けられた球状部１６の表
面１６Ａ（第１の収れん部）が着座力に抗してＶ形溝１
２の表面１２Ａ（第２の収れん部）から離反し、スタイ
ラス５の誤動作による破損が防止される。

【００３０】球状部１６の表面１６Ａが着座力に抗して
Ｖ形溝１２の表面１２Ａから離反しても、位置規制機構
８により、可動部材６が第１姿勢を保持されているの
で、球状部１６の表面１６Ａが着座力に抗してＶ形溝１
２の表面１２Ａから外れることがない。接触子４の被測
定物への接触が解除されると、球状部１６の表面１６Ａ
がコイルばね１７，１８の着座力によりＶ形溝１２の表
面１２Ａに静止する。

【００３１】スタイラス５を交換するため、まず、位置
規制機構８により可動部材６を第２姿勢の状態する。こ
の状態では、球状部１６の表面１６ＡがＶ形溝１２の表
面１２Ａから外れ可動部材６の固定部材３からの離脱が
許容されるので、スタイラス５を可動部材６ごと固定部
材３から取り外し、新しいスタイラス５を可動部材６ご
と固定部材に取り付ける。

【００３２】従って、第１実施例によれば、接触子４
を有するスタイラス５に可動部材６を取り付け、プロー
ブケース１に固定部材３を取り付けたタッチ信号プロー
ブであって、可動部材６に形成された第１の収れん部、
固定部材３に形成された第２の収れん部及び第２の収れ
ん部に第１の収れん部を所定の着座力で付勢する付勢手
段（コイルばね１７，１８）を有し接触子４が所定の測
定力で被測定物と接触する場合に第１の収れん部が着座
力に抗して第２の収れん部から離反し、かつ、接触子４
の被測定物への接触が解除された場合に第１の収れん部
が着座力で第２の収れん部に静止する着座機構７と、第
１の収れん部が第２の収れん部に静止可能とされる第１
姿勢にあっては可動部材６の移動範囲を制約して復帰を
確実にし、第１の収れん部が第２の収れん部から外れて
可動部材６の固定部材３からの離脱を許容する第２姿勢
にあっては可動部材６の移動範囲を機構的に制約しない
位置に退避可能とする位置規制機構８と、を備えて構成
したから、逃げ機構と位置決め機構とを一つの機構にま
とめることができて構造の小型化及び低コスト化を図る
ことができ、その上、信頼性及び精度の向上を図ること
ができる。

【００３３】また、第１実施例では、内周部に第１の
制限板２１Ｂを有する第１リング部材２１と、この第１
リング部材２１と同軸上で重ね合わされ内周部に第２の
制限板２２Ｂを有する第２リング部材２２とを備えて位
置規制機構８を構成し、第１リング部材２１と第２リン
グ部材２２とを相対的に回動することにより、これらの
制限板２１Ｂ，２２Ｂの間の空間から第１姿勢と第２姿
勢とを形成したから、位置規制機構８の構造を簡易なも
のにできる。

【００３４】さらに、中心部から互いに等間隔に延び
て配置される複数の腕部１５と、これらの腕部１５にそ
れぞれ設けられた球状部１６とを備えて可動部材６を構
成し、固定部材３にＶ形溝１２を形成し、球状部１６の
表面１６Ａを第１の収れん部とし、Ｖ形溝１２の表面１
２Ａを第２の収れん部としたから、可動部材６に設けら
れたスタイラス５の固定部材３ヘの位置決めを簡単な構
造で確実に実現することができる。

【００３５】次に、本発明の第２実施例を図７に基づい
て説明する。図７は本発明の第２実施例に係るタッチ信
号プローブを示す一部を切り欠いた分解斜視図である。
第２実施例のタッチ信号プローブは位置規制機構の構成
が第１実施例と相違するものであり、他の構成は第１実
施例と同じである。第２実施例のタッチ信号プローブ
は、前記プローブケース１と、前記固定部材３と、前記
接触子４を有する前記スタイラス５と、前記可動部材６
と、前記着座機構７と、可動部材６の位置を切り換える
位置規制機構２８とを備えて構成されている。位置規制
機構２８は、可動部材６の固定部材３からの離脱を規制
するガイド板２９と、このガイド板２９を可動部材６に
対して進退させるアクチュエータ３０とを備えている。

【００３６】ガイド板２９は、可動部材６の腕部１５に
対応して複数枚（図では３枚）の制限板２９Ａが中心部
から放射状に延びた形状であり、各制限板２９Ａは、そ
れぞれ両端部が折り曲げられた断面略コ字形に形成され
ている。制限板２９Ａの折り曲げられた両端部は、その
幅寸法が腕部１５の幅よりやや長く形成されている。ガ
イド板２９と可動部材６との間には前記大きなコイルば
ね１７と小さなコイルばね（図示せず）が介装されてい
る。

【００３７】アクチュエータ３０は、プランジャーマグ
ネット、エアーシリンダ等の適宜な進退駆動手段から構
成され、前進時に可動部材６の各腕部１５をガイド板２
９で支持して第１姿勢とし、後退時に可動部材６と干渉
しない位置までガイド板２９を移動して第２姿勢とする
構成である。なお、図７では、便宜上、スタイラス５及
びスタイラスホルダ１４の形状が図１及び図２に示され
る第１実施例のものと相違するが、これらの部材の基本
的な構造は第１実施例のものと同じである。

【００３８】このような構成の第２実施例によれば、第
１実施例の及びの効果を達成できる他に、位置規制
機構２８は、可動部材６の固定部材３からの離脱を規制
するガイド板２９と、このガイド板２９を可動部材６に
対して進退させるアクチュエータ３０とを備え、このア
クチュエータ３０は前進時に可動部材６を第１姿勢とし
後退時に可動部材６を第２姿勢とする構成としたから、
第１姿勢と第２姿勢との切り換え作業を簡単に行うこと
ができる。

【００３９】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の
改良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例え
ば、前記各実施例では、固定部材３を略リング状とし、
固定部材３の内周部にブラケット３Ａを介してＶ形溝１
２を有するブロック１３を固定したが、本発明では、図
８に示される通り、プローブケース１の端部から突出し
たＬ形部材３２に前記ブロック１３を固定する構造とし
てもよい。

【００４０】また、前記各実施例では、可動部材６は、
スタイラス５を保持する略円筒状のスタイラスホルダ１
４を含んで構成されたが、本発明では、図９に示される
通り、スタイラスホルダ１４を排し、本体５Ａを腕部１
５に直接取り付ける構造でもよい。なお、図９におい
て、符号３３は、圧電素子１０に接続された駆動用電
線、検出用電線及び共通アース電線であり、符号３４
は、接触子４と同重量のバランサである。さらに、スタ
イラス５に特開平6-221806号で開示された超音波共振形
タッチセンサを適用したが、これに限定されるものでは
なく、例えば、特開昭64-69910号に示される圧電センサ
を適用するものでもよく、あるいは、特開平6-34311 号
に示されるセンサ（被測定物と測定球との間の静電容量
から接触を検出するセンサ）に適用してもよい。

【００４１】また、前記各実施例では、中心部から互い
に等間隔に延びて配置される複数の腕部１５と、これら
の腕部１５にそれぞれ設けられた球状部１６とを備えて
可動部材６を構成し、固定部材３にＶ形溝１２を形成
し、球状部１６の表面１６Ａを第１の収れん部とし、Ｖ
形溝１２の表面１２Ａを第２の収れん部としたが、本発
明では、位置の再現性を高める位置決め機構であるなら
ば、例えば、特公昭58-17402号に示される通り、剛球と
円筒棒とを組み合わせた位置決め機構でもよく、あるい
は、特公昭60-48681号に示される通り、剛球と円錐面と
を組み合わせた位置決め機構でもよい。また、第１実施
例において、第１リング部材２１と第２リング部材２２
とをそれぞれ回動可能としたが、本発明では、いずれか
一方のリング部材２１，２２を固定部材３又はプローブ
ケース１に固定するものでもよい。

【００４２】さらに、第１実施例では、位置規制機構８
を人手で操作し、第２実施例では、位置規制機構２８を
アクチュエータ３０で可動するようにしたが、本発明で
は、これに限定するものではなく、例えば、第１実施例
において、位置規制機構８を電気アクチュエータで動か
すようにし、第２実施例において、位置規制機構２８を
人手で操作するようにしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接触子を有するスタイラスに可動部材を取り付け、プロ
ーブケースに固定部材を取り付けたタッチ信号プローブ
であって、可動部材に形成された第１の収れん部、固定
部材に形成された第２の収れん部及び第２の収れん部に
第１の収れん部を所定の着座力で付勢する付勢手段を有
し接触子が所定の測定力で被測定物と接触する場合に第
１の収れん部が着座力に抗して第２の収れん部から離反
し、かつ、接触子の被測定物への接触が解除された場合
に第１の収れん部が着座力で第２の収れん部に静止する
着座機構と、前記第１の収れん部が前記第２の収れん部
に静止可能とされる第１姿勢にあっては前記可動部材の
移動範囲を制約して復帰を確実にし、前記第１の収れん
部が前記第２の収れん部から外れて前記可動部材の前記
固定部材からの離脱を許容する第２姿勢にあっては前記
可動部材の移動範囲を機構的に制約しない位置に退避可
能とする位置規制機構とを備えて構成したから、逃げ機
構と位置決め機構とを一つの機構にまとめることができ
て構造の小型化及び低コスト化を図ることができ、その
上、信頼性及び精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るタッチ信号プローブ
の分解斜視図である。

【図２】前記タッチ信号プローブの一部を切り欠いた斜
視図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は第１の収れん部と第２の収れん
部との位置関係を示す概略図である。

【図４】位置規制機構を示す分解斜視図である。

【図５】（Ａ）は可動部材が第１姿勢となる状態を示す
概略図であり、（Ｂ）は可動部材が第２姿勢となる状態
を示す概略図である。

【図６】（Ａ）から（Ｃ）は第１実施例の作用を説明す
るための概略図である。

【図７】本発明の第２実施例に係るタッチ信号プローブ
の要部を示す斜視図である。

【図８】本発明の変形例に係るタッチ信号プローブの要
部を示す斜視図である。

【図９】本発明の他の変形例に係るタッチ信号プローブ
の要部を示す斜視図である。

【図１０】従来例に係るタッチ信号プローブを示す分解
斜視図である。

【図１１】従来例の要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ プローブケース ３ 固定部材 ４ 接触子 ５ スタイラス ６ 可動部材 ７ 着座機構 ８，28 位置規制機構 １２ Ｖ形溝 １２Ａ 第２の収れん部であるＶ形溝の表面 １５ 腕部 １６ 球状部 １６Ａ 第１の収れん部である球状部の表面 17，18 付勢手段としてのコイルばね ２１ 第１リング部材 ２１Ｂ 第１の制限板 ２２ 第２リング部材 ２２Ｂ 第２の制限板 ２９ ガイド板 ３０ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日高 和彦 神奈川県川崎市高津区坂戸１−20−１ 株 式会社ミツトヨ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に被測定物と接触する接触子を有する
   スタイラスと、このスタイラスが取り付けられた可動部
   材と、プローブケースに取り付けられた固定部材と、前
   記可動部材に形成された第１の収れん部、前記固定部材
   に形成された第２の収れん部及びこの第２の収れん部に
   前記第１の収れん部を所定の着座力で付勢する付勢手段
   を有し前記接触子が所定の測定力で前記被測定物と接触
   する場合に前記第１の収れん部が前記着座力に抗して前
   記第２の収れん部から離反し、かつ、前記接触子の被測
   定物への接触が解除された場合に前記第１の収れん部が
   前記着座力で前記第２の収れん部に静止する着座機構
   と、前記第１の収れん部が前記第２の収れん部に静止可
   能とされる第１姿勢にあっては前記可動部材の移動範囲
   を制約して復帰を確実にし、前記第１の収れん部が前記
   第２の収れん部から外れて前記可動部材の前記固定部材
   からの離脱を許容する第２姿勢にあっては前記可動部材
   の移動範囲を機構的に制約しない位置に退避可能とする
   位置規制機構とを備えたことを特徴とするタッチ信号プ
   ローブ。
2. 【請求項２】請求項１記載のタッチ信号プローブにおい
   て、前記位置規制機構は、内周部に第１の制限板を有す
   る第１リング部材と、この第１リング部材と同軸上で重
   ね合わされ内周部に第２の制限板を有する第２リング部
   材とを備え、これらの第１リング部材と第２リング部材
   とは相対的に回動可能とされ、前記第１の制限板と前記
   第２の制限板とから前記第１姿勢となる空間と前記第２
   姿勢となる空間とを形成することを特徴とするタッチ信
   号プローブ。
3. 【請求項３】請求項１記載のタッチ信号プローブにおい
   て、前記位置規制機構は、前記可動部材の前記固定部材
   からの離脱を規制するガイド板と、このガイド板を前記
   可動部材に対して進退させるアクチュエータとを備え、
   このアクチュエータは前進時に前記可動部材を前記第１
   姿勢とし後退時に前記可動部材を前記第２姿勢とするこ
   とを特徴とするタッチ信号プローブ。
4. 【請求項４】請求項１から３にいずれか記載のタッチ信
   号プローブにおいて、前記可動部材は前記スタイラスの
   軸線上にある中心部から互いに等間隔に延びて配置され
   る複数の腕部と、これらの腕部にそれぞれ設けられた球
   状部とを備え、前記固定部材にはＶ形溝が形成され、前
   記球状部の表面が前記第１の収れん部とされ、前記Ｖ形
   溝の表面が前記第２の収れん部とされることを特徴とす
   るタッチ信号プローブ。