JPH08304059A

JPH08304059A - スタイラス支持装置

Info

Publication number: JPH08304059A
Application number: JP7111687A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Marumo; 千尋丸茂; Kazuhiko Hidaka; 和彦日高
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】作動ヒステリシス差を小さくできるのでスタ
イラスの復帰位置誤差を小さくでき、かつ小型化も容易
なスタイラス支持装置を提供すること。【構成】スタイラス支持装置１は、直交２軸に関して
弾性変形回動が可能な４個の弾性ヒンジ７〜10を、固定
部材３および可動部材４と、これらの間に対角線状に配
置された第１および第２の連結部材５，６で保持して構
成される。可動部材４に保持されたスタイラス２は、各
弾性ヒンジ７〜10の回動の組合せによって３次元方向に
逃げ動作するため、摩擦の影響が無くなって作動ヒステ
リシス差が小さくなり、スタイラスの復帰位置誤差も小
さくなる。また、各弾性ヒンジ７〜10はＺ軸方向に同じ
位置に配置され、小型化も容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタイラス支持装置に
係り、例えば、検出精度が０．１μｍ以下の高精度の検
出が可能な三次元測定機用あるいは工作機械用のタッチ
信号プローブ等に利用できる。

【０００２】

【背景技術】昨今、機械加工の分野だけを取り上げてみ
ても、加工技術の進展あるいは加工精度に対する市場の
要請を鑑みるに、形状測定の精度に対する要求は、０．
１μｍ以下のオーダーへと達しつつある。それに対し
て、従来の三次元測定機用あるいは工作機械用のタッチ
信号プローブの検出精度は概ね１μｍ以下であり、その
改善・向上は焦眉の急であると言っても決して過言では
ない状況にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のタッ
チ信号プローブは、スタイラスが測定対象に接触して力
を受けた際に傾いて逃げ動作ができ（所謂オーバー・ト
ラベル状態）、かつ測定対象から離れて力が加わらなく
なれば原点位置に復帰できるように、俗に「３点支持機
構」と呼ばれるスタイラス支持装置を採用している。し
かしながら、この３点支持機構はその作動時に於いて摩
擦の介在を許すことから、作動ヒステリシス差が発生し
てスタイラスの復帰位置精度が著しく劣化し、延いて
は、プロープそのものの検出精度の向上にとって、非常
に大きな障害となっているという問題があった。

【０００４】一方、このような３点支持機構とは異なる
支持装置として、特公平５−２３６８１号公報や特表平
３−５００３３６号公報に開示されたヒンジ手段を用い
てスタイラスのオーバー・トラベルを実現したものも知
られている。このヒンジを用いた支持装置は、スタイラ
スが傾動した際にヒンジの回動で対応できて摩擦が生じ
ず、スタイラスの復帰位置精度を向上できるという利点
があった。

【０００５】しかしながら、ヒンジを用いた支持装置の
場合、スタイラスの移動許容方向毎にヒンジを設けなけ
ればならず、例えば３次元方向にスタイラスを移動可能
とするには、最低限３個のヒンジを上下方向に重ねて配
置する必要があった。このため、支持装置が大きくな
り、タッチ信号プローブの小型化が困難という問題もあ
った。

【０００６】本発明の目的は、作動ヒステリシス差を非
常に小さくできてスタイラスの復帰位置誤差を極めて小
さなものにでき、プローブの検出精度も向上することが
できるとともに、小型化も容易なスタイラス支持装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスタイラス支持
装置は、弾性ヒンジの回動を利用した支持装置とするこ
とで摩擦の影響を無くしてスタイラスの復帰位置誤差を
小さくするとともに、そのヒンジを用いた支持装置の構
造を工夫することで支持装置の小型化も達成しようとす
るものである。具体的には、接触検知機能付スタイラス
の先端が接触対象と接触状態となった際に、スタイラス
がオーバー・トラベル状態となるように支持するスタイ
ラス支持装置において、前記スタイラスの長手方向に直
交する面内の直交２軸に関して弾性変形による回動が可
能な４個の弾性ヒンジを、前記直交２軸の回動軸を互い
に共有し合うように配置し、前記弾性ヒンジの内で前記
直交２軸のいずれかの軸方向に隣接する２個の弾性ヒン
ジの下端部を保持する固定部材と、他の２個の弾性ヒン
ジの上端部を保持する可動部材との間に、第１および第
２の連結部材を配置したものである。

【０００８】前記固定部材には、弾性ヒンジを保持しな
い側等に設けられた２個の支点部材と、前記２個の弾性
ヒンジと支点部材とで囲まれる領域内にスタイラスを接
触させること無く挿通させる第１の通し穴とが設けられ
る。また、可動部材には、固定部材と同様に、２個の支
点部材と、前記２個の弾性ヒンジと支点部材とで囲まれ
る領域内にスタイラス後端部を保持するスタイラス保持
部とが設けられる。

【０００９】前記第１の連結部材は、前記固定部材に保
持された２個の弾性ヒンジの一方の上端部を保持する保
持部と、その弾性ヒンジと対角を成す位置において前記
可動部材に保持された弾性ヒンジの下端部を保持する保
持部と、各保持部の反対側の面に設けられて前記可動部
材および固定部材の各支点部材と当接する当接部とを備
えるとともに、前記スタイラスをその周縁部と接触させ
ること無く挿通させる第２の通し穴を備える。また、第
２の連結部材は、前記固定部材および可動部材に保持さ
れた弾性ヒンジの内、第１の連結部材が保持しない他方
の弾性ヒンジの上端部および下端部をそれぞれ保持する
保持部と、各保持部の反対側の面に設けられて前記可動
部材および固定部材の各支点部材と当接する当接部とを
備え、さらに前記スタイラスをその周縁部と接触させる
こと無く挿通させる第３の通し穴を備える。

【００１０】ここで、前記固定部材および前記可動部材
に配設された計４個の支点部材の内の少なくとも１個
は、第１および第２の連結部材の各当接部との当接状態
を調整する調整手段を備えていることが好ましい。この
際、この調整手段としては、前記支点部材を前記当接部
側に付勢するばね機構などが利用できる。

【００１１】

【作用】本発明においては、スタイラスが測定対象等に
接触してスタイラスに力が加わると、スタイラスが保持
された可動部材と、第１および第２の連結部材間に保持
された２つの弾性ヒンジや、固定部材と第１および第２
の連結部材間に保持された２つの弾性ヒンジが適宜回動
してスタイラスが傾斜する。この際、固定部材および可
動部材にそれぞれ保持された２個づつの各弾性ヒンジ
は、第１および第２の連結部材といった異なる部材にそ
れぞれ保持されているため、各弾性ヒンジが異なる方向
に回動することが可能となり、かつ弾性ヒンジが配置さ
れていない部分は、固定部材および可動部材の支点部材
と、第１および第２の連結部材の当接部とが単に当接し
ているだけで、それらの間が離間することも可能なた
め、スタイラスは弾性ヒンジの回動により３次元方向に
移動可能に支持される。

【００１２】これにより、スタイラスの移動時に摩擦あ
るいは機械的ロスト・モーションの介在が排除され、作
動ヒステリシス差も発生しにくくなり、スタイラスの復
帰位置誤差もきわめて小さくなる。さらに、第１および
第２の連結部材に、固定部材および可動部材に保持され
た各弾性ヒンジの内、対角位置にある各弾性ヒンジ同士
を保持させることで、従来のように各ヒンジを上下方向
に重ねて配置しなくても、スタイラスの各方向への移動
が実現され、スタイラスの支持装置ひいてはタッチ信号
プローブの小型化も容易となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。添付の図１に本発明の一実施例であるスタイラ
ス支持装置１を示す。本実施例においては、図１に示す
ように、スタイラス２の長手方向に沿った方向をＺ方向
軸に設定し、このＺ方向軸に直交する２軸をＸ方向軸お
よびＹ方向軸に設定した。スタイラス２は、Ｚ方向軸下
側に形成された球状の先端部２Ａと、Ｚ方向軸上側に形
成されたねじ状の後端部２Ｂとを備えている。

【００１４】スタイラス支持装置１は、スタイラス２が
設置されるタッチ信号プローブ等に一体に形成されある
いは固定された固定部材３と、スタイラス２の後端部２
Ｂがねじ込まれた可動部材４と、これら固定部材３およ
び可動部材４間に配置された第１の連結部材５および第
２の連結部材６とを備えている。

【００１５】固定部材３は、ほぼ正方形状の板材で構成
され、その４頂点（４つの角部）の内、Ｙ方向軸に沿っ
て隣接する２頂点には、Ｚ方向軸上側に向かって保持部
３Ａが突設されている。この保持部３Ａの上面には、Ｘ
方向軸およびＹ方向軸周りに弾性変形による回動が可能
である弾性ヒンジ７、８がそれぞれ接着剤などで固定さ
れている。つまり、弾性ヒンジ７，８の下端部（Ｚ方向
軸下側）は、固定部材３の保持部３Ａで保持されてい
る。

【００１６】また、固定部材３の他の２頂点には、支点
部材としての鋼球１１，１２が埋め込まれて固定されて
いる。この鋼球１１，１２は、その約半分（半球部分）
が露出するようにされている。さらに、固定部材３にお
ける４頂点（弾性ヒンジ７，８を保持する保持部３Ａ
と、鋼球１１，１２部分）に囲まれた領域（中心部分）
には、スタイラス２をスタイラス２が傾動しても非接触
で挿通させる大きさの第１の通し穴２０が形成されてい
る。

【００１７】可動部材４は、固定部材３と同様にほぼ正
方形状の板材で構成され、その４頂点の内、Ｙ方向軸に
沿って隣接し、かつ前記固定部材３の鋼球１１，１２の
上方に位置する２頂点には、Ｚ方向軸下側に向かって保
持部４Ａが突設されている。この保持部４Ａの下面に
は、弾性ヒンジ７，８と同様に、Ｘ方向軸およびＹ方向
軸周りに弾性変形による回動が可能である弾性ヒンジ
９，１０がそれぞれ接着剤などで固定され、弾性ヒンジ
９、１０の上端部（Ｚ方向軸上側）は可動部材４の保持
部４Ａで保持されている。

【００１８】固定部材３の保持部３Ａの上方に位置する
可動部材４の他の２頂点には、支点部材としての鋼球１
３，１４が、その約半分が露出するように埋め込まれて
固定されている。さらに、可動部材４の中心位置には、
スタイラス２の後端部２Ｂがねじ込まれて保持されるス
タイラス保持部１９が形成されている。

【００１９】第１の連結部材５は、固定部材３および可
動部材４のほぼ対角線に渡って配置されており、弾性ヒ
ンジ７の上端部および弾性ヒンジ９の下端部が接着剤等
で接着されて各弾性ヒンジ７，９を保持する保持部５Ａ
が設けられている。この際、弾性ヒンジ７の保持部５Ａ
は、弾性ヒンジ９の保持部５Ａに比べてＺ方向軸上側に
ずれて形成されており、第１の連結部材５で保持される
弾性ヒンジ７，９がＺ方向軸において同じ高さ位置に配
置されるように構成されている。

【００２０】また、第１の連結部材５において、弾性ヒ
ンジ７，９を保持した保持部５Ａのそれぞれ裏面側（反
対側の面）には、弾性ヒンジ７，９に対向して配置され
る鋼球１３，１１との当接部１７，１５が設けられてい
る。さらに、第１の連結部材５には、スタイラス２をス
タイラス２が傾動しても非接触で挿通させる大きさの第
２の通し穴２１が形成されている。

【００２１】第２の連結部材６は、固定部材３および可
動部材４の第１の連結部材５と異なる対角線に渡って配
置されており、保持部６Ａに弾性ヒンジ８の上端部およ
び弾性ヒンジ１０の下端部が接着剤等で接着されて各弾
性ヒンジ８，１０を保持している。この際、弾性ヒンジ
１０の保持部６Ａは、弾性ヒンジ８の保持部６Ａに比べ
てＺ方向軸下側にずれて形成されており、第２の連結部
材６で保持される弾性ヒンジ８，１０がＺ方向軸におい
て同じ高さ位置に配置されるように構成されている。

【００２２】従って、各弾性ヒンジ７，８，９，１０
は、Ｚ方向軸において同一高さレベルに揃って配置され
ている。また、弾性ヒンジ７，８は、Ｙ方向軸に沿った
回動軸を互いに共有しており、弾性ヒンジ８，９は、Ｘ
方向軸に沿った回動軸を互いに共有しており、弾性ヒン
ジ９，１０は、Ｙ方向軸に沿った回動軸を互いに共有し
ており、弾性ヒンジ１０，７は、Ｘ方向軸に沿った回動
軸を互いに共有している。すなわち、隣り合う各弾性ヒ
ンジ７〜１０同士は、直交２軸に沿った回動軸をお互い
に共有し合っている。

【００２３】また、第２の連結部材６において、弾性ヒ
ンジ８，１０を保持した保持部６Ａのそれぞれ裏面側に
は、弾性ヒンジ８，１０に対向して配置される鋼球１
４，１２との当接部１８，１６が設けられている。さら
に、第２の連結部材６には、スタイラス２をスタイラス
２が傾動しても非接触で挿通させる大きさの第３の通し
穴２２が形成されている。

【００２４】なお、第１および第２の連結部材５，６
は、各々Ｚ方向軸にずれて形成された保持部５Ａ，６Ａ
が各連結部材６，５と同じ高さ位置に配置されるため、
スタイラス２がオーバー・トラベルを許容される範囲で
あれば、互いに接触・衝突し合うことが無いように、そ
の形状および配置が設定されている。

【００２５】このような本実施例における作用について
図２〜５を参照して説明する。なお、これらの図２〜５
においては、動作を理解しやすいように、図２（Ａ）〜
図５（Ａ）に示す第１の連結部材５を消去したものと、
図２（Ｂ）〜図５（Ｂ）に示す第２の連結部材６を消去
したものとに分け、かつ各連結部材５，６を図示するた
めに、固定部材３および可動部材４の一部を適宜切り欠
いて示している。

【００２６】スタイラス２に力が加わっていない初期状
態では、各弾性ヒンジ７〜１０も何ら回動しておらず、
第１および第２の連結部材５，６は各鋼球１１，１２，
１３，１４が当接部１５，１６，１７，１８にそれぞれ
当接した状態に維持される。これにより、スタイラス２
は原点位置に復帰した状態とされる。

【００２７】ここで、スタイラス２が測定対象に接触す
ることで、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、スタイラ
ス２にＸ方向軸左側に向かって力が加わると、可動部材
４はスタイラス２とともにＹ方向軸を支軸として傾斜し
ようとする。この際、鋼球１３，１４が第１および第２
の連結部材５，６に当接するため、第１および第２の連
結部材５，６も可動部材４とともに傾斜しようとする。
このため、弾性ヒンジ７，８がＹ方向軸回りに弾性によ
って回動し、鋼球１１，１２から第１および第２の連結
部材５，６の当接部１５，１６が離れ、固定部材３に対
して可動部材４、第１および第２の連結部材５，６が傾
斜してスタイラス２はオーバー・トラベル状態となる。

【００２８】一方、スタイラス２にＸ方向軸右側に向か
って力が加わると、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、
可動部材４はスタイラス２とともに弾性ヒンジ９，１０
のＹ方向軸を支軸として傾斜し、可動部材４の鋼球１
３，１４は第１および第２の連結部材５，６から離れ、
固定部材３に対して可動部材４のみが傾斜してスタイラ
ス２はオーバー・トラベル状態となる。

【００２９】また、スタイラス２にＹ方向軸左側に向か
って力が加わると、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、
可動部材４はスタイラス２とともに弾性ヒンジ１０，７
のＸ方向軸を支軸として傾斜する。すなわち、可動部材
４の弾性ヒンジ１０は、弾性変形によってＸ方向軸回り
に回動するが、弾性ヒンジ９は弾性ヒンジ１０と同じ方
向には回動できないため、図４（Ｂ）に示すように、第
１の連結部材５を引き連れて傾斜する。この際、第１の
連結部材５は、弾性ヒンジ７が弾性ヒンジ１０と同様に
回動するため、可動部材４とともに傾斜される。そし
て、固定部材３の鋼球１１および可動部材４の鋼球１４
が第１および第２の連結部材５，６から離れ、固定部材
３に対して可動部材４および第１の連結部材５が傾斜し
てスタイラス２はオーバー・トラベル状態となる。

【００３０】逆に、スタイラス２にＹ方向軸右側に向か
って力が加わると、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、
可動部材４はスタイラス２とともに弾性ヒンジ９，８の
Ｘ方向軸を支軸として傾斜する。すなわち、可動部材４
の弾性ヒンジ９は、図５（Ｂ）に示すように、弾性変形
によってＸ方向軸回りに回動するが、弾性ヒンジ１０は
弾性ヒンジ９と同じ方向には回動できないため、図５
（Ａ）に示すように、第２の連結部材６を引き連れて傾
斜する。この際、第２の連結部材６は、弾性ヒンジ８が
弾性ヒンジ９と同様に回動するため、可動部材４ととも
に傾斜される。そして、固定部材３の鋼球１２および可
動部材４の鋼球１３が第１および第２の連結部材５，６
から離れ、固定部材３に対して可動部材４および第２の
連結部材６が傾斜してスタイラス２はオーバー・トラベ
ル状態となる。

【００３１】また、スタイラス２にＺ方向軸上側に向か
って力が加わると、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、
各弾性ヒンジ７，８，９，１０がそれぞれ回動し、第１
および第２の連結部材５，６が共に傾斜することで固定
部材３および可動部材４間の間隔が広がり、スタイラス
２はＺ方向軸上側に逃げ動作し、オーバー・トラベル状
態となる。

【００３２】なお、図２〜６にはスタイラス２がＸ方向
軸のみ、Ｙ方向軸のみあるいはＺ方向軸のみに移動して
オーバー・トラベル状態となる例について説明したが、
Ｘ方向軸、Ｙ方向軸さらにはＺ方向軸の少なくとも２つ
以上の成分を含む方向に移動される場合には、図２〜６
に示す動作を組み合わせた状態となる。また、スタイラ
ス２が測定対象から離れれば、各弾性ヒンジ７〜１０が
元の状態に戻り、各鋼球１１〜１４が当接部１５〜１８
に当接する位置、つまり初期状態に戻り、スタイラス２
も元の位置に復帰する。

【００３３】以上説明したように、本実施例の構成によ
れば、可動部材４は固定部材３に対して、弾性ヒンジ
７，８の共有軸（Ｙ方向軸）、弾性ヒンジ８，９の共有
軸（Ｘ方向軸）、弾性ヒンジ９，１０の共有軸（Ｙ方向
軸）、弾性ヒンジ１０，７の共有軸（Ｘ方向軸）に関し
て弾性による回動を自在に行うことができ、固定部材３
に対する可動部材４（スタイラス２）のＸ，Ｙ軸方向の
傾斜移動を行うことができる。さらに、各弾性ヒンジ７
〜１０の弾性による回動を同時に引き起こさせることに
より、固定部材３に対して可動部材４（スタイラス２）
をＺ方向上側の隔離方向への平行移動も行うことができ
る。従って、可動部材４に保持されたスタイラス２の先
端部２Ａに接触力が作用した場合、その力のＺ方向下向
き（可動部材４を固定部材３に対して平行移動により接
近させる向き）の成分以外に対しては、スタイラス２を
所謂オーバー・トラベル（逃げ動作）させることがで
き、スタイラス２や測定対象物に過剰な力が加わって破
損することを防止できる。

【００３４】さらに、スタイラス２のオーバー・トラベ
ル動作は、可動部材４（スタイラス２）に所定の力が作
用した際の弾性ヒンジ７〜１０での弾性変形による挙動
であるから、可動部材４への作用力が取り除かれると、
弾性ヒンジ７〜１０における弾性変形は解除され、鋼球
１１〜１４と当接部１５〜１８とが当接し、可動部材４
は固定部材３に対するその初期姿勢を自動的に回復する
ことができる。

【００３５】その上、可動部材４の固定部材３に対する
オーバー・トラベル動作及びその解除動作のいずれにお
いても、スタイラス支持装置１の如何なる部位において
も摩擦や機械的ロストモーションは介在しないあるいは
非常に小さいので、スタイラス２の復帰位置誤差を極め
て小さなものにできる。これにより、本実施例のスタイ
ラス支持装置１を用いたタッチ信号プローブは、検出精
度を例えば０．１μｍ以下のオーダーまで高めることが
でき、高精度の測定を行うことができる。

【００３６】また、従来の弾性ヒンジを用いた支持装置
では、各軸方向に回動するヒンジをスタイラス軸方向
（Ｚ軸方向）に少なくとも３段以上重ねて配置する必要
があるため、特にＺ軸方向の寸法が大きなスタイラス支
持装置となって小型化が困難であったが、本実施例によ
れば、４つの弾性ヒンジ７〜１０は、Ｚ軸方向に対して
同一高さレベルに配置されるため、従来に比べてＺ軸方
向の高さ寸法を小さくでき、かつＸ軸およびＹ軸方向の
寸法も従来と同様のサイズにできるため、全体としてス
タイラス支持装置１を小型化でき、小型の三次元測定機
などにも適用することができる。

【００３７】さらに、本実施例のスタイラス支持装置１
は、主に固定部材３、可動部材４、第１および第２の連
結部材５，６、弾性ヒンジ７〜１０で構成されて部品点
数も少なくでき、かつ第１および第２の連結部材５，６
が互いにぶつからないように多少形状を工夫する必要が
あるが、それほど複雑な形ではないため製造も容易であ
り、生産性を向上できて製造コストも低減することがで
きる。

【００３８】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、前記実施例では、支点部材として鋼球１１〜１４を
用いていたが、鋼球の代わりに円錐状、角錐状、円筒状
等に形成された突起を設けてもよい。また、各支点部材
の設置位置も、前記実施例のように各弾性ヒンジ７〜１
０に対向する位置でなくてもよい。要するに支点部材
は、スタイラス２に接触力が作用していないときに、可
動部材４（スタイラス２）を所定の初期位置に位置決め
できる構成であればよく、その形状や設置位置は実施に
あたって適宜設定すればよい。

【００３９】また、鋼球１１と当接部１５、鋼球１２と
当接部１６、鋼球１３と当接部１７、鋼球１４と当接部
１８の組み合わせの内、少なくとも１つについては、そ
れらの当接状態を調整する為の調整手段を設けてもよ
い。すなわち、固定部材３と可動部材４の相対的な初期
状態が、原理的には、前記４つの組み合わせの内の任意
の３つだけで確定するため、３つの組合せの選択のされ
方によっては固定部材３と可動部材４の相対的な初期状
態が不確定なものとなり、延いては、固定部材３と可動
部材４がその相対的な初期状態において機械的ガタを発
生させるおそれがあるため、このガタを極力防止するた
めには前記調整手段を設ければよい。但し、近年の加工
精度は高いため、機械的ガタの発生を防止したり、ガタ
を許容範囲内に抑えることができ、このような場合には
調整手段を設けなくてもよい。

【００４０】調整手段の具体例を図７および図８に示
す。これらの調整手段は、鋼球１１と当接部１５の組み
合わせについてその当接状態を調整するものである。図
７に示す調整手段２７においては、鋼球１１はねじ２８
の一方の端部に埋め込まれてかつ固着されている。この
ねじ２８は、固定部材３に穿った雌ねじ３０と螺合して
いる。そして、雌ねじ３０には、ねじ２８の他方の端部
と当接するようにねじ２９が螺合されてねじ２８の位置
を規制している。このように構成された調整手段２７に
おいては、ねじ２８と雌ねじ３０の螺合状態を調節して
鋼球１１の突出量を調整することにより、鋼球１１と当
接部１５の当接状態を調整することができる。さらに、
ねじ２９をねじ２８と当接させることによってねじ２８
即ち鋼球１１を所定位置に固定させることができる。

【００４１】図８に、前記鋼球１１と当接部１５の当接
状態を調整する為の調整手段の変形例であるばね機溝３
１を示す。ばね機構３１は、固定部材３に切り欠き加工
等を施すことで形成された片持ち梁（板ばね部）３２
と、その先端部に埋め込まれかつ固着された鋼球１１と
から構成され、鋼球１１と当接部１５の当接に際して
は、片持ち梁３２の弾性撓みにより鋼球１１と当接部１
５の当接状態が保証されるようにした機構である。な
お、その際の片持ち梁３２の弾性撓みによる鋼球１１お
よび当接部１５の当接力は、弾性ヒンジ７〜１０の弾性
力による鋼球１２、１３、１４と、当接部１６、１７、
１８の当接状態を阻害しない程度に設定される。また、
片持ち梁３２の設定状態を調整する為に、ねじ３３等の
調整手段を別途設けてもよい。

【００４２】さらに、弾性ヒンジ７〜１０は、少なくと
も直交２軸に関して弾性変形による回動可能であればよ
く、その具体的形状、構造は適宜設定すればよい。

【００４３】また、本発明のスタイラス支持装置は、三
次元測定機のタッチ信号プローブに用いられるものに限
らず、スタイラスを支持する必要がある各種機器に広く
利用することができる。

【００４４】

【発明の効果】このような本発明のスタイラス支持装置
によれば、作動ヒステリシス差を非常に小さくできてス
タイラスの復帰位置誤差を極めて小さなものにでき、検
出精度も向上することができるとともに、容易に小型化
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のスタイラス支持装置を示す
分解斜視図である。

【図２】前記スタイラス支持装置においてスタイラスが
Ｘ軸方向に傾斜した状態を示す側面図である。

【図３】前記スタイラス支持装置においてスタイラスが
Ｘ軸方向に傾斜した状態を示す側面図である。

【図４】前記スタイラス支持装置においてスタイラスが
Ｙ軸方向に傾斜した状態を示す側面図である。

【図５】前記スタイラス支持装置においてスタイラスが
Ｙ軸方向に傾斜した状態を示す側面図である。

【図６】前記スタイラス支持装置においてスタイラスが
Ｚ軸方向に移動した状態を示す側面図である。

【図７】本発明の変形例にかかる調整手段を示す断面図
である。

【図８】本発明の他の変形例にかかる調整手段を示す断
面図である。

【符号の説明】

１スタイラス支持装置２スタイラス３固定部材４可動部材５第１の連結部材６第２の連結部材３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ保持部７，８，９，１０弾性ヒンジ１１，１２，１３，１４支点部材である鋼球１５，１６，１７，１８当接部１９スタイラス保持部２０第１の通し穴２１第２の通し穴２２第３の通し穴２７調整手段３１調整手段であるばね機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接触検知機能を有するスタイラスの先端
が接触対象と接触状態となった際に、前記スタイラスが
所謂オーバー・トラベル状態となるように支持するスタ
イラス支持装置において、前記スタイラスの長手方向に直交する面に設けられた直
交２軸に関して弾性変形による回動が可能であり、かつ
前記直交２軸を互いに共有し合うように配置された４個
の弾性ヒンジと、前記４個の弾性ヒンジの内で前記直交２軸のいずれかの
軸方向に隣接する２個の弾性ヒンジの下端部を保持する
保持部、および２個の支点部材を備え、さらに前記下端
部を保持した２個の弾性ヒンジと前記２個の支点部材に
より囲まれる領域内に、前記スタイラスをその周縁部と
接触させること無く挿通させる第１の通し穴を備えた固
定部材と、前記４個の弾性ヒンジの内で前記固定部材に保持されな
い２個の弾性ヒンジの上端部を保持する保持部、および
２個の支点部材を備え、さらに前記上端部を保持した２
個の弾性ヒンジと前記２個の支点部材により囲まれる領
域内に、前記スタイラスの後端部を保持するスタイラス
保持部を備えた可動部材と、前記固定部材に保持された２個の弾性ヒンジの一方の弾
性ヒンジの上端部を保持する保持部、その弾性ヒンジと
対角を成す位置において前記可動部材に保持された弾性
ヒンジの下端部を保持する保持部、および各保持部の反
対側の面に設けられて前記可動部材および固定部材の各
支点部材と当接する当接部を備え、さらに前記スタイラ
スをその周縁部と接触させること無く挿通させる第２の
通し穴を備えた第１の連結部材と、前記固定部材に保持された弾性ヒンジの内の前記第１の
連結部材が保持しない他方の弾性ヒンジの上端部を保持
する保持部、前記可動部材に保持された弾性ヒンジの内
の前記第１の連結部材が保持しない他方の弾性ヒンジの
下端部を保持する保持部、および各保持部の反対側の面
に設けられて前記可動部材および固定部材の各支点部材
と当接する当接部を備え、さらに前記スタイラスをその
周縁部と接触させること無く挿通させる第３の通し穴を
備えた第２の連結部材と、から構成されることを特徴とするスタイラス支持装置。
【請求項２】請求項１に記載のスタイラス支持装置に
おいて、前記固定部材および可動部材に配設された計４
個の支点部材の内の少なくとも１個について、第１およ
び第２の連結部材の各当接部との当接状態を調整する調
整手段を備えていることを特徴とするスタイラス支持装
置。
【請求項３】請求項２に記載のスタイラス支持装置に
おいて、前記調整手段は、前記支点部材を前記当接部側
に付勢するばね機構により構成されていることを特徴と
するスタイラス支持装置。