JPH11248404A - 表面性状測定機用検出器 - Google Patents
表面性状測定機用検出器Info
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- JPH11248404A JPH11248404A JP4948398A JP4948398A JPH11248404A JP H11248404 A JPH11248404 A JP H11248404A JP 4948398 A JP4948398 A JP 4948398A JP 4948398 A JP4948398 A JP 4948398A JP H11248404 A JPH11248404 A JP H11248404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非常に小さな測定力を実現し、且つ、測定子
も交換可能とする。 【解決手段】 可動片１８を両端円錐軸８０に固定し、
該円錐軸８０の円柱部外径Ｄより僅かに大きな内径Ｉを
有し、該円錐軸８０の両端と、それぞれ係合する微細な
軸穴８３が底面に形成された、１対の有底筒状軸受８２
をフレーム１２に取り付け、該軸受８２の少なくとも一
方を、前記円錐軸８０の軸方向に予圧ばね８４で押圧す
る。
も交換可能とする。 【解決手段】 可動片１８を両端円錐軸８０に固定し、
該円錐軸８０の円柱部外径Ｄより僅かに大きな内径Ｉを
有し、該円錐軸８０の両端と、それぞれ係合する微細な
軸穴８３が底面に形成された、１対の有底筒状軸受８２
をフレーム１２に取り付け、該軸受８２の少なくとも一
方を、前記円錐軸８０の軸方向に予圧ばね８４で押圧す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面粗さ計や真円
度測定機等の表面性状測定機に用いるのに好適な、非常
に小さな測定力を実現可能で、且つ、測定子が交換可能
な表面性状測定機用検出器に関する。
度測定機等の表面性状測定機に用いるのに好適な、非常
に小さな測定力を実現可能で、且つ、測定子が交換可能
な表面性状測定機用検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定物の表面（測定対象面）に粗さ測
定用の触針（測定子と称する）を関与させ、該測定子を
備えた検出器を、測定対象面に沿って進退させながら、
前記測定子の上下方向の変位を検出して電気信号に変換
し、該電気信号を所定処理して表面粗さを測定する表面
粗さ測定機が広く利用されている。
定用の触針（測定子と称する）を関与させ、該測定子を
備えた検出器を、測定対象面に沿って進退させながら、
前記測定子の上下方向の変位を検出して電気信号に変換
し、該電気信号を所定処理して表面粗さを測定する表面
粗さ測定機が広く利用されている。
【０００３】該表面粗さ測定機は、種々提案されてお
り、例えば、特公平４−６０５２３には、図８に示す如
く、駆動部３０のフレーム３２に配設された軸受３３に
保持され、検出器１０の進退方向（矢印Ａ方向）に滑動
する滑動軸３４と、該滑動軸３４に、移動ブロック３６
及び板ばね３８を介して取り付けられた駆動側コネクタ
４０と、前記滑動軸３４を矢印Ａ方向に進退させるため
の、連結部４２により前記滑動軸３４に固定された送り
駒４４と、該送り駒４４と係合する送りねじ４６と、カ
ップリング４８を介して該送りねじ４６と連結された減
速機５０と、該減速機５０を回転駆動するためのモータ
５２とを備えたものが記載されている。
り、例えば、特公平４−６０５２３には、図８に示す如
く、駆動部３０のフレーム３２に配設された軸受３３に
保持され、検出器１０の進退方向（矢印Ａ方向）に滑動
する滑動軸３４と、該滑動軸３４に、移動ブロック３６
及び板ばね３８を介して取り付けられた駆動側コネクタ
４０と、前記滑動軸３４を矢印Ａ方向に進退させるため
の、連結部４２により前記滑動軸３４に固定された送り
駒４４と、該送り駒４４と係合する送りねじ４６と、カ
ップリング４８を介して該送りねじ４６と連結された減
速機５０と、該減速機５０を回転駆動するためのモータ
５２とを備えたものが記載されている。
【０００４】図において、１４は、検出器１０のフレー
ム１２の後端（図の右端）に取り付けられた、前記駆動
側コネクタ４０と係合する検出器側のコネクタピン、１
８は、先端（図の左端）に、測定対象面に追従して上下
動する測定子１６が配設された、フレーム１２内を支点
（２０）を中心として揺動する可動片、２０は、該可動
片１８の支点を構成する略Ｌ字状の板ばね、２２は、前
記可動片１８の後端近傍に配設され、該可動片１８の後
端の上下動を検出するためのインダクタンス型変位検出
器、２４は、測定子１６近傍の細かな凹凸を吸収して、
安定した測定値が得られるようにするためのスキッド、
２６は、測定子１６や可動片１８を保護するためのノー
ズである。
ム１２の後端（図の右端）に取り付けられた、前記駆動
側コネクタ４０と係合する検出器側のコネクタピン、１
８は、先端（図の左端）に、測定対象面に追従して上下
動する測定子１６が配設された、フレーム１２内を支点
（２０）を中心として揺動する可動片、２０は、該可動
片１８の支点を構成する略Ｌ字状の板ばね、２２は、前
記可動片１８の後端近傍に配設され、該可動片１８の後
端の上下動を検出するためのインダクタンス型変位検出
器、２４は、測定子１６近傍の細かな凹凸を吸収して、
安定した測定値が得られるようにするためのスキッド、
２６は、測定子１６や可動片１８を保護するためのノー
ズである。
【０００５】又、前記検出器１０内で可動片１８を支持
し、測定力を付与する構成としては、特公平４−６０３
２３のように、１枚の板ばね２０で支点の機能と測定力
付与の機能を兼ね備えさせるものが提案されている。
し、測定力を付与する構成としては、特公平４−６０３
２３のように、１枚の板ばね２０で支点の機能と測定力
付与の機能を兼ね備えさせるものが提案されている。
【０００６】又、出願人は、実開平１−１０４５０４
で、図９に示す如く、十字ばね７０で支持された可動片
１８に対して、２本のコイルばね７２、７４により、微
小な測定力を付与することを提案している。
で、図９に示す如く、十字ばね７０で支持された可動片
１８に対して、２本のコイルばね７２、７４により、微
小な測定力を付与することを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
１−１０４５０４のように、２本のコイルばねを用いる
ものは、部品点数が多くなり、組立調整も難しいという
問題点を有する。
１−１０４５０４のように、２本のコイルばねを用いる
ものは、部品点数が多くなり、組立調整も難しいという
問題点を有する。
【０００８】特に、ピボット軸受と円錐軸により回転軸
受を構成しているものは、軸受部の回転中心から円錐軸
先端の当接点までのズレ量が回転力を左右する。このズ
レ量は、通常０．５ｍｍ程度存在するため、可動片が比
較的重たく回っていた。そのため、測定子の先端に働く
力（測定力）を小さくしていくと、応答しなくなり、例
えば０．４ｇｆ以下の小さな測定力は実現できなかっ
た。
受を構成しているものは、軸受部の回転中心から円錐軸
先端の当接点までのズレ量が回転力を左右する。このズ
レ量は、通常０．５ｍｍ程度存在するため、可動片が比
較的重たく回っていた。そのため、測定子の先端に働く
力（測定力）を小さくしていくと、応答しなくなり、例
えば０．４ｇｆ以下の小さな測定力は実現できなかっ
た。
【０００９】又、測定対象や用途に応じて測定子を交換
可能とする必要があるため、軸受の剛性を小さくするこ
とも困難であった。
可能とする必要があるため、軸受の剛性を小さくするこ
とも困難であった。
【００１０】一方、特公平４−６０５２３や実開平１−
１０４５０４のように、板ばねを支点に用いるものは、
板ばねにより支点が固定されるため、支点軸のずれがな
く、精度が安定しているが、特公平４−６０５２３のよ
うに、板ばねを単独で使用する場合には、板厚の変化や
曲がりによって、測定力が変化し、調整が困難であると
いう問題点を有する。
１０４５０４のように、板ばねを支点に用いるものは、
板ばねにより支点が固定されるため、支点軸のずれがな
く、精度が安定しているが、特公平４−６０５２３のよ
うに、板ばねを単独で使用する場合には、板厚の変化や
曲がりによって、測定力が変化し、調整が困難であると
いう問題点を有する。
【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、非常に小さな測定力を実現でき、且
つ、測定子を交換可能とすることを課題とする。
くなされたもので、非常に小さな測定力を実現でき、且
つ、測定子を交換可能とすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定対象面に
追従して上下する測定子と、該測定子が先端近傍に配設
された可動片と、該可動片を、前記測定子が上下できる
ように回動自在に支持するフレームとを有し、測定時に
検出器を測定子上下方向と直交する方向に移動する表面
性状測定機に着脱自在に装着され、前記可動片の変位か
ら測定対象面の変位を知るための表面性状測定機用検出
器において、前記可動片に固定される両端円錐軸と、該
円錐軸の円柱部外径より僅かに大きな内径を有し、該円
錐軸の両端と、それぞれ係合する微細な軸穴が底面に形
成された、前記検出器フレームに取付けられる、１対の
有底筒状軸受と、該軸受の少なくとも一方を、前記円錐
軸の軸方向に押圧する予圧ばねとを備えることにより、
前記課題を解決したものである。
追従して上下する測定子と、該測定子が先端近傍に配設
された可動片と、該可動片を、前記測定子が上下できる
ように回動自在に支持するフレームとを有し、測定時に
検出器を測定子上下方向と直交する方向に移動する表面
性状測定機に着脱自在に装着され、前記可動片の変位か
ら測定対象面の変位を知るための表面性状測定機用検出
器において、前記可動片に固定される両端円錐軸と、該
円錐軸の円柱部外径より僅かに大きな内径を有し、該円
錐軸の両端と、それぞれ係合する微細な軸穴が底面に形
成された、前記検出器フレームに取付けられる、１対の
有底筒状軸受と、該軸受の少なくとも一方を、前記円錐
軸の軸方向に押圧する予圧ばねとを備えることにより、
前記課題を解決したものである。
【００１３】又、前記フレームに、前記可動片を、測定
子が測定対象面と係合する方向に付勢する測定力ばね
と、該測定力ばねにより測定子に付与される測定力を調
整するための測定力調整ねじを備えたものである。
子が測定対象面と係合する方向に付勢する測定力ばね
と、該測定力ばねにより測定子に付与される測定力を調
整するための測定力調整ねじを備えたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、表面粗さ測
定機に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
定機に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】図１は、本実施形態の要部構成を示す、フ
レームを除く分解斜視図、図２は底面図、図３は、正面
から見た要部断面図、図４は左側面図、図５は、軸受部
の詳細を示す拡大断面図、図６は、測定子交換機構の詳
細を示す要部正面図、図７は、同じく左側面図である。
レームを除く分解斜視図、図２は底面図、図３は、正面
から見た要部断面図、図４は左側面図、図５は、軸受部
の詳細を示す拡大断面図、図６は、測定子交換機構の詳
細を示す要部正面図、図７は、同じく左側面図である。
【００１６】本実施形態の検出器１０は、測定対象面に
追従して上下する測定子１６と、該測定子１６が先端近
傍に配設された可動片１８と、該可動片１８を、前記測
定子１６が上下できるよう回動自在に支持するフレーム
１２とを有し、測定時に検出器１０を測定子１６の上下
方向と直交する方向に移動する表面性状測定機（図示省
略）に着脱可能に装着され、前記可動片１８の変位から
測定対象面の変位を知るための表面性状測定機用検出器
において、前記可動片１８に固定される両端円錐軸８０
と、図５に詳細に示す如く、該円錐軸８０の円柱部外径
Ｄより僅かに大きい内径Ｉを有し、該円錐軸８０の両端
と、それぞれ係合する、微細な軸穴８３が底面に形成さ
れた、前記フレーム１２に取付けられる、１対の有底円
筒状軸受８２と、該軸受８２の一方（図２の下方）を、
前記円錐軸８０の軸方向に押圧する予圧板ばね８４と、
を備えたものである。
追従して上下する測定子１６と、該測定子１６が先端近
傍に配設された可動片１８と、該可動片１８を、前記測
定子１６が上下できるよう回動自在に支持するフレーム
１２とを有し、測定時に検出器１０を測定子１６の上下
方向と直交する方向に移動する表面性状測定機（図示省
略）に着脱可能に装着され、前記可動片１８の変位から
測定対象面の変位を知るための表面性状測定機用検出器
において、前記可動片１８に固定される両端円錐軸８０
と、図５に詳細に示す如く、該円錐軸８０の円柱部外径
Ｄより僅かに大きい内径Ｉを有し、該円錐軸８０の両端
と、それぞれ係合する、微細な軸穴８３が底面に形成さ
れた、前記フレーム１２に取付けられる、１対の有底円
筒状軸受８２と、該軸受８２の一方（図２の下方）を、
前記円錐軸８０の軸方向に押圧する予圧板ばね８４と、
を備えたものである。
【００１７】前記フレーム１２には、図３に詳細に示す
如く、前記可動片１８を、測定子１６が測定対象面と係
合する方向（図３の下方）に付勢する、例えば圧縮コイ
ルばねで構成される測定力ばね８６と、該測定力ばね８
６により測定子１６に付与される測定力を調整するため
の測定力調整ねじ８８が備えられている。
如く、前記可動片１８を、測定子１６が測定対象面と係
合する方向（図３の下方）に付勢する、例えば圧縮コイ
ルばねで構成される測定力ばね８６と、該測定力ばね８
６により測定子１６に付与される測定力を調整するため
の測定力調整ねじ８８が備えられている。
【００１８】図において、９０は、フレーム１２に配設
されたインダクタンスコイル９２（図３参照）と共働し
て可動片１８の上下方向変位量を検出するための、前記
円錐軸８０を挟んで対称な位置に設けられた、１対のコ
アである。
されたインダクタンスコイル９２（図３参照）と共働し
て可動片１８の上下方向変位量を検出するための、前記
円錐軸８０を挟んで対称な位置に設けられた、１対のコ
アである。
【００１９】該コア９０のインダクタンスコイル９２と
のギャップが、測定子１６から伝達される測定対象面の
表面粗さに応じて変動するので、この変動量をアンプ系
（図示省略）で増幅し、各種パラメータ演算、表示、記
録するようにされている。
のギャップが、測定子１６から伝達される測定対象面の
表面粗さに応じて変動するので、この変動量をアンプ系
（図示省略）で増幅し、各種パラメータ演算、表示、記
録するようにされている。
【００２０】前記軸受８２の内径Ｉは、図５に詳細に示
す如く、前記円錐軸８０の円柱部外径Ｄより、例えば、
０．０５〜０．１ｍｍだけ大とされている。又、前記軸
穴８３は、例えば直径０．２ｍｍとされている。
す如く、前記円錐軸８０の円柱部外径Ｄより、例えば、
０．０５〜０．１ｍｍだけ大とされている。又、前記軸
穴８３は、例えば直径０．２ｍｍとされている。
【００２１】前記可動片１８は、前記円錐軸８０に、例
えば接着又はねじ等により固定されている。
えば接着又はねじ等により固定されている。
【００２２】前記測定子１６は、図６（正面図）及び図
７（左側面図）に詳細に示す如く、後端にＶ溝１７Ａが
形成されたロッド１７の先端に固定されている。該ロッ
ド１７の後端は、可動片１８の前端下側に固定された、
下側の一部が切り欠かれた切欠きパイプ１９に挿入さ
れ、前記Ｖ溝１７Ａに先端Ｖ字状部分１９Ｂが嵌まり込
む測定子押さえばね（板ばね）１９Ａにより、着脱可能
に固定されている。該測定子押さえばね１９Ａは、ねじ
１９Ｃにより、可動片１８の下面に固定されている。
７（左側面図）に詳細に示す如く、後端にＶ溝１７Ａが
形成されたロッド１７の先端に固定されている。該ロッ
ド１７の後端は、可動片１８の前端下側に固定された、
下側の一部が切り欠かれた切欠きパイプ１９に挿入さ
れ、前記Ｖ溝１７Ａに先端Ｖ字状部分１９Ｂが嵌まり込
む測定子押さえばね（板ばね）１９Ａにより、着脱可能
に固定されている。該測定子押さえばね１９Ａは、ねじ
１９Ｃにより、可動片１８の下面に固定されている。
【００２３】本実施形態においては、前記のようにし
て、一方の軸受８２に予圧板ばね８４で予圧を与えてい
るので、軸受けトルクが小さく、且つ、ガタつかない。
なお、軸受に予圧を与える方法は、これに限定されず、
板ばね以外の弾性体を用いたり、円錐軸８０の一端だけ
でなく、両端を予圧することも可能である。
て、一方の軸受８２に予圧板ばね８４で予圧を与えてい
るので、軸受けトルクが小さく、且つ、ガタつかない。
なお、軸受に予圧を与える方法は、これに限定されず、
板ばね以外の弾性体を用いたり、円錐軸８０の一端だけ
でなく、両端を予圧することも可能である。
【００２４】測定子１６の測定力は、前記測定力ばね８
６により与えられ、規格を満足させるため、測定力調整
ねじ８８により、自在に調整可能である。なお、測定力
ばね８６の種類は、圧縮コイルばねに限定されない。
６により与えられ、規格を満足させるため、測定力調整
ねじ８８により、自在に調整可能である。なお、測定力
ばね８６の種類は、圧縮コイルばねに限定されない。
【００２５】例えば測定対象面の種類に合わせて測定子
を交換する際には、検出器１０を図２の左方向に引張る
と、まず円錐軸８０の先端と係合する軸穴８３に作用す
る力によって、予圧板ばね８４が、図２の下方に開か
れ、前記円柱部外径Ｄと内径Ｉの差ａの分だけ円錐軸８
０が図２の左方向に引張られた段階で、該円柱部外径Ｄ
が軸受部内径Ｉに接触する。従って、これ以降は、検出
器１０の引張力が円錐軸８０の先端と軸穴８３間ではな
く、円錐軸８０の円柱部外径Ｄと軸受部内径Ｉを介して
フレーム１２に伝えられ、軸受部へ衝撃を与えることな
く、ロッド１７と共に測定子１６を引き抜くことができ
る。測定子交換が終わった際は、逆に、測定子１６が固
定されたロッド１７を押し込んでいくと、ロッド１７が
規定位置に到達した段階で、それ以上押し込むことがで
きなくなり、予圧板ばね８４の作用で、円錐軸８０の先
端が軸穴８３に収まった正規の位置に戻る。
を交換する際には、検出器１０を図２の左方向に引張る
と、まず円錐軸８０の先端と係合する軸穴８３に作用す
る力によって、予圧板ばね８４が、図２の下方に開か
れ、前記円柱部外径Ｄと内径Ｉの差ａの分だけ円錐軸８
０が図２の左方向に引張られた段階で、該円柱部外径Ｄ
が軸受部内径Ｉに接触する。従って、これ以降は、検出
器１０の引張力が円錐軸８０の先端と軸穴８３間ではな
く、円錐軸８０の円柱部外径Ｄと軸受部内径Ｉを介して
フレーム１２に伝えられ、軸受部へ衝撃を与えることな
く、ロッド１７と共に測定子１６を引き抜くことができ
る。測定子交換が終わった際は、逆に、測定子１６が固
定されたロッド１７を押し込んでいくと、ロッド１７が
規定位置に到達した段階で、それ以上押し込むことがで
きなくなり、予圧板ばね８４の作用で、円錐軸８０の先
端が軸穴８３に収まった正規の位置に戻る。
【００２６】前記実施形態においては、本発明が、表面
粗さ測定機に適用されていたが、本発明の適用対象はこ
れに限定されず、例えば、真円度測定機、輪郭形状測定
機や、３次元座標測定機に使用される表面粗さプローブ
等にも同様に適用可能である。
粗さ測定機に適用されていたが、本発明の適用対象はこ
れに限定されず、例えば、真円度測定機、輪郭形状測定
機や、３次元座標測定機に使用される表面粗さプローブ
等にも同様に適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、軸受の軸穴径を小さく
することができ、点接触に近付けることができるため、
摩擦力が小さくなって軸受のトルクが低減され、測定力
を従来に比べて大幅に低減できる。従って、軟質材、例
えばプラスチック類の測定でも、測定疵を生じさせ難く
なり、不安が解消される。発明者等の実験では、従来品
の約１／１０の０．０５ｇｆという小さな測定力を実現
できた。
することができ、点接触に近付けることができるため、
摩擦力が小さくなって軸受のトルクが低減され、測定力
を従来に比べて大幅に低減できる。従って、軟質材、例
えばプラスチック類の測定でも、測定疵を生じさせ難く
なり、不安が解消される。発明者等の実験では、従来品
の約１／１０の０．０５ｇｆという小さな測定力を実現
できた。
【００２８】又、測定子交換時に検出器に加わる引張力
や押込力を、円錐軸の円柱部外径と軸受部内径で受ける
ようにしたので、検出器抜差しにより軸受が破損するこ
とがなく、衝撃も吸収される。
や押込力を、円錐軸の円柱部外径と軸受部内径で受ける
ようにしたので、検出器抜差しにより軸受が破損するこ
とがなく、衝撃も吸収される。
【００２９】更に、ピボット軸受等の精密部品を使用し
ていないので、部品の製造や入手が容易であり、コスト
も削減できる。
ていないので、部品の製造や入手が容易であり、コスト
も削減できる。
【図１】本発明の実施形態のフレームを除く要部構成を
示す分解斜視図
示す分解斜視図
【図２】前記実施形態の底面図
【図３】同じく要部を正面から見た断面図
【図４】同じく左側面図
【図５】同じく軸受部の詳細を示す拡大断面図
【図６】同じく測定子交換機構の詳細を示す要部正面図
【図７】同じく左側面図
【図８】特公平４−６０５２３で提案されている表面粗
さ測定機の構成を示す断面図
さ測定機の構成を示す断面図
【図９】出願人が実開平１−１０４５０４で提案した表
面粗さ測定装置の構成を示す縦断面図
面粗さ測定装置の構成を示す縦断面図
１０…検出器 １２…フレーム １６…測定子 １８…可動片 ８０…両端円錐軸 Ｄ…円柱部外径 ８２…有底筒状軸受 Ｉ…軸受部内径 ８３…軸穴 ８４…予圧板ばね ８６…測定力ばね ８８…測定力調整ねじ
Claims (2)
- 【請求項１】測定対象面に追従して上下する測定子と、
該測定子が先端近傍に配設された可動片と、該可動片
を、前記測定子が上下できるように回動自在に支持する
フレームとを有し、測定時に検出器を測定子上下方向と
直交する方向に移動する表面性状測定機に着脱自在に装
着され、前記可動片の変位から測定対象面の変位を知る
ための表面性状測定機用検出器において、 前記可動片に固定される両端円錐軸と、 該円錐軸の円柱部外径より僅かに大きな内径を有し、該
円錐軸の両端と、それぞれ係合する微細な軸穴が底面に
形成された、前記検出器フレームに取付けられる、１対
の有底筒状軸受と、 該軸受の少なくとも一方を、前記円錐軸の軸方向に押圧
する予圧ばねと、 を備えたことを特徴とする表面性状測定機用検出器。 - 【請求項２】請求項１に記載の表面性状測定機用検出器
において、前記フレームに、前記可動片を、測定子が測
定対象面と係合する方向に付勢する測定力ばねと、該測
定力ばねにより測定子に付与される測定力を調整するた
めの測定力調整ねじが備えられていることを特徴とする
表面性状測定機用検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04948398A JP3296547B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 表面性状測定機用検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04948398A JP3296547B2 (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 表面性状測定機用検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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