JPS6242002A - 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、測定装置の改良に関し、更に詳しくは測定装
置の可動軸部材の支持構造に係り、片持梁状水平可動部
材の先ご：ち（ｊＩＩｌに設けられた測定子と被測定物
とを相対移動させつつ被測定物の４法等を測定する測定
機一般に利用できる。

〔背景技術とその問題点〕

一次ないし三次元的に相対多動可能な測定子の被測定物
との移動変位量から被測定物の寸法、形状等を測定する
測定装置が知られている。この■す定装置の構造は種々
提案されているが、一定の測定精度を保障するには構造
の機械的変形が無視できなくなってきた。特に、いわゆ
る片持梁状のアームの先端に測定子を取付けたタイプで
は、筒易かつ経済上の優位性はあるもののアームの自重
等による撓みに起因し、た変形問題が大きい。

この問題に関して、従来では、前記アームの曲げ剛さを
高くすることが提案され、例えば、実公昭４４−１１４
８５号では、軽量化のため中空構造とされた（水平）可
動部材に、略■字状梁杆を内装し、この梁杆の弾性を利
用して可動部材の見掛は剛性を高めることが開示されて
いる。

しかしながら、従来手段は、−１的に可動部材が最突出
したときの最大撓みを補正するよう形成されているから
、最没入時には反ＩＱみ方向に変位してしまうことがあ
り、結果として全体的に促えれば撓みの２分の１以下の
精度にすることが困難という問題点がある。更に、かか
る構成は、１つの長細部材の見掛剛性を強める手段から
、長さ方向のある一点を希望撓み補償量として変形させ
ると、その他の部分は望まない誤差を含む問題もある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、先端に測定子が設けられた可動軸部材
の測定子側突出量にかかわらず、前記可動軸部材の先端
に生じる撓みを補償できる測定装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
基台に立設された支柱と、この支柱に昇降可能に取付け
られたスライダと、このスライダに支柱と直交する方向
に移動可能に支持されかつ先端側に測定子が設けられた
可動軸部材と、この可動軸部材およびスライダの移動変
位■の読取手段とを備え、測定子の関与した被測定物の
寸法等を測定する測定装置において、前記可動軸部材に
はその下方面に基端側から先端側に向かって厚みが薄く
された変位調整部力ぐ形成され、前記スライダの内側下
方部位には可動軸部材と接する回転体および可動軸部材
に形成された変位調整部と接する回転体が列記され、こ
れらの回転体のうち変位調整部に接するものが可動軸部
材の先端側方向に設けられ、前記スライダの内側上方部
位には前記回転体に可動軸部材を押付けるばね部材が設
けられ、可動軸部材のスライダに対する移動変位量にか
からわず前記測定子の上下方向位置を一定範囲内に維持
できるように構成されたもので、これにより、前記可動
軸部材は、可動軸部材の下方面に形成された変位調整部
によって測定子側に突出されるに従ってばね部材の付勢
力に抗して強制的に上方に変位され、可動軸部材の先端
に生しる撓みが補償されて前記目的を達成しようとする
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図には測定装置としての三次元測定機
およびその一部を拡大したものが示されている。

第１図において、ヘッド１上には基台ＩＡが紙面直交方
向移動自在に載置され、この基台ＩＡには支柱２が垂直
に立設され、この基台ＩＡと支柱２との間には支柱倒れ
調整棒３が傾設され、前記支柱２にはスライダ４がロー
ラ５を介して支柱２の長手方向、即ち、垂直軸線方向昇
降可能に取付けられ、更に、スライダ４には可動軸部材
・としてのスピンドル８が支柱２と直交する方向、即ち
、水平軸線方向移動可能に支持されている。この際、前
記スライダ４は、支柱２を挟持して回転する一対のロー
ラ５を垂直軸線方向の両端部近傍に設けた昇降部７と、
この昇降部７にその長手方向が垂直となるように取付け
られるとともにスピンドル８を水平軸線方向移動可能に
支持するスピンドル支持部６とを備えている。前記スピ
ンドル８の先端８Ａには測定子９が設けられ、測定子９
を移動させることにより、水平面上の前記支柱２の長手
方向と直交する軸線方向を移動させる前記基台工Ａの機
構と相俟って図示しない被測定物の寸法等を三次元的に
測定できるようになっている。

前記スピンドル８の一方の側面下部には、その長手方向
に沿ってメインスケール２２が設けられ、前記支持部６
には、このメインスケール２２と対応させてインデック
ススケール、発光素子および受光素子（図示せず）が収
納された検出器２３が設けられ、これらメインスケール
２２と検出器２３とを含んで読取手段２４が構成され、
スピンドル８とスライダ４との相対移動の変位量を読み
取れるようになっている。前記読取手段２４により読み
取られた変位量は、検出器２３に一端が接続されたコー
ド２５を介して変位量表示器２６に表示されるようにな
っている。

前記スピンドル８の下方面にはその長手方向に沿って変
位調整部としての変位調整板１６が一体的且つ着脱可能
に取付けられ、この変位調整板１６は、スピンドル８の
長手方向の略中夫に適宜な幅を存するように形成されて
いる。この際、スピンドル８の先端８Ａにかかる集中荷
重をＰ、前記支持器６の測定子９側端部からスピンドル
８の先端８Ａまでの距離をＸ、スピンドル８の突出側全
長にかかる等分布荷重をｗ１１弾性係数をＥ、断面二次
モーメントをＩとするとスピンドル８の先・５：る８Ａ
の撓みδは、 で表されるが、前記変位調整板１６は、この撓みδを補
償するためにスピンドル８の基端８　Ｂ　側から先端８
Ａ側に向かって厚みが薄くなるように、例えば、前記先
端８Ａ側から距離Ｘの場合に変位調整板１６の１［１さ
がδに対応した値（スピンドル８の傾斜を考慮した値）
となるように構成されている。

第２図ない１２．第４図において、前記支持部６の両端
近傍の内側下方部位には、スピンドル８と接する回転体
としての摩擦ローラ１８およびスピンドル８に取付けら
れた変位調整板１６と接する摩（察ローラ１８が軸受１
７を介して列記されている。

これらの摩擦ローラ１８のうち変位調整板１６に接する
ものがスピンドル８の先端８Ａ側方向に設けられ、この
摩擦ローラ１８は、第４図に示されるように、その中央
部に変位調整板１６と略同様の幅を有する大径部１８Ｂ
が設けられるとともに、この大径部１８Ｂにより変位訊
Ｉ整板１６ところがり係合するようになっている。この
際、前記スピンドル８の先端８Ａ側の摩擦ローラ１８に
は、その回転軸の一端が軸受１７を通過して送りＡンド
ル１９に固定され、この送りハンドル１９を回転サセる
ことによりスピンドル８が水平軸線方向に移動できるよ
うになっている。他方の摩擦ローラ１８は、第３図に示
されるように、その両端近傍に大径部１８Ａが設けられ
、この大径部１８Ａによりスピンドル８の下方面のうち
両端側と、ころがり係合するようになっており、これら
両人径部１、８　Ａ間に前記変位言周整仮１６が挿通さ
れるようになっている。

前記支持部６・の内側上方部位には前記摩擦ローラ１８
にスピンドル８を押付けるばね部材１０が設けられてい
る。前記ばね部材ＩＯは、第３図および第４図に示され
るように、前記支持部６に固定されたばね受け１１に基
端が当接されるとともに先端がローラ支持部材１２およ
びばね圧接ローラ１３等を介してスピンドル８と当接し
てスピンドル８を下方側に付勢するようになっている。

前記ばね圧接ローラ１３は、その両端近傍に大径部１３
Ａを有してスピンドル８ところがり係合するよ・うにな
っており、更に、その両端はローラ支持部材１２に回転
自在に支持されている。前記ローラ支持部材１２は、垂
直軸線と平行になるように取付けられた固定軸１４に垂
直軸線方向移動可能に支持されるとともに、この固定軸
１４のト方に摺動自在に取付けられかつばね部材１０の
先端が当接するワッシャ１，５および支持部材１２を介
してばね部材ｌＯの付勢力をばね圧接Ｌ７−ラ１３に伝
えるようになっている。この際、前記支持部６のスピン
ドル８の先端８Ａ側の、即ら、第１図に示されるローラ
支持部＋、ｔ　ｌ　２は所定距離垂直軸線方向に移動で
きるようになっている。

なお、変位調整板１６の各部位厚さは、摩擦［ｌ−９１
８，１８間の間隔とスピンドル８の突出ｈ１との関係か
ら生ずるスピンドル８の傾斜角度による測定子の上昇方
向変位分を無視して説明簡便とするが、その間隔と突出
足との大きさによってはこれを勘案し、変位調整板１６
の厚さを決定すべきである。

前記ばね圧接ローラ１３の両端部下方には、スピンドル
８の両側面を挟んで対向するようにガ・イドローラ２０
が垂直軸線方向に設けられた固定軸２１を介して回転自
在に取付けられ、これらのガイ）ｊｏ−ラ２０は、スピ
ンドル８の側面を転がり係合し、スピンドル８が水平軸
線方向に移動しても左右にずれないようになっている。

このような構成において、第２図中実線で示すスピンド
ル８が測定子９側に対し最も没入した状態から送りハン
ドル１９を回転する等によりスピンドル８を測定子９側
に突出させるとスピンドル８が垂直軸線の上方向に変位
する。即ち、スピンドル８は、基端８Ｂ近傍の転がり係
合する摩擦ローラ１８の大径部１８Ａ、１８Ａ上を移動
し、スピンドル８の下部に取付けられた変位調整板１６
は、先端８Ａ近傍の転がり係合する摩擦ローラ１８の大
径部１８Ｂ上を移動するが、変位調整板１６が前記突出
量が大きくなるに従って変位調整板１６の厚さが大きく
なるので、前記摩擦ローラ１８の大径部１８Ｂ上を移動
するスピンドル８がその上方に設けられているばね部材
ｌＯの付勢力に抗して垂直軸線上方に強制的に変位され
る。

この場合、スピンドル８の先端８Ａには前記支持部６か
ら先端８Ａまでの距離Ｘにより量が変化する撓みδが生
しるが、この撓みδに相当する量の厚さを変位調整板１
６が前記支持部６の端部で有しているので、前記撓み量
を変位調整板１６で補償でき、第２図中破線で示すよう
にスピンドル８の先端８Ａはスピンドル８が最も没入し
た状態と垂直軸線方向に対し同じ高さ位置にある。なお
、第２図中の破線で示されたスピンドル８は、内容を理
解しやすくするために撓んだ状態が大きく示されている
。

このような本実施例によれば、スピンドル８の測定子９
側突出量に応じてスピンドル８の先端８Ａの撓みを補償
できる。特に、本実施例では、調整板１６をスピンドル
８の先端８Ａ側からの距離Ｘの場合に厚さがＸの関数た
るδとして基端８Ｂ側から先端８Ａ側に向かって肉厚が
薄くなるように構成したので、スピンドル８の突出量に
かかわらずスピンドル８の先端８Ａに生じる撓みが連続
的且つ全長に渡って補償される。従って、特定の一点で
撓みを補償している従来例に比し、測定精度の向上を図
ることができる。その上、本実施例による可動軸部材の
支持装置は、変位手段をスピンドル８の外部に取付ける
ものであるから、水平可動軸部材に略Ｖ字状のばね部材
を内装させた従来例と異なり、スライダ等に歪を生じさ
せて撓みを補償している点板外の部分に誤差を生じるこ
とがなく、この点からしても撓みの完全補償が可能とな
る。また、ばね部材１０によりスピンドル８を押付ける
としたので、スピンドル８の変位量が変わっても常にス
ピンドル８を下方に付勢して前記支持部６に支持させる
ことができる。更に、ばね１０とスピンドル８との間に
は圧接ローラ１３を設けたので、スピンドル８をスムー
スに水平軸線方向に移動させることができる。その上、
スピンドル８の下方に回転体としての摩擦ローラ１８を
列記したので、この点からしてもスピンドル８をスムー
スに移動させることができ、且つ、その移動を滑りを生
じることなく確実に行うことができる。また、本実施例
では変位調整部としての変位調整板１６がスピンドル８
に一体的且つ着脱可能に取付けられるようにしたので、
形状の異なる変位調整板１６と取り替えれ＋２、重量の
異なる測定子に変えて測定を行っても、スピンドル８の
先端８Ａに生じる撓みを補償することができて適応性が
拡大される。更にまた、圧接ローラ１３による圧接歪分
もスピンドル８の撓み分と同時に＋ａ　ｆＢされる。ま
た、左右のガイドローラ２０によりスピンドル８を横振
れさせることなく、円滑に案内できる。

なお、変位調整板１６の形状は、全長にわたり撓みδに
対応したものでなくともよく、複数の補償点のピッチを
選択し、このピッチ間を直線で結び多点補償としたもの
でもよい。これにより、ある精度範囲に誤差が納るよう
にビ・ノチを選択すれば、スピンドル８の撓みに劣る測
定誤差を少な、くするとともに、変位調整板１６の加工
を前記実施例より容易にすることができる。即ち、変位
調整板１６の形状は、スピンドル８の基端８Ｂ側から先
端８Ａ側に向かって厚みが薄く形成されたものならば、
いかなる形状でもよい。その上、変位調１４反１６のス
ピンドル８に対する取付は角度を調整可能とすれば重量
の異なる測定子を取り替えて測定する場合に変位調整板
１６を交換する必要がなく能率的である。更にまた、前
記実施例では変位調整部としての変位９１．１整版１６
がスピンドル８に着脱可能に取付けられるとしたが、変
位調整部はスピンドル８と一体として形成されるもので
あってもよい。ただし、前記実施例のように変位調整板
１６を着脱可能とすれば、スピンドル８および変位調整
板１６を容易に加工できる。また、２つの摩擦ｌツーラ
１８の位置は固定されるのちに限らず、水平軸線方向に
いずれかを変位可能とすれば変位調整板１６を取り替え
なくともスピンドル８の変位景の倍率を変えることがで
きる。更に、摩擦ローラ１８のスピンドル８の基端側と
先端側との構造を逆とし、変位調整板１６が先端側から
基端側に向かって薄くなるようにしたものでもよい。更
にまた、本発明にかかる測定装置は三次元測定機に適用
されるものに限らず、二次元測定機にも適用することが
できる。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、ｉ４’ｌｌｌ定装置を用
いて被測定物を測定するに際し、先端に測定子が設けら
れた水平可動軸部材の測定子側突出量にかかわらず、］
１ｊ記可動軸部材の先端に４１シる撓みを補償できると
いう効毀がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の概略構成図、第２図は
第１図の一部の拡大図、第３図は第２図中ｍ−ｍ線に沿
った拡大断面図、第４図は第２図中ｒＶ−ＴＶ線に沿っ
た拡大断面図である。 ＩＡ・・・洪台、２・・・支柱、４・・・スライダ、６
．７・・・スライダを構成するスピンドル支持部および
昇降部、８・・・可動軸部材としてのスピンドル、８Ａ
・・・スピンドル先端、８Ｂ・・・スピンドル基端、９
・・・測定子、１０・・・ばね部材、１６・・変位手段
としての変位調整１反、１８・・・回転体としての摩擦
ローラ、２４・・・読取手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基台に立設された支柱と、この支柱に昇降可能に
   取付けられたスライダと、このスライダに支柱と直交す
   る方向に移動可能に支持されかつ先端側に測定子が設け
   られた可動軸部材と、この可動軸部材およびスライダの
   移動変位量の読取手段とを備え、測定子の関与した被測
   定物の寸法等を測定する測定装置において、前記可動軸
   部材にはその下方面に基端側から先端側に向かって厚み
   が薄くされた変位調整部が形成され、前記スライダの内
   側下方部位には可動軸部材と接する回転体および可動軸
   部材に形成された変位調整部と接する回転体が列記され
   、これらの回転体のうち変位調整部に接するものが可動
   軸部材の先端側方向に設けられ、前記スライダの内側上
   方部位には前記回転体に可動軸部材を押付けるばね部材
   が設けられ、可動軸部材のスライダに対する移動変位量
   にかからわず前記測定子の上下方向位置を一定範囲内に
   維持できるように構成されたことを特徴とする測定装置
   。