JPS6296810A - 載置型表面粗さ測定機 - 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】 く利用分野〉 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７
−タ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。

く従米技やドｊ〉 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７−り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
！？Ｍを４ｆｍえた外部表示器と１３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磯では、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１こもしてい
る。

また、ワークがテーブルにｆ２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
形初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って１ＩｉＲ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。

く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
具合なものであった。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って機構
が複雑化し、測定機自体の寸法が大きくなって現場での
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、前述の辿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った。

く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、生産現場での測定情報として最も利用しやすい平均
粗さを生として検出できるようにすべく、角柱状ケーシ
ング内に、ワーク表面をトレースして粗さ変位を検出す
る触針及び該変位を電気信号に変換する変換器並びにワ
ーク表面のうねり成分をキャンセルするスキッドを備え
たピックアップを進退駆動するために駆動モータ軸同軸
方式の送りねじ軸と平行にスライドし、ピックアップ取
付部を設けた駆動機構を備えせしめ、前記電気信号を信
号ケーブルを介して外部表示器へ出力するようにした表
面粗さ測定機であって、該ケーシング両端部は前面板と
後面板で閉成すると共に前面板には前記ピックアップが
遊挿する開口を形成してなり、該ピックアップがケーシ
ングに対して可動するように構成すると共に少なくとも
後面板の両側部に鎖板の上下端にわたって溝を形成した
本体と、その溝に係止位置自在にスライドして係合する
高さ調整部材とから構成Ｔることにより、測定動作部体
としての測定機を小型軽量化し、手持ちによるワーク当
接を可能として簡単・迅速な繰作により生産ライン現場
での利用が容易にできるようにすることはもとより、ワ
ーク表面の本体載置当接部位が段差を形成している場合
でも安定よく当接し得で、利用できるようにしたもので
ある。

〈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ッチをＯＮ投
入してやれば、該本体内の駆動機構によつ触針を連結し
ているとックア・ンブ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。

この変位動作によっ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、もっ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１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部材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は測定は本体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、揺動自在に腹板２を遊挿して触
針４とスキッド５からなる測定部がケーシング外部に突
出するピックアップ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ックアップ６からの信号ロッド６
ａ、６１Ｌ及び駆動８！構のモータ部等に接続され、他
端側には、該ピックアップ信号を処理し、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ｔこ、前記前面板２及び後面板３はその側部となる側
のす決をケーシング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が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＋ｉｉｊ記底辺２ａ、３ａの
中火部に形成しｒこ■形切欠きであり、従って、該底辺
は平坦部と■形切欠き部が形成されている。

しかして上記曲面板２と後面板３は、その両側部に上下
端にわたって係合溝２１．３１を形成している。この係
合溝は、！＠２図に示すように測定付本体Ａの所要時の
高さ位置を後述する方法にて調整する高さ調整部材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
、従って溝形状は■字形あるいはコ字形等に形成してい
る。

第２図は上記高さ調整部材Ｂの好適な形状、構造を示す
糾視図であるが、板材を平面フ字形に折曲し、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１０
１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Ｆｉ３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
側にあっては信号ケーブル８が延びている場合に、調整
部材Ｂの上下スライドを阻害しないための逃げ開口であ
り、前面版２側にあってはピックアップ６の逃げ開口と
なるものである。１（）２は、調整部材Ｂを前面板２、
後面版３等に取り［：１けた場合の任意位置で固定する
ための止めネノつまみである。

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
取り付は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ップリング１２を介して同軸的に送
りねじ紬１３を接続している。１４は、送りねじ紬１３
に螺合してねじ軸力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
ジヨイントブロック１６、板バネ１７を介して、ピック
アップ６の非連結Ｉ寺には該スライド軸１５と略平行で
同方向に延長したピックアップ連結ロッド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、３
ａ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。ピックアップ連結ロッド１８は、その先端
側に前述ピックアップ６の信号ロッド６ａ、６＆が着脱
自在に嵌入される取り付は孔を形成しているものであり
、該孔部に＋ｉｊｊ記信号ケーブル８と信号ロッド６ａ
、６ａの接、つ（図示せず）が設けられている。

スライド軸１５とビンクア・ツブ連結ロッド１８は、上
述及び第３図から明らかなように、−外的形状を（１字
形としているもので、これにより、そ−タ等も含めｊこ
駆動磯描部寸法が良くなり、従って本体が長尺化するの
を防ぐようにしている。また、前記連結ロッド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、その反伝曲折部（Ｕ
字底部）等を薄肉部として板バネ機能を持たせ、前記ロ
ッド１８側が揺動するようにできることは明らかである
。

ピックアップ６は、測定機本体Ａのピックアップ連結ロ
ッド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、ピックアッ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７ｉ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
ピックアップ本体萌端部で板バネ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が収り付けられ、さらに該触針レバー６３及び触針４
を適宜間隔で挿通ずるスキッド５を該ピックアップ本体
前端邪に固定して画成している。しかして触針４が７−
クＷへ当接していないときはスキッド５の先端面より僅
かに突呂すべく、触針レバー６３は前記板バネ６４によ
り設定されて該スキッド（ピックアップ本体）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
の信号ロッド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７ヱライ
ト板６２の揺！＃Ｊ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。

上記のようなピックアップ８！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。そのため該ピッ
クアップ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間の前述仮想平面と平行になるべく、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（、
駆動８！桶及びピックアップ等の寸法、配置が設定され
ている。

／−ズビース７は、前述の通りピックアップ６の特に外
部に突出するスキッ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７−ズビース部分のみ
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の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
よりピックアップ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ック
アップ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、もっ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、スキッド５もワー
クＷ表面をトレースするので、該スキッドと関連しなが
ら独立して変位する触針４の変位量はいわゆる「うねり
」成分をスキッド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
な段差形状であって、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
測定にあっ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；１η面＠２、後面
板３の両側部に別途準（ｆｉｌする高さ調整部材Ｂが保
合固定できる〃イド溝２１．３１を形成しているので、
詠調整部材Ｂを、その係合片１００を上記〃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７−ズビース７が当接するので、高さ調整部
材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部材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形切り欠きによる載置で安定的に載置
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・調整部材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、ビックアンプの触針４はスキッド５と共にピック
アップ本体に応動し、触針が貫通露出するスキッド先端
面（ワーク当接面）は一般に弧面を形成している。従っ
て、本体Ａが僅かに傾斜していても上記スキッドの弧面
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、結局前記調整部材Ｂと７−ズビース７らしくは本
体前後に取り付けた調整部材により二点支持として安定
載置ができることになる。従って、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
、円柱形状ワークの場合も、ピックアップ６を着脱式と
して文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ックアップジヨイント部材
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。

く効果〉 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、天川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。

（１）ケーシング内にはモータ同軸の送りねじ軸、スラ
イド軸、ピックアップ連結ロッド等ピックア７ブの駆動
に必要な代講のみを内蔵せしめて、ピックアンプ信号を
処理し、所要の粗さデータ等を表示する演算表示機構と
共に測定機本体の前記駆動（戊構、ビックアンプ等へ電
流を供給する電源数構等を備えせしめた表示器とは信号
ケーブルによる接続としたので、測定機本体を携帯型化
に利便な形状・寸法に構成することができ、これにより
従来煩雑であった大型ワーク等の測定が簡便に；そのワ
ーク状態そのままの形態で直接よｒ１定がＣ′き、大川
性に極めて優れた測定機を得ることかで゛きる。

（２）手に持っての携帯ができるので、生産現場での測
定利用が可能であり、簡易迅速な測定の実現と相まって
生産性、作業性の向上に寄与することができる。

（３）段差形状を有するワークの測定を安定的に精度よ
く行なえるように、測定機本体の後部又は後部と油部を
支持する高さ調整部材を利用するようにしたので、各種
段差形状ワークの測定はもとより、凹凸面上で本体のみ
では安定当接が困難な場合にも利用することができ、各
種のワーク対応に一層利便となる。

（４）高さ調整部材の測定（尺本体への取り付けは、木
本に訊１邦材をスライド係合により適宜位置で係止でき
るよう係合溝を形成しているので、該溝へ係合させて調
Ｉ！Ｉ￥部材の止めネジで係止固定させるだけでよく、
格別の手数も要せず、簡単な取り扱いで作業性のよい利
用ができることになる。

【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４■さ測
定機の本体枯成部の分解斜視図、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、ｆ
５４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：曲面板　　３：後面板２ａ・３
ａ：底辺　　４：触針　　５：スキ・ノド６：ビソクア
ツプ　　６ａ：信号ロッド　　７二ノーズビース　　８
：信号ケーブル　　９：コネクタ１０：モータ　　１１
：減速８１１　１２：カップリング　　】３：送りねじ
紬　　１４：送すナット１５ニスライド軸　　１７：板
バネ　　１８：ビックアップ連結ロッド　　６１：イン
ダクタンス型変位検出器　　６２ニアエライト板　　６
３：触針レバー　　６４：板バネ　　１００：係合片１
０１：切り欠き口　　１０２：止めネジつまみＡ：粗さ
測定機本体　　Ｂ：高さ′＃Ａ！！部材Ｗ：ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 角柱状ケーシング内に、ワーク表面をトレースして粗さ
   変位を検出する触針及び該変位を電気信号に変換する変
   換器並びにワーク表面のうねり成分をキャンセルするス
   キッドを備えたピックアップを進退駆動する機構を備え
   せしめ、前記電気信号を信号ケーブルを介して外部表示
   器へ出力するようにした表面粗さ測定機において、ケー
   シング両端部は前面板と後面板で閉成すると共に前面板
   には前記ピックアップが遊挿する開口を形成してなり、
   該ピックアップがケーシングに対して可動するように構
   成すると共に少なくとも後面板の両側部に該板の上下端
   にわたって溝を形成した本体と、その溝に係止位置自在
   にスライドして係合する高さ調整部材とからなる載置型
   表面粗さ測定機。