JPS6310481Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、被測定物の表面の粗さを触針により
測定する触針式表面粗さ測定器の改良に関する。

機械部品などの被測定物の表面の凸凹状態のう
ち、波長の短い成分である表面粗さを測定する測
定器として触針式表面粗さ測定器が広く用いられ
ている。この触針式表面粗さ測定器は、触針を被
測定面に当接させながら被測定面上を移動させ、
その際の被測定面の表面粗さにより生ずる触針の
変位を電気量に変換し、その電気量を知ることに
より表面粗さを測定するものである。

表面粗さの測定に際しては、被測定物の表面の
微細でない凸凹状態であるいわゆる形状を無視す
ることが望ましい。そのために、可動自在な検出
部を設け、この検出部自体を被測定物の大きな凹
凸状態であるところのいわゆる被測定物の形状に
対応するよう可動させる。そして、検出部には被
測定面に当接しながら被測定面上を移動する被測
定面案内部を設け、この案内部より突出した触針
を用いて、最大高さ、十点平均粗さ、中心線平均
粗さ等の表面粗さを測定するよう構成されてい
る。

これら触針式表面粗さ測定器にあつては、測定
精度の向上化、測定器の小型軽量化に伴い、触針
や触針を支持する測定アームは細く構成され、電
気的検出部も極めて精巧に構成されるようになつ
ている。

しかしながら、このように極めて精巧かつ繊細
に構成された検出部を有する従来の触針式表面粗
さ測定器にあつては、触針が案内部より常に突出
されているため次のような欠点を有していた。す
なわち、被測定物を所定の位置に取り付けたり、
あるいは測定器自身を運搬するときなどに、被測
定物や人体などが触針に接触しやすく、そのため
触針や測定アーム、あるいはその他の内部機構を
破損する等の危険性を有していた。

本考案の目的は、被測定物の設置時や測定器の
運搬時等の不使用時において触針に被測定物や人
体が不用意に接触する恐れがなく、しかも、測定
器の小型軽量化に反しないよう構成された触針式
表面粗さ測定器を提供するにある。

本考案は、保護ケースに形成された被測定面案
内部に触針突出用開口部を穿設し、前記保護ケー
ス内に揺動自在に支持された揺動体に被測定物表
面に当接可能な触針を取付けるとともに、この触
針が前記触針突出用開口部から突出する方向へ揺
動体を付勢する測定圧加圧用ばねを保護ケース内
に設け、前記被測定面案内部を被測定物表面に当
接させながら保護ケース及び被測定物を相対移動
させるとともに保護ケースに対する触針の相対変
位量から被測定面の表面粗さを検出する触針式表
面粗さ測定器において、前記保護ケース及び揺動
体間に設けられた板ばねからなり前記測定圧加圧
用ばねの付勢力に打ち勝つ付勢力でかつ触針が保
護ケース内に収納される方向へ前記揺動体を付勢
する触針保護用ばねと、測定時の通電により前記
触針保護用ばねを引きつけて触針保護用ばねの付
勢力から揺動体を開放する電磁石とを備えること
により、測定器の不使用時に電源を切ることによ
つて電磁石による触針保護用ばねの触針開放動作
を解き、触針保護用ばねによつて触針を自動的に
保護ケース内に収納させ、前記目的を達成しよう
とするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図において、測定器本体１には、検出部２
が可動軸３を介して揺動自在に支持されている。
この可動軸３は、検出部２を被測定物の大きさ、
形状等に対応させる目的で、測定器本体１に対
し、回転方向及び上下方向に位置調整可能とさ
れ、検出部２の揺動支点を含む傾き角度及び回転
方向角度を任意に設定できるようになつている。

検出部２は長方形状の支持体４を有し、この支
持体４の一端は可動軸３に、可動軸３の中心軸方
向に沿つて固定されている。また、支持体４に
は、第１の検出コイル５及び第２の検出コイル６
が埋設され、これらのコイル５，６のリード線７
は可動軸３内を通つて測定器本体１内に導入さ
れ、コイル５，６及び図示しない２個の抵抗によ
りブリツジ回路が構成されている。

支持体４の、第１及び第２の検出コイル５及び
６間の中央には、角棒状の揺動体８が、十字ばね
９を介して揺動自在に取り付けられている。この
揺動体８には、第１の誘電体１０及び第２の誘電
体１１が埋設され、これら第１及び第２の誘電体
１０及び１１は、それぞれ第１及び第２の検出コ
イル５及び６と所定の間隙を有して対峙するよう
構成されている。

揺動体８の一端（図中左端）は、触針保護用ば
ね１２の先端により図中下方に付勢されている。
この触針保護用ばね１２は基端を支持体４にねじ
止め固定されるとともに、ばね用鋼板などの磁性
材からなる板ばねにより構成されている。触針保
護用ばね１２と対峙する位置において、支持体４
には通電時にばね１２を引きつける電磁石１３が
設けられている。この電磁石１３のリード線１４
は、可動軸３内を通つて測定器本体１内に導かれ
ている。

さらに、揺動体８のこの端部は、板ばねより成
る測定圧加圧用ばね１５により、図中上方に付勢
されている。この加圧用ばね１５は、触針保護用
ばね１２に比し、そのばね力は小さく構成されて
いるとともに、調整ねじ１６により、そのばね力
の大きさは調整できるよう構成されている。

揺動体８の他端（図中右端）には、棒状の測定
アーム１７が揺動体８の長手方向に沿つて延びる
よう固定されており、この測定アーム１７は円筒
状の保護ケース１８内に揺動可能に収納されてい
る。

保護ケース１８は、支持体４及び揺動体８を収
納する検出部枠体１９を備え、可動軸３を介して
測定器本体１に対して支持体４と一体的に揺動で
きるよう構成されている。

保護ケース１８の先端部側面における図中下方
側には、半球状の被測定面案内部２０が形成され
ている。この案内部２０の中央には、測定アーム
１７の先端部に垂直に固定された触針２１が突出
することのできる触針突出用開口部２２が穿設さ
れている。

また、検出部枠体１９の内壁には、触針２１が
保護ケース１８内に急激に引つ込んで保護ケース
１８と激しくぶつかり破損を招くことを防止する
ためのダンパ機構としてのゴム体２３が設けられ
ている。このゴム体２３は、揺動体８の可動軸３
側の下側面と所定の位置で当接し、測定アーム１
７と保護ケース１８との激突を防止するよう構成
されている。

なお、符号２４は被測定物であり、この被測定
物２４はテーブル２５上に載置され、このテーブ
ル２５は第１図中矢印で示される水平方向に移動
可能にされ、このテーブル２５を移動させること
により触針２１と被測定物２４の表面すなわち被
測定面とが相対的に移動できるようにされてい
る。

次に、本実施例の作用につき説明する。

本実施例を用いて被測定面の粗さを測定する場
合、まず測定器本体１に対し、支持体４の向きを
被測定物２４の大きさ、形状等に合せて所定の向
きに設定しておく。これにより、検出部２は測定
器本体１に設けられた支点を中心として保護ケー
ス側が上下方向のいずれにも回動でき、被測定面
案内部２０が被測定物２４の表面に当接した状態
となる。

この状態で電源を入れると、検出コイル５，６
及び電磁石１３が通電され、電磁石１３は励磁さ
れる。電磁石１３が励磁されると、触針保護用ば
ね１２は電磁石１３に引きつけられる。このた
め、保護用ばね１２による揺動体８に対する付勢
は解除されることとなる。

揺動体８が保護用ばね１２から開放されると、
揺動体８の一端は測定圧加圧用ばね１５のみによ
り付勢されることとなり、揺動体８の他端側に設
けられた触針２１の先端は開口部２２より突出す
る。この際、触針２１には被測定表面の微細な凸
凹状態に対応するために必要な、いわゆる測定圧
が加えられることとなる。

ついで、テーブル２５を第１図中矢印方向例え
ば右方に移動させることにより、被測定面案内部
２０を被測定面に当接させながら面上を移動させ
れば、開口部２２から突出した触針２１の、保護
ケース１８内における変位は、被測定物２４の形
状によるものは無く、表面粗さによるもののみと
なる。

触針２１が変位すると、その変位の大きさに応
じて第１の検出コイル５と第１の誘電体１０との
間隙、第２の検出コイル６と第２の誘電体１１と
の間隙がそれぞれ変化する。これら間隙の変化に
より、第１及び第２の検出コイル５及び６のそれ
ぞれのインダクタンスの変動が生ずる。これらイ
ンダクタンスの変動は、前記ブリツジ回路を介し
て表面粗さの測定値として図示しない測定値表示
装置や記録装置等に出力されることとなる。

また、非測定時すなわち不使用時にあつては、
電源を切ると電磁石１３の磁気力は消失し、触針
保護用ばね１２は電磁石１３の磁気力から開放さ
れる。触針保護用ばね１２のばね力は測定圧加圧
用ばね１５のばね力よりも大きいものとして構成
されているので、揺動体８は測定圧加圧用ばね１
５に抗して図中反時計方向に回動され、触針２１
は保護ケース１８内に収納されることとなる。こ
の際、揺動体８の図中左端の下方には、ダンパと
してのゴム体２３が設けられているので、測定ア
ーム１７の先端部が保護ケース１８と激突してし
まうということはない。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

電源が切られている非測定時にあつては、触針
２１が保護ケース１８内に自動的に収納されるの
で、被測定物２４の設置時や測定器の運搬時等に
あつても触針２１に被測定物２４や人体等が不用
意に触れてしまうという恐れが無い。そのため、
触針２１や測定アーム１７、あるいはその他の機
構を破損する危険性が無い。

しかも、触針２１を保護ケース１８内に収納す
るためには何ら特別の操作を必要とせず、唯単に
装置の電源を切ればよいので極めて便宜であり、
触針２１を収納するのを忘れるという事もないと
いう効果がある。

また、検出部枠体１９にはダンパとしてのゴム
体２３が取り付けられているので、触針２１の収
納の際に測定アーム１７が保護ケース１８に激突
して破損を招くという恐れもない。

さらに、触針２１を収納する機構は、構造も簡
易であり、測定のために本来的に必要な電気を利
用する構成を採つているものであるから、装置全
体の小型化及び軽量化に反することがないという
効果がある。さらに、触針保護用ばね１２を板ば
ねとした点からも装置を小型化、軽量化できる。

また、測定圧加圧用ばね１５のばね力は、調整
ねじ１６をドライバー等により調整するだけで容
易に調整できる。したがつて、種々の被測定物２
４の表面状態に応じた測定圧が容易に得られると
いう効果がある。

なお、上述の実施例は、触針２１の変位を電気
量に変換する方式として、いわゆる可動鉄片式と
いわれるものであつたが、それに限らず、例えば
差動トランス式等の他の変換方式を用いたもので
あつてもよい。ただし、差動トランス式を採れ
ば、検出部２の高さが高くなることとなろう。

また、測定圧加圧用ばね１５は板ばねにより構
成されているものとしたが、板ばねに限らずコイ
ルばね、竹の子ばね等の他のばねを用いたもので
あつてもよいし、ゴムチユーブ等の弾性容器に収
納された圧縮空気等による他の付勢機構であつて
もよい。

さらに、測定圧加圧用ばね１５の調整ねじ１６
は必らずしも設ける必要はないが、ねじ１６によ
り所望の測定圧が容易に得られるという効果があ
る。

また、触針保護用ばね１２は磁性体により構成
されているものとしたが、ばね１２は銅などの非
磁性体で構成されるとともに、第２図に示される
ように、このばね１２に当接可能でかつ電磁石１
３に吸着される磁性体２６で開放方向に移動させ
るものでもよい。

また、ダンパ機構は、揺動体８と当接する位置
に設けられたものに限らず、測定アーム１７と当
接するものであつてもよいし、その構成もゴム体
に限らずダツシユポツト形式のものであつてもよ
い。あるいは、第３図に示されるように、圧縮ば
ね及びばね受けより構成されるものであつてもよ
い。さらに、ダンパ機構それ自体を有さないもの
であつてもよいが、ダンパ機構を設けることによ
り、触針２１の収納の際の測定アーム１７や触針
２１などの他の部材への激突を確実に防止するこ
とができる。

さらに、触針２１と被測定物２４との測定の為
の相対移動は、前記実施例のようにテーブル２５
を移動させるものに限らず、測定器本体１側を移
動させてもよい。しかし、前記実施例のようにテ
ーブル２５側を移動させる方が駆動機構を簡略に
できる利点がある。

上述のように、本考案によれば、被測定物の設
置時や測定器の運搬時においても触針に被測定物
や人体が不用意に接触する恐れがなく、しかも、
測定器の小型軽量化に反することのない触針式表
面粗さ測定器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による触針式表面粗さ測定器
の一実施を示す断面図、第２図は他の実施例を示
す説明図である。 １……測定器本体、２……検出部、３……可動
軸、５，６……検出コイル、８……揺動体、１
０，１１……誘電体、１２……触針保護用ばね、
１３……電磁石、１５……測定圧加圧用ばね、１
８……保護ケース、２０……被測定面案内部、２
１……触針、２２……触針突出用開口部、２６…
…磁性体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 保護ケースに形成された被測定面案内部に触
   針突出用開口部を穿設し、前記保護ケース内に
   揺動自在に支持された揺動体に被測定物表面に
   当接可能な触針を取付けるとともに、この触針
   が前記触針突出用開口部から突出する方向へ揺
   動体を付勢する測定圧加圧用ばねを保護ケース
   内に設け、前記被測定面案内部を被測定物表面
   に当接させながら保護ケース及び被測定物を相
   対移動させるとともに保護ケースに対する触針
   の相対変位量から被測定物表面の表面粗さを検
   出する触針式表面粗さ測定器において、前記保
   護ケース及び揺動体間に設けられた板ばねから
   なり前記測定圧加圧用ばねの付勢力に打ち勝つ
   付勢力でかつ触針が保護ケース内に収納される
   方向へ前記揺動体を付勢する触針保護用ばね
   と、測定時の通電により前記触針保護用ばねを
   引きつけて触針保護用ばねの付勢力から揺動体
   を開放する電磁石とを備えたことを特徴とする
   触針式表面粗さ測定器。 (2) 前記実用新案登録請求の範囲第１項記載の測
   定器において、前記測定圧加圧用ばねは測定圧
   調整可能であることを特徴とする触針式表面粗
   さ測定器。 (3) 前記実用新案登録請求の範囲第１項又は第２
   項記載の測定器において、触針突出用開口部
   は、半球状に形成された被測定面案内部に設け
   られたことを特徴とする触針式表面粗さ測定
   器。