(57)【要約】  被測定物に対しＸ軸方向に相対移動自在な門型フレームの上端のビーム３２にリニアガイドを介して支持されるＹ軸ステージ４に触針を支持させた触針式測定装置において、リニアガイドの摩耗による測定精度の悪化を防止する。  リニアガイドは、ビーム３２の下面に固定した一対のガイドレール５１，５２と、各ガイドレール５１，５２の鉛直面に対し傾斜したガイド面５１ａ，５２ａに移動自在に接触する一対の直動軸受５３，５４とで構成される。一方の直動軸受５４は、Ｙ軸ステージ４に対しＸ軸方向及び上下方向に遊動自在とする。Ｙ軸ステージ４に、直動軸受５４をガイドレール５２のガイド面５２ａに押し付けるようにＸ軸方向に付勢する付勢手段５５を設けると共に、ビーム３２側に、直動軸受５４を下方に付勢する第２付勢手段５６を設けて、両付勢手段５５，５６の付勢力の合力のベクトル方向をガイド面５２ａの法線方向に合致させる。
2012066756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する水平２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、被測定物に対しＸ軸方向に相対移動自在な門型のフレームと、このフレームの上端のＹ軸方向に長手のビームにリニアガイドを介してＹ軸方向に移動自在に支持され、Ｙ軸方向に移動する出力部材を有する駆動機構によりＹ軸方向に往復動されるＹ軸ステージとを備え、Ｙ軸ステージに、被測定物の表面に接触する触針を支持させた触針式測定装置において、
リニアガイドは、ビームの下面にＸ軸方向に離隔して固定したＹ軸方向に長手の第１と第２の一対のガイドレールと、第１ガイドレールのＸ軸方向一方の側面に形成したガイド面にＹ軸方向に移動自在に接触する第１直動軸受と、第２ガイドレールのＸ軸方向他方の側面に形成したガイド面にＹ軸方向に移動自在に接触する第２直動軸受とで構成され、
第１と第２の各ガイドレールのガイド面は、第１と第２の各直動軸受が落下しないように、鉛直面に対し傾斜しており、
第１直動軸受はＹ軸ステージに固定され、第２直動軸受はＹ軸ステージに対しＸ軸方向及び上下方向に遊動自在とし、
Ｙ軸ステージに、第２直動軸受を第２ガイドレールのガイド面に押し付けるようにＸ軸方向に付勢する第１付勢手段が設けられ、ビーム又はビームに固定の部材に、第２直動軸受を下方に付勢する第２付勢手段が設けられ、第１付勢手段の付勢力と第２付勢手段の付勢力との合力のベクトル方向を第２ガイドレールのガイド面の法線方向に合致させることを特徴とする触針式測定装置。
【請求項２】
前記Ｙ軸テーブルに対し前記出力部材をＹ軸方向に直交する鉛直面に沿った動きの自由度を持つように連結する連結手段を備えることを特徴とする請求項１記載の触針式測定装置。
【請求項３】
前記連結手段は、前記Ｙ軸ステージと前記出力部材との一方に設けたＹ軸方向に直交する鉛直な受面と、Ｙ軸ステージと出力部材との他方に設けた球面部と、球面部を受面に押し付けるばねとで構成されることを特徴とする請求項２記載の触針式測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の表面に接触する触針を備え、被測定物の表面形状等を測定する触針式測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに直交する水平２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、被測定物に対しＸ軸方向に相対移動自在な門型のフレームと、このフレームの上端のＹ軸方向に長手のビームにリニアガイドを介してＹ軸方向に移動自在に支持されるＹ軸ステージとを備え、Ｙ軸ステージに、被測定物の表面に接触する触針を支持させた触針式測定装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
尚、特許文献１記載のものでは、リニアガイドとして、ガイドレールに沿って移動するスライダをエア圧によりガイドレールに非接触で支持させる静圧式のものを用いている。然し、静圧式のリニアガイドでは、Ｙ軸ステージの支持剛性を十分に確保することが困難である。そのため、リニアガイドとして、ガイドレールに形成したガイド面に移動自在に接触する直動軸受を備える滑り式や転がり式のガイドを用いるものも知られている。【０００４】
この場合、一般的には、Ｙ軸方向に長手のビームのＸ軸方向一方の側面に、Ｙ軸方向に長手の上下一対のガイドレールを固定すると共に、これらガイドレールに形成したガイド面にＹ軸方向に移動自在に接触する上下一対の直動軸受をＹ軸ステージに固定している。【０００５】
然し、このものでは、ある程度の期間使用すると、ガイドレールのガイド面と直動軸受の接触面の摩耗を生じて、両者間に隙間を生ずる。そして、Ｙ軸ステージがこの隙間分上下方向に変位し、Ｙ軸ステージに設けた触針用支持部の上下方向位置が正規位置からずれて、測定精度が悪化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、リニアガイドの摩耗を生じても測定精度が悪化しないようにした触針式測定装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、互いに直交する水平２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、被測定物に対しＸ軸方向に相対移動自在な門型のフレームと、このフレームの上端のＹ軸方向に長手のビームにリニアガイドを介してＹ軸方向に移動自在に支持され、Ｙ軸方向に移動する出力部材を有する駆動機構によりＹ軸方向に往復動されるＹ軸ステージとを備え、Ｙ軸ステージに、被測定物の表面に接触する触針を支持させた触針式測定装置において、リニアガイドは、ビームの下面にＸ軸方向に離隔して固定したＹ軸方向に長手の第１と第２の一対のガイドレールと、第１ガイドレールのＸ軸方向一方の側面に形成したガイド面にＹ軸方向に移動自在に接触する第１直動軸受と、第２ガイドレールのＸ軸方向他方の側面に形成したガイド面にＹ軸方向に移動自在に接触する第２直動軸受とで構成され、第１と第２の各ガイドレールのガイド面は、第１と第２の各直動軸受が落下しないように、鉛直面に対し傾斜しており、第１直動軸受はＹ軸ステージに固定され、第２直動軸受はＹ軸ステージに対しＸ軸方向及び上下方向に遊動自在とし、Ｙ軸ステージに、第２直動軸受を第２ガイドレールのガイド面に押し付けるようにＸ軸方向に付勢する第１付勢手段が設けられ、ビーム又はビームに固定の部材に、第２直動軸受を下方に付勢する第２付勢手段が設けられ、第１付勢手段の付勢力と第２付勢手段の付勢力との合力のベクトル方向を第２ガイドレールのガイド面の法線方向に合致させることを特徴とする。【０００９】
本発明によれば、各ガイドレールのガイド面とガイド面に対する各直動軸受の接触面の摩耗を生じても、第１付勢手段の付勢力により、ガイド面と直動軸受の接触面との間の隙間の発生が防止される。そして、Ｙ軸ステージに固定の第１直動軸受が鉛直面に対し傾斜した第１ガイドレールのガイド面に圧接することで、Ｙ軸ステージは所定の上下方向位置に保持される。また、第１と第２の両付勢手段の付勢力の合力で、第２直動軸受は第２ガイドレールのガイド面の法線方向に押圧されることになり、第２ガイドレールのガイド面と第２直動軸受の接触面の偏摩耗（ガイド面の鉛直面に対する傾斜角が変化するような摩耗）を防止できる。そのため、偏摩耗によるＹ軸ステージの上下方向の傾きが防止され、Ｙ軸ステージのＹ軸方向への移動真直度を高精度で確保できる。従って、リニアガイドの摩耗を生じても、Ｙ軸ステージは所定の上下方向位置に保持された状態でＹ軸方向に真直に移動し、測定精度は悪化しない。【００１０】
尚、第１ガイドレールのガイド面と第１直動軸受の接触面の摩耗を生ずると、第１付勢手段の付勢力により第１ガイドレールのガイド面と第１直動軸受との間に隙間を生じないようにＹ軸ステージがＸ軸方向に変位する。この場合、駆動機構の出力部材がＹ軸ステージに固定されていると、Ｙ軸ステージと一体に出力部材もＸ軸方向に変位して、駆動機構に偏荷重が作用し、耐久性に悪影響が及ぶ。更に、駆動機構の製作精度誤差により出力部材がＸ軸方向及び上下方向に振れ、この振れがＹ軸ステージに伝達されて、測定精度に悪影響が及ぶこともある。【００１１】
そのため、本発明においては、Ｙ軸テーブルに対し出力部材をＹ軸方向に直交する鉛直面に沿った動きの自由度を持つように連結する連結手段を備えることが望ましい。これによれば、Ｙ軸ステージがＸ軸方向に変位しても出力部材は変位しない。従って、駆動機構に偏荷重が作用することを防止できる。更に、出力部材がＸ軸方向及び上下方向に振れても、この振れはＹ軸ステージに伝達されず、測定精度に悪影響が及ぶことはない。【００１２】
ところで、連結手段は、Ｘ軸方向及び上下方向の動きの自由度を持つユニバーサルジョイントで構成してもよいが、これでは構造が複雑になってコストアップを招く。そのため、連結手段は、Ｙ軸ステージと出力部材との一方に設けたＹ軸方向に直交する鉛直な受面と、Ｙ軸ステージと出力部材との他方に設けた球面部と、球面部を受面に押し付けるばねとで構成されることが望ましい。これによれば、受面に球面部が移動自在に点接触して、上述した動きの自由度が得られると共に、構造が簡単になってコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の触針式測定装置の正面図。
【図２】図１の触針式測定装置の要部の拡大断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。
【図５】図２のＶ−Ｖ線で切断した断面図。
【図６】他の実施形態の図３に対応する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態の触針式測定装置を示している。この測定装置は、ベース１と、ベース１上に配置した被測定物Ｗを載置する試料ステージ２と、ベース１上に試料ステージ２を跨ぐようにして配置した門型のフレーム３とを備えている。試料ステージ２は、互いに直交する水平２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、ベース１上に固定したＸ軸方向に長手の一対のガイドレール２ａ，２ａに移動自在に支持される。そして、図示省略したＸ軸方向に長手のボールねじの回転によりこのボールねじに螺合するナットを介して試料ステージ２をＸ軸方向に移動させることで、被測定物Ｗに対し門型フレーム３がＸ軸方向に相対移動するようにしている。
【００１５】
門型フレーム３は、ベース１に立設したＹ軸方向両側のコラム３１，３１と、両コラム３１，３１の上端間に横設したＹ軸方向に長手のビーム３２とを有している。尚、試料ステージ２をベース１上に固定し、門型フレーム３をＸ軸方向に移動自在として、被測定物Ｗに対し門型フレーム３がＸ軸方向に相対移動するようにしてもよい。
【００１６】
門型フレーム３の上端のビーム３２には、後述するリニアガイド５を介してＹ軸方向に移動自在にＹ軸ステージ４が支持されている。Ｙ軸ステージ４は、Ｙ軸方向に移動する出力部材を有する駆動機構によりＹ軸方向に往復動される。本実施形態において、駆動機構は、図２、図３に示す如く、Ｙ軸方向に長手のボールねじ６とこれに螺合するナット７とを有する送りねじ機構で構成されている。
【００１７】
より具体的に説明すれば、ビーム３２の下面にはガイドブロック３３が固定されている。ガイドブロック３３には、その下面から上方に凹入するＹ軸方向に長手の凹入部３３ａが形成されている。そして、ボールねじ６を凹入部３３ａに収納した状態で、凹入部３３ａのＹ軸方向両端部に固定した支持体３３ｂにベアリング６１を介してボールねじ６を軸支している。ボールねじ６は、その軸端に固定したプーリ６２とこれに巻回するベルト６３とを介して図示省略したサーボモータに連結される。また、凹入部３３ａの天井部に固定したガイドレール７１に凹入部３３ａ内でＹ軸方向に移動自在に支持されるナットホルダ７２を設け、このナットホルダ７２にナット７を回り止めした状態で保持させている。そして、ボールねじ６の回転によりナット７を介して駆動機構の出力部材たるナットホルダ７２がＹ軸方向に移動し、ナットホルダ７２を介してＹ軸ステージ４がＹ軸方向に移動されるようにしている。
【００１８】
Ｙ軸ステージ４には、下方にのびる支持枠４ａが取付けられており、この支持枠４ａに、被測定物Ｗの表面に接触する触針８がＺ軸センサ８１を介して上下方向に変位自在に支持されている。そして、触針８の上下方向変位をＺ軸センサ８１により検出するようにしている。
【００１９】
測定に際しては、触針８を被測定物Ｗの表面に接触させた状態で門型フレーム３を被測定物Ｗに対しＸ軸方向に相対移動させることにより、触針８を被測定物Ｗの表面に沿ってＸ軸方向に走査する。そして、この走査中にＺ軸センサ８１で検出される触針８の上下方向変位に基づいて、被測定物Ｗの一つのＸ方向断面に沿った表面形状（凹凸）を測定する。次に、Ｙ軸ステージ４をＹ軸方向に所定ストローク移動させた後、上記と同様に触針８を被測定物Ｗの表面に沿ってＸ軸方向に走査して、被測定物Ｗの次のＸ方向断面に沿った表面形状を測定する。これを繰り返して、被測定物Ｗの所定領域の表面形状を測定する。
【００２０】
ところで、Ｙ軸ステージ４を支持するリニアガイド５の摩耗により、Ｙ軸ステージ４の上下方向位置が変化すると、触針８の上下方向変位を検出するＺ軸センサ８１の検出出力が変化し、測定精度が悪化してしまう。また、Ｙ軸ステージ４のＹ軸方向への移動真直度が損なわれて、Ｙ軸ステージ４が上下方向に傾いた場合にも、Ｚ軸センサ８１の検出出力が変化して、測定精度が悪化する。そこで、本実施形態では、リニアガイド５を、その摩耗を生じてもＹ軸ステージ４が所定の上下方向位置に保持された状態でＹ軸方向に真直に移動するように構成している。以下、リニアガイド５について詳述する。
【００２１】
リニアガイド５は、図３、図４に示す如く、ビーム３２の下面にＸ軸方向に離隔して固定したＹ軸方向に長手の第１と第２の一対のガイドレール５１，５２を備えている。尚、本実施形態では、ガイドブロック３３の下面に、凹入部３３ａのＸ軸方向両外側に位置させて、第１と第２の両ガイドレール５１，５２をねじ止めしている。そのため、ビーム３２の下面に両ガイドレール５１，５２がガイドブロック３３を介して固定されることになる。
【００２２】
リニアガイド５は、更に、第１ガイドレール５１のＸ軸方向一方の側面（図４の左側の側面）に形成したガイド面５１ａにＹ軸方向に移動自在に接触する第１直動軸受５３と、第２ガイドレール５２のＸ軸方向他方の側面（図４の右側の側面）に形成したガイド面５２ａにＹ軸方向に移動自在に接触する第２直動軸受５４とを備えている。尚、第１と第２の各直動軸受５３，５４は、各ガイドレール５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａに滑動自在に面接触する滑り軸受で構成されている。また、各ガイドレール５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａは、各直動軸受５３，５４が落下しないように、鉛直面に対し傾斜しており、当然のことながら、ガイド面５１ａ，５２ａに接触する各直動軸受５３，５４の接触面も鉛直面に対し傾斜している。
【００２３】
ここで、第１直動軸受５３は、Ｙ軸ステージ４にねじで固定されるが、第２直動軸受５４は、Ｙ軸ステージ４に対しＸ軸方向及び上下方向に遊動自在である。具体的には、Ｙ軸ステージ４に、図３に示す如く、第２直動軸受５４の外端部を受け入れる溝部４１を形成して、この溝部４１に第２直動軸受５４をＸ軸方向及び上下方向に遊動自在に係合させている。そして、Ｙ軸ステージ４に、第２直動軸受５４を第２ガイドレール５２のガイド面５２ａに押し付けるようにＸ軸方向に付勢する第１付勢手段５５を設けている。また、ビーム３２に固定のガイドブロック３３に、第２直動軸受５４を下方に付勢する第２付勢手段５６を設けている。
【００２４】
尚、本実施形態では、第２直動軸受５４をＹ軸方向に３分割し、分割された各第２直動軸受５４の夫々について第１付勢手段５５を設けている。また、分割された全ての直動軸受５４の上面に滑動自在に接触するＹ軸方向に長手の樹脂板５４ａを設けている。そして、ガイドブロック３３に、この樹脂板５４ａの上面に当接するようにＹ軸方向の間隔を存して複数の第２付勢手段５６を設け、これら第２付勢手段５６により各第２直動軸受５４を樹脂板５４ａを介して下方に付勢している。
【００２５】
第１と第２の各付勢手段５５，５６は、Ｙ軸ステージ４やガイドブロック３３にＸ軸方向外方や上方から螺入されるスプリングプランジャで構成されている。そして、各付勢手段５５，５６の付勢力をその螺入深さにより調節し、所要の螺入深さで各付勢手段５５，５６が固定ナット５５ａ，５６ａによりＹ軸ステージ４やガイドブロック３３に固定されるようにしている。
【００２６】
第１付勢手段５５の付勢力と第２付勢手段５６の付勢力は、これら付勢力の合力のベクトル方向がガイド面５２ａの法線方向に合致するように調節される。これにより、第２直動軸受５４は第２ガイドレール５２のガイド面５２ａの法線方向に押圧されることになり、第２ガイドレール５２のガイド面５２ａと第２直動軸受５４の接触面の偏摩耗（鉛直面に対するガイド面５２ａの傾斜角が変化するような摩耗）を防止することができる。
【００２７】
また、第２直動軸受５４のＸ軸方向外側面には、第１付勢手段５５の当接部となる上下方向にのびるＶ字状の溝５４ｂが形成されている。これにより、第１付勢手段５５に対し第２直動軸受５４が上下方向に相対移動自在となり、更に、第１付勢手段５５に対し第２直動軸受５４がＹ軸方向に相対移動不能になる。従って、第２直動軸受５４と溝部４１との間に不可避的に生ずる挿入クリアランス分だけ第２直動軸受５４がＹ軸ステージ４に対しＹ軸方向に動くことを防止できる。
【００２８】
尚、長期間の使用に耐え得るようにするには、ガイドレール５１，５２及び直動軸受５３，５４の材質として、できるだけ摩耗しにくいものを選定する必要がある。例えば、ガイドレール５１，５２を硬質のセラミック製とし、直動軸受５３，５４をＰＴＦＥ，ＰＣＴＦＥ等の潤滑性に優れた樹脂製とすれば、摩耗による影響を受けにくくなる。
【００２９】
また、Ｙ軸ステージ４に対しナットホルダ７２をＹ軸方向に直交する鉛直面に沿った動きの自由度を持つように連結する連結手段９を設けている。本実施形態では、連結手段９を、Ｙ軸ステージ４に設けたＹ軸方向に直交する鉛直な受面９１と、ナットホルダ７２に設けた球面部９２と、球面部９２を受面９１に押し付けるばね９３とで構成している。
【００３０】
より具体的に説明すれば、ナットホルダ７２のＹ軸方向の一部に下方に突出する凸部７２ａを設けて、Ｙ軸ステージ４に、図５に示す如く、凸部７２ａを受け入れる略方形の窓孔４２を形成している。そして、この窓孔４２のＹ軸方向一方の側面に平面状の頭部を有するねじを螺着し、このねじの頭部で前記受面９１を構成している。また、凸部７２ａのＹ軸方向一方の側面に球面状の頭部を有するねじを螺着して、このねじの頭部で前記球面部９２を構成している。更に、Ｙ軸ステージ４に、窓孔４２のＹ軸方向他方の側面に開口するＸ軸方向に離隔した一対の透孔４３，４３を形成し、各透孔４３にピン状のばね受け９４を挿入している。そして、各ばね受け９４と凸部７２ａのＹ軸方向他方の側面との間にコイルスプリングから成るばね９３を縮設し、このばね９３の付勢力で球面部９２を受面９１に押し付けている。
【００３１】
また、ばね９３の付勢力を調節する調節手段を設けている。即ち、Ｙ軸ステージ４のＹ軸方向他方の外側面にねじ止めした板４４に、各透孔４３に挿入されてばね受け９４に当接する、固定ナット９５ａで固定される調節ねじ９５を螺挿している。そして、調節ねじ９５によりばね受け９４をＹ軸方向に変位させて、ばね９３の付勢力を調節できるようにしている。ここで、ばね９３の付勢力は、球面部９２の弾性変形を起こす力未満の範囲内で、リニアガイド５で生ずる摩擦力とＹ軸ステージ４の加減速に必要な力との合計力以上になるように調節される。これにより、ナットホルダ７２がＹ軸方向一方と他方の何れの方向に移動しても球面部９２が受面９１から離れることはなく、Ｙ軸ステージ４のナットホルダ７２に対する追従性が確保される。
【００３２】
本実施形態によれば、第１と第２の各ガイドレール５１，５２のガイド面５１ａ，５２ａと第１と第２の各直動軸受５３，５４の接触面の摩耗を生じても、第１付勢手段５５の付勢力により、ガイド面５１ａ，５２ａと直動軸受５３，５４との間の隙間の発生が防止される。そして、第２ガイドレール５２を反力受けとしてＹ軸ステージ４に第２直動軸受５４を介して作用する第１付勢手段５５の付勢反力により、Ｙ軸ステージ４に固定の第１直動軸受５３が鉛直面に対し傾斜した第１ガイドレール５１のガイド面５１ａに圧接する。そのため、この圧接反力の上方への分力で第１ガイドレール５１の下面にこれに対向するＹ軸ステージ４の上面部分が接触し、Ｙ軸ステージ４は所定の上下方向位置に保持される。また、上述したように第２ガイドレール５２のガイド面５２ａと第２直動軸受５４の接触面の偏摩耗が防止さるため、Ｙ軸ステージ４のＹ軸方向への移動真直度が高精度で確保され、Ｙ軸ステージ４が上下方向に傾くことはない。従って、リニアガイド５の摩耗を生じても、Ｙ軸ステージ４は所定の上下方向位置に保持された状態でＹ軸方向に真直に移動し、Ｙ軸ステージ４の上下方向の位置変化や傾きに起因する測定精度の悪化は生じない。
【００３３】
ところで、第１ガイドレール５１のガイド面５１ａと第１直動軸受５３の接触面の摩耗を生ずると、第１付勢手段５５の付勢力によりガイド面５１ａと第１直動軸受５３との間に隙間を生じないようにＹ軸ステージ４がＸ軸方向に変位する。この場合、ナットホルダ７２がＹ軸ステージ４に固定されていると、Ｙ軸ステージ４と一体にナットホルダ７２もＸ軸方向に変位して、ボールねじ６に軸方向に直交する偏荷重が作用し、ボールねじ６の偏摩耗を生じて耐久性に悪影響が及ぶ。更に、ボールねじ６の偏心やボールねじ６のリード部の偏心により、ナット７を介してナットホルダ７２がＸ軸方向及び上下方向に振れ、この振れがＹ軸ステージ４に伝達されて、測定精度に悪影響が及ぶこともある。
【００３４】
これに対し、本実施形態では、Ｙ軸ステージ４に設けたＹ軸方向に直交する鉛直な受面９１にナットホルダ７２が球面部９２においてＸ軸方向及び上下方向に移動自在に点接触するため、即ち、Ｙ軸テーブル４に対しナットホルダ７２がＹ軸方向に直交する鉛直面に沿った動きの自由度を持つように連結されるため、Ｙ軸ステージ４がＸ軸方向に変位してもナットホルダ７２は変位しない。従って、ボールねじ６に軸方向に直交する偏荷重が作用することはなく、ボールねじ６の偏摩耗を防止できる。更に、ボールねじ６の偏心やボールねじ６のリード部の偏心により、ナットホルダ７２がＸ軸方向及び上下方向に振れても、この振れはＹ軸ステージ４に伝達されず、測定精度に悪影響が及ぶことはない。
【００３５】
ところで、連結手段９をＸ軸方向と上下方向の動きの自由度を持つユニバーサルジョイントで構成することも可能である。然し、これでは構造が複雑になってコストアップを招く。これに対し、本実施形態の連結手段９は、受面９１、球面部９２及びばね９３で構成されるため、構造を簡素化してコストダウンを図ることができる。尚、本実施形態では、Ｙ軸ステージ４に受面９１を設けると共に、ナットホルダ７２に球面部９２を設けているが、Ｙ軸ステージ４に球面部９２を設けると共に、ナットホルダ７２に受面９１を設けてもよい。
【００３６】
また、上記第１実施形態では、第１と第２の両直動軸受５３，５４を滑り軸受で構成しているが、両直動軸受５３，５４の少なくとも一方を転がり軸受で構成してもよい。例えば、図６に示す第２実施形態の如く、第２直動軸受５４を第２ガイドレール５２のガイド面５２ａに転動自在に接触するボールやローラから成る転がり軸受で構成してもよい。尚、第２実施形態では、第１付勢手段５５と第２直動軸受５４との間に第２直動軸受５４を転動自在に保持するカラー５４ｃを介設し、第２直動軸受５４を第１付勢手段５５によりカラー５４ｃを介してＸ軸方向に付勢している。第２実施形態の他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態は、ボールねじ６を用いた送りねじ機構で駆動機構を構成しているが、ラックピニオン機構等の他の機構で駆動機構を構成することも可能である。この場合、ラックやピニオンの歯部の製作精度誤差やベアリンクの偏心で出力部材（ラック）が上下方向に振れることがあり、この振れがＹ軸ステージ４に伝達されないように、上述した連結手段９を介して出力部材をＹ軸ステージ４に連結することが望ましい。
【００３８】
また、上記実施形態は、Ｚ軸センサ８１を介して触針８を上下方向に変位自在に支持させた触針式測定装置に本発明を適用したものであるが、Ｙ軸ステージ４に上下方向に揺動自在なレバーを支持し、このレバーの一端に触針を取付けると共に、レバーの上下方向への揺動変位を検出するセンサを設け、被測定物の表面に接触する触針の上下方向変位をレバーを介してセンサで検出するようにした型式の触針式測定装置にも同様に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
Ｗ…被測定物、３…門型フレーム、３２…ビーム、３３…ガイドブロック（ビームに固定の部材）、４…Ｙ軸ステージ、５…リニアガイド、５１…第１ガイドレール，５２…第２ガイドレール、５１ａ，５２ａ…ガイド面、５３…第１直動軸受、５４…第２直動軸受、５５…第１付勢手段、５６…第２付勢手段、６…ボールねじ（駆動機構）、７…ナット（駆動機構）、７２…ナットホルダ（出力部材）、８…触針、９…連結手段、９１…受面、９２…球面部、９３…ばね。
【図１】
2012066756.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012066756.tif 000007
【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月6日(2012.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記Ｙ軸ステージに対し前記出力部材をＹ軸方向に直交する鉛直面に沿った動きの自由度を持つように連結する連結手段を備えることを特徴とする請求項１記載の触針式測定装置。
【国際調査報告】
2012066756.tif 000009
2012066756.tif 000010
2012066756.tif 000011
2012066756.tif 000012