(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標位置決定装置のアームに取り付けるための測定器具であって、その少なくとも一部が、熱的に安定な金属製の材料の少なくとも１枚のシートを前記シートに形成された折り目のラインによって定められる折り曲げ部位で折り曲げることで３次元構造に成形された構成であり、前記少なくとも１枚の熱的に安定なシート材が測定器具の測定ループに用いられていることを特徴とする測定器具。
【請求項２】
前記熱的に安定な金属製の材料は約１５．０ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有することを特徴とする請求項１に記載の測定器具。
【請求項３】
前記熱的に安定な金属製の材料は約６ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有することを特徴とする請求項２に記載の測定器具。
【請求項４】
前記熱的に安定な金属製の材料は約２ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有することを特徴とする請求項３に記載の測定器具。
【請求項５】
前記３次元構造は少なくとも１つの壁付き空洞部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の測定器具。
【請求項６】
allowable
前記壁付き空洞部は低質量の充填材で満たされていることを特徴とする請求項５に記載の測定器具。
【請求項７】
前記少なくとも１枚のシートは約１．５ｍｍ以下の厚みであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の測定器具。
【請求項８】
前記少なくとも１枚のシートは約０．０５ｍｍないし約０．９ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項７に記載の測定器具。
【請求項９】
前記少なくとも１枚のシートは約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの厚みであることを特徴とする請求項７に記載の測定器具。
【請求項１０】
測定プローブを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の測定器具。
【請求項１１】
スタイラスアームを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の測定器具。
【請求項１２】
プローブヘッドを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の測定器具。
【請求項１３】
前記少なくとも１枚のシート材は、熱的に安定な金属製の材料を含み、前記プローブヘッドの固定面と前記座標位置決定装置のアームとの間に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の測定器具。
【請求項１４】
前記少なくとも１枚のシート材の構造が、前記プローブヘッドの固定構造の少なくとも一部を囲むようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の測定器具。
【請求項１５】
前記熱的に安定な金属製の材料は、インバール、コバール、インコネル、モネルまたはニクロムであることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の測定器具。
【請求項１６】
座標位置決定装置のアームに取り付けるための測定器具の製造方法であって、
熱的に安定な金属製の材料のシートから前記測定器具の少なくとも１つのテンプレートを用意することと、
前記シートに折り目のラインを形成することと、
前記少なくとも１つのテンプレートを前記シートに形成された前記折り目のラインによって定められる折り曲げ部位で折り曲げて前記測定器具を作製することと、を含み、前記少なくとも１つのテンプレートが測定器具の測定ループに用いられていることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記折り曲げを行う部位が、前記シート材の所要の折り曲げラインに沿って一連の孔を作ることで定められることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記折り曲げを行う部位が、前記シート材の厚みを部分的に小とした折り曲げラインを作ることで定められることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記折り曲げたシート材の部分がディップ・ソルダリングにより結合されていることを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記テンプレートはエッチングプロセスにより形成されることを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記テンプレートはレーザによりシート材を切断してなるものであることを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記テンプレートはウォータージェットを組み合わせたレーザによりシート材を切断してなるものであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
座標位置決定装置のアームに取り付けるためのプローブヘッドであって、熱的に安定した金属製の材料でなる少なくとも１枚のシートを前記シートに形成された折り目のラインによって定められる折り曲げ部位で折り曲げて成形された３次元構造が、プローブヘッド固定面と前記座標位置決定装置の前記アームとの間の測定ループ内に配置されていることを特徴とするプローブヘッド。
【請求項２４】
前記少なくとも１枚のシート材の構造が、プローブヘッド固定構造の少なくとも一部を囲むようになっていることを特徴とする請求項２３に記載のプローブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定器具に関し、特に軽量で熱的に安定した測定器具に関するものである。
【０００２】
測定器具という用語には、プローブヘッド、プローブ、スタイラスおよび非カルテシアン測定器具が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
物品の表面をスキャンして物品の複製を可能にするために、あるいは物品を精度高く製造するために、プローブ装置を備えることが知られている。物品をスキャンする速度を高め、このプロセスにかかる時間を短縮することは望ましいことである。しかし作業を高速に行う場合、精度を維持し、かつ許容差の範囲に保持する目的で、測定プロセス中にプローブ装置が受ける加速度の影響を最小限にすべきである。これには、移動時における撓みを低減するために軽くて堅いスタイラスおよびプローブ構造が必要となる。さらに、高速での解像度を維持し、表面プロフィールの細密な部分が失われないようにする目的で、測定器具は高い周波数応答性を有していなければならない。周波数は（ｋ／ｍ）１／２に比例するので（ｋは剛性（stiffness）、ｍは質量）、高剛性および低質量の測定プローブとすることによって高い周波数応答性を実現することが望まれる。
【０００４】
他の問題としては測定の再現性がある。これに悪影響を及ぼす１つのパラメータが環境温度である。すべての材料は温度変化によって寸法変化するが、材料によって影響の程度は異なる。寸法変化の速度に従って、材料の釣り合いを取るためにかかる時間も重要である。プローブ構造のいかなる膨張／収縮も測定プロセスにおける誤差をもたらす。よって、プローブ構造全体の熱的安定性もまた重要である。
【０００５】
【特許文献１】国際公開００／６０３１０号公報
【特許文献２】欧州特許第４０２４４０号明細書
【特許文献３】欧州特許第３９２６９９号明細書
【特許文献４】米国特許第６，０４７，６１２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、座標位置決定装置に取り付けられる測定プローブを提供する。該測定プローブは、その少なくとも一部が、熱的に安定した少なくとも１枚の金属材料のシートを折り曲げて形成した３次元構造であり、当該熱的に安定した少なくとも１枚のシート材が測定器具の測定ループに用いられている。
【０００７】
座標位置決定装置という用語には、座標測定機械（ＣＭＭ）、工作機械、検査ロボットおよび手動機械が含まれる。
【０００８】
シート材で作製される３次元構造を用いることによって、所要の剛性をもつ測定器具をより薄いシート材で作ることができ、この結果軽量化を達成して慣性の小さい物品とすることができる。
【０００９】
好ましくは、少なくとも１枚の折り曲げシートが結合している。結合方法は、次の技術の１以上を含み得る。すなわち、「タブおよびスロット」；折り曲げたタブおよびスロット；グルーイング；溶接；他のフレームワークへの取り付け、である。これにより、少なくとも１枚のシート材で形成した構造の剛性がさらに増進する。
【００１０】
熱的に安定した材料は、１５ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有するものである。
【００１１】
好ましくは、熱的に安定した材料は６ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有する。さらに好ましくは、熱的に安定した材料は２ｐｐｍ／℃以下の熱膨張率を有する。
【００１２】
３次元構造は少なくとも１つの壁付き空洞部を含み得る。壁付き空洞部を低質量の充填材で満たすことができる。
【００１３】
前記少なくとも１枚のシート材の厚みは１．５ｍｍ以下である。前記少なくとも１枚のシート材は厚みが０．０５〜０．９ｍｍであってもよい。より好ましくは、前記少なくとも１枚のシート材の厚みを０．１〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１４】
測定器具は、例えば測定プローブ、スタイラスアームもしくはプローブヘッドを具えることができる。
【００１５】
プローブヘッドについては、その固定面と座標位置決定装置のアームとの間に上記少なくとも１枚のシート材を配置することができる。その少なくとも１枚のシート材が、プローブヘッドの固定構造を少なくとも部分的に囲んでいるようにすることができる。
【００１６】
本発明の第２の形態では、
熱的に安定したシート材から測定器具の少なくとも１つのテンプレートを用意する工程と、
該少なくとも１つのテンプレートを折り曲げて測定器具を作製する工程と、
を具えた測定器具の製造方法が提供される。
【００１７】
好ましくは、シート材は熱的に安定した材料で作製される。
【００１８】
折り曲げ位置は、シート材の所望の折り曲げラインに沿って一連の孔を作っておくことで定めることができる。折り曲げ位置は、シート材に部分的に薄くした折り曲げラインを作っておくことでも定めることができる。
【００１９】
折り曲げたシート材の部分を、ディップ・ソルダリングによって結合させることができる。
【００２０】
テンプレートはエッチングプロセスで形成することが可能である。テンプレートはシート材からレーザ切断されるものでもよい。レーザにウォータージェットを組み合わせることも可能である。
【００２１】
好ましくは、シート材は熱的に安定した金属材料で作製される。この実施形態では、シート材から余分な材料を除去することでテンプレートが製造される。余分な材料は、レーザ加工、打抜き加工、光化学加工（例えばフォトエッチングおよび化学成形）またはその他の適切な技術によって除去可能である。用いられる技術はシート材の特性に従う。
【００２２】
本発明の第３の形態では、座標位置決定装置に取り付けるためのプローブヘッドが提供される。ここで、熱的に安定した少なくとも１枚のシート材を含む構造が、測定ループ内で、プローブヘッドの固定面と座標位置決定装置のアームとの間に配置される。
【００２３】
その少なくとも１枚のシート材が、プローブヘッドの固定構造を少なくとも部分的に囲んでいるようにすることができる。上記構造は、少なくとも１枚のシート材を折り曲げることで作製可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明を例示する。
【００２５】
図１ａは、４つの長方形セクション１２と２つの正方形セクション１４とを含むテンプレート１０を示している。各正方形セクション１４は中央に円形の切り抜き領域１６を有している。各セクションは少なくとも１つの継ぎ目１８によって他のセクションに接続されている。
【００２６】
テンプレートの種々の形状は、作製すべき構造の最終形状によって定まる。この例では最終的な構造は箱１１（図１ｂ）であり、閉じた側壁１２と円形開口１６とを有し、各開口端によって箱１１を通る開放チューブが画成される。テンプレート１０は、各継ぎ目１８で折り曲げることで、最終的な構造に変わる。
【００２７】
テンプレートは金属シートによって形成されている。金属シートは、例えば帯状のものなど、いかなる形状のものでもよい。これは多くの標準的な技術（例えばレーザ加工，打抜き加工，光化学加工）のいずれかを用いることで所望の形状に形成される。特に、エッチングによってテンプレートを形作ることもできる。インバール（Invar）などの材料に対してはウェットエッチングが特に好ましい。材料の性質に悪影響を与えないからである。
【００２８】
レーザを用いた切断によってテンプレートを形作ることも可能である。レーザにウォータージェットを組み合わせた公知の技術が特に適切である。この方法には、ワークピースがウォータージェットによって冷却され、かつテンプレート切断時の破片が除去されるという利点があり、これによって熱影響域を最小化し、滑らかできれいなエッジを生成することができる。
【００２９】
折り目の位置は、適切な治具選別（jigging）または、厚みの全体的もしくは部分的な、化学的またはレーザ加工によって正確に定められる。厚み全体に機械加工を行う場合には、折り曲げラインに沿って一連の孔が加工され、曲げやすい弱い部分が形成される。孔は一連のスロットを含んでいてもよい。部分的な厚みの加工プロセスが好ましい場合には、折り目を作るべきポイントで材料を部分的に加工し、継ぎ目を形成する。これも材料に弱い部分を作るものである。部分的加工は周知の技術によって行われる。そのプロセスのタイミングを慎重に定め、化学的またはレーザ加工に曝される２つの面上のシート部分がそのプロセスを通じて十分に加工されるようにし、また１面のみが曝されるシートの部分が一部においてのみ加工されるようにする。折り目のラインを形成することには３つの利点がある。第１には材料を折り曲げて成形をすることが容易となることであり、第２には部分の再現性が増すこと、そして第３には関連した治具の必要性をなくすことができることである。
【００３０】
シート材を折り曲げることには、複数の個別シートを用い、これらを互いに結合させることよりも、製造が容易となるという利点がある。
【００３１】
シートが折り曲げられると、多くの公知技術のいずれかを用いて所定位置に固定することができる。図２は２つの折り曲げ構造２０，２２を示し、これらはスロット２４および対応するタブ２６を用いて固定される。タブ２６はスロット２４に挿入され、実質的に折り曲げられる（不図示）。テンプレート作製時に治具を使用することなく製造を可能にするのと同様のプロセスを通じ、タブおよびスロットは好ましく精密に作製される。スロットからのタブの脱落を防止すべくジョイントを溶接する場合には、溶接治具を要することなく、構造をそのまま溶接することができる。
【００３２】
テンプレートを折り曲げて固定する結果、適切な場合には、全体構造内に壁付き空洞部２８を有する３次元構造が得られる。これは剛性のある構造を提供し、構造全体の重量下で、もしくは使用時に、感知できるほどのたわみが生じない。壁付き空洞部を持たせることで、使用されるシートの厚みを減らすことができ、これにより構造の重量が減るが、これに伴って堅牢性ないしは剛性が減じられることはない。
【００３３】
テンプレートは、部分的に厚み方向に加工した一連のカットアウトを含むことができる。これは、選択的にテンプレートの厚みを半分ほど薄くする。これにより、重量をさらに少なくできる（図６ｂ）。
【００３４】
図５ａおよび図５ｂを参照するに、それぞれ、図２の折り曲げ構造の側面図およびそのＡ−Ａ線に沿った断面図が示されている。壁付き空洞部が用いられる場合、形成される内側空洞部１２８に発泡体を充填することで、構造を強化するとともに座屈に対する一層の保護を行うことができる。あるいは、フォームブロックを用いて折り曲げ構造に接着するようにしてもよい。発泡体を内蔵させることで、シートをより薄くし、あるいは部分的に厚みを薄くしたシートを用いることができるようになる。この際、所要の機械的性能が減じられることはない。また、発泡体の充填によって構造にダンピング性が提供され、構造移動時における対地振動（back-to-earth vibrations）の発生を有効に低減できる。例えば空気を含んだ低質量充填材など、他の充填材を用いることもできる。これらを壁付き空洞部に有効に接着することで、ダンパとして機能させることができる。
【００３５】
本例では、時間が経つにつれてタブがスロット内で移動することがないようにする目的で（移動はプローブ構造によって行われる測定に悪影響を及ぼす）、３次元構造は付加的にスポット溶接される（例えばレーザ溶接、抵抗溶接、電子ビーム溶接あるいは超音波溶接などによる）。スポット溶接は、構造の２つの壁が当接または重なっている部位で簡便に行われる。
【００３６】
他の方法では、折り曲げ構造の様々な部分はディップ・ソルダリングを用いて互いに接続される。この方法においては、シート材は例えばプリントによりレジストで被覆されるが、接続すべき部分（例えばタブ）のみは覆われないようにしておく。構造を組み立てて半田に浸漬すると、レジストで覆われていない部分のみが半田により接続される。レジストを塗布するに先立ち、シート材を例えばニッケルめっきにより処理することで、シート材に半田が固着し易くするようにしてもよい。この方法には、少ない手間で軽量の接続部を形成できるという利点がある。
【００３７】
図３はプローブ構造３０を示す。プローブ構造３０は、例えば工作機械、ＣＭＭまたは他の測定機械の軸すなわちスピンドル３２に取り外し可能に接続される。プローブ構造３０は、軸３２の一端に取り付けられるプローブ３４を含んでいる。軸の末端において、プローブ３４には、スタイラス３８が付随的にアーム３６を介して取り外し可能に接続される。
【００３８】
本発明の最も簡単な実施形態では、プローブ３４は固定した関係をもって軸３２に取り付けられる。この場合スタイラスチップ４０の移動は、不図示のガントリに対する軸３２の移動（通常、ｘ、ｙおよびｚ方向）によって制御される。軸３２が移動するとき、プローブ３４、特にスタイラスアーム３６が慣性力および／または加速度によって曲げられ得る。かかる曲げが生じると、スタイラスチップは公称位置から離れて撓むことになるので、測定が不正確なものとなり得る。かかる曲げを最小限にするために、プローブ３４およびスタイラスアーム３４の一方または双方は、折り曲げた３次元構造として製造される。
【００３９】
スタイラスも中空円筒状に形成したシート材から製造可能である。前述のとおり、これは軽量化および剛性の点で有利である。
【００４０】
プローブは接触式のものでも、非接触式のものでもよい。接触式のプローブには、例えば電気および歪ゲージなどのタッチトリガ（すなわちオン／オフ型）や、例えば撓み量を測定するスキャンプローブ、光学システムなどが含まれる。ワークピースの表面に接触しない非接触型プローブには、光学システム、誘導型システムおよび容量型システムなどが含まれる。
【００４１】
図３に示す例では、軽量のプローブ構造を実現する目的で、光学システムを有する接触型プローブが用いられている。スタイラスチップ４０からの情報は、折り曲げ成形した中空のスタイラスアーム３６を介してプローブ構造に光学的に（好ましくはレーザビームによって）伝達される。かかるシステムの１つは特許文献１に記載されており、その番号を参照することでその内容をここに包含するものとする。簡単に言えば、このシステムは、その内部で、スタイラスチップから離れたポイントからプローブ構造に沿ってスタイラスチップ４０に向けレーザ光を発し、この光を反射させて出射ビームに隣接して収容されたレシーバに戻すものである。スタイラスチップが撓むと、反射ビームの横方向変位が検出され、スタイラスチップ４０がある表面に接触したことが示される。
【００４２】
図６ａおよび図６ｂを参照するに、スタイラスアーム３６はコーン形状となっており、これは、熱的に安定した材料のシート６０を、継ぎ目６２に沿ってレーザスポット溶接することで製造される。継ぎ目６２は、本例ではスタイラスアームの長さに沿って長手軸方向にある。スタイラスアーム３６はコーン形状であるものに限られることはなく、プローブの移動時に曲げが生じない十分な剛性を持ち、かつスタイラスアームを介してスタイラスに光を通すことのできる中空部を有するものであれば、いかなる構造をも用いることができる。他の形状としては、三角形が挙げられる。
【００４３】
測定器具（すなわちプローブ、プローブヘッド、スタイラスアームないしはスタイラス）は、熱的に安定した金属材料で製造可能である。そのような材料で製造された測定プローブには、外部温度の影響および内部加熱の影響（例えば電子部品やモータによるもの）に対する耐性（immunity）が増すという利点がある。金属材料という用語には、金属マトリックス複合材料、金属を導入したセラミックマトリックス複合材料および純粋な金属物質が含まれる。
【００４４】
熱的に安定した金属材料の例としては、インバール（Invar），コバール（Kovar），インコネル（Inconel），モネル（Monel），ニクロム（Nichrome）があるが、当業者には他の適切な合金も明らかであろう。
【００４５】
熱膨張率の値を下表に示す。
【００４６】
【表１】
0005464787.tif 000002
【００４７】
６．０より小さい熱膨張率をもつ材料で良好の結果が得られ、２０より小さい熱膨張率をもつ材料では最良の結果が得られる。ニクロム、モネルおよびインコネルなどの熱膨張率１５．０未満の材料では、純粋なアルミニウム（熱膨張率２３．５）やステンレス鋼よりもかなり改善された結果が得られる。これらの結果は、熱膨張に起因する測定装置の測定誤差を補正するための熱マッピングソフトウェアを用いることでさらに改善される。これは、熱による伸び（thermal growth）は選択した材料に制限されるので、アルミニウム構造とする場合よりも容易である。
【００４８】
シート厚は１．５ｍｍ以下である。この範囲であればシート材を容易に取り扱うことができる。好ましくは、シート厚は０．０５〜０．９ｍｍである。０．０５ｍｍ未満ではシート材が脆くなりやすく、一方０．９ｍｍを超えるとシート材が曲げにくくなる。より好ましくは、シート厚は０．１〜０．５ｍｍである。この範囲内であれば、軽量および剛性の最良の組合せを実現できる。
【００４９】
これらの材料は硬化で加工が難しい。従って、シート材を用いた製造を行うことには、より少量の材料を用いればよいという利点がある。
【００５０】
図４はプローブ構造４２を示す。本例ではプローブをモータ付きのものとしている。すなわち、プローブヘッド４６は軸４４の移動と独立して移動可能である。プローブヘッド４６は、その一端でモータ５２、ベアリングおよびエンコーダ（不図示）を介して軸４４に取り付けられている。プローブヘッド４６の他端は、オプションのスタイラスアーム３６およびスタイラス３８に接続される。
【００５１】
モータ付きのプローブヘッドを使用することには、特に物品のスキャン時において、軸移動だけでスタイラスチップの移動を制御する場合よりも、スタイラスチップ４０をより速く移動させることができるという利点がある。かかるモータ付きプローブは特許文献２に記載されている。しかしモータ付きプローブヘッドを有することには、プローブ構造の寸法変化をもたらし得る外部の熱変動に加え、使用時にモータも発熱するという不利な点がある。
【００５２】
熱的に安定した材料でモータ付きプローブヘッドを製造するには費用がかかる。従って、プローブヘッドにより生じる熱の影響を最小限にできるようにする一方、廉価でより加工容易なアルミニウムなどの材料で作製できるようにすることは有利となり得る。
【００５３】
図４はＣＭＭなどの座標測定装置の軸４４およびプローブヘッド４６を示している。熱的に安定な材料で製造された中空の箱構造５４は、その上端で軸４４に取り付けられ、その底端でプローブヘッド４６の固定面４５に取り付けられる。
【００５４】
熱的に安定な箱５４の中空構造５６によって、プローブヘッド４６の部分を構造で囲むことが可能となる。プローブヘッド４６の部品の膨張は熱的に安定な箱５４内で許容され測定パスに影響を与えることがない。例えば、プローブヘッド内のモータＭは発熱し、これによってベアリング４７および他の構造物の膨張が生じる。
【００５５】
熱的に安定な箱５４の底端とプローブヘッド４６との間のアンカーポイント４９は、プローブヘッドの静止部分４５のできるだけ低い位置に配置され、軸４４とプローブチップ４０との間の測定パス内では熱的に安定でない材料（およびその膨張）の量が最低限となるようにされている。
【００５６】
熱的に安定な４枚のシート材を縁で結合させることによって熱的に安定な箱を形成することができる。あるいは、シート材を折り曲げることによって所望形状を得ることもできる。熱的に安定な構造は箱型に限られず、他の形状が用いられてもよい。
【００５７】
本実施形態では、測定ループ外側のシステム内で熱による伸びが許容される一方、測定プローブ内での膨張は制限される。熱による伸びは、熱的に安定な構造内ではなく、軸の凹部内に受け入れられる。
【００５８】
熱的に安定な構造５４は、例えば図１に示したように、折り曲げて結合させた熱的に安定な単一のシート材とすることができる。また、構造の四隅を形成する熱的に安定な４つのロッド材を含んでいてもよく（図１において加工により配置した穴１５を用いることでそれらを正確に配設できる）、付随的に隣接ロッドをリンクする横材を有していてもよい。そのようなロッドを用いることで、構造に用いられるシート材を剛性の低下なく薄くすることが可能となる。
【００５９】
プローブ構造は軸ないしスピンドルに取り付け可能であり、これは手動または自動で移動する。いずれの場合でも、各次元内のプローブ構造の移動態様および方法は当業者であれば明らかであろう。手動で移動させる構造の例は特許文献３に記載されている。自動的に移動する構造の例は特許文献４に記載されている。
【００６０】
いずれの場合でも、熱的に安定なプローブ構造をもつことが重要である。手動で移動させる構造については、重量の低減が利点となる。より小さい釣合を要するのみで快適な移動が可能となることを意味するからである。また、構造の慣性を減らすことで、移動の制御性も増す。
【００６１】
自動的移動についても、軽量化は有効である。構造の慣性はその質量に比例するので、スキャンの速度を増大できることを意味ずる。現在のシステムは５０ｍｍ／ｓの速度で作動可能であるが、一般には５ｍｍ／ｓで作動するようになっている。低速とされる理由は、一部にはスキャンされる物品と接触するプローブのロスのリスクのためであり、一部には表面との初期接触時におけるプローブ構造の破損の可能性を減らすためであり、また一部には、従来構造の周波数応答に起因して高周波数のデータが失われるためである。本明細書に記載のプローブ構造は約５００ｍｍ／ｓまでの高速化が可能であり、方向によらず、低速移動時と同等の測定性能を提供する。
【００６２】
図６ａおよび図６ｂはスタイラスアーム３６用のテンプレート６０を示す。テンプレート６０はエッチングされた部分６４を有しており、これによりスタイラスアーム３６の重量を低減している。本例では、用いられる化学的またはレーザ加工のパターンにより、非加工部分が強化リブ６６となっており、これが構造の剛性を高めている。
【００６３】
折り曲げラインを形成するために用いられるのと同様、部分的加工に対し完全な穴あけ加工を行うほうが好ましいこともある。課題としている軽量化の促進を提供するからであるが、測定器具の作動部分の性能に悪影響を及ぼし得る塵埃その他の物質の進入を防ぐためには、完全加工は適切である場合にのみ用いられるべきである。実施形態に充填される発泡体が用いられるのであれば、完全加工適用時において進入物を阻止する助けとなり得る。
【００６４】
上記したすべての実施形態では、折り曲げたシート材が測定ループに用いられるものとした。測定ループとは、表面検出装置（例えば接触型プローブにおけるスタイラスチップ）から、装置を介して、ワークピースが取り付けられるベッドに至る、ひいてはそのワークピースに至るパスである。例えば、ＣＭＭに取り付けられる接触型プローブでは、測定ループは、プローブチップから、プローブ，ＣＭＭの軸を介し、またＣＭＭを介して、ワークピースが取り付けられるテーブルに至るものである。
【００６５】
よって折り曲げた金属シートの特性（剛性、重量および熱的安定性など）は、装置が行う測定の精度に寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１ａ】テンプレートを示す図である。
【図１ｂ】テンプレートに対応する折り曲げ構造を示す図である。
【図２】本発明に係る折り曲げ構造を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るプローブを示す図である。
【図４】本発明に係る測定器具を示す図である。
【図５ａ】図２の折り曲げ構造の側面図である。
【図５ｂ】図５ａの側面図のＡ−Ａ線断面図である。
【図６ａ】本発明に係るスタイラスアームを示す図である。
【図６ｂ】本発明に係るスタイラスアームを示す図である。
【図１ａ】
0005464787.tif 000003
【図１ｂ】
0005464787.tif 000004
【図２】
0005464787.tif 000005
【図３】
0005464787.tif 000006
【図４】
0005464787.tif 000007
【図５ａ】
0005464787.tif 000008
【図５ｂ】
0005464787.tif 000009
【図６ａ】
0005464787.tif 000010
【図６ｂ】
0005464787.tif 000011