(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面性状測定用の触針とスキッドが先端に備えられた検出器と、該検出器を測定表面に沿って進退させるための駆動部を含む表面性状測定機において、
前記検出器を限度一杯に後退させた退避時に、少なくとも前記検出器の先端を持ち上げて、スキッドと触針を測定表面から引き離すための、前記検出器の進退と共に移動する部材の一部と係合して、該検出器を持ち上げる検出器リフト板を設けたことを特徴とする表面性状測定機。
【請求項２】
請求項１において、前記検出器が、コネクタにより前記駆動部に着脱自在とされ、該コネクタの駆動部側ハウジングの外側に、前記検出器リフト板と係合する山形状の膨らみが設けられていることを特徴とする表面性状測定機。
【請求項３】
請求項１において、前記検出器リフト板の検出器進退方向位置が、調整可能とされていることを特徴とする表面性状測定機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、更に、前記駆動部を収容する電装部が備えられ、前記検出器の全体が、退避時に、該電装部内に収容されることを特徴とする表面性状測定機。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記検出器の全体が、退避時に、前記駆動部内に収容されることを特徴とする表面性状測定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面粗さに代表される表面性状測定用の触針（スタイラスとも称する）とスキッドが先端に備えられた検出器と、該検出器測定表面に沿って進退させるための駆動部を含む表面性状測定機に係り、特に、被測定物に対する測定機のセッティングや測定後の測定機取り外し時等の測定のための段取り時等に、検出器から突出しているノーズや、触針及びスキッドを保護することが可能な表面性状測定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被測定物の表面に粗さ測定用の触針を関与させ、該触針を備えた検出器を、測定表面に沿って進退させながら、前記触針の表面粗さ方向の変位を検出して電気信号に変換し、該電気信号を所定処理して表面粗さを測定する表面粗さ測定機が広く利用されている。
【０００３】
該表面粗さ測定機の検出器は、種々提案されており、例えば、特公平４−６０５２３には、図２２に示す如く、駆動部３０のフレーム３２に配設された軸受３３に保持され、検出器１０の進退方向（矢印Ａ方向）に滑動する滑動軸３４と、該滑動軸３４に、移動ブロック３６及び板ばね３８を介して取り付けられた駆動側コネクタ４０と、前記滑動軸３４を矢印Ａ方向に進退させるための、連結部４２により前記滑動軸３４に固定された送り駒４４と、該送り駒４４と係合する送りねじ４６と、カップリング４８を介して該送りねじ４６と連結された減速機５０と、該減速機５０を回転駆動するためのモータ５２とを備えたものが記載されている。
【０００４】
図において、１４は、検出器１０のケース１２の後端（図の右端）に取り付けられた、前記駆動側コネクタ４０と係合する検出器側のコネクタピン、１８は、先端（図の左端）に、測定面に追従して上下動する触針１６が配設された、ケース１２内を支点（２０）を中心として揺動する触針アーム、２０は、該触針アーム１８の支点を構成する略Ｌ字状の板ばね、２２は、前記触針アーム１８の後端近傍に配設され、該触針アーム１８後端の上下動を検出するためのインダクタンス型変位検出器、２４は、触針１６近傍の細かな凹凸を吸収して、安定した測定値が得られるようにするためのスキッド、２６は、触針１６や触針アーム１８を保護するためのノーズである。
【０００５】
又、実開平５−７５６０６には、図２３に示す如く、非測定時や測定のための準備操作時に、モータ６０で切欠６２Ａが設けられた円板６２を回転させ、該切欠６２Ａにより、触針６４が先端に固定されたアーム６６の途中に設けられたバー６８を持ち上げることにより、アーム６６を退避させるアーム退避機構が記載されている。
【０００６】
図において、７０は、アーム６６の支点、７２は、アーム６６の後端の変位を検出する変位検出器、７４は、モータ６０の回転を、所定以上の負荷に対して滑りを生じさせ得る状態で前記円板６２に伝達するための摩擦伝導車てある。
【０００７】
又、出願人は実開昭５８−７６１０７で、測定圧加圧用ばねの付勢力に抗して触針突出用開口部から突出した触針を保護ケース内に収納する、瞬時励磁のラッチ型機構からなる収納手段を設けることを提案している。
【０００８】
出願人は、更に、実公昭６３−１０４８１で、測定圧加圧用ばねの付勢力に打ち勝つ付勢力で、且つ、触針が保護ケース内に収納される方向へ触針アームを付勢する触針保護用ばねと、測定時の通電により該触針保護用ばねを引き付けて、触針保護用ばねの付勢力から触針アームを解放する電磁石を備えることを提案している。
【０００９】
出願人は、又、実公昭６３−１０４８２で、永久磁石とコイルを併用し、測定時には一対のコイルの（永久）磁石片側端面をＮ極及びＳ極のいずれか一方になるように瞬時励磁して磁石片を触針アームに対して離隔させると共に、非測定時には一対のコイルの磁石片側端面をＮ極及びＳ極のいずれか他方になるように瞬時励磁し、磁石片を介して触針アームを測定圧加圧用ばねの付勢方向とは反対方向へ押圧させる収納手段を備えることを提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの装置においても、モータや電磁石等の別体の動力源が必要であり、機構が複雑であるだけでなく、動作の信頼性にも問題を生じ易いという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、簡単な構成で、別体の動力源を必要とすることなく、非測定時や測定準備時に、測定表面や、検出器から突出しているノーズや触針及びスキッドを保護することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面性状測定用の触針とスキッドが先端に備えられた検出器と、該検出器を測定表面に沿って進退させるための駆動部を含む表面性状測定機において、前記検出器を限度一杯に後退させた退避時に、少なくとも前記検出器の先端を持ち上げて、スキッドと触針を測定表面から引き離すための、前記検出器の進退と共に移動する部材の一部と係合して、該検出器を持ち上げる検出器リフト板を設けることにより、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、前記検出器を、コネクタにより前記駆動部に着脱自在とし、該コネクタの駆動部側ハウジングの外側に、前記検出器リフト板と係合する山形状の膨らみを設けたものである。
【００１５】
又、前記検出器リフト板の検出器進退方向位置を、調整可能としたものである。
【００１６】
又、前記駆動部を収容する電装部を備え、前記検出器の全体が、退避時に、該電装部中に収容されるようにしたものである。
【００１７】
あるいは、前記検出器の全体を、退避時に、前記駆動部内に収容するようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、載置型の携帯型表面粗さ測定機に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態の要部構成を示す斜視図、図２は、図１の矢印II方向から見た側面図、図３は、検出器が取り付けられた駆動部を正面から見た縦断面図、図４は、同じく上面から見た縦断面図、図５は、同じく底面から見た縦断面図、図６は、図４のVI−VI線に沿う横断面図、図７は、同じくVII −VII 線に沿う横断面図、図８は、同じくVIII−VIII線に沿う横断面図である。
【００２０】
本実施形態の駆動部１００は、そのフレーム１０２に固定されたメインシャフト１０４及びサブシャフト１０６と、該シャフト１０４、１０６上を滑動する、検出器進退方向（矢印Ａ方向）に長い略Ｏ字状とされ、その前後端２箇所に前記メインシャフト１０４が挿通するようにされたスライドブロック１０８と、該スライドブロック１０８を前記シャフト１０４、１０６に沿って進退させるための連動ロッド１１０及び送りナット１１２と、該送りナット１１２と螺合する送りねじ１１４と、フレキシブルカップリング１１６を介して該送りねじ１１４を回動するためのギヤモータ１１８とを備えている。
【００２１】
図２に詳細に示す如く、前記スライドブロック１０８の後端には検出器取付台１０８Ａが形成されており、その下側には、検出器２００を収容するためのコネクタハウジング１５０の後端に取付けられた、スキッド圧を付与するための板ばね１５２が、サブシャフト１０６の下面を押えるためのシャフト支持板１２０と共に、ボルト１２２で固定されている。又、該検出器取付台１０８Ａの上側には、前記サブシャフト１０６の上側を押えるためのすべり板１２４を固定した板ばね１２６が、ボルト１２８で固定されている。
【００２２】
図５に示される如く、前記フレーム１０２には、図９に示すようなＬ字形状の検出器リフト板１４０が、ボルト１４２により固定されている。この検出器リフト板１４０の係合部１４０Ａは、図３に破線で示す如く、検出器２００の後退限界近傍の退避位置で、前記コネクタハウジング１５０の外側側面に形成された山形状の膨らみ１５０Ａと係合するようにされている。従って、検出器２００の退避位置で、コネクタハウジング１５０の膨らみ１５０Ａが前記検出器リフト板１４０の係合部１４０Ａに乗り上げて、コネクタハウジング１５０が板ばね１５２を中心として上方に持ち上げられ、検出器２００先端の触針２０２とスキッド２０４が測定表面から引き離され、駆動部１００の底面より下方に突出しないようにされる。
【００２３】
前記検出器リフト板１４０固定用のボルト穴１４０Ｂは、図９に示す如く、検出器進退方向に長い長孔とされており、該検出器リフト板１４０の固定位置を調整することによって、検出器退避時の検出器２００の首上げ動作により、駆動部や電装部の検出器入口の天井部分に頭をぶつけないように、首上げ開始位置が調整可能とされている。
【００２４】
図において、１０１は、駆動部のケース、１３０は、前記スライドブロック１０８に植立されたスイッチピン、１３２、１３４は、該スイッチピン１３０と係合して、前記ギヤモータ１１８を停止又は反転するための前端／後端スイッチ、１５４は、前記コネクタハウジング１５０に収容された駆動側コネクタ、２０６は、該駆動側コネクタ１５４に挿入される検出器側のコネクタピン、２０８は、検出器のコネクタハウジング、２１０は、同じくノーズである。
【００２５】
前記駆動部１００は、後出図１０乃至図１２に示す如く、電装部３００に収容可能とされている。該駆動部１００の後端には、前記電装部３００と電気的に接続するための電装側コネクタ１３６が設けられており、該電装側コネクタ１３６と前記駆動側コネクタ１５４間は、例えば厚みが０．２ｍｍ程度の、薄く屈曲自在なフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）１３８で配線されている。
【００２６】
前記電装部３００は、図１０（正面図）、図１１（平面図）、図１２（底面図）及び図１３（ブロック線図）に示す如く、前記電装側コネクタ１３６と接続されるケーブル３０２を介して、前記駆動部１００に収容された検出器２００から与えられた信号を処理する信号処理回路３０４と、該信号処理回路３０４からの信号を基に、各種パラメータに対応した表面粗さを求める測定回路３０６と、該測定回路３０６で得られた測定値を表示するデジタル表示器３０８と、前記ケーブル３０２を介して駆動部１００内のギヤモータ１１８を駆動する駆動回路３１０と、該駆動回路３１０、測定回路３０６及びデジタル表示器３０８を制御する制御回路３１２と、これら各回路に電力を供給する電源回路３１４とを主に含んでいる。
【００２７】
図中の実線は、測定時における検出器２００の先端位置、破線は、電装部３００内に退避した状態での検出器２００の先端位置を示す。
【００２８】
図において、３２０は電源スイッチ、３２２はスタートスイッチ、３２４はパラメータ選択スイッチである。
【００２９】
前記駆動部１００の前端には、図１４に示す如く、検出器２００の先端等を保護するためのノーズピース１６０が設けられている。このノーズピース１６０には、正面底部形状が、図１５に示すような凹形状の円筒用ノーズピース１６０Ａと、図１６に示すような凸形状の平面用ノーズピース１６０Ｂがあり、円筒用ノーズピース１６０Ａは、図１７（分解斜視図）及び図１８（組付けた状態の斜視図）に示す如く、平面用ノーズピース１６０Ｂは、図１９（分解斜視図）及び図２０（組付けた状態の斜視図）に示す如く、ボルト１６２により、駆動部１００の前側板１０３に取付けられている。
【００３０】
このようなノーズピース１６０を取付けた場合、測定時には、測定面以外からの外力の影響を受け難く，検出器２００は十分に保護されるが、運搬時等は、図１４に示した如く、測定面側から、検出器２００の先端（スキッド２０４及び触針２０２）が出るため、保護できず破損する恐れがある。これに対して、本発明により検出器２００の先端を測定面から引き離して退避するようにした場合には、測定面側から検出器２００の先端が突出せず、ノーズピース１６０の内部に格納されるため、運搬時等も含め、確実な保護が実現できる。
【００３１】
測定に際しては、測定対象に応じて、図１０乃至図１２に示す如く、駆動部１００を電装部３００に収容した状態で使用するか、又は、駆動部１００を電装部３００から分離して単独で使用するか、選択する。例えば、小さな穴の内面等を測定する際には、電装部３００が邪魔になるので、駆動部１００を外して測定し、それ以外の状況では、一体とした状態で使用することができる。
【００３２】
具体的には、検出器２００の触針２０２を測定面に接触させ、電源スイッチ３２０をオンとし、スタートスイッチ３２２を押す。すると、制御回路３１２は、駆動回路３１０を通じてギヤモータ１１８を回転させる。ギヤモータ１１８の回転に伴って送りねじ１１４が回転すると、スライドブロック１０８が送りねじ１１４の軸方向へ移動するので、検出器２００の触針２０２は被測定物の表面粗さに応じて上下に変位する。
【００３３】
触針２０２の変位は、検出器２００で電気信号に変換された後、ケーブル３０２を通じて信号処理回路３０４へ与えられ、そこで処理され測定回路３０６へ与えられる。測定回路３０６は、信号処理回路３０４からの信号を基に、制御回路３１２から指令されたパラメータに従って表面粗さを求め、これをデジタル表示器３０８に表示させる。
【００３４】
一方、測定前の退避中や測定終了後は、退避指令により、コネクタハウジング１５０と、これに接続された検出器２００を、駆動部１００の最奥部まで後退させる。すると、コネクタハウジング１５０の外側に設けられた膨らみ１５０Ａが、検出器リフト板１４０の係合部１４０Ａに乗り上げることにより、板ばね１５２を中心として、検出器２００の先端が上方に持ち上げられ、触針２０２及びスキッド２０４が測定表面から引き離される。従って、触針が常時測定表面に接触することによって、被測定物の表面に疵がついたりすることがない。又、粗さ測定機による粗さ測定のための段取りや測定後の粗さ測定機取り外し時において、不用意に検出器のノーズ２１０や触針２０２及びスキッド２０４が被測定物に衝突して、これらや被測定物を破損することもない。
【００３５】
本実施形態においては、退避指令により、検出器２００が駆動部１００の最奥部まで後退し、退避した状態において、検出器全体が電装部３００内に収納されるようにしているので、測定機を誤って何かに衝突させたり、落下させた場合でも、検出器のノーズやスキッド及び触針を保護できる。
【００３６】
本実施形態においては、検出器全体を、駆動部内でなく、電装部３００内に収納するようにしているので、この収納構造によって、駆動部が大型化することはない。
【００３７】
次に、駆動部内に検出器全体が収納されるようにした、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００３８】
この第２実施形態は、第１実施形態と同様の表面粗さ測定機において、図２１に示す如く、駆動部１００のケース１０１を前方に延長し、検出器先端の触針２０２及びスキッド２０４が、退避位置で、駆動部１００内に完全に収容されるようにしたものである。
【００３９】
本実施形態においては、駆動部１００を単体で移動中に誤って何かに衝突させたり、落下させた場合でも、検出器のノーズ２１０や触針２０２及びスキッド２０４を保護できる。
【００４０】
前記実施形態においては、いずれも、検出器リフト板１４０とコネクタハウジング１５０の外側に形成した山形状の膨らみ１５０Ａの組み合せで、板ばね１５２を中心として検出器２００を持ち上げるようにしているので、構成が簡略である、なお、検出器退避時に検出器を持ち上げる構成は、これに限定されない。
【００４１】
又、前記実施形態においては、いずれも、本発明が、載置型の携帯型表面粗さ測定機に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えば輪郭形状測定機や、三次元座標測定機に使用される表面粗さ測定プローブにも適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、触針が、常時測定表面に接触していることによって、測定表面に疵が付くことがない。又、被測定物と測定機のセッティングを行う段取り時や測定後の測定機取り外し時等において、不用意に、検出器のノーズや触針及びスキッドが被測定物に衝突して、これらや被測定物が破損することがない。更に、測定機を誤って落下させた場合でも、検出器のノーズやスキッド及び触針が保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における要部構成を示す斜視図
【図２】図１の矢印II方向から見た側面図
【図３】第１実施形態の検出器が取付けられた駆動部を正面から見た縦断面図
【図４】同じく上面から見た縦断面図
【図５】同じく底面から見た縦断面図
【図６】図４のVI−VI線に沿う横断面図
【図７】同じくVII −VII 線に沿う横断面図
【図８】同じくVIII−VIII線に沿う横断面図
【図９】第１実施形態で用いられている検出器リフト板の形状を示す斜視図
【図１０】第１実施形態の駆動部を電装部に収納した状態を示す正面図
【図１１】同じく平面図
【図１２】同じく底面図
【図１３】前記電装部の構成を示すブロック線図
【図１４】第１実施形態のノーズピース取付け状態を示す正面図
【図１５】同じく円筒用ノーズピースの正面形状を示す左側面図
【図１６】同じく平面用ノーズピースの正面形状を示す左側面図
【図１７】同じく円筒用ノーズピースの分解斜視図
【図１８】同じく組付けた状態の斜視図
【図１９】同じく平面用ノーズピースの分解斜視図
【図２０】同じく組付けた状態の斜視図
【図２１】本発明の第２実施形態の駆動部を正面から見た縦断面図
【図２２】特公平４−６０５２３で提案されている載置型表面粗さ測定機の構成を示す断図面
【図２３】実開平５−７５６０６で提案されているアーム退避機構を示す斜視図
【符号の説明】
１００…駆動部
１０１…ケース
１０２…フレーム
１０３…前側板
１０４…メインシャフト
１０６…サブシャフト
１０８…スライドブロック
１０８Ａ…検出器取付台
１１０…連動ロッド
１１２…送りナット
１１４…送りねじ
１１８…ギヤモータ
１２６、１５２…板ばね
１３６…電装側コネクタ
１４０…検出器リフト板
１４０Ａ…係合部
１４０Ｂ…ボルト穴
１４２…ボルト
１５０…コネクタハウジング
１５０Ａ…膨らみ
１５４…駆動側コネクタ
１６０、１６０Ａ、１６０Ｂ…ノーズピース
２００…検出器
２０２…触針
２０４…スキッド
２０６…コネクタピン
２０８…コネクタハウジング
２１０…ノーズ
３００…電装部
３０２…ケーブル
３０４…信号処理回路
３０６…測定回路
３０８…デジタル表示器
３１０…駆動回路
３１２…制御回路
３１４…電源回路
３２０…電源スイッチ
３２２…スタートスイッチ
３４４…パラメータ選択スイッチ
【図１】
0003640201.tif 000002
【図２】
0003640201.tif 000003
【図３】
0003640201.tif 000004
【図４】
0003640201.tif 000005
【図５】
0003640201.tif 000006
【図６】
0003640201.tif 000007
【図７】
0003640201.tif 000008
【図８】
0003640201.tif 000009
【図９】
0003640201.tif 000010
【図１０】
0003640201.tif 000011
【図１１】
0003640201.tif 000012
【図１２】
0003640201.tif 000013
【図１３】
0003640201.tif 000014
【図１４】
0003640201.tif 000015
【図１５】
0003640201.tif 000016
【図１６】
0003640201.tif 000017
【図１７】
0003640201.tif 000018
【図１８】
0003640201.tif 000019
【図１９】
0003640201.tif 000020
【図２０】
0003640201.tif 000021
【図２１】
0003640201.tif 000022
【図２２】
0003640201.tif 000023
【図２３】
0003640201.tif 000024