(57)【要約】【課題】測定プログラムを停止させることなく検出器の測定力を変更することにより、連続測定を可能とし、かつ、小型で安価な検出器を備えた真円度測定装置を提供すること。【解決手段】真円度測定装置は、接触部４２を先端に有するスタイラス４０と、被測定物との接触に伴ってスタイラス４０を移動させて接触部を変位させる保持部材５０と、弾性力により接触部４２を被測定物に向けて押す線ばね６０と、接触部の変位方向を回転させるために保持部材５０を回転自在に支持する検出器ホルダ２８と、保持部材５０の回転用モータ８０とを備える。弾性力調整部材９０は、保持部材５０と同軸に回転支持され、保持部材５０との位置関係によって弾性変形量を増減させる。回転用モータ８０は、保持部材５０の第一の回転範囲にて接触部の変位方向を回転させるとともに、第二の回転範囲にて保持部材５０に対して弾性力調整部材９０の相対的な回転動作をおこなう。【選択図】      図３
2011017573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を載置するテーブルと、
被測定物に接触させる接触部を先端に有するスタイラスと、
前記スタイラスを移動可能に保持し、接触に伴って前記スタイラスを移動させて接触部を変位させる保持部材と、
前記接触部と被測定物との接触状態で、弾性力により前記接触部を被測定物に向けて押す弾性部材と、
前記テーブルに対して移動可能に設けられ、かつ、前記接触部の変位方向を回転させるために前記保持部材を回転自在に支持する検出器ホルダと、
前記検出器ホルダに支持され、連結された前記保持部材を回転させる回転用モータと、
を備え、
被測定面との接触に伴う前記接触部の変位を検出して被測定物の表面性状を測定する表面性状測定装置であって、
前記保持部材に対して同軸で回転自在に支持される弾性力調整部材と、
前記保持部材と前記弾性力調整部材とを連結して相対的な回転位置を保つ連結手段と、
前記弾性力調整部材の回転を所定の回転位置にて規制する規制手段と、
を備え、
前記モータによる前記保持部材の回転位置の範囲は、
前記連結手段により前記弾性力調整部材との相対的な回転位置が維持された状態で前記接触部の変位方向を調整する第一の回転範囲と、
この第一の回転範囲とは異なる回転範囲で、前記規制部材により前記弾性力調整部材の回転が規制されることで当該弾性力調整部材との相対的な回転位置が変化する第二の回転範囲と、を有し、
前記弾性力調整部材は、前記保持部材との相対的な回転位置に応じて前記弾性部材の弾性変形量を増減させることを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面性状測定装置において、
前記連結手段は、前記保持部材と前記弾性力調整部材とを接触させ、接触による摩擦力で前記弾性変形を保持するとともに、当該摩擦力により前記保持部材と弾性力調整部材とを連結し、
前記規制手段は、前記検出器ホルダに固定された規制部材であり、前記弾性力調整部材に設けられた被当接部材との当接によって回転を規制し、
前記回転用モータは、
前記第一の回転範囲にて、前記摩擦力により前記保持部材と弾性力調整部材とを一体回転させ、
前記第二の回転範囲にて、前記保持部材と弾性力調整部材とを所定の回転位置まで回転させて、前記規制部材に被当接部材を当接させるとともに、前記弾性力調整部材の回転が規制された状態で、前記保持部材を前記摩擦力以上の回転力で単独で回転させて、前記保持部材に対する前記弾性力調整部材の回転位置を相対的に移動させる
ことを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の表面性状測定装置において、
前記回転用モータは、
前記第二の回転範囲にて前記弾性力調整部材の相対的な回転位置を変化させた後、前記保持部材を反対方向に回転させて、前記規制部材と前記被当接部材とを離し、前記保持部材を前記弾性力調整部材と一体で反対方向に回転させ、
前記第一の回転範囲にて前記接触部の変位方向を所定の回転位置まで回転させることを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の表面性状測定装置において、
前記第二の回転範囲は、
前記第一の回転範囲から正回転方向に連続する正回転側の回転範囲と、
前記第一の回転範囲から逆回転方向に連続する逆回転側の回転範囲と、に区分され、
前記回転用モータは、
前記正転側の回転範囲にて、前記弾性力調整部材の正回転が規制された状態で、前記保持部材を単独で正回転させて弾性変形量を増加させるとともに、
前記逆転側の回転範囲にて、前記弾性力調整部材の逆回転が規制された状態で、前記保持部材を単独で逆回転させて弾性変形量を減少させることを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の表面性状測定装置において、
前記スタイラスは、支点中心に回転自在に支持されるてこ式のスタイラスであることを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面性状測定装置において、
前記弾性部材は、一端が前記弾性力調整部材に接続され、他端が前記スタイラスに接続された線ばねであって、
前記弾性力調整部材が増減させる弾性変形量は、前記線ばねの曲げ量であることを特徴とする表面性状測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の表面性状測定装置を備えて構成され、
被測定物を載置する回転テーブルを有し、前記接触部の変位量から断面略円形の被測定物の真円度を測定することを特徴とする真円度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
スタイラスの接触部を被測定面に接触させた状態で、検出する接触部の変位に基づいて被測定面の表面性状を測定する表面性状測定装置、および、真円度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円柱、円筒等の被測定物について、真円度、同心度あるいは同軸度などの真円度に関する各種データを採取するため、真円度測定装置が周知である。真円度測定装置においては、回転テーブル上に被測定物を載置し、被測定回転物の表面位置を接触式スタイラス等で検出しつつ、回転テーブルを回転させることで、被測定回転物の表面位置データを集積し、真円度を測定・算出している。（特許文献１および２）。
【０００３】
特に被測定面が柔らかい場合、スタイラスが被測定面を押す力が大きいと測定結果のばらつきが大きくなるといった影響が出てしまう。そこで、従来、真円度測定装置などの表面性状を測定する測定装置に、検出器の測定力を被測定物の材質などに応じて調整可能な測定力調整機構が設けられたものが使用されてきた。
図６は、従来の真円度測定装置における測定力調整機構を模式的に示した図である。同図のように、測定力調整機構には、一端が切換つまみ１９０に接続され、他端がスタイラス１４０の基端に接続された線ばね１６０を用いている。使用者が切換つまみ１９０を手動でスライド移動させると、線ばね１６０の曲げ量が変化するので、スタイラス１４０の測定力を手動で調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７１７２６
【特許文献２】特開平６−３００５０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の測定力調整機構を用いて測定力を変更する場合、上述のように使用者が切換つまみを手動で操作しなければならず、測定の途中に測定力を変更させたい場合には、一度測定プログラムを停止させて、手動で測定力を変更した後、測定プログラムを再開させなければならなかった。
また、線ばねの曲げ量を電動で変更させるとすると、専用の駆動装置や制御用スケールなどを新たに追加しなければならず、既存の検出器に駆動装置や制御用スケールなどを新たに取り付けることで、検出器が大型化し、高価なものとなってしまう。
【０００６】
本発明は前記従来技術に鑑みなされたものであり、その解決すべき課題は測定プログラムを停止させることなく検出器の測定力を変更することにより、連続測定を可能とし、かつ、小型で安価な検出器を備えた表面性状測定装置、および、真円度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明にかかる表面性状測定装置は、
被測定物を載置するテーブルと、被測定物に接触させる接触部を先端に有するスタイラスと、
前記スタイラスを移動可能に保持し、接触に伴って前記スタイラスを移動させて接触部を変位させる保持部材と、
前記接触部と被測定物との接触状態で、弾性力により前記接触部を被測定物に向けて押す弾性部材と、
前記テーブルに対して移動可能に設けられ、かつ、前記接触部の変位方向を回転させるために前記保持部材を回転自在に支持する検出器ホルダと、
前記検出器ホルダに支持され、連結された前記保持部材を回転させる回転用モータと、
を備え、被測定面との接触に伴う前記接触部の変位を検出して被測定物の表面性状を測定する表面性状測定装置であって、
前記保持部材に対して同軸で回転自在に支持される弾性力調整部材と、
前記保持部材と前記弾性力調整部材とを連結して相対的な回転位置を保つ連結手段と、
前記弾性力調整部材の回転を所定の回転位置にて規制する規制手段と、を備え、
前記モータによる前記保持部材の回転位置の範囲は、
前記連結手段により前記弾性力調整部材との相対的な回転位置が維持された状態で前記接触部の変位方向を調整する第一の回転範囲と、
この第一の回転範囲とは異なる回転範囲で、前記規制部材により前記弾性力調整部材の回転が規制されることで当該弾性力調整部材との相対的な回転位置が変化する第二の回転範囲と、を有し、
前記弾性力調整部材は、前記保持部材との相対的な回転位置に応じて前記弾性部材の弾性変形量を増減させることを特徴とする。
【０００８】
ここで、保持部材がスタイラスを移動可能に保持するとは、スタイラスの直線移動や回転（傾斜移動）を可能とすることを示す。また、接触部と被測定物との接触状態で、弾性部材が弾性力により接触部を被測定物に向けて押すとは、弾性部材が接触部を直接的に押してもよいし、弾性力をスタイラスに加えて接触部を間接的に押してもよい。なお、弾性部材とは、ばね、ゴム、樹脂など、弾性変形する材料で形成されたもので、スタイラスと弾性力調整部材との間に設けられ、両者の位置関係に応じて弾性変形量を増減し、その弾性力をスタイラスまたは接触部に付加するものであればよい。
【０００９】
また、前記表面性状測定装置において、前記連結手段は、前記保持部材と前記弾性力調整部材とを接触させ、接触による摩擦力で前記弾性変形を保持するとともに、当該摩擦力により前記保持部材と弾性力調整部材とを連結し、
前記規制手段は、前記検出器ホルダに固定された規制部材であり、前記弾性力調整部材に設けられた被当接部材との当接によって回転を規制し、
前記回転用モータは、
前記第一の回転範囲にて、前記摩擦力により前記保持部材と弾性力調整部材とを一体回転させ、
前記第二の回転範囲にて、前記保持部材と弾性力調整部材とを所定の回転位置まで回転させて、前記規制部材に被当接部材を当接させるとともに、前記弾性力調整部材の回転が規制された状態で、前記保持部材を前記摩擦力以上の回転力で単独で回転させて、前記保持部材に対する前記弾性力調整部材の回転位置を相対的に移動させることが好ましい。
【００１０】
また、前記表面性状測定装置において、前記回転用モータは、
前記第二の回転範囲にて前記弾性力調整部材の相対的な回転位置を変化させた後、前記保持部材を反対方向に回転させて、前記規制部材と前記被当接部材とを離し、前記保持部材を前記弾性力調整部材と一体で反対方向に回転させ、
前記第一の回転範囲にて前記接触部の変位方向を所定の回転位置まで回転させることが好ましい。
【００１１】
また、前記表面性状測定装置において、前記第二の回転範囲は、
前記第一の回転範囲から正回転方向に連続する正回転側の回転範囲と、
前記第一の回転範囲から逆回転方向に連続する逆回転側の回転範囲と、に区分され、
前記回転用モータは、
前記正転側の回転範囲にて、前記弾性力調整部材の正回転が規制された状態で、前記保持部材を単独で正回転させて弾性変形量を増加させるとともに、
前記逆転側の回転範囲にて、前記弾性力調整部材の逆回転が規制された状態で、前記保持部材を単独で逆回転させて弾性変形量を減少させることが好ましい。
【００１２】
また、前記表面性状測定装置において、前記スタイラスは、支点中心に回転自在に支持されるてこ式のスタイラスであることが好ましい。
また、前記表面性状測定装置において、前記弾性部材は、一端が前記弾性力調整部材に接続され、他端が前記スタイラスに接続された線ばねであって、前記弾性力調整部材が増減させる弾性変形量は、前記線ばねの曲げ量であることが好ましい。
【００１３】
本発明にかかる真円度測定装置は、前述の表面性状測定装置を備えて構成され、
被測定物を載置する回転テーブルを有し、前記接触部の変位量から断面略円形の被測定物の真円度を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転用モータによる保持部材の回転位置の範囲を、接触部の変位方向を回転させる第一の回転範囲と、弾性部材の弾性力を調整する第二の回転範囲とに区分したので、接触状態で接触部が被測定面を押す力、すなわち測定力を回転用モータによって変更できる。従って、測定力を変更するために測定プログラムを中断する必要がなくなり、連続測定をおこなえる。
また、検出器（スタイラス、保持部材、弾性部材）に従来から設けられている検出器の回転用モータを、測定力の調整機構として流用することにより、測定力を自動変更するための駆動装置や制御用スケールなどを新たに検出器内部に追加する必要がなくなる。従って、検出器の大型化を避けることができ、小型で安価な検出器を用いることができる。
以上説明したように本発明にかかる表面性状測定装置および真円度測定装置によれば、測定プログラムを停止させることなく検出器の測定力を変更することができ、連続測定が可能となり、かつ、小型で安価な検出器を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる真円度測定装置の概略構成の外観図である。
【図２】図１に示す装置に用いられる検出器の内部構造を示す断面側面図である。
【図３】図１に示す装置に用いられる検出器の内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】本発明にかかる真円度測定装置の測定力の変更手順の説明図である。
【図５】本発明の変形例にかかる真円度測定装置の測定力調整機構の説明図である。
【図６】従来の真円度測定装置における測定力調整機構の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施例にかかる真円度測定装置１０の外観図が示されている。同図において、真円度測定装置１０は、基台１２と、基台１２上に回転可能に設置された回転テーブル１４と、回転テーブル１４のＸ方向位置を調整する位置調整手段１６及びＹ方向位置を調整する位置調整手段１８と、前記載置面のＸ方向傾きを調整する傾斜調整手段２０及びＹ方向傾き量を調整する傾斜調整手段２２と、回転テーブル１４上に載置された被測定物２４の表面位置を接触検出可能な検出器２６と、検出器２６を支持する検出器ホルダ２８と、検出器２６を検出器ホルダ２８ごとＸ軸方向に移動可能なＸ軸移動手段３０と、Ｘ軸移動手段３０をＺ軸（上下）方向に移動可能なＺ軸移動手段３２とを含む。
【００１７】
そして、前記回転テーブル１４の回転量、載置面１４ａのＸ−Ｙ平面上の移動量、載置面１４ａのＸ−Ｙ平面に対する傾斜量、各移動手段３０，３２による検出器の移動量、および検出器２６に設けられたスタイラスの傾斜角変位は、それぞれマイクロコンピュータを内蔵した制御装置３４に送られる。
【００１８】
検出器２６は図２にも示すように、検出器ホルダ２８に支持されており、この検出器ホルダ２８ごと各移動手段３０，３２（図１参照）により回転テーブル上の被測定物に対してＸ方向およびＺ方向に移動可能である。
図２にて、検出器２６の主な構成要素は、接触式のスタイラス４０と、スタイラスの保持部材５０と、弾性部材としての線ばね６０と、検出器全体を検出器ホルダ２８に取り付けるための取付部材７０と、検出器２６を回転させる回転用モータ８０と、内蔵された円板状の弾性力調整部材９０である。
【００１９】
スタイラス４０には支点４４を中心として回動可能なてこ型を採用している。先端の接触部４２は被測定物と接触可能であり、また基端４６は線ばね６０に接続する。そして、図示しないスタイラスの変位検出手段は、スタイラス４０が被測定物に接触しており、その表面形状に従いスタイラスの回転位置（傾斜角度）が変化するのを検出する。
【００２０】
保持部材５０は、図３の検出器２６の分解斜視図にも示すように、内部にスタイラス４０の支持軸５４を有する略円筒形に形成され、略円筒形の開口する一端から略Ｚ方向に突出するスタイラス４０を回転可能に保持している。検出器ホルダ２８をＸ方向に移動させてスタイラス４０を被測定物に接触させると、スタイラス４０が回転して接触部４２が微小変位するようになっている。
線ばね６０は、一端６２が後述する弾性力調整部材９０に接続され、他端６４がスタイラス４０の基端４６に接続されている。線ばね６０は、所定の曲げ量まで変形した状態で、保持部材５０の内外を貫通する開口５２に挿通され、弾性力調整部材９０とスタイラス４０とを接続している。
【００２１】
非測定中には、接触部４２を被測定物に接触させないので、スタイラス４０の先端部に外力は作用せず、スタイラス４０は線ばね６０の弾性力によって最大傾斜角を取るように付勢される。
測定中に接触部４２を被測定物に接触させると、線ばね６０は曲げ量に応じた弾性力により接触部４２を被測定物に向けて押し、検出器２６の測定力を生じさせる。真円度などの測定中、線ばね６０が接触部４２の接触を維持するので、被測定物の表面の振れに接触部４２を追従させることができる。接触状態を維持するため、スタイラス４０が所定の傾斜角の姿勢になるまで接触部４２を被測定面に押しつけた状態で、測定を開始する。
【００２２】
取付部材７０は、接触部４２の変位方向（検出器２６の測定方向とも呼ぶ。）を回転させるために保持部材５０をスタイラス４０と一体でＡ軸中心に回転自在に支持する。回転用モータ８０は、取付部材７０に固定され、当該取付部材７０を貫通する出力軸８２に連結された保持部材５０をＡ軸中心に回転させる。
このような構成において、回転用モータ８０の駆動により、保持部材５０の回転位置が所定の回転範囲の任意位置まで回転し、これに伴って測定方向が所定の向きに設定される。測定方向は、被測定面が凹部の内周面である場合といった、被測定面の形状や位置の条件に応じて、最適な向きに設定される。これらの被測定物２４の形状情報はあらかじめ測定プログラムに組み入れられており、制御装置３４によって最適な測定方向が決定される。
測定方向が設定された後、検出器ホルダ２８を移動させて、接触部４２を被測定面に接触させると、スタイラス４０の傾斜角が変位して接触部４２が変位方向に微小変位する。この際のスタイラス４０の傾斜角度（接触部４２の変位量）を検出し、検出値に基づいて断面略円形の被測定物の真円度を測定する。
【００２３】
本発明において特徴的なことは、まず、検出器２６が線ばね６０の弾性力調整部材９０を備えたことにある。
弾性力調整部材９０は、線ばね６０の弾性変形量を電動で増減させ、すなわち、線ばね６０の曲げ量を回転用モータ８０の回転力で変化させるために設けられている。
弾性力調整部材９０は、保持部材５０に対して回転可能に支持されている。すなわち、弾性力調整部材９０は、中心に貫通孔９４を有した略円板状に形成され、Ａ軸中心に保持部材５０と同軸で回転自在に設けられている。貫通孔９４には回転用モータの出力軸８２が挿通されており、モータ８０の回転力は直接、弾性力調整部材９０に作用しない。つまり、円板の下面（スタイラス側）９８と、保持部材５０の上面５６とは接触しており、モータ８０の回転力は保持部材５０を介して接触面に生じる摩擦力により、弾性力調整部材９０を回転させる。このように、弾性力調整部材９０は、一定以上の摩擦力で保持部材５０と連結している。検出器２６には、調整部材９０と保持部材５０とを連結して両者の相対的な回転位置を維持する連結手段が設けられている。連結手段としては、調整部材９０を保持部材５０に対して所定の力で押圧する図示しない板ばね等を用いてもよい。または、連結手段として、取付部材７０および保持部材５０が所定の押圧力で調整部材９０を挟持する構造を採用してもよい。このように連結手段が、保持部材５０と調整部材９０とを接触させ、接触面に一定以上の摩擦力を生じさせ、摩擦力により調整部材９０と保持部材５０とを連結する。弾性力調整部材９０と保持部材５０との間には、一定以上の摩擦力を得やすくするための表面加工やゴムシートなどを施してもよい。
また、弾性力調整部材９０は、保持部材５０との摩擦力により線ばね６０の弾性変形をも保持する。
【００２４】
この弾性力調整部材９０は、前述の接触面とは反対側の上面９６に被当接部材としての突起９２を有する。突起９２は、回転に伴ってＡ軸まわりの回転位置が変化する。
取付部材７０には、弾性力調整部材９０の上面９６に向かって突出する固定ピン７２が設けられている。固定ピンは、本発明の規制部材に相当し、弾性力調整部材９０が所定の回転位置まで移動すると、弾性力調整部材９０の突起９２を当接する位置に固定されている。
モータ側から見てＡ軸中心に時計周りに弾性力調整部材９０が回転する方向を正回転とすると、突起９２は、正回転側の被当接面９２Ａと、逆回転側の被当接面９２Ｂとを有する。弾性力調整部材９０が正回転した際、固定ピン７２によって当接される部分を正回転側の被当接面９２Ａとする。一方、弾性力調整部材９０が逆回転した際、同様に、固定ピン７２によって当接される部分を逆回転側の被当接面９２Ｂとする。
【００２５】
回転用モータ８０は、前述の一定の摩擦力以上の駆動力で保持部材５０を回転できる。この回転用モータ８０が保持部材５０と弾性力調整部材９０とを一体で、正回転または逆回転のいずれかの向きに回転させると、突起９２が固定ピン７２と当接する。当接により弾性力調整部材９０の回転が規制されるため、回転用モータ８０は保持部材５０のみを回転させることになる。固定ピン７２が回転を規制する位置を弾性力調整部材９０の回転規制位置とする。調整部材９０が回転規制位置に達した状態では、当該調整部材９０と保持部材５０との回転位置の位置関係が変化するので、線ばね６０の弾性変形量が増減する。
【００２６】
本発明においてさらに特徴的なことは、弾性力調整部材９０に加えて、回転用モータ８０による保持部材５０の回転位置の範囲を第一の回転範囲８４と第二の回転範囲８６とに区分したこととにある。
従来の真円度測定装置にも、検出器の測定方向を電動で変更する機構を備えたものがあったが、本発明では、この検出器の回転用モータ８０を用いて検出器２６自体を回転させるとともに、この回転用モータ８０の回転範囲（３６０°）のうち、例えば、検出器２６の回転に用いない回転範囲（７０°）を弾性力の調整に利用する。
【００２７】
図４（Ａ）に示すように、回転用モータは、第一の回転範囲８４にて保持部材５０の回転動作をおこなって測定方向Ｓを決定する。測定方向Ｓの回転による調整範囲は、０°〜２９０°の角度範囲となる。また、第一の回転範囲８４とは異なる第二の回転範囲８６（２９０°〜３６０°の角度範囲）にて弾性力調整部材９０の移動動作をおこなう。これらの具体的な角度範囲は一例にすぎず、任意に設定できる。
すなわち、回転用モータ８０は、第一の回転範囲８４にて、連結手段により発生する摩擦力で保持部材５０と調整部材９０とを一体回転させ、調整部材９０と保持部材５０との相対的な回転位置が維持された状態で、測定方向Ｓを調整する。
第二の回転範囲８６にて、保持部材５０を回転させて調整部材９０が回転規制位置に達すると、保持部材５０を一定の摩擦力以上の回転力で単独で回転させ、保持部材５０に対する調整部材９０の回転位置を相対的に移動させる。
【００２８】
さらに同図（Ａ）のように、保持部材５０の第二の回転範囲８６は、第一の回転範囲８４から正回転方向に連続する正回転側の回転範囲８７と、第一の回転範囲８４から逆回転方向に連続する逆回転側の回転範囲８８とに区分されている。正回転側の回転範囲８７では、弾性変形を増加させ、逆回転側の回転範囲８８では、弾性変形を減少させる。
【００２９】
このような保持部材５０と弾性力調整部材９０との相対的な回転位置を変化させて弾性変形を増加させる手順として、例えば、測定力をレベル１（最小値）からレベル１０（最大値）まで増加させる場合について、図４（Ｂ）〜（Ｅ）を参照して説明する。図中には、説明の便宜上、レベルを示す目盛を記載した。
図４（Ｂ）にてスタイラスの測定力はレベル１である。
回転用モータが、保持部材５０を正回転側の回転範囲８７まで正回転させて、正転側の被当接面９２Ａを固定ピン７２に当接させると（同図（Ｃ））、調整部材９０の正回転が規制されるので、保持部材５０を単独で正回転させて弾性部材を目的の変形量のレベル１０まで増加させる（同図（Ｄ））。その後、回転用モータが保持部材５０を逆回転させると、突起９２が固定ピン７２から離れるので、調整部材９０が保持部材５０と一体で逆回転する。そのまま第一の回転範囲８４まで逆回転させて、第一の回転範囲８４にて接触部の変位方向（測定方向Ｓ）を所定の向きに設定する（同図（Ｅ））。これにより、増加させたレベル１０の測定力で測定することができる。
【００３０】
一方、弾性変形を減少させる手順として、例えば、測定力をレベル１０からレベル１まで減少させる場合について、図４（Ｅ）〜（Ｇ）を参照して説明する。
図４（Ｅ）にてスタイラスの測定力はレベル１０である。
回転用モータが、保持部材５０を逆回転側の回転範囲８８まで逆回転させて、逆転側の被当接面９２Ｂを固定ピン７２に当接させると（同図（Ｆ））、調整部材９０の逆回転が規制されるので、保持部材５０を単独で逆回転させて弾性部材を目的の変形量のレベル１まで減少させる（同図（Ｇ））。その後、回転用モータが保持部材５０を正回転させると、突起９２が固定ピン７２から離れるので、調整部材９０が保持部材５０と一体で正回転する。そのまま第一の回転範囲８４まで正回転させて、第一の回転範囲８４にて測定方向Ｓを所定の向きに設定する（同図（Ｂ））。これにより、減少させたレベル１の測定力で測定することができる。
【００３１】
真円度測定にあたって予想される被測定物の材質、表面処理（表面の材質、硬度、粗さ）などの被測定物２４の諸元を、これらの諸元に対して最適な測定力とともに図１の制御装置３４に記憶させておく。あるいは、制御装置３４が外部機器から被測定物２４の諸元に応じた最適な測定力の設定情報を取得できるようにしておく。そして、測定プログラムに上述の測定力変更手順を組み入れておく。一連の測定プログラムにおいて、測定力を変更するタイミングになった場合には、自動的に検出器の測定力を変更して、測定プログラムを中断させることなく、真円度を連続測定できる。
【００３２】
また、被測定物の形状に応じて検出器２６の測定姿勢を変更させる場合がある。例えば、図１の略円柱状の被測定物２４において周方向の側面２４ａを測定する場合、図２のＡ軸がＺ方向に平行となるように、検出器２６を縦姿勢にする。一方、側面２４ａと直角である上面２４ｂを測定する場合、Ａ軸がＹ方向に平行となるように、検出器２６を上面姿勢にする。前述のように、検出器２６の測定方向はモータ８０によってＡ軸中心に回転するが、これとは別のモータを設けて、被測定面に応じて検出器２６自体の姿勢も変化するようにしてもよい。図２に示す検出器ホルダ２８は、略Ｌ字形に組み合った縦部材２８ａと横部材２８ｂとを有しているので、縦部材２８ａをＸ方向に沿った軸周りに回転自在となるようにＸ軸スライダ３１に支持させる方法を採用できる。
このように、検出器２６の測定姿勢を変化させると、被測定面に対するスタイラス４０の自重の影響も変化する。例えば、上面２４ｂの測定における上面姿勢の場合、側面２４ａの測定における縦姿勢の場合よりもスタイラス４０の自重が被測定面に多く作用するためである。このような影響によって、弾性部材の弾性力が一定のままでは、実際の測定力にばらつきが生じてしまう。本実施形態によれば、測定中に弾性力を変化させることができるので、測定姿勢が変更した場合であっても、測定姿勢に関わらず実際の測定力を一定とすることができる。なお、検出器２６の姿勢に対応する測定力の設定値を予め測定プログラムに組み入れておけばよい。
【００３３】
このように本実施形態の真円度測定装置１０によれば、図３のように検出器２６の回転用モータ８０を利用して、検出器２６の測定力を電動で調整することができるので、測定プログラムを中断させなくともすみ、連続測定を実施できる。すなわち、図４（Ａ）に示す接触部４２の変位方向を回転させる第一の回転範囲８４と、弾性部材の弾性力を調整する第二の回転範囲８６とを区別して、回転用モータが動作するので、接触状態で被測定面を押す力、すなわち測定力を回転用モータによって変更できる。従って、測定力を変更するために測定プログラムを中断する必要がなくなり、連続測定をおこなえる。
また、図３のように検出器２６（スタイラス４０、保持部材５０、弾性部材６０）に従来から設けられている検出器の回転用モータ８０を、測定力の調整機構として流用することにより、測定力を自動変更するための駆動装置や制御用スケールなどを新たに検出器２６内部に追加する必要がなくなり、検出器２６の大型化を避けることができ、小型で安価な検出器２６を用いることができる。
【００３４】
なお、本発明の測定装置１０は、真円度測定装置以外の測定装置にも適用できる。例えば、被測定物をテーブルに載置して、接触式の検出器を被測定面に沿って移動させる測定装置であってもよい。すなわち、スタイラスの接触部と被測定面との接触に伴う接触部の変位を検出して被測定物の表面性状を測定する表面性状測定装置であってもよい。
また、真円度測定装置においては、てこ式のスタイラスが好ましいが、てこ式に限られない。例えば、図５（Ａ）のように、スタイラス先端の接触部４２をスタイラス４０Ａの軸方向に平行に変位可能に支持し、被測定面との接触に伴う接触部４２の軸方向の変位を検出する検出器２６Ａを備えた測定装置であってもよい。検出器２６Ａにて、回転用モータにより弾性力調整部材９０Ａをスライド移動させれば、弾性部材６０の弾性力が変化し、測定力を増減させることができる。この場合、回転用モータは、スライド方向に直交するＡ軸を中心に検出器２６Ａを回転させることができる。
【００３５】
また、実施形態のように弾性力調整部材を保持部材に対して相対的に回転させることで、弾性力を調整するものに限らない。例えば同図（Ｂ）のように、回転用モータ８０の回転力を用いて、第一の回転範囲にて保持部材のＡ軸中心の回転動作をおこない、第二の回転範囲にて弾性力調整部材９０Ｂのスライド移動動作をおこなってもよい。このように、調整部材９０Ｂを回転以外の方向に移動させて、弾性力を調整する場合には、図示を省略するが、モータ８０の回転力を調整部材９０Ｂのスライド方向の駆動力に変換する機構が必要となる。
【００３６】
また、実施形態では、規制部材として固定ピンを用いた場合を説明したが、これに限られず、例えば、調整部材の移動位置を検出し、所定の移動位置に達したら、自動的に調整部材の移動のロックおよびロック解除をおこなう機構を設けてもよい。
また、連結手段としては、接触による摩擦力で調整部材と保持部材とを連結させる方法を説明したが、接触による摩擦力によらず両者を連結させる機構を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０    真円度測定装置
１４    回転テーブル
２４    被測定物
２６    検出器
２８    検出器ホルダ
４０    スタイラス 
４２    接触部
５０    保持部材
６０    弾性部材である線ばね
７２    規制部材である固定ピン
８０    回転用モータ
９０    弾性力調整部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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