(57)【要約】【課題】応答性が良く、かつ減衰性に優れた梃子式測定装置を提供すること。【解決手段】アーム２０には、被測定物と接触する接触部を有するスタイラス４０が取り付けられている。回転軸機構３０は、スタイラス４０の接触部と被測定物との接触に応じて、アーム２０を回転可能に支持する。回転軸機構３０は、内部に緩衝部材（例えば磁性流体３４）が充填され、緩衝部材を封止する封止部材（例えばマグネット３２及びマグネット３３）を有する。【選択図】図２
2015059832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物と接触する接触部を有するスタイラスが取り付けられたアームと、
前記接触部の前記被測定物との接触に応じて、前記アームを回転可能に支持する回転軸機構と、を備え、
前記回転軸機構は、内部に緩衝部材が充填され、前記緩衝部材を封止する封止部材を有する、
ことを特徴とする梃子式測定装置。
【請求項２】
前記緩衝部材は磁性流体であり、
前記封止部材はマグネットであり、前記マグネットは前記回転軸機構の長軸方向の両端に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の梃子式測定装置。
【請求項３】
前記回転軸機構は、十字バネにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の梃子式測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は梃子式測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スタイラスを先端に取り付けたアームを梃子の原理で上下方向に動作させる、梃子式測定装置が広く使用されている。梃子式測定装置は、たとえば輪郭測定や真円度測定に用いられる。これらの梃子式測定装置をはじめとする測定装置において、上下方向の動作に用いる回転軸機構に十字バネを用いる場合がある。
【０００３】
たとえば特許文献１には、測定用アームを支持する支点として十字バネを用いた接触型直径測定器が開示されている。十字バネを用いることにより、当該接触型直径測定器は、広い測定可能範囲を有し、高精度な測定を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５７９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回転軸として十字バネを用いる梃子式測定装置は、その減衰力が微小となってしまう。そのため一般的には、この回転軸に対してダンパ機構（振動減衰機構）を設ける必要がある。従来の梃子式測定装置は、このダンパ機構を梃子の腕部分に設けていた。しかしながら、ダンパ機構を設けることにより梃子式測定装置の重量が増加してしまい、応答性が悪化するといった問題が生じていた。
【０００６】
なお特許文献１に記載の接触型直径測定器は、ダンパ機構についての示唆、教示が無い。そのため、当該接触型直径測定器はその減衰力が微小となってしまう。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、応答性が良く、かつ減衰性に優れた梃子式測定装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様である梃子式測定装置は、
被測定物と接触する接触部を有するスタイラスが取り付けられたアームと、
前記接触部の前記被測定物との接触に応じて、前記アームを回転可能に支持する回転軸機構と、を備え、
前記回転軸機構は、内部に緩衝部材が充填され、前記緩衝部材を封止する封止部材を有する、
ことを特徴とする、ものである。
【０００９】
本発明の第２の態様である梃子式測定装置は、
前記緩衝部材が磁性流体であり、
前記封止部材がマグネットであり、前記マグネットは前記回転軸機構の長軸方向の端部に設けられている、ことを特徴とする、ものである。
【００１０】
本発明の第３の態様である梃子式測定装置は、
前記回転軸機構が十字バネにより構成されていることを特徴とする、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、応答性が良く、かつ減衰性に優れた梃子式測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる梃子式測定装置１の外観構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる回転軸機構３０の内部構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる回転軸機構３０の内部構成を示す斜視図（マグネット３２、３３及び磁性流体３４については図示せず）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１４】
はじめに図１を参照して本実施の形態にかかる梃子式測定装置１の外観構成について説明する。梃子式測定装置１は、例えば輪郭形状測定装置、真円度測定装置、粗さ測定装置であり、スタイラス４０を用いて測定を行うものである。
【００１５】
梃子式測定装置１は、フレーム１０と、フレーム１０に対して回転軸機構３０により固定されたアーム２０と、アーム２０の先端に取り付けられたスタイラス４０と、変位検出器５０と、を備える。なお梃子式測定装置１は、変位検出器５０が検出した変位情報を用いた演算等を行うコントローラ装置を接続する。このコントローラ装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶装置（例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory））を有する計算機である。
【００１６】
コントローラ装置は、スタイラス４０の変位情報を変位検出器５０から電気信号として取得し、当該変位情報を用いて測定目的に応じた各種の演算を行う。
【００１７】
フレーム１０は、変位検出器５０等を支持する。アーム２０は、前述のように一端にスタイラス４０が取り付けられている。アーム２０は、回転軸機構３０を介して揺動自在に支持されている。すなわちアーム２０は、スタイラス４０の先端（接触部）と被測定物との接触に応じて上下方向（図中のＺ方向）に揺動する。
【００１８】
アーム２０は、回転軸機構３０を支点として回転自在に取り付けられている。上述のようにアーム２０の一端にはスタイラス４０が取り付けられており、他端は変位検出器５０と接続する。
【００１９】
回転軸機構３０は、フレーム１０とアーム２０を接続する部材であり、上述のようにアーム２０の回転運動の支点となる。本発明にかかる回転軸機構３０は、内部にダンパ機構を有している。このダンパ機構の詳細は、図２及び図３を参照して後述する。
【００２０】
スタイラス４０は、先端に被測定物に接触する接触部を有する。スタイラス４０は、上述のようにアーム２０の一端から下方向（Ｚ方向）に突出するように取り付けられている。スタイラス４０は、アーム２０との取り付け側を一端とした場合、他端側に接触部を有する。スタイラス４０は、図示するように円柱形状であり、円柱形状の先端部（すなわち接触部）に超鋼球が固定されている。なお、図示するスタイラス４０の形状は、あくまでも一例であり、超硬球が接触部に複数取り付けられていてもよい。またスタイラス４０が被測定物に接触する接触部の材質は一般的な梃子式測定装置において使用される任意の部材でよく、例えばサファイヤ等から構成されればよい。スタイラス４０の接触部は測定時には被測定物に接触し続けることになり、被測定物の凹凸に応じてアーム２０が回転軸機構３０を支点として揺動する。
【００２１】
変位検出器５０は、アーム２０に取り付けられている。詳細には変位検出器５０は、スタイラス４０が取り付けられている一端とは逆側のアーム２０の端部に取り付けられている。変位検出器５０は、スタイラス４０の接触部の位置の変位を検出し、検出した変位の情報（変位量）を電気信号として上述のコントローラ装置に供給する。
【００２２】
続いて図２を参照して回転軸機構３０の内部構造について説明する。図２は、回転軸機構３０の内部構造を示す断面斜視図である。回転軸機構３０の内部には、図示するように十字板バネ３１が構成されている。十字板バネの基本的な構成は、例えば米国特許第３１８１８５１号、米国特許第３８０７０２９号等に開示されている。十字板バネ３１は、回転軸中心に対して、回転方向には柔軟であり、垂直方向から加わる力には強い剛性を有する。
【００２３】
回転軸機構３０の長手方向の両端部には、回転軸機構３０の端部、または両端に内部を封止する封止部材が設けられている。本例では、封刺部材としてマグネット３２及びマグネット３３（図２には図示せず。マグネット３２とは反対側の端部に設けられる。）が取り付けられている。さらに、回転軸機構３０の内部（十字板バネ３１の隙間）には、磁性流体３４が注入されている。
【００２４】
すなわち本実施の形態にかかる回転軸機構３０は、従来の梃子式測定装置の回転軸機構（十字板バネのみを内部に有する構成）に加えて、緩衝部材として機能する磁性流体３４を内部に有し、かつ回転軸機構３０の内部を封止するマグネット３２及びマグネット３３を有する。
【００２５】
なお、回転軸機構３０は緩衝部材として例えばグリスを充填することも可能である。また回転軸機構３０は、封止部材としてマグネット３２、３３ではなく、端部を覆う任意の部材を用いてもよい。
【００２６】
磁性流体３４は、マグネット３２またはマグネット３３のいずれか一方の磁力により引き寄せられる。そのため、磁性流体３４の充填量が少ない場合、回転軸機構３０の内部の略中央付近に空洞が生じる。
【００２７】
なおマグネット３２及びマグネット３３の厚み（回転軸機構３０の長手方向の幅）や磁性流体３４の充填量を調整することにより、粘性を調整することができる。
【００２８】
続いて図３を参照して回転軸機構３０の内部構造について更に説明する。図３は、回転軸機構３０をマグネット３２から軸方向に見た断面斜視図である。なお理解の容易化のため、図３ではマグネット３２及び磁性流体３４の記載を省略している。
【００２９】
図示するように十字板バネ３１は、円筒部材の内部に延出した板状部材が略直交するように複数設けられている。板状部材の一端はフレーム１０と固定された円筒部材３５に固定され、他端はスタイラス４０を備えたアーム２０側と接続された円筒部材３６と固定されている。このような十字板バネ３１の構成では、板状部材と円筒部材（３５、３６）との間に空洞が生じる。本実施の形態にかかる回転軸機構３０では、この空洞部分に磁性流体３４が充填されている。そして、マグネット３２及びマグネット３３は、磁性流体３４を回転軸機構３０内に封止する。すなわちマグネット３２、３３の磁力により、磁性流体３４を回転軸機構３０内でマグネット３２、３３の配置された近傍に長期間留めておくことが可能である。
【００３０】
続いて本実施の形態にかかる梃子式測定装置１の効果について説明する。上述したように本実施の形態にかかる梃子式測定装置１は、十字板バネ３１を内包する回転軸機構３０の内部に微小振動を吸収可能なダンパ機構（緩衝部材と封止部材を有する機構）を有する構成である。また、磁性流体３４に磁力が掛けられることにより、磁性流体３４の粘性は一層高まる傾向があり、僅かな磁性体の量であっても強力なダンパ効果が得られる。そのため、特許文献１のように回転軸機構３０内にダンパ機構を有さない構成と比べ、本実施の形態にかかる梃子式測定装置１は減衰性に優れている。
【００３１】
また上述したように本実施の形態にかかる梃子式測定装置１は、梃子式測定装置１の回転軸機構３０の外部にダンパ部品を追加することなく、ダンパ機構を実現している。そのため、梃子式測定装置１の大幅な質量増加を回避することができ、周波数特性の劣化を回避することができる。また従来のようにアームにダンパ機構を設けた構成の場合、そのダンパ機構によりアームの振動特性に変化が生じてしまう。本実施の形態にかかる梃子式測定装置１は、ダンパ機構を回転軸機構３０のみで実現するため、アーム２０の振動特性の変化を回避することができる。
【００３２】
また上述のように回転軸機構３０の内部にダンパ機構を実現するため、梃子式測定装置１の構成がシンプルである。すなわち一般的な梃子式測定装置１と同様のコンパクトな外観でダンパ機構を実現することができる。
【００３３】
図２の構成において回転軸機構３０は、２つのマグネット３２及び３３と、磁性流体３４によりダンパ機構を実現している。このような構成にした場合、磁性流体３４をマグネット３２及びマグネット３３で固定するため、他の方法、例えばグリス等でダンパ機構を実現する場合と比べて、作業油等の流出を回避することができる。
【００３４】
マグネット３２及びマグネット３３によって、回転軸機構３０の内部を磁性流体３４で常に満たした状態にすることができる。これにより回転軸機構３０の内に塵埃等が入り込むのを防ぐことができる。
【００３５】
上述した実施の形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。
【００３６】
たとえば回転軸機構３０を一般的なピボット軸受やラジアル軸受により構成する場合であっても、上述のように封止部材（好適にはマグネット３２及びマグネット３３）及び緩衝部材（好適には磁性流体３４）を用いてダンパ機構を実現する構成とすることができる。
【００３７】
上述の十字板バネ３１を円筒形状のものとして説明したが、必ずしもこれに限られない。十字板バネ３１は、例えば角筒形状であり、当該各筒形状内に板状部材が直交するように構成してもよい。もちろん、円筒形状や角筒形状に限られず、その他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  梃子式測定装置
１０  フレーム
２０  アーム
３０  回転軸機構
３１  十字板バネ
３２  マグネット
３３  マグネット
３４  磁性流体
３５  円筒部材
３６  円筒部材
４０  スタイラス
５０  変位検出器
【図１】
2015059832.tif 000003
【図２】
2015059832.tif 000004
【図３】
2015059832.tif 000005