(57)【要約】【課題】被測定物の全体が絶縁体によって構成されている場合であっても、電界放射を利用して被測定物の表面の位置を簡単に精度よく測定すること。【解決手段】測定電極２２と変位電極２５とを備えた位置測定センサ１１と、位置測定センサに対し、測定電極と変位電極との間において電界放射を発生させるために電圧を印加する電圧発生手段１２と、測定電極と変位電極との間において電界放射が発生したときに流れる電流を検出する電流検出手段１５と、位置測定センサまたは被測定物をこれらの間で相対的に進退移動するように移動駆動するための移動駆動手段と、位置測定センサと被測定物との間の相対的な移動量を計測する移動量計測手段と、電流検出手段が電界放射による電流を検出したときの移動量計測手段により計測された移動量に基づいて、被測定物の測定箇所の位置を算出する位置算出手段と、を有する。【選択図】図１
2015045576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面の位置を測定するための表面位置測定装置であって、
測定電極と前記測定電極の先端側に離間して配置され前記被測定物に当接して押されたときに当該測定電極に接近するように設けられた変位電極とを備えた位置測定センサと、
前記位置測定センサに対し、前記測定電極と前記変位電極との間において電界放射を発生させるために電圧を印加する電圧発生手段と、
前記測定電極と前記変位電極との間において電界放射が発生したときに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記位置測定センサまたは前記被測定物をこれらの間で相対的に進退移動するように移動駆動するための移動駆動手段と、
前記位置測定センサと前記被測定物との間の相対的な移動量を計測する移動量計測手段と、
前記電流検出手段が前記電界放射による電流を検出したときの前記移動量計測手段により計測された移動量に基づいて、前記被測定物の測定箇所の位置を算出する位置算出手段と、
を有することを特徴とする表面位置測定装置。
【請求項２】
前記測定電極は、その先端側の所定位置から後端側へ移動可能であり、かつ弾性手段によって先端側の所定位置に向かって付勢されている、
請求項１記載の表面位置測定装置。
【請求項３】
前記変位電極は、前記測定電極の先端側を覆うように円弧状に湾曲した弾性を有する金属板からなる、
請求項１または２記載の位置測定センサ。
【請求項４】
前記電圧発生手段には、前記測定電極と前記変位電極との間に印加する電圧を可変して前記電界放射が発生するときのギャップの大きさを調整するための調整回路が設けられている、
請求項１ないし３のいずれかに記載の表面位置測定装置。
【請求項５】
前記測定電極はその先端側が円弧状であり、
前記測定電極の先端側の円弧状の部分の曲率の中心と、前記変位電極の円弧状に湾曲した部分の曲率の中心とは、いずれも、前記移動駆動手段による移動駆動の方向に沿う軸線上にある、
請求項３記載の位置測定センサ。
【請求項６】
前記移動駆動手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が第１の設定値になったときに移動駆動を停止するように制御手段によって制御されており、
前記位置算出手段は、前記移動駆動手段による移動駆動の開始から停止までの移動量に基づいて前記被測定物の測定箇所の位置を算出する、
請求項１ないし５のいずれかに記載の表面位置測定装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が前記第１の設定値よりも小さい第２の設定値になったときに、前記移動駆動手段による移動駆動の速度を第２の速度に減速する、
請求項６記載の表面位置測定装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が前記第２の設定値よりも小さい第３の設定値になったときに、前記移動駆動手段による移動駆動の速度を初速から前記第２の速度よりも大きい第３の速度に予め減速する、
請求項７記載の表面位置測定装置。
【請求項９】
被測定物の表面の位置を測定するための位置測定センサであって、
測定電極と、
前記測定電極の先端側に離間して配置され被測定物に当接して押されたときに当該測定電極に接近するように設けられ、前記測定電極との間に電圧が印加されているときに当該電圧の大きさに応じて前記測定電極との間で電界放射が発生するように配置された変位電極と、
を有してなる位置測定センサ。
【請求項１０】
前記測定電極は、その先端側の所定位置から後端側へ移動可能であり、かつ弾性手段によって先端側の所定位置に向かって付勢されている、
請求項９記載の位置測定センサ。
【請求項１１】
前記変位電極は、前記測定電極の先端側を覆うように円弧状に湾曲した弾性を有する金属板からなる、
請求項１０記載の位置測定センサ。
【請求項１２】
前記測定電極はその先端側が円錐状であり、
前記測定電極の先端側の円錐状の先端の位置と、前記変位電極の円弧状に湾曲した部分の曲率の中心とは、いずれも、前記測定電極の移動可能な方向に沿う軸線上にある、
請求項１１記載の位置測定センサ。
【請求項１３】
前記測定電極はその先端側が円弧状であり、
前記測定電極の先端側の円弧状の部分の曲率の中心と、前記変位電極の円弧状に湾曲した部分の曲率の中心とは、いずれも、前記測定電極の移動可能な方向に沿う軸線上にある、
請求項１１記載の位置測定センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放射を利用した位置測定センサおよびそれを用いて被測定物の表面の位置を測定する表面位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、被測定物の被測定物の表面の位置を、電界放射を利用して非接触で測定する装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の装置によると、測定電極を被測定物に対して離間して配し、そのうち一方を他方に対して進退移動させ、両者が相対的に接近したり離間したりするようにする。測定電極と被測定物との間に一定の直流電圧を印加しておき、測定電極と被測定物とが接触寸前まで近接したときに、両者間に電界放射による電流が流れるようにし、この電流を検出したときに、それまでの移動量に基づいて被測定物の測定箇所の寸法を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２０５７４０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上に述べた従来の装置によると、被測定物と接触することなく、被測定物の寸法または位置を精度よく測定することができる。
【０００６】
しかし、この従来の装置では、測定電極と被測定物との間に印加した電圧によって電界放射による電流が流れたことを検出するものであるから、被測定物の全体または一部が導電体である必要がある。
【０００７】
つまり、被測定物の全体が絶縁体によって構成されている場合には、この従来の装置を使用することはできない。
【０００８】
本願発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、被測定物の全体が絶縁体によって構成されている場合であっても、電界放射を利用して被測定物の表面の位置を簡単に精度よく測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書により提案される表面位置測定装置の一例では、被測定物の表面の位置を測定するための表面位置測定装置であって、測定電極と前記測定電極の先端側に離間して配置され前記被測定物に当接して押されたときに当該測定電極に接近するように設けられた変位電極とを備えた位置測定センサと、前記位置測定センサに対し、前記測定電極と前記変位電極との間において電界放射を発生させるために電圧を印加する電圧発生手段と、前記測定電極と前記変位電極との間において電界放射が発生したときに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記位置測定センサまたは前記被測定物をこれらの間で相対的に進退移動するように移動駆動するための移動駆動手段と、前記位置測定センサと前記被測定物との間の相対的な移動量を計測する移動量計測手段と、前記電流検出手段が前記電界放射による電流を検出したときの前記移動量計測手段により計測された移動量に基づいて、前記被測定物の測定箇所の位置を算出する位置算出手段と、を有する。
【００１０】
また、好ましくは、前記位置測定センサにおいて、前記測定電極は、その先端側の所定位置から後端側へ移動可能であり、かつ弾性手段によって先端側の所定位置に向かって付勢されている。
【００１１】
また、好ましくは、前記変位電極は、前記測定電極の先端側を覆うように円弧状に湾曲した弾性を有する金属板からなる。
【００１２】
また、好ましくは、前記電圧発生手段には、前記測定電極と前記変位電極との間に印加する電圧を可変して前記電界放射が発生するときのギャップを調整するための調整回路が設けられている。
【００１３】
また、好ましくは、前記測定電極はその先端側が円弧状であり、前記測定電極の先端側の円弧状の部分の曲率の中心と、前記変位電極の円弧状に湾曲した部分の曲率の中心とは、いずれも、前記移動駆動手段による移動駆動の方向に沿う軸線上にある。
【００１４】
また、好ましくは、前記移動駆動手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が第１の設定値になったときに移動駆動を停止するように制御手段によって制御されており、前記移動量計測手段は、前記移動駆動手段による移動駆動の開始から停止までの移動量を計測する。
【００１５】
また、好ましくは、前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が前記第１の設定値よりも小さい第２の設定値になったときに、前記移動駆動手段による移動駆動の速度を第２の速度に減速する。
【００１６】
また、好ましくは、前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電界放射による電流が前記第２の設定値よりも小さい第３の設定値になったときに、前記移動駆動手段による移動駆動の速度を初速から前記第２の速度よりも大きい第３の速度に予め減速する。
【００１７】
本明細書により提案される位置測定センサの一例では、被測定物の表面の位置を測定するための位置測定センサであって、測定電極と、前記測定電極の先端側に離間して配置され被測定物に当接して押されたときに当該測定電極に接近するように設けられ、前記測定電極との間に電圧が印加されているときに当該電圧の大きさに応じて前記測定電極との間で電界放射が発生するように配置された変位電極と、を有してなる。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によると、被測定物の全体が絶縁体によって構成されている場合であっても、電界放射を利用して被測定物の表面の位置を簡単に精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一実施形態の位置測定センサを用いた位置検出装置である。
【図２】図１の位置測定センサを用いた表面位置測定装置の例を示す図である。
【図３】表面位置測定装置による位置測定を行うときのタイミング図の例を示す。
【図４】図１の位置測定センサを正面から見て示す図である。
【図５】位置測定センサが電界放射を行っているときの様子を拡大して示す図である。
【図６】位置測定センサの他の形態の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１において、位置検出装置３は、位置測定センサ１１、電圧発生部１２、電圧調整器１３、抵抗器１４，１４ａ、電流検出部１５、および比較部１６などから構成される。なお、電圧発生部１２、電圧調整器１３、抵抗器１４，１４ａ、電流検出部１５、および比較部１６によって、位置検出回路ＫＳが構成される。
【００２１】
位置測定センサ１１は、電界放射を利用して被測定物ＨＴの表面の位置を測定するためのものであり、本体２１、測定電極２２、圧縮バネ２３、キャップ２４、および変位電極２５などからなる。
【００２２】
図１および図４を参照して、本体２１は、合成樹脂などの絶縁材料によって有底の円筒状または角筒状などに形成されたものである。
【００２３】
測定電極２２は、金属などの導電体によって円柱状などに形成され、本体２１の底部に設けられた穴を内部から外方に貫通して突出した状態で配置される。測定電極２２は、本体２１の穴に対して軸方向Ｙ１に摺動して移動可能である。
【００２４】
測定電極２２の先端側（先端部）は、例えば滑らかな半球状に形成され、後端側には鍔部が設けられる。鍔部が本体２１の内面に当接することによって、測定電極２２は軸方向における先端側の所定位置に位置決めされる。
【００２５】
圧縮バネ２３は、金属などの導電体によって形成され、測定電極２２を先端側の所定位置に向かって付勢する。したがって、測定電極２２は、自由状態では先端側の所定位置に位置決めされているが、先端側が押された場合には、圧縮バネ２３の付勢力に抗してその先端側の所定位置から後端側へ軸方向Ｙ１に移動可能である。
【００２６】
キャップ２４は、金属などの導電体によって円板状などに形成され、本体２１の開口部の内周面に設けられたネジに螺合してネジ込まれている。キャップ２４の内側の面には圧縮バネ２３が当接し、これによって圧縮バネ２３が若干圧縮された状態で本体２１内に装着される。また、圧縮バネ２３によって、キャップ２４と測定電極２２とが電気的に接続される。
【００２７】
変位電極２５は、弾力性を有する金属材料からなり、測定電極２２の先端側を離間した状態で覆うように本体２１に取り付けられている。変位電極２５は、例えば、適当な厚さの帯状（板状）の銅板、真鍮板、またはステンレス鋼板などを、その一部が円弧を描くように湾曲させて形成される。
【００２８】
変位電極２５は、被測定物ＨＴに当接して押されたときに測定電極２２に接近するように設けられ、接近することによって、測定電極２２との間に電圧が印加されているときに当該電圧の大きさに応じて、測定電極２２との間で電界放射が発生するように配置される。
【００２９】
すなわち、変位電極２５は、自由状態では、測定電極２２の先端側（先端部）との間のギャッップ（間隙）Ｇ１が大きく、例えば十〜数百μｍであり、電圧が印加されていても電界放射は起こらない。しかし、変位電極２５の外周面が被測定物ＨＴに当接して押されると、変位電極２５は自身の弾性力に抗してさらに湾曲し、測定電極２２の先端側に接近する。測定電極２２との間に電圧が印加されている場合に、ギャッップＧ１が十分に小さくなると、変位電極２５が測定電極２２に接触する前に電界放射が発生する。電界放射が発生するギャッップＧ１の大きさは、印加される電圧の大きさに依存し、例えば０．１〜２μｍ程度である。
【００３０】
図５に拡大して示されるように、変位電極２５が被測定物ＨＴに押されて測定電極２２に極接近した状態、特に測定電極２２と変位電極２５との間で電界放射が発生している状態では、変位電極２５の湾曲した部分の曲率の中心２５Ｐは、中心線ＴＳ上にある。中心線ＴＳの方向は、軸方向Ｙ１と一致する。
【００３１】
つまり、測定電極２２の先端部の円弧状（球状）の部分の曲率の中心２２Ｐは、この中心線ＴＳ上にあるが、ギャッップＧ１の大きさの最小部分も、この中心線ＴＳ上にある。したがって、測定電極２２と変位電極２５との間の電界放射が、主として中心線ＴＳ上において行われることとなり、そのときの被測定物ＨＴと位置測定センサ１１との位置関係が正確なものとなる。
【００３２】
したがって、電界放射が起こるときのギャッップＧ１の大きさ、または電界放射による電流ｉの大きさとギャッップＧ１の大きさとの関係を予め求めておくことにより、電界放射または電流ｉが検出されたときの位置測定センサ１１と被測定物ＨＴとの間の位置関係を正確に測定することができる。
【００３３】
なお、測定電極２２の先端側を円錐状とした場合には、その円錐状の先端の位置と、変位電極２５Ｄの湾曲した部分の曲率の中心２５Ｐとが、電界放射が発生している状態では、いずれも中心線ＴＳ上にあるようにすればよい。測定電極２２の先端側を円錐状とすると、電界強度が大きくなり、電界放射を起こしやすく、電界放射が発生するときのギャッップＧ１を大きくすることができる。
【００３４】
電圧発生部１２は、位置測定センサ１１に対し、測定電極２２と変位電極２５との間において電界放射を発生させるために電圧Ｖａを印加する。電圧Ｖａの大きさは、火花放電の起きない程度の電圧であり、例えば、５０ボルト程度以上で３００ボルト程度以下としておけばよい。
【００３５】
電圧調整器１３は、測定電極２２と変位電極２５との間に印加する電圧Ｖａを可変して電界放射が発生するときのギャップギャッップＧ１を調整するためのものである。つまり、電圧Ｖａの大きさを調整することにより、電界放射が起こるときのギャッップＧ１の大きさおよび電界放射による電流ｉの大きさを調整できる。電圧Ｖａの大きさ、電界放射が起こるときのギャッップＧ１の大きさ、および電界放射による電流ｉの大きさの相互の関係は、データとして予め保存しておけばよい。
【００３６】
電圧調整器１３として、例えば、複数の抵抗器による分圧器（分圧回路）を用いてもよい。また、単一の抵抗器を直列に接続し、全体の回路において電圧Ｖａを低下させるようにしてもよい。また、トランジスタなどを用いた電圧安定化装置を用いてもよい。電圧調整器１３を電圧発生部１２と一体的な回路として組み込むことも可能である。
【００３７】
抵抗器１４は、電流検出用の抵抗器である。電界放射による電流ｉが流れたときに、抵抗器１４の両端に電流ｉによる電圧を発生させる。
【００３８】
抵抗器１４ａは、電流制限用の抵抗器である。電界放射による電流ｉの最大値を制限するとともに、変位電極２５が測定電極２２に接触したときにもそのときの電流を制限する。例えば、電流ｉが最大で０．１μＡ程度に、または０．１μＡ程度ないし１μＡ程度に制限されるようにする。これによって、測定電極２２および変位電極２５の消耗が抑制され、位置測定センサ１１の寿命が延びる。
【００３９】
抵抗器１４は例えば百〜数百ＫΩ程度、抵抗器１４ａは例えば数百ＭΩ程度とすることができる。
【００４０】
電流検出部１５は、抵抗器１４の両端の電圧を検出して電界放射が発生したときに流れた電流ｉを検出し、これを論理回路で処理できる電圧Ｖ１に変換して出力する。つまり電流検出部１５は、電流ｉを電圧Ｖ１に変換する。
【００４１】
比較部１６は、電流検出部１５からの出力電圧Ｖ１、つまり電流検出部１５で検出された電流ｉの大きさに基づいて、電界放射（アバランシェ）の発生を検出する。電界放射の発生が検出されたときに、その旨を示す検出信号Ｓ１を出力する。
【００４２】
なお、位置検出装置３の全体を１つの筐体の中に組み込んで一体化することが可能である。例えば、位置測定センサ１１の中に位置検出回路ＫＳを組み込んで一体化し、かつ位置測定センサ１１に動作用の電源の入力端子、検出信号Ｓ１の出力端子、およびグランド端子などを設けておけばよい。
【００４３】
次に、位置検出装置３の作用を説明する。
【００４４】
位置測定センサ１１が図１に示す状態、つまり被測定物ＨＴが変位電極２５に当たっていない状態では、変位電極２５は測定電極２２から十分に離れており、ギャッップＧ１には電界放射が発生することなく、電流ｉは流れない。したがって、電流検出部１５は電流ｉを検出することなく、比較部１６は検出信号Ｓ１を出力しない。
【００４５】
位置測定センサ１１または被測定物ＨＴのいずれかまたはその両方が移動し、被測定物ＨＴが変位電極２５に当接してこれを押すと、ギャッップＧ１が徐々に小さくなり、ギャッップＧ１が２μｍ程度となったところで電界放射が発生する（図５に示す状態）。
【００４６】
これにより、抵抗器１４に電流ｉが流れ、電流検出部１５がこれを検出し、比較部１６が検出信号Ｓ１を出力する。
【００４７】
検出信号Ｓ１によって位置測定センサ１１および被測定物ＨＴの移動が停止したときは、その状態が維持される。もし検出信号Ｓ１によって移動が停止しなかったときは、変位電極２５が測定電極２２に接触し、さらに測定電極２２を押して本体２１の中に向かって移動させることとなる。この場合でも、抵抗器１４ａによって制限された電流ｉが電流検出部１５により検出され、比較部１６が検出信号Ｓ１を出力する。
【００４８】
なお、抵抗器１４に流れる電流ｉの大きさは、ギャッップＧ１の大きさにも依る。ギャッップＧ１が小さくなると電流ｉも増える。したがって、電流ｉの大きさを検出し、そのときの電圧Ｖａの大きさなどに基づいて、ギャッップＧ１の大きさを求めることができる。比較部１６において、電流ｉの大きさを種々の設定値と比較することにより、ギャッップＧ１の大きさに応じた検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂなどを出力することができる。
【００４９】
図２には位置測定センサ１１を用いた表面位置測定装置１が示され、図３には表面位置測定装置１による位置測定を行うときのタイミング図の例が示されている。
【００５０】
図２において、表面位置測定装置１は、位置測定センサ１１、位置検出回路ＫＳ、算出部１７、モータ制御回路１８、制御部１９、モータＭ、ネジ軸３１、ナット３２、およびアーム３３，３４などから構成される。
【００５１】
モータ制御回路１８の駆動制御によるモータＭの回転によってネジ軸３１が回転し、ナット３２およびこれに取り付けられたアーム３３，３４と位置測定センサ１１が軸方向Ｙ２に進退移動する。これによって、位置測定センサ１１は、被測定物ＨＴに対し、一定の軸線上（中心線ＴＳ上）を一定の方向から接近する。位置測定センサ１１の変位電極２５が被測定物ＨＴに当接して押されたときに、変位電極２５が変位して測定電極２２に接近する。
【００５２】
モータＭは本発明における「移動駆動手段」の例である。
【００５３】
モータ制御回路１８は、モータＭの回転と停止、回転方向、回転数、および回転角度を、制御部１９からの指令によって自動的に制御し、または手動の操作入力に応じて制御する。モータＭが例えばパルスモータであるときは、モータＭに対して所定回数の駆動パルス電流、例えば２相の励磁電流を供給する。モータＭが例えばサーボモータであるときは、フィードバック信号を参照して目標回転数または角度位置となるように駆動電流を供給する。
【００５４】
モータＭの回転方向、回転数、および回転角度は、位置測定センサ１１の「移動量」または位置測定センサ１１と被測定物ＨＴとの間の相対的な「移動量」を算出するための基礎データであり、これは算出部１７に伝達される。
【００５５】
モータ制御回路１８は、本発明における「移動量計測手段」の例である。しかし、モータＭに回転位置検出のためのエンコーダを取り付けておき、エンコーダの出力信号に基づいて、位置測定センサ１１と被測定物ＨＴとの間の相対的な移動量を計測してもよい。
【００５６】
算出部１７は、位置検出回路ＫＳ（比較部１６）が検出信号Ｓ１を出力したときに、そのときの位置測定センサ１１の移動量に基づいて、被測定物ＨＴの位置を算出する。なお、算出部１７には、被測定物ＨＴに対する位置測定センサ１１の原点位置、および、印加する電圧Ｖａの大きさ、電界放射が起こるときのギャッップＧ１の大きさ、電界放射による電流ｉの大きさ、およびギャッップＧ１の大きさなどの相互の関係が、データがとして予めメモリに格納されている。
【００５７】
制御部１９は、モータ制御回路１８および算出部１７に対して、制御のための指令を出力する。
【００５８】
図３に示すように、制御部１９は、例えば、電流検出部１５により検出された電流ｉが第１の設定値Ａ１になったときに、つまり検出信号Ｓ１が入力されたときに、モータＭの回転を停止するようにモータ制御回路１８を制御する。
【００５９】
このとき、算出部１７は、モータＭによる移動駆動の開始から停止までの移動量に基づいて、被測定物ＨＴの位置を算出する。
【００６０】
また、制御部１９は、電流検出部１５により検出された電流ｉが第１の設定値Ａ１よりも小さい第２の設定値Ａ２になったときに、つまり検出信号Ｓ１ａが入力されたときに、モータＭによる移動駆動の速度Ｕを第２の速度Ｕ２に減速する。
【００６１】
また、制御部１９は、電流検出部１５により検出された電流ｉが第２の設定値Ａ２よりも小さい第３の設定値Ａ３になったときに、つまり検出信号Ｓ１ｂが入力されたときに、モータＭによる移動駆動の速度Ｕを初速Ｕ０から第３の速度Ｕ３に予め減速する。
【００６２】
つまり、制御部１９による制御によって、位置測定センサ１１は、最初は初速Ｕ０で移動駆動され、電流ｉが第３の設定値Ａ３になったときに初速Ｕ０から第３の速度Ｕ３に減速され、電流ｉが第２の設定値Ａ２になったときに第３の速度Ｕ３から第２の速度Ｕ２に減速され、電流ｉが第１の設定値Ａ１になったときに停止される。
【００６３】
これによって、位置測定センサ１１は、電流ｉに応じた位置において精度よく停止し、被測定物ＨＴの位置が精度よく求められる。
【００６４】
なお、ここではモータＭの速度Ｕを、初速Ｕ０、第３の速度Ｕ３、第２の速度Ｕ２の３段階としたが、初速Ｕ０と第２の速度Ｕ２の２段階としてもよい。
【００６５】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、他の形態の位置測定センサ１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが示されている。
【００６６】
図６（Ａ）において、位置測定センサ１１Ｂは、本体２１、測定電極２２Ｂ、および変位電極２５Ｂなどからなる。
【００６７】
変位電極２５Ｂは、側面視でＬ字形にほぼ直角に折り曲がっており、その外側の表面の中心線ＴＳ上にドグ２６Ｂが設けられている。
【００６８】
位置測定センサ１１と被測定物ＨＴとが接近すると、ドグ２６Ｂの先端部が被測定物ＨＴの表面に対して中心線ＴＳ上で当接し、変位電極２５Ｂが撓んで測定電極２２に接近する。ドグ２６Ｂの先端部が被測定物ＨＴに対して中心線ＴＳ上で当接するので、位置を正確に測定できる。
【００６９】
図６（Ｂ）において、位置測定センサ１１Ｃは、本体２１、測定電極２２Ｃ、および変位電極２５Ｃなどからなる。
【００７０】
変位電極２５Ｃは、側面視でＬ字形にほぼ直角に折り曲がっており、その外側の表面の中心線ＴＳ上にドグ２６Ｃが設けられている。また、測定電極２２Ｃは、その先端部が円錐状に尖っており、尖った先端が変位電極２５Ｃと対向してこの間で電界放射を発生する。なお、ドグ２６Ｃの先端部についても、錐状に尖った形状としてもよい。
【００７１】
図６（Ｃ）において、位置測定センサ１１Ｄは、本体２１、測定電極２２Ｄ、および変位電極２５Ｄなどからなる。
【００７２】
測定電極２２Ｄは、その先端側が円錐状に尖っている。変位電極２５Ｄは、側面視で測定電極２２Ｄの先端側を覆うように円弧状に湾曲した弾性を有する金属板からなる。
【００７３】
前記測定電極２２Ｄの先端側の円錐状の先端の位置と、変位電極２５Ｄの円弧状に湾曲した部分の曲率の中心とは、電界放射が発生している状態では、いずれも中心線ＴＳ上にある。なお、変位電極２５Ｄの外側の表面にドグを設けてもよい。
【００７４】
上に述べた実施形態の位置検出装置３または表面位置測定装置１によると、被測定物ＨＴの全体が絶縁体によって構成されている場合であっても、電界放射を利用して被測定物ＨＴの表面の位置を簡単に精度よく測定することができる。
【００７５】
また、位置測定センサ１１，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを用い、測定電極２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと変位電極２５，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄとが接触することなく、電界放射の有無を検出して位置を検出するので、高い精度で位置を検出することができる。また、測定電極２２と変位電極２５との間に流れる電流ｉは微少であるので、電流ｉによる電極の摩耗が極めて少なく、長寿命である。さらに、電圧Ｖａの大きさを調整して電界放射の起こるギャッップＧ１の大きさまたは電流ｉの大きさを調整することにより、位置検出の精度を調整することができる。
【００７６】
また、本実施形態の位置検出装置３は、被測定物ＨＴの位置を高精度で検出でき、その動作のための電源が例えばＤＣ５Ｖ程度で済み、全体を小型かつ軽量とすることができ、しかもサファイヤなどの高価な部品を使用しなくてよいので、安価に製作することが可能である。
【００７７】
位置検出装置３は、被測定物ＨＴの精密な位置決めのための装置に、または高精度なリミットスイッチとして用いることが可能である。
【００７８】
なお、被測定物ＨＴとして、種々の形状の物品または物体などに対し、その位置検出または表面形状の測定を行うことができる。
【００７９】
その他、位置測定センサ１１，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、電圧発生部１２、電圧調整器１３、抵抗器１４，１４ａ、電流検出部１５、比較部１６、算出部１７、モータ制御回路１８、制御部１９、モータＭ、位置検出回路ＫＳ、位置検出装置３、および表面位置測定装置１の各部または全体の構成、構造、回路、形状、寸法、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  表面位置測定装置
３  位置検出装置
１１  １１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ  位置測定センサ
１２  電圧発生部
１３  電圧調整器
１４  抵抗器
１５  電流検出部
１６  比較部
１７  算出部
１８  モータ制御回路
１９  制御部
２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ  測定電極
２３  圧縮バネ（弾性手段）
２５，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ  変位電極
Ｇ１  ギャッップ
ＫＳ  位置検出回路
Ｍ  モータ
【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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