(57)【要約】【課題】必要な平面度測定精度を得ることができると共に分解及び組立てが容易でしかも可搬性に優れた平面度測定装置を実現すること。【解決手段】架台１に対して円盤面に対する垂線を水平方向に向けて主円盤３を取り付け、主円盤３に径方向及び回転方向に調節可能な吸着アーム４が取り付けられている。吸着アーム４の表面には吸着アーム４に対して主円盤３の径方向へ相対移動可能に測定半径設定板５が取り付けられる。吸着アーム４の一端部にはレーザ変位計の測定ヘッド６が取り付けられ、測定ヘッド６は信号ケーブル６ａを介してレーザ変位計の表示部７に接続される。また、真空引き用チューブ８の先端部が円盤支持部材２の後端部から内部を通して吸着アーム４の表面側に引き出されて吸着アーム４の側面に形成された吸引口２５、２６に連結される。【選択図】図１
2008145156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、この架台に対して円盤面に対する垂線を水平方向に向けて取り付けられた主円盤と、前記主円盤の測定対象物側の平面中心から突出した支持軸と、アーム長手方向に形成された径方向ガイド穴に前記支持軸を貫通させて前記主円盤の円盤面に真空吸着により着脱自在に取り付けられる吸着アームと、前記吸着アームを貫通した前記支持軸に対して回転自在に支持されると共に前記吸着アームに対して径方向への相対移動が可能でかつ回転が規制された状態で取り付けられる測定半径設定板と、前記吸着アームに取り付けられた測定ヘッドと、を具備し
前記吸着アームを前記主円盤の径方向に移動させて径方向測定位置を調整する一方、前記吸着アームを前記支持軸を中心に回転させて回転方向測定位置を調整することを特徴とする平面度測定装置。
【請求項２】
前記主円盤の外周部に角度目盛を設け、前記吸着アーム側の一部であって前記主円盤の外周部と近接する部位に罫書き線を設け、当該罫書き線の位置する角度目盛を回転方向測定位置とすることを特徴とする請求項１記載の平面度測定装置。
【請求項３】
前記吸着アームに径方向に沿ってスケールを設け、前記測定半径設定板側に前記スケール上又は近傍を移動する指示部を設け、前記指示部が指すスケール位置を径方向測定位置とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の平面度測定装置。
【請求項４】
前記吸着アームは、前記主円盤の円盤面への吸着面側に複数の吸着溝を形成し、これら吸着溝を前記吸着アーム内部でグループ単位で連通する複数の連通路を形成し、前記主円盤及び前記支持軸の中心に形成された貫通孔に通されて支持軸端部より引き出された真空引き用チューブを前記吸着アームの連通路に繋がる吸引口に接続したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の平面度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の平面度を測定する平面度測定装置に係り、特に長尺ビームダクトのフランジ面の平面度測定のように半径方向位置及び回転方向位置を変えて複数点の距離測定を繰り返す用途に適用可能な平面度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、陽子を加速して標的にぶつけ、そこから発生する様々な粒子（二次粒子）を分析する研究が行われている。かかる研究施設では、長尺の真空ダクトを真空継ぎ手により空気が流入しないように連結してなるビームラインを構築し、高真空に保たれたビームライン中を陽子ビームが通過してミュオン生成標的の設置されているチェンバー等まで導かれるようにしている。
【０００３】
このビームラインは放射線が発生するために人が近づくことができない。そこで、遠隔操作が可能なピローシール（真空コネクタ）を用いてビーム輸送用真空ダクトを確実に締結している。ピローシールとは、圧縮ガスで蛇腹を伸ばすと同時に、薄い金属板を圧力で膨らませ、相手の金属面と密着させることによって真空をつなぐ構造の継ぎ手のことである。
【０００４】
ところで、ビーム輸送用真空ダクトの間をピローシールで締結する場合、ビーム輸送用真空ダクトのフランジ面とピローシールの金属板とが比較的広い面積で密着するため、ビーム輸送用真空ダクトのフランジ面には高い平面精度が要求される。一方、ビーム輸送用真空ダクトは、長短様々な大きさのものがあるが、大型の長尺ビームダクトは、高精度な平面度測定装置が設置された場所までビーム輸送用真空ダクトを移動させるのは困難であり、フランジの平面度評価は製造現場で行う必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３７８６７号公報
【特許文献２】特開昭５９−７３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の平面度測定装置は、高精度軸受けやリニアガイド等の部品を用いているため衝撃により狂いを生じ易く、しかも大型で可搬性に劣っていた。このために、ビームダクトの製造現場に持ち込んで移動を繰り返しながら測定するのは困難であった。
【０００７】
また、ビーム輸送用真空ダクトに限らず、平面度測定装置の設置場所まで容易に移動できない大きな測定対象物の平面度を測定するためには、分解及び組立てが容易でしかも可搬性に優れた大きさの平面度測定装置が望まれる。
【０００８】
本発明は、必要な平面度測定精度を得ることができると共に分解及び組立てが容易でしかも可搬性に優れた平面度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の平面度測定装置は、架台と、この架台に対して円盤面に対する垂線を水平方向に向けて取り付けられた主円盤と、前記主円盤の測定対象物側の平面中心から突出した支持軸と、アーム長手方向に形成された径方向ガイド穴に前記支持軸を貫通させて前記主円盤の円盤面に真空吸着により着脱自在に取り付けられる吸着アームと、前記吸着アームを貫通した前記支持軸に対して回転自在に支持されると共に前記吸着アームに対して径方向への相対移動が可能でかつ回転が規制された状態で取り付けられた測定半径設定板と、前記吸着アームに取り付けられる測定ヘッドとを具備し、前記吸着アームを前記主円盤の径方向に移動させて径方向測定位置を調整する一方、前記吸着アームを前記支持軸を中心に回転させて回転方向測定位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
このように構成された平面度測定装置によれば、測定対象物までの距離精度に比べて許容値の大きい測定点の位置決めに関しては、前記吸着アームを前記主円盤の径方向に移動させて径方向測定位置を調整する一方、前記吸着アームを前記支持軸を中心に回転させて回転方向測定位置を調整するので、衝撃に弱い軸受けやリニアガイド等の部品を避けることができ、取り扱いが容易で、精度保持に習熟が要求されない構造を実現できた。また、吸着アームが真空吸着により主円盤に対して着脱されるので、測定に必要な精度を得ることができると共に、真空吸着による着脱構造を採用し軸受けやリニアガイド等の習熟を要する部品を排除したことから、分解及び組立てが容易で長尺ビームダクトの製造現場に持ち込んで現場で組み立てることができ、フランジの平面評価を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明の平面度測定装置は、前記主円盤の外周部に角度目盛を設け、前記吸着アーム側の一部であって前記主円盤の外周部と近接する部位に罫書き線を設け、当該罫書き線の位置する角度目盛を回転方向測定位置とすることを特徴とする。
【００１２】
このように構成された平面度測定装置によれば、罫書き線の位置する角度目盛を回転方向測定位置とすることができ、回転方向の測定点を容易に調整可能である。
【００１３】
また本発明は、上記平面度測定装置において、前記吸着アームに径方向に沿ってスケールを設け、前記測定半径設定板側に前記スケール上又は近傍を移動する指示部を設け、前記指示部が指すスケール位置を径方向測定位置とすることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された平面度測定装置によれば、指示部が指すスケール位置を径方向測定位置とすることができ、径方向の測定点を容易に調整可能である。
【００１５】
また本発明は、上記平面度測定装置において、前記吸着アームは、前記主円盤の円盤面への吸着面側に複数の吸着溝を形成し、これら吸着溝を前記吸着アーム内部でグループ単位で連通する複数の連通路を形成し、前記主円盤及び前記支持軸の中心に形成された貫通孔に通されて支持軸端部より引き出された真空引き用チューブを前記吸着アームの連通路に繋がる吸引口に接続したことを特徴とする。
【００１６】
このように構成された平面度測定装置によれば、主円盤及び前記支持軸の中心に形成された貫通孔に通されて支持軸端部より引き出された真空引き用チューブを前記吸着アームの連通路に繋がる吸引口に接続したので、真空引き用チューブの巻き付きを防止でき、扱いが容易となり、作業効率の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、必要な平面度測定精度を得ることができると共に分解及び組立てが容易でしかも可搬性に優れた平面度測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る平面度測定装置の外観図であり、図２（ａ）は当該平面度測定装置の側面図、図２（ｂ）は正面図である。
【００１９】
本実施の形態の平面度測定装置１０は、装置本体を構成する各構成要素が架台１によって支持されている。架台１は、装置本体を安定して支持可能な面積を有する基台１ａを備え、基台１ａの上面に板状の台形形状をなす一対の架台側壁１ｂ、１ｃが固定されている。架台側壁１ｂ、１ｃの上端部には、中心軸が水平方向に延びた円柱形状の円盤支持部材２が固定されている。円盤支持部材２には主円盤３が該円盤支持部材２の中心軸に対して垂直な状態で固定されている。主円盤３における円盤支持部材２への取り付け面とは反対側の円盤面に径方向及び回転方向に調節可能な吸着アーム４が取り付けられている。吸着アーム４には吸着アーム４に対して主円盤３の径方向へ相対移動可能に測定半径設定板５が取り付けられている。
【００２０】
吸着アーム４の一端部には距離検出器となるレーザ変位計の測定ヘッド６が取り付けられている。測定ヘッド６は信号ケーブル６ａを介してレーザ変位計の表示部７に接続される。また、真空引き用チューブ８の先端部が円盤支持部材２の後端部から内部を通して吸着アーム４の表面側に引き出されて吸着アーム４の側面に形成された吸引口に連結されている。この真空引き用チューブ８の他端部には図示していない真空引きポンプが接続されており、真空引き用チューブ８の途中に設けた真空スイッチ９により真空引き動作をオン／オフできるように構成している。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、円盤支持部材２は中心軸に沿って真空引き用チューブ８を通すための貫通孔２ａが形成されている。円盤支持部材２を保持している一対の架台側壁１ｂ、１ｃの側面から螺入した螺子部材２ｂ、２ｃにて円盤支持部材２を架台１側に固定している。円盤支持部材２の上部には、当該平面度測定装置１を移動する際に使用可能な係合リング１１が取り付け固定されている。
【００２２】
図３は円盤支持部材２の側面図である。円盤支持部材２の側面の２箇所に螺子部材２ｂ、２ｃが螺合する螺子孔１２ａ、１２ｂが形成され、係合リング１１の取り付け位置には係合リング１１の先端部に形成された螺子部が螺合する螺子孔１１ａが形成されている。円盤支持部材２の一端面には主円盤３及び吸着アーム４が回転自在に取り付けられる円盤／アーム支持軸１３が同心状に一体形成されている。円盤／アーム支持軸１３の一端面には測定半径設定板５がはめ込まれる半径設定板支持軸１４が一体形成されている。主円盤３の厚さと吸着アーム４の厚さとを足した距離は、円盤／アーム支持軸１３の軸方向の寸法と略一致している。半径設定板支持軸１４は、円盤／アーム支持軸１３の先端部から所定距離だけ円盤支持部材２寄りの位置を中心軸側に削り円盤／アーム支持軸１３よりも小径の軸となし、先端部側の残ったフランジ部１４ａが測定半径設定板５の抜け止めとして機能するようにしている。
【００２３】
図４（ａ）は主円盤３の平面図、図４（ｂ）は主円盤３の断面図、図４（ｃ）は主円盤３の外周面を示す側面図である。同図（ａ）（ｂ）に示すように、主円盤３の中心に円盤／アーム支持軸１３の直径と略同一の貫通孔３ａが形成されている。主円盤３の貫通孔３ａに円盤／アーム支持軸１３が挿通される。また、同図（ｃ）に示すように、主円盤３の外周面３ｂには角度目盛３ｃが設けられている。本例では、１５°おきに角度目盛３ｃが記述されていて、３０°おきに数字が記述されている。角度目盛３ｃは測定点（測定ヘッド）の回転方向位置合わせの際に使用される。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、吸着アーム４は、概略長方形状をなし長辺が主円盤３の直径よりも短いアーム本体４ａと、アーム本体４ａの長手方向の両端部にそれぞれ設けられた角度合わせ片４ｂ、４ｃとを備える。角度合わせ片４ｂ、４ｃは、その基端部がアーム本体４ａ両端部であって主円盤３側の取付け面に螺子等の部材にて固定されている。角度合わせ片４ｂ、４ｃの主円盤３側の面には角度調整用の罫書き線Ｌがアーム中心に沿って形成されている。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｃ）はアーム本体４ａを各方向からみた図であり、同図（ａ）はアーム本体４ａを主円盤３への吸着面とは反対側からみた平面図、同図（ｂ）はアーム本体４ａの真空引き用チューブ取付け側からみた側面図、同図（ｃ）はアーム本体４ａを主円盤３への吸着面側からみた平面図である。図５（ａ）（ｃ）に示すように、アーム本体４ａの中央部には長手方向に向かって円盤／アーム支持軸１３を挿通する長円形状の径方向ガイド穴１５が形成されている。径方向ガイド穴１５は円盤／アーム支持軸１３の直径と略同一の幅を有し、円盤／アーム支持軸１３が径方向ガイド穴１５内を径方向へ移動可能になっている。すなわち、アーム本体４ａの径方向ガイド穴１５に主円盤３の一方の面から突出させた円盤／アーム支持軸１３を挿通させることにより、主円盤３に対して吸着アーム４が径方向へ移動自在に取り付けられることになる。
【００２６】
図５（ｃ）に示す主円盤３に対するアーム本体４ａの取付面は、径方向ガイド穴１５を挟む両側に真空吸着面Ｍ１、Ｍ２が形成されている。真空吸着面Ｍ１、Ｍ２及び吸着アーム４が真空吸着する主円盤３の円盤面は十分な平面精度管理がなされている。一方の真空吸着面Ｍ１には複数の吸着溝１６〜１９が形成されており、他方の真空吸着面Ｍ２には複数の吸着溝２１〜２４が形成されている。図５（ｂ）に示すように、アーム本体４ａの側面４ｄであって真空吸着面Ｍ１、Ｍ２の形成領域に相当する箇所に吸引口２５、２６がそれぞれ形成されている。吸引口２５、２６は、図１に示すように円盤／アーム支持軸１３の貫通孔２ａに連結された連結チューブ８ａから分岐した分岐チューブ８ｂ、８ｃの先端部を気密に結合可能な形状をしている。アーム本体４ａには各吸引口２５、２６から反対側の吸着溝１９、２４に掛けて連通路２７、２８が形成されている。吸着溝１６〜１９及び２１〜２４は、連通路２７、２８と交差する各交差部に連通路２７、２８へ繋がる開口部２７ａ、２８ａが形成されている。すなわち、真空吸着面Ｍ１、Ｍ２を主円盤３の円盤面に密着させて真空吸引することにより、吸着溝１６〜１９及び２１〜２４の内部が真空引きされて吸着アーム４が主円盤３に真空吸着されるものとなる。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、測定半径設定板５は長手方向の寸法がアーム本体４ａよりも僅かに短く、幅方向は測定ヘッド６側の一部を除いてアーム本体４ａの幅の２／３程度の寸法に設定している。測定半径設定板５は測定ヘッド６側の一部が測定ヘッド６の取り付け部材との干渉を避けるためにアーム本体４ａの幅の１／２程度の寸法に設定している。測定半径設定板５の中央部が、アーム本体４ａの径方向ガイド穴１５を通過した半径設定板支持軸１４に対して回転自在に係合している。すなわち、測定半径設定板５は、半径設定板支持軸１４に対して回転自在に係合することにより、吸着アーム４と一体となって円盤／アーム支持軸１３を中心に回転するが、吸着アーム４が径方向ガイド穴１５にガイドされて径方向へ移動しても測定半径設定板５の径方向への移動は規制されるようにしている。
【００２８】
図６は測定半径設定板５を構成する部品の平面図である。測定半径設定板５は、図３に示す半径設定板支持軸１４の長さ（円盤／アーム支持軸１３の端面からフランジ部１４ａまでの距離）と略同一の厚さを有する板材で構成されている。測定半径設定板５の中央部には長手方向に対して直交する方向から中心部に向かって湾曲した略半円形状の係合部３１が形成されている。係合部３１をアーム本体４ａから突出した半径設定版支持軸１４に係合させて、測定半径設定板５を半径設定板支持軸１４に回転自在に取り付けている。フランジ部１４ａは半径設定版支持軸１４よりも大きな直径となっているので測定半径設定板５の抜け防止材として機能する。
【００２９】
また、測定半径設定板５は係合部３１を挟んで両側にガイド穴３２ａ、３２ｂが形成されている。このガイド穴３２ａ、３２ｂは測定半径設定板５の中央線上に沿って形成されている。測定半径設定板５の一方の長辺には係合部３１が形成されているが、その反対側の長辺であって長手方向の中央部付近に指示部３３が形成されている。指示部３３の先端は尖った形状に加工されており、点線３４部分より吸着アーム４側へ垂直に折り曲げられる。図７に示すように、アーム本体４ａの側面４ｄであって指示部３３の移動範囲にはスケール３５が設けられている。スケール３５には数字が書かれており、測定ヘッド６による径方向の測定位置が指示部３３によって指し示されるようにしている。
【００３０】
図１、２、７に示すように、測定半径設定板５のガイド穴３２ａ、３２ｂからアーム本体４ａの対応箇所に固定螺子３６、３７が取り付けられている。固定螺子３６、３７の螺子頭がガイド穴３２ａ、３２ｂの幅よりも大きくなっている。固定螺子３６、３７を測定半径設定板５のガイド穴３２ａ、３２ｂからアーム本体４ａの螺子穴に挿入して螺子頭で測定半径設定板５を締め付けると、半径設定板支持軸１４にて径方向への移動が規制されている測定半径設定板５が吸着アーム４に固定されるので、吸着アーム４も径方向への移動が規制されることとなり径方向位置が固定される。一方、固定螺子３６、３７の螺子頭で測定半径設定板５を締め付ける前は、固定螺子３６、３７の螺子足がガイド穴３２ａ、３２ｂ内を摺動可能である。
【００３１】
また、図２、７に示すように、測定ヘッド６はＬ型の固定部材３８を介してアーム本体４ａに取付けられている。測定ヘッド６の取付け位置は吸着アーム４の一端部付近に設定している。また、測定ヘッド６による測定位置は、後述するように吸着アーム４と一体となって主円盤３の径方向及び回転方向に調整可能である。
【００３２】
次に、以上のように構成された本実施の形態の平面度測定装置１０の組立て作業及び測定手順について説明する。
【００３３】
架台側壁１ｂ、１ｃの上端部に円盤支持部材２を取付け、架台側壁１ｂ、１ｃから円盤支持部材２側面の螺子孔１２ａ、１２ｂに螺子部材２ｂ、２ｃを挿入して円盤支持部材２を架台１に固定する。
【００３４】
次に、円盤支持部材２の円盤／アーム支持軸１３に主円盤３を取付け固定する。なお、円盤支持部材２と主円盤３とは予め一体化しておき、その状態で円盤支持部材２を架台１に取り付けることも可能である。また、現場での作業時間を短縮するため、予め架台１に円盤支持部材２及び主円盤３を取付け固定しておいても良い。
【００３５】
次に、主円盤３の中心部から突出した円盤／アーム支持軸１３を吸着アーム４の径方向ガイド穴１５に挿通させる。これにより、吸着アーム４は径方向ガイド穴１５にガイドされて主円盤３に対して径方向に移動可能であると共に円盤／アーム支持軸１３を中心に回転可能な状態で円盤支持部材２に取り付けられたことになる。
【００３６】
このとき、吸着アーム４には予め測定ヘッド６を取り付け固定しておくことができる。測定ヘッド６とレーザ変位計の表示部７とを信号ケーブル６ａを介して接続する。また、円盤／アーム支持軸１３の貫通孔２ａに真空引き用チューブ８を通して吸着アーム４側のフランジ部１４ａの中心部から引き出す。そして、貫通孔２ａに連結された連結チューブ８ａから分岐した分岐チューブ８ｂ、８ｃの先端部をアーム本体４ａの側面４ｄに形成した吸引口２５、２６に連結する。一方、真空引き用チューブ８の他端は真空スイッチ９の一端に接続し、真空スイッチ９の他端は図示していない真空引きポンプに接続する。
【００３７】
次に、測定半径設定板５を吸着アーム４に取り付ける。吸着アーム４の径方向ガイド穴１５から円盤／アーム支持軸１３の先端部である半径設定板支持軸１４だけが突出しているので、その半径設定板支持軸１４に測定半径設定板５の半円状に湾曲した係合部３１を係合させる。測定半径設定板５の係合部３１が半径設定板支持軸１４に完全に係合すると、指示部３３の先端が吸着アーム４側のスケール３５上に位置するようになる。
【００３８】
さらに、半径設定板支持軸１４のガイド穴３２ａ、３２ｂと対向する箇所にアーム本体４ａ側に設けた螺子孔が位置し、固定螺子３５、３６をアーム本体４ａ側の対応する螺子孔に挿入する。吸着アーム４の径方向位置が確定するまでは固定螺子３５、３６をアーム本体４ａに対して緩く締めて仮止めしておく。
【００３９】
次に、径方向ガイド穴１５に円盤／アーム支持軸１３が挿通した吸着アーム４を径方向ガイド穴１５に案内されながら径方向へ移動させて径方向測定位置で停止させる。吸着アーム４を径方向へ移動させる際に、仮止めしている固定螺子３６、３７が半径設定板支持軸１４のガイド穴３２ａ、３２ｂ内を移動し、径方向への移動が規制されている半径設定板支持軸１４の指示部３３が吸着アーム４側のスケール３５上を相対移動することとなる。径方向測定位置で径方向への移動を停止して固定螺子３５、３６をアーム本体４ａに強く締め付ける。これ以降は吸着アーム４が径方向へ移動できなくなる。作業者は、指示部３３が指しているスケール３５上の目盛から径方向位置を知ることができ、指示部３３がスケール３５の所望位置を指したところで、固定螺子３５、３６を締め付ける。以上が径方向位置調整作業である。なお、平面度測定装置１０の分解作業は、上記組立作業と逆の手順となる。
【００４０】
次に、円盤／アーム支持軸１３を中心にして吸着アーム４（測定半径設定板５）を回転させる。吸着アーム４は測定半径設定板５の係合部３１により径方向の移動が規制された状態で回転することになる。このとき、図１に示すように吸着アーム４側の罫書き線Ｌが主円盤３の外周に書かれた角度目盛３ｃを指しながら回転するので、作業者は罫書き線Ｌが指す角度目盛３ｃによって回転角度を知ることができる。吸着アーム４（測定半径設定板５）が所望の回転角度になったところで回転を停止し、真空スイッチ９を操作して吸着アーム４を主円盤３に対して真空吸着させて固定する。以上が回転方向位置調整作業である。
【００４１】
次に、本平面度測定装置１０を被測定対象に対して位置合わせする。図８は長尺ビームダクト４１のフランジ面４２を測定対象物とした場合の測定状態を示す外観図である。本実施の形態では、測定対象物に対する位置決め用の調整機構は設けない。測定対象物となる長尺ビームダクト４１の中心高さを平面度測定装置１０と同じ高さに合わせた後、平面度測定装置１０を作業者が手で押してフランジ面４２に対しておおよその位置合わせを行う。例えば、メジャーを用いて主円盤３からフランジ面４２までの距離を複数箇所で測り、誤差数ミリ以内に位置合わせする。平面度測定装置１０は作業者が手で移動可能な２０ｋｇ前後にすることが可能であり、従来の大型の平面度測定装置に比べて容易に位置調整が可能である。
【００４２】
フランジ面４２の反りを測定する場合、平面度測定装置１０とフランジ面４２との距離の精度は重要であるが、測定点の位置決め精度の許容値は大きい。そこで、本実施の形態では、半径方向の位置決めは、測定ヘッド６の取り付けられた吸着アーム４の回転中心位置を変えて指示部３３とスケール３５とで合わせることとし、回転方向位置決めは主円盤３の外周の角度目盛３ｃと罫書き線Ｌとで合わせることとした。
【００４３】
なお、平面度測定装置１０とフランジ面４２とを完全に平行にすることは困難である。このため、平行度の誤差に基づく距離の最大値と最小値との差は、フランジ面４２の平面度よりも大きいものとなる。しかし、かかる誤差は各点の測定値を基にフーリエ解析を実施して平面度を算出することで補正可能である。
【００４４】
図９は本実施の形態に係る平面度測定装置１０を用いてあるフランジ面の平面度を測定した測定結果を示す図である。中心からの距離１３０ｍｍ、１５０ｍｍ、１７０ｍｍのそれぞれについて吸着アーム４を３０°おきに回転させて測定した。なお、フランジ面よりダクト方向を負としている。測定の結果、測定対象物となったフランジ平面は、理想平面に対して最大２０μｍ、最小−１３μｍの誤差が存在していることが判明した。
【００４５】
図１０は別のフランジ面の平面度を測定した測定結果を示す図である。中心からの距離１３０ｍｍ、１５０ｍｍ、１７０ｍｍのそれぞれについて吸着アーム４を３０°おきに回転させて測定した。測定の結果、回転角度９０°近傍で中心から距離１５０ｍｍから１７０ｍｍ付近に大きな凹みが存在していることが判明した。
【００４６】
図１１は図１０と同じフランジ面の平面度を測定した測定結果であり、ダクトを図１０の測定状態から９０°回転させて測定したものである。図１０と図１１を比較すると明らかなように、９０°ずれた位置にほぼ同じプロファイルが現れている。このことから、本実施の形態の平面度測定装置１０は十分な測定精度が実現できていることが判る。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、測定対象物までの距離精度に比べて許容値の大きい測定点の位置決めに関しては、吸着アーム４を主円盤３の径方向に移動させて径方向測定位置を調整する一方、吸着アーム４を円盤／アーム支持軸１３を中心に回転させて回転方向測定位置を調整するので、衝撃に弱い軸受けやリニアガイド等の部品を避けることができ、取り扱いが容易で、精度保持に習熟が要求されない構造を実現できる。
【００４８】
また、吸着アーム４が真空吸着により主円盤３に対して着脱されるので、測定に必要な精度を得ることができると共に、真空吸着による着脱構造を採用し軸受けやリニアガイド等の習熟を要する部品を排除したことから、分解及び組立てが容易で長尺ビームダクトの製造現場に持ち込んで現場で組み立てることができ、フランジ面４２の平面評価を容易に行うことができる。特に、クリーンルーム内に搬入困難な長尺ビームダクトや三次元測定器に載せることが困難な重量の大きい装置に付随する部位の平面度測定を行うことができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、平面度測定装置１０の組立て、測定、分解の各作業は、それぞれ３０分以内で行うことができ、大幅な作業効率の改善を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変形実施可能である。例えば、距離検出器としてレーザ変位計に代えてダイアルゲージ等を測定対象物に接触させて、距離検出を行うものにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、長尺ビームダクトのフランジ面の平面度測定のように半径方向位置及び回転方向位置を変えて複数点の距離測定を繰り返す平面度測定装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る平面度測定装置の斜視図。
【図２】（ａ）図１に示す平面度測定装置の側面図、（ｂ）図１に示す平面度測定装置の正面図。
【図３】上記一実施の形態の平面度測定装置に用いられる円盤支持部材の側面図。
【図４】（ａ）上記一実施の形態の平面度測定装置に用いられる主円盤の正面図、（ｂ）同主円盤の断面図、（ｃ）同主円盤の側面図。
【図５】（ａ）上記一実施の形態の平面度測定装置に用いられる吸着アーム本体の上面図、（ｂ）同吸着アーム本体の側面図、（ｃ）吸着アーム本体の裏面図。
【図６】上記一実施の形態の平面度測定装置に用いられる測定半径設定板用部品の平面図。
【図７】上記一実施の形態の平面度測定装置における径方向位置合わせを説明するための説明図。
【図８】上記一実施の形態の平面度測定装置におけるフランジ面との位置合わせを説明するための説明図。
【図９】上記一実施の形態の平面度測定装置によるあるフランジ面の平面度測定結果を示す図。
【図１０】上記一実施の形態の平面度測定装置による他のフランジ面の平面度測定結果を示す図。
【図１１】図１０に示すフランジ面を９０°回転させた平面度測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…架台、１ａ…基台、１ｂ，１ｃ…架台側壁、２…円盤支持部材、２ａ…貫通孔、３…主円盤、３ａ…貫通孔、３ｂ…外周面、３ｃ…角度目盛、４…吸着アーム、４ａ…アーム本体、４ｂ，４ｃ…角度合わせ片、４ｄ…側面、５…測定半径設定板、６…測定ヘッド，６ａ…信号ケーブル、７…レーザ変位計の表示部、８…真空引き用チューブ、８ａ…連結チューブ、８ｂ，８ｃ…分岐チューブ、９…真空スイッチ、１０…平面度測定装置、１１ａ，１２ａ，１２ｂ…螺子孔、１３…円盤／アーム支持軸、１４…半径設定板支持軸、１４ａ…フランジ部、１５…径方向ガイド穴、１６〜１９，２１〜２４…吸着溝、２５，２６…吸引口、２７，２８…連通路、２７ａ，２８ａ…開口部、３１…係合部、３２ａ，３２ｂ…ガイド穴、３３…インジケータ（指示部）、３５…スケール、３６，３７…固定螺子、３８…固定部材、Ｌ…罫書き線、Ｍ１，Ｍ２…真空吸着面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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