(57)【要約】【課題】パージ用の気体による影響を受けずに、精密な測定を行うことができるとともに、カバー開口部付近のパージ用ノズルを排除し、装置全体の小型化を図ることのできるパージ機構及び測定装置を提供すること。【解決手段】ワーク１１の形状を測定する測定機２０を収容するとともに、該測定機２０の測定側端部２１が貫通する開口部１２が形成されたカバー部材１３と、前記カバー部材１３の内部に昇圧された気体を導くノズル１４と、前記ノズル１４に昇圧された気体を供給する気体供給手段１５と、前記測定機２０が前記ワーク１１を測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段１６と、前記測定時判別手段１６の判別結果に基づいて、前記気体供給手段１５および前記ノズル１４を連通する流路を開閉する切換手段１７と、を具備することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの形状を測定する測定機を収容するとともに、該測定機の測定側端部が貫通する開口部が形成されたカバー部材と、
前記カバー部材の内部に昇圧された気体を導くノズルと、
前記ノズルに昇圧された気体を供給する気体供給手段と、
前記測定機が前記ワークを測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段と、
前記測定時判別手段の判別結果に基づいて、前記気体供給手段および前記ノズルを連通する流路を開閉する切換手段と、を具備することを特徴とする測定装置のパージ機構。
【請求項２】
前記切換手段は、前記測定機が前記ワークを測定している状態で前記流路を閉とし、前記測定機が前記ワークを測定していない状態で前記流路を開とすることを特徴とする請求項１に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項３】
前記ノズルに供給される気体が、前記気体供給手段により０．００５ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下に昇圧されていることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項４】
ワークの形状を測定する測定機を収容するとともに、該測定機の測定側端部が貫通する開口部が形成されたカバー部材と、
前記カバー部材の内部に昇圧された気体を導くノズルと、
前記ノズルに昇圧された気体を供給する気体供給手段と、
前記測定機が前記ワークを測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段と、
前記気体供給手段で昇圧された気体の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記測定時判別手段の判別結果に基づいて、前記圧力調整手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする測定装置のパージ機構。
【請求項５】
前記圧力調整手段は、前記測定機が前記ワークを測定している状態で前記気体供給手段から供給されてくる気体の圧力を０．００５ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以下に調整し、前記測定機が前記ワークを測定していない状態で前記気体供給手段から供給されてくる気体の圧力を０．０２ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下に調整することを特徴とする請求項４に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項６】
前記気体供給手段により、前記ノズルに供給される気体は、露点が−５０℃〜＋１０℃、油分及び異物の除去率が０．０１ＰＰＭ〜０．１ＰＰＭ、設定温度が２０℃〜２５℃、および前記設定温度の制御幅が±０．０１℃〜±０．１℃となるように調整されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項７】
前記ノズルの噴出口には消音器が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項８】
前記カバー部材の内壁面には振動吸収材が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項９】
前記開口部の開口面積に対する前記測定側端部の断面積の占める面積比率が８０％以上であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の測定装置のパージ機構。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のパージ機構と、
ワークの形状を測定する測定機と、を具備することを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触式プローブを有する形状測定装置のパージ機構およびそれを備えた測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からセンサ、検出器等に関するパージ機構は様々ある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４４６３４号公報
【０００４】
図６に示すように、上記特許文献１に開示された検出器のエアパージ機構は、共通の空気供給手段から空調装置１０７を経由して供給された圧縮空気の一部をバルブ１０５で調整して、第一ノズル１０３からカバー１０２の内部に供給してカバー１０２の開口部から圧縮空気を噴き出して粉塵等の小さい異物を吹き飛ばし、第二ノズル１０４からカバー１０２の開口部開口面に沿って噴き出して飛散物等の大きい異物を吹き飛ばす。このようにして、検出装置１０６にノズルを２本設けることにより、空気供給量を少なくしても粉塵及び飛散物等の異物を確実に吹き飛ばすことができ、検出物体である水硬性板状体１０８の検出を悪環境下でも行える、というものであった。なお、図中の符号１０１はレーザセンサである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のエアパージ機構では、空気の流量を少なくしたとしても精密なセンサ等を有する測定機では、圧縮空気の噴き出した際の振動・音等の影響によって、精密な測定ができないことがあった。また、第二ノズルをカバー開口部付近に位置させるため、開口部付近にノズルを設置するスペースを確保する必要があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、パージ用の気体による影響を受けずに、精密な測定を行うことができるとともに、カバー開口部付近のパージ用ノズルを排除し、装置全体の小型化を図ることのできるパージ機構及び測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の測定装置のパージ機構において、ワークの形状を測定する測定機を収容するとともに、該測定機の測定側端部が貫通する開口部が形成されたカバー部材と、前記カバー部材の内部に昇圧された気体を導くノズルと、前記ノズルに昇圧された気体を供給する気体供給手段と、前記測定機が前記ワークを測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段と、前記測定時判別手段の判別結果に基づいて、前記気体供給手段および前記ノズルを連通する流路を開閉する切換手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
このような測定装置のパージ機構によれば、ノズルを介してカバー部材の内部に導入された気体が、カバー部材に設けられた開口部を通ってカバー部材の外部に流出する。
また、測定時判別手段の判別結果に基づいて、気体供給手段とノズルとを連通する流路が開閉されることとなり、例えば、測定機がワークを測定しているときに流路を閉状態としてカバー部材の内部に気体が供給されないようにするとともに、測定機がワークを測定していないときに流路を開状態としてカバー部材の内部に気体が供給されるようにしたり、測定機がワークを測定しているか否かにかかわらず常に流路を開状態としてカバー部材の内部に常に気体が供給されるようにしたりすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の測定装置のパージ機構において、前記切換手段は、前記測定機が前記ワークを測定している状態で前記流路を閉とし、前記測定機が前記ワークを測定していない状態で前記流路を開とすることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、測定機がワークを測定している状態では気体供給手段からノズルを介してカバー部材の内部に昇圧された気体が供給され、一方、測定機がワークを測定していない状態では気体供給手段からノズルに気体が供給される。
【００１０】
請求項３に記載の測定装置のパージ機構において、前記ノズルに供給される気体が、前記気体供給手段により０．００５ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下に昇圧されていることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、カバー部材の内部に、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを防止するのに必要な圧力を有するとともに、カバー部材の内部に設けられた測定機の、特に可動部等を振動させるには至らない圧力を有する気体が流入する。
【００１１】
請求項４に記載の測定装置のパージ機構において、ワークの形状を測定する測定機を収容するとともに、該測定機の測定側端部が貫通する開口部が形成されたカバー部材と、前記カバー部材の内部に昇圧された気体を導くノズルと、前記ノズルに昇圧された気体を供給する気体供給手段と、前記測定機が前記ワークを測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段と、前記気体供給手段で昇圧された気体の圧力を調整する圧力調整手段と、前記測定時判別手段の判別結果に基づいて、前記圧力調整手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、気体供給手段で昇圧された気体が、測定時判別手段の判別結果を受け取った制御手段からの信号に基づいて作動する圧力調整手段によりその圧力が調整された後、ノズルを介してカバー部材の内部に導かれる。
【００１２】
請求項５に記載の測定装置のパージ機構において、前記圧力調整手段は、前記測定機が前記ワークを測定している状態で前記気体供給手段から供給されてくる気体の圧力を０．００５ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以下に調整し、前記測定機が前記ワークを測定していない状態で前記気体供給手段から供給されてくる気体の圧力を０．０２ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下に調整することを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、カバー部材の内部に、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを防止するのに必要な圧力を有するとともに、カバー部材の内部に設けられた測定機の、特に可動部等を振動させるには至らない圧力を有する気体が流入する。
【００１３】
請求項６に記載の測定装置のパージ機構において、前記ノズルに供給される気体が、前記気体供給手段により、露点が−５０℃〜＋１０℃、油分及び異物の除去率が０．０１ＰＰＭ〜０．１ＰＰＭ、設定温度が２０℃〜２５℃、および前記設定温度の制御幅が±０．０１℃〜±０．１℃となるように調整されていることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、カバー部材の内部に導入される気体が、気体供給手段において露点、温度、温度制御幅が調整されるとともに、油分及び異物が除去される。
【００１４】
請求項７に記載の測定装置のパージ機構において、前記ノズルの噴出口には消音器が設けられていることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、ノズルに導かれた気体は消音器を通過し、種々の方向に均一に吹き出される。
【００１５】
請求項８に記載の測定装置のパージ機構において、前記カバー部材の内壁面には振動吸収材が設けられていることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、ノズルから吹き出された気体の振動は、振動吸収材により吸収される。
【００１６】
請求項９に記載の測定装置のパージ機構において、前記開口部の開口面積に対する前記測定側端部の断面積の占める面積比率が８０％以上であることを特徴とする。
このような測定装置のパージ機構によれば、ノズルからカバー部材の内部に流入した気体は、開口部と測定側端部との隙間（すなわち、面積比率２０％未満となる部分）からカバー部材の外部に流出していく。
【００１７】
請求項１０に記載の測定装置において、請求項１から８のいずれか一項に記載のパージ機構と、ワークの形状を測定する測定機と、を具備することを特徴とする。
このような測定装置によれば、パージ用の気体による影響を受けずに、精密な測定が実施可能となり、かつカバー開口部付近のパージ用ノズルが排除され、装置全体の小型化が図られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による測定装置のパージ機構の好ましい実施形態を説明する。
図１は本発明による測定装置のパージ機構の第１実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態によるパージ機構１０は、ワーク１１の形状を測定する測定機２０を収容するとともに、この測定機２０の測定側端部２１が貫通する開口部１２が形成されたカバー部材１３と、このカバー部材１３を貫通するとともに、カバー部材１３の内部に圧縮された気体（例えば、空気など）を噴出するノズル１４と、このノズル１４に圧縮された気体を供給する気体供給手段１５と、測定機２０がワーク１１を測定している状態であるか否かを判別する測定時判別手段１６と、この測定時判別手段１６の判別結果に基づいて、気体供給手段１５からノズル１４および後述するエアチューブ２８へ気体を供給したりあるいは気体の供給を停止したりさせる切換手段１７とを主たる要素として構成されたものである。
【００１９】
測定機２０の測定側端部２１が貫通する開口部１２は、カバー部材１３の一側面（図１において左側に位置する側面）に形成されている。これにより、ワーク１１の形状に沿って、測定機２０の測定側端部２１がカバー部材１３の長手方向（図１において左右方向）に移動できるようになっている。
また、ノズル１４は、カバー部材１３の他側面（図１において右側に位置する側面）に設けられている。なお、図中の符号１８はノズル１４から吹き出された気体を示している。
【００２０】
気体供給手段１５は、その内部で気体を例えば０．１ＭＰａに昇圧するとともに、気体の乾燥・温度調節・油分除去を行うものである。具体的には、露点−５０℃〜＋１０℃（本実施形態では＋１０℃）、油分及び異物の除去率０．０１ＰＰＭ〜０．１ＰＰＭ（本実施形態では０．１ＰＰＭ）、設定温度２０℃〜２５℃（本実施形態では２３℃）、温度制御幅±０．０１℃〜±０．１℃（本実施形態では±０．１℃）の空気を作り出すものである。
【００２１】
ここで注意しなければならないのは、このように気体が空気である場合、設定温度２０℃〜２５℃で、露点１０℃よりも高くなってしまうと、単位体積当たりに含んでいる水蒸気量が増加し結露しやすくなってしまう。結露は後述する接触式プローブを有する（形状）測定機のエアスライド２３が最も嫌う現象であり、こうなってしまうとエアスライド軸２６の真直度が低下するばかりでなく摩擦抵抗が増加し測定精度を低下させてしまう。
油分及び異物の除去率が０．１ＰＰＭよりも大きくなってしまうとエアスライド軸２６及びエアスライド軸受２７に油分等が付着し、長期使用した場合、気体の通路を塞いだり、エアスライド軸２６とエアスライド軸受２７との隙間に蓄積（堆積）されてエアスライド軸２６の作動が鈍くなる。
設定温度が２０℃〜２５℃の範囲外になってしまうと、エアスライド軸２６とエアスライド軸受２７との間に予め設定された隙間の大きさが変化してしまい真直度等の性能を低下させるだけでなく、温度差が大きすぎる場合には隙間がなくなってエアスライド軸２６とエアスライド軸受２７との隙間が無くなって作動が鈍くなる。
温度制御幅が±０．１℃を超えてしまうと、測定時間中の温度変化によってエアスライド軸２６やガラススケール２９、プローブ２２等が伸縮し、測定精度が低下してしまうことがある。
一方、空気露点を−５０℃よりも低く、油分及び異物の除去率を０．０１ＰＰＭよりも低く、温度制御幅を±０．０１℃よりも低くするとコストが飛躍的に上昇してしまう。
また、本実施形態において気体の設定圧力は０．１ＭＰａとされているが、気体の圧力が０．１５ＭＰａを超えてしまうと気体の吹き出し方向をどこに向けても測定機２０内部のエアスライド軸２６を振動させてしまう。一方、気体の圧力を０．００５ＭＰａよりも低くしてしまうと、パージ機能を果たさなくなってしまう。
【００２２】
測定時判断手段１６は具体的に、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）等のプログラムによって、測定時と測定停止時とを判別するものである。また、この判別結果は後述する切換手段１７に送られるようになっている。
【００２３】
切換手段１７は、測定機２０がワーク１１を測定している状態で気体供給手段１５からの気体を遮断し、測定機２０がワーク１１を測定していない状態で気体供給手段１５から圧縮された気体が供給されるように制御されるものである。
【００２４】
この構成により、測定機２０がワーク１１を測定していない状態、すなわちワーク１１が後述する加工機４１などにより加工されている状態で、気体供給手段１５から送り出された気体は、切換手段１７、およびノズル１４を通ってカバー部材１３内に導入された後、開口部１２を通ってカバー部材１３の外に放出されるようになっている。したがって、ワーク１１が加工されているとき、開口部１２からカバー部材１３内に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを確実に防止することができるとともに、開口部１２の近傍にノズルを設置する必要が無くなり、装置の小型化を図ることができる。
また、測定機２０がワーク１１を測定している状態ではノズル１４からカバー部材１３内に気体が流入しないようになっているので、精密な計測を行う測定機２０の、特に可動部等に気流が当たることを回避することができ、より正確な計測を行うことができる。
さらに、測定機２０がワーク１１を測定している状態でのみ気体が供給されるようになっているので、気体の消費量を最小限に抑えることができるとともに、ランニングコストを最小限に抑えることができる。
【００２５】
つぎに、図２を用いて上述したパージ機構１０を備える測定装置１００が、実際にワーク１１を測定するときの状態を説明する。
測定装置１００は、パージ機構１０と測定機２０とを主たる要素として構成されたものである。パージ機構１０については上述したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
【００２６】
測定機２０は、プローブ２２、エアスライド２３、ストッパハネ２４、およびストッパ２５を主たる要素として構成されたものである。
プローブ２２は測定側端部２１の先端、すなわち後述するエアスライド軸２６の一端部先端に設けられた球形状の部材であり、ワーク１１と接触するものである。プローブ２２の材質としては、例えばルビー、ガラス、セラミックス、サファイヤ等である。
エアスライド２３はエアスライド軸２６およびエアスライド軸受２７を具備するものである。エアスライド軸２６は、エアスライド軸受２７の中央部に配置されている。エアスライド軸受２７には、その上部からエアチューブ２８を介して圧縮された気体が供給されるようになっており、エアスライド軸２６を非接触に浮上させて摺動抵抗の無いスムーズな作動が可能となるように構成されている。エアスライド２３に必要な仕様としては、エアスライド軸２６がエアスライド軸受２７を通過する際の真直度と剛性である。これは、エアスライド２３の真直度が測定精度に影響を与えてしまうためである。本実施形態で使用したエアスライド軸２６の真直度は０．０５μｍ以下である。
ストッパハネ２４はエアスライド軸２６のプローブ２２が設けられている側と反対側の端部に設けられている。このストッパハネ２４は紙面の垂直方向（エアスライド軸２６の延在方向に対して直交方向）上側に突出しており、ストッパ２５の内側壁面と当接することでエアスライド軸２６の移動距離を制限する機能を有している。これは、エアスライド軸２６が、常にエアスライド軸受２７の内部を浮いているため、移動距離を制限しないとエアスライド軸２６がエアスライド軸受２７から抜け出てしまうためである。
【００２７】
ストッパハネ２４の近傍、すなわちエアスライド軸２６の他端部先端上部には、ガラススケール２９がエアスライド軸２６と一体的に取り付けられている。プローブ２２によって、ワーク１１の形状をなぞった軌跡データを、ガラススケール２９とスケールヘッド３０とによって取得することができる。このガラススケール２９は測定分解能１ｎｍ以下の光学式スケールである。この実施形態では、プローブ２２のなぞる形状データをガラススケール２９とスケールヘッド３０とで取得するものを挙げたが、これに限らず、光学的・電気的・磁気的なセンサや干渉計等を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２８】
ワーク１１はワーク台４０に取り付けられているとともに、このワーク台４０は加工機４１に取り付けられている。ワーク台４０は加工機４１の仕様によってＸ，Ｙ，Ｚ，θの各軸に沿って駆動させることができるようになっている。
また、測定装置１００の測定機２０を収容したカバー部材１３は、加工機４１上に設置された測定装置台４２の上に載置されている。
【００２９】
ワーク１１は、加工機４１上で切削バイト、研削砥石、研磨砥石等によって加工される。測定機２０は、加工後のワーク１１の形状を加工終了直後に測定し、その加工データをフィードバックさせることができるように構成されている。これは、加工直後のワーク形状が変化しない間に測定しなければ、温度変化等の影響によってワーク形状が変化してしまうおそれがあるためである。
【００３０】
このような測定装置１００によれば、測定をしない間、すなわちワーク１１の加工中は常にパージしているので、加工時に発生するミスト等が開口部１２からカバー部材１３の内部へ混入することはない。また、測定する際には、気体１８の供給を止めていても、カバー部材１３の外部に残存した僅かなミスト等が開口部１２からカバー部材１３の内部へ混入してくる可能性は極めて少ない。
このことにより、加工時に測定機２０を加工機４１から取り外すことなく、補正加工用に測定機２０を使用することができる。
【００３１】
図３を用いて本発明による測定装置のパージ機構の第２実施形態を説明する。
本実施形態の基本的な部分は、上述した第１実施形態と同様である。従って、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
本実施形態では、電空レギュレータ（圧力調整手段）５１と電空レギュレータ制御部（制御手段）５２とが設けられている。
電空レギュレータ５１は、切換手段１７の下流側、すなわち切換手段１７とノズル１４との間に設けられており、例えば気体の圧力を０ＭＰａ〜０．４９ＭＰａに調整することができるものである。したがって、切換手段１７を通過した気体は、後述する電空レギュレータ制御部５２からの直流電源によって制御される電空レギュレータ５１により調圧された後、ノズル１４を介してカバー部材１３内に導かれるようになっている。
【００３３】
一方、電空レギュレータ制御部５２は、測定時判断手段１６からの測定時・測定停止時の信号を受け取って予め設定した測定時の圧力と測定停止時の圧力を電空レギュレータ５１に出力する。測定時の気体の圧力としては０．００５ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下が好ましく、本実施形態では０．００５ＭＰａとした。また、測定停止時の気体の圧力としては０．０２ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下が好ましく、本実施形態では０．０８ＭＰａとした。
【００３４】
このように、空電レギュレータ５１を用いることにより、測定時、カバー部材１３の内部に極僅かな圧力をもった気体を、測定機２０の測定結果に影響を与えることなく流入させることができるとともに、測定時及び測定停止時を通じて常にパージを行っていることとなるので、粉塵や飛散物の多い劣悪な環境下でも安定した測定を行うことができる。
【００３５】
図４を用いて本発明による測定装置のパージ機構の第３実施形態を説明する。
本実施形態の基本的な部分は、上述した第１実施形態と同様である。従って、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３６】
本実施形態では、ノズル１４の先端部、すなわち出口部（噴出口）には消音器６１が設けられており、気体供給手段１５で作り出された気体は、切換手段１７、ノズル１４、および消音器６１を通ってカバー部材１３内に導入されるようになっている。
この消音器６１は樹脂製で、消音効果が約５ｄＢ〜４０ｄＢのものである。消音器６１としては樹脂製以外、例えば焼結した金属製のものなどもあるが、消音効果はほぼ同等である。
【００３７】
このように、ノズル１４の出口部に消音器６１を設けることにより、ノズル１４を通過した気体は一旦消音器６１を通過することとなるため、ノズル１４から吹き出される気体がカバー部材１３内の特定箇所にぶつからず、あらゆる方向に均一に流出されるようになっている。したがって、ノズル１４を通過してカバー部材１３内に導かれる気体の圧力を第１実施形態のものよりも高く設定することができるので、外部環境がより劣悪な場所にでも測定装置を設置することができるようになる。具体的には、消音器６１が設けられていない場合、前述したように設定圧力が０．１５ＭＰａを超えると、測定機２０のエアスライド軸２６が振動をし始めるが、消音器６１を設けることにより、設定圧力を０．４ＭＰａとしても正確な測定が可能である。
【００３８】
図５を用いて本発明による測定装置のパージ機構の第４実施形態を説明する。
本実施形態の基本的な部分は、上述した第１実施形態と同様である。従って、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３９】
本実施形態では、カバー部材１３の内部壁面全体に振動吸収材７１が設けられている。この振動吸収材７１は、例えばゴムなどの弾性体や、スポンジ、樹脂材、凹凸を有した板材、布、テープなど、パージによる振動を吸収できる部材であればいかなるものでも良い。
【００４０】
この振動吸収材７１を設けることにより、パージによる振動を吸収することができるので、測定時のノイズを大幅に低減させることができる。
【００４１】
さてここで、今まで述べてきた第１実施形態〜第４実施形態において、開口部１２の開口面積に対する、測定側端部２１の断面積の占める面積比率を８０％以上とすればより好適である。
これにより、カバー部材１３の外部から開口部１２を通って粉塵や飛散物などの異物がカバー部材１３内に混入してくることをさらに防止することができる。
上記面積比率は、限りなく１００％に近づけることも可能である。それは、カバー部材１３とプローブ２２とをエアスライド２３と同じような構成とし、その隙間を数マイクロメータ以下にすることである。このようにすることによってカバー部材１３外部からの異物の混入を防ぐことが可能となる。
【００４２】
また、今まで述べてきた第１実施形態、および第４実施形態において、測定を行う前に予め気体１８によるパージが測定結果にどのくらいノイズとして含まれるかを計測しておくと好適である。すなわち、パージしながら行った測定結果から予め測定しておいたノイズを除去することにより、実際の測定結果を得ることができるようになっている。
これにより、パージを常にＯＮにした状態でも測定を行うことができるようになる。
【００４３】
具体的には、予め測定を行う前に気体によるパージが測定結果にどのくらいのノイズとして含まれるかを計測しておく。次に測定をパージＯＮの状態で行う。測定はワーク１１の断面形状をプローブ２２がなぞることによって行う。形状を測定後、取得した結果をソフトウェアによって解析する。ここで、予め測定したパージによるノイズレベルを除去するようにフィルタリングを演算手段としてのソフトウェアによって行い、形状解析結果を算出する。フィルタリングの手段としては、フーリエ変換によって、予めパージによる周波数を算出しておき、測定後その周波数帯を除去する方法がある。
これによって、パージをＯＮにした状態でも測定ができるようになる。また、フィルタリングの方法として、予めパージによる影響を測定する方法を示したが、解析した結果に直接フーリエ変換を用いて特定の周波数を除去する方法や、測定点の数箇所の平均値を代表値としてスムージング処理を行う方法などがある。これらによって、パージによる誤差影響の少ない結果を得ることができる。実際に、気体の設定圧力を０．０８ＭＰａにしたまま測定を行うと、形状解析結果にパージによるノイズが５０ｎｍ程度出てくる。これの結果にフィルタを掛けるとノイズ成分を除去できる。パージをＯＦＦにしたまま測定した時との最大差は３０ｎｍ程度であった。
【００４４】
上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
〔付記項１〕
接触式プローブをワークの表面に接触させ、前記接触式プローブと前記ワークとの相対移動により、前記ワークの表面形状を測定する測定装置において、前記接触式プローブが先端に固定された軸と、前記作動軸を軸方向に移動可能に支持する軸受と、前記接触式プローブが外方に突出した状態で前記軸と軸受とを収納するカバー部材と、前記カバー部材内に圧縮された気体を噴出するノズルと、前記ノズルに圧縮された気体を供給する気体供給手段と、前記カバー部材内に所定圧力で圧縮された気体を供給しながら、前記プローブで前記ワークの形状を測定し、この形状結果から、予め記憶されているカバー部材内に前記所定圧力で圧縮空気を供給したときのノイズ成分を除去するような演算を行う演算手段と、を具備することを特徴とする測定装置。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、例えば第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせたり、あるいは第２実施形態と第４実施形態とを組み合わせたり、または第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせたり、必要に応じて適宜組み合わせることもできる。
【００４６】
また、カバー部材１３内に収容される測定機２０は上述したタイプのものに限定されるものではなく、現在公知となっている種々の測定機を採用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の測定装置のパージ機構および測定装置によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の測定装置のパージ機構によれば、ノズルを介してカバー部材の内部に導入された気体が、カバー部材に設けられた開口部を通ってカバー部材の外部に流出するので、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを確実に防止することができるとともに、開口部の近傍にノズルを設置する必要が無くなり、装置の小型化を図ることができる。
また、測定時判別手段の判別結果に基づいて、気体供給手段とノズルとを連通する流路が開閉されるので、測定機の設置環境に応じたパージの設定が可能になり、測定結果を常に最適にするパージ手段を構築することができる。
【００４８】
請求項２に記載の測定装置のパージ機構によれば、測定機がワークを測定している状態では気体供給手段からノズルを介してカバー部材の内部に昇圧された気体が供給されるので、精密な計測を行う測定機の、特に可動部等に気流が当たることを完全に回避することができ、より正確な計測を行うことができる。
また、測定機がワークを測定している状態でのみ気体が供給されるので、気体の消費量を最小限に抑えることができるとともに、ランニングコストを最小限に抑えることができる。
【００４９】
請求項３に記載の測定装置のパージ機構によれば、カバー部材の内部に、０．００５ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下の圧力を有する気体が導かれるので、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを防止するのに必要なパージを行うことができるとともに、カバー部材の内部に設けられた測定機の、特に可動部等を振動させることを防止することができ、正確な計測を行うことができる。
【００５０】
請求項４に記載の測定装置のパージ機構によれば、気体供給手段で昇圧された気体が、測定時判別手段の判別結果に基づいて作動する圧力調整手段によりその圧力が調整された後、ノズルを介してカバー部材の内部に導かれるので、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを確実に防止することができるとともに、開口部の近傍にノズルを設置する必要が無くなり、装置の小型化を図ることができる。
また、測定時判別手段の判別結果に基づいて、気体の圧力が調整されるので、測定機の設置環境に応じたパージの設定が可能になり、測定結果を常に最適にするパージ手段を構築することができる。
【００５１】
請求項５に記載の測定装置のパージ機構によれば、測定機がワークを測定している状態で、カバー部材の内部に０．００５ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下の圧力を有する気体が導かれ、測定機がワークを測定していない状態で、カバー部材の内部に０．０２ＭＰａ以上、０．１５ＭＰａ以下の圧力を有する気体が導かれるので、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを防止するのに必要なパージを行うことができるとともに、カバー部材の内部に設けられた測定機の、特に可動部等を振動させることを防止することができ、正確な計測を行うことができる。
また、測定機がワークを測定しているか否かにかかわらず常にパージが行われるので、カバー部材の外部環境が劣悪な場合でも測定を行うことができる。
【００５２】
請求項６に記載の測定装置のパージ機構によれば、カバー部材の内部に導入される気体が、気体供給手段において露点、温度、温度制御幅が調整されるとともに、油分及び異物が除去されるので、カバー部材の外部環境が劣悪な場合でも、カバー部材の内部を常にクリーンかつドライな状態に保持することができ、測定機自体の寿命を延ばすことができるとともに、測定精度を長期にわたって維持することができる。
【００５３】
請求項７に記載の測定装置のパージ機構によれば、ノズルに導かれた気体は消音器を通過し、種々の方向に均一に吹き出されるので、カバー部材の内部に導かれる気体の圧力を高めるとともに、その流量を増加させることができ、測定機の汚れによる測定精度の低下を防止することができる。
【００５４】
請求項８に記載の測定装置のパージ機構によれば、ノズルから吹き出された気体の振動は、振動吸収材により吸収されるので、ノズルの吹き出し方向および気体の圧力に依存せずにパージを行うことができる。
【００５５】
請求項９に記載の測定装置のパージ機構によれば、ノズルからカバー部材の内部に流入した気体が、開口部と測定側端部との間の僅かな隙間からカバー部材の外部に流出していくので、開口部からカバー部材の内部に粉塵や飛散物等の異物が侵入するのを極僅かな気体により確実に防止することができる。
【００５６】
請求項１０に記載の測定装置によれば、パージ用の気体が測定機に影響を与えることなく供給されるので、劣悪な環境下でも精密な測定を行うことができるとともに、カバー開口部付近のパージ用ノズルを排除することができて、装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による測定装置のパージ機構の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すパージ機構を備える測定装置が、実際にワークを測定するため加工機に設置された状態を示す概略構成図である。
【図３】本発明による測定装置のパージ機構の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明による測定装置のパージ機構の第３実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明による測定装置のパージ機構の第４実施形態を示す概略構成図である。
【図６】従来の検出器のエアパージ機構を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０  パージ機構
１１  ワーク
１２  開口部
１３  カバー部材
１４  ノズル
１５  気体供給手段
１６  測定時判別手段
１７  切換手段
１８  気体
２０  測定機
２１  測定側端部
５０  パージ機構
５１  空圧レギュレータ（圧力調整手段）
５２  空圧レギュレータ制御部（制御手段）
６０  パージ機構
６１  消音器
７０  パージ機構
７１  振動吸収材
１００  測定装置
【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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