(57)【要約】【課題】接触式形状測定プローブについて、簡単な構造で、触針子に振動が発生しても、アクチュエータを用いることなしに振動を速やかに収束させることができる振動減衰機能を有し、触針子の回転モーメントを抑制し、更に、流体部材を用いる場合にも、触針子周辺を汚染することのないようにし、さらに、振動が発生してもこれを速やかに収束させることが可能で、設計、調整が容易な形状測定用プローブを工夫すること。【解決手段】触針子を被測定物の表面に接触させることにより前記被測定物表面の形状を測定する触針式形状測定装置の形状測定用プローブについて、上記触針子の内部に動吸振機構を組み込み、当該動吸振機構を弾性力発生機構と重量部、減衰手段からなる動吸振機構によって構成したこと。【選択図】　図１
2004061462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触針子を被測定物の表面に接触させてなぞることによりその表面形状を測定する、触針式形状測定装置の形状測定用プローブにおいて、
上記触針子の内部に動吸振機構を組み込んでいる形状測定用プローブ。
【請求項２】
上記動吸振機構を弾性力発生機構と重量部、減衰手段からなる動吸振機構によって構成した請求項１の形状測定用プローブ。
【請求項３】
上記重量部を重錘とし、摩擦材で上記重錘に対して摩擦抵抗を与えるようにした請求項２の形状測定用プローブ。
【請求項４】
上記重量部を重錘とし、触針子に粘性流体を封入して上記重錘に対して粘性抵抗を与えるようにした請求項２の形状測定用プローブ。
【請求項５】
上記重量部を重錘とし、この重錘を、球体又は円柱体又は上下両端が半球状の円柱体とした請求項２の形状測定用プローブ。
【請求項６】
上記重錘をコイルばねで上下から支持している請求項３又は請求項４の形状測定用プローブ。
【請求項７】
上記重錘を板ばねで上下から支持している請求項３又は請求項４の形状測定用プローブ。
【請求項８】
上記動吸振機構を触針子内部に封入された粘性流体の重量と粘性とによって構成している請求項１の形状測定用プローブ。
【請求項９】
上記触針子を上下２個の軸受機構で案内させ、触針子内の重錘を上記２個の軸受の間に配置した請求項２の形状測定用プローブ。
【請求項１０】
触針子を被測定物の表面に接触させてなぞることによりその表面形状を測定する、触針式形状測定装置の形状測定用プローブにおいて、
上記触針子内に動吸振機構を備え、当該動吸振機構がユニット化されて触針子に着脱自在に組み込まれている形状測定用プローブ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の形状測定用プローブを備えた形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この出願の発明は、レンズ等の光学部品ならびに光学部品製造用器材の形状測定装置に組込まれる形状測定用プローブに関するもので、プローブの振動を抑止し、あるいは振動減衰性能を向上させるものであり、サブμｍオーダの測定精度を有する形状測定装置に用いることができ、触針子を用いた、触針式機械的特性測定装置に適用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
「プローブ」関連の公報例
触針式プローブに関する従来技術として特開平９−９６５１８号公報に記載されているものがあり、このものは、触針式プローブに触針子の振動減衰機構を搭載したものであり、触針子に対して１軸方向に作用する粘性流体を用いることによって触針子に生じる振動を減衰させるものである。
また、特開２０００−２９８０１３号公報に、形状測定用プローブについて、粘性流体を用いずに触針子に生じる振動を減衰させる手法とその機構が記載されている。
さらに、特開平５−２３８９６号公報に、振動性構造体の制振装置について、機器の上部に受動的動吸振機構を搭載することにより、パンチプレス（振動性構造体）の振動を効率良く抑え、騒音を低減する機構が記載されている。
さらに、特開２００１−２２１７３３号公報に、高速位置決め微動機構の制振方法に関する発明が記載されており、このものは、粘弾性部材を有する受動的動吸振機構を搭載することにより、位置決め後の残留振動を速やかに収束させることができるものである。
さらに、特許第３２０７７３３号公報に、塔状物の振動抑制構造についての、液体を用いた動吸振機構を用いた制振手法が記載されており、このものは、塔状物に液体の入ったＵ字型タンクを設置し、塔状物の振動エネルギを液体の振動エネルギに変換することにより塔状物の制振を実現したものである。
【０００３】
【従来技術の問題点】
上記特開平９−９６５１８公報に記載されている従来の接触式プローブを図９（断面概観図）に示している。このものは、触針子２の下端に球１が固定してあり、引張りコイルばね１３、振動を減衰させるための粘性流体９、変位計６を備えていて、触針子２を給気孔８から給気される静圧空気軸受７で非接触状態で支持させて、触針子が軸方向にのみ摺動抵抗なく運動できるものである。そして、ハウジング３は移動用ステージ（図示略）に搭載されている。
球１が被測定面（図示略）に押し付けられると、触針子２は被測定面から受ける反力と引張りコイルばね１３による力とが釣り合う位置に変位し、これに伴って変位計６の出力が変化する。移動用ステージを駆動し変位計６の出力が一定になるようにハウジング３の位置を制御することにより、測定圧が一定に保たれる。このように触針子２の測定圧を一定に保ちながら被測定面上を倣い動作させ、動作中の移動用ステージの軌跡を測定することにより、被測定面の形状が測定される。
また、粘性流体９を備えているので、その粘性抵抗によって触針子２の振動を抑止することができ、また、触針子２を被測定面上に倣い動作させる際の移動用ステージの位置制御動作、被測定面と球１との間に生じるスティックスリップに起因する触針子２の振動を抑制することにより、被測定面との接触状態の検出誤差を低下させることができる。
【０００４】
この触針式プローブは、触針子の振動を抑制するために、ハウジング内に配置した粘性流体の粘性抵抗を触針子に作用させることによって、触針子の振動を抑制していて上記の粘性流体による振動抑止効果は大きい。しかし、第一に、ハウジング内に流体部材を包含していて、機構上、密封が難しいため、触針子と触針子周辺部を汚染しやすく、特に静圧空気軸受を用いる場合には、触針子と静圧空気軸受との空隙に粘性流体が滲入すると触針子がスムーズに動作しなくなるという問題があり、第二に、粘性流による粘性抵抗の作用位置が触針子から離れているために、作用する減衰力が部分的に不均一である場合には、触針子にモーメントが発生し、このモーメントによって触針子が軸受の案内方向に対して傾動する傾向が生じ、このために測定誤差を拡大する可能性があるという問題がある。
【０００５】
また、上記特開２０００−２９８０１３号公報に記載されている形状測定用プローブは、触針子の振動を抑制するために、触針子に取りつけられたばねの表面に、上記ばねとは異なる材料を付着させて減衰効果を高め、また、触針子の測定面に対する倣い方向を傾斜面の上り方向に限定することにより、触針子のスティックスリップの発生を防止し、また、触針子と被測定面との間に潤滑剤を介在させることにより、触針子と被測定面との間に生じる摩擦力を低下させているものである。このものの振動抑止効果は大きいが、しかし、まず、触針子に取りつけられたばねの表面に、上記ばねとは異なる材料を付着させた場合に得られる振動減衰効果は僅かであるので、所望の大きさの振動減衰効果を得るには、ばねと異なる材料を多量に付着させる必要があり、そうすると、ばねとしての性能が損なわれてしまう可能性が高いという問題があり、また、傾斜面の形状を限定する際に、触針子の倣い方向を傾斜面の上り方向に限定することにより、触針子のスティックスリップの発生を防止できるが、倣い動作方向を限定することにより、測定時間が増大してしまい、効率的ではないという問題がある。さらに、触針子と被測定面との間に潤滑剤を介在させることにより、触針子と被測定面との間に生じる摩擦力を低下させているが、潤滑剤の均一な塗布は難しく、また、潤滑剤を塗布した被測定面に埃が付着しやすくなり、このために、被測定面形状の測定エラーを生じる可能性が高くなるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の問題解消をその目的とするものであるが、各請求項毎のその課題は次のとおりである。
【０００７】
１．課題１（請求項１に対応）
簡単な構造で、触針子に振動が発生しても、アクチュエータを用いることなしに上記振動を速やかに収束させることができる振動減衰機能を有し、触針子の回転モーメントを抑制し、更に、流体部材を用いる場合にも、触針子周辺を汚染することのない、コンパクトな形状測定用プローブを提供すること。
【０００８】
２．課題２（請求項２に対応）
課題１に加えて、振動が発生してもこれを速やかに収束させることが可能で、設計、調整が容易な形状測定用プローブを提供すること。
【０００９】
３．課題３（請求項３に対応）
課題２に加えて、重量を大幅に増加させることなしに、優れた減衰効果を得ることができ、また、簡単に減衰力を調整することが可能な形状測定用プローブを提供すること。
【００１０】
４．課題４（請求項４に対応）
課題２に加えて、優れた減衰効果を得ることができ、また、簡単に減衰力を調整することが可能で、かつ、磨耗が発生しない形状測定用プローブを提供すること。
【００１１】
５．課題５（請求項５に対応）
課題２に加えて、重量部の回転運動によるモーメントの発生をより小さく抑えることが可能な形状測定用プローブを提供すること。
【００１２】
６．課題６（請求項６に対応）
課題２に加えて、水平方向に大きな幅を要することなしに、水平方向の運動を制限し、触針子に対する水平方向への力の作用を小さく抑えることが可能な形状測定用プローブを提供すること。
【００１３】
７．課題７（請求項７に対応）
課題２に加えて、上下方向に大きな長さを要することなしに、重量部の軸受案内方向以外の運動を制限し、触針子に対する軸受案内方向以外への力の作用を抑えることが可能な形状測定用プローブを提供すること。
【００１４】
８．課題８（請求項８に対応）
課題１に加えて、より簡単な構造で、従来と同等な触針子の振動減衰性能を得ることができ、振動が発生してもこれを速やかに収束させることが可能で、また、磨耗等による性能低下が生じることのない形状測定用プローブを提供すること。
【００１５】
９．課題９（請求項９に対応）
課題１に加えて、２個の軸受機構の間に配置し、２個の軸受機構の間隔を大きくとることにより、触針子のモーメントに対する安定性を向上させ、触針子における回転運動の制限効果が大きい形状測定用プローブを提供すること。
【００１６】
１０．課題１０（請求項１０に対応）
課題１に加えて、動吸振機構の着脱を簡単な動作により行うことが可能な形状測定用プローブを提供すること。
【００１７】
【課題解決のために講じた手段】
【手段１】（請求項１に対応）
上記課題１を解決するための手段は、触針子を被測定物の表面に接触させることにより前記被測定物表面の形状を測定する触針式形状測定装置の形状測定用プローブについて、
上記触針子の内部に動吸振機構を組み込んだことである。
【作用】
触針子に振動が発生すると、これに追従して若干の時間遅れをもって触針子に組み込まれた動吸振機構が振動し、その減衰機能によって触針子の振動を減衰させて速やかに収束させることができる。動吸振機構が触針子に組み込まれているので、図９に示すような触針子の外に減衰装置を設ける場合に比して、全体をコンパクトにし、かつ軽量化することができ、ひいては上下方向への触針子のサーボ駆動装置の応答性を向上させ、測定精度を向上させることができる。
さらに、動吸振機構を触針子に組み込んだので、動吸振機構の重心が触針子の重心に近く、それだけ水平方力の変動（スティックスリップなどによるもの）に伴う、触針子に対する慣性モーメント（垂直面内での回転を与えるモーメント）が低減される。また、動吸振機構を触針子に組み込んだことで、動吸振機構が完全に触針子内に閉じ込まれているので、その動作に伴って動吸振機構の粘性流体等で摺動面等が汚染され、あるいは、動吸振機構の動作特性が影響されることはない。
【００１８】
【解決手段２】（請求項２に対応）
解決手段２は、解決手段１における動吸振機構を弾性力発生機構と重量部、減衰手段からなる動吸振機構によって構成したことである。
【作用】
動吸振機構を弾性力発生機構と重量部、減衰手段によって構成するものであるから、弾性力発生機構の弾性特性、重量部の重量、減衰手段の減衰力を調整することによって、動吸振機構の減衰特性が容易に適宜調整される。
【００１９】
【実施態様１】（請求項３に対応）
実施態様１は、上記解決手段２の重量部を重錘とし、摩擦材で上記重錘に対して摩擦抵抗を与えるように構成したことである。
【作用】
上記摩擦材の摩擦係数、重錘と摩擦材間の圧接力を変更することにより、この動吸振機構の減衰特性が適宜調整される。
なお、この摩擦材に潤滑材を含浸させ、あるいは塗布することで上記摩擦抵抗を低減することができ、この潤滑材の材料の選択、潤滑材の量の加減によって、摩擦抵抗が広範囲で調整される。
【００２０】
【実施態様２】（請求項４に対応）
実施態様２は、上記解決手段２の重量部を重錘とし、触針子に粘性流体を封入して上記重錘に対して粘性抵抗を与えるように構成したことである。
【作用】
重錘の大きさ、形状が同じでも、粘性流体の質量、粘性度を変えることによって、動吸振機構の減衰特性が適宜調整される。
【００２１】
【実施態様３】（請求項５に対応）
実施態様３は、解決手段２における重量部を重錘とし、この重錘を、球体又は円柱体又は上下両端が半球状の円柱体としたことである。
【作用】
重錘が球体であるとき、水平方向力による重錘自身の慣性モーメントはほぼゼロである。他方、重錘と触針子内面との間に微小なクリアランスが介在するが重錘が円柱体又は上下両端が半球状の円柱体であるとき、触針子内面によって重錘が支持される支持長さが長いので、上記慣性モーメントによる重錘の回転量を小さくして、この重錘の回転による減衰特性の変動を小さくすることができる。
【００２２】
【実施態様４】（請求項６に対応）
実施態様４は、上記実施態様１、実施態様２における重錘を引っ張りコイルばねで上下から支持していることである。
【作用】重錘を上下方向から引っ張りコイルばねで引っ張っているもので、重錘が軸受による案内方向へ付勢されている。したがって、重錘による振動系の弾性手段が単純であり、また、重錘の軸受による案内方向以外の方向への動きが上記付勢力で抑制されるので、重錘の運動方向が安定し、減衰特性の安定化が図られる。
なお、上記コイルばねは重錘を上下から弾力的に支持するにすぎないから、圧縮コイルばねでも同様の作用を奏する。したがって、上記引っ張りコイルばねを圧縮コイルばねに置換することもできる。
【００２３】
【実施態様５】（請求項７に対応）
実施態様５は、上記実施態様１、実施態様２における重錘を板ばねで上下から支持していることである。
【作用】
重錘を上下から板ばねで上下から支持しているので、短いばね長で動吸振機構を構成することができ、軸受による案内方向以外の方向の力に対して重錘が安定的に支持される。したがって、軸受による案内方向以外の方向への重錘の動きが抑制され、その結果、重錘による減衰性能の安定化が図られる。
【００２４】
【解決手段３】（請求項８に対応）
解決手段３は、解決手段１における動吸振機構を触針子内部に封入された粘性流体の重量と粘性とによって構成したことである。
【作用】
動吸振機構を触針子内部に封入された粘性流体の重量と粘性とによって構成したことによって、減衰機構を最も単純にすることができ、また、粘性流体の重量と粘性を調整することによってその減衰特性を適宜調整することができる。
また、この減衰機構は摩耗部分がないので、経時的な減衰特性の変動が小さく、長期間安定的に一定の減衰特性を発揮する。
【００２５】
【解決手段４】（請求項９に対応）
解決手段４は、解決手段２について、その触針子を上下２個の軸受機構で案内させ、触針子内の重錘を上記２個の軸受の間に配置したことである。
【作用】
軸受と触針子との間の摺動面には微小のクリアランスが介在していて、水平方向力を受けて触針子が上記クリアランスの範囲で回転するが、触針子を上下２個の軸受機構で案内しているので上記触針子の回転が抑制され、他方、触針子内の重錘を上記２個の軸受の間に配置しているので、重錘の重心位置が触針子の重心位置の近傍にあり、したがって、重錘に作用する水平方向力による上記回転方向の影響が低減される。それゆえ、触針子の振動に対する抑制効果が高い。
【００２６】
【解決手段５】（請求項１０に対応）
解決手段５は、触針子を被測定物の表面に接触させることにより前記被測定物表面の形状を測定する触針式形状測定装置の形状測定用プローブにおいて、
上記触針子内に動吸振機構を備え、当該動吸振機構がユニット化されて触針子に着脱自在に組み込まれていることである。
【作用】
動吸振機構がユニット化されているので、その交換が簡単容易であり、動吸振機構を触針子から容易に取り出せるので吸振機構のメンテナンス、殊に減衰特性の調整を簡単容易に行うことができる。
【００２７】
【実施の形態】
次いで、図面を参照しながら、実施の形態を説明する。
実施例１
図１に示す実施例１は、前記触針子の中に動吸振機構を備えることにより、前記触針子に振動減衰機能を持たせたものである。
図１において１は球であり、触針子２の下端に球１が固定されており、触針子２が板ばね４で支持されていて、その上下方向変異を変位計６で検出するものである。また、触針子２は給気孔８から給気される空気圧による静圧空気軸受７で非接触状態で支持されている。なお、ハウジング３は適宜の移動用ステージに搭載されていて、これによって測定方向に駆動される。
【００２８】
球１が被測定面（図示略）に所定の力で押し付けられた状態で、移動用ステージによって被測定面上を移動して、これをなぞりながら表面形状を測定する。被測定面に球１が追従して上下に移動するに伴って、被測定面から受ける反力と、板ばね４による力とが釣り合う位置に触針子２が変位する。このとき触針子２の上端面と変位計６との間隔が変化し、その結果、変位計６の出力が変化する。移動用ステージを駆動し変位計６の出力をフィードバックして変位計６の出力が一定（上記間隔が一定）に保持されるように、ハウジング３の位置を制御する。これによって、被測定面に対する測定圧が一定に保たれる。このように触針子２の測定圧を一定に保ちながら被測定面上をなぞらせ（倣わせ）て、動作中の移動用ステージの軌跡を測定することにより、被測定面の表面形状が測定される。
触針子２は板ばね４によってその上端をハウジング３に固定されており、静圧空気軸受７によって微小クリアランスを介して無接触で上下方向に摺動自在に案内される。以上は従来技術と特に違いはない。
【００２９】
上記触針子２の下部は円錐部、上部が中空筒部であって、この中空円筒部に本発明による動吸振機構２０が組み込まれている。
この例では、直径８ｍｍ、重さ３ｇの球状の重錘１０と上下の引っ張りコイルばね１４，１４によって上下に引っ張って、重錘１０を中吊りにした状態で動吸振機構２０を構成している。さらに、触針子２の中空円筒部の内面に弾性摩擦材１５（具体的には高分子材料）が接着固定されていて、重錘１０を面圧１０ｍｇ／ｍｍ２で緩く掴んでいて、重錘１０の上下動に対して微小の抵抗力（０．２ｇ）を与えている。
【００３０】
測定中における被測定面倣い動作の際、あるいは、被測定面に対して非接触な状態での移動の際に、触針子２に静圧空気軸受７の案内方向に微小振幅（例えば、
最大で３μｍ程度）の振動が生じる（この振動の要因は、単純ではなく、球１と被測定面間の摩擦抵抗の変動等によるスティックスリップ、被測定面の微小凹凸、
表面形状変化に追従させるフィードバック制御の振れなど様々である）。このとき、動吸振機構２０の中の重錘１０に、コイルばね１４を介して振動が伝達され、前記静圧空気軸受７の案内方向に振動する。この重錘１０の振動に伴い、摩擦材１５による摺動抵抗力が重錘１０に作用する。そしてこの摺動抵抗力と、重錘１０の振動の反力が触針子２の振動を抑制するように作用し、触針子２の振動が速やかに収束される。このように、アクチュエータを用いることなしに、動吸振機構２０により触針子２の振動が効果的に抑止される。
【００３１】
重錘１０の質量、引っ張りコイルばね１４の張力、摩擦材１５との摩擦力を変えることによって、この動吸振機構（減衰機構）２０の減衰特性が変化するので、これらを調整することによって、触針子２の振動特定を考慮して個々の動吸振機構（減衰機構）２０の減衰特性を適宜調整することができる。
図１の実施例における重錘は、減衰機構の重錘として機能する形状であればよいのであるから球形に限られるものではなく、楕円状のものでも、瓢箪形のものでもよいが、また、図２、図３に示すように、上下両端が半球状の円筒体、単純な円筒体でもよい。
【００３２】
また、重錘が所定の質量を備えていることが重要であり、その材質、硬さなどは特に問題でない。したがって、これをプラスチック製、殊に弾性プラスチック製とすることもできる。重錘が円筒体で弾性プラスチック製の場合は、摩擦材１５が弾性材である必要はないので、触針子２の円筒状内面にプラスチックなどによる低弾性の摩擦面を形成してもよい。
なお、上記引っ張りコイルばねは、重錘を所定位置に弾性的に宙吊りに保持するものであるから、圧縮コイルばねでもよい。しかし圧縮コイルばねの場合は、ばねの長さを長くすることができない。また、圧縮コイルばねの場合は円錐コイルばねにして、その大径部に重錘の一部を嵌め込んだ状態で重錘を保持する支持構造を採ることもできる。
【００３３】
【実施例２】
この実施例２は、実施例１と同様に、触針子２１を空気静圧軸受７で案内したものであるが、他方、触針子内部に封入した粘性流体によって動吸振機構２１を構成したものであり、上記粘性流体の材質（質量、粘性度等）を変更することにより減衰力を調整することができ、また、摩擦による磨耗、摩耗に伴う減衰特性の変化がない。
形状測定用プローブの触針子２の中空円筒部に粘性流体（この例においてはシリコンオイル）１６を充填している（図４）。触針子２の中空円筒部の内径１０ｍｍに対して重錘１０の直径が８ｍｍであり、中空円筒部の内面と重錘１０の外面との間に流体流動抵抗がほとんどない程度の２ｍｍの隙間が確保されている。重錘１０の重量は３ｇで、コイルばね１４に吊り下げられた状態で、重錘１０が流体１６内に保持されている。重錘１０が振動すると、流体部材１６による粘性抵抗力が重錘１０に作用して、触針子２の振動を抑制し、減衰させる。
【００３４】
重錘１０と中空円筒部の内面間の隙間が有為な流動抵抗を有する場合は、これによっても重錘の振動を抑制し減衰させることができるが、この減衰特性を微妙に調整し、また安定させることは容易でないので、この例では流体１６の粘性抵抗だけを利用するようにしている。
また、粘性流体１６による減衰力の調整を行う際は、重錘の質量、大きさ、ばね力を加減することで減衰特性を調整することができるが、粘性流体６の粘性度、封入量を変更することにより、その減衰力を容易に調整することができ、殊に封入量の加減によって減衰特性が容易かつ正確に調整される。
【００３５】
なお、図１、図４の実施例は重錘が球状体であるが、このことによって、水平方向慣性力による重錘の回転運動が全くなく、したがって、重錘の回転運動による触針子のモーメント（傾く方向のモーメント）への影響はほとんどない。
【００３６】
【実施例３】
実施例３は、図５に示すように、動吸振機構２５の重錘１１を上下の板ばね５，５で支持させたものであり、これにより、重錘１１の軸受案内方向以外の運動を制限して、触針子２の軸受案内方向以外の方向への運動を抑えているものである。これは、実施例１、実施例２のように引っ張りコイルばねで重錘を支持させる場合に比して、板ばね５と重錘１１との接触面積が大きくなるので、軸受案内方向以外の方向への重錘の運動に対する抑制効果が顕著である。また、上下方向に大きな長さを必要としない構造であるため、触針子を短くすることができ、それだけ触針子の重量を低減して、上下方向のサーボ制御の応答性、制御性を向上させることができる。
【００３７】
【実施例４】
実施例４は、図６に示すように、触針子２の内部に、封入された流体１７のみを封入し、流体の重量を粘性抵抗とで動吸振機構２２を構成しているものである。この粘性流体はこの例ではシリコンオイルであり、質量は０．９ｇ／ｃｍ３、粘性度は０．０５ｃｍ２／ｓである。
触針子２が振動した際に、動吸振機構２２の内壁を介して、封入された粘性流体１７に振動が伝播されて、触針子２の振動エネルギが粘性流体１７の振動エネルギに変換され、当該粘性流体の内部摩擦によって消費されるので、上記振動が速やかに収束される。粘性流体１７の材質（殊に粘性度、質量）、封入量、動吸振機構２２の内部空間の容積及びその形状、もしくは動吸振機構２２の内圧（ただし空間が存在することによる）等を調整することにより、その振動減衰特性を適宜調整することができる。更に、粘性流体１７が触針子２の内部に封入されているので、触針子および触針子周辺部が流体で汚染されることはない。
なお、このものは、粘性流体１７の質量を粘性抵抗とによって減衰作用を奏するものであるが、触針子２の内部に小径ピストンを大きな隙間を介して遊嵌させて粘性流体１７内に沈め、触針子２に伴って上記小径ピストンが粘性流体１７内で上下に振動するようにすれば、実施例４の減衰特性を一層高くすることができる。
【００３８】
【実施例５】
実施例５は、図７に示すように、動吸振機構２０を上下２個の空気静圧軸受７，７の間に配置することにより、水平方向の慣性力によるモーメントに対する触針子２の安定性を高め、触針子の回転運動の抑制効果を高めるようにした例である。すなわち、空気静圧軸受を用いている形状測定用プローブにおいては、空気静圧軸受７による支持長さが長いほど、モーメントに対する触針子２の安定性が高い（空気静圧軸受の軸受面の隙間が同じ場合、その支持長さが長いほど、上記モーメントによる触針子の回転角度が小さい）ので、触針子２の長さを長くして、上下２つの軸受で触針子２を支持させ、その間の間隔を大きくして、触針子２の回転運動を抑制している。
なお、上記動吸振機構２０の重心が触針子２の重心位置もしくはその近傍にあるように上記動吸振機構２０を配置することにより、触針子の水平方向の慣性力によるモーメントを可及的に小さく抑えることができる。すなわち、動吸振機構の付加によって触針子の質量分布が変化するが、触針子の重心位置もしくはその近傍にその重心が位置することで、上記の質量分布の変化が小さく、したがってこれによる触針子の慣性モーメントの増大が可及的に抑制される。
【００３９】
【実施例６】
実施例６は、図８に示すように、動吸振機構２６をユニット化してその着脱を容易にしたものである。
両端が閉じられ、外周に雄ねじ１８を有する円筒体に重錘１０及び上下の引っ張りコイルばね１４を内装してユニット化して動吸振機構２６を構成し、他方、触針子２の中空円筒部の内面に雌ネジ１９を設け、動吸振機構２６を触針子２に螺合させて着脱自在に組み込んでいる。
上記ユニット化した動吸振機構２６の円筒体の一部だけにねじを設けて触針子２の中空円筒部に螺着させることも可能であり、他方、触針子２の中空円筒部に挿入して触針子２の上端に着脱自在にエンドキャップを装着し、当該エンドキャップでユニット化した動吸振機構２６の上端を押さえ、あるいは適宜のスナップ嵌合で着脱自在に固定するなど、螺着以外の手段で着脱自在に組み付けることも可能である。
この例のように螺着して固定する方が、動吸振機構２６の触針子２に対する位置決め精度、固定の安定性において優れている。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は以上のとおりであるが、その効果を各請求項毎に整理すれば次のとおりである。
（１）請求項１の効果
アクチュエータを用いることなしに、簡単な構造で、触針子に振動が発生しても、これを速やかに収束させることが可能な形状測定用プローブ提供することができ、また、触針子の慣性モーメントを可及的に抑制でき、更に、粘性流体を用いる場合にも、触針子周辺を汚染することのない、コンパクトな構造の形状測定用プローブを提供することができる。
【００４１】
（２）請求項２の効果
請求項１の効果に加え、振動が発生してもこれを速やかに収束させることが可能で、設計、調整が容易な形状測定用プローブを提供することができる。
【００４２】
（３）請求項３の効果
請求項２の効果に加え、重量増加を伴うことなしに、優れた減衰力発生効果を得ることができ、また、簡単に減衰力の調整が可能な形状測定用プローブを提供することができる。
【００４３】
（４）請求項４
請求項２の効果に加え、優れた減衰効果を得ることができ、また、減衰力を簡単に調整することができ、かつ、磨耗が生じない形状測定用プローブを提供することができる。
【００４４】
（５）請求項５
請求項２の効果に加え、重錘の回転運動によるモーメントの発生をより小さく抑えることが可能な形状測定用プローブを提供することができる。
【００４５】
（６）請求項６
請求項２の効果に加え、水平方向に大きな幅を要することなしに、水平方向の運動を制限して触針子に対する水平方向への力の作用が小さく抑えられる形状測定用プローブを提供することができる。
【００４６】
（７）請求項７
請求項２の効果に加え、上下方向に大きな長さを要することなく、重錘の軸受案内方向以外の方向の運動を制限し、触針子に対する軸受案内方向以外の方向の力の作用を抑えることが可能な形状測定用プローブを提供することができる。
【００４７】
（８）請求項８
請求項１の効果に加え、より簡単な構造で、従来と同等な触針子の振動減衰性能を得ることができ、振動が発生してもこれを速やかに収束させることが可能であり、また、磨耗等による性能低下が生じることのない形状測定用プローブを提供することができる。
【００４８】
（９）請求項９
請求項１の効果に加え、２個の軸受機構の間に配置し、２個の軸受機構の間隔を大きくとることにより、触針子のモーメント剛性を向上させ、触針子における回転運動の制限効果を大きく得ることが可能な形状測定用プローブを提供することができる。
また、動吸振機構の重心位置を触針子の重心位置に可及的に一致させることで、動吸振機構の付加による触針子の慣性モーメントの増加を可及的に抑制することができる。
【００４９】
（１０）請求項１０
請求項１の効果に加え、動吸振機構の着脱を簡単な動作により行うことが可能な形状測定用プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は実施例１の断面図である。
【図２】は実施例１の動吸振機構における重量部（重錘）の変形例を示す断面図である。
【図３】は実施例１の動吸振機構における重量部（重錘）の他の変形例を示す断面図である。
【図４】は実施例２の断面図である。
【図５】は実施例３の触針子の断面図である。
【図６】は実施例４の断面図である。
【図７】は実施例５の断面図である。
【図８】は実施例６の断面図である。
【図９】は従来例の断面図である。
【符号の説明】
１：球
２：触針子
３：ハウジング
４：板ばね
５：板ばね
６：変位計
７：静圧空気軸受
８：給気孔
１０：球状重錘
１１：両端が半球状の円筒状重錘
１２：円筒状重錘
１４：引っ張りコイルばね
１５：摩擦材
２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６：動吸振機構
【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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