(57)【要約】 【課題】  大型化を抑え、簡易な構成によって、微弱かつ一定の接触荷重を得ることができる接触荷重調整装置および該装置を用いた形状測定機を提供すること。【解決手段】  被測定面Ｗに接触する触針子３の接触荷重を調整する接触荷重調整装置であって、前記触針子３を、この触針子３を含む部材の自重により前記触針子３の軸方向に移動可能に支持する支持手段６と、前記触針子３の軸方向に沿って流体を流すべく、この流体を前記触針子３の周囲に向けて、常時、供給または吸引する流体供給吸引手段１０と、を備え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】
被測定面に接触する触針子の接触荷重を調整する接触荷重調整装置であって、
前記触針子を、この触針子を含む部材の自重により前記触針子の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記触針子の軸方向に沿って流体を流すべく、この流体を前記触針子の周囲に向けて、常時、供給または吸引する流体供給吸引手段と、を備えることを特徴とする接触荷重調整装置。
【請求項２】
前記流体供給吸引手段は、前記触針子の軸方向に対して傾斜させて流体を供給または吸引することを特徴とする請求項１に記載の接触荷重調整装置。
【請求項３】
前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給と吸引とを合わせて行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接触荷重調整装置。
【請求項４】
前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給または吸引を、前記触針子の周囲の複数箇所に向けて同時に行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の接触荷重調整装置。
【請求項５】
前記流体が圧縮性流体であって、
前記流体供給吸引手段は、前記圧縮性流体の圧力が調整可能に構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置接触荷重調整装置。
【請求項６】
前記流体供給吸引手段は、前記流体の流れの方向が変更可能に構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置を備えることを特徴とする形状測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定面に接触する触針子の接触荷重を調整する接触荷重調整装置および該装置を備える形状測定機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、触針子を被測定物の表面に接触させる際に、その接触荷重が一定になるように調整するための種々の接触荷重調整装置が使用されている。また、電子機器などの工業製品の小型化、精密化が進んできており、これら精密部品の性能を高精度に評価するために、前記接触荷重の微弱化が要請されてきている。
従来より、これら接触荷重調整装置として以下のようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、本接触荷重調整装置は、図９に示すように、例えば接触式の形状測定機に適用されるものであり、この形状測定機は、先端に球状の触針子１０１を有し柱状に形成された触針プローブ軸１０２と、有底角筒状に形成されたハウジング１０５とを備えている。ハウジング１０５の内壁には、段差部１０９が形成されている。そして、ハウジング１０５の空洞部内に触針プローブ軸１０２が挿入されており、触針プローブ軸１０２は、圧縮性流体を利用したバネ機構により、触針子１０１を外方に突出させ外方に付勢した状態で、軸方向に移動可能に支持されている。
さらに、本接触荷重調整装置は、空洞部に連通し圧縮性流体を流出入させる浮き上げ用吸気ポート１０８および押し下げ用吸気ポート１０７と、触針子１０２の軸方向の変位量を検出する変位計１０４と、変位計１０４の検出値に応じて圧縮性流体の供給圧力を制御する不図示の供給圧力制御手段とを備えている。
【０００３】
上記のような接触荷重調整装置によれば、被測定物Ｗの測定時において、変位計１０４が触針プローブ軸１０２の軸方向の変位量を検出し、触針プローブ軸１０２が所定の変位量を超えるときには、供給圧力制御手段により、浮き上げ用吸気ポート１０８への流体の供給圧力が強められるか、または押し下げ用吸気ポート１０７への流体の供給圧力が弱められる。そのため、触針プローブ軸１０２を押し上げる力が発生する。
これにより、被測定物Ｗの表面形状に影響されずに接触荷重を一定にすることができるとともに、その接触荷重を弱めることができ、被測定物Ｗの表面に過大な接触荷重がかかるのを防止することができる。
【特許文献１】特開平１１−３１６１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成によると、一定の接触荷重を得るために、触針プローブ軸１０２の軸方向の変位量を検出し、その検出結果をフィードバックさせるための制御手段が必要となるため、調整装置自体が大きく且つ複雑になってしまい、コストが増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、大型化を抑え、簡易な構成によって、微弱かつ一定の接触荷重を得ることができる接触荷重調整装置および該装置を用いた形状測定機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、被測定面に接触する触針子の接触荷重を調整する接触荷重調整装置であって、前記触針子を、この触針子を含む部材の自重により前記触針子の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、前記触針子の軸方向に沿って流体を流すべく、この流体を前記触針子の周囲に向けて、常時、供給または吸引する流体供給吸引手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、触針子が、この触針子を含む部材の自重によって移動可能に支持されるとともに、流体供給吸引手段により、触針子の周囲に向けて、常時、流体が供給または吸引される。その結果、触針子の軸方向に沿った流体の流れが常に生じ、この流体の流れに応じて触針子に常に一定の推進力または退避力が与えられる。
これにより、被測定面に対する触針子の接触荷重が微弱かつ一定に保持されるため、触針子の軸方向の変位量を検出してその検出結果をフィードバックさせたりするための制御手段が不要となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記触針子の軸方向に対して傾斜させて流体を供給または吸引することを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段によって、触針子の軸方向に対して傾斜させて流体が供給または吸引される。そのため、前記軸に向けて流体を直接供給または吸引することにより、流体の押圧力や吸引力の前記軸方向成分によって、触針子が軸方向に沿って移動させられる。
これにより、触針子に対して、前記推進力や退避力を効率よく確実に与えることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給と吸引とを合わせて行うことを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により流体が供給され、この供給に合わせて吸引も行われる。
これにより、触針子の軸方向のスムーズな流体の流れを容易に作り出すことができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給または吸引を、前記触針子の周囲の複数箇所に向けて同時に行うことを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段によって、流体の供給または吸引が、触針子の周囲の複数箇所に向けて同時に行われ、その結果、複数箇所からの流体の流れによって、前記軸方向の移動において、軸が支持、案内される。
これにより、移動時における摩擦を低減させるとともに、軸のブレや振動を防止することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体が圧縮性流体であって、前記流体供給吸引手段は、前記圧縮性流体の圧力が調整可能に構成されることを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により、供給または吸引される圧縮性流体の圧力が調整され、これら圧力に応じて触針子の推進力または退避力が変化する。
これにより、被測定物の強度に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の流れの方向が変更可能に構成されることを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により、流体の流れの方向が変更され、例えば、触針子を下向きにして用いるときには退避力を与え、上向きにして用いるときには推進力を与えることができる。
これにより、触針子の姿勢に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の接触荷重調整装置を備えることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機によれば、前記接触荷重調整装置が触針ヘッドとして用いられる。
これにより、簡易かつ安価な構成によって、正確に測定することができるとともに、測定機を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微弱かつ一定の接触荷重を得ることができるだけでなく、装置自体の大型化を抑制するとともに、その装置を簡易かつ安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例１）
以下、本発明の第１実施例に係る接触荷重調整装置について、図面を参照して説明する。
本実施例では、接触荷重調整装置として、被測定物Ｗの表面形状を測定する接触式の形状測定機の触針ヘッド１に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１実施例としての触針ヘッド１を示したものである。
触針ヘッド１は、被測定物Ｗに接触させる触針プローブ２と、有底角筒状に形成されたハウジング５とを有しており、触針プローブ２は、柱状に形成された触針プローブ軸４と、その先端に設けられた球状の触針子３とを備えている。ハウジング５の内部には、触針プローブ軸４が挿入される空洞部（支持手段）６が設けられている。空洞部６を形成するハウジング５の内壁面９は軸線Ｌ方向に沿って直線状に設けられている。内壁面９が直線状に設けられているのは、内壁面９に段差部が設けられていると、流体の流出入に伴って、その段差部付近に渦が生じやすくなり、これら渦が発生することにより空洞部６内に気流の乱れが生じ、これにより、微振動が生じてしまい、正確な測定が困難になるからである。
また、ハウジング５の内壁には、空洞部６内に流体を吹き出すための吹出孔を有するガイド機構８と、不図示の静圧レギュレータで制御される圧縮性流体を、ハウジング５の外方からガイド機構８を介して空洞部６内に供給するための吸気ポート７とが設けられている。
【００１６】
このような構成のもと、空洞部６内に触針プローブ軸４が挿入されて触針子３が重力方向、すなわち下方に向けられるとともに、触針プローブ２は、その自重のみによって軸線Ｌ方向に移動可能に支持されている。すなわち、本実施例における触針プローブ２は、空洞部６内に挿入されると、自由な状態において、その自重のみによって下方向に移動するように構成されている。また、吸気ポート７からガイド機構８を介して、空洞部６内にクリーンでドライな圧縮性流体を噴出することにより、触針プローブ軸４の外周面と空洞部６の内壁面９との間には微小な隙間が生じるようになっており、そのため触針プローブ２は内壁面９と非接触で、つまり摩擦を低減させた状態で移動するようになっている。これにより、触針子３は、触針プローブ２の自重のみによって、下方向に付勢された状態になっている。
また、ハウジング５内の底部には、触針プローブ２の変位量を検出する測定用変位センサ１３が設けられており、その検出信号が不図示の演算部に入力され、この演算部により、被測定物Wの表面形状が算出されるようになっている。
【００１７】
また、本実施例における触針ヘッド１は、所定の圧力をもって圧縮性流体を常時供給する不図示の供給ポンプと、空洞部６内に圧縮性流体を流入させるための一対の荷重調整用吸気ポート１０とを備えており、この荷重調整用吸気ポート１０は、軸線Ｌに対して傾斜するように、かつ軸線Ｌを挟んで対称な位置に配されるように形成されている。すなわち、荷重調整用吸気ポート１０は、ハウジング５の外方から内方である空洞部６内に向けて、触針プローブ２の先端から後端に向かう傾斜を持って構成され、触針ヘッド１の断面において全体として逆Ｖ字状になるように構成されたものである。荷重調整用吸気ポート１０の軸線Ｌに対してなす角度は９０度よりも小さな角度であればよいものであるが、効果的に考えると、例えば、３０度〜５０度が望ましい。また、供給ポンプは供給する流体の圧力を調整することができるようになっている。
【００１８】
このような構成のもと、供給ポンプを駆動すると、供給ポンプから圧縮性流体が常時供給されることにより、荷重調整用吸気ポート１０から触針プローブ軸４の周囲に向けて圧縮性流体が噴出し、この圧縮性流体が触針プローブ軸４の斜め方向から触針プローブ軸４を押圧するようになっている。これにより、触針子３に、触針プローブ２の自重による付勢力に抗して、軸線Ｌの後方向、すなわち触針プローブ軸４から触針子３と反対方向（触針プローブ軸４の先端から後端方向）の退避力が生じるようになっている。また、供給ポンプから供給される流体の圧力を調整することにより、触針子３の退避力が調整できるようになっている。なお、これら供給ポンプおよび荷重調整用吸気ポート１０は流体供給吸引手段を構成するものである。
【００１９】
次に、このように構成された本実施例における触針ヘッド１の作用について説明する。
触針ヘッド１は、上述のように例えば接触式の形状測定機に組み込まれて使用されるものである。測定に際しては、触針プローブ２の先端を前記下方に向けた状態で、触針子３を被測定物Ｗの表面に接触させ、この接触させた状態で、触針プローブ２を走査させる。すると、触針子３は、下方向に向けて付勢されているため、被測定物Ｗの表面形状にならって、軸線Ｌ方向に移動させられる。そして、この測定の間の触針プローブ２の変位量が測定用変位センサ１３により検出され、この検出信号に基づいて、演算部により、被測定物Ｗの表面形状が算出される。
【００２０】
これら測定の間において、被測定物Ｗに対する一定の微弱な接触荷重を維持するためには、種々のフィードバック制御手段等による複雑な構成が必要とされていたが、本実施例における触針ヘッド１においては、以下のようにして微弱な接触荷重を常時一定にすることが容易にできる。
すなわち、測定前に、あらかじめ被測定物Ｗの表面強度に合わせて供給ポンプから供給される流体の圧力を設定する。そして、その最適な圧力のもとに圧縮性流体が、荷重調整用吸気ポート１０を介して、触針プローブ軸４の周囲に向けて常時供給される。このとき、荷重調整用吸気ポート１０は軸線Ｌに対して軸線Ｌの前方向から後方向に傾斜するように設けられているため、荷重調整用吸気ポート１０から噴出された圧縮性流体は、軸線Ｌの後方向のベクトルを有し、触針プローブ軸４の外周面に角度を持って触れる。そして、これら流体は軸線Ｌの前方向から後方向に向かう流れとなる。触針子３は、触針プローブ２の自重のみによって、常に一定の荷重により下方向に移動するように支持されていることから、これら常時流れる圧縮性流体による押圧力の軸線Ｌの後方向の成分と、軸線Ｌの後方向に向かう流体の流れによって触針プローブ軸４に生じる摩擦等とによって、触針プローブ２に、前記自重のみによる付勢力に抗して、軸線Ｌの後方向を向く一定の退避力が生じる。
【００２１】
このときの退避力は、供給ポンプにより圧縮性流体が常時供給されているため、一定の大きさに常時維持されるとともに、触針プローブ２の重量と比較して、１ｍｇｆ〜１００ｍｇｆ程度小さな力となる。これにより、触針子３の被測定物Ｗに対する接触荷重を一定に維持することができるとともに、その接触荷重を微弱なものにすることができる。
【００２２】
以上より、触針子３の軸線Ｌ方向の変位量を検出してその検出結果をフィードバックさせたりするための制御手段が不要となるため、触針ヘッド１が大型化するのを抑制し、触針ヘッド１を安価かつ簡易に構成することができる。
さらに、上方向ベクトルを有する流体を、触針プローブ軸４に直接吹き付けることができるため、触針子３に対して、退避力を効率よく確実に与えることができる。
また、供給ポンプから供給する流体の圧力を調整することにより、被測定物Ｗの強度に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
また、荷重調整用吸気ポート１０が軸線Ｌを挟んで対称に形成されることにより、触針プローブ軸４を安定して移動させることができる。
【００２３】
（実施例２）
図２は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図２において、図１に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において上述した実施例と相違した構成とするものである。すなわち、荷重調整用吸気ポート１０がガイド機構８の中に設けられ、ガイド機構８に流体を供給するためのポンプと、触針プローブ軸４に向けて供給するための供給ポンプとが兼用して構成されるものである。
このような構成のもと、吸気ポート７からガイド機構８に向けて流体を供給すると、その流体が途中位置において２方向に分岐し、その一方はガイド機構８に、他方は荷重調整用吸気ポート１０を通って空洞部６へ供給される。
以上より、両ポンプを兼用することができ、部品点数を減少させることによって、より簡易かつ安価に構成することができる。
【００２４】
（実施例３）
図３は、本発明の第３の実施形態を示したものである。
この実施例と上記第２の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、荷重調整用吸気ポート１０が軸線Ｌ方向にわたって均等間隔に複数形成され、供給ポンプから吸気ポート７を介して空洞部６内に流体を供給すると、複数の荷重調整用吸気ポート１０から同時に流体が噴出されるようになっている。そのため、触針プローブ軸４が支持され、その軸線Ｌ方向の移動がスムーズになるよう案内されることにより、摩擦が低減し、触針プローブ軸４のブレや振動の発生が防止される。
以上より、図２に示すガイド機構８が不要となり、部品点数を減少させることにより、さらに簡易かつ安価に構成することができる。
【００２５】
（実施例４）
図４は、本発明の第４の実施例を示したものである。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、荷重調整用吸気ポート１０に代えて、第１の荷重調整用ポート１１と第２の荷重調整用ポート１２とが設けられている。また、供給ポンプに代えて、流体を供給する機能と流体を吸引する機能とを切り換えることができる供給吸引ポンプが設けられ、第１の荷重調整用ポート１１には第１の供給吸引ポンプが、第２の荷重調整用ポート１２には第２の供給吸引ポンプが接続されている。
【００２６】
さらに、第１の荷重調整用ポート１１は、軸線Ｌを挟んで対称に設けられており、同様に、第２の荷重調整用ポート１２も軸線Ｌを挟んで対称に設けられている。そして、第１、第２のポート１１，１２は、それぞれ軸線Ｌに対して略直交する方向に向けられて、互いに平行になるように形成されている。さらに、第１、第２のポート１１，１２の相対位置は、第１の荷重調整用ポート１１が第２の荷重調整用ポート１２よりも軸線Ｌの前方向側に配設されるようになっている。なお、これら第１、第２のポート１１，１２および第１、第２の供給吸引ポンプは流体供給吸引手段を構成するものである。
【００２７】
このような構成のもと、第１の供給吸引ポンプを駆動して流体を供給する機能を作動させるとともに、第２の供給吸引ポンプを駆動して流体を吸引する機能を作動させると、第１の荷重調整用ポート１１を介して空洞部６内に流体が供給され、第２の荷重調整用ポート１２を介して流体が吸引される。そのため、空洞部６内に、軸線Ｌの前方向から後方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子３に退避力が与えられる。また、第１、第２の供給吸引ポンプの機能を切り換え、それぞれ供給および吸引の機能を上記とは逆に設定することにより、上記とは逆方向に、すなわち軸線Ｌの後方向から前方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子３に軸線Ｌ前方向に向けられた推進力が与えられる。
【００２８】
以上より、第１、第２のポート１１，１２の軸線Ｌとの角度にかかわらず、軸方向の流体のスムーズな流れを容易に作り出すことができる。
また、触針プローブ２の姿勢に応じて、流体の流れの方向を変更することにより、その接触荷重を調整することができる。例えば、被測定物Ｗを下から測定する場合には、触針ヘッド１の上下を逆転させて触針プローブ２を上方向に向ける必要があるが、そのときにも、触針子３に上記のように推進力を与えることにより、被測定物Ｗに対して適切な接触荷重を設定することができる。
【００２９】
（実施例５）
図５は、本発明の第５の実施例を示したものである。
この実施例と上記第４の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、第１、第２のポート１１，１２がガイド機構８の中に設けられ、ガイド機構８に流体を供給するためのポンプと、触針プローブ軸４に向けて供給するための第１、第２の供給吸引ポンプとが兼用して構成されるものである。
以上より、ポンプを兼用することができ、部品点数を減少させることによって、より簡易かつ安価に構成することができる。
さらに、例えば図６に示すように、触針プローブ２が水平方向に向けられた場合、触針子３の被測定面に対する接触荷重は、触針子３に与えられる推進力によりほぼ決まることになる。そのため、極めて小さな推進力により、微弱かつ一定の接触荷重を維持することができる。
【００３０】
（実施例６）
図７は、本発明の第６の実施例を示したものである。
この実施例と上記第４の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、第１の荷重調整用ポート１１と第２の荷重調整用ポート１２とが兼用されるとともに、それに合わせて第１の供給吸引ポンプと第２の供給吸引ポンプ２とが兼用されたものである。そして、この兼用された第１、第２のポート１１，１２が、軸線Ｌ方向に沿ってハウジング５の底部に形成されており、測定用変位センサ１３がハウジング５の内壁面９に設けられたものである。
このような構成のもと、兼用された第１、第２の供給吸引ポンプによって流体を空洞部６内から吸引すると、軸線Ｌの後方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子３に退避力が与えられる。また、上記供給吸引ポンプの機能を切り換えて流体を空洞部６内に供給すると、軸線Ｌの前方向に向かう流体の流れが生じ、触針子３に推進力が与えられる。
以上より、部品点数を少なくして、より簡易かつ安価に構成することができる。
また、流体の供給、吸引の方向が触針プローブ２の移動方向と一致しているため、効率よくかつスムーズに流体を流すことができる。
【００３１】
（実施例７）
図８は、本発明の第７の実施例を示したものである。
本実施例では、接触荷重調整装置として、被測定物Ｗの表面形状を測定する接触式の形状測定機２０に適用した場合を例に挙げて説明する。
この形状測定機２０は、被測定物Ｗの測定を行う測定部２２と、被測定物Ｗを支持する支持部２１とを備えており、両者が基台２３の上に対向して配置されたものである。
測定部２２は、被測定物Ｗ等を実際に測定する測定ユニット２４と、測定ユニット２４が載せられる測定機板２５と、測定機板２５が載せられる測定機台２６とを備えている。
【００３２】
測定機板２５は、その長さ方向の両端に配されるｚ駆動軸２７ａ，２７ｂを介して測定機台２６に固定されており、測定機台２６は、支持部２１より遠い側に配置されるｚ駆動軸２７ｂが不図示の駆動部により駆動させられることにより、測定機板２５を支持部２１側に向けて傾斜させるようになっている。さらに、測定機台２６は、不図示のｘ軸駆動部によって、ｘ駆動軸２８を介して触針プローブ２の軸線Ｌに直交する方向かつ水平方向に往復移動可能になっている。この測定機台２６の動きを、ｘ軸測長器２９が検出するようになっている。
【００３３】
また、測定ユニット２４は、例えば上記第１の実施例における触針ヘッド１と、触針子３の変位量を測定するためのプローブ軸測長器３０とを備えている。
触針ヘッド１は、触針プローブ２が水平方向かつ被測定物Ｗに向けられるようにして測定機板２５に設けられている。そのため、触針プローブ２は、被測定物Ｗに対して接近離間する方向に往復移動可能に支持されている。
プローブ軸測長器３０は、触針プローブ２の近傍に設けられ、触針プローブ軸４の軸線Ｌ方向の移動量を検出するようになっている。
【００３４】
また、支持部２１は、保持壁部３１を備えており、保持壁部３１には、被測定物Ｗを保持するワークホルダ３２が設けられている。ワークホルダ３２は、被測定物Ｗを保持するものであり、ワークホルダ３２を介して被測定物Ｗを保持壁部３１に取り付けると、被測定物Ｗは、測定部２２側に突出した状態で保持されるようになっている。これにより、ワークホルダ３２によって被測定物Ｗが保持されると、被測定物Ｗと測定部２２側に設けられた触針子３とが対向して配されるようになっている。
【００３５】
このような構成のもと、被測定物Ｗをワークホルダ３２に取り付け、駆動部を駆動すると、ｚ駆動軸２７ｂが駆動させられて、測定機板２５に支持部２１側に向けた傾斜が生じる。これにより触針ヘッド１も傾き、触針子３は、触針プローブ２の自重の軸方向成分のみによって、軸方向先端に向けて移動する。そのため、触針子３は、上記自重の軸方向成分のみによって、軸線Ｌの前方向、すなわち被測定物Ｗに向けて一定の力で付勢される。このとき、供給ポンプを駆動することにより、図１に示す荷重調整用吸気ポート１０からハウジング５の空洞部６内に流体が常時噴出され、上記第１の実施例と同様の作用により、触針子３に軸線Ｌの後方向に一定の退避力が与えられる。
【００３６】
そして、この状態でｘ軸駆動部を駆動すると、触針子３は、測定機台２６を介して水平方向に移動し、この水平方向の移動により、被測定物Ｗの側方からその表面に接触する。触針子３は軸線Ｌの前方向に付勢されているため、触針子３をさらに同方向に移動させると、触針子３は被測定物Ｗの表面形状にならって軸線Ｌ方向に移動する。このときの触針プローブ軸４の軸線Ｌ方向の移動量がプローブ軸測長器３０によって検出されるとともに、水平方向の移動量がｘ軸測長器２９により検出される。これらｘ軸測長器２９およびプローブ軸測長器３０の検出結果に基づいて、被測定物Ｗの表面形状が算出される。
【００３７】
以上より、触針子３は、触針プローブ２の自重の軸方向成分のみによって、軸線Ｌの前方向に付勢されるとともに、一定の退避力が与えられていることから、触針子３の接触荷重を制御するための制御手段が不要となる。そのため、形状測定機２０が大型化するのを抑制するとともに、測定機自体を簡易かつ安価に構成することができる。
【００３８】
なお、上記第１の実施例においては、荷重調整用吸気ポート１０が触針プローブ２の先端から後端に向かう傾斜を持って構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば触針プローブ２の後端から先端に向かう傾斜を持って、すなわち触針ヘッド１の縦断面において全体としてＶ字状になるように構成するとともに、荷重調整用吸気ポート１０を供給ポートとして空洞部６内に流体を供給することにより、触針子３に推進力を与えるようにしてもよい。また、これらＶ字と逆Ｖ字状のポートを両方設けることにより、触針プローブ２の姿勢に応じて、触針子３に推進力または退避力を与えるようにしてもよい。
また、荷重調整用吸気ポート１０の設置位置、角度、形状、数等は適宜変更してよい。
さらに、上記第７の実施例において、例えば第１の実施例における触針ヘッド１を備えるとしたが、これに限らず、第２〜第６の実施例における触針ヘッド１を組み込むようにしてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る接触荷重調整装置の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る接触荷重調整装置の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る接触荷重調整装置の第３の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る接触荷重調整装置の第４の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る接触荷重調整装置の第５の実施例を示す断面図である。
【図６】上記第５の実施例において、触針ヘッドを水平方向に向けた様子を示す断面図である。
【図７】本発明に係る接触荷重調整装置の第６の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る接触荷重調整装置の第７の実施例を示す断面図である。
【図９】従来の接触荷重調整装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
３    触針子
６    空洞部（支持手段）
１０  荷重調整用吸気ポート（流体供給手段）
１１  第１の荷重調整用ポート（流体供給手段）
１２  第２の荷重調整用ポート（流体供給手段）
２０  形状測定機
Ｗ    被測定物（被測定面）
【図１】
2005315780.tif 000003
【図２】
2005315780.tif 000004
【図３】
2005315780.tif 000005
【図４】
2005315780.tif 000006
【図５】
2005315780.tif 000007
【図６】
2005315780.tif 000008
【図７】
2005315780.tif 000009
【図８】
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【図９】
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