(57)【要約】【課題】  被測定物の表面特性測定に要する時間を短縮することができる表面測定自動化装置を提供する。【解決手段】  本発明の表面測定自動化装置１は、モータユニット４から１つの取り付け体１１（主動取り付け体１１ａ）に回転駆動力が与えられると、この回転駆動力が、第１歯車１４および第２歯車１５によって主動取り付け体１１ａを除く残余の取り付け体１１に伝達され、全ての取り付け体１１が回転する。取り付け体１１に取り付けられた被測定物は、表面測定自動化装置１によって回転され、複数箇所の表面特性、たとえば表面粗さが測定可能である。複数の取り付け体１１に取り付けられた複数の被測定物は、表面測定自動化装置１に取り付けられた状態で連続して測定することができる。【選択図】      図３
2016102766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面特性を測定する表面特性測定装置に用いられる表面測定自動化装置であって、
前記複数の被測定物それぞれが位置決めされ、かつ着脱自在に取り付けられる複数の取り付け体と、
前記複数の取り付け体それぞれを互いに平行な回転軸線まわりに回転可能に支持する回転支持手段と、
複数の取り付け体のうちの１つに連結される駆動軸体であって、連結された１つの取り付け体を回転軸線まわりに回転させる回転駆動力を、外部の駆動源から前記連結された１つの取り付け体に与える駆動軸体と、
前記連結された１つの取り付け体に与えられた回転駆動力を、前記連結された１つの取り付け体を除く残余の取り付け体に伝達し、前記残余の取り付け体を回転軸線まわりに回転させる駆動力伝達手段と、を備えることを特徴とする表面測定自動化装置。
【請求項２】
前記駆動力伝達手段は、前記連結された１つの取り付け体の回転方向と同じ回転方向に前記残余の取り付け体を回転させることを特徴とする請求項１に記載の表面測定自動化装置。
【請求項３】
前記回転駆動軸体は、前記連結された１つの取り付け体を、予め定める回転角度ごとに停止するように間欠的に回転させることを特徴とする請求項１または２に記載の表面測定自動化装置。
【請求項４】
前記取り付け体は、前記回転支持手段に支持される支持部と、被測定物を保持する保持部であって、被測定物の大きさまたは形状に応じて交換可能に構成される保持部と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の表面測定自動化装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記被測定物よりも軟質の合成樹脂からなり、被測定物が嵌着されて保持されることを特徴とする請求項４記載の表面測定自動化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工関節に好適な摺動部材の表面特性を測定する際に用いられる表面測定自動化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
事故による骨折や変形性関節症などによって本来の機能を失った関節を、同等の機能を有する人工物である、いわゆる人工関節で置換する治療方法が確立されている。人工関節は、生体内に埋設されるため、生体への悪影響が少なく、長期にわたって一定の機能を保持することが求められる。
【０００３】
人工関節は、主に２つの部材からなり、それぞれが骨の末端部分に取り付けられ、関節を動かそうとするときには、これら２つの部材が相対的に移動して摺動する。たとえば、人工股関節、人工膝関節であれば、歩行するたびに摺動を繰り返し、人工肘関節であれば手作業を行うときに摺動を繰り返すことになる。
【０００４】
人工関節に用いられる材料には、コバルトクロム合金、チタン合金などの金属材料、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス材料、ポリエチレンなどの高分子材料がある。人工股関節では、たとえば、大腿骨側部材のコバルトクロム合金製骨頭ボールと、骨盤側部材のポリエチレン製の臼蓋ライナーとが摺動する。これらの部材の摺動面に対して、真球度や表面粗さが規定されており、この規定を満足するように人工関節部材を製造する必要がある。
【０００５】
表面粗さは、微小な変位を検出することが可能な探針を、被測定物の表面に接触させた状態で一定方向に移動させ、表面の輪郭形状（凹凸プロファイル）に基づいて測定されるものである。臼蓋ライナーでは、検査項目として、摺動面である略半球状の内周面の表面粗さを測定する。国際規格（ＩＳＯ７２０６）の規定では、内周面の５箇所を測定するように決められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
表面粗さ測定装置では、被測定物を固定した状態で、被測定物の表面に探針を接触させて表面粗さを測定する。臼蓋ライナーの内周面を複数箇所測定しようとすると、１箇所測定するごとに臼蓋ライナーを一定角度回転させ、被測定物の向きを変える必要がある。
【０００７】
表面粗さ測定装置の付属装置として、被測定物を保持した状態で、水平軸線まわりに回転させる装置がある。この装置を用いれば、臼蓋ライナーの内周面を探針側に向けた状態で付属装置に固定し、臼蓋ライナーを水平軸線まわりに回転させて内周面の複数箇所を測定することができる。
【０００８】
このような付属装置では、１つの水平軸線まわりに被測定物を回転させることができるだけであるので、測定するごとに臼蓋ライナーを付属装置から取り外し、新たな臼蓋ライナーを付属装置に取り付け、測定を行うという作業が必要になる。測定対象の臼蓋ライナーの数が増えるほど、付属装置への取り付け、取り外しの作業回数が増えて、測定に要する時間が膨大なものとなる。
【０００９】
本発明の目的は、被測定物の表面特性測定に要する時間を短縮することができる表面測定自動化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被測定物の表面特性を測定する表面特性測定装置に用いられる表面測定自動化装置であって、
前記複数の被測定物それぞれが位置決めされ、かつ着脱自在に取り付けられる複数の取り付け体と、
前記複数の取り付け体それぞれを互いに平行な回転軸線まわりに回転可能に支持する回転支持手段と、
複数の取り付け体のうちの１つに連結される駆動軸体であって、連結された１つの取り付け体を回転軸線まわりに回転させる回転駆動力を、外部の駆動源から前記連結された１つの取り付け体に与える駆動軸体と、
前記連結された１つの取り付け体に与えられた回転駆動力を、前記連結された１つの取り付け体を除く残余の取り付け体に伝達し、前記残余の取り付け体を回転軸線まわりに回転させる駆動力伝達手段と、を備えることを特徴とする表面測定自動化装置である。
【００１１】
また本発明は、前記駆動力伝達手段は、前記連結された１つの取り付け体の回転方向と同じ回転方向に前記残余の取り付け体を回転させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記回転駆動軸体は、前記連結された１つの取り付け体を、予め定める回転角度ごとに停止するように間欠的に回転させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記取り付け体は、前記回転支持手段に支持される支持部と、被測定物を保持する保持部であって、被測定物の大きさまたは形状に応じて交換可能に構成される保持部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記保持部は、前記被測定物よりも軟質の合成樹脂からなり、被測定物が嵌着されて保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の取り付け体には、複数の被測定物それぞれが位置決めされ、かつ着脱自在に取り付けられ、回転支持手段が、複数の取り付け体それぞれを互いに平行な回転軸線まわりに回転可能に支持する。駆動軸体は、複数の取り付け体のうちの１つに連結され、連結された１つの取り付け体を回転軸線まわりに回転させる回転駆動力を、外部の駆動源から前記連結された１つの取り付け体に与える。駆動力伝達手段は、前記連結された１つの取り付け体に与えられた回転駆動力を、前記連結された１つの取り付け体を除く残余の取り付け体に伝達し、前記残余の取り付け体を回転軸線まわりに回転させる。
【００１６】
従来であれば、１つの被測定物を測定するごとに被測定物を取り付け、取り外しする作業が必要となるが、複数の被測定物を１回の取り付け作業で表面測定自動化装置に取り付け、取り付けられた複数の被測定物を回転させるとともに、連続的に測定することができる。これにより、被測定物の表面特性測定に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
また本発明によれば、前記駆動力伝達手段は、前記連結された１つの取り付け体の回転方向と同じ回転方向に前記残余の取り付け体を回転させるので、被測定物表面の複数箇所の測定を行う場合に、各被測定物の同じ箇所をそれぞれ測定することができる。
【００１８】
また本発明によれば、前記回転駆動軸体は、前記連結された１つの取り付け体を、予め定める回転角度ごとに停止するように間欠的に回転させることにより、たとえば、被測定物内周面に沿って複数箇所を測定することができる。
【００１９】
また本発明によれば、前記取り付け体は、前記回転支持手段に支持される支持部と、被測定物を保持する保持部であって、被測定物の大きさまたは形状に応じて交換可能に構成される保持部と、を有することにより、複数種類の被測定物に対応することができる。
【００２０】
また本発明によれば、前記保持部は、前記被測定物よりも軟質の合成樹脂からなり、被測定物が嵌着される。
【００２１】
これにより、被測定物を取り付け体に取り付けても、取り付けられた被測定物に歪みなどが生じず正確な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態である表面測定自動化装置１を備える表面粗さ測定装置１０の構成を示す外観図である。
【図２】表面測定自動化装置１の外観を示す斜視図である。
【図３】表面測定自動化装置１の背面図である。
【図４】表面測定自動化装置１の縦断面図である。
【図５】他の実施形態の一つの取り付け体１１の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施形態である表面測定自動化装置１を備える表面粗さ測定装置１０の構成を示す外観図である。表面粗さ測定装置１０は、主に表面測定自動化装置１と、探針を含む測定装置本体２と、表面測定自動化装置１を載置するＹ軸テーブル３と、モータユニット４とを含む。
【００２４】
測定装置本体２は、被測定物の表面に接触させる探針２０と、探針２０を予め定める移動経路に沿って移動させる探針移動手段２１と、被測定物の表面に接触した探針２０の変位に基づいて被測定物の表面粗さを検出する制御部（図示せず。一般的なパーソナルコンピュータに制御用ソフトウェアをインストールしたものを使用する。）との接続コネクタ部２２と、を含む。図１に示すように、本実施形態では、紙面向かって左右方向、すなわち探針２０が被測定物に向かう水平方向をＸ方向、紙面向かって垂直な方向、すなわちＸ方向に直交する水平方向をＹ方向、紙面向かって上下方向、すなわち鉛直方向をＺ方向とする。
【００２５】
探針２０は、被測定物に直接接触し、被測定物の表面の凹凸に沿って変位したときの変位量を測定する。探針移動手段２１は、探針２０を揺動可能に支持し、Ｘ方向に探針２０を移動させる機構を含むスタイラス２１ａとスタイラス２１ａをＺ方向に移動させる機構を備える支柱２１ｂとを備える。探針移動手段２１によって、探針２０は、Ｘ方向およびＺ方向に移動可能となっている。
【００２６】
探針２０によって測定される被測定物表面の変位量は、電気信号として接続コネクタ部２２より出力され、外部の制御部は、この電気信号に基づいて演算を行い、表面粗さなど被測定物の表面特性を出力する。
【００２７】
表面粗さは、たとえばＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に定義されており、算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚ、輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍ、負荷長さＲｍｒなどがあるが、これらは、測定された凹凸プロファイルから算出可能である。制御部は、予め定める算出式に基づいて各表面粗さを演算する演算回路を備える。演算によりいずれの表面粗さを算出するかは、たとえば、各摺動部材について予め特定の表面粗さが規定されている場合は、該当する表面粗さを算出するようにすればよい。具体的には、被測定物である摺動部材が臼蓋ライナーである場合に、その摺動面である内周面に規定される表面粗さは、算術平均粗さＲａであるので、制御部は、探針２０から出力される内周面の凹凸プロファイルに基づいて算術平均粗さＲａを算出する。
【００２８】
Ｙ軸テーブル３は、表面測定自動化装置１およびモータユニット４を載置する載置面を有し、載置した表面測定自動化装置１およびモータユニット４をＹ軸方向に移動させる機構を含む。
【００２９】
モータユニット４は、１つの回転駆動軸を備え、この回転駆動軸が表面測定自動化装置１に連結されて、回転駆動力を表面測定自動化装置１に与える駆動源である。
【００３０】
スタイラス２１ａによる探針２０のＸ方向の移動、支柱２１ｂによるスタイラス２１ａのＺ方向の移動、Ｙ軸テーブル３による表面測定自動化装置１に対して回転駆動力を与えるモータユニット４のＹ方向の移動は、たとえば、ガイドレールとスライダとスライダを付勢する付勢手段との組合わせや、ボールねじとボールねじに螺合するナット部材とボールねじに回転駆動力を与える回転モータとの組合わせなど、いずれも従来公知の機構により実現可能である。
【００３１】
ＸＹＺ方向の移動は、いずれも電気信号によって制御可能である。本実施形態では、付勢手段または回転モータに対して制御部から移動方向および移動量を指示する電気信号が出力され、指示に応じて付勢手段または回転モータが動作し、各部位がＸＹＺ方向にそれぞれ移動する。
【００３２】
詳細は後述するが、表面測定自動化装置１は、複数の被測定物を保持し、表面測定自動化装置１に保持された状態の被測定物に探針２０を接触させて、被測定物表面の表面粗さを測定する。
【００３３】
表面粗さ測定装置１０は、上記のようなＸＹＺ方向の移動により、探針２０を表面測定自動化装置１に保持された被測定物の測定すべき表面に接触させることができる。また、表面測定自動化装置１には、複数の被測定物が、その姿勢を同じにして保持されており、主にＹ軸方向とＺ軸方向の移動により、各被測定物に対して順次探針２０を接触させて連続的に表面粗さを測定することができる。
【００３４】
さらに表面測定自動化装置１は、保持した状態の複数の被測定物をＸ方向に平行な回転軸線まわりに回転可能に構成される。１つの被測定物に着目すると、被測定物を回転させることで、被測定物表面の複数箇所に探針２０を接触させて表面粗さを測定することができる。
【００３５】
１つの被測定物について一箇所の表面粗さの測定が終了すると、探針２０の位置を移動させ、表面測定自動化装置１に保持されている別の被測定物について、同様に表面粗さを測定する。このような測定を繰り返し、表面測定自動化装置１に保持されている全ての被測定物について、それぞれ一箇所の表面粗さを測定し、１回目の測定を終了する。
【００３６】
次に、２回目の測定のために、最初に測定した被測定物の測定が可能な位置にまで探針２０を移動させるとともに、表面測定自動化装置１によって、探針２０の移動中に被測定物を回転軸線まわりに所定の回転角度だけ回転させる。１回目の測定と同様に探針２０を被測定物に接触させて表面粗さを測定する。被測定物は所定の回転角度だけ回転しているので、探針２０が接触した被測定物の表面部分は、１回目の測定において探針２０が接触した表面部分とは異なっている。
【００３７】
また、表面測定自動化装置１に保持されている複数の被測定物は、表面測定自動化装置１によって探針２０の移動中に全てが同時に所定の回転角度だけ回転する。１回目の測定と同様に表面測定自動化装置１に保持されている別の被測定物について表面粗さを測定する。被測定物は既に所定の回転角度だけ回転しているので、１回目の測定箇所とは異なる箇所を測定することができる。このような測定を繰り返し、表面測定自動化装置１に保持されている全ての被測定物について、それぞれ一箇所の表面粗さを測定し、２回目の測定を終了する。
【００３８】
表面測定自動化装置１によって被測定物を回転させ、３回目以降の測定を行う。被測定物の測定箇所について予め規定されている場合は、被測定物を複数回回転させ、規定された箇所の表面粗さを測定すればよい、
【００３９】
図２は、表面測定自動化装置１の外観を示す斜視図であり、図３は、表面測定自動化装置１の背面図であり、図４は、表面測定自動化装置１の縦断面図である。表面測定自動化装置１は、複数の取り付け体１１、複数の取り付け体１１を回転支持する支持板１２、複数の取り付け体１１のうちの主動取り付け体１１ａに連結される駆動軸体１３、複数の取り付け体１１に固定される第１歯車１４および２つの第１歯車１４に噛み合い一方の第１歯車１４から他方の第１歯車１４に回転駆動力を伝達する第２歯車１５備える。第１歯車１４および第２歯車１５は、駆動力伝達手段を構成する。
【００４０】
支持板１２は主面がＸ方向に直交するようにＹ軸テーブル３の載置面に、固定部材１８によって固定される。
【００４１】
取り付け体１１は、支持板１２に支持される支持部１６と、被測定物を保持する保持部１７とから構成される。保持部１７は、被測定物を保持することができる構成であればどのようなものでもよいが、たとえば円筒状であって、円筒の端部に被測定が嵌着して保持される構成であれば、保持のためにネジ止めなどの繁雑な作業が不要となるので好ましい。
【００４２】
支持部１６は、保持部１７が被測定物を保持する部分以外の部分で保持部１７を固定する台座１６ａと台座１６ａの中心位置に接続され、支持板１２に設けられた貫通孔に挿通される軸部１６ｂとからなる。保持部１７が円筒状である場合、軸部１６ｂの回転軸線と保持部１７の軸線とが一致するように保持部１７が台座１６ａに固定される。軸部１６ｂは支持板１２を厚み方向に貫通し、背面からさらに突出するように延びて、第１歯車１４の軸孔に挿通される。軸部１６ｂは、支持板１２の貫通孔に嵌め込まれた玉軸受け１２ａによって回転可能に支持される。玉軸受け１２ａは、径方向の荷重を受けるラジアル軸受、または径方向および軸方向の荷重を受けるアンギュラ軸受である。
【００４３】
第１歯車１４および第２歯車１５は、いずれも平歯車からなり回転軸が互いに平行な平行軸歯車対である。第１歯車１４は、上記のように取り付け体１１の軸部１６ｂに固定されることで回転可能に設けられる。軸部１６ｂの周面の一部に凹溝が設けられており、第１歯車１４は、径方向に螺着するボルト１４ａ先端が軸部１６ｂの凹溝に嵌合することで軸部１６ｂに固定される。第２歯車１５は、支持板１２の背面から垂直に立ち上る軸体１２ｂに、その軸孔が挿通され、軸体１２ｂの先端には、第２歯車１５の軸孔よりも大きな抜け止め部材１２ｃが設けられ、回転可能に支持板１２に支持されている。
【００４４】
主動取り付け体１１ａは、その軸部１６ｂに駆動軸体１３が連結される。駆動軸体１３は、モータユニット４の回転駆動軸と軸部１６ｂとを繋ぐ軸継ぎ手であり、モータユニット４からの回転駆動力が直接与えられて軸部１６ｂが回転する。軸部１６ｂが回転すると、支持部１６に固定された保持部１７が回転し、保持部１７に保持された被測定物が回転する。
【００４５】
また、主動取り付け体１１ａの軸部１６ｂが、モータユニット４の回転駆動力によって回転すると、軸部１６ｂに固定された第１歯車１４が回転し、第１歯車１４に噛み合う第２歯車１５を回転させる。第２歯車１５は中間歯車として機能し、主動取り付け体１１ａを除く残余の取り付け体１１の軸部１６ｂに固定された第１歯車１４を回転させ、回転駆動力を伝達する。
【００４６】
主動取り付け体１１ａを除く残余の取り付け体１１は、第２歯車１５によって第１歯車１４が回転され、第１歯車１４が固定された軸部１６ｂを回転させる。主動取り付け体１１ａと同様に、軸部１６ｂが回転すると、支持部１６に固定された保持部１７が回転し、保持部１７に保持された被測定物が回転する。
【００４７】
本実施形態では、複数の取り付け体１１は、Ｚ方向に３個、Ｙ方向に３個の計９個が支持板１２に、回転軸線が互いに平行となるように支持され、主動取り付け体１１ａは、これら９個の取り付け体１１のうち中央に配置される取り付け体１１である。中央の主動取り付け体１１ａに与えられる駆動力を残余の８個の取り付け体１１に伝達するために、主動取り付け体１１ａの第１歯車１４と主動取り付け体１１ａにＺ方向に隣接する２つの取り付け体（Ｚ隣接取り付け体）１１の第１歯車１４の両方に噛み合うように第２歯車１５をそれぞれ配置し、主動取り付け体１１ａの第１歯車１４と主動取り付け体１１ａにＹ方向に隣接する２つの取り付け体（Ｙ隣接取り付け体）１１の第１歯車１４の両方に噛み合うように第２歯車１５をそれぞれ配置する。この４つの第２歯車１５の回転軸線は、主動取り付け体１１ａの回転軸線と、Ｙ隣接取り付け体およびＺ隣接取り付け体の４つの取り付け体１１の回転軸線と平行であり、各回転軸線は、Ｙ方向およびＺ方向に一直線状に並んでいる。
【００４８】
さらに、Ｙ隣接取り付け体１１の第１歯車１４とＹ隣接取り付け体にＺ方向に隣接する取り付け体１１（四隅の取り付け体１１）の第１歯車１４の両方に噛み合うように４つの第２歯車１５が配置される。この４つの第２歯車１５の回転軸線も、上記の他の回転軸線と平行であり、Ｙ隣接取り付け体１１および四隅の取り付け体１１の回転軸線とＺ方向に一直線状に並んでいる。
【００４９】
主動取り付け体１１ａが中央に配置され、第１歯車１４および第２歯車１５が上記のように配置されていることで、モータユニット４から主動取り付け体１１ａに与えられた回転駆動力が、Ｙ隣接取り付け体１１およびＺ隣接取り付け体１１に伝達し、Ｙ隣接取り付け体１１に伝達した回転駆動力がさらに四隅の取り付け体１１に伝達して、９個の取り付け体１１全てが回転するように構成される。
【００５０】
なお、上記では、Ｙ隣接取り付け体１１の第１歯車１４と四隅の取り付け体１１の第１歯車１４との間の中間歯車として第２歯車１５を配置したが、Ｚ隣接取り付け体１１の第１歯車１４と四隅の取り付け体１１の第１歯車１４との間の中間歯車として第２歯車１５を配置してもよい。
【００５１】
以上のように、本発明の表面測定自動化装置１は、モータユニット４から１つの取り付け体１１（主動取り付け体１１ａ）に回転駆動力が与えられると、この回転駆動力が、主動取り付け体１１ａを除く残余の取り付け体１１に伝達され、全ての取り付け体１１が回転する。
【００５２】
取り付け体１１に取り付けられた被測定物は、表面測定自動化装置１によって回転され、複数箇所の表面特性、たとえば表面粗さが測定可能である。複数の取り付け体１１に取り付けられた複数の被測定物は、表面測定自動化装置１に取り付けられた状態で連続して測定することができる。
【００５３】
従来であれば、１つの被測定物を測定するごとに被測定物を取り付け、取り外しする作業が必要となるが、本発明の表面測定自動化装置１を用いることで、複数の被測定物を１回の取り付け作業で表面測定自動化装置１に取り付け、取り付けられた複数の被測定物を連続的に測定することができる。これにより、被測定物の表面特性測定に要する時間を短縮することができる。
【００５４】
また、本実施形態のように、第１歯車１４および第２歯車１５は、いずれも平歯車であり、２つの取り付け体１１に固定される第１歯車１４の間に１つの第２歯車１５を配置して駆動力を伝達することにより、第１歯車１４の回転方向は全て、主動取り付け体１１ａの第１歯車１４の回転方向と同じ方向とすることができる。これにより、全ての取り付け体１１の回転方向を同じ回転方向とすることができ、複数箇所の測定を行う場合に、各被測定物の測定箇所を同じ箇所とすることができる。
【００５５】
また、モータユニット４はステッピングモータなどのサーボモータであり、予め定める回転角度ごとに停止するように間欠的に回転させることができる。被測定物が、たとえば、臼蓋ライナーの場合、規定により摺動面である内周面の５箇所について表面粗さＲａを測定する必要がある。したがって、モータユニット４の回転角度を７２度に設定し、主動取り付け体１１ａを７２度回転するごとに停止するように間欠的に回転させ、停止中に表面粗さＲａを測定することで、臼蓋ライナーの内周面の５箇所の表面粗さＲａを測定することができる。
【００５６】
また、被測定物が臼蓋ライナーのように樹脂からなる場合、取り付け体１１への取り付けおよび取り外し時に、取り付け体１１との接触によって傷が付いたり、変形したりすることは避けなければならないので、直接臼蓋ライナーに接触する保持部１７も樹脂からなることが好ましい。被測定物の臼蓋ライナーと保持部１７とをいずれも樹脂製とすることで、臼蓋ライナーを円筒状の保持部１７に嵌着させても傷が付いたり、変形したりすることを防ぐことができる。
【００５７】
保持部１７を構成する樹脂としては、たとえば、６ナイロン、６６ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂）などを用いることができる。
【００５８】
さらに、被測定物を保持部１７に嵌着させたときに、被測定物が保持部１７よりも軟質であると、被測定物に歪みが生じるおそれがあり、被測定物が歪んだ状態では、正しく表面粗さが測定できない可能性がある。したがって、保持部１７は、被測定物よりも軟質の合成樹脂からなるようにするのが好ましい。
【００５９】
次に本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態は、上記の実施形態と取り付け体１１の構成が異なるだけであるので、その他の説明は省略する。図５は、他の実施形態の取り付け体１１の断面図である。他の実施形態の取り付け体１１は、支持部１６と、保持部１７とが着脱可能に構成されており、保持部１７を被測定物の大きさまたは形状に応じて交換可能となっている。
【００６０】
人工関節を構成する部材は、人体の個体差や年齢差などに対応できるように大きさが異なる複数種類の部材が予め準備される。半球状の臼蓋ライナーを例にすると、直径が異なる複数種類のライナーが準備される。取り付け体１１の保持部１７が、円筒状であり、この保持部１７に臼蓋ライナーを嵌着して取り付ける場合、臼蓋ライナーの大きさが変わると保持部１７に取り付けることができなくなる。大きさが異なる臼蓋ライナーを測定しようとすると、大きさが異なる臼蓋ライナーごとに保持部１７の大きさが異なる取り付け体１１を用意する、すなわち、大きさが異なる臼蓋ライナーごとに表面測定自動化装置１を用意ことが必要となってしまう。
【００６１】
本実施形態では、保持部１７を被測定物の大きさまたは形状に応じて交換可能とすることで、大きさが異なる臼蓋ライナーを測定するときに、保持部１７を交換すればよい。保持部１７と支持部１６とは着脱可能であればどのような構成でもよく、保持部１７を粘着テープなどで支持部１６に貼り付けてもよいし、保持部１７と支持部１６のそれぞれ接触する一部分について、一方を磁石部材、他方を磁性部材とする、または両方を磁石部材とし、極性を異ならせて磁力吸着を利用してもよい。
【００６２】
なお、保持部１７の軸線と支持部１６の軸線とを一致させる必要があるので、着脱時に軸線が一致するように、支持部１６または保持部１７の少なくともいずれか一方にガイド部材１９を設ける。保持部１７を支持部１６に装着する際に、ガイド部材１９に案内されることによって、保持部１７の軸線と支持部１６の軸線とを一致させることができる。
【００６３】
図５に示す例では、支持部１６の台座１６ａの表面にリング状突起からなるガイド部材１９を設けている。リング状突起の軸線を支持部１６の軸線と一致させ、リング状突起の外径と、円筒状の保持部１７の内径とを同じとすることで、保持部１７をリング状突起に沿って支持部１６に装着したときに保持部１７の軸線と支持部１６の軸線とが一致する。
【００６４】
なお、上記では、被測定物の表面粗さを測定する場合について説明したが、本発明の表面測定自動化装置は、これに限らず、表面の濡れ性、親水性、疎水性の指標である接触角や、表面部分の硬さなどを測定する測定装置についても適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１      表面測定自動化装置
２      測定装置本体
３      Ｙ軸テーブル
４      モータユニット
１０    測定装置
１１    取り付け体
１１ａ  主動取り付け体
１２    支持板
１２ｂ  軸体
１２ｃ  部材
１３    駆動軸体
１４    第１歯車
１４ａ  ボルト
１５    第２歯車
１６    支持部
１６ａ  台座
１６ｂ  軸部
１７    保持部
１８    固定部材
１９    ガイド部材
２０    探針
２１    探針移動手段
２１ａ  スタイラス
２１ｂ  支柱
２２    制御部
【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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