(57)【要約】【課題】耐久性が向上された接触式変位計を提供する。【解決手段】接触子２０がケーシング１０の内部空間Ｖから開口部Ｈを通してケーシング１０の外部に突出する。ケーシング１０の内面と接触子２０の外面との間にシール部材１が装着される。エア供給部から内部空間Ｖにエアが供給されない場合、接触子２０の外面とケーシング１０の内面との間がシール部材１により封止される。一方、エア供給部から内部空間Ｖにエアが供給された場合、接触子２０が一方向に押し出されるとともに、内部空間Ｖのエアが開口部Ｈを通して外部に放出される。【選択図】図６
2016061682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間および開口部を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部空間から前記開口部を通して前記ケーシングの外部に突出するとともに一方向に進退可能に設けられた接触子と、
前記ケーシングの内面と前記接触子の外面との間に装着されるシール部材と、
前記ケーシングの前記内部空間にエアを供給することにより前記接触子を押し出すように構成されたエア供給部とを備え、
前記シール部材は、前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給されない場合に前記接触子の外面と前記ケーシングの内面との間を封止し、前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給された場合に前記内部空間のエアを前記開口部を通して外部に放出させるように構成される、接触式変位計。
【請求項２】
前記シール部材は、前記接触子の外面を取り囲むように形状復元力を有する弾性部材により形成され、前記接触子の外面に接触する内壁部と、前記ケーシングの内面に接触する外壁部とを有し、
前記内壁部は、前記開口部側に位置する第１の端部と前記内部空間側に位置する第２の端部とを有し、前記外壁部は、前記開口部側に位置する第３の端部と前記内部空間側に位置する第４の端部とを有し、前記第１の端部と前記第３の端部とは離間し、前記第２の端部と前記第４の端部とは連結され、
前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給された場合に前記第１の端部と前記第３の端部とが近づくことにより前記接触子の外面と前記内壁部との間および前記ケーシングの内面と前記外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成される、請求項１記載の接触式変位計。
【請求項３】
前記内壁部および前記外壁部は、断面略Ｕ字形状または略Ｖ字形状をなしかつ環状開口および環状稜線を有するように一体的に形成され、前記シール部材は、前記環状開口が前記開口部を向きかつ前記環状稜線が前記内部空間に位置するように配置される、請求項２記載の接触式変位計。
【請求項４】
前記内壁部は、前記内部空間に面する傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記第２の端部側から前記第１の端部側へ前記接触子に漸次近づくように傾斜する、請求項２または３記載の接触式変位計。
【請求項５】
前記接触子を前記ケーシングに引き込む方向に付勢する付勢部材をさらに備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接触式変位計。
【請求項６】
前記ケーシングの内部において、前記シール部材と前記開口部との間に配置される粉塵捕獲用シールをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接触式変位計。
【請求項７】
前記一方向に並ぶ複数の透光部を有し、前記接触子とともに前記一方向に移動可能に構成されたスケールと、
前記スケールに非平行光を照射する投光部と、
前記スケールの前記複数の透光部を透過した前記非平行光を受光し、受光信号を出力する受光部と、
前記受光部の受光信号を処理する処理部とをさらに備え、
前記ケーシングは、一端に前記開口部を有する筒形部材であり、
前記投光部、前記スケールおよび前記受光部は、前記一方向と交差する方向に並ぶように前記ケーシングの前記内部空間に配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の接触式変位計。
【請求項８】
前記ケーシングと前記処理部との間に接続されるケーブルをさらに備え、
前記ケーブルは、前記受光部の受光信号を前記処理部に伝送する信号線と、前記エア供給部により供給されるエアを前記ケーシング内に導く通路とを含む、請求項７記載の接触式変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子を用いた接触式変位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、接触式変位計は、対象物の表面に当接されるとともに一方向に直線的に移動可能な接触子を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の測長センサ（接触式変位計）は、棒状の可動部およびホルダを含む。可動部の先端には、検査対象物に接触させる接触子が設けられる。ホルダは、可動部を挿抜可能に保持する。この測長センサにおいては、ホルダ内に設けられたコイルのインダクタンスの変化を利用して、ホルダに対する可動部の変位量が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４０２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の測長センサにおいては、一方向に伸縮可能な蛇腹状の樹脂部材からなるダストブーツが可動部に取り付けられている。ダストブーツにより塵埃等がホルダ内に入ることが防止されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような蛇腹状のゴム部材は耐久性が低い。そのため、測長センサを長期間使用すると、ゴム部材が劣化する。特に、ホルダ内にエアを供給することにより可動部を変位させるように測長センサを構成する場合には、ゴム部材が破裂する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、耐久性が向上された接触式変位計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本実施の形態に係る接触式変位計は、内部空間および開口部を有するケーシングと、ケーシングの内部空間から開口部を通してケーシングの外部に突出するとともに一方向に進退可能に設けられた接触子と、ケーシングの内面と接触子の外面との間に装着されるシール部材と、ケーシングの内部空間にエアを供給することにより接触子を押し出すように構成されたエア供給部とを備え、シール部材は、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合に接触子の外面とケーシングの内面との間を封止し、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合に内部空間のエアを開口部を通して外部に放出させるように構成される。
【０００９】
この接触式変位計においては、接触子がケーシングの内部空間から開口部を通してケーシングの外部に突出する。ケーシングの内面と接触子の外面との間にシール部材が装着される。エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合、接触子の外面とケーシングの内面との間がシール部材により封止される。一方、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合、接触子が一方向に押し出されるとともに、内部空間のエアが開口部を通して外部に放出される。
【００１０】
この場合、内部空間にエアが供給されないときには接触子の外面とケーシングの内面との間が封止されるので、ケーシングの内部空間にほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間に液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間から放出されるエアにより内部空間の外部に排出される。これにより、内部空間に液体および粉塵が蓄積することが防止される。この構成によれば、内部空間に液体および粉塵が侵入することを防止するために耐久性が低い蛇腹状のゴム部材を接触式変位計に設けることが不要となる。その結果、接触式変位計の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
（２）シール部材は、接触子の外面を取り囲むように形状復元力を有する弾性部材により形成され、接触子の外面に接触する内壁部と、ケーシングの内面に接触する外壁部とを有し、内壁部は、開口部側に位置する第１の端部と内部空間側に位置する第２の端部とを有し、外壁部は、開口部側に位置する第３の端部と内部空間側に位置する第４の端部とを有し、第１の端部と第３の端部とは離間し、第２の端部と第４の端部とは連結され、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合に第１の端部と第３の端部とが近づくことにより接触子の外面と内壁部との間およびケーシングの内面と外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成されてもよい。
【００１２】
この構成によれば、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合には、エアの圧力によりシール部材の内壁部の第１の端部と外壁部の第３の端部とが近づく。それにより、接触子の外面と内壁部との間およびケーシングの内面と外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成される。一方、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合には、シール部材の弾性部材の形状復元力により、内壁部の第１の端部と外壁部の第３の端部とが離間する。それにより、接触子の外面と内壁部とが接触し、ケーシングの内面と外壁部とが接触する。そのため、接触子の外面とケーシングの内面との間に隙間が形成された状態（以下、開放状態と呼ぶ）と、接触子の外面とケーシングの内面との間の封止状態とを簡単な構成で切り替えることができる。
【００１３】
（３）内壁部および外壁部は、断面略Ｕ字形状または略Ｖ字形状をなしかつ環状開口および環状稜線を有するように一体的に形成され、シール部材は、環状開口が開口部を向きかつ環状稜線が内部空間に位置するように配置されてもよい。
【００１４】
この場合、シール部材は一体的に形成されるので、シール部材の形成、取り扱いおよびケーシングへの取り付けを容易に行なうことができる。
【００１５】
（４）内壁部は、内部空間に面する傾斜面を有し、傾斜面は、第２の端部側から第１の端部側へ接触子に漸次近づくように傾斜してもよい。
【００１６】
この場合、エア供給部から内部空間にエアが供給されたときに、エアがシール部材の傾斜面を押すことにより内壁部の第１の端部と外壁部の第３の端部とが近づきやすくなる。これにより、シール部材をより容易に封止状態から開放状態にすることができる。
【００１７】
（５）接触式変位計は、接触子をケーシングに引き込む方向に付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。
【００１８】
この場合、接触子が付勢部材により付勢される。それにより、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合に、簡単な構成で接触子をケーシングに引き込まれた位置に戻すことができる。
【００１９】
（６）接触式変位計は、ケーシングの内部において、シール部材と開口部との間に配置される粉塵捕獲用シールをさらに備えてもよい。
【００２０】
この場合、開口部からケーシングの内部空間に侵入する粉塵が粉塵捕獲用シールにより捕獲される。そのため、内部空間に侵入する粉塵の量を低減することができる。
【００２１】
（７）接触式変位計は、一方向に並ぶ複数の透光部を有し、接触子とともに一方向に移動可能に構成されたスケールと、スケールに非平行光を照射する投光部と、スケールの複数の透光部を透過した非平行光を受光し、受光信号を出力する受光部と、受光部の受光信号を処理する処理部とをさらに備え、ケーシングは、一端に開口部を有する筒形部材であり、投光部、スケールおよび受光部は、一方向と交差する方向に並ぶようにケーシングの内部空間に配置されてもよい。
【００２２】
この場合、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子を投光部とスケールとの間に設ける必要がない。これにより、接触子の移動方向に直交する方向において接触式変位計を小型化することができる。
【００２３】
（８）接触式変位計は、ケーシングと処理部との間に接続されるケーブルをさらに備え、ケーブルは、受光部の受光信号を処理部に伝送する信号線と、エア供給部により供給されるエアをケーシング内に導く通路とを含んでもよい。
【００２４】
この場合、信号線およびエアの通路がケーブルに設けられるので、信号線およびエアの通路をコンパクトにまとめることができる。また、信号線およびエアの通路が複雑に絡まることが防止される。これにより、接触式変位計の取り扱い性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、接触式変位計の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の接触式変位計の測定ヘッドを示す図である。
【図３】中継部の分解斜視図である。
【図４】中継部の縦断面図である。
【図５】エアが供給されていない状態における測定ヘッドを示す図である。
【図６】エアが供給されている状態における測定ヘッドを示す図である。
【図７】シール部材の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（１）接触式変位計の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。図２は、図１の接触式変位計の測定ヘッドを示す図である。図２（ａ）は測定ヘッドの分解斜視図を示し、図２（ｂ）は測定ヘッドのケーシング内の構成を示し、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡ部の拡大図を示す。以下、本実施の形態に係る接触式変位計１００について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２８】
図１に示すように、接触式変位計１００は、ケーシング１０、接触子２０、投光部３０、受光部４０、スケール５０、制御部６０、表示部７０、中継部８０およびケーブル９０，９１を含む。ケーシング１０は、内部空間Ｖを有する筒形部材である。ケーシング１０の一端には、開口部Ｈが形成される。ケーシング１０、接触子２０、投光部３０、受光部４０およびスケール５０により測定ヘッド１００Ｈが構成される。
【００２９】
測定ヘッド１００Ｈは、ケーブル９０を介して中継部８０に接続される。中継部８０には、ケーシング１０の内部空間Ｖにエアを供給するためのエア供給部８６が設けられる。ケーブル９０には、複数の信号線およびエアを内部空間Ｖに導く通路が含まれる。中継部８０は、ケーブル９１を介して表示部７０に接続される。
【００３０】
本例においては、中継部８０に制御部６０が設けられる。この場合、制御部６０をケーシング１０内に設ける必要がないので、ケーシング１０を小型化することができる。また、制御部６０を配置するための他の配置領域を設ける必要がない。これにより、接触式変位計１００を小型化することができる。さらに、中継部８０にエア供給部８６が設けられているので、エア供給部８６により供給されるエアにより制御部６０を冷却することが可能になる。
【００３１】
測定ヘッド１００Ｈにおいて、接触子２０は、内部空間Ｖから開口部Ｈを通してケーシング１０の外部に突出するとともに一方向に進退可能にケーシング１０に取り付けられる。以下、一方向をＸ方向と呼ぶ。本例においては、ケーシング１０は接触子２０と略同程度の外径を有する。したがって、測定ヘッド１００Ｈは、全体として細長い形状を有する。それにより、狭い空間を通して測定対象物の変位を測定することが可能となる。また、測定ヘッド１００Ｈの保管および携帯を容易に行うことができる。
【００３２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング１０は、本体ケーシング１０ａ、保持ケーシング１０ｂ、先端ケーシング１０ｃおよびカバー１０ｄを含む。また、ケーシング１０には、シール部材１，１１，１２が設けられるとともに、図示しない防水用の他のシール部材が複数設けられる。本例では、シール部材１は例えばパッキンであり、シール部材１１は例えばＯリングであり、シール部材１２は例えば粉塵捕獲用シール（ダストシール）である。
【００３３】
本体ケーシング１０ａは、略円筒形状を有する。本体ケーシング１０ａの内側に図１の内部空間Ｖが形成される。本体ケーシング１０ａの内部空間Ｖには、スケール保持部１３、光学系保持部１４、バネ１５、投光部３０、受光部４０およびスケール５０が収納される。
【００３４】
保持ケーシング１０ｂおよび先端ケーシング１０ｃは、略円筒形状を有する。カバー１０ｄは、底部に円形の開口部Ｈが形成されたカップ形状を有する。本例においては、本体ケーシング１０ａの内部空間Ｖの容積は、保持ケーシング１０ｂ、先端ケーシング１０ｃおよびカバー１０ｄの各々の内部の容積よりも大きい。
【００３５】
接触子２０は、接触部２１、シャフト部２２およびベアリング部２３を含む。以下、シャフト部２２の一端を先端と呼び、シャフト部２２他端を後端と呼ぶ。接触部２１はシャフト部２２の先端に取り付けられ、ベアリング部２３はシャフト部２２の略中央部に取り付けられる。シャフト部２２には後端部からバネ１５が嵌められるとともに、スケール保持部１３が取り付けられる。バネ１５は測定ヘッド１００Ｈの後端に向けて接触子２０を付勢するように設けられる。スケール５０は、長尺状の板部材からなり、スケール保持部１３により保持される。スケール５０は、例えばガラスにより形成される。
【００３６】
本体ケーシング１０ａの内部から先端に突出するように保持ケーシング１０ｂが取り付けられる。本体ケーシング１０ａの内部空間Ｖにスケール保持部１３、光学系保持部１４、バネ１５、投光部３０、受光部４０およびスケール５０が収容された状態で、シール部材１１を介して保持ケーシング１０ｂの先端に先端ケーシング１０ｃが取り付けられる。シール部材１１より保持ケーシング１０ｂと先端ケーシング１０ｃとの間が密封される。接触子２０のシャフト部２２の先端および接触部２１は先端ケーシング１０ｃの先端から突出する。先端ケーシング１０ｃの内周面とシャフト部２２の外周面との間にシール部材１が装着される。
【００３７】
カバー１０ｄは、底部が測定ヘッド１００Ｈの先端を向く状態で、先端ケーシング１０ｃの先端に取り付けられる。接触子２０のシャフト部２２の先端および接触部２１はカバー１０ｄの底部の円形の開口部Ｈから突出する。カバー１０ｄの内周面とシャフト部２２の外周面との間にシール部材１２が配置される。
【００３８】
本体ケーシング１０ａの後端にケーブル９０が接続される。図１の中継部８０からケーブル９０の通路を通して本体ケーシング１０ａの内部空間Ｖにエアが供給される。供給されたエアの圧力により、接触部２１が測定対象物に当接するまで接触子２０およびスケール５０がケーシング１０に対して一体的にＸ方向に押し出される。
【００３９】
図２（ｃ）に示すように、光学系保持部１４は、接触子２０に平行に延びる２つの支持片１４ａ，１４ｂを有する。光学系保持部１４の一方の支持片１４ａの内側の面には、投光部３０および電気回路３１が取り付けられる。電気回路３１は、投光部３０に電力を供給する。一方、光学系保持部１４の他方の支持片１４ｂの内側の面には、図２（ｂ）の回路基板４１を介して受光部４０が取り付けられる。光学系保持部１４の２つの支持片１４ａ，１４ｂ間にスケール５０が配置される。
【００４０】
この状態で、スケール保持部１３および光学系保持部１４がケーシング１０に収容される。これにより、ケーシング１０内で投光部３０および受光部４０がスケール５０を挟んで対向する。スケール５０は、投光部３０の光軸に略直交するように配置される。スケール５０は複数のスリット５１を有する。各スリット５１には、固有の番号が付与されている。
【００４１】
投光部３０は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）である。投光部３０は、ＬＤ（レーザダイオード）等の他の発光素子であってもよい。投光部３０には、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子が設けられない。したがって、投光部３０から出射された光は、所定の角度で広がりながらスケール５０の一部のスリット５１を通過して受光部４０により受光される。
【００４２】
受光部４０は、Ｘ方向に配列された複数の受光素子を有するラインセンサである。複数の受光素子が複数の画素を構成する。本例においては、各受光素子はＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）である。各受光素子は、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の他の素子であってもよい。
【００４３】
受光部４０は、Ｘ方向に配列される複数の画素からなる受光面を有する。受光部４０の受光面は、投光部３０の光軸に略直交するように配置される。受光部４０からは、受光面上での受光量分布を示すアナログの電気信号（以下、受光信号と呼ぶ）が回路基板４１およびケーブル９０を通して図１の中継部８０に設けられた制御部６０に出力される。
【００４４】
この構成によれば、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子を投光部３０とスケール５０との間に設ける必要がない。これにより、Ｘ方向において測定ヘッド１００Ｈを小型化することができる。
【００４５】
図１に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６１、メモリ６２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器６３を含む。受光部４０から出力される受光信号は、Ａ／Ｄ変換器６３により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器６３から出力されるデジタル信号は、受光量分布を示す受光データとしてメモリ６２に順次蓄積される。また、メモリ６２には、接触子２０の変位を算出するための変位算出プログラムが記憶される。
【００４７】
メモリ６２に蓄積された受光データは、ＣＰＵ６１に与えられる。ＣＰＵ６１は、メモリ６２により与えられた受光データに基づいて接触子２０の変位算出プログラムを実行する。これにより、接触子２０の変位を算出するための変位算出処理が実行される。表示部７０は、例えば７セグメント表示器により構成される。表示部７０はドットマトリクス表示器により構成されてもよい。ＣＰＵ６１は、ケーブル９１を通して変位算出処理により算出された接触子２０の変位を表示部７０に表示させる。
【００４８】
本例においては、一組のケーシング１０、接触子２０、投光部３０、受光部４０およびスケール５０により一の測定ヘッド１００Ｈが構成される。複数組のケーブル９０，９１および中継部８０を用いて、複数の測定ヘッド１００Ｈを一の表示部７０にそれぞれ接続することが可能である。この構成によれば、測定対象物の複数の部分に複数の測定ヘッド１００Ｈの複数の接触子２０をそれぞれ当接させることにより、測定対象物の複数の部分の厚みを同時に測定することができる。また、複数の測定ヘッド１００Ｈによる測定値に基づいて、測定対象物の厚みの最大値、最小値、平均値または平坦度等を評価値として得ることができる。
【００４９】
測定値または評価値を示すデータは、メモリ６２に記憶される。また、ＣＰＵ６１は、図示しないインタフェースを通してデータを外部に与えることができる。本例においては、ＣＰＵ６１は、ＢＣＤ（Binary Corded Decimal）出力を外部のプログラマブルコントローラに与えることができる。また、ＣＰＵ６１は、外部のパーソナルコンピュータまたはプログラマブルコントローラとＲＳ−２３２Ｃ規格に従うシリアル通信を行うことができる。
【００５０】
（２）中継部
図３は、中継部８０の分解斜視図である。図４は、中継部８０の縦断面図である。図３および図４に示すように、中継部８０は、筐体部８１、蓋体部８３およびエア供給部８６を含む。
【００５１】
筐体部８１は、底面部および４つの側面部を有し、上部に略矩形の開口８１ａを有する。筐体部８１の１つの側面部には、円形の開口８１ｂが形成される。筐体部８１の底面部には、接続部８２が形成される。ケーブル９０は、シール部材を介して接続部８２に接続される。
【００５２】
蓋体部８３には、図１の制御部６０が実装される回路基板８４が設けられるとともに、図１のケーブル９１が接続される接続部８５が形成される。図３および図４の例では、２つの回路基板８４が蓋体部８３に設けられる。蓋体部８３は、筐体部８１の開口８１ａを閉塞するようにシール部材を介して筐体部８１に取り付けられる。
【００５３】
蓋体部８３が筐体部８１に取り付けられることにより、回路基板８４および制御部６０が筐体部８１内に収納される。ケーブル９０は接続部８２を通して筐体部８１内の制御部６０に接続される。これにより、ケーブル９０内に設けられた複数の信号線９６により測定ヘッド１００Ｈと制御部６０とが接続される。また、ケーブル９１は接続部８５を通して筐体部８１内の制御部６０に接続される。
【００５４】
エア供給部８６は、閉塞部材８６ａおよび供給口８６ｂを含む。供給口８６ｂは閉塞部材８６ａに形成される。閉塞部材８６ａは、シール部材を介して筐体部８１の開口８１ｂを閉塞するように筐体部８１の１つの側面部に取り付けられる。図４に示すように、閉塞部材８６ａには、供給口８６ｂからのエアを開口８１ｂに導く通気孔８６ｈが形成される。
【００５５】
図４において、矢印で示すように、エア供給部８６の供給口８６ｂから閉塞部材８６ａ内に流入したエアは、閉塞部材８６ａの通気孔８６ｈおよび筐体部８１の開口８１ｂを通って筐体部８１の内部に導かれる。筐体部８１内のエアは、接続部８２に接続されたケーブル９０内の通路９７を通って図１の測定ヘッド１００Ｈに供給される。供給されたエアの圧力により、図１の接触子２０が移動する。
【００５６】
この構成によれば、信号線９６およびエアの通路９７がケーブル９０に設けられるので、信号線９６およびエアの通路９７をコンパクトにまとめることができる。また、信号線９６およびエアの通路９７が複雑に絡まることが防止される。これにより、接触式変位計１００の取り扱い性を向上させることができる。
【００５７】
（３）防塵構造
図５は、エアが供給されていない状態における測定ヘッド１００Ｈを示す図である。図５（ａ）は測定ヘッド１００Ｈの側面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の測定ヘッド１００ＨのＢ−Ｂ線拡大断面図を示す。図６は、エアが供給されている状態における測定ヘッド１００Ｈを示す図である。図６（ａ）は測定ヘッド１００Ｈの側面図を示し、図６（ｂ）は図６（ｂ）の測定ヘッド１００ＨのＣ−Ｃ線拡大断面図を示す。図７は、シール部材１の拡大断面図である。
【００５８】
図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、測定ヘッド１００Ｈにおいては、シール部材１２が先端ケーシング１０ｃの先端の外面とカバー１０ｄの底部の内面とにより狭持される。これにより、カバー１０ｄの内周面とシャフト部２２の外周面との間でシール部材１２が固定される。
【００５９】
シール部材１２の内周面は、シャフト部２２がＸ方向に摺動可能にシャフト部２２の外周面と接触する。この状態で、シール部材１２は、シャフト部２２と先端ケーシング１０ｃとの間を封止する。この場合、開口部Ｈからケーシング１０に侵入する液体および粉塵が捕獲される。そのため、ケーシング１０の内部空間Ｖに侵入する液体および粉塵の量を低減することができる。
【００６０】
シール部材１は、シャフト部２２の外周面を取り囲むように配置される。シール部材１は、形状復元力を有する弾性部材（本例ではゴム）により形成される。図７に示すように、シール部材１は、内壁部２および外壁部３を有する。
【００６１】
内壁部２は端部Ｅ１，Ｅ２を有し、外壁部３は端部Ｅ３，Ｅ４を有する。端部Ｅ１と端部Ｅ３とは離間する。そのため、端部Ｅ１，Ｅ３間に環状開口４が形成される。端部Ｅ２と端部Ｅ４とは連結される。そのため、端部Ｅ２，Ｅ４間に環状稜線５が形成される。これにより、内壁部２および外壁部３は、断面略Ｕ字形状をなすように一体的に形成される。
【００６２】
図５（ｂ），図６（ｂ）および図７に示すように、シール部材１は、内壁部２がシャフト部２２の外周面に接触し、外壁部３が先端ケーシング１０ｃの内周面に接触するように配置される。本実施の形態においては、外壁部３は、先端ケーシング１０ｃに固定される。
【００６３】
ここで、端部Ｅ１，Ｅ３は開口部Ｈ側（先端側）に位置し、端部Ｅ２，Ｅ４は内部空間Ｖ側（後端側）に位置する。したがって、シール部材１は、環状開口４が先端を向きかつ環状稜線５が内部空間Ｖに位置するように配置される。内部空間Ｖに面する内壁部２の内周面２ｓは、端部Ｅ２側から端部Ｅ１側へシャフト部２２に漸次近づくように傾斜する。
【００６４】
図５（ａ），（ｂ）における接触子２０の位置を初期位置と呼ぶ。バネ１５は、接触子２０をケーシング１０に引き込む方向に付勢する。そのため、測定ヘッド１００Ｈにエアが供給されない場合には、図２（ｂ）のバネ１５の付勢力により、接触子２０はケーシング１０に引き込まれた初期位置に保持される。測定ヘッド１００Ｈにエアが供給される。この場合、エアにより接触子２０に与えられる圧力がバネ１５により接触子２０に与えられる付勢力よりも大きい。これにより、図６（ａ），（ｂ）に示すように、接触部２１が測定対象物に当接するまで接触子２０が初期位置からＸ方向に移動する。
【００６５】
図１のエア供給部８６から内部空間Ｖにエアが供給されない場合には、図５（ｂ）に示すように、シール部材１の内壁部２の内周面２ｓとシャフト部２２の外周面とが接触する。この場合、シャフト部２２の外周面と先端ケーシング１０ｃの内周面との間がシール部材１により封止される。そのため、開口部Ｈから内部空間Ｖに、ほとんど液体および粉塵が侵入しない。シャフト部２２の外周面と先端ケーシング１０ｃの内周面とが封止された状態を封止状態と呼ぶ。
【００６６】
一方、エア供給部８６から内部空間Ｖにエアが供給された場合には、図６（ｂ）に示すように、当該エアの圧力により接触子２０が移動する。また、供給されたエアがシール部材１の内壁部２の内周面２ｓに圧力を加える。これにより、内壁部２の端部Ｅ１が外壁部３の端部Ｅ３に近づく。本例では、内周面２ｓは傾斜しているので、エアが内周面２ｓを押すことにより内壁部２の端部Ｅ１と外壁部３の端部Ｅ３とがより近づきやすくなる。
【００６７】
この場合、シャフト部２２の外周面と内壁部２の内周面２ｓとの間に微小な隙間が形成される。これにより、図６（ｂ）に矢印で示すように、内部空間Ｖのエアの一部が開口部Ｈを通して外部に放出される。シャフト部２２の外周面と内壁部２の内周面２ｓとの間に隙間が形成された状態を開放状態と呼ぶ。
【００６８】
エアの供給が停止された場合には、シール部材１の弾性部材の形状復元力により、シャフト部２２の外周面と内壁部２の内周面２ｓとの間の状態が開放状態から封止状態に戻る。このように、開放状態と封止状態とを簡単な構成で切り替えることができる。
【００６９】
この構成によれば、ケーシング１０の内部空間Ｖにほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間Ｖに液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間Ｖから放出されるエアにより内部空間Ｖの外部に排出される。その結果、内部空間Ｖに液体および粉塵が蓄積することが防止される。
【００７０】
（４）効果
本実施の形態においては、接触子２０がケーシング１０の内部空間Ｖから開口部Ｈを通してケーシング１０の外部に突出する。先端ケーシング１０ｃの内周面とシャフト部２２の外周面との間にシール部材１が装着される。エア供給部８６から内部空間Ｖにエアが供給されない場合、シャフト部２２の外周面と先端ケーシング１０ｃの内周面との間がシール部材１により封止される。一方、エア供給部８６から内部空間Ｖにエアが供給された場合、接触子２０が一方向に押し出されるとともに、内部空間Ｖのエアが開口部Ｈを通して外部に放出される。
【００７１】
この場合、内部空間Ｖにエアが供給されないときにはシャフト部２２の外周面と先端ケーシング１０ｃの内周面との間が封止されるので、ケーシング１０の内部空間Ｖにほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間Ｖに液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間Ｖから放出されるエアにより内部空間Ｖの外部に排出される。これにより、内部空間Ｖに液体および粉塵が蓄積することが防止される。この構成によれば、内部空間Ｖに液体および粉塵が侵入することを防止するために耐久性が低い蛇腹状のゴム部材を接触式変位計１００に設けることが不要となる。その結果、接触式変位計１００の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
（５）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、本体ケーシング１０ａの内部空間Ｖへの液体および粉塵の侵入を防止するシール部材１２が測定ヘッド１００Ｈに設けられるが、これに限定されない。シール部材１２が測定ヘッド１００Ｈに設けられなくてもよい。この場合でも、測定対象物の測定時に本体ケーシング１０ａから放出されるエアにより内部空間Ｖの液体および粉塵が外部に排出される。そのため、内部空間Ｖに液体および粉塵が蓄積することが防止される。
【００７３】
（ｂ）上記実施の形態において、シール部材１は断面略Ｕ字形状を有するが、これに限定されない。シール部材１は断面略Ｖ字形状を有してもよいし、他の断面形状を有してもよい。
【００７４】
（ｃ）上記実施の形態において、測定ヘッド１００Ｈの後端に向けて接触子２０を加圧する付勢部材としてバネ１５が用いられるが、これに限定されない。付勢部材として、ゴム等の弾性体が用いられてもよい。あるいは、付勢部材として磁性体が用いられ、磁力により接触子２０がケーシング１０に引き込まれてもよい。
【００７５】
（ｄ）上記実施の形態においては、接触式変位計１００は、ケーシング１０の内部空間Ｖにエアが供給されたときにシャフト部２２の外周面とシール部材１の内壁部２との間に隙間が形成されるように構成されるが、これに限定されない。接触式変位計１００は、ケーシング１０の内部空間Ｖにエアが供給されたときに先端ケーシング１０ｃの内周面とシール部材１の外壁部３との間に隙間が形成されるように構成されてもよい。
【００７６】
（ｅ）上記実施の形態において、制御部６０は、中継部８０に設けられるが、これに限定されない。ケーシング１０が十分に大きい収容空間を有する場合には、制御部６０はケーシング１０に収容されてもよい。あるいは、制御部６０はケーシング１０とは異なるケーシングに収容されてもよい。
【００７７】
（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００７８】
上記実施の形態においては、内部空間Ｖが内部空間の例であり、開口部Ｈが開口部の例であり、ケーシング１０がケーシングの例であり、接触子２０が接触子の例であり、シール部材１がシール部材の例である。エア供給部８６がエア供給部の例であり、接触式変位計１００が接触式変位計の例であり、内壁部２が内壁部の例であり、外壁部３が外壁部の例であり、端部Ｅ１〜Ｅ４がそれぞれ第１〜第４の端部の例である。
【００７９】
環状開口４が環状開口の例であり、環状稜線５が環状稜線の例であり、内周面２ｓが傾斜面の例であり、バネ１５が付勢部材の例であり、シール部材１２が粉塵捕獲用シールの例であり、スケール５０がスケールの例である。投光部３０が投光部の例であり、スリット５１が透光部の例であり、受光部４０が受光部の例であり、制御部６０が処理部の例であり、ケーブル９０がケーブルの例であり、信号線９６が信号線の例であり、通路９７が通路の例である。
【００８０】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、種々の接触式変位計に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
シール部材１，１１，１２
２  内壁部
２ｓ  傾斜面
３  外壁部
４  環状開口
５  環状稜線
１０  ケーシング
１０ａ  本体ケーシング
１０ｂ  保持ケーシング
１０ｃ  先端ケーシング
１０ｄ  カバー
１３  スケール保持部
１４  光学系保持部
１４ａ，１４ｂ  支持片
１５  バネ
２０  接触子
２１  接触部
２２  シャフト部
２３  ベアリング部
３０  投光部
３０ｏ  光軸
３１  電気回路
４０  受光部
４１，８４  回路基板
５０  スケール
５１  スリット
６０  制御部
６１  ＣＰＵ
６２  メモリ
６３  Ａ／Ｄ変換器
７０  表示部
８０  中継部
８１  筐体部
８１ａ，８１ｂ  開口
８２，８５  接続部
８３  蓋体部
８６  エア供給部
８６ａ  閉塞部材
８６ｂ  供給口
８６ｈ  通気孔
９０，９１  ケーブル
９６  信号線
９７  通路
１００  接触式変位計
１００Ｈ  測定ヘッド
Ｅ１〜Ｅ４  端部
Ｈ  開口部
Ｖ  内部空間
【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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