(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定機に取り付けられた保持部材と、この保持部材に対して相対移動可能に保持されかつ一端側の接触部が被測定物に接触した際に接触検知信号を出力する接触検知部と、この接触検知部を前記保持部材に対して接触部が設けられた一端側に向かって付勢する付勢手段と、この付勢手段の付勢力よりも大きな力を与えて前記接触検知部を反付勢方向に移動させて能動的な逃げ動作を行わせる駆動手段と、前記接触検知信号を受けて接触状態を判定して接触判定信号を出力する信号処理部と、前記接触判定信号を受けて前記駆動手段を駆動する駆動制御部とを備えることを特徴とするタッチ信号プローブ。
【請求項２】
請求項１記載のタッチ信号プローブにおいて、前記保持部材および前記接触検知部と被測定物とを相対的に移動させる駆動装置を制御する制御装置が設けられるとともに、前記駆動制御部は前記接触判定信号を受けると前記制御装置に駆動開始信号を出力するように構成され、かつ前記制御装置は駆動開始信号を受けると前記接触検知部および被測定物が相対的に離れるように駆動装置を制御する隔離動作指示信号を出力するように構成されていることを特徴とするタッチ信号プローブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタッチ信号プローブにおいて、前記駆動制御部は、前記接触検知部および被測定物が所定距離離れた際に発せられる隔離動作完了信号を受けると、前記駆動手段が前記接触検知部に与える力を連続的にあるいは段階的に減少させるように構成されていることを特徴とするタッチ信号プローブ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のタッチ信号プローブにおいて、前記接触検知部には接触検知部の相対移動方向に直交するフランジ面が形成され、前記保持部材には、前記接触検知部が前記付勢手段で付勢された際に、前記フランジ面に密着する受け面が形成されていることを特徴とするタッチ信号プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はタッチ信号プローブに係り、特に、三次元測定機等において被測定物の形状を接触、検知する場合に、被測定物およびスタイラス等の接触検知部の損傷を防止できるタッチ信号プローブに関する。
【０００２】
【背景技術】
タッチ信号プローブは、被測定物に接触して検出を行うため、被測定物およびスタイラスは接触による損傷は避けられない。このため、スタイラスの接触検知後のダメージを軽減するために、スタイラスの逃げ機構を設けたタッチ信号プローブが知られている。
従来の逃げ機構としては、特公平１−３９５２２号公報に記載されたように、スタイラス先端が被測定物に接触したときの応力によって逃げ機構内部の着座機構が離れてスタイラスが没し、被測定物およびスタイラスに大きな押圧力が加わらないようにして接触時のダメージを軽減した受動的な逃げ機構が知られている。このような逃げ機構は、電気接点を設けた着座機構が離れることでスタイラスが被測定物に接触したことも検知できる点で合理的なものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような逃げ機構は、スタイラスが没することで押圧力が軽減されてスタイラス、被測定物双方のダメージを軽減することができるが、逃げ機構が作動している間でもスタイラスと被測定物とは接触し続けるため、接触によるダメージを双方に与え続けることになる。このため、例えば金メッキが施された軟質な表面を有する被測定物では表面が損傷するために測定できないという問題があった。
また、スタイラス先端が被測定物に接触し続けることで、双方が磨耗、損傷してしまい、この摩耗などが誤差発生の原因になるといった問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、被測定物にスタイラス等の接触検知部を接触させる測定時に、被測定物および接触検知部の損傷を従来に比べて非常に小さくできるタッチ信号プローブを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、逃げ動作を行った接触検知部を元の位置に復元させる際に被測定物への衝突を確実に防止できるタッチ信号プローブを提供することにある。
【０００５】
さらに、本発明の他の目的は、逃げ動作を行った接触検知部を元の位置に復元させる際に、接触検知部および保持部材同士の急激な衝突を防止でき、各々の損傷、磨耗を防止できて復元位置精度の長期安定性を確保できるタッチ信号プローブを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、接触検知部の復元位置精度をより一層向上できてきわめて高精度の測定が可能なタッチ信号プローブを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のタッチ信号プローブは、測定機に取り付けられた保持部材に、一端側の接触部が被測定物に接触した際に接触検知信号を出力する接触検知部を相対移動可能に保持し、この接触検知部を前記保持部材に対して接触部が設けられた一端側に向かって付勢する付勢手段と、この付勢手段の付勢力よりも大きな力を与えて前記接触検知部を反付勢方向に移動させて能動的な逃げ動作を行わせる駆動手段と、前記接触検知信号を受けて接触状態を判定して接触判定信号を出力する信号処理部と、前記接触判定信号を受けて前記駆動手段を駆動する駆動制御部とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、前記タッチ信号プローブには、前記保持部材および接触検知部と被測定物とを相対的に移動させる駆動装置を制御する制御装置が設けられ、前記駆動制御部は前記接触判定信号を受けると制御装置に駆動開始信号を出力し、この駆動開始信号を受けた制御装置は接触検知部および被測定物が相対的に離れるように駆動装置を制御する隔離動作指示信号を出力するように構成されていることが好ましい。
また、前記駆動制御部は、接触検知部および被測定物が所定距離離れた際に前記制御装置等から出力される隔離動作完了信号を受けると、前記駆動手段が前記接触検知部に与える力を連続的にあるいは段階的に減少させるように構成されていることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記接触検知部には接触検知部の相対移動方向に直交するフランジ面が形成され、前記保持部材には、前記接触検知部が前記付勢手段で付勢されている際に、前記フランジ面に密着する受け面が形成されていてもよい。
【００１０】
【作用】
本発明では、接触検知部が被測定物に接触して接触検知信号を出力すると、信号処理部は接触検知信号を受けて接触判定信号を駆動制御部に出力する。駆動制御部は、駆動手段を駆動して接触検知部に能動的な逃げ動作を行わせ、接触検知部は被測定物から離れる。これにより、接触検知部と被測定物とが接触している時間は非常に短くなり、接触による損傷が軽減される。
【００１１】
具体的には、接触検知部が付勢手段によって付勢されており、タッチ信号プローブの接触検知部が被測定物に接触していない状態で、接触検知部が被測定物に接触して接触検知信号を出力すると、信号処理部は接触検知信号を受けて接触判定信号を駆動制御部に出力する。駆動制御部は、駆動手段を駆動して接触検知部を反付勢方向に移動させ、接触検知部は被測定物から離れる。これにより、接触検知部と被測定物とが接触している時間は非常に短くなり、接触による損傷が軽減される。
【００１２】
一方、駆動制御部が駆動手段の駆動を停止すれば、接触検知部は付勢手段によって付勢されて元の位置に復元する。
ここで、前記駆動制御部が、接触検知部の逃げ動作の後に出力される隔離動作完了信号を受けると、駆動手段が接触検知部に与える力を連続的にあるいは段階的に減少させるように構成されていれば、接触検知部を逃げる前の位置に復帰させる際の衝撃力が弱まるため、接触検知部および保持部材の損傷、磨耗が防止される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１には、第１実施例のタッチ信号プローブ１０が示されている。タッチ信号プローブ１０は、図示しない三次元測定機等の移動軸（可動部材）に取り付けられた保持部材１１と、保持部材１１内をその軸方向に相対移動される接触検知部である可動部材２１と、可動部材２１の移動を制御する制御回路３０とを備えている。
【００１４】
保持部材１１は、中空円筒形に形成され、その中心軸部分には、軸直交断面が円形の第１ガイド孔１２および第２ガイド孔１３が形成され、各孔１２，１３には可動部材２１の円柱状の第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２３がそれぞれ嵌挿され、可動部材２１はその軸方向に案内されている。
第２ガイド孔１３の上端には下方に向かって徐々に径が小さくなるテーパ穴部１４が形成され、第２ガイドロッド２３の上端にはテーパ穴部１４に嵌合可能なように同一テーパ角を有するテーパ軸部２４が形成されている。このテーパ穴部１４およびテーパ軸部２４の少なくとも一方、つまり片方あるいは両方には、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化鉛等による固体潤滑処理が施されている。
【００１５】
保持部材１１の内壁には、励磁コイル１５が巻回された固定ヨーク１６が保持部材１１の中心軸に対して対称となるように複数（例えば２、４、６個）設けられている。
一方、可動部材２１の外壁には、強磁性体鉄心等で構成されたアーマチャ２５が固定ヨーク１６に対応して軸対称に複数設けられている。アーマチャ２５は、可動部材２１の上下方向のほぼ中央部に配置され、前記テーパ軸部２４およびテーパ穴部１４が嵌合された状態（図１の状態）では、固定ヨーク１６に比べて若干下方に位置するように設けられている。従って、励磁コイル１５に電流を供給すると、その磁気吸引力でアーマチャ２５つまり可動部材２１が上方に移動され、これら励磁コイル１５、固定ヨーク１６、アーマチャ２５によって本発明の駆動手段が構成されている。
【００１６】
保持部材１０の内壁上面およびアーマチャ２５上面間には、付勢手段であるコイルばね２６が圧縮状態で挿入され、アーマチャ２５を介して可動部材２１を常時下方（前記テーパ軸部２４およびテーパ穴部１４が嵌合される方向）に付勢している。
【００１７】
可動部材２１の下部にはスタイラス２０が配置され、その下端には接触端２７が設けられている。また、スタイラス２０の上端には、スタイラス２０が被測定物に接触する時のスタイラス２０の加速度、歪み等の何らかの状態変化を検知し、その変化量に応じた接触検知信号を出力する超音波センサ、圧力センサ等からなる状態量変化検出素子２８が設けられている。
【００１８】
制御回路３０は、信号処理部３１、駆動制御部３２、制御装置３３により構成されている。
信号処理部３１は、状態量変化検出素子２８からの前記接触検知信号を受けてスタイラス２０の状態変化を常時観測して被測定物にスタイラス２０が接触したかを判定し、接触したと判定した場合には接触判定信号（トリガ信号）を駆動制御部３２に出力するように構成されている。
【００１９】
駆動制御部３２は、前記接触判定信号を受けた場合には、前記励磁コイル１５に電流を供給するとともに、制御装置３３に励磁コイル１５の駆動開始を知らせる駆動開始信号を出力するように構成されている。
制御装置３３は、駆動開始信号を受けた際に、タッチ信号プローブ１０を移動させる駆動装置３４にタッチ信号プローブ１０を被測定物から離れるように移動させるための隔離動作指示信号を出力するとともに、駆動装置３４の移動軸に内蔵されたスケールの移動量データを取得し、タッチ信号プローブ１０が所定距離移動した場合には駆動制御部３２に隔離動作完了信号を出力するように構成されている。
そして、駆動制御部３２は、隔離動作完了信号を受けると、前記励磁コイル１５に供給している電流量を段階的にあるいは連続的に減少させ、最終的には電流供給を停止するように構成されている。
【００２０】
次に、本実施例における作用について説明する。
タッチ信号プローブ１０のスタイラス２０が被測定物に接触していない測定前の状態では、可動部材２１はコイルばね２６によって下方に付勢され、テーパ軸部２４はテーパ穴部１４に嵌合されている。これによりテーパ部分の作用によって保持部材１０および可動部材２１（スタイラス２０）の軸芯が一致し、スタイラス２０の直交三方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）の位置合わせが行われる。
【００２１】
タッチ信号プローブ１０が取り付けられた可動軸を駆動装置３４を用いて移動させて被測定物にスタイラス２０の接触端２７を接触させると、状態量変化検出素子２８からの接触検知信号に変化が生じ、信号処理部３１ではその変化からスタイラス２０と被測定物との接触が判定され、接触判定信号が駆動制御部３２に出力される。
【００２２】
駆動制御部３２は、接触判定信号を受けると励磁コイル１５に電流を供給する。励磁コイル１５は、電流供給により磁気吸引力を発生する。この際、アーマチャ２５は励磁コイル１５よりも下側に位置しているため、励磁コイル１５の磁力によってアーマチャ２５を上方（コイルばね２６の反付勢方向）に移動させる力が発生する。この力がコイルばね２６の付勢力よりも大きくなるように電流を供給すれば、アーマチャ２５つまり可動部材２１は上方に移動し、つまりスタイラス２０の接触端２７は被測定物から離れる方向に移動し、いわゆる逃げ動作を行う。
この際、励磁コイル１５の磁気吸引力は、コイルばね２６の付勢力に比べて比較的大きいため、可動部材２１は高速に逃げ動作を行う。
【００２３】
また、接触判定信号を受けた駆動制御部３２は、駆動開始信号を制御装置３３に送り、この信号に応じて制御装置３３は駆動装置３４に隔離動作指示信号を出力し、駆動装置３４は、タッチ信号プローブ１０全体を被測定物から離れるように移動させる。
【００２４】
制御装置３３は、移動軸のスケールからタッチ信号プローブ１０の移動量データを取得し、被測定物から所定距離移動したことが分かると、隔離動作完了信号を駆動制御部３２に出力する。
駆動制御部３２は、隔離動作完了信号を受けると励磁コイル１５に供給している電流を段階的もしくは連続的に減少させ、可動部材２１は逃げ動作前の状態に戻る。
すなわち、励磁コイル１５への電流量を徐々に減少させると、励磁コイル１５による磁気吸引力も徐々に減少し、コイルばね２６の付勢力によって可動部材２１は低速度で下方に移動し、その移動に伴いテーパ穴部１４およびテーパ軸部２４も緩やかに（ソフトに）当接し、そのテーパ作用によって可動部材２１は保持部材１１と軸芯が一致するように元の位置に戻る。
【００２５】
以上の動作は、被測定物にスタイラス２０を接触させる度に行われ、各測定時においてはスタイラス２０は被測定物に一瞬だけ接触するように制御される。
【００２６】
このような本実施例によれば、次のような効果がある。
すなわち、スタイラス２０の接触端２７が被測定物に接触すると、直ちにスタイラス２０を含む可動部材２１が上方に高速移動する能動的な（アクティブな）逃げ動作を行うため、スタイラス２０と被測定物の接触時間をきわめて短時間にでき、接触時にスタイラス２０および被測定物に加わる接触検知力もきわめて微小にできる。
このため、逃げ動作中もスタイラスが被測定物に接触し続ける従来例に比べて被測定物に与える損傷をきわめて小さくでき、従来被測定物を損傷するために行えなかった、例えば金メッキが施された軟質な表面の測定も行うことができるとともに、被測定物の損傷による測定誤差を小さくあるいは無くすことができ、高精度の測定を行うことができる。
また、スタイラス２０の接触端２７も摩耗、損傷しにくくなるため、例えば接触端２７の摩耗や損傷によってスタイラス２０の先端の位置再現性が低下して測定誤差が生じることを防止でき、より高精度な測定を行うことができる。
【００２７】
さらに、可動部材２１は、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４が嵌合される状態を復元位置とされているので、それらのテーパ作用によって可動部材２１は保持部材１１に対して軸合わせされて復元位置精度を向上することができる。
また、可動部材２１はコイルばね２６により付勢されているので、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４を常に一定の力で当接させることができ、可動部材２１の特に軸方向の位置精度を向上することができる。
従って、連結部材２１は保持部材１１に対して常に一定の位置に復元されるため、測定を繰り返し行う場合でも測定精度を向上することができる。
【００２８】
さらに、逃げ動作を行った可動部材２１（スタイラス２０）を元の位置に戻す際に、励磁コイル１５への電流を徐々に減少させて可動部材２１を低速度で移動し、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４をソフトに当接させているため、当接時のテーパ穴部１４およびテーパ軸部２４双方の損傷、摩耗を防止でき、復元位置精度を長期間安定して確保することができ、高精度な測定を繰り返し行うことができる。
【００２９】
また、可動部材２１をゆっくりと戻すことで、スタイラス２０に設けられた状態量変化検出素子２８に大きな衝撃力が加わることも防止でき、検出素子２８の破損を防止できるとともに、衝撃による電気的ノイズの発生を防止できて誤検出を防止することができる。さらに、衝撃により発生する機械的振動が原因で可動部材２１やスタイラス２０が位置ずれして誤差が発生することも防止でき、測定を高精度に行うことができる。
【００３０】
さらに、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４をソフトに当接させない場合には、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４が強固に嵌合して外れ難くなるいわゆるテーパコーキングが発生し、再度、被測定物に当接させた場合に可動部材２１の逃げ動作を妨げることがあるが、本実施例ではテーパ穴部１４およびテーパ軸部２４をソフトに当接させているため、テーパコーキングを防止することができる。
特に、前記実施例では、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４の少なくとも一方に固体潤滑処理を施しているため、密着時の摩擦力を軽減でき、テーパコーキング現象の発生をより確実に防止することができる。
【００３１】
また、励磁コイル１５に電流を供給することで発生する磁気吸引力は、スタイラス２０の軸方向だけでなく、軸直交方向にも作用するが、前記実施例では励磁コイル１５、固定ヨーク１６とアーマチャ２５との組を軸対称に複数組、例えば２組あるいは４組配置しているため、スタイラス２０に働く軸直交方向の磁力を互いに相殺することができ、可動部材２１が一方からの磁気吸引力によってずれて各ガイド孔１２，１３に過度の力が加わることを防止することができる。
さらに、励磁コイル１５、固定ヨーク１６とアーマチャ２５との組を軸対称に複数組設けたので、可動部材２１は各アーマチャ２５が対応する励磁コイル１５、固定ヨーク１６の正面に位置するように吸引され、これにより可動部材２１が固定部材１０に対して回転することも防止できる。この際、隣接する各組の磁極を逆極性とすれば、各々の組の磁気吸引力だけでなく隣接する組同士の磁気反発力も利用できるため、可動部材２１をより確実に回り止めすることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例について図２を参照して説明する。なお、本実施例において、前記第１実施例と同様もしくは相当構成部分には同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
第２実施例のタッチ信号プローブ４０は、第１実施例のタッチ信号プローブ１０に比べて、磁気吸引力によって可動部材２１（スタイラス２０）の逃げ動作を行うのではなく、ばね力で行っている点が異なるものである。
【００３３】
すなわち、可動部材２１の外壁に設けられたアーマチャ２５は、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４が嵌合している状態で固定ヨーク１６よりも若干上方に位置するように設けられ、かつ永久磁石４１が内蔵されている。
また、アーマチャ２５の下面と保持部材１０の内壁間には、可動部材２１を上方に付勢するコイルばね４２が挿入されている。
【００３４】
このような本実施例では、スタイラス２０が被測定物に接触していない状態では、永久磁石４１の磁気吸引力は可動部材２１を下方に移動させる方向に働く。この際、磁気吸引力は、コイルばね４２の可動部材２１を上方に移動させるように働く付勢力よりも大きく設定されているため、コイルばね４２の付勢力に打ち勝ってスタイラス２０を含む可動部材２１を下方に移動し、テーパ軸部２４をテーパ穴部１４に嵌合させた状態に保持する。
【００３５】
スタイラス２０が被測定物に接触して信号処理部３１から接触判定信号が出力されると、駆動制御部３２から電流が励磁コイル１５に供給される。励磁コイル１５による磁気力は、永久磁石４１の磁気力を弱める方向に働き、可動部材２１はコイルばね４２の付勢力および励磁コイル１５の磁気力によって上方に移動つまり逃げ動作を行う。
【００３６】
一方、駆動装置３４からの移動量データによってタッチ信号プローブ１０が所定量移動したことが分かり、制御装置３３から駆動制御部３２に隔離動作完了信号が出力されると、駆動制御部３２は励磁コイル１５に供給している電流を段階的にあるいは連続的に減少する。これにより、励磁コイル１５の働きが弱まり永久磁石４１の磁気力が徐々に大きくなるため、可動部材２１はゆっくりと下方に移動してテーパ穴部１４およびテーパ軸部２４は緩やかに当接する。
従って、本実施例においては、永久磁石４１によって付勢手段が構成され、コイルばね４２および励磁コイル１５によって駆動手段が構成されている。
【００３７】
このような本実施例においても、前記第１実施例と同様に、スタイラス２０と被測定物の接触時間をきわめて短時間にでき、接触検知力もきわめて微小にできるため、被測定物やスタイラス２０の損傷をきわめて小さくでき、軟質な表面の測定が可能となるとともに、高精度な測定を行うことができる。
また、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４をソフトに当接できるため、双方の損傷、摩耗を防止でき、復元位置精度を長期間安定して確保でき、高精度な測定を繰り返し行うことができる。さらに、状態量変化検出素子２８に大きな衝撃力が加わることを防止できて検出素子２８の破損を防止でき、衝撃による電気的ノイズの発生を防止できるとともに、テーパコーキングも防止できる。
【００３８】
その上、磁気吸引力を利用した第１実施例に比べて、可動部材２１の逃げ動作をコイルばね４２のばね力を利用して行っているので、逃げ動作をより高速に行えてスタイラス２０および被測定物の接触時間をより短縮することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３実施例について図３を参照して説明する。なお、本実施例において、前記第１，２実施例と同様もしくは相当構成部分には同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
第３実施例のタッチ信号プローブ５０は、可動部材２１のテーパ軸部２４の上部に水平なフランジ面５１が形成され、テーパ穴部１４の上部に前記フランジ面５１の受け面５２が形成されている点のみが前記第２実施例のタッチ信号プローブ４０と異なり、その他の構成は同じである。
【００４０】
このような本実施例においても前記第２実施例と同様の作用効果を奏せるほか、フランジ面５１および受け面５２を形成したので、可動部材２１を下方に付勢したときに、フランジ面５１および受け面５２を当接させることで軸方向の復元位置精度をより一層向上でき、より高精度の測定を行うことができる。
【００４１】
以上、本発明について好適な実施例をあげて説明したが、本発明は前記実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、前記各実施例では、接触検知部であるスタイラス２０を被測定物側に付勢する付勢手段と、スタイラス２０を被測定物から離れる方向（反付勢方向）に移動させる駆動手段とは、圧縮コイルばね２６，４２や、励磁コイル１５、固定ヨーク１６、アーマチャ２５、永久磁石４１等の磁気力を利用したものを用いていたが、付勢手段や駆動手段としては、これらに限らず、圧縮空気等の流体を利用したものや、ソレノイド等の電磁力を用いたものなどの各種の駆動機構が利用できる。
【００４２】
また、前記各実施例では、制御装置３３は駆動装置３４の移動軸に内蔵されているスケールの移動量データつまり空間情報を用いてタッチ信号プローブ１０，４０，５０が被測定物から離れたかを検知し、隔離動作完了信号を出力するように構成されていたが、例えば移動軸の移動速度を予め認識しておき、タッチ信号プローブ１０，４０，５０が被測定物から所定距離離れるまでの時間情報により隔離動作完了信号を出力したり、測定者が目測によりタッチ信号プローブ１０，４０，５０が被測定物から所定距離離れたことを認識したらスイッチを押して隔離動作完了信号を出力するように構成してもよい。
さらに、タッチ信号プローブ１０，４０，５０を手動移動する場合には、駆動装置３４は不要となり、手動スイッチを押すなどして制御装置３３から隔離動作完了信号を出力するように構成すればよい。
また、信号処理部３１から制御装置３３に直接駆動開始信号を出力するように構成してもよく、制御回路３０の構成は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００４３】
また、付勢手段の付勢力がそれほど大きくない場合等では、駆動制御部３２からの電流供給の切替のみで可動部材２１（スタイラス２０）の戻し動作を行ってもよい。但し、前記実施例のように可動部材２１の復元時に駆動制御部３２からの電流を徐々に減少させるように構成すれば、可動部材２１を低速で戻すことができ、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４をソフトに当接することができる点で有利である。
【００４４】
さらに、前記第２，３実施例においては、永久磁石４１による磁気吸引力をコイルばね４２のばね力よりも小さくし、励磁コイル１５に電流を供給した際に発生する磁気吸引力が永久磁石４１の磁気力と同方向に作用してコイルばね４２のばね力よりも大きくなるように構成し、スタイラス２０が被測定物に接触していない状態では励磁コイル１５に常時電流を供給し、被測定物に接触した際に電流供給を停止してコイルばね４２のばね力で可動部材２１の逃げ動作が行われるように構成してもよい。
また、前記第１実施例においても、圧縮コイルばね２６の代わりに引張りばねをアーマチャ２５の下面および保持部材１０の内壁下面間に配置し、引張りばねで可動部材２１を被測定物側（スタイラス２０側）に付勢するように構成してもよい。
要するに、付勢手段や駆動手段としてコイルばねや磁気力を利用する場合でも、それらの構成は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００４５】
さらに、前記各実施例では、スタイラス２０および可動部材２１は同軸とされていたが、必ずしも同軸でなくてもよく、スタイラス２０を可動部材２１に対して偏心させてもよい。
また、スタイラス２０および可動部材２１の軸は、必ずしも平行でなくてもよく、直角あるいは４５度等の互いに適宜な角度を持つように設定してもよい。
さらに、互いに軸方向の異なる複数本のスタイラス２０を可動部材２１に設けて各種方向の測定を容易に行えるようにしてもよい。
また、複数本のスタイラス２０を設けた場合などの、複数の方向に逃げ動作を行う必要がある場合には、例えば前記実施例の保持部材１０および可動部材２１を新たに可動部材２１と見立てて逃げ動作させる機構を複数設ければよい。
【００４６】
さらに、前記各実施例では、励磁コイル１５、固定ヨーク１６、アーマチャ２５の組を軸対称に設けていたが、３、５、７組等軸対称とならないように配置してもよい。このような場合でも、各組が等間隔で配置されていれば、磁気吸引力の軸直交方向の力を互いに相殺することができる。
【００４７】
また、前記各実施例では、テーパ穴部１４およびテーパ軸部２４の少なくとも一方に固体潤滑処理を行っていたが、液体や気体による潤滑処理を行ってもよく、さらにはボールベアリングやローラベアリング等によるリニアガイドを設けてもよく、要するに密着面の摩擦力を軽減できればよい。
また、第３実施例のように、フランジ面５１および受け面５２を設ける場合にはこれらの部分にも潤滑処理等を行ってもよい。
さらに、これらの潤滑処理は必ずしも行う必要はないが、処理したほうがテーパコーキングをより確実に防止できるという利点がある。
【００４８】
また、駆動装置３４は被測定部側を移動させるものでもよく、被測定物と可動部材２１（スタイラス２０）とを相対的に移動できるものであればよい。
さらに、本発明のタッチ信号プローブは、三次元測定機に適用されるものに限らず、ハイトゲージ等の一次元測定機、二次元測定機等にも適用でき、対象物を接触して検知する各種の測定機に利用できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接触検知部が被測定物に接触すると駆動手段によって接触検知部は被測定物から離れる方向に移動されるため、接触検知部および被測定物の接触時間を短くできて、接触による損傷をきわめて小さくすることができ、接触検知部や被測定物の破損による測定誤差の発生を防止でき、より高精度に測定することができるとともに、軟質な表面の測定物も測定することができる。
【００５０】
さらに、接触検知部が被測定物に接触したことを知らせる接触判定信号を受けた駆動制御部から出力された駆動開始信号に基づき、制御装置が駆動装置を制御して接触検知部および被測定物を相対的に離れるようにすれば、接触検知部が逃げ動作を行う際に、タッチ信号プローブ全体も被測定物から自動的に離すことができ、接触検知部を元の位置に復元させる際に被測定物への衝突を防止することができ、接触検知部の破損を確実に防止できる。
【００５１】
また、逃げ動作を行った接触検知部を元の位置に復元させる際に、駆動手段が接触検知部に与える力を徐々に減少させれば、接触検知部は低速度で移動して接触検知部および保持部材同士の急激な衝突を防止でき、各々の損傷、磨耗を防止できて復元位置精度の長期安定性を確保することができる。
さらに、接触検知部および保持部材に、接触検知部の移動方向に直交するフランジ面および受け面をそれぞれ設ければ、接触検知部の復元時の軸方向の位置精度をきわめて向上できるため、接触検知部の復元位置精度をきわめて高くでき、これにより高精度の測定を繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のタッチ信号プローブの要部および制御回路を示す説明図である。
【図２】本発明の第２実施例のタッチ信号プローブの要部および制御回路を示す説明図である。
【図３】本発明の第３実施例のタッチ信号プローブの要部および制御回路を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，４０，５０  タッチ信号プローブ
１１              保持部材
１４              テーパ穴部
１５              励磁コイル
１６              固定ヨーク
２０              スタイラス
２１              接触検知部である可動部材
２４              テーパ軸部
２５              アーマチャ
２６              付勢手段であるコイルばね
２８              状態量変化検出素子
３０              制御回路
３１              信号処理部
３２              駆動制御部
３３              制御装置
３４              駆動装置
４１              付勢手段である永久磁石
４２              駆動手段であるコイルばね
５１              フランジ面
５２              受け面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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