JPH0424407Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被測定物に関与させたスタイラスの
変位から被測定物の表面粗さを測定する表面粗さ
測定機に関する。

〔背景技術とその問題点〕

被測定物の表面にスタイラスを関与させ、その
両者を相対移動させつつその相対移動方向と交差
（直交）する方向のスタイラスの変位を電気信号
に変換し、この電気信号を所定処理して表面粗さ
を測定する表面粗さ測定機が広く利用されてい
る。

従来の表面粗さ測定機の一般的な構造を第７図
を参照して説明する。従来の表面粗さ測定機は、
測定回路等を内蔵した本体ケース１０１に、前記
測定回路によつて得られた測定値を表示するため
の表示手段１０２と、本体ケース１０１に内蔵さ
れた駆動手段で軸方向へ往復移動するアーム１０
３とをそれぞれ設けるとともに、このアーム１０
３の先端に高さ調整部材１０４を介して筒体１０
５を取り付け、この筒体１０５に上下方向へ揺動
自在に支持されたスタイラス１０６およびスタイ
ラス１０６の上下方向変位を電気信号に変換する
検出回路１０７からなる検出手段１０８を設け
た、構成である。

従つて、本体ケース１０１をしかるべく位置に
支持するとともに、スタイラス１０６を被測定物
（図示省略）の表面に当接関与させ、前記駆動手
段によつてアーム１０３をその軸方向へ移動させ
れば、スタイラス１０６が被測定物の表面粗さに
応じて上下方向へ変位する。すると、検出手段１
０８がスタイラス１０６の変位を電気信号に変換
しつつ前記測定回路へ出力する。測定回路では、
予め決められた演算処理等を行つて測定値を求
め、これを表示手段１０２、例えばデジタル表示
器に表示する。

しかしながら、上記従来の表面粗さ測定機は、
次のような問題があつた。

第１に、スタイラス１０６を当接関与すべき箇
所と本体ケース１０１を安定支持すべき箇所とが
離隔してしているので、両箇所を有する大型の被
測定物でないと測定できないという使用上の制限
があつた。

第２に、第１の点は、表面粗さはJISで定めら
れた所定の単位長さにおいて規定されているにも
かかわらず、その単位長さのみを有する被測定物
においては、本体ケース１０１を安定支持すべき
格別の台座を設けない限り、それを測定すること
ができないことを意味するから、きわめて測定能
率が悪いという欠点があつた。しかも、単位長さ
のみを有する被測定物を測定するからといつて、
格別の台座を設けたのでは、使用態様が著しく制
限される。

第３に、検出手段１０８が本体ケース１０１か
ら突出した形態であるから、保存管理や携帯使用
が困難である上、スタイラス１０６等を破損する
危険性が高いという問題もあつた。

第４に、スタイラス１０６とアーム１０３の駆
動手段とが離隔している構造であるから、、それ
ら部材の変形誤差が生じやすく、測定精度が悪い
ばかりか、アーム１０３や駆動手段等を竪牢とし
なけらばならず、全体として大型、高重量とな
る。

〔考案の目的〕

ここに、本考案の目的は、このような従来の問
題点を除去すべくなされたもので、小型かつ軽量
で携帯に便利な上、測定の適用範囲が広い表面粗
さ測定機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

そのため、本考案では、被測定物に関与させる
スタイラスを往復移動させる駆動手段およびこの
駆動手段による往復移動方向と直交する方向のス
タイラスの変位を電気信号に変換する検出手段を
内蔵する第１の枠体と、前記検出手段からの信号
を基に表面粗さを求める測定回路、この測定回路
からの測定値を表示する表示手段等の電装品およ
び電源を内蔵する第２の枠体と、この第２の枠体
に対して第１の枠体を保持しかつ前記往復移動方
向と同方向へ移動可能とするための移動手段と、
前記第１の枠体と第２の枠体との間を電気的に連
結する連結手段と、を備え、前記移動手段を介し
て第１の枠体を第２の枠体に対して移動させるこ
とにより、第２の枠体を基準とした前記スタイラ
スの測定範囲を拡大できるよう構成した、ことを
特徴とする。

従つて、スタイラス等を含む第１の枠体と、測
定回路、表示手段等を含む第２の枠体とが一体的
に形成されているから、小型かつ軽量で携帯に便
利であり、かつ使用姿態を自由に選択できる。ま
た、第２の枠体に対して第１の枠体がスタイラス
の往復移動方向と同方向へ移動可能であるから、
狭所の測定等が容易となり、測定の適用範囲を拡
大することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図から第４図に
ついて説明する。第１図は本実施例の全体構成を
示す概略図、第２図は外観を示す斜視図、第３図
は第２図の−線断面図である。

同表面粗さ測定機は、大きく分けて、第１の枠
体１と、第２の枠体２とから構成されている。こ
れら枠体１，２は、それぞれの幅寸法、それぞれ
の奥行き寸法が互いに等しく、それぞれの高さ寸
法のみが互いに異なる偏平箱状に形成され、かつ
一体状態では偏平直方体状の形態に形成されてい
る。

第１の枠体１には、被測定物に関与させるスタ
イラス２３を往復移動させる駆動手段１０と、ス
タイラス２３を含み前記駆動手段１０による往復
移動方向と直交する方向のスタイラス２３の変位
を電気信号に変換する検出手段２０とがそれぞれ
内蔵されている。

駆動手段１０は、前記第１の枠体１内に２つの
支台１１を介して第１の枠体１の幅方向へ平行に
支持されたスクリユー１２およびガイドバー１３
と、スクリユー１２を回転駆動させる小型DCモ
ータ１４と、スクリユー１２に対して螺合されか
つガイトバー１３に対して摺動自在に設けられた
前記検出手段２０を有する往復動ユニツト１５と
から構成されている。往復動ユニツト１５は、前
記スクリユー１２およびガイドバー１３間にその
長手方向に一定間隔隔てて設けられた２つの可動
片１６Ａ，１６Ｂと、この両可動片１６Ａ，１６
Ｂを互いに接近する方向へ付勢する２つ引張ばね
１７とから構成されている。

検出手段２０は、前記往復動ユニツト１５の一
方の可動片１６Ａに板ばね２１を介して揺動自在
に支持されたアーム２２と、このアーム２２の先
端にアーム２２と直角に取り付けられたスタイラ
ス２３と、このスタイラス２３の上下方向の変位
つまり板ばね２１を支点とするアーム２２の上下
方向の変位を電気信号に変換する圧電素子等から
なる検出器２４とを含む。アーム２２は、他方の
可動片１６Ｂに取り付けられた板ばね２５により
板ばね２１を支点としてスタイラス２３側が常時
下方へ回動付勢されているとともに、第１の枠体
１の底壁１Ａに螺合されたストツパーねじ２６に
より略水平状態に保持されるようになつている。
また、スタイラス２３は、前記底壁１Ａに設けら
れた窓孔２８から下方へ突出されている。なお、
窓孔２８の長さは、少なくともスタイラス２３の
往復移動範囲より長く形成されている。

一方、第２の枠体２には、前記第１の枠体１の
検出手段２０からの信号を処理する信号処理回路
３０と、この信号処理回路３０からの信号を基に
各種パラメータの表面粗さを求める測定回路３１
と、この測定回路３１で得られた測定値を表示す
るデジタル表示器等の表示手段３２と、前記第１
の枠体１内のモータ１４を駆動させる駆動回路３
３と、この駆動回路３３、測定回路３１および表
示手段３２を制御する制御回路３４と、これら各
回路に電力を供給する電源３５と、がそれそれ内
蔵されている。

制御回路３４には、前記第２の枠体２の一側面
上部に配置された３つのスイツチ３６Ａ，３６
Ｂ，３６Ｃがそれぞれ接続されている。スイツチ
３６Ａは電源スイツチ、スイツチ３６Ｂはスター
トスイツチ、スイツチ３６Ｃは表面粗さのパラメ
ータを最大高さR_nax、十点平均粗さR_z、中心線
平均粗さR_a等のいずれかを選択するためのパラ
メータ選択スイツチである。制御回路３４は、パ
ラメータ選択スイツチ３６Ｃで選択されたパラメ
ータを測定回路３１へ指令するとともに、スター
トスイツチ３６Ｂが押されると、駆動回路３３を
介してモータ１４を予め決められた測定長さスト
ローク分駆動させる。測定回路３１は、信号処理
回路３０からの信号を制御回路３４からのパラメ
ータに従つて所定処理し、例えばパラメータが中
心線平均粗さR_aであれば、その中心線平均粗さ
R_aを求め、これを表示手段３２へ表示させる。
表示手段３２は、第２の枠体２の上面に配置され
ているが、上面のほかに第２の枠体２の正面上部
に配置してもよい。

第１の枠体１と第２の枠体２との間には、第２
の枠体２に対して第１の枠体１を保持しかつスタ
イラス２３の往復移動方向と同方向へ移動させる
ための移動手段４０と、第１の枠体１と第２の枠
体２との間を電気的に連結する連結手段５０とが
それぞれ設けられている。

移動手段４０は、第１の枠体１の上面に駆動手
段１０によるスタイラス２３の往復移動方向と平
行に設けられた鳩尾形状の一方の係合部４１と、
前記第２の枠体２の下面に幅方向に沿つて設けら
れ前記第１の係合部４１に摺動自在に係合する蟻
溝形状の他方の係合部４２とから構成されてい
る。これにより、第２の枠体２に対して第１の枠
体１はスタイラス２３の往復移動方向と同方向へ
移動できるようになつている。この際、第１の枠
体１の上面にその上面に対して出没自在に設けら
れかつ常時はばね４５により突出する方向へ付勢
された係合ピン４６が、第２の枠体２の下面に第
１の枠体１の移動方向に沿つて一定間隔おきに設
けられたいずれかの係合孔４７₁〜４７_oに係合
し、第２の枠体２に対する第１の枠体１の位置決
めが行われる。

連結手段５０は、前記第１の枠体１内の検出器
２４と第２の枠体２内の信号処理回路３０とを電
気的に接続するケーブル５１Ａと、第２の枠体２
内の駆動回路３３と第１の枠体１内のモータ１４
とを電気的に接続するケーブル５１Ｂとから構成
されている。これらケーブル５１Ａ，５１Ｂは、
両枠体１，２の摺動面に設けられた通孔５２，５
３を通つて配線され、かつ第２の枠体２に対する
第１の枠体１の移動にも支障を与えない十分な長
さ寸法に設定されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

測定に当たつて、被測定物の測定面に本表面粗
さ測定機を載置するとともに、その測定面にスタ
イラス２３を接触させ、スタートスイツチ３６Ｂ
を押す。すると、制御回路３４は駆動回路３３を
通じてモータ１４を回転させる。モータ１４の回
転に伴つてスクリユー１２が回転すると、往復動
ユニツト１５がスクリユー１２の軸方向へ移動す
るので、検出手段２０のスタイラス２３は被測定
物の表面粗さに応じて上下に変位する。

スタイラス２３の変位は、検出器２４で電気信
号に変換された後、連結手段５０を通じて信号処
理回路３０へ与えられ、そこで処理され測定回路
３１へ与えられる。測定回路３１は、信号処理回
路３０からの信号を基に制御回路３４から指令さ
れたパラメータに従つて表面粗さを求め、これを
表示手段３２に表示させる。

ところで、通常の形態ではスタイラス２３を被
測定物の測定面に接触させることができない状
況、例えば被測定物の穴の内面の表面粗さを測定
するに当たつて、その穴内に本測定機全体を挿入
できない状況、あるいは被測定物の天井までの寸
法が本測定機の高さ寸法より短い状況では、第４
図に示す如く、第２の枠体２に対して第１の枠体
１をスタイラス２３の往復移動方向と同方向へ移
動させる。すると、第１の枠体１の先端側つまり
スタイラス２３側が第２の枠体２の側面より突出
するので、この第１の枠体１の突出側を被測定物
の穴内等へ挿入すれば、上記と同様に測定するこ
とができる。

従つて、本実施例によれば、スタイラス２３を
往復移動させる駆動手段１０や検出手段２０を含
む第１の枠体１と、測定回路３１や表示手段３２
等を含む第２の枠体２とが一体的に形成され、全
体として小型かつ軽量な偏平直方体の形態である
から、携帯使用に便利な上、使用姿態も制限され
ることがなく、かつ台座等を必要としなくても各
種大きさの被測定物を容易に測定することができ
る。しかも、保存管理が容易で、かつスタイラス
２３の破損も防止できる。

また、第１の枠体１は第２の枠体２に対してス
タイラス２３の往復移動方向と同方向へ移動可能
であるから、本測定機全体が入らない被測定物の
穴内等の表面粗さをも測定することができる。こ
の際、第１の枠体１を第２の枠体２に対して移動
させると、第１の枠体１側の係合ピン４６が第２
の枠体２側のいずれかの係合孔４７₁〜４７_oに係
合し、第１の枠体１を第２の枠体２に対して位置
決めするので、安定した測定が期待できる。

また、第２の枠体２の上面および正面に表示手
段３２をそれぞれ設ければ、使用姿態にかかわら
ず表示の読み取りを容易にすることができる。さ
らに、第２の枠体２に電源３５を設けたので電源
用コードが不要になり、取扱もきわめて楽であ
る。しかも、制御回路３４を通じて測定回路３１
に表面粗さのパラメータを指令するパラメータ選
択スイツチ３６Ｃを設けたので、各種のパラメー
タの表面粗さを簡易に測定することができる。

なお、実施に当たつて、駆動手段１０として
は、上記実施例の構成に限られるものでなく、ス
タイラス２３を高精度に往復移動できるものであ
ればいずれでもよい。

また、検出手段２０に用いられる検出器２４と
しては、上記実施例で述べた圧電素子に限らず、
差動トランス等でもよく、要するにスタイラス２
３の上下方向の変位を電気信号に変換できるもの
であればよい。

また、上記実施例の移動手段４０では、第１の
枠体１側に設けられた一方の係合部４１を鳩尾形
状とし、第２の枠体２側に設けられた他方の係合
部４２を蟻溝形状としたが、これらは逆の形状で
あつてもよい。さらに、このような鳩尾形状と蟻
溝形状の係合部４１，４２に限らず、第２の枠体
２に対して第１の枠体１を移動させることができ
る手段であればいずれでもよい。

また、連結手段５０としては、上記実施例で述
べたケーブル５１Ａ，５１Ｂの構成に限らず、例
えば第５図および第６図に示す構成でもよい。こ
れは、前記第２の枠体２の下面に前記第１の枠体
１の移動方向と直交する方向に沿つて所定間隔離
れて設けられかつ常時はその下面から突出する方
向へ付勢された複数組の一方の接点６１Ａ，６２
Ａ，６３Ａと、前記第１の枠体１の上面にその上
面と面一（つらいち）に埋設され前記各組の接点
６１Ａ，６２Ａ，６３Ａと電気的に接続する他方
の接点６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂとから構成されて
いる。なお、ここでの各枠体１，２は非導電性材
料によつて構成されている。

各組の一方の接点６１Ａ，６２Ａ，６３Ａは、
第２の枠体２の下面に垂直にかつ下部が上部に対
して径大に形成された収納孔６４と、この収納孔
６４の上部に挿入固定されたガイド筒６５と、こ
のガイド筒６５内に摺動自在に挿入された接触ピ
ン６６と、この接触ピン６６を常時下方へ向かつ
て付勢するばね６７とから構成されている。接触
ピン６６は、下端面が凸球面状または凸円弧面状
に成形されているとともに、上端が第２の枠体２
内の電装品と接続されている。

また、各組の他方の接点６１Ｂ，６２Ｂ，６３
Ｂは、第１の枠体１の上面にその第１の枠体１の
移動方向に沿つて一定間隔（例えば、係合孔４７
_１〜４７_oの間隔）おきに埋設された複数の接触ピ
ン６８₁〜６８_oから構成されている（第６図参
照）。各接触ピン６８₁〜６８_oは、上端面が第１
の枠体１の上面と面一の平面状に成形さていると
ともに、下端が第１の枠体１内の電装品と接続さ
れている。

このように構成すると、第１の枠体１と第２の
枠体２とを電気的に連結するケーブルが不要にな
るので、第１の枠体１を第２の枠体に対して円滑
に移動させることができる。

なお、第５図および第６図において、上記例と
は逆に、一方の接点６１Ａ，６２Ａ，６３Ａを第
１の枠体１に、他方の接点６１Ｂ，６２Ｂ，６３
Ｂを第２の枠体２にそれぞれ設けるようにしても
よい。また、他方の接点６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ
を、第１の枠体１の移動方向に沿つて一定間隔お
きに複数の接触ピン６８₁〜６８_oを設ける代わり
に、第１の枠体１の移動方向に沿つて連結する１
枚の導電性の帯材で構成すれば、第１の枠体１の
任意の移動位置において両枠体１，２の電気的接
続を保ことができる。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、小型かつ軽量で
携帯に便利な上、測定の適用範囲が広い表面粗さ
測定機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体の概略
図、第２図は外観を示す斜視図、第３図は第２図
の−線断面図、第４図は使用状態を示す斜視
図、第５図は連結手段の変形例を示す一部を切欠
いた側面図、第６図は第５図の−線断面図、
第７図は従来の表面粗さ測定機を示す斜視図であ
る。 １……第１の枠体、２……第２の枠体、１０…
…駆動手段、２０……検出手段、２３……スタイ
ラス、３１……測定回路、３２……表示手段、３
５……電源、４０……移動手段、４１……一方の
係合部、４２……他方の係合部、５０……連結手
段、６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ……一方の接点、６
１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ……他方の接点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測定物に関与させるスタイラスを往復移動
   させる駆動手段およびこの駆動手段による往復
   移動方向と直交する方向のスタイラスの変位を
   電気信号に変換する検出手段を内蔵する第１の
   枠体と、 前記検出手段からの信号を基に表面粗さを求
   める測定回路、この測定回路からの測定値を表
   示する表示手段等の電装品および電源を内蔵す
   る第２の枠体と、 この第２の枠体に対して第１の枠体を保持し
   かつ前記往復移動方向と同方向へ移動可能とす
   るための移動手段と、 前記第１の枠体と第２の枠体との間を電気的
   に連結する連結手段と、を備え、 前記移動手段を介して第１の枠体を第２の枠
   体に対して移動させることにより、第２の枠体
   を基準とした前記スタイラスの測定範囲を拡大
   できるよう構成した、 ことを特徴とする表面粗さ測定機。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記第１の枠体および第２の枠体は、それぞれの
   幅寸法、それぞれの奥行き寸法が互いに等しい
   偏平箱状に形成されていることを特徴とする表
   面粗さ測定機。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   において、前記移動手段は、前記第１の枠体に
   前記駆動手段による往復移動方向と平行に設け
   られた一方の係合部と、前記第２の枠体に設け
   られ前記一方の係合部と摺動自在に係合する他
   方の係合部とからなることを特徴とする表面粗
   さ測定機。 (4) 実用新案登録請求の範囲第３項において、前
   記連結手段は、前記第１の枠体および第２の枠
   体のそれぞれ係合部を有する面のいずれか一方
   の面にその面に対して出没自在に設けられかつ
   常時は突出する方向へ付勢された一方の接点
   と、前記いずれか他方の面に設けられかつ前記
   一方の接点と電気的に接続される他方の接点と
   からなることを特徴とする表面粗さ測定機。