JPH0814807A - 三次元形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最小限の部品追加で、三次元形状測定装置に
おけるベース１３の送り移動の操作性を改善する。 【構成】 ベース１３上にコラム１４と並列に起立し、
その上下の端を両持ち式に回転自在に支持された送り操
作棒３５を設ける。ベース１１を送り溝１１Ｂに沿って
付勢する摩擦ローラ２６と送り操作棒３５の間で、タイ
ミングベルト３７がトルク伝達を行う。作業上の都合を
優先した作業性の良い位置に操作棒３５を配置できるの
で、ヘッド送りノブ１７ＣによるＺ軸、アーム送りノブ
１７ＢによるＹ軸の送りと同程度の容易さで、送り操作
棒３５によるベース１３のＸ軸の送り移動が可能とな
り、多数の測定を迅速に完了できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定盤上に固定する等し
た被計測物に対して三次元の計測やけがき処理を行う三
次元形状測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】定盤上に載置した被計測物や定盤に隣接
する床面に停止させた被計測物等に対して三次元のアプ
ローチを行い、寸法取り計測やけがき処理を行う三次元
形状測定装置が実用化されている。三次元形状測定装置
の用途の例は、自動車車体の粘土モデルや実車体の三次
元形状を代表する多数の点のＸＹＺの数値データを採取
する、金型の三次元曲面上の所定のＸＹＺ座標位置に後
工程用のけがき線を形成すること等である。三次元形状
測定装置は、被計測物を固定する定盤と、被計測物の周
囲で定盤上を移動可能な計測部とで構成され、計測部
は、定盤面の第１軸の方向に設けた軌道に沿って移動可
能なベースと、ベース上に起立させたコラムに沿って、
定盤面と垂直な第２軸の方向に移動可能なヘッドと、ヘ
ッドに支持されて、第１軸および第２軸の両方に垂直な
第３軸の方向に移動可能なアームとを有する。アームの
先端には、用途に応じてポイントセンサ（タッチプロー
ブ、ノンコンタクトプローブ：レーザー方式等）やけが
き針が装着される。

【０００３】図４を用いて、従来の三次元形状測定装置
を説明する。図４は三次元形状測定装置の斜視図であ
る。ここでは、定盤５１上に固定した図示しない被計測
物に対してベース５３を四方からアプローチさせて三次
元の計測を実行する。コラム５４の高さは、最も標準的
なもので２．５ｍ前後あり、ヘッド５４に２ｍ余りの上
下ストロークを可能にしている。この場合、作業者は、
通常、定盤５１の上に立ち上がってヘッド５５等を操作
する。なお、コラム５４の高さは、用途に合わせて１ｍ
以下の低いものから３ｍを越える高いものまで種々あ
る。ベース５３の移動量からＸ軸、コラム５４に沿った
ヘッド５５の移動量からＺ軸、ヘッド５４からのアーム
５６の送り出し量によってＹ軸の寸法取りがそれぞれ可
能である。

【０００４】被計測物を固定する定盤５１の表面には、
直行する２方向の送り溝５１Ａ、５１Ｂを設けてある。
定盤５１の裏面側には、図示しないリブ構造が形成さ
れ、被計測物、ベース５３、操作者の体重を支持して
も、たわみ量を抑制した高い剛性が確保される。Ｘ軸方
向の送り溝５１Ｂと平行にリニヤホルダー５２を定盤５
１に固定してある。リニヤホルダー５２は、ベース５３
の駆動機構と計測尺とを兼ねており、２つのリニヤブロ
ック５２Ａ、５２Ｂによって、送り溝５１Ａ、５１Ｂの
任意の位置に取り付け可能である。リニアホルダー５２
は、上面にデジタルスケール（一般的には光学読取り
式、磁気スケールも可）を貼り付け、見えない奥側の側
面にラックを形成してある。ベース５３上のベース送り
ノブ５７Ａに軸連結してベース５４内に格納したピニオ
ン歯車がこのラックに噛み合う。作業者がベース送りノ
ブ５７Ａを回転させると、ベース５３は、送り溝５１Ｂ
に沿ってＸ軸方向に移動する。また、ベース５３に固定
した図示しない読取りヘッドでリニアホルダー５２のデ
ジタルスケールの目盛りを読み取ってＸ軸方向の移動量
がデジタル表示される。表示は、ベース５３の上空に設
けて固定した図示しないＸＹＺ座標値の表示装置になさ
れる。

【０００５】ベース５３は、裏面に３か所以上（コラム
５４高さが３ｍを越える大型の装置では５箇所の例もあ
る）、図示しないローラ車輪を設けており、わずかな力
でも定盤５１上を送り溝５１Ｂの方向に自由に移動でき
る。また、裏面に設けた図示しないガイドローラが送り
溝５１Ｂの側壁を案内して、ベース５３の進行方向を送
り溝５１Ｂの方向に一致させる。なお、リニアホルダー
５２をＹ方向の送り溝５１Ａに付け換え、ベース５３を
９０度回転させて送りローラの回転方向を送り溝５１Ａ
の方向に一致させ、さらに、ガイドローラを送り溝５１
Ａに落とし込むこととすれば、ベース５３をＹ方向に移
動できる。このような操作を繰り返して、ベース５３
は、定盤５１の中央に固定された被計測物を囲む４方向
を周回可能である。また、図示しないロック機構によっ
て、リニアホルダー５２の任意の位置でベース５３を定
盤５１上にロックできる。

【０００６】ベース５３上に直立するコラム５４は、ヘ
ッド５５をＺ軸（垂直）方向に移動可能に支持する。コ
ラム５４は、３つの弦を切り欠いた円形の断面（方形断
面の場合もある）を持ち、３つの弦の平面に、ヘッド５
５に設けた３組の摩擦ローラがそれぞれ押し付けられ
る。コラム５４は、これらの摩擦ローラによって拘束さ
れるヘッド５５のＹ方向の送り軌道である。また、送り
駆動に関しては、コラム５４の正面側の平面を拘束する
摩擦ローラにヘッド送りノブ５７Ｃが連動（例えば軸連
結）している。なお、コラム５４側にラックを設け、ヘ
ッド５５内に格納したピニオンギアをこのラックに噛み
合わせる場合もある。コラム５４内にはワイヤ５８Ａに
よっておもりが吊り下げられ、おもりは滑車５８を介し
てヘッド５５を上方に付勢する。従って、操作者は、ヘ
ッド送りノブ５７Ｃを操作して、ヘッド５５をコラム５
４に沿って上下方向に軽快に送り移動できる。また、図
示しないロック機構によって、コラム５４の任意の高さ
位置にヘッド５５を固定できる。Ｚ方向の計測は、コラ
ム５４に貼り付けたデジタルスケールをヘッド５５に取
り付けた図示しない読み取りヘッドで読み取って、Ｘ軸
座標値とともにデジタル表示する。

【０００７】ヘッド５５に水平に支持されたアーム５６
は、先端に計測用アタッチメント５９を取り付け、ヘッ
ド５５からの送り出し量を自由に設定できる。アーム５
６もまた、３つの弦を切り欠いた円形の断面を持ち、ヘ
ッド５５に設けた別の３組の摩擦ローラによって３つの
平面がそれぞれ拘束される。アーム５６の下側の平面を
拘束する摩擦ローラが、アーム送りノブ５７Ｂに連動
（例えば軸連結）している。操作者は、アーム送りノブ
５７Ｂを操作して、ヘッド５５からアーム５６を自由な
長さに送り出し可能である。Ｙ方向の計測は、アーム５
６に貼り付けたデジタルスケールをヘッド５５に取り付
けた図示しない読み取りヘッドで読み取って、Ｘ軸、Ｚ
軸の座標値とともにデジタル表示する。

【０００８】計測用アタッチメント５９は、タッチプロ
ーブの先端部が物体に接触した瞬間にトリガー信号を発
生する。このトリガー信号でデジタル表示されたＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の座標値をロックさせて表面の座標位置とす
る。タッチプローブは少なくとも測定時の送り方向（好
ましくはすべての方向）に逃げ得る構造で支持され、こ
の逃げ量が接触後のアーム５６の送り出し量を吸収す
る。計測用アタッチメント５９をけがき針アタッチメン
トに交換してけがき作業を行うこともできる。

【０００９】以上のように説明した従来例の三次元形状
測定装置における粘土モデル寸法取り作業の例は以下の
手順で実行される。まず、定盤５１の中央に被計測物の
粘土モデルを固定し、その直近のＸ軸方向の送り溝５１
Ｂにベース５３をガイドさせ、２つのリニアブロック５
２Ａ、５２Ｂを固定して、リニアホルダー５２を送り溝
５１Ｂに対して平行かつ水平に位置決めする。そして、
ベース送りノブ５７Ａを操作してベース５３を移動し、
計測アタッチメント５９Ａのタッチプローブ先端部を所
定のＸ座標位置に案内してベース５３を定盤５１上にロ
ックする。次に、ヘッド送りノブ５７Ｃを操作してヘッ
ド５５を上下させ、計測アタッチメント５９Ａのタッチ
プローブ先端部を所定のＺ座標位置に案内してヘッド５
５をコラム５４上にロックする。この状態でアーム送り
ノブ５７Ｂを操作してアーム５６を送り出し、計測アタ
ッチメント５９Ａのタッチプローブ先端部を粘土モデル
に接触させて、表示装置に表示されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の座標値をロックさせる。ロックされた座標値を粘土モ
デル表面の三次元データの１つとして取り込む。ヘッド
５５の高さ位置を段階的に移動して、１つのＸ座標値の
複数のＺ座標値について粘土モデルの三次元形状のＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値を確定させた後に、ベース５３
を移動させて、次のＸ軸座標値で同様の操作を繰り返
す。なお、Ｘ軸、Ｚ軸の段階的な座標位置でＹ軸の座標
位置を採取する以外にも、Ｚ軸、Ｙ軸の段階的な座標位
置でＸ軸の座標位置を採取する等、各種手順の寸法取り
作業が可能である。

【００１０】三次元形状測定装置によれば、定盤５１上
空の空間のすべての点が原点を共有するＸＹＺ座標値と
して直接に取り出されるから、計測ごとの繁雑な原点取
り操作、計測値の複雑な差し引き計算、被計測物の回転
移動や段取り作業が不要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来例の三次元形状測
定装置では、ベース送りノブ５７Ａの位置が、ヘッド送
りノブ５７Ｃ、アーム送りノブ５７Ｂから上下方向にか
なり離れており、定盤５１上の操作者は、しゃがみ込ま
なければベース送りノブ５７Ａを操作できないという問
題がある。上述した粘土モデル寸法取り作業では、作業
者は、計測アタッチメント５９のタッチプローブ先端部
に注意を集中している。ヘッド送りノブ５７Ｃおよびア
ーム送りノブ５７Ｂについては、定盤５１上に立ち上が
った姿勢で、操作者が計測アタッチメント５９のタッチ
プローブ先端部を視認しつつ同時に扱えるが、ベース送
りノブ５７Ａだけは独立した１つの操作となる。リニア
ホルダー５２の表面に設けた目盛りを操作者が逐一読み
取ってベース５３を位置決めする場合ならともかく、１
つの表示器にＸＹＺ座標値が同時にデジタル表示され
て、定盤５１上のどこからでもＸＹＺ座標値を読み取り
得るにもかかわらず、ベース送りについてだけ独立した
１つの操作を要求されることは、作業効率上好ましくな
い。実際、１ｍ余りもヘッド５５からアーム５６を送り
出して、操作者が粘土モデルの直近で計測アタッチメン
ト５９のタッチプローブ先端部を注視している場合、ヘ
ッド送りノブ５７Ｃやアーム送りノブ５７Ｂを操作する
ためにコラム５４の正面に戻ることすら面倒である。

【００１２】上述の粘土モデル寸法取り作業中、計測ア
タッチメント５９のタッチプローブ先端部から視線を外
した状態でベース５３やヘッド５５を送り移動しようと
する場合、送り移動に先立って計測アタッチメント５９
全体を粘土モデル表面から大きく退去させて、送り移動
中のタッチプローブ先端部の不要な衝突を予防する必要
がある。被測定物の穴や開口にタッチプローブ先端部を
侵入させている場合は特に大きく引き込む必要がある。
大きく引き込めば次の測定点では大きく送り出すことに
なり、１回の計測時間が伸びる。粘土モデルの寸法取り
作業ではこれを１００回以上も繰り返すことになる。

【００１３】ベース送りノブ５７Ａの操作性を改善する
ため、ベース送りノブ５７Ａの軸を長くしてベース５３
上空に立ち上げる構造が考えられた。この場合、操作者
は、定盤５１上に立ち上がった状態のまま、ベース送り
ノブ５７Ａの先端部を握って回転させる得る。しかし、
計測はヘッド５５の高さ位置を種々に異ならせて実行さ
れるから、ヘッド送りノブ５７Ｃやアーム送りノブ５７
Ｂを操作しながら手探りでベース送りノブ５７Ａの先端
部を見付けることは容易でない。ヘッド５５が極端に高
い位置や低い位置では特に困難である。ベース５３から
片持ち式に起立させたベース送りノブ５７Ａは、先端部
に作業者が手をぶつけたり、ヘッド５５やアーム５６と
の間に物を挟み込む可能性もある。必要な剛性を得るた
めに、太い軸や大きな軸受けも必要となる。

【００１４】本発明は、最小限の部品追加でベースの送
り移動の操作性を最大限に改善した三次元形状測定装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の三次元形状測
定装置は、定盤面の第１軸の方向に設けた軌道に沿って
移動可能なベースと、前記ベース上に起立させたコラム
に沿って、前記定盤面と垂直な第２軸の方向に移動可能
なヘッドと、前記ヘッドに支持されて、第１軸および第
２軸の両方に垂直な第３軸の方向に移動可能なアームと
を有する三次元形状測定装置において、前記ベース上に
前記コラムと並列に起立し、その上下の端を両持ち式に
回転自在に支持された送り操作棒と、前記ベースを前記
軌道に沿って付勢する第１軸の送り駆動部材と前記送り
操作棒とを連絡して回転を伝える回転伝達機構と、を付
加したものである。

【００１６】請求項２の三次元形状測定装置は、請求項
１記載の構成において、前記回転伝達機構は、前記送り
操作棒の下端に連結した第１プーリーと、第１軸の前記
送り駆動部材に連結してベース上に配置した第２プーリ
ーと、第１および第２プーリーの間に掛けたタイミング
ベルトとを有し、前記ヘッドに配置された第２軸および
第３軸の送りノブの近傍に前記送り操作棒を起立させた
ものである。

【００１７】請求項３の三次元形状測定装置は、請求項
２記載の構成において、前記ヘッドを軸貫通させて第２
軸および第３軸の前記送りノブをそれぞれ一対設け、前
記ヘッドを挟む両側から前記送りノブを操作可能とした
ものである。

【００１８】

【作用】請求項１の三次元形状測定装置では、操作者に
とって都合の良い位置を選んでベース上に起立させた送
り操作棒を、操作者が回転操作してベースを送り移動す
る。送り操作棒は側面を握って回転され、操作者は、送
り操作棒の自由な高さ位置を選択できる。ベースの送り
移動に際して回転させる部分とヘッド送りノブとアーム
送りノブの相対位置関係は、ヘッドの可能なすべての高
さ位置で同一にできる。従って、手探り状態でも容易に
送り操作棒を探し出せ、定盤上に立ち上がった姿勢のま
ま自在に操作できる。回転伝達機構は、軸による直結と
してもよいが、ベースの送り駆動機構および送り操作棒
の配置や設計の自由度を確保するため、平面的に離れた
軸間で回転力を伝達する歯車機構、自在継手、ベルト掛
け等とすることが好ましい。

【００１９】送り操作棒の両持ち式に保持される構造
は、片持ち式に立ち上がる構成に比較して、長いにぎり
操作部分を簡単な支持機構で強固に保持できる。また、
片持ち式に立ち上がるベース送りノブの頭頂部による上
述の不都合を排除できる。このような基本的な構造に加
えて、送り操作棒の両端を首振り運動可能な形式で支持
する構造とすれば、上下の軸ずれや送り操作棒の曲り等
があって円滑な回転が可能であり、送り操作棒をコラム
に対して両持ち式に取り付けた場合でも、コラムに異常
な水平力が作用しない。また、送り操作棒のロック機構
によってベース送りをロックさせる構造とすれば、ベー
ス送りのロック操作も定盤上に立ち上がった姿勢のまま
実行できる。さらに、ロック機構を送り操作棒の上下に
一対設ける構造とすれば、操作者は、ロック操作だけの
ために姿勢を変える必要が無い。しゃがんだ姿勢では下
側、立ち上がった状態では上側のロック機構を、そのま
ま手を延ばして利用できる。

【００２０】請求項２の三次元形状測定装置では、ヘッ
ド送りノブとアーム送りノブを操作する場合と同程度の
努力で送り操作棒を探して操作できる。また、従来の送
り駆動機構に対する最小限の部品追加で回転伝達機構を
構成できる。回転伝達機構の付加による全体の重量増加
も歯車伝達を行う場合に比較すれば軽微である。

【００２１】請求項３の三次元形状測定装置では、ヘッ
ド（特にアーム）を挟む上下の位置で送り操作棒を回転
させてベース送り操作を実行できるのと同様に、ヘッド
送り操作やアーム送り操作についても、ヘッドのそれぞ
れの部分を挟む両方の側から操作を実行できる。ヘッド
送り、アーム送りは、ヘッドを軸貫通させたそれぞれ一
対の送りノブの一方または両方を回転させて実行でき
る。例えば、大型の被計測物のベース送り方向に離れた
２つの面（例えば、ベース送り方向に置いた実車体の前
面と後ろ側面）を計測する場合、一方の面についてはヘ
ッドの正面側で作業しながら計測ポイントを視認できる
が、他方の面についてはヘッドの背面側で作業しないと
計測ポイントをうまく視認できないことがある。しか
し、背面側で作業する場合、正面側から操作する同じヘ
ッド送りノブ、アーム送りノブは操作しずらい。ヘッド
を挟んでこれらのノブを一対設けた構造は、ヘッドの背
面側での作業におけるヘッド送りおよびアーム送りの操
作性を改善して、作業の都合に合わせて操作方向を定め
る必要を無くする。

【００２２】

【実施例】図１〜図３を参照して実施例の三次元形状測
定装置を説明する。図１は全体構造の正面図、図２は送
り操作棒の両持ち支持部分の拡大図、図３は全体構造の
平面図である。図２中、（ａ）は上部支持機構、（ｂ）
は下部支持機構である。図３中、（ａ）は平面図、
（ｂ）はヘッド下の高さにおける水平断面図である。こ
こでは、コラム１４に対して送り操作棒３５を両持ち式
に支持させ、ベース１３を駆動する摩擦ローラ２６と送
り操作棒３５とをタイミングベルト３７で連絡してい
る。

【００２３】図１において、ベース１３は、図４の場合
とは異なり、定盤１１のエッジと送り溝１１Ｂの側壁を
摩擦ローラ２５、２６で挟み込んで、送り溝１１Ｂの方
向に案内される。また、摩擦ローラ２５に軸連結された
ベース送りノブ２４を回転してベース１３を送り移動で
きる。ベース１３の送り移動量は、定盤１１に設けた図
示しないデジタルスケール（図４のようにリニアホルダ
ーを使用する場合や定盤１１の縁等にデジタルスケール
を固定している場合がある）をベース１３に設けた図示
しない読取りヘッドで読み取って計測される。また、転
がり式の測長器を用いて定盤１１面の転がり長さを計測
してもよい。いずれにせよ、ベース１３の下面側には、
図示しない３組の支持ローラが組み込まれ、送り溝１１
Ｂの方向における自在な移動を可能にしている。ベース
１３の上面には、コラム１４およびテンションロッド２
３が直立する。テンションロッド２３の上端は、コラム
１４の上端のフランジ２１にナット２２を用いて剛性高
く固定され、コラム１４と協働して一種のラーメン構造
を構成する。テンションロッド２３はコラム１４を両持
ち式に支持して、コラム１４の直立剛性を高めている。

【００２４】コラム１４に沿ってヘッド１５が移動可能
に支持される。ヘッド１５は、コラム１４を囲む垂直軸
案内部１５Ａとアーム１６を囲む水平軸案内部１５Ｂと
を有して一体に構成される。ヘッド１５は、コラム１４
内に吊り下げたおもりに一端を結び付けたワイヤー１８
Ａによって、滑車１８を経由してヘッド１５の自重を相
殺する形式で吊り下げられる。操作者は、垂直軸案内部
１５Ａに設けたヘッド送りノブ１７Ｃを回転して、ヘッ
ド１４全体を軽く上下方向に移動できる。アーム１６の
送り出し量は、水平軸案内部１５Ｂに設けたアーム送り
ノブ１７Ｂを回転させて自由に設定できる。アーム１６
の先端には、図４の場合と同様に、用途に応じたアタッ
チメント（５９）が取り付けられる。

【００２５】ベース１３を案内溝１１Ｂの方向に送り移
動させる送り操作棒３５は、上部支持機構３３および下
部支持機構３６によって回転自在かつ両持ち式に支持さ
れてベース１３上に垂直に起立する。コラム１４の上端
に水平フランジ部材３１が固定され、フランジ部材３１
から支持パイプ３２が吊り下げ固定される。支持パイプ
３２の下端に固定した上部支持機構３３は、送り操作棒
３５の上端を回転自在かつ首振り運動可能に支持する。
上部支持機構３３は、後述するロック機構を内蔵してお
り、ハンドル３４Ａを締め込むことで、送り操作棒３５
の回転をロック可能である。一方、ベース１３には下部
支持機構３６が固定される。送り操作棒３５の下端部分
は首振り運動可能に構成され、この首振り運動可能な部
分が下部支持機構３６によって回転自在に支持される。
送り操作棒３５の上下端が首振り運動可能に保持される
から、上部支持機構３３と下部支持機構３６の軸がずれ
て一致していない場合や、送り操作棒３５に曲りや撓み
が生じた場合でも送り操作棒３５を円滑に回転させ得
る。下部支持機構３３もまた、後述するロック機構を内
蔵しており、ハンドル３４Ｂを締め込むことで、送り操
作棒３５の回転をロック可能である。

【００２６】ベース１３の上面側にプーリー支持部３８
が固定される。プーリー支持部３８に格納されたプーリ
ーは、送り溝１１Ｂに落とし込まれた摩擦ローラ２６に
軸連結されている。一方、下部支持機構３６にもプーリ
ーが格納され、２つのプーリーの間にタイミングベルト
３７が掛けられる。送り操作棒３５の回転は、タイミン
グベルト３７を経て摩擦ローラ２６を回転させ、ベース
１３を送り溝１１Ｂの方向に駆動する。タイミングベル
ト３７に直行する向きでベース１３上の位置調整が可能
に取り付けられたテンション機構３９は、タイミングベ
ルト３７の背面をアイドルローラで押してタイミングベ
ルト３７に適性な張力を設定する。

【００２７】図２の（ａ）において、支持パイプ３２に
固定された上部支持機構３３は、内蔵する球面軸受け４
１によって送り操作棒３５を回転自在かつ首振り運動可
能に支持する。送り操作棒３５は、上端の雌ネジにナッ
ト４２を締め込んで、球面軸受け４１に吊り下げ支持さ
れる。また、送り操作棒３５の上端の雌ネジの下に位置
するドラム部４３Ｂをブレーキシュー４３Ａで締め込ん
で送り操作棒３５の回転をロックできる。操作者が立ち
上がり姿勢で操作できるハンドル３４Ａを回転させれ
ば、ブレーキシュー４３Ａがドラム部４３Ｂを締め付け
る。送り操作棒３５の回転がロックされると、図１のタ
イミングベルト３７を介して摩擦ローラ２６の回転がロ
ックされて、ベース１３が定盤１１上に固定される。

【００２８】図２の（ｂ）において、送り操作棒３５の
下端には自在継手４４が固定されている。自在継手４４
の軸は、下部支持機構３６に内蔵された軸受け４５によ
って回転自在に支持される。自在継手４４の軸に固定し
たタイミングベルト駆動用プーリー４６にタイミングベ
ルト３７が掛けられる。下部支持機構３６は、ベース１
３の上面に形成した浅い凹所に半分沈み込ませて取り付
けてあり、タイミングベルト３７もまた、ベース１３の
上面に形成した浅い溝に半分沈み込ませて掛け渡してい
る。また、上部指示機構３３と同様に、ドラム部４３Ｄ
をブレーキシュー４３Ｃで締め込んで送り操作棒３５の
回転をロックできる。ロック操作は、操作者のしゃがみ
込んだ姿勢に適合させて配置したハンドル３４Ｂによ
る。

【００２９】図３において、（ａ）は図１の三次元形状
測定装置を上方から見た平面図であり、（ｂ）は、ヘッ
ド１５の下の位置で切断した水平断面図であって、ヘッ
ド１５やコラム１４の頂上構造を除いて見たベース１３
の平面図を示す。ベース１３から直立するコラム１４の
先端に固定したフランジ２１に、テンションロッド２３
の上端が固定される。テンションロッド２３のコラムを
挟んだ反対側に張り出すフランジ３１によって送り操作
棒３５の上端が支持される。送り操作棒３５を回転させ
ると、下部支持機構３６内のプーリーからタイミングベ
ルト、プーリー支持部３８を順に経て送り溝内１１Ｂの
摩擦ローラ（２６）が回転する。これにより、定盤１１
上を送り溝１１Ｂの方向にベース１３が送り移動する。

【００３０】図３の（ａ）において、ヘッド１５の垂直
軸支持部１５Ａを図中の破線で示すように軸貫通させて
一対のヘッド送りノブ１７Ｃが配置される。一方、水平
軸保持部１５Ｂを図中の破線で示すように軸貫通させて
一対のアーム送りノブ１７Ｂが配置される。従って、定
盤１１上の被測定物の側では、送り操作棒３５、ヘッド
送りノブ１７Ｃ、アーム送りノブ１７Ｂが互いに極めて
近く配置される。図１〜図３に示されないその他の部分
の構成は、図４を参照して説明した従来例の三次元形状
測定装置と同一である。

【００３１】以上のように構成された本実施例の三次元
形状測定装置では、操作者が定盤１１上に立ち上がった
状態のまま、ヘッド送りノブ１７Ｃやアーム送りノブ１
７Ｂと同程度の容易さで送り操作棒３５を回転させてベ
ース１３を送り溝１１Ｂの方向に送り移動できる。ま
た、送り操作棒３５は任意の高さ位置で同じ要領で操作
できるから、ヘッド１５のいかなる高さ位置でも、ヘッ
ド送りノブ１７Ｃやアーム送りノブ１７Ｂから送り操作
棒３５へと容易に操作を移行できる。また、送り操作棒
３５に沿った手の届く高さ位置にベース１３の送り移動
をロックするハンドル３４Ａを配置したから、ベース１
３の送り移動、そのロック、ヘッド送りノブ１７Ｃの操
作、ヘッド送りのロック、アーム送りノブ１７Ｂの操作
という一連の操作を全く手探りの状態でも連続的かつ容
易に実行できる。また、送り操作棒３５の下端部分にも
ロック機構を配置したから、低い位置の測定でもハンド
ル３４Ａの操作のためだけに立ち上がる必要は無い。ハ
ンドル３４Ｂでベース送りをロックすればよい。従っ
て、操作者が自由な位置と姿勢を選択して、アーム１６
の先端に設けた計測用アタッチメント（５９）の針先や
粘土モデルの表面に視線を固定したままで、ＸＹＺのい
ずれの方向にも次々に測定ポイントを位置決めして寸法
取りを実行できる。

【００３２】また、タイミングベルト３７によって、ベ
ース１１上のいかなる位置にでも送り操作棒３５を配置
できるようになり、操作上の都合を優先した最も操作性
の良い位置を選択できた。さらに、ヘッド送りノブ１７
Ｃとアーム送りノブ１７Ｂをそれぞれ一対設けて、ヘッ
ド送りノブ１７Ｃ、アーム送りノブ１７Ｂおよび送り操
作棒３５を互いに極めて近く配置した構成によって、操
作者は、コラム１４の正面位置に戻る必要すらなく、粘
土モデルに隣接して計測用アタッチメント（５９）の針
先を直近に観察できる位置から手を延ばして、完全な手
探りでも、正確かつ迅速に、ＸＹＺいずれの方向にも測
定ポイントをシフトできるようになった。

【００３３】本発明は、図１〜図３に示される構成には
限定されない。本実施例では、送り溝１１Ａ、１１Ｂと
定盤１１のエッジを挟み込んで摩擦ローラ２５、２６に
よってベース１３を送り移動させるが、図４の従来例の
構成のように、リニアホルダー５２を用いてベース５３
の駆動を行ってもよい。平行な２本の送り溝を軌道とす
る場合や、定盤上に図４のリニアホルダー５２以外の形
式の軌道を設定する場合もある。また、座標位置の測定
は、光学スケールによらず、磁気スケールや目盛り尺の
直読によってもよい。本実施例ではコラム１４が方形断
面であるが、図４の従来例の構成のように円形断面とし
てもよい。その他の三角形断面等の場合もある。

【００３４】

【発明の効果】本発明の三次元形状測定装置によれば、
ヘッドの任意の高さ位置で、ヘッド送り、アーム送り、
ベース送りの各操作部分の位置関係が等しくなるから、
作業姿勢を変えたり、視線を移動しなくても、これらの
操作を同程度の容易さで連続して実行できる。従って、
計測ポイント等の位置決め所用時間が短縮され、ゆとり
を持った正確な位置決めを実行できる。また、送り操作
棒は、両持ち式に支持されるから、薄肉のパイプ材料で
も十分な強度を確保でき、簡単な軸受け構造でも長い操
作可能部分と高い支持剛性とを得られる。

【００３５】タイミングベルト機構を採用した場合、ベ
ース上の送り操作棒の配置の自由度が増し、軽量かつ少
ない部品追加で済む。送り操作棒を第２軸および第３軸
の送りノブの近傍に起立させることで位置決めの操作性
が向上する。第２軸および第３軸の送りノブをそれぞれ
一対設けた場合、コラムを囲む任意の位置から同程度の
容易さでＸＹＺの位置決め操作を実行でき、操作者は、
被測定物や計測の都合を優先した自由な作業位置を取る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】三次元形状測定装置の全体構造の正面図であ
る。

【図２】送り操作棒の両持ち支持部分の拡大図である。

【図３】全体構造の平面図である。

【図４】三次元形状測定装置の斜視図である。

【符号の説明】

１１、５１ 定盤 １３、５３ ベース １４、５４ コラム １５、５５ ヘッド １６、５６ アーム １８、５８ 滑車 ２１、３１ フランジ ２２ ボルト ２３ テンションロッド ２４、５７Ａ ベース送りノブ ２５、２６ 摩擦ローラ ３２ 支持パイプ ３３ 上部支持機構 ３５ 送り操作棒 ３６ 下部支持機構 ３７ タイミングベルト ３８ プーリー支持部 ３９ テンション機構 ４１ 球面軸受け ４２ ナット ４４ 自在継手 ４５ 軸受け ４６ プーリー ５２ リニヤホルダー ５９ 測定用アタッチメント １５Ａ 水平軸案内部 １５Ｂ 垂直軸案内部 １７Ｂ アーム送りノブ １７Ｃ ヘッド送りノブ １８Ａ、５８Ａ ワイヤー ３４Ａ、３４Ｂ ハンドル ４３Ａ、４３Ｃ ブレーキシュー ４３Ｂ、４３Ｄ ドラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定盤面の第１軸の方向に設けた軌道に沿
   って移動可能なベースと、 前記ベース上に起立させたコラムに沿って、前記定盤面
   と垂直な第２軸の方向に移動可能なヘッドと、 前記ヘッドに支持されて、第１軸および第２軸の両方に
   垂直な第３軸の方向に移動可能なアームとを有する三次
   元形状測定装置において、 前記ベース上に前記コラムと並列に起立し、その上下の
   端を両持ち式に回転自在に支持された送り操作棒と、 前記ベースを前記軌道に沿って付勢する第１軸の送り駆
   動部材と前記送り操作棒とを連絡して回転を伝える回転
   伝達機構と、を付加したことを特徴とする三次元形状測
   定装置。
2. 【請求項２】 前記回転伝達機構は、前記送り操作棒の
   下端に連結した第１プーリーと、第１軸の前記送り駆動
   部材に連結してベース上に配置した第２プーリーと、第
   １および第２プーリーの間に掛けたタイミングベルトと
   を有し、前記ヘッドに配置された第２軸および第３軸の
   送りノブの近傍に前記送り操作棒を起立させたことを特
   徴とする請求項１記載の三次元形状測定装置。
3. 【請求項３】 前記ヘッドを軸貫通させて第２軸および
   第３軸の前記送りノブをそれぞれ一対設け、前記ヘッド
   を挟む両側から前記送りノブを操作可能としたことを特
   徴とする請求項２記載の三次元形状測定装置。