JPS5822084Y2 - 形状測定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、アームに取付けられたスタイラス（触針）を
被測定物の表面に所定力で接触させ。

このスタイラスの被測定物の形状に倣う動きを計測して
被測定物の形状を測定する形状測定器に関する。

従来、アームの途中を支点として回動自在に支持し、こ
のアームの一端部にスタイラスを取付けるとともに、他
端にウェイＨｃ−取付け、かつ前記支点を中心としてス
タイラスが下降するように、ウェイト位置を調整して常
時スタイラスが被測定物に接触するようにし、この状態
でスタイラスと被測定物とを相対的に移動させ、スタイ
ラスの被測定物の形状に倣う動きをアームの動きとして
検出して被測定物の形状を測定する形状測定器が知もれ
ている（例えば、米国特許第３３１９３４１号）。

第１図は、従来のこの種の測定器のアーム部分を示す概
略構成保で、アーム２０１は途中を十字ばね２０２にま
り回動自在に支持され、とのアーム２０１の一端にはス
タイラス２０３が取付けられるとともに、他端にはウェ
イト２０４が位置調節可能に取付けられている。

この際、アーム２０１の前記回動中心すなわち支点Ｏよ
りもスタイラス２０３側の全重量Ｗ０がかかるスタイラ
ス側重心Ｇ１及び支点Ｏよりもウェイト２０４側の全重
量Ｗ がかかるウェイト側重心Ｇ２の位置は、共に支点
Ｏを通る水平軸Ｐよりも上側に設けられているのが常で
あった。

すなわち、支点Ｏと重心Ｇ０及び重心Ｇ２とをそれぞれ
結ぶ線は一直線状になもず、上方に開いｔＳ■字形とな
っていた。

しかし、このように重心Ｇ１．支点Ｏ及び重心Ｇ２を結
ぶ線が一直線にならない場合には、形状測定器が傾斜し
て使用される場合、スタイラス２０３に加わる測定力が
、水平にして使用されるときと変化してしまうという不
都合がある。

以下、第２図Ａ、Ｂを用いてスタイラスに加わる測定力
が変化する原理を説明する。

ここにおいて、説明を簡単にするため１重心Ｇ０及び重
心Ｇ２に加わる重量は共に同一のＷとし、かつ重心Ｇ１
と支点Ｏとの距離及び重心Ｇ２と支点Ｏとの距離は共に
同一のｌとする。

まず、第２図Ａに示されるように、アームが水平状態に
あるときは１重心Ｇ０と支点Ｏとを結ぶ線が水平軸Ｐと
なす角及び重心Ｇ２と支点Ｏとを結ぶ線が水平軸Ｐとな
す角は、共に同一のθとされ１重心Ｇ と重心Ｇ２とに
加わる支点Ｏを中心としたモーメントはバランスしてお
り、その値は共にＷ−１ｃｏｓθである。

次に、アームがある程度左下がりに傾斜され。

第２図Ｂに示されるようになり、重心Ｇ□と支点０とを
結ぶ線が水平軸Ｐとなす角がθ１１重心Ｇ２と支点Ｏと
を結ぶ線が水平軸Ｐとなす角がθ となったとすると、
重心Ｇ１に作用するモーメントはＷ −ｌ ｃｏｓθ
となり１重心Ｇ２に作用すす るモーメントはＷ−１ｃｏｓθ２となる。

しかし、前記各角θ、θ０．θ２の間にはθ、くθくθ
２なる関係がある為、１ｃｏｓθ１〉１ＣＯ３θ） ｌ
ｃｏｓθ２なる関係が成立し１重心Ｇ と重心Ｇ２と
に加わるモーメントの間にはＷ−ｌＣＯ５θ 〉Ｗ−４
ＣＯ３θ２なる関係が成立する。

このため１重心Ｇ１と重心Ｇ２とに加わるモーメントの
バランスが崩れ１反時計方向のモ メントが発生するこ
ととなる。

このことは、スタイラスに加わる測定力が増加すること
を意味する。

なお、前記説明においては、アームの水平状態において
重心Ｇ と重心Ｇ２とに加わるモーメントはバランスし
ているものとして説明したが、実際は重心Ｇ１に加わる
モーメントが犬とされ、スタイラスに所定の測定力が加
わるようにされている。

しかし、このように重心Ｇ０に予め大きなモーメントが
加わっていても前述の説明はそのまま適用できる。

また、前記説明においては、第２図Ｂに示されろように
アームを左下がりに傾斜させたが、右下がりに傾斜させ
ればスタイラスの測定力は減少する方向に変化し、いず
れにしてもアームの姿勢により測定力が変化する。

さらに、重心Ｇ 、Ｇ と支点０とがなす角度はア
ームの水平状態で同一でなくとも前記関係は成立し、ま
た重心Ｇ 、Ｇ 共に支点０より上方にある必要は
な（１両者共下側にあっても前記関係は成立する。

いずれにしても、従来のこの種形状測定器にあっては、
支点Ｏと重心Ｇ１ 、Ｇ２との位置関係には特別な注意
が払われておらず、測定器すなわちアームを傾斜させて
測定する際には、その傾斜量及びその方向によりスタイ
ラスに加わる測定力が変化し、測定誤差を生じさせる可
能性があるという不都合があった。

本考案の目的は、前記従来技術の不都合を除去し、測定
器の傾斜の有無に拘わらず、常に安定した測定力をスタ
イラスに加えることのできる形状測定器を提供するにあ
る。

本考案は、アームの回動支点位置と、アームに加わるア
ームの回動支点よりスタイラス側の全重量の重心位置と
、アームに加わるアームの回動支点よりもウェイト側の
全重量の重心位置とを一直線上に配置することにより前
記目的を達成上ようとするものである。

以下、本考案を図面に基づいて詳細に説明する。

まず１本考案の基本原理を第３図Ａ、Ｈにより説明する
。

ここにおいて、前記従来例におげろ説明と重複する部分
の説明は簡略にし、かつ同一もしくは相当部分には同一
符号を用いるものとする。

第３図Ａにおいて１重心Ｇ１と、支点Ｏと１重心Ｇ２と
は一直線上に並ぶようにされている。

この際、支点Ｏと重心Ｇ０．Ｇ２の距離はそれぞれ同一
のｌとされ、かつ重心Ｇ１．支点Ｏ１重心Ｇ２を結ぶ直
線が水平軸Ｐとなす角はθとされ。

従って重心Ｇ１ 、Ｇ２に作用するモーメントは共にＷ
−１ｃｏｓθとされてバランスしている。

アームが傾斜して第３図Ｂに示されるように重心Ｇ 、
支点Ｏ１重心Ｇ２を結ぶ直線が水平軸Ｐとなす角がθ３
になったとする。

この際１重心Ｇ と支点Ｏとを結ぶ線と重心Ｇ２と支点
Ｏとを結ぶ線は一直線であるから、これらの線が水平軸
Ｐとなす角は共にθ であり、従って重心Ｇ１ 。

ＧＫ作用するモーメントは共にＷ−ｌＣＯ３θ３となり
、依然として両者のバランスは保たれる。

このことは１重心Ｇ１に加わるモーメントが重心Ｇ２に
加わるモーメントより犬とされ、スタイラスに所定の測
定力が加わるようにしである実際の測定器においても成
立する。

従って１重心Ｇ１と重心Ｇ２を結ぶ線が常にほぼ支点Ｏ
を通るように各重心Ｇ１ 、Ｇ２の位置を定めれば、常
に安定した測定力をスタイラスに加えることができるこ
とが理解できる。

次に、本考案を具体的に実施した一例な第４図ないし第
１２図に基づいて説明する。

まず、第４図ないし第７図により概略構成を説明する。

ベース１は被測定物（図示せず）を取付けるためのＴ字
溝２を有するとともに、被測定物の位置決め用ガイド３
を有している。

このベース１の一側上面には計器盤４が設けられるとと
もに、下面には計器盤４に接続される電気回路５が取付
けられ、この電気回路５からはケーブル６が引出されて
いる。

前記ベース１の一側には断面円形の支柱７が立設され、
この支柱７の一側面には軸方向に角溝８が形成されてい
る。

この支柱７には、スライダ９が上下摺動可能に被嵌され
ている。

このスライダ９は、第５図に示されるように、支柱７の
外周の一部が露出する水平方向の貫通孔１０を備え、こ
の貫通孔１０内には支柱７の外周を挾み付けるように一
対のクランプ部材１１．１２が移動可能に収納されてい
る。

これらの一方のクランプ部材１１は貫通孔１３を有し、
他方のクランプ部材１２はねじ孔１４を有しており、こ
の貫通孔１３を貫通してクランプねじ１５のねじ部がね
じ孔１４に螺合されている。

このクランプねじ１５はクランプ部材１１かもの突出部
に摘み１６を備え。

この摘み１６を回動することにより１両クランプ部材１
１，１２間の距離を変更し、これによりスライダ９な支
柱７０所定位置に固定できるようにされている。

前記支柱７の上端にはヘッド部材１７がねじ止めされる
とともに、支柱７の下部の角溝８内に軸受１８がねじ止
めされている。

この軸受１８と。ヘッド部材１７に設けられた軸受１９
との間にはねじ軸２０が回転自在に支持されている。

このねじ軸２０の軸受１９かもの突出上端部には、ハン
ドル２１が固着され、このハンドル２１０回転に伴ない
ねじ軸２０が回転するようにされている。

また、ねじ軸２０の途中には、前記角溝８内に両側を案
内されたナツト部材２２が螺合され、このナツト部材２
２は中間部材２３を介して前記スライダ９に固着されて
いる。

これにより、ねじ軸２００回転に伴ないナツト部材２２
及びこれに固着されたスライダ９が角溝８に案内されて
支柱７に沿って上下動するようにされている。

前記スライダ９の一側面には測定器本体取付板２４がね
じ止めされている。

この取付板２４は、板の巾方向が上下方向にされるとと
もに、長手方向がほぼ水平となるようにされている。

この取付板２４の一側下部近傍には軸孔２５が設けられ
、この軸孔２５には軸受２６を介して支点軸２７が挿入
されている。

この支点軸２７の一端部は測定器本体２８の側板２９に
固着されるとともに、支点軸２７の他端部には抜止めボ
ルト３０が螺合されている。

このボルト３００頭部は、前記軸受２６の側面に当接す
るに十分な外径を有し、これにより支点軸２７が取付板
２４かも抜は落ちるのが防止されるとともに、測定器本
体２８が支点軸２７を中心として回動できるようにされ
ている。

前記取付板２４の他側には、前記測定器本体２８とは反
対側に突出した上下方向の突条３１が一体に形成され、
この突条３１の内側には凹溝３２が形成されている。

この突条３１の上端は取付板２４の他の部分より上方に
突出され、この上端部には軸受支持部材３３がねじ止め
されている。

この軸受支持部材３３の中央部に取付けられた軸受３４
には角度調整用ねじ軸３５の上部が回動自在に支持され
ている。

このねじ軸３５の軸受３４かもの突出部には角度調整用
ハンドル３６が固着されるとともに、下端は前記凹溝３
２に沿って該凹溝３２の下端迄延長されている（第７図
参照）。

また、ねじ軸３５の途中には、前記凹溝３２の断面形状
に相似され、該形状よりわずかに小さくされた角度調整
用ナツト部材３７が螺合され、このナツト部材３７はね
じ軸３５の回転に伴ない凹溝３２に案内されて該凹溝３
２内を上下動するようにされている。

また、このナツト部材３７の上面には前記測定器本体２
８の側板２９に固定された突軸３８が当接され、ナツト
部材３７の上下動に伴って上下動するようにされている
。

との突軸３８の上下動は前記支点軸２７を中心として行
なわれ、これにより測定器本体２８は第４図中鎖線で示
される範囲にわたって角度調整できるようにされている
。

この際、前記凹溝３２及びナツト部材３７は横方向に所
定の巾を有するようにされ。

突軸３８の支点軸２７を中心としだ回動に伴なう突軸３
８の横方向の移動を阻害しないようにされている。

さらに、前記凹溝３２の開口側上部には目盛板３９が固
着され、これにより測定器本体２８の傾斜角度が判読で
きるようにされている。

前記取付板２４の突条３１よりさらに他側部（第５図中
右端部）には、前記支点軸２７が嵌合された軸孔２５を
中心とする円弧状に形成された円弧状溝４０が形成され
、この円弧状溝４０内には、測定器本体２８の側板２９
に固定されたクランプ軸４１が貫通挿入されている。

このクランプ軸４１の先端は前記取付板２４かも突出さ
れるとともに、この突出部に設けられた雄ねじにクラン
プレバ−４２の基部に形成された雌ねじが螺合されてい
る。

これにより、クランプレバ−４２の雌ねじとクランプ軸
４１の雄ねじとの螺合を締付けることにより測定器本体
２８を取付板２４に固定でき、緩めることにより角度調
整できるようにされている。

次に、第８図ないし第１２図により測定器本体２８の構
成を説明する。

前記側板２９０両端にはそれぞれ端板４３゜４４が配置
され、一方の端板４３は該側板２９に固定され、他方の
端板４４は側板２９に固定されたクラッチ取付ブラケッ
ト４５に直接及びスペーサ４６を介して固定されている
。

これらの側板２９及び両端板４３．４４により形成され
た平面５学形の構造体の各開口部すなわち測定器本体２
８の上下面及び側板２９とは反対側の面を覆うように断
面コ字形の板材からなるカバー４７が側板２９に取付け
られ、測定器本体２８は外観直方体の筐体とされている
。

前記側板２９の筐体内の比較的両端に近い位置には、そ
れぞれガイド軸支持壁４８．４９が該側板２９に一体に
立設されている。

これらの支持壁４８．４９間には、比較的大径の中実丸
棒からなるガイド軸５′０が掛渡されている。

このガイド軸５０の一端（第９図中左端）は小径に形成
され。

この小径部が支持壁４８に焼嵌め等により固定された円
筒座５１内に挿入されるとともに、大径部の端面が円筒
座５１の内側端面に当接されている。

また、円筒座５１の外側端面にはガイド軸固定栓体５２
の大径部端面が当接されるともに、該栓体５２の小径部
は円筒座５１内に挿入され、さらにこの栓体５２とガイ
ド軸５０とは複数本のボルト５３により固定されている
。

これにより、ガイド軸５０は支持壁４８に円筒座５１を
介して固着されている。

前記ガイド軸５０の外周には、ボールブツシュ５４を介
して移動部材５５の中央部に固着された高硬質円筒体５
６が被嵌されている。

この移動部材５５の上面には側面り字形のブラケット５
７を介して警報用ブザー５８が固着されている。

また。移動部材５５の上面−側の中央部には、指針固定
部材５９が固着され、この固定部材５９の中央部に設け
られた溝内には指針６０の一端がねじ６１により固定さ
れている。

この指針６０の他端は。前記カバー４７の側板２９とは
反対側の辺まで延長され、該カバー４７に固着された指
針位置検知板６２の長孔６３内に挿入されている。

前記移動部材５５の上面に固着された指針固定部材５９
の直上には摺動軸６４が配置されている。

この摺動軸６４０両端部は、それぞれ前記支持壁４８．
４９の上端に固定されたガイド板６５゜６６に摺動可能
に支持されている。

この摺動軸６４０両端部よりやや中央寄りには、それぞ
ればね受６７．６８が固着されるとともに、これらのば
ね受６７．６８と前記各ガイド板６５，６６との間には
それぞれ圧縮コイルばね６９．７０が介装され、これに
より摺動軸６４は両ばね６９゜７０の力の釣合った位置
で停止されている。

なお。第９図に示される状態でばね力を丁度零にするこ
ともできる。

また、前記摺動軸６４の各ばね受６７．６８の内方には
、範囲指示針取付部材７１，７２がそれぞれ移動可能に
設けられている。

この取付部材７１．７２には、それぞれ範囲指示針７３
，７４０一端部が固着され、これらの指示針７３ 、７
４の他端は前記検知板６２の長孔６３内まで延長されて
いる。

また、取付部材７１．７２には、該取付部材７１，７２
を摺動軸６４に固定する固定ねじ７５．７６０一端ねじ
部がねじ込まれ、該固定ねじ７５．７６の他端部は前記
検知板６２の長孔６３から突出されている。

この固定ねじ７５゜７６の長孔６３からの突出部にはそ
れぞれ摘み７７．７Ｂが固着され、これらの摘み７７．
７８を回転させることにより固定ねじ７５．７６を範囲
指示針取付部材７１，７２内にねじ込ませ、あるいは引
込ませ、これにより取付部材７１，７２を摺動軸６４の
任意位置に固定あるいは移動可能にすることができるよ
うにされている。

さらに、前記取付部材７１，７２の一端には。

それぞれ段部７９．８０が設けられるとともに。

これらの段部７９，８０には前記指針固定部材５９が当
接可能とされている。

これにより指針固定部材５９が移動部材５５の移動に伴
って移動し。

指針固定部材５９が取付部材７１あるいは７２の段部７
９あるいは８０に当接しさらに移動すると。

摺動軸６４が圧縮コイルばね６９あるいは７０に抗して
移動部材５５と同方向に移動するようにされている。

前記摺動軸６４の各端部に対向してそれぞれリミットス
イッチ８１，８２０作動片８３，８４が設けられ、これ
らのリミットスイッチ８１，８２はそれぞれ取付板８５
，８６を介して前記支持壁４Ｂ、４９の上端部に取付け
られている。

これらのリミットスイッチ８Ｌ８２は前記摺動軸６４が
作動片８３．８４に当接することにより作動され、後述
する移動部材５５の駆動モータの逆転あるいは停止を行
なうものである。

前記ガイド軸５０の下方位置において、中央部にねじを
有するねじ軸８７、が配置され、このねじ軸８７０両端
部は前記支持壁４８，４９０下端部に設けられたベアリ
ングボックス８Ｂ 、８９内に収納されたベアリング９
０，９１に支持されている。

このねじ軸８７のねじ部には、一端部をコレットチャッ
ク様にすり割されたスリーブナツト９２が螺合されてい
る。

このスリーブナツト９２のすり割部外周には締付ナツト
９３が螺合され、該スリーブナツト９２とねじ軸８７と
の間のバツクラツシを少なくするようにされている。

また。スリーブナツト９２は、前記移動部材５５の下面
に固着されたナツト受は座９４０貫孔９５内に嵌挿され
、該スリーブナツト９２のフランジ部と受は座９４との
間に跨って設けられたピン９６に−より回り止めをされ
るとともに、スリーブナツト９２のフランジ部との間で
受は座９４を挾持する止めリング９７により軸方向に抜
は止めされている。

前記側板２９の下部内側面において、一段盛上げて形成
された平滑面９８には、ガイドレール９９が固着されて
いる。

このガイドレール９９の上下面は高真直度を有するよう
に仕上げられるとともに、この上下面の各両端部および
上面の中央三箇所に対向してガイドレール矯正部材１０
０が設けられている。

これらの矯正部材１００はそれぞれ調整ねじ１０１を備
え、これらの調整ねじ１０１は前記ガイドレール９９の
上下面にそれぞれ当接されてガイドレール９９の真直度
を矯正できるようにされている。

また、ガイドレール９９の下面には、前記移動部材５５
の下面に固着された移動部材回転防止部材１０２の先端
球形部１０３が当接されている。

これにより移動部材５５は球形部１０３とガイドレール
９９とに案内されて少しも回転することなく移動できる
ようにされている。

前記端板４４の筐体外方側面には、移動部材５５を移動
させるための減速機付駆動モータ１０４が出力軸１０５
を筐体内に突出した状態で固着され、とのモータ１０４
の出力軸１０５には出力軸ギヤ１０６が固定されている
。

この出力軸ギヤ１０６には第１電磁クラツチ１０７０入
力側に取付けられた第１大ギヤ１０８が噛合され、第１
電磁クラツチ１０７の出力側には第１大ギヤ１０８と一
体回転可能な第１小ギヤ１０９が取付けられている。

この第１小ギヤ１０９には前記ねじ軸８７のベアリング
９１かもの突出部に固定されたねじ輸入ギヤ１１０が噛
合されている。

また、前記出力軸ギヤ１０６には第２電磁クラツチ１１
１０入力側に取付けられた第２大ギヤ１１２が噛合され
、第２電磁クラツチ１１１の出力側には第２大ギヤ１１
２と一体回転可能な第３大ギヤ１１３が取付けられてい
る。

この第３大ギヤ１１３は前記第２大ギヤ１１２と同一歯
数とされるとともに、前記ねじ軸８７のベアリング９１
かもの突出部に固定されたねじ軸小ギヤ１１４に噛合さ
れている。

この際、各ギヤ１０６．１０８．１０９．１１０゜１１
２．１１３，１１４のギヤ直径比は第１２図に示される
程度とされ１例えば出力軸ギヤ１０６から第１大ギヤ１
０８．第１小ギヤ１０９．ねじ輸入ギヤ１１０の系列は
、第２大ギヤ１１２．第３大ギヤ１１３．ねじ軸小ギヤ
１１４の系列に比べ減速比が１０倍程度大とされ、これ
により駆動モータ１０４の回転数を異なる減速比でねじ
軸８７に伝達できるようにされている。

前記移動部材５５の側面−側下部には、第１０図及び第
１１図に示されるように、アーム支持部材１１５の上端
部がねじ止め固定されている。

このアーム支持部材１１５の下面には前記ガイド軸５０
の軸方向に溝１１６が形成され、断面コ字形となるよう
にされている。

このアーム支持部材１１５の溝１１６に面した両側辺の
互いに対向した位置には、ピボット玉軸受１１７，１１
８がそれぞれ取付けられるとともに、一方のピボット玉
軸受１１７の溝１１６とは反対側の面にはアーム支持部
材１１５の外面に一部を突出された調整ねじ１１９が当
接され、他方のピボット玉軸受１１８の溝１１６とは反
対側の面にはキャップ部材１２０を介して一部をアーム
支持部材１１５の内面から突出された位置決めねじ１２
１が当接されている。

前記溝１１６内において１両ピボット玉軸受１１７゜１
１８間にはピボット１２２０両端尖鋭部が軸支されてい
る（第１０図参照）。

このピボット１２２はアーム１２３の途中に固定され、
これによりアーム１２３はピボット１２２の中心軸を支
点０として回動できるようにされている。

前記アーム１２３は、第１１図中り字形に表わされると
ともに前記ピボット１２２を固定された本体部１２４と
、この本体部１２４のＬ字形立上り辺基部に一端を固定
され他端が前記筐体の端板４３に設けられた長円ブツシ
ュ１２５を貫通して延長された棒状部材１２６と、この
棒状部材１２６の先端に連結部材１２７を介して一端を
連結され他端にスタイラス１２８を有するスタイラス保
持部材１２９と、前記本体部１２４の後端すなわち第１
１図中右端に一端部を取付けられた丸棒状のウェイト支
持棒１３０とから主として構成されている。

前記アーム１２３０本体部１２４の上端部にはマグネッ
トコア１３１の一端部が固着され、このマグネットコア
１３１の中間部はコイル１３２の中央貫孔１３３内に嵌
挿され、これらのマグネットコア１３１とコイル１３２
とによりアーム１２３の移動量（変位量）を計測する計
測手段としての差動トランス１３４が構成されている。

この差動トランス１３４より取出される電流の変位量は
、図示しない増巾器により拡大され、記録計によりその
形状を拡大記録され測定される。

また、コイル１３２は、前記移動部材５５の側面に固定
されたトランス支持ブラケット１３５０貫孔１３６内に
支持されている。

この際、貫孔Ｌ３６の一側にはスリット１３７が形成さ
れ、このスリット１３７をボルト１３８によりせばめる
方向に締付けることによってコイル１３２をトランス支
持プラケツＮ３５に固定できるようにされている。

また。本体部１２４の立上り辺の途中には作動部材とし
てのねじ１３９が該立上り辺を貫通してねじ込まれ、こ
のねじ１３９の立上り辺のＬ字の内方への突出部に対向
して警報ブザー用リミットスイッチ１４０が設けられて
いる。

このリミットスイッチ１４０は前記移動部材５５の側面
に固定されている。

これによりアーム１２３が所定量以上第１１図中時計方
向に回動した際、ねじ１３９がリミットスイッチ１４０
を作動させ、前記警報ブザ−５８を鳴らすことができる
ようにされている。

前記ウェイト支持棒１３０の途中には第１のウェイト１
４１が嵌挿され、この第１のウェイト１４１はねじ１４
２によりウェイト支持棒１２９に固定されている。

この第１のウェイト１４１の下部中央にはＬ字形の支持
棒１４３の上端が固定されている。

この支持棒１４３の水平部には第２のウェイト１４４が
ねじ１４５により固定されている。

前記ウェイト支持棒１３０の先端部には、該支持棒１３
０を貫通して上方に一端部を突出されたアームねじ１４
６がねじ込まれている。

このアームねじ１４６の上端には偏心カム１４７が対向
され、この偏心カム１４７は、スタイラス上下動用モー
タ１４８の出力軸１４９に固定されている。

とのモータ１４８はブラケット１５０を介して前記移動
部材５５の側面に固定されている。

また、このモータ１４８は減速機付の直流モータとされ
、図示しない電圧回路により印加電圧の調整を可能にさ
れ、これにより、偏心カム１４７の回転速度を調整し、
偏心カム１４７によるアーム１２３のスタイラス１２８
の上昇及び下降速度を任意に選択できるようにされてい
る。

前記偏心カム１４７のカム部以外の円筒部には互いに反
対方向に突出した作動ねじ１５Ｌ１５２がねじ込まれ、
これらの作動ねじ１５１，１５２の先端部の回転半径内
にそれぞれリミットスイッチ１５３，１５４の作動片１
５５，１５６が対向され、各作動ねじ１５１，１５２の
回転に伴ない該作動片１５５，１５６が作動されるよう
にされている。

また、これらのリミットスイッチ１５３゜１５４はＬ字
形ブラケット１５７を介して移動部材５５の側面に固定
されている。

なお、第１０図参照号Ｇ１はアーム１２３の支点０より
スタイラス１２８側にあるアーム１２３に加わる全重量
の重心を示し、符号Ｇ２はアーム１２３の支点Ｏより第
１、第２のウェイト１４Ｌ。

１４４側にあるアーム１２３Ｖｃ加わる全重量の重心を
示している。

また、この重心Ｇ と重心Ｇ２とを結ぶ線はほぼ支点Ｏ
上を通るようにされている。

この際、この線が支点Ｏ上を通るようにするには、アー
ム１２３を構成する各部材及びこれに取付けられる部材
の重量及び位置を予め計算しておき、そのように設定す
るとともに、アーム１２３を異なる傾斜角度とし、この
各状態のスタイラス１２８に加わる測定力が一定となる
ように第１゜第２のウェイト１４１，１４４の位置を動
かして微調整する。

また、符号１５８，１５９は測定器本体２８に取付けら
れた電源用、信号取出用などのコードである。

次に、本実施例の作用につき説明する。

ベース１上に被測定物（図示せず）を載置し。

位置決めガイド３により位置決めするとともに。

Ｔ字溝２を利用してベース１に固定する。

ついで、測定器本体２８を測定に都合のよいように高さ
調整及び角度調整を行なう。

この高さ調整は、摘み１６を操作してクランプねじ１５
を緩め、この状態でハンドル２１を回転させてねじ軸２
０を回転し、ナツト部材２２を介してスライダ９を上下
させて行なう。

この高さ調整が終了すると、再び摘み１６を操作し、ク
ランプねじ１５を回転してスライダ９のクランプを行な
う。

一方、角度調整はクランプレバ−４２を緩め、角度調整
用ハンドル３６を回転させ、角度調整用ナツト部材３７
及び突軸３８を介して測定器本体２８を支点軸２７を中
心として旋回させて行なう。

この後、再びクランプレバ−４２を締め付け、クランプ
を行なう。

このようにして測定器本体２８の位置、角度調整が終了
すると、計器盤４な操作し、スタイラス上下動用モータ
ー４８を駆動し、偏心カム１４７の凸部を上昇させ、該
凸部によるアームねじ１４６の押圧を解放する。

この場合は電気回路の選択によりモーター４８に流れる
電圧を減少させ、回転速度を遅くシ、偏心カム１４７に
よるアーム１２３の解放を静かに行なう。

これによりアーム１２３は９重心Ｇ と重心Ｇ２とに加
わるモーメントの差から予め定められた測定圧でスタイ
ラス１２８を被測定物にしずかに当接させ、測定の開始
が可能となるこの際、前記スタイラス上下動用モータ１
４８は、偏心カム１４７の凸部が最上位置にきたとき、
作動ねじ１５１がりくットスイッチ１５３に当接し、自
動的に停止され、この状態すなわち第１１図に図示した
状態が保持される。

ついで、再び計器盤４を操作し、移動部材駆動用モータ
１０４を作動させるとともに、第１．第２クラッチ１０
７，１１１のうちいずれか一方を作動させ、モータ１０
４の回転をねじ軸８７に伝達する。

この際、いずれのクラッチを選ぶかは。被測定物の表面
形状等により決定する。

ねじ軸８７が回転されると、移動部材５５及びナツト受
は座９４により回転を阻止されているスリーブナツト９
２はねじ軸８７の軸方向に移動することとなる。

このスリーブナツト９２の移動に伴ないナツト受は座９
４を介して移動部材５５もガイド軸５０並びにガイドレ
ール９９Ｖｃ案内されてスムーズに軸方向に移動する。

この際、ガイドレール９９と回転防止部材１０２の先端
球形部１０３とは点接触をし、かつ球形部１０３が防止
部材１０２に一体に固定されているから移動部材５５は
いささかの回動も伴なうことなく移動することとなる。

移動部材５５の移動に伴ない、これにアーム支持部材１
１５を介して回動自在に支持されたアーム１２３も移動
し、被測定物とスタイラス１２８との摺接状態での相対
移動がなされる。

この際。スタイラス１２８は被測定物の表面に所定の測
定力で当接されているから、被測定物の表面の凹凸に沿
って上下動しながら移動することとなる。

このスタイラス１２８の上下動はアーム１２３の支点Ｏ
を中心とした動きに変換され、このアーム１２３の動き
が計測手段としての作動トランス１３４により計測され
、被測定物の表面形状が測定される。

被測定物の測定中において、スタイラス１２８が所定量
以上上昇され、アーム１２３が所定角度以上時計方向に
回動すると、ねじ１３９が警報ブザー用リミットスイッ
チ１４０に作用して警報ブザ−５８が作動し、異常が検
知できるようにされている。

このようにして移動部材５５の移動に伴ない被測定物の
形状測定が継続され、移動部材５５が一側１例えば第８
図中左方に移動して指針固定部材５９が範囲指示針取付
部材７１に当接し、さらに移動すると、摺動軸６４が圧
縮コイルばね６９＆ｌＣ抗して左方に移動し、その左端
がリミットスイッチ８１の作動片８３に当接し、該スイ
ッチ８１を作動させる。

このスイッチ８１の作動によす、モータ１０４は逆転さ
れ、移動部材５５は右方向に移動され、前述と同様にし
て右方の範囲指示針取付部材７２及び摺動軸６４を介し
てリミットスイッチ８２を作動させる。

このスイッチ８２が作動されると、モータ１０４が停止
されるとともに。

スタイラス上下動用モータ１４８が起動される。

このスタイラス上下動用モータ１４８の起動により偏心
カム１４７の凸部が下方に移動し、アームねじ１４６を
押圧し、アーム１２３を時計方向に回転させてスタイラ
ス１２８を被測定物から離すこととなる。

この場合、電気回路の選択によりモータ１４８に流れる
電圧を増加させ、回転速度を速くしスタイラス１２８の
上昇を速く行なう。

このようにして偏心カム１４７の凸部が最下位位置にく
ると、作動ねじ１５２によりリミットスイッチ１５４の
作動片１５６が作動され、スタイラス上下動用モータ１
４８が停止される。

このようにして所定範囲の測定を終了すると。

再び測定器本体２８の位置及び被測定物の位置等を変更
して測定を継続する。

この際、測定器本体２８の傾斜角度を変更しても、重心
Ｇ１と重心Ｇ２とを結ぶ線がほぼ支点Ｏ上を通るように
されているからスタイラス１２８の測定力を変化させる
ことがない。

また、移動部材５５の移動は、指針６０の移動を指針位
置検知板６２の長孔６３かも視認することにより確認で
きる。

この際、移動部材５５の移動範囲を変更するには、摘み
７７゜７８を操作して固定ねじ７５．７６を緩め、範囲
指示針取付部材７１，７２の摺動軸６４への固定位置を
変更することにより容易になすことができる。

上述のように本実施例によれば、重心Ｇ１．Ｇ２及び支
点Ｏをほぼ一直線上に並ぶように構成したから、測定器
本体２８の取付は角度すなわちアーム１２３の傾斜角度
に拘わりなく、常に安定した測定圧をスタイラス１２８
に与えることができるという効果がある。

また、アーム１２３のバランスを調整するウェイトを第
１．第２のウェイＮ４１，１４４に分割し、かつ各個に
移動可能としたから、バランスの調整が非常に容易にで
きる。

さらに、アーム１２３のクランプは従来のようにソレノ
イドを用いず、偏心カム１４７を用イテいるからアーム
１２３の解放をゆっくりでき、スタイラス１２８を損傷
する危険性が少ない。

また。モータ１４８は直流モータを使用しているので電
気回路の選択により電圧を上げ、スタイラス１２８の上
昇を急速に行ない１作業時間の短縮を図れる。

移動部材５５はボールブツシュ５４を介して丸棒からな
るガイド軸５０により案内されるように構成されている
からその構造が簡単で、かつ構造的にも強くでき、しか
も摩耗抵抗が少ないという利点がある。

また、移動部材５５は回転防止部材１０２の先端球形部
１０３とガイドレール９９とにより回転を防止されてい
るから、移動部材５５０回転による測定誤差を防止でき
る。

この際、ガイドレール９９と回転防止部材１０２との接
触はローラ等を用いていないのでローラのガタに基づく
わずかな回動もなく、かつ点接触なので摺動抵抗も少な
いものである。

移動部材５５の駆動用モータ１０４は、その発熱部分を
端板４４の外側に設けであるため、測定中のモータ１０
４の発熱による温度が筐体内に影響することがなく、従
って差動トランス１３４の温度上昇による誤差の発生を
招くことがないという利点がある。

アーム１２３の回動支点は、従来のように十字ばねな用
いずピボット形式の軸受を用いたから、回転が円滑であ
り、測定の精度を向上できる。

また、この軸受部の補修も容易にできる。

さらに、アーム１２亀が所定角度以上回動すると、ねじ
１３９．リミットスイッチ１４０及び警報ブザ−５８か
らなる警報手段が異常を知らせるから、装置に無理な変
形応力が加わるのが防止できる。

駆動モータ１０４によるねじ軸８７の駆動速度は二基列
あるので被測定物の性状に応じた測定速度を選択できる
とともに、アーム１２３の戻し作業時に早戻し操作もで
きる。

移動部材５５の移動状態が指針６０の移動により一目で
判り１作業の時間管理等を容易にできる。

また、その移動範囲の設定も摘み７７．７８の操作のみ
で容易にできる。

なお、前記実施例における各スイッチの作動にあたり、
左方のリミットスイッチ８１はモータ１０４の逆転用の
スイッチとせず停止用スイッチとしたり、右方のリミッ
トスイッチ８２の作動によってはスタイラス上下動用モ
ータ１４８が起動されず、別個のスイッチにより起動す
るようにするなど設計の便宜によって適宜に変更可能で
ある。

また、各部の構造は前記実施例に限定されるものではな
く、本考案の目的を達成できる範囲すなわち第３図Ａ、
Ｂを参照して説明した原理を満足する範囲での種々の変
形が可能であり、それらは本考案に含まれるものである
。

上述のように本考案によれば、測定器本体の傾きに関係
なく、常に安定した測定力を与えることのできる形状測
定器を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形状測定器におけるアーム部分の概略構
成図、第２図は従来の形状測定器のアーム部における力
の作用状態を説明する説明図、第３図は本考案の基本原
理の説明図、第４図ないし第１２図は本考案の具体的一
実施例な示すもので。 第４図は一部を切欠いた全体正面図、第５図は第４図の
■−Ｖ線断面図、第６図は全体左側面図、第７図は角度
調整機構部の断面図、第８図は測定器本体の横断平面図
、第９図は第８図の略に−に線断面図、第１０図は第９
図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第１１図はアーム部の一部を
切欠いた正面図。 第１２図は各ギヤの噛合状態説明図である。 １・・・・・・ベース、７・・・・・・支柱、９・・・
・・・スライダ。 ２４・・・・・・測定器本体取付板、２５・・・・・・
軸孔、２７・・・・・・支点軸、２８・・・・・・測定
器本体、２９・・・・・・側板、３５・・・・・・角度
調整用ねじ軸、３７・・・・・・角度調整用ナツト部材
、３８・・・・・・突軸、５０・・・・・・ガイド軸、
５４・・・・・・ボールブツシュ、５５・・・・・・移
動部材、５８・・・・・・警報用ブザー、６４・・・・
・・摺動軸、７１．７２・・・・・・範囲指示針取付部
材、８１゜８２・・・・・・す□ットスイツチ、９２・
・・・・・スリーブナツト、９９・・・・・・ガイドレ
ール、１０２・・・・・・回転防止部材、１０３・・・
・・・先端球形部、１０４・・・・・・減速機付駆動モ
ーフ、１０７，１１１・・・・・・第１．第２電磁クラ
ツチ、１１７，１１８・・・・・・ピボット玉軸受、１
２２・・・・・・ピボット、１２３・・・・・・アーム
１２４・・・・・・本体部、１２８・・・・・・スタイ
ラス、１３０・・・・・・ウェイト支持棒、１３４・・
・・・・計測手段としての差動トランス、１４０・・・
・・・警報ブザー用リミットスイッチ、１４Ｌ１４２・
・・・・・第１、第２のウェイト、１４３・・・・・・
支持棒、１４６・・・・・・アームねじ、１４７・・・
・・・偏心カム、１４８・・・・・・スタイラス上下動
用モータ、Ｇｏ 、Ｇ２・・・・・・重心、Ｏ・・・・
・・支点。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）ベースから垂設された支柱に上下方向に対する高
   さ調節および水平方向に対する角度調節可能に組付けら
   れた測定器本体と、この測定器本体に回転可能に支持さ
   れるとともに軸方向への移動を規制されたねじ軸と、こ
   のねじ軸に組付けられこのねじ軸に沿って摺動する移動
   部材と。 この移動部材に中間部を支点として回動自在に支持され
   ろとともに、一端部にスタイラスが取付けられ他端部に
   ウェイトが取付けられたアームと、このアームの回動量
   を計測する計測手段と、を備えた形状測定器において、
   前記アームの支点位置と、前記アームに加わる支点より
   スタイラス側の全重量の重心位置と、支点よりウェイト
   側の重心位置とを一直線上に位置せしめたことを特徴と
   する形状測定器。
2. （２）前記実用新案登録請求の範囲第１項において。 前記ウェイトは前記アームに移動可能に取付けられた第
   １のウェイトと、この第１のウェイトに移動自在に取付
   けられた第２のウェイトによって構成されたことを特徴
   とする形状測定器。