JPS5890103A - 測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二次元測定機、三次元測定機、形状測定機、
歪測定機等のように、基台に載置された被測定物に対し
測定子を有する測定子支持部材が移動可能とされた測定
機に係り、特にその案内レール部の改良に関する。

このような測定機においては、基台の上面を基準面とし
、測定子の移動変位を把えるよう構成されているため、
測定子側を動かす機種にあっては、測定子を支持した測
定子支持部材を前記基台の上面と平行に移動させること
が必要である。

このため、従来は精密に加工でれた案内レールを専用金
具とボルトとを用いて直接基台上面に並列固定していた
。従って、案内レールの取付けに非常な労力を喪するば
かりでなく、基台上面の面積のうち、被測定物を載置す
るために供される有効部分は小きく、また、型針の大き
な被測定物を基台の側方から平行移動して載置すること
ができないという欠点があった。

一方、基台とは関係なく、例えば建屋の天井から案内レ
ールを墨下げあるいは地上から台座を介して案内レール
を設けることもあるが、この場合は、基台の上面とこれ
らの案内レールとの平行度をイ尋るに多くの労力を８袈
とするばかりでなく、案内レールへの防振対策を講じな
ければならず経済的負担も大きく、かつ、精度上も好ま
しくなかった。

本発明の目的は、少ない労力で容易に基台上面と案内レ
ールとの平行度を得ることのできる案内レールを備えた
測定機を提供するにある。

本発明は、支持部材の先端部が着脱自在に取付けられた
案内レールを用い、この案内レールに取付けられた支持
部材の基端部を接着剤を介して基台１１１１１而に設け
られた凹部内に嵌挿し、前記案内レールの軸想が基台の
上面と平行となるように基台と支持部材とを固定するよ
うにして前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明を三次元測定機に適用した一実施例を図面
に基づいて説明する。

第１図の全体構造図において、略直方体に形成された石
定盤からなる基台２１は、複数の被測定物取付用ねじ穴
２２をその上面に有するとともに、長手方向に直交する
前後の端面に断面り字形の把手２３をそれぞれ有してい
る。この基台２１の左右の両側面にはＹ軸線方向の案内
部を構成する２本の案内レール３１．３２が取付けられ
ている。これらの案内レール３１．３２は、基台２１の
長手方向（Ｙ［Ｉｉ［ｌｌａ方向）より長く形成される
とともに、基台２１の上面より下方であってこの上面に
平行かつ基台２１の側面から突出して設けられている。

この際、案内レール３１．３２が基台２１の上面より下
方であるということは、案内レール３１．３２の上面が
基台２１の上面と同一以下の位置にあるという意味であ
る。また、両案内レール３１．３２は、円柱の両側を平
行に削り落して長手方向に直交する断面形状が円弧部分
及び直線部分からなる略小判形となるようにされ（第２
図参照）、さらに、一方すなわち第１図中手前の案内レ
ール３１の外側面には後に詳述するように長尺のスケー
ル３３が貼付されている。

前四ピ両側の案内レール３１．３２には角柱状の支柱４
１．４２がそれぞれ案内レール３１．３２の長手方向（
Ｘ軸線方向）に沿って移動自在に支持されている。これ
らの両側の支柱４１．４２の途中には両支柱４１．４２
間のＸ軸線方向の間隔を所定寸法に設定するために１本
の丸棒からなる横部材４３が渡設され、さらに両支柱４
１，４２の上幅部間にはそれ七れ埋＾ｎ’ｉ　’Ｍ”・
４４．４５を介して２本の丸棒からなるスライダ案内レ
ール４６．４７及び１本の九賛からなるスライダ微動レ
ール４８が前記案内レール３１．３２に直交しかつ基台
２１の上面に平行な方向、すなわちＸ軸脚方向に掛は渡
されている。

これらのスライダ案内レール４６．４７には箱状のスラ
イダ４９がスライダ案内レール４６．４７に沿ってＸ　
ｈｌ＋方向移動自在に支持され、このスライダ４９には
角度計４１す手段５０を介して箱状のスピンドル支持体
５１がＹ軸脚を回動中心として傾斜可能に支搗されてい
る。このスピンドル支持体５１にはスピンドル５２がそ
の中心軸方向に摺動自在に支持されるとともに、このス
ピンドル５２の下端には測定子５３が取付けられている
。この際、スピンドル５２はスピンドル支持体５１の傾
斜が零のとき、丁度Ｚ軸線方向（上下方向）に移動でき
るように設定され、これにより前記スライダ４９のＸ軸
線方向の移動及び支柱４１．４２のＸ軸線方向の移動と
相俟って測定子５３は基台２１及びこの基台２１上に載
置される被測定物５４に対し互いに囮交するＸ、Ｙ、Ｚ
＠線方向に任意に移動できるようにされている。贅だ、
これらの支柱４１．４２、横部材４３、連結部４４，４
５、スライダ案内レール４６．４７、スライダ４ｑ、角
度計測手段５０、スピンドル支持体５１及びスピンドル
５２により測定子支持部材４０が構成されている。

前記両連結部４４．４５の上部間に掛は渡されたスライ
ダ微動レール４８とスライダ４９とは常時は摺動可能に
されるとともに、締付ねじ１４４を締付けることにより
摺動不可能に固定され、この固定状態で微動レール４８
に螺合された調整ナント１４１全回すことにより微動レ
ール４８をを介して一スライダ４９が案内レール４６．
４７の軸方向に微動できるようにされている。

なお、Ｐｇ１図中符号８４は測定子支持部材４０の微動
送り用つまみ、符号８７はその微動送りの作動及び開放
をするためのつまみであり、符号９０は案内レール３１
の両端に設けられたショックアブゾーバ、符号９５は案
内レール３２の両端に設けられたストッパである。

第２図すなわち本実施例の要部を断面した拡大図におい
て、基台２１の左右の両側面には凹部としての複数の穴
２４がＹ軸線方向に直列に形成され、これらの穴２４内
にはレール支持部を構成する支持＠２５０基端小径部２
５Ａが接着剤２６によりそれぞれ接着固定されている。

この際、小径部２５Ａの外周には綾目ローレットなどの
凹凸加工が施でれ、接着強度が高められている。また、
支持軸２５の先端側には段部２５Ｂを介して小径の凸部
２５Ｃが一体に形成され、この凸部２５Ｃの中間には全
周にわたりＶ溝２５Ｄが形成されている。

前記基台２１の一側面に突設された複数の支持軸２５の
それぞれに対応した位置において、両案内レール３１．
３２の内側面には支持軸２５の凸部２５Ｃに係合される
凹部３１Ａ、３２Ａがそれぞれ形成され、これらの凹部
３１Ａ、３２Ａ内にまで貫通するねじ穴３１８，３２８
が前記断面小判状の案内レール３１．３２の円弧面から
各２本形成され、これらのねじ穴３１Ｂ、３２Ｂにはそ
れぞれ先端がテーパ状にされた固定ねじ３４がねじ込ま
れている。この際、■溝２５Ｄの中心線と固定ねじ３４
の中心軸とは位置がずれるように形成されており、この
位置ずれの方向は固定ねじ３４の中心線が■溝２５Ｄの
中心線より突部２５Ｃの先端側となるようにされ、これ
により、固定ねじ３４の先端テーパ面がＶ溝２５Ｄの壁
面に当接したとき支持軸２５の段部２５Ｂの端面が各案
内レール３１．３２の内側の直線部分に圧着され、各レ
ール３１．３２の支持軸２５に対する取付は位置規制が
行なえるようになっている。また、両案内レール３１．
３２は支持軸２５を介して基台２１に接着固定される際
、図示しない位置決め治具を用いて接着され、これによ
り各案内レール３１．３２は基台２１の上面に対し高精
度で平行となるように固定され、特に案内レール３１は
測定機の位置的基準になるに十分な精度を有するように
なっている。

前記両案内レール３１．３２のうち一方のレール３１の
外側面には、全長にわたり凹溝３１Ｃが形成され、この
凹ｍ３１ｃはレール３１の中心軸線と平行に、かつ、そ
の底面はレール３１の外側面と平行になるよう仕上けら
れている。この凹溝３１Ｃ内には前記スケール３３が貼
付され、このスケール３３は、例えばステンレス板の表
面にμｍオーダーの縦目盛を形成された反射型スケール
とされている。

前記一方の支柱４１の下部には係合ブロック６１が固定
され、このブロック６１の長手方向（Ｙ軸線方向）の両
端部にはそれぞれ３個のローラ６２，６３．６４からな
るローラ群が各１組づつ設けられている。これらのロー
ラ６２，６３．６４はその周面の法線方向がそれぞれ１
２０＃’となるように配置されるとともに、ローラ６２
の支軸６２Ａに被嵌されるブツシュ６２Ｂ及びローラ６
３，６４の支軸６３Ａ、６４Ａにおけるローラ６２，６
３．６４の被嵌部は中心線に対しそれぞれ所定１偏心さ
れて各ローラ６２，６３．６４の法線方向位置が調整可
能にされ、案内レール３１との当接が確実となるように
されている。また、ロー２６２，６３．６４のうちロー
ラ６２はレール３１の断面における直線部分に当接され
るため比較的広１］に形成され、他のローラ６５，６４
はレール３１の円弧部分に当接されるため狭巾に形成さ
れている。さらに、案内レール３１と３個のローラ６２
，６３，６４とは１２０度方向の３個所で当接されてい
るため、ブロック６１すなわち支柱４１はＸ軸線及びＺ
軸線方向には移動できないようにされている。

前記係合ブロック６１には、第３図の概略構成図に示さ
れるように、測定子支持部材４０のＹ軸線方向の移動層
を計測するＹ方向計測手段を、前記スケール３３と共に
構成する検出器としての計側ユニット７０が設けられて
いる。この開側ユニット７０は、ガラスなどの透明板に
前記スケール３３と同様な目盛を形成されたインデック
ススケール７１と、このインデックススケール７１’＆
介してスケール３３の表面に光を当てる発光源としての
発光素子７２と、この発光素子７２から発射されスケー
ル３２で反射された光を受光する受光器としての受光素
子７３とから構成され、両スケール３３．７１の相対移
動に基づく両目盛の明暗による受光針の変化によって受
光素子７３に発生するサイン波状の電流で、支持部材４
０のＹ方向移動ｋが剖測できるようになっている。この
際、発光素子７２と受光素子７３との光軸はＶ字状にな
るよう屹歿され、発光素子７２の光がスケール３３で反
射して確実に受光素子７３に到達するようにされている
。

前記他方の支柱４２の下部には係合ブロック６５が固尾
され、このブロック６５の投手方向（Ｙ１１４ｉｌ線方
向）の両端部にはそれぞれ２個のローシロ６．６７から
なるローラ群が各−組づつ設けられている。これらのロ
ーラ６６．６７はその周面の法線方向が１８０度となる
よう配置されるとともに、各ローラ６６．６７の支軸６
６Ａ　、　６７Ａにおけるローラ６６．６７の被嵌部は
支軸中心線に対しそれぞれ所定敞偏心されて各ローラ６
６．６７の法線方向位置が調整可能にされ、案内レール
３２との当接が確実となるようにされている。この際、
両ローラ６６．６７は１８０度位激でレール３２に当接
されているため、両ローラ６６．６７すなわち支柱４２
は支持軸２５の軸方向（Ｘ軸線方向）に移動可能にされ
ている。

次に本実施例における案内レール及びローラの組付は方
法につき第４図をも参照して説明する。

案内レール３１．３２に設けられた穴状の複数の凹部３
１Ａ、３２Ａ内にそれぞれレール支持部としての支持軸
２５の凸部２５Ｃを挿入するとともに、案内レール３１
．３２の各ねじ穴３１　Ｂ、３２８に固定ねじ３４をね
じ込んで各ねじ３４の先端を各支持軸２５のＶ溝２５Ｄ
に係合させる。これにより固定ねじ３４の中心軸と■溝
２５Ｄの中心とのずわにより各支持軸２５の段部２５Ｂ
の端面が案内レール３１．３２の直線部に当接するよう
移動され、この当接により案内レール３１．３２と各支
持軸２５との位置出しが行なわれる。

ついで、接着剤２６を介装した状態において、各支持軸
２５の基端小径部２５Ａを基台２１の各穴２４内に仲人
し、第４図に示される治具４００を用いて、各案内レー
ル３１．３λ　の軸線が基台２１の上面と平行となるよ
うに位置出しし、接着剤の硬化を待つ。すなわち、治具
４００は、互いに精密に平行度を出されるとともに所定
寸法の段差を有するようにされた第１．第２の面４０１
Ａ。

４０１Ｂを形成されたベース４０１と、このベース４０
１の段差部においてボルト４０２で固定されるとと本に
各支持軸２５０部分を逃げるよう櫛歯状にされかつ基台
２１の側面と案内レール３１の内側直線部分との寸法出
しをするスペーサ４０３と、前記ベース４０１の第２の
面４０１Ｂにボルト４０４で左右方向位置調整可能に取
付けられ案内レール３１の外側直線部分に当接されて案
内レール３Ｉを前記スペーサ４０３に押圧するＬブラケ
ット４０５と、とのＬブラケット４０５に進退自在にね
じ込まれるとともにその内端で案内レール４０６を前記
第２の面４０１Ｂに押圧して寸法出しする＃珊寸送複数
の抑圧ねじ４０６とから構成され、この治具４００は押
え金具４１１とボルト４１２とにより基台２１に取付け
られ、ベース４０１の第１．第２の面４０１Ａ。

４０１Ｂの作用により案内レール３１の上面すなわち細
心が基台２１の上面と平行となるようにされる。

着た、他方の案内レール３２も同様な治具で固定される
が、この場合、案内レール３１と他方の案内レール３２
との平行度等はあまり重要とはならない。

接着剤２６の硬化後、両案内レール３１．３２に測定子
支持部材４０を組付けるのであるが、この組付けにあた
っては案内レール３１の側が基準とされるため、まず、
この案内レール３１に対する支柱４１側の各ローラ６２
，６３．６４の当り具合が適正となるように各ローラ６
２，６３．６４の偏心ブツシュ６２Ｂ１偏心軸６３Ａ、
６４Ａを用いて調整する。これにより、測定子支持部材
４０は案内レール３１′ｆｉ：基準として組付けられた
こととなるから、ついで、他方の案内レール３２と支柱
４２の各ローラ６６．６７との当りを同様にして幽整し
、全体の組立てが完了する。この際、支柱４２の各ロー
ラ６６．６７は案内レール３２の上下から当接されるも
のであるから、レール支持ｌｌｌ１ｈ２５の軸方向には
移動可能であり、従って予め横部材４３により寸法出し
されている側皮柱４１．４２は、この寸法出しされた間
隔を保持したまま両案内レール３１゜３２に支持される
こととなる。

上述のような本実施例によれは次のような効果がある。

すなわち、係合ブロック６１と案内レール３１とは３個
のローラ６２，６３．６４で位置ずれすることなく取付
けられるから、案内レール３１にスケール３３を、保合
ブロック６１に計測ユニット７０を取付けておけば、ス
ケール３３と計測ユニット７０のインデックススケール
７１とは常にクリアランスを一定に保持できる。また、
一旦、各支持軸２５を基台２１に固定したのちは、ねじ
３４をゆるめて案内スケール３１．３２を取換えても常
に案内レール３１．３２を基台２１に対し同一位置に設
定でさ、従ってスケール３３等が損傷した場合などに容
易に取換えることができ、その後の調整も不要である。

さらに、案内レール３１へのローラ６２の係合面とスケ
ール３３の取付用凹４４３１　Ｃとは精密加工により精
度良く加工されているから、スケール３３を凹τ傳３１
Ｃ内に結句するたけでローラ６２の係合面ひいてはイン
デックススケール７１とスケール３３との平行を保持で
き、かつ、保合ブロック６１の移動方向に対してスケー
ル３３の曲り、ねじれ等の発生がなく、その調整も不要
にできて組立工数を著しく低減できる。また、案内レー
ル３１はスケール３３の固定ブロックをも兼ねているも
のであるから、格別な金具等を必要とせず、安価に製作
できる。

さらに、案内レール３１．３２は支持軸２５を介して基
台２１に接着固定されるものであるから、案内レール３
１．３２の基台２１の上面に対する正確な平行度を容易
に得ることができ、かつ、案内レール３１．３２の撓み
防止のために、支持点すなわち支持軸２５の数を多くし
ても、各支持軸２５の案内レール３１．３２への取付誤
差は全て接着剤２６の部分で吸収されるから、案内レー
ル３１．３２にストレスが発生することもない。また、
案内レール３１において、基台２１側に配置されるロー
ラ６３．６４は、案内レール３１の円弧部分を利用して
傾斜して取付けられているから、ローラ６３，６４の介
在により案内レール３１と基台２１との間に設けなけれ
ばならないスペースを少なくでき、従って支持軸２５の
基台２１の側面からの突出針を少なくできて片持梁状の
支持形態上、有利である。

さらに、測定子支持部材４０の位置規制を一本の案内レ
ール３１で行なえるから、他方の案内レール３２と測定
子支持部材４０との保合構造を簡易な構造にでき、かつ
、精度も厳しくしなくてよいから、この点からも製品コ
ストの低減を図れる。

また、両案内レール３１．３２は基台２１の側方に設け
られているから、基台２１の全面を有効利用でき、かつ
側方からの被測定物５４の搬入も可能となる。さらに、
両案内レール３１．３２は基台２１より長く設定されて
いるから、測定子支持部材４０をこの延長部に移動させ
ることにより基台２１より長尺な被測定物５４の載置及
び測定かできる。

さらに、一本の案内レール３１により係合ブロンクロ１
をＸ及びＺ軸方向に位置規制しなからＹ軸方向に案内で
き、かつ、案内レール３１の回転方向の位置規制もでき
る。

第５図には本発明の他の実施例が示され、本実　　　″
流側においては案内レール５３１側に凸部５３１Ｆが設
けられるとともに、この凸部５３１Ｆに■溝５３１Ｇが
設けられ、一方、支持軸５２５側に前記凸部５３１Ｆに
係合される凹部５２５Ｆが形成されるとともに、この凹
部５２５Ｆ内１でに貫通するねじ穴５２５Ｇが上下に形
成され、これらのねじ穴５２５Ｇの中心軸と■溝５３１
Ｇの中心とは、凸部５３１Ｆと凹部５２５Ｆとの保合状
態で互いにずらされており、支持軸５２５の端面と案内
レール５３１の直線部とが互いに当接するようにされて
いる。

このように構成されても前記実施例と同様な作用効果が
ある。

第６図には本発明のさらに他の実施例が示され、本実施
例においてはレール支持部材として軸状の部材ではなく
、レール状の支持部材６２５を用いたもので、この支持
部材６２５の基端には小中部６２５Ａが形成され、この
小中部６２５Ａは基台６２１の側面に形成された凹溝６
２１Ａ内に接着剤６２６を介して仲人固定されている。

また支持部材６２５の先端側には段部６２５８　ｗ介し
て信条状の凸部６２５Ｃが一体に形成され、この凸部６
２５Ｃの上下面にはそれぞれ■溝６２５Ｄが形成されて
いる。この凸部６２５Ｃには前記各実施例と同様に案内
レール６３１が着脱可能、かつ、Ｖ溝６２５Ｄと図示し
ない固定ねじとの作用により位置出しされて取付けられ
るようになっている。

このような本実施例も前記各実施例と同様な作用、効果
を奏することができる。

第７図には本発明のさらに他の実施例が示され、この実
施例は案内レール７３１の形状を断面台形状とし、円弧
部分をなくしたもので、他の構造は第１図の実施例と同
様であり、その作用、効果も同様である。

なお、前記各実施例では測定子５３は接触式の構造のも
のを図示したが、本発明でいう測定子はこれに限定され
ず、靜電容１を用いたもの、あるいはレーザ測長器等の
いわゆる非接触式の構造のものも含むものである。また
、初めの実施例における両案内レール３１．３２は必ず
しも基台２１の側方であってかつ上面より下方に設けな
くともよく、例えば、基台２１の上面上に直接もしくは
台座を介して設置してもよく、さらには、基準とされな
い案内レール３２側には案内レールは設けず、基台２１
の上面そのものを直接案内としてもよい。

要するに、基台２１の一側面に基準となる案内レールが
設けられていれば足りる。さらに、本発明は三次元測定
機に限らず、二次元測定機、形状測定機、その他測定機
にも適用できる。また、スケール３３は光学的反射型ス
ケールに限らず、光透過型スケール、電磁気的スケール
、磁気的スケール、靜電容１型スケール、さらには接点
式スケールなどでもよい。また、前記実施例では案内レ
ール３１．３２をそれぞれ１本づつ設けた例につき説明
したが、片側に２本以上設け、これらのうち１本は位置
的基準用とし、残りで測定子支持部材４０の荷重を受け
るようにしてもよい。このようにすれは、精度の維持を
長期間にわたって行なうことができる。さらに、案内レ
ール３１．５３１，６３１の形状は左右両側に直線部分
（平面部分）を有するものに限らず、第４図の右側に２
点鎖線で示したように右側の直線部分はなくしてもよく
、少なくとも一箇所に直線部分があれば足りる。しかし
、直線部分を２箇所設けれはローラガイド用、スケール
貼付基準用などに用いることができて便利で　゛ある。

上述のように本発明によれば、容易に基台上面と案内レ
ールとの平行度を得ることのできる測定機を提供できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を三次元測定機に適用した一実施例を示
す斜視図、第２図はその一部を切欠いた要部の拡大正面
図、第３図は本実施例の係合ブロック内の概略構成を示
す断面図、第４図は本実施例に用いられる治具の一例を
示す一部断面正面図、第５図は本発明の他の実施例を示
す要部の断面図、第６図は本発明のさらに他の実施例を
示す要部の斜視図、第７図は本発明のさらに他の実施例
を示す要部の正面図である。 ２１・・・基台、２４，６２４・・・穴及び凹溝、２５
゜５２５．６２５・・・レール支持部を構成する支持軸
及び支持部材、２５Ａ、６２５・・・基端部を構成する
小径部及び小中部、２５Ｃ，５３１Ｆ、６２５Ｃ・・・
凸部、２５Ｄ、５３１Ｇ、６２５Ｄ・・・■溝、２６．
６２６・・・接着剤、３１，３２，５３１，６３１，７
３１・・・案内レール、３１Ａ、３２Ａ、５２５Ｆ・・
・四部、３３．５３３・・・スケール、３４・・・固定
ねじ、４０・・・測定子支持部材、５３・・・測定子、
５４・・・被測定物、６１．６５・・・保合ブロック、
６２，６３，６４，６６．６７・・・ローラ、６２Ａ、
６３Ａ、６４Ａ、６６Ａ、６７Ａ・・・支軸、６２Ｂ・
・・ブツシュ、７０・・・計測ユニット、７１・・・イ
ンデックススケール、７２・・・発光源としての発光素
子、７３・・・受光器としての受光素子。 代理人　弁理士　木　下　實　三

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基台上に載置された被画定物に対して変位可能と
   された画定子の移動変位から当該被測定物の形状等を計
   測する測定機において、支持部材の先端部が着脱自在に
   取付けられるとともに、この支持部材の基端部は接着剤
   を介して基台側面に設けられた凹部内に嵌挿され、かつ
   、その軸線が基台の上面に平行となるよう基台に固定さ
   れた案内レールを備えたことを特徴とする測定機。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記支持部材の
   基端部外局面には凹凸が形成されたことを特徴とする測
   定機。 （３）　　特許請求の範囲第１項または第２項において
   、前記案内レールの軸線と直交する断面形状は、円弧部
   分と互いに平行な直線部分とを有することを特徴とする
   測定機。 （４）特許請求の勲曲第１項ないし第３項のいずれかに
   おいて、前記基台は直方体の石定盤から構成されたこと
   を特徴とする測定機。