JPS6314882B2

JPS6314882B2 -

Info

Publication number: JPS6314882B2
Application number: JP56188927A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sakata; Masami Saito
Original assignee: MITSUTOYO KK
Current assignee: MITSUTOYO KK
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1988-04-02
Also published as: JPS5890109A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、二次元測定機、三次元測定機のよう
に直交２軸以上に測定子が変位可能にされ、この
測定子の移動変位から被測定物の形状等を計測す
る多次元測定機の組立方法に関する。

従来、測定子を被測定物の表面に当接させ、測
定子の移動変位から被測定物の形状等を測定する
二次元あるいは二次元測定機が周知であり、これ
らの測定機は高い精度で測定できることからあら
ゆる産業分野で利用されている。

しかし、従来の三次元測定機においては、調整
箇所がない堅牢な構造が高精度を確保できるとい
う考え方にとらわれていたため、測定機の構造上
の位置的基準を定盤の上面あるいは定盤を載せる
基礎上などに求め、これらの位置的基準から支柱
を立設している。この際、支柱は基準に対し正確
に垂直にし、かつ、支柱が両側に配されるものに
あつては、これらの両側の支柱が平行で、高さも
正確に一致するよう仕上げかつ組立てねばなら
ず、続いてこの支柱に支持されるべき構造体、例
えば横梁、この横梁に摺動可能なスライダ等を順
次Ｘ、Ｙ及びＺ軸線に対し平行、垂直に組立て、
さらにこの組立構造体の調整後、そのスライダ等
と平行かつ一定クリアランスとなるようにスケー
ル等を固定するなど、定盤等を基準として各部を
調整しながら順次積上げていくという構造であ
り、極めて複雑な手順と熟練を必要とするもので
あつた。

従つて、従来構造にあつては１つの部品の加工
精度が総合精度に及ぼす影響が大であり、初めの
段階において調整等の狂いがあると、修正、改良
がなせないこととなり、結局初めから全てラツプ
仕上げ等による調整及び組立てをやり直さねばな
らなかつた。このため、組立の熟練度によつて総
合精度が大きくかわるものであるから、作業の高
度な熟練を必要とするばかりでなく、高精度の部
品を用いなければならないから、製品価格が著し
く高価となるという欠点がある。また、各部を調
整後順次積上げる方式であることから、現地組立
てが困難となつて運搬等に極めて不便であり、こ
の点からも従来の三次元測定機の使い勝手を悪く
していた。

さらに、三次元測定機に限らず、二次元測定機
にあつても上述の事情は同一であり、同様な不都
合があつた。

本発明の目的は、組立て、調整が容易な多次元
測定機の組立方法を提供するにある。

本発明は、従来の考え方にとらわれることなく
これらの測定機においては究極的には測定子が
Ｘ、Ｙ及びＺ軸線方向に正確に移行できればよい
ことに着目し、構造体を組立てたのち、測定子に
直接用いて精度測定をし、この結果に基づいて精
度誤差があるときは、全体構造に手を加えること
なく、でＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向の調整を行なうとい
う考え方でなしたもので、基台に立設された一対
の支柱間に掛け渡されるスライダ案内レールと一
対の支柱との連結部を、測定子をＸ、Ｙ及びＺ軸
線方向に変位可能にする調整手段を介して連結
し、この調整手段のねじ部材でスライダ案内レー
ルを押圧することで精度調整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Ｌ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軸線方向）長さより長く形成されるとと
もに（第２図参照）、基台２１の上面より下方で
あつ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３
１，３２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４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。

前記両側の案内レール３１，３２には角柱状の
支柱４１，４２がそれぞれ案内レール３１，３２
の長手方向（Ｙ軸線方向）に沿つて移動自在に支
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４１，４２
の上端部間にはそれぞれ連結部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本の丸棒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軸線方向
に掛け渡されている。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に沿つてＸ軸方向移動自在
に支持され、このスライダ４９には角度計測手段
５０を介して箱状のスピンドル支持体５１がＹ軸
線を回動中心として傾斜可能に支持されている。
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Ｙ軸線方向の移動と相
俟つて測定子５３は基台２１及びこの基台２１上
に載置される被測定物５４に対し互いに直交する
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸線方向に任意に移動できるようにさ
れている。また、これらの支柱４１，４２、横部
材４３、連結部４４，４５、スライダ案内レール
４６，４７、スライダ４９、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。

第３図及び第４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
る支持軸２５の一端小径部２５Ａが接着剤２６に
よりそれぞれ接着固定されている（第４図参照）。
この際、小径部２５Ａの外周には綾目ローレツト
などの凹凸加工が施され、接着強度が高められて
いる。また、支持軸２５の他端側には段部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の両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３１Ｂ，３２Ｂ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、Ｖ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３
４の中心線がＶ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に対する取付位
置規制が行なえるようになつている。また、両案
内レール３１，３２は支持軸２５を介して基台２
１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３
１，３２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十分な精度を有するように
なつている。

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、この凹溝３１Ｃ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げられている。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ツク６
１が固定され、このブロツク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６
２，６３，６４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120度となるよ
うに配置されるとともに、ローラ６２の支軸６２
Ａに被嵌されるブツシユ６２Ｂ及びローラ６３，
６４の支軸６３Ａ，６４Ａにおけるローラ６３，
６４の被嵌部は中心線に対しそれぞれ所定量偏心
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、ローラ６２，
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巾に
形成され、他のローラ６３，６４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。

前記係合ブロツク６１には、測定子支持部材４
０のＹ軸線方向の移動量を計測するＹ方向計測手
段を前記スケール３３と共に構成する計測ユニツ
ト７０が設けられている（第３図参照）。この計
測ユニツト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ツク
ススケール７１と、このインデツクススケール７
１を介してスケール３３の表面に光を当てる発光
素子７２と、この発光素子７２から発射されスケ
ール３３で反射された光を受光する受光素子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量の変化によ
つて受光素子７３に発生するサイン波状の電流
で、支持部材４０のＹ方向移動量が計測できるよ
うになつている。この際、発光素子７２と受光素
子７３との光軸はＶ字状になるよう配置され、発
光素子７２の光がスケール３３で反射されて確実
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ツク６
５が固定され（第６図参照）、このブロツク６５
の長手方向（Ｙ軸線方向）の両端部にはそれぞれ
２個のローラ６６，６７からなるローラ群が各一
組づつ設けられている。これらのローラ６６，６
７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６６
Ａ，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量偏心されて各ロ
ーラ６６，６７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
度位置でレール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。

また、係合ブロツク６１には、測定子支持部材
４０の微動送り装置８０が設けられている。この
微動送り装置８０は、第３図に示されるように、
側面略Ｃ字状に形成されるとともにこのＣ字の上
下の腕８１Ａ，８１Ｂ開口側端部が前記案内レー
ル３１の周面と所定間隔を置いて配置されたフレ
ーム８１と、このフレーム８１のＣ字の肩部に一
端の微細ねじ部８２Ａを係合ブロツク６１にブツ
シユ８３を介して回転自在に支持され且他端がブ
ロツク６１から突出されてつまみ８４が取付けら
れた操作軸８２と、前記フレーム８１のＣ字の開
口側上端に揺動自在な揺動駒（図示せず）を貫通
してねじ込まれその下端が案内レール３１の上面
に当接可能にされるとともに上端がブロツク６１
に形成された長孔（図示せず）を介して外方に突
出された締付ねじ８７とから成され、締付ねじ８
７をねじ込んで締付ねじ８７とフレーム８１の下
方の腕８１Ｂとの間で案内レール３１を挟持し、
これによりフレーム８１及び操作軸８２を介して
測定子支持部材４０の係合ブロツク６１を案内レ
ール３１に実質的に固定し、この状態で操軸８２
を回転させれば、操作軸８２とフレーム８１とが
相対的に微動されて測定子支持部材４０を案内レ
ール３１に微動できるようになつている。一方、
締付ねじ８７をゆるめて案内レール３１との当接
を解除すれば、ブロツク６１は案内レール３１に
対し自由移動可能となり、従つて測定子支持部材
４０も移動自在となるようにされている。なお、
必要に応じて、フレーム８１の各腕８１Ａ，８１
Ｂが案内レール３１の周面から確実に離れるよう
に、フレーム８１に適宜なばねを作用させてもよ
い。

前記両側の案内レール３１，３２のうち、一方
の案内レール３１の両端はそれぞれシヨツクアブ
ゾーバ９０が取付けられている（第２図及び第３
図参照）。これらの各シヨツクアブゾーバ９０は、
案内レール３１の端部に形成された小径部３１Ｄ
に摺動自在に係合されるとともに、案内レール３
１の小径部３１Ｄと大径部との間の段部端面３１
Ｅに当接可能な内周突部９１Ａを有する筒体９１
と、案内レール３１の端部にねじ込まれるととも
に外周が前記小径部３１Ｄより大きく、かつ、筒
体９１の内周より小さくされたばね受け９２と、
このばね受け９２と筒体９１の内周突部９１Ａと
の間に介装され筒体９１を常時段部端面３１Ｅに
当接するよう付勢する付勢手段としての圧縮ばね
９３とから構成され、筒体９１の案内レール３１
の大径部側に延長された端部に係合ブロツク６１
（正確にはブロツク６１に被嵌されたカバー）が
当接された際、圧縮ばね９３が撓むことによつて
係合ブロツク６１ひいては測定子支持部材４０が
受ける衝撃が少なくなるようにされている。

また、他方の案内レール３２の両端には案内レ
ール３２より大径のストツパ９５がそれぞれ取付
けられている（第１図及び第２図参照）。

前記支柱４１と横部材４３との連結は、第４図
に示されるように、横部材４３の端面が支柱４１
の内壁に当接されるとともに、この横部材４３の
端部に形成された凹部４３Ａ内に、支柱４１に取
付けられたつば付ブツシユ１０１が挿入され、か
つ、このつば付ブツシユ１０１内を貫通して横部
材４３にねじ込まれるボルト１０２の引張力によ
り固定されて行なわれている。また、支柱４２と
横部材４３との連結も、図示しないが同様構造と
されている。この際、横部材４３の両端面間の長
さは所定寸法に正確に形成されており、かつ、そ
の端面は軸心に直角に形成されているから、ボル
ト１０２を締付けることにより両支柱４１，４２
間の間隔が正確に横部材４３の長さとなるように
されている。

また、連結部４４の構造は、第３，４図に示さ
れるように、支柱４１の前後の側壁間の間隔より
狭く形成され、両側壁間に隙間をもつて挿入され
た連結ブロツク１１１と、このブロツク１１１に
Ｘ軸線方向に貫通して取付けられるとともにスラ
イダ案内レール４６，４７の端部小径部が挿入さ
れるブツシユ１１３，１１４と、これらの各ブツ
シユ１１３，１１４内に一部が挿入されるととも
につば部が各ブツシユ１１３，１１４の端面に係
止されるつば付ブツシユ１１５，１１６と、これ
らの各ブツシユ１１５，１１６を貫通して各案内
レール４６，４７の端部にねじ込まれ案内レール
４６，４７と連結ブロツク１１１との連結を行な
うボルト１１７，１１８と、前記連結ブロツク１
１１の第３図中右方の側壁の上、下部及び左方の
側壁の中央部にそれぞれ一端を当接されるととも
に他端側を支柱４１の側壁にそれぞれ固定された
補強ナツト１１９，１２０，１２１に進退位置調
整可能にねじ込まれたねじ部材としての位置決め
ブツシユ１２２，１２３，１２４と、これらの位
置決めブツシユ１２２，１２３，１２４をそれぞ
れ貫通して連結ブロツク１１１にねじ込まれ位置
決めブツシユ１２２，１２３，１２４の固定をそ
れぞれ行なうボルト１２５，１２６，１２７と、
前記連結ブロツク１１１の下面に一端を当接され
るとともに他端側を支柱４１の補強板１２８に進
退位置調整可能にねじ込まれたねじ部材としての
位置決めブツシユ１２９と、この位置決めブツシ
ユ１２９を貫通して連結ブロツク１１１にねじ込
まれ位置決めブツシユ１２９の固定を行なうボル
ト１３０とから構成され、これらの各位置決めブ
ツシユ１２２，１２３，１２４，１２９の位置調
整を行なうことによりスライダ案内レール４６，
４７ひいては測定子５３のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の位
置調整ができるようにされている。ここにおい
て、位置決めブツシユ１２２，１２３，１２４，
１２９及びボルト１２５，１２６，１２７，１３
０により調整手段が構成されている。

なお、他方の連結部４５は、第１図に連結ブロ
ツク１１２のみが示されているが、他の構造は連
結部４４と同様であり、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸線方向の
位置調整も同様に行なえるようになつている。

第５図のスライダ部の拡大斜視図において、前
記両連結部４４，４５の連結ブロツク１１１，１
１２の上端部間に掛け渡された前記スライダ微動
レール４８は、その軸方向に移動可能にされると
ともに、連結ブロツク１１１に挿通された部分に
は図示しない微細ねじが設けられ、この微細ねじ
に螺合されるとともに連結ブロツク１１１により
軸方向移動不可能に支持された調整ナツト１４１
を回すことにより微動レール４８が軸方向に微量
づつ移動できるようにされている。また、微動レ
ール４８の途中は、スライダ４９の上面に立設さ
れた一対のブラケツト１４２，１４３に摺動自在
に挿入されるとともに、一方のブラケツト１４２
にねじ込まれた締付ねじ１４４で微動レール４８
を締付けることによりレール４８とスライダ４９
とが一体化され、この状態で調整ナツト１４１を
回すことによりスライダ４９をＸ軸方向に微動送
りできるようにされている。また、上方のスライ
ダ案内レール４６にスケール１４５が固定され、
このスケール１４５とスライダ４９内に設けられ
た図示しない検出器との作用によりスライダ４９
ひいては測定子５３のＸ軸線方向の移動量を検出
できるようになつている。

前記スライダ４９の両ブラケツト１４２，１４
３間には支持体角度微調整ねじ１５１が回転自在
かつ軸方向移動不可能に支持され、この微調整ね
じ１５１にはナツト部材１５２が螺合され、この
ナツト部材１５２の下部に形成されたＵ字溝（図
示せず）には固定ねじ１５３が挿入され、この固
定ねじ１５３は回動アーム１５４の横腕１５４Ａ
の先端にねじ込まれている。従つて、この固定ね
じ１５３がゆるめられているときは、ナツト部材
１５２は微調整ねじ１５１の回転に伴ない移動さ
れ、一方、締付けられているときは微調整ねじ１
５１の回転ができないようにされている。また、
前記回動アーム１５４の下端部はスピンドル支持
体５１の図示しない回転中心軸に回転可能に係合
され、この回動アーム１５４内に挿入された締付
ねじ１５５をねじ込むことにより回動アーム１５
４と前記回転中心軸とが一体に固定されるように
なつている。

このため、締付ねじ１５５をゆるめた状態では
スピンドル支持体５１はスライダ４９に傾斜自在
にされ、一方、締付ねじ１５５を締付ければスピ
ンドル支持体５１を任意の角度で固定できるよう
にされ、さらに、この締付ねじ１５５の締付状態
で、かつ固定ねじ１５３をゆるめ、微調整ねじ１
５１を回転させれば、支持体５１の角度を微調整
できるようにされている。また、このときの支持
体５１の傾斜角度は、前記角度計測手段５０の主
尺１５６及び副尺１５７により正確に読取れるよ
うになつている。この際、主尺１５６は例えばス
ライダ４９側に、副尺１５７はスピンドル支持体
５１側に設けられており、これは逆でもよい。

前記スピンドル５２には軸方向に沿つてスケー
ル１６１が設けられ、このスケール１６１とスピ
ンドル支持体５１内に設けられた図示しない検出
器との作用によりスピンドル５２ひいては測定子
５３の軸方向の移動量すなわち支持体５１の傾斜
が零のときはＺ軸線方向の移動量が計測できるよ
うにされている。また、スピンドル５２の下端と
支持体５１との間には、薄肉、巾広のばね材から
なり、一端をぜんまいばね状に巻込まれて形成さ
れた定圧ばね１６２が張設され、この定圧ばね１
６２によりスピンドル５２は自重とのバランスに
よりわずかな速度で上昇するように付勢され、か
つ、スケール１６１の表面保護も行なえるように
されている。

前記スピンドル５２の下端部にはスピンドル５
２と平行なスピンドル微動軸１６３が軸方向移動
可能に支持され、この微動軸１６３に設けられた
微細ねじ（図示せず）に螺合された調整ナツト１
６４はスピンドル５２の下部に回転自在かつ軸方
向移動不可能に支持されており、この調整ナツト
１６４を回すことによつてスピンドル５２と微動
軸１６３とは軸方向に相対移動するようにされて
いる。また、支持体５１の側面には前記微動軸１
６３を支持体５１に固定する締付ねじ１６５がね
じ込まれ、この締付ねじ１６５により微動軸１６
５を固定した状態で調整ナツト１６４を回転させ
ることによりスピンドル５２をその軸方向に微動
できるようになつている。

さらに、スピンドル５２の下端には測定子取付
ブツシユ１７１が止めねじ１７２により着脱可能
に取付けられ、この取付ブツシユ１７１には測定
子５３が止めねじ１７３により着脱可能に取付け
られている。また、取付ブツシユ１７１にはスピ
ンドル５２の軸線と直交する方向にも取付孔１７
１Ａが穿設され、この取付孔１７１Ａに測定子５
３を挿入して止めねじ１７３で固定することによ
り、スピンドル５２の軸線と90度異なる方向に測
定子５３の先端を向けうるようにされている。な
お、取付ブツシユ１７１を用いないことにより、
取付ブツシユ１７１と同じ太さの測定子５３を使
用することもできるようになつている。

次に本実施例の組立て及び調整方法につき説明
する。

組立てにあたり、各部品を中間組立品、すなわ
ち、基台２１及び案内レール３１，３２を含むユ
ニツト、各支柱４１，４２を含むユニツト、スラ
イダ４９を含むユニツト、並びにスピンドル支持
体５１及びスピンドル５２を含むユニツトにそれ
ぞれ組立てるが、この組立ては通常の組立てと同
様に各部品を順次組付けていけば足りる。この
際、基台２１に案内レール３１，３２を固定する
にあたつては、治具を用い正確な寸法出しを行な
う。

このようにして組立てられた各ユニツトは互い
に組付けられるが、基台２１のユニツトに組付け
る前に測定子支持体４０が組立てられる。すなわ
ち、スピンドル支持体５１のユニツトをスライダ
４９のユニツトに取付け、これらを２本のスライ
ダ案内レール４６，４７及び微動レール４８を介
して両連結部４４，４５の連結ブロツク１１１，
１１２に仮固定する。一方、両側の支柱４１，４
２は横部材４３及び必要に応じて寸法出し用横部
材を用いて組立て、両支柱４１，４２間の間隔を
正確に横部材４３の寸法に合せて固定し、この寸
法出しされた支柱４１，４２間に前記スライダ４
９付きの連結部４４，４５を位置決めブツシユ１
２２，１２３，１２４，１２９及びボルト１２
５，１２６，１２７，１３０を用いて仮固定す
る。

ついで、この仮固定された測定子支持部材４０
を基台２１に固定された両案内レール３１，３２
に組付けるのであるが、この組付けにあたつては
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の側の各ロ
ーラ６２，６３，６４の当り具合が適正となるよ
うに各ローラ６２，６３，６４の偏心ブツシユ６
２Ｂ、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３
１を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３１と支柱４２の各ロー
ラ６６，６７との当りを同様にして調整し、全体
の仮組立てが完了する。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、レール支持軸２５の軸方
向には移動可能であり、従つて予め横部材４３に
より寸法出しされている両支柱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。

このようにして仮組立てが完了すると、両支柱
４１，４２間に必要に応じて組付けられた寸法出
し用横部材を取外し、調整を開始する。

調整開始にあたり、スピンドル支持体５１の傾
斜を許容する締付ねじ１５５を除き、他の締付ね
じ８７，１４４及び１６５をゆるめ、支柱４１、
スライダ４９及びスピンドル５２の動きを自由に
し、測定子５３をＸ、Ｙ、Ｚ軸線の任意位置に動
きうるようにしておく、この状態で、まずスライ
ダ４９の両スライダ案内レール４６，４７に対す
る動きを円滑にするため、両連結ブロツク１１
１，１１２に対する組付け位置を調整し、調整が
すんだらボルト１１７，１１８で固定する。

ついで、測定機そのものの精度調整をするが、
この時は角度計測手段５０を用いて、スピンドル
支持体５１がスライダ４９に所定の角度、すなわ
ち、スライダ案内レール４６，４７に対してスピ
ンドル５２が正確に直交するように設定してお
く。この状態で基台２１上に基準寸法品を取付
け、この基準寸法品に測定子５３を接触させて測
定子５３の動きがそれぞれ正確にＸ、Ｙ、Ｚ軸線
方向に動くよう調整する。この調整は全て両連結
部４４，４５で行なわれ、各固定用ボルト１２
５，１２６，１２７，１３０を適宜ゆるめ、各位
置決めブツシユ１２２，１２３，１２４，１２９
を進退させて行なう。

このようにして調整が完了したら、従来の三次
元測定機と同様にして被測定物５４の各部の寸
法、形状等が計測できることとなる。

なお、調整にあたり、スピンドル５２に測定子
５３の代りにテストインジケータなどの指示計を
取付け、この指針を見ながら指針がふれないよう
に調整を行なうようにすれば、調整をより容易に
行なうことができる。また、測定機における電気
系統を経ることなく、純粋に機械構造のみの精度
を設定できる。

上述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、測定子５３の精度調整は、全体構造
を組立て後測定子５３そのものを用いて行ない、
その調整は連結部４４，４５のみで行なうように
したから、組立てに熟練を要することがなく、か
つ、短時間で組立てることができる。また、組立
て後調整できることから、高級加工部品の減少、
整調の容易化等に伴い、精度を確保したまま著し
く原価低減を図ることができ、かつ、運搬に伴な
う調整も容易であるから運搬性を良好にできる。
さらに、測定子支持部材４０の各部はユニツト化
されて各自組立可能とされ、かつ、調整は連結部
４４，４５の部分で全て行なえるから、両案内レ
ール３１，３２のいずれか一本、本実施例では案
内レール３１を基準として組立てればよく、従つ
て両レール３１，３２の平行度等はあまり問題と
しなくてよいから、それぞれのレール３１，３２
を基台２１の上面から同一寸法に取付けるだけで
よく、組立作業の容易化を図ることができる。ま
た、案内レール３１，３２は、各支持軸２５にＶ
溝２５Ｄと固定ねじ３４とで所定位置に位置決め
されて着脱可能とされているから、スケール３３
の損傷時等においてレール３１，３２の交換を容
易に行なうことができる。

前述のように測定子支持部材４０の各部はユニ
ツト化されているから、各部のみの交換も可能
で、例えば支柱４２のみを交換することもでき、
かつ、両支柱４１，４２は曲りがなければよいか
ら伸縮可能として測定範囲の拡大を図ることもで
きる。

さらに、両支柱４１，４２間は横部材４３を介
して引張力で連結されているから支柱４１，４２
及びスライダ案内レール４６，４７を含む構造体
の剛性を大きくできる。この際、横部材４３は測
定子５３の下端部の最上昇位置より上方にあれば
足りるから、支柱４１，４２の必ずしも上端に設
ける必要がなく、両支柱４１，４２の中間部に設
けうるから、支柱４１，４２の下端部間の拡がり
方向の変形を有効に防止できる。

また、スライダ案内レール４６，４７は２本設
けられるとともに、互いに前後方向（Ｙ軸方向）
に位置をずらされ、かつ、上方のレール４６の背
面にスケール１４５を支持させているから、スラ
イダ４９の回り止めを簡易に行なえ、かつ、スケ
ール１４５の保護の意味から、スケール１４５は
少なくとも垂直又は下向きに取付けることが望ま
しく、この点本実施例では、上方のレール４６で
はスケール保持に重きを置き、下方のレール４７
では垂直荷重を受けることができる。さらに、両
レール４６，４７を前後方向にずらすことにより
高さ方向寸法を小さくできる。

さらに、支柱４１，４２は基台２１の側面で支
持されているから、基台２１の上面全てを測定有
効面積とでき、高価な石定盤などからなる基台２
１を小型にできてこの点からも装置のコスト低減
を図るばかりでなく、装置全体をも小型化できて
設置スペースを少なくできる。また、基台２１の
上面に何ら邪魔物がないから被測定物５４の出入
りが制約されず、かつ、基台２１の上面より大き
な被測定物５４をも設置でき、その設置姿勢も限
定されない。さらに、基台２１の全面が開放され
ているから、使用者の位置を限定されず、使い勝
手がよい。また、全体が小型化されることから、
持運びにきわめて便利である。さらに、両側の案
内レール３１，３２は基台２１の長さより長く設
定されているから、この点からもより大きな被測
定物５４の測定が可能となる。また、支柱４１，
４２を案内レール３１，３２に移動自在に支持す
るローラ６２，６３，６４，６６，６７はレール
３１，３２の長手方向にいくつ並べても測定の有
効面積に何ら影響を与えないから、これを比較的
多く用いることにより支柱４１，４２を安定して
支持することができる。さらに、基台２１上に邪
魔物がないことから、被測定物５４の自動設置、
取外しが容易に行なえる。

前記案内レール３１，３２の基台２１への固定
は、支持軸２５を介した接着方式とされているか
ら、適宜な治具等を用いることによりレール３
１，３２を基台２１の上面に対し容易に、かつ、
高精度に位置出しでき、この案内レール３１，３
２を位置的基準として測定子支持部材４０を設置
できる。また、案内レール３１に対する各ローラ
６２，６３，６４の当接は、各ローラ６２，６
３，６４が互いに120度方向とされるとともに、
基台２１側は側面ではなく、円弧部分に斜め上、
下方向から当接するようにされているため、ロー
ラ６３，６４の当接に基づく基台２１の側面にお
けるスペースを小さくでき、従つて案内レール３
１を基台２１側に近接させることができ、片持ち
構造による荷重支持上有利である。

第６図には本発明の他の実施例が示され、本実
施例では案内レールが基台の上方に設けられた例
である。ここにおいて、本実施例と前記実施例と
の同一もしくは相当構成部分は同一もしくは相当
符号を用い説明を簡略にする。

第６図において、基台２１上の両側には大型の
支持台４２５Ａ，４２５Ｂが固定的に立設され、
これらの支持台４２５Ａ，４２５Ｂ上部にはそれ
ぞれ案内レール４３１，４３２がＹ軸線方向に沿
つて設けられ、これらの案内レール４３１，４３
２上にはそれぞれ短寸の支柱４４１，４４２を介
して連結部４４４，４４５がレール４３１，４３
２に沿つて移動自在に設けられている。これらの
支柱４４１，４４２は、レール４３１，４３２上
を摺動するための手段、例えばローラ、空気軸受
等、及びレール４３１，４３２に沿つた移動量を
計測するＹ方向移動量計測手段を前記実施例と同
様に有しており、かつ、両連結部材４４４，４４
５も前記実施例と同様に構成されており、連結ブ
ロツク１１１，１１２が位置決めブツシユのよう
なねじ部材により調整可能にされている。

前記両支柱４４１，４４２及び連結部４４４，
４４５間には、横部材４３、スライダ案内レール
４６，４７及びスライダ微動レール４８がそれぞ
れ掛け渡され、両スライダ案内レール４６，４７
にはスライダ４９が摺動自在に支持されている。
このスライダ４９には角度計測手段を介してスピ
ンドル支持体５１が取付けられ、この支持体５１
には下端に測定子５３を有するスピンドル５２が
軸方向移動自在に支持されている。

このように構成された本実施例においても前記
実施例と同様な作用及び効果を奏することができ
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、静電容量を用いたもの、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
いて、両案内レール３１，３２のうち基準とされ
ない案内レール３２は必ずしも基台２１の側方で
あつてかつ上面より下方に設けなくともよく、例
えば、基台２１の上面上に設置してもよく、さら
には、特に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、直交三軸のうちいずれか一軸方向には
移動不可能とした二次元測定機あるいは形状測定
機など他の形式の測定機にも適用できる。しか
し、装置そのものが大型で、かつ、高価な三次元
測定機に用すれば、より有効である。また、前記
実施例では支柱４１，４２は片側各１本とした
が、これはそれぞれ２本以上としてもよく、また
案内レール３１，３２も片側に２本以上設けても
よい。ここにおいて、基準側の案内レール３１を
片側に２本以上設け、うち一本は基準用とし、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。さらに、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向の移動量
の検出は前記実施例のように光学的な検出器に限
らず、磁気的、電磁気的検出器さらにレーザ測長
器等他の検出器を用いてもよい。また、前記実施
例では連結ブロツク１１１，１１２とスライダ案
内レール４６，４７との結合は両者共ボルト１１
７，１１８で固定すると説明したが、実施にあた
り、いずれか一方は、第７図に示されるように、
ボルト止めせずに軸方向に移動しうるようにして
もよい。

上述のように本発明によれば、組立て、調整が
容易でかつ安価な多次元測定機の組立方法を提供
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図はその平面図、第３図
は第２図の一部を切欠いた要部の拡大側面図、第
４図は同拡大正面図、第５図は本実施例のスライ
ダ部の一部を切欠いた拡大斜視図、第６図は本発
明の他の実施例を示す斜視図、第７図は各実施例
におけるスライダ案内レールの取付構造の他の構
造例を示す要部の断面図である。２１……基台、２４……穴、２５……支持軸、
３１，３２，４３１，４３２……案内レール、４
０……測定子支持部材、４１，４２，４４１，４
４２……支柱、４３……横部材、４４，４５，４
４４，４４５……連結部、４６，４７……スライ
ダ案内レール、４９……スライダ、５１……スピ
ンドル支持体、５２……スピンドル、５３……測
定子、５４……被測定物、１０１……つば付ブツ
シユ、１０２……ボルト、１１１，１１２……連
結ブロツク、１１３，１１４……ブツシユ、１１
５，１１６……つば付ブツシユ、１１７，１１８
……ボルト、１１９，１２０，１２１……補強用
ナツト、１２２，１２３，１２４，１２９……位
置決めブツシユ、１３０……ボルト、４２５Ａ，
４２５Ｂ……支持台。

Claims

【特許請求の範囲】

１互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸線の少なく
とも２軸方向に変位可能とされた測定子を基台上
に載置された被測定物に関与させ、この測定子の
移動変位から被測定物の形状等を計測する多次元
測定機の組立方法であつて、基台に一対の支柱を
立設し、これらの支柱間にスライダ案内レールを
掛け渡すとともに、測定子を有するスライダをス
ライダ案内レールに沿つて移動自在に設け、その
後に各支柱側からスライダ案内レールをねじ部材
で押圧することにより前記基台に対して測定子を
Ｘ、ＹおよびＺ軸線方向に変位させて測定子の姿
勢調整を行うことを特徴とする多次元測定機の組
立方法。