JP6169454B2 - Insulator type measuring device - Google Patents
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Description
本発明は梃子式測定装置に関する。 The present invention relates to an insulator type measuring apparatus.
近年、スタイラスを先端に取り付けたアームを梃子の原理で上下方向に動作させる、梃子式測定装置が広く使用されている。梃子式測定装置は、たとえば輪郭測定や真円度測定に用いられる。これらの梃子式測定装置をはじめとする測定装置において、上下方向の動作に用いる回転軸機構に十字バネを用いる場合がある。 2. Description of the Related Art In recent years, an insulator type measuring apparatus that moves an arm with a stylus attached to the tip in the vertical direction based on the principle of an insulator has been widely used. The insulator type measuring device is used for, for example, contour measurement and roundness measurement. In measurement apparatuses such as these lever type measurement apparatuses, a cross spring may be used for the rotary shaft mechanism used for the vertical movement.
たとえば特許文献1には、測定用アームを支持する支点として十字バネを用いた接触型直径測定器が開示されている。十字バネを用いることにより、当該接触型直径測定器は、広い測定可能範囲を有し、高精度な測定を実現している。 For example, Patent Document 1 discloses a contact-type diameter measuring instrument using a cross spring as a fulcrum for supporting a measuring arm. By using a cross-shaped spring, the contact-type diameter measuring instrument has a wide measurable range and realizes highly accurate measurement.
ところで、回転軸として十字バネを用いる梃子式測定装置は、その減衰力が微小となってしまう。そのため一般的には、この回転軸に対してダンパ機構(振動減衰機構)を設ける必要がある。従来の梃子式測定装置は、このダンパ機構を梃子の腕部分に設けていた。しかしながら、ダンパ機構を設けることにより梃子式測定装置の重量が増加してしまい、応答性が悪化するといった問題が生じていた。 By the way, an insulator type measuring apparatus using a cross spring as a rotating shaft has a very small damping force. Therefore, in general, it is necessary to provide a damper mechanism (vibration damping mechanism) for this rotating shaft. The conventional insulator type measuring device has this damper mechanism on the arm portion of the insulator. However, the provision of the damper mechanism increases the weight of the insulator-type measuring device, causing a problem that the responsiveness deteriorates.
なお特許文献1に記載の接触型直径測定器は、ダンパ機構についての示唆、教示が無い。そのため、当該接触型直径測定器はその減衰力が微小となってしまう。 The contact-type diameter measuring device described in Patent Document 1 has no suggestion or teaching about the damper mechanism. Therefore, the contact type diameter measuring device has a very small damping force.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、応答性が良く、かつ減衰性に優れた梃子式測定装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object of the present invention is to provide an insulator type measuring apparatus that has good responsiveness and excellent attenuation.
本発明の第1の態様である梃子式測定装置は、
被測定物と接触する接触部を有するスタイラスが取り付けられたアームと、
前記接触部の前記被測定物との接触に応じて、前記アームを回転可能に支持する回転軸機構と、を備え、
前記回転軸機構は、内部に緩衝部材が充填され、前記緩衝部材を封止する封止部材を有する、
ことを特徴とする、ものである。
The insulator type measuring apparatus according to the first aspect of the present invention is:
An arm to which a stylus having a contact portion that comes into contact with the object to be measured is attached;
A rotation shaft mechanism that rotatably supports the arm according to contact of the contact portion with the object to be measured;
The rotating shaft mechanism has a sealing member that is filled with a buffer member and seals the buffer member.
It is characterized by that.
本発明の第2の態様である梃子式測定装置は、
前記緩衝部材が磁性流体であり、
前記封止部材がマグネットであり、前記マグネットは前記回転軸機構の長軸方向の端部に設けられている、ことを特徴とする、ものである。
The insulator type measuring apparatus according to the second aspect of the present invention is:
The buffer member is a magnetic fluid;
The sealing member is a magnet, and the magnet is provided at an end portion in a major axis direction of the rotating shaft mechanism.
本発明の第3の態様である梃子式測定装置は、
前記回転軸機構が十字バネにより構成されていることを特徴とする、ものである。
The insulator type measuring apparatus according to the third aspect of the present invention is:
The rotating shaft mechanism is constituted by a cross spring.
本発明は、応答性が良く、かつ減衰性に優れた梃子式測定装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an insulator type measuring apparatus that has good responsiveness and excellent attenuation.
<実施の形態1>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
<Embodiment 1>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.
はじめに図1を参照して本実施の形態にかかる梃子式測定装置1の外観構成について説明する。梃子式測定装置1は、例えば輪郭形状測定装置、真円度測定装置、粗さ測定装置であり、スタイラス40を用いて測定を行うものである。
First, the external configuration of the insulator type measuring apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The insulator type measuring device 1 is, for example, a contour shape measuring device, a roundness measuring device, or a roughness measuring device, and performs measurement using a
梃子式測定装置1は、フレーム10と、フレーム10に対して回転軸機構30により固定されたアーム20と、アーム20の先端に取り付けられたスタイラス40と、変位検出器50と、を備える。なお梃子式測定装置1は、変位検出器50が検出した変位情報を用いた演算等を行うコントローラ装置を接続する。このコントローラ装置は、CPU(Central Processing Unit)や記憶装置(例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory))を有する計算機である。
The insulator measuring device 1 includes a
コントローラ装置は、スタイラス40の変位情報を変位検出器50から電気信号として取得し、当該変位情報を用いて測定目的に応じた各種の演算を行う。
The controller device acquires displacement information of the
フレーム10は、変位検出器50等を支持する。アーム20は、前述のように一端にスタイラス40が取り付けられている。アーム20は、回転軸機構30を介して揺動自在に支持されている。すなわちアーム20は、スタイラス40の先端(接触部)と被測定物との接触に応じて上下方向(図中のZ方向)に揺動する。
The
アーム20は、回転軸機構30を支点として回転自在に取り付けられている。上述のようにアーム20の一端にはスタイラス40が取り付けられており、他端は変位検出器50と接続する。
The
回転軸機構30は、フレーム10とアーム20を接続する部材であり、上述のようにアーム20の回転運動の支点となる。本発明にかかる回転軸機構30は、内部にダンパ機構を有している。このダンパ機構の詳細は、図2及び図3を参照して後述する。
The rotating
スタイラス40は、先端に被測定物に接触する接触部を有する。スタイラス40は、上述のようにアーム20の一端から下方向(Z方向)に突出するように取り付けられている。スタイラス40は、アーム20との取り付け側を一端とした場合、他端側に接触部を有する。スタイラス40は、図示するように円柱形状であり、円柱形状の先端部(すなわち接触部)に超鋼球が固定されている。なお、図示するスタイラス40の形状は、あくまでも一例であり、超硬球が接触部に複数取り付けられていてもよい。またスタイラス40が被測定物に接触する接触部の材質は一般的な梃子式測定装置において使用される任意の部材でよく、例えばサファイヤ等から構成されればよい。スタイラス40の接触部は測定時には被測定物に接触し続けることになり、被測定物の凹凸に応じてアーム20が回転軸機構30を支点として揺動する。
The
変位検出器50は、アーム20に取り付けられている。詳細には変位検出器50は、スタイラス40が取り付けられている一端とは逆側のアーム20の端部に取り付けられている。変位検出器50は、スタイラス40の接触部の位置の変位を検出し、検出した変位の情報(変位量)を電気信号として上述のコントローラ装置に供給する。
The
続いて図2を参照して回転軸機構30の内部構造について説明する。図2は、回転軸機構30の内部構造を示す断面斜視図である。回転軸機構30の内部には、図示するように十字板バネ31が構成されている。十字板バネの基本的な構成は、例えば米国特許第3181851号、米国特許第3807029号等に開示されている。十字板バネ31は、回転軸中心に対して、回転方向には柔軟であり、垂直方向から加わる力には強い剛性を有する。
Next, the internal structure of the rotating
回転軸機構30の長手方向の両端部には、回転軸機構30の端部、または両端に内部を封止する封止部材が設けられている。本例では、封刺部材としてマグネット32及びマグネット33(図2には図示せず。マグネット32とは反対側の端部に設けられる。)が取り付けられている。さらに、回転軸機構30の内部(十字板バネ31の隙間)には、磁性流体34が注入されている。
At both ends of the
すなわち本実施の形態にかかる回転軸機構30は、従来の梃子式測定装置の回転軸機構(十字板バネのみを内部に有する構成)に加えて、緩衝部材として機能する磁性流体34を内部に有し、かつ回転軸機構30の内部を封止するマグネット32及びマグネット33を有する。
That is, the
なお、回転軸機構30は緩衝部材として例えばグリスを充填することも可能である。また回転軸機構30は、封止部材としてマグネット32、33ではなく、端部を覆う任意の部材を用いてもよい。
In addition, the
磁性流体34は、マグネット32またはマグネット33のいずれか一方の磁力により引き寄せられる。そのため、磁性流体34の充填量が少ない場合、回転軸機構30の内部の略中央付近に空洞が生じる。
The
なおマグネット32及びマグネット33の厚み(回転軸機構30の長手方向の幅)や磁性流体34の充填量を調整することにより、粘性を調整することができる。
The viscosity can be adjusted by adjusting the thickness of the
続いて図3を参照して回転軸機構30の内部構造について更に説明する。図3は、回転軸機構30をマグネット32から軸方向に見た断面斜視図である。なお理解の容易化のため、図3ではマグネット32及び磁性流体34の記載を省略している。
Next, the internal structure of the
図示するように十字板バネ31は、円筒部材の内部に延出した板状部材が略直交するように複数設けられている。板状部材の一端はフレーム10と固定された円筒部材35に固定され、他端はスタイラス40を備えたアーム20側と接続された円筒部材36と固定されている。このような十字板バネ31の構成では、板状部材と円筒部材(35、36)との間に空洞が生じる。本実施の形態にかかる回転軸機構30では、この空洞部分に磁性流体34が充填されている。そして、マグネット32及びマグネット33は、磁性流体34を回転軸機構30内に封止する。すなわちマグネット32、33の磁力により、磁性流体34を回転軸機構30内でマグネット32、33の配置された近傍に長期間留めておくことが可能である。
As shown in the drawing, a plurality of
続いて本実施の形態にかかる梃子式測定装置1の効果について説明する。上述したように本実施の形態にかかる梃子式測定装置1は、十字板バネ31を内包する回転軸機構30の内部に微小振動を吸収可能なダンパ機構(緩衝部材と封止部材を有する機構)を有する構成である。また、磁性流体34に磁力が掛けられることにより、磁性流体34の粘性は一層高まる傾向があり、僅かな磁性体の量であっても強力なダンパ効果が得られる。そのため、特許文献1のように回転軸機構30内にダンパ機構を有さない構成と比べ、本実施の形態にかかる梃子式測定装置1は減衰性に優れている。
Then, the effect of the insulator type measuring apparatus 1 concerning this Embodiment is demonstrated. As described above, the insulator type measuring apparatus 1 according to the present embodiment has a damper mechanism (a mechanism having a buffer member and a sealing member) capable of absorbing minute vibrations in the
また上述したように本実施の形態にかかる梃子式測定装置1は、梃子式測定装置1の回転軸機構30の外部にダンパ部品を追加することなく、ダンパ機構を実現している。そのため、梃子式測定装置1の大幅な質量増加を回避することができ、周波数特性の劣化を回避することができる。また従来のようにアームにダンパ機構を設けた構成の場合、そのダンパ機構によりアームの振動特性に変化が生じてしまう。本実施の形態にかかる梃子式測定装置1は、ダンパ機構を回転軸機構30のみで実現するため、アーム20の振動特性の変化を回避することができる。
Further, as described above, the lever type measuring apparatus 1 according to the present embodiment realizes a damper mechanism without adding a damper component outside the
また上述のように回転軸機構30の内部にダンパ機構を実現するため、梃子式測定装置1の構成がシンプルである。すなわち一般的な梃子式測定装置1と同様のコンパクトな外観でダンパ機構を実現することができる。
Further, since the damper mechanism is realized inside the
図2の構成において回転軸機構30は、2つのマグネット32及び33と、磁性流体34によりダンパ機構を実現している。このような構成にした場合、磁性流体34をマグネット32及びマグネット33で固定するため、他の方法、例えばグリス等でダンパ機構を実現する場合と比べて、作業油等の流出を回避することができる。
In the configuration of FIG. 2, the
マグネット32及びマグネット33によって、回転軸機構30の内部を磁性流体34で常に満たした状態にすることができる。これにより回転軸機構30の内に塵埃等が入り込むのを防ぐことができる。
With the
上述した実施の形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiments are merely examples relating to application of technical ideas obtained by the present inventors. That is, the technical idea is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
たとえば回転軸機構30を一般的なピボット軸受やラジアル軸受により構成する場合であっても、上述のように封止部材(好適にはマグネット32及びマグネット33)及び緩衝部材(好適には磁性流体34)を用いてダンパ機構を実現する構成とすることができる。
For example, even when the
上述の十字板バネ31を円筒形状のものとして説明したが、必ずしもこれに限られない。十字板バネ31は、例えば角筒形状であり、当該各筒形状内に板状部材が直交するように構成してもよい。もちろん、円筒形状や角筒形状に限られず、その他の形状であってもよい。
Although the above-described
1 梃子式測定装置
10 フレーム
20 アーム
30 回転軸機構
31 十字板バネ
32 マグネット
33 マグネット
34 磁性流体
35 円筒部材
36 円筒部材
40 スタイラス
50 変位検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulator
Claims (2)
前記接触部の前記被測定物との接触に応じて、前記アームを回転可能に支持する回転軸機構と、を備え、
前記回転軸機構は、内部に緩衝部材が充填され、前記緩衝部材を封止する封止部材を有し、
前記緩衝部材は磁性流体であり、
前記封止部材はマグネットであり、前記マグネットは前記回転軸機構の長軸方向の両端に設けられている、
ことを特徴とする梃子式測定装置。 An arm to which a stylus having a contact portion that comes into contact with the object to be measured is attached;
A rotation shaft mechanism that rotatably supports the arm according to contact of the contact portion with the object to be measured;
The rotary shaft mechanism is internal to the buffer member is filled, have a sealing member for sealing the buffer member,
The buffer member is a magnetic fluid,
The sealing member is a magnet, and the magnet is provided at both ends in the long axis direction of the rotating shaft mechanism.
An insulator type measuring apparatus characterized by the above.
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