JP2004077437A

JP2004077437A - Detector for surface property measuring machine

Info

Publication number: JP2004077437A
Application number: JP2002241924A
Authority: JP
Inventors: Norinaga Fujii; 藤井　宣良; Atsushi Tsuruta; 鶴田　篤
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP3959319B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detector for a surface property measuring machine that can promote miniaturization. <P>SOLUTION: One end of coil springs 30 is fixed near the bearing center of a pivot bearing 24, and the coil springs 30 are arranged substantially parallel to the axis of an arm 20. The other end of the coil springs 30 is fixed to a block 41 via support members 45. When the block 41 is moved substantially parallel to the axis of the arm 20 by turning motion of an eccentric pin 42, the coil springs 30 are extended or compressed and the change in spring force adjusts a measuring force of a probe 22. The arrangement of the coil springs 30 in a space where other component parts are arranged can dispense with a new space for the coil springs 30 to promote miniaturization of the detector 1 for a surface property measuring machine. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面性状測定機用検出器に関する。より詳しくは、触針を被測定物に接触させることにより、例えば表面の形状や粗さなどの性状を測定する表面性状測定機の検出器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、被測定物の表面の形状や粗さなどを測定するものに、表面性状測定機がある。これは、先端に触針を有するアームを被測定物の表面に沿って移動させ、触針の変位を検出器で検出してデータとして取り込むものである。
このような表面性状測定機用検出器として、例えば、特公平３−３００８４号公報に開示された表面粗さ測定機用検出装置がある。これは、触針を有するアームのアームホルダにコイルばねを設け、コイルばねの付勢力によって触針における測定力を発生させるものである。コイルばねは、その一端がアームホルダを揺動可能に支持する軸受部近傍で軸受中心のほぼ真上に固定されており、アームの軸と直交する方向に配置されている。コイルばねの他端は、アームホルダのケースに取り付けられたねじに固定されている。
【０００３】
測定力の調整は、ねじをコイルばねの軸と直交する方向に移動させることで行う。ねじの移動に伴ってコイルばねはアームが配置された側へ傾倒して伸びる。アームには、コイルばねの伸びによる付勢力のうち、アームの軸と平行な方向の成分の力によってトルクがかかる。このトルクにより、アーム先端の触針の測定力が設定される。
このような構造の表面粗さ測定機用検出装置では、コイルばねの一端が軸受部近傍に設けられているため、コイルばねの大きな伸縮の変化に対してトルクの変化が小さく、つまり測定力の変化が小さくなるので、測定力の微調整が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような表面粗さ測定機用検出装置では、差動変圧器などの構成部品は通常アームの軸方向に配置される。しかしながら、前述のような表面粗さ測定機用検出装置では、コイルばねがアームの軸に対して直交する方向に設けられているため、コイルばねのスペースを確保する必要がある。よって、アームホルダやコイルばね、差動変圧器などを収納するケースを小型化することができない。また、反対にケースをアームの軸と直交する方向に小さくしようとすると、設置できるコイルばねの長さや、ばね定数などに制限が生じてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、小型化が促進できる表面性状測定機用検出器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明の請求項１に記載の表面性状測定機用検出器は、一端に触針を有するアームと、アームを揺動可能に支持する軸受機構と、一端が軸受機構近傍に固定され、かつアームの軸と略平行に配置されたコイルばねと、コイルばねの付勢力を調整する付勢力調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成の本発明では、コイルばねがアームの軸に略平行に設けられている。つまり、従来アームの軸に直交する方向に設けられていたコイルばねおよび付勢力調整手段が、比較的スペースに余裕のあるアームの軸方向に設けられている。よって、コイルばね用のスペースを新たに設ける必要がなく、表面性状測定機用検出器の小型化が促進される。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項１に記載の表面性状測定機用検出器において、付勢力調整手段は、コイルばねの他端が固定され、アームの軸と略平行な方向に移動可能な保持部材と、保持部材に当接された状態で回動可能に設けられ、保持部材をアームの軸と略平行な方向に移動させる偏心ピンとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
従来では、前述のようにコイルばねの一端はアームホルダの軸受部近傍で軸受中心のほぼ真上に固定されている。コイルばねは、アームの軸に直交する方向に配置され、コイルばねの他端は、アームの軸と平行に進退可能なねじの一端に固定されている。ねじをアームの軸と平行な方向に移動させると、コイルばねがアームの配置された側へ傾倒しながら伸びる。このコイルばねの伸びに対して発生したばね力のうち、アームの軸と平行な方向の成分により、アームにトルクが発生する。これによりアームの先端に設けられた触針に測定力を発生させている。
【００１０】
しかしながら、このような表面粗さ測定機用検出装置では、コイルばねの伸び率はねじの移動量、つまりコイルばねのアームの軸と平行な方向への移動量とは比例しない。つまり、コイルばねは、アームの軸と直交する方向に近い位置では移動量に対する伸び率は小さい。そして、コイルばねが、アームが配置された側へ傾倒するにしたがって、コイルばねの移動量に対するコイルばねの伸び率が大きくなる。すなわち、ねじの移動量と触針に発生する測定力が比例しないこととなる。
このような構造の表面粗さ測定機用検出装置では、例えばねじの周囲に測定力の調整のために目盛をふる場合に、ねじの周囲に等間隔に目盛をふることができず、よって、微調整が困難となる。あるいは、ねじの飛び出し量によって測定力の調整を行う場合でも、同様にねじに平行な方向に等間隔に目盛をふることができない。よって、測定力の微調整が困難である。
【００１１】
これに対し、請求項２に記載の本発明では、偏心ピンを回動させることにより、保持部材がアームの軸と略平行な方向に移動する。すると、保持部材に固定されたコイルばねがアームの軸と略平行な方向、すなわちコイルばねの伸縮方向に伸びる。よって、コイルばねのばね力は、保持部材の移動量と略比例し、これにより、アームに発生する測定力は保持部材の移動量に略比例する。偏心ピンを回動させる際に、例えば回動中心の周囲に目盛をふる場合には、目盛が略等間隔となり、微調整が容易となる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の表面性状測定機用検出器は、一端に触針を有するアームと、アームを揺動可能に支持する軸受機構と、一端が軸受機構近傍に固定され、かつアームの軸と略平行に配置されたコイルばねと、アームの揺動中心軸と略平行に設けられた回動軸を有し、かつコイルばねの他端が回動軸の回動中心から離れた位置に固定された回動体とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成の本発明では、コイルばねがアームの軸に略平行に設けられている。つまり、従来アームの軸に直交する方向に設けられていたコイルばねおよび回動体が、比較的スペースに余裕のあるアームの軸方向に設けられている。よって、コイルばね用のスペースを新たに設ける必要がなく、表面性状測定機用検出器の小型化が促進される。
また例えば、コイルばねの一端がアームの揺動中心を通りアームの軸に平行な線上で、かつアームの回動中心近傍に固定されている場合を考える。この場合では、回動体を回動させることによってコイルばねをアームの軸に対して両方向に傾倒させることができる。すると、コイルばねの付勢力によって、アームにはコイルばねが傾倒した側とは反対側に付勢力が発生する。つまり、回動体の回動方向を変更すれば、アームにかかる付勢力の向きが変更され、例えば上向きおよび下向きの両方向の測定が可能となる。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の表面性状測定機用検出器は、一端に触針を有するアームと、アームを揺動可能に支持する軸受機構と、軸受機構近傍で、かつアームの揺動中心を挟んだ位置にそれぞれの一端が固定された一対のコイルばねと、アームの揺動中心軸と略平行に設けられた回動軸を有し、コイルばねのそれぞれの他端が回動軸の回動中心を挟んだ位置に固定された回動体とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成の本発明では、一対のコイルばねがアームの軸に略平行に設けられている。つまり、従来アームの軸に直交する方向に設けられていたコイルばねおよび回動体が、比較的スペースに余裕のあるアームの軸方向に設けられている。よって、コイルばね用のスペースを新たに設ける必要がなく、表面性状測定機用検出器の小型化が促進される。
また、一対のコイルばねの一端がアームの揺動中心軸を挟んで設けられており、かつ他端は回動体の回動中心軸を挟んだ位置に固定されている。回動体を回動させると、一方のコイルばねは伸び、他方は縮む。このばねの伸縮の差によって触針の測定力を調整する。この時、伸びた方のコイルばねのばね力は、縮んだ方のコイルばねのばね力よりも大きくなるので、アームには伸びた方のコイルばねが配置された側に付勢力が発生する。つまり、回動体の回動方向をアームの軸に対して変更すると、コイルばねの伸縮方向が変更されるから、アームの先端にかかる付勢力の向きも変更される。したがって、回動体の回動方向を変更することにより、両方向、例えば上向きおよび下向きの測定が可能となる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項３または請求項４に記載の表面性状測定機用検出器において、回動体を支持し、アームの軸と略平行な方向に移動可能なスライド部材と、このスライド部材に当接された状態で回動可能に設けられ、スライド部材をアームの軸と略平行な方向に移動させる偏心ピンとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成の本発明では、回動体がスライド部材に支持され、スライド部材が偏心ピンによってアームの軸と略平行な方向に移動する。これによりコイルばねはアームの軸と略平行な方向に、つまりコイルばねの伸縮方向に伸びる。よって、コイルばねのばね力は、スライド部材の移動量と略比例し、これにより、アームに発生する測定力はスライド部材の移動量に略比例する。偏心ピンを回動させる際に、例えば回動中心の周囲に目盛をふる場合には、目盛が略等間隔となり、これにより微調整が容易となる。
【００１８】
本発明の請求項６に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、アームは、一端に触針を有するスタイラスと、このスタイラスを支持するスタイラス保持部材とを備え、スタイラスがスタイラス保持部材に対して着脱可能に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
この構成の本発明では、スタイラスがスタイラス保持部材に対して着脱可能に設けられている。一方、コイルばねはアームの軸に略平行に配置されているので、コイルばねの付勢力は、常にスタイラスの抜き差し方向に働く。よって、スタイラスの抜き差し時にも軸受機構に無理な力がかからない。これにより、スタイラスの交換時における軸受機構でのがたの発生が良好に防止される。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、触針の位置が被測定物表面に対して接触状態または退避状態に前記アームを揺動させるアーム姿勢変更手段を備えたことを特徴とする。
この構成の本発明では、アームの姿勢を接触状態および退避状態に変更可能なので、被測定物の準備時や設定時に触針または被測定物の損傷が確実に防止される。
【００２１】
本発明の請求項８に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項７に記載の表面性状測定機用検出器において、アーム姿勢変更手段は、アームの軸受機構を挟んで触針が配置された側とは反対側の端部に当接されたカムと、カムを回転駆動させるモータと、カムの回転位置を検出する検出手段と、検出手段によりカムが所定の位置に回転した時にモータの駆動を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
この構成の本発明では、カムの停止位置を変更することによってアームの姿勢を変更するので、一つのカムで複数の姿勢が実現される。また、制御手段によってカムが所定の位置に回転した時に停止するので、自動で簡単に所望の姿勢に変更される。
【００２２】
本発明の請求項９に記載の表面性状測定機用検出器は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、触針の揺動変位を検出する変位検出器を備え、この変位検出器は、アームの軸に対して角度を有する部位の略直交方向の変位を検出することを特徴とする。
従来の表面性状測定機用検出器においては、触針の揺動変位を検出する変位検出器はアームの軸に対して直交方向に配置され、当該方向の変位を検出する構成であった。このため、表面性状測定機用検出器の高さ方向の寸法を小さくできず、小型化の難点となっていた。これに対して、この構成の本発明では、アームの軸に対して角度を有する部位を設け、変位検出器がこの部位に略直交する方向の変位を検出する。したがって、変位検出器をアームの軸に対して角度を持たせて配置させることが可能となる。つまり、アームの軸に対する直交方向の高さが低減され、表面性状測定機用検出器の小型化が容易になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００２４】
〔第一実施形態〕
図１〜図３には、第一実施形態にかかる表面性状測定機用検出器１の全体図が示されている。
これらの図において、表面性状測定機用検出器１は、触針２２を有するアーム２０と、アーム２０の触針２２に測定力を発生させるコイルばね３０と、コイルばね３０の付勢力を調整する付勢力調整手段４０と、アーム２０の姿勢を変更するアーム姿勢変更手段５０とを備えている。これらの構成部品は、触針２２を含むアーム２０の一部を除いて全てケース１０に収納されている。なお、本実施形態において、図１における上側を表面性状測定機用検出器１の「上側」、下側を「下側」という。
【００２５】
アーム２０は、ケース１０の外部に突出し、先端側に触針２２を有するスタイラス２１と、このスタイラス２１を支持するスタイラス保持部材２３とを備えている。スタイラス２１は、スタイラス保持部材２３に対して着脱可能なように設けられている。スタイラス２１は、スタイラス保持部材２３の一端に設けられたガイド部材２３Ａに支持されている。スタイラス２１には、基端側にＶ字形の凹部２１Ａが形成されている。一方、スタイラス保持部材２３の一端には、ガイド部材２３Ａに対向した位置に押さえ板２３Ｃが設けられている。この押さえ板２３Ｃの先端に形成されたＶ字形部分は、スタイラス２１の凹部２１Ａに係合されている。この押さえ板２３Ｃを上側からねじ２３Ｂで押し付けることで、スタイラス２１はスタイラス保持部材２３に固定されている。
【００２６】
スタイラス保持部材２３は、ケース１０に設けられた軸受機構としてのピボット軸受２４によって揺動可能に支持されている。また、スタイラス保持部材２３のガイド部材２３Ａが設けられた側とは反対側の端部には、スタイラス２１の自重とのバランスを調整するバランスウェイト２５が取り付けられている。このバランスウェイト２５は、ねじによってスタイラス保持部材２３に螺合され、ねじ込み量を調整することでアーム２０の軸方向に移動可能となっている。ピボット軸受２４とバランスウェイト２５との間には、触針２２の揺動変位を検出する変位検出器としての差動変圧器２６が設けられている。差動変圧器２６は、スタイラス保持部材２３に対して略直角に配置されている。ここで、スタイラス保持部材２３の一部には、アーム２０の軸に対して角度を有する部位が形成され、この部位の面に略直角に差動変圧器２６を配置することで、上下方向のスペースをより節約している。また、スタイラス保持部材２３のスタイラス２１が配置されていない端部上側には、アーム姿勢変更手段５０が接触する凸部２３Ｄが形成されている。
【００２７】
コイルばね３０は、スタイラス保持部材２３の両側に一対設けられ、それらの一端はピボット軸受２４の近傍でかつ軸受中心より下側に固定されている。また、これらのコイルばね３０は、スタイラス２１が配置されている側とは反対側に延伸し、アーム２０の軸と略平行に配置されている。コイルばね３０の他端は付勢力調整手段４０に固定されており、適当な引っ張り力でピボット軸受２４の近傍を付勢している。ここで、コイルばね３０の長さ、ばね定数などは、必要な測定力の範囲等を勘案して適宜決定される。
【００２８】
付勢力調整手段４０は、アーム２０の軸と略平行に配置された支持部材４５と、支持部材４５に固定された保持部材としてのブロック４１と、ブロック４１に当接された偏心ピン４２とを備えている。支持部材４５は、軸状部材で互いに平行に二つ設けられ、ケース１０にアーム２０の軸と略平行に形成されたガイド孔１１に摺動可能に支持されている。これらの支持部材４５は、それぞれの一端にコイルばね３０の他端が固定されている。また、支持部材４５の他端には共通のブロック４１が固定されている。ブロック４１のコイルばね３０が配置された側の面には、偏心ピン４２が当接されている。偏心ピン４２には、回動軸にねじ部４２Ａが一体的に形成されている。このねじ部４２Ａがケース１０に螺合されることで偏心ピン４２がケース１０に回動可能に支持されている。偏心ピン４２のねじ部４２Ａが形成されていない側の表面には凹部４２Ｂが形成されており、この凹部４２Ｂがケース１０の外部に露出している。
【００２９】
アーム姿勢変更手段５０は、ケース１０に固定されたモータ５２と、モータ５２とともに回転するカム５３と、カム５３の回転位置を検出する検出手段としてのリミットスイッチ５１とを備えている。
カム５３は、図４に示されるように、側面がスタイラス保持部材２３の凸部２３Ｄに当接可能になっており、当該部分は三種類の径寸法を有する形状となっている。これらの径寸法で形成される三つのカム部分はそれぞれ、下側に位置した時に凸部２３Ｄに干渉しない測定位置５３Ａ、下側に位置した時に凸部２３Ｄに干渉する退避位置５３Ｂおよび下側に位置した時に凸部２３Ｄが当接されてスタイラス２１が水平方向（アーム２０の軸と平行な方向）に位置する水平位置５３Ｃとなっている。カム５３のモータ５２が配置された側とは反対側の面には、水平位置５３Ｃに対応する位置に凸部５４が形成されている。リミットスイッチ５１は、水平に二つ（５１Ａ，５１Ｂ）設けられている。また、モータ５２およびリミットスイッチ５１は、図示しない制御手段に電気的に接続されている。
【００３０】
次に、第一実施形態における表面性状測定機用検出器１の動作について説明する。
まず、被測定物の表面性状を測定する際には、触針２２を被測定物に当接し、適度な測定力で当接させる。この状態で、表面性状測定機用検出器１を移動すると、触針２２は被測定物の表面形状に沿って上下する。この上下運動によって、アーム２０はピボット軸受２４を中心にして上下に揺動する。この揺動運動をアーム２０に固定された差動変圧器２６で検出し、触針２２の変位量として表面性状を測定する。
ここで、コイルばね３０は、ピボット軸受２４の近傍に取り付けられている。このため、スタイラス保持部材２３の揺動軸は、コイルばね３０の引っ張り力により付勢され、常にピボット軸受２４の一定の点で接触する。これにより、表面性状測定機用検出器１の製造時や取付時にピボット軸受２４に生じたがたによる測定誤差への影響を抑制している。
【００３１】
触針２２の被測定物に対する測定力は、次のような原理で発生する。
コイルばね３０の引っ張り力により、コイルばね３０の一端が取り付けられたピボット軸受２４の近傍には、アーム２０の軸と略平行な方向でスタイラス２１側とは反対側に引っ張り力がかかる。このコイルばね３０の取付位置は、ピボット軸受２４の軸受中心から下側にやや離れた位置なので、アーム２０にはピボット軸受２４を中心にトルクが発生する。これにより、触針２２には、このトルクに対してピボット軸受２４の軸受中心から触針までの距離に反比例する力が下向きにかかることとなる。これにより、触針２２には、下向きの測定力が発生する。
【００３２】
触針２２にかかる測定力を調整する時には、偏心ピン４２の凹部４２Ｂに適当な治具や工具等を係合させ、偏心ピン４２を回動させる。すると、偏心ピン４２は、偏心して回動し、ブロック４１をアーム２０の軸と略平行方向に移動させる。ブロック４１とともに移動する支持部材４５は、コイルばね３０を伸縮させる。このコイルばね３０の伸縮により、ピボット軸受２４の近傍のコイルばね３０の取付位置における引っ張り力が変化する。一方、ピボット軸受２４とコイルばね３０の取付位置との距離は変化しないので、ピボット軸受２４周りのトルクは、コイルばね３０の引っ張り力に比例して変化する。トルクの変更により、触針２２に発生する測定力が変更される。
【００３３】
スタイラス２１を交換する時は、ねじ２３Ｂを緩めてスタイラス２１をスタイラス２１の軸と平行な方向に抜く。その後、別のスタイラス２１を差し込んで凹部２１Ａを押さえ板２３ＣのＶ字形に係合させ、ねじ２３Ｂによって固定する。スタイラス２１の長さの変更などによりピボット軸受２４を中心にしたバランスが変化した場合には、バランスウェイト２５のねじ込み量を調整することで、アーム２０の軸方向に移動させてバランスをとる。
【００３４】
スタイラス２１の姿勢の変更は、アーム姿勢変更手段５０によって行う。被測定物を測定する時には、モータ５２を駆動してカム５３を回転させて、図５に示されるように測定位置５３Ａを下側に移動させる。この時、凸部５４は一方のリミットスイッチ５１Ａに接触する。この接触信号が図示しない制御手段に送信され、制御手段がモータ５２に停止指令を出力する。これにより、カム５３が所定の位置で停止する。
測定位置５３Ａが下側に配置された状態では、アーム２０が水平位置にある時に凸部２３Ｄはカム５３に接触せず、カム５３に対する凸部２３Ｄの揺動可能量が最大となる。よって、アーム２０はバランスウェイト２５によってバランスされ、触針２２の上下移動に伴って上下する。この時に、触針２２に被測定物を接触させれば、測定が可能な接触状態となる。
【００３５】
次に、制御手段によりモータ５２を駆動して、図６に示されるように、カム５３を退避位置５３Ｂが下側に配置されるまで回転させる。すると、凸部５４は一方のリミットスイッチ５１Ａとの接触を解除し、他方のリミットスイッチ５１Ｂに接触する。この接触信号により制御手段がモータ５２の回転を停止する。退避位置５３Ｂが下側に配置された状態では、凸部２３Ｄはカム５３に干渉し押される。これによりアーム２０はピボット軸受２４を中心に回動し、その結果スタイラス２１および触針２２が上側に移動することで、被測定物からの退避を行う退避状態となる。
【００３６】
同様に、図７に示されるように、カム５３を水平位置５３Ｃが下側に配置されるまで回転させると、両方のリミットスイッチ５１Ａ，５１Ｂは凸部５４と接触せず、制御手段はこれによってカム５３の回転位置を判断し、モータ５２を停止させる。この状態では、凸部２３Ｄはカム５３に当接され、アーム２０の軸が水平方向に維持されて固定される。これによって、被測定物に水平に設けられた***への触針２２の挿入が容易となる。この後、モータ５２を回転させて測定位置５３Ａを下側に配置させれば、触針２２は***の内壁に接触可能となる。この状態でモータ５２を停止させ、表面性状測定機用検出器１を水平方向に移動させると、スタイラス２１が***の内壁の凹凸に応じて揺動し、***の内壁の表面性状が測定される。
【００３７】
このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）　コイルばね３０が、アーム２０の軸と略平行に配置されているので、ケース１０内においてスタイラス保持部材２３やバランスウェイト２５など他の構成部品と同じスペースに配置することができる。よって、従来コイルばねをアームの軸と直交する方向に配置していた場合に比べて、コイルばね３０を配置するスペースを新たに用意する必要がなく、表面性状測定機用検出器１の小型化が図れる。
【００３８】
（２）　また、この配置により従来上側にコイルばねを配置した場合に比べてケース１０内に比較的大きなスペースを確保でき、コイルばね３０の巻き数を増やすことができる。よって、コイルばね３０のばね定数を低減でき、ばね力の変化割合を少なくすることができ、触針２２にかかる測定力を容易かつ正確に微調整できる。
【００３９】
（３）　コイルばね３０の一端がピボット軸受２４の軸受中心近傍に設けられているので、コイルばね３０のばね力の変化量に対する触針２２に発生する測定力の変化量を少なくすることができる。つまり、コイルばね３０を大きく動かしても触針２２の測定力の変化量は小さいので、これによってもより正確に測定力の微調整ができる。
【００４０】
（４）　コイルばね３０が、アーム２０の軸と略平行に伸縮するので、コイルばね３０のばね力と触針２２に発生する測定力がほぼ比例する。よって、偏心ピン４２に目盛を付ける時にも略等間隔に付けることができるので、調整がより簡単にかつ確実にできる。
【００４１】
（５）　アーム姿勢変更手段５０によって触針２２を測定状態、退避状態または水平状態に変更できるので、被測定物の準備時の被測定物や触針２２の損傷を防止できる。また、この際に触針２２を手で押さえたりする必要がないので、取扱性を良好にできる。さらに、制御手段、モータ５２およびリミットスイッチ５１によって自動でカム５３の位置を設定できるので、簡単かつ確実にアーム２０の姿勢を変更できる。
【００４２】
（６）　コイルばね３０が、アーム２０の軸と略平行な方向の配置されているので、コイルばね３０の引っ張り力はアーム２０の軸と略平行な方向に働く。スタイラス２１を交換する際のスタイラス２１の差し込み方向は、コイルばね３０のばね力の方向とほぼ一致する。したがって、スタイラス２１を差し込む際にピボット軸受２４に無理な力がかからず、スタイラス２１の交換時におけるピボット軸受２４のがたの発生を防止できる。
【００４３】
（７）　コイルばね３０がピボット軸受２４の近傍に取り付けられ、引っ張り力によってスタイラス保持部材２３の揺動中心軸を常に一定の点で付勢している。よって、表面性状測定機用検出器１の製造時や取付時にピボット軸受２４に生じたがたの影響を受けずに、安定して良好な測定精度を得ることができる。
【００４４】
（８）　スタイラス保持部材２３の一部にアーム２０の軸に対して角度を有する面が形成され、この面に略直角に差動変圧器２６を配置したので、表面性状測定機用検出器１の上下方向のスペースを節約でき、表面性状測定機用検出器１の小型化が促進できる。
【００４５】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態におけるコイルばね３０の取付形態を変更したものである。
図８および図９には、第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器１の全体図が示されている。
これらの図において、コイルばね３０は一つ設けられ、一端がピボット軸受２４の軸受中心近傍で軸受中心を通ってアーム２０の軸と略平行な線上に固定されている。このコイルばね３０は、アーム２０の軸と略平行に配置され、他端が回動体４３の回動中心から所定距離離れた位置に固定されている。回動体４３は、アーム２０の揺動中心軸と略平行に設けられた回動軸を有し、アーム２０の軸と略平行に移動可能なスライド部材としてのブロック４１に回動可能に支持されている。また、回動体４３には、コイルばね３０が設けられた側とは反対側の外周部分に二箇所の切欠４３Ａ，４３Ｂが形成されている。そして、これらの切欠４３Ａ，４３Ｂに係合するようにブロック４１には係止片４４が設けられている。ブロック４１は、回動体４３よりも触針２２側に位置する側面に当接部４１Ａを備え、この当接部４１Ａは、回動可能に支持された偏心ピン４２に当接されている。
【００４６】
このような第二実施形態においては、触針２２の測定力は以下のように発生する。
回動体４３を回動させてコイルばね３０を上側に傾倒させると、回動体４３に設けられた切欠４３Ａがブロック４１の係止片４４に係合し、回動体４３が固定される。この時、コイルばね３０の引っ張り力Ｆ２は、図１０に示されるように、ピボット軸受２４近傍にある角度θをもって発生する。ピボット軸受２４の軸受中心からコイルばね３０が固定された点までの距離をｍ、ピボット軸受２４の軸受中心から触針２２までの距離をＬとすると、ピボット軸受２４を中心に発生するトルクＴは、Ｔ＝Ｆ２・（ｍｓｉｎθ）　となる。よって、触針２２にかかる下向きの測定力Ｆ１は、Ｆ１＝Ｆ２・（ｍｓｉｎθ）／Ｌ　となる。
【００４７】
また、回動体４３を反対側に回動させると、切欠４３Ｂが係止片４４に係合して回動体４３が固定され、コイルばね３０はアーム２０の軸に対して下側に傾倒する。この時には、図１０に示されるように、ばね力の働く向きが逆となり、したがって、触針２２にかかる測定力Ｆ１は上側にＦ１＝Ｆ２・（ｍｓｉｎθ）／Ｌ　となる。
【００４８】
触針２２の測定力を調整する際には、偏心ピン４２を回動させて、当接部４１Ａとともにブロック４１をアーム２０の軸と略平行に移動させる。すると回動体４３もブロック４１に伴って移動し、コイルばね３０が伸縮する。これにより触針２２にかかる測定力を変更する。
この際、回動体４３の移動に伴ってコイルばね３０とアーム２０の軸との角度θが変化するが、コイルばね３０の長さがコイルばね３０の軸に直交する方向の移動量に対して十分大きいので、角度θの変化を無視できる。よって、測定力Ｆ１の変化はＦ２にほぼ比例し、つまり回動体４３の移動量にほぼ比例する。
【００４９】
このような第二実施形態によれば、前述の第一実施形態における（１）、（２）、（３）、（４）、（６）、（７）および（８）の効果と同様な効果が得られる他、以下のような効果が得られる。
（９）　コイルばね３０の他端が回動体４３に固定されているので、回動体４３を回動させることで触針２２に働く測定力の向きを変更することができる。よって、被測定物の設定時などには上向きの力に変更することによって、触針２２を簡単に退避させることができる。よって、第一実施形態におけるアーム姿勢変更手段５０を兼ねることができ、被測定物の準備時や設定時に被測定物あるいは触針２２の損傷を防止できる。
また、スタイラス２１の向きを変えて触針２２が上側に向くように取り付ければ、上向きに測定することができる。よって、一つの表面性状測定機用検出器１で両方向の測定に対応することができ、汎用性を向上できる。
【００５０】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、付勢力調整手段４０は、第二実施形態ではブロック４１および偏心ピン４２を有し、回動体４３をアーム２０の軸と略平行な方向に移動させて行っていたが、これらを備えていなくてもよい。例えば図１１に示されるような構成の表面性状測定機用検出器１において、回動体４３を上側あるいは下側に回動させるとコイルばね３０は上側あるいは下側に傾倒しながら伸縮する。この伸縮によるばね力の変化によって触針２２における測定力を調整してもよい。この場合には、回動体４３に設けられた切欠４３Ａ，４３Ｂは、測定力の調整範囲の最大値を規定するために用いられてもよい。
【００５１】
アーム姿勢変更手段５０は、第一実施形態においてのみ設けられていたが、第二実施形態における表面性状測定機用検出器１に設けられていてもよい。また、アーム姿勢変更手段５０は、必ずしも第一実施形態に設けられていなくてもよく、その場合でも本発明の目的を達成できる。
検出手段はリミットスイッチ５１に限らずロータリエンコーダや、その他の検出手段を任意に用いることができる。
また、モータ５２は減速機構を備えていてもよい。
アーム姿勢変更手段５０は、モータ５２とリミットスイッチ５１とで自動で行ったが、カム５３を手動で回転させるなどして手動で変更を行ってもよい。あるいは、カム５３によってアーム２０の姿勢を変更するものに限らず、アーム２０の姿勢を少なくとも測定時用の接触状態または設定時用の退避状態に変更できるものであれば、構成は任意である。
【００５２】
コイルばね３０の取付形態は、各実施形態におけるものに限らず、例えば図１２および図１３に示されるように取り付けてもよい。これらの図において、コイルばね３０は二つ設けられ、これらの一端はピボット軸受２４の近傍に軸受中心を挟んで対称に固定されている。これらのコイルばね３０は、アーム２０の軸と略平行に配置され、他端は第二実施形態における回動体４３と同様の回動体４３の回動中心を挟んで対称に固定されている。
【００５３】
このような構造において、回動体４３を回動させると一方のコイルばね３０は伸び、他方のコイルばね３０は縮む。ここで、図１４に示されるように、例えば上側に配置されたコイルばね３０が縮んで下側に配置されたコイルばね３０が伸びている状態を考える。二つのコイルばね３０の距離の差をδ、コイルばね３０のばね定数をｋ、ピボット軸受２４の軸受中心からコイルばね３０の取付位置までの距離をｍ、軸受中心から触針２２までの距離をＬとすると、ピボット軸受２４の軸受を中心に発生するトルクＴは、Ｔ＝ｋδｍとなる。よって、触針２２に発生する下向きの測定力Ｆ２は、Ｆ２＝ｋδｍ／Ｌ　となる。逆に、上側のコイルばね３０を伸ばし、下側のコイルばね３０を縮ませた場合には、触針２２にはＦ１＝ｋδｍ／Ｌ　の測定力が上向きに発生する。
もちろん、このような構造の表面性状測定機用検出器１においても、第一実施形態と同様な、あるいはその他のアーム姿勢変更手段を設けてもよい。また、第二実施形態と同様にブロック４１および偏心ピン４２を設けて、回動体４３をアーム２０の軸と略平行な方向に移動させることで触針２２における測定力を調整してもよい。
【００５４】
軸受機構は、各実施形態においてピボット軸受２４であったが、これに限らず玉軸受や、その他の軸受機構であってよく、スタイラス保持部材２３を揺動可能に支持するものであれば採用できる。
【００５５】
差動変圧器２６は、各実施形態において、アーム２０の軸に対して角度を有する部位に略直交する方向の変位を検出するものであったが、必ずしもこれに限らない。つまり、例えば差動変圧器２６がアーム２０の軸に対して略直交する方向の揺動変位を検出するものであっても、本発明の目的を達成できる。
【００５６】
付勢力調整手段４０は、偏心ピン４２によるものであったが、これに限らずブロック４１をアーム２０の軸と略平行な方向に移動させられるものであればよい。例えば、ブロック４１にアーム２０の軸と略平行にねじを取り付けて、ねじ込み量でブロックをアーム２０の軸と略平行に移動させてもよい。あるいは、コイルばね３０に直接ねじなどを取り付けて、アーム２０の軸に略平行な方向にねじ込み量を調整することで付勢力を調整してもよい。要するに、付勢力調整手段４０の構成は、コイルばね３０をアーム２０の軸と略平行な方向に伸縮させるものであれば任意である。
【００５７】
表面性状測定機用検出器１は、表面粗さ測定機や形状測定機等、被測定物の表面を接触させて表面の性状を測定するあらゆる表面性状測定機に適用できる。
【００５８】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００５９】
【発明の効果】
このような本発明によれば、触針に測定力を発生させるコイルばねをアームの軸と略平行に配置したので、表面性状測定機用検出器の小型化を促進できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる表面性状測定機用検出器を示す側断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる表面性状測定機用検出器を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる表面性状測定機用検出器を示す平断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態にかかるカムの形状を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態にかかるアーム姿勢変更手段による触針の測定状態を示す図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかるアーム姿勢変更手段による触針の退避状態を示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態にかかるアーム姿勢変更手段による触針の水平状態を示す図である。
【図８】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器を示す側断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器を示す平断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態にかかる触針の測定力を示す図である。
【図１１】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器の別の変形例を示す側断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器の別の変形例を示す平断面図である。
【図１４】本発明の第二実施形態にかかる表面性状測定機用検出器の別の変形例における触針の測定力を示す図である。
【符号の説明】
１　　　表面性状測定機用検出器
２０　　アーム
２１　　スタイラス
２２　　触針
２３　　スタイラス保持部材
２４　　ピボット軸受（軸受機構）
２６　　差動変圧器（変位検出器）
３０　　コイルばね
４０　　付勢力調整手段
４１　　ブロック（保持部材、スライド部材）
４２　　偏心ピン
４３　　回動体
５０　　アーム姿勢変更手段
５１　　リミットスイッチ（検出手段）
５２　　モータ
５３　　カム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a detector for a surface texture measuring device. More specifically, the present invention relates to a detector of a surface texture measuring device that measures properties such as surface shape and roughness by bringing a stylus into contact with an object to be measured.
[0002]
[Background Art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a surface texture measuring instrument for measuring the shape, roughness, and the like of the surface of an object to be measured. In this method, an arm having a stylus at the tip is moved along the surface of the object to be measured, and the displacement of the stylus is detected by a detector and taken in as data.
As such a detector for a surface texture measuring device, for example, there is a detecting device for a surface roughness measuring device disclosed in Japanese Patent Publication No. 30084/1991. In this technique, a coil spring is provided on an arm holder of an arm having a stylus, and a measuring force at the stylus is generated by the urging force of the coil spring. One end of the coil spring is fixed substantially directly above the center of the bearing in the vicinity of a bearing portion that supports the arm holder so as to swing, and is arranged in a direction orthogonal to the axis of the arm. The other end of the coil spring is fixed to a screw attached to a case of the arm holder.
[0003]
The measurement force is adjusted by moving the screw in a direction perpendicular to the axis of the coil spring. With the movement of the screw, the coil spring tilts and extends toward the side where the arm is arranged. Torque is applied to the arm by the force of the component in the direction parallel to the axis of the arm, of the urging force due to the extension of the coil spring. This torque sets the measuring force of the stylus at the tip of the arm.
In the detection device for a surface roughness measuring device having such a structure, since one end of the coil spring is provided near the bearing portion, a change in torque is small with respect to a large change in expansion and contraction of the coil spring. Since the change is small, fine adjustment of the measuring force is possible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a detection device for a surface roughness measuring device, components such as a differential transformer are usually arranged in the axial direction of the arm. However, in the detection device for a surface roughness measuring device as described above, since the coil spring is provided in a direction perpendicular to the axis of the arm, it is necessary to secure a space for the coil spring. Therefore, it is not possible to reduce the size of the case that houses the arm holder, the coil spring, the differential transformer, and the like. On the other hand, if the case is reduced in the direction orthogonal to the axis of the arm, the length of the installable coil spring and the spring constant are limited.
[0005]
An object of the present invention is to provide a detector for a surface texture measuring device that can promote miniaturization.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the surface texture measuring instrument detector according to claim 1 of the present invention has an arm having a stylus at one end, a bearing mechanism for swingably supporting the arm, and one end fixed near the bearing mechanism, And a coil spring arranged substantially parallel to the axis of the arm, and an urging force adjusting means for adjusting the urging force of the coil spring.
[0007]
In the present invention having this configuration, the coil spring is provided substantially parallel to the axis of the arm. In other words, the coil spring and the urging force adjusting means provided in the direction perpendicular to the axis of the conventional arm are provided in the axial direction of the arm which has a relatively large space. Therefore, it is not necessary to newly provide a space for the coil spring, and the miniaturization of the detector for the surface texture measuring device is promoted.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the detector for a surface texture measuring device according to the first aspect, wherein the biasing force adjusting means has the other end of the coil spring fixed, and A holding member movable in a direction substantially parallel to the axis; and an eccentric pin provided rotatably in contact with the holding member and moving the holding member in a direction substantially parallel to the axis of the arm. It is characterized by.
[0009]
Conventionally, as described above, one end of the coil spring is fixed almost directly above the center of the bearing near the bearing of the arm holder. The coil spring is arranged in a direction perpendicular to the axis of the arm, and the other end of the coil spring is fixed to one end of a screw that can advance and retreat in parallel with the axis of the arm. When the screw is moved in a direction parallel to the axis of the arm, the coil spring extends while tilting to the side where the arm is arranged. Of the spring force generated with respect to the extension of the coil spring, torque is generated in the arm by a component in a direction parallel to the axis of the arm. This generates a measuring force on the stylus provided at the tip of the arm.
[0010]
However, in such a detection device for a surface roughness measuring device, the elongation rate of the coil spring is not proportional to the amount of movement of the screw, that is, the amount of movement of the coil spring in a direction parallel to the axis of the arm. That is, the coil spring has a small elongation with respect to the amount of movement at a position close to the direction orthogonal to the axis of the arm. Then, as the coil spring tilts toward the side on which the arm is arranged, the elongation ratio of the coil spring to the moving amount of the coil spring increases. That is, the amount of movement of the screw and the measuring force generated on the stylus are not proportional.
In the detection device for a surface roughness measuring device having such a structure, for example, when the scale is provided around the screw for adjusting the measuring force, the scale cannot be provided at equal intervals around the screw. Fine adjustment is difficult. Alternatively, even when the measuring force is adjusted based on the amount of protrusion of the screw, similarly, the scale cannot be provided at regular intervals in a direction parallel to the screw. Therefore, it is difficult to finely adjust the measuring force.
[0011]
On the other hand, according to the second aspect of the present invention, by rotating the eccentric pin, the holding member moves in a direction substantially parallel to the axis of the arm. Then, the coil spring fixed to the holding member extends in a direction substantially parallel to the axis of the arm, that is, in a direction in which the coil spring expands and contracts. Therefore, the spring force of the coil spring is substantially proportional to the amount of movement of the holding member, whereby the measuring force generated on the arm is substantially proportional to the amount of movement of the holding member. When rotating the eccentric pin, for example, when graduations are provided around the center of rotation, the graduations are substantially at equal intervals, and fine adjustment is easy.
[0012]
A detector for a surface texture measuring device according to claim 3 of the present invention is an arm having a stylus at one end, a bearing mechanism for swingably supporting the arm, one end fixed to the vicinity of the bearing mechanism, and the arm A coil spring disposed substantially parallel to the axis of the arm, a pivot axis provided substantially parallel to the pivot axis of the arm, and the other end of the coil spring is separated from the pivot center of the pivot axis. And a rotating body fixed at the position.
[0013]
In the present invention having this configuration, the coil spring is provided substantially parallel to the axis of the arm. That is, the coil spring and the rotating body, which are provided in the direction orthogonal to the axis of the conventional arm, are provided in the axial direction of the arm, which has a relatively large space. Therefore, it is not necessary to newly provide a space for the coil spring, and the miniaturization of the detector for the surface texture measuring device is promoted.
Further, for example, consider a case where one end of the coil spring is fixed on a line passing through the swing center of the arm and parallel to the axis of the arm and near the center of rotation of the arm. In this case, the coil spring can be tilted in both directions with respect to the axis of the arm by rotating the rotating body. Then, the urging force of the coil spring generates an urging force on the arm on the side opposite to the side where the coil spring is inclined. That is, if the rotating direction of the rotating body is changed, the direction of the urging force applied to the arm is changed, and for example, measurement in both upward and downward directions becomes possible.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a detector for a surface texture measuring device, comprising: an arm having a stylus at one end; a bearing mechanism for swingably supporting the arm; and a swing center of the arm near the bearing mechanism. A pair of coil springs, one ends of which are fixed at positions sandwiching the, and a rotation axis provided substantially parallel to the swing center axis of the arm, and the other end of the coil spring is a rotation axis. A rotating body fixed at a position sandwiching the center of rotation.
[0015]
In the present invention having this configuration, the pair of coil springs are provided substantially parallel to the axis of the arm. That is, the coil spring and the rotating body, which are provided in the direction orthogonal to the axis of the conventional arm, are provided in the axial direction of the arm, which has a relatively large space. Therefore, it is not necessary to newly provide a space for the coil spring, and the miniaturization of the detector for the surface texture measuring device is promoted.
One end of the pair of coil springs is provided so as to sandwich the swing center axis of the arm, and the other end is fixed at a position sandwiching the rotation center axis of the rotating body. When the rotating body is rotated, one of the coil springs expands and the other contracts. The measuring force of the stylus is adjusted by the difference in expansion and contraction of the spring. At this time, the spring force of the extended coil spring is greater than the spring force of the contracted coil spring, so that an urging force is generated on the arm on the side where the extended coil spring is disposed. That is, when the rotating direction of the rotating body is changed with respect to the axis of the arm, the direction of expansion and contraction of the coil spring is changed, so that the direction of the urging force applied to the tip of the arm is also changed. Therefore, by changing the rotating direction of the rotating body, measurement in both directions, for example, upward and downward, becomes possible.
[0016]
The detector for a surface texture measuring device according to claim 5 of the present invention is the detector for a surface texture measuring device according to claim 3 or 4, which supports the rotating body and is substantially parallel to the axis of the arm. And a eccentric pin that is rotatably provided in contact with the slide member and moves the slide member in a direction substantially parallel to the axis of the arm. .
[0017]
In the present invention having this configuration, the rotating body is supported by the slide member, and the slide member is moved by the eccentric pin in a direction substantially parallel to the axis of the arm. Thereby, the coil spring extends in a direction substantially parallel to the axis of the arm, that is, in a direction in which the coil spring expands and contracts. Therefore, the spring force of the coil spring is substantially proportional to the amount of movement of the slide member, whereby the measurement force generated on the arm is substantially proportional to the amount of movement of the slide member. When rotating the eccentric pin, for example, when graduations are provided around the center of rotation, the graduations are substantially equally spaced, thereby facilitating fine adjustment.
[0018]
A surface texture measuring instrument detector according to claim 6 of the present invention is the surface texture measuring instrument detector according to any one of claims 1 to 5, wherein the arm has a stylus at one end. And a stylus holding member for supporting the stylus, wherein the stylus is detachably provided to the stylus holding member.
[0019]
In the present invention having this configuration, the stylus is detachably provided to the stylus holding member. On the other hand, since the coil spring is disposed substantially parallel to the axis of the arm, the urging force of the coil spring always acts in the direction of inserting and removing the stylus. Therefore, no excessive force is applied to the bearing mechanism even when the stylus is inserted or removed. As a result, rattling of the bearing mechanism during replacement of the stylus is properly prevented.
[0020]
The surface texture measuring device detector according to claim 7 of the present invention is the surface texture measuring device detector according to any one of claims 1 to 6, wherein the position of the stylus is on the surface of the workpiece. On the other hand, arm posture changing means for swinging the arm in a contact state or a retracted state is provided.
In the present invention having this configuration, since the posture of the arm can be changed to the contact state and the retracted state, damage to the stylus or the object to be measured when the object to be measured is prepared or set is reliably prevented.
[0021]
In the detector for a surface texture measuring device according to claim 8 of the present invention, in the detector for a surface texture measuring device according to claim 7, the arm posture changing means has a stylus disposed with a bearing mechanism of the arm interposed therebetween. A cam abutting on an end opposite to the end on which the cam has been rotated, a motor for driving the cam to rotate, a detecting means for detecting the rotational position of the cam, and a motor for rotating the cam to a predetermined position by the detecting means. And control means for stopping the driving of the motor.
In the present invention having this configuration, since the posture of the arm is changed by changing the stop position of the cam, a plurality of postures can be realized by one cam. Further, since the control means stops when the cam rotates to a predetermined position, the cam can be automatically and easily changed to a desired posture.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the detector for a surface texture measuring device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the displacement for detecting the swing displacement of the stylus is provided. A displacement detector that detects a displacement in a direction substantially orthogonal to a portion having an angle with respect to the axis of the arm.
In a conventional detector for a surface texture measuring instrument, a displacement detector for detecting a swing displacement of a stylus is arranged in a direction orthogonal to an axis of an arm, and detects a displacement in the direction. For this reason, the size of the detector for the surface texture measuring device in the height direction cannot be reduced, which has been a problem in miniaturization. In contrast, in the present invention having this configuration, a portion having an angle with respect to the axis of the arm is provided, and the displacement detector detects displacement in a direction substantially orthogonal to the portion. Therefore, the displacement detector can be arranged at an angle with respect to the axis of the arm. That is, the height in the direction orthogonal to the axis of the arm is reduced, and the detector for the surface texture measuring instrument can be easily reduced in size.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the second embodiment and the subsequent embodiments to be described later, the same components as those in the first embodiment described below and components having similar functions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.
[0024]
(First embodiment)
1 to 3 show an overall view of a detector 1 for a surface texture measuring device according to a first embodiment.
In these figures, the surface texture measuring instrument detector 1 adjusts an arm 20 having a stylus 22, a coil spring 30 for generating a measuring force on the stylus 22 of the arm 20, and an urging force of the coil spring 30. The apparatus includes an urging force adjusting unit 40 and an arm posture changing unit 50 for changing the posture of the arm 20. All of these components except the part of the arm 20 including the stylus 22 are housed in the case 10. In the present embodiment, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper side” and the lower side in FIG. 1 is referred to as “lower side”.
[0025]
The arm 20 includes a stylus 21 protruding outside the case 10 and having a stylus 22 on a distal end side, and a stylus holding member 23 that supports the stylus 21. The stylus 21 is provided so as to be detachable from the stylus holding member 23. The stylus 21 is supported by a guide member 23A provided at one end of the stylus holding member 23. The stylus 21 has a V-shaped concave portion 21A formed on the base end side. On the other hand, at one end of the stylus holding member 23, a pressing plate 23C is provided at a position facing the guide member 23A. The V-shaped portion formed at the tip of the holding plate 23C is engaged with the recess 21A of the stylus 21. The stylus 21 is fixed to the stylus holding member 23 by pressing the holding plate 23C from above with a screw 23B.
[0026]
The stylus holding member 23 is swingably supported by a pivot bearing 24 as a bearing mechanism provided in the case 10. A balance weight 25 for adjusting the balance of the stylus 21 with its own weight is attached to the end of the stylus holding member 23 opposite to the side on which the guide member 23A is provided. The balance weight 25 is screwed to the stylus holding member 23 by a screw, and is movable in the axial direction of the arm 20 by adjusting the amount of screwing. Between the pivot bearing 24 and the balance weight 25, a differential transformer 26 is provided as a displacement detector for detecting the swing displacement of the stylus 22. The differential transformer 26 is disposed substantially at right angles to the stylus holding member 23. Here, a part having an angle with respect to the axis of the arm 20 is formed in a part of the stylus holding member 23, and by arranging the differential transformer 26 at a substantially right angle to the surface of this part, the vertical Saves more space. Further, on the upper end of the stylus holding member 23 where the stylus 21 is not arranged, a convex portion 23D with which the arm posture changing means 50 contacts is formed.
[0027]
A pair of coil springs 30 are provided on both sides of the stylus holding member 23, and one ends thereof are fixed near the pivot bearing 24 and below the center of the bearing. Further, these coil springs 30 extend to the side opposite to the side where the stylus 21 is disposed, and are disposed substantially parallel to the axis of the arm 20. The other end of the coil spring 30 is fixed to the urging force adjusting means 40 and urges the vicinity of the pivot bearing 24 with an appropriate pulling force. Here, the length, the spring constant, and the like of the coil spring 30 are appropriately determined in consideration of the required measurement force range and the like.
[0028]
The biasing force adjusting means 40 includes a support member 45 disposed substantially parallel to the axis of the arm 20, a block 41 as a holding member fixed to the support member 45, and an eccentric pin 42 abutting on the block 41. Have. Two support members 45 are provided in parallel with each other as shaft members, and are slidably supported by guide holes 11 formed substantially parallel to the axis of the arm 20 in the case 10. The other end of the coil spring 30 is fixed to one end of each of these support members 45. A common block 41 is fixed to the other end of the support member 45. An eccentric pin 42 is in contact with the surface of the block 41 on the side where the coil spring 30 is arranged. The eccentric pin 42 is integrally formed with a screw portion 42A on a rotation shaft. The eccentric pin 42 is rotatably supported by the case 10 by screwing the screw portion 42A into the case 10. A concave portion 42B is formed on the surface of the eccentric pin 42 on which the screw portion 42A is not formed, and the concave portion 42B is exposed to the outside of the case 10.
[0029]
The arm posture changing unit 50 includes a motor 52 fixed to the case 10, a cam 53 that rotates together with the motor 52, and a limit switch 51 as a detecting unit that detects the rotational position of the cam 53.
As shown in FIG. 4, the cam 53 has a side surface which can be brought into contact with the convex portion 23D of the stylus holding member 23, and the portion has a shape having three kinds of diameters. The three cam portions formed with these diameters are respectively a measurement position 53A that does not interfere with the convex portion 23D when located on the lower side, a retracted position 53B that interferes with the convex portion 23D when located on the lower side, and a lower position. When the stylus 21 is located, the stylus 21 is in a horizontal position 53C in a horizontal direction (a direction parallel to the axis of the arm 20). On the surface of the cam 53 opposite to the side on which the motor 52 is arranged, a projection 54 is formed at a position corresponding to the horizontal position 53C. Two limit switches 51 (51A, 51B) are provided horizontally. The motor 52 and the limit switch 51 are electrically connected to control means (not shown).
[0030]
Next, the operation of the surface texture measuring device detector 1 in the first embodiment will be described.
First, when measuring the surface properties of the object to be measured, the stylus 22 is brought into contact with the object to be measured and is brought into contact with an appropriate measuring force. In this state, when the detector 1 for a surface texture measuring device is moved, the stylus 22 moves up and down along the surface shape of the measured object. By this vertical movement, the arm 20 swings up and down around the pivot bearing 24. This oscillating motion is detected by a differential transformer 26 fixed to the arm 20, and the surface property is measured as the amount of displacement of the stylus 22.
Here, the coil spring 30 is attached near the pivot bearing 24. For this reason, the swing shaft of the stylus holding member 23 is urged by the tensile force of the coil spring 30 and always contacts at a fixed point of the pivot bearing 24. This suppresses the influence on the measurement error caused by the backlash generated in the pivot bearing 24 at the time of manufacturing or mounting the surface texture measuring device detector 1.
[0031]
The measuring force of the stylus 22 on the object to be measured is generated according to the following principle.
Due to the tensile force of the coil spring 30, a tensile force is applied near the pivot bearing 24 to which one end of the coil spring 30 is attached, in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20 and on the side opposite to the stylus 21 side. Since the mounting position of the coil spring 30 is slightly away from the center of the pivot bearing 24 to the lower side, a torque is generated in the arm 20 around the pivot bearing 24. As a result, a force that is inversely proportional to the distance from the bearing center of the pivot bearing 24 to the stylus is applied to the stylus 22 downward with respect to this torque. As a result, a downward measuring force is generated on the stylus 22.
[0032]
When adjusting the measuring force applied to the stylus 22, an appropriate jig or tool is engaged with the concave portion 42B of the eccentric pin 42, and the eccentric pin 42 is rotated. Then, the eccentric pin 42 rotates eccentrically, and moves the block 41 in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20. The support member 45 that moves together with the block 41 causes the coil spring 30 to expand and contract. Due to the expansion and contraction of the coil spring 30, the tensile force at the mounting position of the coil spring 30 near the pivot bearing 24 changes. On the other hand, since the distance between the pivot bearing 24 and the mounting position of the coil spring 30 does not change, the torque around the pivot bearing 24 changes in proportion to the tensile force of the coil spring 30. By changing the torque, the measuring force generated on the stylus 22 is changed.
[0033]
When replacing the stylus 21, the screw 23B is loosened and the stylus 21 is pulled out in a direction parallel to the axis of the stylus 21. After that, another stylus 21 is inserted, the concave portion 21A is engaged with the V-shape of the holding plate 23C, and the stylus 21 is fixed with the screw 23B. When the balance around the pivot bearing 24 changes due to a change in the length of the stylus 21 or the like, the amount of screwing of the balance weight 25 is adjusted to move the arm 20 in the axial direction to achieve balance.
[0034]
The posture of the stylus 21 is changed by the arm posture changing means 50. When measuring an object to be measured, the motor 52 is driven to rotate the cam 53, and the measurement position 53A is moved downward as shown in FIG. At this time, the protrusion 54 contacts one of the limit switches 51A. This contact signal is transmitted to control means (not shown), and the control means outputs a stop command to motor 52. Thus, the cam 53 stops at a predetermined position.
In a state where the measurement position 53A is arranged on the lower side, when the arm 20 is at the horizontal position, the convex portion 23D does not contact the cam 53, and the swingable amount of the convex portion 23D with respect to the cam 53 becomes maximum. Therefore, the arm 20 is balanced by the balance weight 25 and moves up and down with the vertical movement of the stylus 22. At this time, if the object to be measured is brought into contact with the stylus 22, a contact state where measurement is possible is established.
[0035]
Next, the motor 52 is driven by the control means to rotate the cam 53 until the retreat position 53B is located on the lower side as shown in FIG. Then, the projection 54 releases the contact with the one limit switch 51A and contacts the other limit switch 51B. The control means stops the rotation of the motor 52 by the contact signal. When the retreat position 53B is arranged on the lower side, the convex portion 23D interferes with the cam 53 and is pushed. As a result, the arm 20 rotates about the pivot bearing 24, and as a result, the stylus 21 and the stylus 22 move upward, so that the arm 20 is in a retracted state in which the arm 20 is retracted from the measured object.
[0036]
Similarly, as shown in FIG. 7, when the cam 53 is rotated until the horizontal position 53C is located on the lower side, the limit switches 51A and 51B do not come into contact with the convex portion 54, and the control means operates accordingly. The rotational position of the cam 53 is determined, and the motor 52 is stopped. In this state, the convex portion 23D comes into contact with the cam 53, and the axis of the arm 20 is maintained in the horizontal direction and fixed. This facilitates insertion of the stylus 22 into a small hole provided horizontally in the measured object. Thereafter, when the motor 52 is rotated to dispose the measurement position 53A on the lower side, the stylus 22 can contact the inner wall of the small hole. In this state, when the motor 52 is stopped and the surface texture measuring instrument detector 1 is moved in the horizontal direction, the stylus 21 swings according to the unevenness of the inner wall of the small hole, and the surface property of the inner wall of the small hole is measured. .
[0037]
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the coil spring 30 is arranged substantially parallel to the axis of the arm 20, it can be arranged in the same space as other components such as the stylus holding member 23 and the balance weight 25 in the case 10. Therefore, it is not necessary to newly prepare a space for disposing the coil spring 30 as compared with the case where the conventional coil spring is disposed in a direction orthogonal to the axis of the arm, and the detector 1 for the surface texture measuring device can be miniaturized. Can be achieved.
[0038]
(2) This arrangement can secure a relatively large space in the case 10 and increase the number of turns of the coil spring 30 as compared with the case where the coil spring is conventionally arranged on the upper side. Therefore, the spring constant of the coil spring 30 can be reduced, the rate of change of the spring force can be reduced, and the measuring force applied to the stylus 22 can be finely adjusted easily and accurately.
[0039]
(3) Since one end of the coil spring 30 is provided near the bearing center of the pivot bearing 24, the amount of change in the measurement force generated on the stylus 22 with respect to the amount of change in the spring force of the coil spring 30 can be reduced. . In other words, even if the coil spring 30 is largely moved, the amount of change in the measuring force of the stylus 22 is small, so that the measuring force can be finely adjusted more accurately.
[0040]
(4) Since the coil spring 30 expands and contracts substantially parallel to the axis of the arm 20, the spring force of the coil spring 30 and the measuring force generated on the stylus 22 are substantially proportional. Therefore, when the scale is provided on the eccentric pin 42, it can be provided at substantially equal intervals, so that the adjustment can be performed more easily and reliably.
[0041]
(5) Since the stylus 22 can be changed to the measurement state, the retracted state, or the horizontal state by the arm posture changing means 50, damage to the measured object and the stylus 22 during preparation of the measured object can be prevented. At this time, it is not necessary to hold down the stylus 22 by hand, so that the handleability can be improved. Further, since the position of the cam 53 can be automatically set by the control means, the motor 52 and the limit switch 51, the posture of the arm 20 can be easily and reliably changed.
[0042]
(6) Since the coil spring 30 is arranged in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20, the tensile force of the coil spring 30 acts in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20. The direction in which the stylus 21 is inserted when the stylus 21 is replaced substantially coincides with the direction of the spring force of the coil spring 30. Therefore, no excessive force is applied to the pivot bearing 24 when the stylus 21 is inserted, and it is possible to prevent the pivot bearing 24 from rattling when the stylus 21 is replaced.
[0043]
(7) The coil spring 30 is mounted near the pivot bearing 24, and constantly urges the swing center axis of the stylus holding member 23 at a fixed point by a pulling force. Therefore, good measurement accuracy can be stably obtained without being affected by the backlash generated in the pivot bearing 24 at the time of manufacturing or mounting the detector 1 for a surface texture measuring instrument.
[0044]
(8) A surface having an angle with respect to the axis of the arm 20 is formed in a part of the stylus holding member 23, and the differential transformer 26 is disposed substantially at right angles to this surface. Space in the vertical direction can be saved, and downsizing of the detector 1 for a surface texture measuring device can be promoted.
[0045]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is a modification of the mounting mode of the coil spring 30 in the first embodiment.
8 and 9 show an overall view of the surface texture measuring instrument detector 1 according to the second embodiment.
In these drawings, one coil spring 30 is provided, and one end is fixed on a line substantially parallel to the axis of the arm 20 through the center of the bearing near the center of the pivot bearing 24. The coil spring 30 is disposed substantially parallel to the axis of the arm 20, and the other end is fixed at a position separated by a predetermined distance from the center of rotation of the rotating body 43. The rotating body 43 has a rotating shaft provided substantially parallel to the swing center axis of the arm 20, and is rotatably supported by the block 41 as a slide member movable substantially parallel to the axis of the arm 20. ing. In addition, two notches 43A and 43B are formed in the rotating body 43 at the outer peripheral portion on the side opposite to the side where the coil spring 30 is provided. A locking piece 44 is provided on the block 41 so as to engage with the notches 43A and 43B. The block 41 includes an abutting portion 41A on a side surface located closer to the stylus 22 than the rotating body 43, and the abutting portion 41A abuts on an eccentric pin 42 rotatably supported.
[0046]
In such a second embodiment, the measuring force of the stylus 22 is generated as follows.
When the rotating body 43 is rotated to incline the coil spring 30 upward, the notch 43A provided in the rotating body 43 is engaged with the locking piece 44 of the block 41, and the rotating body 43 is fixed. At this time, the tensile force F2 of the coil spring 30 is generated at an angle θ near the pivot bearing 24, as shown in FIG. Assuming that the distance from the bearing center of the pivot bearing 24 to the point where the coil spring 30 is fixed is m, and the distance from the bearing center of the pivot bearing 24 to the stylus 22 is L, the torque T generated around the pivot bearing 24 is , T = F2 · (msin θ). Therefore, the downward measuring force F1 applied to the stylus 22 is F1 = F2 · (msinθ) / L.
[0047]
When the rotating body 43 is rotated to the opposite side, the notch 43B engages with the locking piece 44 to fix the rotating body 43, and the coil spring 30 tilts downward with respect to the axis of the arm 20. At this time, as shown in FIG. 10, the direction in which the spring force acts is reversed, so that the measuring force F1 applied to the stylus 22 becomes F1 = F2 · (msinθ) / L on the upper side.
[0048]
When adjusting the measuring force of the stylus 22, the eccentric pin 42 is rotated to move the block 41 together with the contact portion 41A substantially in parallel with the axis of the arm 20. Then, the rotating body 43 also moves with the block 41, and the coil spring 30 expands and contracts. Thereby, the measuring force applied to the stylus 22 is changed.
At this time, the angle θ between the coil spring 30 and the axis of the arm 20 changes with the movement of the rotating body 43, but the length of the coil spring 30 is smaller than the amount of movement in the direction orthogonal to the axis of the coil spring 30. Since it is sufficiently large, the change in the angle θ can be ignored. Therefore, the change in the measurement force F1 is substantially proportional to F2, that is, substantially proportional to the amount of movement of the rotating body 43.
[0049]
According to such a second embodiment, the same effects as (1), (2), (3), (4), (6), (7) and (8) in the first embodiment described above. In addition to the effects, the following effects can be obtained.
(9) Since the other end of the coil spring 30 is fixed to the rotating body 43, the direction of the measuring force acting on the stylus 22 can be changed by rotating the rotating body 43. Therefore, the stylus 22 can be easily retracted by changing the force to the upward force when setting the object to be measured. Therefore, it can also serve as the arm posture changing means 50 in the first embodiment, and can prevent damage to the object to be measured or the stylus 22 during preparation or setting of the object to be measured.
In addition, if the stylus 21 is changed in direction and attached so that the stylus 22 faces upward, measurement can be performed upward. Therefore, one surface texture measuring instrument detector 1 can cope with measurement in both directions, and versatility can be improved.
[0050]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes modifications and improvements as long as the objects of the present invention can be achieved.
For example, the urging force adjusting means 40 has the block 41 and the eccentric pin 42 in the second embodiment and moves the rotating body 43 in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20. It is not necessary. For example, in the surface texture measuring instrument detector 1 having the configuration shown in FIG. 11, when the rotating body 43 is rotated upward or downward, the coil spring 30 expands and contracts while tilting upward or downward. The measurement force on the stylus 22 may be adjusted by a change in the spring force due to the expansion and contraction. In this case, the notches 43A and 43B provided in the rotating body 43 may be used for defining the maximum value of the adjustment range of the measuring force.
[0051]
The arm posture changing means 50 is provided only in the first embodiment, but may be provided in the surface texture measuring device detector 1 in the second embodiment. Further, the arm posture changing means 50 may not necessarily be provided in the first embodiment, and the object of the present invention can be achieved even in such a case.
The detecting means is not limited to the limit switch 51, and a rotary encoder or other detecting means can be used arbitrarily.
Further, the motor 52 may include a speed reduction mechanism.
The arm posture changing means 50 is automatically performed by the motor 52 and the limit switch 51, but may be manually changed by rotating the cam 53 manually. Alternatively, the configuration is not limited to the configuration in which the posture of the arm 20 is changed by the cam 53, but may be any configuration as long as the posture of the arm 20 can be changed to at least a contact state for measurement or a retracted state for setting.
[0052]
The mounting form of the coil spring 30 is not limited to that in each embodiment, and may be mounted as shown in FIGS. 12 and 13, for example. In these figures, two coil springs 30 are provided, and one ends thereof are symmetrically fixed near the pivot bearing 24 with the bearing center interposed therebetween. These coil springs 30 are arranged substantially parallel to the axis of the arm 20, and the other ends are symmetrically fixed with respect to the rotation center of the rotation body 43 similar to the rotation body 43 in the second embodiment.
[0053]
In such a structure, when the rotating body 43 is rotated, one of the coil springs 30 expands, and the other coil spring 30 contracts. Here, as shown in FIG. 14, for example, consider a state in which the coil spring 30 arranged on the upper side is contracted and the coil spring 30 arranged on the lower side is extended. The difference between the distance between the two coil springs 30 is δ, the spring constant of the coil spring 30 is k, the distance from the bearing center of the pivot bearing 24 to the mounting position of the coil spring 30 is m, and the distance from the bearing center to the stylus 22 is Assuming that L, the torque T generated around the bearing of the pivot bearing 24 is T = kδm. Therefore, the downward measuring force F2 generated on the stylus 22 is expressed as F2 = kδm / L. Conversely, when the upper coil spring 30 is extended and the lower coil spring 30 is contracted, a measuring force of F1 = kδm / L is generated on the stylus 22 upward.
Of course, the detector 1 for a surface texture measuring device having such a structure may be provided with the same or other arm posture changing means as in the first embodiment. Further, similarly to the second embodiment, the measuring force of the stylus 22 may be adjusted by providing the block 41 and the eccentric pin 42 and moving the rotating body 43 in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20.
[0054]
The bearing mechanism is the pivot bearing 24 in each embodiment. However, the bearing mechanism is not limited to this, and may be a ball bearing or another bearing mechanism, as long as the stylus holding member 23 is swingably supported. .
[0055]
In each embodiment, the differential transformer 26 detects displacement in a direction substantially perpendicular to a portion having an angle with respect to the axis of the arm 20, but is not necessarily limited thereto. That is, for example, even if the differential transformer 26 detects a swing displacement in a direction substantially orthogonal to the axis of the arm 20, the object of the present invention can be achieved.
[0056]
The biasing force adjusting means 40 is based on the eccentric pin 42, but is not limited to this, and may be any as long as it can move the block 41 in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20. For example, a screw may be attached to the block 41 substantially parallel to the axis of the arm 20, and the block may be moved substantially parallel to the axis of the arm 20 by the amount of screwing. Alternatively, the urging force may be adjusted by directly attaching a screw or the like to the coil spring 30 and adjusting the screwing amount in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20. In short, the configuration of the urging force adjusting means 40 is arbitrary as long as the coil spring 30 expands and contracts in a direction substantially parallel to the axis of the arm 20.
[0057]
The detector 1 for a surface texture measuring device can be applied to any surface texture measuring device such as a surface roughness measuring device and a shape measuring device that measures the properties of the surface by bringing the surface of the measured object into contact.
[0058]
The best configuration and method for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention has been particularly shown and described with particular reference to particular embodiments, but may be modified in form and form without departing from the spirit and scope of the invention. Those skilled in the art can make various modifications in terms of material, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description of the shapes, materials, and the like disclosed above is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member excluding some or all of the limitations such as is included in the present invention.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the coil spring for generating the measuring force on the stylus is arranged substantially parallel to the axis of the arm, there is an effect that the miniaturization of the detector for the surface texture measuring device can be promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a detector for a surface texture measuring device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a detector for a surface texture measuring device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan sectional view showing a detector for a surface texture measuring device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a shape of a cam according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement state of a stylus by an arm posture changing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a retracted state of the stylus by the arm posture changing means according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a horizontal state of a stylus by an arm posture changing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side sectional view showing a detector for a surface texture measuring device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan sectional view showing a detector for a surface texture measuring device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a measuring force of a stylus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view showing a modification of the detector for a surface texture measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side sectional view showing another modified example of the detector for a surface texture measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan sectional view showing another modified example of the detector for a surface texture measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view showing a measuring force of a stylus in another modified example of the detector for a surface texture measuring device according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Detector for surface texture measuring machine
20 arms
21 stylus
22 stylus
23 Stylus holding member
24 Pivot bearing (bearing mechanism)
26 Differential transformer (displacement detector)
30 coil spring
40 biasing force adjusting means
41 block (holding member, slide member)
42 Eccentric pin
43 Rotating body
50 Arm posture changing means
51 Limit switch (detection means)
52 motor
53 cams

Claims

一端に触針を有するアームと、
前記アームを揺動可能に支持する軸受機構と、
一端が前記軸受機構近傍に固定され、かつ前記アームの軸と略平行に配置されたコイルばねと、
前記コイルばねの付勢力を調整する付勢力調整手段とを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。An arm having a stylus at one end;
A bearing mechanism for swingably supporting the arm,
A coil spring having one end fixed in the vicinity of the bearing mechanism and arranged substantially parallel to the axis of the arm;
A biasing force adjusting means for adjusting a biasing force of the coil spring; a detector for a surface texture measuring device;

請求項１に記載の表面性状測定機用検出器において、
前記付勢力調整手段は、前記コイルばねの他端が固定され、前記アームの軸と略平行な方向に移動可能な保持部材と、
前記保持部材に当接された状態で回動可能に設けられ、前記保持部材を前記アームの軸と略平行な方向に移動させる偏心ピンとを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to claim 1,
The biasing force adjusting means includes a holding member to which the other end of the coil spring is fixed, and which is movable in a direction substantially parallel to an axis of the arm.
An eccentric pin that is rotatably provided in contact with the holding member and moves the holding member in a direction substantially parallel to the axis of the arm. .

一端に触針を有するアームと、
前記アームを揺動可能に支持する軸受機構と、
一端が前記軸受機構近傍に固定され、かつ前記アームの軸と略平行に配置されたコイルばねと、
前記アームの揺動中心軸と略平行に設けられた回動軸を有し、かつ前記コイルばねの他端が前記回動軸の回動中心から離れた位置に固定された回動体とを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。An arm having a stylus at one end;
A bearing mechanism for swingably supporting the arm,
A coil spring having one end fixed in the vicinity of the bearing mechanism and arranged substantially parallel to the axis of the arm;
A rotating body having a rotating shaft provided substantially parallel to the swing center axis of the arm, and the other end of the coil spring being fixed at a position distant from the rotating center of the rotating shaft. A detector for a surface texture measuring device.

一端に触針を有するアームと、
前記アームを揺動可能に支持する軸受機構と、
前記軸受機構近傍で、かつ前記アームの揺動中心を挟んだ位置にそれぞれの一端が固定された一対のコイルばねと、
前記アームの揺動中心軸と略平行に設けられた回動軸を有し、前記コイルばねのそれぞれの他端が前記回動軸の回動中心を挟んだ位置に固定された回動体とを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。An arm having a stylus at one end;
A bearing mechanism for swingably supporting the arm,
A pair of coil springs each having one end fixed near the bearing mechanism and at a position sandwiching the swing center of the arm,
A rotating body having a rotating shaft provided substantially parallel to the swing center axis of the arm, and the other end of each of the coil springs being fixed at a position sandwiching the rotating center of the rotating shaft; A detector for a surface texture measuring device, comprising:

請求項３または請求項４に記載の表面性状測定機用検出器において、
前記回動体を支持し、前記アームの軸と略平行な方向に移動可能なスライド部材と、このスライド部材に当接された状態で回動可能に設けられ、前記スライド部材を前記アームの軸と略平行な方向に移動させる偏心ピンとを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to claim 3 or 4,
A slide member that supports the rotating body and is movable in a direction substantially parallel to the axis of the arm, and is provided so as to be rotatable in a state in which the slide member is in contact with the slide member. A detector for a surface texture measuring device, comprising: an eccentric pin that moves in a substantially parallel direction.

請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、
前記アームは、一端に触針を有するスタイラスと、このスタイラスを支持するスタイラス保持部材とを備え、
前記スタイラスが前記スタイラス保持部材に対して着脱可能に設けられた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to any one of claims 1 to 5,
The arm includes a stylus having a stylus at one end, and a stylus holding member that supports the stylus,
A detector for a surface texture measuring device, wherein the stylus is detachably provided to the stylus holding member.

請求項１から請求項６のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、
前記触針の位置が被測定物表面に対して接触状態または退避状態に前記アームを揺動させるアーム姿勢変更手段を備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A detector for a surface texture measuring device, further comprising an arm posture changing means for swinging the arm such that the position of the stylus is in contact with or retracted from the surface of the workpiece.

請求項７に記載の表面性状測定機用検出器において、
前記アーム姿勢変更手段は、前記アームの前記軸受機構を挟んで前記触針が配置された側とは反対側の端部に当接されたカムと、
前記カムを回転駆動させるモータと、
前記カムの回転位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記カムが所定の位置に回転した時に前記モータの駆動を停止させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to claim 7,
The arm posture changing means, a cam abutted on the end of the arm opposite to the side where the stylus is disposed across the bearing mechanism,
A motor for rotating the cam,
Detecting means for detecting the rotational position of the cam;
Control means for stopping driving of the motor when the cam rotates to a predetermined position by the detection means.

請求項１から請求項８のいずれかに記載の表面性状測定機用検出器において、
前記触針の揺動変位を検出する変位検出器を備え、
この変位検出器は、前記アームの軸に対して角度を有する部位の略直交方向の変位を検出する
ことを特徴とする表面性状測定機用検出器。The detector for a surface texture measuring device according to any one of claims 1 to 8,
A displacement detector that detects a swing displacement of the stylus,
The displacement detector detects a displacement of a portion having an angle with respect to the axis of the arm in a direction substantially orthogonal to the arm, and is a detector for a surface texture measuring device.