JP2519823B2 - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
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- JP2519823B2 JP2519823B2 JP2215915A JP21591590A JP2519823B2 JP 2519823 B2 JP2519823 B2 JP 2519823B2 JP 2215915 A JP2215915 A JP 2215915A JP 21591590 A JP21591590 A JP 21591590A JP 2519823 B2 JP2519823 B2 JP 2519823B2
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被測定物にスタイラスを接触させて相対的
に移動させることにより被測定物の形状を検知する変位
測定装置に関する。
に移動させることにより被測定物の形状を検知する変位
測定装置に関する。
（従来の技術） 被測定物の形状を検知する変位測定装置は、軸方向に
移動自在に支持されたプローブ軸の先端部にスライラス
が設けられ、このスタイラスを被測定物に接触させ、被
測定物の形状に倣って進退動作するスタイラスのストロ
ークを前記プローブ軸に伝達するようになっている。前
記プローブ軸は、摩擦力を軽減するために空気軸受によ
り非接触軸支されている。また、前記スタイラスは、そ
の位置に関係なく被測定物に一定の接触圧で接触するよ
うになっている。
移動自在に支持されたプローブ軸の先端部にスライラス
が設けられ、このスタイラスを被測定物に接触させ、被
測定物の形状に倣って進退動作するスタイラスのストロ
ークを前記プローブ軸に伝達するようになっている。前
記プローブ軸は、摩擦力を軽減するために空気軸受によ
り非接触軸支されている。また、前記スタイラスは、そ
の位置に関係なく被測定物に一定の接触圧で接触するよ
うになっている。
すなわち、第10図は、従来の変位測定装置（Ａ）を示
している。この変位測定装置（Ａ）は、円筒状のハウジ
ング（Ｘ）と、このハウジング（Ｘ）の内部に設けられ
た空気軸受（Ｂ）と、この空気軸受（Ｂ）に軸方向に移
動自在に軸支されたプローブ軸（Ｃ）と、このプローブ
軸（Ｃ）の先端に設けられたスタイラス（Ｄ）、プロー
ブ軸（Ｃ）の末端に設けられプローブ軸（Ｃ）の移動量
を検出するためのコーナキューブ（Ｅ）と、プローブ軸
（Ｃ）の後端部に環装されたコア（Ｆ）と、このコア
（Ｆ）を非接触で囲繞するようにハウジング（Ｘ）に設
けられたバイアスコイル（Ｇ）とからなっている。前記
プローブ軸（Ｃ）は、横断面形状が矩形であって、これ
に対応して空気軸受（Ｂ）の軸受穴も矩形になってい
て、プローブ軸（Ｃ）の軸の回りの回転を防止できるよ
うになっている。
している。この変位測定装置（Ａ）は、円筒状のハウジ
ング（Ｘ）と、このハウジング（Ｘ）の内部に設けられ
た空気軸受（Ｂ）と、この空気軸受（Ｂ）に軸方向に移
動自在に軸支されたプローブ軸（Ｃ）と、このプローブ
軸（Ｃ）の先端に設けられたスタイラス（Ｄ）、プロー
ブ軸（Ｃ）の末端に設けられプローブ軸（Ｃ）の移動量
を検出するためのコーナキューブ（Ｅ）と、プローブ軸
（Ｃ）の後端部に環装されたコア（Ｆ）と、このコア
（Ｆ）を非接触で囲繞するようにハウジング（Ｘ）に設
けられたバイアスコイル（Ｇ）とからなっている。前記
プローブ軸（Ｃ）は、横断面形状が矩形であって、これ
に対応して空気軸受（Ｂ）の軸受穴も矩形になってい
て、プローブ軸（Ｃ）の軸の回りの回転を防止できるよ
うになっている。
一方、第11図は、従来の他の変位測定装置（Ｈ）を示
している。この変位測定装置（Ｈ）は、円筒状のハウジ
ング（Ｉ）と、このハウジング（Ｉ）の内部に設けられ
た軸受（Ｊ）と、この軸受（Ｊ）に軸方向に移動自在に
静圧軸支されたプローブ軸（Ｋ）と、このプローブ軸
（Ｋ）の先端に取付られたスタイラス（Ｌ）と、プロー
ブ軸（Ｋ）の後端に軸方向に沿って設けられた凹溝
（Ｍ）と、ハウジング（Ｉ）の内部に凹溝（Ｍ）に遊挿
するように突設された回転止めピン（Ｎ）とからなって
いる。そして、軸受（Ｊ）とプローブ軸（Ｋ）とのギャ
ップには、空気流路（Ｐ）と経由して空気流入口（Ｒ）
から圧縮空気が供給されるようになっている。さらに、
軸受（Ｊ）とプローブ軸（Ｋ）とのギャップに供給され
た圧縮空気は、空気流出口（Ｓ）から外部に放出される
ようになっている。そして、空気流出口（Ｐ）の開口面
積の調整は、図示せぬ調整ねじにより行うようになって
いる。
している。この変位測定装置（Ｈ）は、円筒状のハウジ
ング（Ｉ）と、このハウジング（Ｉ）の内部に設けられ
た軸受（Ｊ）と、この軸受（Ｊ）に軸方向に移動自在に
静圧軸支されたプローブ軸（Ｋ）と、このプローブ軸
（Ｋ）の先端に取付られたスタイラス（Ｌ）と、プロー
ブ軸（Ｋ）の後端に軸方向に沿って設けられた凹溝
（Ｍ）と、ハウジング（Ｉ）の内部に凹溝（Ｍ）に遊挿
するように突設された回転止めピン（Ｎ）とからなって
いる。そして、軸受（Ｊ）とプローブ軸（Ｋ）とのギャ
ップには、空気流路（Ｐ）と経由して空気流入口（Ｒ）
から圧縮空気が供給されるようになっている。さらに、
軸受（Ｊ）とプローブ軸（Ｋ）とのギャップに供給され
た圧縮空気は、空気流出口（Ｓ）から外部に放出される
ようになっている。そして、空気流出口（Ｐ）の開口面
積の調整は、図示せぬ調整ねじにより行うようになって
いる。
（発明が解決しようとする課題） しかして、前者の変位測定装置（Ａ）においては、ス
タイラス（Ｄ）の被測定物への接触圧の調整は、バイア
スコイル（Ｇ）に印加する電流量を加減することにより
行うようになっている。そのため、バイアスコイル
（Ｇ）への電流の印加にともなう発熱が問題となる。す
なわち、温度管理が厳しい精密な測定や、長時間にわた
る測定では、バイアスコイル（Ｇ）の発熱は、データの
信頼性という点から重大な悪影響を与える虞がある。そ
こで、この問題を解消するためには、放熱機構を付設す
る必要があるが、変位測定装置（Ａ）の構造の複雑化を
招き、設計上、好ましくなかった。また、従来の変位測
定装置（Ａ）は、スタイラス（Ｄ）の被測定物への接触
圧を検出するセンサが設けられていないので、測定中に
おける接触圧の微妙な変動に忠実に即応して、バイアス
コイル（Ｇ）への印加電流の調整を行うことはできなか
った。したがって、この問題は、被測定物の形状を安定
した状態で測定するための大きな障害となっていた。
タイラス（Ｄ）の被測定物への接触圧の調整は、バイア
スコイル（Ｇ）に印加する電流量を加減することにより
行うようになっている。そのため、バイアスコイル
（Ｇ）への電流の印加にともなう発熱が問題となる。す
なわち、温度管理が厳しい精密な測定や、長時間にわた
る測定では、バイアスコイル（Ｇ）の発熱は、データの
信頼性という点から重大な悪影響を与える虞がある。そ
こで、この問題を解消するためには、放熱機構を付設す
る必要があるが、変位測定装置（Ａ）の構造の複雑化を
招き、設計上、好ましくなかった。また、従来の変位測
定装置（Ａ）は、スタイラス（Ｄ）の被測定物への接触
圧を検出するセンサが設けられていないので、測定中に
おける接触圧の微妙な変動に忠実に即応して、バイアス
コイル（Ｇ）への印加電流の調整を行うことはできなか
った。したがって、この問題は、被測定物の形状を安定
した状態で測定するための大きな障害となっていた。
一方、後者の変位測定装置（Ｈ）においては、スタイ
ラス（Ｌ）の被測定物への接触圧の調整は、調整ねじに
より空気流出口（Ｓ）の開口面積を加減して圧縮空気の
空気流出口（Ｓ）からの排出量を調整することにより行
なっていた。このため、接触圧の調整による空気軸受特
性の変化や測定中の接触圧の変動に対する配慮は全くな
されていかった。
ラス（Ｌ）の被測定物への接触圧の調整は、調整ねじに
より空気流出口（Ｓ）の開口面積を加減して圧縮空気の
空気流出口（Ｓ）からの排出量を調整することにより行
なっていた。このため、接触圧の調整による空気軸受特
性の変化や測定中の接触圧の変動に対する配慮は全くな
されていかった。
本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、発熱
が少なく且つ測定中における接触圧の変動がない変位測
定装置を提供することを目的とする。
が少なく且つ測定中における接触圧の変動がない変位測
定装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明の変位測定装置は、接触圧検出部にて接触圧を
検出し、この検出した接触圧に基づいて、接触圧調整部
によりプローブ軸の被測定物に対する接触圧を制御する
ようにしたもので、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠
実に即応して、リアルタイムで接触圧を厳密に制御する
ことができる。また、接触圧調整部は、ほとんど発熱せ
ず、発熱による変位量測定値への悪影響がない。したが
って、これらの諸効果が相俟って、変位測定精度が著し
く向上する。
検出し、この検出した接触圧に基づいて、接触圧調整部
によりプローブ軸の被測定物に対する接触圧を制御する
ようにしたもので、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠
実に即応して、リアルタイムで接触圧を厳密に制御する
ことができる。また、接触圧調整部は、ほとんど発熱せ
ず、発熱による変位量測定値への悪影響がない。したが
って、これらの諸効果が相俟って、変位測定精度が著し
く向上する。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は、この実施例の変位測定装置（P1）を示して
いる。この変位測定装置（P1）は、円筒状のハウジング
（１）と、このハウジング（１）の内部に設けられた空
気軸受（２）と、この空気軸受（２）により軸方向に移
動自在に非接触軸支された円柱状のプローブ軸（３）
と、このプローブ軸（３）の前端に同軸に設けられ変位
量が測定される被測定物に直接当接するスタイラス
（４）と、プローブ軸（３）とスタイラス（４）の間に
介設されプローブ軸（３）の軸方向の移動を規制するス
トッパ（５）と、プローブ軸（３）の後端部に設けられ
このプローブ軸（３）の移動量を検出するためのコーナ
キューブ（6a）を有する測長部（６）と、プローブ軸
（３）及びハウジング（１）の内部の後端部に設けられ
た接触圧調整部（７）と、プローブ軸（３）とストッパ
（５）の間に設けられスタイラス（４）の被測定物への
接触圧を検出する接触圧検出部（８）と、この接触圧検
出部（８）における検出結果に基づいて接触圧調整部
（７）に接触圧を最適値にするための制御信号を印加す
る接触圧制御部（９）とからなっている。しかして、ハ
ウジング（１）は、コーナキューブ（6a）を同軸に囲繞
する第１ハウジング部（10）と、この第１ハウジング部
（10）に連接し接触圧調整部（７）を保持する第２ハウ
ジング部（11）と、この第２ハウジング部（11）に連接
し空気軸受（２）を保持する第３図ハウジング部（12）
と、この第３ハウジング部（12）に連接し接触圧検出部
（８）を同軸に囲繞する第４ハウジング部（13）と、こ
の第４ハウジング部（13）に連接しストッパ（５）が同
軸に遊挿される第５ハウジング部（14）とからなってい
る。この第５ハウジング部（14）は、円筒部（15）と、
この円筒部（15）の一端部に設けられた端板（16）とか
らなっている。そして、円筒部（15）の一端部側の周縁
部にはテーパ面（16a）が形成されている。このテーパ
面（16a）には、一端部が円筒部（15）の内部に開口す
る透孔（17）…の他端部が開口している。また、端板
（16）には、ストッパ（５）の一部が挿通する透孔（1
8）が、同軸に穿設されている。さらに、空気軸受
（２）は、第３ハウジング部（12）に内嵌された金属製
のブッシュ（19）と、このブッシュ（19）の外面に設け
られた一対のリング状案内溝（20），（20）と、これら
の案内溝（20），（20）に連通してブッシュ（19）の等
配位置にて複数個穿設されプローブ軸（３）向かって圧
縮空気を噴出する絞り孔（21）…と、プッシュ（19）の
一対のリング状案内溝（20），（20）間に等配して穿設
され絞り孔（21）…からブッシュ（19）の内部に供給さ
れた空気を外部に排出するための排気孔（22）…とから
なっている。また、第３ハウジング部（12）の排気孔
（22）…に対応する位置には、排気孔（22…に対して同
軸に排気孔（22a）…が穿設されている。また、第３ハ
ウジング部（12）の案内溝（20），（20）に対応する位
置には、圧縮空気をこれら案内溝（20），（20）に導入
するための圧縮空気導入孔（24），（24）が穿設されて
いる。この圧縮空気導入孔（24），（24）は、図示せぬ
導管を介して、図示せぬ圧縮空気源に接続されている。
さらに、ストッパ（５）は、プローブ軸（３）に同軸に
連結され一端部が透孔（18）から突出する軸部（25）
と、この軸部（25）の中途部に設けられた鍔部（26）と
からなっている。しかして、この鍔部（26）は、ブッシ
ュ（19）と端板（16）により規制される範囲内で進退自
在となっている。さらに、スタイラス（４）は、軸部
（25）の先端に同軸に取付けられた基軸（27）と、この
基軸（27）の先端に同軸に連結されたルビー製の球体部
（28）とからなっている。一方、測長部（６）は、プロ
ーブ軸（３）の軸線に対して45度傾斜し且つ互いに直交
する一対の反射面（29a），（29b）が設けられたコーナ
キューブ（6a）と、一対の反射面（29a），（29b）にて
入反射したレーザ光（30），（31）の干渉特性によりプ
ローブ軸（３）の変位量を検出するレーザ干渉式測長器
（32）とからなっている。上記レーザ干渉式測長器（3
2）は、プローブ軸（３）の軸線に沿って一対の反射面
（29a）（29b）のうち一方のものにレーザ光（30）を投
射するように設けられている。そして、一方の反射面
（29a）に入射したレーザ光（30）は、他方の反射面（2
9b）にて反射し、このとき反射したレーザ光（31）が、
再びプローブ軸（３）の軸線に沿ってレーザ干渉式測長
器（32）に戻ってくるようになっている。さらに、接触
圧調整部（７）は、第２ハウジング部（11）に内嵌され
非磁性体からなる円筒状のボビン（33）と、このボビン
（33）にその軸線方向に埋設状態にて並設された一対の
永久磁石（34），（35）と、これら永久磁石（34），
（35）上に巻回された一対のコイル（36），（37）と、
プローブ軸（３）のボビン（33）に対向する位置に外嵌
された円筒状のコア（38）とからなっている。そして、
上記コイル（36），（37）は、図示せぬ電源から給電さ
れ、給電量の調整によりコイル（36），（37）並びに永
久磁石（34），（35）と、コア（38）との間に発生する
磁力を変化させることができるようになっている。この
給電によりコイル（36），（37）が発熱するので、第２
ハウジング部（11）の外周部には、鍔状のフィン（39）
…が突設されている。なお、コイル（36），（37）並び
に永久磁石（34），（35）と、コア（38）との間に発生
する磁力により、被測定物に対するプローブ軸（３）の
接触圧を発生させるようにしている。この場合、永久磁
石（34），（35）とコア（36）との間に発生する磁力に
より、固定的な基準接触圧POを得るようにしている。そ
して、コイル（36），（37）とコア（38）との間に発生
する磁力により、上記固定的な基準接触圧POを増減さ
せ、所望の目標接触圧PAを得るようにしている。さら
に、接触圧検出部（８）は、第２図に示すように、スト
ッパ（５）の軸部（25）とプローブ軸（３）との間に同
軸に介挿・固定された円柱状の弾性体（40）と、この弾
性体（40）の外周面の軸線に直交する円周方向に沿う４
箇所に等配して貼着されたひずみゲージ（41）…とから
なっている。これらひずみゲージ（41）…は、弾性体
（40）の変形量に対応して大きさの電圧の変位検出信号
SA…を出力するように設けられている。そして、この弾
性体（40）を囲繞する第４ハウジング部（13）には、複
数の透孔（42）…が穿設されている。最後に、接触圧制
御部（９）は、ひずみゲージ（41）…に電気的に接続さ
れ変位検出信号SA…を増幅する増幅器（43）と、この増
幅器（43）の出力側に接続され増幅された変位検出信号
SB…を入力してこの変位検出信号SB…に基づいて弾性体
（40）の軸心部分におけるひずみ量を接触圧Ｐとして算
出するとともに弾性体（40）のプローブ軸（３）の軸線
に対する傾きΔＴを算出する第１演算部（44）と、被測
定物に対するプローブ軸（３）の目標接触圧PAを設定す
るための接触圧設定部（45）と、この第１演算部（44）
から出力された接触圧Ｐ及び傾きΔＴを示す電気信号SC
を入力するとともに接触圧設定部（45）から出力された
目標接触圧PAを示す電気信号SDを入力して目標接触圧PA
と接触圧検出部（８）にて検出された接触圧Ｐとの差で
ある接触圧変動部ΔＰを解消させるための制御手段SE,S
Fを出力する制御部（48）と、この制御部（48）から出
力された制御信号SE,SFを増幅してコイル（36），（3
7）に給電する増幅器（49），（50）と、レーザ干渉式
測長器（32）から出力されたプローブ軸（３）の変位量
を示す計測信号SGを並びに第１演算部（44）から出力さ
れた接触圧Ｐ＜弾性体（40）の軸心部分におけるひずみ
量＞及び傾きΔＴを示す電気信号SCを入力して、接触圧
Ｐを傾きΔＴがゼロのときの値に修正し、この傾きΔＴ
がゼロのときの接触圧Ｐに基づいて、接触圧調整部
（７）に被測定物に対する接触圧の大きさを所定値に調
整するための制御信号をリアルタイムで出力することに
より、レーザ干渉式測長器（32）にてプローブ軸（４）
の真の変位量を測定させる第２演算部（51）とからなっ
ている。
いる。この変位測定装置（P1）は、円筒状のハウジング
（１）と、このハウジング（１）の内部に設けられた空
気軸受（２）と、この空気軸受（２）により軸方向に移
動自在に非接触軸支された円柱状のプローブ軸（３）
と、このプローブ軸（３）の前端に同軸に設けられ変位
量が測定される被測定物に直接当接するスタイラス
（４）と、プローブ軸（３）とスタイラス（４）の間に
介設されプローブ軸（３）の軸方向の移動を規制するス
トッパ（５）と、プローブ軸（３）の後端部に設けられ
このプローブ軸（３）の移動量を検出するためのコーナ
キューブ（6a）を有する測長部（６）と、プローブ軸
（３）及びハウジング（１）の内部の後端部に設けられ
た接触圧調整部（７）と、プローブ軸（３）とストッパ
（５）の間に設けられスタイラス（４）の被測定物への
接触圧を検出する接触圧検出部（８）と、この接触圧検
出部（８）における検出結果に基づいて接触圧調整部
（７）に接触圧を最適値にするための制御信号を印加す
る接触圧制御部（９）とからなっている。しかして、ハ
ウジング（１）は、コーナキューブ（6a）を同軸に囲繞
する第１ハウジング部（10）と、この第１ハウジング部
（10）に連接し接触圧調整部（７）を保持する第２ハウ
ジング部（11）と、この第２ハウジング部（11）に連接
し空気軸受（２）を保持する第３図ハウジング部（12）
と、この第３ハウジング部（12）に連接し接触圧検出部
（８）を同軸に囲繞する第４ハウジング部（13）と、こ
の第４ハウジング部（13）に連接しストッパ（５）が同
軸に遊挿される第５ハウジング部（14）とからなってい
る。この第５ハウジング部（14）は、円筒部（15）と、
この円筒部（15）の一端部に設けられた端板（16）とか
らなっている。そして、円筒部（15）の一端部側の周縁
部にはテーパ面（16a）が形成されている。このテーパ
面（16a）には、一端部が円筒部（15）の内部に開口す
る透孔（17）…の他端部が開口している。また、端板
（16）には、ストッパ（５）の一部が挿通する透孔（1
8）が、同軸に穿設されている。さらに、空気軸受
（２）は、第３ハウジング部（12）に内嵌された金属製
のブッシュ（19）と、このブッシュ（19）の外面に設け
られた一対のリング状案内溝（20），（20）と、これら
の案内溝（20），（20）に連通してブッシュ（19）の等
配位置にて複数個穿設されプローブ軸（３）向かって圧
縮空気を噴出する絞り孔（21）…と、プッシュ（19）の
一対のリング状案内溝（20），（20）間に等配して穿設
され絞り孔（21）…からブッシュ（19）の内部に供給さ
れた空気を外部に排出するための排気孔（22）…とから
なっている。また、第３ハウジング部（12）の排気孔
（22）…に対応する位置には、排気孔（22…に対して同
軸に排気孔（22a）…が穿設されている。また、第３ハ
ウジング部（12）の案内溝（20），（20）に対応する位
置には、圧縮空気をこれら案内溝（20），（20）に導入
するための圧縮空気導入孔（24），（24）が穿設されて
いる。この圧縮空気導入孔（24），（24）は、図示せぬ
導管を介して、図示せぬ圧縮空気源に接続されている。
さらに、ストッパ（５）は、プローブ軸（３）に同軸に
連結され一端部が透孔（18）から突出する軸部（25）
と、この軸部（25）の中途部に設けられた鍔部（26）と
からなっている。しかして、この鍔部（26）は、ブッシ
ュ（19）と端板（16）により規制される範囲内で進退自
在となっている。さらに、スタイラス（４）は、軸部
（25）の先端に同軸に取付けられた基軸（27）と、この
基軸（27）の先端に同軸に連結されたルビー製の球体部
（28）とからなっている。一方、測長部（６）は、プロ
ーブ軸（３）の軸線に対して45度傾斜し且つ互いに直交
する一対の反射面（29a），（29b）が設けられたコーナ
キューブ（6a）と、一対の反射面（29a），（29b）にて
入反射したレーザ光（30），（31）の干渉特性によりプ
ローブ軸（３）の変位量を検出するレーザ干渉式測長器
（32）とからなっている。上記レーザ干渉式測長器（3
2）は、プローブ軸（３）の軸線に沿って一対の反射面
（29a）（29b）のうち一方のものにレーザ光（30）を投
射するように設けられている。そして、一方の反射面
（29a）に入射したレーザ光（30）は、他方の反射面（2
9b）にて反射し、このとき反射したレーザ光（31）が、
再びプローブ軸（３）の軸線に沿ってレーザ干渉式測長
器（32）に戻ってくるようになっている。さらに、接触
圧調整部（７）は、第２ハウジング部（11）に内嵌され
非磁性体からなる円筒状のボビン（33）と、このボビン
（33）にその軸線方向に埋設状態にて並設された一対の
永久磁石（34），（35）と、これら永久磁石（34），
（35）上に巻回された一対のコイル（36），（37）と、
プローブ軸（３）のボビン（33）に対向する位置に外嵌
された円筒状のコア（38）とからなっている。そして、
上記コイル（36），（37）は、図示せぬ電源から給電さ
れ、給電量の調整によりコイル（36），（37）並びに永
久磁石（34），（35）と、コア（38）との間に発生する
磁力を変化させることができるようになっている。この
給電によりコイル（36），（37）が発熱するので、第２
ハウジング部（11）の外周部には、鍔状のフィン（39）
…が突設されている。なお、コイル（36），（37）並び
に永久磁石（34），（35）と、コア（38）との間に発生
する磁力により、被測定物に対するプローブ軸（３）の
接触圧を発生させるようにしている。この場合、永久磁
石（34），（35）とコア（36）との間に発生する磁力に
より、固定的な基準接触圧POを得るようにしている。そ
して、コイル（36），（37）とコア（38）との間に発生
する磁力により、上記固定的な基準接触圧POを増減さ
せ、所望の目標接触圧PAを得るようにしている。さら
に、接触圧検出部（８）は、第２図に示すように、スト
ッパ（５）の軸部（25）とプローブ軸（３）との間に同
軸に介挿・固定された円柱状の弾性体（40）と、この弾
性体（40）の外周面の軸線に直交する円周方向に沿う４
箇所に等配して貼着されたひずみゲージ（41）…とから
なっている。これらひずみゲージ（41）…は、弾性体
（40）の変形量に対応して大きさの電圧の変位検出信号
SA…を出力するように設けられている。そして、この弾
性体（40）を囲繞する第４ハウジング部（13）には、複
数の透孔（42）…が穿設されている。最後に、接触圧制
御部（９）は、ひずみゲージ（41）…に電気的に接続さ
れ変位検出信号SA…を増幅する増幅器（43）と、この増
幅器（43）の出力側に接続され増幅された変位検出信号
SB…を入力してこの変位検出信号SB…に基づいて弾性体
（40）の軸心部分におけるひずみ量を接触圧Ｐとして算
出するとともに弾性体（40）のプローブ軸（３）の軸線
に対する傾きΔＴを算出する第１演算部（44）と、被測
定物に対するプローブ軸（３）の目標接触圧PAを設定す
るための接触圧設定部（45）と、この第１演算部（44）
から出力された接触圧Ｐ及び傾きΔＴを示す電気信号SC
を入力するとともに接触圧設定部（45）から出力された
目標接触圧PAを示す電気信号SDを入力して目標接触圧PA
と接触圧検出部（８）にて検出された接触圧Ｐとの差で
ある接触圧変動部ΔＰを解消させるための制御手段SE,S
Fを出力する制御部（48）と、この制御部（48）から出
力された制御信号SE,SFを増幅してコイル（36），（3
7）に給電する増幅器（49），（50）と、レーザ干渉式
測長器（32）から出力されたプローブ軸（３）の変位量
を示す計測信号SGを並びに第１演算部（44）から出力さ
れた接触圧Ｐ＜弾性体（40）の軸心部分におけるひずみ
量＞及び傾きΔＴを示す電気信号SCを入力して、接触圧
Ｐを傾きΔＴがゼロのときの値に修正し、この傾きΔＴ
がゼロのときの接触圧Ｐに基づいて、接触圧調整部
（７）に被測定物に対する接触圧の大きさを所定値に調
整するための制御信号をリアルタイムで出力することに
より、レーザ干渉式測長器（32）にてプローブ軸（４）
の真の変位量を測定させる第２演算部（51）とからなっ
ている。
つぎに、上記構成の変位測定装置（P1）の作動につい
て述べる。
て述べる。
まず、図示せぬ圧縮空気源から圧縮空気を圧縮空気導
入孔（24），（24）から案内溝（20），（20）に供給す
る。すると、圧縮空気は、これら案内溝（20），（20）
から絞り孔（21）…を経由してプローブ軸（３）とハウ
ジング（１）の内壁面との間のギャップに供給される。
その結果、プローブ軸（３）は、ハウジング（１）に静
圧軸支される。このとき、絞り孔（21）…から噴出した
圧縮空気は、排気孔（22）…、排気孔（22a）…、透孔
（17）…及び透孔（42）…を介して、外部に放出され
る。つぎに、被測定物にスライラス（４）を当接させ
る。このとき、レーザ干渉式測長器（32）からは、レー
ザ光（30）をコーナキューブ（6a）の反射面（29a）に
投射し、反射面（29b）から反射されたレーザ光（31）
を受光して、プローブ軸（３）の変位量を測定できるよ
うにしておく。また、コイル（36），（37）には、所定
量だけ給電しておく。かくて、プローブ軸（３）がスタ
イラス（４）を介して被測定物に当接した際には、プロ
ーブ軸（３）は、矢印（5a）方向に後退するが、コイル
（36），（37）並びに永久磁石（34），（35）と、コア
（38）との間に発生する磁力により、プローブ軸（３）
は、矢印（52b）方向に押し戻され、これにより被測定
物に対するプローブ軸（３）の接触圧が発生する。この
結果、弾性体（40）にひずみが発生する。このひずみの
発生に伴って、ひずみゲージ（41）…からは、弾性体
（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変位検出信号
SA…が、増幅器（43）…に出力される。そして、これら
増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が増幅され、
変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力される。す
ると、第１演算部（44）にては、変位検出信号SB…の算
術平均を行うことにより弾性体（40）の軸心部分におけ
るひずみ量を接触圧Ｐとして算出するとともに互いに対
向するひずみゲージ（41）…からの変位検出信号SB…ど
うしの差を求めることにより、弾性体（40）のプローブ
軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出する。そして、
この第１演算部（44）からは、算出した接触圧Ｐ及び傾
きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に出力される。
一方、制御部（48）にては、接触圧設定部（45）からの
電子信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検出部（８）に
て検出された接触圧Ｐとの差である接触圧変動分ΔＰを
解消させるための制御信号SE,SFが、増幅器（49），（5
0）に出力される。そして、制御信号SE,SFは、増幅器
（49），（50）にて増幅され、増幅された制御信号S
E′,SF′が、コイル（36），（37）に給電される。する
と、制御信号SE′,SF′の給電により発生する可変的磁
力により、上記永久磁石（34），（35）とコア（38）と
の間に発生する固定的磁力による基準接触圧POを増減さ
せ、所望の目標接触圧PAを得る。このようなフィードバ
ック制御は、変位測定中、継続してリアルタイムにて行
われる。一方、測定中、第２演算部（51）には、レーザ
干渉式測長器（32）からプローブ軸（３）の変位量を示
す計測信号SG並びに第１演算部（44）から接触圧Ｐ及び
傾きΔＴを示す電気信号SCが印加されている。そして、
この第２演算部（51）にては、第１演算部（44）から出
力された接触圧Ｐ＜弾性体（40）の軸心部分におけるひ
ずみ量＞及び傾きΔＴを示す電気信号SCに基づいて、接
触圧Ｐを傾きΔＴがゼロのときの値に修正し、接触圧調
整部（７）に被測定物に対する接触圧の大きさを所定値
に調整するための制御信号をリアルタイムで出力するこ
とにより、レーザ干渉式測長器（32）にてプローブ軸
（４）の真の変位量を測定させる。そして、この真の変
位量は、図示せぬディスプレイ装置にて表示される。
入孔（24），（24）から案内溝（20），（20）に供給す
る。すると、圧縮空気は、これら案内溝（20），（20）
から絞り孔（21）…を経由してプローブ軸（３）とハウ
ジング（１）の内壁面との間のギャップに供給される。
その結果、プローブ軸（３）は、ハウジング（１）に静
圧軸支される。このとき、絞り孔（21）…から噴出した
圧縮空気は、排気孔（22）…、排気孔（22a）…、透孔
（17）…及び透孔（42）…を介して、外部に放出され
る。つぎに、被測定物にスライラス（４）を当接させ
る。このとき、レーザ干渉式測長器（32）からは、レー
ザ光（30）をコーナキューブ（6a）の反射面（29a）に
投射し、反射面（29b）から反射されたレーザ光（31）
を受光して、プローブ軸（３）の変位量を測定できるよ
うにしておく。また、コイル（36），（37）には、所定
量だけ給電しておく。かくて、プローブ軸（３）がスタ
イラス（４）を介して被測定物に当接した際には、プロ
ーブ軸（３）は、矢印（5a）方向に後退するが、コイル
（36），（37）並びに永久磁石（34），（35）と、コア
（38）との間に発生する磁力により、プローブ軸（３）
は、矢印（52b）方向に押し戻され、これにより被測定
物に対するプローブ軸（３）の接触圧が発生する。この
結果、弾性体（40）にひずみが発生する。このひずみの
発生に伴って、ひずみゲージ（41）…からは、弾性体
（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変位検出信号
SA…が、増幅器（43）…に出力される。そして、これら
増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が増幅され、
変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力される。す
ると、第１演算部（44）にては、変位検出信号SB…の算
術平均を行うことにより弾性体（40）の軸心部分におけ
るひずみ量を接触圧Ｐとして算出するとともに互いに対
向するひずみゲージ（41）…からの変位検出信号SB…ど
うしの差を求めることにより、弾性体（40）のプローブ
軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出する。そして、
この第１演算部（44）からは、算出した接触圧Ｐ及び傾
きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に出力される。
一方、制御部（48）にては、接触圧設定部（45）からの
電子信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検出部（８）に
て検出された接触圧Ｐとの差である接触圧変動分ΔＰを
解消させるための制御信号SE,SFが、増幅器（49），（5
0）に出力される。そして、制御信号SE,SFは、増幅器
（49），（50）にて増幅され、増幅された制御信号S
E′,SF′が、コイル（36），（37）に給電される。する
と、制御信号SE′,SF′の給電により発生する可変的磁
力により、上記永久磁石（34），（35）とコア（38）と
の間に発生する固定的磁力による基準接触圧POを増減さ
せ、所望の目標接触圧PAを得る。このようなフィードバ
ック制御は、変位測定中、継続してリアルタイムにて行
われる。一方、測定中、第２演算部（51）には、レーザ
干渉式測長器（32）からプローブ軸（３）の変位量を示
す計測信号SG並びに第１演算部（44）から接触圧Ｐ及び
傾きΔＴを示す電気信号SCが印加されている。そして、
この第２演算部（51）にては、第１演算部（44）から出
力された接触圧Ｐ＜弾性体（40）の軸心部分におけるひ
ずみ量＞及び傾きΔＴを示す電気信号SCに基づいて、接
触圧Ｐを傾きΔＴがゼロのときの値に修正し、接触圧調
整部（７）に被測定物に対する接触圧の大きさを所定値
に調整するための制御信号をリアルタイムで出力するこ
とにより、レーザ干渉式測長器（32）にてプローブ軸
（４）の真の変位量を測定させる。そして、この真の変
位量は、図示せぬディスプレイ装置にて表示される。
以上のように、この実施例の変位測定装置（P1）は、
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠
実に即応して、リアルタイムでプローブ軸（３）の被測
定物に対する接触圧を制御することができる。さらに、
第１演算部（44）から出力された接触圧Ｐ＜弾性体（4
0）の軸心部分におけるひずみ量＞及び傾きΔＴを示す
電気信号SCを入力して、接触圧Ｐを傾きΔＴがゼロのと
きの値に修正し、この傾きΔＴがゼロのときの接触圧Ｐ
に基づいて、接触圧調整部（７）に被測定物に対する接
触圧の大きさを所定値に調整するための制御信号をリア
ルタイムで出力することにより、レーザ干渉式測長器
（32）にてプローブ軸の真の変位量を測定させるように
しているので、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に
即応してリアルタイムでスタイラス（４）の被測定物に
対する接触圧を制御することができ、変位測定精度を著
しく向上させることができる。また、コイル（36），
（37）並びに永久磁石（34），（35）と、コア（38）と
の間に発生する磁力により、被測定物に対するプローブ
軸（３）の接触圧を発生させるようにしているので、永
久磁石（34），（35）の分だけコイル（36），（37）へ
の通電量が少なくてすむので発熱量が小さく、それだけ
発熱による変位量測定値への悪影響を減殺することがで
きる。第２ハウジング（11）の外周部にフィン（39）…
が設けられているので、コイル（36），（37）への通電
にともなって発熱しても、ファン（39）…を介して円滑
に放熱させることが可能となり、プローブ軸（３）の温
度上昇を防止することができる。したがって、これらの
諸効果が相俟って、変位測定精度が著しく向上する。
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠
実に即応して、リアルタイムでプローブ軸（３）の被測
定物に対する接触圧を制御することができる。さらに、
第１演算部（44）から出力された接触圧Ｐ＜弾性体（4
0）の軸心部分におけるひずみ量＞及び傾きΔＴを示す
電気信号SCを入力して、接触圧Ｐを傾きΔＴがゼロのと
きの値に修正し、この傾きΔＴがゼロのときの接触圧Ｐ
に基づいて、接触圧調整部（７）に被測定物に対する接
触圧の大きさを所定値に調整するための制御信号をリア
ルタイムで出力することにより、レーザ干渉式測長器
（32）にてプローブ軸の真の変位量を測定させるように
しているので、変位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に
即応してリアルタイムでスタイラス（４）の被測定物に
対する接触圧を制御することができ、変位測定精度を著
しく向上させることができる。また、コイル（36），
（37）並びに永久磁石（34），（35）と、コア（38）と
の間に発生する磁力により、被測定物に対するプローブ
軸（３）の接触圧を発生させるようにしているので、永
久磁石（34），（35）の分だけコイル（36），（37）へ
の通電量が少なくてすむので発熱量が小さく、それだけ
発熱による変位量測定値への悪影響を減殺することがで
きる。第２ハウジング（11）の外周部にフィン（39）…
が設けられているので、コイル（36），（37）への通電
にともなって発熱しても、ファン（39）…を介して円滑
に放熱させることが可能となり、プローブ軸（３）の温
度上昇を防止することができる。したがって、これらの
諸効果が相俟って、変位測定精度が著しく向上する。
なお、第３図は、本発明の他の実施例の変位測定装置
（P2）を示している。なお、この第３図において、接触
圧調整部（７−１）以外は、変位測定装置（P1）と同一
構成なので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明
を省略する。しかして、上記接触圧調整部（７−１）
は、第４図及び第５図に示すように、第２ハウジング部
（11）の内壁面にその円周方向に等配して３個固設され
且つ非磁性体からなる板状のスペーサ（61）…と、これ
らのスペーサ（61）…上に固着された板状をなす積層型
の圧電アクチュエータ（62）…と、これら圧電アクチュ
エータ（62）…上に個着された強磁性体からなる板状の
ヨーク（63）…と、これらヨーク（63）…上に軸方向に
２段に一定の間隔をおいて隣接して固着された横断面が
円弧状の永久磁石（64）…と、これら永久磁石（64）…
に対向するようプローブ軸（３）の外周面に等配して且
つ軸方向に２段に一定の間隔をおいて隣接して固着され
た横断面が円弧状の３対の永久磁石（65）…とからなっ
ている。そして、圧電アクチュエータ（62）…は、増幅
器（55）…を介して制御部（48）に接続されている。ま
た、圧電アクチュエータ（62）…は、増幅器（65）…か
らの電圧の印加により変位測定装置（P2）の半径方向に
伸縮自在に設けられている。これらの圧電アクチュエー
タ（62）…は、焼結したセラミックスを切断し、加工
し、これに電極を塗布して後、接着若しくは圧着して積
層化したものであって、セラミックスとしては、Pb（Z
r,Ti）O3（PZT）、PbTiO3（PT）、（Pb,La）（Zr,Ti）O
3（PLZT）が好ましい。一方、永久磁石（64）…と永久
磁石（65）…とは、第５図に示すように、磁気ループ
（66）…が形成され、互いに吸引力が作用するように、
互いに対向するもの同志が異極となり、且つ、軸方向に
２段に隣接して並設されたもの同志の極性が互いに逆と
なるように設けられている。たとえば、永久磁石（64）
の変位測定装置（P2）への対向面がＳ極とすると、この
永久磁石（64）への永久磁石（65）の対向面は、Ｎ極と
なっている。また、永久磁石（64）の変位測定装置（P
2）への対向面がＳ極とすると、軸方向に一定の間隔を
おいて隣接して設けられた永久磁石（64）の変位測定装
置（P2）への対向面はＮ極となる。そうして、永久磁石
（64）…と永久磁石（65）…との間隔は、圧電アクチュ
エータ（62）…の矢印（67）方向の伸縮により、調整さ
れるようになっている。
（P2）を示している。なお、この第３図において、接触
圧調整部（７−１）以外は、変位測定装置（P1）と同一
構成なので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明
を省略する。しかして、上記接触圧調整部（７−１）
は、第４図及び第５図に示すように、第２ハウジング部
（11）の内壁面にその円周方向に等配して３個固設され
且つ非磁性体からなる板状のスペーサ（61）…と、これ
らのスペーサ（61）…上に固着された板状をなす積層型
の圧電アクチュエータ（62）…と、これら圧電アクチュ
エータ（62）…上に個着された強磁性体からなる板状の
ヨーク（63）…と、これらヨーク（63）…上に軸方向に
２段に一定の間隔をおいて隣接して固着された横断面が
円弧状の永久磁石（64）…と、これら永久磁石（64）…
に対向するようプローブ軸（３）の外周面に等配して且
つ軸方向に２段に一定の間隔をおいて隣接して固着され
た横断面が円弧状の３対の永久磁石（65）…とからなっ
ている。そして、圧電アクチュエータ（62）…は、増幅
器（55）…を介して制御部（48）に接続されている。ま
た、圧電アクチュエータ（62）…は、増幅器（65）…か
らの電圧の印加により変位測定装置（P2）の半径方向に
伸縮自在に設けられている。これらの圧電アクチュエー
タ（62）…は、焼結したセラミックスを切断し、加工
し、これに電極を塗布して後、接着若しくは圧着して積
層化したものであって、セラミックスとしては、Pb（Z
r,Ti）O3（PZT）、PbTiO3（PT）、（Pb,La）（Zr,Ti）O
3（PLZT）が好ましい。一方、永久磁石（64）…と永久
磁石（65）…とは、第５図に示すように、磁気ループ
（66）…が形成され、互いに吸引力が作用するように、
互いに対向するもの同志が異極となり、且つ、軸方向に
２段に隣接して並設されたもの同志の極性が互いに逆と
なるように設けられている。たとえば、永久磁石（64）
の変位測定装置（P2）への対向面がＳ極とすると、この
永久磁石（64）への永久磁石（65）の対向面は、Ｎ極と
なっている。また、永久磁石（64）の変位測定装置（P
2）への対向面がＳ極とすると、軸方向に一定の間隔を
おいて隣接して設けられた永久磁石（64）の変位測定装
置（P2）への対向面はＮ極となる。そうして、永久磁石
（64）…と永久磁石（65）…との間隔は、圧電アクチュ
エータ（62）…の矢印（67）方向の伸縮により、調整さ
れるようになっている。
しかして、上記構成の変位測定装置（P2）において、
まず、図示せぬ圧縮空気源から圧縮空気を圧縮空気導入
孔（24），（24）から案内溝（20），（20）に供給す
る。すると、圧縮空気は、これら案内溝（20），（20）
から絞り孔（21）…を経由してプローブ（３）とハウジ
ング（１）の内壁面との間のギャップに供給される。そ
の結果、プローブ軸（３）は、ハウジング（１）に静圧
軸支される。このとき、絞り孔（21）…から噴出した圧
縮空気は、排気孔（22）…、排気孔（22a）…、透孔（1
7）…及び透孔（42）…を介して、外部に放出される。
つぎに、被測定物にスタイラス（４）を当接させる。こ
のとき、レーザ干渉式測長器（32）からは、レーザ光
（30）をコーナキューブ（6a）の反射面（29a）に投射
し、反射面（29b）から反射されたレーザ光（31）を受
光して、プローブ軸（３）の変位量を測定できるように
しておく。かくて、プローブ軸（３）がスタイラス
（４）を介して被測定物に当接した際には、プローブ軸
（３）は、矢印（52a）方向に後退するが、永久磁石（6
4）…と永久磁石（65）…間に発生する磁力により、プ
ローブ軸（３）は、矢印（52b）方向に押し戻され、こ
れにより被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧が
発生するの結果、弾性体（40）にひずみが発生する。こ
のひずみの発生に伴って、ひずみゲージ（41）…から
は、弾性体（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変
位検出信号SA…が、増幅器（43）…に出力される。そし
て、これら増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が
増幅され、変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力
される。すると、第１演算部（44）にては、変位検出信
号SB…に基づいて弾性体（40）の軸心部分におけるひず
み量を接触圧Ｐとして算出するとともに、弾性体（40）
のプローブ軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出す
る。そして、この第１演算部（44）からは、算出した接
触圧Ｐ及び傾きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に
出力される。一方、制御部（48）にては、接触圧設定部
（45）からの電気信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検
出部（８）にて検出された接触圧Ｐとの差である接触圧
変動分ΔＰを解消させるための制御信号SH…が、増幅器
（65）…に出力される。そして、制御信号SH…は、増幅
器（65）…にて増幅され、増幅された制御信号SH′が、
圧電アクチュエータ（62）…に給電される。すると、圧
電アクチュエータ（62）…は、制御信号SH′の電圧の大
きさに従って矢印（67）方向に伸縮する。この圧電アク
チュエータ（62）…の伸縮に伴い永久磁石（64）…と永
久磁石（65）…との間隔が変化する。すると、この間隔
が変化にしたがって、第６図に示すように、永久磁石
（64）…と永久磁石（65）…との磁気的吸引力も反比例
的に変化する。すなわち、圧電アクチュエータ（62）…
の伸縮量を制御信号SH′の印加により制御することによ
り、被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧を調整
することができる。ここで、第６図の曲線Λの勾配が大
きいところに永久磁石（64）…と永久磁石（65）…との
間隔を設定すると、圧電アクチュエータ（62）…の変位
ΔＤに対する磁気的吸引力の変化ΔＭを大きくとること
ができる。したがって、変位測定中の微妙な接触圧変動
に忠実に即応して、リアルタイムでプローブ軸（３）の
被測定物に対する接触圧を所望値に制御できる。
まず、図示せぬ圧縮空気源から圧縮空気を圧縮空気導入
孔（24），（24）から案内溝（20），（20）に供給す
る。すると、圧縮空気は、これら案内溝（20），（20）
から絞り孔（21）…を経由してプローブ（３）とハウジ
ング（１）の内壁面との間のギャップに供給される。そ
の結果、プローブ軸（３）は、ハウジング（１）に静圧
軸支される。このとき、絞り孔（21）…から噴出した圧
縮空気は、排気孔（22）…、排気孔（22a）…、透孔（1
7）…及び透孔（42）…を介して、外部に放出される。
つぎに、被測定物にスタイラス（４）を当接させる。こ
のとき、レーザ干渉式測長器（32）からは、レーザ光
（30）をコーナキューブ（6a）の反射面（29a）に投射
し、反射面（29b）から反射されたレーザ光（31）を受
光して、プローブ軸（３）の変位量を測定できるように
しておく。かくて、プローブ軸（３）がスタイラス
（４）を介して被測定物に当接した際には、プローブ軸
（３）は、矢印（52a）方向に後退するが、永久磁石（6
4）…と永久磁石（65）…間に発生する磁力により、プ
ローブ軸（３）は、矢印（52b）方向に押し戻され、こ
れにより被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧が
発生するの結果、弾性体（40）にひずみが発生する。こ
のひずみの発生に伴って、ひずみゲージ（41）…から
は、弾性体（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変
位検出信号SA…が、増幅器（43）…に出力される。そし
て、これら増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が
増幅され、変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力
される。すると、第１演算部（44）にては、変位検出信
号SB…に基づいて弾性体（40）の軸心部分におけるひず
み量を接触圧Ｐとして算出するとともに、弾性体（40）
のプローブ軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出す
る。そして、この第１演算部（44）からは、算出した接
触圧Ｐ及び傾きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に
出力される。一方、制御部（48）にては、接触圧設定部
（45）からの電気信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検
出部（８）にて検出された接触圧Ｐとの差である接触圧
変動分ΔＰを解消させるための制御信号SH…が、増幅器
（65）…に出力される。そして、制御信号SH…は、増幅
器（65）…にて増幅され、増幅された制御信号SH′が、
圧電アクチュエータ（62）…に給電される。すると、圧
電アクチュエータ（62）…は、制御信号SH′の電圧の大
きさに従って矢印（67）方向に伸縮する。この圧電アク
チュエータ（62）…の伸縮に伴い永久磁石（64）…と永
久磁石（65）…との間隔が変化する。すると、この間隔
が変化にしたがって、第６図に示すように、永久磁石
（64）…と永久磁石（65）…との磁気的吸引力も反比例
的に変化する。すなわち、圧電アクチュエータ（62）…
の伸縮量を制御信号SH′の印加により制御することによ
り、被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧を調整
することができる。ここで、第６図の曲線Λの勾配が大
きいところに永久磁石（64）…と永久磁石（65）…との
間隔を設定すると、圧電アクチュエータ（62）…の変位
ΔＤに対する磁気的吸引力の変化ΔＭを大きくとること
ができる。したがって、変位測定中の微妙な接触圧変動
に忠実に即応して、リアルタイムでプローブ軸（３）の
被測定物に対する接触圧を所望値に制御できる。
以上のように、この実施例の変位測定装置（P2）は、
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、接触圧調整部（７−１）により、変
位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に即応して、リアル
タイムでプローブ軸（３）の被測定物に対する接触圧を
制御することができる。とくに、接触圧調整部（７−
１）を構成している圧電アクチュエータ（62）…は、伸
縮量の厳密な制御が可能なので、接触圧の精密な制御が
可能となる。また、圧電アクチュエータ（62）…へ給電
しても、発熱の虞は、ほとんどない。したがって、これ
らの諸効果が相俟って、変位測定精度が著しく向上す
る。
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、接触圧調整部（７−１）により、変
位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に即応して、リアル
タイムでプローブ軸（３）の被測定物に対する接触圧を
制御することができる。とくに、接触圧調整部（７−
１）を構成している圧電アクチュエータ（62）…は、伸
縮量の厳密な制御が可能なので、接触圧の精密な制御が
可能となる。また、圧電アクチュエータ（62）…へ給電
しても、発熱の虞は、ほとんどない。したがって、これ
らの諸効果が相俟って、変位測定精度が著しく向上す
る。
つぎに、第７図は、この発明の他の実施例の変位測定
装置（P3）を示している。なお、この実施例において、
変位測定装置（P1）と同一構成部分には同一符号を付
し、詳細な説明を省略する。
装置（P3）を示している。なお、この実施例において、
変位測定装置（P1）と同一構成部分には同一符号を付
し、詳細な説明を省略する。
この変位測定装置（P3）は、円筒状のハウジング
（１）と、このハウジング（１）の内部に設けられた空
気軸受（２）と、この空気軸受（２）により軸方向に移
動自在に非接触軸支された円柱状のプローブ軸（３）
と、このプローブ軸（３）の前端に同軸に設けられ変位
量が測定される被測定物に直接当接するスタイラス
（４）と、プローブ軸（３）とスタイラス（４）の間に
介設されプローブ軸（３）の軸方向の移動を規制するス
トッパ（５）と、プローブ軸（３）の後端部に設けられ
このプローブ軸（３）の移動量を検出するためのコーナ
キューブ（6a）を有する測長部（６）と、プローブ軸
（３）及びハウジング（１）の内部の後端部に設けられ
た接触圧調整部（７−２）と、プローブ軸（３）とスト
ッパ（５）の間に設けられスタイラス（４）の被測定物
への接触圧を検出する接触圧検出部（８）と、この接触
圧検出部（８）における検出結果に基づいて接触圧調整
部（７−２）に接触圧を最適値にするための制御信号を
印加する接触圧制御部（９）とからなっている。しかし
て、ハウジング（１）は、コーナキューブ（6a）を同軸
に囲繞する第１ハウジング部（10）と、この第１ハウジ
ング部（10）に連接し接触圧調整部（７−２）の一部を
保持する第２ハウジング部（11）と、この第２ハウジン
グ部（11）に連接し空気軸受（２）を保持する第３ハウ
ジング部（12）と、この第３ハウジング部（12）に連接
し接触圧検出部（８）を同軸に囲繞する第４ハウジング
部（13）と、この第４ハウジング部（13）に連接しスト
ッパ（５）が同軸に遊挿される第５ハウジング部（14）
とからなっている。しかして、空気軸受（２）は、第３
ハウジング部（12）に内嵌された金属製のブッシュ（1
9）と、このブッシュ（19）の外面に設けられた一対の
リング状案内溝（20），（20）と、これらの案内溝（2
0），（20）に連通してブッシュ（19）の等配位置にて
複数個穿設されハウジング（１）に向かって圧縮空気を
噴出する絞り孔（21）…と、ブッシュ（19）の一対のリ
ング状案内溝（20），（20）間及び第１ハウジング部
（10）側のリング状案内溝（20）に隣接して等配状態で
穿設され絞り孔（21）…からハウジング（１）の内部に
供給された空気を外部に排出するための排気孔（22）…
とからなっている。また、第３ハウジング部（12）の排
気孔（22）…に対応する位置には、排気孔（22）…に対
して同軸に排気孔（22a）…が穿設されている。また、
第３ハウジング部（12）の案内溝（20），（20）に対応
する位置には、圧縮空気をこれら案内溝（20），（20）
に導入するための圧縮空気導入孔（24），（24）が穿設
されている。この圧縮空気導入孔（24），（24）は、導
管（24a）を介して、第１の圧縮空気源（24b）に接続さ
れている。さらに、接触圧調整部（７−２）は、第２ハ
ウジング部（11）に内嵌されプローブ軸（３）が遊挿さ
れる円筒状の電歪素子（71）と、プローブ軸（３）の第
３ハウジング部（12）における電歪素子（71）に近接部
位に設けられた段差部（72）と、第３ハウジング部（1
2）に内嵌されたブッシュ（19）の内面側に等配して設
けられこの段差部（72）と電歪素子（71）により挾まれ
た空間（73）に圧縮空気を噴出する絞り孔（74）…と、
第３ハウジング部（12）に内嵌されたブッシュ（19）の
外面側に設けられ絞り孔（74）…に連通するリング状の
案内溝（75）と、第３ハウジング部（12）の案内溝（7
5）に対応する位置に穿設された圧縮空気導入孔（76）
と、この圧縮空気導入孔（76）に接続された導管（77）
と、この導管（77）を介して圧縮空気を圧縮空気導入孔
（76）に供給する第２の圧縮空気源（78）とからなって
いる。そして、電歪素子（71）は、増幅器（79）を介し
て制御部（48）に接続されている。その電歪素子（71）
は、セラミックスを焼成したものであって、セラミック
スとしては、Pb（Zr,Ti）O3（PZT）、PbTiO3系（PT）、
（Pb,La）（Zr,Ti）O3（PLZT）が好ましい。また、電歪
素子（71）は、増幅器（79）からの電圧の印加により変
位測定装置（P3）の半径方向に伸縮自在に設けられてい
る。一方、プローブ軸（３）は、電歪素子（71）を挿通
する部分に直径はD1であり、また、ブッシュ（19）を挿
通する部分の直径はD2であって、直径D1は直径D2よりも
小さく（D1＜D2）設けられている。したがって、段差部
（72）は、直径D1と直径D2との径差により形成されてい
る。さらに、電歪素子（71）とプローブ軸（３）とのギ
ャップε１は、ブッシュ（19）とプローブ軸（３）との
ギャップε２より小さく（ε１＜ε２）設けられてい
る。ただ、ギャップε１は、電歪素子（71）への増幅器
（79）からの電圧の印加により可変となっている。
（１）と、このハウジング（１）の内部に設けられた空
気軸受（２）と、この空気軸受（２）により軸方向に移
動自在に非接触軸支された円柱状のプローブ軸（３）
と、このプローブ軸（３）の前端に同軸に設けられ変位
量が測定される被測定物に直接当接するスタイラス
（４）と、プローブ軸（３）とスタイラス（４）の間に
介設されプローブ軸（３）の軸方向の移動を規制するス
トッパ（５）と、プローブ軸（３）の後端部に設けられ
このプローブ軸（３）の移動量を検出するためのコーナ
キューブ（6a）を有する測長部（６）と、プローブ軸
（３）及びハウジング（１）の内部の後端部に設けられ
た接触圧調整部（７−２）と、プローブ軸（３）とスト
ッパ（５）の間に設けられスタイラス（４）の被測定物
への接触圧を検出する接触圧検出部（８）と、この接触
圧検出部（８）における検出結果に基づいて接触圧調整
部（７−２）に接触圧を最適値にするための制御信号を
印加する接触圧制御部（９）とからなっている。しかし
て、ハウジング（１）は、コーナキューブ（6a）を同軸
に囲繞する第１ハウジング部（10）と、この第１ハウジ
ング部（10）に連接し接触圧調整部（７−２）の一部を
保持する第２ハウジング部（11）と、この第２ハウジン
グ部（11）に連接し空気軸受（２）を保持する第３ハウ
ジング部（12）と、この第３ハウジング部（12）に連接
し接触圧検出部（８）を同軸に囲繞する第４ハウジング
部（13）と、この第４ハウジング部（13）に連接しスト
ッパ（５）が同軸に遊挿される第５ハウジング部（14）
とからなっている。しかして、空気軸受（２）は、第３
ハウジング部（12）に内嵌された金属製のブッシュ（1
9）と、このブッシュ（19）の外面に設けられた一対の
リング状案内溝（20），（20）と、これらの案内溝（2
0），（20）に連通してブッシュ（19）の等配位置にて
複数個穿設されハウジング（１）に向かって圧縮空気を
噴出する絞り孔（21）…と、ブッシュ（19）の一対のリ
ング状案内溝（20），（20）間及び第１ハウジング部
（10）側のリング状案内溝（20）に隣接して等配状態で
穿設され絞り孔（21）…からハウジング（１）の内部に
供給された空気を外部に排出するための排気孔（22）…
とからなっている。また、第３ハウジング部（12）の排
気孔（22）…に対応する位置には、排気孔（22）…に対
して同軸に排気孔（22a）…が穿設されている。また、
第３ハウジング部（12）の案内溝（20），（20）に対応
する位置には、圧縮空気をこれら案内溝（20），（20）
に導入するための圧縮空気導入孔（24），（24）が穿設
されている。この圧縮空気導入孔（24），（24）は、導
管（24a）を介して、第１の圧縮空気源（24b）に接続さ
れている。さらに、接触圧調整部（７−２）は、第２ハ
ウジング部（11）に内嵌されプローブ軸（３）が遊挿さ
れる円筒状の電歪素子（71）と、プローブ軸（３）の第
３ハウジング部（12）における電歪素子（71）に近接部
位に設けられた段差部（72）と、第３ハウジング部（1
2）に内嵌されたブッシュ（19）の内面側に等配して設
けられこの段差部（72）と電歪素子（71）により挾まれ
た空間（73）に圧縮空気を噴出する絞り孔（74）…と、
第３ハウジング部（12）に内嵌されたブッシュ（19）の
外面側に設けられ絞り孔（74）…に連通するリング状の
案内溝（75）と、第３ハウジング部（12）の案内溝（7
5）に対応する位置に穿設された圧縮空気導入孔（76）
と、この圧縮空気導入孔（76）に接続された導管（77）
と、この導管（77）を介して圧縮空気を圧縮空気導入孔
（76）に供給する第２の圧縮空気源（78）とからなって
いる。そして、電歪素子（71）は、増幅器（79）を介し
て制御部（48）に接続されている。その電歪素子（71）
は、セラミックスを焼成したものであって、セラミック
スとしては、Pb（Zr,Ti）O3（PZT）、PbTiO3系（PT）、
（Pb,La）（Zr,Ti）O3（PLZT）が好ましい。また、電歪
素子（71）は、増幅器（79）からの電圧の印加により変
位測定装置（P3）の半径方向に伸縮自在に設けられてい
る。一方、プローブ軸（３）は、電歪素子（71）を挿通
する部分に直径はD1であり、また、ブッシュ（19）を挿
通する部分の直径はD2であって、直径D1は直径D2よりも
小さく（D1＜D2）設けられている。したがって、段差部
（72）は、直径D1と直径D2との径差により形成されてい
る。さらに、電歪素子（71）とプローブ軸（３）とのギ
ャップε１は、ブッシュ（19）とプローブ軸（３）との
ギャップε２より小さく（ε１＜ε２）設けられてい
る。ただ、ギャップε１は、電歪素子（71）への増幅器
（79）からの電圧の印加により可変となっている。
しかして、上記構成の変位測定装置（P3）において、
まず、第１及び第２の圧縮空気源（24b），（78）から
圧縮空気を圧縮空気導入孔（24），（24），（76）から
案内溝（20），（20），（75）に供給する。すると、圧
縮空気は、これら案内溝（20），（20），（75）から絞
り孔（21）…，（74）…を経由してギャップε２並びに
段差部（72）と電歪素子（71）により挾まれた空間（7
3）に供給される。その結果、プローブ軸（３）は、ブ
ッシュ（19）内に静圧軸支されると同時に、空間（73）
に供給された圧縮空気は、第８図に示すように、プロー
ブ軸（３）に形成された段差部（72）に対して矢印（80
a）方向に作用し、この結果、プローブ軸（３）の被測
定物に対する接触圧が発生する。なお、このとき、絞り
孔（21）…，（74）…から噴出した圧縮空気は、排気孔
（22）…、排気孔（22a）…、透孔（17）…及び透孔（4
2）…を介して、外部に放出される。このとき、レーザ
干渉式測長器（32）からは、レーザ光（30）をコーナキ
ューブ（6a）の反射面（29a）に投射し、反射面（29b）
から反射されたレーザ光（31）を受光して、プローブ軸
（３）の変位量を測定できるようにしておく。かくてプ
ローブ軸（３）がスタイラス（４）を介して被測定物に
当接した際には、プローブ軸（３）は、矢印（80b）方
向に後退するが、段差部（72）に対して矢印（80a）方
向に作用する圧縮空気の力により、プローブ軸（３）
は、矢印（80a）方向に押し戻され、これにより被測定
物に対するプローブ軸（３）の接触圧が発生する。その
結果、弾性体（40）にひずみが発生する。このひずみの
発生に伴って、ひずみゲージ（41）…からは、弾性体
（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変位検出信号
SA…が、増幅器（43）…に出力される。そして、これら
増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が増幅され、
変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力される。す
ると、第１演算部（44）にては、変位検出信号SB…に基
づいて弾性体（40）の軸心部分におけるひずみ量を接触
圧Ｐとして算出するとともに、弾性体（40）のプローブ
軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出する。そして、
この第１演算部（44）からは、算出した接触圧Ｐ及び傾
きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に出力される。
一方、制御部（48）にては、接触圧設定部（45）からの
電気信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検出部（８）に
て検出された接触圧Ｐとの差である接触圧変動分ΔＰを
解消させるための制御信号SJ…が、増幅器（79）…に出
力される。そして、制御信号SJ…は、増幅器（79）…に
て増幅され、増幅された制御信号SJ′が、電歪素子（7
1）に給電される。すると、電歪素子（71）は、制御信
号SJ′の電圧の大きさに従って矢印（81）方向に伸縮す
る。この電歪素子（71）の伸縮に従って、電歪素子（7
1）とプローブ軸（３）とのギャップε１が変化する。
すると、このギャップε１の変化によって、段差部（7
2）に対して矢印（80a）方向に作用する圧縮空気の力も
反比例的に変化する。つまり、ギャップε１が大きくな
れば、接触圧は小さくなり、ギャップε１が小さくなれ
ば、接触圧は大きくなる。したがって、電歪素子（71）
の伸縮量を制御信号SJ′の印加により制御することによ
り、被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧を調整
することができる。したがって、変位測定中の微妙な接
触圧変動に忠実に即応して、リアルタイムでプローブ軸
（３）の被測定物に対する接触圧を所望値に制御でき
る。
まず、第１及び第２の圧縮空気源（24b），（78）から
圧縮空気を圧縮空気導入孔（24），（24），（76）から
案内溝（20），（20），（75）に供給する。すると、圧
縮空気は、これら案内溝（20），（20），（75）から絞
り孔（21）…，（74）…を経由してギャップε２並びに
段差部（72）と電歪素子（71）により挾まれた空間（7
3）に供給される。その結果、プローブ軸（３）は、ブ
ッシュ（19）内に静圧軸支されると同時に、空間（73）
に供給された圧縮空気は、第８図に示すように、プロー
ブ軸（３）に形成された段差部（72）に対して矢印（80
a）方向に作用し、この結果、プローブ軸（３）の被測
定物に対する接触圧が発生する。なお、このとき、絞り
孔（21）…，（74）…から噴出した圧縮空気は、排気孔
（22）…、排気孔（22a）…、透孔（17）…及び透孔（4
2）…を介して、外部に放出される。このとき、レーザ
干渉式測長器（32）からは、レーザ光（30）をコーナキ
ューブ（6a）の反射面（29a）に投射し、反射面（29b）
から反射されたレーザ光（31）を受光して、プローブ軸
（３）の変位量を測定できるようにしておく。かくてプ
ローブ軸（３）がスタイラス（４）を介して被測定物に
当接した際には、プローブ軸（３）は、矢印（80b）方
向に後退するが、段差部（72）に対して矢印（80a）方
向に作用する圧縮空気の力により、プローブ軸（３）
は、矢印（80a）方向に押し戻され、これにより被測定
物に対するプローブ軸（３）の接触圧が発生する。その
結果、弾性体（40）にひずみが発生する。このひずみの
発生に伴って、ひずみゲージ（41）…からは、弾性体
（40）の変形量に対応した大きさの電圧の変位検出信号
SA…が、増幅器（43）…に出力される。そして、これら
増幅器（43）…にては、変位検出信号SA…が増幅され、
変位検出信号SB…が第１演算部（44）に出力される。す
ると、第１演算部（44）にては、変位検出信号SB…に基
づいて弾性体（40）の軸心部分におけるひずみ量を接触
圧Ｐとして算出するとともに、弾性体（40）のプローブ
軸（３）の軸線に対する傾きΔＴを算出する。そして、
この第１演算部（44）からは、算出した接触圧Ｐ及び傾
きΔＴを示す電気信号SCが制御部（48）に出力される。
一方、制御部（48）にては、接触圧設定部（45）からの
電気信号SDが示す目標接触圧PAと接触圧検出部（８）に
て検出された接触圧Ｐとの差である接触圧変動分ΔＰを
解消させるための制御信号SJ…が、増幅器（79）…に出
力される。そして、制御信号SJ…は、増幅器（79）…に
て増幅され、増幅された制御信号SJ′が、電歪素子（7
1）に給電される。すると、電歪素子（71）は、制御信
号SJ′の電圧の大きさに従って矢印（81）方向に伸縮す
る。この電歪素子（71）の伸縮に従って、電歪素子（7
1）とプローブ軸（３）とのギャップε１が変化する。
すると、このギャップε１の変化によって、段差部（7
2）に対して矢印（80a）方向に作用する圧縮空気の力も
反比例的に変化する。つまり、ギャップε１が大きくな
れば、接触圧は小さくなり、ギャップε１が小さくなれ
ば、接触圧は大きくなる。したがって、電歪素子（71）
の伸縮量を制御信号SJ′の印加により制御することによ
り、被測定物に対するプローブ軸（３）の接触圧を調整
することができる。したがって、変位測定中の微妙な接
触圧変動に忠実に即応して、リアルタイムでプローブ軸
（３）の被測定物に対する接触圧を所望値に制御でき
る。
以上のように、この実施例の変位測定装置（P3）は、
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、接触圧調整部（７−２）により、変
位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に即応して、リアル
タイムでプローブ軸（３）の被測定物に対する接触圧を
制御することができる。とくに、接触圧調整部（７−
２）を構成している電歪素子（71）は、伸縮量の厳密な
制御が可能なので、接触圧の精密な制御が可能となる。
また、電歪素子（71）へ給電しても、発熱の虞は、ほと
んどない。したがって、これらの諸効果が相俟って、変
位測定精度が著しく向上する。
接触圧検出部（８）にて接触圧を検出し、この検出した
接触圧に基づいて、接触圧調整部（７−２）により、変
位測定中の微妙な接触圧変動に忠実に即応して、リアル
タイムでプローブ軸（３）の被測定物に対する接触圧を
制御することができる。とくに、接触圧調整部（７−
２）を構成している電歪素子（71）は、伸縮量の厳密な
制御が可能なので、接触圧の精密な制御が可能となる。
また、電歪素子（71）へ給電しても、発熱の虞は、ほと
んどない。したがって、これらの諸効果が相俟って、変
位測定精度が著しく向上する。
つぎに、第９図は、他の実施例の変位測定装置（P4）
を示すものであるが、この変位測定装置（P4）の接触圧
調整部（７−３）は、上記変位測定装置（P3）におい
て、電歪素子（71）の代わりに、第１ハウジング部（1
0）の鍔部（10a）と第３ハウジング部（12）の鍔部（12
a）との間に円板状の金属製の排気調整板（91）を介装
したものである。この排気調整板（91）にプローブ軸
（３）は、ギャップε１の間隔を残して遊挿されてい
る。このギャップε１と、ブッシュ（71）とプローブ軸
（３）とのギャップε２との関係で、上記変位測定装置
（P3）の場合と同じである。しかし、ギャップε１の大
きさは、不変である。しかして、排気調整板（91）と段
差部（72）との間の空間（73）は、接触圧調整空間であ
って、この空間（73）は、ブッシュ（19）により形成さ
れている静圧軸支空間に一体的に連設されている。そし
て、この変位測定装置（P4）においては、絞り孔（74）
…から噴出する圧縮空気の圧力を、導管（77）の中途部
に設けられた噴出圧力調整部（92）により加減すること
により、段差部（72）に対して矢印（80a）方向に作用
する圧縮空気の力を正比例的に変化させ、プローブ軸
（３）の被測定物に対する接触圧を制御するようにして
いる。接触圧調整空間をプローブ軸（３）の静圧軸受形
成空間に一体的に連設しているので、省空間が可能とな
り、装置の小形化が可能となる。この実施例の変位測定
装置（P4）も上記変位測定装置（P3）と同様の効果を奏
する。
を示すものであるが、この変位測定装置（P4）の接触圧
調整部（７−３）は、上記変位測定装置（P3）におい
て、電歪素子（71）の代わりに、第１ハウジング部（1
0）の鍔部（10a）と第３ハウジング部（12）の鍔部（12
a）との間に円板状の金属製の排気調整板（91）を介装
したものである。この排気調整板（91）にプローブ軸
（３）は、ギャップε１の間隔を残して遊挿されてい
る。このギャップε１と、ブッシュ（71）とプローブ軸
（３）とのギャップε２との関係で、上記変位測定装置
（P3）の場合と同じである。しかし、ギャップε１の大
きさは、不変である。しかして、排気調整板（91）と段
差部（72）との間の空間（73）は、接触圧調整空間であ
って、この空間（73）は、ブッシュ（19）により形成さ
れている静圧軸支空間に一体的に連設されている。そし
て、この変位測定装置（P4）においては、絞り孔（74）
…から噴出する圧縮空気の圧力を、導管（77）の中途部
に設けられた噴出圧力調整部（92）により加減すること
により、段差部（72）に対して矢印（80a）方向に作用
する圧縮空気の力を正比例的に変化させ、プローブ軸
（３）の被測定物に対する接触圧を制御するようにして
いる。接触圧調整空間をプローブ軸（３）の静圧軸受形
成空間に一体的に連設しているので、省空間が可能とな
り、装置の小形化が可能となる。この実施例の変位測定
装置（P4）も上記変位測定装置（P3）と同様の効果を奏
する。
なお、上記四つの実施例において、プローブ軸の回転
止め機構については示さなかったが、回転止めの具体的
な方式については限定されない。たとえば、ブッシュ又
はプローブ軸に半径方向に立設したピンを、対向するプ
ローブ軸又はブッシュにそれらの軸方向に設けられた係
止溝に、遊挿させることにより、プローブ軸の回転止め
を行う方式などでもよい。さらにまた、上記四つの実施
例において、接触圧検出部及び接触圧制御部を省略し、
接触圧調整部のみを備える変位測定装置であってもよ
く、この場合でも、接触圧調整部の発熱を防止できるこ
とによる格別の効果を奏することができる。
止め機構については示さなかったが、回転止めの具体的
な方式については限定されない。たとえば、ブッシュ又
はプローブ軸に半径方向に立設したピンを、対向するプ
ローブ軸又はブッシュにそれらの軸方向に設けられた係
止溝に、遊挿させることにより、プローブ軸の回転止め
を行う方式などでもよい。さらにまた、上記四つの実施
例において、接触圧検出部及び接触圧制御部を省略し、
接触圧調整部のみを備える変位測定装置であってもよ
く、この場合でも、接触圧調整部の発熱を防止できるこ
とによる格別の効果を奏することができる。
［発明の効果］ 本発明の変位測定装置は、接触圧検出部にて接触圧を
検出し、この検出した接触圧に基づいて、接触圧調整部
により、リアルタイムでプローブ軸の被測定物に対する
接触圧を制御するようにしたもので、変位測定中の微妙
な接触圧変動に忠実に即応して接触圧を厳密に制御する
ことができる。また、接触圧調整部は、発熱の虞がほと
んどないので、発熱による測定精度の低下を防止でき
る。したがって、これら諸効果が相俟って、変位測定精
度が著しく向上する。
検出し、この検出した接触圧に基づいて、接触圧調整部
により、リアルタイムでプローブ軸の被測定物に対する
接触圧を制御するようにしたもので、変位測定中の微妙
な接触圧変動に忠実に即応して接触圧を厳密に制御する
ことができる。また、接触圧調整部は、発熱の虞がほと
んどないので、発熱による測定精度の低下を防止でき
る。したがって、これら諸効果が相俟って、変位測定精
度が著しく向上する。
第１図は本発明の一実施例の変位測定装置の構成図、第
２図は第１図の変位測定装置の要部断面図、第３図は本
発明の他の実施例の変位測定装置の構成図、第４図は第
３図に示す変位測定装置の要部断面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第３図に示す変位測
定装置の作用説明図、第７図は本発明の他の実施例の変
位測定装置の構成図、第８図は第７図に示す変位測定装
置の要部拡大図、第９図本発明の他の実施例の変位測定
装置の構成図、第10図及び第11図は従来技術の説明図で
ある。 （１）：ハウジング，（２）：空気軸受，（３）：プロ
ーブ軸，（４）：スタイラス，（６）：測長部，
（７）：接触圧調整部，（８）：接触圧検出部，
（９）：接触圧制御部。
２図は第１図の変位測定装置の要部断面図、第３図は本
発明の他の実施例の変位測定装置の構成図、第４図は第
３図に示す変位測定装置の要部断面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第３図に示す変位測
定装置の作用説明図、第７図は本発明の他の実施例の変
位測定装置の構成図、第８図は第７図に示す変位測定装
置の要部拡大図、第９図本発明の他の実施例の変位測定
装置の構成図、第10図及び第11図は従来技術の説明図で
ある。 （１）：ハウジング，（２）：空気軸受，（３）：プロ
ーブ軸，（４）：スタイラス，（６）：測長部，
（７）：接触圧調整部，（８）：接触圧検出部，
（９）：接触圧制御部。
Claims (5)
- 【請求項１】下記構成（ａ）〜（ｇ）を具備することを
特徴とする変位測定装置。 （ａ）筒状のハウジング。 （ｂ）上記ハウジングの内部に設けられた静圧軸受。 （ｃ）上記静圧軸受により軸方向に移動自在に非接触軸
支されたプローブ軸。 （ｄ）上記プローブ軸の一端に設けられ被測定物に当接
するスタイラス。 （ｅ）上記プローブ軸及び上記ハウジングの一部に設け
られ上記スタイラスの上記被測定物に対する接触圧の大
きさを調整する接触圧調整部。 （ｆ）上記プローブ軸の変位量を測定する測長部。 （ｇ）上記スタイラスと上記プローブ軸との間に同軸に
介装された円柱状の弾性体及び上記弾性体の外面円周方
向に等配して複数個設けられたひずみ検出センサを有
し、上記各ひずみ検出センサから出力された検出信号に
基づいて上記弾性体の軸心部分におけるひずみ量及び上
記弾性体の上記プローブ軸に対する傾きを算出し、この
算出結果に基づいて上記弾性体の軸心部分におけるひず
み量を上記傾きがゼロのときの値に修正し、この傾きが
ゼロのときのひずみ量に基づいて、リアルタイムで上記
接触圧調整部に上記被測定物に対する接触圧の大きさを
所定値に調整するための制御信号を出力することによ
り、上記測長部にて上記プローブ軸の真の変位量を得る
接触圧検出制御部。 - 【請求項２】筒状のハウジングと、このハウジングの内
部に設けられた制圧軸受と、この静圧軸受により軸方向
に移動自在に非接触軸支されたプローブ軸と、このプロ
ーブ軸の一端に設けられ被測定物に当接するスタイラス
と、上記プローブ軸が及び上記ハウジングの一部に設け
られ上記スタイラスの上記被測定物に対する接触圧の大
きさを調整する接触圧調整部とを具備し、上記接触圧調
整部は、ハウジングの内壁面にその円周方向に等配して
複数個固設され電圧の印加により径方向に変位するアク
チュエータと、これらアクチュエータ上に固着された第
１の永久磁石と、これら第１の永久磁石に対向して上記
プローブ軸の外周面に等配して固着され上記第１の永久
磁石との間に磁気的吸引力を発生させる第２の永久磁石
とを具備し、上記アクチュエータにより上記第１の永久
磁石と上記第２の永久磁石との間隔を変化させることに
より上記磁気的吸引力を加減することを特徴とする変位
測定装置。 - 【請求項３】プローブ軸に設けられ上記プローブ軸の被
測定物に対する接触圧を検出する接触圧検出部と、この
接触圧検出部における接触圧検出結果に基づいて接触圧
調整部のアクチュエータに制御信号を印加し第１の永久
磁石と第２の永久磁石との間隔を変化させることにより
上記接触圧を制御する接触圧制御部とを具備することを
特徴とする請求項（２）記載の変位測定装置。 - 【請求項４】筒状のハウジングと、このハウジングの内
部に設けられた静圧軸受と、大径部分と小径部分からな
り上記大径部分が上記静圧軸受により軸方向に移動自在
に非接触軸支されたプローブ軸と、このプローブ軸の一
端に設けられ被測定物に当接するスタイラスと、上記プ
ローブ軸及び上記ハウジングの一部に設けられ上記スタ
イラスの上記被測定物に対する接触圧の大きさを調整す
る接触圧調整部とを具備し、上記接触圧調整部は、上記
ハウジングに取付けられ且つ上記プローブ軸の小径部分
が遊挿され電圧の印加により上記プローブ軸とのギャッ
プ量が調整自在な円筒状の電歪素子と、上記プローブ軸
の上記電歪素子に近接する部位にて上記プローブ軸の上
記小径部分と上記大径部分により形成された段差部と、
上記ハウジングに等配して設けられ上記段差部と上記電
歪素子により挾まれた空間に圧縮空気を噴出してこの圧
縮空気により上記プローブ軸に上記接触圧を付与する複
数の絞り孔とを具備することを特徴とする変位測定装
置。 - 【請求項５】プローブ軸に設けられ上記プローブ軸の被
測定物に対する接触圧を検出する接触圧検出部と、この
接触圧検出部における接触圧検出結果に基づいて接触圧
調整部の電歪素子に制御信号を印加し上記プローブ軸と
上記電歪素子とのギャップ量を変化させることにより上
記接触圧を制御する接触圧制御部とを具備することを特
徴とする請求項（４）記載の変位測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215915A JP2519823B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 変位測定装置 |
| DE69108817T DE69108817T2 (de) | 1990-08-17 | 1991-08-14 | Verschiebungsmessapparat. |
| EP91113693A EP0471371B1 (en) | 1990-08-17 | 1991-08-14 | Displacement-measuring apparatus |
| US07/745,460 US5174039A (en) | 1990-08-17 | 1991-08-14 | Displacement-measuring apparatus, and static-pressure bearing device for use in the displacement-measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215915A JP2519823B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498114A JPH0498114A (ja) | 1992-03-30 |
| JP2519823B2 true JP2519823B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16680362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215915A Expired - Fee Related JP2519823B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519823B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4436665B2 (ja) | 2003-12-24 | 2010-03-24 | パナソニック株式会社 | 測定用プローブ及び形状測定方法 |
| JP4557657B2 (ja) * | 2004-09-28 | 2010-10-06 | キヤノン株式会社 | 接触式プローブおよび形状測定装置 |
| JP2007064670A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面形状測定機 |
| JP4933775B2 (ja) * | 2005-12-02 | 2012-05-16 | 独立行政法人理化学研究所 | 微小表面形状測定プローブ |
| JP2007218881A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Konica Minolta Opto Inc | 形状測定装置 |
| JP5468721B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2014-04-09 | コニカミノルタ株式会社 | 変位量検出器及び形状測定装置 |
| JP2008203191A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 接触式形状測定器用プローブヘッド |
| CN101813471B (zh) * | 2009-02-25 | 2014-03-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 接触式测量装置 |
| JP4669566B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-04-13 | キヤノン株式会社 | 接触式プローブ |
| JP5193337B2 (ja) * | 2011-06-14 | 2013-05-08 | 独立行政法人理化学研究所 | 微小表面形状測定プローブ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54160266A (en) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring pressure control unit |
| JPS5795952U (ja) * | 1980-12-03 | 1982-06-12 | ||
| JPS62140002A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 表面粗さ測定方法及び装置 |
| JPS63127582A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Fuji Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
| JPS63154146U (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-11 | ||
| JP2548012B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1996-10-30 | 京セラ株式会社 | タツチセンサ |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2215915A patent/JP2519823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0498114A (ja) | 1992-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |