JP3809239B2

JP3809239B2 - Dimension measuring device

Info

Publication number: JP3809239B2
Application number: JP00591597A
Authority: JP
Inventors: 浩昭宗像; 輝雄梅原
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: JPH10206103A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物の被測定面に、例えば曲率半径の小なる曲面に形成した測定子を先端に備えてなるシャフトを進退可能に形成して測定子を接触させて寸法を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、測定子を被測定物に接触させて寸法（長さ、厚さ、表面形状等）を測定する装置としては、測定子の変位量を検出する検出機構部に圧縮コイルばねを設けて、測定子を被測定物に押圧する構成のものが使用されている。しかしこのような構成の装置においては、圧縮コイルばねの弾性力によって測定子を被測定物に押圧するため、圧縮コイルばねの変位が大になると測定圧も大になる。このため、被測定物が変形し易いようなものでは、測定誤差が発生し易い。一方測定圧を減少させるために圧縮コイルばねのばね定数を小にすると、測定子が被測定物に忠実に接触しない場合があり、測定誤差が発生するという問題点がある。
【０００３】
また上記のようなばね式のものにおいては、ばね定数が一定であることにより、測定力（押圧力）を簡単に調整することができないため、測定子の移動方向が重力に沿う方向であると、測定子および／または移動手段の自重により測定力が変化するという問題点がある。
【０００４】
上記のようなばね式のものの欠点を解決するために、駆動手段を介して測定子を直線的に移動させる方式の寸法測定装置が提案されている。例えばモータによってボールねじを回転させて測定子を直線移動させるもの、ボイスコイルモータによって測定子を被測定物に押圧するようにしたもの、あるいは測定子の支持部材を圧縮空気により直線的に駆動するように構成したもの等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の測定子を直線的に駆動する手段を使用した装置においては、下記のような問題点がある。まずボールねじを使用するものにおいては、ボールねじ構成部材の相互間に間隙が存在するため、測定子に振れが発生し、高精度の測定が行えないと共に、測定子の移動速度が遅いため、測定時間が長くなるという問題点がある。
【０００６】
次に測定子の直線駆動手段としてボイスコイルモータを使用するものにおいては、可動子（コイル）のストロークを長く形成することができず（２０〜３０ｍｍが限度）、従って測定子のストロークも当然に小となり、測定範囲が狭いという欠点がある。一方上記ストロークを長くするためには、ヨークおよび永久磁石を含む磁気回路部を長くする必要があり、装置全体が大型化するという問題点がある。
【０００７】
また圧縮空気により直線駆動するものにおいては、測定子の移動距離を厳密に制御することが困難であるため、高精度の測定ができないのみならず、測定圧力の制御もまた困難であるという問題点がある。
【０００８】
更に上記従来の寸法測定装置においては、測定子の移動方向が重力に沿う方向、すなわち垂直方向に近づくと、測定圧に測定子および／または駆動手段の自重が加算されるため、測定圧が変動するのみならず、測定子を所定位置に保持できなくなることもあり、寸法測定装置としての機能が低く、使いにくいものであるという問題点も併存する。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、小型かつ軽量であり、高精度の測定を行い得ると共に、測定子を所定位置に確実に保持し得る寸法測定装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明においては、被測定物と接触する測定子を先端に備えてなる円柱状のシャフトと、このシャフトを前記被測定物に対して軸線方向に進退可能に移動させる移動手段と、前記測定子の移動位置を検出する検出手段とを有し、移動手段と検出手段とがケースの内部に収容された寸法測定装置において、
移動手段を、対向して配設された一対のヨークと少なくとも一方のヨークの対向内面に固着されかつ長手方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように形成された複数個の永久磁石とを有する固定子と、多相コイルを備えかつこの多相コイルが前記永久磁石の表面に沿って移動するように形成された可動子と、磁性材料からなり前記可動子を支持するように形成されかつ可動子と同方向に移動するように案内される保持部材と、前記保持部材に接続されかつ前記可動子の移動方向と逆方向に移動可能な部材に固着された質量調整部材とによって構成し、
検出手段を、前記固定子に固定されかつ前記可動子の移動方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように形成されたリニアスケールと、前記保持部材に設けられ前記リニアスケールの磁極を検出する磁気センサとによって構成し、前記質量調整部材を、前記シャフトと平行に配置された２本のガイドシャフトに夫々ローラを介して係合させ、
前記固定子の被測定物側に、前記シャフトの外周面を円環状の支持軸に回転可能に設けられた複数個のローラを介して押圧支持するように形成された軸受部材を設ける、という技術的手段を採用した。
【００１１】
本発明において、リニアスケールの一端を長手方向不拘束状態に固定することができる。
また上記の発明において、質量調整部材を、銅合金からなるベース板上に、銅合金、鉛および重金属等からなる少なくとも２種のバランスウエイトを固着して形成し、前記ベース板に回転可能に支持された２個のローラを前記ガイドシャフトの一方に係合させ、前記ベース板に回転可能に支持された１個のローラを前記ガイドシャフトの他方に係合させると共に、前記ケース内に無端状のワイヤを回動自在に支持することにより前記可動子の移動方向と逆方向に移動可能な部材を形成し、無端状のワイヤに前記ベース板を固着して構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は左側面、（ｂ）は一部省略正面を示す。図２は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線拡大断面図、図３は本発明の実施の形態における要部構成部材を示す分解斜視図である。
【００１４】
図１ないし図３において、１は測定子であり、例えば鋼球からなり、円柱状に形成されたシャフト２の先端に固着されて、被測定物（図示せず）と接触する。次に３は移動手段であるリニアモータであり、前記シャフト２を被測定物に対して軸線方向に進退可能に移動させ得るように構成する。４は検出手段であり、リニアモータ３と長手方向に平行に設けられ、測定子１の移動位置を検出するものである。なおリニアモータ３および検出手段４は後述するように構成され、例えば鉄板のような磁性材料により、中空角筒状に形成したケース５内に収容される。
【００１５】
次にリニアモータ３は固定子６と可動子７とによって構成される。まず固定子６は、例えば帯状の鉄板により形成され、かつ所定の間隔を介して対向配設されたヨーク８，９と、ヨーク８の対向内面に固着された複数個の永久磁石１０とを有する。ヨーク８，９は各々長手方向両端部において、例えば止めねじ（図示せず）を介してベース１１に固着されている。
【００１６】
上記永久磁石１０は、例えば角板状に形成され、厚さ方向に着磁されると共に、ヨーク８の長手方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように配設される。このような磁気回路の構造によれば、センターヨークがなく、かつ磁気空隙内で磁束が複数の閉ループを構成し、磁路の一部に磁束が集中しないため、長いストロークであってもそのストローク全体に亘って均一な磁束密度が得られるという利点がある。
【００１７】
なお永久磁石１０としては、公知の永久磁石を使用できるが、装置の小型・軽量化のために希土類磁石を使用することが好ましく、特にＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（ＲはＰｒ，Ｎｄ等を含む希土類元素の１種以上）を使用することがより好ましい。またＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の具体的組成および製造方法は、例えば特公昭６１−３４２４２号公報に記載されたものでもよいが、最大エネルギー積が３５ＭＧＯｅ以上の磁気特性を有するような組成および製造方法を選定することが望ましい。
【００１８】
次に可動子７は、コイル基板１２上に固着された複数個の偏平コイル１３からなる多相コイル１４を有し、この多相コイル１４は正弦波状の電流を供給する駆動回路（図示せず）に接続されている。この場合コイルの相数をｎとすると、永久磁石１０の磁極ピッチ（相隣るＮ極とＳ極との間隔）の１／ｎの幅で、図２において紙面と直交する面内で巻回されているｎ個の偏平コイル１３をコイル幅だけずらし、かつ相互の偏平コイル１３の中央部が重ならないように配置することにより多相コイル１４が形成される。なおコイルの相数が多くなる程力率が低下するので、入力電流の増加を防ぐためには２相または３相のコイルとすることが望ましい。例えば３相コイルとする場合には、夫々の相をすべて直列接続とすると共に、夫々の相間をＹ形結線とすればよい。
【００１９】
次に可動子７のコイル基板１２には、通電すべきコイルを選定し、かつ電流の方向を切り換えるために、前記永久磁石１０の磁極位置を検出すべきｎ個（ｎはコイルの相数）の例えばホール素子のような位置検出素子１５が設けられ、例えば同期式ＡＣサーボモータで使用されるものと同様の構成の制御回路（図示せず）を介して、前記駆動回路に接続されている。図２および図３においては位置検出素子１５が１個のみ設けられたものが示されているが、夫々の位置検出素子１５は、磁極の配列方向に沿ってかつ理論的にはコイルピッチの１／ｎの間隔を介してコイル基板１２に固着される。
【００２０】
また可動子７を構成するコイル基板１２の下方には、例えば鉄鋼材料のような強磁性材料からなる保持部材１６が固着されると共に、この保持部材１６はベース１１を構成する支持枠１７上に固着されたレール１８に沿って摺動するリニアガイド１９上に設けられている。なおシャフト２の後端は保持部材１６と固着されると共に、シャフト２はベース１１の端部の軸受部２０内に設けられかつ後述するように構成された軸受部材２１によって摺動可能に支持されている。
【００２１】
次に２２は質量調整部材であり、後述するように形成され、支持枠１７内に設けられた２本のガイドシャフト２３を介して長手方向移動可能に介装されている。２４はワイヤであり、支持枠１７に設けられたガイドローラ２５に巻回され、その中間部が前記質量調整部材２２と固着されると共に、両端部は前記保持部材１６に接続されたアーム２６に接続される。従って可動子７が所定方向に移動すると、ワイヤ２４の回動により、質量調整部材２２は可動子の移動方向とは逆方向に移動するので、前記測定子１の移動方向が垂直方向に近い場合であっても、測定子１を所定の位置に静止保持することができるのである。
【００２２】
検出手段４は、ベース１１を構成する支持枠１７上にスケールプレート２８を介して設けられたリニアスケール２９と、可動子７を構成する保持部材１６にリニアスケール２９と近接対向して設けられた磁気センサ３０とによって構成される。リニアスケール２９は、例えば異方性フェライト磁石材料によって帯板状に形成されると共に、その長手方向、すなわち可動子７の移動方向に沿って、その表面にＮ極とＳ極とが例えば数μｍの微小間隔で現れるように着磁されて形成される。磁気センサ３０は前記保持部材１６の底面に適宜の結合手段を介して支持されたＦＰＣ３１の先端に形成されている。
【００２３】
なおスケールプレート２８は、例えば鉄鋼材料によって形成されて、支持枠１７上に止めねじ等によって固着される。リニアスケール２９は一方の端部をスケールプレート２８に例えば接着剤を介して固着されるが、他方の端部は例えば後述するように形成された保持ばね３２を介して、長手方向不拘束状態に固定する。このような構成により、スケールプレート２８とリニアスケール２９との構成材料の相違による熱膨張差を吸収することができる。
【００２４】
磁気センサ３０としては、検出手段４から例えば２相のエンコーダ信号を得るために磁気抵抗素子（ＭＲ素子）が使用される。このＭＲ素子は磁界を加えるとその電気抵抗が変化する性質を利用するものであり、例えばＮｉ−Ｆｅ系またはＮｉ−Ｃｏ系の強磁性材料を使用して作製することができる。なおこの磁気センサ３０とリニアモータ３を構成する磁気回路部（固定子６）との間には、強磁性材料からなる保持部材１６が介在しているので、磁気センサ３０を永久磁石１０の磁束に対して磁気的にシールドすることができるのである。
【００２５】
図４は図３における軸受部材２１を示す説明図であり、（ａ）は左側面、（ｂ）は要部縦断面、（ｃ）は右側面を示す。図４において、４１は本体であり、例えば鉄鋼材料やアルミニウム合金により中空円筒状に形成すると共に、軸線と平行に例えば３個のスリット４２を設ける。なお本体４１は前記図３に示す軸受部２０内に同軸的に嵌装可能に形成される。次に４３は支持軸であり、例えばばね鋼により横断面形状を円形に、かつ全体をＣ字状の円環状に形成し、この支持軸４３に例えば３個のローラ４４を回転可能に介装させる。
【００２６】
なおローラ４４は本体４１に設けられたスリット４２内に収容され、かつローラ４４の外周面がシャフト２の外周面に当接し、シャフト２を軸線方向移動可能に支持するように形成する。４５は止めねじであり、本体４１に螺合され、支持軸４３の外周面の近傍にその先端部が当接するように設けられる。４６はねじ穴であり、軸受部材２１を例えば図３に示す軸受部２０内に同軸的に嵌装するためのものである。
【００２７】
上記の構成により、止めねじ４５を本体４１に螺合させることにより、支持軸４３を所定の位置に固定することができると共に、支持軸４３の直径寸法を調整してローラ４４が確実にシャフト２の外周面と当接し、かつシャフト２を本体４１と同軸的に保持することができる。
【００２８】
図５は図３における保持ばね３２を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は側面を示す。図５において、保持ばね３２は例えばばね用リン青銅（Ｃ５２１０）からなる板材により、先端にＵ字状の保持部４７を設けて形成する。４８は取付穴である。なお保持部４７の内法寸法は、前記図２および図３に示すリニアスケール２９の幅寸法と実質的に同一に形成する。
【００２９】
上記構成により、保持ばね３２を図３に示すようにスケールプレート２８に取り付ければ、保持部４７がリニアスケール２９の端部を長手方向不拘束状態に固定することができるのである。
【００３０】
図６は図３における質量調整部材２２を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は底面、（ｃ）は（ａ）におけるＢ矢視を示す。図６において、５１はベース板であり、例えば銅合金からなる板材により、擬似台形状に形成する。次に５２〜５４は夫々バランスウエイトであり、夫々銅合金、鉛および重金属によって板状に形成し、ベース板５１の上面に、例えば接着剤を介して固着する。なおバランスウエイト５４を形成する重金属としては、オスミウム、イリジウム、白金、タングステン、金等の比重5.0 以上（特に１０以上）の金属（価格の点からタングステン合金が好ましい）を使用できる。
【００３１】
次に５５はローラであり、ベース板５１の長辺側にピン５６を介して回転可能に設ける。なおベース板５１の短辺側には、後述するように形成してなるローラ５７を位置調整可能かつ回転可能に設ける。５８は支持部材、５９はピン、６０は取付ねじ、６１は貫通穴、６２は溝である。
【００３２】
図７は図６における支持部材５８その他を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は正面を示し、同一部分は前記図６と同一の参照符号で示す。図７において支持部材５８は、例えば銅合金により略Ｌ字形に形成され、ピン５９を介してローラ５７を回転可能に支持するように形成される。６３は取付穴である。
【００３３】
上記構成の支持部材５８は、前記図６に示されるように、ローラ５７を貫通穴６１からベース板５１の上方に臨ませて取付ねじ６０によってベース板に取り付けられる。そして図６におけるローラ５５，５７を前記図２に示す２本のガイドシャフト２３に係合させることにより質量調整部材２２を介装する。この場合、支持部材５８を若干外方に揺動させて固定することにより、ローラ５５，５７とガイドシャフト２３との係合状態を調整することができる。
【００３４】
上記の構成により、図２に示すように組み立てた後、複数個の偏平コイル１３に選択的に正弦波駆動電流を供給し、かつ電流の向きを切り換えることにより、可動子７、シャフト２および測定子１（図１参照）を紙面と直交する方向に直線移動させることができる。すなわち偏平コイル１３の巻線方向は永久磁石１０の磁束と直交しているので、可動子７にはフレミングの左手の法則に基づいて、紙面の表から裏若しくは裏から表の方向の推力が付与され、前記測定子１を直線移動させることができるのである。
【００３５】
図８および図９は各々本発明の実施の形態および従来のものにおける測定子の位置と摺動抵抗との関係を示す図である。この場合、従来のものとしては、先端に測定子を有するシャフトは、シャフトの外面と軸受部材の内面との間に多数の鋼球を転動可能に介装させたボールスプライン若しくはリニアブッシュ構造によって支持されるものとした。また摺動抵抗は、荷重変換器によりシャフトを軸線方向に押すことによって測定した。
【００３６】
図８から明らかなように、本発明の実施の形態においては、測定子１を先端に備えたシャフト２を、図４に示すように複数個のローラ４４により確実に当接保持する構成の軸受部材２１によって支持する構成としたことにより、摺動抵抗の変動およびバラツキを極めて小なる範囲内に抑制することができる。これに対して図９に示すように、従来のものにおいては、摺動抵抗の変動およびバラツキが大であり、シャフトの直線移動状態が極めて不安定であることがわかる。特に測定子の位置によって局部的に摺動抵抗のピーク値が頻繁に現れるため、寸法測定装置としての操作性が低いことが示されている。
【００３７】
次に本発明の実施の形態における被測定物の寸法や表面状態の測定例について記述する。
【００３８】
【実施例】
（実施例１）
図１０は本発明の第１実施例における測定状態を示す説明図であり、同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。図１０において、Ｓは基盤であり、被測定物Ｗが載置されており、被測定物Ｗの上方に前記構成の寸法測定装置Ｍを直立状態で保持する。この状態において被測定物Ｗの高さ寸法ｈ若しくは段差を測定するには、シャフト２を介して測定子１を基盤Ｓおよび被測定物Ｗの上面まで移動させて、移動量Ｌ₀およびＬ₁を検出し、両者の差（Ｌ₀−Ｌ₁）を算出すれば上記高さ寸法ｈが得られる。
【００３９】
この場合の移動量Ｌ₀，Ｌ₁は、前記図２および図３におけるリニアスケール２９上の移動量を磁気センサ３０によって検出される。なお複数個の被測定物Ｗを測定する場合において、寸法測定装置Ｍを所定位置に固定しておけば、移動量Ｌ₀が一定となり、測定子１をその都度基盤Ｓまで移動させる必要はない。
【００４０】
（実施例２）
図１１は本発明の第２実施例における測定状態を示す説明図であり、同一部分は前記図１０と同一の参照符号で示す。図１１において、まずシャフト２を下方に移動させて測定子１を被測定物Ｗの表面に当接させた後、寸法測定装置Ｍを水平方向に移動させ、測定子１を被測定物Ｗの表面に追従して移動させることにより、被測定物Ｗの表面の形状を測定することができる。
【００４１】
（実施例３）
図１２は本発明の第３実施例における測定状態を示す説明図であり、同一部分は前記図１０および図１１と同一の参照符号で示す。図１２において、Ｓ₁は基準ゲージであり、基盤Ｓ上の高さ寸法ｈ₀に形成されている。まず測定子１を基準ゲージＳ₁の上面に当接させて電気的信号処理回路（図示せず）により、磁気センサ３０（図２および図３参照）をリニアスケール２９の特定の位置に原点を形成する。
【００４２】
次に測定子１を被測定物Ｗに当接させて、測定子１の上記原点からの移動量（ｈ₀−ｈ₁）を測定することにより、被測定物Ｗの高さ寸法ｈ₁を測定することができる。なお上記原点の形成は、基準ゲージＳ₁によることなく、上記リニアスケール２９上に絶対位置として形成するようにしてもよい。
【００４３】
上記のように、本発明によれば、測定子１を多極多相型のリニアモータによって移動させる構成であるため、駆動手段であるモータ部の体積がボイスコイルモータと同一であっても、３倍以上のストロークが得られる。すなわち、例えばストロークが３０ｍｍのボイスコイルモータを、それと同一の体積のリニアモータに代えることにより、そのストロークは１００ｍｍ以上になるのである。従って測定子１の移動位置の何れの位置においても一定の測定圧力が得られ、被測定物Ｗの性状に影響されず、その寸法を正確に測定することができるのである。
【００４４】
次に測定子１を駆動するための可動子３には、質量調整部材２２が接続されかつ可動子３と相対移動可能に構成されているため、測定子１の移動方向が垂直方向であっても可動子３が所定位置に保持される。従って可動子３への通電を停止した場合においても、測定子１を所定位置に確実に保持することができるのである。
【００４５】
また可動子３の移動位置を検出する磁気センサ３０は、リニアモータの磁気回路からの漏洩磁束に起因するノイズの発生がないように磁性材料からなる保持部材１６によって保護されているため、高精度の測定を行うことができる。
【００４６】
更にリニアモータを構成するヨーク８，９をベース１１と一体化した構成であるため、装置の剛性を高め得ると共に、構成部材を磁性材料からなるケース５内に収容した構成とすることにより、外部へのおよび外部からの漏洩磁束を遮蔽することができ、装置使用の自由度を大にできる。
【００４７】
なお検出手段４を構成するリニアスケール２９は、スケールプレート２８に一方の端部のみを接着剤等によって固着されるが、他方の端部は例えば保持ばね３２を介して長手方向不拘束状態に固定されているため、両者の構成材料の相違によるいわゆるバイメタル効果に起因する反り等の変形が防止され、磁気センサ３０とリニアスケール２９との間隙を極めて小にすることができ、検出精度を向上させ得る。
【００４８】
上記の発明の実施の形態においては、ヨーク８の内面にのみ永久磁石１０を固着した例について記述したが、対向する他のヨーク９の内面にも永久磁石１０を固着した構成としてもよい。またリニアスケール２９はスケールプレート２８を介することなくベース１１若しくは支持枠１７に直接固定してもよい。なおリニアスケール２９の一方の端を固着する手段としては、接着剤以外の機械的固着手段を使用することができる。更にシャフト２の先端に固着する測定子１としては、鋼球以外のものでもよく、また形状として球形以外の曲率半径が小なる曲面を有するものとすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は以上記述のような構成および作用であるから、小型、軽量かつ低コストとすることができると共に、例えば測定子のストロークが１００ｍｍのような大寸法の測定においても、繰り返し精度±１μｍ、絶対精度±５μｍのような高精度が得られる。また測定子の駆動を停止しても、質量調整部材によって測定子を所定の位置に確実に保持することができるため、測定方向の如何に拘らず寸法測定ができるという効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は左側面、（ｂ）は一部省略正面を示す。
【図２】図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における要部構成部材を示す分解斜視図である。
【図４】図３における軸受部材２１を示す説明図であり、（ａ）は左側面、（ｂ）は要部縦断面、（ｃ）は右側面を示す。
【図５】図３における保持ばね３２を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は側面を示す。
【図６】図３における質量調整部材２２を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は底面、（ｃ）は（ａ）におけるＢ矢視を示す。
【図７】図６における支持部材５８その他を示す説明図であり、（ａ）は平面、（ｂ）は正面を示す。
【図８】本発明の実施の形態における測定子の位置と摺動抵抗との関係を示す図である。
【図９】従来のものにおける測定子の位置と摺動抵抗との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例における測定状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施例における測定状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３実施例における測定状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１測定子
２シャフト
４検出手段
６固定子
７可動子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an apparatus for measuring a dimension by forming a shaft having a measuring element formed on a curved surface with a small radius of curvature, for example, on a measuring surface of an object to be measured so that the shaft can be moved forward and backward. It is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device for measuring a dimension (length, thickness, surface shape, etc.) by bringing a probe into contact with an object to be measured, a compression coil spring has been provided in a detection mechanism for detecting the displacement of the probe. A configuration is used in which a measuring element is pressed against an object to be measured. However, in the apparatus having such a configuration, since the measuring element is pressed against the object to be measured by the elastic force of the compression coil spring, the measurement pressure increases as the displacement of the compression coil spring increases. For this reason, a measurement error is likely to occur when the object to be measured is easily deformed. On the other hand, if the spring constant of the compression coil spring is made small in order to reduce the measurement pressure, the measuring element may not contact the object to be measured faithfully, resulting in a measurement error.
[0003]
Further, in the spring type as described above, since the measuring force (pressing force) cannot be easily adjusted because the spring constant is constant, the moving direction of the probe is the direction along gravity. There is a problem that the measuring force changes due to the weight of the measuring element and / or the moving means.
[0004]
In order to solve the drawbacks of the spring type as described above, there has been proposed a dimension measuring apparatus of a type in which the measuring element is linearly moved through the driving means. For example, a ball screw is rotated by a motor to move the measuring element linearly, a voice coil motor is used to press the measuring element against the object to be measured, or a supporting member of the measuring element is linearly driven by compressed air Such a configuration has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the apparatus using the means for linearly driving the probe has the following problems. First, in the case of using a ball screw, since there is a gap between the ball screw constituent members, the measuring element is shaken, high-precision measurement cannot be performed, and the moving speed of the measuring element is slow. There is a problem that the measurement time becomes long.
[0006]
Next, in the case of using a voice coil motor as a linear drive means of the probe, the stroke of the mover (coil) cannot be formed long (20 to 30 mm is a limit), and therefore the stroke of the probe is naturally There is a disadvantage that the measurement range is narrow and the measurement range is narrow. On the other hand, in order to lengthen the stroke, it is necessary to lengthen the magnetic circuit portion including the yoke and the permanent magnet, and there is a problem that the entire apparatus becomes large.
[0007]
Also, in the case of linear drive with compressed air, it is difficult to strictly control the moving distance of the probe, so that not only high-precision measurement is possible, but also control of measurement pressure is difficult. There is.
[0008]
Further, in the above conventional dimension measuring apparatus, when the moving direction of the measuring element approaches the direction along the gravity, that is, the vertical direction, the measuring pressure fluctuates because the weight of the measuring element and / or the driving means is added to the measuring pressure. In addition, the measuring element may not be held at a predetermined position, and there is a problem that the function as a dimension measuring device is low and difficult to use.
[0009]
The present invention provides a dimension measuring device that solves the problems existing in the above-described conventional technology, is small and lightweight, can perform high-accuracy measurement, and can reliably hold a probe in a predetermined position. Let it be an issue.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a cylindrical shaft having a measuring element in contact with the object to be measured at the tip, and the shaft can be advanced and retracted in the axial direction with respect to the object to be measured. In a dimension measuring apparatus having a moving means for moving and a detecting means for detecting a moving position of the measuring element, and the moving means and the detecting means are housed inside the case,
The moving means is fixed to a pair of opposing yokes and at least one inner surface of the yoke, and a plurality of permanent members are formed so that N poles and S poles appear alternately along the longitudinal direction. A stator having a magnet, a mover including a multiphase coil and formed so that the multiphase coil moves along the surface of the permanent magnet, and a mover made of a magnetic material so as to support the mover. A holding member that is formed and guided to move in the same direction as the mover, and a mass adjustment member that is connected to the holding member and fixed to a member that is movable in the direction opposite to the moving direction of the mover . Configure
A linear scale fixed to the stator and formed so that N poles and S poles appear alternately along the moving direction of the mover, and a magnetic pole of the linear scale provided on the holding member. constituted by a magnetic sensor for detecting a pre-Symbol mass adjusting member, via a respective roller engaged with the two guide shafts disposed in parallel to the shaft,
The DUT side of the front Symbol stator, and a bearing member formed so as to press supported via a plurality of rollers rotatably provided to the outer peripheral surface of the shaft an annular support shaft, that Adopted technical means.
[0011]
In the present invention, one end of the linear scale can be fixed in an unconstrained state in the longitudinal direction.
In the above invention, the mass adjusting member is formed on a base plate made of a copper alloy by fixing at least two balance weights made of copper alloy, lead, heavy metal, etc., and is rotatably supported on the base plate. The two rollers are engaged with one of the guide shafts, and the one roller rotatably supported by the base plate is engaged with the other of the guide shafts . A member that can move in the direction opposite to the moving direction of the mover is formed by rotatably supporting the wire, and the base plate can be fixed to an endless wire.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention, in which (a) shows a left side, and (b) shows a partially omitted front. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the main constituent members in the embodiment of the present invention.
[0014]
1 to 3, reference numeral 1 denotes a measuring element, which is made of, for example, a steel ball, is fixed to the tip of a shaft 2 formed in a columnar shape, and comes into contact with an object to be measured (not shown). Next, reference numeral 3 denotes a linear motor as a moving means, which is configured to be able to move the shaft 2 so as to advance and retreat in the axial direction with respect to the object to be measured. Reference numeral 4 denotes a detection means which is provided in parallel with the linear motor 3 in the longitudinal direction and detects the moving position of the probe 1. The linear motor 3 and the detection means 4 are configured as described later, and are accommodated in a case 5 formed in a hollow rectangular tube shape by a magnetic material such as an iron plate, for example.
[0015]
Next, the linear motor 3 includes a stator 6 and a mover 7. First, the stator 6 includes, for example, yokes 8 and 9 that are formed of, for example, a belt-shaped iron plate and are disposed to face each other with a predetermined interval therebetween, and a plurality of permanent magnets 10 that are fixed to opposed inner surfaces of the yoke 8. . The yokes 8 and 9 are fixed to the base 11 at both ends in the longitudinal direction through, for example, set screws (not shown).
[0016]
The permanent magnet 10 is formed, for example, in the shape of a square plate, is magnetized in the thickness direction, and is arranged so that N poles and S poles appear alternately along the longitudinal direction of the yoke 8. According to the structure of such a magnetic circuit, there is no center yoke, the magnetic flux forms a plurality of closed loops in the magnetic gap, and the magnetic flux does not concentrate on a part of the magnetic path. There is an advantage that a uniform magnetic flux density can be obtained throughout.
[0017]
Although a known permanent magnet can be used as the permanent magnet 10, it is preferable to use a rare earth magnet to reduce the size and weight of the apparatus, and in particular, an R—Fe—B magnet (R is Pr, Nd, etc.). It is more preferable to use one or more rare earth elements contained. The specific composition and production method of the R-Fe-B magnet may be those described in, for example, Japanese Patent Publication No. 61-34242. However, the composition and production have a maximum energy product of 35 MGOe or more. It is desirable to select a method.
[0018]
Next, the mover 7 has a multiphase coil 14 composed of a plurality of flat coils 13 fixed on a coil substrate 12, and this multiphase coil 14 is a drive circuit (not shown) for supplying a sinusoidal current. )It is connected to the. In this case, when the number of phases of the coil is n, the coil is wound in a plane orthogonal to the paper surface in FIG. 2 with a width of 1 / n of the magnetic pole pitch of the permanent magnet 10 (interval between adjacent N and S poles). The n number of flat coils 13 are shifted by the coil width and arranged so that the central portions of the flat coils 13 do not overlap each other, whereby the multiphase coil 14 is formed. Since the power factor decreases as the number of phases of the coil increases, it is desirable to use a two-phase or three-phase coil in order to prevent an increase in input current. For example, when a three-phase coil is used, all the phases may be connected in series, and the Y-connection may be provided between the phases.
[0019]
Next, in order to select a coil to be energized and to switch the direction of the current to the coil substrate 12 of the mover 7, n pieces (n is the number of phases of the coil) where the magnetic pole positions of the permanent magnet 10 are to be detected. For example, a position detecting element 15 such as a Hall element is provided, and is connected to the drive circuit via a control circuit (not shown) having the same configuration as that used in, for example, a synchronous AC servomotor. . 2 and 3 show only one position detecting element 15 provided. Each position detecting element 15 has a coil pitch of 1 along the magnetic pole arrangement direction in theory. It is fixed to the coil substrate 12 with a spacing of / n.
[0020]
A holding member 16 made of a ferromagnetic material such as a steel material is fixed below the coil substrate 12 constituting the mover 7, and the holding member 16 is placed on a support frame 17 constituting the base 11. It is provided on a linear guide 19 that slides along the fixed rail 18. The rear end of the shaft 2 is fixed to the holding member 16, and the shaft 2 is slidably supported by a bearing member 21 provided in the bearing portion 20 at the end of the base 11 and configured as described later. ing.
[0021]
Next, 22 is a mass adjusting member, which is formed as described later, and is interposed through two guide shafts 23 provided in the support frame 17 so as to be movable in the longitudinal direction. A wire 24 is wound around a guide roller 25 provided on the support frame 17, and an intermediate portion thereof is fixed to the mass adjusting member 22, and both end portions are connected to an arm 26 connected to the holding member 16. Connected. Accordingly, when the mover 7 moves in a predetermined direction, the mass adjusting member 22 moves in the direction opposite to the move direction of the mover due to the rotation of the wire 24, so that the moving direction of the measuring element 1 is close to the vertical direction. Even so, the probe 1 can be held stationary at a predetermined position.
[0022]
The detecting means 4 is provided on the support frame 17 constituting the base 11 via the scale plate 28 and on the holding member 16 constituting the movable element 7 in close proximity to the linear scale 29. And the magnetic sensor 30. The linear scale 29 is formed, for example, in the shape of a strip of an anisotropic ferrite magnet material, and has an N pole and an S pole on its surface along the longitudinal direction thereof, that is, the moving direction of the mover 7, for example, several μm. It is magnetized so as to appear at a very small interval. The magnetic sensor 30 is formed at the front end of the FPC 31 supported on the bottom surface of the holding member 16 via appropriate coupling means.
[0023]
The scale plate 28 is formed of, for example, a steel material and is fixed on the support frame 17 with a set screw or the like. One end of the linear scale 29 is fixed to the scale plate 28 with an adhesive, for example, but the other end is brought into an unconstrained state in the longitudinal direction through a holding spring 32 formed as described later, for example. Fix it. With such a configuration, it is possible to absorb a difference in thermal expansion due to a difference in constituent materials between the scale plate 28 and the linear scale 29.
[0024]
As the magnetic sensor 30, a magnetoresistive element (MR element) is used to obtain, for example, a two-phase encoder signal from the detecting means 4. This MR element utilizes the property that its electric resistance changes when a magnetic field is applied, and can be produced using, for example, a Ni—Fe or Ni—Co ferromagnetic material. Since the holding member 16 made of a ferromagnetic material is interposed between the magnetic sensor 30 and the magnetic circuit part (stator 6) constituting the linear motor 3, the magnetic sensor 30 can be used as the magnetic flux of the permanent magnet 10. Can be shielded magnetically.
[0025]
4A and 4B are explanatory views showing the bearing member 21 in FIG. 3, wherein FIG. 4A shows the left side, FIG. 4B shows the longitudinal section of the main part, and FIG. 4C shows the right side. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a main body, which is formed in a hollow cylindrical shape by, for example, a steel material or an aluminum alloy, and is provided with, for example, three slits 42 in parallel with the axis. The main body 41 is formed so as to be coaxially fitted in the bearing portion 20 shown in FIG. Next, reference numeral 43 denotes a support shaft, for example, a spring steel having a circular cross-sectional shape and a C-shaped annular shape as a whole. For example, three rollers 44 are rotatably mounted on the support shaft 43. Let
[0026]
The roller 44 is accommodated in a slit 42 provided in the main body 41, and the outer peripheral surface of the roller 44 is in contact with the outer peripheral surface of the shaft 2 so as to support the shaft 2 so as to be movable in the axial direction. Reference numeral 45 denotes a set screw which is screwed into the main body 41 and is provided so that its tip end abuts in the vicinity of the outer peripheral surface of the support shaft 43. 46 is a screw hole for coaxially fitting the bearing member 21 into the bearing portion 20 shown in FIG.
[0027]
With the above configuration, the support shaft 43 can be fixed at a predetermined position by screwing the set screw 45 to the main body 41, and the diameter of the support shaft 43 can be adjusted to ensure that the roller 44 is securely connected to the shaft 2. The shaft 2 can be held coaxially with the main body 41.
[0028]
5A and 5B are explanatory views showing the holding spring 32 in FIG. 3, wherein FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a side view. In FIG. 5, the holding spring 32 is formed of a plate material made of, for example, spring phosphor bronze (C5210), with a U-shaped holding portion 47 provided at the tip. Reference numeral 48 denotes a mounting hole. The internal dimensions of the holding portion 47 are formed substantially the same as the width dimension of the linear scale 29 shown in FIGS.
[0029]
With the above configuration, when the holding spring 32 is attached to the scale plate 28 as shown in FIG. 3, the holding portion 47 can fix the end portion of the linear scale 29 in an unconstrained state in the longitudinal direction.
[0030]
6A and 6B are explanatory views showing the mass adjusting member 22 in FIG. 3, wherein FIG. 6A shows a plane, FIG. 6B shows a bottom surface, and FIG. 6C shows a B arrow view in FIG. In FIG. 6, reference numeral 51 denotes a base plate, which is formed into a pseudo trapezoid shape by a plate material made of, for example, a copper alloy. Next, 52 to 54 are balance weights, respectively, which are formed into a plate shape using a copper alloy, lead and heavy metal, and are fixed to the upper surface of the base plate 51 via an adhesive, for example. As the heavy metal forming the balance weight 54, a metal having a specific gravity of 5.0 or more (particularly 10 or more) such as osmium, iridium, platinum, tungsten, gold or the like (a tungsten alloy is preferable from the viewpoint of price) can be used.
[0031]
Next, reference numeral 55 denotes a roller, which is rotatably provided on the long side of the base plate 51 via a pin 56. A roller 57 formed as will be described later is provided on the short side of the base plate 51 so as to be position-adjustable and rotatable. 58 is a support member, 59 is a pin, 60 is a mounting screw, 61 is a through hole, and 62 is a groove.
[0032]
7A and 7B are explanatory views showing the support member 58 and others in FIG. 6, wherein FIG. 7A is a plan view, FIG. 7B is a front view, and the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 7, the support member 58 is formed in a substantially L shape by, for example, a copper alloy, and is formed so as to rotatably support the roller 57 via a pin 59. 63 is a mounting hole.
[0033]
As shown in FIG. 6, the support member 58 having the above configuration is attached to the base plate with the mounting screw 60 with the roller 57 facing the base plate 51 from the through hole 61. Then, the mass adjusting member 22 is interposed by engaging the rollers 55 and 57 in FIG. 6 with the two guide shafts 23 shown in FIG. In this case, the engagement state between the rollers 55 and 57 and the guide shaft 23 can be adjusted by slightly swinging the support member 58 outward and fixing.
[0034]
With the above configuration, after assembling as shown in FIG. 2, the sine wave drive current is selectively supplied to the plurality of flat coils 13 and the direction of the current is switched, whereby the mover 7, the shaft 2 and the measurement are performed. The child 1 (see FIG. 1) can be linearly moved in the direction orthogonal to the paper surface. That is, since the winding direction of the flat coil 13 is orthogonal to the magnetic flux of the permanent magnet 10, thrust is applied to the mover 7 in the direction from the front to the back of the paper or from the back to the front based on Fleming's left-hand rule. Thus, the probe 1 can be moved linearly.
[0035]
8 and 9 are diagrams showing the relationship between the position of the probe and the sliding resistance in the embodiment of the present invention and the conventional one, respectively. In this case, as a conventional one, a shaft having a probe at the tip is formed by a ball spline or linear bush structure in which a large number of steel balls are interposed between the outer surface of the shaft and the inner surface of the bearing member. It was supposed to be supported. The sliding resistance was measured by pushing the shaft in the axial direction with a load transducer.
[0036]
As is apparent from FIG. 8, in the embodiment of the present invention, a bearing having a structure in which the shaft 2 provided with the measuring element 1 at its tip is securely held by a plurality of rollers 44 as shown in FIG. By adopting a structure that is supported by the member 21, it is possible to suppress variation and variation in sliding resistance within a very small range. On the other hand, as shown in FIG. 9, in the conventional one, the fluctuation and variation of the sliding resistance are large, and it can be seen that the linear movement state of the shaft is extremely unstable. Particularly, since the peak value of the sliding resistance frequently appears locally depending on the position of the probe, it is shown that the operability as a dimension measuring device is low.
[0037]
Next, measurement examples of dimensions and surface conditions of the object to be measured in the embodiment of the present invention will be described.
[0038]
【Example】
Example 1
FIG. 10 is an explanatory view showing a measurement state in the first embodiment of the present invention, where the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 10, S is a base on which a workpiece W is placed, and the dimension measuring apparatus M having the above configuration is held above the workpiece W in an upright state. In order to measure the height dimension h or level difference of the workpiece W in this state, the probe 1 is moved to the base S and the upper surface of the workpiece W via the shaft 2, and the movement amounts L ₀ and L ₁ are measured. And the difference (L ₀ −L ₁ ) between them is calculated, the height dimension h can be obtained.
[0039]
The movement amounts L ₀ and L _{1 in} this case are detected by the magnetic sensor 30 on the linear scale 29 in FIGS. When measuring a plurality of workpieces W, if the dimension measuring device M is fixed at a predetermined position, the moving amount L ₀ becomes constant, and there is no need to move the probe 1 to the base S each time. .
[0040]
(Example 2)
FIG. 11 is an explanatory view showing a measurement state in the second embodiment of the present invention, where the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 11, first, the shaft 2 is moved downward to bring the probe 1 into contact with the surface of the object W to be measured, and then the dimension measuring device M is moved in the horizontal direction so that the probe 1 is moved to the object W to be measured. The shape of the surface of the workpiece W can be measured by moving it following the surface.
[0041]
Example 3
FIG. 12 is an explanatory view showing a measurement state in the third embodiment of the present invention, where the same parts are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. In FIG. 12, S ₁ is a reference gauge, and is formed with a height dimension h ₀ on the substrate S. First, the probe 1 is brought into contact with the upper surface of the reference gauge S ₁ , and the origin of the magnetic sensor 30 (see FIGS. 2 and 3) is set at a specific position of the linear scale 29 by an electric signal processing circuit (not shown). Form.
[0042]
Next, the measuring element 1 is brought into contact with the object W to be measured, and the moving amount (h ₀ -h ₁ ) of the measuring _element ₁ from the origin is measured, whereby the height dimension h ₁ of the object W to be measured is determined. Can be measured. Note the formation of the origin, without by reference gauge S _1, it may be formed as an absolute position on the linear scale 29.
[0043]
As described above, according to the present invention, since the measuring element 1 is moved by a multi-pole multi-phase linear motor, even if the volume of the motor unit as the driving means is the same as that of the voice coil motor, A stroke of 3 times or more can be obtained. That is, for example, by replacing a voice coil motor having a stroke of 30 mm with a linear motor having the same volume, the stroke becomes 100 mm or more. Accordingly, a constant measurement pressure can be obtained at any position where the probe 1 is moved, and the dimensions thereof can be accurately measured without being affected by the properties of the workpiece W.
[0044]
Next, since the mass adjusting member 22 is connected to the movable element 3 for driving the measuring element 1 and is configured to be movable relative to the movable element 3, the moving direction of the measuring element 1 is vertical. The mover 3 is held at a predetermined position. Accordingly, even when energization of the movable element 3 is stopped, the measuring element 1 can be reliably held at a predetermined position.
[0045]
The magnetic sensor 30 for detecting the moving position of the mover 3 is protected by the holding member 16 made of a magnetic material so as not to generate noise due to leakage magnetic flux from the magnetic circuit of the linear motor. Can be measured.
[0046]
Furthermore, since the yokes 8 and 9 constituting the linear motor are integrated with the base 11, the rigidity of the apparatus can be increased, and the constituent members are housed in the case 5 made of a magnetic material. The leakage magnetic flux to and from the outside can be shielded, and the degree of freedom in using the device can be increased.
[0047]
The linear scale 29 constituting the detecting means 4 is fixed to the scale plate 28 only at one end with an adhesive or the like, but the other end is fixed in a longitudinally unconstrained state via a holding spring 32, for example. Therefore, deformation such as warpage due to the so-called bimetal effect due to the difference in the constituent materials of the two can be prevented, the gap between the magnetic sensor 30 and the linear scale 29 can be made extremely small, and detection accuracy can be improved. obtain.
[0048]
In the above-described embodiment of the present invention, the example in which the permanent magnet 10 is fixed only to the inner surface of the yoke 8 has been described. However, the permanent magnet 10 may be fixed to the inner surface of another opposing yoke 9. The linear scale 29 may be directly fixed to the base 11 or the support frame 17 without using the scale plate 28. As a means for fixing one end of the linear scale 29, a mechanical fixing means other than an adhesive can be used. Further, the measuring element 1 fixed to the tip of the shaft 2 may be other than a steel ball, and may have a curved surface having a small radius of curvature other than a spherical shape.
[0049]
【The invention's effect】
Since the present invention has the configuration and operation as described above, it can be made small, light, and low in cost, and, for example, in measurement of a large dimension such as a stroke of a measuring element of 100 mm, repeatability is ± 1 μm, High accuracy such as absolute accuracy of ± 5 μm can be obtained. Even if the driving of the measuring element is stopped, the measuring element can be reliably held at a predetermined position by the mass adjusting member, so that it is possible to obtain an effect that the dimension measurement can be performed regardless of the measuring direction.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, where (a) shows a left side surface and (b) shows a partially omitted front surface.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the main components constituting the embodiment of the present invention.
4A and 4B are explanatory views showing the bearing member 21 in FIG. 3, wherein FIG. 4A shows the left side surface, FIG. 4B shows the longitudinal section of the main part, and FIG. 4C shows the right side surface.
5A and 5B are explanatory views showing the holding spring 32 in FIG. 3, wherein FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a side view.
6A and 6B are explanatory views showing the mass adjusting member 22 in FIG. 3, in which FIG. 6A is a plan view, FIG. 6B is a bottom surface, and FIG.
7A and 7B are explanatory views showing the support member 58 and others in FIG. 6, wherein FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a front view.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the position of the probe and the sliding resistance in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the position of a measuring element and sliding resistance in a conventional device.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a measurement state in the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a measurement state in the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a measurement state in the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Measuring element 2 Shaft 4 Detection means 6 Stator 7 Movable element

Claims

被測定物と接触する測定子を先端に備えてなる円柱状のシャフトと、このシャフトを前記被測定物に対して軸線方向に進退可能に移動させる移動手段と、前記測定子の移動位置を検出する検出手段とを有し、移動手段と検出手段とがケースの内部に収容された寸法測定装置において、
移動手段を、対向して配設された一対のヨークと少なくとも一方のヨークの対向内面に固着されかつ長手方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように形成された複数個の永久磁石とを有する固定子と、多相コイルを備えかつこの多相コイルが前記永久磁石の表面に沿って移動するように形成された可動子と、磁性材料からなり前記可動子を支持するように形成されかつ可動子と同方向に移動するように案内される保持部材と、前記保持部材に接続されかつ前記可動子の移動方向と逆方向に移動可能な部材に固着された質量調整部材とによって構成し、
検出手段を、前記固定子に固定されかつ前記可動子の移動方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように形成されたリニアスケールと、前記保持部材に設けられ前記リニアスケールの磁極を検出する磁気センサとによって構成し、前記質量調整部材を、前記シャフトと平行に配置された２本のガイドシャフトに夫々ローラを介して係合させ、
前記固定子の被測定物側に、前記シャフトの外周面を円環状の支持軸に回転可能に設けられた複数個のローラを介して押圧支持するように形成された軸受部材を設けたことを特徴とする寸法測定装置。A cylindrical shaft having a probe in contact with the object to be measured at the tip, a moving means for moving the shaft to be movable in the axial direction relative to the object to be measured, and a movement position of the probe In the dimension measuring device having the detecting means for moving the moving means and the detecting means accommodated in the case,
The moving means is fixed to a pair of opposing yokes and at least one inner surface of the yoke, and a plurality of permanent members are formed so that N poles and S poles appear alternately along the longitudinal direction. A stator having a magnet, a mover including a multiphase coil and formed so that the multiphase coil moves along the surface of the permanent magnet, and a mover made of a magnetic material so as to support the mover. A holding member that is formed and guided to move in the same direction as the mover, and a mass adjustment member that is connected to the holding member and fixed to a member that is movable in the direction opposite to the moving direction of the mover . Configure
A linear scale fixed to the stator and formed so that N poles and S poles appear alternately along the moving direction of the mover, and a magnetic pole of the linear scale provided on the holding member. constituted by a magnetic sensor for detecting a pre-Symbol mass adjusting member, via a respective roller engaged with the two guide shafts disposed in parallel to the shaft,
The DUT side of the front Symbol stator that, provided a bearing member formed so as to press supported via a plurality of rollers rotatably provided to the outer peripheral surface an annular supporting shaft of the shaft A dimension measuring device characterized by.

リニアスケールの一端を長手方向不拘束状態に固定したことを特徴とする請求項１記載の寸法測定装置。 2. The dimension measuring apparatus according to claim 1, wherein one end of the linear scale is fixed in an unconstrained state in the longitudinal direction.

質量調整部材を、銅合金からなるベース板上に、銅合金、鉛および重金属等からなる少なくとも２種のバランスウエイトを固着して形成し、前記ベース板に回転可能に支持された２個のローラを前記ガイドシャフトの一方に係合させ、前記ベース板に回転可能に支持された１個のローラを前記ガイドシャフトの他方に係合させると共に、前記ケース内に無端状のワイヤを回動自在に支持することにより前記可動子の移動方向と逆方向に移動可能な部材を形成し、無端状のワイヤに前記ベース板を固着したことを特徴とする請求項１若しくは２記載の寸法測定装置。The mass adjusting member is formed by fixing at least two kinds of balance weights made of a copper alloy, lead, heavy metal, etc. on a base plate made of a copper alloy, and two rollers rotatably supported by the base plate Is engaged with one of the guide shafts, one roller rotatably supported by the base plate is engaged with the other of the guide shafts, and an endless wire is rotatable in the case. a movable member in a direction opposite to the movement direction of the mover is formed by supporting, it has solid wearing the base plate to an endless wire dimension measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein .