JP7165064B2 - リニアゲージ - Google Patents
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Description
よって、エア軸受けによってシャフトを非接触で支持しつつ上下方向に直動させて被測定物の上面高さを測定するリニアゲージにおいては、エア軸受けのエア排気を可能にするとともに、シャフトの側面に研削屑が固着してシャフトが上下動できなくなることがないようにするという課題がある。
リニアゲージ4は、固定板490とZ軸方向において対向して固定板490と平行な平板状の支持板480を有している。シャフト40は、図2に示すように、支持板480の円形穴480aを貫通しており、シャフト40の下端側及びシャフト40の下端側に連結された測定子400は、支持板480の下面から下方に突出している。
なお、シャフト40の形状は、円柱状に限られず、回転しない形状、すなわち円柱でない形状によって構成してもよい。したがって、多角柱でもよいし、楕円柱でもよい。また、一面のみが平らな面に形成され、他の面が曲面に形成された柱状でもよい。これに対応し、ケーシング41の支持面41aも、シャフト40の形状に合わせて形成されていればよい。そして、この場合には、回転規制手段50をリニアゲージ4が備えない構成となっていてもよい。
枠体410は、シャフト40の側面40aから均等な隙間を設けて離間して側面40aを囲繞する支持面41aと、シャフト40の側面40aを囲繞しシャフト40の側面40aを支持するエアを隙間に対して支持面41aから噴出させる複数のエア噴出口42と、コンプレッサー等からなるエア供給源60に接続されたエア流入口410cと、エア流入口410cと各エア噴出口42とを連通させる流路410dとを備えている。
貫通孔441bと支持板480の円形穴480aとケーシング41の円形状の収容孔41dとは中心が略合致しており、本実施形態においては例えばその直径が同径となっている。
例えば、水供給ノズル441の側面には水供給口441dが形成されており、該水供給口441dは、水供給ノズル441内部において水噴出口441cに連通している。水噴出口441cは、図2、3に示す例においては、水供給ノズル441の下端側に向けて縮径する筒状に形成されており水供給口441dから水噴出口441cに移動した水が水供給ノズル441の中央に向く流れとなりつつ下降するようになっているが、これに限定されるものではない。
図2、3において、被測定物Wは、図示しない研削装置のチャックテーブル10(図3には不図示)に吸引保持されており、研削水が供給されつつ回転する研削砥石によって薄化されている。即ち、被測定物Wは、チャックテーブル10の図示しない吸引源に連通しポーラス部材等からなる保持面10aに表面Waを上側に向けて吸引保持されており、チャックテーブル10の回転に伴ってZ軸方向の軸心周りに回転している。
直動駆動手段20が、シャフト40を被測定物Wに接近する-Z方向に下降させる。具体的には、図2に示すエア供給源60がエア流入口203aに所定量のエアを流入させてシリンダチューブ201内にエアを供給することにより、規制された速度でシリンダチューブ201の内部においてピストン200を下方向(-Z方向)に移動させる。これにより、固定板490及びシャフト40の自重による下降速度を制限しながら測定子400の下端400cが被測定物Wの表面Waに接触するまでシャフト40を下降させる。このように、直動駆動手段20が固定板490及びシャフト40の下降速度を制限することにより、測定子400の下端400cが被測定物Wに接触する時の衝撃を小さくすることができる。
その後、エア供給源60からエア流入口203aに流入させるエアの供給量を調整し、シャフト40が被測定物Wの厚みの変化、換言すれば被測定物Wの表面Waの変位に応じて自由に軸方向に動くことができるものとし、読み取り部251が変化する目盛り250aを順次読み取っていくことで、リニアゲージ4によって被測定物Wの表面Waの変位を順次測定していくことができる。
該エアは、水供給ノズル441内においてもシャフト40の側面40aに沿って貫通孔441b内を下降していき、環状の排気口43から被測定物Wに向かって排気される。
水膜形成手段45は、シャフト40を囲繞する環状管450と、環状管450の一方の位置450a(図4においては+X方向側の位置)から水を供給する供給部451と、環状管450の中心を基準として一方の位置450aに対称的な他方の位置450b(図4においては-X方向側の位置)で供給部451の反対側に形成され被測定物Wに向かって水を噴出する水噴出口452と、を備える。本実施形態においては、水膜形成手段45の上記各構成要素は、例えば、支持板480の下面に取り付けられた略円柱状の柱体459内に配設されている。
水噴出口452は、環状管450の他方の位置450bから柱体459の中心側に例えば直線状に延びており、排気口43に連通している。
該エアは、柱体459内においてもシャフト40の側面40aに沿って貫通孔459b内を下降していき、排気口43から被測定物Wに向かって排気される。
4:リニアゲージ
40:シャフト 40a:シャフトの側面 400:測定子 400c:測定子の下端
41:ケーシング 410:枠体 41d:収容孔 41a:支持面 410c:エア流入口 410d:流路
42:エア噴出口
43:排気口
44:水膜形成手段
441:水供給ノズル 441a:ネジ部 441b:貫通孔 441c:水噴出口 441d:水供給口
46:水供給源 460:水供給パイプ
490:固定板 491:固定ナット
480:支持板 480a:円形穴
50:回転規制手段 501:第1の磁石 502:第2の磁石 503:ガイド棒
60:エア供給源 600:エア供給管 603:ソレノイドバルブ
20:直動駆動手段 200:ピストン 201:シリンダチューブ 202:ピストンロッド 203a、203b:エア流入口 204a、204b:エア流路
25:高さ位置読み取り手段 250:スケール 250a:目盛り 251:読み取り部 252:支持柱
11:支持台 10:チャックテーブル 10a:保持面
45:水膜形成手段 450:環状管 451:供給部 452:水噴出口 459:柱体
Claims (3)
- 被測定物の表面変位を測定するリニアゲージであって、
被測定物の表面に接触させる測定子を先端に備えたシャフトと、
該シャフトの側面を囲繞して支持する支持面を有するケーシングと、
該支持面に配設され該シャフトの側面と該支持面との間にエアを介在させるエア噴出口と、
該ケーシングの下に配設され該シャフトの側面を囲繞するリング状に形成され該エア噴出口から噴出したエアを該シャフトの側面に沿って被測定物に向かって排気させる排気口と、
該排気口を囲繞し該シャフトの側面に水膜を形成する水膜形成手段と、を備え、
該排気口からエアの排気を可能にすると共に、該水膜形成手段により形成される水膜によって該シャフト及び該測定子に付着物が付着しないように保護するリニアゲージ。 - 前記水膜形成手段は、前記排気口を囲繞する環状の水噴出口を備える水供給ノズルを備えた請求項1記載のリニアゲージ。
- 前記水膜形成手段は、
前記シャフトを囲繞する環状管と、
該環状管の一方の位置から該環状管に水を供給する供給部と、
該環状管の中心を基準として該一方の位置に対称的な他方の位置で被測定物に向かって水を噴出する水噴出口と、を備え、
該供給部から該環状管に供給された水が該環状管を流れることで発生する該シャフトの軸心を軸とする周方向の力が該水噴出口で水が合流した際に残存することで、水が該シャフトの側面を覆い該被測定物に向かって流れ前記水膜を形成する請求項1記載のリニアゲージ。
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