JPS6314883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸線に
対し、その各軸線方向に測定子が変位可能にさ
れ、この測定子の移動変位から被測定物の形状等
を計測する三次元測定機に関する。

従来、測定子を被測定物の表面に当接させ、測
定子の移動変位から被測定物の形状等を測定する
三次元測定機が周知であり、このような測定機は
高い精度で測定できることからあらゆる産業分野
で利用されている。

このような従来の三次元測定機には種々の型式
のものがあるが、測定子を支持する支柱そのもの
が一方向、例えばＹ軸線方向に移動可能にされて
いる構造にあつては、支柱が基台を跨ぐように門
形に構成されているのが一般である。この場合、
従来は、調整箇所がない堅牢な構造が高精度を確
保できるという考え方にとらわれていたため、門
型の支柱を溶接等により一体固定的に構成し、こ
の支柱の横桁上に案内レールを同じく溶接等によ
り固定し、この案内レールに沿つてスライダを前
記支柱の移動方向と直交する方向、例えばＸ軸線
方向に移動可能に支持されるようになつている。

しかし、このような従来構造にあつては、各部
が固定的に設けられ、かつ、位置的基準となる基
台（定盤）に対して順次精度を出しながら積上げ
て行く方式であるため、加工及び組立てがむずか
しく、製造コストを上昇させるという欠点があ
る。

本発明の目的は、支柱が移動する型式であつて
組立て、調整が容易、かつ安価な三次元測定機を
提供するにある。

本発明は、基台のＸ軸線方向の両側にＹ軸線方
向に延在するＹ軸線方向案内部を並設するととも
に、これら案内部に沿つてそれぞれ支柱を移動可
能に立設し、これらの両支柱のいずれか一方の支
柱を当該支柱が案内される案内部に対しＸ軸線方
向及びＺ軸線方向に変位不可能に係合させ、か
つ、これらの両支柱の上部間にはスライダをＸ軸
線方向に移動可能に支持する両支柱に対して着脱
可能とされたスライダ案内レールを渡設するとと
もに、スライダにはＺ軸線方向に移動可能に測定
子を設け、この測定子の下端の最上限移動位置よ
りも上方かつスライダ案内レールの下方において
前記両支柱間に当該両支柱間のＸ軸線方向間隔を
所定寸法に設定するための横部材を固定し、これ
により両支柱間の寸法出し機能とスライダ案内機
能とを従来の一体構造のものと異なり別個の部材
すなわち横部材とスライダ案内部材とに分離して
スライダ案内部材の調整を可能にし、さらに、支
柱は両側のＹ軸線方向案内部の一方のみを基準と
することによつて他方の案内部との係合は自由と
して組立ての容易化を図り、かつ、この自由にし
たことによる係合はずれの防止を前記寸法出し用
の横部材により行なえるようにし、前記目的を達
成しようとするものである。

以下、本発明を三次元測定機に適用した一実施
例を図面に基づいて説明する。

第１図の全体構造図において、略直方体に形成
された石定盤からなる基台２１は、複数の被測定
物取付用ねじ穴２２をその上面に有するととも
に、長手方向に直交する前後の端面に断面Ｌ字形
の把手２３をそれぞれ有している。この基台２１
の左右の両側面にはＹ軸線方向案内部を構成する
２本の案内レール３１，３２が取付けられてい
る。これらの案内レール３１，３２は、基台２１
の長手方向（Ｙ軸線方向）長さより長く形成され
るとともに（第２図参照）、基台２１の上面より
下方であつてこの上面に平行かつ基台２１の側面
から突出して設けられている。この際、案内レー
ル３１，３２が基台２１の上面より下方であると
いうことは、案内レール３１，３２の上面が基台
２１の上面と同一以下の位置にあるという意味で
ある。また、両案内レール３１，３２は、円柱の
両側を平行に削り落して長手方向に直交する断面
形状が円弧部分及び直線部分からなる略小判形と
なるようにされ（第４図参照）、さらに、一方す
なわち第１図中手前の案内レール３１の外側面に
は後に詳述するように長尺のスケール３３が貼付
されている。

前記両側の案内レール３１，３２には角柱状の
支柱４１，４２がそれぞれ案内レール３１，３２
の長手方向（Ｙ軸線方向）に沿つて移動自在に支
持されている。これらの両側の支柱４１，４２の
途中には両支柱４１，４２間のＸ軸線方向の間隔
を所定寸法に設定するとともに剛性を高めるため
に１本の丸棒からなる横部材４３が渡設され、さ
らに両支柱４１，４２の上端部間にはそれぞれ連
結部４４，４５を介して２本の丸棒からなるスラ
イダ案内レール４６，４７及び１本の丸棒からな
るスライダ微動レール４８が前記案内レール３
１，３２に直交しかつ基台２１の上面に平行な方
向、すなわちＸ軸線方向に掛け渡されている。こ
れらのスライダ案内レール４６，４７には箱状の
スライダ４９がスライダ案内レール４６，４７に
沿つてＸ軸線方向移動自在に支持され、このスラ
イダ４９には角度計測手段５０を介して箱状のス
ピンドル支持体５１がＹ軸線を回動中心として傾
斜可能に支持されている。このスピンドル支持体
５１にはスピンドル５２がその中心軸方向に摺動
自在に支持されるとともに、このスピンドル５２
の下端には測定子５３が取付けられている。この
際、スピンドル５２はスピンドル支持体５１の傾
斜が零のとき、丁度Ｚ軸線方向（上下方向）に移
動できるように設定され、これにより前記スライ
ダ４９のＸ軸線方向の移動及び支柱４１，４２の
Ｙ軸線方向の移動と相俟つて測定子５３は基台２
１及びこの基台２１上に載置される被測定物５４
に対し互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向に任意
に移動できるようにされている。また、これらの
支柱４１，４２、横部材４３、連結部４４，４
５、スライダ案内レール４６，４７、スライダ４
９、角度計測手段５０、スピンドル支持体５１及
びスピンドル５２により測定子支持部材４０が構
成されている。

第３図及び第４図すなわち本実施例の要部を断
面した拡大図において、基台２１の左右の両側面
は複数の穴２４がＹ軸線方向に直列に形成され、
これらの穴２４内にはレール支持部を構成する支
持軸２５の一端小径部２５Ａが接着剤２６により
それぞれ接着されている（第４図参照）。この際、
小径部２５Ａの外周には綾目ローレツトなどの凹
凸加工が施され、接着強度が高められている。ま
た、支持軸２５の他端側には段部２５Ｂを介して
小径の凸部２５Ｃが一体に形成され、この凸部２
５Ｃの中間には全周にわたりＶ溝２５Ｄが形成さ
れている。

前記基台２１の両側面に突設された複数の支持
軸２５のそれぞれに対応した位置において、両案
内レール３１，３２の内側面には支持軸２５の凸
部２５Ｃに係合される凹部３１Ａ，３２Ａがそれ
ぞれ形成され、これらの凹部３１Ａ，３２Ａ内に
まで貫通するねじ穴３１Ｂ，３２Ｂが前記断面小
判状の案内レール３１，３２の円弧面から各案内
レール３１，３２の各凹部３１Ａ，３２Ａに対応
した位置に各２本形成され、これらのねじ穴３２
Ｂ，３２Ｂにはそれぞれ先端がテーパ状にされた
固定ねじ３４がねじ込まれている。この際、Ｖ溝
２５Ｄの中心線と固定ねじ３４の中心軸とは位置
がずれるように形成されており、この位置ずれの
方向は固定ねじ３４の中心線がＶ溝２５Ｄの中心
線より突部２５Ｃの先端側となるようにされ、こ
れにより、固定ねじ３４の先端テーパ面がＶ溝２
５Ｄの壁面に当接したとき支持軸２５の段部２５
Ｂの端面が各案内レール３１，３２の内側の直線
部分に圧着され、各レール３１，３２の支持軸２
５に対する取付位置規制が行なえるようになつて
いる。また、両案内レール３１，３２は支持軸２
５を介して基台２１に接着固定される際、図示し
ない位置決め治具を用いて接着され、これにより
各案内レール３１，３２は基台２１の上面に対し
高精度で平行となるように固定され、特に案内レ
ール３１は測定機の位置的基準になるに十分な精
度を有するようになつている。

前記両案内レール３１，３２のうち一方のレー
ル３１の外側面には、全長にわたり凹溝３１Ｃが
形成され、この凹溝３１Ｃはレール３１の中心軸
線と平行に、かつ、その底面はレール３１の外側
面と平行になるよう仕上げられている。この凹溝
３１Ｃ内には前記スケール３３が貼付され、この
スケール３３は、例えばステンレス板の表面に
μmオーダーの縦目盛を形成された反射型スケー
ルとされている。

前記一方の支柱４１の下部には係合ブロツク６
１が固定され、このブロツク６１の長手方向（Ｙ
軸線方向）の両端部にはそれぞれ３個のローラ６
２，６３，６４からなるローラ群が各１組づつ設
けられている。これらのローラ６２，６３，６４
はその周面の法線方向がそれぞれ120度となるよ
うに配置されるとともに、ローラ６２の支軸６２
Ａに被嵌されるブツシユ６２Ｂ及びローラ６３，
６４の支軸６３Ａ，６４Ａにおけるローラ６３，
６４の被嵌部は中心線に対しそれぞれ所定量偏心
されて各ローラ６２，６３，６４の法線方向位置
が調整可能にされ、案内レール３１との当接が確
実となるようにされている。また、ローラ６２，
６３，６４のうちローラ６２はレール３１の断面
における直線部分に当接されるため比較的広巾に
形成され、他のローラ６３，６４はレール３１の
円弧部分に当接されるため狭巾に形成されてい
る。さらに、案内レール３１と３個のローラ６
２，６３，６４とは120度方向の３個所で当接さ
れているため、ブロツク６１すなわち支柱４１は
Ｘ軸線及びＺ軸線方向には移動できないようにさ
れている。

前記係合ブロツク６１には、測定子支持部材４
０のＹ軸線方向の移動量を計測するＹ方向計測手
段を前記スケール３３と共に構成する計測ユニツ
ト７０が設けられている（第３図参照）。この計
測ユニツト７０は、ガラスなどの透明板に前記ス
ケール３３と同様な目盛を形成されたインデツク
ススケール７１と、このインデツクススケール７
１を介してスケール３３の表面に光を当てる発光
素子７２と、この発光素子７２から発射されるス
ケール３３で反射された光を受光する受光素子７
３とから構成され、両スケール３３，７１の相対
移動に基づく両目盛の明暗による受光量の変化に
よつて受光素子７３に発生するサイン波状の電流
で、支持部材４０のＹ方向移動量が計測できるよ
うになつている。この際、発光素子７２と受光素
子７３との光軸はＶ字状になるよう配置され、発
光素子７２の光がスケール３３で反射して確実に
受光素子７３に到達するようにされている。

前記他方の支柱４２の下部には係合ブロツク６
５が固定され、このブロツク６５の長手方向（Ｙ
軸線方向）の両端部にはそれぞれ２個のローラ６
６，６７からなるローラ群が各一組づつ設けられ
ている。これらのローラ６６，６７はその周面の
法線方向が180度となるよう配置されるとともに、
各ローラ６６，６７の支軸６６Ａ，６７Ａにおけ
るローラ６６，６７の被嵌部は支軸中心線に対し
それぞれ所定量偏心されて各ローラ６６，６７の
法線方向位置が調整可能にされ、案内レール３２
との当接が確実となるようにされている。この
際、両ローラ６６，６７は180度位置でレール３
２に当接されているため、両ローラ６６，６７す
なわち支柱４２は支持軸２５の軸方向（Ｘ軸線方
向）に移動可能にされている。

また、係合ブロツク６１には、測定子支持部材
４０の微動送り装置８０が設けられている。この
微動送り装置８０は、第３図に示されるように、
側面略Ｃ字状に形成されるとともにこのＣ字の上
下の腕８１Ａ，８１Ｂの開口側端部が前記案内レ
ール３１の周面と所定間隔を置いて配置されたフ
レーム８１と、このフレーム８１のＣ字の肩部に
一端の微細ねじ部８２Ａを係合ブロツク６１にブ
ツシユ８３を介して回転自在に支持され且他端が
ブロツク６１から突出されてつまみ８４が取付け
られた操作軸８２と、前記フレーム８１のＣ字の
開口側上端に揺動自在な揺動駒（図示せず）を貫
通してねじ込まれその下端が案内レール３１の上
面に当接可能にされるとともに上端がブロツク６
１に形成された長孔（図示せず）を介して外方に
突出された締付ねじ８７とから構成され、締付ね
じ８７をねじ込んで締付ねじ８７とフレーム８１
の下方の腕８１Ｂとの間で案内レール３１を挟持
し、これによりフレーム８１及び操作軸８２を介
して測定子支持部材４０の係合ブロツク６１を案
内レール３１に実質的に固定し、この状態で操作
軸８２を回転させれば、操作軸８２とフレーム８
１とが相対的に微動されて測定子支持部材４０を
案内レール３１に微動できるようになつている。
一方、締付ねじ８７をゆるめて案内レール３１と
の当接を解除すれば、ブロツク６１は案内レール
３１に対し自由移動可能となり、従つて測定子支
持部材４０も移動自在となるようにされている。
なお、必要に応じて、フレーム８１の各腕８１
Ａ，８１Ｂが案内レール３１の周面から確実に離
れるように、フレーム８１に適宜なばねを作用さ
せてもよい。

前記両側の案内レール３１，３２のうち、一方
の案内レール３１の両側にはそれぞれシヨツクア
ブゾーバ９０が取付けられている（第２図及び第
３図参照）。これらの各シヨツクアブゾーバ９０
は、案内レール３１の端部に形成された小径部３
１Ｄに摺動自在に係合されるとともに、案内レー
ル３１の小径部３１Ｄと大径部との間の段部端面
３１Ｅに当接可能な内周突部９１Ａを有する筒体
９１と、案内レール３１の端部にねじ込まれると
ともに外周が前記小径部３１Ｄより大きく、か
つ、筒体９１の内周より小さくされたばね受け９
２と、このばね受け９２と筒体９１の内周突部９
１Ａとの間に介装され筒体９１を常時段部端面３
１Ｅに当接するよう付勢する付勢手段としての圧
縮ばね９３とから構成され、筒体９１の案内レー
ル３１の大径部側に延長された端部に係合ブロツ
ク６１（正確にはブロツク６１に被嵌されたカバ
ー）が当接された際、圧縮ばね９３が撓むことに
よつて係合ブロツク６１ひいては測定子支持部材
４０が受ける衝撃が少なくなるようにされてい
る。

また、他方の案内レール３２の両端には案内レ
ール３２より大径のストツパ９５がそれぞれ取付
けられている（第１図及び第２図参照）。

前記支柱４１と横部材４３との連結は、第４図
に示されるように、横部材４３の端面が支柱４１
の内壁に当接されるとともに、この横部材４３の
端部に形成された凹部４３Ａ内に、支柱４１に取
付けられたつば付ブツシユ１０１が挿入され、か
つ、このつば付ブツシユ１０１内を貫通して横部
材４３にねじ込まれるボルト１０２の引張力によ
り固定されて行なわれている。また、支柱４２と
横部材４３との連結も、図示しないが同様構造と
されている。この際、横部材４３の両端面間の長
さは所定寸法に正確に形成されており、かつ、そ
の端部は軸心に直角に形成されているから、ボル
ト１０２を締付けることにより両支柱４１，４２
間の間隔が正確に横部材４３の長さとなるように
されている。ここに、横部材４３は測定子５３の
下端の最上限移動位置よりも上方かつスライダ案
内レール４６，４７の下方に設けられている。

また、連結部４４の構造は、第３，４図に示さ
れるように、支柱４１の前後の側壁間の間隔より
狭く形成され、両側壁間に隙間をもつて挿入され
た連結ブロツク１１１と、このブロツク１１１に
Ｘ軸線方向に貫通して取付けられるとともにスラ
イダ案内レール４６，４７の端部小径部が挿入さ
れるブツシユ１１３，１１４と、これらの各ブツ
シユ１１３，１１４内に一部が挿入されるととも
につば部が各ブツシユ１１３，１１４の端面に係
止されるつば付ブツシユ１１５，１１６と、これ
らの各ブツシユ１１５，１１６を貫通して各案内
レール４６，４７の端部にねじ込まれ両案内レー
ル４６，４７と連結ブロツク１１１との連結を行
なうボルト１１７，１１８と、前記連結ブロツク
１１１の第３図中右方の側壁の上、下部及び左方
の側壁の中央部にそれぞれ一端を当接されるとと
もに他端側を支柱４１の側壁にそれぞれ固定され
た補強ナツト１１９，１２０，１２１に進退位置
調整可能にねじ込まれたねじ部材としての位置決
めブツシユ１２２，１２３，１２４と、これらの
位置決めブツシユ１２２，１２３，１２４をそれ
ぞれ貫通して連結ブロツク１１１にねじ込まれ位
置決めブツシユ１２２，１２３，１２４の固定を
それぞれ行なうボルト１２５，１２６，１２７
と、前記連結ブロツク１１１の下面に一端を当接
されるとともに他端側を支柱４１の補強板１２８
に進退位置調整可能にねじ込まれたねじ部材とし
ての位置決めブツシユ１２９と、この位置決めブ
ツシユ１２９を貫通して連結ブロツク１１１にね
じ込まれ位置決めブツシユ１２９の固定を行なう
ボルト１３０とから構成され、これらの各位置決
めブツシユ１２２，１２３，１２４，１２９の位
置調整を行なうことによりスライダ案内レール４
６，４７ひいては測定子５３のＸ、Ｙ、Ｚ軸線方
向の位置調整すなわち測定子５３の基台２１に対
する三次元的姿勢の調整ができるようにされてい
る。ここにおいて、位置決めブツシユ１２２，１
２３，１２４，１２９及びボルト１２５，１２
６，１２７，１３０により調整手段が構成されて
いる。

なお、他方の連結部４５は、第１図に連結ブロ
ツク１１２のみが示されているが、他の構造は連
結部４４と同様であり、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸線方向の
位置調整も同様に行なえるようになつている。

第５図のスライダ部の拡大斜視図において、前
記両連結部４４，４５の連結ブロツク１１１，１
１２の上端部間に掛け渡された前記スライダ微動
レール４８は、その軸方向に移動可能にされると
ともに、連結ブロツク１１１に挿通された部分に
は図示しない微細ねじが設けられ、この微細ねじ
螺合されるとともに連結ブロツク１１１により軸
方向移動不可能に支持された調整ナツト１４１を
回すことにより微動レール４８が軸方向に微量づ
つ移動できるようにされている。また、微動レー
ル４８の途中は、スライダ４９の上面に立設され
た一対のブラケツト１４２，１４３に摺動自在に
挿入されるとともに、一方のブラケツト１４２に
ねじ込まれた締付ねじ１４４で微動レール４８を
締付けることによりレール４８とスライダ４９と
が一体化され、この状態で調整ナツト１４１を回
すことによりスライダ４８をＸ軸方向に微動送り
できるようにされている。また、上方のスライダ
案内レール４６にはスケール１４５が固定され、
このスケール１４５とスライダ４９内に設けられ
た図示しない検出器との作用によりスライダ４９
ひいては測定子５３のＸ軸線方向の移動量を検出
できるようになつている。

前記スライダ４９の両ブラケツト１４２，１４
３間には支持体角度微調整ねじ１５１が回転自在
かつ軸方向移動不可能に支持され、この微調整ね
じ１５１にはナツト部材１５２が螺合され、この
ナツト部材１５２の下部に形成されたＵ字溝（図
示せず）には固定ねじ１５３が挿入され、この固
定ねじ１５３は回動アーム１５４の横腕１５４Ａ
の先端にねじ込まれている。従つて、この固定ね
じ１５３がゆるめられているときは、ナツト部材
１５２は微調整ねじ１５１の回転に伴ない移動さ
れ、一方、締付けられているときは微調整ねじ１
５１の回転ができないようにされている。また、
前記回動アーム１５４の下端部はスピンドル支持
体５１の図示しない回転中心軸に回転可能に係合
され、この回動アーム１５４内に挿入された締付
ねじ１５５をねじ込むことにより回動アーム１５
４と前記回転中心軸とが一体に固定されるように
なつている。

このため、締付ねじ１５５をゆるめた状態では
スピンドル支持体５１はスライダ４９に傾斜自在
にされ、一方、締付ねじ１５５を締付ければスピ
ンドル支持体５１を任意の角度で固定できるよう
にされ、さらに、この締付ねじ１５５の締付状態
で、かつ固定ねじ１５３をゆるめ、微調整ねじ１
５１を回転させれば、支持体５１の角度を微調整
できるようにされている。また、このときの支持
体５１の傾斜角度は、前記角度計測手段５０の主
尺１５６及び副尺１５７により正確に読取れるよ
うになつている。この際、主尺１５６は例えばス
ライダ４９側に、副尺１５７はスピンドル支持体
５１側に設けられており、これは逆でもよい。

前記スピンドル５２には軸方向に沿つてスケー
ル１６１が設けられ、このスケール１６１とスピ
ンドル支持体５１内に設けられた図示しない検出
器との作用によりスピンドル５２ひいては測定子
５３の軸方向の移動量すなわち支持体５１の傾斜
が零のときはＺ軸線方向の移動量が計測できるよ
うにされている。また、スピンドル５２の下端と
支持体５１との間には、薄肉、巾広のばね材から
なり、一端をぜんまいばね状に巻込まれて形成さ
れた定圧ばね１６２が張設され、この定圧ばね１
６２によりスピンドル５２は自重とのバランスに
よりわずかな速度で上昇するように付勢され、か
つ、スピンドル８２の下降時にスケール１６１の
表面保護も行なえるようにされている。

前記スピンドル５２の下端部にはスピンドル５
２と平行なスピンドル微動軸１６３が軸方向移動
可能に支持され、この微動軸１６３に設けられた
微細ねじ（図示せず）に螺合された調整ナツト１
６４はスピンドル５２の下部に回転自在かつ軸方
向移動不可能に支持されており、この調整ナツト
１６４を回すことによつてスピンドル５２と微動
軸１６３とは軸方向に相対移動するようにされて
いる。また、支持体５１の側面には前記微動軸１
６３を支持体５１に固定する締付ねじ１６５がね
じ込まれ、この締付ねじ１６５より微動軸１６３
を固定した状態で調整ナツト１６４を回転させる
ことによりスピンドル５２をその軸方向に微動で
きるようになつている。

さらに、スピンドル５２の下端には測定子取付
ブツシユ１７１が止めねじ１７２により着脱可能
に取付けられ、この取付ブツシユ１７１には測定
子５３が止めねじ１７３により着脱可能に取付け
られている。また、取付ブツシユ１７１にはスピ
ンドル５２の軸線と直交する方向にも取付孔１７
１Ａが穿設され、この取付孔１７１Ａに測定子５
３を挿入して止めねじ１７３で固定することによ
り、スピンドル５２の軸線と90度異なる方向に測
定子５３の先端を向けうるようにされている。な
お、取付ブツシユ１７１を用いないことにより、
取付ブツシユ１７１と同じ太さの測定子５３を使
用することもできるようになつている。

次に本実施例の組立て及び調整方法につき説明
する。

組立てにあたり、各部品を中間組立品、すなわ
ち、基台２１及び案内レール３１，３２を含むユ
ニツト、各支柱４１，４２を含むユニツト、スラ
イダ４９を含むユニツト、並びにスピンドル支持
体５１及びスピンドル５２を含むユニツトにそれ
ぞれ組立てるが、この組立ては通常の組立てと同
様に各部品を順次組付けていけば足りる。この
際、基台２１に案内レール３１，３２を固定する
にあたつては、治具を用い正確な寸法出しを行な
う。

このようにして組立てられた各ユニツトは互い
に組付けられるが、基台２１のユニツトに組付け
る前に測定子支持体４０が組立てられる。すなわ
ち、スピンドル支持体５１のユニツトをスライダ
４９のユニツトに取付け、これらを２本のスライ
ダ案内レール４６，４７及び微動レール４８を介
して両連結部４４，４５の連結ブロツク１１１，
１１２に仮固定する。一方、両側の支柱４１，４
２は横部材４３及び必要に応じて寸法出し用横部
材を用いて組立て、両支柱４１，４２間の間隔を
正確に横部材４３の寸法に合せて固定し、この寸
法出しされた支柱４１，４２間に前記スライダ４
９付きの連結部４４，４５を位置決めブツシユ１
２２，１２３，１２４，１２９及びボルト１２
５，１２６，１２７，１３０を用いて仮固定す
る。

ついで、この仮固定された測定子支持部材４０
を基台２１に固定された両案内レール３１，３２
に組付けるのであるが、この組付けにあたつては
案内レール３１の側が基準とされるため、まず、
この案内レール３１に対する支柱４１側の各ロー
ラ６２，６３，６４の当り具合が適正となるよう
に各ローラ６２，６３，６４の偏心ブツシユ６２
Ｂ、偏心軸６３Ａ，６４Ａを用いて調整する。こ
れにより、測定子支持部材４０は案内レール３１
を基準として組付けられたこととなるから、つい
で、他方の案内レール３２と支柱４２の各ローラ
６６，６７との当りを同様にして調整し、全体の
仮組立てが完了する。この際、支柱４２の各ロー
ラ６６，６７は案内レール３２の上下から当接さ
れるものであるから、レール支持軸２５の軸方向
には移動可能であり、従つて予め横部材４３によ
り寸法出しされている両支柱４１，４２は、この
寸法出しされた間隔を保持したまま両案内レール
３１，３２に支持されることとなる。

このようにして仮組立てが完了すると、両支柱
４１，４２間に必要に応じて組付けられた寸法出
し用横部材を取外し、調整を開始する。

調整開始にあたり、スピンドル支持体５１の傾
斜を許容する締付ねじ１５５を除き、他の締付ね
じ８７，１４４及び１６５をゆるめ、支柱４１、
スライダ４９及びスピンドル５２の動きを自由に
し、測定子５３をＸ、Ｙ、Ｚ軸線の任意位置に動
きうるようにしておく。この状態で、まずスライ
ダ４９の両スライダ案内レール４６，４７に対す
る動きを円滑にするため、両連結ブロツク１１
１，１１２に対する組付け位置を調整し、調整が
すんだらボルト１１７，１１８で固定する。

ついで、測定機そのものの精度調整をするが、
この時は角度計測手段５０を用いて、スピンドル
支持体５１がスライダ４９に所定の角度、すなわ
ち、スライダ案内レール４６，４７に対してスピ
ンドル５２が正確に直交するように設定してお
く。この状態で基台２１上に基準寸法品を取付
け、この基準寸法品に測定子５３を接触させて測
定子５３の動きがそれぞれ正確にＸ、Ｙ、Ｚ軸線
方向に動くよう調整する。この調整は全て両連結
部４４，４５で行なわれ、各固定用ボルト１２
５，１２６，１２７，１３０を適宜ゆるめ、各位
置決めブツシユ１２２，１２３，１２４，１２９
を進退させて行なう。

このようにして調整が完了したら、従来の三次
元測定機と同様にして被測定物５４の各部の寸
法、形状等が計測できることとなる。

なお、調整にあたり、スピンドル５２に測定子
５３の代りにテストインジケータなどの指示計を
取付け、この指針を見ながら指針がふれないよう
に調整を行なうようにすれば、調整をより容易に
行なうことができる。また、測定機における電気
系統を経ることなく、純粋に機械構造のみの精度
を設定できる。

上述のような本実施例によれば、次のような効
果がある。

すなわち、両支柱４１，４２は、従来のように
溶接等により一体的に固定するのではなく、完全
に別体とするとともに、一方の支柱４１を正確に
位置出しされた案内レール３１に３個のローラ６
２，６３，６４を用いてＸ軸線方向移動不可能に
取付け、かつ、他方の支柱４２は横部材４３を用
いて両支柱４１，４２間の寸法出しをするように
したから、スライダ４９を案内するスライダ案内
レール４６，４７は調整可能に支柱４１，４２に
取付けることができて組立ての容易化を図ること
ができる。また、位置的基準は一方のレール３１
のみであるから、他方のレール３２はその上面が
基台２１の上面と平行であればよく、レール３２
の取付精度は高精度が要求されず、この点からも
組立ての容易化を図れる。この際、横部材４３に
より支柱４２の各ローラ６６，６７のレール３３
からの脱輪を有効に防止できる。さらに、両支柱
４１，４２は横部材４３より下方が固定的であれ
ばよく、この横部材４３より上方の長さ等は問わ
ないものであり、最終的には両連結部４４，４５
を用いて調整すればよいから、両支柱４１，４２
を横部材４３の上方で伸縮できる構造としてもよ
い。

また、測定子５３の精度調整は、全体構造を組
立て後測定子５３そのものを用いて行なうから高
精度にでき、その調整は連結部４４，４５のみで
行なうようにしたから、この点からも組立てに熟
練を要することがなく、かつ、短時間で組立てる
ことができる。さらに、組立て後調整できること
から、高級加工部品の減少、調整の容易化等に伴
い、精度を確保したまま著しく原価低減を図るこ
とができ、かつ、運搬に伴なう整も容易であるか
ら運搬性を良好にできる。

さらに、支柱４１，４２は基台２１の側面で支
持されているから、基台２１の上面全てを測定有
効面積とでき、高価な石定盤などからなる基台２
１を小型にできてこの点からも装置のコスト低減
を図れるばかりでなく、装置全体をも小型化でき
て設置スペースを少なくできる。また、基台２１
の上面に何ら邪魔物がないから被測定物５４の出
入りが制約されず、かつ、基台２１の上面より大
きな被測定物５４をも設置でき、その設置姿勢も
限定されない。さらに、基台２１の全面が開放さ
れているから、使用者の位置を限定されず、使い
勝手がよい。また、全体が小径化されることか
ら、持運びにきわめて便利である。

前記案内レール３１，３２の基台２１への固定
は、支持軸２５を介した接着方式とされているか
ら、適宜な治具等を用いることによりレール３
１，３２を基台２１の上面に対し容易に、かつ、
高精度に位置出しでき、この案内レール３１，３
２を位置的基準として測定子支持部材４０を設置
できる。また、案内レール３１に対する各ローラ
６２，６３，６４の当接は、各ローラ６２，６
３，６４が互いに120度方向とされるとともに、
基台２１側は側面ではなく、円弧部分に斜め上、
下方向から当接するようにされているため、ロー
ラ６３，６４の当接に基づく基台２１の側面にお
けるスペースを小さくでき、従つて案内レール３
１を基台２１側に近接させることができ、片持ち
構造による荷重支持上有利である。

なお、前記各実施例では測定子５３は接触式の
構造のものを図示したが、本発明でいう測定子は
これに限定されず、静電容量を用いたもの、ある
いはレーザ測長器等のいわゆる非接触式の構造の
ものも含むものである。また、前記実施例では支
柱４１，４２は片側各１本としたが、これはそれ
ぞれ２本以上としてもよく、また案内レール３
１，３２も片側に２本以上設けてもよい。ここに
おいて、基準側の案内レール３１を片側に２本以
上設け、うち一本は基準用とし、残りで測定子支
持部材４０の荷重を受けるようにしてもよい。さ
らに、両連結部４４，４５の一方は調整手段がな
くともよい。さらに、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向の移動
量の検出は前記実施例のように光学的な検出器に
限らず、磁気的、電磁気的検出器さらにはレーザ
測長器等他の検出器を用いてもよい。また、前記
実施例では連結ブロツク１１１，１１２とスライ
ダ案内レール４６，４７との結合は両者共ボルト
１１７，１１８で固定すると説明したが、実施に
あたり、いずれか一方は、第６図に示されるよう
に、ボルト止めせずに軸方向に移動しうるように
してもよい。この際、第６図の構造の連結部は、
必ずしも調整手段を設けなくともよい。

上述のように本発明によれば、組立て、調整が
容易でかつ安価な三次元測定機を提供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三次元測定機の一実施例
を示す斜視図、第２図はその平面図、第３図は第
１図の一部を切欠いた要部の拡大側面図、第４図
は同拡大正面図、第５図は本実施例のスライダ部
の一部を切欠いた拡大斜視図、第６図は各実施例
におけるスライダ案内レールの取付構造の他の構
造例を示す要部の断面図である。 ２１……基台、２４……穴、２５……支持軸、
３１，３２，４３１，４３２……案内レール、４
０……測定子支持部材、４１，４２，４４１，４
４２……支柱、４３……横部材、４４，４５，４
４４，４４５……連結部、４６，４７……スライ
ダ案内レール、４９……スライダ、５１……スピ
ンドル支持体、５２……スピンドル、５３……測
定子、５４……被測定物、１０１……つば付ブツ
シユ、１０２……ボルト、１１１，１１２……連
結ブロツク、１１３，１１４……ブツシユ、１１
５，１１６……つば付ブツシユ、１１７，１１８
……ボルト、１１９，１２０，１２１……補強用
ナツト、１２２，１２３，１２４，１２９……位
置決めブツシユ、１３０……ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸線方向に変位
   可能にされた測定子を基台上に載置された被測定
   物に関与させ、この測定子の移動変位から被測定
   物の形状等を計測する三次元測定機において、基
   台のＸ軸線方向の両側にＹ軸線方向に延在するＹ
   軸線方向案内部を並設するとともに、これら案内
   部に沿つてそれぞれ支柱を移動可能に立設し、こ
   れらの両支柱のいずれか一方の支柱を当該支柱が
   案内される案内部に対し、Ｘ軸線方向及びＺ軸線
   方向に変位不可能に係合させ、かつ、Ｚ軸線方向
   に移動可能に設けられた測定子を有するスライダ
   をＸ軸線方向に移動可能に支持するためのスライ
   ダ案内レールをその両端部に設けられた測定子の
   前記基台に対する三次元的姿勢を調整する部材を
   介して両支柱の上部間に渡設し、前記測定子の下
   端の最上限移動位置よりも上方かつスライダ案内
   レールの下方において前記両支柱間に当該両支柱
   間のＸ軸線方向間隔を所定寸法に設定するととも
   に剛性を高めるための横部材を固定したことを特
   徴とする三次元測定機。