JPH0439014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定物に関与させたスタイラスの
変位から被測定物の表面粗さを測定する表面粗さ
測定機に関する。

〔背景技術とその問題点〕

被測定物の表面にスタイラスを関与させ、その
両者を相対移動させつつその相対移動方向と交差
（略直交）する方向のスタイラスの変位を電気信
号に変換し、この電気信号を所定処理して表面粗
さを測定する表面粗さ測定機が知られている。

従来の表面粗さ測定機の一般的な構造を第６図
を参照して説明する。従来の表面粗さ測定機は、
測定回路等を内蔵した本体ケース１０１に、前記
測定回路によつて得られた測定値を表示するため
の表示手段１０２と、本体ケース１０１に内蔵さ
れた駆動手段で軸方向へ往復移動するアーム１０
３とをそれぞれ設けるとともに、このアーム１０
３の先端に高さ調整部材１０４を介して筒体１０
５を取り付け、この筒体１０５に上下方向へ揺動
自在に支持されたスタイラス１０６の上下方向変
位を電気信号に変換する検出回路１０７からなる
検出手段１０８を設けた、構成である。

従つて、本体ケース１０１をしかるべく位置に
支持するとともに、スタイラス１０６を被測定物
（図示省略）の表面に接触関与させ、前記駆動手
段によつてアーム１０３をその軸方向へ移動させ
れば、スタイラス１０６が被測定物の表面粗さに
応じて上下方向へ変位する。すると、検出手段１
０８がスタイラス１０６の変位を電気信号に変換
しつつ前記測定回路へ出力する。測定回路では、
予め決められた演算処理等を行つて測定値を求
め、これを表示手段１０２、例えばデジタル表示
器に表示する。

このような従来の表面粗さ測定機は、本体ケー
ス１０１からスタイラス１０６を含むアーム１０
３が突出しているので、比較的内径が小さい孔の
内面の表面粗さ等を測定できる利点がある反面、
次のような問題があつた。

第１に、スタイラス１０６を接触関与すべき箇
所と本体ケース１０１を安定支持すべき箇所とが
離隔しているので、両箇所を有する大型の被測定
物でないと測定できないという使用上の制限があ
つた。

第２に、第１の点は、表面粗さはJISで定めら
れた所定の単位長さにおいて規定されているにも
かかわらず、その単位長さのみを有する被測定物
においては、本体ケース１０１を安定支持すべき
格別の台座を設けない限り、それを測定できない
ことを意味するから、きわめて測定能率が悪いと
いう欠点があつた。しかも、単位長さのみを有す
る被測定物を測定するからといつて、格別の台座
を設けたのでは使用姿勢が著しく制限される。

第３に、検出手段１０８が本体ケース１０１か
ら突出した形態であるから、使用、運搬および保
管時にスタイラス１０６等を破損する危険性が高
く、取扱に慎重さが要求された。

第４に、スタイラス１０６とアーム１０３の駆
動手段とが離隔している構造であるから、それら
部材の変形誤差が生じやすく、測定精度が悪いば
かりか、アーム１０３や駆動手段等を堅牢としな
ければならず、全体として大型、高重量となる。

〔発明の目的〕

ここに、本発明の目的は、このような従来の問
題を解決すべくなされたもので、スタイラス突出
型の利点を維持しつつ、その欠点を解消する表面
粗さ測定機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

そのため、本発明の構成は、側面および下面に
それぞれ窓孔を有する本体ケースと、この本体ケ
ース内に往復動可能に設けられた第１のスライダ
と、この第１のスライダを往復動させる駆動手段
と、前記本体ケース内に前記第１のスライダと同
方向へ往復動可能に設けられた第２のスライダ
と、この第２のスライダを第１のスライダに対し
て異なる相対位置で係合させる係合手段と、被測
定物と関与するスタイラスを含み、このスタイラ
スが前記各相対位置において前記各窓孔より突出
するよう前記第２のスライダに揺動自在に支持さ
れた検出手段と、を備えたことを特徴とする。

従つて、第１のスライダに対する第２のスライ
ダの係合位置を変更すれば、本体ケースに対して
スタイラスを突出させたり、本体ケース内に収納
した状態に姿勢を変化させることができるから、
従来のスタイラス突出型の粗さ測定機の利点を維
持しつつ、その欠点を解消することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図は本実施例の表面粗さ測定機の一部
を切り欠いた正面を、第２図はその要部を、それ
ぞれ示している。

同表面粗さ測定機は、大きく分けて、本体ケー
ス１１と、この本体ケース１１内にその幅方向
（第１図中左右方向）へ向かつて往復動可能に設
けられた第１および第２のスライダ２１，３１
と、第１のスライダ２１を一定ストロークで往復
動させる駆動手段４１と、第２のスライダ３１を
第１のスライダ２１に対して異なる相対位置で係
合させる係合手段５１と、第２のスライダ３１に
揺動自在に支持された検出手段６１と、第２のス
ライダ３１の移動に関連して進退する蓋装置７１
と、前記駆動手段４１を駆動させるとともに、前
記検出手段６１からの信号を指令されたパラメー
タに従つて処理し被測定物の表面粗さを求めこれ
を表示器８２に表示する演算制御装置８１と、か
ら構成される。

本体ケース１１は、縦長偏平直方体状の箱体に
形成され、その一側面下部および下面一側寄りに
それぞれ窓１２，１３を有するとともに、正面上
部に前記表示器８２を備える。

第１のスライダ２１は、正面からみて逆Ｌ字形
状で、その水平部２１Ａが前記第２のスライダ３
１のＴ溝３２内に摺動自在に嵌合されているとと
もに、垂直部２１Ｂが前記本体ケース１１内にそ
の幅方向に向かつて設けられた２本のガイドバー
２２に摺動自在に支持されている。水平部２１Ａ
の他側寄りには、前記駆動手段４１と係合する係
合ピン２３が垂直に突設されている。垂直部２１
Ｂには、一端が前記本体ケース１１の一側壁に固
定された引張ばね４５の他端が係合されている。
従つて、第１のスライダ１１は、引張ばね４５の
作用により第１図中左方へ常時付勢されている。

駆動手段４１は、前記本体ケース１１内に固定
されたモータ４２と、このモータ４２の回転を減
速するギヤボツクス４３と、このギヤボツクス４
３の出力軸に取り付けられ端面に前記係合ピン２
３を介して前記第１のスライダ２１を一定のスト
ロークで往復移動させるカム面を備えたカム４４
と、このカム４４のカム面に対して前記係合ピン
２３が常時接する方向へ第１のスライダ２１を付
勢する前記引張ばね４５とから構成されている。

第２のスライダ３１は、前記２本のガイドバー
２２に摺動自在に設けられている。第２のスライ
ダ３１には、その正面に前記本体ケース１１に前
記ガイドバー２２と平行に開口された窓１４から
本体ケース１１外へ突出する操作レバー３４が一
体に突設されているとともに、下面に前記蓋装置
７１を作動させるピン３５が突設されている。

係合手段５１は、前記第２のスライダ３１の上
面にその往復動方向に対して所定間隔離れて設け
られた２つの係合孔５２Ａ，５２Ｂと、前記第１
のスライダ２１の上面に一端が前記係合ピン２３
で固定された板ばね５３と、この板ばね５３の他
端に突設され前記いずれかの係合孔５２Ａ，５２
Ｂに選択的に係合する係合ピン５４とから構成さ
れている。

検出手段６１は、他端が前記第２のスライダ３
１の下面に固定され、かつ一端が第１図中左下へ
向かつて延びる板ばね６２を備える。板ばね６２
の他端には、さらに薄い板ばね６３を介してスタ
イラス６４が板ばね６３に対して直角に取り付け
られているとともに、この板ばね６３およびスタ
イラス６４を覆うスキツド６５が取り付けられて
いる。なお、スキツド６５には、スタイラス６４
を突出させるための孔６５Ａが形成されている。
板ばね６３の途中にはスタイラス６４の上下方向
の変位を電気信号に変換し前記演算制御装置８１
へ送る圧電素子等の検出器６６が取り付けられて
いる。

蓋装置７１は、前記本体ケース１１内に支台７
２を介して前記ガイドバー２２と同方向へ摺動自
在に支持されかつ本体ケース１１の窓孔１２より
本体ケース１１外へ突出可能な２本のガイドバー
７３を備える。両ガイドバー７３の一端には、前
記検出手段６１のスキツド６５を保護しかつ第２
のスライダ３１の移動に関連して窓孔１２を閉塞
する蓋板７４が設けられている。また、両ガイド
バー７３の他端には、係合ブロツク７５が固定さ
れている。係合ブロツク７５には、その上面に前
記第２のスライダ３１の係合ピン３５と係合する
係合溝７６が形成されているとともに、下面に前
記第２のスライダ３１の移動に関連して窓孔１３
を閉塞する蓋板７７が取り付けられている。な
お、係合溝７６の長さは、前記駆動手段４１によ
る第１および第２のスライダ２１，３１の往復動
ストロークより少なくとも長い寸法に形成されて
いる。

次に、本実施例の作用を説明する。

第１図の状態では、本体ケース１１から検出手
段６１が突出した形態であるから、例えば被測定
物の穴の内面の表面粗さ測定に利用される。ま
ず、本体ケース１１から突出した検出手段６１を
被測定物の穴内へ挿入し、スタイラス６４をその
次の内面に接触関与させる。

ここで、モータ４２を駆動させると、そのモー
タ４２の駆動によつてカム４４が回転される。す
ると、カム４４に接する係合ピン２３を介して第
１のスライダ２１が引張ばね４５に抗して第１図
中右方へ一定ストローク分移動される。同時に、
第１のスライダ２１には係合手段５１を介して第
２のスライダ３１が係合しているので、第２のス
ライダ３１および検出手段６１も第１のスライダ
２１とともに一定ストローク分移動される。この
とき、係合ブロツク７５の係合溝７６の長さはカ
ム４４のストローク以上であるから、蓋板７４，
７７は移動することがない。

検出手段６１が移動すると、被測定物に接触し
たスタイラス６４は被測定物の表面粗さに応じて
上下に変位する。すると、スタイラス６４の変位
は、検出器６６で電気信号に変換された後、演算
制御装置８１へ送られる。演算制御装置８１は、
検出器６６からの電気信号を基に指令されたパラ
メータに従つて表面粗さ値を求め、その結果を表
示器８２に表示させる。従つて、従来のスタイラ
ス突出型の同様に、比較的内径寸法が小さい穴の
内面の表面粗さも測定できる。

一方、第２のスライダ３１の操作レバー３４を
第２図中右方へ引つ張ると、第２のスライダ３１
が第１図中右方へ移動される。このとき、第１の
スライダ２１は、係合手段５１を介して第２のス
ライダ３１と係合しているので、引張ばね４５に
抗して第２のスライダ３１とともに移動される。

やがて、第３図の如く、第１のスライダ２１の
他端が本体ケース１１の他側内壁に当接すると、
第１のスライダ２１はこれ以上同方向へ移動する
ことができないので、係合手段５１の係合ピン５
４が板ばね５３を介して上方へ変位し第１のスラ
イダ２１の係合孔５２Ａから外れる。すると、第
１のスライダ２１は、引張ばね４５の引張力によ
り第１図中左方へ移動し、係合ピン２３がカム４
４に当接した状態、つまり第４図の状態となる。

さらに、操作レバー３４を同方向へ引つ張る
と、第２のスライダ３１のみが第４図中右方へ移
動し、やがて係合手段５１の係合ピン５４が第２
のスライダ３１の係合孔５２Ｂに嵌まり込む。つ
まり、第５図の状態となる。この状態では、蓋板
７７が後退して窓孔１３を開口する一方、検出手
段６１が本体ケース１１内に完全に収納され、か
つ窓孔１３から突出した状態となる。よつて、こ
の状態では、本体ケース１１を載置できる大きさ
の被測定物であれば、十分測定することができ
る。なお、このとき、窓孔１２は蓋板７４によつ
て閉塞される。

従つて、本実施例によれば、第１のスライダ２
１に対する第２のスライダ３１の係合位置を変更
すれば、本体ケース１１に対してスタイラス６４
を突出させたり、本体ケース１１内に収納した状
態に姿態を変化させることができるから、従来の
スタイラス突出型の測定機の利点を維持しつつ、
その欠点を解消することができる。

つまり、本体ケース１１に対してスタイラス６
４を含む検出手段６１を突出させた姿態とすれ
ば、その突出した部分が入る穴であれば、その穴
内の表面粗さも測定できるから、従来のスタイラ
ス突出型の粗さ測定機の利点を維持できる。

逆に、本体ケース１１内にスタイラス６４を含
む検出手段６１を収納した姿態とすれば、本体ケ
ース１１を載置できる大きさの被測定物であれ
ば、特に台座等を用意しなくても十分測定でき
る。しかも、スタイラス６４を含む検出手段６１
が本体ケース１１から突出していないので、全体
としても小型な偏平直方体状の形態となるから、
使用、運搬および保管に便利であり、取扱性にき
わめて優れた利点がある。さらに、この状態で
は、窓孔１２が蓋板７４によつて閉塞されるの
で、この部分から塵埃や油等の異物が本体ケース
１１内に侵入することがなく、雰囲気状態による
影響も防止し、高精度な測定を達成できる。

また、本体ケース１１を被測定物の一定箇所に
載置した状態において、スタイラス６４を含む検
出手段６１を本体ケース１１から突出させたり、
本体ケース１１内に収納したりすれば、本体ケー
ス１１を移動させることなく、被測定物の異なる
測定部位を測定することができる。

なお、上記実施例では、第１のスライダ２１を
第２のスライダ３１に摺動自在に保持したが、本
体ケース１１内に第１のスライダ２１を直接保持
するようにしてもよい。

また、第１のスライダ２１を往復動させる駆動
手段４１としては、上記実施例の構成に限られる
ものでなく、スタイラス６４を含む検出手段６１
を高精度に往復移動できるものであればいずれで
もよい。例えば、一対のガイドバー２２と平行に
送りねじ軸を設け、この送りねじ軸に対して第１
のスライダ２１を螺合するとともに、送りねじ軸
をモータ等によつて正逆回転させるようにして
も、同様な効果を奏することができる。ただ、上
記実施例のように、モータ４２、カム４４および
ばね４５から構成すれば、第１のスライダ２１を
常に一定ストロークで往復動させることができ、
かつその往復動時にもモータ４２の回転方向が一
方向のみでよいから、モータの制御が簡単になる
利点がある。なお、ばね４５は、引張りばねでな
くてもよく、係合ピン２３がカム４４に接する方
向へ第１のスライダ２１を押圧付勢する圧縮ばね
でもよい。

また、第１のスライダ２１に対して第２のスラ
イダ３１の係合位置を変更するに当たつて、第２
のスライダ３１に突設されかつ本体ケース１１の
窓１４から外へ突出する操作レバー３４を操作す
るようにしたが、例えば第２のスライダ３１にそ
のスライタ３１の往復動方向に沿つてラツクを形
成し、このラツクに螺合するピニオンを本体ケー
ス１１に回動自在に支持するとともに、本体ケー
ス１１の外側に前記ピニオンと連結されたつまみ
またはレバーを設け、このつまみまたはレバーの
操作によつてピニオンを回転させ、このピニオン
の回転によつて第２のスライダ３１を移動させる
ようにしてもよい。このようにすると、本体ケー
ス１１に窓１４を形成しなくてもよいので、本体
ケース１１内への異物の侵入を防げる。

また、係合手段５１としては、上記実施例の構
成に限られるものでなく、第１のスライダ２１に
対する第２のスライダ３１の係合位置を選択的に
変更できる構造であればよい。例えば、第１のス
ライダ２１に、第２のスライダ３１を第１のスラ
イダ２１の適宜位置で固定するための止めねじを
設けた構成でもよい。

また、検出手段６１で用いられる検出器６６と
しては、上記実施例で述べた圧電素子に限らず、
差動トランス等でもよく、要するにスタイラス６
４の上下方向の変位を電気信号に変換できるもの
であればよい。

以上の説明では、演算制御装置８１および表示
器８２を本体ケース１１に一体に取り付けた、い
わゆる一体型粗さ測定機について述べたが、演算
制御装置８１および表示器８２を別の箱体に内蔵
し、この箱体と本体ケース１１とをケーブルを介
して電気的に連結した、いわゆる分離型粗さ測定
機にも、本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、スタイラス突出
型の利点を維持しつつその欠点を解消して、測定
範囲を拡大させることができると同時に、取扱性
にも優れた表面粗さ測定機を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部を切り欠
いた正面図、第２図はその要部を示す斜視図、第
３図から第５図は作動状況を示す図、第６図は従
来の表面粗さ測定機を示す斜視図である。 １１……本体ケース、１２，１３……窓、２１
……第１のスライダ、３１……第２のスライダ、
４１……駆動手段、４２……モータ、４４……カ
ム、４５……ばね、５１……係合手段、５２Ａ，
５２Ｂ……係合孔、５３……板ばね、５４……係
合ピン、６１……検出手段、７４，７７……蓋
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側面および下面にそれぞれ窓孔を有する本体
   ケースと、 この本体ケース内に往復動可能に設けられた第
   １のスライダと、 この第１のスライダを往復動させる駆動手段
   と、 前記本体ケース内に前記第１のスライダと同方
   向へ往復動可能に設けられた第２のスライダと、 この第２のスライダを第１のスライダに対して
   異なる相対位置で係合させる係合手段と、 被測定物と関与するスタイラスを含み、このス
   タイラスが前記各相対位置において前記各窓孔よ
   り突出するよう前記第２のスライダに揺動自在に
   支持された検出手段と、 を備えたことを特徴とする表面粗さ測定機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１の
   スライダは、第２のスライダにその第２のスライ
   ダの往復動方向と同方向へ摺動自在に保持されて
   いることを特徴とする表面粗さ測定機。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記駆動手段は、モータと、このモータによ
   り回転され前記第１のスライダを一定ストローク
   で往復動させるカムと、このカムに対して前記第
   １のスライダの一部を常時接する方向へ付勢する
   ばねとから構成されていることを特徴とする表面
   粗さ測定機。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かにおいて、前記係合手段は、前記第２のスライ
   ダにその往復動方向に対して所定間隔離れて設け
   られた係合孔と、前記第１のスライダに板ばねを
   介して設けられ前記いずれかの係合孔に選択的に
   係合する係合ピンとから構成されていることを特
   徴とする表面粗さ測定機。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かにおいて、前記第１のスライダに対する第２の
   スライダの係合位置の変更に伴う第２のスライダ
   の移動に関連して、前記本体ケースの窓孔を選択
   的に閉塞する蓋板を設けたことを特徴とする表面
   粗さ測定機。