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技術 表面性状測定装置

出願人 株式会社ミツトヨ
発明者 梶原俊彦濱伸行中山樹金松敏裕本田博臣
出願日 2017年5月24日 (3年11ヶ月経過) 出願番号 2017-102609
公開日 2018年12月13日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2018-197706
状態 特許登録済
技術分野 測定手段を特定しない測長装置 機械的手段の使用による測定装置
主要キーワード 支持ホール 給電用電源 測定ストローク 離脱検出 着脱検出センサ 補助レバー 送りネジ軸 クランプシャフト
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

簡便かつ安全に測定器交換作業ができる表面性状測定装置を提供する。

解決手段

測定器70が駆動機構部に対して着脱することで測定器が交換可能になっている。測定器は、ブラケット200を有し、このブラケットには、該測定器の信号送受信および該測定器への給電を行うための第1コネクタ210が設けられている。駆動機構部は、ブラケットが着脱可能に取り付けられる支持フレーム100を有し、この支持フレームには、第1コネクタと電気的に接続される第2コネクタが設けられている。第1コネクタと第2コネクタとが接続されているときには、第1コネクタと第2コネクタとの間で信号送受信が行われるとともに第2コネクタから第1コネクタに給電される。測定器を駆動機構部に着脱するにあたって、第1コネクタと第2コネクタとの挿抜ホットスワップ可能になっている。

概要

背景

スタイラス触針)を測定対象物の表面に接触させながら移動させ、そのときのスタイラスの変位から測定対象物の形状データを得る表面性状測定装置がある(特許文献1、2)。
図1は、表面性状測定装置10の外観斜視図である。
表面性状測定装置10は、測定機本体部20と、測定機本体部20に対して交換可能に着脱できる測定器70と、を具備する。

測定機本体部20は、ベース30と、駆動機構部40と、を備える。

駆動機構部40はベース30に立設されている。
駆動機構部40は、Zコラム41と、Zスライダ42と、Z駆動機構43と、X駆動機構50と、を備える。

Zコラム41は、ベース30の上面に立設されている。
Zスライダ42は、Zコラム41に沿って上下方向(Z軸方向)移動可能に設けられている。
Z駆動機構43は、Zコラム41内に設けられており、Zスライダ42を上下方向へ昇降させる。Z駆動機構43としては、例えば送りねじ機構を採用でき、例えば、ボールねじ軸をZコラム41に平行に設け、このボールねじ軸に回り止めしたナット部材螺合させる。そして、このナット部材とZスライダ42とを連結する。

図2は、Zスライダ42および測定器70の内部機構を示す図である。
X駆動機構50は、Zスライダ42内に設けられ、Zスライダ42の下方に吊り下げ支持された測定器70をX軸方向に移動させる。
X駆動機構50は、図2に示されるように、Zスライダ42の筐体内において、X軸方向と平行に設けられたガイドレール51と、ガイドレール51に沿ってX軸方向へ移動可能に設けられたXスライダ52と、Xスライダ52をガイドレール51に沿って移動させる送り機構53と、を備える。
送り機構53は、送りネジ軸54と、モータ55と、伝達機構56と、を有し、モータ55の動力で送りネジ軸54を回転させる。送りネジ軸54に回り止めされたナット部材(不図示)が螺合しており、このナット部材とXスライダ52とが連結されている。

なお、図示しないが、ベースの上に移動ステージを配設してもよい。

測定器70は、図2に示されるように、ケーシング71と、ブラケット72と、測定アーム75と、スタイラス77と、変位検出器78と、を備える。

Xスライダ52にブラケット72が吊り下げ支持されている。
ブラケット72は、ボルト73によってXスライダ52に対して着脱可能になっている。ブラケット72は、回転軸76を支点として上下方向へ揺動円弧運動)できるように測定アーム75を支持している。
測定アーム75の先端にスタイラス77が設けられている。変位検出器78は、測定アーム75の円弧運動量(Z軸方向の変位量)を検出する。

以上の構成において、駆動機構部40により、測定器70を測定対象物に対して相対移動させることができる。
測定器70のスタイラス77を測定対象面に接触させながら測定器70を測定対象面に沿って移動させる。このときのスタイラス77の微小上下動を測定アーム75の揺動量として変位検出器78で検出する。これにより、測定対象物の形状データを取得することができる。

図1や図2では測定器70の一例を示したが、測定器70は用途に応じた種々のタイプが用意されている。測定感度倍率)や、測定ストローク測定力などが異なる各種の測定器70が用意されており、ユーザは目的に応じて測定器70を交換して測定作業を行う。

例えば、図3においては、測定器(輪郭測定器)70が測定機本体部20に取り付けられており、測定器(粗さ測定器)80はスタンド90に保持されている。

図4は、測定器70の斜視図である。
図4において、ブラケット72は、Xスライダ52のハンギングフレーム60にボルト73で止められている。
ハンギングフレーム60は、ネジ61によってXスライダ52に固定されるものである。
図4では、図が見やすいようにハンギングフレーム60をXスライダ52から外した状態を示しているが、通常、ユーザはハンギングフレーム60をXスライダ52から外すことはないので、ハンギングフレーム60もXスライダ52の一部と解釈して頂いてもよい。
ブラケット72の両サイドには着脱補助レバー74が設けられている。図4のように着脱補助レバー74を開いているときは着脱補助レバー74の一端(不図示)がハンギングフレーム60に係合しており、着脱補助レバー74を図5のように閉じるようにすると着脱補助レバー74とハンギングフレーム60との係合が外れるようになっている。

測定器70の交換作業手順を簡単に説明する。
測定器70の交換に当たって、まず、ユーザは測定機本体部20の電源オフにする。測定機本体部20の電源をオフにすると、測定機本体部20から測定器70への給電が停止され、測定器70の電源もオフになる。そして、工具(専用のレンチスパナ)でボルト73を外し、ブラケット72とハンギングフレーム60との締結解除する。

次に、図5のように、一方の手で着脱補助レバー74を閉じるように操作しながら、他方の手で測定器70を支える。
着脱補助レバー74でブラケット72とハンギングフレーム60との係合を解除しながら、ゆっくりと測定器70を引き出す。これにより、ハンギングフレーム60から測定器70が外れる。

測定器70を測定機本体部20に取り付ける場合には、測定機本体部20の電源はオフにしたままで、ブラケット72をハンギングフレーム60に係合させるようにして測定器70をXスライダ52に取り付ける。さらに、工具(専用のレンチやスパナ)でボルト73を締めて、ブラケット72とハンギングフレーム60とを締結する。このあと、測定機本体部20の電源をオンにして、ソフトウェア再起動する。

概要

簡便かつ安全に測定器の交換作業ができる表面性状測定装置を提供する。測定器70が駆動機構部に対して着脱することで測定器が交換可能になっている。測定器は、ブラケット200を有し、このブラケットには、該測定器の信号送受信および該測定器への給電を行うための第1コネクタ210が設けられている。駆動機構部は、ブラケットが着脱可能に取り付けられる支持フレーム100を有し、この支持フレームには、第1コネクタと電気的に接続される第2コネクタが設けられている。第1コネクタと第2コネクタとが接続されているときには、第1コネクタと第2コネクタとの間で信号送受信が行われるとともに第2コネクタから第1コネクタに給電される。測定器を駆動機構部に着脱するにあたって、第1コネクタと第2コネクタとの挿抜ホットスワップ可能になっている。

目的

本発明の目的は、簡便かつ安全に測定器の交換作業ができる表面性状測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

測定対象物の表面に対して接触または非接触で倣い走査測定する測定器と、前記測定器を前記測定対象物に対して相対移動させる駆動機構部を有する測定機本体部と、を具備し、前記測定器が前記駆動機構部に対して着脱することで前記測定器が交換可能に設けられている表面性状測定装置において、前記測定器は、当該測定器を前記駆動機構部に取り付けるためのブラケットを有し、このブラケットには、該測定器の信号送受信および該測定器への給電を行うための第1コネクタが設けられており、前記駆動機構部は、前記ブラケットが着脱可能に取り付けられる支持フレームを有し、この支持フレームには、前記第1コネクタと電気的に接続される第2コネクタが設けられており、前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されているときには、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの間で信号送受信が行われるとともに前記第2コネクタから前記第1コネクタに給電され、前記測定器を前記駆動機構部に着脱するにあたって、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの挿抜ホットスワップ可能であることを特徴とする表面性状測定装置。

請求項2

請求項1に記載の表面性状測定装置において、前記ブラケットは、端面から突起するように設けられたシャフトを有し、前記支持フレームは、前記シャフトを受け入れ可能であるとともに前記シャフトの有無を検出する着脱検出センサを有し、前記着脱検出センサが前記シャフトの存在を検知したときは前記第2コネクタと前記第1コネクタとを電気的に導通させ、前記着脱検出センサが前記シャフトの存在を検知しないときは、前記第2コネクタと前記第1コネクタとを電気的に遮断することを特徴とする表面性状測定装置。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の表面性状測定装置において、前記ブラケットには、当該ブラケットを貫通した状態に設けられたシャフト状クランパーを有し、前記クランパーは、軸中心に回転可能、かつ、軸方向には前記ブラケットに対して進退不可に設けられており、前記支持フレームには、前記クランパーを受け入れクランプホールを有し、前記クランパーと前記クランプホールとは、前記クランパーの回転操作によって係脱することを特徴とする表面性状測定装置。

請求項4

請求項3に記載の表面性状測定装置において、前記クランパーおよび前記クランプホールの一方にはらせん溝が設けられ、前記クランパーおよび前記クランプホールの他方には前記らせん溝に受け入れられるロックキーが設けられていることを特徴とする表面性状測定装置。

請求項5

請求項3または請求項4に記載の表面性状測定装置において、前記クランパーの端部には手動操作手段としてのハンドルが設けられ、前記ハンドルは手の平で握れるレバ形式であることを特徴とする表面性状測定装置。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれかに記載の表面性状測定装置において、交換用の前記測定器を待機させるスタンドをさらに有し、前記スタンドにも前記支持フレームが設けられていることを特徴とする表面性状測定装置。

技術分野

0001

本発明は、表面性状測定装置に関する。

背景技術

0002

スタイラス触針)を測定対象物の表面に接触させながら移動させ、そのときのスタイラスの変位から測定対象物の形状データを得る表面性状測定装置がある(特許文献1、2)。
図1は、表面性状測定装置10の外観斜視図である。
表面性状測定装置10は、測定機本体部20と、測定機本体部20に対して交換可能に着脱できる測定器70と、を具備する。

0003

測定機本体部20は、ベース30と、駆動機構部40と、を備える。

0004

駆動機構部40はベース30に立設されている。
駆動機構部40は、Zコラム41と、Zスライダ42と、Z駆動機構43と、X駆動機構50と、を備える。

0005

Zコラム41は、ベース30の上面に立設されている。
Zスライダ42は、Zコラム41に沿って上下方向(Z軸方向)移動可能に設けられている。
Z駆動機構43は、Zコラム41内に設けられており、Zスライダ42を上下方向へ昇降させる。Z駆動機構43としては、例えば送りねじ機構を採用でき、例えば、ボールねじ軸をZコラム41に平行に設け、このボールねじ軸に回り止めしたナット部材螺合させる。そして、このナット部材とZスライダ42とを連結する。

0006

図2は、Zスライダ42および測定器70の内部機構を示す図である。
X駆動機構50は、Zスライダ42内に設けられ、Zスライダ42の下方に吊り下げ支持された測定器70をX軸方向に移動させる。
X駆動機構50は、図2に示されるように、Zスライダ42の筐体内において、X軸方向と平行に設けられたガイドレール51と、ガイドレール51に沿ってX軸方向へ移動可能に設けられたXスライダ52と、Xスライダ52をガイドレール51に沿って移動させる送り機構53と、を備える。
送り機構53は、送りネジ軸54と、モータ55と、伝達機構56と、を有し、モータ55の動力で送りネジ軸54を回転させる。送りネジ軸54に回り止めされたナット部材(不図示)が螺合しており、このナット部材とXスライダ52とが連結されている。

0007

なお、図示しないが、ベースの上に移動ステージを配設してもよい。

0008

測定器70は、図2に示されるように、ケーシング71と、ブラケット72と、測定アーム75と、スタイラス77と、変位検出器78と、を備える。

0009

Xスライダ52にブラケット72が吊り下げ支持されている。
ブラケット72は、ボルト73によってXスライダ52に対して着脱可能になっている。ブラケット72は、回転軸76を支点として上下方向へ揺動円弧運動)できるように測定アーム75を支持している。
測定アーム75の先端にスタイラス77が設けられている。変位検出器78は、測定アーム75の円弧運動量(Z軸方向の変位量)を検出する。

0010

以上の構成において、駆動機構部40により、測定器70を測定対象物に対して相対移動させることができる。
測定器70のスタイラス77を測定対象面に接触させながら測定器70を測定対象面に沿って移動させる。このときのスタイラス77の微小上下動を測定アーム75の揺動量として変位検出器78で検出する。これにより、測定対象物の形状データを取得することができる。

0011

図1図2では測定器70の一例を示したが、測定器70は用途に応じた種々のタイプが用意されている。測定感度倍率)や、測定ストローク測定力などが異なる各種の測定器70が用意されており、ユーザは目的に応じて測定器70を交換して測定作業を行う。

0012

例えば、図3においては、測定器(輪郭測定器)70が測定機本体部20に取り付けられており、測定器(粗さ測定器)80はスタンド90に保持されている。

0013

図4は、測定器70の斜視図である。
図4において、ブラケット72は、Xスライダ52のハンギングフレーム60にボルト73で止められている。
ハンギングフレーム60は、ネジ61によってXスライダ52に固定されるものである。
図4では、図が見やすいようにハンギングフレーム60をXスライダ52から外した状態を示しているが、通常、ユーザはハンギングフレーム60をXスライダ52から外すことはないので、ハンギングフレーム60もXスライダ52の一部と解釈して頂いてもよい。
ブラケット72の両サイドには着脱補助レバー74が設けられている。図4のように着脱補助レバー74を開いているときは着脱補助レバー74の一端(不図示)がハンギングフレーム60に係合しており、着脱補助レバー74を図5のように閉じるようにすると着脱補助レバー74とハンギングフレーム60との係合が外れるようになっている。

0014

測定器70の交換作業手順を簡単に説明する。
測定器70の交換に当たって、まず、ユーザは測定機本体部20の電源オフにする。測定機本体部20の電源をオフにすると、測定機本体部20から測定器70への給電が停止され、測定器70の電源もオフになる。そして、工具(専用のレンチスパナ)でボルト73を外し、ブラケット72とハンギングフレーム60との締結解除する。

0015

次に、図5のように、一方の手で着脱補助レバー74を閉じるように操作しながら、他方の手で測定器70を支える。
着脱補助レバー74でブラケット72とハンギングフレーム60との係合を解除しながら、ゆっくりと測定器70を引き出す。これにより、ハンギングフレーム60から測定器70が外れる。

0016

測定器70を測定機本体部20に取り付ける場合には、測定機本体部20の電源はオフにしたままで、ブラケット72をハンギングフレーム60に係合させるようにして測定器70をXスライダ52に取り付ける。さらに、工具(専用のレンチやスパナ)でボルト73を締めて、ブラケット72とハンギングフレーム60とを締結する。このあと、測定機本体部20の電源をオンにして、ソフトウェア再起動する。

先行技術

0017

特許5735337号
特開2017−3559号公報

発明が解決しようとする課題

0018

上記のように測定器の交換作業には手数が多く、時間が掛かっていた。
また、電源をオフにしてから交換作業を行わないと、うまく起動できないので作業の順番が大事になってくる。
また、一方の手で着脱補助レバーを操作しながら他方の手で測定器を支えなくてはならないが、片方の手だけで測定器の重量を支えるというのは不安定になりがちである。
測定器の交換がたびたび必要となると、測定効率が著しく低下してしまうし、上記のような交換作業は面倒である。

0019

本発明の目的は、簡便かつ安全に測定器の交換作業ができる表面性状測定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0020

本発明の表面性状測定装置は、
測定対象物の表面に対して接触または非接触で倣い走査測定する測定器と、
前記測定器を前記測定対象物に対して相対移動させる駆動機構部を有する測定機本体部と、を具備し、前記測定器が前記駆動機構部に対して着脱することで前記測定器が交換可能に設けられている表面性状測定装置において、
前記測定器は、
当該測定器を前記駆動機構部に取り付けるためのブラケットを有し、このブラケットには、該測定器の信号送受信および該測定器への給電を行うための第1コネクタが設けられており、
前記駆動機構部は、
前記ブラケットが着脱可能に取り付けられる支持フレームを有し、この支持フレームには、前記第1コネクタと電気的に接続される第2コネクタが設けられており、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されているときには、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの間で信号送受信が行われるとともに前記第2コネクタから前記第1コネクタに給電され、
前記測定器を前記駆動機構部に着脱するにあたって、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの挿抜ホットスワップ可能である
ことを特徴とする。

0021

本発明の一実施形態では、
前記ブラケットは、端面から突起するように設けられたシャフトを有し、
前記支持フレームは、前記シャフトを受け入れ可能であるとともに前記シャフトの有無を検出する着脱検出センサを有し、
前記着脱検出センサが前記シャフトの存在を検知したときは前記第2コネクタと前記第1コネクタとを電気的に導通させ、
前記着脱検出センサが前記シャフトの存在を検知しないときは、前記第2コネクタと前記第1コネクタとを電気的に遮断する
ことが好ましい。

0022

本発明の一実施形態では、
前記ブラケットには、当該ブラケットを貫通した状態に設けられたシャフト状クランパーを有し、
前記クランパーは、軸中心に回転可能、かつ、軸方向には前記ブラケットに対して進退不可に設けられており、
前記支持フレームには、前記クランパーを受け入れクランプホールを有し、
前記クランパーと前記クランプホールとは、前記クランパーの回転操作によって係脱する
ことが好ましい。

0023

本発明の一実施形態では、
前記クランパーおよび前記クランプホールの一方にはらせん溝が設けられ、
前記クランパーおよび前記クランプホールの他方には前記らせん溝に受け入れられるロックキーが設けられている
ことが好ましい。

0024

本発明の一実施形態では、
前記クランパーの端部には手動操作手段としてのハンドルが設けられ、前記ハンドルは手の平で握れるレバ形式である
ことが好ましい。

0025

本発明の一実施形態では、
交換用の前記測定器を待機させるスタンドをさらに有し、前記スタンドにも前記支持フレームが設けられている
ことが好ましい。

図面の簡単な説明

0026

表面性状測定装置の外観斜視図である。
Zスライダおよび測定器の内部機構を示す図である。
輪郭測定器を測定機本体部に取り付け、粗さ測定器をスタンドで待機している状態を例示する図である。
測定器の斜視図である。
着脱補助レバーを閉じるように操作しながら測定器を着脱する様子を説明するための図である。
第1実施形態を示す斜視図である。
ハンギングフレームの裏面を示す図である。
保護カバーを外して、ハンギングフレームの裏面を示す図である。
クランパーのハンドル操作で測定器をハンギングフレームから外す工程を説明するための図である。
クランパーのハンドル操作で測定器をハンギングフレームから外す工程を説明するための図である。
クランパーのハンドル操作で測定器をハンギングフレームから外す工程を説明するための図である。
クランパーのハンドル操作で測定器をハンギングフレームから外す工程を説明するための図である。
クランパーのハンドル操作で測定器をハンギングフレームから外す工程を説明するための図である。
機能ブロック図である。

実施例

0027

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
図6は、第1実施形態を示す斜視図である。
第1実施形態が特徴とするところは、第1に、ホットスワップ対応にしたことにある。
また、第1実施形態の第2の特徴は、クランパーの端部に手動操作手段としてのハンドルを設け、クランパー220のターン操作によって測定器70がハンギングフレーム100に着脱するようにしたことにある。
つまり、第1実施形態によれば、工具を使用せずに(工具レスで)、一つの操作だけで(クランパー220のターン操作だけで)測定器70とハンギングフレーム100との着脱ができるようになる。
本実施形態が備える測定器70の交換機構を「ワンアクション着脱機構」と称することにする。
以下、ワンアクション着脱機構を説明する。

0028

まずハンギングフレーム100の構成を説明する。
なお、測定機本体部20側の構成としては、支持フレームであるハンギングフレーム100以外は背景技術と同じでよく、以下、ハンギングフレーム100の構成を主に説明する。
また、測定器70の構成としては、ブラケット200以外は背景技術と同じでよく、以下、ブラケット200の構成を主に説明する。
図6中、ハンギングフレーム100において、ブラケット200が取り付く側(−Y側)をハンギングフレーム100のおもて面とし、その反対側の面(+Y側の面)を裏面とする。
したがって、図7図8は、ハンギングフレーム100の裏面を示している。

0029

ハンギングフレーム100には、コネクタのソケット110が第2コネクタとして配設されており、このソケット110は、測定器70の側に設けられた第1コネクタとしてのピンコネクタ210と接続される。
ハンギングフレーム100には、おもて面から裏面に貫通した貫通孔が設けられている。この貫通孔はクランパー220のロックと解除を行うものであるから、クランプホール120と称することにする。クランプホール120の内側にはロックキー121が突出するように設けられている。
図9から図11図13の断面図に表れるように、ロックキー121は、クランプホール120のなかに配置されたボール121である。ここでは、ロックキー121としてのボール121は、対向するように二つ設けられている。

0030

また、ハンギングフレーム100のおもて面には、2本の支持ピン130が突設されている。

0031

図7はハンギングフレーム100の裏面を示す図である。そして、図8は、保護カバー140を外して、センサ部分がよく見えるように図示したものである。図8に示されるように、ハンギングフレーム100の裏面において、クランプホール120の開口を挟むようにしてコ字型フォトインタラプタ150が配設され、着脱検出センサとして機能する。
フォトインタラプタ150は、一方に発光部151、他方に受光部152を有し、発光部151と受光部152との間の物体の有無を検出する。フォトインタラプタ150の検出信号ケーブル153を介して、外部の制御装置に送られるようになっている。

0032

図8においては、クランプホール120からクランパー220の先端222Aが突き出ている。このとき、発光部151からの光はクランパー220の先端222Aで遮断されて受光部152には届かない。
受光部152が光を検知しないときは、測定器70がハンギングフレーム100に接続されているときである。そこで、受光部152のローレベル信号を接続検出信号と称することにする。

0033

次に、ブラケット200を説明する。
ブラケット200の裏面には、ピンコネクタ210が設けられている。ピンコネクタ210とソケット110とが接続されると、測定機本体部20と測定器70とが電気的に接続され、電力および信号の送受信が可能になる。

0034

ブラケット200には、クランパー220が設けられている。
クランパー220は、ハンドル221と、クランプシャフト222と、を有する。
ハンドル221は、手の平でしっかり握れるレバー形式であることが好ましいと考えられる。例えば、サムターンのように指でつまんでるものよりは、本実施形態に例示するように、手でしっかり握って引き起こしたり倒したりするものがよい。(もちろんサムターンを除外するわけではない。)

0035

クランプシャフト222は、図9から図11図13に示すように、クランプホール120に挿入されるものである。
クランプシャフト222は、ブラケット200のおもて面から裏面に突き抜けるように挿通した状態に設けられている。ブラケット200の内部において、クランプシャフト222に向けてピン230が設けられている。クランプシャフト222には周方向キー溝223が設けられており、このキー溝223にピン230の先端が入ることで、クランプシャフト222がブラケット200から抜けないようになっている。つまり、クランプシャフト222は、回転可能であるが、ブラケット200に対して軸方向(Y軸方向)には進退しない(相対変位しない)。

0036

クランプシャフト222の先端側にはスプライン溝224(らせん溝)が設けられている。
スプライン溝224は、ロックキー121であるボール121を受け入れるようになっている。ハンドル221を持ってクランパー220を回すと、スプライン溝224とボール121との係り合いにより、クランパー220がクランプホール120に引き込まれたり、逆にクランプホール120から押し出されたりする。ボール121が二つ設けられているのであるから、それに対応してスプライン溝224も二条ある。

0037

ブラケット200には、ハンギングフレーム100の2本の支持ピン130を受け入れる二つの支持ホール240が設けられている。

0038

図9から図12を参照して、クランパー220のハンドル操作で測定器70をハンギングフレーム100から外す工程を説明する。
図6図7のようにハンドル221のレバーが水平の時、測定器70のブラケット200がハンギングフレーム100に取り付いた状態になっている。
このハンドル221の位置(水平位置)をゼロ度とする。
ハンドル221を反時計回りに180度回して反対向きにしたとき(図6中の矢印A)、測定器70のブラケット200がハンギングフレーム100から抜ける。

0039

このハンドル221の位置を180度とする。ユーザは、測定器70をハンギングフレーム100に対して着脱するにあたり、ただハンドル221を半回転(180度)回すだけでよい。ハンドル221を回すことで、ホットスワップにより自動的に測定器70への電源供給オンオフ制御される。また、ハンドル221を回すことで、自然と測定器70がハンギングフレーム100に引き込まれたり、ハンギングフレーム100から押し出されたりする。

0040

まず図9においては、測定器70のブラケット200がハンギングフレーム100に取り付けられている状態である。つまり、ハンドル221はゼロ度の位置にある。
クランプシャフト222の先端222Aは、クランプホール120から突き出てフォトインタラプタ150の間に入り、発光部151からの光を遮断している。これにより、フォトインタラプタ150は、測定器70がハンギングフレーム100に取り付けられた状態にあることを検出できる。
また、測定器70のコネクタ210がハンギングフレーム100のソケット110に挿入されており、これにより、測定機本体部20から測定器70に電源供給されるとともに、測定器70からの信号が測定機本体部20を介して外部の制御装置に出力される。

0041

さて、測定器70の交換のため、ユーザがハンドル221を持って反時計回りに回しはじめるとする(図10)。(このとき、前述の通り、電源を切っておくなどの準備は必要ない。)ハンドル221を持ってクランパー220を回転させると、スプライン溝224とロックキー121(ボール121)との関係により、クランプシャフト222が押し出される。
図10でいうと、クランパー220とともにブラケット200は右方向(−Y方向)へ僅かに移動する。
図10の状態では、まだ回転が少ないので、クランプシャフト222の先端222Aはフォトインタラプタ150の間に入っているし、コネクタ210とソケット110とは電気的導通状態にある。

0042

さらにハンドル221を回転させて、ハンドル221が90度回転(ゼロ度から90度)したとする(図11図12)。
すると、スプライン溝224とロックキー121(ボール121)との関係により、クランプシャフト222とともにブラケット200がさらに押し出される。このとき、クランプシャフト222の先端222Aはフォトインタラプタ150の間から抜けて、発光部151からの光が受光部152に入射する。すると、フォトインタラプタ150は、測定器70がハンギングフレーム100から外されようとしていることを検出する。このときの受光部152からの信号を「離脱検出信号」とする。

0043

離脱検出信号はケーブル153を介して制御装置に送られ、制御装置は、離脱検出信号を受けると、測定機本体部20および測定器70に対して電源オフを指示する。これで、測定機本体部20および測定器70は電源オフの処理を行う。測定機本体部20は、まず測定器70への給電を停止し、その後自身の動作を停止する。

0044

一方、図11に示されるように、ハンドル221が90度回転のときでも(クランプシャフト222の先端がフォトインタラプタ150から離脱したときでも)、コネクタ210とソケット110とは電気的に導通状態を維持している。
つまり、クランプシャフト222の先端222Aがフォトインタラプタ150に挿入される深さよりも、コネクタ210とソケット110との噛み込み深さの方が長い。

0045

この時点で測定機本体部20と測定器70の電源はオフになっており、あとは測定器70をハンギングフレーム100から引き抜くだけである。このとき、ユーザは意図的に測定器70を引き出すのではなく、ハンドル221を反時計回りにさらに90度(90度から180度へ)持ち上げるように回せばよい(図6の矢印A方向)。すると、スプライン溝224とロックキー121(ボール121)との関係により、クランプシャフト222が押し出され、自然に測定器70がハンギングフレーム100から抜ける(図13)。

0046

このときのユーザの操作はハンドル221を握って反時計回りに上に持ち上げるように回す動作をしているのであるから、測定器70がハンギングフレーム100から離脱するときに測定器70が落下するなどという心配は無い。

0047

測定器70をハンギングフレーム100に取り付ける場合の動作は上記説明の逆になるだけであるから冗長な説明は割愛する。
測定器70をハンギングフレーム100に取り付けるときにクランパー220を時計回り図6の矢印B方向)に、すなわち180度から90度、さらに、90度からゼロ度へ回していくと、クランプシャフト222の先端222Aがフォトインタラプタの間に入り、フォトインタラプタから接続検出信号が制御装置に送られる。制御装置は、接続検出信号を受けて、測定機本体部20および測定器70の電源をオンにする。制御装置は、測定機本体部20を介して測定器70と電気的に接続されるので、接続された測定器70の識別信号を取得して、自動的に対応するソフトウェアを起動する。

0048

以上説明したように、本実施形態によれば、フォトインタラプタ150がクランプシャフト222の先端222Aの位置を検出することでホットスワップが可能になっている。したがって、測定器70の交換時に電源のオンオフやソフトウェアの終了や起動をユーザが意識的に行う必要はない。クランパー220のハンドル操作をすることで簡単に測定器70の着脱ができ、工具(専用のレンチやスパナ)を用いなくても測定器70の交換が簡便にできるようになった。

0049

ハンドル221であるレバーをしっかり持って測定器70の着脱を行うので、両方の手でしっかりと測定器70を支えながら測定器70の交換を行うようになり、交換時に測定器70が落下するなどの事故の心配がほぼ無くなる。

0050

(変形例1)
上記実施形態においてワンアクション着脱機構は測定機本体部20と測定器70とを連結するハンギングフレーム100とブラケット200とに設けられていた。さらに、このワンアクション着脱機構をスタンド90にも設けておくことが好ましい。従来、待機中の測定器80をスタンド90に着けたりスタンド90から外したりする際、電源操作は無いにしても、背景技術で説明したような着脱の手間があった。
この点、上記実施形態で説明したワンアクション着脱機構がスタンド90にも設けられていれば(つまり上記説明のハンギングフレーム100をスタンド90に設置しておけば)、クランパー220のハンドル操作だけでスタンド90と測定器80との着脱が簡単にできる。

0051

さらに、スタンド90に待機中の測定器80にも通電できるようになる。
図14に機能ブロック図で示すように、スタンド90にも測定器80に対する給電用電源91および給電スイッチ92を設けておく。そして、フォトインタラプタ150からの着脱検出信号に応じて給電スイッチ92のオンオフ制御を行うことで待機中の測定器80にも通電できるようになる。このことは、測定器交換後の暖機待ち時間が不要になる効果を生む。したがって、測定器交換がより簡便かつより短時間で行えるようになり、測定効率の画期的向上につながる。

0052

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

0053

10…表面性状測定装置、
20…測定機本体部、30…ベース、
40…駆動機構部、
41…Zコラム、42…Zスライダ、43…Z駆動機構、
50…X駆動機構、
51…ガイドレール、52…Xスライダ、53…送り機構、54…ネジ軸、55…モータ、56…伝達機構、
60…ハンギングフレーム、61…ネジ、
70…測定器(輪郭測定器)、
72…ブラケット、73…ボルト、74…着脱補助レバー、75…測定アーム、77…スタイラス、78…変位検出器、80…測定器(粗さ測定器)、
90…スタンド、91…給電用電源、92…給電スイッチ、
100…ハンギングフレーム、
110…ソケット、120…クランプホール、121…ロックキー(ボール)、130…支持ピン、140…保護カバー、150…フォトインタラプタ、151…発光部、152…受光部、153…ケーブル、
200…ブラケット、
210…ピンコネクタ、220…クランパー、221…ハンドル、222…クランプシャフト、222A…シャフト先端、223…キー溝、224…スプライン溝、230…ピン、240…支持ホール。

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