专利名称：测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定装置，该测定装置以规定的测定力使自由摆动的摆动体的测定子与被测定物体接触、以测定由于摆动体摆动而造成的位移。
背景技术：
过去，已知测定被测定物体的表面粗糙度、波度、轮廓形状、真圆度等表面形状的测定装置，例如，表面粗糙计、轮廓形状测定机、真圆度测定机等。在这些测定装置中，使检测器沿着被测定物的表面扫描以收集扫描数据，根据其结果求出表面性状。该检测器，以可摆动地枢支在前端配有与被测定物表面接触的测定子的臂构件的方式构成。而且，在现有的测定装置中，根据被测定物的表面凹凸利用测定子的位移摆动臂构件，检测出其摆动量形成扫描数据。
记载于实用新型注册第2556550号公报(第2页右栏-第4页右栏)中的测定装置，配有利用支点可自由摆动地支承的臂构件。在该臂构件的一端，设有与被测定物的表面接触且可以沿着表面移动的测定子。并且，在臂构件的另一端上设有配重和移动该配重的马达。而且，利用由平衡控制部控制的马达，在测定子相对于被测定物以规定测定力接触的状态下，适当地移动配重，获得臂构件的平衡，沿着被测定物的表面移动测定子，测定与测定子成一体地位移的臂构件的位移量，测定被测定物的表面形状。
但是，在记载于该实用新型注册第2556550号公报中记载的测定装置中，由于设置在臂构件上的马达，增大了臂构件的整体惯性，有可能测定子的频率特性恶化、即臂构件的摆动性下降。因此，相对于被测定物表面上的微小凹凸的跟随相应性下降，当测定子沿着被测定物的表面移动的扫描速度、即相对于被测定物的表面的测定子移动速度增加时，有可能不能获得良好的测定结果。因此，由于难以增加扫描速度，所以有可能不能提高测定效率。并且，由于臂构件的整体惯性大，当测定子沿着被测定物的表面扫描时，扫描方向的测定力(相对于被测定物的测定子的扫描方向的推压力)变得过大，有可能产生使被测定物表面损伤、测定子损伤等不良状况。
并且，记载于特开平5-340706号公报(第3页左栏-同一页右栏)上的测定装置，配有由支点自由摆动地支承的臂构件。在该臂构件的一端上，设有与被测定物的表面接触并可以沿表面移动的测定子。并且，在臂构件的一端侧上配置弹簧构件，该弹簧构件向与测定子向着被测定物的表面进行接触的方向相反方向施加摆动臂构件的加载力。另一方面，在臂构件的另一端上，向着臂构件的摆动方向突出设置铁芯。进而，在臂构件的另一端上设置第一线圈。并且，在测定装置上，以臂构件的铁芯可大致沿着轴向方向在中心轴上自由移动的方式设有第二线圈。进而，在测定装置上，以第一线圈可以沿轴向自由移动的方式设有音圈马达的筒状磁性构件。而且，使测定子沿着被测定物的表面移动，利用从铁芯相对移动的第二线圈而来的电流值，读取与测定子成一体地位移的臂构件的位移量。并且，采用下述结构，即对应于从第二线圈而来的电流值使电流流过第一线圈、以使音圈马达工作，利用相对于弹簧加载力的规定反作用力的产生，控制测定子以规定的测定力与被测定物表面恒定接触的状态。
但是，在特开平5-340706号公报中所记载的测定装置中，为了控制测定子对于被测定物的测定力恒定，有必要设置用于使电流流过摆动的臂构件的第一线圈的导线等配线。因此，当臂构件摆动时，由于配线的刚性等造成的应力对摆动的臂构件造成干扰作用，可能造成测定力变化。因而，需要不会对臂构件造成干扰的难度很大的配线，制造性能难以提高。并且，由于臂构件的摆动，有可能使负荷反复作用在配线上而造成断线、不能获得规定的测定力。进而，由于臂构件摆动，音圈马达中的臂构件的线圈的移动形成圆弧轨迹。因而，为了获得高精度的测定，有必要构成臂构件的线圈相对于磁性构件沿轴向方向直线移动的状态，但是，由于音圈马达自身的结构，设置将臂构件的线圈圆弧移动转换成直线移动是很困难的。因而，有必要将圆弧移动修正为直线移动，有必要配置用于直线修正的电路，使结构复杂化，可能难以实现制造性能的提高和成本的降低。
另外，在特开2000-111334号公报(第3页右栏-第5页右栏)中记载的测定装置，配有以支点自由摆动地支承的臂构件。在该臂构件的一端上，设有与被测定物的表面接触并且可以沿着表面移动的测定子。并且，在臂构件的另一端侧上，配置对臂构件的摆动引起的位移量进行检测的位移检测机构。进而，在臂构件的另一端侧上连接金属线等。而且，测定装置配有测定力调节机构，该测定力调节机构利用马达等沿着臂构件的摆动方向在金属线上作用以拉伸力、调节测定子与被测定物接触的测定力。并且，测定装置，以可以改变相对于测定子与被测定物接触的方向的水平面的角度、即相对于臂构件的纵长方向的水平面的角度的方式、可旋转地设置臂构件。进而，根据测定子的种类和作为臂构件的旋转角度的检测器的倾斜角度等的组合，预先设置输入用于以形成最佳测定力的方式设定测定力调整机构的驱动状态的指令值。而且，输入测定子的种类，检测测定时的测定器的倾斜角度，并且根据其检测结果等读取对应的指令值，根据该指令值控制测定力调整机构的驱动状态，以使测定力保持恒定的方式测定被测定物的表面形状。
但是，在记载于特开2000-111334号公报中的测定装置中，影响倾斜角度和测定子的种类等的测定力的因素很多，这些因素的组合的指令值则更多。因此，对于任何组合计算出使测定力恒定的指令值都是很繁琐的，并且，设定输入很多指令值的工作也很繁琐，需要提高制造性能。
如上所述，在实用新型注册第2556550号公报记载的测定装置中，由于使用于保持测定力恒定的配重移动的马达增大了臂构件的惯性，测定子相对于在被测定物表面中的凹凸追随响应性下降，难以增加测定子的扫描速度，因而不能提高测定效率，在这种情况下，测定子最终可能会损伤被测定物的表面。并且，在特开平5-340706号公报记载的测定装置中，由于用于保持测定力恒定的音圈马达的配线，可能会对臂构件的摆动造成影响，不受配线影响的设计是非常困难的。并且，有必要配置将音圈马达中的圆弧移动修正为直线移动的回路，不能提高制造性能。进而，特开2000-111334号公报中记载的技术，设定用于保持测定力恒定的测定力调整机构的驱动装置的指令值的计算和设定输入非常复杂，需要提高制造性能。
发明内容
本发明鉴于实际情况，其目的是提供一种抑制测定力的变动、方便地获得良好的测定结果的测定装置。
根据本发明的测定装置，其特征在于，配有可以相对于被测定物进行相对移动的主体，可自由摆动地枢支在该主体上、具有与前述被测定物接触的测定子的摆动体，检测由该摆动体的摆动造成的位移的位移测定机构，前述主体可以以相对于水平面倾斜规定范围内的角度的状态移动，前述摆动体，在前述主体以前述规定角度范围的大致中央的角度倾斜的状态下、以重心位置位于被枢支的位置的水平面上的状态枢支在前述主体上。
在此，所谓“以规定角度范围的大致中央的角度倾斜”，是指倾斜于规定的可倾斜角度范围的大致一半的角度位置上。因而，从该角度位置起的正负方向的可倾斜角度大致相等。
在本发明中，具有与被测定物接触的测定子的摆动体以下述状态枢支在可以相对于对于被测定物的水平面在规定的角度范围内相对移动的主体上，所述状态为，在主体以倾斜所述角度范围中的大致中央的角度的状态下将摆动体枢支在主体上，该该摆动体的重心位置位于前述位置上的水平面上。借此，将从在主体倾斜的情况下、和不倾斜的情况下的枢支位置至重心位置的距离变化控制在最小限度内，并且将摆动体的测定子与被测定物接触的测定力的变化控制在最小限度内，若预先设定测定力，则即使主体倾斜也不必立即调整测定力、可以继续进行测定，易于获得良好的测定结果。
在本发明中，前述摆动体的重心位置为根据重心转矩计算出的位置，所述重心转矩是根据以构成该摆动体的构成构件的支点为原点的重心坐标和前述各构成构件的质量求出的。
在本发明中，根据利用以构成摆动体的构成构件的支点为原点的重心坐标、和各构成构件的质量求出的重心转矩，计算出摆动体的重心位置。借此，易于将摆动体枢支在主体上，以便将测定力的变动控制在最小限度内、易于获得良好的测定结果，易于提高制造性能。
在本发明中，优选利用计算机辅助设计，根据前述构成构件的三维数据计算出构成前述摆动体的构成构件的重心坐标。
在本发明中，利用计算机辅助设计，根据摆动体的构成构件的三位数据计算出构成构件的重心坐标。借此，可以容易地利用计算机辅助设计获得摆动体的重心位置，可以容易以易于将测定力的变动控制在最小限度内并获得良好的测定结果的状态将摆动体枢支在主体上，易于提高制造性能。
在本发明中，前述摆动体优选与枢支在前述主体上的支点相对地在与该摆动体的重心位置大致相反侧上、配置使前述测定子以规定的测定力与前述被测定物接触的测定力设定机构。
在本发明中，相对于枢支在主体上的支点在与摆动体的重心位置大致相反侧的摆动体的位置上，设有使测定子以规定的测定力与被测定物接触的测定力设定机构。因此，即使在测定力调节时使测定力设定机构作用，测定力设定机构位于与重心位置的大致相反侧，因而重心位置基本上没有变动，通过调节测定力，防止由于主体的移动造成的测定力的变动增大，易于对测定力进行调整，以获得良好的测定结果。
在本发明中，前述测定力设定机构优选为测定力锤，该测定力锤可以在大致沿着相对于将前述摆动体枢支在前述主体上的支点接触、分离方向的方向上移动。
在本发明中，作为测定力设定机构，采用可以在大致沿着相对于将前述摆动体枢支在前述主体上的支点接触、分离方向的方向上移动的测定力锤。因此，即使以简单的结构移动主体，仍可以将测定力控制在最小限度内，易于获得良好的测定结果，可以获得易于对测定力进行调整的结构，可以容易地提高制造性能。
在本发明中，前述摆动体配有可以在连接其枢支在前述主体上的支点和前述测定子的前端的线大致正交的方向上移动的重心锤，前述重心位置由前述重心锤的移动调整。
在本发明中，使重心锤在与连接枢支在摆动体的主体上的支点和测定子前端的线大致正交的方向上移动，以调整重心位置。例如，相对于支点将重心锤配置在与测定子相反的一侧上。由于该重心锤可以在与连接测定子前端和支点的线大致正交的方向上移动，所以伴随着该重心锤的移动，重心转矩基本上不会变化，测定子与被测定物接触时的测定力基本上不会变化。因而，可以高效率地调整摆动体的重心位置。
图1是表示本发明的一个实施方式中的测定装置的概括结构的示意图。
图2是表示前述一个实施方式中的装置主体的概括结构的示意图。
图3A、图3B、图3C是表示前述一个实施方式中的测定装置的操作状态的说明图。
图4A、图4B是表示前述一个实施方式中的臂构件的重心位置的说明图。
图5是表示前述一个实施方式中的臂构件的通过CAD构成的图面显示的说明图。
图6是说明前述一个实施方式中的测定力相对于倾斜角度的变化情况的曲线图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的一个实施方式中的测定装置的结构。另外，虽然在该实施方式中以表面跟踪型测定装置进行说明，但是并不限于这种结构，也可以适用于其它任何测定装置。图1是表示测定装置的概括结构的模式图。图2是表示装置主体的概括结构的示意图。图3是表示测定装置的操作状态的说明图。图4是表示臂构件的重心位置的说明图。
(测定装置的结构)在图1中，100是测定装置，该测定装置100例如为用于测定被测定物1的形状的表面跟踪型测定装置。而且，在该测定装置100中，配有台座部110、支柱部120、移动部130、装置主体140。
台座部110例如为载置固定于桌面上、在上面具有可以载置被测定物1的载置面111的大致台式结构。支柱部120形成大致柱状。而且，支柱部120设置在台座部110上，以轴向方向相对于台座部110的载置面111大致正交的状态从载置面111向上方突出。
移动部130配有可以沿着作为其轴向方向的上下方向(图1中的箭头Z的方向)在支柱部120上移动的垂直滑动件131，可旋转地设置在该垂直滑动件131上的旋转部132，设置在该旋转部132上的移动导向件135，通常情况下可以沿着该移动导向件135大致平行于处于水平方向(图1中的箭头X方向)上的台座部110的载置面111移动的水平滑动件133。并且，在移动部130上设有角度检测机构134，借助旋转部132的驱动使水平滑动件133旋转，以便检测出相对于水平面的倾斜角度。
装置主体140，通过与被测定物1的表面接触而测定被测定物1的形状，将其成一体地设置在移动部130的水平滑动件133的下面。而且，如图2所示，装置主体140配有作为借助水平滑动件133在水平方向上移动的主体的支承部210，作为成一体地可摆动地枢支在该支承部210下面的摆动体的臂构件220，设置在支承部210上、检测由于臂构件220的摆动而引起的位移的位移检测机构230，和设置在支承部210上、以臂构件220的一部分露出于外部的状态覆盖臂构件220和位移检测机构230的盖体240。
平时，以大致沿着上表面为水平面的台座部110的载置面111的状态、可以借助水平滑动件133沿着作为水平方向的X方向移动的方式设置支承部210。而且，在支承部210的下面，设有枢支臂构件220的轴211。
臂构件220配有作为以支承部210的轴211为支点而被可旋转地支承的构成构件的主体部221，与该主体部221成一体地设置的测定腕部222，和设置在主体部221上的测定力设定机构223。在主体部221上设置配合孔221A，轴211可旋转地配合到该配合孔221A中。并且，在主体部221的下面，如图5所示，可调整地、例如可移动和可装装地设置重心锤221B。
测定腕部222的构成构件包括腕部222A、安装部222B、触针保持件222C、作为测定子的触针222D。腕部222A形成大致圆柱状，将作为轴向一端的基端成一体地安装在主体部221的进行摆动的一个端面上，以从主体部221上延伸出来的状态设置。安装部222B可装卸地安装到作为臂部222A的另一端的前端上。在该安装部222B上安装触针保持件222C。该触针保持件222C形成大致圆柱状，作为轴向的一端的基端成一体地固定到安装部222B上，以与腕部222A大致平行地从安装部222B相对于臂部222A向相反侧延伸的状态安装到安装部222B上。在作为触针保持件222C的另一端的前端部上，设置沿径向贯穿的图中未示出的贯通孔。触针222D，其作为轴向一端的前端非常锐利，形成可以与一个面点接触的柱状形状，作为另一端的基端可装卸地配合固定到触针保持件222C的贯通孔中，以沿触针保持件222C的径向方向突出的状态安装。
测定力设定机构223，作为其构成构件包括配重棒223A、测定力锤223B。配重棒223A形成大致圆柱形，作为轴向一端的基端成一体地安装到与主体部221的进行摆动的另一端面、即安装有测定腕部222的腕部222A的面相反的面上，以从主体部221向着与腕部222A的相反方向大致平行地延伸的状态设置。测定力锤223B形成大致圆板状，在大致中心处具有可滑动地配合配重棒223A的图中未示出的移动孔。并且，在测定力锤223B的外周面上设有定位螺纹构件223B1，该定位螺纹构件223B1的前端可进退地突出到移动孔的内周面上，并且与配重棒223A的外周面接触。而且，利用定位螺纹构件223B1的操作，测定力锤223B可沿轴线方向相对配重棒223A地移动进行定位。
而且，臂构件220，如图3B所示，在通常状态下被枢支在支承部210的轴211上，所述通常状态是指可以以测定力腕部222的触针保持件222C的轴向方向沿着大致水平方向的状态下对触针222D施加规定的测定力的状态。另外，在臂构件220的触针222D以规定的测定力与被测定物1的表接触以测定被测定物1的表面状态的状态下，臂构件220整体的重心位置G，在装置主体140的支承部210倾斜至旋转角度范围内的大致中央的角度的状态下，形成位于作为以支承部210的轴211枢支的配合孔221A的中心的支点所处的水平面上的状态。
具体而言，移动部130借助旋转部132的驱动，在图3A所示的状态和图3C所示的状态的倾斜角度范围内转动装置主体140。在本实施方式中，图3A所示的状态是臂构件220的触针保持件222C延伸出来的一侧朝向上方的方向旋转10°的状态、即触针保持件222C的轴向方向达到相对于水平的图3B旋转+10°的状态。并且，图3C所示的状态是臂构件220的触针保持件222C延伸出来的一侧朝向下方的方向旋转45°的状态、即触针保持件222C的轴向方向达到相对于水平的图3B旋转-45°的状态。而且，臂构件220，如图4所示，处于从通过旋转而倾斜的图3A的状态至图3C的状态的(+10°～-45°)的中心角θ的大致中央的角度位置、即通过下面的式(1)计算求出的-17.5°，在装置主体140的支承部210以该角度倾斜的状态下，以整体的重心位置G位于支点所在的水平面上的状态枢支臂构件220。
(+10°-45°)/2＝-17.5°…式(1)这样，预先设定成重心位置G相对于配合孔221A的中心处于规定位置的状态，以形成臂构件220。另外，在该臂构件220中，由于调整测定力的测定力设定机构223位于相对于作为摆动支点的配合孔中心与重心位置G相反的一侧上，所以不必改变重心角度(相对于包含支点的水平面而言、从支点观察重心位置G的角度)就可以容易地设定测定力。
位移检测机构230配有成一体地设置在臂构件220的主体部221上的例如由铁等柱状体构成的磁性构件231、和配置在支承部210下面的大致圆筒状的线圈232。而且，线圈232以磁性构件231可以以在大致中心轴的位置上轴向方向沿着中心轴的状态移动的方式构成。而且，位移检测机构230，通过使借助臂构件220的摆动成一体地移动的磁性构件231在线圈232的内周侧上移动，输出规定的电流。所输出的电流输出到另外设置的图中未示出的计算装置中，利用计算装置对电流值进行解析，计算出被测定物1的表面性状。
下面，说明上述实施方式中的测定装置的操作。
(测定装置的设定)作为测定装置的操作，参照
用于利用测定装置测定被测定物的形状的设定。图5是表示利用臂构件的CAD(计算机辅助设计)形成的画面显示的说明图。
首先，作为测定标准，将臂构件220调整到臂构件220的重心位置G达到规定位置的状态。该臂构件220的调整，根据作为制造臂构件220时的各构成构件的各部件外形信息、即主体部221、腕部222A、安装部222B、触针保持件222C、触针222D、配重棒223A、测定力锤223B、重心锤221B以及磁性构件231的制造设计图，利用计算机辅助设计CAD分别制成三维数据。而且，根据各构件的三维数据，以图5所示的画面显示300的方式，在一个坐标系上合成处理成臂构件220的三维数据。另外，在合成该臂构件220的三维数据时，可以将构成臂构件支点的配合孔221A的中心作为坐标原点。
此后，根据臂构件220的三维数据中的各构件的重心坐标、和各构件的质量，计算出各构件的重心转矩。具体而言，在一个坐标系中，根据各部件的重心坐标的x坐标xi及z坐标zi、和质量mi，如下式(2)所示，由x方向的分量si和z方向的分量ti表示作为重心坐标和质量的乘积的重心转矩。
(si，ti)＝(xi*mi，zi*mi) …式(2)而且，根据这些各个构件的重心转矩的总和、和臂构件220的整体质量，如下面的式(3)所示，计算出臂构件220的重心位置G的坐标(X、Z)。即，只要将重心位置G的重心转矩除以臂构件220的质量就可以了。
(X、Z)＝(∑si/∑mi，∑ti/∑mi)…式(3)以使这样计算出的重心位置G位于偏离配合孔的中心+17.5°的方向的方式、使图5所示的规定质量的重心锤221B向着与腕部222A的轴大致正交的方向相对于主体部221移动，设定臂构件220的形状。
并且，将臂构件220设定为触针222D的前端与被测定物1接触的测定力达到规定值的状态。即，触针222D前端的测定力F，如下式(4)所示，通过将由式(3)计算出的臂构件220的重心位置G的重心转矩的X方向的分量除以从臂构件220的支点至触针222D的距离而求出。
F＝∑si/L…式(4)以该测定力F达到规定值的方式例如移动测定力锤223B，设定臂构件220的形状。
这样，以重心位置G处于规定的位置上、且测定力F达到规定值的状态设计臂构件220。而且，通过将所获得的臂构件220枢支在轴211上，设定利用规定的测定力F进行测定的测定装置100。
(测定装置的测定操作)下面，参照
采用上述测定装置测定被测定物形状的动作。图6是说明相对于装置主体140的倾斜角度的测定力变动状态的曲线图。
首先，将被测定物定位于台座部110的载置面111上。之后，驱动移动部130，即适当驱动垂直滑动件131和旋转部132、水平滑动件133，使预先设定为规定条件的臂构件220的触针222D的前端与被测定物1接触。
在这种状态下，适当驱动移动部130，使触针222D以在被测定物1表面上相对滑动的状态移动。利用该触针222D的相对移动，对应于被测定物1表面的凹部摆动臂构件220。通过摆动，设置在臂构件220上的磁性构件231相对于位移检测机构230的线圈232的内周侧移动。通过该磁性构件231的移动，由线圈232产生对应于磁性构件231的移动的规定电流值的电流。图中未示出的计算机构读取该电流值，进行例如图像显示等，计算出被测定物1的形状。
在此，例如图4B所示，通过移动部130的旋转部132的驱动，即使装置主体140旋转至臂构件220倾斜的状态，重心位置G仍以装置主体140的角度范围内的中央角度倾斜的状态位于支点所在的水平面上，因而，在该状态下，重心位置G和支点的水平方向上的距离1g成为最大值。并且，装置主体140处于以旋转范围的最大角度或最小角度倾斜的状态，在两种情况下距离1g均同样地达到最小值。即，距离1g从最大值到最小值的变化率变为最小，结果，测定力的变化率达到最小。借此，臂构件220在图4A所示的通常状态中的重心位置G和支点的水平方向上的距离Lg，包含在最大值和最小值的范围内，即使装置主体140旋转，也抑制距离1g的变化。因而，将关于重心位置G的重心转矩控制在最小限度内，测定力不会产生很大偏差。因而，在装置主体140的旋转角度的全部范围(-45°～+10°)中，如图6所示，测定力F基本上没有变化。
另一方面，例如，在重心位置G脱离旋转角度范围、且重心位置G相对于支点处于大致上方的情况下，如图6所示，测定力F根据上式(4)计算出的测定力F和重心转矩的关系大幅度变化。
因而，设定臂构件220，以使臂构件220在以装置主体140的旋转角度范围的中央角度倾斜的状态下，其重心位置G位于支点所在水平面上的状态被枢支的，这样，即使测定装置140倾斜，测定力F也基本上不会变化，在倾斜时不需要预先调制测定力锤223B的位置的设定，不使测定中断而可以实施计量，提高测定效率。并且，由于不需要用于调整测定力F使其恒定的结构，所以可以简化结构，提高制造性能并降低成本。进而，即使倾斜地进行测定，测定力F也不会变化，不会由于用于调整测定力F使其恒定的结构造成对臂构件220的摆动的影响，易于获得良好的测定结果。
如上面所述，在上述实施方式中，在如下状态下对具有与被测定物1接触的触针222D的臂构件220进行枢支，其状态为，在可以在相对于被测定物1的作为规定角度范围的+10°～-45°的范围内旋转的装置主体140以作为角度范围的一半的中央角度-17.5°的角度倾斜的状态下，形成重心位置G位于作为臂构件220的枢支位置的支点所在的水平面上。因而，在支承部210倾斜的情况下和不倾斜的情况下，从支点到重心位置G的距离Lg的变化量达到最小，可以将臂构件220的触针222D与被测定物1接触的测定力F的变动控制在最小限度内，若预先设定测定力F，即使支承部210倾斜，也可以不必调整测定力F而继续进行测定，易于获得良好的测定结果。
并且，根据由将构成臂构件220的各个构成构件中的臂构件220的支点作为原点的重心坐标、和各构成构件的质量求出的重心转矩，计算出臂构件220的重心位置G。因而，易于得到如下结构，即在将测定力F的变化抑制在最小限度内而获得良好的测定结果的状态下将臂构件220枢支在支承部210上的结构，易于提高制造性能，例如，可以利用制造各个构件时的制造设计图，借助CAD进行计算，易于提高制造性能。
而且，通过计算机辅助设计(CAD)根据臂构件220的构成构件的三维模型数据计算出构成构件的重心坐标。因而，利用CAD可以容易地获得臂构件220的重心位置G，易于得到如下结构，即在将测定力F的变化抑制在最小限度内而获得良好的测定结果的状态下将臂构件220枢支在支承部210上的结构，可以进一步提高制造性能。特别地，通过采用各构成构件的制造设计图，可以更容易地进行计算，可以进一步提高制造性能。
并且，在相对于构成枢支在支承部210上的支点的配合孔221A的中心基本上处于与臂构件220的重心位置G的相反侧的臂构件220的位置上，设置以规定的测定力F使触针222D与被测定物1接触的状态的测定力设定机构223。因而，即使在调整测定力F时使测定力设定机构223工作，由于测定力设定机构223处于与重心位置G相反的一侧，所以重心角度基本上没有变化，防止由于通过调整测定力F，由支承部210的移动造成的重心位置G的变化变大，易于获得良好的测定结果，可以容易地调整测定力，即，易于设定臂构件220。
而且，作为测定力设定机构223配有测定力锤223B，该测定力锤223B可以在沿着相对于作为将臂构件220枢支在支承部210上的支点的配合孔221A的中心接触、分离的方向的方向上移动。因而，容易得到如下结构，即通过简单的构成，即使支承部210移动也可以将测定力F的变化控制在最小限度内，获得良好的测定结果，易于进行测定力F的调整，易于提高制造性能。进而，即使在以不同的值的测定力F进行测定的情况下，只要适当地移动测定力锤223B，就可以进行抑制测定力F变化的良好测定，可以容易地改变测定力F。
并且，在装置主体140以由于支承部210的移动而形成的倾斜角度范围内的大致中央的角度倾斜的状态下，臂构件220的重心位置G位于支点的水平面上，并且，以使臂构件220的触针222D与被测定物1接触的测定力F达到规定值的条件的结构，设计形成臂构件220。因而，若在测定装置100的制造阶段，作为利用规定测定力F进行测定的装置进行设定，则直到有必要利用其它值的测定力F进行测定为止，使用者均不必进行用于调整测定力F的操作，可以照样进行测定，可以容易地提高测定效率。
另外，本发明不限于上述实施方式，下面所示的变形等也包含在本发明中。
即，虽然说明在重心位置G处于规定位置、且测定力F成为规定值的条件下对臂构件220的设计，但是也可以按下述方式设计，即，以仅在对臂构件220进行枢支之后获得规定的测定力F的方式进行调整，达到重心位置G在装置主体140以旋转的角度范围的中央角度倾斜的状态下位于支点的水平面上的状态，或在获得规定的测定力F的条件下设计臂构件220之后，以重心位置G位于规定位置上的状态进行枢支。
而且，重心位置G的设计不限于利用上述CAD的情况，也可以采用任何方法进行计算，并且，也可以利用各测定装置，以重心位置G位于规定位置上的方式、利用任何方法形成臂构件220。
并且，作为测定力设定机构223，不限于采用测定力锤223B的结构，可以采用任何结构。另外，通过采用测定力锤223B的结构，不会造成限制臂构件220的摆动等的影响，可以以简单的结构获得良好的测量结果，可以容易地提高制造性能。
而且，作为摆动体，不限于上述臂构件220的形状，可以采用任何形状，测定子也不限于设置在一端上的结构，可以采用任何可以与被测定物接触的形状。
并且，作为主体，不限于支承部210，可以采用能够自由摆动地枢支臂构件220的任何结构。
进而，作为使主体相对于被测定物进行相对移动的移动部130，可以采用例如以载置的主体不移动而被测定物1移动，或使双方都移动等的构成，使它们相对移动以使与被测定物1接触的触针222D相对于被测定物1相对移动的任何结构均可。
并且，虽然对测定被测定物1的表面形状的测定装置100进行了说明，但是并不限于测定表面形状，也可以是利用测定子测定表面硬度、测定表面温度等的测定表面特性和性状的装置等、任何以测定为对象的装置。
另外，实施本发明的具体结构和顺序，可以在能够实现本发明目的的范围内以其它结构进行适当的变化。
权利要求
1.一种测定装置，其特征在于，配有可以相对于被测定物进行相对移动的主体，可自由摆动地枢支在该主体上、具有与前述被测定物接触的测定子的摆动体，检测由该摆动体的摆动造成的位移的位移测定机构，前述主体可以以相对于水平面倾斜规定范围内的角度的状态移动，前述摆动体，在前述主体以前述规定角度范围的大致中央的角度倾斜的状态下、以重心位置位于被本体枢支的位置的水平面上的状态枢支在前述主体上。
2.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于，前述摆动体的重心位置为根据重心转矩计算出的位置，所述重心转矩是根据以构成该摆动体的构成构件的支点为原点的重心坐标和前述各构成构件的质量求出的。
3.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于，利用计算机辅助设计，根据前述构成构件的三维数据计算出构成前述摆动体的构成构件的重心坐标。
4.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于，前述摆动体在相对于枢支在前述主体上的支点而位于该摆动体的重心位置大致相反侧上、配置使前述测定子以规定的测定力与前述被测定物接触的测定力设定机构。
5.如权利要求4所述的测定装置，其特征在于，前述测定力设定机构为测定力锤，该测定力锤可以在大致沿着相对于将前述摆动体枢支在前述主体上的支点接触、分离方向的方向上移动。
6.如权利要求1至5任何一项所述的测定装置，其特征在于，前述摆动体配有可以在与连接其枢支在前述主体上的支点和前述测定子的前端的线大致正交的方向上移动的重心锤，前述重心位置由前述重心锤的移动调整。
全文摘要
根据构成臂构件(220)的构成构件的三维模型数据和质量，计算各构成构件的重心转矩，将这些重心转矩合成、计算出臂构件(220)整体的重心位置G。设置在可自由摆动地枢支在对被测定物(1)相对移动的支承部(210)上的臂构件(220)的摆动的一端侧上的触针(222D)以规定的测定力与被测定物(1)接触，在支承部(210)以由移动部(130)形成的支承部(210)的旋转角度范围的中央的角度倾斜的状态下，以重心位置G位于支点的水平面上的状态，形成并枢支臂构件(220)。即使支承部(210)倾斜，测定力也基本上不会变化。
文档编号G01B5/28GK1525137SQ200410006090
公开日2004年9月1日 申请日期2004年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者滨伸行, 冈本伊知朗, 棚田英夫, 夫, 知朗 申请人:株式会社三丰