てこ式検出器、スタイラス、及びスタイラス自動交換装置
【課題】てこ式検出器に対して複数種のスタイラスを交換する作業の負担を軽減でき、複数種のスタイラスを自動で交換できるてこ式検出器、スタイラスおよびスタイラス自動交換装置を提供する。
【解決手段】スタイラスホルダにスタイラス３１を装着するため、ホルダの軸体３６の中心軸に直交する方向にスタイラス本体３３の長尺方向を合わせて、かつ軸体３６の中心軸に直交する方向にスタイラス本体３３に設けた着座板体３４を移動させた場合に、この着座板体３４に位置するスタイラス３１全体の重心（重心軸）まで軸体３６を案内する略Ｕ字状の切欠部を、当該着座板体３４に形成する。切欠部によって軸体３６が重心まで案内された状態で、板状揺動体３７が着座板体３４を着脱可能に保持する。
【解決手段】スタイラスホルダにスタイラス３１を装着するため、ホルダの軸体３６の中心軸に直交する方向にスタイラス本体３３の長尺方向を合わせて、かつ軸体３６の中心軸に直交する方向にスタイラス本体３３に設けた着座板体３４を移動させた場合に、この着座板体３４に位置するスタイラス３１全体の重心（重心軸）まで軸体３６を案内する略Ｕ字状の切欠部を、当該着座板体３４に形成する。切欠部によって軸体３６が重心まで案内された状態で、板状揺動体３７が着座板体３４を着脱可能に保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
表面性状測定装置に用いられるてこ式検出器、スタイラス及び自動交換装置に関する。詳しくは、スタイラスが着脱自在に装着されたてこ式検出器、およびこの検出器からスタイラスを自動的に着脱させるスタイラス自動交換装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の表面にスタイラスを接触させた状態において、スタイラスを被測定物の表面に沿って移動させ、このとき、被測定物の表面粗さによって生じるスタイラスの変位を検出し、この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装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の図３および図９に記載の表面粗さ測定装置に取り付けられているてこ式検出器は、被測定物に接触するスタイラス、および該スタイラスを着脱自在に保持するスタイラスホルダを備える。
表面粗さ測定装置を使用するにあたっては、予め、通常のスタイラスのほかに、被測定物の測定部位形状に対応して用意された各種形状のスタイラスが用意されているから、被測定物の測定部位形状に適したスタイラスに交換したのち、測定を行う。例えば、小孔の表面粗さを測定する場合には、小孔測定用スタイラスに、あるいは、深い溝の表面粗さを測定する場合には、スタイラス長さが長い深溝測定用スタイラスなどに交換したのち、測定を行う。
【０００４】
表面粗さ測定装置に限らず、真円度測定装置や輪郭形状測定装置などの表面性状測定装置においても、測定内容の多様化に対応すべく、被測定物の測定部位に対応して用意された各種形状のスタイラスが用意されている。
スタイラスの交換作業は、従来、測定者によって行われている。これには、測定者が、測定作業を一旦中断し、現在使用中のスタイラスを検出器から取り外したのち、新たなスタイラスを検出器に装着して、測定作業を再開していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７４６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のようなスタイラスの交換作業では、測定作業を一旦中断し、測定者が手動で、スタイラスの取外作業およびスタイラスの装着作業を行わなければならないため、測定作業の中断時間が長いうえ、スタイラスの取外作業および装着作業に伴う測定者への負担も大きい。このような状況に対し、近年、表面性状測定装置における測定の無人化、自動化の要求が増加してきた。
そこで、三次元測定機などで利用されているオートプローブチェンジャーを表面性状測定装置に適用することが考えられる。つまり、複数種のスタイラスを格納した交換ラックを測定装置に設置して、検出器のスタイラスを自動的に交換するというものである。
【０００７】
しかし、従来のように手動でスタイラスを交換する場合であっても、交換ラックを用いて自動的に交換する場合であっても、異なる種類のスタイラスに交換することによって、てこ式検出器のバランスが崩れ、検出器の測定力が変化してしまうという共通の課題があった。測定力とは測定中にスタイラスが被測定物に付与する力を示す。特に精密測定の際は、交換後のスタイラスのバランス調整が必要となる。そのため、交換ラックを用いてスタイラスを自動交換するには、バランス調整をも自動で行えるような機構を検出器に内蔵させなくてはならなかった。
【０００８】
本発明は、前記従来技術に対する要求に応えるためのものであり、その解決すべき課題は、
被測定物と接触する接触部を有したスタイラスと、
前記スタイラスを揺動自在に支持するスタイラスホルダと、
前記スタイラスの揺動変位を検出する変位検出手段と、を備え、被測定物の表面性状を測定するために前記スタイラスの揺動変位を取得するてこ式検出器であって、
前記スタイラスは、先端に前記接触部を有する長尺状のスタイラス本体と、該スタイラス本体の基端に設けられ前記スタイラスホルダに着脱自在な着座体とを有する場合に、
複数種のスタイラスを手動で交換する作業の負担を軽減できるてこ式検出器、およびそのスタイラス、さらには、てこ式検出器に対して複数種のスタイラスを自動で交換できるスタイラス自動交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に係るてこ式検出器においては、
前記スタイラスホルダには、前記スタイラスの揺動中心となる軸体が設けられ、
前記着座体には、前記スタイラスホルダから切り離された状態の前記スタイラス全体の重心が位置しており、かつ前記スタイラスを装着する際に前記スタイラスの重心まで前記軸体を案内する切欠部が形成されている。この切欠部の形状は、略Ｕ字、略Ｖ字、略Ｌ字など特に限定されない。
そして、該切欠部によって前記軸体が前記重心まで案内された状態で、前記スタイラスホルダに前記着座体が着脱自在に保持され、前記スタイラスが軸体周りに揺動自在となることを特徴とする。
なお、本発明においてスタイラスホルダに設けられる軸体は、このホルダに回転自在に支持されたものでもよく、ホルダに固定支持されたものでもよい、後者の場合、固定された軸体の中心軸周りに後述の揺動体が回転することになる。
【００１０】
本発明に係るてこ式検出器において、前記スタイラスの着座体には、該着座体の切欠部に前記スタイラス全体の重心が含まれるように、前記重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るてこ式検出器において、被測定物の測定部位に対応して用意された複数種の前記スタイラスには、該スタイラスを取出可能かつ格納可能に収容する交換ラックに設けられた被係止片部を係止可能な係止片部が設けられている。そして、前記係止片部は、前記スタイラスの着座体に設けられ、かつ前記カウンタバランス部に対して前記軸体の中心軸方向にオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
ここで、着座体の係止片部が交換ラックの被係止片部を係止する動作と、保持されたスタイラスがスタイラスホルダから離脱する動作とは連係して実行される。つまり、スタイラスをスタイラスホルダから離脱させる際、スタイラスホルダを交換ラックに接近させて、まず被係止片部に係止片部を係止させる。この係止状態を保って検出器を交換ラックから離間させると、着座体がスタイラスホルダから離脱するから、スタイラスを交換ラックに格納できる。反対にスタイラスをスタイラスホルダに装着させる際、スタイラスホルダを交換ラックに接近させてスタイラスホルダの軸体をスタイラスの重心まで案内して、スタイラスの着座体をスタイラスホルダに装着させる。その後、被係止片部と係止片部との係止が解除される方向にスタイラスホルダを移動させて、交換ラックからスタイラスを取り出せばよい。
【００１２】
本発明に係るてこ式検出器では、前記スタイラスホルダには、前記軸体に軸支された揺動体が設けられている。そして、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内された状態では、前記揺動体および前記着座体が、前記軸体の軸方向に並んで配置されており、前記揺動体には、弾性力で前記着座体を該揺動体に押し付けて保持する保持用弾性体と、該保持用弾性体を支持する支持体とが設けられていることが好ましい。
この保持用弾性体は、その基端が前記支持体に回転自在に支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、先端が前記着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記該揺動体に押し付けて保持することが好ましい。
【００１３】
または、前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に片持ち支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、前記着座体によってその先端が前記揺動体から遠くなる方向に押され、曲げによる弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することが好ましい。ここで、前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、前記着座体は、前記切欠部を挟んだ位置に、前記保持用弾性体側への２つの凸部を有する。前記保持用弾性体は板状であり、一部分が前記支持体に片持ち支持され、他の部分が前記２つの凸部により前記揺動体から遠くなる方向に押されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るてこ式検出器では、前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、前記支持体が、前記切欠部を通って前記揺動体から前記軸体の軸方向に突出して形成され、該突出した先端部で前記保持用弾性体を支持していることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るてこ式検出器では、前記着座体と前記揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の前記軸体の中心軸方向の位置決めを行うことが好ましい。そして、前記複数の球部のうち少なくとも２個は、着座体に回転支持され、かつ装着の際に前記軸体が重心まで案内される方向に沿って形成された前記揺動体の溝上を転動することが好ましい。
【００１６】
本発明に係るスタイラスは、前記てこ式検出器に着脱自在に装着されることを特徴とする。
本発明に係るスタイラスの自動交換装置は、被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容した交換ラックと、
前記てこ式検出器を前記交換ラックに対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構と、制御装置とを備え、
前記制御装置は、スタイラス交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記スタイラスホルダと前記交換ラックとの間でスタイラス交換動作を実行することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るスタイラスの自動交換装置では、前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向に直交する方向へ前記てこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、を有し、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることが好ましい。
【００１８】
または、本発明に係るスタイラスの自動交換装置では、前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へてこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら、前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、を有し、
前記規制片部が、前記スタイラスの移動を規制するために前記着座体を係止する係止位置と、前記着座体の係止を解除する解除位置との間を進退可能に設けられ、前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記規制片部が係止位置に維持され、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明に係るてこ式検出器の構成によれば、スタイラスの接触部とは反対側の基端に、着座体が一体形成されている。このスタイラスの着座体は、スタイラスホルダに対して着脱可能に保持される部材であり、一体形成には、スタイラス本体と着座体とは別個に製作したものを組立てて一体にすることが含まれる。
本発明においては、スタイラスの揺動軸である軸体をスタイラスの重心まで案内する切欠部を前記スタイラスの着座体に形成した。装着の際にこの切欠部を通ることによって、軸体がスタイラスの重心までアクセス可能に構成されている。従って、どのスタイラスの重心も、てこ式検出器の揺動中心である軸体と同軸上に設定されるから、異なる種類のスタイラスに交換した後も、揺動体を含めたスタイラス全体のバランスが崩れず、交換前と同じ測定力で測定を継続できる。特に精密測定において、交換後のスタイラスのバランス調整が不要となり、検出器にバランス調整用機構を内蔵させる必要もない。
【００２０】
本発明に係る構成によれば、スタイラス全体の重心が着座体の切欠部に含まれるように、該着座体に重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられている。例えば、第１のスタイラスにおいて、そのスタイラス本体の長さや接触部の形状、これらの材質などを変更した第２のスタイラスがあり、両スタイラスを用いる場合がある。第１のスタイラスの重心に合わせてスタイラスの着座体を形成し、これと異種類の第２のスタイラスの着座体を第１のスタイラスの着座体と同一に形成したとしても、第２のスタイラスの着座体にカウンタバランス部を設けるだけで、第１のスタイラスの着座体と同じ位置に第２のスタイラスの重心を設定できる。すなわち、カウンタバランス部を設けることで、異なる種類のスタイラスの着座体の基本形状を共通化できる。
【００２１】
本発明に係る構成によれば、スタイラスの着座体に設けた係止片部が、同じ着座体のカウンタバランス部に対して揺動軸方向にオフセットしているから、特殊な形状のスタイラスを製作する場合にカウンタバランス部を拡張・縮小する自由度が増大して、特殊形状のスタイラスを容易に製作できる。
【００２２】
本発明に係る構成によれば、弾性力でスタイラスを保持する機構を採用した。すなわち、揺動体に、弾性力で着座体を揺動体に押し付けて保持させる保持用弾性体を設けたから、スタイラスの保持機構が簡単で、磁力を利用した保持機構と比べて軽量となる。
また、この保持用弾性部材は、その基端が支持体に回転自在に支持され、かつ装着の際、先端が着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で着座体を該揺動体に押し付けて保持するようになっているから、着座体を挿入するだけで揺動体に保持させることができ、また、着座体を引き抜くだけで揺動体から離脱させることができる。このように、スタイラスの保持機構をいわゆるトグル機構で構成したことで、交換作業が容易となる。
さらに、弾性体の先端が着座体に押されるまでは、弾性体に弾性力が生じず、先端が着座体に押されてから弾性体が回転しながら弾性変形が進み、徐々に着座体に作用する弾性力が増大する。そして、弾性体が所定の回転位置に達したら、所定の保持力で着座体を揺動体に保持するようになっている。このようにトグル機構の動作では、スタイラスの着座体が弾性体の先端に接触した後、短い移動距離を進んでから、揺動体に完全に保持される。この短い移動距離を進む間に、例えば着座体と揺動体との位置決めを実行することで、スタイラスを正確に位置決めしてから、スタイラスを保持することが可能となる。
【００２３】
または、スタイラスの保持機構をトグル機構で構成しないで、単純な板バネ式の着脱機構とすれば、軽量化が一層進み、スタイラスの自動交換の確実性と、使い勝手とが更に向上する。
【００２４】
本発明に係る構成によれば、スタイラスの着座体と揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の位置決めを行うから、軸体の中心軸方向の位置決めを正確に実行できる。
さらに、複数の球部のうち少なくとも２個は、着座体に回転支持され、かつ装着の際に揺動体に形成された溝に沿って案内されるから、軸体を正確にスタイラスの重心まで案内できる。従って、揺動体と着座体の位置関係を正確に再現することができ、スタイラスの交換による測定値のバラツキが減少する。
【００２５】
本発明に係るスタイラスの自動交換装置の構成によれば、自動交換の際にスタイラスのバランス調整が不要となり、異なる種類のスタイラスに交換しても同一の測定力で測定を継続できるなど、前述と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
以上説明したように本発明にかかるてこ式検出器およびスタイラスによれば、複数種のスタイラスを手動で交換する作業の負担を軽減でき、さらには、本発明にかかるスタイラスの自動交換装置によれば、てこ式検出器に対して複数種のスタイラスを自動で交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る真円度測定装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は前記真円度測定装置の検出器の斜視図、（Ｂ）は内部構造を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は前記検出器の揺動体の斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は異なる方向から見たスタイラスの斜視図である。
【図４】（Ａ）は前記検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の部分断面図、（Ｂ）は装着後の部分断面図である。
【図５】前記スタイラスホルダの板バネが揺動体に支持された状態の斜視図である。
【図６】図４（Ｂ）の範囲Ｉを拡大して示す部分断面図であり、（Ａ）は前記板バネの回転動作における初期状態、（Ｂ）は板バネが所定角度回転した状態、（Ｃ）は所定の保持力が生じるまで板バネが回転した状態を示す図である。
【図７】各種スタイラスの重心位置を説明する図である。
【図８】図１の真円度測定装置に交換ラックを取り付けた場合を別の方向から模式的に示した斜視図である。
【図９】図８の装置を用いてスタイラスを交換する手順を説明する図であり、（Ａ）は交換ラックからスタイラスを取り出す前、（Ｂ）はスタイラスを取り出した後の斜視図。
【図１０】第２実施形態に係る検出器のスタイラスホルダの部分側面図であり、（Ａ）はスタイラスを装着する前の図、（Ｂ）は装着後の図である。
【図１１】本発明の変形例に係る各種スタイラスの着座体を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る検出器のスタイラスの着脱機構を示す斜視図である。
【図１３】（Ａ）は、検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の板状揺動体のみの部分側面図であり、（Ｂ）は装着後の板状揺動体と着座板体との位置関係を示す部分側面図である。
【図１４】図１３中の範囲ＩＩの拡大図である。
【図１５】ストッカからスタイラスを取り出す前のストッカと検出器との位置関係を示す斜視図である。
【図１６】スタイラスを交換する手順を説明する図であり、（Ａ）はストッカからスタイラスを取り出す前、（Ｂ）は板状揺動体がスタイラスを装着した状態、（Ｃ）はストッカからスタイラスを取り出した後の斜視図である。
【図１７】ストッカの上側保持具の動作を説明する図であり、（Ａ）は解除位置、（Ｂ）は係止位置を示す斜視図である。
【図１８】ストッカの上側保持具の駆動装置を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の真円度測定装置を示す斜視図である。
本実施形態の真円度測定装置は、図１に示すように、ベース１０と、このベース１０上の一側に垂直軸線Ｌを中心に回転可能に設けられ上面に被測定物Ｗを載置する回転テーブル２０と、てこ式検出器３０と、この検出器３０を垂直軸線Ｌ方向および垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構４０と、制御装置５０とを備える。
【００２９】
回転テーブル２０は、内蔵された図示省略の回転テーブル駆動機構２１によって垂直軸線Ｌを中心に回転可能に設けられている。回転テーブル駆動機構２１は、回転テーブル２０を回転駆動するモータ、あるいは、モータからの回転を減速器経由で回転テーブル２０に伝達する機構などで構成されている。
【００３０】
検出器３０はてこ式であって、被測定物Ｗに接触するスタイラス３１と、このスタイラス３１を着脱自在に保持し、スタイラス３１の変位を電気信号として検出する検出器本体としてのスタイラスホルダ３２とを有する。また、スタイラス３１はスタイラスホルダ３２に設けられた揺動軸を中心に揺動自在に支持されている。そのため検出されるスタイラス３１の変位はスタイラス３１の回転変位量であるが、その変位量がスタイラス３１の回転半径に対して微小であるから、検出される変位はスタイラス３１の長尺方向に直交する方向の変位量になる。
【００３１】
検出器駆動機構４０は、ベース１０上に他側に立設されたコラム４１と、このコラム４１に対して昇降スライダ４２を上下方向（Ｚ方向）へ駆動させる昇降駆動機構４３と、昇降スライダ４２に対してスライドアーム４４を垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向（Ｘ方向）へ駆動させる第１スライド駆動機構４５と、スライドアーム４４の先端に設けられ検出器３０を保持する検出器アーム４６と、検出器アーム４６をスライドアーム４４のスライド軸線を中心に旋回させて検出器３０の姿勢を変化させる旋回駆動機構４７（図示省略）とを備える。
【００３２】
昇降駆動機構４３は、昇降スライダ４２を上下方向へ駆動できる機構であれば、どのような構造でもよい。例えば、コラム４１に上下方向へ立設されたボールねじ軸と、このボールねじ軸に回転させるモータと、ボールねじ軸に螺合された昇降スライダ４２に連結されたナット部材とを有する送り機構などでもよい。
第１スライド駆動機構４５についても、スライドアーム４４を垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して近接、離間する方向へ駆動できる機構であれば、どのような機構でもよい。例えば、スライドアーム４４の長手方向に沿ってラックを形成し、このラックに噛み合うピニオンおよびこのピニオンを回転させるモータなどを昇降スライダ４２内に設けた構成であってもよい。
【００３３】
＜測定制御の動作＞
制御装置５０のプログラム記憶部５１に記憶された測定プログラムによって、測定指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３および第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０が被測定物Ｗに接近する方向へ移動され、検出器３０のスタイラス３１が被測定物Ｗに接触される。また、必要に応じて旋回駆動機構４７の駆動により、検出器３０の姿勢が変更される。この状態において、回転テーブル２０が回転駆動されると、被測定物Ｗの真円度に応じて検出器３０のスタイラス３１が変位されるから、そのスタイラス３１の変位がスタイラスホルダ３２によって電気信号として検出されたのち、制御装置５０に取り込まれる。制御装置５０は、とり込んだ測定データをデータ記憶部５２に記憶したのち、これらのデータから真円度を演算し、その結果を表示装置５３に表示し、かつ、必要に応じてプリントアウトする。
【００３４】
＜てこ式検出器のスタイラス着脱機構＞
以降、本発明において特徴的な検出器３０のスタイラス着脱機構について、図２〜７に基づいて説明する。まず、図２（Ａ）に検出器３０の斜視図、同図（Ｂ）にその内部構造を示す。
検出器３０は、図２（Ａ）に示すようにスタイラスホルダ３２に設けられた揺動軸受３２Ａの周りに揺動自在に支持されたスタイラス３１を有している。同時に検出器３０は、スタイラス３１を着脱させる機構も備えている。そのため、検出器３０は、図２（Ｂ）に示すように揺動軸となる軸体３６周りに回転支持され、かつスタイラス３１を着脱自在に保持する板状揺動体３７を有する構造となっている。
【００３５】
スタイラス３１（測定子）について、図３（Ｂ）、（Ｃ）に異なる方向から見た斜視図を示す。スタイラス３１は、先端に接触部３３Ａを有する長尺状のスタイラス本体３３と、このスタイラス本体３３の基端に一体形成され着座板体３４とからなる。
スタイラス本体３３は長尺の円柱形状であり、円柱先端に接触部３３Ａである２つの超鋼球が固定されている。２つの超鋼球は、円柱先端の側周面に１８０度間隔で半分ほど埋め込まれて固定されている。図示したスタイラス３１は、種々あるスタイラス３１の一例に過ぎず、スタイラス本体３３の長尺方向の長さ寸法、円柱の径寸法はスタイラス３１の種類ごとに異なっている。また、接触部３３Ａについても、例えば、円柱先端に超鋼球が１つだけ固定されたスタイラスもある。また接触部３３Ａの形状も球に限らず、球状の先端をもつ円錐形状でもよい。また接触部３３Ａの材質はサファイヤなどでもよい。
【００３６】
着座板体３４は略矩形の板体であり、その中心軸とスタイラス本体３３の中心軸とが同一線上となっている。着座板体３４は、本発明の着座体に相当し、本体部３４Ａと、長さの異なる２つの係止片部３４Ｂと、球部である３つの鋼製の位置決め用ボール３４Ｃ（図３（Ｃ）参照）を含んで構成されている。
【００３７】
着座板体３４の形状は、図７（Ａ）にも示すように、この着座板体３４とスタイラス本体３３の両方を含むスタイラス３１全体の重心位置を考慮して、着座板体３４にスタイラス３１全体の重心が位置するように決定されている。図７（Ａ）にはスタイラス３１の重心を黒丸印で示した。
着座板体３４の本体部３４Ａには、その平坦面に略Ｕ字形の切欠部３４Ｅが形成されている。この切欠部３４Ｅは、図７（Ａ）に示すように、スタイラス３１の重心を含む範囲に形成されている。言い換えると、スタイラス３１全体の重心が略Ｕ字形の切欠部３４Ｅに位置している。また、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに直交する方向の幅寸法Ｐは、スタイラスホルダ３２の円柱状軸体３６の径寸法よりも大きい。さらに、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍはスタイラス本体３３の中心軸と一致しているから、スタイラスホルダ３２にスタイラス３１を装着する際、切欠部３４Ｅは軸体３６を重心まで案内できるようになっている。なお、本実施形態では切欠部３４Ｅの形状を略Ｕ字形としたが、この形状は、略Ｖ字形、略Ｌ字形などでもよく、少なくとも軸体３６を重心まで案内できる形状であればよい。
【００３８】
図３に示すようにスタイラス３１全体の重心を通り、着座板体３４の厚さ方向に平行な軸をスタイラスの重心軸Ｎとする。この重心軸Ｎを用いて前述の切欠部３４Ｅについて説明すると、切欠部３４Ｅは着座板体３４の周側面（図中の上面）からスタイラスの重心軸Ｎに至る範囲までを切り欠いて、少なくとも重心軸Ｎが着座板体３４の本体部３４Ａと干渉せずに貫通するように形成されていると言える。
切欠部３４Ｅには、その略Ｕ字形の内側の互いに向き合う両側面に、一対の窪み部３４Ｆが形成されている。切欠部３４Ｅの幅寸法Ｐ（図７（Ａ）参照）に対して、窪み部３４Ｆの幅寸法Ｑは大きい。窪み部３４Ｆは、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに沿って切欠部全体に形成されているのではなく、図７（Ａ）の上側の開口部から中心軸Ｍに沿って切欠部３４Ｅの略中央までの範囲に形成されている。また、窪み部３４Ｆは、図３に示すように重心軸Ｎに沿って着座板体３４の厚さ方向の全体に形成されているのではなく、着座板体３４の係止片部３４Ｂが設けられた表面から重心軸Ｎに沿って着座板体３４の厚さ寸法の８割程度までの範囲に形成されている。このため窪み部３４Ｆの内側面として、図６（Ｃ）に拡大して示すように、第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとが形成される。第１当接面３４Ｇは、窪み部３４Ｆにおいて切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに直交する面であり、第２当接面３４Ｈは、窪み部３４Ｆにおいてスタイラス３１の重心軸Ｎに直交する面である。
【００３９】
位置決め用ボール３４Ｃは、図３（Ｃ）に示すように、着座板体３４の一方の平坦面に回転自在に支持されている。３つの位置決め用ボール３４Ｃは異なる３個所に配置されており、そのうちの２つが略Ｕ字形の切欠部３４Ｅを挟むように配置される。着座板体３４をスタイラスホルダ３２に挿入して、スタイラス３１が装着された状態では、３つの位置決め用ボール３４Ｃが着座板体３４とスタイラスホルダ３２の板状揺動体３７との間に挟まれるから、３つの位置決め用ボール３４Ｃは、着座板体３４を板状揺動体３７に対して軸体３６の中心軸方向の位置決め、および着座板体３４と板状揺動体３７の平行度を維持する位置決め手段として機能する。
２つの位置決めボール３４Ｃは、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅの中心軸Ｍ（図７参照）に平行に並んで配置されている。スタイラス３１の装着の際、これら２つの位置決めボール３４Ｃは、スタイラスホルダ３２の板状揺動体３７に形成されたＶ溝３７Ｃに沿って転動するようになっている。
一方、切欠部３４Ｅを挟んで上記の２つの位置決めボール３４Ｃと反対側の着座板体３４に配置された１つの位置決めボール３４Ｃは、Ｖ溝３７Ｃと平行に形成された位置決め用平面部３７Ｄに沿って転動するようになっている。
【００４０】
スタイラスホルダ３２は、図２に示すように、ホルダ本体３５と、このホルダ本体３５に支持された軸体３６と、この軸体３６周りに回転自在な板状揺動体３７と、スタイラス３１の着座板体３４を保持するための保持用弾性体である板バネ３８と、この板バネ３８を支持する板バネ支持体３９と、板状揺動体３７の回転変位を検出する変位検出手段７１（図示省略）と、板状揺動体３７に回転力を付与する回転力付与手段７２（図示省略）とを有する。
【００４１】
ホルダ本体３５は、略円筒状であり、板状揺動体３７、変位検出手段７１および回転力付与手段７２を収納する内部空間を有する。略円筒の基端（図中の上端）は、図１の検出器アーム４６に固定される。また、略円筒の他端は、軸体３６を中心に板状揺動体３７およびスタイラス３１が一体回転しても干渉しない程度に、断面略コ字状に切り欠かれている。断面略コ字状とは、略円筒のホルダ本体３５の中心軸および軸体３６の揺動軸の両方に平行な平面で切断した場合のホルダ本体３５の断面形状である。
【００４２】
軸体３６の中心軸は、ホルダ本体３５の中心軸の直交方向に平行に設けられ、かつ軸体３６は、ホルダ本体３５の他端付近に回転自在に軸支されている。なお軸体３６は、ホルダ本体３５に固定支持されたものでもよい。この場合は、軸体３６の中心軸周りに板状揺動体３７が回転自在に支持される。
【００４３】
板状揺動体３７について、図３（Ａ）に斜視図を示す。また、図４（Ａ）にスタイラスホルダ３２にスタイラス３１を装着する前の板状揺動体３７および着座板体３４の部分断面図、同図（Ｂ）に装着後の部分断面図を示す。
板状揺動体３７は、スタイラス３１の装着部で、かつ軸体３６を固定する幅広の板部３７Ａと、この幅広の板部３７Ａと一体形成された幅狭の板部３７Ｂ（図示一部省略）とを有する。図４（Ｂ）に示すように装着後の状態では、幅広の板部３７Ａと着座板体３４とが、軸体３６の軸方向に並んで配置される。
また、幅狭の板部３７Ｂの回転変位が変位検出手段７１によって検出される。変位検出手段７１として差動変圧器を用いるが、他に歪みゲージや容量式センサなどスタイラス３１の作動の負荷とならないものを選択してもよい。
幅狭の板部３７Ｂには、回転力付与手段７２によって軸体３６周りの回転力が付与される。回転力付与手段７２としてスプリングを用いるが、他に電動モータや、磁石とコイルからなるボイスコイルにより構成したアクチュエータなども選択できる。
【００４４】
板バネ支持体３９は、図３（Ａ）に示すように、軸体３６よりも幅狭の板部３７Ｂ側に近い幅広の板部３７Ａに連続形成されている。図４（Ａ）に断面を示すように、板バネ支持体３９は、幅広の板部３７Ａから軸体３６の軸方向に突出する第１支持部材３９Ａと、この第１支持部材３９Ａの突出端から軸体３６に向かって片持ち状に延設された第２支持部材３９Ｂとを有する。第２支持部材３９Ｂの先端には、図５に示すように、板バネ３８を回転自在に支持するための板バネ軸材３９Ｃが固定されている。板バネ軸材３９Ｃは、板状揺動体３７の揺動軸の直交方向に平行し、かつ幅広の板部３７Ａの幅方向に対して平行である。
【００４５】
板バネ３８は、第１バネ片３８Ａおよび第２バネ片３８Ｂからなり、略Ｌ字状に曲げて形成されている。板バネ３８が板バネ支持体３９に回転自在となるように、第１バネ片３８Ａの一端部は、板バネ支持体３９の板バネ軸材３９Ｃに略一回転分だけ巻かれ、板バネ軸材３９Ｃに対して回転自在になっている。
スタイラス３１が装着される前の状態では、第１バネ片３８Ａは図５で実線で示すように板バネ軸材３９Ｃから幅広の板部３７Ａに向けて延設されており、第２バネ片３８Ｂは第１バネ片３８Ａの他端部から幅広の板部３７Ａの表面と平行に軸体３６に向けて延設されている。
【００４６】
＜スタイラス着脱機構の動作＞
図４および図６に基づいて着脱機構の動作を説明する。図６は、図４（Ｂ）の範囲Ｉを拡大したものである。
ここでは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように静止したスタイラス３１にスタイラスホルダ３２を接近させて、スタイラス３１を装着させる場合について説明する。作業者がスタイラス３１を手動で装着する場合は、静止したスタイラスホルダ３２にスタイラス３１を接近させることになるが、着脱機構の動作は実質的に変わらない。
【００４７】
図４（Ａ）のように、最初に、ホルダ本体３５の中心軸がスタイラス３１の切欠部３４Ｅの中心軸Ｍ（図７参照）と同一線上になるように、かつ軸体３６の揺動軸がスタイラス３１の重心軸Ｎと平行になるように、スタイラス３１に対してスタイラスホルダ３２を配置する。
まず、スタイラスホルダ３２をスタイラス３１に接近させて、着座板体３４の切欠部３４Ｅの上側開口部に軸体３６を挿入させる。この際、着座板体３４の位置決め用ボール３４Ｃを板状揺動体３７のＶ溝３７Ｃおよび位置決め平面部３７Ｄに載せて、ボール３４ＣをＶ溝３７Ｃおよび平面部３７Ｄに沿って転動させれば、軸体３６が着座板体３４と干渉することなくスムーズに略Ｕ字形の切欠部３４Ｅに沿ってスタイラス３１の重心まで案内される。
さらに、板状揺動体３７の幅広の板部３７Ａと、板バネ支持体３９の第２支持部材３９Ｂとの間に、着座板体３４が差込まれる。そして、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅには、軸体３６に続けて、板バネ支持体３９の第１支持部材３９Ａが挿入される（図４（Ｂ））。
【００４８】
軸体３６がスタイラス３１の重心に到達する手前で、板バネ３８の先端（第２バネ片３８Ｂの先端）に切欠部３４Ｅの窪み部３４Ｆに形成された第１当接面３４Ｇが当接する（図６（Ａ）参照）。すると、板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇによって押され、板バネ３８が板バネ軸材３９Ｃ周りに回転を始める。板バネ３８が所定角度回転すると板バネ３８の先端が第２当接面３４Ｈにも当接する（同図（Ｂ））。つまり、板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとの隅部分に移動する。この状態で、さらに板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇによって押されると、板バネ３８の弾性変形が始まり、第１バネ片３８Ａと第２バネ片３８Ｂとの成す角が徐々に小さくなる。
【００４９】
図６（Ａ）に示す板バネ３８の回転中心から板バネ３８の先端までの寸法をＳとすると、軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内された状態（同図（Ｃ））では、寸法Ｓが減少し、所定の弾性変形が得られる。また、同図（Ｃ）では、板バネ３８の回転中心と板バネ３８の先端とを結ぶ線が、板状揺動体３７の平坦面に対して略直交するから、板バネ３８の弾性力が着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける方向に作用し、矢印で示す保持力が発生する。
板バネ３８は、着座板体３４が挿入される過程で、着座板体３４を付勢しない状態と付勢する状態の２つの状態をとり得るようになっているから、板バネ３８の弾性力によって板状揺動体３７がスムーズに着座板体３４を保持できる。
一方、板状揺動体３７と第２支持部材３９Ｂとの間から着座板体３４を引抜く場合、板バネ３８が逆の手順で動作し、着座板体３４が板状揺動体３７から離脱して、スタイラス３１をスタイラスホルダ３２から容易に取り外すことができる。
【００５０】
本実施形態の構成によれば、装着の際に、軸体３６が着座板体３４に形成した略Ｕ字形の切欠部３４Ｅを通ることによって、軸体３６がスタイラス３１の重心までアクセス可能となる。つまり、どのような種類のスタイラス３１であっても、スタイラスホルダ３２に装着されれば、その重心が必ず軸体３６と同軸になる。従って、異なる種類のスタイラス３１を板状揺動体３７に装着したとしても、板状揺動体３７を含むスタイラス３１全体のバランスが崩れず、交換前と同じ測定力で測定を継続できる。特に、精密測定において、交換後のスタイラス３１のバランス調整が不要となる。
【００５１】
また、着座板体３４を挿入するだけで板状揺動体３７に保持させることができ、また着座板体３４を引抜くだけで板状揺動体３７から離脱させることができるので、スタイラス３１をスタイラスホルダ３２に着脱自在に装着できる。板状揺動体３７が板バネ３８の弾性力で着座板体３４を保持することができるから、スタイラス３１の保持機構が簡単となり、磁力を利用した保持機構と比べて軽量にできる。
【００５２】
また、スタイラス３１装着の際、まず、板バネ３８先端が着座板体３４の第１当接面３４Ｇによって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で着座板体３４の第２当接面３４Ｈを板状揺動体３７に押し付けるようになっている。すなわち、スタイラス３１の保持機構がいわゆるトグル機構で構成されているので、スタイラス３１の交換作業が容易となる。
このようなトグル機構では、板バネ３８の先端が第２当接面３４Ｈに当接されるまでは、板バネ３８の弾性力が生じない。また、板バネ３８が第２当接面３４Ｈに当接された後、スタイラスホルダ３２が短い移動距離を進んでから、第２当接面３４Ｈを押す弾性力が最大になって、スタイラス３１の保持が完了する。この短い移動距離をスタイラスホルダ３２が進むまでに、着座板体３４と板状揺動体３７との位置決めを実行できるから、スタイラスホルダ３２にスタイラス３１を正確に位置決めした状態で、スタイラス３１を保持するという手順が可能となる。
【００５３】
装着時のスタイラス３１の位置決めに関して、着座板体３４と板状揺動体３７との間に３つの位置決め用ボール３４Ｃを一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、このボール３４Ｃによって板状揺動体３７に対する着座板体３４の位置決めを行うから、軸体３６の中心軸方向の位置決めを正確に実行できる。
また、３つのボール３４Ｃのうちの２つは装着の際に板状揺動体３７のＶ溝３７Ｃに沿って案内されるから、軸体３６を正確にスタイラス３１の重心まで案内できる。つまり、軸体３６の中心軸をスタイラス３１の重心軸Ｎに一致させることができ、交換前後での板状揺動体３７と着座板体３４の位置関係を正確に再現することができる。
なお、位置決め用ボール３４Ｃの数量を３としたが、少なくとも３つのボール３４Ｃを一直線上でない三箇所に配置すればよい。また、複数のボール３４Ｃのうちの少なくとも２つのボール３４ＣをＶ溝３７Ｃに沿って転動可能に配置すればよい。
また、位置決め用ボール３４Ｃを着座板体３４に回転自在に設けるのではなく、位置決め用ボール３４Ｃを着座板体３４に圧入、または接着によって固定してもよい。
【００５４】
また、図７（Ｂ）には種類の異なるスタイラス３１Ａの重心位置が同図（Ａ）と同様に示されている。このスタイラス３１Ａには、スタイラス本体３３の長尺方向に直交する方向に略Ｕ字の切欠部３４Ｅが形成されているが、着座板体３４のベースとなる形状は、同図（Ａ）の着座板体３４と共通している。そして、このスタイラス３１Ａにおいても着座板体３４の切欠部３４Ｅにスタイラス３１Ａ全体の重心が含まれるように、スタイラス３１Ａの着座板体３４には重心の位置を調整するカウンタバランス部３４Ｄが設けられている。着座板体３４にカウンタバランス部３４Ｄを設けてスタイラスの重心をスタイラスの種類ごとに調整するので、異なる種類のスタイラス３１Ａの着座板体３４の基本形状を共通化できる。
図７（Ｂ）のスタイラス３１Ａは、クランク形測定子と呼ばれ、狭い円周部溝内の面測定に有効である。クランク形測定子では、スタイラス本体３３の先端にさらに小径短尺の棒片３３Ｂがスタイラス本体３３と直交して設けられ、この棒片３３Ｂの端部に接触部３３Ｃが形成されている。接触部３３Ｃの形状は、球状先端をもつ円錐形状である。
【００５５】
＜スタイラスの自動交換装置＞
検出器３０のスタイラス３１を自動交換する場合について説明する。
図８は、図１の真円度測定装置に交換ラック６０を取り付けて、それを別方向から見た斜視図である。この真円度測定装置は、図１の装置と比べて検出器アーム４６の形状が異なるが、基本的な構成は共通し、本発明のスタイラス自動交換装置に相当する。
図９は、スタイラス３１を交換する手順を説明する図であり、図９（Ａ）は交換ラック６０からスタイラス３１を取り出す前、図９（Ｂ）はスタイラス３１を取り出した後の斜視図である。
【００５６】
交換ラック６０は、図８に示すように回転テーブル２０とコラム４１との間のベース１０上に配置されている。この交換ラック６０の位置まで、昇降駆動機構４３および第１スライド駆動機構４５の動作により、検出器３０が移動可能に構成されている。
交換ラック６０は、ラック台６１と、ラック台６１上にＹ方向に移動するラックスライダ６２と、このラックスライダ６２に立設する３つのストッカ６３とを有する。図８には第１ストッカ６３Ａが着脱位置に位置決めされているが、ラックスライダ６２の移動により第２ストッカ６３Ｂおよび第３ストッカ６３Ｃが順次、着脱位置に位置決めされるようになっている。第２ストッカ６３Ｂには異種類のスタイラス３１Ａが格納されている。
【００５７】
各ストッカ６３は、図９に示すように、ラックスライダ６２に立設された矩形のストッカ本体６４と、このストッカ本体６４に固定された上側保持具６５および下側保持具６６とを有して形成される。上側保持具６５は本発明の規制片部に相当し、下側保持具６６は本発明の被係止片部に相当する。上側保持具６５はＸ−方向に突出する上側突板６５Ａを有し、下側保持具６６は同方向に突出する下側突板６６Ａを有し、下側突板６６Ａは上側突板６５Ａより突出長さが大きい。また両突板６５Ａ、６６Ａは、Ｚ方向に一定間隔で配置されている。つまり両突板は、スタイラス３１の着座板体３４に設けられた上下一対の係止片部３４Ｂに係止される。
【００５８】
スタイラス３１の着座板体３４には、図３（Ｂ）に示すように、上側溝部７３と下側溝部７４が形成されている。これらの溝部７３、７４は、着座板体３４の本体部３４Ａに断面Ｌ字形の係止片部３４Ｂが一体形成されることによって形成されている。
一対の係止片部３４Ｂが、着座板体３４において位置決め用ボール３４Ｃを支持する面とは反対側の面から、重心軸Ｎ方向に突出して設けられている。すなわち各係止片部３４Ｂは着座板体３４の本体部３４Ａに対して軸体３６の中心軸方向にオフセットして設けられている。２つの係止片部３４Ｂは長さが異なり、長い係止片部３４Ｂが着座板体３４のＺ−方向に、短い係止片部３４ＢがＺ＋方向に一定間隔で配置されている。各係止片部３４Ｂの長尺方向は、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅの中心軸の直交方向に平行である。
【００５９】
このように形成されたスタイラス３１の上下の溝部７３、７４に、ストッカ６３の上下の突板６５Ａ、６６Ａが挿入されると、スタイラス３１のＺ方向の移動が規制されるため、スタイラスホルダ３２がＺ＋方向に移動した場合に、スタイラス３１のみをストッカ６３に格納することができる。
また、スタイラス３１の着座板体３４に設けた係止片部３４Ｂが、着座板体３４の本体部３４Ａに対して重心軸Ｎ方向にオフセットしているから、例えば図７（Ｂ）のような特殊な形状のスタイラス３１Ａを製作する場合にカウンタバランス部３４Ｄを拡張または縮小する自由度が増大して、特殊形状のスタイラス３１Ａを容易に製作できる。
【００６０】
＜スタイラス自動交換の動作＞
プログラム記憶部に記憶されたスタイラス自動交換プログラムによって、スタイラス交換指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３、第１スライド駆動機構４５および旋回駆動機構４７の駆動により、検出器３０が移動され、スタイラスホルダ３２と交換ラック６０との間でスタイラス交換動作が実行される。
【００６１】
例えば、図８に示すように、検出器３０にスタイラス３１が装着されている状態において、スタイラス３１交換指令が与えられるとする。検出器３０が垂直な姿勢でない場合は、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が適宜旋回され、垂直姿勢に設定される。昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０がこれから格納する交換ラック６０のストッカ６３の高さ位置に位置決めされ、以下の動作が順次実行される。
【００６２】
（Ａ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ＋方向へ移動され、スタイラス３１の着座板体３４の上下溝部７３、７４がストッカ６３の上下突板６５Ａ、６６Ａと対応する位置までストッカ６３に接近される。すると、上下突板部が上下溝部に挿入され両者が係止状態になる。
（Ｂ）昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて、交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス３１は係止によってＺ方向の移動が規制されているので、スタイラスホルダ３２がスタイラス３１をストッカ６３に残したままＺ＋方向へ移動する。これにより、検出器３０のスタイラス３１が交換ラック６０に格納される。
【００６３】
次に、スタイラスホルダ３２に対して、新たなスタイラス３１を装着しようとする場合、ラックスライダ６２をスライド移動させて、新たなスタイラス３１を格納したストッカ６３が装着位置まで位置決めされたのち、次の動作が実行される。
（Ｃ）昇降駆動機構４３の駆動により、スタイラスホルダ３２はＺ−方向へ移動されて交換ラック６０に接近される。すると、スタイラスホルダ３２の軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内されて、スタイラスホルダ３２の板状揺動体３７に着座板体３４が装着される。つまり、スタイラスホルダ３２に新たなスタイラス３１が装着される（図９（Ａ）参照）。
（Ｄ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ−方向へ移動されて交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス３１の上下溝部７３、７４からストッカ６３の上下突板６５Ａ、６６Ａが外れ、係止が解除されるから、交換ラック６０からスタイラス３１が取り出される（図９（Ｂ）参照）。
（Ｅ）昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動され、元の位置に復帰される。こののち、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が所定の姿勢に旋回されたのち、新たな測定部位の測定が実行される。
このようにスタイラス３１はストッカ６３に取出可能かつ格納可能に収容される。ここでは、標準的なスタイラス３１のほかに、長さの異なるスタイラスなど、被測定物Ｗの測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスが収納される。
【００６４】
本実施形態によれば、スタイラス交換指令が与えられると、検出器駆動機構４０の駆動により、スタイラスホルダ３２が相対移動され、スタイラスホルダ３２とストッカ６３との間でスタイラス交換動作が実行されるから、被測定物Ｗの測定部位形状に応じて、スタイラス交換動作を指令するようにしておけば、ホルダ３２とストッカ６３との間でスタイラス交換動作が自動的に実行される。従って、測定作業を中断することなく連続的に行うことができるため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る検出器のスタイラスホルダの部分側面図であり、（Ａ）はスタイラスを装着する前の図、（Ｂ）は装着後の図である。図１０は第１実施形態の図４に対応している。
検出器は前述と略同じ構成であるが、スタイラスの保持機構が異なり、以下にスタイラスの着座板体３４を保持するための保持用弾性体と、この保持用弾性体を支持する支持体との構成を説明する。
支持体８１は、板状揺動体３７に連続形成されており、板状揺動体３７から軸体３６の軸方向に突出して設けられている。この支持体８１の突出端には保持用弾性体である板バネ８２の一端が留めネジ８３で固定されている。
【００６６】
板バネ８２は略Ｌ字状に曲げられており、長い第１バネ片８２Ａおよび短い第２バネ片８２Ｂで構成される。本実施形態においても板バネ８２の弾性変形によって、着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける保持力が生じるという点で前述の実施形態と共通する。
第１バネ片８２Ａの一端は支持体８１に固定され、その他端が図中下側に配置された軸体３６（図示省略）に向かって延設されている。第２バネ片８２Ｂは、第１バネ片８２Ａの他端から板状揺動体３７に向かって延設されている。この板バネ８２の折り曲げ部の内側には、軸材８５が板状揺動体３７の幅方向と平行に設けられている。軸材８５は、板バネ８２とは別体のＬ字部材８４を回転自在に支持する。
【００６７】
Ｌ字部材８４は、第１部材８４Ａおよび第２部材８４Ｂからなり、板バネ８２よりも大きな剛性を有する。Ｌ字部材８４の第１部材８４Ａの一端は、軸材８５によって軸支されている。スタイラスが装着される前の状態では、図１０（Ａ）のように第１部材８４Ａの他端は、板バネ８２の第２バネ片８２Ｂと平行になり、第２部材８４Ｂは板状揺動体３７と平行になる。
【００６８】
スタイラスを装着する際、前述の実施形態と同様にスタイラスホルダをスタイラスに接近させて、板状揺動体３７と板バネ８２の隙間に着座板体３４を差し込む。すると、Ｌ字部材８４の先端（第２部材８４Ｂの先端）に着座板体３４の窪み部３４Ｆに形成された第１当接面３４Ｇが当接して、Ｌ字部材８４の先端が第１当接面３４Ｇによって押され軸材８５周りに回転する。Ｌ字部材８４が所定角度回転すると第２部材８４Ｂの先端が第２当接面３４Ｈにも当接する。つまり、Ｌ字部材８４の先端が第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとの隅部分に移動する。この状態で、さらに第１当接面３４Ｇによって押されると、Ｌ字部材８４はその形状を維持したまま、軸材８５を板状揺動体３７から離れる方向に押す。これにより、板バネ８２に弾性変形が生じて軸材８５を元の位置へ押し戻そうとする力が生じる。この力はＬ字部材８４を介して着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける方向に作用し、図１０（Ｂ）中に矢印で示す保持力となる。このように本実施形態においても、スタイラスの保持機構がトグル機構を構成するため、スタイラス３１の交換作業が容易となる。
【００６９】
＜変形例＞
前記実施形態では、弾性体の弾性力によって板状揺動体３７が着座板体３４を着脱自在に保持する機構について説明したが、これに限らず、マグネットによって着脱可能に着座板体３４を板状揺動体３７に結合するようにしてもよい。または、エアーの吸引によって、着座板体３４を揺動体３７に着脱可能に保持する構造であってもよい。
【００７０】
図１１は、本発明の変形例に係る各種スタイラス３１Ｂ、３１Ｃの着座板体３４を示す図である。着座板体３４には同図（Ａ）のスタイラス３１Ｂのように中心軸Ｍが湾曲した切欠部３４Ｅを形成してもよく、同図（Ｂ）のスタイラス３１Ｃのように略Ｖ字形の切欠部３４Ｅを形成してもよい。
【００７１】
また、前記実施形態では、保持用弾性体として板バネ３８、８２を用いて、着脱機構をトグル機構として構成した場合を説明したが、これに限らず他の構成の保持用弾性体を用いて同様にトグル機構を構成してもよい。
例えば、保持用弾性体としてスプリングプランジャーのような弾性部材を含んで構成された弾性力発生部品を採用してもよい。スプリングプランジャーは、コイルばねと、コイルばねを内部に収納する円筒状ケースと、ケース内の軸方向に進退自在に収納された進退部材とからなる。進退部材の先端部は円筒状ケースから突出しており、突出した先端部が外力を受けてケース内に押し込まれると、コイルばねが圧縮されて、進退部材にはその反発力が作用するようになっている。
このようなスプリングプランジャーの一端を、前記実施形態の板バネ３８の一端の代わりに、回転自在に支持させれば、板バネ３８と同様にトグル機構の動作をする。すなわち、進退部材の先端部が着座板体３４に押されることにより、スプリングプランジャーが回転しながら、コイルばねが圧縮される。そして、圧縮による弾性力で進退部材が着座板体３４を揺動体３７に押し付けるようにすればよい。
【００７２】
＜第３実施形態＞
前記実施形態では、トグル機構を利用したスタイラスの着脱機構について説明したが、図１２〜図１４に示すようなトグル機構を用いない着脱機構でもよい。図１２は、本発明の第３実施形態に係る検出器のスタイラスの着脱機構を示す斜視図である。また、図１３（Ａ）は、検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の、板状揺動体１３７のみの部分側面図であり、同（Ｂ）は装着後の、板状揺動体１３７と着座板体１３４との位置関係を示す部分側面図であり、第１実施形態の図４に対応する。図１４は、図１３中の範囲ＩＩの拡大図である。
【００７３】
検出器は前述と略同じ構成であるが、スタイラス１３１の保持機構が異なる。以下にスタイラス１３１の着座板体１３４を保持するために、板状揺動体１３７に設けられた板バネ１３８と、この板バネ１３８を支持する板バネ支持体１３９とを説明する。
【００７４】
まず、板状揺動体１３７は、図１２に示すように、前述の板状揺動体３７と同様に、幅広の板部３７Ａと、幅狭の板部３７Ｂとを有し、幅広の板部３７Ａに軸体３６が固定されている。この板状揺動体１３７に対して、板バネ支持体１３９は、軸体３６よりも幅狭の板部３７Ｂ側に近い幅広の板部３７Ａに連続形成されている。
【００７５】
板バネ支持体１３９は、幅広の板部３７Ａから軸体３６の軸方向と平行に突出して形成されている。この板バネ支持体１３９の突出した先端部に、板バネ１３８がネジ止めされ片持ち状態で支持されている。
【００７６】
板バネ１３８は、幅広の板部３７Ａと略平行な状態で、その基端が板バネ支持体１３９にネジ止めされている。また、板バネ１３８は、その基端から軸体３６に向けて延びている。板バネ１３８の先端は、外側に曲げられている。また、先端は、基端よりも幅広であり、先端の幅寸法は、着座板体１３４の切欠部３４Ｅの幅寸法よりも広い。
【００７７】
スタイラス１３１が装着された状態では、幅広の板部３７Ａと着座板体１３４とが、軸体３６の軸方向に並んで配置される。そして、前述の実施形態と同様に、幅広の板部３７Ａと着座板体１３４との間には、着座板体１３４の位置決め及び平行度を維持するため、また、装着の際に軸体３６をスタイラス１３１の重心までスムーズに案内するための、３つの位置決め用ボールが設けられている。
【００７８】
一方、位置決め用ボールとは反対側の着座板体１３４の表面には、切欠部３４Ｅを挟んだ位置に、２つの凸部３４Ｊが形成されている。２つの凸部３４Ｊは、それぞれ１個の鋼球からなり、着座板体１３４の表面に一部分が埋め込まれている。凸部３４Ｊは、位置決め用ボールと同様に超鋼球としてもよいが、これに限られない。なお、板バネ１３８は着座板体１３４の凸部３４Ｊに当接してスタイラス１３１を保持するため、着座板体１３４には第１実施形態で示したような窪み部３４Ｆが不要になる。
【００７９】
＜スタイラス着脱機構の動作＞
着脱機構の動作については、基本的な動作は、前記実施形態と共通する。ここでは、図１３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて異なる点を中心に説明する。スタイラス１３１の装着の際、軸体３６は、着座板体１３４の切欠部３４Ｅに沿って、スタイラス１３１の重心まで案内される。前述の実施形態と同様に、軸体３６と板バネ支持体１３９は、軸体が案内される方向（案内方向）に沿って並んで配置されている。そのため、切欠部３４Ｅには、軸体３６に続けて、板バネ支持体１３９も挿入される。
【００８０】
軸体３６がスタイラス３１の重心に到達する手前で、板バネ１３８の先端（外側に曲げられている部分）に２つの凸部３４Ｊが当接する。すると、板バネ１３８が曲がり、先端が凸部３４Ｊによって外側に押される。軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内された状態では、幅広の板部３７Ａと板バネ１３８の先端との間隔が広がり、板バネ１３８の弾性変形によって生じる弾性力が、２つの凸部３４Ｊに作用して、着座板体１３４を板状揺動体１３７に押し付ける。このようにして、スタイラス１３１を保持する保持力が発生する。ここで、板バネ１３８の先端が外側に押されるとは、先端が板状揺動体１３７から遠くなる方向に押されることを言う。
【００８１】
本実施形態によれば、単純な板バネ式の着脱機構を用いることにより、着脱機構の軽量化が一層進み、スタイラス１３１の自動交換の確実性と、使い勝手とが更に向上する。
【００８２】
図１４に示すように、板バネ支持体１３９の突出した先端部には、さらに僅かに突出する突部１３９Ａが形成されている。この突部１３９Ａは、板バネ支持体１３９の突出した先端部において、最も軸体３６に近い部分にのみ形成されている。そのため、板バネ１３８は、この突部１３９Ａにより外側に僅かに曲げられた状態で板バネ支持体１３９にネジ止めされている。なお、板バネ１３８を、基端を含む狭幅部１３８Ａと、広幅部１３８Ｂと、外側に曲げられた先端部１３８Ｃとに区分して説明すると、板バネ１３８が突部１３９Ａと当接する位置は、広幅部１３８Ｂの略中央になる。
【００８３】
このように突部１３９Ａを設けることで、スタイラスが装着される前の状態でも、板バネ１３８が弾性変形しているので、スタイラスを装着すると、板バネ１３８がさらに弾性変形して、スタイラスには大きな弾性力が作用することになる。従って、スタイラスの装着による板バネ１３８の弾性変形が微小であっても、所定の保持力でスタイラスを保持することができる。
【００８４】
＜スタイラスの自動交換装置＞
本実施形態のスタイラス１３１の自動交換装置は、前述の実施形態と同様に、図８で示した交換ラック６０を有する真円度測定装置であるが、交換ラック６０を構成するストッカ１６３の構成が異なっている。このストッカ１６３について、図１５〜図１８に基づいて説明する。図１５は、ストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す前のストッカ１６３と検出器１３０との位置関係を示す斜視図であり、第１実施形態の図９（Ａ）に対応する。図１６は、スタイラス１３１を交換する手順を説明する図であり、（Ａ）はストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す前、（Ｂ）は板状揺動体１３７がスタイラス１３１を装着した状態、（Ｃ）はストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出した後の斜視図である。
【００８５】
ストッカ１６３は、矩形のストッカ本体１６４と、このストッカ本体１６４に対して移動可能に支持された上側保持具１６５と、下側保持具１６６とを有して形成される。上側保持具１６５は本発明の進退可能な規制片部に相当し、下側保持具１６６は本発明の被係止片部に相当する。
【００８６】
まず、図１６（Ｃ）を参照して下側保持具１６６を説明する。下側保持具１６６は、ストッカ本体１６４からＸ−方向に突出し、その突出部分は板状である。本実施形態では下側保持具１６６の平坦面が、Ｘ−Ｚ平面に平行となっている。下側保持具１６６には、Ｚ＋方向の端部からＺ−方向に略正方形状の切欠きが形成されている。ここでは、下側保持具１６６を、切欠きの両側となる側板１６６Ａ、１６６Ｂと、これらを接続する下板１６６Ｃとに分けて説明する。
【００８７】
図１５に示すように、スタイラス１３１の着座板体１３４には、断面Ｌ字形の２つの上側係止片部３４Ｌと、１つの下側係止片部３４Ｋとが設けられ、それぞれ着座板体１３４に一体形成されている。２つの上側係止片部３４Ｌは、着座板体１３４の切欠部３４Ｅを挟んだ位置に設けられている。この係止片部３４Ｌには、側板１６６Ａ、１６６Ｂを係止するＺ方向に延びる溝部が形成されている。下側係止片部３４Ｋは、切欠部３４ＥよりもＺ−側に設けられている。この係止片部３４Ｋには、３方向の溝部が形成されている。すなわち、側板１６６Ａ、１６６Ｂを係止するＺ方向に延びる溝部と、下板１６６Ｃを係止するＸ方向に延びる溝部とである。
【００８８】
一方、上側保持具１６５は、下側保持具１６５とともにＺ方向に並んで配置され、ストッカ本体１６４からＸ−方向に突出している。その突出量は、下側保持具１６５の側板１６６Ａの突出量と略同じである。
【００８９】
また、上側保持具１６５は、図１７に示すように、Ｘ方向へ進退可能に設けられている。図１７は、ストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す際の、上側保持具１６５の動作を説明する図であり、（Ａ）は上側保持具１６５が解除位置まで後退した状態、（Ｂ）は上側保持具１６５が係止位置まで前進した状態の斜視図である。図１８は、ストッカ本体１６４の側蓋１６８を外した状態の図であり、上側保持具１６５の駆動装置１７２を示す背面図である。つまり、上側保持具１６５は、ソレノイド型の駆動装置１７２の駆動軸１７４の先端に支持され、Ｘ方向に進退可能である。係止位置では、上側保持具１６５の先端が一方の上側係止片部３４Ｌに係止する。駆動軸１７４の移動ストロークは、数ｍｍであり、係止位置では、図１７（Ｂ）のように上側係止片部３４Ｌと引っ掛かるようになっている。
【００９０】
＜スタイラス自動交換の動作＞
前述の実施形態と同様に、スタイラス自動交換プログラムによって、スタイラス交換指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動して、スタイラスホルダ１３２と交換ラック６０との間でスタイラス交換動作が実行される。
【００９１】
本実施形態では、図１５に示すように、スタイラス１３１が未装着の検出器１３０は、ストッカ１６３に収納されたスタイラス１３１に対して、スタイラス１３１の長手方向と、スタイラスホルダ１３２の中心軸とが一致するような位置関係になっている。
【００９２】
スタイラスホルダ１３２に対して、新たなスタイラス１３１を装着しようとする場合、図１６（Ａ）に示すように、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器１３０がＺ−方向へ移動して、ストッカ１６３に接近する。すると、スタイラスホルダ１３２の軸体３６がスタイラス１３１の重心まで案内されて、スタイラスホルダ１３２の板状揺動体１３７に着座板体１３４が装着される（図１６（Ｂ）参照）。
【００９３】
次に、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス１３１の各係止片部３４Ｌ、３４Ｋの各溝部からストッカ１６３の側板１６６Ａ、１６６Ｂおよび下板１６６Ｃが外れて、交換ラック６０からスタイラス１３１が取り出される（図１６（Ｃ）参照）。
【００９４】
一方、ストッカ１６３にスタイラス１３１を格納する場合は、図１６（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）の順に検出器１３０を移動させればよいが、図１６（Ｂ）のようにスタイラス１３１がストッカ１６３の収納位置まで案内されたら、ソレノイド型の駆動装置１７２により、上側保持具１６５を解除位置から係止位置まで移動させる。その後、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて、交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス１３１の係止片部３４Ｌが上側保持具１６５の先端に係止されるから、スタイラス１３１はＺ方向の移動が規制されるので、スタイラスホルダ１３２がスタイラス１３１をストッカ１６３に残したままＺ＋方向へ移動する。これにより、検出器１３０のスタイラス１３１が交換ラック６０に格納される。
【００９５】
本実施形態によれば、スタイラス交換の際の検出器１３０の移動方向をＺ方向のみとすることができるため、Ｘ方向への移動が不要となるので、スタイラスの交換装置の構成を簡略化できる。
【００９６】
本発明は、真円度測定装置に限らず、表面粗さ測定装置や輪郭形状測定装置などの表面性状測定装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ：ベース
２０ ：回転テーブル
３０、１３０ ：てこ式検出器
３１、１３１ ：スタイラス（測定子）
３２、１３２ ：スタイラスホルダ
３３ ：スタイラス本体
３３Ａ：接触部
３４、１３４ ：着座板体（着座体）
３４Ａ：本体部
３４Ｂ、３４Ｌ、３４Ｋ：係止片部
３４Ｃ：位置決め用ボール（球部）
３４Ｄ：カウンタバランス部
３４Ｅ：切欠部
３４Ｊ：凸部
３５ ：ホルダ本体
３６ ：軸体
３７、１３７ ：板状揺動体
３８、８２、１３８：板バネ（保持用弾性体）
３９、８１、１３９：板バネ支持体（保持用弾性体を支持する支持体）
４０ ：検出器駆動機構
５０ ：制御装置
６０ ：交換ラック（スタイラスストッカ）
６５、１６５ ：上側保持具（規制片部）
６６、１６６ ：下側保持具（被係止片部）
７１ ：変位検出手段
７２ ：回転力付与手段
Ｌ ：垂直軸線方向
【技術分野】
【０００１】
表面性状測定装置に用いられるてこ式検出器、スタイラス及び自動交換装置に関する。詳しくは、スタイラスが着脱自在に装着されたてこ式検出器、およびこの検出器からスタイラスを自動的に着脱させるスタイラス自動交換装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の表面にスタイラスを接触させた状態において、スタイラスを被測定物の表面に沿って移動させ、このとき、被測定物の表面粗さによって生じるスタイラスの変位を検出し、この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装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の図３および図９に記載の表面粗さ測定装置に取り付けられているてこ式検出器は、被測定物に接触するスタイラス、および該スタイラスを着脱自在に保持するスタイラスホルダを備える。
表面粗さ測定装置を使用するにあたっては、予め、通常のスタイラスのほかに、被測定物の測定部位形状に対応して用意された各種形状のスタイラスが用意されているから、被測定物の測定部位形状に適したスタイラスに交換したのち、測定を行う。例えば、小孔の表面粗さを測定する場合には、小孔測定用スタイラスに、あるいは、深い溝の表面粗さを測定する場合には、スタイラス長さが長い深溝測定用スタイラスなどに交換したのち、測定を行う。
【０００４】
表面粗さ測定装置に限らず、真円度測定装置や輪郭形状測定装置などの表面性状測定装置においても、測定内容の多様化に対応すべく、被測定物の測定部位に対応して用意された各種形状のスタイラスが用意されている。
スタイラスの交換作業は、従来、測定者によって行われている。これには、測定者が、測定作業を一旦中断し、現在使用中のスタイラスを検出器から取り外したのち、新たなスタイラスを検出器に装着して、測定作業を再開していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７４６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のようなスタイラスの交換作業では、測定作業を一旦中断し、測定者が手動で、スタイラスの取外作業およびスタイラスの装着作業を行わなければならないため、測定作業の中断時間が長いうえ、スタイラスの取外作業および装着作業に伴う測定者への負担も大きい。このような状況に対し、近年、表面性状測定装置における測定の無人化、自動化の要求が増加してきた。
そこで、三次元測定機などで利用されているオートプローブチェンジャーを表面性状測定装置に適用することが考えられる。つまり、複数種のスタイラスを格納した交換ラックを測定装置に設置して、検出器のスタイラスを自動的に交換するというものである。
【０００７】
しかし、従来のように手動でスタイラスを交換する場合であっても、交換ラックを用いて自動的に交換する場合であっても、異なる種類のスタイラスに交換することによって、てこ式検出器のバランスが崩れ、検出器の測定力が変化してしまうという共通の課題があった。測定力とは測定中にスタイラスが被測定物に付与する力を示す。特に精密測定の際は、交換後のスタイラスのバランス調整が必要となる。そのため、交換ラックを用いてスタイラスを自動交換するには、バランス調整をも自動で行えるような機構を検出器に内蔵させなくてはならなかった。
【０００８】
本発明は、前記従来技術に対する要求に応えるためのものであり、その解決すべき課題は、
被測定物と接触する接触部を有したスタイラスと、
前記スタイラスを揺動自在に支持するスタイラスホルダと、
前記スタイラスの揺動変位を検出する変位検出手段と、を備え、被測定物の表面性状を測定するために前記スタイラスの揺動変位を取得するてこ式検出器であって、
前記スタイラスは、先端に前記接触部を有する長尺状のスタイラス本体と、該スタイラス本体の基端に設けられ前記スタイラスホルダに着脱自在な着座体とを有する場合に、
複数種のスタイラスを手動で交換する作業の負担を軽減できるてこ式検出器、およびそのスタイラス、さらには、てこ式検出器に対して複数種のスタイラスを自動で交換できるスタイラス自動交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に係るてこ式検出器においては、
前記スタイラスホルダには、前記スタイラスの揺動中心となる軸体が設けられ、
前記着座体には、前記スタイラスホルダから切り離された状態の前記スタイラス全体の重心が位置しており、かつ前記スタイラスを装着する際に前記スタイラスの重心まで前記軸体を案内する切欠部が形成されている。この切欠部の形状は、略Ｕ字、略Ｖ字、略Ｌ字など特に限定されない。
そして、該切欠部によって前記軸体が前記重心まで案内された状態で、前記スタイラスホルダに前記着座体が着脱自在に保持され、前記スタイラスが軸体周りに揺動自在となることを特徴とする。
なお、本発明においてスタイラスホルダに設けられる軸体は、このホルダに回転自在に支持されたものでもよく、ホルダに固定支持されたものでもよい、後者の場合、固定された軸体の中心軸周りに後述の揺動体が回転することになる。
【００１０】
本発明に係るてこ式検出器において、前記スタイラスの着座体には、該着座体の切欠部に前記スタイラス全体の重心が含まれるように、前記重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るてこ式検出器において、被測定物の測定部位に対応して用意された複数種の前記スタイラスには、該スタイラスを取出可能かつ格納可能に収容する交換ラックに設けられた被係止片部を係止可能な係止片部が設けられている。そして、前記係止片部は、前記スタイラスの着座体に設けられ、かつ前記カウンタバランス部に対して前記軸体の中心軸方向にオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
ここで、着座体の係止片部が交換ラックの被係止片部を係止する動作と、保持されたスタイラスがスタイラスホルダから離脱する動作とは連係して実行される。つまり、スタイラスをスタイラスホルダから離脱させる際、スタイラスホルダを交換ラックに接近させて、まず被係止片部に係止片部を係止させる。この係止状態を保って検出器を交換ラックから離間させると、着座体がスタイラスホルダから離脱するから、スタイラスを交換ラックに格納できる。反対にスタイラスをスタイラスホルダに装着させる際、スタイラスホルダを交換ラックに接近させてスタイラスホルダの軸体をスタイラスの重心まで案内して、スタイラスの着座体をスタイラスホルダに装着させる。その後、被係止片部と係止片部との係止が解除される方向にスタイラスホルダを移動させて、交換ラックからスタイラスを取り出せばよい。
【００１２】
本発明に係るてこ式検出器では、前記スタイラスホルダには、前記軸体に軸支された揺動体が設けられている。そして、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内された状態では、前記揺動体および前記着座体が、前記軸体の軸方向に並んで配置されており、前記揺動体には、弾性力で前記着座体を該揺動体に押し付けて保持する保持用弾性体と、該保持用弾性体を支持する支持体とが設けられていることが好ましい。
この保持用弾性体は、その基端が前記支持体に回転自在に支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、先端が前記着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記該揺動体に押し付けて保持することが好ましい。
【００１３】
または、前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に片持ち支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、前記着座体によってその先端が前記揺動体から遠くなる方向に押され、曲げによる弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することが好ましい。ここで、前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、前記着座体は、前記切欠部を挟んだ位置に、前記保持用弾性体側への２つの凸部を有する。前記保持用弾性体は板状であり、一部分が前記支持体に片持ち支持され、他の部分が前記２つの凸部により前記揺動体から遠くなる方向に押されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るてこ式検出器では、前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、前記支持体が、前記切欠部を通って前記揺動体から前記軸体の軸方向に突出して形成され、該突出した先端部で前記保持用弾性体を支持していることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るてこ式検出器では、前記着座体と前記揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の前記軸体の中心軸方向の位置決めを行うことが好ましい。そして、前記複数の球部のうち少なくとも２個は、着座体に回転支持され、かつ装着の際に前記軸体が重心まで案内される方向に沿って形成された前記揺動体の溝上を転動することが好ましい。
【００１６】
本発明に係るスタイラスは、前記てこ式検出器に着脱自在に装着されることを特徴とする。
本発明に係るスタイラスの自動交換装置は、被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容した交換ラックと、
前記てこ式検出器を前記交換ラックに対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構と、制御装置とを備え、
前記制御装置は、スタイラス交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記スタイラスホルダと前記交換ラックとの間でスタイラス交換動作を実行することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るスタイラスの自動交換装置では、前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向に直交する方向へ前記てこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、を有し、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることが好ましい。
【００１８】
または、本発明に係るスタイラスの自動交換装置では、前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へてこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら、前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、を有し、
前記規制片部が、前記スタイラスの移動を規制するために前記着座体を係止する係止位置と、前記着座体の係止を解除する解除位置との間を進退可能に設けられ、前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記規制片部が係止位置に維持され、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明に係るてこ式検出器の構成によれば、スタイラスの接触部とは反対側の基端に、着座体が一体形成されている。このスタイラスの着座体は、スタイラスホルダに対して着脱可能に保持される部材であり、一体形成には、スタイラス本体と着座体とは別個に製作したものを組立てて一体にすることが含まれる。
本発明においては、スタイラスの揺動軸である軸体をスタイラスの重心まで案内する切欠部を前記スタイラスの着座体に形成した。装着の際にこの切欠部を通ることによって、軸体がスタイラスの重心までアクセス可能に構成されている。従って、どのスタイラスの重心も、てこ式検出器の揺動中心である軸体と同軸上に設定されるから、異なる種類のスタイラスに交換した後も、揺動体を含めたスタイラス全体のバランスが崩れず、交換前と同じ測定力で測定を継続できる。特に精密測定において、交換後のスタイラスのバランス調整が不要となり、検出器にバランス調整用機構を内蔵させる必要もない。
【００２０】
本発明に係る構成によれば、スタイラス全体の重心が着座体の切欠部に含まれるように、該着座体に重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられている。例えば、第１のスタイラスにおいて、そのスタイラス本体の長さや接触部の形状、これらの材質などを変更した第２のスタイラスがあり、両スタイラスを用いる場合がある。第１のスタイラスの重心に合わせてスタイラスの着座体を形成し、これと異種類の第２のスタイラスの着座体を第１のスタイラスの着座体と同一に形成したとしても、第２のスタイラスの着座体にカウンタバランス部を設けるだけで、第１のスタイラスの着座体と同じ位置に第２のスタイラスの重心を設定できる。すなわち、カウンタバランス部を設けることで、異なる種類のスタイラスの着座体の基本形状を共通化できる。
【００２１】
本発明に係る構成によれば、スタイラスの着座体に設けた係止片部が、同じ着座体のカウンタバランス部に対して揺動軸方向にオフセットしているから、特殊な形状のスタイラスを製作する場合にカウンタバランス部を拡張・縮小する自由度が増大して、特殊形状のスタイラスを容易に製作できる。
【００２２】
本発明に係る構成によれば、弾性力でスタイラスを保持する機構を採用した。すなわち、揺動体に、弾性力で着座体を揺動体に押し付けて保持させる保持用弾性体を設けたから、スタイラスの保持機構が簡単で、磁力を利用した保持機構と比べて軽量となる。
また、この保持用弾性部材は、その基端が支持体に回転自在に支持され、かつ装着の際、先端が着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で着座体を該揺動体に押し付けて保持するようになっているから、着座体を挿入するだけで揺動体に保持させることができ、また、着座体を引き抜くだけで揺動体から離脱させることができる。このように、スタイラスの保持機構をいわゆるトグル機構で構成したことで、交換作業が容易となる。
さらに、弾性体の先端が着座体に押されるまでは、弾性体に弾性力が生じず、先端が着座体に押されてから弾性体が回転しながら弾性変形が進み、徐々に着座体に作用する弾性力が増大する。そして、弾性体が所定の回転位置に達したら、所定の保持力で着座体を揺動体に保持するようになっている。このようにトグル機構の動作では、スタイラスの着座体が弾性体の先端に接触した後、短い移動距離を進んでから、揺動体に完全に保持される。この短い移動距離を進む間に、例えば着座体と揺動体との位置決めを実行することで、スタイラスを正確に位置決めしてから、スタイラスを保持することが可能となる。
【００２３】
または、スタイラスの保持機構をトグル機構で構成しないで、単純な板バネ式の着脱機構とすれば、軽量化が一層進み、スタイラスの自動交換の確実性と、使い勝手とが更に向上する。
【００２４】
本発明に係る構成によれば、スタイラスの着座体と揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の位置決めを行うから、軸体の中心軸方向の位置決めを正確に実行できる。
さらに、複数の球部のうち少なくとも２個は、着座体に回転支持され、かつ装着の際に揺動体に形成された溝に沿って案内されるから、軸体を正確にスタイラスの重心まで案内できる。従って、揺動体と着座体の位置関係を正確に再現することができ、スタイラスの交換による測定値のバラツキが減少する。
【００２５】
本発明に係るスタイラスの自動交換装置の構成によれば、自動交換の際にスタイラスのバランス調整が不要となり、異なる種類のスタイラスに交換しても同一の測定力で測定を継続できるなど、前述と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
以上説明したように本発明にかかるてこ式検出器およびスタイラスによれば、複数種のスタイラスを手動で交換する作業の負担を軽減でき、さらには、本発明にかかるスタイラスの自動交換装置によれば、てこ式検出器に対して複数種のスタイラスを自動で交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る真円度測定装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は前記真円度測定装置の検出器の斜視図、（Ｂ）は内部構造を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は前記検出器の揺動体の斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は異なる方向から見たスタイラスの斜視図である。
【図４】（Ａ）は前記検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の部分断面図、（Ｂ）は装着後の部分断面図である。
【図５】前記スタイラスホルダの板バネが揺動体に支持された状態の斜視図である。
【図６】図４（Ｂ）の範囲Ｉを拡大して示す部分断面図であり、（Ａ）は前記板バネの回転動作における初期状態、（Ｂ）は板バネが所定角度回転した状態、（Ｃ）は所定の保持力が生じるまで板バネが回転した状態を示す図である。
【図７】各種スタイラスの重心位置を説明する図である。
【図８】図１の真円度測定装置に交換ラックを取り付けた場合を別の方向から模式的に示した斜視図である。
【図９】図８の装置を用いてスタイラスを交換する手順を説明する図であり、（Ａ）は交換ラックからスタイラスを取り出す前、（Ｂ）はスタイラスを取り出した後の斜視図。
【図１０】第２実施形態に係る検出器のスタイラスホルダの部分側面図であり、（Ａ）はスタイラスを装着する前の図、（Ｂ）は装着後の図である。
【図１１】本発明の変形例に係る各種スタイラスの着座体を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る検出器のスタイラスの着脱機構を示す斜視図である。
【図１３】（Ａ）は、検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の板状揺動体のみの部分側面図であり、（Ｂ）は装着後の板状揺動体と着座板体との位置関係を示す部分側面図である。
【図１４】図１３中の範囲ＩＩの拡大図である。
【図１５】ストッカからスタイラスを取り出す前のストッカと検出器との位置関係を示す斜視図である。
【図１６】スタイラスを交換する手順を説明する図であり、（Ａ）はストッカからスタイラスを取り出す前、（Ｂ）は板状揺動体がスタイラスを装着した状態、（Ｃ）はストッカからスタイラスを取り出した後の斜視図である。
【図１７】ストッカの上側保持具の動作を説明する図であり、（Ａ）は解除位置、（Ｂ）は係止位置を示す斜視図である。
【図１８】ストッカの上側保持具の駆動装置を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の真円度測定装置を示す斜視図である。
本実施形態の真円度測定装置は、図１に示すように、ベース１０と、このベース１０上の一側に垂直軸線Ｌを中心に回転可能に設けられ上面に被測定物Ｗを載置する回転テーブル２０と、てこ式検出器３０と、この検出器３０を垂直軸線Ｌ方向および垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構４０と、制御装置５０とを備える。
【００２９】
回転テーブル２０は、内蔵された図示省略の回転テーブル駆動機構２１によって垂直軸線Ｌを中心に回転可能に設けられている。回転テーブル駆動機構２１は、回転テーブル２０を回転駆動するモータ、あるいは、モータからの回転を減速器経由で回転テーブル２０に伝達する機構などで構成されている。
【００３０】
検出器３０はてこ式であって、被測定物Ｗに接触するスタイラス３１と、このスタイラス３１を着脱自在に保持し、スタイラス３１の変位を電気信号として検出する検出器本体としてのスタイラスホルダ３２とを有する。また、スタイラス３１はスタイラスホルダ３２に設けられた揺動軸を中心に揺動自在に支持されている。そのため検出されるスタイラス３１の変位はスタイラス３１の回転変位量であるが、その変位量がスタイラス３１の回転半径に対して微小であるから、検出される変位はスタイラス３１の長尺方向に直交する方向の変位量になる。
【００３１】
検出器駆動機構４０は、ベース１０上に他側に立設されたコラム４１と、このコラム４１に対して昇降スライダ４２を上下方向（Ｚ方向）へ駆動させる昇降駆動機構４３と、昇降スライダ４２に対してスライドアーム４４を垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して接近、離間する方向（Ｘ方向）へ駆動させる第１スライド駆動機構４５と、スライドアーム４４の先端に設けられ検出器３０を保持する検出器アーム４６と、検出器アーム４６をスライドアーム４４のスライド軸線を中心に旋回させて検出器３０の姿勢を変化させる旋回駆動機構４７（図示省略）とを備える。
【００３２】
昇降駆動機構４３は、昇降スライダ４２を上下方向へ駆動できる機構であれば、どのような構造でもよい。例えば、コラム４１に上下方向へ立設されたボールねじ軸と、このボールねじ軸に回転させるモータと、ボールねじ軸に螺合された昇降スライダ４２に連結されたナット部材とを有する送り機構などでもよい。
第１スライド駆動機構４５についても、スライドアーム４４を垂直軸線Ｌに対して直交する方向でかつ回転テーブル２０に対して近接、離間する方向へ駆動できる機構であれば、どのような機構でもよい。例えば、スライドアーム４４の長手方向に沿ってラックを形成し、このラックに噛み合うピニオンおよびこのピニオンを回転させるモータなどを昇降スライダ４２内に設けた構成であってもよい。
【００３３】
＜測定制御の動作＞
制御装置５０のプログラム記憶部５１に記憶された測定プログラムによって、測定指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３および第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０が被測定物Ｗに接近する方向へ移動され、検出器３０のスタイラス３１が被測定物Ｗに接触される。また、必要に応じて旋回駆動機構４７の駆動により、検出器３０の姿勢が変更される。この状態において、回転テーブル２０が回転駆動されると、被測定物Ｗの真円度に応じて検出器３０のスタイラス３１が変位されるから、そのスタイラス３１の変位がスタイラスホルダ３２によって電気信号として検出されたのち、制御装置５０に取り込まれる。制御装置５０は、とり込んだ測定データをデータ記憶部５２に記憶したのち、これらのデータから真円度を演算し、その結果を表示装置５３に表示し、かつ、必要に応じてプリントアウトする。
【００３４】
＜てこ式検出器のスタイラス着脱機構＞
以降、本発明において特徴的な検出器３０のスタイラス着脱機構について、図２〜７に基づいて説明する。まず、図２（Ａ）に検出器３０の斜視図、同図（Ｂ）にその内部構造を示す。
検出器３０は、図２（Ａ）に示すようにスタイラスホルダ３２に設けられた揺動軸受３２Ａの周りに揺動自在に支持されたスタイラス３１を有している。同時に検出器３０は、スタイラス３１を着脱させる機構も備えている。そのため、検出器３０は、図２（Ｂ）に示すように揺動軸となる軸体３６周りに回転支持され、かつスタイラス３１を着脱自在に保持する板状揺動体３７を有する構造となっている。
【００３５】
スタイラス３１（測定子）について、図３（Ｂ）、（Ｃ）に異なる方向から見た斜視図を示す。スタイラス３１は、先端に接触部３３Ａを有する長尺状のスタイラス本体３３と、このスタイラス本体３３の基端に一体形成され着座板体３４とからなる。
スタイラス本体３３は長尺の円柱形状であり、円柱先端に接触部３３Ａである２つの超鋼球が固定されている。２つの超鋼球は、円柱先端の側周面に１８０度間隔で半分ほど埋め込まれて固定されている。図示したスタイラス３１は、種々あるスタイラス３１の一例に過ぎず、スタイラス本体３３の長尺方向の長さ寸法、円柱の径寸法はスタイラス３１の種類ごとに異なっている。また、接触部３３Ａについても、例えば、円柱先端に超鋼球が１つだけ固定されたスタイラスもある。また接触部３３Ａの形状も球に限らず、球状の先端をもつ円錐形状でもよい。また接触部３３Ａの材質はサファイヤなどでもよい。
【００３６】
着座板体３４は略矩形の板体であり、その中心軸とスタイラス本体３３の中心軸とが同一線上となっている。着座板体３４は、本発明の着座体に相当し、本体部３４Ａと、長さの異なる２つの係止片部３４Ｂと、球部である３つの鋼製の位置決め用ボール３４Ｃ（図３（Ｃ）参照）を含んで構成されている。
【００３７】
着座板体３４の形状は、図７（Ａ）にも示すように、この着座板体３４とスタイラス本体３３の両方を含むスタイラス３１全体の重心位置を考慮して、着座板体３４にスタイラス３１全体の重心が位置するように決定されている。図７（Ａ）にはスタイラス３１の重心を黒丸印で示した。
着座板体３４の本体部３４Ａには、その平坦面に略Ｕ字形の切欠部３４Ｅが形成されている。この切欠部３４Ｅは、図７（Ａ）に示すように、スタイラス３１の重心を含む範囲に形成されている。言い換えると、スタイラス３１全体の重心が略Ｕ字形の切欠部３４Ｅに位置している。また、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに直交する方向の幅寸法Ｐは、スタイラスホルダ３２の円柱状軸体３６の径寸法よりも大きい。さらに、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍはスタイラス本体３３の中心軸と一致しているから、スタイラスホルダ３２にスタイラス３１を装着する際、切欠部３４Ｅは軸体３６を重心まで案内できるようになっている。なお、本実施形態では切欠部３４Ｅの形状を略Ｕ字形としたが、この形状は、略Ｖ字形、略Ｌ字形などでもよく、少なくとも軸体３６を重心まで案内できる形状であればよい。
【００３８】
図３に示すようにスタイラス３１全体の重心を通り、着座板体３４の厚さ方向に平行な軸をスタイラスの重心軸Ｎとする。この重心軸Ｎを用いて前述の切欠部３４Ｅについて説明すると、切欠部３４Ｅは着座板体３４の周側面（図中の上面）からスタイラスの重心軸Ｎに至る範囲までを切り欠いて、少なくとも重心軸Ｎが着座板体３４の本体部３４Ａと干渉せずに貫通するように形成されていると言える。
切欠部３４Ｅには、その略Ｕ字形の内側の互いに向き合う両側面に、一対の窪み部３４Ｆが形成されている。切欠部３４Ｅの幅寸法Ｐ（図７（Ａ）参照）に対して、窪み部３４Ｆの幅寸法Ｑは大きい。窪み部３４Ｆは、切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに沿って切欠部全体に形成されているのではなく、図７（Ａ）の上側の開口部から中心軸Ｍに沿って切欠部３４Ｅの略中央までの範囲に形成されている。また、窪み部３４Ｆは、図３に示すように重心軸Ｎに沿って着座板体３４の厚さ方向の全体に形成されているのではなく、着座板体３４の係止片部３４Ｂが設けられた表面から重心軸Ｎに沿って着座板体３４の厚さ寸法の８割程度までの範囲に形成されている。このため窪み部３４Ｆの内側面として、図６（Ｃ）に拡大して示すように、第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとが形成される。第１当接面３４Ｇは、窪み部３４Ｆにおいて切欠部３４Ｅの中心軸Ｍに直交する面であり、第２当接面３４Ｈは、窪み部３４Ｆにおいてスタイラス３１の重心軸Ｎに直交する面である。
【００３９】
位置決め用ボール３４Ｃは、図３（Ｃ）に示すように、着座板体３４の一方の平坦面に回転自在に支持されている。３つの位置決め用ボール３４Ｃは異なる３個所に配置されており、そのうちの２つが略Ｕ字形の切欠部３４Ｅを挟むように配置される。着座板体３４をスタイラスホルダ３２に挿入して、スタイラス３１が装着された状態では、３つの位置決め用ボール３４Ｃが着座板体３４とスタイラスホルダ３２の板状揺動体３７との間に挟まれるから、３つの位置決め用ボール３４Ｃは、着座板体３４を板状揺動体３７に対して軸体３６の中心軸方向の位置決め、および着座板体３４と板状揺動体３７の平行度を維持する位置決め手段として機能する。
２つの位置決めボール３４Ｃは、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅの中心軸Ｍ（図７参照）に平行に並んで配置されている。スタイラス３１の装着の際、これら２つの位置決めボール３４Ｃは、スタイラスホルダ３２の板状揺動体３７に形成されたＶ溝３７Ｃに沿って転動するようになっている。
一方、切欠部３４Ｅを挟んで上記の２つの位置決めボール３４Ｃと反対側の着座板体３４に配置された１つの位置決めボール３４Ｃは、Ｖ溝３７Ｃと平行に形成された位置決め用平面部３７Ｄに沿って転動するようになっている。
【００４０】
スタイラスホルダ３２は、図２に示すように、ホルダ本体３５と、このホルダ本体３５に支持された軸体３６と、この軸体３６周りに回転自在な板状揺動体３７と、スタイラス３１の着座板体３４を保持するための保持用弾性体である板バネ３８と、この板バネ３８を支持する板バネ支持体３９と、板状揺動体３７の回転変位を検出する変位検出手段７１（図示省略）と、板状揺動体３７に回転力を付与する回転力付与手段７２（図示省略）とを有する。
【００４１】
ホルダ本体３５は、略円筒状であり、板状揺動体３７、変位検出手段７１および回転力付与手段７２を収納する内部空間を有する。略円筒の基端（図中の上端）は、図１の検出器アーム４６に固定される。また、略円筒の他端は、軸体３６を中心に板状揺動体３７およびスタイラス３１が一体回転しても干渉しない程度に、断面略コ字状に切り欠かれている。断面略コ字状とは、略円筒のホルダ本体３５の中心軸および軸体３６の揺動軸の両方に平行な平面で切断した場合のホルダ本体３５の断面形状である。
【００４２】
軸体３６の中心軸は、ホルダ本体３５の中心軸の直交方向に平行に設けられ、かつ軸体３６は、ホルダ本体３５の他端付近に回転自在に軸支されている。なお軸体３６は、ホルダ本体３５に固定支持されたものでもよい。この場合は、軸体３６の中心軸周りに板状揺動体３７が回転自在に支持される。
【００４３】
板状揺動体３７について、図３（Ａ）に斜視図を示す。また、図４（Ａ）にスタイラスホルダ３２にスタイラス３１を装着する前の板状揺動体３７および着座板体３４の部分断面図、同図（Ｂ）に装着後の部分断面図を示す。
板状揺動体３７は、スタイラス３１の装着部で、かつ軸体３６を固定する幅広の板部３７Ａと、この幅広の板部３７Ａと一体形成された幅狭の板部３７Ｂ（図示一部省略）とを有する。図４（Ｂ）に示すように装着後の状態では、幅広の板部３７Ａと着座板体３４とが、軸体３６の軸方向に並んで配置される。
また、幅狭の板部３７Ｂの回転変位が変位検出手段７１によって検出される。変位検出手段７１として差動変圧器を用いるが、他に歪みゲージや容量式センサなどスタイラス３１の作動の負荷とならないものを選択してもよい。
幅狭の板部３７Ｂには、回転力付与手段７２によって軸体３６周りの回転力が付与される。回転力付与手段７２としてスプリングを用いるが、他に電動モータや、磁石とコイルからなるボイスコイルにより構成したアクチュエータなども選択できる。
【００４４】
板バネ支持体３９は、図３（Ａ）に示すように、軸体３６よりも幅狭の板部３７Ｂ側に近い幅広の板部３７Ａに連続形成されている。図４（Ａ）に断面を示すように、板バネ支持体３９は、幅広の板部３７Ａから軸体３６の軸方向に突出する第１支持部材３９Ａと、この第１支持部材３９Ａの突出端から軸体３６に向かって片持ち状に延設された第２支持部材３９Ｂとを有する。第２支持部材３９Ｂの先端には、図５に示すように、板バネ３８を回転自在に支持するための板バネ軸材３９Ｃが固定されている。板バネ軸材３９Ｃは、板状揺動体３７の揺動軸の直交方向に平行し、かつ幅広の板部３７Ａの幅方向に対して平行である。
【００４５】
板バネ３８は、第１バネ片３８Ａおよび第２バネ片３８Ｂからなり、略Ｌ字状に曲げて形成されている。板バネ３８が板バネ支持体３９に回転自在となるように、第１バネ片３８Ａの一端部は、板バネ支持体３９の板バネ軸材３９Ｃに略一回転分だけ巻かれ、板バネ軸材３９Ｃに対して回転自在になっている。
スタイラス３１が装着される前の状態では、第１バネ片３８Ａは図５で実線で示すように板バネ軸材３９Ｃから幅広の板部３７Ａに向けて延設されており、第２バネ片３８Ｂは第１バネ片３８Ａの他端部から幅広の板部３７Ａの表面と平行に軸体３６に向けて延設されている。
【００４６】
＜スタイラス着脱機構の動作＞
図４および図６に基づいて着脱機構の動作を説明する。図６は、図４（Ｂ）の範囲Ｉを拡大したものである。
ここでは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように静止したスタイラス３１にスタイラスホルダ３２を接近させて、スタイラス３１を装着させる場合について説明する。作業者がスタイラス３１を手動で装着する場合は、静止したスタイラスホルダ３２にスタイラス３１を接近させることになるが、着脱機構の動作は実質的に変わらない。
【００４７】
図４（Ａ）のように、最初に、ホルダ本体３５の中心軸がスタイラス３１の切欠部３４Ｅの中心軸Ｍ（図７参照）と同一線上になるように、かつ軸体３６の揺動軸がスタイラス３１の重心軸Ｎと平行になるように、スタイラス３１に対してスタイラスホルダ３２を配置する。
まず、スタイラスホルダ３２をスタイラス３１に接近させて、着座板体３４の切欠部３４Ｅの上側開口部に軸体３６を挿入させる。この際、着座板体３４の位置決め用ボール３４Ｃを板状揺動体３７のＶ溝３７Ｃおよび位置決め平面部３７Ｄに載せて、ボール３４ＣをＶ溝３７Ｃおよび平面部３７Ｄに沿って転動させれば、軸体３６が着座板体３４と干渉することなくスムーズに略Ｕ字形の切欠部３４Ｅに沿ってスタイラス３１の重心まで案内される。
さらに、板状揺動体３７の幅広の板部３７Ａと、板バネ支持体３９の第２支持部材３９Ｂとの間に、着座板体３４が差込まれる。そして、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅには、軸体３６に続けて、板バネ支持体３９の第１支持部材３９Ａが挿入される（図４（Ｂ））。
【００４８】
軸体３６がスタイラス３１の重心に到達する手前で、板バネ３８の先端（第２バネ片３８Ｂの先端）に切欠部３４Ｅの窪み部３４Ｆに形成された第１当接面３４Ｇが当接する（図６（Ａ）参照）。すると、板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇによって押され、板バネ３８が板バネ軸材３９Ｃ周りに回転を始める。板バネ３８が所定角度回転すると板バネ３８の先端が第２当接面３４Ｈにも当接する（同図（Ｂ））。つまり、板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとの隅部分に移動する。この状態で、さらに板バネ３８の先端が第１当接面３４Ｇによって押されると、板バネ３８の弾性変形が始まり、第１バネ片３８Ａと第２バネ片３８Ｂとの成す角が徐々に小さくなる。
【００４９】
図６（Ａ）に示す板バネ３８の回転中心から板バネ３８の先端までの寸法をＳとすると、軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内された状態（同図（Ｃ））では、寸法Ｓが減少し、所定の弾性変形が得られる。また、同図（Ｃ）では、板バネ３８の回転中心と板バネ３８の先端とを結ぶ線が、板状揺動体３７の平坦面に対して略直交するから、板バネ３８の弾性力が着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける方向に作用し、矢印で示す保持力が発生する。
板バネ３８は、着座板体３４が挿入される過程で、着座板体３４を付勢しない状態と付勢する状態の２つの状態をとり得るようになっているから、板バネ３８の弾性力によって板状揺動体３７がスムーズに着座板体３４を保持できる。
一方、板状揺動体３７と第２支持部材３９Ｂとの間から着座板体３４を引抜く場合、板バネ３８が逆の手順で動作し、着座板体３４が板状揺動体３７から離脱して、スタイラス３１をスタイラスホルダ３２から容易に取り外すことができる。
【００５０】
本実施形態の構成によれば、装着の際に、軸体３６が着座板体３４に形成した略Ｕ字形の切欠部３４Ｅを通ることによって、軸体３６がスタイラス３１の重心までアクセス可能となる。つまり、どのような種類のスタイラス３１であっても、スタイラスホルダ３２に装着されれば、その重心が必ず軸体３６と同軸になる。従って、異なる種類のスタイラス３１を板状揺動体３７に装着したとしても、板状揺動体３７を含むスタイラス３１全体のバランスが崩れず、交換前と同じ測定力で測定を継続できる。特に、精密測定において、交換後のスタイラス３１のバランス調整が不要となる。
【００５１】
また、着座板体３４を挿入するだけで板状揺動体３７に保持させることができ、また着座板体３４を引抜くだけで板状揺動体３７から離脱させることができるので、スタイラス３１をスタイラスホルダ３２に着脱自在に装着できる。板状揺動体３７が板バネ３８の弾性力で着座板体３４を保持することができるから、スタイラス３１の保持機構が簡単となり、磁力を利用した保持機構と比べて軽量にできる。
【００５２】
また、スタイラス３１装着の際、まず、板バネ３８先端が着座板体３４の第１当接面３４Ｇによって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で着座板体３４の第２当接面３４Ｈを板状揺動体３７に押し付けるようになっている。すなわち、スタイラス３１の保持機構がいわゆるトグル機構で構成されているので、スタイラス３１の交換作業が容易となる。
このようなトグル機構では、板バネ３８の先端が第２当接面３４Ｈに当接されるまでは、板バネ３８の弾性力が生じない。また、板バネ３８が第２当接面３４Ｈに当接された後、スタイラスホルダ３２が短い移動距離を進んでから、第２当接面３４Ｈを押す弾性力が最大になって、スタイラス３１の保持が完了する。この短い移動距離をスタイラスホルダ３２が進むまでに、着座板体３４と板状揺動体３７との位置決めを実行できるから、スタイラスホルダ３２にスタイラス３１を正確に位置決めした状態で、スタイラス３１を保持するという手順が可能となる。
【００５３】
装着時のスタイラス３１の位置決めに関して、着座板体３４と板状揺動体３７との間に３つの位置決め用ボール３４Ｃを一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、このボール３４Ｃによって板状揺動体３７に対する着座板体３４の位置決めを行うから、軸体３６の中心軸方向の位置決めを正確に実行できる。
また、３つのボール３４Ｃのうちの２つは装着の際に板状揺動体３７のＶ溝３７Ｃに沿って案内されるから、軸体３６を正確にスタイラス３１の重心まで案内できる。つまり、軸体３６の中心軸をスタイラス３１の重心軸Ｎに一致させることができ、交換前後での板状揺動体３７と着座板体３４の位置関係を正確に再現することができる。
なお、位置決め用ボール３４Ｃの数量を３としたが、少なくとも３つのボール３４Ｃを一直線上でない三箇所に配置すればよい。また、複数のボール３４Ｃのうちの少なくとも２つのボール３４ＣをＶ溝３７Ｃに沿って転動可能に配置すればよい。
また、位置決め用ボール３４Ｃを着座板体３４に回転自在に設けるのではなく、位置決め用ボール３４Ｃを着座板体３４に圧入、または接着によって固定してもよい。
【００５４】
また、図７（Ｂ）には種類の異なるスタイラス３１Ａの重心位置が同図（Ａ）と同様に示されている。このスタイラス３１Ａには、スタイラス本体３３の長尺方向に直交する方向に略Ｕ字の切欠部３４Ｅが形成されているが、着座板体３４のベースとなる形状は、同図（Ａ）の着座板体３４と共通している。そして、このスタイラス３１Ａにおいても着座板体３４の切欠部３４Ｅにスタイラス３１Ａ全体の重心が含まれるように、スタイラス３１Ａの着座板体３４には重心の位置を調整するカウンタバランス部３４Ｄが設けられている。着座板体３４にカウンタバランス部３４Ｄを設けてスタイラスの重心をスタイラスの種類ごとに調整するので、異なる種類のスタイラス３１Ａの着座板体３４の基本形状を共通化できる。
図７（Ｂ）のスタイラス３１Ａは、クランク形測定子と呼ばれ、狭い円周部溝内の面測定に有効である。クランク形測定子では、スタイラス本体３３の先端にさらに小径短尺の棒片３３Ｂがスタイラス本体３３と直交して設けられ、この棒片３３Ｂの端部に接触部３３Ｃが形成されている。接触部３３Ｃの形状は、球状先端をもつ円錐形状である。
【００５５】
＜スタイラスの自動交換装置＞
検出器３０のスタイラス３１を自動交換する場合について説明する。
図８は、図１の真円度測定装置に交換ラック６０を取り付けて、それを別方向から見た斜視図である。この真円度測定装置は、図１の装置と比べて検出器アーム４６の形状が異なるが、基本的な構成は共通し、本発明のスタイラス自動交換装置に相当する。
図９は、スタイラス３１を交換する手順を説明する図であり、図９（Ａ）は交換ラック６０からスタイラス３１を取り出す前、図９（Ｂ）はスタイラス３１を取り出した後の斜視図である。
【００５６】
交換ラック６０は、図８に示すように回転テーブル２０とコラム４１との間のベース１０上に配置されている。この交換ラック６０の位置まで、昇降駆動機構４３および第１スライド駆動機構４５の動作により、検出器３０が移動可能に構成されている。
交換ラック６０は、ラック台６１と、ラック台６１上にＹ方向に移動するラックスライダ６２と、このラックスライダ６２に立設する３つのストッカ６３とを有する。図８には第１ストッカ６３Ａが着脱位置に位置決めされているが、ラックスライダ６２の移動により第２ストッカ６３Ｂおよび第３ストッカ６３Ｃが順次、着脱位置に位置決めされるようになっている。第２ストッカ６３Ｂには異種類のスタイラス３１Ａが格納されている。
【００５７】
各ストッカ６３は、図９に示すように、ラックスライダ６２に立設された矩形のストッカ本体６４と、このストッカ本体６４に固定された上側保持具６５および下側保持具６６とを有して形成される。上側保持具６５は本発明の規制片部に相当し、下側保持具６６は本発明の被係止片部に相当する。上側保持具６５はＸ−方向に突出する上側突板６５Ａを有し、下側保持具６６は同方向に突出する下側突板６６Ａを有し、下側突板６６Ａは上側突板６５Ａより突出長さが大きい。また両突板６５Ａ、６６Ａは、Ｚ方向に一定間隔で配置されている。つまり両突板は、スタイラス３１の着座板体３４に設けられた上下一対の係止片部３４Ｂに係止される。
【００５８】
スタイラス３１の着座板体３４には、図３（Ｂ）に示すように、上側溝部７３と下側溝部７４が形成されている。これらの溝部７３、７４は、着座板体３４の本体部３４Ａに断面Ｌ字形の係止片部３４Ｂが一体形成されることによって形成されている。
一対の係止片部３４Ｂが、着座板体３４において位置決め用ボール３４Ｃを支持する面とは反対側の面から、重心軸Ｎ方向に突出して設けられている。すなわち各係止片部３４Ｂは着座板体３４の本体部３４Ａに対して軸体３６の中心軸方向にオフセットして設けられている。２つの係止片部３４Ｂは長さが異なり、長い係止片部３４Ｂが着座板体３４のＺ−方向に、短い係止片部３４ＢがＺ＋方向に一定間隔で配置されている。各係止片部３４Ｂの長尺方向は、略Ｕ字形の切欠部３４Ｅの中心軸の直交方向に平行である。
【００５９】
このように形成されたスタイラス３１の上下の溝部７３、７４に、ストッカ６３の上下の突板６５Ａ、６６Ａが挿入されると、スタイラス３１のＺ方向の移動が規制されるため、スタイラスホルダ３２がＺ＋方向に移動した場合に、スタイラス３１のみをストッカ６３に格納することができる。
また、スタイラス３１の着座板体３４に設けた係止片部３４Ｂが、着座板体３４の本体部３４Ａに対して重心軸Ｎ方向にオフセットしているから、例えば図７（Ｂ）のような特殊な形状のスタイラス３１Ａを製作する場合にカウンタバランス部３４Ｄを拡張または縮小する自由度が増大して、特殊形状のスタイラス３１Ａを容易に製作できる。
【００６０】
＜スタイラス自動交換の動作＞
プログラム記憶部に記憶されたスタイラス自動交換プログラムによって、スタイラス交換指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動される。つまり、昇降駆動機構４３、第１スライド駆動機構４５および旋回駆動機構４７の駆動により、検出器３０が移動され、スタイラスホルダ３２と交換ラック６０との間でスタイラス交換動作が実行される。
【００６１】
例えば、図８に示すように、検出器３０にスタイラス３１が装着されている状態において、スタイラス３１交換指令が与えられるとする。検出器３０が垂直な姿勢でない場合は、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が適宜旋回され、垂直姿勢に設定される。昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０がこれから格納する交換ラック６０のストッカ６３の高さ位置に位置決めされ、以下の動作が順次実行される。
【００６２】
（Ａ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ＋方向へ移動され、スタイラス３１の着座板体３４の上下溝部７３、７４がストッカ６３の上下突板６５Ａ、６６Ａと対応する位置までストッカ６３に接近される。すると、上下突板部が上下溝部に挿入され両者が係止状態になる。
（Ｂ）昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて、交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス３１は係止によってＺ方向の移動が規制されているので、スタイラスホルダ３２がスタイラス３１をストッカ６３に残したままＺ＋方向へ移動する。これにより、検出器３０のスタイラス３１が交換ラック６０に格納される。
【００６３】
次に、スタイラスホルダ３２に対して、新たなスタイラス３１を装着しようとする場合、ラックスライダ６２をスライド移動させて、新たなスタイラス３１を格納したストッカ６３が装着位置まで位置決めされたのち、次の動作が実行される。
（Ｃ）昇降駆動機構４３の駆動により、スタイラスホルダ３２はＺ−方向へ移動されて交換ラック６０に接近される。すると、スタイラスホルダ３２の軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内されて、スタイラスホルダ３２の板状揺動体３７に着座板体３４が装着される。つまり、スタイラスホルダ３２に新たなスタイラス３１が装着される（図９（Ａ）参照）。
（Ｄ）第１スライド駆動機構４５の駆動により、検出器３０はＸ−方向へ移動されて交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス３１の上下溝部７３、７４からストッカ６３の上下突板６５Ａ、６６Ａが外れ、係止が解除されるから、交換ラック６０からスタイラス３１が取り出される（図９（Ｂ）参照）。
（Ｅ）昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動され、元の位置に復帰される。こののち、旋回駆動機構４７の駆動によって検出器３０が所定の姿勢に旋回されたのち、新たな測定部位の測定が実行される。
このようにスタイラス３１はストッカ６３に取出可能かつ格納可能に収容される。ここでは、標準的なスタイラス３１のほかに、長さの異なるスタイラスなど、被測定物Ｗの測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスが収納される。
【００６４】
本実施形態によれば、スタイラス交換指令が与えられると、検出器駆動機構４０の駆動により、スタイラスホルダ３２が相対移動され、スタイラスホルダ３２とストッカ６３との間でスタイラス交換動作が実行されるから、被測定物Ｗの測定部位形状に応じて、スタイラス交換動作を指令するようにしておけば、ホルダ３２とストッカ６３との間でスタイラス交換動作が自動的に実行される。従って、測定作業を中断することなく連続的に行うことができるため、測定者への負担を軽減できるとともに、測定作業を効率化できる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る検出器のスタイラスホルダの部分側面図であり、（Ａ）はスタイラスを装着する前の図、（Ｂ）は装着後の図である。図１０は第１実施形態の図４に対応している。
検出器は前述と略同じ構成であるが、スタイラスの保持機構が異なり、以下にスタイラスの着座板体３４を保持するための保持用弾性体と、この保持用弾性体を支持する支持体との構成を説明する。
支持体８１は、板状揺動体３７に連続形成されており、板状揺動体３７から軸体３６の軸方向に突出して設けられている。この支持体８１の突出端には保持用弾性体である板バネ８２の一端が留めネジ８３で固定されている。
【００６６】
板バネ８２は略Ｌ字状に曲げられており、長い第１バネ片８２Ａおよび短い第２バネ片８２Ｂで構成される。本実施形態においても板バネ８２の弾性変形によって、着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける保持力が生じるという点で前述の実施形態と共通する。
第１バネ片８２Ａの一端は支持体８１に固定され、その他端が図中下側に配置された軸体３６（図示省略）に向かって延設されている。第２バネ片８２Ｂは、第１バネ片８２Ａの他端から板状揺動体３７に向かって延設されている。この板バネ８２の折り曲げ部の内側には、軸材８５が板状揺動体３７の幅方向と平行に設けられている。軸材８５は、板バネ８２とは別体のＬ字部材８４を回転自在に支持する。
【００６７】
Ｌ字部材８４は、第１部材８４Ａおよび第２部材８４Ｂからなり、板バネ８２よりも大きな剛性を有する。Ｌ字部材８４の第１部材８４Ａの一端は、軸材８５によって軸支されている。スタイラスが装着される前の状態では、図１０（Ａ）のように第１部材８４Ａの他端は、板バネ８２の第２バネ片８２Ｂと平行になり、第２部材８４Ｂは板状揺動体３７と平行になる。
【００６８】
スタイラスを装着する際、前述の実施形態と同様にスタイラスホルダをスタイラスに接近させて、板状揺動体３７と板バネ８２の隙間に着座板体３４を差し込む。すると、Ｌ字部材８４の先端（第２部材８４Ｂの先端）に着座板体３４の窪み部３４Ｆに形成された第１当接面３４Ｇが当接して、Ｌ字部材８４の先端が第１当接面３４Ｇによって押され軸材８５周りに回転する。Ｌ字部材８４が所定角度回転すると第２部材８４Ｂの先端が第２当接面３４Ｈにも当接する。つまり、Ｌ字部材８４の先端が第１当接面３４Ｇと第２当接面３４Ｈとの隅部分に移動する。この状態で、さらに第１当接面３４Ｇによって押されると、Ｌ字部材８４はその形状を維持したまま、軸材８５を板状揺動体３７から離れる方向に押す。これにより、板バネ８２に弾性変形が生じて軸材８５を元の位置へ押し戻そうとする力が生じる。この力はＬ字部材８４を介して着座板体３４を板状揺動体３７に押し付ける方向に作用し、図１０（Ｂ）中に矢印で示す保持力となる。このように本実施形態においても、スタイラスの保持機構がトグル機構を構成するため、スタイラス３１の交換作業が容易となる。
【００６９】
＜変形例＞
前記実施形態では、弾性体の弾性力によって板状揺動体３７が着座板体３４を着脱自在に保持する機構について説明したが、これに限らず、マグネットによって着脱可能に着座板体３４を板状揺動体３７に結合するようにしてもよい。または、エアーの吸引によって、着座板体３４を揺動体３７に着脱可能に保持する構造であってもよい。
【００７０】
図１１は、本発明の変形例に係る各種スタイラス３１Ｂ、３１Ｃの着座板体３４を示す図である。着座板体３４には同図（Ａ）のスタイラス３１Ｂのように中心軸Ｍが湾曲した切欠部３４Ｅを形成してもよく、同図（Ｂ）のスタイラス３１Ｃのように略Ｖ字形の切欠部３４Ｅを形成してもよい。
【００７１】
また、前記実施形態では、保持用弾性体として板バネ３８、８２を用いて、着脱機構をトグル機構として構成した場合を説明したが、これに限らず他の構成の保持用弾性体を用いて同様にトグル機構を構成してもよい。
例えば、保持用弾性体としてスプリングプランジャーのような弾性部材を含んで構成された弾性力発生部品を採用してもよい。スプリングプランジャーは、コイルばねと、コイルばねを内部に収納する円筒状ケースと、ケース内の軸方向に進退自在に収納された進退部材とからなる。進退部材の先端部は円筒状ケースから突出しており、突出した先端部が外力を受けてケース内に押し込まれると、コイルばねが圧縮されて、進退部材にはその反発力が作用するようになっている。
このようなスプリングプランジャーの一端を、前記実施形態の板バネ３８の一端の代わりに、回転自在に支持させれば、板バネ３８と同様にトグル機構の動作をする。すなわち、進退部材の先端部が着座板体３４に押されることにより、スプリングプランジャーが回転しながら、コイルばねが圧縮される。そして、圧縮による弾性力で進退部材が着座板体３４を揺動体３７に押し付けるようにすればよい。
【００７２】
＜第３実施形態＞
前記実施形態では、トグル機構を利用したスタイラスの着脱機構について説明したが、図１２〜図１４に示すようなトグル機構を用いない着脱機構でもよい。図１２は、本発明の第３実施形態に係る検出器のスタイラスの着脱機構を示す斜視図である。また、図１３（Ａ）は、検出器のスタイラスホルダにスタイラスを装着する前の、板状揺動体１３７のみの部分側面図であり、同（Ｂ）は装着後の、板状揺動体１３７と着座板体１３４との位置関係を示す部分側面図であり、第１実施形態の図４に対応する。図１４は、図１３中の範囲ＩＩの拡大図である。
【００７３】
検出器は前述と略同じ構成であるが、スタイラス１３１の保持機構が異なる。以下にスタイラス１３１の着座板体１３４を保持するために、板状揺動体１３７に設けられた板バネ１３８と、この板バネ１３８を支持する板バネ支持体１３９とを説明する。
【００７４】
まず、板状揺動体１３７は、図１２に示すように、前述の板状揺動体３７と同様に、幅広の板部３７Ａと、幅狭の板部３７Ｂとを有し、幅広の板部３７Ａに軸体３６が固定されている。この板状揺動体１３７に対して、板バネ支持体１３９は、軸体３６よりも幅狭の板部３７Ｂ側に近い幅広の板部３７Ａに連続形成されている。
【００７５】
板バネ支持体１３９は、幅広の板部３７Ａから軸体３６の軸方向と平行に突出して形成されている。この板バネ支持体１３９の突出した先端部に、板バネ１３８がネジ止めされ片持ち状態で支持されている。
【００７６】
板バネ１３８は、幅広の板部３７Ａと略平行な状態で、その基端が板バネ支持体１３９にネジ止めされている。また、板バネ１３８は、その基端から軸体３６に向けて延びている。板バネ１３８の先端は、外側に曲げられている。また、先端は、基端よりも幅広であり、先端の幅寸法は、着座板体１３４の切欠部３４Ｅの幅寸法よりも広い。
【００７７】
スタイラス１３１が装着された状態では、幅広の板部３７Ａと着座板体１３４とが、軸体３６の軸方向に並んで配置される。そして、前述の実施形態と同様に、幅広の板部３７Ａと着座板体１３４との間には、着座板体１３４の位置決め及び平行度を維持するため、また、装着の際に軸体３６をスタイラス１３１の重心までスムーズに案内するための、３つの位置決め用ボールが設けられている。
【００７８】
一方、位置決め用ボールとは反対側の着座板体１３４の表面には、切欠部３４Ｅを挟んだ位置に、２つの凸部３４Ｊが形成されている。２つの凸部３４Ｊは、それぞれ１個の鋼球からなり、着座板体１３４の表面に一部分が埋め込まれている。凸部３４Ｊは、位置決め用ボールと同様に超鋼球としてもよいが、これに限られない。なお、板バネ１３８は着座板体１３４の凸部３４Ｊに当接してスタイラス１３１を保持するため、着座板体１３４には第１実施形態で示したような窪み部３４Ｆが不要になる。
【００７９】
＜スタイラス着脱機構の動作＞
着脱機構の動作については、基本的な動作は、前記実施形態と共通する。ここでは、図１３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて異なる点を中心に説明する。スタイラス１３１の装着の際、軸体３６は、着座板体１３４の切欠部３４Ｅに沿って、スタイラス１３１の重心まで案内される。前述の実施形態と同様に、軸体３６と板バネ支持体１３９は、軸体が案内される方向（案内方向）に沿って並んで配置されている。そのため、切欠部３４Ｅには、軸体３６に続けて、板バネ支持体１３９も挿入される。
【００８０】
軸体３６がスタイラス３１の重心に到達する手前で、板バネ１３８の先端（外側に曲げられている部分）に２つの凸部３４Ｊが当接する。すると、板バネ１３８が曲がり、先端が凸部３４Ｊによって外側に押される。軸体３６がスタイラス３１の重心まで案内された状態では、幅広の板部３７Ａと板バネ１３８の先端との間隔が広がり、板バネ１３８の弾性変形によって生じる弾性力が、２つの凸部３４Ｊに作用して、着座板体１３４を板状揺動体１３７に押し付ける。このようにして、スタイラス１３１を保持する保持力が発生する。ここで、板バネ１３８の先端が外側に押されるとは、先端が板状揺動体１３７から遠くなる方向に押されることを言う。
【００８１】
本実施形態によれば、単純な板バネ式の着脱機構を用いることにより、着脱機構の軽量化が一層進み、スタイラス１３１の自動交換の確実性と、使い勝手とが更に向上する。
【００８２】
図１４に示すように、板バネ支持体１３９の突出した先端部には、さらに僅かに突出する突部１３９Ａが形成されている。この突部１３９Ａは、板バネ支持体１３９の突出した先端部において、最も軸体３６に近い部分にのみ形成されている。そのため、板バネ１３８は、この突部１３９Ａにより外側に僅かに曲げられた状態で板バネ支持体１３９にネジ止めされている。なお、板バネ１３８を、基端を含む狭幅部１３８Ａと、広幅部１３８Ｂと、外側に曲げられた先端部１３８Ｃとに区分して説明すると、板バネ１３８が突部１３９Ａと当接する位置は、広幅部１３８Ｂの略中央になる。
【００８３】
このように突部１３９Ａを設けることで、スタイラスが装着される前の状態でも、板バネ１３８が弾性変形しているので、スタイラスを装着すると、板バネ１３８がさらに弾性変形して、スタイラスには大きな弾性力が作用することになる。従って、スタイラスの装着による板バネ１３８の弾性変形が微小であっても、所定の保持力でスタイラスを保持することができる。
【００８４】
＜スタイラスの自動交換装置＞
本実施形態のスタイラス１３１の自動交換装置は、前述の実施形態と同様に、図８で示した交換ラック６０を有する真円度測定装置であるが、交換ラック６０を構成するストッカ１６３の構成が異なっている。このストッカ１６３について、図１５〜図１８に基づいて説明する。図１５は、ストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す前のストッカ１６３と検出器１３０との位置関係を示す斜視図であり、第１実施形態の図９（Ａ）に対応する。図１６は、スタイラス１３１を交換する手順を説明する図であり、（Ａ）はストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す前、（Ｂ）は板状揺動体１３７がスタイラス１３１を装着した状態、（Ｃ）はストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出した後の斜視図である。
【００８５】
ストッカ１６３は、矩形のストッカ本体１６４と、このストッカ本体１６４に対して移動可能に支持された上側保持具１６５と、下側保持具１６６とを有して形成される。上側保持具１６５は本発明の進退可能な規制片部に相当し、下側保持具１６６は本発明の被係止片部に相当する。
【００８６】
まず、図１６（Ｃ）を参照して下側保持具１６６を説明する。下側保持具１６６は、ストッカ本体１６４からＸ−方向に突出し、その突出部分は板状である。本実施形態では下側保持具１６６の平坦面が、Ｘ−Ｚ平面に平行となっている。下側保持具１６６には、Ｚ＋方向の端部からＺ−方向に略正方形状の切欠きが形成されている。ここでは、下側保持具１６６を、切欠きの両側となる側板１６６Ａ、１６６Ｂと、これらを接続する下板１６６Ｃとに分けて説明する。
【００８７】
図１５に示すように、スタイラス１３１の着座板体１３４には、断面Ｌ字形の２つの上側係止片部３４Ｌと、１つの下側係止片部３４Ｋとが設けられ、それぞれ着座板体１３４に一体形成されている。２つの上側係止片部３４Ｌは、着座板体１３４の切欠部３４Ｅを挟んだ位置に設けられている。この係止片部３４Ｌには、側板１６６Ａ、１６６Ｂを係止するＺ方向に延びる溝部が形成されている。下側係止片部３４Ｋは、切欠部３４ＥよりもＺ−側に設けられている。この係止片部３４Ｋには、３方向の溝部が形成されている。すなわち、側板１６６Ａ、１６６Ｂを係止するＺ方向に延びる溝部と、下板１６６Ｃを係止するＸ方向に延びる溝部とである。
【００８８】
一方、上側保持具１６５は、下側保持具１６５とともにＺ方向に並んで配置され、ストッカ本体１６４からＸ−方向に突出している。その突出量は、下側保持具１６５の側板１６６Ａの突出量と略同じである。
【００８９】
また、上側保持具１６５は、図１７に示すように、Ｘ方向へ進退可能に設けられている。図１７は、ストッカ１６３からスタイラス１３１を取り出す際の、上側保持具１６５の動作を説明する図であり、（Ａ）は上側保持具１６５が解除位置まで後退した状態、（Ｂ）は上側保持具１６５が係止位置まで前進した状態の斜視図である。図１８は、ストッカ本体１６４の側蓋１６８を外した状態の図であり、上側保持具１６５の駆動装置１７２を示す背面図である。つまり、上側保持具１６５は、ソレノイド型の駆動装置１７２の駆動軸１７４の先端に支持され、Ｘ方向に進退可能である。係止位置では、上側保持具１６５の先端が一方の上側係止片部３４Ｌに係止する。駆動軸１７４の移動ストロークは、数ｍｍであり、係止位置では、図１７（Ｂ）のように上側係止片部３４Ｌと引っ掛かるようになっている。
【００９０】
＜スタイラス自動交換の動作＞
前述の実施形態と同様に、スタイラス自動交換プログラムによって、スタイラス交換指令が制御装置５０に与えられると、検出器駆動機構４０が駆動して、スタイラスホルダ１３２と交換ラック６０との間でスタイラス交換動作が実行される。
【００９１】
本実施形態では、図１５に示すように、スタイラス１３１が未装着の検出器１３０は、ストッカ１６３に収納されたスタイラス１３１に対して、スタイラス１３１の長手方向と、スタイラスホルダ１３２の中心軸とが一致するような位置関係になっている。
【００９２】
スタイラスホルダ１３２に対して、新たなスタイラス１３１を装着しようとする場合、図１６（Ａ）に示すように、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器１３０がＺ−方向へ移動して、ストッカ１６３に接近する。すると、スタイラスホルダ１３２の軸体３６がスタイラス１３１の重心まで案内されて、スタイラスホルダ１３２の板状揺動体１３７に着座板体１３４が装着される（図１６（Ｂ）参照）。
【００９３】
次に、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス１３１の各係止片部３４Ｌ、３４Ｋの各溝部からストッカ１６３の側板１６６Ａ、１６６Ｂおよび下板１６６Ｃが外れて、交換ラック６０からスタイラス１３１が取り出される（図１６（Ｃ）参照）。
【００９４】
一方、ストッカ１６３にスタイラス１３１を格納する場合は、図１６（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）の順に検出器１３０を移動させればよいが、図１６（Ｂ）のようにスタイラス１３１がストッカ１６３の収納位置まで案内されたら、ソレノイド型の駆動装置１７２により、上側保持具１６５を解除位置から係止位置まで移動させる。その後、昇降駆動機構４３の駆動により、検出器３０はＺ＋方向へ移動されて、交換ラック６０から離間される。すると、スタイラス１３１の係止片部３４Ｌが上側保持具１６５の先端に係止されるから、スタイラス１３１はＺ方向の移動が規制されるので、スタイラスホルダ１３２がスタイラス１３１をストッカ１６３に残したままＺ＋方向へ移動する。これにより、検出器１３０のスタイラス１３１が交換ラック６０に格納される。
【００９５】
本実施形態によれば、スタイラス交換の際の検出器１３０の移動方向をＺ方向のみとすることができるため、Ｘ方向への移動が不要となるので、スタイラスの交換装置の構成を簡略化できる。
【００９６】
本発明は、真円度測定装置に限らず、表面粗さ測定装置や輪郭形状測定装置などの表面性状測定装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ：ベース
２０ ：回転テーブル
３０、１３０ ：てこ式検出器
３１、１３１ ：スタイラス（測定子）
３２、１３２ ：スタイラスホルダ
３３ ：スタイラス本体
３３Ａ：接触部
３４、１３４ ：着座板体（着座体）
３４Ａ：本体部
３４Ｂ、３４Ｌ、３４Ｋ：係止片部
３４Ｃ：位置決め用ボール（球部）
３４Ｄ：カウンタバランス部
３４Ｅ：切欠部
３４Ｊ：凸部
３５ ：ホルダ本体
３６ ：軸体
３７、１３７ ：板状揺動体
３８、８２、１３８：板バネ（保持用弾性体）
３９、８１、１３９：板バネ支持体（保持用弾性体を支持する支持体）
４０ ：検出器駆動機構
５０ ：制御装置
６０ ：交換ラック（スタイラスストッカ）
６５、１６５ ：上側保持具（規制片部）
６６、１６６ ：下側保持具（被係止片部）
７１ ：変位検出手段
７２ ：回転力付与手段
Ｌ ：垂直軸線方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物と接触する接触部を有したスタイラスと、
前記スタイラスを揺動自在に支持するスタイラスホルダと、
前記スタイラスの揺動変位を検出する変位検出手段と、を備え、被測定物の表面性状を測定するために前記スタイラスの揺動変位を取得するてこ式検出器であって、
前記スタイラスは、先端に前記接触部を有する長尺状のスタイラス本体と、該スタイラス本体の基端に設けられ前記スタイラスホルダに着脱自在な着座体とを有し、
前記スタイラスホルダには、前記スタイラスの揺動中心となる軸体が設けられ、
前記着座体には、前記スタイラスホルダから切り離された状態の前記スタイラス全体の重心が位置しており、かつ前記スタイラスを装着する際に前記スタイラスの重心まで前記軸体を案内する切欠部が形成されており、
該切欠部によって前記軸体が前記重心まで案内された状態で、前記スタイラスホルダに前記着座体が着脱自在に保持され、前記スタイラスが軸体周りに揺動自在になることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項２】
請求項１記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスの着座体には、該着座体の切欠部に前記スタイラス全体の重心が含まれるように、前記重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項３】
請求項２記載のてこ式検出器において、
被測定物の測定部位に対応して用意された複数種の前記スタイラスには、
該スタイラスを取出可能かつ格納可能に収容する交換ラックに設けられた被係止片部を係止可能な係止片部が設けられており、
前記係止片部は、前記スタイラスの着座体に設けられ、かつ前記カウンタバランス部に対して前記軸体の揺動軸方向にオフセットした位置に設けられていることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスホルダには、前記軸体に軸支された揺動体が設けられ、
前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内された状態では、
前記揺動体および前記着座体が、前記軸体の軸方向に並んで配置されており、
前記揺動体には、弾性力で前記着座体を該揺動体に押し付けて保持する保持用弾性体と、該保持用弾性体を支持する支持体とが設けられていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項５】
請求項４記載のてこ式検出器において、
前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に回転自在に支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、先端が前記着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項６】
請求項４記載のてこ式検出器において、
前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に片持ち支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、前記着座体によってその先端が前記揺動体から遠くなる方向に押され、曲げによる弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項７】
請求項６記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、
前記着座体は、前記切欠部を挟んだ位置に前記保持用弾性体側への２つの凸部を有し、
前記保持用弾性体は板状であり、一部分が前記支持体に片持ち支持され、他の部分が前記２つの凸部により前記揺動体から遠くなる方向に押されていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項８】
請求項４〜８のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、
前記支持体が前記切欠部を通って前記揺動体から前記軸体の軸方向に突出して形成され、該突出した先端部で前記保持用弾性体を支持していることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項９】
請求項４から８のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記着座体と前記揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の前記軸体の揺動軸方向の位置決めを行うことを特徴とするてこ式検出器。
【請求項１０】
請求項９記載のてこ式検出器において、
前記複数の球部のうち少なくとも２個は、前記着座体に回転支持され、かつ装着の際に前記軸体が重心まで案内される方向に沿って形成された前記揺動体の溝上を転動することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のてこ式検出器に着脱自在に装着されることを特徴とするスタイラス。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載のてこ式検出器と、
被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容した交換ラックと、
前記てこ式検出器を前記交換ラックに対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構と、制御装置とを備え、
前記制御装置は、スタイラス交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記スタイラスホルダと前記交換ラックとの間でスタイラス交換動作を実行することを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のスタイラスの自動交換装置において、
前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、
該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向に直交する方向へ前記てこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、
を有し、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【請求項１４】
請求項１２記載のスタイラスの自動交換装置において、
前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、
該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へてこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら、前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、
を有し、
前記規制片部が、前記スタイラスの移動を規制するために前記着座体を係止する係止位置と、前記着座体の係止を解除する解除位置との間を進退可能に設けられ、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記規制片部が係止位置に維持され、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【請求項１】
被測定物と接触する接触部を有したスタイラスと、
前記スタイラスを揺動自在に支持するスタイラスホルダと、
前記スタイラスの揺動変位を検出する変位検出手段と、を備え、被測定物の表面性状を測定するために前記スタイラスの揺動変位を取得するてこ式検出器であって、
前記スタイラスは、先端に前記接触部を有する長尺状のスタイラス本体と、該スタイラス本体の基端に設けられ前記スタイラスホルダに着脱自在な着座体とを有し、
前記スタイラスホルダには、前記スタイラスの揺動中心となる軸体が設けられ、
前記着座体には、前記スタイラスホルダから切り離された状態の前記スタイラス全体の重心が位置しており、かつ前記スタイラスを装着する際に前記スタイラスの重心まで前記軸体を案内する切欠部が形成されており、
該切欠部によって前記軸体が前記重心まで案内された状態で、前記スタイラスホルダに前記着座体が着脱自在に保持され、前記スタイラスが軸体周りに揺動自在になることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項２】
請求項１記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスの着座体には、該着座体の切欠部に前記スタイラス全体の重心が含まれるように、前記重心の位置を調整するカウンタバランス部が設けられていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項３】
請求項２記載のてこ式検出器において、
被測定物の測定部位に対応して用意された複数種の前記スタイラスには、
該スタイラスを取出可能かつ格納可能に収容する交換ラックに設けられた被係止片部を係止可能な係止片部が設けられており、
前記係止片部は、前記スタイラスの着座体に設けられ、かつ前記カウンタバランス部に対して前記軸体の揺動軸方向にオフセットした位置に設けられていることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスホルダには、前記軸体に軸支された揺動体が設けられ、
前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内された状態では、
前記揺動体および前記着座体が、前記軸体の軸方向に並んで配置されており、
前記揺動体には、弾性力で前記着座体を該揺動体に押し付けて保持する保持用弾性体と、該保持用弾性体を支持する支持体とが設けられていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項５】
請求項４記載のてこ式検出器において、
前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に回転自在に支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、先端が前記着座体によって押され、回転しながら弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項６】
請求項４記載のてこ式検出器において、
前記保持用弾性体は、その基端が前記支持体に片持ち支持され、かつ前記スタイラスを前記スタイラスホルダに装着の際、前記着座体によってその先端が前記揺動体から遠くなる方向に押され、曲げによる弾性変形を生じ、発生した弾性力で前記着座体を前記揺動体に押し付けて保持することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項７】
請求項６記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、
前記着座体は、前記切欠部を挟んだ位置に前記保持用弾性体側への２つの凸部を有し、
前記保持用弾性体は板状であり、一部分が前記支持体に片持ち支持され、他の部分が前記２つの凸部により前記揺動体から遠くなる方向に押されていることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項８】
請求項４〜８のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記スタイラスが前記スタイラスホルダに装着された状態で、
前記支持体が前記切欠部を通って前記揺動体から前記軸体の軸方向に突出して形成され、該突出した先端部で前記保持用弾性体を支持していることを特徴とするてこ式検出器。
【請求項９】
請求項４から８のいずれかに記載のてこ式検出器において、
前記着座体と前記揺動体との間に複数の球部を一直線上でない少なくとも三箇所に配置し、この球部によって前記揺動体に対する前記着座体の前記軸体の揺動軸方向の位置決めを行うことを特徴とするてこ式検出器。
【請求項１０】
請求項９記載のてこ式検出器において、
前記複数の球部のうち少なくとも２個は、前記着座体に回転支持され、かつ装着の際に前記軸体が重心まで案内される方向に沿って形成された前記揺動体の溝上を転動することを特徴とするてこ式検出器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のてこ式検出器に着脱自在に装着されることを特徴とするスタイラス。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載のてこ式検出器と、
被測定物の測定部位に対応して用意された複数種のスタイラスを取出可能かつ格納可能に収容した交換ラックと、
前記てこ式検出器を前記交換ラックに対して接近、離間する方向へ駆動させる検出器駆動機構と、制御装置とを備え、
前記制御装置は、スタイラス交換指令が与えられた際、前記検出器駆動機構を制御しながら、前記スタイラスホルダと前記交換ラックとの間でスタイラス交換動作を実行することを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のスタイラスの自動交換装置において、
前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、
該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向に直交する方向へ前記てこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、
を有し、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【請求項１４】
請求項１２記載のスタイラスの自動交換装置において、
前記スタイラスの前記着座体は板状に形成されており、
前記交換ラックは、
該着座体の平坦面上で前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へてこ式検出器を移動させる際に、前記着座体に設けられた係止片部と係止しながら、前記スタイラスを収納位置まで導くための、前記てこ式検出器の移動方向に延びた被係止片部と、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向への前記スタイラスの移動を規制する規制片部と、
を有し、
前記規制片部が、前記スタイラスの移動を規制するために前記着座体を係止する係止位置と、前記着座体の係止を解除する解除位置との間を進退可能に設けられ、
前記スタイラスが収納位置にある状態で、前記規制片部が係止位置に維持され、前記軸体が前記スタイラスの重心まで案内される方向へ前記検出器が移動することにより、前記スタイラスだけが前記交換ラックに格納されることを特徴とするスタイラスの自動交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１５８４６６（Ｐ２０１１−１５８４６６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９９２９（Ｐ２０１０−２６９９２９）
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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