触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具
【課題】探針の交換を、支点を傷めずに、片手でワンタッチで行うことができる触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具を提供する。
【解決手段】探針交換用冶具は、触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、ハウジングが測定器に装着された時に、測定器の第一支持部材２に接触して、第一支持部材２を下方から持ち上げて、支点用針５を支点支持面から離間させる押上面２６ａをハウジングに設け、ハウジングに、探針と共に測定器の第二支持部材を取り外す探針交換部材２１を上下方向に移動可能に設け、探針交換部材２１の上端に磁石２２を配置し、ハウジングを下方から測定器に装着した状態において、探針交換部材２１がハウジングに対して最上位置にある時に、磁石２２で第二支持部材の高透磁率部材１７を吸着し、そのままの状態で、探針交換部材２１を下方に下げることにより第二支持部材を第一支持部材２から取り外すように構成する。
【解決手段】探針交換用冶具は、触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、ハウジングが測定器に装着された時に、測定器の第一支持部材２に接触して、第一支持部材２を下方から持ち上げて、支点用針５を支点支持面から離間させる押上面２６ａをハウジングに設け、ハウジングに、探針と共に測定器の第二支持部材を取り外す探針交換部材２１を上下方向に移動可能に設け、探針交換部材２１の上端に磁石２２を配置し、ハウジングを下方から測定器に装着した状態において、探針交換部材２１がハウジングに対して最上位置にある時に、磁石２２で第二支持部材の高透磁率部材１７を吸着し、そのままの状態で、探針交換部材２１を下方に下げることにより第二支持部材を第一支持部材２から取り外すように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支点上でバランスする探針と変位センサで構成される触針式表面形状測定器の、探針の交換を簡単に行うための探針交換用冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
変位センサに差動トランスを用いた触針式表面形状測定器では、通常、支点で支持された棒状物の支点から離れた位置に探針と変位センサコアが接続され、試料表面での探針の上下の動きが変位センサに伝えられる（特許文献１：特開2006-226964、特許文献２：特開2009-20050参照）。
変位センサに伝えられる変位は例えば、デジタルシグナルプロセッサDSPを用いたデジタルロックインアンプにより低雑音で高精度に測定される。探針を試料に接触させるために、棒状物に設けた力発生コイルに電流を流し、探針を試料に押し付ける。
ところで、前記探針は消耗品であり交換が必要である。出願人は、探針を含む部品が、変位センサなどの構成体から外せるように構成された触針式表面形状測定器を提案している（特許文献３：特開2007-17296参照）。
図１２及び図１３は、出願人が提案した前記触針式表面形状測定器の一例の概略図であり、図中、符号５１は棒状の第一支持部材を示している。この第一支持部材５１はその中間部位に左右両横方向にのびる支点用針取付け部材５２を備え、支点用針取付け部材５２の両端には二つの支点用針５３が取付けられている。これら二つの支点用針５３は二つの支点受け部材５４で支持され、それにより第一支持部材５１は支点受け部材に支点用針５３を介して揺動自在に支持される。第一支持部材５１の一端には、変位センサ５５の測定子すなわちコア５６が取付けられている。この変位センサ５５は探針の垂直方向変位に応じて電気信号を発生する差動トランスから成り、コイル５７を備えている。
前記第一支持部材５１の他端には、探針に針圧を加える針圧発生装置５８のコア５９が設けられ、針圧発生装置５８はコイル６０を備えている。コア５９は、コイル６０の中心から軸方向にずれた位置に配置した高透磁率部材から成っている。
また、第一支持部材５１の下面には、二つの磁石６１が埋め込まれている。これらの磁石６１は、前記第一支持部材５１における前記二つの支点用針５３を結ぶ線を中心として、前後に配置されている。
図中、符号６２は、棒状の第二支持部材でありその先端には探針６３が下向きに取付けられ、他端は高透磁率部材６４で構成されている。
上記した構成により、センサを構成する第一支持部材５１に埋め込まれた磁石６１が、探針６３を備えた第二支持部材６２の高透磁率部材６４を引き付けて固定し、探針６３を備えた第二支持部材６２がセンサを構成する第一支持部材５１から着脱可能になっている（特許文献３：特開2007-17296参照）。
出願人は、さらに、特許文献３において、触針式表面形状測定器の上下からアクセスして、複数の操作により探針６３を備えた第二支持部材６２を、第一支持部材５１に着脱する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-226964
【特許文献２】特開2009-20050
【特許文献３】特開2007-17296
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人が提案している第二支持部材６２を着脱する方法は、具体的には、触針式表面形状測定器の上方からアクセスして、第一の冶具７０で第一支持部材５１を持ち上げて、支点用針５３を支点受け部材５４から離すと共に、触針式表面形状測定器の下方からアクセスして第二支持部材６２を第二の冶具７１の磁石で吸着させて、下方に引き下げることにより、第一支持部材５１から取り外すものである。
触針式表面形状測定器は、その支点用針の針先を傷めやすく、これを傷めると微弱な力での段差測定ができなくなる。従って、探針の交換時に支点用針の針先を傷めないようにしないといけない。出願人が提案した上記方法によれば、支点用針の交換時に第一支持部材５１を上方から持ち上げて、支点用針５３を支点受け部材５４から離すので、支点用針の針先を傷めることなく探針の交換をすることができる。
しかし、触針式表面形状測定器はクリーンルームで使用されることが多く、クリーン手袋をした状態で探針の交換ができなければならないため、上記した従来の方法のように、触針式表面形状測定器の上下方向から個別の冶具を用いて複数の操作を行わなければならない方法では、触針式表面形状測定器及び冶具が小さいことも相俟って、クリーン手袋での作業が行い難い。
また、上記した従来の方法では、第一の冶具７０で第一支持部材５１を持ち上げ、かつ、第二の冶具７１で第二支持部材６２を引き下げなければならないので、これらの作業を行うために、触針式表面形状測定器のカバーを一度全て外さなければならないという問題もある。
本発明は、探針の交換を、支点を傷めずに、片手でワンタッチで行うことができる触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明に係る触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具は、探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を、支持体に設けられた支点用針の支点で支持し、前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第一支持部材と、探針を一端に支持する第二支持部材とで構成し、前記第一支持部材に前記支点用針を設けて、該第一支持部材を支点で支持し、前記第二支持部材の他端を高透磁率部材で形成し、第一支持部材に装着した磁石に第二支持部材の他端を吸着させることにより、第二支持部材を第一支持部材に固定するように構成された触針式表面形状測定器に用いられる探針交換用冶具であって、前記触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成したことを特徴とする。
また、本発明に係る探針交換用冶具は、前記探針交換部材の上下方向位置が、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動可能にされ、第二支持部材の取り外し工程において、前記探針交換部材が最上位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材の高透磁率部材に接触し、前記探針交換部材が中間位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が、前記第二支持部材を探針交換用冶具のハウジング上に磁力で保持し、前記探針交換部材が最下位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材から、該第二支持部材を解放可能な距離まで離間されるように構成され得る。
さらにまた、本発明に係る探針交換用冶具は、前記探針交換部材の上下方向位置を、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動する操作棒をさらに有し、前記操作棒を、前記探針交換部材の上下方向位置を前記三段階に移動するために、前記探針交換部材に係止する最上面、中間面及び最下面の三つの面を有するように折り曲げた形状にし、前記操作棒を、左右に移動させることによって、探針交換部材が前記操作棒の最上面、中間面及び最下面に順次係止して、その上下方向位置が変えられるように構成され得る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具は、触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成されているので、触針式表面形状測定器に対して下方からの作業だけで、支点用針を傷つけることなく、探針を備えた第二支持部材を触針式表面形状測定器から取り外し、かつ、取り付けることができる。よって、探針の交換作業が簡単になり、また、一方向からの作業だけで探針の交換を行うことができるので片手での作業が可能になる。さらに、本発明に係る探針交換用冶具は、下方からの作業だけで探針の交換を行うことができるように構成されているので、探針を交換するために触針式表面形状測定器を上方からアクセス可能に構成する必要がなくなり、よって、触針式表面形状測定器の構造も簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】触針式表面形状測定器の概略内部構成図である。
【図２】ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図３】ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図４】探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図５】探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図６】探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図７】探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。している。
【図８】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図９】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図１０】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図１１】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図１２】従来の触針式表面形状測定器の概略側面図である。
【図１３】従来の触針式表面形状測定器の概略底面図である。
【図１４】従来の探針交換用冶具の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面の図１〜図１１を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る探針交換用冶具を用いる触針式表面形状測定器の一例を示す触針式表面形状測定器の概略内部構成図である。
始めに、触針式表面形状測定器の構成について説明していく。
図中、符号１はケースを示しており、このケース１は、下方が開放したケース本体１ａとケース本体１ａの下側に装着される蓋部材１ｂとから成る。
触針式表面形状測定器は、前記ケース１の内部に収容されている。
図中２は棒状の第一支持部材であり、この第一支持部材２はその中間部位に下方にのびるホルダー部３が形成されており、該ホルダー部３には、左右両横方向にのびる支点用針取付アーム４が一体に形成されている。支点用針取付アーム４の両端には、それぞれ支点用針５が取付けられている。これら二つの支点用針５は、ケース本体１ａに形成された二つの支点受け部６で支持され、それにより第一支持部材１は、ケース本体１ａの支点受け部材６に支点用針５を介して揺動自在に支持される。
【０００９】
第一支持部材２の一端には、変位センサ７の測定子すなわちコア８が取付けられている。この変位センサ７は探針の垂直方向変位に応じて電気信号を発生する差動トランスから成り、コイル９を備えている。
また、第一支持部材１の他端には、探針に針圧を加える針圧発生装置１０のコア１１が設けられ、針圧発生装置１０はコイル１２を備えている。コア１１は、コイル１２の中心から軸方向にずれた位置に配置した高透磁率部材から成っている。
【００１０】
また、第一支持部材１のホルダー部３の下部には、断面台形（図２参照）の長手方向溝１３が形成されており、この長手方向溝１３の両側壁は下方へ向かってテーバー状に開いている。ホルダー部３の底部（具体的には前記長手方向溝１３の底面）には、二つの磁石１４が間隔を開けて埋め込まれている。ホルダー部３に埋め込まれた二つの磁石１４は、極性が互いに逆向きになるように配置されている。具体的には、長手方向溝１３の底部の幅は約２ｍｍ、それの入り口の幅は約4ｍｍ、それの深さは約2ｍｍ、それの長さは２０ｍｍであり、また二つの磁石１４はそれぞれ直径１．５ｍｍ、高さ１．５ｍｍのネオジム磁石から成っている。また、各磁石１４の端面はホルダー部３の長手方向溝１３の底部の面より０．１ｍｍ奥に位置決めされている。
【００１１】
図中、符号１５は棒状の第二支持部材を示しており、この第二支持部材１５は、その先端には探針１６が下向きに取付けられ、他端は高透磁率部材１７で構成されている。高透磁率部材１７の長手方向の両端には上向きにのびるガイド突起１８が形成され、これらガイド突起１８の対向側面は上方に向って開いた傾斜面として形成され、各傾斜面の水平平面と成す角度は、ホルダー部３の長手方向溝１３の両側壁が水平平面と成す角度に合わせられている。この高透磁率部材１７の傾斜面は、ホルダー部３における長手方向溝１３の両側壁の傾斜面と共に、第一支持部材２に第二支持部材１５を取付ける際の互いの位置決めを確保すると共にガイドの役割を果たしている。
前記第二支持部材１５の他端における高透磁率部材１７は第一支持部材２におけるホルダー部３の溝１３に嵌るようにされ、該第二支持部材１５は、その高透磁率部材１７がホルダー部３に設けられた磁石１４によって保持されるが、その際に高透磁率部材１７はホルダー部３の溝１３の底面には接触するが、二つの磁石１４には接触しないように構成されている。
【００１２】
上述のように第一支持部材２におけるホルダー部３に埋め込まれた二つの磁石１４は、その極性が逆になるように配置されているので、磁気双極子が離れた場所に作る磁場が小さくなり、変位センサ７、針圧発生装置１０及び試料での磁場を小さくできる。また、この配置により磁石１４の下部では磁力線が第二支持部材１５における高透磁率部材１７の中を通るので、その下方及び探針位置の試料での磁場が小さくなる。
【００１３】
一端に探針１６を備え、他端に高透磁率部材１７を備えた前記第二支持部材１５は、交換部品であり、定期的にホルダー部３から取り外されて新しい第二支持部材１５に交換される。
【００１４】
本発明に係る探針交換用冶具は、上記したように構成された触針式表面形状測定器に対して、蓋部材１ｂを外して下方から装着され、前記第二支持部材１５の交換を行うために用いられる。
以下、図２〜図１１を参照して、探針交換用冶具の実施の形態を説明していく。
図２及び図３は、ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す断面図である。図２は、二つの支点用針５を通る横断面図であり、図３は探針１６と変位センサ７のコア８とを通る縦断面図である。
【００１５】
探針交換用冶具は、蓋部材１ｂを外したケース１に対して、下方から取り付け可能な寸法を有する本体２０から成る。
この本体２０は、上下方向に移動可能な探針交換部材２１を有する。この探針交換部材２１は、直径２ｍｍ、高さ２ｍｍの円柱形状のネオジウム磁石２２と、該ネオジウム磁石２２が上端に固定された円柱状部材２３と、前記円柱状部材２３の下端が固定されたコ字状部材２４とから成る。前記ネオジウム磁石２２の着磁方向はその高さ方向である。
前記探針交換部材２１は、本体２１に形成された上下方向に伸びる孔２０ａ及び該孔２０ａに連通するように形成された溝２０ｂに、前記円柱状部材２３及び前記コ字状部材２４がそれぞれ上下方向に摺動可能に嵌るように配置される。前記孔２０ａ及び溝２０ｂは、探針交換用冶具をケース１に取り付けた時に、そのネオジウム磁石２２が第一支持部材２の長手方向溝１３における二つの磁石１４の中間に相当する位置に位置するように本体２１に形成されている。
【００１６】
前記コ字状部材２４には、操作棒２５が挿入されている。この操作棒２５は、図２に示すように、本体２１におけるコ字状部材２４の高さ、即ち、探針交換部材２１の高さを三段階に調整できるように折り曲げられており、この操作棒２５を図２における左右方向に動かすことにより、探針交換部材２１は操作棒２５によって上方又は下方に押されて、「最下位置」「中間位置」及び「最上位置」の何れかの位置を採る。図２において符号２５ａは、探針交換部材２１を「最下位置」に保持する「最下面」を、符号２５ｂは、探針交換部材２１を「中間位置」に保持する「中間面」を、符号２５ｃは、探針交換部材２１を「最上位置」に保持する「最上面」をそれぞれ示している。具体的には、最下面２５ａと、中間面２５ｂとの間の距離は２ｍｍであり、中間面２５ｂと最上面２５ｃとの間の距離は２ｍｍである。
【００１７】
さらにまた、本体２１には、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、触針式表面形状測定器における第一支持部材２のホルダー部３の下端面に接触し、第一支持部材２を上方に持ち上げる押上用突起部２６が形成されている。突起部２６における押上面２６ａの高さｈ１は、触針式表面形状測定器におけるケース本体１の底面から第一支持部材２のホルダー部３の底面までの高さｈ２に応じて決められ、具体的にはこの実施例では、ｈ１はｈ２より０．５ｍｍ高くされ、これにより、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、突起部２６の押上面２６ａが第一支持部材２のホルダー部３の底面に接触して、第一支持部材２が０．５ｍｍ押し上げられる。これにより、第一支持部材２の支点用針５が支点受け部６から０．５ｍｍ持ち上げられることになる。
【００１８】
前記突起部２６には、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、第一支持部材２の長手方向溝１３と同じ方向を向き、かつ、前記長手方向溝１３の真下に位置する長手方向溝２７が形成されている。
この長手方向溝２７は、その両側壁が上方に向かって広がるようにテーパー状に傾斜され、また、その底面２７ａは、探針交換用磁石部材２１が挿入された孔２０ａに相当する部分より、それ以外の部分が若干高くされている。
具体的には、操作棒２５によって探針交換部材２１が「中間位置」に維持されている時に、ネオジウム磁石２２の上端面より、長手方向溝２７の底面２７ａが０．８ｍｍ高くなるように形成されている。
【００１９】
以下、上記したように構成された探針交換用冶具の作用を図２〜図１１を参照しながら説明していく。
図２及び図３は、上記したようにケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示している。
探針交換用冶具は、操作棒２５によって、その探針交換部材２１を最下位置に下げた状態で、下方から触針式表面形状測定器に取り付けられる。
図４及び図５は、探針交換用冶具が触針式表面形状測定器に完全に取り付けられた状態を示している。この状態では、突起部２６の押上面２６ａがホルダー部３の底面に接触して、突起部２６がホルダー部３、即ち、第一支持部材２を上方に持ち上げる。前記したように、突起部２６における押上面２６ａの高さｈ１は、触針式表面形状測定器におけるケース本体１の底面から第一支持部材２のホルダー部３の底面までの高さｈ２より０．５ｍｍ高くされているので、第一支持部材２は０．５ｍｍ持ち上げられ、その結果、第一支持部材２の支点用針５が支点受け部６から０．５ｍｍ持ち上げられる。
図６及び図７は、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示している。この状態で、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２の上面が、第二支持部材１５の高透磁率部材１７の底面に接触する。この時、探針交換部材２１の磁石２２と第一支持部材２の磁石１４の磁場の兼ね合いで、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２に磁力で付く。
図８及び図９は、図６及び図７に示す状態から、探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示している。上記したように、図６及び図７に示す状態（即ち、探針交換部材２１の「最上位置」）において、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２に磁力で吸着されているので、第二支持部材１５は第一支持部材２から離れて、探針交換部材２１と一緒に下方に下がる。この状態から探針交換用冶具をケース１から外して下方に下げると、探針１６が設けられた第二支持部材１５が触針式表面形状測定器から外れる。
最後に、図１０及び図１１に示すように、操作棒２５を、さらに右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げると、探針交換部材２１の磁石２２と第二支持部材１５の高透磁率部材１７との間の引き合う力は殆どなくなるので、探針１６が設けられた第二支持部材１５を探針交換用冶具から外すことができるようになる。
新しい探針を触針式表面形状測定器に取り付ける時には、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで上げた状態で、探針１６が設けられた第二支持部材１５の高透磁率部材１７を探針交換用冶具の長手方向溝２７に取り付ける。そして、そのままの状態で探針交換用冶具をケース１に下方から取り付け、取り付け後に、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げる。これにより、探針交換部材２１の磁石２２と第二支持部材１５の高透磁率部材１７との間の引き合う力は殆どなくなるので、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は第一支持部材２の磁石１４に引かれて、第一支持部材２に飛び付く。次いで、探針交換用冶具をケース１から取り外して蓋部材１ｂをケース本体１ａに装着すれば探針１６が設けられた第二支持部材１５の交換は完了する。
【００２０】
前記した触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具は、作業者の片手の手の中に納まる程度の大きさである。探針交換用冶具の操作棒２５は、二本の指で挟んで左右に動かすことができ、片手で全ての作業を終わらせることが可能になる。
【符号の説明】
【００２１】
１ ケース
１ａ ケース本体
１ｂ 蓋部材
２ 第一支持部材
３ ホルダー部
４ 支点用針取付けアーム
５ 支点用針
６ 支点受け部
７ 変位センサ
８ コア（変位センサの測定子）
９ コイル
１０ 針圧発生装置
１１ コア（針圧発生装置のコア）
１２ コイル
１３ 長手方向溝
１４ 磁石
１５ 第二支持部材
１６ 探針
１７ 高透磁率部材
１８ ガイド突起
２０ 本体
２０ａ 孔
２０ｂ 溝
２１ 探針交換部材
２２ ネオジウム磁石
２３ 円柱状部材
２４ コ字状部材
２５ 操作棒
２５ａ 最下面
２５ｂ 中間面
２５ｃ 最上面
２６ 突起部
２６ａ 押上面
２７ 長手方向溝
２７ａ 底面
５１ 第一支持部材
５２ 支点用針取付け部材
５３ 支点用針
５４ 支点受け部材
５５ 変位センサ
５６ コア
５７ コイル
５８ 針圧発生装置
５９ コア
６０ コイル
６１ 磁石
６２ 第二支持部材
６３ 探針
６４ 高透磁率部材
７０ 第一の冶具
７１ 第二の冶具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支点上でバランスする探針と変位センサで構成される触針式表面形状測定器の、探針の交換を簡単に行うための探針交換用冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
変位センサに差動トランスを用いた触針式表面形状測定器では、通常、支点で支持された棒状物の支点から離れた位置に探針と変位センサコアが接続され、試料表面での探針の上下の動きが変位センサに伝えられる（特許文献１：特開2006-226964、特許文献２：特開2009-20050参照）。
変位センサに伝えられる変位は例えば、デジタルシグナルプロセッサDSPを用いたデジタルロックインアンプにより低雑音で高精度に測定される。探針を試料に接触させるために、棒状物に設けた力発生コイルに電流を流し、探針を試料に押し付ける。
ところで、前記探針は消耗品であり交換が必要である。出願人は、探針を含む部品が、変位センサなどの構成体から外せるように構成された触針式表面形状測定器を提案している（特許文献３：特開2007-17296参照）。
図１２及び図１３は、出願人が提案した前記触針式表面形状測定器の一例の概略図であり、図中、符号５１は棒状の第一支持部材を示している。この第一支持部材５１はその中間部位に左右両横方向にのびる支点用針取付け部材５２を備え、支点用針取付け部材５２の両端には二つの支点用針５３が取付けられている。これら二つの支点用針５３は二つの支点受け部材５４で支持され、それにより第一支持部材５１は支点受け部材に支点用針５３を介して揺動自在に支持される。第一支持部材５１の一端には、変位センサ５５の測定子すなわちコア５６が取付けられている。この変位センサ５５は探針の垂直方向変位に応じて電気信号を発生する差動トランスから成り、コイル５７を備えている。
前記第一支持部材５１の他端には、探針に針圧を加える針圧発生装置５８のコア５９が設けられ、針圧発生装置５８はコイル６０を備えている。コア５９は、コイル６０の中心から軸方向にずれた位置に配置した高透磁率部材から成っている。
また、第一支持部材５１の下面には、二つの磁石６１が埋め込まれている。これらの磁石６１は、前記第一支持部材５１における前記二つの支点用針５３を結ぶ線を中心として、前後に配置されている。
図中、符号６２は、棒状の第二支持部材でありその先端には探針６３が下向きに取付けられ、他端は高透磁率部材６４で構成されている。
上記した構成により、センサを構成する第一支持部材５１に埋め込まれた磁石６１が、探針６３を備えた第二支持部材６２の高透磁率部材６４を引き付けて固定し、探針６３を備えた第二支持部材６２がセンサを構成する第一支持部材５１から着脱可能になっている（特許文献３：特開2007-17296参照）。
出願人は、さらに、特許文献３において、触針式表面形状測定器の上下からアクセスして、複数の操作により探針６３を備えた第二支持部材６２を、第一支持部材５１に着脱する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-226964
【特許文献２】特開2009-20050
【特許文献３】特開2007-17296
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人が提案している第二支持部材６２を着脱する方法は、具体的には、触針式表面形状測定器の上方からアクセスして、第一の冶具７０で第一支持部材５１を持ち上げて、支点用針５３を支点受け部材５４から離すと共に、触針式表面形状測定器の下方からアクセスして第二支持部材６２を第二の冶具７１の磁石で吸着させて、下方に引き下げることにより、第一支持部材５１から取り外すものである。
触針式表面形状測定器は、その支点用針の針先を傷めやすく、これを傷めると微弱な力での段差測定ができなくなる。従って、探針の交換時に支点用針の針先を傷めないようにしないといけない。出願人が提案した上記方法によれば、支点用針の交換時に第一支持部材５１を上方から持ち上げて、支点用針５３を支点受け部材５４から離すので、支点用針の針先を傷めることなく探針の交換をすることができる。
しかし、触針式表面形状測定器はクリーンルームで使用されることが多く、クリーン手袋をした状態で探針の交換ができなければならないため、上記した従来の方法のように、触針式表面形状測定器の上下方向から個別の冶具を用いて複数の操作を行わなければならない方法では、触針式表面形状測定器及び冶具が小さいことも相俟って、クリーン手袋での作業が行い難い。
また、上記した従来の方法では、第一の冶具７０で第一支持部材５１を持ち上げ、かつ、第二の冶具７１で第二支持部材６２を引き下げなければならないので、これらの作業を行うために、触針式表面形状測定器のカバーを一度全て外さなければならないという問題もある。
本発明は、探針の交換を、支点を傷めずに、片手でワンタッチで行うことができる触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明に係る触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具は、探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を、支持体に設けられた支点用針の支点で支持し、前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第一支持部材と、探針を一端に支持する第二支持部材とで構成し、前記第一支持部材に前記支点用針を設けて、該第一支持部材を支点で支持し、前記第二支持部材の他端を高透磁率部材で形成し、第一支持部材に装着した磁石に第二支持部材の他端を吸着させることにより、第二支持部材を第一支持部材に固定するように構成された触針式表面形状測定器に用いられる探針交換用冶具であって、前記触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成したことを特徴とする。
また、本発明に係る探針交換用冶具は、前記探針交換部材の上下方向位置が、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動可能にされ、第二支持部材の取り外し工程において、前記探針交換部材が最上位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材の高透磁率部材に接触し、前記探針交換部材が中間位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が、前記第二支持部材を探針交換用冶具のハウジング上に磁力で保持し、前記探針交換部材が最下位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材から、該第二支持部材を解放可能な距離まで離間されるように構成され得る。
さらにまた、本発明に係る探針交換用冶具は、前記探針交換部材の上下方向位置を、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動する操作棒をさらに有し、前記操作棒を、前記探針交換部材の上下方向位置を前記三段階に移動するために、前記探針交換部材に係止する最上面、中間面及び最下面の三つの面を有するように折り曲げた形状にし、前記操作棒を、左右に移動させることによって、探針交換部材が前記操作棒の最上面、中間面及び最下面に順次係止して、その上下方向位置が変えられるように構成され得る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る触針式表面形状測定器用の探針交換用冶具は、触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成されているので、触針式表面形状測定器に対して下方からの作業だけで、支点用針を傷つけることなく、探針を備えた第二支持部材を触針式表面形状測定器から取り外し、かつ、取り付けることができる。よって、探針の交換作業が簡単になり、また、一方向からの作業だけで探針の交換を行うことができるので片手での作業が可能になる。さらに、本発明に係る探針交換用冶具は、下方からの作業だけで探針の交換を行うことができるように構成されているので、探針を交換するために触針式表面形状測定器を上方からアクセス可能に構成する必要がなくなり、よって、触針式表面形状測定器の構造も簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】触針式表面形状測定器の概略内部構成図である。
【図２】ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図３】ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図４】探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図５】探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図６】探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図７】探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。している。
【図８】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図９】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図１０】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の横断面図である。
【図１１】探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げた状態を示す触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具の縦断面図である。
【図１２】従来の触針式表面形状測定器の概略側面図である。
【図１３】従来の触針式表面形状測定器の概略底面図である。
【図１４】従来の探針交換用冶具の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面の図１〜図１１を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る探針交換用冶具を用いる触針式表面形状測定器の一例を示す触針式表面形状測定器の概略内部構成図である。
始めに、触針式表面形状測定器の構成について説明していく。
図中、符号１はケースを示しており、このケース１は、下方が開放したケース本体１ａとケース本体１ａの下側に装着される蓋部材１ｂとから成る。
触針式表面形状測定器は、前記ケース１の内部に収容されている。
図中２は棒状の第一支持部材であり、この第一支持部材２はその中間部位に下方にのびるホルダー部３が形成されており、該ホルダー部３には、左右両横方向にのびる支点用針取付アーム４が一体に形成されている。支点用針取付アーム４の両端には、それぞれ支点用針５が取付けられている。これら二つの支点用針５は、ケース本体１ａに形成された二つの支点受け部６で支持され、それにより第一支持部材１は、ケース本体１ａの支点受け部材６に支点用針５を介して揺動自在に支持される。
【０００９】
第一支持部材２の一端には、変位センサ７の測定子すなわちコア８が取付けられている。この変位センサ７は探針の垂直方向変位に応じて電気信号を発生する差動トランスから成り、コイル９を備えている。
また、第一支持部材１の他端には、探針に針圧を加える針圧発生装置１０のコア１１が設けられ、針圧発生装置１０はコイル１２を備えている。コア１１は、コイル１２の中心から軸方向にずれた位置に配置した高透磁率部材から成っている。
【００１０】
また、第一支持部材１のホルダー部３の下部には、断面台形（図２参照）の長手方向溝１３が形成されており、この長手方向溝１３の両側壁は下方へ向かってテーバー状に開いている。ホルダー部３の底部（具体的には前記長手方向溝１３の底面）には、二つの磁石１４が間隔を開けて埋め込まれている。ホルダー部３に埋め込まれた二つの磁石１４は、極性が互いに逆向きになるように配置されている。具体的には、長手方向溝１３の底部の幅は約２ｍｍ、それの入り口の幅は約4ｍｍ、それの深さは約2ｍｍ、それの長さは２０ｍｍであり、また二つの磁石１４はそれぞれ直径１．５ｍｍ、高さ１．５ｍｍのネオジム磁石から成っている。また、各磁石１４の端面はホルダー部３の長手方向溝１３の底部の面より０．１ｍｍ奥に位置決めされている。
【００１１】
図中、符号１５は棒状の第二支持部材を示しており、この第二支持部材１５は、その先端には探針１６が下向きに取付けられ、他端は高透磁率部材１７で構成されている。高透磁率部材１７の長手方向の両端には上向きにのびるガイド突起１８が形成され、これらガイド突起１８の対向側面は上方に向って開いた傾斜面として形成され、各傾斜面の水平平面と成す角度は、ホルダー部３の長手方向溝１３の両側壁が水平平面と成す角度に合わせられている。この高透磁率部材１７の傾斜面は、ホルダー部３における長手方向溝１３の両側壁の傾斜面と共に、第一支持部材２に第二支持部材１５を取付ける際の互いの位置決めを確保すると共にガイドの役割を果たしている。
前記第二支持部材１５の他端における高透磁率部材１７は第一支持部材２におけるホルダー部３の溝１３に嵌るようにされ、該第二支持部材１５は、その高透磁率部材１７がホルダー部３に設けられた磁石１４によって保持されるが、その際に高透磁率部材１７はホルダー部３の溝１３の底面には接触するが、二つの磁石１４には接触しないように構成されている。
【００１２】
上述のように第一支持部材２におけるホルダー部３に埋め込まれた二つの磁石１４は、その極性が逆になるように配置されているので、磁気双極子が離れた場所に作る磁場が小さくなり、変位センサ７、針圧発生装置１０及び試料での磁場を小さくできる。また、この配置により磁石１４の下部では磁力線が第二支持部材１５における高透磁率部材１７の中を通るので、その下方及び探針位置の試料での磁場が小さくなる。
【００１３】
一端に探針１６を備え、他端に高透磁率部材１７を備えた前記第二支持部材１５は、交換部品であり、定期的にホルダー部３から取り外されて新しい第二支持部材１５に交換される。
【００１４】
本発明に係る探針交換用冶具は、上記したように構成された触針式表面形状測定器に対して、蓋部材１ｂを外して下方から装着され、前記第二支持部材１５の交換を行うために用いられる。
以下、図２〜図１１を参照して、探針交換用冶具の実施の形態を説明していく。
図２及び図３は、ケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示す断面図である。図２は、二つの支点用針５を通る横断面図であり、図３は探針１６と変位センサ７のコア８とを通る縦断面図である。
【００１５】
探針交換用冶具は、蓋部材１ｂを外したケース１に対して、下方から取り付け可能な寸法を有する本体２０から成る。
この本体２０は、上下方向に移動可能な探針交換部材２１を有する。この探針交換部材２１は、直径２ｍｍ、高さ２ｍｍの円柱形状のネオジウム磁石２２と、該ネオジウム磁石２２が上端に固定された円柱状部材２３と、前記円柱状部材２３の下端が固定されたコ字状部材２４とから成る。前記ネオジウム磁石２２の着磁方向はその高さ方向である。
前記探針交換部材２１は、本体２１に形成された上下方向に伸びる孔２０ａ及び該孔２０ａに連通するように形成された溝２０ｂに、前記円柱状部材２３及び前記コ字状部材２４がそれぞれ上下方向に摺動可能に嵌るように配置される。前記孔２０ａ及び溝２０ｂは、探針交換用冶具をケース１に取り付けた時に、そのネオジウム磁石２２が第一支持部材２の長手方向溝１３における二つの磁石１４の中間に相当する位置に位置するように本体２１に形成されている。
【００１６】
前記コ字状部材２４には、操作棒２５が挿入されている。この操作棒２５は、図２に示すように、本体２１におけるコ字状部材２４の高さ、即ち、探針交換部材２１の高さを三段階に調整できるように折り曲げられており、この操作棒２５を図２における左右方向に動かすことにより、探針交換部材２１は操作棒２５によって上方又は下方に押されて、「最下位置」「中間位置」及び「最上位置」の何れかの位置を採る。図２において符号２５ａは、探針交換部材２１を「最下位置」に保持する「最下面」を、符号２５ｂは、探針交換部材２１を「中間位置」に保持する「中間面」を、符号２５ｃは、探針交換部材２１を「最上位置」に保持する「最上面」をそれぞれ示している。具体的には、最下面２５ａと、中間面２５ｂとの間の距離は２ｍｍであり、中間面２５ｂと最上面２５ｃとの間の距離は２ｍｍである。
【００１７】
さらにまた、本体２１には、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、触針式表面形状測定器における第一支持部材２のホルダー部３の下端面に接触し、第一支持部材２を上方に持ち上げる押上用突起部２６が形成されている。突起部２６における押上面２６ａの高さｈ１は、触針式表面形状測定器におけるケース本体１の底面から第一支持部材２のホルダー部３の底面までの高さｈ２に応じて決められ、具体的にはこの実施例では、ｈ１はｈ２より０．５ｍｍ高くされ、これにより、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、突起部２６の押上面２６ａが第一支持部材２のホルダー部３の底面に接触して、第一支持部材２が０．５ｍｍ押し上げられる。これにより、第一支持部材２の支点用針５が支点受け部６から０．５ｍｍ持ち上げられることになる。
【００１８】
前記突起部２６には、探針交換用冶具を触針式表面形状測定器に下方から取り付けた時に、第一支持部材２の長手方向溝１３と同じ方向を向き、かつ、前記長手方向溝１３の真下に位置する長手方向溝２７が形成されている。
この長手方向溝２７は、その両側壁が上方に向かって広がるようにテーパー状に傾斜され、また、その底面２７ａは、探針交換用磁石部材２１が挿入された孔２０ａに相当する部分より、それ以外の部分が若干高くされている。
具体的には、操作棒２５によって探針交換部材２１が「中間位置」に維持されている時に、ネオジウム磁石２２の上端面より、長手方向溝２７の底面２７ａが０．８ｍｍ高くなるように形成されている。
【００１９】
以下、上記したように構成された探針交換用冶具の作用を図２〜図１１を参照しながら説明していく。
図２及び図３は、上記したようにケース１の蓋部材１ｂを外して触針式表面形状測定器に下方から探針交換用冶具を取り付ける直前の状態を示している。
探針交換用冶具は、操作棒２５によって、その探針交換部材２１を最下位置に下げた状態で、下方から触針式表面形状測定器に取り付けられる。
図４及び図５は、探針交換用冶具が触針式表面形状測定器に完全に取り付けられた状態を示している。この状態では、突起部２６の押上面２６ａがホルダー部３の底面に接触して、突起部２６がホルダー部３、即ち、第一支持部材２を上方に持ち上げる。前記したように、突起部２６における押上面２６ａの高さｈ１は、触針式表面形状測定器におけるケース本体１の底面から第一支持部材２のホルダー部３の底面までの高さｈ２より０．５ｍｍ高くされているので、第一支持部材２は０．５ｍｍ持ち上げられ、その結果、第一支持部材２の支点用針５が支点受け部６から０．５ｍｍ持ち上げられる。
図６及び図７は、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最上位置」まで上げた状態を示している。この状態で、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２の上面が、第二支持部材１５の高透磁率部材１７の底面に接触する。この時、探針交換部材２１の磁石２２と第一支持部材２の磁石１４の磁場の兼ね合いで、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２に磁力で付く。
図８及び図９は、図６及び図７に示す状態から、探針交換用冶具の操作棒２５を右側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで下げた状態を示している。上記したように、図６及び図７に示す状態（即ち、探針交換部材２１の「最上位置」）において、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は、探針交換部材２１のネオジウム磁石２２に磁力で吸着されているので、第二支持部材１５は第一支持部材２から離れて、探針交換部材２１と一緒に下方に下がる。この状態から探針交換用冶具をケース１から外して下方に下げると、探針１６が設けられた第二支持部材１５が触針式表面形状測定器から外れる。
最後に、図１０及び図１１に示すように、操作棒２５を、さらに右側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げると、探針交換部材２１の磁石２２と第二支持部材１５の高透磁率部材１７との間の引き合う力は殆どなくなるので、探針１６が設けられた第二支持部材１５を探針交換用冶具から外すことができるようになる。
新しい探針を触針式表面形状測定器に取り付ける時には、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「中間位置」まで上げた状態で、探針１６が設けられた第二支持部材１５の高透磁率部材１７を探針交換用冶具の長手方向溝２７に取り付ける。そして、そのままの状態で探針交換用冶具をケース１に下方から取り付け、取り付け後に、探針交換用冶具の操作棒２５を左側に動かして、探針交換部材２１を「最下位置」まで下げる。これにより、探針交換部材２１の磁石２２と第二支持部材１５の高透磁率部材１７との間の引き合う力は殆どなくなるので、第二支持部材１５の高透磁率部材１７は第一支持部材２の磁石１４に引かれて、第一支持部材２に飛び付く。次いで、探針交換用冶具をケース１から取り外して蓋部材１ｂをケース本体１ａに装着すれば探針１６が設けられた第二支持部材１５の交換は完了する。
【００２０】
前記した触針式表面形状測定器及び探針交換用冶具は、作業者の片手の手の中に納まる程度の大きさである。探針交換用冶具の操作棒２５は、二本の指で挟んで左右に動かすことができ、片手で全ての作業を終わらせることが可能になる。
【符号の説明】
【００２１】
１ ケース
１ａ ケース本体
１ｂ 蓋部材
２ 第一支持部材
３ ホルダー部
４ 支点用針取付けアーム
５ 支点用針
６ 支点受け部
７ 変位センサ
８ コア（変位センサの測定子）
９ コイル
１０ 針圧発生装置
１１ コア（針圧発生装置のコア）
１２ コイル
１３ 長手方向溝
１４ 磁石
１５ 第二支持部材
１６ 探針
１７ 高透磁率部材
１８ ガイド突起
２０ 本体
２０ａ 孔
２０ｂ 溝
２１ 探針交換部材
２２ ネオジウム磁石
２３ 円柱状部材
２４ コ字状部材
２５ 操作棒
２５ａ 最下面
２５ｂ 中間面
２５ｃ 最上面
２６ 突起部
２６ａ 押上面
２７ 長手方向溝
２７ａ 底面
５１ 第一支持部材
５２ 支点用針取付け部材
５３ 支点用針
５４ 支点受け部材
５５ 変位センサ
５６ コア
５７ コイル
５８ 針圧発生装置
５９ コア
６０ コイル
６１ 磁石
６２ 第二支持部材
６３ 探針
６４ 高透磁率部材
７０ 第一の冶具
７１ 第二の冶具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探針と、
探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、
探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアと
を取付けた支持体を、
支持体に設けられた支点用針の支点で支持し、
前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第一支持部材と、探針を一端に支持する第二支持部材とで構成し、
前記第一支持部材に前記支点用針を設けて、該第一支持部材を支点で支持し、前記第二支持部材の他端を高透磁率部材で形成し、第一支持部材に装着した磁石に第二支持部材の他端を吸着させることにより、第二支持部材を第一支持部材に固定するように構成された触針式表面形状測定器に用いられる探針交換用冶具であって、
前記触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、
前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、
前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、
前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、
前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、
前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成した
ことを特徴とする探針交換用冶具。
【請求項２】
前記探針交換部材の上下方向位置が、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動可能にされ、
第二支持部材の取り外し工程において、
前記探針交換部材が最上位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材の高透磁率部材に接触し、
前記探針交換部材が中間位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が、前記第二支持部材を探針交換用冶具のハウジング上に磁力で保持し、
前記探針交換部材が最下位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材から、該第二支持部材を解放可能な距離まで離間される
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の探針交換用冶具。
【請求項３】
前記探針交換部材の上下方向位置を、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動する操作棒を設け、
前記操作棒が、前記探針交換部材の上下方向位置を前記三段階に移動するために、前記探針交換部材に係止する最上面、中間面及び最下面の三つの面を有するように折り曲げられ、
前記操作棒を、左右に移動させることによって、探針交換部材が前記操作棒の最上面、中間面及び最下面に順次係止して、その上下方向位置が変えられる
ように構成したことを特徴とする請求項２に記載の探針交換用冶具。
【請求項１】
探針と、
探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、
探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアと
を取付けた支持体を、
支持体に設けられた支点用針の支点で支持し、
前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第一支持部材と、探針を一端に支持する第二支持部材とで構成し、
前記第一支持部材に前記支点用針を設けて、該第一支持部材を支点で支持し、前記第二支持部材の他端を高透磁率部材で形成し、第一支持部材に装着した磁石に第二支持部材の他端を吸着させることにより、第二支持部材を第一支持部材に固定するように構成された触針式表面形状測定器に用いられる探針交換用冶具であって、
前記触針式表面形状測定器に下方から装着可能なハウジングを備え、
前記ハウジングが前記触針式表面形状測定器に装着された時に、前記第一支持部材に接触して、第一支持部材を下方から持ち上げて、前記支点用針を支点支持面から離間させる押上面を前記ハウジングに設け、
前記ハウジングに、探針と共に前記第二支持部材を取り外す探針交換部材を上下方向に移動可能に設け、
前記探針交換部材の上端に磁石を配置し、前記ハウジングを下方から前記触針式表面形状測定器に装着した状態において、
前記探針交換部材が前記ハウジングに対して最上位置にある時に、前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着し、
前記磁石で前記第二支持部材の高透磁率部材を吸着したままの状態で、前記探針交換部材を下方に下げることにより前記第二支持部材を前記第一支持部材から取り外すように構成した
ことを特徴とする探針交換用冶具。
【請求項２】
前記探針交換部材の上下方向位置が、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動可能にされ、
第二支持部材の取り外し工程において、
前記探針交換部材が最上位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材の高透磁率部材に接触し、
前記探針交換部材が中間位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が、前記第二支持部材を探針交換用冶具のハウジング上に磁力で保持し、
前記探針交換部材が最下位置にある時に、前記探針交換部材の磁石が前記第二支持部材から、該第二支持部材を解放可能な距離まで離間される
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の探針交換用冶具。
【請求項３】
前記探針交換部材の上下方向位置を、ハウジングに対して、最上位置、中間位置及び最下位置の三段階に移動する操作棒を設け、
前記操作棒が、前記探針交換部材の上下方向位置を前記三段階に移動するために、前記探針交換部材に係止する最上面、中間面及び最下面の三つの面を有するように折り曲げられ、
前記操作棒を、左右に移動させることによって、探針交換部材が前記操作棒の最上面、中間面及び最下面に順次係止して、その上下方向位置が変えられる
ように構成したことを特徴とする請求項２に記載の探針交換用冶具。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２２５８４５（Ｐ２０１２−２２５８４５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５３２２（Ｐ２０１１−９５３２２）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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