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公開番号2024163201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2024150905,2020046504
出願日2024-09-02,2020-03-17
発明の名称内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01B 21/00 20060101AFI20241114BHJP(測定;試験)
要約【課題】穴の位置を適切にアライメントする内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法を提供する。
【解決手段】第1の方向に平行な回転軸A_Rを中心に回転する回転体14に支持される直動傾斜ステージ16であって、回転体14に対する第1の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージ16にワークWが固定される。光源19から第1の方向に出射した光であって、ワークWの細穴Hの第1の開口から入射して細穴Hを通過した光の光量を取得し、取得した光量に基づく細穴Hの中心軸A_Hと回転軸A_Rのずれ情報を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第１の方向に平行に延びるプローブであって、前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
光源から前記第１の方向に出射した光であって、前記ワークの前記穴の第１の開口から入射して前記穴を通過した光の光量を取得する光量取得部と、
前記取得した光量に基づく前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記ずれ情報に基づいて前記直動傾斜ステージを制御し、前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれを目標値以内にするステージ制御部を備える請求項１に記載の内面形状測定機。
【請求項３】
前記光源と前記第１の方向に沿って互いに対向して配置される受光部を備え、
前記受光部は、前記第１の開口とは異なる第２の開口から出射する出射光を受光する請求項１又は２に記載の内面形状測定機。
【請求項４】
前記直動傾斜ステージに固定され、前記ワークが設置されるワーク設置治具を備え、
前記光源が前記ワーク設置治具に配置される請求項３に記載の内面形状測定機。
【請求項５】
前記直動傾斜ステージの前記傾斜を変更するための傾斜軸の位置と前記光源の位置とが一致する請求項４に記載の内面形状測定機。
【請求項６】
前記直動傾斜ステージに固定され、前記ワークが設置されるワーク設置治具と、
光を受光する受光部と、
前記受光部の受光方向に対して同軸に前記光源からの光を出射する同軸照明光学系と、
を備え、
前記ワーク設置治具は、前記第１の開口とは異なる第２の開口から出射した光を反射して前記第２の開口に入射させる乱反射体を備える請求項１又は２に記載の内面形状測定機。
【請求項７】
第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第１の方向に平行に延びるプローブであって、前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
圧力気体源から発生した気体流であって、前記ワークの前記穴の第１の開口から流入して前記第１の開口とは異なる第２の開口から流出した気体流の前記第１の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得部と、
前記取得した流量に基づく前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。
【請求項８】
第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第１の方向に平行に延びるプローブであって、前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
超音波発生源から発生した超音波であって、前記ワークの前記穴の第１の開口から流入して前記第１の開口とは異なる第２の開口から流出した超音波の前記第１の方向の指向性を選別して強度を取得する強度取得部と、
前記取得した強度に基づく前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、
を備える内面形状測定機。
【請求項９】
第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第１の方向に平行に延びるプローブであって、前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
光源から前記第１の方向に出射した光であって、前記ワークの前記穴の第１の開口から入射して前記穴を通過した光の光量を取得する光量取得工程と、
前記取得した光量に基づく前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法。
【請求項１０】
第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体に支持される直動傾斜ステージであって、前記回転体に対する前記第１の方向に直交する平面内の位置及び前記平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、
前記第１の方向に平行に延びるプローブであって、前記第１の方向に移動可能なプローブにより、前記直動傾斜ステージに固定されて前記回転体とともに回転するワークの穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法であって、
圧力気体源から発生した気体流であって、前記ワークの前記穴の第１の開口から流入して前記第１の開口とは異なる第２の開口から流出した気体流の前記第１の方向の指向性を選別して流量を取得する流量取得工程と、
前記取得した流量に基づく前記穴の中心軸と前記回転軸とのずれ情報を出力する出力工程と、
を備える内面形状測定機のアライメント方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに形成された細穴の内面形状を測定するための技術に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
接触式又は非接触式のプローブとワークとを相対移動させることでワークの形状を測定する形状測定装置において、回転軸を中心にワークを回転させてワークの真円度を測定する内面形状測定機が知られている。内面形状測定機では、回転軸とワークの軸心とを一致させる必要がある。
【０００３】
特許文献１には、回転テーブル上に載置されたワークの孔の内周部に検出器の接触子を当接させて孔の真円度を測定する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、検出器の接触子をワークの外周面に当接させ、回転テーブルを回転させながら低倍率でワークの振れを見て、振れが小さくなるようにワークの載置位置を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１４５３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内面形状測定機を用いて極小径穴を測定する場合、極小径穴のアライメントが課題となる。即ち、プローブを極小径穴に挿入してワークを回転させると、プローブと穴壁とが衝突するという課題があった。
【０００６】
これに対し、特許文献１に記載の技術のように、穴と同軸形状部分を利用してアライメントする場合は、測定可能な測定対象物の形状に制限があった。
【０００７】
また、作業者が観察顕微鏡で確認しながら挿入する場合には、作業者の熟練が必要となる。この場合、自動化が困難であり、操作ミスによってプローブと穴壁とが衝突する可能性があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、穴の位置を適切にアライメントする内面形状測定機、及び内面形状測定機のアライメント方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための内面形状測定機の一の態様は、第１の方向に平行な回転軸を中心に回転する回転体と、回転体に支持される直動傾斜ステージであって、回転体に対する第１の方向に直交する平面内の位置及び平面に対する傾斜を変更可能な直動傾斜ステージと、第１の方向に平行に延びる接触式又は非接触式のプローブであって、第１の直動機構によって第１の方向に移動可能なプローブにより、直動傾斜ステージに固定されて回転体とともに回転するワークの細穴の内側面の変位を検出する変位検出器と、光源から第１の方向に出射した光であって、ワークの細穴の第１の開口から入射して細穴を通過した光の光量を取得する光量取得部と、取得した光量に基づく細穴の中心軸と回転軸とのずれ情報を出力する出力部と、を備える内面形状測定機である。
【００１０】
本態様によれば、出力されたずれ情報に基づいて穴の位置を適切にアライメントすることができる。穴が５００μｍ以下の径を有する極小径穴である場合に特に有効である。
（【００１１】以降は省略されています）

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