特許 6714882 形状測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6714882

(24)【登録日】2020年6月10日

(45)【発行日】2020年7月1日

(54)【発明の名称】形状測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/00 20060101AFI20200622BHJP

   G01B 5/00 20060101ALI20200622BHJP

   G01B 5/20 20060101ALI20200622BHJP

   G01B 21/20 20060101ALI20200622BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/00 L

   G01B5/00 L

   G01B5/20 C

   G01B21/20 C

【請求項の数】14

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-503031(P2018-503031)

(86)(22)【出願日】2017年2月17日

(86)【国際出願番号】JP2017005963

(87)【国際公開番号】WO2017150222

(87)【国際公開日】20170908

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2016-38024(P2016-38024)

(32)【優先日】2016年2月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森谷 幸紀

(72)【発明者】

【氏名】藤井 誠

(72)【発明者】

【氏名】黒石 博信

(72)【発明者】

【氏名】小野 丈彰

(72)【発明者】

【氏名】中村 謙太

【審査官】 ▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２３５６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２２５２６４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０６７９０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６３−１４２７１０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｇ０１Ｂ ５／００− ５／３０

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ１２Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と第２面とを有する屈曲基材の形状を測定する形状測定装置であって、
形状測定時に前記屈曲基材の第２面を支持する基材支持部と、
前記屈曲基材の形状を測定する形状測定部と、
を備え、
前記基材支持部は、前記第２面とそれぞれ点接触する複数の支持片を有し、
前記複数の支持片の少なくとも１つは、屈曲基材の周縁部以外を支持する、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項2】

前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面は、前記屈曲基材の設計上の曲率と等しい曲率を有する基準面と一致する、請求項１に記載の形状測定装置。

【請求項3】

前記基材支持部は、前記第２面と平行な曲面と、前記複数の支持片と、を有し、
互いに同一形状の前記複数の支持片が前記曲面上に設けられることにより、前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面が、前記第２面と平行である、請求項１に記載の形状測定装置。

【請求項4】

前記基材支持部は、前記第２面と平行ではない面と、前記複数の支持片と、を有し、
複数種類の前記複数の支持片が前記面に設けられることにより、前記複数の支持片の先
端を結んだ仮想曲面が、前記第２面と平行である、請求項１に記載の形状測定装置。

【請求項5】

前記形状測定部は、前記屈曲基材の形状を測定する少なくとも一つの形状測定器と、前記少なくとも一つの形状測定器を支持する測定器支持部と、を有する請求項１〜４の何れか１項に記載の形状測定装置。

【請求項6】

前記測定器支持部は、前記基材支持部と別体である、請求項５に記載の形状測定装置。

【請求項7】

前記少なくとも一つの形状測定器は、前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面に対して、面直方向に配置される、請求項５又は６に記載の形状測定装置。

【請求項8】

前記形状測定部は、複数の前記形状測定器を有し、
前記複数の形状測定器同士の対応する部位が、前記第１面と平行となる仮想曲面上に存在する、請求項５〜７の何れか１項に記載の形状測定装置。

【請求項9】

前記形状測定器は、前記測定器支持部に移動可能に支持される、請求項５〜８の何れか１項に記載の形状測定装置。

【請求項10】

前記形状測定器の移動軌跡によってなる仮想曲面は、前記第１面と平行である、請求項９に記載の形状測定装置。

【請求項11】

前記形状測定器が曲率測定器である、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の形状測定装置。

【請求項12】

前記基材支持部が、前記屈曲基材の寸法を測定する寸法測定装置の測定子と、当該測定子を前記屈曲基材の側面に当接させるための測定用溝と、を有する、請求項１〜１１の何れか１項に記載の形状測定装置。

【請求項13】

前記屈曲基材がガラスである、請求項１〜１２の何れか１項に記載の形状測定装置。

【請求項14】

前記支持片はゴム製である、請求項１〜１３の何れか１項に記載の形状測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、形状測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス板の曲率及び寸法を検査する装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。図１８及び図１９に示すように、特許文献１の検査装置１００では、先ずガラス板１００Ａをストッパ１０９に位置合わせして検査型１０１の上面に載置する。これにより、ガラス板１００Ａは、その周縁がトリム線１０６に沿うような形で型本体１０３上に位置する。そして、検査用治具１０２Ａのブロック体１１０Ａを型本体１０３に対してセットし、ダイヤルゲージ１１１の測定子１１０をガラス板１００Ａ縁部近傍の上面に突き当てる。これにより、曲率基準面１０７に対するガラス板１００Ａ上面の高さが測定され、この測定値に基づきガラス板１００Ａの曲率が求められる。このように、曲率基準面１０７と、これに当接させるブロック体１１０Ａと、によって、ブロック体１１０Ａに取り付けられたダイヤルゲージ１１１の位置設定の精度を向上させ、当該ダイヤルゲージ１１１による測定を精度良く行うことを図っている。

【0003】

しかしながら、型本体１０３は、ガラス板１００Ａの周縁が載置されるように、矩形環状とされている。したがって、ガラス板１００Ａの周縁のみが型本体１０３によって支持されるので、ガラス板１００Ａの周縁には型本体１０３によって上方に向かう力が作用し、ガラス板１００Ａの中央には重力によって下方に向かう力が作用する。この結果、ガラス板１００Ａに撓みが発生し、正しい曲率を求めることが困難となってしまう。また、ガラス板１００Ａの中央部が支持されていないので、揺れやすく、曲率測定時の誤差が大きくなってしまう。また、ガラス板１００Ａの周縁のみ曲率を測定しており、中央部の曲率を測定することは想定されておらず。ガラス板１００Ａ全体の曲率を測定できなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】日本国実開昭６３−６７９０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈曲基材の曲率やデザインからの法線偏差を正確に測定可能な形状測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 第１面と第２面とを有する屈曲基材の形状を測定する形状測定装置であって、
前記屈曲基材の第２面を支持する基材支持部と、
前記屈曲基材の形状を測定する形状測定部と、
を備える形状測定装置。
（２） 前記基材支持部は、前記第２面を支持し、前記第２面と平行な曲面を有する、（１）に記載の形状測定装置。
（３） 前記基材支持部は、前記第２面とそれぞれ点接触する複数の支持片を有し、
前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面が、前記第２面と平行である、（１）に記載の形状測定装置。
（４） 前記基材支持部は、前記第２面と平行な曲面と、前記複数の支持片と、を有し、
互いに同一形状の前記複数の支持片が前記曲面上に設けられることにより、前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面が、前記第２面と平行である、（３）に記載の形状測定装置。
（５） 前記基材支持部は、前記第２面と平行ではない面と、前記複数の支持片と、を有し、
複数種類の前記複数の支持片が前記面に設けられることにより、前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面が、前記第２面と平行である、（３）に記載の形状測定装置。
（６） 前記形状測定部は、前記屈曲基材の形状を測定する少なくとも一つの形状測定器と、前記少なくとも一つの形状測定器を支持する測定器支持部と、を有する（１）〜（５）の何れか一つに記載の形状測定装置。
（７） 前記測定器支持部は、前記基材支持部と別体である、（６）に記載の形状測定装置。
（８） 前記少なくとも一つの形状測定器は、前記複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面に対して、面直方向に配置される、（６）又は（７）に記載の形状測定装置。
（９） 前記形状測定部は、複数の前記形状測定器を有し、
前記複数の形状測定器同士の対応する部位が、前記第１面と平行となる仮想曲面上に存在する、（６）〜（８）の何れか一つに記載の形状測定装置。
（１０） 前記形状測定器は、前記測定器支持部に移動可能に支持される、（６）〜（９）の何れか一つに記載の形状測定装置。
（１１） 前記形状測定器の移動軌跡によってなる仮想曲面は、前記第１面と平行である、（１０）に記載の形状測定装置。
（１２） 前記形状測定器が曲率測定器である、（６）〜（１１）のいずれか一つに記載の形状測定装置。
（１３） 前記基材支持部が、前記屈曲基材の寸法を測定する寸法測定装置の測定子と、当該測定子を前記屈曲基材の側面に当接させるための測定用溝と、を有する、（１）〜（１２）の何れか一つに記載の形状測定装置。
（１４） 前記屈曲基材がガラスである、（１）〜（１３）の何れか一つに記載の形状測定装置。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、屈曲基材の曲率やデザインからの法線偏差を正確に測定可能な形状測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】屈曲基材の断面図である。

【図2】屈曲基材の断面図である。

【図3】図１の屈曲基材の斜視図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ変形例の屈曲基材の断面図である。

【図5】形状測定装置の斜視図である。

【図6】屈曲基材及びダイヤルゲージを設置した形状測定装置の斜視図である。

【図7】図６の形状測定装置の断面図である。

【図8】図６の形状測定装置の断面図である。

【図9】屈曲基材及びダイヤルゲージを設置した形状測定装置の斜視図である。

【図10】変形例の形状測定装置の断面図である。

【図11】形状測定装置の斜視図である。

【図12】屈曲基材及びレーザー変位計を設置した形状測定装置の斜視図である。

【図13】屈曲基材及びレーザー変位計を設置した形状測定装置の斜視図である。

【図14】支持台の上面を基準面に一致させた状態を示す図である。

【図15】支持台の上面を基準面に一致させた状態を示す図である。

【図16】支持台の上面を規格下限に一致させた状態を示す図である。

【図17】支持片を基準面に一致させた状態を示す図である。

【図18】特許文献１の検査装置の斜視図である。

【図19】特許文献１の検査装置の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることはない。また、本発明の範囲を逸脱することなく、以下の実施形態に種々の変形及び置換等を加えられる。

【0010】

（屈曲基材）
本実施形態の屈曲基材は、第１面と、第１面に対向する第２面と、を有する。当該屈曲基材は、三次元形状を有する基材であって、少なくとも一部に屈曲部を有する。「屈曲部」とは、第１面または第２面が曲面となるように屈曲し、その平均曲率がゼロではない部分を意味する。このような屈曲基材は全体として所定の曲率を有する曲面形状を構成する。屈曲基材の形態としては、板、フィルム等が挙げられる。

【0011】

屈曲基材の材料としては、ガラス、金属、樹脂、シリコン、木材、紙等が挙げられる。樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース等が挙げられる。中でも安全性や強度の観点からガラスが好ましい。さらにガラスを車載用基材として使用するには高い耐熱性、高い耐候性の観点からも好ましい。ガラスとしては無機ガラスとポリカーボネートやアクリル等の有機ガラスを使用できる。

【0012】

また、無機ガラス、有機ガラスや合成樹脂等は、同種・異種問わず重ねられた基材でも良く、その間に各種接着層が挿入されていてもよい。

【0013】

屈曲基材に使用する基材の厚さとして、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。これは下限値以上の厚さを備えた基材であれば高い強度を有し、良好な質感も有するため、高い強度と良好な質感とを兼ね備えた屈曲基材を得られる利点がある。さらに前記のような薄い基材である場合、撓みやすくなるため、本発明の形状測定装置を使用することで撓みを低減でき正確な測定を実施できる。下限値は０．７ｍｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以上がさらに好ましい。上限値は３ｍｍ以下がより好ましい。

【0014】

屈曲基材の屈曲部の曲率半径は５０００ｍｍ以下が好ましく、３０００ｍｍ以下がより好ましく、１０００ｍｍ以下がさらに好ましい。上限値ほどの大きな曲率半径の屈曲部を有する屈曲基材であっても、本発明に係る形状測定装置を使用することで微妙な変化も測定でき、正確に形状測定を実施できる。
屈曲基材の屈曲部の曲率半径は特に制限はないが、１ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上が好ましい。下限値ほどの小さな曲率半径の屈曲部は幅が細くなり測定を実施することが困難であったが、本発明に係る形状測定装置を使用することで幅が狭くても微妙な変化を測定でき、正確に形状測定を実施できる。

【0015】

屈曲基材の厚さ方向断面視において、２つの端部を結ぶ線分と、これと平行となる直線のうち、屈曲基材の屈曲部に接する接線との距離を「曲げ深さｈ」と定義すると、曲げ深さｈは５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、２０ｍｍ以上がさらに好ましい。曲げ深さｈが大きい屈曲基材であるほど、成形精度を確認することが難しいことが課題であった。本発明にかかる形状測定装置によれば、このような基材の成形精度も正確にかつ容易に測定できる。

【0016】

屈曲基材の第１面又は第２面に防眩層（ＡＧ層）、反射防止層（ＡＲ層）、耐指紋層（ＡＦＰ層）などの表面処理などがなされていてもよい。また屈曲基材の第１面又は第２面に加飾や隠蔽のための印刷層や樹脂層が形成されていてもよい。

【0017】

屈曲基材は面取などの加工処理がなされていてもよく、研磨処理がなされていてもよく、強化処理がなされていてもよい。屈曲基材として無機ガラスを用いる場合、圧縮応力層を形成する強化処理方法としては、風冷強化法（物理強化法）および化学強化法が代表的なものとして知られている。風冷強化法（物理強化法）は、軟化点付近まで加熱した基材主面を風冷などにより急速に冷却する手法である。また、化学強化法は、ガラス転移点以下の温度で、硝酸カリウム溶融塩に基材を浸漬しイオン交換する。これにより、基材主面に存在するイオン半径が小さいアルカリ金属イオン（典型的にはＬｉイオン、Ｎａイオン）を、イオン半径のより大きいアルカリイオン（典型的にはＬｉイオンに対してはＮａイオンまたはＫイオンであり、Ｎａイオンに対してはＫイオンである。）に交換する手法である。
上述のような比較的に薄い無機ガラスを強化処理する場合には、化学強化処理が適切である。

【0018】

上述した屈曲基材は、様々な用途に使用できるが、特に、自動車、電車、船舶、航空機等の輸送機に搭載され、好適に使用できる。また、インストルメントパネル、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ダッシュボード、センターコンソール、シフトノブ等の輸送機の内装部品に用いると、当該内装部品に高い意匠性や高級感等を付与でき、輸送機の内装デザインを向上させられる。また、高い寸法精度の屈曲基材が求められるディスプレイ用カバー部材に適している。なお、本実施形態において、第１面を上面、第２面を下面ともいう。

【0019】

例えば、図１及び図２には、屈曲部７と、下面３と上面５との間に挟まれて両者を接続する側面９と、を有する屈曲基材１が示されている。なお、図中のＺ方向は、屈曲基材１の中央部における厚み方向と平行な方向であり、Ｘ及びＹ方向は、それぞれＺ方向と垂直な方向である。

【0020】

図３も参照し、図１の屈曲基材１は、全体がＸ方向両端側に向かうにしたがって下面３側（Ｚ方向下側）に屈曲する屈曲部７から構成される。なお、当該屈曲基材１は、Ｙ方向においてはＺ方向に屈曲しない。ここで、下面３及び上面５は互いに平行である。したがって、当該屈曲基材１は全体として所定の曲率を有する曲面形状を構成する。

【0021】

図２の屈曲基材１は、図１と同様な断面形状を有しているが、図１では、屈曲部７が基材のＸ方向両端側のみに向かって延在しているのに対して、図２では、屈曲部７が屈曲基材１の中心から周縁部に向かって（中心からＸ及びＹ方向に向かって）延在している点で構成が異なる。したがって、図２の屈曲基材１は、下面３側に開口を有する有底形状とされる。なお、この屈曲基材１においても、下面３及び上面５は互いに平行である。

【0022】

なお、上述した図１〜２においては、Ｚ方向下側表面を下面３とし、Ｚ方向上側表面を上面５として表したが、Ｚ方向下側表面を上面５とし、Ｚ方向上側表面を下面３としても良いことはいうまでもない。

【0023】

また、屈曲基材１は、下面３及び上面５が互いに平行である必要はなく、任意の形状の下面３及び上面５を適用してよい。例えば、図４に示すように、屈曲基材１は、下面３が平面形状であり、上面５が曲面形状であってもよい。側面９は図４（ａ）のように上面５と下面３を接続する部位として有していてもよく、図４（ｂ）のように側面９が無くてもよい。また、屈曲基材１は、下面３が曲面形状であり、上面５が平面形状であってもよい。

【0024】

上述したような屈曲基材１の曲率や寸法は、設計上の曲率や寸法と完全に一致することが理想的であるが、成形工程や化学強化工程の条件等により誤差が生じる可能性がある。そこで、屈曲基材１の実際の曲率や寸法が、設計上の曲率や寸法と比較して許容できる範囲内であるか、生産工程において全数検査することが望ましい。そこで、本発明者らは、以下に説明するような、簡易な構成で正確に屈曲基材１の形状を測定できる形状測定装置を発明した。

【0025】

（形状測定装置）
図５〜８に示すように、本実施形態の形状測定装置１０は、ＸＹ方向に延びる平面状の基台１１と、基台１１の上面に配置され、屈曲基材１を支持する基材支持部１２と、屈曲基材１の曲率を測定する曲率測定部２０と、を備える。

【0026】

基材支持部１２は、基台１１の上面に固定された支持台１３と、支持台１３の上面１３ａに配置された複数の支持片１４と、を有する。支持台１３は例えば金属、カーボン、ガラス、セラミックスからなり、支持片１４は例えば合成樹脂やゴム等からなる。

【0027】

支持台１３は、Ｘ及びＹ方向と平行な平面（基台１１と平行な平面）である下面と、屈曲基材１の下面３と平行な曲面である上面１３ａと、を有する。本実施形態では、全体がＸ方向両端側に向かうにしたがって下面３側に屈曲する屈曲部７から構成される屈曲基材１（図１及び３参照）の形状を、形状測定装置１０が測定する例を説明する。したがって、支持台１３の上面１３ａは、屈曲基材１の形状と同様に、Ｘ方向においては両端側に向かうにしたがってＺ方向下側に屈曲し、Ｙ方向においてはＺ方向に屈曲しない形状を有している。

【0028】

図７に示すように支持台１３の上面１３ａには、Ｘ及びＹ方向において等間隔に複数の支持片固定溝１３ｂが形成される。図示の例では、支持片固定溝１３ｂは、Ｘ方向において等間隔に三個、Ｙ方向において等間隔に四個、合計１２個設けられている。また、支持片固定溝１３ｂは、支持台１３の上面１３ａに対して面直（上面１３ａの接線に対して垂直）となるように凹設されている。

【0029】

支持片１４は、支持片固定溝１３ｂと略等しい形状を有する基部１４ａと、基部１４ａの先端に形成された球状部１４ｂと、を有する。そして、基部１４ａが支持片固定溝１３ｂに挿入されて着脱自在に固定されることで、支持片１４は支持台１３の上面１３ａに設けられる。図示の例では、互いに同一形状の支持片１４が、Ｘ方向において等間隔に三個、Ｙ方向において等間隔に四個、合計１２個設けられる。また、支持片１４は、支持台１３の上面１３ａに対して面直となるように配置される。したがって、複数の支持片１４の球状部１４ｂの先端（Ｚ方向上方端）を結んだ仮想曲面Ａは、支持台１３の上面１３ａ及び屈曲基材１の下面３と平行である。なお、本実施形態のように支持片１４を支持台１３に固定して一体とするのではなく、凸部として支持片１４を支持台１３に直接形成することで支持片１４と支持台１３とを一体構造としても構わない。また、支持片固定溝１３ｂ及び支持片１４の個数や設けられる位置は特に限定されない。

【0030】

図５及び図６に示すように支持台１３の上面１３ａには、屈曲基材１を所望の位置に位置決めするためのストッパ１６が設けられている。図示の例では、ストッパ１６は、上面１３ａのＸ方向一端側に一個、Ｙ方向一端側に二個設けられている。ここで、ストッパ１６は、上面１３ａに形成されたストッパ固定溝１３ｃに着脱自在に固定されている。したがって、ストッパ固定溝１３ｃを様々な位置に設けておくことにより、屈曲基材１のＸ及びＹ方向の寸法に応じてストッパ１６を装着するストッパ固定溝１３ｃを選択し、適切に屈曲基材１の位置を決められる。図６の例では、屈曲基材１のＸ及びＹ方向の寸法に合わせて、支持台１３の上面１３ａのＸ方向一端側に設けられた二個のストッパ固定溝１３ｃのうち、内側のストッパ固定溝１３ｃにストッパ１６が装着される。また、図９の例では、図６の屈曲基材よりもＸ及びＹ方向の寸法が大きいため、支持台１３の上面１３ａのＸ方向一端側に設けられた二個のストッパ固定溝１３ｃのうち、外側のストッパ固定溝１３ｃにストッパ１６が装着される。なお、ストッパ固定溝１３ｃのうち使用しない箇所には、上面１３ａと面一となるような蓋をしてもよい。

【0031】

そして、図７に示すように上記仮想曲面Ａと屈曲基材１の下面３とが平行となるように、複数の支持片１４の上部に屈曲基材１が配置される。したがって、屈曲基材１は、複数の支持片１４の球状部１４ｂの先端と点接触して支持される。また、屈曲基材１のＸ及びＹ方向側面は複数のストッパ１６が当接して、当該屈曲基材１がＸ及びＹ方向に位置決めされる。

【0032】

このように、屈曲基材１の下面３が、当該屈曲基材１の下面３と平行な基材支持部１２に支持されるので、屈曲基材１の形状変化を抑制でき、曲率測定部２０による正確な形状測定が可能となる。

【0033】

また、基材支持部１２は屈曲基材１の下面３とそれぞれ点接触する複数の支持片１４を有し、複数の支持片１４の上方端を結んだ仮想曲面Ａが屈曲基材１の下面３と平行であるので、屈曲基材１と基材支持部１２との接触面積が小さくなり、屈曲基材１に傷が発生することを抑制できる。さらに、支持片１４が合成樹脂製である場合には、容易に交換可能であるので、適宜交換を行うことで測定精度を維持できる。また、支持片１４がゴム製である場合には、測定中の振動等によって屈曲基材１がずれてしまうことを抑制できるので、測定精度を維持できる。

【0034】

また、図７及び図８に示すように、支持台１３の上面１３ａには、屈曲基材１のＸ方向両側面９ａ及びＹ方向両側面９ｂと、Ｚ方向で対向する位置に測定用溝１３ｅが設けられる。測定用溝１３ｅには、屈曲基材１のＸ及びＹ方向の寸法を測定する寸法測定装置の測定子（例えばノギスのジョウ）が挿入される。当該測定子は、屈曲基材１のＸ方向側面９ａ及びＹ方向側面９ｂに当接する。そして、一対のＸ方向側面９ａに当接する測定子同士の距離に基づき屈曲基材１のＸ方向の寸法が測定され、一対のＹ方向側面９ｂに当接する測定子同士の距離に基づき屈曲基材１のＹ方向の寸法が測定される。

【0035】

図５及び図６に示すように曲率測定部２０は、屈曲基材１の曲率を測定する複数のダイヤルゲージ２１（曲率測定器）と、複数のダイヤルゲージ２１を支持する測定器支持部２３と、を有する。本実施形態の測定器支持部２３は、Ｘ方向において等間隔に配置された三個の門型のブラケット２４を有する。なお、曲率測定器としては、ある基準からの距離や変位量を測定できればよい。具体的には、ダイヤルゲージやレーザー変位計を使用できるが、特に限定されない。この曲率測定器により被測定物を面内で複数測定し、その結果から被測定物の曲率やデザインからの法線偏差を見積もることができる。

【0036】

ブラケット２４は、Ｙ方向に離間して配置された一対の柱部２４ａと、一対の柱部２４ａをＹ方向に連結する梁部２４ｂと、を有する。一対の柱部２４ａは、支持台１３の上面１３ａに設けられたブラケット固定溝１３ｄにそれぞれ着脱自在に固定される。ブラケット固定溝１３ｄは、支持台１３の上面１３ａに対して面直（上面１３ａの接線に対して垂直）となるように凹設されているので、ブラケット２４も同様に、支持台１３の上面１３ａに対して面直に配置される。なお、柱部２４ａは、必ずしも一対設ける必要はなく、例えば一つの柱部２４ａによって梁部２４ｂを支持してもよい。この場合、柱部２４ａが回動可能な機構を有していてもよく、これにより梁部２４ｂも回動可能となっていても良い。また、ブラケット固定溝１３ｄは、支持台１３の上面１３ａに対して、必ずしも面直に凹設されている必要はない。

【0037】

ブラケット２４の梁部２４ｂは、Ｙ方向に等間隔で複数（本例では九個）のゲージ固定孔２４ｃを有している。図５において九個のうち四個のゲージ固定孔２４ｃは、支持台１３の上面１３ａの面直方向において、支持片１４と対向する位置に形成される。すなわち、上記四個のゲージ固定孔２４ｃを支持台１３の上面１３ａ側に延長した場合、その延長線上に支持片１４が位置する。以後、支持片１４と対向する位置に形成される四個のゲージ固定孔２４ｃを第１ゲージ固定孔２４ｈと呼び、それ以外の五個のゲージ固定孔２４ｃを第２ゲージ固定孔２４ｉと呼ぶことがある。本実施形態では、第１及び第２ゲージ固定孔２４ｈ、２４ｉがＹ方向に交互に配置されている。

【0038】

また、上述したように、ブラケット２４は、支持台１３の上面１３ａに対して面直に配置される。したがって、図７に示すようにゲージ固定孔２４ｃに固定されるダイヤルゲージ２１のステム２１ａ及び当該ステム２１ａから延びるスピンドル２１ｂ及び測定子２１ｃは、支持台１３の上面１３ａに対して面直方向、すなわち屈曲基材１に対して面直方向に延びる。特に、第１ゲージ固定孔２４ｈに固定されるダイヤルゲージ２１のステム２１ａ、スピンドル２１ｂ、及び測定子２１ｃは、支持片１４と対向する。このようにして、測定子２１ｃを屈曲基材１の上面５に面直に当接させて、複数のダイヤルゲージ２１の測定結果に基づいて、屈曲基材１の曲率や法線偏差が求められる。

【0039】

なお、第１ゲージ固定孔２４ｈに固定されたダイヤルゲージ２１において、測定子２１ｃを支持片１４に当接させて測定した結果は、屈曲基材１の曲率を求める際の基準（いわゆるゼロ点）として用いられる。そして、当該ゼロ点を基準として、第２ゲージ固定孔２４ｉに固定されたダイヤルゲージ２１で測定を行うことで、屈曲基材１の曲率が求められる。

【0040】

また、第２ゲージ固定孔２４ｉに固定されたダイヤルゲージ２１において、測定子２１ｃを支持台１３の上面１３ａに当接させて測定した結果を、屈曲基材１の曲率を求める際の基準（ゼロ点）として用いてもよい。そして、当該ゼロ点を基準として、第１ゲージ固定孔２４ｈに固定されたダイヤルゲージ２１で測定を行うことで、屈曲基材１の曲率が求められる。

【0041】

また、上述した方法の他、ダイヤルゲージ２１を専用治具に固定して、ゼロ点を求めてもよい。すなわち、適切にゼロ点を求められるのであれば、任意の方法を採用して構わない。

【0042】

本実施形態では特に、ダイヤルゲージ２１が屈曲基材１の上面５の測定点に対して面直方向に配置されることにより、測定子２１ｃが当該測定点に面直に当接するので、測定精度を向上できる。

【0043】

また、複数のダイヤルゲージ２１同士の対応する部位を結んだ仮想曲面Ｂ（図７及び８では、ステム２１ａの上端同士を結んだ仮想曲面）が、支持台１３の上面１３ａ又は屈曲基材１と平行である。これにより屈曲基材１のように基材が湾曲している場合でも、法線方向の偏差を測定できる為、測定位置ズレ誤差に対して、誤差の小さな測定が可能となる。

【0044】

なお、ダイヤルゲージ２１は、必ずしも複数個設けられる必要はなく、少なくとも一つ設けられればよい。例えば、ダイヤルゲージ２１を一個のみ設ける場合には、屈曲基材１全体の曲率を測定できるように、ダイヤルゲージ２１は測定器支持部２３に移動可能に支持されてもよい。また、ダイヤルゲージ２１を複数個設ける場合であっても、ダイヤルゲージ２１は測定器支持部２３（例えばブラケット２４）に移動可能に支持されても構わない。このように、ダイヤルゲージ２１が移動可能である場合、その移動軌跡によってなる仮想曲面は、上述した仮想曲面Ｂ（図７及び８参照）と同様、屈曲基材１の上面５又は支持台１３の上面１３ａと平行であることが好ましい。これにより、ダイヤルゲージ２１を、屈曲基材１の上面５上を移動させることで連続測定ができるため、測定点が増えより精確な測定が可能となる。なお、ダイヤルゲージ２１を屈曲基材１の上面５上でスライドさせると、当該上面５に擦り傷が発生する可能性がある。したがって、測定子２１ｃの材質は、上面との摩擦が低減できるもの、例えばフッ素樹脂とすることが好ましい。

【0045】

なお、ブラケット２４は、支持台１３に一体に固定される必要はなく、床や天井等の構造物に固定し、支持台１３と別体としても構わない。ブラケット２４を支持台１３と別体とした場合、自動測定化が可能となる。また、繰り返し測定にて、ブラケット２４と測定器との接触部において、摩耗等によりガタが生じやすい部分について、容易に交換が可能である。また、ブラケット２４の交換により、測定子の変更が容易になる。なお、ブラケット２４の形状や個数は特に限定されない。

【0046】

また、基材支持部１２は支持片１４を有さなくてもよく、屈曲基材１の設計上の曲率と等しい曲率を有する支持台１３の上面１３ａによって、屈曲基材１の下面３を支持しても構わない。この場合であっても、屈曲基材１は当該屈曲基材１の設計上の下面３の曲率と等しい曲率を有する基材支持部１２に支持されるので、屈曲基材１の形状変化を抑制でき、曲率測定部２０による正確な形状測定が可能である。

【0047】

また、本実施形態では、基材支持部１２が、屈曲基材１の下面３と平行である支持台１３の上面１３ａと複数の支持片１４とを有し、互いに同一形状の複数の支持片１４が支持台１３の上面１３ａに設けられることにより、複数の支持片１４の上方端を結んだ仮想曲面Ａが屈曲基材１の下面３と平行である。これによれば、同一形状の複数の支持片１４を支持台１３の上面１３ａに固定するだけでよいので、非常に簡便である。しかしながら、複数の支持片１４の上方端を結んだ仮想曲面Ａが、屈曲基材１の下面３と平行である限り、支持台１３や複数の支持片１４の構成は限定されない。例えば、図１０に示すように、支持台１３の上面１３ａを、屈曲基材１の下面３と平行ではない面（例えば平面）とし、長さの異なる複数種類の支持片１４を支持台１３の上面１３ａに設けることにより、複数の支持片１４の先端を結んだ仮想曲面Ａを、屈曲基材１の下面３と平行であるように設定しても構わない。これによれば、支持片１４の長さを変更するだけで、異なる曲率や曲面形状を有する様々な屈曲基材１に対応できる。

【0048】

図１１〜１３に示すように、曲率測定部２０は、屈曲基材１の曲率を測定する曲率測定器としてダイヤルゲージ２１の代わりにレーザー変位計２５を適用してもよい。この場合、複数のレーザー変位計２５を支持する測定器支持部２３は、図５〜９に示した例と比較し、梁部２４ｂの構成において異なる。なお、図１２の例では、屈曲基材１のＸ及びＹ方向の寸法に合わせて、支持台１３の上面１３ａのＸ方向一端側に設けられた二個のストッパ固定溝１３ｃのうち、内側のストッパ固定溝１３ｃにストッパ１６が装着される。また、図１３の例では、図１２の屈曲基材よりもＸ及びＹ方向の寸法が大きいため、支持台１３の上面１３ａのＸ方向一端側に設けられた二個のストッパ固定溝１３ｃのうち、外側のストッパ固定溝１３ｃにストッパ１６が装着される。

【0049】

梁部２４ｂは、それぞれＹ方向に延び、柱部２４ａを挟むように互いにＸ方向に離間する一対の長辺部２４ｄと、一対の長辺部２４ｄのＹ方向両端部同士を連結し、その下方に柱部２４ａが固定される短辺部２４ｅと、一対の長辺部２４ｄのＹ方向中間部同士を連結する三個の連結部２４ｆと、を有する。連結部２４ｆのＸ方向両端には、レーザー変位計２５の固定治具２６を固定するための一対のピン２４ｇが設けられている。

【0050】

一対のピン２４ｇに固定治具２６を固定した場合、固定治具２６に連結されたレーザー変位計２５は、梁部２４ｂに対して面直にレーザーを発振するように構成されている（図中における破線の矢印を参照。）。ここで、ブラケット２４は、支持台１３の上面１３ａに対して面直に配置されるので、レーザー変位計２５から発信されたレーザーは、支持台１３の上面１３ａに対して面直方向、すなわち屈曲基材１に対して面直方向に進む。このようにして、レーザーを屈曲基材１の上面５に面直に照射させて、複数のレーザー変位計２５の測定結果に基づいて、屈曲基材１の曲率が求められる。

【0051】

本実施形態では特に、レーザー変位計２５が屈曲基材１の上面５の測定点に対して面直方向に配置されることにより、レーザーが当該測定点に面直に照射され、当該測定点に対して一定の角度で入射するので、測定精度を向上できる。

【0052】

なお、レーザーを屈曲基材１の上面５の測定点に対して面直方向に照射する場合、垂直に反射した反射光をレーザー変位計２５で検知してもよく、散乱光を任意の角度θだけ傾いた位置に配置されたディテクタ（不図示）で検知してもよい。また、上記測定点に対して上面５の法線から−θ傾けた方向からレーザーを入射させ、＋θ傾けた位置に配置されたディテクタで検知してもよい。また、上記測定点に対して上面５の法線−θ傾けた方向からレーザーを入射させ、面直方向に配置されたディテクタで検知してもよい。

【0053】

また、複数のレーザー変位計２５同士の対応する部位同士を結んだ仮想曲面が、支持台１３の上面１３ａと又は屈曲基材１と平行とされる。これにより法線方向の偏差を測定できるので、位置ズレによる誤差の影響を受けにくい。

【0054】

なお、レーザー変位計２５は、必ずしも複数個設けられる必要はなく、少なくとも一つ設けられればよい。例えば、レーザー変位計２５を一個のみ設ける場合には、屈曲基材１全体の曲率を測定できるように、レーザー変位計２５は測定器支持部２３に移動可能に支持されてもよい。また、レーザー変位計２５を複数個設ける場合であっても、レーザー変位計２５は測定器支持部２３（例えばブラケット２４）に移動可能に支持されても構わない。このように、レーザー変位計２５が移動可能である場合、その移動軌跡によってなる仮想曲面は、屈曲基材１の上面５又は支持台１３の上面１３ａと平行であることが好ましい。これによりレーザー変位計２５を、屈曲基材１の上面５上を移動させることで連続測定できるため、測定点が増えより精確な測定が可能となる。しかも、レーザー変位計２５を屈曲基材１の上面５に対して非接触で移動できるので、上面５に擦り傷等が生じない。

【0055】

上述したような方法で屈曲基材１の曲率を測定する場合、当該屈曲基材１が良品であるか不良品であるかの判断は、例えば、図１４に示すように、屈曲基材１が規格上限Ｓｍａｘと規格下限Ｓｍｉｎとの間にあるか否かに基づいて行う。ここで、規格上限Ｓｍａｘは、屈曲基材１の設計上の曲率と等しい曲率を有する基準面Ｓｂａｓｅに対して所定の公差だけ面直方向上方に位置し、規格下限Ｓｍｉｎは、基準面Ｓｂａｓｅに対して所定の公差だけ面直方向下方に位置する。また、基準面Ｓｂａｓｅ、規格上限Ｓｍａｘ、及び規格下限Ｓｍｉｎは、互いに平行である。

【0056】

図１４には、基材支持部１２が支持片１４を有さず、屈曲基材１の設計上の下面３の曲率と等しい曲率を有する支持台１３の上面１３ａによって、屈曲基材１の下面３を支持する構成が示されている。支持台１３の上面１３ａは、基準面Ｓｂａｓｅと一致する。この場合、図１４に示される屈曲基材１は、基準面Ｓｂａｓｅと規格上限Ｓｍａｘとの間に配置されるので、良品として判断される。

【0057】

しかしながら、図１５に示される屈曲基材１は、本来的には良品と判断されるべきものであるが、規格上限Ｓｍａｘよりも上方に位置する部分が存在するので、不良品と判断される。これは、基準面Ｓｂａｓｅから規格下限Ｓｍｉｎまでの範囲が支持台１３内に存在することが原因である。

【0058】

そこで、図１６に示すように、支持台１３の上面１３ａと規格下限Ｓｍｉｎを一致させれば、図１５と同様の屈曲基材１についても、規格下限Ｓｍｉｎから規格上限Ｓｍａｘの間に位置するので、正確に良品と判断することが可能である。

【0059】

支持台１３の上面１３ａは、規格下限Ｓｍｉｎから規格上限Ｓｍａｘの間であれば、その位置は特に限定されないが、屈曲基材１について良又は不良を正確に判断するためには、規格下限Ｓｍｉｎに位置することが好ましい。

【0060】

このように、屈曲基材１の下面３が支持台１３の上面１３ａによって支持される場合、屈曲基材１と支持台１３との接触面積が大きくなり、両者に傷が発生する可能性がある。また、屈曲基材１の形状測定時に、機械振動等が支持台１３から屈曲基材１に伝わり易い点や、測定環境による粉塵に影響されやすい点等も問題点として挙げられる。

【0061】

これらの問題点を解決するためには、図１７に示すように、屈曲基材１の下面３とそれぞれ点接触する複数の支持片１４が、支持台１３の上面１３ａに配置された構成を適用することが好ましい。これによれば、屈曲基材１と基材支持部１２との接触面積が小さくなり、屈曲基材１に傷が発生することを抑制できる。さらに、また、支持片１４をゴム等、摩擦係数の大きな材料から構成することで、測定中の振動等によって屈曲基材１がずれてしまうことを抑制できる。

【0062】

支持片１４の先端は基準面Ｓｂａｓｅと一致する。この場合、図１４及び図１５の例と異なり、基準面Ｓｂａｓｅから規格下限Ｓｍｉｎまでの範囲が支持台１３内に存在しない。したがって、図１５と同様の屈曲基材１についても、規格下限Ｓｍｉｎから規格上限Ｓｍａｘの間に位置し、正確に良品と判断できる。

【0063】

支持片１４の先端の位置は、規格下限Ｓｍｉｎから規格上限Ｓｍａｘの間であれば、特に限定されないが、屈曲基材１について良又は不良を正確に判断するためには、基準面Ｓｂａｓｅに位置することが好ましい。

【0064】

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等できる。

【0065】

例えば、曲率測定器の種類は、ダイヤルゲージやレーザー変位計に限定されず、任意の変位計を適用できる。
また、形状測定だけでなく、基材の色味や光の透過率、反射率などの光学特性評価、表面の粗さやうねりを求める表面形状評価、水などの接触角測定などの対液体界面評価、鉛筆などの接触子を使用した表面強度評価などに使用できる。

【0066】

本発明の屈曲基材としては、曲面形状と平面形状の組み合わせであってもよい。この場合にも、基材支持部の曲面及び平面、又は、基材支持部の複数の支持片の先端を結んだ仮想曲面及び仮想平面が、第２面と平行、例えば、略同一形状であればよい。

【0067】

本出願は、２０１６年２月２９日出願の日本特許出願２０１６−３８０２４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

【符号の説明】

【0068】

１ 屈曲基材
３ 下面（第２面）
５ 上面（第１面）
７ 屈曲部
９ 側面
９ａ Ｘ方向側面
９ｂ Ｙ方向側面
１０ 形状測定装置
１１ 基台
１２ 基材支持部
１３ 支持台
１３ａ 上面
１３ｂ 支持片固定溝
１３ｃ ストッパ固定溝
１３ｄ ブラケット固定溝
１３ｅ 測定用溝
１４ 支持片
１４ａ 基部
１４ｂ 球状部
１６ ストッパ
２０ 曲率測定部
２１ ダイヤルゲージ（曲率測定器）
２１ａ ステム
２１ｂ スピンドル
２１ｃ 測定子
２３ 測定器支持部
２４ ブラケット
２４ａ 柱部
２４ｂ 梁部
２４ｃ ゲージ固定孔
２４ｄ 長辺部
２４ｅ 短辺部
２４ｇ ピン
２４ｈ 第１ゲージ固定孔
２４ｉ 第２ゲージ固定孔
２５ レーザー変位計
２６ 固定治具
Ａ、Ｂ 仮想曲面
Ｓｂａｓｅ 基準面
Ｓｍａｘ 規格上限
Ｓｍｉｎ 規格下限

【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19】