特許 7165064 リニアゲージ

(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】

(24)【登録日】2022-10-25

(45)【発行日】2022-11-02

(54)【発明の名称】リニアゲージ

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/016 20060101AFI20221026BHJP

   G01B 5/02 20060101ALI20221026BHJP

【ＦＩ】

G01B5/016

G01B5/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019008429

(22)【出願日】2019-01-22

(65)【公開番号】P2020118503

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 大

(72)【発明者】

【氏名】現王園 二郎

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７５７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２０６１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０４７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２１０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／００ー５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物の表面変位を測定するリニアゲージであって、
被測定物の表面に接触させる測定子を先端に備えたシャフトと、
該シャフトの側面を囲繞して支持する支持面を有するケーシングと、
該支持面に配設され該シャフトの側面と該支持面との間にエアを介在させるエア噴出口と、
該ケーシングの下に配設され該シャフトの側面を囲繞するリング状に形成され該エア噴出口から噴出したエアを該シャフトの側面に沿って被測定物に向かって排気させる排気口と、
該排気口を囲繞し該シャフトの側面に水膜を形成する水膜形成手段と、を備え、
該排気口からエアの排気を可能にすると共に、該水膜形成手段により形成される水膜によって該シャフト及び該測定子に付着物が付着しないように保護するリニアゲージ。

【請求項2】

前記水膜形成手段は、前記排気口を囲繞する環状の水噴出口を備える水供給ノズルを備えた請求項１記載のリニアゲージ。

【請求項3】

前記水膜形成手段は、
前記シャフトを囲繞する環状管と、
該環状管の一方の位置から該環状管に水を供給する供給部と、
該環状管の中心を基準として該一方の位置に対称的な他方の位置で被測定物に向かって水を噴出する水噴出口と、を備え、
該供給部から該環状管に供給された水が該環状管を流れることで発生する該シャフトの軸心を軸とする周方向の力が該水噴出口で水が合流した際に残存することで、水が該シャフトの側面を覆い該被測定物に向かって流れ前記水膜を形成する請求項１記載のリニアゲージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被測定物の表面変位を測定するリニアゲージに関する。

【背景技術】

【0002】

チャックテーブルに保持された被加工物を研削水を供給しながら研削砥石で所定の厚みに研削する研削装置は、特許文献１に開示されているように、被加工物を保持するチャックテーブルの保持面の高さと、保持面が保持した被加工物の上面高さとを測定し、その高さ差を被加工物の厚みとして算出している。

【0003】

また、上記のような各面の高さ測定においてはリニアゲージを用い、先端に測定子を備えるシャフトを上下方向に直動させ、シャフトの高さ位置を検出器が検出することで高精度な高さ測定を可能にしている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－０７３７８５号公報

【文献】特開２０１５－１７５７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のようなリニアゲージは、シャフトの上下動作に負荷が掛からないようにするべく、シャフトの側面に向かってエアを噴出させ非接触でシャフトを支持するエア軸受けを備えている。このエア軸受けに使用されたエアがシャフトの側面に沿って被加工物に向かって排気されることで、研削水を供給しつつ研削加工を実施することで研削加工室に発生する研削屑を含む研削噴霧がリニアゲージ内に進入することを防いでいる。

【0006】

しかし、このエアの排気によりシャフトの周囲に渦流が発生し、研削噴霧が乾燥され、研削噴霧に含まれる研削屑がシャフトに固着し、シャフトが上下動できなくなるという問題がある。
よって、エア軸受けによってシャフトを非接触で支持しつつ上下方向に直動させて被測定物の上面高さを測定するリニアゲージにおいては、エア軸受けのエア排気を可能にするとともに、シャフトの側面に研削屑が固着してシャフトが上下動できなくなることがないようにするという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明は、被測定物の表面変位を測定するリニアゲージであって、被測定物の表面に接触させる測定子を先端に備えたシャフトと、該シャフトの側面を囲繞して支持する支持面を有するケーシングと、該支持面に配設され該シャフトの側面と該支持面との間にエアを介在させるエア噴出口と、該ケーシングの下に配設され該シャフトの側面を囲繞するリング状に形成され該エア噴出口から噴出したエアを該シャフトの側面に沿って被測定物に向かって排気させる排気口と、該排気口を囲繞し該シャフトの側面に水膜を形成する水膜形成手段と、を備え、該排気口からエアの排気を可能にすると共に、該水膜形成手段により形成される水膜によって該シャフト及び該測定子に付着物が付着しないように保護するリニアゲージである。

【0008】

前記水膜形成手段は、前記排気口を囲繞する環状の水噴出口を備える水供給ノズルを備えていると好ましい。

【0009】

前記水膜形成手段は、前記シャフトを囲繞する環状管と、該環状管の一方の位置から該環状管に水を供給する供給部と、該環状管の中心を基準として該一方の位置に対称的な他方の位置で被測定物に向かって水を噴出する水噴出口と、を備え、該供給部から該環状管に供給された水が該環状管を流れることで発生する該シャフトの軸心を軸とする周方向の力が該水噴出口で水が合流した際に残存することで、水が該シャフトの側面を覆い該被測定物に向かって流れ前記水膜を形成すると好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る被測定物の表面変位を測定するリニアゲージは、被測定物の表面に接触させる測定子を先端に備えたシャフトと、シャフトの側面を囲繞して支持する支持面を有するケーシングと、支持面に配設されシャフトの側面と支持面との間にエアを介在させるエア噴出口と、ケーシングの下に配設されシャフトの側面を囲繞するリング状に形成されエア噴出口から噴出したエアをシャフトの側面に沿って被測定物に向かって排気させる排気口と、排気口を囲繞しシャフトの側面に水膜を形成する水膜形成手段と、を備えているため、排気口からエアの排気を可能にすると共に、水膜形成手段により形成される水膜によってシャフト及び測定子を研削屑等の付着物が付着しないように保護することが可能となる。さらに排気口から排気されたエアと水膜形成手段から供給された水とが、測定子が接触する被測定物の表面から研削屑を排除するので、被測定物の表面の変位の測定誤差の発生を防ぐことができる。

【0011】

本発明に係るリニアゲージにおいて、水膜形成手段は、排気口を囲繞する環状の水噴出口を備える水供給ノズルを備えていることで、水膜の形成を容易に行うことが可能となる。

【0012】

本発明に係るリニアゲージにおいて、水膜形成手段は、シャフトを囲繞する環状管と、環状管の一方の位置から水を供給する供給部と、環状管の中心を基準として一方の位置に対称的な他方の位置で供給部の反対側に形成され被測定物に向かって水を噴出する水噴出口と、を備えることによって、供給部から環状管に供給された水が環状管を流れることで発生するシャフトの軸心を軸とする周方向の力が水噴出口で水が合流した際に残存することで、水がシャフトの側面を覆い被測定物に向かって流れて水膜を容易に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】リニアゲージの一例を示す斜視図である。

【図2】リニアゲージの一例を示す断面図である。

【図3】水膜形成手段の一例を説明するための断面図である。

【図4】水膜形成手段の別例を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１に示す本発明に係るリニアゲージ４は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を研削する図示しない研削装置に配設されており、被測定物Ｗである半導体ウェーハ等の表面変位、即ち、研削加工が施されること等によって時間と共に変化する被測定物Ｗの表面Ｗａの高さ位置を測定することができる。

【0015】

図１、２に示すリニアゲージ４は、例えば、被測定物Ｗの表面Ｗａに接触させる測定子４００を先端に備えた直動式のシャフト４０と、シャフト４０の側面４０ａを囲繞して支持する支持面４１ａを有するケーシング４１と、支持面４１ａに配設されシャフト４０の側面４０ａと支持面４１ａとの間にエアを介在させるエア噴出口４２と、ケーシング４１の下に配設されシャフト４０の側面４０ａを囲繞するリング状に形成されエア噴出口４２から噴出したエアをシャフト４０の側面４０ａに沿って被測定物Ｗに向かって排気させる排気口４３と、排気口４３を囲繞しシャフト４０の側面４０ａに水膜を形成する水膜形成手段４４と、を備えている。

【0016】

シャフト４０は、例えば、外形が円柱状に形成されており、その下端側に測定子４００が取り外し可能に連結されている。本実施形態における測定子４００は、その下端４００ｃが、ダイヤモンド等からなり丸みを帯びた球面状に形成されている。

【0017】

図１に示すように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在するシャフト４０の上端側は、例えば、矩形平板状の固定板４９０の下面側に固定ナット４９１によって連結している。
リニアゲージ４は、固定板４９０とＺ軸方向において対向して固定板４９０と平行な平板状の支持板４８０を有している。シャフト４０は、図２に示すように、支持板４８０の円形穴４８０ａを貫通しており、シャフト４０の下端側及びシャフト４０の下端側に連結された測定子４００は、支持板４８０の下面から下方に突出している。

【0018】

リニアゲージ４は、例えば、ケーシング４１が非接触で支持したシャフト４０の軸方向（Ｚ軸方向）を回転軸とする回転を規制する回転規制手段５０を備えている。回転規制手段５０は、１つのブロック形状の第１の磁石５０１と、第１の磁石５０１が有する磁界に反発する方向に磁界を方向付け第１の磁石５０１を挟んで均等な間隔で離間しシャフト４０の軸方向と平行なＺ軸方向に延在する少なくとも２本の第２の磁石５０２と、第１の磁石５０１に接続され第１の磁石５０１をＺ軸方向に移動させるガイド棒５０３とにより構成されている。

【0019】

ガイド棒５０３の上端側は、固定板４９０に接続されており、シャフト４０の延在方向と平行に延在している。ガイド棒５０３の下端側には、第１の磁石５０１が固定されている。２つの第２の磁石５０２は、第１の磁石５０１を挟んでケーシング４１の側面に固定されている。そして、第１の磁石５０１と第２の磁石５０２とが反発することにより、第２の磁石５０２とガイド棒５０３との水平方向の距離が一定に保たれ、ガイド棒５０３の向きが変わってしまうことがない。したがって、向きが不変なガイド棒５０３が固定板４９０を介してシャフト４０に連結されているため、シャフト４０が円柱状に形成されていても、回転規制手段５０によってシャフト４０の回転方向の動きを規制することができる。
なお、シャフト４０の形状は、円柱状に限られず、回転しない形状、すなわち円柱でない形状によって構成してもよい。したがって、多角柱でもよいし、楕円柱でもよい。また、一面のみが平らな面に形成され、他の面が曲面に形成された柱状でもよい。これに対応し、ケーシング４１の支持面４１ａも、シャフト４０の形状に合わせて形成されていればよい。そして、この場合には、回転規制手段５０をリニアゲージ４が備えない構成となっていてもよい。

【0020】

ケーシング４１は、支持板４８０の上面に配設された例えば直方体状の枠体４１０を有しており、枠体４１０の内部にシャフト４０を挿通させてシャフト４０の側面４０ａを非接触で支持できる構成となっている。シャフト４０は、本実施形態においては円柱形状に形成されており、これに対応して、枠体４１０には、シャフト４０を収容するための横断面円形状の収容孔４１ｄが形成されている。
枠体４１０は、シャフト４０の側面４０ａから均等な隙間を設けて離間して側面４０ａを囲繞する支持面４１ａと、シャフト４０の側面４０ａを囲繞しシャフト４０の側面４０ａを支持するエアを隙間に対して支持面４１ａから噴出させる複数のエア噴出口４２と、コンプレッサー等からなるエア供給源６０に接続されたエア流入口４１０ｃと、エア流入口４１０ｃと各エア噴出口４２とを連通させる流路４１０ｄとを備えている。

【0021】

エア流入口４１０ｃには、継手４１０ｅを介して金属配管又は可撓性を有する樹脂チューブ等のエア供給管６００の一端が連通しており、エア供給管６００の他端側にはエア供給源６０が接続されている。

【0022】

このように構成されるケーシング４１では、エア供給源６０からエア供給管６００に供給されたエアを、各エア噴出口４２からシャフト４０の側面４０ａに対して垂直な方向に噴出させることで、シャフト４０を隙間を介在させエアで囲繞して非接触の状態で支持することができる。

【0023】

支持板４８０上には、シャフト４０をＺ軸方向に直動させる直動駆動手段２０が配設されている。図１、２に示すように、直動駆動手段２０は、例えば、ピストンシリンダであり、内部にピストン２００を備え基端側（－Ｚ方向側）に底のあるシリンダチューブ２０１と、シリンダチューブ２０１に挿入され下端がピストン２００に取り付けられたピストンロッド２０２と、シリンダチューブ２０１の内部にエアを流入するためのエア流入口２０３ａ、２０３ｂとを少なくとも備えている。ピストンロッド２０２の上端側は、固定板４９０の下面に接触可能となっており、シリンダチューブ２０１の基端側は、支持板４８０の上面に固定されている。

【0024】

エア流入口２０３ａ、２０３ｂには、それぞれエア流路２０４ａ、２０４ｂが連通しており、エア流路２０４ａ、２０４ｂは例えばソレノイドバルブ６０３を介して選択的にエア供給源６０に接続されている。

【0025】

直動駆動手段２０によって被測定物Ｗの表面Ｗａから離反する方向にシャフト４０を上昇させるときは、ソレノイドバルブ６０３に通電がなされエア供給源６０がエア流路２０４ｂに連通する状態になり、エア供給源６０から供給されたエアがエア流入口２０３ｂに流入する。そして、シリンダチューブ２０１内に下方からエアを供給することにより、シリンダチューブ２０１の内部においてピストン２００を上昇させる。そして、固定板４９０の下面にピストンロッド２０２を接触させてからさらにピストンロッド２０２を上昇させて固定板４９０を上昇させることにより、固定板４９０に連結されたシャフト４０を上昇させる。

【0026】

一方、直動駆動手段２０によってシャフト４０を被測定物Ｗの表面Ｗａに接近させる方向に下降させるときは、ソレノイドバルブ６０３に通電がなされエア供給源６０がエア流路２０４ａに連通する状態になり、エア供給源６０がエア流入口２０３ａに所定のエアを流入しシリンダチューブ２０１内に上方からエアを供給し、また、エア流入口２０３ｂから所定のエアを流出させる。その結果、ピストンロッド２０２の上端が固定板４９０の下面に接触した状態で規制された速度でピストンロッド２０２が下降していくことで、シャフト４０及びシャフト４０に連結される固定板４９０の自重によってシャフト４０が下降する速度が制限される。そして、測定子４００の下端４００ｃが被測定物Ｗの表面Ｗａに接触するまでシャフト４０を下降させる。

【0027】

図１、２に示すように、固定板４９０の下面の一角には、高さ位置読み取り手段２５が配設されている。高さ位置読み取り手段２５は、固定板４９０の下面にその上端が固定されておりシャフト４０の延在方向（Ｚ軸方向）と平行に－Ｚ方向に向かって延在するスケール２５０と、スケール２５０の目盛り２５０ａを読み取る読み取り部２５１と、読み取り部２５１が固定される支持柱２５２とを備えている。支持柱２５２は、支持板４８０の側面に固定されており＋Ｚ方向に向かって延在している。読み取り部２５１は、支持柱２５２の側面に固定されているとともに、スケール２５０の側面にＺ軸方向に等間隔に形成された目盛り２５０ａに対面している。読み取り部２５１は、例えば、スケール２５０の目盛り２５０ａの反射光を読み取る光学式のものであり、読み取ったスケール２５０の目盛り２５０ａの値をシャフト４０の測定子４００の下端４００ｃの高さ位置に変換して測定することで、被測定物Ｗの表面Ｗａの高さ位置を読み取ることができる。

【0028】

図２、３に示すように、支持板４８０の下面には、例えば外形が略円柱状の水供給ノズル４４１が、その上部に形成されたネジ部４４１ａ等によって着脱可能に装着されている。水供給ノズル４４１の中央には厚み方向（Ｚ軸方向）にシャフト４０を貫通させるための横断面円形状の貫通孔４４１ｂが形成されており、該貫通孔４４１ｂの下端側が、ケーシング４１の下に配設されシャフト４０の側面４０ａを囲繞するリング状に形成されエア噴出口４２から噴出したエアをシャフト４０の側面４０ａに沿って被測定物Ｗに向かって排気させる排気口４３となる。
貫通孔４４１ｂと支持板４８０の円形穴４８０ａとケーシング４１の円形状の収容孔４１ｄとは中心が略合致しており、本実施形態においては例えばその直径が同径となっている。

【0029】

図２、３に示す水膜形成手段４４（以下、実施形態１の水膜形成手段４４とする。）は、排気口４３を囲繞する環状の水噴出口４４１ｃを備える上記水供給ノズル４４１を備えている。
例えば、水供給ノズル４４１の側面には水供給口４４１ｄが形成されており、該水供給口４４１ｄは、水供給ノズル４４１内部において水噴出口４４１ｃに連通している。水噴出口４４１ｃは、図２、３に示す例においては、水供給ノズル４４１の下端側に向けて縮径する筒状に形成されており水供給口４４１ｄから水噴出口４４１ｃに移動した水が水供給ノズル４４１の中央に向く流れとなりつつ下降するようになっているが、これに限定されるものではない。

【0030】

水供給口４４１ｄには、水供給パイプ４６０が一端が接続されており、水供給パイプ４６０の他端側にはポンプ等から構成され水（例えば、純水）を供給可能な水供給源４６１が連通している。

【0031】

以下に上記リニアゲージ４により被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定する場合の、リニアゲージ４の動作について、図２及び図３を用いて説明する。
図２、３において、被測定物Ｗは、図示しない研削装置のチャックテーブル１０（図３には不図示）に吸引保持されており、研削水が供給されつつ回転する研削砥石によって薄化されている。即ち、被測定物Ｗは、チャックテーブル１０の図示しない吸引源に連通しポーラス部材等からなる保持面１０ａに表面Ｗａを上側に向けて吸引保持されており、チャックテーブル１０の回転に伴ってＺ軸方向の軸心周りに回転している。

【0032】

図２に示すように、リニアゲージ４は、支持台１１上に取り付けられており、被測定物Ｗの上方に位置づけられている。被測定物Ｗの研削加工中においては、リニアゲージ４を用いて被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定して被測定物Ｗの厚みの変化を監視する。
直動駆動手段２０が、シャフト４０を被測定物Ｗに接近する－Ｚ方向に下降させる。具体的には、図２に示すエア供給源６０がエア流入口２０３ａに所定量のエアを流入させてシリンダチューブ２０１内にエアを供給することにより、規制された速度でシリンダチューブ２０１の内部においてピストン２００を下方向（－Ｚ方向）に移動させる。これにより、固定板４９０及びシャフト４０の自重による下降速度を制限しながら測定子４００の下端４００ｃが被測定物Ｗの表面Ｗａに接触するまでシャフト４０を下降させる。このように、直動駆動手段２０が固定板４９０及びシャフト４０の下降速度を制限することにより、測定子４００の下端４００ｃが被測定物Ｗに接触する時の衝撃を小さくすることができる。

【0033】

この際、エア供給源６０からエア流入口４１０ｃにエアを供給し、エア噴出口４２からシャフト４０の側面４０ａとケーシング４１の支持面４１ａとの間にエアを噴出させ介在させることにより、ケーシング４１でシャフト４０の側面４０ａを非接触で支持しつつ、シャフト４０をＺ軸方向に垂直に下降させていくことができる。

【0034】

シャフト４０の下降により被測定物Ｗの表面Ｗａに測定子４００が接触したら、測定子４００の下端４００ｃが被測定物Ｗの表面Ｗａに接触したときのスケール２５０の目盛り２５０ａを読み取り部２５１が読み取る。
その後、エア供給源６０からエア流入口２０３ａに流入させるエアの供給量を調整し、シャフト４０が被測定物Ｗの厚みの変化、換言すれば被測定物Ｗの表面Ｗａの変位に応じて自由に軸方向に動くことができるものとし、読み取り部２５１が変化する目盛り２５０ａを順次読み取っていくことで、リニアゲージ４によって被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を順次測定していくことができる。

【0035】

リニアゲージ４で被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定している最中において、エア噴出口４２からシャフト４０の側面４０ａとケーシング４１の支持面４１ａとの間に供給されたエアは、シャフト４０の側面４０ａに沿ってケーシング４１の収容孔４１ｄ内を下降していき、さらに、支持板４８０の円形穴４８０ａを通過して水供給ノズル４４１に至る。
該エアは、水供給ノズル４４１内においてもシャフト４０の側面４０ａに沿って貫通孔４４１ｂ内を下降していき、環状の排気口４３から被測定物Ｗに向かって排気される。

【0036】

リニアゲージ４で被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定している最中において、水供給源４６１から水が供給され、水供給口４４１ｄから該水が水供給ノズル４４１内部に流入していく。そして、排気口４３を囲繞する環状の水噴出口４４１ｃから該水がシャフト４０の側面４０ａに向けて噴出し、シャフト４０の側面４０ａを水膜として覆いつつ被測定物Ｗに向かう下方に流れていく。その結果、排気口４３からエアの排気がなされると共に、水膜形成手段４４により形成される水膜によってシャフト４０及び測定子４００に付着物が付着しないように保護がなされる。即ち、研削屑を含む研削噴霧が水供給ノズル４４１から下方に突き出たシャフト４０及び測定子４００の周囲に舞っていても、シャフト４０の側面４０ａや測定子４００に接触することが水膜によって防がれ、また、乾燥して固着することも防がれる。

【0037】

本発明に係る被測定物Ｗの表面変位を測定するリニアゲージ４は、被測定物Ｗの表面Ｗａに接触させる測定子４００を先端に備えたシャフト４０と、シャフト４０の側面４０ａを囲繞して支持する支持面４１ａを有するケーシング４１と、支持面４１ａに配設されシャフト４０の側面４０ａと支持面４１ａとの間にエアを介在させるエア噴出口４２と、ケーシング４１の下に配設されシャフト４０の側面４０ａを囲繞するリング状に形成されエア噴出口４２から噴出したエアをシャフト４０の側面４０ａに沿って被測定物Ｗに向かって排気させる排気口４３と、排気口４３を囲繞しシャフト４０の側面４０ａに水膜を形成する水膜形成手段４４と、を備えているため、排気口４３からエアの排気を可能にすると共に、水膜形成手段４４により形成される水膜によってシャフト４０及び測定子４００を研削屑等の付着物が付着しないように保護することが可能となる。さらに排気口４３から排気されたエアと水膜形成手段４４から供給された水とが、図３に示すように測定子４００が接触する被測定物Ｗの表面Ｗａから研削屑を排除するように被測定物Ｗの表面Ｗａ上を流れていくので、リニアゲージ４による被測定物Ｗの表面Ｗａの変位の測定誤差の発生を防ぐことができる。

【0038】

本発明に係るリニアゲージ４において、水膜形成手段４４は、排気口４３を囲繞する環状の水噴出口４４１ｃを備える水供給ノズル４４１を備えていることで、水膜の形成を容易に行うことが可能となる。

【0039】

本発明に係るリニアゲージ４は、図２、３に示す水膜形成手段４４に代えて、図４に示す水膜形成手段４５を備えてもよい。
水膜形成手段４５は、シャフト４０を囲繞する環状管４５０と、環状管４５０の一方の位置４５０ａ（図４においては＋Ｘ方向側の位置）から水を供給する供給部４５１と、環状管４５０の中心を基準として一方の位置４５０ａに対称的な他方の位置４５０ｂ（図４においては－Ｘ方向側の位置）で供給部４５１の反対側に形成され被測定物Ｗに向かって水を噴出する水噴出口４５２と、を備える。本実施形態においては、水膜形成手段４５の上記各構成要素は、例えば、支持板４８０の下面に取り付けられた略円柱状の柱体４５９内に配設されている。

【0040】

柱体４５９の上面にはネジ部４５９ａが形成されており、柱体４５９は支持板４８０の下面にネジ部４５９ａによって着脱可能に装着されている。柱体４５９の中央には厚み方向（Ｚ軸方向）にシャフト４０を貫通させるための横断面円形状の貫通孔４５９ｂが形成されており、該貫通孔４５９ｂは例えば支持板４８０の円形穴４８０ａと略同径の直径を備えており、円形穴４８０ａと中心が合致した状態になっている。

【0041】

貫通孔４５９ｂの下端側が、ケーシング４１の下に配設されシャフト４０の側面４０ａを囲繞するリング状に形成されエア噴出口４２から噴出したエアをシャフト４０の側面４０ａに沿って被測定物Ｗに向かって排気させる排気口４３となる。排気口４３は、図４に示す例においては、貫通孔４５９ｂよりも拡径されているがこれに限定されるものではない。

【0042】

供給部４５１は、例えば、柱体４５９の側面から柱体４５９の内部に水平に延びてからさらに下方に延びるように形成されており、柱体４５９の内部において環状管４５０の一方の位置４５０ａに連通している。供給部４５１には、水供給パイプ４６０が一端が接続されており、水供給パイプ４６０の他端側にはポンプ等から構成され水（例えば、純水）を供給可能な水供給源４６１が連通している。
水噴出口４５２は、環状管４５０の他方の位置４５０ｂから柱体４５９の中心側に例えば直線状に延びており、排気口４３に連通している。

【0043】

上記水膜形成手段４５を備えるリニアゲージ４で被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定している最中において、図２に示すエア噴出口４２からシャフト４０の側面４０ａとケーシング４１の支持面４１ａとの間に供給されたエアは、シャフト４０の側面４０ａに沿ってケーシング４１の収容孔４１ｄ内を下降していき、さらに、支持板４８０の円形穴４８０ａを通過して図４に示す柱体４５９に至る。
該エアは、柱体４５９内においてもシャフト４０の側面４０ａに沿って貫通孔４５９ｂ内を下降していき、排気口４３から被測定物Ｗに向かって排気される。

【0044】

図４に示す水膜形成手段４５を備えるリニアゲージ４で被測定物Ｗの表面Ｗａの変位を測定している最中において、水供給源４６１から水が供給され、供給部４５１から該水が柱体４５９内部に流入していく。供給部４５１から環状管４５０の一方の位置４５０ａに供給された水は、二手に分かれて環状管４５０内を＋Ｚ方向から見てそれぞれ時計回り方向、反時計回り方向に流れていき、その結果、シャフト４０のＺ軸方向の軸心を軸とする周方向の力が二手に分かれた水にそれぞれ発生する。

【0045】

そして、該二手に分かれて環状管４５０内を流れていく水が、それぞれ水噴出口４５２に到達し合流した際に該周方向の力が残存することで、排気口４３を通過しシャフト４０の側面４０ａに移動した水が例えば螺旋状の流れを備える水膜となって側面４０ａを覆いまとわりつくようにして被測定物Ｗに向かって下降していく。その結果、環状の排気口４３からエアの排気がなされると共に、水膜形成手段４５により形成される水膜によってシャフト４０及び測定子４００は付着物が付着しないように保護される。即ち、研削屑を含む研削噴霧が柱体４５９から下方に突き出たシャフト４０及び測定子４００の周囲に舞っていても、シャフト４０の側面４０ａや測定子４００に接触することが水膜によって防がれ、また、乾燥して固着することも防がれる。

【0046】

上記のように、本発明に係るリニアゲージ４において、水膜形成手段４５は、シャフト４０を囲繞する環状管４５０と、環状管４５０の一方の位置４５０ａから水を供給する供給部４５１と、環状管４５０の中心を基準として一方の位置４５０ａに対称的な他方の位置４５０ｂで供給部４５１の反対側に形成され被測定物Ｗに向かって水を噴出する水噴出口４５２と、を備えることによって、供給部４５１から環状管４５０に供給された水が環状管４５０を流れることで発生するシャフト４０の軸心を軸とする周方向の力が水噴出口４５２で水が合流した際に残存することで、水がシャフト４０の側面４０ａを覆い被測定物Ｗに向かって流れて水膜を容易に形成することが可能となる。

【0047】

本発明に係るリニアゲージ４は上述の水膜形成手段４４又は水膜形成手段４５を備える例に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されているリニアゲージ４の各構成要素の外形等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0048】

Ｗ：被測定物 Ｗａ：被測定物の表面
４：リニアゲージ
４０：シャフト ４０ａ：シャフトの側面 ４００：測定子 ４００ｃ：測定子の下端
４１：ケーシング ４１０：枠体 ４１ｄ：収容孔 ４１ａ：支持面 ４１０ｃ：エア流入口 ４１０ｄ：流路
４２：エア噴出口
４３：排気口
４４：水膜形成手段
４４１：水供給ノズル ４４１ａ：ネジ部 ４４１ｂ：貫通孔 ４４１ｃ：水噴出口 ４４１ｄ：水供給口
４６：水供給源 ４６０：水供給パイプ
４９０：固定板 ４９１：固定ナット
４８０：支持板 ４８０ａ：円形穴
５０：回転規制手段 ５０１：第１の磁石 ５０２：第２の磁石 ５０３：ガイド棒
６０：エア供給源 ６００：エア供給管 ６０３：ソレノイドバルブ
２０：直動駆動手段 ２００：ピストン ２０１：シリンダチューブ ２０２：ピストンロッド ２０３ａ、２０３ｂ：エア流入口 ２０４ａ、２０４ｂ：エア流路
２５：高さ位置読み取り手段 ２５０：スケール ２５０ａ：目盛り ２５１：読み取り部 ２５２：支持柱
１１：支持台 １０：チャックテーブル １０ａ：保持面
４５：水膜形成手段 ４５０：環状管 ４５１：供給部 ４５２：水噴出口 ４５９：柱体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】