JP2008229797A - 垂直直動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、垂直直動性能を損なうことなく、垂直軸移動体の落下防止性能を向上することのできる垂直直動装置を提供することにある。
【解決手段】電源20のオフ時に垂直軸移動体14の落下を防止する落下防止機構22を備え、落下防止機構22は、該移動体14と共に移動するように該移動体14に設けられ、電源20のオフ時に水平方向のみに駆動するアクチュエータ24と、該移動体14の移動によっても常にアクチュエータ24と対向するように、垂直軸固定体12に垂直方向に設けられ、電源20のオフ時にアクチュエータ24の駆動を受けて該移動体14を静止させるための対向部26とを備え、電源20のオン時にアクチュエータ24と対向部26間にブレーキを働かせない状態で該移動体14を移動させ、電源20のオフ時にアクチュエータ24及び対向部26を介して該移動体14を静止させることを特徴とする垂直直動装置10。
【選択図】図１

Description

本発明は垂直直動装置、特にその垂直軸移動体の落下防止機構の改良に関する。

垂直直動装置は、例えば画像測定機や三次元測定機等の各種精密測定装置、精密工作機械などに使用され、Ｚ軸固定体と、Ｚ軸固定体に対し垂直方向に往復直線運動をする垂直軸移動体とを含む。

ところで、垂直直動装置においては、Ｚ軸移動体が落下すると、ワークを破損したり、装置自身、例えばＺ軸移動体の先端に設けられたプローブ等を破損することもある。これを防ぎたい場合は、垂直直動装置に、Ｚ軸移動体の落下防止機構を設けることが考えられる（例えば特許文献１，２等参照）。

ここで、特許文献１に記載のものは、楔作用を利用した落下防止機構を、Ｚ軸移動体のカウンタバランス機構に設けたものである。
また、特許文献２に記載の落下防止機構は、Ｚ軸移動体との摩擦部材、摩擦部材のＺ軸移動体への付勢手段とを含み、摩擦部材の先端が弧を描くようにＺ軸移動体に摩擦部材を押し付けることで、Ｚ軸移動体にブレーキをかけている。
実開昭６２−３７７０３号公報 実開平７−２３２０３号公報

ところで、垂直直動装置においては、その性能の向上に伴い、落下防止機構にも更なる性能の向上が望まれている。
しかしながら、従来においては、落下防止機構の更なる性能の向上に極めて有効な着目点すら未だ不明であった。

これに対し、本発明者らによれば、落下防止機構の更なる性能の向上を図るためには、以下の点を考慮する必要があることがわかった。
すなわち、垂直直動装置においては、Ｚ軸移動体を駆動するモータの負荷を軽減することを目的として、カウンタバランス機構を用いているが、カウンタバランス機構のワイヤーが断線した状態でモータの電源がオフになった場合、Ｚ軸移動体が落下し、ワークないし装置を損傷することがある。

このようなＺ軸移動体の落下防止を考慮する場合であっても、垂直直動装置のＺ軸に、例えば特許文献１，２等に記載の一般的な落下防止機構を設けることが考えられる。
しかしながら、前記従来方式にあっては、垂直直動性能及び落下防止性能の双方を極めて高いレベルで得るのは困難であるので、本発明の課題解決手段として採用するに至らなかった。
すなわち、垂直直動装置においては、装置自体の小型化に伴い落下防止機構にも小型化が望まれている。
しかしながら、前記特許文献１，２に記載の落下防止機構等に代表される一般的な落下防止機構では、ブレーキ性能の向上に伴いその構成が複雑化、大型化してしまうので、垂直直動装置のＺ軸に設けられない場合もあった。

また、前記特許文献２に記載の落下防止機構等に代表される一般的な落下防止機構では、ブレーキ性能向上のために常にブレーキをかけておくことも考えられるが、本来の垂直直動性能自体を犠牲にしてしまう。

このように前記従来方式では、垂直直動性能及び落下防止性能の双方を極めて高いレベルで得るのは困難であった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、垂直直動性能を損なうことなく、垂直軸移動体の落下防止性能を向上することのできる垂直直動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明にかかる垂直直動装置は、垂直軸固定体と、前記垂直軸固定体に対して垂直方向に直線移動する垂直軸移動体と、前記垂直軸移動体を垂直方向に送り移動する送り手段と、前記垂直軸送り手段に、前記垂直軸移動体を駆動するための動力を供給する駆動源と、オン時、前記駆動源に動力を発生させるための電力を供給し、オフ時に該電力の供給を停止する電源と、を備えた垂直直動装置において、
落下防止機構を備えることを特徴とする。
前記落下防止機構は、前記電源のオフ時に、前記垂直軸固定体に対する前記垂直軸移動体の落下を防止するためのものである。

前記落下防止機構は、アクチュエータと、対向部と、を備える。
ここで、前記アクチュエータは、前記垂直軸移動体と共に移動するように該垂直軸移動体に設けられ、前記電源のオフ時に水平方向のみに駆動する。
また、前記対向部は、前記垂直軸移動体の移動によっても常に前記アクチュエータと対向するように、前記垂直軸固定体に垂直方向に設けられ、前記電源のオフ時に該アクチュエータの駆動を受けて、該垂直軸移動体を静止させるためのものとする。

そして、本発明においては、前記電源のオン時に、前記アクチュエータと前記対向部間にブレーキを働かせない状態で、前記垂直軸固定体に対し前記垂直軸移動体を移動させる。また、本発明においては、該電源のオフ時に、該アクチュエータ及び該対向部を介して、該垂直軸固定体に対して該垂直軸移動体を静止させる。

なお、本発明においては、前記アクチュエータが、突出部材と、駆動手段と、を備えることが好適である。
ここで、前記突出部材は、前記対向部に常に対向し、水平方向のみに移動する。
また、前記駆動手段は、前記突出部材を駆動する。
そして、前記駆動手段は、前記電源のオフ時に、前記突出部材を前記垂直軸固定体の対向部に向けて水平方向に駆動し、前記突出部材の先端を前記垂直軸固定体の対向部に当接させる。また、前記駆動手段は、前記電源のオン時に、前記突出部材を前記垂直軸固定体の対向部から離隔する水平方向に駆動し、前記突出部材の先端を前記垂直軸固定体の対向部より完全に離隔させる。

また、本発明において、前記突出部材はその他端が磁力による引力を受けるものであり、前記駆動手段は、電磁石と、弾性材と、を含むことが好適である。
ここで、前記電磁石は、前記突出部材を駆動するためのものとする。
また、前記弾性材は、前記電源のオフ時に、弾性力で、前記突出部材を対向部に向けて水平方向に駆動するように、該突出部材と前記電磁石間に設けられるものとする。
そして、前記駆動手段は、前記電源のオン時に、前記電磁石の引力で、前記突出部材が前記対向部から離隔する水平方向に吸引されるように、該電磁石の駆動をオンにする。該駆動手段は、該電源のオフ時に、該電磁石の引力を消し、該突出部材が前記弾性材の弾性力で対向部に当接する水平方向に移動するように、該電磁石の駆動をオフにする。

本発明において、前記突出部材は、その他端がエアーによる吸引力を受けるものであり、
また、前記駆動手段は、弾性材と、エアー吸引部と、を含むことが好適である。
ここで、前記弾性材は、前記電源のオフ時に、弾性力で、前記突出部材を対向部に向けて水平方向に駆動するように、前記突出部材との間に設けられるものとする。
前記エアー吸引部は、前記突出部材を駆動する。
そして、前記エアー吸引部は、前記電源のオン時に、エアー吸引で、前記突出部材が前記対向部から離隔する水平方向に吸引されるように、エアーの吸引をオンにする。また、該エアー吸引部は、該電源のオフ時に、該エアー吸引を消し、該突出部材が、前記弾性材の弾性力で対向部に当接する水平方向に移動するように、該エアーの吸引をオフにする。

本発明においては、前記対向部が、複数の穴もしくは溝を含むことが好適である。
前記複数の穴もしくは溝は、垂直軸固定体の垂直方向に、垂直軸移動体の可動範囲において、設けられるものとする。
本発明においては、前記穴もしくは溝が、左右互い違いに、垂直方向に設けられていることが好適である。
本発明においては、前記対向部が、摩擦面を含み、
前記突出部の先端は、前記摩擦面との摩擦が大であり、
前記アクチュエータと前記対応部間のブレーキは、前記突出部材の先端と前記摩擦面間の摩擦力によるものであることが好適である。

本発明においては、前記垂直移動体のカウンタバランス機構と、検出機構と、を含むことが好適である。
ここで、前記検出機構は、カウンタバランス機構の異常を検知する。

本発明においては、前記カウンタバランス機構が、前記垂直移動体と連結され、該垂直移動体の直線移動に同期して垂直方向に直線移動する、該垂直移動体と同じ重さのウエイトと、
前記垂直移動体の移動方向と前記ウエイトの移動方向とが逆向きで、同じ移動量となるように、該垂直移動体と該ウエイト間を連結するワイヤーと、
を含み、
前記検出機構は、前記ワイヤーの断線を検知するワイヤー断線検出機構であり、
前記ワイヤー断線検出機構は、前記ワイヤーを含む閉回路と、前記閉回路の導通を検知するセンサーと、
備え、
前記カウンタバランス機構の異常として、前記ワイヤーの断線を検知することが好適である。

本発明においては、前記落下防止機構が、さらに、アラート手段を備えることが好適である。
ここで、前記アラート手段は、前記検出機構が、前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合は、該異常を外部に知らせる。

本発明においては、前記検出機構が前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合は、前記アクチュエータが駆動し、前記垂直軸固定体に対して前記垂直軸移動体を静止させることが好適である。

本発明にかかる垂直直動装置によれば、前記落下防止機構を備えることとしたので、垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を実現することができる。

また、本発明においては、前記落下防止機構が、前記突出部材を含むアクチュエータを備えることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記アクチュエータが、電磁石及び弾性材を備えることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記アクチュエータが、エアー吸引部及び弾性材を備えることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。

本発明においては、前記落下防止機構が、前記対向部として穴ないし溝を備えるにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記穴ないし溝が、左右互い違いに設けられることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記落下防止機構が、前記対向部として摩擦面を含むことにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。

本発明においては、前記落下防止性能が、カウンタバランス機構の異常を検知する検出機構を備えることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記検出機構が、前記カウンタバランス機構のワイヤー断線を検知することにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記検出機構が前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合は該異常を外部に知らせるアラート手段を備えることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。
本発明においては、前記検出機構が前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合は、垂直軸移動体を静止させることにより、前記落下防止機構による垂直軸移動体の垂直直動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現することができる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
第一実施形態
図１には本発明の第一実施形態にかかる垂直直動装置の概略構成が示されている。
同図に示す垂直直動装置１０は、Ｚ軸固定体（垂直軸固定体）１２と、Ｚ軸移動体（垂直軸移動体）１４と、Ｚ軸送り手段（垂直軸送り手段）１６と、駆動源１８と、電源２０と、落下防止機構２２とを備える。

ここで、Ｚ軸固定体１２は、ベース２４にＺ軸方向（垂直方向）に立設される。
また、Ｚ軸移動体１４は、Ｚ軸固定体１２に対してＺ軸方向に往復直線移動をする。
Ｚ軸送り手段１６は、例えばボールねじ等を含み、Ｚ軸移動体１４をＺ軸方向のみに送り移動する。
駆動源１８は、例えばモータ等を含み、Ｚ軸送り手段１６に、Ｚ軸移動体１４を駆動するための動力を供給する。
電源２０は、オン時、駆動源１８に動力を発生させるための電力を供給し、オフ時に該電力の供給を停止する。
落下防止機構２２は、電源２０のオフ時に、Ｚ軸固定体１２とＺ軸移動体１４間にブレーキをかけることで、Ｚ軸固定体１２に対してＺ軸移動体１４を静止させる。また、落下防止機構２２は、電源２０のオン時に、該Ｚ軸固定体１２とＺ軸移動体１４間のブレーキを完全に解除することで、Ｚ軸固定体１２に対してＺ軸移動体１４をＺ軸方向に移動自在とする。

このために落下防止機構２２は、アクチュエータ２４と、対向部２６とを備え、Ｚ軸送り手段１６上より離隔したところ、例えばＺ軸固定体１２に対するＺ軸移動体１４の案内面２８のところに設けられている。
ここで、アクチュエータ２４は、Ｚ軸移動体１４と共に移動するようにＺ軸移動体１４に設けられる。アクチュエータ２４は、電源２０のオフ時に、水平方向のみに駆動する。
また、対向部２６は、Ｚ軸移動体１４の移動によっても常にアクチュエータ２４と対向するように、Ｚ軸固定体１２にＺ軸方向に設けられる。対向部２６は、電源２０のオフ時に、アクチュエータ２４の駆動を受けて、Ｚ軸移動体１４を静止させるためのものとする。

なお、本実施形態においては、Ｚ軸移動体１４の先端にプローブ３０を設けており、プローブ３０により、ベース２４上の試料３２を測定している。

また、本実施形態においては、垂直直動装置１０が、Ｚ軸移動体１４のカウンタバランス機構３４を備える。
カウンタバランス機構３４は、Ｚ軸移動体１４と同じ重さのウエイト３６と、ワイヤー３８とを含む。
ウエイト３６は、ワイヤー３８を介してＺ軸移動体１４と連結され、Ｚ軸移動体１４のＺ移動に同期してＺ移動する。
ワイヤー３８は、Ｚ軸移動体１４の移動方向とウエイト３６の移動方向とが逆向きで、同じ移動量となるように、Ｚ軸移動体１４とウエイト３６間を連結する。

また、本実施形態においては、アクチュエータ２４のための、駆動手段４０と、制御手段４２と、を備える。
そして、本実施形態においては、電源２０のオン時に、アクチュエータ２４と対向部２６間にブレーキを働かせない状態で、Ｚ軸固定体１２に対しＺ軸移動体１４を移動させる。
また、電源２０のオフ時には、アクチュエータ２４及び対向部２６を介して、Ｚ軸固定体１２に対してＺ軸移動体１４を静止させる。

図２には落下防止機構２２の要部が示されている。
アクチュエータ２４は、本体４４と、突出部材４６とを備える。
対向部２６として、Ｚ軸固定体のＺ軸方向に、複数の穴（以下、穴２６という）を含む。
突出部材４６は、Ｚ軸固定体１２の穴２６に常に対向し、本体４４内で水平方向のみに移動する。
電源２０のオン時、突出部材４６を本体４４より突出させず、電源２０のオフ時に、突出部材４６の先端が、本体４４より水平方向に突出して、穴２６に挿入されるように、アクチュエータ２４を構成している。
そして、駆動手段４０は、電源２０のオフ時に、突出部材４６をＺ軸固定体１２の穴２６に向けて水平方向に駆動し、突出部材４６の先端をＺ軸固定体１２の穴２６に挿入するようにしている。
また、駆動手段４０は、電源２０のオン時に、突出部材４６をＺ軸固定体１２の穴２６から離隔する水平方向に駆動し、突出部材４６の先端をＺ軸固定体１２の穴２６より完全に離隔させるようにしている。

本実施形態にかかる垂直直動装置１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
本実施形態おいては、Ｚ軸移動体１４が、水平駆動するアクチュエータ２４を備え、Ｚ軸固定体１２が穴２６を備える。
この結果、本実施形態によれば、電源２０のオン時にはＺ軸固定体１２に対するＺ軸移動体１４のＺ移動を妨げることなく、電源２０のオフ時にのみＺ軸移動体１４を確実に静止させることができる。電源２０のオフ時のＺ軸移動体１４の落下防止距離を極めて少なくすることができる。これにより、ワーク３２ないしプローブ３０の衝突を大幅に低減することができる。

また、本実施形態の落下防止機構２２は、アクチュエータ２４の水平駆動という構成が簡単なものであるので、大きな設置スペースを必要としないので、従来、設置スペースの点で、Ｚ軸送り手段上に落下防止機構を設けられなかった垂直駆動装置に対しても、本実施形態の落下防止機構２２であれば、容易に設けることができるので、汎用性の面でも極めて有効である。

前記落下防止機構２２の作用について、図３を参照しつつ、より具体的に説明する。
すなわち、電源オン時、図３（Ａ）に示されるようにアクチュエータ２４は未作動状態であり、突出部材４６は完全にＺ軸移動体１４（アクチュエータ２４）内に格納されており、Ｚ軸移動体１４とＺ軸固定体１２間の相対移動に影響を及ぼさない。
一方、電源オフ時、図３（Ｂ）に示されるようにアクチュエータ２４は作動状態であり、突出部材４６はＺ軸移動体１４（アクチュエータ２４）から水平方向に突出し、その先端部が穴２６に引っかかるので、Ｚ軸固定体１２に対してＺ軸移動体１４のＺ移動を確実に停止している。これにより、アクチュエータ２４が設けられたＺ軸移動体１４も確実に停止している。このようにＺ軸固定体１２に穴２６を設け、この穴２６にＺ軸移動体１４から突出部材４６の先端を水平方向から引っかけて、Ｚ軸移動体１４を止めることによって、優れたブレーキ効果を得ることができる。

ところで、前記ワーク３０ないし垂直直動装置１０の衝突危険性は、Ｚ軸移動体１４の落下距離が少ない程に低減する。
本実施形態においては、対向部として、複数の穴２６をＺ軸固定体１２に設け、アクチュエータ作動時に穴２６と突出部材４６とが引っかかる構成としているので、アクチュエータが作動した瞬間にＺ軸移動体１４が落下しても、その落下距離は、穴２６間のピッチに応じた微小距離に過ぎない。

ここで、前記落下距離を、より微小距離とするためには、図４（Ａ）に示されるように、複数の穴２６を、Ｚ軸固定体１２に左右互い違いに設けることも非常に好ましい。
この場合、図４（Ａ）に示されるように、アクチュエータ２４は、二本の突出部材４６を備えることが好ましい。
このように穴２６を左右互い違いに配置することで、穴２６の単列配置時に比べて、穴２６間のピッチを少なくすることができる。これにより、穴２６の単列配置時に比べて、アクチュエータ２４が作動した瞬間における、Ｚ軸移動体１４の落下距離を、より微小距離とする。

なお、前記構成では、対向部として、穴２６を用いた例について説明したが、アクチュエータ２４の作動時に、突出部材４６の先端が確実に引っかかるものであれば、溝を用いることも好ましい。

駆動手段
また、前記Ｚ軸移動体１４の落下を、より確実に防止するためには、電源オフ時に、アクチュエータ２４を確実に及び迅速に作動させることも非常に重要であり、このためにアクチュエータのための駆動手段に、下記の電磁石、エアーを用いることも好ましい。

＜電磁石＞
また、本実施形態において、前記突出部材４６の駆動に、図５に示されるような電磁石を含むことが好適である。
図５には、突出部材４６の駆動に電磁石を用いたアクチュエータの概略構成が示されている。
同図においてアクチュエータ２４は、電磁石４８と、ばね材（弾性材）５０とを含む。

ここで、電磁石４８は、突出部材４６を駆動するためのものとする。
ばね材５０は、電源オフ時に、弾性力で、突出部材４６を対向部に向けて水平方向に駆動するように、突出部材４６の後端と電磁石４８間に設けられている。
そして、駆動手段４０は、電源オン時に、電磁石４８の磁力で、突出部材４６が対向部から離隔する水平方向に吸引されるように、電磁石４８の駆動をオンにする。
また、駆動手段４０は、電源オフ時に、電磁石４８の磁力を消し、突出部材４６がばね材５０の弾性力で、対向部に当接する水平方向に移動するように、電磁石４８の駆動をオフにする。

すなわち、同図（Ａ）に示されるアクチュエータ２４は、電源のオン時、電磁石４８の引力により、ばね材５０、突出部材４６を本体４４内に引き込んでおり、本体４４より突出部材４６が突出しないようにしている。
一方、同図（Ｂ）に示されるような電源のオフ時には電磁石４８の引力が失われ、ばね材５０の反発力により、突出部材４６が、Ｚ軸固定体１２に向けて、Ｚ軸移動体１４の外に出る。

＜エアー＞
また、本実施形態において、前記突出部材４６の駆動に、図６に示されるようなエアーを含むことも好適である。
図６には、突出部材４６の駆動に、前記電磁石に代えてエアーを用いたアクチュエータの概略構成が示されている。
同図においてアクチュエータ２４は、エアー用穴５２と、エアー吸引部（駆動手段）４０とを含む。

ここで、エアー用穴５２は、突出部材４６を吸引するためのものとする。
また、ばね材５０は、電源のオフ時に、弾性力で、突出部材４６を対向部に向けて水平方向に駆動するように、突出部材４６とエアー用穴５２間に設けられる。
エアー吸引部４０は、電源のオン時に、エアー吸引で、突出部材４６が対向部から離隔する水平方向に吸引されるように、エアー用穴５２からのエアー吸引をオンにする。また、エアー吸引部４０は、電源のオフ時に、エアー吸引を消し、突出部材４６がばね材５０の弾性力で対向部に当接する水平方向に移動するように、エアー用穴５２からのエアー吸引をオフにする。

すなわち、アクチュエータ２４は、同図（Ａ）に示されるような電源のオン時には、エアーの引力により、ばね材５０、突出部材４６を本体４４内に引き込む。
一方、アクチュエータ２４は、同図（Ｂ）に示されるような電源のオフ時には、エアーによる引力が失われ、ばね材５０の反発力により、突出部材４６が、Ｚ軸固定体１２に向けて、Ｚ軸移動体１４の外に出る。

対向部
前記構成では、突出部材４６によってＺ軸移動体１４を停止させるため、突出部材４６を穴や溝にひっかけた例について説明した。穴や溝は狭いスペースにも対応できるため、非常に好ましいが、突出部材４６と対向部間の摩擦を用いて、Ｚ軸移動体１４を停止させることも可能である。

＜摩擦＞
このために本実施形態では、図７に示されるように、Ｚ軸固定体１２に、対向部として、摩擦係数の高い摩擦面２６を設けている。
この場合、突出部材４６の先端は摩擦面２６との摩擦が大である。アクチュエータ２４と対応部間のブレーキは、突出部材４６の先端と摩擦面２６間の摩擦力によるものである。
そして、電源のオフ時、同図に示すアクチュエータ２４は、突出部材４６を、水平方向より、Ｚ軸固定体１２の摩擦係数の高い摩擦面２６に、当接させている。
同図に示されるように、突出部材４６とＺ軸固定体１２とが接する摩擦面２６を摩擦係数が高いものにすることによっても、優れたブレーキ効果を得ることができる。

第二実施形態
本実施形態においては、落下防止機構２２によるＺ軸移動体１４のＺ軸移動性能向上と落下防止性能向上との双方を、より高いレベルで、実現するため、下記のワイヤー断線検出機構を備えることも好適である。
すなわち、画像測定機や三次元測定機のＺ軸において、モータの負荷を軽減することを目的として、カウンタバランス機構を用いているが、ワイヤーが断線した場合、以下の問題が生じることがある。
（１）ワイヤーが断線してもモータによってＺ軸移動体は駆動されているが、該断線によってＺ軸移動体の移動に関してバランスが急激に崩れた場合は、Ｚ軸移動体の予期しない落下もあり得る。
（２）カウンタバランス機構の不具合で、Ｚ軸移動体の高精度なＺ移動が行えず、そのまま測定や加工を続けても、その結果の精度が保てないことがある。
（３）モータの負荷が増大し、寿命が短くなるなどの問題が生じることがある。
前記問題を回避するために、ワイヤーの断線を検知することが必要となるが、ワイヤーは通常、本体カバーに覆われているので、目視での断線確認が困難である。

これに対し、本実施形態は、カウンタバランス機構におけるワイヤーの断線を検知することを目的として、下記のワイヤー断線検出機構（検出機構）を設けることが非常に好ましい。
図８には本発明の一実施形態にかかるワイヤー断線検出機構を備えた垂直直動装置の概略構成が示されている。なお、前記第一実施形態と対応する部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。
同図に示すワイヤー断線検出機構（検出機構）１５４は、Ｚ軸移動体１１４のカウンタバランス機構１３４に設けられ、ワイヤーホルダ１５６とウエイト１３６間に、図９に示されるような閉回路１５８を備える。カウンタバランス機構１３４の異常として、ワイヤー１３８の断線を検知する。
閉回路１５８は、センサー１６０と、ワイヤー１３８と、ウエイト１３６とを備える。閉回路１５８は、ワイヤー１３８が断線していない状態で通電し、ワイヤー１３８が断線すると、通電が停止する。

前記検出機構１５４について、より具体的に説明する。
センサー１６０は、ワイヤーホルダ１５６に保持されている。ワイヤーホルダ１５６は、導電性のウエイト１３６に連結される導電性のワイヤー１３８の一部、及びセンサー１６０を保持している。
この結果、同図では、ウエイト１３６−ワイヤー１３８−ワイヤーホルダー１５６−ワイヤー１３８−ウエイト１３６で閉回路１５８が形成されている。
そして、同図では、閉回路１５８のオン又はオフの検知によって、ワイヤー１３８の断線の有無を検知する。すなわち、センサー１３８は、ワイヤー１３８の導電がある場合は、これをワイヤー１３８の断線なしとして判断し、ワイヤー１３８の導電がない場合は、これをワイヤー１３８の断線ありとして判断する。
より具体的には、ワイヤー断線検出機構１５４は、閉回路１５８に関して、図１０中、点線部で示される通電を見ることで、ワイヤー１３８の断線を検知している。
すなわち、同図（Ａ）に示されるようなワイヤー１３８の導電がある場合は、これを、ワイヤー１３８の断線なしとして判断する
一方、同図（Ｂ）に示されるようにワイヤー１３８の断線があり、ワイヤー１３８の導電がない場合は、これを、ワイヤー１３８の断線ありとして判断する。
そして、センサー１６０は、ワイヤー１３８の断線ありとして判断した場合、後段に、例えば制御手段１４２に、断線検出信号を送る。
この結果、ワイヤー１３８がカバーに覆われている場合等、目視での断線確認が困難な場合であっても、ワイヤー１３８の断線を確実に検知することができる。

また、本実施形態においては、落下防止機構が、アラート手段１６２を備えることも好適である。
アラート手段１６２は、制御手段１４２よりの断線検出信号を受けることで、ワイヤー断線検出機構１５４がカウンタバランス機構１３４の異常を検知した場合、該異常を外部に知らせる。
また、制御手段１４２は、断線検出信号を受けることで、カウンタバランス機構１３４の異常を検知した場合、落下防止機構にＺ軸移動体の静止を指示する信号を送り、落下防止機構がＺ軸移動体を静止させる。

したがって、本実施形態においては、落下防止機構１２２が、ワイヤー１３８からの断線検出信号を受けて、確実に、ワイヤー１３８の断線時にＺ軸移動体１１４のＺ軸駆動を停止し、モータ等の動力源１１８に過負荷が生じないようにすることができる。これにより、システムの安全性が向上され、また、Ｚ軸移動体のＺ移動の信頼性を得ることができる。

前記構成では、ワイヤー１３８の断線を検出するセンサーとして、閉回路１５８の通電を利用した例について説明したが、ワイヤー１３８のテンションを利用したものを用いることも可能である。

本発明の第一実施形態にかかる垂直直動装置の概略構成の説明図である。 図１に示した垂直直動装置において特徴的な落下防止機構の要部の説明図である。 図１に示した落下防止機構の作用の説明図である。 図１に示した落下防止機構のより具体的な説明図である。 図１に示した落下防止機構において特徴的な垂直軸移動体の具体的な説明図である。 前記図５に示した垂直軸移動体の変形例である。 前記図１に示した対向部の変形例である。 本発明の第二実施形態にかかる垂直直動装置の概略構成の説明図である。 図８に示した落下防止機構に用いるのに好適なワイヤー断線検出機構の概略構成の説明図である。 図９に示したワイヤー断線検出機構の作用の説明図である。

符号の説明

１０，１１０ 垂直直動装置
１２，１１２ Ｚ軸固定体（垂直軸固定体）
１４，１１４ Ｚ軸移動体（垂直軸移動体）
１６，１１６ Ｚ軸送り手段（垂直軸送り手段）
１８，１１８ 駆動源
２０，１２０ 電源
２２，１２２ 落下防止機構
２４，１２４ アクチュエータ
２６，１２６ 穴（溝，摩擦面，対向部）
３４，１３４ バランスカウンタ機構
３８，１３８ ワイヤー
４６，１４６ 突出部材
１５４ ワイヤー断線検出機構（検出機構）
１６０ センサー

Claims (11)

1. 垂直軸固定体と、前記垂直軸固定体に対して垂直方向に直線移動する垂直軸移動体と、前記垂直軸移動体を垂直方向に送り移動する垂直軸送り手段と、前記垂直軸送り手段に、前記垂直軸移動体を駆動するための動力を供給する駆動源と、オン時、前記駆動源に動力を発生させるための電力を供給し、オフ時に該電力の供給を停止する電源と、を備えた垂直直動装置において、
   前記電源のオフ時に、前記垂直軸固定体に対する前記垂直軸移動体の落下を防止するための落下防止機構を備え、
   前記落下防止機構は、前記垂直軸移動体と共に移動するように該垂直軸移動体に設けられ、前記電源のオフ時に水平方向のみに駆動するアクチュエータと、
   前記垂直軸移動体の移動によっても常に前記アクチュエータと対向するように、前記垂直軸固定体に垂直方向に設けられ、前記電源のオフ時に該アクチュエータの駆動を受けて前記垂直軸移動体を静止させるための対向部と、
   を備え、
   前記電源のオン時に、前記アクチュエータと前記対向部間にブレーキを働かせない状態で、前記垂直軸固定体に対し前記垂直軸移動体を移動させ、
   前記電源のオフ時に、前記アクチュエータ及び前記対向部を介して、前記垂直軸固定体に対して前記垂直軸移動体を静止させることを特徴とする垂直直動装置。
2. 請求項１記載の垂直直動装置において、
   前記アクチュエータは、前記対向部に常に対向し、水平方向のみに移動する突出部材と、
   前記突出部材を駆動する駆動手段と、
   を備え、
   前記駆動手段は、前記電源のオフ時に、前記突出部材を前記垂直軸固定体の対向部に向けて水平方向に駆動し、前記突出部材の先端を前記垂直軸固定体の対向部に当接させ、
   また、前記駆動手段は、前記電源のオン時に、前記突出部材を前記垂直軸固定体の対向部から離隔する水平方向に駆動し、前記突出部材の先端を前記垂直軸固定体の対向部より離隔させることを特徴とする垂直直動装置。
3. 請求項１又は２記載の垂直直動装置において、
   前記突出部材は、その他端が磁力による引力を受けるものであり、
   前記駆動手段は、前記突出部材の後方に設けられ、該突出部材の他端に磁力を作用させるための電磁石と、
   前記電源のオフ時に、弾性力で、前記突出部材を対向部に向けて水平方向に駆動するように、前記突出部材と前記電磁石間に設けられた弾性材と、
   を備え、
   前記駆動手段は、前記電源のオン時に、前記突出部材が対向部から離隔する水平方向に、前記電磁石の磁力で吸引されるように、該電磁石の駆動をオンにし、
   また、前記駆動手段は、前記電源のオフ時に、前記電磁石の磁力を消し、前記突出部材が前記弾性材の弾性力で対向部に当接する水平方向に移動するように、前記電磁石の駆動をオフにすることを特徴とする垂直直動装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の垂直直動装置において、
   前記突出部材は、その他端がエアーによる吸引力を受けるものであり、
   前記駆動手段は、前記電源のオフ時に、弾性力で、前記突出部材を対向部に向けて水平方向に駆動するように、前記突出部材との間に設けられた弾性材と、
   前記突出部材を駆動するエアー吸引部と、
   を備え、
   前記エアー吸引部は、前記電源のオン時に、前記突出部材が対向部から離隔する水平方向に、エアーで吸引されるようにエアーの吸引をオンにし、
   前記エアー吸引部は、前記電源のオフ時に、前記エアーの吸引を消し、前記突出部材が前記弾性材の弾性力で前記対向部に当接する水平方向に移動するように、該エアーの吸引をオフにするエアー吸引部と、
   を備えたことを特徴とする垂直直動装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の垂直直動装置において、
   前記対向部は、前記垂直軸固定体の垂直方向に、複数の穴もしくは溝を含むことを特徴とする垂直直動装置。
6. 請求項５記載の垂直直動装置において、
   前記穴もしくは溝は、左右互い違いに、垂直方向に設けられていることを特徴とする垂直直動装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の垂直直動装置において、
   前記対向部は、摩擦面を含み、
   前記突出部材の先端は、前記摩擦面との摩擦が大であり、
   前記アクチュエータと前記対応部間のブレーキは、前記突出部材先端と前記摩擦面間の摩擦力によるものであることを特徴とする垂直直動装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の垂直直動装置において、
   前記垂直軸移動体のカウンタバランス機構と、
   前記カウンタバランス機構の異常を検知する検出機構と、
   を備えたことを特徴とする垂直直動装置。
9. 請求項８記載の垂直直動装置において、
   前記カウンタバランス機構は、前記垂直移動体と連結され、該垂直移動体の直線移動に同期して垂直方向に直線移動する、該垂直移動体と同じ重さのウエイトと、
   前記垂直移動体の移動方向と前記ウエイトの移動方向とが逆向きで、同じ移動量となるように、該垂直移動体と該ウエイト間を連結するワイヤーと、
   を含み、
   前記検出機構は、前記ワイヤーの断線を検知するワイヤー断線検出機構であり、
   前記ワイヤー断線検出機構は、前記ワイヤーを含む閉回路と、
   前記閉回路の導通を検知するセンサと、
   備え、
   前記カウンタバランス機構の異常として、前記ワイヤーの断線を検知することを特徴とする垂直直動装置。
10. 請求項８又は９記載の垂直直動装置において、
    前記落下防止機構は、前記検出機構が前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合、該異常を外部に知らせるアラート手段を備えたことを特徴とする垂直直動装置。
11. 請求項８〜１０のいずれかに記載の垂直直動装置において、
    前記検出機構が前記カウンタバランス機構の異常を検知した場合は、前記アクチュエータが駆動し、前記垂直軸固定体に対して前記垂直軸移動体を静止させることを特徴とする垂直直動装置。

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