JP2010242907A - 移動機構の防塵装置および測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材への影響を極力低減できる防塵装置およびこれを用いた測定機を提供する。
【解決手段】Ｙ軸移動機構３を覆う帯状の１枚の防塵シート３０を備える。防塵シート３０は、ステージ２の移動領域のうち、ステージ２を挟んだ一方側の開口２３を覆うとともに一端がステージ２に連結された第１表面覆部３１と、ステージ２を挟んだ他方側の開口２３を覆うとともに他端がステージ２に連結された第２表面覆部３２と、第１表面覆部の他端と第２表面覆部の一端とを連結するとともにＹ軸移動機構３を挟んで第１表面覆部および第２表面覆部とは反対側に配置された裏面覆部３３とを有し、これらの覆部が前記可動部材の移動に伴って回行可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動機構の防塵装置および測定機に関する。

画像測定機、三次元測定機、形状測定機など、ステージなどの移動機構を有する装置には、移動機構内部への異物の侵入を防ぐため、あるいは、移動機構内部の保護のために、防塵装置が備えられている（特許文献１参照）。

例えば、移動機構は、図５に示すように、支持台１１にステージ２の移動方向と平行に配置されたボールねじ軸１５と、このボールねじ軸１５を回転させるモータ１６と、ステージ２に設けられボールねじ軸１５に螺合されたナット部材１７とから構成されている。防塵装置は、ステージ２の移動方向一方側を覆う蛇腹部材６１と、ステージ２の移動方向他方側を覆う蛇腹部材６２とから構成されている。

いま、ステージ２が移動すると、図６に示すように、ステージ２の移動に合わせて、一方の蛇腹部材６１が縮み、反対側の蛇腹部材６２が伸びる。このとき、ステージ２の移動領域が常に蛇腹部材６１，６２で覆われているから、移動機構内部への異物の侵入が防止され、あるいは、移動機構内部が保護される。

実公平４−２１０５１号公報

しかし、蛇腹部材６１，６２の動きは不規則であり、摺動抵抗を一定に確保することは難しい。とくに、ステージ２の移動方向に合わせて蛇腹部材６１，６２を保持するために、蛇腹部材６１，６２の幅方向端部を収納するガイド溝を設けると、蛇腹部材６１，６２の伸縮に伴って、ガイド溝に接する蛇腹部材の折り返し部分の摺動抵抗も変動するため、ステージ２に及ぼす影響が変わってくる。

図７は、実際の測定機において、蛇腹部材の影響を評価した一例である。同図中、実線（あり）は、蛇腹部材を用いた測定機において、ワークを測定したときのステージ２の移動距離とワークの測定結果（変位）との関係を示す図である。同図中、破線（なし）は、蛇腹部材を用いない測定機において、同じワークを測定したときのステージ２の移動距離とワークの測定結果（変位）との関係を示す図である。
この結果からも分かるように、蛇腹部材を用いたものでは、摺動抵抗や引っ掛かりによって、測定データにスパイクノイズが発生していることが分かる。従って、今後、要求される測定精度が高くなるにつれて、蛇腹構造の防塵装置の影響を無視することができなくなることが予想され、新しい防塵装置が要望される。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決すべく、可動部材への影響を極力低減できる防塵装置およびこれを用いた測定機を提供することにある。

本発明の移動機構の防塵装置は、可動部材を往復直線移動させる移動機構の防塵装置であって、前記移動機構を覆う帯状の１枚の防塵シートを備え、前記防塵シートは、前記可動部材の移動領域のうち、前記可動部材を挟んだ一方側を覆うとともに一端が前記可動部材に連結された第１表面覆部と、前記可動部材を挟んだ他方側を覆うとともに他端が前記可動部材に連結された第２表面覆部と、前記第１表面覆部の他端と前記第２表面覆部の一端とを連結するとともに前記移動機構を挟んで前記第１表面覆部および第２表面覆部とは反対側に配置された裏面覆部とを有し、これらの覆部が前記可動部材の移動に伴って回行可能に構成されている、ことを特徴とする。

このような構成によれば、１枚の帯状の防塵シートから構成されているため、従来の蛇腹部材の構成に比べ、摺動抵抗の変動を小さくできる。つまり、防塵シートの幅方向端部にガイド溝を設けたとしても、ガイド溝と接する部分の摺動抵抗が変化することも少ないため、摺動抵抗の変動を小さく抑えることができる。
また、防塵シートは、可動部材を挟んだ一方側を覆う第１表面覆部と、可動部材を挟んだ他方側を覆う第２表面覆部と、これら第１表面覆部および第２表面覆部を連結するとともに移動機構を挟んで第１表面覆部および第２表面覆部とは反対側に配置された裏面覆部とを有するから、つまり、可動部材および防塵シートで、駆動機構を囲む構成であるから、駆動機構内への異物、とくに、ほこりの侵入を確実に防ぐことができる。

本発明の移動機構の防塵装置において、前記防塵シートは、静電気帯電防止材または静電気除去材によって構成されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、防塵シートにほこりなどが付着するのを防止できるので、ほこりの堆積による加工・測定環境の悪化を防ぐことができる。そのため、クリーンな加工・測定環境で作業を行うことができる。

本発明の移動機構の防塵装置において、前記第１表面覆部と前記裏面覆部との連結部、および、前記第２表面覆部と前記裏面覆部との連結部には、前記防塵シートの回行動作をガイドするガイドローラが設けられ、前記防塵シートの張力が一定に保たれる方向へ前記ガイドローラのうち少なくとも１つのガイドローラを付勢する付勢手段が設けられている、ことが好ましい。
このような構成によれば、第１表面覆部と裏面覆部との連結部、および、第２表面覆部と裏面覆部との連結部には、防塵シートの回行動作をガイドするガイドローラが設けられているから、可動部材の移動に対して、覆部の回行動作をスムーズに行える。しかも、これらのガイドローラのうち、少なくとも１つのガイドローラは、防塵シートの張力が一定に保たれる方向へ付勢されているから、防塵シートを略一定の摺動抵抗で安定して移動させることができる。

本発明の測定機は、上述したいずれかの移動機構の防塵装置を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、上述した各移動機構の防塵装置で述べた効果が期待できる。

本発明の一実施形態を示す形状測定機の正面図。 同上実施形態の側面図。 同上実施形態の移動機構および防塵装置を示す断面図。 防塵装置の変形例を示す図。 従来の蛇腹部材を用いた駆動機構の防塵装置を示す図。 従来の蛇腹部材を用いた駆動機構の防塵装置の動作状態を示す図。 従来の蛇腹部材を用いた駆動機構の防塵装置の評価結果を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜形状測定機の説明（図１および図２参照）＞
図１は、本発明の防塵装置および測定機を形状測定機に適用した実施形態の正面図、図２は、同形状測定機の側面図である。
本実施形態に係る形状測定機は、基台１と、被測定物を載置する可動部材としてのステージ２と、このステージ２を前後方向（Ｙ軸方向）へ変位させるＹ軸移動機構３と、基台１の上面にステージ２を跨いで設けられた門形フレーム４と、この門形フレーム４のクロスレール４Ａに左右方向（X軸方向）へ変位可能に設けられたXスライダ５と、このXスライダ５をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動機構６と、Ｘスライダ５に上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられたＺスライダ７と、このＺスライダ７を昇降させるＺ軸移動機構８と、Ｚスライダ７の下端に設けられたプローブ９と、Ｙ軸移動機構３を覆う防塵装置１０とを含んで構成されている。

ステージ２は、図３に示すように、基台１の上面に支持された支持台１１にガイド部材１２を介してＹ軸方向へ変位に設けられている。支持台１１には、Ｙ軸方向に沿ってシート挿通孔１３が貫通形成されている。
Ｙ軸移動機構３は、支持台１１の上面にＹ軸方向と平行に支持されたボールねじ軸１５と、このボールねじ軸１５を回転させるモータ１６と、ステージ２に設けられているとともにボールねじ軸１５に螺合されたナット部材１７とを有する送りねじ機構によって構成されている。
Ｘ軸移動機構６やＺ軸移動機構８も、Ｙ軸移動機構３と同様に、例えば、ボールねじ軸と、モータと、ボールねじ軸に螺合されたナット部材とを有する送りねじ機構によって構成されている。
なお、これら Ｙ軸移動機構３、門形フレーム４、Ｘスライダ５、Ｘ軸移動機構６、Ｚスライダ７およびＺ軸移動機構８などは、プローブ９と可動部材としてのステージ２とを、X軸方向、Y軸方向およびＺ軸方向、つまり、三次元方向へ相対移動させる相対移動機構を構成している。

＜Ｙ軸駆動機構の防塵装置の説明（図３参照）＞
Y軸移動機構３の防塵装置１０は、ステージ２およびＹ軸移動機構３の周囲を覆う防塵ケース２０と、この防塵ケース２０の開口２３を覆うとともにＹ軸移動機構３の上下面および前後面を覆う帯状の防塵シート３０と、この防塵シート３０の回行動作をガイドするガイド手段４０とから構成されている。
防塵ケース２０は、ステージ２およびＹ軸移動機構３の正面および裏面を覆う前後壁２１と、ステージ２およびＹ軸移動機構３の側面を覆う側壁２２とを有し、これらで囲まれた上面にステージ２の上部を露出するための開口２３を有する箱状に形成されている。前後壁２１および側壁２２の上端には、内側へ略直角に折り曲げられた鍔部２１Ａ，２２Ａが形成されている。

防塵シート３０は、静電気帯電防止処理が施された静電気帯電防止材からなる１枚の帯状のシート、あるいは、静電気除去材からなる１枚の帯状のシートで、しかも、表面が低摩擦なシートから構成されている。例えば、単層樹脂シート、あるいは、異なる複数の樹脂シート（フィルム）を積層した複数層樹脂シートから構成されている。シートは、幅寸法がステージ２の幅寸法と同等かこれより僅かに広い寸法に形成され、また、厚みは、シートの回行に伴って破損しない強度を有する厚さが望ましい。
また、防塵シート３０は、ステージ２の移動領域のうち、ステージ２を挟んだ一方側の開口２３を覆うとともに一端（図３中右端；後端）がステージ２に連結された第１表面覆部３１と、ステージ２を挟んだ他方側の開口２３を覆うとともに他端（図３中左端：前端）がステージ２に連結された第２表面覆部３２と、Ｙ軸移動機構３を挟んで第１表面覆部３１および第２表面覆部３２とは反対側に配置された裏面覆部３３と、第１表面覆部３１の他端（図３中左端：前端）と裏面覆部３３の他端（図３中左端：前端）とを連結する連結部３４と、第２表面覆部３２の一端（図３中右端：後端）と裏面覆部３３の一端（図３中右端：後端）とを連結する連結部３５とを有し、これらの覆部および連結部がステージ２の移動に伴って回行可能に構成されている。

第１表面覆部３１および第２表面覆部３２の幅方向両端（図３の紙面と直交する方向の両端）は、鍔部２２Ａの下面に対して僅かな隙間を隔てて、あるいは、僅かに接する状態で配置されている。また、第１表面覆部３１の他端（前端）および第２表面覆部３２の一端（後端）も、鍔部２１Ａの下面に対して僅かな隙間を隔てて、あるいは、僅かに接する状態で配置されている。従って、これらの隙間から異物の侵入が防止されている。
裏面覆部３３は、支持台１１のシート挿通孔１３を通ってＹ軸方向と平行に配置されている。

ガイド手段４０は、第１表面覆部３１と連結部３４との角部に設けられたガイドローラ４１と、連結部３４と裏面覆部３３との角部に設けられたガイドローラ４２と、裏面覆部３３と連結部３５との角部に設けられたガイドローラ４３と、連結部３５と第２表面覆部３２との角部に設けられたガイドローラ４４とから構成されている。つまり、４つのガイドローラ４１〜４４により構成されている。
これらのガイドローラ４１〜４４は、防塵ケース２０に回転可能に支持されている。

＜測定動作＞
測定にあたっては、ステージ２の上に被測定物を載置したのち、ステージ２をＹ軸方向へ、プローブ９をＸ軸およびＺ軸方向へ移動させながら、プローブ９を被測定物に接触させる。すると、そのときの各軸の座標値、つまり、ステージ２のＹ軸座標値、プローブ９のＸ軸およびＺ軸値が取り込まれるから、これらの座標値から被測定物の寸法や形状が測定される。

いま、ステージ２がＹ軸方向へ移動すると、例えば、図３中左方向へ移動すると、ステージ２の移動に伴って、防塵シート３０は、図３中反時計方向へ回行される。このとき、防塵シート３０はたるむことなく一定の張力で回行されるから、摺動抵抗の変動を小さく抑えることができる。

＜実施形態の効果＞
（１）防塵装置１０は、１枚の帯状の防塵シート３０を含んで構成されているため、従来の蛇腹部材の構成に比べ、摺動抵抗の変動を小さくできる。
（２）防塵シート３０は、ステージ２を挟んだ一方側の開口２３を覆う第１表面覆部３１と、ステージ２を挟んだ他方側の開口２３を覆う第２表面覆部３２と、これら第１表面覆部３１および第２表面覆部３２を連結するとともにＹ軸移動機構３を挟んで第１表面覆部３１および第２表面覆部３２とは反対側に配置された裏面覆部３３とを有するから、つまり、ステージ２および防塵シート３０で、Ｙ軸移動機構３を囲む構成であるから、Ｙ軸移動機構３内への異物、とくに、ほこりの侵入を確実に防ぐことができ、

（３）防塵シート３０はシート状であるため、従来の蛇腹部材に比べ、ほこりなどが付着するのを防止できる。従って、ほこりの堆積による加工・測定環境の悪化を防ぐことができる。そのため、クリーンな加工・測定環境で作業を行うことができる。
しかも、静電気帯電防止シートや静電気除去シートで構成されているので、静電気によるほこりの付着を極力排除できる。

（４）第１表面覆部３１と裏面覆部３３との連結部３４、および、第２表面覆部３２と裏面覆部３３との連結部３５には、防塵シートの回行動作をガイドするガイドローラ４１〜４４が設けられているから、ステージ２の移動に対して、覆部の回行動作がスムーズに行える。

＜変形例＞
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
前記実施形態において、４つのガイドローラ４１〜４４の少なくとも１つのガイドローラを付勢する付勢手段を設け、これにより、防塵シート３０の張力を一定に保つようにしてもよい。
例えば、図４に示すように、２つのガイドローラ４３，４４の連結部材５０で連結し、この連結部材５０をばねなどの付勢手段５１で外方へ付勢するようにすれば、防塵シート３０を略一定の摺動抵抗で安定して移動させることができる。

前記実施形態では、防塵装置１０を、Ｙ軸移動機構３に適用した例について説明したが、これに限られない。例えば、Ｘ軸移動機構６やＺ軸移動機構８に適用しても、同様な効果が期待できる。
また、前記実施形態で述べた形状測定機に限らず、画像測定機や三次元測定機などの測定機であってもよく、あるいは、工作機械などでもよい。つまり、可動部材を往復直線移動させる移動機構を備えた測定機や工作機械などに、本発明の防塵装置を適用できる。

本発明は、画像測定機、三次元測定機、形状測定機などの測定機のほか、ワークを載置したテーブルを移動させる移動機構を有する工作機械などにも利用することができる。

２…ステージ（可動部材）、
３…Ｙ軸移動機構（移動機構）、
１０…防塵装置、
２０…防塵ケース、
３０…防塵シート、
３１…第１表面覆部、
３２…第２表面覆部、
３３…裏面覆部、
３４…連結部、
３５…連結部、
４０…ガイド手段、
４１〜４４…ガイドローラ、
５１…付勢手段。

Claims (4)

1. 可動部材を往復直線移動させる移動機構の防塵装置であって、
   前記移動機構を覆う帯状の１枚の防塵シートを備え、
   前記防塵シートは、前記可動部材の移動領域のうち、前記可動部材を挟んだ一方側を覆うとともに一端が前記可動部材に連結された第１表面覆部と、前記可動部材を挟んだ他方側を覆うとともに他端が前記可動部材に連結された第２表面覆部と、前記第１表面覆部の他端と前記第２表面覆部の一端とを連結するとともに前記移動機構を挟んで前記第１表面覆部および第２表面覆部とは反対側に配置された裏面覆部とを有し、これらの覆部が前記可動部材の移動に伴って回行可能に構成されている、ことを特徴とする移動機構の防塵装置。
2. 請求項１に記載の移動機構の防塵装置において、
   前記防塵シートは、静電気帯電防止材または静電気除去材によって構成されている、ことを特徴とする移動機構の防塵装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の移動機構の防塵装置において、
   前記第１表面覆部と前記裏面覆部との連結部、および、前記第２表面覆部と前記裏面覆部との連結部には、前記防塵シートの回行動作をガイドするガイドローラが設けられ、
   前記防塵シートの張力が一定に保たれる方向へ前記ガイドローラのうち少なくとも１つのガイドローラを付勢する付勢手段が設けられている、ことを特徴とする移動機構の防塵装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかを備えたことを特徴とする測定機。

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