JPS62289708A - 測定機における垂直軸の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イＰす宝典にお２する垂直軸の安全装置に関
する。詳しくは、垂直軸の重量をエアーによってバラン
スさせろエアーバランス装置を０苗えグこ測定機におい
て、エアー喪失などによる垂直軸の自然落下を防止する
安全装置に関する。

〔背景技術とその問題点］ 二次元あるいは三次元測定機など、測定子を有する垂直
＋ｌｉ＋ｌ＋　＜一本体に対して鉛直方向へ昇降自在二
二設けた、・リリ宝典にあっては、垂直軸の重量をエア
ーによってバランスさせる、いわゆるエアーバランス装
置を０１６えるものが知られている。

従来のエアーバランス装置は、第２図に示す如く、鉛直
方向へ昇降自在な垂直軸１の内部に設けられたシリンダ
２と、このシリンダ２内に摺動自在に嵌挿されたピスト
ン３と、このピストン３に連結されかつ上端が測定機本
体６に固定されたピストンロッド４と、前記ピストン３
で仕切られたシリンダ２のチャンバ５内に減圧弁７を介
してエアーを供給するエアーｒＡ８とから構成されてい
る。

このものは、減圧弁７によってチャンバ５内のエアー圧
Ｐ２を負荷に相当する適当な圧力に保持することにより
、負荷を常にバランスされた状態を保つことができるが
、エアー源８からの供給エアー圧Ｐ、が低下あるいは喪
失すると、チャンバ５内のエアー圧Ｐ２を満足できなく
なり、結局バランスがこわれ、負荷としての垂直軸１が
落下してしまう問題がある。

そこで、エアー源８の近くに供給エアー圧Ｐ。

を監視する圧力スイツチ９を設け、供給エアー圧Ｐ１が
低下または喪失した際圧力スイツチ９からの信号で機械
的なロック機構を作動させれば、垂直軸の落下を防止で
きる。しかし、このように構成したとしても、エアーｒ
Ａ８からのエアーをシリンダ２のチャンバ５内へ供給す
るエアー配管−途中に異常、例えばリークが発生し、チ
ャンバ５内のエアー圧Ｐ２が低下しても、圧力スイツチ
９にて検知できない。

それでは、シリンダ２のチャンバ５内の圧力を直接検出
し、この検出圧力が所定値低下したとき、機械的なロッ
ク機構を作動させれば、上記問題は解決できる。しかし
、このような方法では、垂直軸の重量変化、王に測定〒
の交換による重量変化があると、それに応して減圧弁７
の設定圧を変化させなければならない。すると、シリン
ダ内の検出圧力も変化するので、基準圧力も垂直軸の重
量に応して変化させなければならず、またその調整もき
わめて面倒である。

〔発明の目的〕

ここに、本発明の目的は、エアー圧の低下または喪失に
対して、垂直軸の落下を確実に防止でき、かつ垂直軸の
重量変化に対しても調整が不要な測定機における垂直軸
の安全装置を提供することにある。

こ問題点を解決するための手段および作用〕シリンダ、
ピストンおよびピストンロッドからなるエアーバランス
装置では、垂直軸が下降動すると、シリンダのチャンバ
内の容積が減少するので、正常状態ではチャンバ内の圧
力は僅かに増大するが、異常状態では僅かに減少する。

本発明は、このような現象に着目し、シ゛ノンダ内の圧
力の変動方向と垂直軸の移動方向とを判断巳、シリンダ
内の圧力の変動方向が減少で、かつ垂直軸の移動方向が
下降動のときを条件として、口／り機構を作動させるこ
とにより、上記目的を達成しようとするものである。

具体的には、鉛直方向へ昇降自在に支持されかつ測定子
を有する垂直軸を備え、この垂直軸の内部にシリンダ、
ピストンおよびピストンロッドか、′−）なるエアーバ
ランス装τを設けた測定機において、前記垂直軸の少な
くとも下降動を規制するロック機構と、垂直軸の下降動
を検出する方向検出器と、前記エアーバランス装置のシ
リンダ内の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出
器で検出される圧力の変動方向が減少方向でかつ前記方
向検出器によって垂直軸の下降動が検出されたとき、前
記ｏ　ツク段溝を作動させる制御器と、を備えたことを
１￥徴とする。

〔実施例〕

第１図は本発明の安全装置を三次元測定機の垂直軸に適
用した例を示している。

同図において、三次元測定機の移動三軸のうち、Ｘおよ
びＹ軸方向へｆ多動可能な部材、いわゆるスライダ１１
に対して、Ｚ軸と称される垂直軸１２が鉛直方向（Ｚ！
ｈ方向）へ昇降自在に支持されている。

垂直軸１２の昇降位置は、変位検出器１３によって検出
された後、カウンタを介して図示しない表示器に表示さ
れる。変位検出器１３としては、ｊｍ常の光学式、静電
容品式あるい：よ電磁式などを用いることができるが、
ここでは、垂直軸１２の外面上下方向に沿って固定され
た光学格子スケール１４と、このスケール１４と対向す
るスライダ１１に固定されスケール１４の昇降を光学的
に検出した後、電気１８号に変換する検出ヘッド１５と
からなる光学式が用いられている。

また、垂直軸１２には、その下端に測定子１６が着脱自
在に取り付けられているとともに、内部の中空穴１７内
にエアーバランス装置２１が設けられている。エアーバ
ランス装置２１は、垂直軸１２の中空穴１７内に挿入さ
れかつ上端が上板２２を介して垂直軸１２と一体的に連
結されたシリンダ２３と、このシリンダ２３の内部に摺
動自在に嵌挿されたピストン２４と、下端がピストン２
４に連結されかつ上端が前記上板２２を貫通してスライ
ダ１１シこ固定されたピストンロッド２５とから１成さ
れている。

ピストンロッド２５と前記上板２２との間には、前記垂
直軸１２の少なくとも下降動を規制するロック巽構３１
が設けられている。ロック機構３１は、前記上板２２に
プラケット３２を介して一端が回動自在に支持されかつ
他端側に前記ピストンロッド２５が通る孔３３を存する
ロックアーム３４と、このロックアーム３４を一端を支
点として第１図中時計方向へ常時回動付勢するばね３−
５と、このばね３５に抗してロックアーム３４を水平状
態に復帰させるソレノイド３６とから構成されている。

また、ピストン２４で仕切られたシリンダ２３のチャン
バ４１内には、エアー配管４２を介してエアー源４３が
接続されている。エアー配管４２の途中には、エアー源
４３側に圧力センサ４４が設けられているとともに、チ
ャンバ４１内に圧力検出器４５およびチャンバ４１内の
エアー圧を設定値に保持する減圧弁４６が取り付けられ
ている。

圧力検出器４５は、チャンバ４１内の圧力変動をデジタ
ルまたはアナログの電気信号に変換し、制御器４７へ与
える。

制御器４７は、圧力検出器４５からの信号と変換検出器
１３からの信号とを基に異常状態を判断し、ロック機構
３１を作動させる。つまり、圧力検出器４５で検出され
た圧力の変動方向が減少で、かつ変位検出器１３で検出
された垂直軸１２の移動方向が下降動のときを条件とし
て、ロック機構３１のソレノイド３６への通電をオフす
る。すると、ロックｆｆ１ｔｉ３１のロックアーム３４
は、ばね３５の作用により一端を支点として第１図中反
時計方向へ（頃＜ので、孔３３とピストンロッド２５と
がこじれ、垂直軸１２の落下が阻止される。なお、制１
Ｔｌｌ器４７は、電源オンおよびエアーオンを条件とし
てソレノイド３６への通電を行う。従って、ロックｆｉ
ｔＡ３ｉは、非測定時にはロック状態と３Ｒ１測定時に
は非口、り状態とされている。

次に、木実５ト例の作用を説明する。

７則定に当たって、電源オンおよびエアーオンすると、
制御器４７からロック機構３１のソレノイＦ’　３６へ
の通電によりロック機構３１は非ロック状態とされ、か
つエアーｔＡ４３からのエアーがシリンダ２３のチャン
バ４１内へ供給される。

いま、垂直軸１２）測定子１６、上板２２）シリンダ２
３およびスケール１４の総重量とつり合うエアー圧がシ
リンダ２３のチャンバ４１内に供給されている状態、つ
まりこ礼らの総重量とチャンバ４１内のエアー圧とがバ
ランスされている状態において、垂直軸１２を上昇させ
ると、チャンバ４１内の容積が増加するので、そのエア
ー圧は設定値より僅かに減少する。逆に、垂直軸１２を
下降させると、チャンバ４１内の容積が減少するので、
そのエアー圧は設定値よりイヱかに増大する。

このような条件下、つまり変位検出器１３で検出される
垂直中・！１１２の移動方向が上昇で、かつ圧力検出器
４５で検出されろエアー圧の変動方向が減少のとき、ま
たは変位［灸出器１３で検出される垂直軸１２の移動方
向が下降で、かつ圧力検出器４５で検出されるエアー■
の変動方向が増大のときには、ホ１１御器４７は正常と
：：す断じ、口、り餐（４３１を非ロック状態のままと
する。従って、垂直Φ’ｈ１２を軽い力でＷ、降させる
ことができる。

もし、エアー配管４２の途中に異常、例えばリークなど
が生し、チャンバ４１内のエアー圧が低下すると、垂直
軸１２は下降し：よしめる。すると、垂直軸１２の下降
が変位検出器１３で検出されるとともに、チャンバ４１
内のエアー圧の減少が圧力検出器４５で検出されるので
、ｔｔｉｌｌ　ｔ１１１器４７は異常と判断し、ロック
機構３１のソレノイド３６への通電をオフする。すると
、ロックアーム３４が一端を支点として第１図中時計方
向へ回動し、孔３３とピストンロッド２５との間でこし
れが生し、それに加えて垂直軸１２などの重量がロック
アーム３４の支点に作用する結果、垂直軸１２の落下が
防止される。

ところで、各種の測定項目に応して測定子１６を交換す
ると、取り付けられた測定子１６によって総重量が変化
するので、その総重量に応じて減圧弁４６の設定値を変
更する必要が生しる。このようなときでも、制御器４７
は、圧力検出器４５で検出されるエアー圧の変動方向を
みているので、特別に調整作業を行うことなく、異常状
態を判別できる。

従って、本実施例によれば、垂直軸１２の移動方向とチ
ャンバ４１内のエアー圧の変動方向とを判断し、垂直軸
１２の移動方向が下降で、かつエアー圧の変動方向が減
少のときを条件としてロックａ構３１を作動させるよう
にしたので、エアー配管４２の異常などによる垂直軸１
２の落下を確実に防止できる。

また、チャンバ４１内のエアー圧は、絶対値をとるので
なく、変動方向をとっているので、負荷の総重量が変わ
っても調整を必要としない利点がある。

また、垂直軸１２の移動方向の検出には、三次元測定機
に通常付設されている変位検出器１３を利用したので、
特別な検出器を設けなくてもよい。

しかも、変位検出３１３および圧力検出器４５カ・らは
共に電気的信号が与えられるので、制御回路４７につい
ては簡単な論理回路を組むだけで構成できる。

なお、上記実施例のエアーバランス装置２１では、シリ
ンダ２３を垂直軸１２と一体とし、ピストン２５を固定
したが、これとは逆にシリンダ２３を固定し、ピストン
２５を豆直軸１２と一体としてもよい。

また、ロック開溝３１については、上記実施例のｔＡ　
Ｃに■ろれるものではなく、垂直１８１１２の少なくと
も下降を規制できるものであれば、構造は問わない。

また、上記実施ヒ１１では、垂直軸１２の昇降位置を検
出する変位検出器１３を利用して垂直軸１２の移動方向
を検出するようにしたが、例えば垂直軸１２の下降限に
リミットスイッチを設け、このリミットスイッチがオン
したことによって垂直軸１２の下降を与り別するように
してもよい。

また、以上の説明では、三次元測定機を対象としたが、
本発明〕よ、鉛直方向へ昇降可能な垂直軸を備えた測定
機全段：こ応用できる。

〔発明の効果： 以上の通シフ、本発明によれば、エアー圧の低下または
喪失に対して、垂直軸の落下を確実に防止でき、かつ垂
直軸の重は変化に対しても調整が不要なより宝典におシ
する垂直軸の安全装ごを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来のエ
アーバランス装置を示す図である。 １２・・・垂直軸、１３・・・変位検出器、１６・・・
；ｉｌ＋定子、２１・・・エアーバランス装置、２３・
・・シリンダ２４・・・ピストン、２５・・・ピストン
ロッド、３１・・・Ｏツク機構、４５・・・圧力検出器
、・１７・・・ＩＩＩ　１ｉＴＩＩ器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛直方向へ昇降自在に支持されかつ測定子を有す
   る垂直軸を備え、この垂直軸の内部にシリンダ、ピスト
   ンおよびピストンロッドからなるエアーバランス装置を
   設けた測定機において、前記垂直軸の少なくとも下降動
   を規制するロック機構と、 垂直軸の下降動を検出する方向検出器と、 前記エアーバランス装置のシリンダ内の圧力を検出する
   圧力検出器と、 この圧力検出器で検出される圧力の変動方向が減少方向
   でかつ前記方向検出器によって垂直軸の下降動が検出さ
   れたとき、前記ロック機構を作動させる制御器と、 を備えたことを特徴とする測定機における垂直軸の安全
   装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記方向検出器
   は、垂直軸の変位量を検出する変位検出器を利用したこ
   とを特徴とする測定機における垂直軸の安全装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記ロック機構は、非計測時にはロック状態とされ、計測
   時には非ロック状態とされていることを特徴とする測定
   機における垂直軸の安全装置。