CN109211046A - 线性标尺 - Google Patents

线性标尺 Download PDF

Info

Publication number
CN109211046A
CN109211046A CN201810557637.9A CN201810557637A CN109211046A CN 109211046 A CN109211046 A CN 109211046A CN 201810557637 A CN201810557637 A CN 201810557637A CN 109211046 A CN109211046 A CN 109211046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
attachment hole
scale
scale frame
bushing
back side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810557637.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109211046B (zh
Inventor
山口庸夫
大竹智之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Publication of CN109211046A publication Critical patent/CN109211046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109211046B publication Critical patent/CN109211046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24428—Error prevention
    • G01D5/24433—Error prevention by mechanical means
    • G01D5/24442—Error prevention by mechanical means by mounting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/02—Rulers with scales or marks for direct reading
    • G01B3/04—Rulers with scales or marks for direct reading rigid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/26—Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30—Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明公开了线性标尺。测量装置(1)包括：附接孔(60)，其相对于测量方向设置在标尺框架(4)的一端侧和另一端侧这二者上；背面衬套(10)，其从标尺框架(4)的背面侧(4B)插入到附接孔(60)中；及紧固件(8)，其将标尺框架(4)固定到第一测量对象部件(W1)。每个背面衬套(10)包括：筒部(11)，其形成为相对于贯通方向比附接孔(60)的长度更短，并且形成为具有比附接孔(60)的内径更小的外径；凸缘(12)，其形成在位于朝向第一测量对象部件(W1)的筒部(11)的端部，并且具有比附接孔(60)的内径更大的外径；和弹性构件(13)，其是筒状的并且设置为覆盖筒部(11)的外周面。每个紧固件(8)包括：轴部(81)，其插入到筒部(11)中；和头部(82)，其具有比附接孔(60)的内径更大的外径。

Description

线性标尺
技术领域
本发明涉及一种线性标尺。
背景技术
测量装置(线性标尺)是已知的，其包括具有内置标尺的长标尺框架和检测与标尺的相对移动量的检测器，并且其测量在机床等中的一对测量对象部件之间的移动距离。在这样的线性标尺中，一对测量对象部件中的第一测量对象部件固定到标尺框架，第二测量对象部件固定到检测器。线性标尺通过检测器读取相对于标尺框架中内置的标尺的相对移动量来测量所述测量对象部件之间的移动距离。
这里，标尺框架例如由铝形成，而第一测量对象部件例如由铁形成。铝的线性膨胀系数为23×10-6/K，而铁的线性膨胀系数为11至12×10-6/K。当由于线性标尺等的环境温度的变化而发生热膨胀时，由于线性膨胀系数的差异，标尺框架(其为铝)的膨胀/收缩将受到第一测量对象部件(铁)限制，这产生热应力。
如果出现热应力，标尺框架将经历变形，比如膨胀/收缩、弯曲或扭曲。此外，如果标尺框架变形，则标尺框架中内置的标尺也将通过弯曲、扭曲等而变形。如果标尺变形，将会出现一个问题，即检测器将以降低的精确度检测相对于标尺的相对移动量。
这里，由热引起的标尺框架的“膨胀/收缩”是指在与线性标尺的测量方向平行的方向上的变形。由热应力引起的标尺框架的“弯曲”是指在与线性标尺的测量方向垂直的方向上的变形。
例如，专利文献1公开了一种解决上述问题的单元式线性位移测量设备(线性标尺)。该设备包括沿长度测量方向(测量方向)延伸且包含主标尺(标尺)的框架体(标尺框架)以及沿长度测量方向附接到框架体两端的端部固定构件(固定块)。
框架体包括：框架体端部，其位于沿长度测量方向的两端，并且被加工成以便能够与端部固定构件连接；以及板簧机构，其构造成能够吸收由端部固定构件与框架体端部之间的连接产生的框架体中的弯曲。
板簧机构包括形成为以便沿长度测量方向从框架体端部延伸的板，并通过将该板连接到端部固定构件而构成。
每个端部固定构件包括用于将框架体附接到测量对象物(第一测量对象部件)的附接孔和构造成能够吸收在框架体中产生的膨胀/收缩的平行板簧机构。
平行板簧机构包括通过在端部固定构件中提供切口和空腔而形成的两个板状构件。板状构件在框架体的与长度测量方向垂直的宽度方向上延伸。平行板簧机构由这两个板状构件构成。
根据该单元型线性位移测量设备，板簧机构吸收框架体中的弯曲，并且平行板簧机构吸收框架体的膨胀/收缩。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP2003-097936A
发明内容
技术问题
然而，在这种线性标尺中，通过切割过程来制造吸收标尺框架中的弯曲的板簧机构和吸收标尺框架的膨胀/收缩的平行板簧机构。因此，线性标尺存在切割过程导致高制造成本并且制造需要时间的问题。
本发明的目的是提供一种线性标尺，其通过抑制标尺的变形来确保检测器的检测精度，降低制造成本并提高制造效率。
解决问题的方法
根据本发明的线性标尺包括：长标尺框架，所述长标尺框架固定到第一测量对象部件并包含标尺；检测器，所述检测器固定到第二测量对象部件并配置为检测与所述标尺的相对移动量；附接孔，所述附接孔相对于测量方向设置在所述标尺框架的一端侧和另一端侧这二者上，所述附接孔形成为从面向所述第一测量对象部件的标尺框架的背面贯通至位于与第一测量对象部件所在的一侧相反的一侧上的标尺框架的正面；背面衬套，其从所述标尺框架的背面侧插入到所述附接孔中；以及紧固件，其配置为穿过所述附接孔和背面衬套将所述标尺框架固定到所述第一测量对象部件。每个背面衬套包括：筒部，其形成为相对于贯通方向比所述附接孔的长度更短，并且具有比所述附接孔的内径更小的外径；凸缘，其形成在位于朝向所述第一测量对象部件的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径；和弹性构件，所述弹性构件具有筒状并且设置为覆盖所述筒部的外周面。每个紧固件包括：轴部，其插入到所述筒部中；和头部，其具有比所述附接孔的内径更大的外径。
根据以这种方式构造的本发明，线性标尺的每个背面衬套包括：筒部，其形成为相对于贯通方向比所述附接孔的长度更短，并且形成为具有比所述附接孔的内径更小的外径；凸缘，其形成在位于朝向所述第一测量对象部件的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径；和弹性构件，其是筒状的并且设置为覆盖所述筒部的外周面。因此，可以通过弹性构件吸收在标尺框架中产生的热应力，而不妨碍由热引起的标尺框架的膨胀/收缩。另外，仅通过将根据本发明的背面衬套插入到附接孔中，线性标尺就能够容易地吸收在标尺框架中产生的热应力，而不需要比如在平行板簧机构等上执行切割的过程。
因此，线性标尺可以通过抑制标尺的变形，确保检测器的检测精度，可以降低制造成本，并且可以提高制造效率。
另外，从标尺框架的背面侧将背面衬套插入到附接孔中，因此在第一测量对象部件与标尺框架之间由凸缘形成间隙。结果，背面衬套分离第一测量对象部件和标尺框架，因此标尺框架可以抑制热从第一测量对象部件传递到标尺框架并且抑制热应力的发生。
此外，每个紧固件包括：轴部，其插入到形成为相对于贯通方向比附接孔的长度更短的筒部中；以及头部，其具有比附接孔的内径更大的外径。因此，能够穿过背面衬套和附接孔将标尺框架固定到第一测量对象部件。
优选地，线性标尺还包括正面衬套，其从所述标尺框架的正面侧插入到所述附接孔中。每个正面衬套包括：筒部，其形成为相对于贯通方向比所述附接孔的长度更短，并且具有比所述附接孔的内径更小的外径；凸缘，其形成在位于朝向所述标尺框架的正面侧的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径；和弹性构件，所述弹性构件具有筒状并且设置为覆盖所述筒部的外周面。所述背面衬套和正面衬套的筒部以确保在所述附接孔内所述筒部彼此不接触的长度形成。所述紧固件配置为穿过所述背面衬套、正面衬套和附接孔将所述标尺框架固定到所述第一测量对象部件。
在线性标尺中，在由紧固件穿过背面衬套和附接孔将标尺框架固定到第一测量对象部件的情况下，标尺框架和紧固件将直接接触。这在相应的接触表面之间产生摩擦，并且刚性地固定元件。因此存在背面衬套的弹性构件不能有效地吸收热应力的问题。
然而，根据本发明，线性标尺还包括正面衬套，每个正面衬套由筒部和弹性构件构成，它们具有与背面衬套的相应元件相同的配置；以及凸缘，其形成在位于朝向所述标尺框架的正面侧的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径。所述紧固件构造成穿过背面衬套、正面衬套以及附接孔将标尺框架固定到第一测量对象部件。因此，紧固件通过正面衬套将标尺框架间接地固定到第一测量对象部件，结果，背面衬套和正面衬套的弹性构件能够有效地吸收在标尺框架中产生的热应力。
此外，背面衬套和正面衬套的筒部以确保在附接孔内所述筒部彼此不接触的长度形成。结果，紧固件能够穿过背面衬套、正面衬套和附接孔可靠地将标尺框架固定到第一测量对象部件。
优选地，背面衬套和正面衬套具有相同的形状。
根据该构造，背面衬套和正面衬套具有相同的形状，因此可以容易地批量制造。线性标尺因此可以降低制造成本并提高制造效率。
优选地，标尺框架包括固定块，固定块相对于测量方向固定在标尺框架的两端，并且固定块包括附接孔。
在通过挤压成型例如由铝形成标尺框架的情况下，相对于测量方向的标尺框架的两端将是中空的并且具有开口。因此存在可能难以形成附接孔的问题。
然而，根据本发明，标尺框架包括固定块，其具有附接孔并且相对于测量方向固定在标尺框架的两端。因此，即使在标尺框架中不能形成附接孔的情况下，固定块中的附接孔也能够将标尺框架固定到第一测量对象部件。
优选地，除了附接孔之外，标尺框架还包括用于将标尺框架固定到第一测量对象部件的中央固定构件，中央固定构件相对于测量方向设置在标尺框架的中央。
根据该构造，除了附接孔之外，标尺框架还包括中央固定构件，其相对于测量方向位于标尺框架的中央，用于将标尺框架固定到第一测量对象部件。结果，能够稳定地将标尺框架固定到第一测量对象部件，而不妨碍由热引起的标尺框架沿测量方向的膨胀/收缩。
附图说明
图1A和1B分别是根据本发明的线性标尺的透视图和侧视图。
图2是以放大的方式示出根据本发明的线性标尺的一部分的图。
图3是根据本发明的线性标尺的剖视图。
图4是根据本发明的背面衬套和正面衬套的插入位置的剖视图。
图5是示出根据本发明的将背面衬套和正面衬套插入到附接孔中的剖视图。
图6是示出根据本发明的使用紧固件将标尺框架固定到第一测量对象部件的状态的剖视图。
图7是示出根据本发明的沿标尺框架的伸缩方向移动前的状态的局部剖视图。
图8是示出根据本发明的沿标尺框架的伸缩方向移动后的状态的局部剖视图。
具体实施方式
以下将基于附图描述本发明的实施例。
图1A至3是示出根据本发明的线性标尺的图。具体而言，图1A是线性标尺的透视图，图1B是线性标尺的侧视图。图2是以放大的方式示出图1中描绘的左侧上的线性标尺的一部分的图，图3是对应于图1A中的线A-A的线性标尺的剖视图。
对测量对象部件之间的移动距离进行测量的测量装置1是线性标尺。如图1所示，线性标尺包括测量装置主体2和能够沿测量装置主体2自由移动的检测器3。测量装置1测量一对第一测量对象部件W1和第二测量对象部件W2之间的移动距离。所述测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1，检测器3固定到第二测量对象部件W2。一对第一测量对象部件W1和第二测量对象部件W2主要由铁形成。
要指出的是，在图1A中没有示出一对第一测量对象部件W1和第二测量对象部件W2。
测量装置主体2由长标尺框架4和内置于标尺框架4中的标尺(未示出)构成。标尺由透光材料比如玻璃形成，在其表面中由具有恒定间距的光栅形成标记，且固定到标尺框架4的内部。在以下的说明和附图中，与标尺框架4的长度方向(测量方向)和检测器3的移动方向相对应的方向可被称为Z方向；将与Z方向正交的标尺框架4的宽度方向(深度方向)作为X方向；以及将与X方向和Z方向都正交的垂直方向作为Y方向。
检测器3包括设置在标尺框架4的外部并固定到第二测量对象部件W2的检测器主体5和从检测器主体5延伸到标尺框架4中的检测单元(未示出)。检测器主体5具有用于将检测器主体5固定到第二测量对象部件W2的检测器固定孔50。检测器固定孔50形成为以便从面向第二测量对象部件W2的检测器主体5的背面贯通至与第二测量对象部件W2所在的一侧相反的一侧上的检测器主体5的正面。检测器主体5通过检测器固定孔50利用螺栓等固定到第二测量对象部件W2。
检测单元由朝向标尺发射光的发光单元和从发光单元接收已经通过标尺的光的受光单元构成。检测单元基于由受光单元接收的光产生电信号。检测器3基于所产生的电信号检测与标尺的相对移动量。
标尺框架4是通过挤压成型而主要由铝形成的构件，并且形成为具有总体中空的大致矩形形状。标尺框架4具有用于将标尺框架4相对于测量方向(Z方向)固定到在标尺框架4的中央处的第一测量对象部件W1的中央固定构件4A、面向第一测量对象部件W1的背面4B、以及位于前侧上并且位于与背面4B所在的侧相反的侧上的正面4C。中央固定构件4A使用螺栓4D将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。注意，可以使用任意种类的构件作为螺栓4D，前提是只要其能够将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。
标尺框架4还包括固定块7，其在相对于测量方向的一端和另一端上都固定到标尺框架4。每个固定块7具有固定孔6。
每个固定孔6形成在相应的固定块7中，以便从面对第一测量对象部件W1的标尺框架4的背面4B贯通至位于与第一测量对象部件W1所在的一侧相反的一侧上的标尺框架4的正面4C。
固定块7主要由铝形成。然而，固定块7可以由另一种材料比如铁而非铝形成。
形成在固定块7中的固定孔6通过切割过程形成。然而，形成在固定块7中的固定孔6不需要通过切割过程形成，而是可以替代地例如使用模具等形成。换句话说，固定块具有规定尺寸的固定孔就足够了，并且可以使用任何种类的制造方法来形成固定孔。
测量装置1包括紧固件8，其是螺栓。通过将紧固件8拧入固定孔6中，测量装置主体2(标尺框架4)被固定到第一测量对象部件W1。
每个紧固件8包括穿过相应固定孔6以将测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1的轴部81和具有比轴部81更大直径的头部82。
如图2所示，测量装置1还包括从标尺框架4的背面4B侧插入到固定孔6中的背面衬套10和从标尺框架4的正面4C侧插入到固定孔6中的正面衬套20。
背面衬套10和正面衬套20具有相同的形状。相应的衬套包括：筒部11和21，紧固件8的轴部81插入其中并且其插入到固定孔6中；分别形成在筒部11和21的端部的凸缘12和22；以及筒状弹性构件13和23，其设置成以便分别覆盖筒部11、21的外周面。
弹性构件13、23是分别设置在筒部11、21的外周面的整周和整个长度上的橡胶。但是，弹性构件13、23也可以不是橡胶而是硅等具有弹性的任何材料。
如图3所示，每个固定孔6具有背面衬套10和正面衬套20插入的附接孔60和容纳紧固件8的头部82的紧固件容纳孔70(参见图1A)。
就其与附接孔60的关系而言，背面衬套10和正面衬套20形成为使得其筒部11、21相对于贯通方向(X方向)比附接孔60的长度更短，并且形成为具有比附接孔60的内径更小的外径。筒部11、21以确保在附接孔60内筒部11、21彼此不接触的长度形成。
背面衬套10和正面衬套20的凸缘12、22分别具有比附接孔60的内径更大的外径。
当背面衬套10插入到附接孔60中时，凸缘12形成在位于朝向第一测量对象部件W1的筒部11的端部，即位于朝向标尺框架4的背面4B的筒部11的端部。同样地，当正面衬套20插入到附接孔60中时，凸缘22形成在位于朝向标尺框架4的正面4C的筒部21的端部。
就背面衬套10、正面衬套20和附接孔60之间的关系而言，紧固件8的轴部81插入到筒部11、21中，并且紧固件8的头部82的外径大于附接孔60的内径。
紧固件8的轴部81穿过背面衬套10、正面衬套20以及附接孔60将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。
当标尺框架4通过轴部81固定到第一测量对象部件W1时，紧固件8的头部82由紧固件容纳孔70容纳。
附接孔60具有接触背面衬套10的凸缘12的第一接触面61。紧固件容纳孔70具有接触正面衬套20的凸缘22的第二接触面71。
当背面衬套10插入到附接孔60中时，筒部11、21在附接孔60内形成间隙D1，直到背面衬套10接触第一接触面61，并且正面衬套20插入到附接孔60中，直到正面衬套20接触第二接触面71。
此外，当背面衬套10插入到附接孔60中直到背面衬套10接触第一接触面61时，凸缘12在第一测量对象部件W1与测量装置主体2(标尺框架4)之间形成间隙D2。只要能够在第一测量对象部件W1与测量装置主体2之间形成间隙D2，就可以以任意厚度形成凸缘12。
图4至6是示出将第一测量对象部件附接到测量装置主体的方法的图。更具体地，图4至6是对应于图1A中的线A-A的剖视图。图4是根据本发明的背面衬套和正面衬套的插入位置的剖视图；图5是示出根据本发明的将背面衬套和正面衬套插入到附接孔中的剖视图；图6是示出根据本发明的使用紧固件将标尺框架固定到第一测量对象部件的状态的剖视图。
下面参照图4至6说明将测量装置主体2附接到第一测量对象部件W1的方法。
关于将测量装置主体2附接到第一测量对象部件W1的方法，首先如图4所示，制造商将背面衬套10沿箭头方向(从图4的左侧朝向右侧)从背面4B侧插入到附接孔60中，并将正面衬套20沿箭头方向(从图4的右侧朝向左侧)从正面4C侧插入到附接孔60中。
接下来，如图5所示，制造商将背面衬套10插入到附接孔60中，直到背面衬套10和第一接触面61形成接触。制造商还将正面衬套20插入到附接孔60中，直到正面衬套20和第二接触面71形成接触。当背面衬套10和正面衬套20插入到附接孔60中时，分别通过背面衬套10和正面衬套20的筒部11、21在附接孔60内形成间隙D1。
测量装置1随着背面衬套10和正面衬套20插入到附接孔60中而装好。
接下来，如图6所示，使用者从正面4C侧将紧固件8插入到固定孔6中。紧固件8的轴部81穿过背面衬套10、正面衬套20和附接孔60将测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1。当测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1时，通过背面衬套10的凸缘12，在测量装置主体2和第一测量对象部件W1之间形成间隙D2。
图7和8是示出根据本发明的沿标尺框架的伸缩方向移动的图。
具体地，图7是示出根据本发明的沿标尺框架的伸缩方向移动前的状态的局部剖视图，图8是示出根据本发明的沿标尺框架的伸缩方向移动后的状态的局部剖视图。从图2的顶侧(+Y方向侧)看，图7和8是图2所示的固定块7的局部剖视图。
下面将参照图7和8描述沿标尺框架4的伸缩方向的移动。
标尺框架4相对于测量方向(Z方向)由标尺框架4的中央处的中央固定构件4A(参见图1A和1B)固定，因此受热时沿+Z方向和-Z方向延伸，比如当测量装置1周围的温度升高时。因此在图7中，标尺框架4沿-Z方向(箭头的方向)延伸。
如图7所示，延伸的标尺框架4也使固定块7沿-Z方向移动。测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1，因此在不存在背面衬套10和正面衬套20的情况下，固定块7的移动将受到紧固件8的轴部81限制。如果固定块7的移动受到限制，则在标尺框架4中产生热应力。
然而，紧固件8穿过背面衬套10、正面衬套20和附接孔60将测量装置主体2固定到第一测量对象部件W1。背面衬套10和正面衬套20的弹性构件13、23分别使固定块7能够移动标尺框架4已经延伸的量。
具体地，如图8所示，当标尺框架4沿-Z方向延伸时，弹性构件13、23在+Z方向侧(图8中的顶侧)上的部分被压缩并且变形标尺框架4已经延伸的量。变形的弹性构件13、23朝向间隙D1变形，以便填充间隙D1。同时，在-Z方向侧(图8中的底侧)上，与弹性构件13、23被压缩的量相当的间隙D3形成在附接孔60内。
因此，即使在标尺框架4沿-Z方向延伸的情况下，背面衬套10和正面衬套20的弹性构件13、23分别使固定块7能够移动标尺框架4已经延伸的量。
根据该实施例，可以实现以下效果。
(1)测量装置1的背面衬套10包括：筒部11，其形成为相对于贯通方向比附接孔60的长度更短，并且形成为具有比附接孔60的内径更小的外径；凸缘12，其形成在位于朝向第一测量对象部件W1的筒部11的端部，并且其具有比附接孔60的内径更大的外径；以及弹性构件13，其形状为筒形并且设置成覆盖筒部11的外周面。因此，可以通过弹性构件13吸收在标尺框架4中产生的热应力，而不妨碍由热引起的标尺框架4的膨胀/收缩。
(2)仅通过将背面衬套10插入到附接孔60中，测量装置1就能够容易地吸收在标尺框架4中产生的热应力，而不需要比如在平行板簧机构等上执行切割的过程。
因此，测量装置1可以通过抑制标尺的变形，确保检测器3的检测精度，可以降低制造成本，并且可以提高制造效率。
(3)从标尺框架4的背面4B侧将背面衬套10插入到附接孔60中，因此在第一测量对象部件W1与标尺框架4之间由凸缘12形成间隙D2。结果，背面衬套10分离第一测量对象部件W1和标尺框架4，因此测量装置1可以抑制热从第一测量对象部件W1传递到标尺框架4并且抑制热应力的发生。
(4)紧固件8包括：轴部81，其插入到形成为相对于贯通方向比附接孔60的长度更短的筒部11中；以及头部82，其具有比附接孔60的内径更大的外径。因此，能够通过背面衬套10和附接孔60将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。
(5)测量装置1还包括正面衬套20，其由筒部21和弹性构件23构成，其具有与背面衬套10的相应元件相同的构造；以及凸缘22，其形成在位于朝向标尺框架4的正面4C侧的筒部21的端部，并且其具有比附接孔60的内径更大的外径。紧固件8穿过背面衬套10、正面衬套20以及附接孔60将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。因此，紧固件8穿过正面衬套20将标尺框架4间接地固定到第一测量对象部件W1，结果，背面衬套10和正面衬套20的弹性构件13、23分别能够有效地吸收在标尺框架4中产生的热应力。
(6)背面衬套10和正面衬套20的筒部11、21分别以确保在附接孔60内所述筒部11、21彼此不接触的长度形成。结果，紧固件8能够穿过背面衬套10、正面衬套20和附接孔60可靠地将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。
(7)背面衬套10和正面衬套20具有相同的形状，因此可以容易地批量制造。测量装置1因此可以降低制造成本并提高制造效率。
(8)标尺框架4包括固定块7，其具有附接孔60并且相对于测量方向固定到标尺框架4的两端。因此，即使在标尺框架4中不能设置附接孔60的情况下，包括附接孔60的固定块7也能够将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。
(9)除了附接孔60以外，标尺框架4还包括中央固定构件4A，其相对于测量方向位于标尺框架4的中央，其将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1。结果，能够稳定地将标尺框架4固定到第一测量对象部件W1，而不妨碍由热引起的标尺框架4沿测量方向的膨胀/收缩。
实施例的变型
注意，本发明并不限定于上述实施例，落入能够实现本发明的目的的范围内的变型、改良等也包含在本发明内。
例如，尽管在上述实施例中测量装置1包括背面衬套10和正面衬套20，但测量装置1还可以仅具有背面衬套10。此外，尽管背面衬套10和正面衬套20被描述为具有相同的形状，但衬套不需要具有相同的形状。例如，正面衬套20的筒部21可以形成得比背面衬套10的筒部11更长，或者正面衬套20的筒部21可以形成为比背面衬套10的筒部11更短。换句话说，背面衬套和正面衬套以确保在附接孔内衬套彼此不接触的长度形成就足够了。
虽然在前述实施例中，中央固定构件4A描述为相对于测量方向形成在标尺框架4的中央，但中央固定构件4A可以形成在标尺框架4的大致中央，以使标尺框架4能够固定到第一测量对象部件W1。
另外，尽管测量装置主体2描述为包括具有固定孔6(附接孔60)的固定块7，但也可以代替地在标尺框架中形成附接孔。换句话说，对于测量装置而言，包括本发明的背面衬套和正面衬套可插入其中的附接孔就足够了。
虽然在前述实施例中，背面衬套10和正面衬套20的弹性构件13、23分别描述为设置在筒部11、21的整个外周面和整个长度上，但是弹性构件还可以设置成覆盖筒部11、21的外周面的一部分的筒状，而不是外周面的整个长度。例如，可以沿着筒部11、21的外周面以恒定的间隔设置多个筒状弹性构件。
换句话说，对于弹性构件而言，设置成覆盖背面衬套和正面衬套的筒部的外周面的筒状就足够了。
尽管在前述实施例中，紧固件8描述为螺栓，但是紧固件还可以是包括插入到背面衬套和正面衬套的筒部中的轴部以及具有比附接孔的内径更大的外径的头部且能够将标尺框架固定到第一测量对象部件的任何物品。
工业适用性
如上所述，本发明可以有利地用作通过抑制标尺的变形来确保检测器的检测精度、可以降低制造成本并且可以提高制造效率的线性标尺。
附图标记列表
1 测量装置
2 测量装置主体
4 标尺框架
4A 中央固定构件
4B 背面
4C 正面
7 固定块
8 紧固件
10 背面衬套
11 筒部
12 凸缘
13 弹性构件
20 正面衬套
21 筒部
22 凸缘
23 弹性构件
60 附接孔
W1 第一测量对象部件

Claims (5)

1.一种线性标尺，包括：
长标尺框架，所述长标尺框架固定到第一测量对象部件并包含标尺；
检测器，所述检测器固定到第二测量对象部件并配置为检测与所述标尺的相对移动量；
附接孔，所述附接孔相对于测量方向设置在所述标尺框架的一端侧和另一端侧这二者上，所述附接孔形成为从面向所述第一测量对象部件的标尺框架的背面贯通至位于与第一测量对象部件所在的一侧相反的一侧上的标尺框架的正面；
背面衬套，其从所述标尺框架的背面侧插入到所述附接孔中；以及
紧固件，其配置为穿过所述附接孔和背面衬套将所述标尺框架固定到所述第一测量对象部件，
其中，每个背面衬套包括：
筒部，其形成为相对于贯通方向比所述附接孔的长度更短，并且具有比所述附接孔的内径更小的外径；
凸缘，其形成在位于朝向所述第一测量对象部件的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径；和
弹性构件，所述弹性构件具有筒状并且设置为覆盖所述筒部的外周面，并且
每个紧固件包括：
轴部，其插入到所述筒部中；和
头部，其具有比所述附接孔的内径更大的外径。
2.根据权利要求1所述的线性标尺，还包括：
正面衬套，其从所述标尺框架的正面侧插入到所述附接孔中，
其中，每个正面衬套包括：
筒部，其形成为相对于贯通方向比所述附接孔的长度更短，并且具有比所述附接孔的内径更小的外径；
凸缘，其形成在位于朝向所述标尺框架的正面侧的所述筒部的端部，并且具有比所述附接孔的内径更大的外径；和
弹性构件，所述弹性构件具有筒状并且设置为覆盖所述筒部的外周面，
所述背面衬套和正面衬套的筒部以确保在所述附接孔内所述筒部彼此不接触的长度形成；并且
所述紧固件配置为穿过所述背面衬套、正面衬套和附接孔将所述标尺框架固定到所述第一测量对象部件。
3.根据权利要求2所述的线性标尺，
其中，所述背面衬套和正面衬套具有相同的形状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的线性标尺，
其中，所述标尺框架包括固定块，所述固定块相对于所述测量方向固定到所述标尺框架的两端，并且所述固定块包括所述附接孔。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线性标尺，
其中，除了所述附接孔之外，所述标尺框架还包括用于将所述标尺框架固定到所述第一测量对象部件的中央固定构件，所述中央固定构件相对于所述测量方向设置在所述标尺框架的中央。
CN201810557637.9A 2017-07-05 2018-06-01 线性标尺 Active CN109211046B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-132052 2017-07-05
JP2017132052A JP6895332B2 (ja) 2017-07-05 2017-07-05 リニアスケール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109211046A true CN109211046A (zh) 2019-01-15
CN109211046B CN109211046B (zh) 2021-09-14

Family

ID=64666442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810557637.9A Active CN109211046B (zh) 2017-07-05 2018-06-01 线性标尺

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10648833B2 (zh)
JP (1) JP6895332B2 (zh)
CN (1) CN109211046B (zh)
DE (1) DE102018004903A1 (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4569137A (en) * 1983-06-07 1986-02-11 Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. Linear scale type displacement measuring device and main scale attaching method thereof
CN85103430A (zh) * 1985-04-20 1986-10-15 悉尼磁性刻度尺株式会社 测长装置
CN87105740A (zh) * 1986-08-28 1988-03-16 索尼磁石股份有限公司 用于磁性直线标尺组合的安装结构
US5713136A (en) * 1994-10-19 1998-02-03 Nippon Thompson Co., Ltd. Object measuring apparatus
US5842283A (en) * 1995-08-11 1998-12-01 Nippon Thompson Co., Ltd. Position detection apparatus along with a track rail unit and guide unit on which it is equipped
US20030182816A1 (en) * 2002-03-30 2003-10-02 Helmut Huber Linear encoder and linear guide assembly with the linear encoder
EP1445584A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-11 Sony Precision Technology Inc. Scale device
CN1237324C (zh) * 2002-06-25 2006-01-18 三丰株式会社 多点构架固定单元型线性位移测定设备及其固定方法
CN1324297C (zh) * 2003-06-30 2007-07-04 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 位置测量装置的探测单元
CN101336362A (zh) * 2006-01-27 2008-12-31 谢夫勒两合公司 具有长度测量系统的线性导向单元
EP2803949A2 (en) * 2013-05-15 2014-11-19 Canon Kabushiki Kaisha Scale holding device and encoder
CN104236407A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 Ap系统股份有限公司 校正平台标尺的方法
CN105509591A (zh) * 2014-10-14 2016-04-20 约翰内斯·海德汉博士有限公司 位置测量机构
CN105737874A (zh) * 2014-12-27 2016-07-06 株式会社三丰 标尺固定设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649648A (en) * 1984-08-31 1987-03-17 Sony Magnescale Incorporation Linear scale
JP4154089B2 (ja) * 1999-08-12 2008-09-24 ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 スケールユニットの連結部材
ES2165334B1 (es) * 2000-10-03 2003-04-01 Fagor S Coop Aparato optico de medida de longitudes, con un dispositivo de fijacion.
JP3806328B2 (ja) * 2001-09-27 2006-08-09 株式会社ミツトヨ ユニット型直線変位測定装置、及び、その端部固定具
JP2009047514A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Sony Corp 位置検出装置の取付構造
JP5162800B2 (ja) * 2009-03-24 2013-03-13 株式会社ミツトヨ リニアスケール

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4569137A (en) * 1983-06-07 1986-02-11 Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. Linear scale type displacement measuring device and main scale attaching method thereof
CN85103430A (zh) * 1985-04-20 1986-10-15 悉尼磁性刻度尺株式会社 测长装置
CN87105740A (zh) * 1986-08-28 1988-03-16 索尼磁石股份有限公司 用于磁性直线标尺组合的安装结构
US5713136A (en) * 1994-10-19 1998-02-03 Nippon Thompson Co., Ltd. Object measuring apparatus
US5842283A (en) * 1995-08-11 1998-12-01 Nippon Thompson Co., Ltd. Position detection apparatus along with a track rail unit and guide unit on which it is equipped
US20030182816A1 (en) * 2002-03-30 2003-10-02 Helmut Huber Linear encoder and linear guide assembly with the linear encoder
CN1237324C (zh) * 2002-06-25 2006-01-18 三丰株式会社 多点构架固定单元型线性位移测定设备及其固定方法
EP1445584A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-11 Sony Precision Technology Inc. Scale device
CN1324297C (zh) * 2003-06-30 2007-07-04 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 位置测量装置的探测单元
CN101336362A (zh) * 2006-01-27 2008-12-31 谢夫勒两合公司 具有长度测量系统的线性导向单元
EP2803949A2 (en) * 2013-05-15 2014-11-19 Canon Kabushiki Kaisha Scale holding device and encoder
CN104236407A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 Ap系统股份有限公司 校正平台标尺的方法
CN105509591A (zh) * 2014-10-14 2016-04-20 约翰内斯·海德汉博士有限公司 位置测量机构
CN105737874A (zh) * 2014-12-27 2016-07-06 株式会社三丰 标尺固定设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN109211046B (zh) 2021-09-14
US20190011284A1 (en) 2019-01-10
US10648833B2 (en) 2020-05-12
JP6895332B2 (ja) 2021-06-30
DE102018004903A1 (de) 2019-01-10
JP2019015569A (ja) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016169485A1 (zh) 基于光纤光栅的可辨周向测斜传感器
CN105716555B (zh) 用于测量两个大致同轴部件之间的位移的装置和方法
US7134219B2 (en) Fiber optic gap gauge
CN105866474A (zh) 柔性铰链梁光纤布拉格光栅二维加速度传感器
CN103148971B (zh) 一种测试超高压管式反应器热套端部结构局部应力场的方法
JP2016099342A (ja) 測長装置
CN103697828B (zh) 一种支持解耦温度和应变的光纤光栅应变传感器
CN109211046A (zh) 线性标尺
KR20170119283A (ko) 압력 센서
CN219475707U (zh) 光纤传感器及磁场强度测量装置
KR101388875B1 (ko) 단차 측정 기구
CN112378312B (zh) 齿轮托架张开量测量装置
CN216717286U (zh) 一种基于珐珀腔的高温应变传感片
CN108955450A (zh) 阶梯规
CN105371995B (zh) 一种具有自检功能的测力计
CN109357651B (zh) 精密驱动位移测量装置
JP2019109057A (ja) 光ファイバセンサ
CN207779259U (zh) 一种汽车连杆自定心测量装置
CN205332989U (zh) 方孔对称度量规组件
JP2007183254A (ja) 変位測定装置用スケール
RU131875U1 (ru) Виброчастотный микромеханический акселерометр
PL423265A1 (pl) Sposób i urządzenie do pomiaru przemieszczeń względnych fragmentów obiektu
RU2618496C1 (ru) Датчик ускорения
CN110095071A (zh) 一种电子测量检具及电子测量方法
JP6147547B2 (ja) 測長装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant