JP2011232074A - Scale and linear encoder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scale and a linear encoder capable of enhancing portability, reducing cost for packaging and transportation and being easily attached to an object to be measured.SOLUTION: A linear encoder 1 basically comprises a scale 2 having grid markings and a head 3 relatively moving along the scale 2, and measures the position of the head 3 to the scale 2. The scale 2 is attached to any one of two objects to be measured which displace relatively. And in the scale 2, a shape-memory alloy is used as a material. The head 3 is attached to any other of the two objects to be measured which displace relatively.

Description

本発明は、スケール、及びリニアエンコーダに関する。   The present invention relates to a scale and a linear encoder.

従来、目盛りを有するスケールと、スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、スケールに対するヘッドの位置を測定するリニアエンコーダが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光学式エンコーダ（リニアエンコーダ）は、スケールベース（スケール）と、検出ヘッド（ヘッド）とを備え、スケールに対するヘッドの位置を測定するものである。 Conventionally, a linear encoder that includes a scale having a scale and a head that moves relatively along the scale and measures the position of the head with respect to the scale is known (see, for example, Patent Document 1).
The optical encoder (linear encoder) described in Patent Document 1 includes a scale base (scale) and a detection head (head), and measures the position of the head with respect to the scale.

ところで、このようなリニアエンコーダのスケールには、ガラスや、金属などを材料として用いている。例えば、小型の被測定物を測定するためのリニアエンコーダでは、高い精度で測定をするために平面度のよいガラスをスケールの材料として用いている。しかしながら、スケールの材料としてガラスを用いると、スケールの長さが長くなるに従って可搬性が低下し、スケールの梱包や輸送にかかるコストが増加するという問題がある。
そこで、自動車や航空機などの大型の被測定物を測定するためのリニアエンコーダでは、金属をスケールの材料として用いている。スケールの材料として金属を用いると、弾性変形の範囲でスケールを巻き取ることができるので、スケールの長さが長くなっても可搬性の低下を抑制することができ、スケールの梱包や輸送にかかるコストの増加を抑制することができる。 By the way, glass, metal, or the like is used as a material for the scale of such a linear encoder. For example, in a linear encoder for measuring a small object to be measured, glass having good flatness is used as a scale material in order to perform measurement with high accuracy. However, when glass is used as the scale material, there is a problem that the portability decreases as the length of the scale increases, and the cost for packing and transporting the scale increases.
Therefore, in a linear encoder for measuring a large object to be measured such as an automobile or an aircraft, metal is used as a scale material. If a metal is used as the scale material, the scale can be wound up within the range of elastic deformation, so even if the length of the scale is increased, the reduction in portability can be suppressed, and the scale is packed and transported. An increase in cost can be suppressed.

特開２００６−３３０７号公報JP 2006-3307 A

しかしながら、スケールの材料として金属を用いると、弾性変形の範囲を超えて塑性変形してしまった場合に元に戻らなくなるので、スケールを巻き取る際には弾性変形の範囲を超えない程度の径が必要になるという問題がある。すなわち、スケールの材料として金属を用いると、可搬性の低下を十分に抑制することができず、スケールの梱包や輸送にかかるコストの増加を十分に抑制することができないという問題がある。   However, if a metal is used as the material for the scale, it will not return to its original state if it has been plastically deformed beyond the range of elastic deformation, so when winding the scale, the diameter should not exceed the range of elastic deformation. There is a problem that it becomes necessary. That is, when a metal is used as the material for the scale, there is a problem in that a decrease in portability cannot be sufficiently suppressed and an increase in cost for packing and transportation of the scale cannot be sufficiently suppressed.

本発明の目的は、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができ、被測定物に容易に取り付けることができるスケール、及びリニアエンコーダを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a scale and a linear encoder that can improve portability, reduce costs for packaging and transportation, and can be easily attached to an object to be measured.

本発明のスケールは、目盛りを有するスケールと、前記スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、前記スケールに対する前記ヘッドの位置を測定するリニアエンコーダに用いられるスケールであって、前記スケールは、形状記憶合金からなることを特徴とする。   The scale of the present invention includes a scale having a scale and a head that moves relatively along the scale, and is a scale used in a linear encoder that measures the position of the head with respect to the scale. It is made of a shape memory alloy.

このような構成によれば、スケールの材料として形状記憶合金を用いているので、スケールを変形させても加熱することで元に戻すことができる。したがって、スケールを巻き取る際に十分に径を小さくすることができるので、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができる。また、例えば、スケールを折り畳むようにして小さくすることもできるので、被測定物に容易に取り付けることができ、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。   According to such a configuration, since the shape memory alloy is used as the material of the scale, it can be restored by heating even if the scale is deformed. Therefore, since the diameter can be sufficiently reduced when winding the scale, the portability can be improved, and the cost for packing and transportation can be reduced. Also, for example, it can be made smaller by folding the scale, so it can be easily attached to the object to be measured, and further improvement in portability and further reduction in packaging and transportation costs can be expected. Can do.

本発明では、前記目盛りは、エッチング加工で形成されることが好ましい。   In the present invention, the scale is preferably formed by etching.

ここで、スケールの表面に成膜することによって目盛りを形成すると、スケールを巻き取る際や、折り畳む際に、目盛りに割れや剥がれを生じる場合があるという問題がある。
本発明によれば、目盛りは、エッチング加工で形成されるので、スケールを巻き取る際や、折り畳む際に、目盛りに割れや剥がれを生じにくくなり、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。 Here, when the scale is formed by forming a film on the surface of the scale, there is a problem that the scale may be cracked or peeled off when the scale is wound or folded.
According to the present invention, the scale is formed by etching, so that when the scale is wound up or folded, the scale is less likely to be cracked or peeled off, and further improved in portability, packaging and transportation. Such further cost reduction can be expected.

本発明のリニアエンコーダは、前述したスケールを備えることを特徴とする。
このような構成によれば、前述したスケールと同様の作用効果を奏することができる。 The linear encoder of the present invention includes the scale described above.
According to such a configuration, the same effects as the scale described above can be achieved.

本発明の一実施形態に係るリニアエンコーダを示す平面図。The top view which shows the linear encoder which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアエンコーダ１を示す平面図である。
リニアエンコーダ１は、図１に示すように、基本的に格子状の目盛りを有するスケール２と、スケール２に沿って相対的に移動するヘッド３とを備える。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a linear encoder 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the linear encoder 1 basically includes a scale 2 having a grid-like scale and a head 3 that moves relatively along the scale 2.

スケール２は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか一方の被測定物に取り付けられる。目盛り２１は、スケール２の表面にエッチング加工で形成されている。
また、スケール２には、材料として形状記憶合金が用いられている。具体的に、スケール２は、長手方向に沿って巻き取ることができ、折り畳むことができる程度の薄いテープ状に形成されている。したがって、スケール２を持ち運ぶ場合には、可搬性を向上させるために、スケール２を巻き取ったり、折り畳んだりすることで小さくして持ち運ぶことができる。 The scale 2 is attached to one of the two objects to be measured that are relatively displaced. The scale 21 is formed on the surface of the scale 2 by etching.
The scale 2 uses a shape memory alloy as a material. Specifically, the scale 2 is formed in a thin tape shape that can be wound along the longitudinal direction and can be folded. Therefore, when carrying the scale 2, in order to improve portability, the scale 2 can be taken down and folded to be carried around.

スケール２を被測定物に取り付ける際には、例えば、スケール２の長手方向における中央部分を先に加熱することで変形を元に戻し、この部分を先に被測定物に取り付ける。そして、スケール２の長手方向における両側部分を後で加熱することで変形を元に戻しつつ、この部分を被測定物に取り付けていくことができる。
また、例えば、スケール２の長手方向における一端を先に加熱することで変形を元に戻し、この部分を先に被測定物に取り付ける。そして、スケール２の長手方向における一端から他端に向かって加熱することで変形を元に戻しつつ、この部分を被測定物に取り付けていくことができる。 When the scale 2 is attached to the object to be measured, for example, the center part in the longitudinal direction of the scale 2 is first heated to return the deformation, and this part is first attached to the object to be measured. Then, both sides in the longitudinal direction of the scale 2 can be attached to the object to be measured while the deformation is restored by heating later.
Further, for example, the deformation is restored by heating one end of the scale 2 in the longitudinal direction first, and this portion is first attached to the object to be measured. And this part can be attached to a to-be-measured object, returning deformation | transformation by heating toward the other end from the longitudinal direction of the scale 2. FIG.

ヘッド３は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか他方の被測定物に取り付けられる。このヘッド３は、スケール２に光を出射するとともに、スケール２にて反射される光を受光する。そして、ヘッド３は、受光した光に応じた信号をケーブル４、及びコネクタ５を介して出力する。
なお、図示は省略するが、コネクタ５は、リニアエンコーダ１を制御する制御装置に接続される。この制御装置は、ヘッド３から出力される信号に基づいて、スケール２に対するヘッド３の位置を測定する。 The head 3 is attached to one of the two measured objects that are relatively displaced. The head 3 emits light to the scale 2 and receives light reflected by the scale 2. The head 3 outputs a signal corresponding to the received light through the cable 4 and the connector 5.
Although not shown, the connector 5 is connected to a control device that controls the linear encoder 1. This control device measures the position of the head 3 with respect to the scale 2 based on the signal output from the head 3.

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）スケール２の材料として形状記憶合金を用いているので、スケール２を変形させても加熱することで元に戻すことができる。したがって、スケール２を巻き取る際に十分に径を小さくすることができるので、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができる。また、例えば、スケール２を折り畳むようにして小さくすることもできるので、被測定物に容易に取り付けることができ、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the shape memory alloy is used as the material of the scale 2, even if the scale 2 is deformed, it can be restored by heating. Therefore, when the scale 2 is wound up, the diameter can be sufficiently reduced, so that the portability can be improved and the cost for packing and transportation can be reduced. In addition, for example, the scale 2 can be folded so that it can be made small, so that it can be easily attached to an object to be measured, and further improvement in portability and further reduction in packaging and transportation costs are expected. be able to.

（２）スケール２は、被測定物に容易に取り付けることができるので、スケール２の取り付け誤差を抑制することができる。したがって、リニアエンコーダ１は、高精度な測定をすることができる。
（３）目盛り２１は、エッチング加工で形成されるので、スケール２を巻き取る際や、折り畳む際に、目盛り２１に割れや剥がれを生じにくくなり、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。 (2) Since the scale 2 can be easily attached to an object to be measured, an attachment error of the scale 2 can be suppressed. Therefore, the linear encoder 1 can perform highly accurate measurement.
(3) Since the scale 21 is formed by etching, the scale 21 is less likely to be cracked or peeled off when the scale 2 is wound or folded, so that the portability can be further improved, and packing and transportation can be performed. Such further cost reduction can be expected.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記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ものである。
例えば、前記実施形態では、リニアエンコーダとして、光学式のリニアエンコーダ１を例示していたが、磁気式などの他のリニアエンコーダであってもよい。
前記実施形態では、目盛り２１は、スケール２の表面にエッチング加工で形成されていたが、スケールの表面に成膜することによって形成されていてもよい。 [Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the embodiment, the optical linear encoder 1 is exemplified as the linear encoder, but another linear encoder such as a magnetic encoder may be used.
In the embodiment, the scale 21 is formed on the surface of the scale 2 by etching, but may be formed by forming a film on the surface of the scale.

本発明は、スケール、及びリニアエンコーダに好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for a scale and a linear encoder.

１…リニアエンコーダ
２…スケール
３…ヘッド
２１…目盛り 1 ... Linear encoder 2 ... Scale 3 ... Head 21 ... Scale

Claims (3)

目盛りを有するスケールと、前記スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、前記スケールに対する前記ヘッドの位置を測定するリニアエンコーダに用いられるスケールであって、
前記スケールは、形状記憶合金からなることを特徴とするスケール。 A scale used for a linear encoder that includes a scale having a scale and a head that moves relatively along the scale, and measures the position of the head relative to the scale,
The scale is made of a shape memory alloy. 請求項１に記載のスケールにおいて、
前記目盛りは、エッチング加工で形成されることを特徴とするスケール。 The scale according to claim 1,
The scale is formed by an etching process. 請求項１または請求項２に記載のスケールを備えることを特徴とするリニアエンコーダ。   A linear encoder comprising the scale according to claim 1.
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