JP2520019Y2 - スケール装置 - Google Patents

スケール装置

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JP2520019Y2
JP2520019Y2 JP618991U JP618991U JP2520019Y2 JP 2520019 Y2 JP2520019 Y2 JP 2520019Y2 JP 618991 U JP618991 U JP 618991U JP 618991 U JP618991 U JP 618991U JP 2520019 Y2 JP2520019 Y2 JP 2520019Y2
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忠彦 ▲しま▼野
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ソニーマグネスケール株式会社
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、例えば、磁気スケール
に形成された目盛を読み取る目盛読み取り機構に適用し
て好適なスケール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、工作機械等の基準面側には位置
決め用スケールが取り付けられ、工具台側にはこの位置
決め用スケールに対向する位置に検出ヘッドが取り付け
られている。そして、工具台側の移動に伴い上記検出ヘ
ッドが上記位置決め用のスケール上を相対的に移動する
ことで、この位置決め用スケールに形成された目盛がこ
の検出ヘッドにより読み取られるようにされている。こ
のようなスケール装置の従来技術による構成を図4に示
す。この図4において、1はスケールであり、このスケ
ール1には紙面と直交する方向(スケール1の長さ方
向)に一定周期の磁気目盛が形成されている。このスケ
ール1はその一端部1Aがアルミ製の筐体2に固定され
ている。また、スケール1は角θ(θ=90゜)を共有す
る走り基準面1B,1Cを有しており、この走り基準面1
B,1C上を紙面と直交する方向にスライダ5が移動す
る。スライダ5には、図5の概略的な底面図および図6
の概略的な側面図から理解されるように、ベアリング等
より構成される5個の可動部材7〜11と、スケール1
の磁気目盛を読み取るための検出ヘッド12とが配置さ
れている。このスライダ5は、図6に示すように、支持
部5Aと連結機構15とを通じてスライダ固定部材16
の支持部16Aに支持される。この連結機構15は球状
部17A,17Bと軸17Cより構成されるダンベル状部材
17と、圧縮ばね18と、支持部16Aと支持部5Aとに
形成された円錐状凹部16B,5Bより構成されている。
この場合、ダンベル状部材17の軸17Cに圧縮ばね1
8が入れられているので、球状部17A,17Bが支持部
16Aと支持部5Aに形成された円錐状凹部16B,5Bに
押し付けられることになり、スライダ5が接触状態でス
ライダ固定部材16に支持されることになる。このまま
の状態では、スライダ5が、図4中、X方向にずれるお
それおよびZ方向に落下するおそれがあるので、Z方向
にはばね21によってベアリング等の可動部材22がス
ケール1側に押し付けるようにされ、一方、X方向には
ばね23の取り付けられたベアリング等の可動部材24
が筐体2に埋め込まれた鉄系金属25の表面である走り
面25Aを押し付けるようにされている。このように2
方向からスライダ5を支持することにより上述のX方向
へのずれおよびZ方向への落下が防止される。
【0003】上述のように構成されるスケール装置にお
いて、矢印方向Y(スケール1の長さ方向)にスライダ
固定部材16が移動することで連結機構15を通じてス
ライダ5が同じ方向Yに一体的に移動してスケール1に
形成されている磁気目盛を読み取ることができるように
されている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスケール装置では、連結機構15のスケール1
の走り基準面1Bからの高さh1(図6参照)が比較的に
高いので、スケール1の走り基準面1BにZ方向の起伏
・うねり等があるとスライダ5がピッチング運動(図7
参照)を起こして磁気目盛等の読み取りの際に比較的大
きな誤差が発生するという問題があった。
【0005】本考案はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、スケールの走り基準面に起伏・うねり等が
あってもスライダの走行が比較的に安定して目盛の読み
取り誤差の発生しないスケール装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案スケール装置は、
例えば、図1に示すように、一定周期の目盛が長さ方向
に形成されたスケール1と、このスケール1上を相対的
に移動してこのスケール1に形成された目盛を読み取る
検出ヘッド12が設けられるとともに第1の円錐状凹面
31Bが形成された第1の支持部31Aを有するスライダ
31と、両端部に球状面47A,47Bが形成されそのう
ちの一方の球状面47Bが第1の円錐状凹面31Bに接触
する連結部材47と、この連結部材47の他方の球状面
47Aに接触する第2の円錐状凹面46Bが形成された第
2の支持部46Aを有しこの第2の支持部46Aによりス
ライダ31を連結部材47を通じてスケール1上を長さ
方向Yに移動させるスライダ固定部材46と、連結部材
47とスライダ31の第1の支持部31Aとを相互に押
しつける第1のばね50と、連結部材47とスライダ固
定部材46の第2の支持部46Aとを相互に押し付ける
第2のばね49とを備え、第1および第2のばね50,
49を連結部材47の軸に対してスケール1側と異なる
側に配置したものである。
【0007】
【作用】本考案スケール装置によれば、連結部材47と
スライダ31の第1の支持部31Aとを相互に押しつけ
る第1のばね50と、連結部材47とスライダ固定部材
46の第2の支持部46Aとを相互に押し付ける第2の
ばね49とが連結部材47の軸に対してスケール1側と
異なる側に配置されているので、スライダ固定部材46
とスライダとを連結する連結機構45のスケール1の走
り基準面からの高さh2が比較的に低くなり、スケール
1の走り基準面1Aに起伏・うねり等があってもスライ
ダの走行が比較的に安定して目盛の読み取り誤差が発生
しない。
【0008】
【実施例】以下、本考案スケール装置の一実施例につい
て図面を参照して説明する。なお、以下の図面におい
て、図4〜図7に示したものと対応するものには同一の
符号を付けそれらの詳細な説明は省略する。
【0009】図2において、1はスケールであり、この
スケール1には紙面と直交する方向(スケール1の長さ
方向)に一定周期の磁気目盛が形成されている。なお、
スケール1は磁気目盛が形成されたスケールに限らず、
光学式目盛、容量式目盛等が形成されたスケールでもよ
い。このスケール1はその一端部1Aがアルミ製の筐体
102に固定されている。このスケール固定部材として
の筐体102は図示しない工作機械の基準面側に取り付
けられている。ここで、スケール1は角θ(θ=90゜)
を共有する走り基準面1B,1Cを有しており、この走り
基準面1B,1C上を長さ方向にスライダ31が移動す
る。スライダ31には、ベアリング等より構成される5
個の可動部材7〜11(ほぼ図5と同じ配置)と、スケ
ール1に形成された磁気目盛を読み取るための検出ヘッ
ド12とが配置されている。このスライダ31は、図1
に示すように、支持部31A(第1の支持部)と連結機
構45とを通じてスライダ固定部材46の支持部46A
(第2の支持部)に支持される。なお、スライダ固定部
材46は図示しない工作機械の工具台側に取り付けられ
ている。支持部31Aには円錐状凹面31B(第1の円錐
状凹面)とこの円錐状凹面31Bに連なる角孔31Cが形
成されている。支持部46Aには円錐状凹面46B(第2
の円錐状凹面)とこの円錐状凹面46Bに連なる角孔4
6Cが形成されている。連結機構45は、円錐状凹面3
1Bと、角孔31Cと、円錐状凹面46Bと、角孔46C
と、圧縮ばね49,50(図3参照)と、球状面47A,
47Bと軸47Cとよりなる棒状の連結部材47とから構
成されている。この場合、連結部材47の両端部側の近
くに円周方向に形成された溝47D,47Eと支持部46
A,31Aに形成された角孔46C,31C間に、圧縮ばね4
9,50がスケール1の表面である走り基準面1Aと反対
側から挿入され固定された構造とされている。この圧縮
ばね49(第2のばね)により連結部材47の球状面4
7Aとスライダ固定部材46の支持部46Aに形成された
円錐状凹面46Bとが相互に押し付けられた状態で接触
し、一方、圧縮ばね50(第1のばね)により連結部材
47の球状面47Bとスライダ31の支持部31Aに形成
された円錐状凹面31Bとが相互に押し付けられた状態
で接触する。
【0010】この場合、連結機構45を構成する圧縮ば
ね49,50を連結部材47の軸47Cを基準としてス
ケール1の表面である走り基準面1A側と反対側(スラ
イダ固定部材46側)に挿入しているので、スケール1
の走り基準面1A側から連結機構45を構成する連結部
材47の軸心までの高さh2を図6に示した従来の技術
の高さh1に比較して低く構成することができる。これ
によりスライダ31のピッチング方向(図7参照)の変
動を原因とする検出ヘッド12による読み取り誤差をな
くすことができる。また、図1から理解されるように、
この実施例ではスライダ本体部31Dの軸心と連結部材
47の軸心とが一致するように構成している。なお、圧
縮ばね49,50は図1に示したように、スケール1の
正確に反対側ではなくて、斜め上側でもよい。要は、ス
ケール1の走り基準面1に接触しない位置に固定して配
置すればよい。
【0011】さらに、図1および図2に示すように、ス
ライダ固定部材46には、圧縮ばね51の一端部が取り
付けられ、この圧縮ばね51の他端部にはその長さ方向
がスケール1の幅方向(図1中、X方向)に配置された
棒状の支持部材52が取り付けられている。一方、スラ
イダ31には支持部材52と接触する円柱面53Aを有
する部材(以下、円柱状部材という)53が設けられて
いる。したがって、スライダ31は、スライダ固定部材
46、圧縮ばね51、支持部材52、円柱面53Aを通
じてスケール1側に押し付けられることになる。スケー
ル1は上述したようにその一端部1Aがスケール固定部
材としての筐体102に固定されている。ここで、円柱
面53Aはスケール固定部材としての筐体102とスケ
ール1とスライダ31と棒状の支持部材52と圧縮ばね
51とスライダ固定部材46とによって形成される力学
的中心軸54を中心軸54(軸方向はY方向)とする円
柱面に形成されている。なお、図2中、筐体102には
め込まれたゴム部材55,56は、筐体102内部に切
削油等が侵入するのを防止するためである。
【0012】上述のように構成されるスケール装置にお
いて、工具台(図示せず)に固定されたスライダ固定部
材46がY方向に移動することで、連結機構45を通じ
てスライダ31が図1および図2中、Y方向に移動す
る。このスライダ31のY方向への移動により、検出ヘ
ッド12を通じてスケール1に形成されている磁気目盛
が読み取られることで、スライダ31の移動量、言い換
えれば、工具台の移動量を知ることができる。
【0013】この場合、上述の実施例によれば、スライ
ダ31がスケール1上を走行する際、スライダ31に形
成された円柱面56が棒状の支持部材52により、常
時、スケール1側に押し付けられている。この棒状の支
持部材52によりスライダ31を押し付ける力は、円柱
面56を押す法線力である。この法線力の方向は、常
時、力学的中心軸54を通る方向を向いている。したが
って、スライダ31が、棒状の支持部材51とスケール
1によりのみ支持されることになるので、構造が比較的
に簡単になり、かつ筐体102とスライダ固定部材46
の断面形状(図1参照)が比較的に小さくなる。具体的
には図4に示した従来技術によるスケール装置に比較し
て、筐体2側に鉄系金属25による走り面25Aが不要
となり、さらに、2方向からスライダ5を支持する機構
(ばね21および可動部材22,ばね23および可動部
材24)が不要になることから、スケール装置の構造が
簡単になりかつ断面形状が比較的に小形になる。この構
造の簡単化により部品点数が減少してスケール装置の製
造コストを低減することもできる。また、連結機構45
の高さh2が図6に示した従来技術による連結機構15
の高さh1に比較して低くなり、スライダ31が走り基
準面1Bの起伏・うねり等を原因とするピッチング運動
(図7参照)が起きても磁気目盛等の読み取りにおいて
誤差が発生しなくなる。すなわち、読み取り精度が向上
する。さらに、この実施例のように構成されるスライダ
31は走り基準面1A,1B上を走行する際の摺動抵抗に
対して十分に剛性のある構造になっており、また、連結
機構45によりスライダ固定部材46の移動に対応して
柔軟に追従して移動することができる構造になってい
る。なお、本考案は上述の実施例に限らず本考案の要旨
を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろ
んである。
【0014】
【考案の効果】以上説明したように、本考案スケール装
置によれば、連結部材とスライダの第1の支持部とを相
互に押しつける第1のばねと、上記連結部材とスライダ
固定部材の第2の支持部とを相互に押し付ける第2のば
ねとが上記連結部材の軸に対してスケール側と異なる側
に配置されているので、上記スライダ固定部材と上記ス
ライダとを連結する連結機構の上記スケールの走り基準
面からの高さが比較的に低くなり、上記スケールの走り
基準面に起伏・うねり等があってもスライダの走行が比
較的に安定して目盛の読み取り誤差が発生しないという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2に示す本考案の一実施例によるスケール装
置の中、スライダ、連結機構等をその側面からみた概略
的な線図である。
【図2】図1に示すスケール装置の概略正面図である。
【図3】図1および図2に示すスケール装置の中、スラ
イダとスライダ固定部材とを接続するための連結機構を
構成する圧縮ばねの斜視図である。
【図4】従来の技術によるスケール装置の構成を示す正
面図である。
【図5】図4に示すスケール装置においてスライダ固定
部材を透視してみた概略的な底面図である。
【図6】図4および図5に示すスケール装置の概略的な
側面図である。
【図7】スケール上を走行するスライダにおけるピッチ
ング、ヨーイングおよびローリング方向を一般的に示す
線図である。
【符号の説明】
1 スケール 12 検出ヘッド 31 スライダ 31A,46A 支持部 31B,46B 円錐状凹面 46 スライダ固定部材 47 連結部材 47A,47B 球状面 49,50 ばね 102 筐体

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定周期の目盛が長さ方向に形成された
    スケールと、このスケール上を相対的に移動してこのス
    ケールに形成された目盛を読み取る検出ヘッドが設けら
    れるとともに第1の円錐状凹面が形成された第1の支持
    部を有するスライダと、両端部に球状面が形成されその
    うちの一方の球状面が上記第1の円錐状凹面に接触する
    連結部材と、この連結部材の他方の球状面に接触する第
    2の円錐状凹面が形成された第2の支持部を有しこの第
    2の支持部により上記スライダを上記連結部材を通じて
    上記スケール上を長さ方向に移動させるスライダ固定部
    材と、上記連結部材と上記スライダの第1の支持部とを
    相互に押しつける第1のばねと、上記連結部材と上記ス
    ライダ固定部材の第2の支持部とを相互に押し付ける第
    2のばねとを備え、上記第1および第2のばねを上記連
    結部材の軸に対して上記スケール側と異なる側に配置し
    たことを特徴とするスケール装置。
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