JP3090049B2 - 測長装置 - Google Patents

測長装置

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JP3090049B2
JP3090049B2 JP08173739A JP17373996A JP3090049B2 JP 3090049 B2 JP3090049 B2 JP 3090049B2 JP 08173739 A JP08173739 A JP 08173739A JP 17373996 A JP17373996 A JP 17373996A JP 3090049 B2 JP3090049 B2 JP 3090049B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学格子を有する
メインスケールとインデックススケールの相対的な移動
によって生じるモアレ縞を電子光学的に読み取り、両ス
ケールの相対的な移動量を測定する測長装置に関する。
この測長装置は、例えば工作機械等においてスライドテ
ーブルの直線的な移動量の測定に利用される。特に本発
明は、メインスケールに対面するインデックススケール
を備えた検出ヘッド部において、インデックススケール
をメインスケールに当接させるための構造の改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、工作機械2に設置されている測
長装置1を示す。図3は、測長装置1の要部の構造を示
す。図2及び図3を参照して従来の測長装置を説明す
る。この測長装置1は、光学格子を有する2つのスケー
ルの相対的な移動によって生じるモアレ縞を電子光学的
に読み取り、両スケールの相対的な移動量を測定する。
工作機械2のスライドテーブル4は、床上に固設された
ベッド3の上面に設けられた案内手段に係合しており、
ベッド3に対して直線的に移動できる。スライドテーブ
ル4の側端面には取付け枠5を介して透明なメインスケ
ール6が固設されている。メインスケール6は細長い矩
形状であり、その長手方向がスライドテーブル4の移動
方向に対してほぼ平行であり、かつ、その表面がスライ
ドテーブル4の側端面に平行である。このメインスケー
ル6の表面には微細な(例えば線幅及びその間隔が10
〜20μm程度)縦縞の光学格子7が形成されている。
【0003】前記ベッド3には、メインスケール6に対
面して検出ヘッド部8が固定されている。検出ヘッド部
8は、ベッド3に固定された固定リンク9と、固定リン
ク9に取り付けられたスライダ11と、固定リンク9に
取り付けられて全体を覆うカバー等を有する。図3中に
示す9は、この検出ヘッド部8の固定リンクである。同
図に示すように、メインスケール6の長手方向に関する
固定リンク9の一端部には、連結部材10の一端部が固
定されている。この連結部材10はばね性を有してお
り、固定リンク9の他端部に向けてメインスケール6と
略平行に延設されている。連結部材10の他端部にはス
ライダ11が連結されている。スライダ11は固定リン
ク9の略中央部に隣接した位置にあり、連結部材10に
よってメインスケール6に所定の向きで押し付けられて
いる。
【0004】スライダ11は、メインスケール6の長手
方向と直交する面内において略コ字形の断面を呈する部
材であり、メインスケール6を挟むようにメインスケー
ル6に装着されている。メインスケール6の一方の面に
近接して配置されるスライダ11の第1の部分には、メ
インスケール6の側に光を照射する光源が設けられてい
る。メインスケール6の他方の面に近接して配置される
スライダ11の第2の部分には、インデックススケール
と受光素子が設けられている。インデックススケールは
透明であり、その表面には光学格子がほぼ縦に設けられ
ている。前記第2の部分において、インデックススケー
ルはメインスケール6に近い側に設けられている。イン
デックススケールは、その光学格子がメインスケール6
の光学格子に対して微小角度をもって傾いた状態となる
ように、メインスケールに対して所定の微小間隔をおい
て対面している。受光素子は、前記第2の部分におい
て、メインスケール6とインデックススケールを透過し
てきた光を検出する位置に配置されている。
【0005】前記固定リンク9の一端部には、さらに押
し付けばね12の一端部が取付けねじ13によって固定
されている。押し付けばね12の先端部は、スライダ1
1の固定リンク9側の面に当接しており、前記連結部材
10による付勢方向とは異なる方向の力でスライダ11
をメインスケール6に当接させている。
【0006】メインスケール6の光学格子7と、これと
同構造であるインデックススケールの光学格子は、わず
かな角度をもって重ねられているので、そのスケール面
には明暗の縞模様、いわゆるモアレ縞が生ずる。モアレ
縞の間隔は、重ねられた両スケールの格子の角度によっ
て調節でき、また両スケールが格子の方向と直交する方
向に向けて相対的に運動すれば、モアレ縞はこの相対的
な運動方向とは直交する格子の長手方向に移動してい
く。検出ヘッド部8のスライダ11の光源を点灯する。
光源からの光は、メインスケール6とインデックススケ
ールを透過して受光素子に届く。
【0007】スライドテーブル4を移動させると、スラ
イドテーブル4に固定されたメインスケール6は、ベッ
ド3に固定されている検出ヘッド部8のスライダ14に
対して摺動し、モアレ縞は両スケールの相対的な移動距
離に応じて次々に移動していく。光源からの光はモアレ
縞によって断続的に遮断されるので、モアレ縞の運動を
受光素子によって電気信号に変換することができる。受
光素子の出力をカウンタによって積算する等、適宜に処
理すれば、スライドテーブル4の移動した距離、即ちス
ライドテーブル4上にある図示しないワークの移動距離
を知ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の測長装
置1においては、固定リンク9に連結されたスライダ1
1をメインスケール6に押し付けるために押し付けばね
12が設けられていた。この押し付けばね12は固定リ
ンク9とは別に形成された部品であり、前述の通り取付
けねじ13で固定リンク9に取り付けられていた。従っ
て、スライダ11を所定方向に向けてメインスケール6
に押し付ける機能を達成するために、固定リンク9とは
別に前記押し付けばね12を設計・製造し、これを固定
リンク9に取り付ける組み立て工程が必要であった。ま
た、取付けねじ13で固定する構造であるため、固定リ
ンク9のどの位置でも自由に取り付けられるわけではな
く、取付けねじ13で取り付ける空間的な余裕のある位
置にのみに取り付けることができる。即ち、独立部品で
ある押し付けばね12を固定リンク9に取り付ける位置
には場所的な制約があった。
【0009】本発明は、前記押し付けばねの部品コスト
及び組み立て工数を省いて製造コストを削減するととも
に、スライダを所定方向に向けてメインスケールに押し
付ける機能を達成するための構成要素を場所的な制約な
しに形成できるようにすることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された測
長装置は、光学格子を有するメインスケールと、前記メ
インスケールに対して相対的に移動する固定リンクと、
前記固定リンクに連結されたスライダと、光学格子を有
し前記メインスケールに対向するように前記スライダに
設けられたインデックススケールとを備えた測長装置に
おいて、前記スライダを前記メインスケールに当接させ
る押し付け手段を前記固定リンクに一体に形成したこと
を特徴とする。
【0011】請求項2に記載された測長装置は、請求項
1記載の測長装置において、前記スライダを前記固定リ
ンクに連結する連結手段が設けられ、前記押し付け手段
は、その自由端によって前記スライダを前記メインスケ
ールに対して押圧することを特徴としている。
【0012】請求項3に記載された測長装置は、請求項
1記載の測長装置において、前記押し付け手段が前記ス
ライダと前記固定リンクを連結することを特徴としてい
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図1
を参照して説明する。図示しない部分乃至説明しない部
分は従来の構成と実質的に同一である。検出ヘッド部8
に設けられた固定リンク19の一端部には、連結部材1
0の一端部が固定されている。この連結部材10は、固
定リンク19の他端部に向けてメインスケール6と略平
行に延設されている。固定リンク19の略中央部に隣接
する位置には、スライダ11が配置されている。スライ
ダ11は、光学格子が形成された透明なインデックスス
ケールを有する。前記連結部材10の他端部は、このス
ライダ11に連結されている。連結部材10はばね性を
有しており、スライダ11は連結部材10によって固定
リンク19に連結されるとともに、メインスケール6に
所定の向きで押し付けられている。連結部材10がスラ
イダ11を付勢する方向は、メインスケール6の光学格
子が形成された面に略垂直な方向(図1において紙面内
上向きの方向)と、これに直交する方向(図1において
紙面に垂直な下向きの方向)の2方向である。
【0014】本例の固定リンク19は、少なくともその
一部が樹脂によって構成されている。具体的には、連結
部材10が固定された一端部とその近傍が樹脂からな
り、当該部分には押し付け手段としての板ばね部20が
射出成形等で一体に成形されている。板ばね部20は略
中央部に屈曲部が設けられ、その先端部がスライダ11
の方向に向けられている。板ばね部20の先端部は、ス
ライダ11の固定リンク19側の面の略中央部に当接し
ており、スライダ11をメインスケール6の側に押圧し
ている。板ばね部20がスライダ11を押圧する方向
は、メインスケール6の光学格子が形成された面に略垂
直な方向(図1において紙面内上向きの方向)である。
【0015】前述したように、本例の固定リンク19は
板ばね部20の近傍が樹脂によって構成されているが、
ベッド3に固定される部分は金属で構成されている。即
ち、本例の固定リンク19は金属部品と樹脂部品が一体
に構成されたものである。その製造は一般的には射出成
形で行われる。即ち、あらかじめプレス加工等で金属部
品を形成しておき、固定リンク19の形状に対応した形
状のキャビティを有する樹脂成形用金型内に、前記金属
部品を入子として配置する。そして、この金型に樹脂を
射出し、金属部品と樹脂部品が一体となった前記固定リ
ンク19を形成する。
【0016】しかしながら、金属部品と樹脂部品をそれ
ぞれ別々に形成しておき、接着剤で固着して固定リンク
を構成してもよい。また、固定リンク全体を樹脂で形成
してもよい。また、固定リンク全体を金属で形成し、プ
レス成形等により板ばね部を固定リンクの本体に対して
一体となるように形成してもよい。
【0017】本例によれば、従来は固定リンク9とは別
部品であった押し付けばね12を、板ばね部20として
固定リンク19に一体に形成したので、部品点数と組み
立て工数が減少し、コストの低減が実現できた。また、
固定リンク19と一体に成形する板ばね部20は、従来
のように取付けねじ13等で止める必要がないので取付
けに必要なスペースが少なく、配設位置が自由であり、
形状も任意に設定できる。よって、目的に応じた形状
で、目的に応じた最適の位置に設けることが可能であ
り、スライダ11に与えるべき付勢力の大きさと方向を
任意に設定することが可能である。
【0018】本例においては、付勢部材も兼ねた連結部
材10で固定リンク19とスライダ11を連結し、さら
に板ばね部20によってスライダ11をメインスケール
6に向けて付勢した。しかしながら、前記連結部材10
を省略し、板ばね部20によって固定リンク19とスラ
イダ11を連結するとともに、スライダ11をメインス
ケール6に向けて付勢するようにしてもよい。その場合
には、スライダ11の要所にピンを設け、板ばね部20
の先端にはこのピンに係合する孔部を設ける構成にすれ
ばよい。又は、スライダ11の要所に係合凹部を形成
し、板ばね部20の先端にはこの係合凹部にワンタッチ
で係合しうる形状の係止部を成形しておき、係合凹部に
係止部をはめ込むことによってスライダ11と固定リン
ク19を連結するとともに、板ばね部20の付勢力がス
ライダ11に加わるようにしてもよい。
【0019】本例においては、板ばね部20がスライダ
11に与える力は、メインスケール6の光学格子が形成
された面に略垂直な方向のみであったが、上述したよう
に板ばね部20が連結部材10を兼ねる場合等には、板
ばね部20が連結部材10と同様に二方向の力をスライ
ダ11に加えられるようにしてもよい。
【0020】本例においては、板ばね部20は一箇所で
あったが、必要に応じて2個以上一体成形で設けてもよ
い。
【0021】
【発明の効果】本発明の測長装置によれば、スライダを
メインスケールの側に付勢する押し付け手段を固定リン
クに一体に形成したので、部品点数と組み立て工数が減
少し、コストの低減が実現できた。また、固定リンクと
一体に成形する押し付け手段は配設位置及び数が自由で
あり、形状も任意に設定できる。よって、スライダに与
えるべき付勢力の大きさと方向を任意に設定することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す正面図であ
る。
【図2】従来の一般的な測長装置の外観を示す斜視図で
ある。
【図3】従来の測長装置の固定リンク付近の構造を示す
正面図である。
【符号の説明】
6 メインスケール 10 連結部材 11 スライダ 19 固定リンク 20 押し付け手段としての板ばね部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01B 21/00 - 21/32 G01D 5/00 - 5/62

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学格子を有するメインスケールと、前
    記メインスケールに対して相対的に移動する固定リンク
    と、前記固定リンクに連結されたスライダと、光学格子
    を有し前記メインスケールに対向するように前記スライ
    ダに設けられたインデックススケールとを備えた測長装
    置において、前記スライダを前記メインスケールに当接
    させる押し付け手段を前記固定リンクに一体に形成した
    ことを特徴とする測長装置。
  2. 【請求項2】 前記スライダを前記固定リンクに連結す
    る連結手段を有し、前記押し付け手段は、その自由端に
    よって前記スライダを前記メインスケールに対して押圧
    する請求項1記載の測長装置。
  3. 【請求項3】 前記押し付け手段が前記スライダと前記
    固定リンクを連結する請求項1記載の測長装置。
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