JP3619438B2 - ユニット型リニアスケール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、メインスケールが収容されている枠体に対して、該スケールに沿って移動するインデックススケールの相対移動量から長さ方向の移動量を検出する検出ヘッドが一体的に形成されているユニット型リニアスケールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対移動する対象物（移動体）の直線変位を検出する装置として、メインスケールが収容されている長尺状の枠体と、該枠体に対して相対移動可能なインデックススケール等の検出部が収容されている検出ヘッドが一体的に形成されているユニット型リニアスケールが一般に用いられている。
【０００３】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、このようなユニット型リニアスケールの一例を一方の対象物に固定した状態の平面図、左側面図、正面図をそれぞれ示したものである。この図に示されるように、このユニット型リニアスケールは、前記メインスケール（図示せず）が収容されているアルミ枠（枠体）１０と、前記検出部（図示せず）が収容されている検出ヘッド１２とが一体的に形成され、該検出ヘッド１２がアルミ枠１０の長手方向である測長方向に沿って移動可能になっている。
【０００４】
このユニット型リニアスケールでは、アルミ枠１０がその測長方向の両端部に取付けられた固定ブロック１４の固定位置にあたるねじ孔１４Ａを介して、一方の対象物（図中、相手面）にねじ止めすることにより不動状態に固定されると共に、前記検出ヘッド１２が図示しない他方の対象物に固定され、両対象物の相対移動量をアルミ枠１０と検出ヘッド１２の相対移動量から検出するようになっている。
【０００５】
このようなユニット型リニアスケールとしては、前記図４に相当する図５に示すように、アルミ枠１０の対象物に対する固定を、測長方向両端部の固定ブロック１４だけでなく、測長方向の途中（例えば、中心位置である中央部）に取付けた固定部材１６の固定位置１６Ａをねじ止めして、同様に相手面に３点で固定するものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したアルミ枠１０の両端部に取付けられた固定用ブロックによる２点固定や、それと測長方向途中の固定部材による３点固定を行うユニット型リニアスケールには、該アルミ枠１０を固定する対象物が鉄をベースとする構造体であることが多いため、測定環境の温度が変化すると鉄よりもアルミの方が線膨張係数が大きいため、アルミ枠が変形し、結果として収容されているメインスケールに曲がりやうねり等の変形が生じるため、該スケールの精度の直線性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、アルミ枠等の枠体と該枠体を固定する対象物との線膨張係数の差が大きい場合でも、メインスケールの精度の直線性が低下することを防止できるユニット型リニアスケールを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックをそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、前記両端部のいずれか一方が、前記固定ブロックに直結され、該固定ブロックを介して不動状態に固定され、他方の端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介して係止され、前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
即ち、本発明においては、枠体の測長方向両端部のいずれか一方を不動状態に固定し、他方を固定ブロックに対して、測長方向のみの伸びを吸収できる熱膨張吸収機構を介して係止するようにしたので、温度変化により枠体が熱膨張したとしても、該枠体に変形が生じることを防止できる。
【００１０】
本発明は、又、メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックと、測長方向途中に配した固定部材をそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、前記測長方向途中が、前記固定部材に直結され、該固定部材を介して不動状態に固定され、前記両端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介してそれぞれ係止され、前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されているようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１１】
即ち、本発明においては、枠体を測長方向途中で不動状態に固定するとともに、測長方向途中で不動状態に固定するとともに、測長方向両端部ではいずれも前記熱膨張吸収機構により、温度変化による伸びを吸収できるようにしたので、同様に枠体に変形が生じることを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る第１実施形態のユニット型リニアスケールが備えているアルミ枠１０を、前記図４（Ｃ）と同じ方向から見た測長方向両端部の近傍を拡大して示したものである。但し、相手面（対象物）は図示を省略してある。
【００１４】
本実施形態では、ユニット型リニアスケール１０を構成するアルミ枠（枠体）の右側の測長方向端部が、従来と同様の固定ブロック１４にねじ１８により直結され、該固定ブロック１４を固定位置（ねじ孔）１４Ａを介して対象物（図示せず）にねじ止めして固定すると、測長方向、これに直交する相手面に垂直な方向及び相手面に平行な方向の３軸方向の全ての方向に対してアルミ枠１０の動きが規制されるため、この右側端部は完全に不動状態の固定端になっている。
【００１５】
一方、左側端部は、固定ブロック２０に対して従来と異なる方法で取付けられている。図２には、アルミ枠１０の内側壁に板ばね２２が固定され、該板ばね２２に測長方向に延びる丸棒形状の滑り軸２４が支持され、該滑り軸２４が前記固定ブロック２０に形成されている穴からなる軸受２６に滑動可能になっている。即ち、この端部は、ねじ孔２０Ａでねじ止めされる固定ブロック２０に対して、測長方向のみの伸びを吸収することができる滑り軸２４と軸受２６からなる滑り軸受機構（熱膨張吸収機構）を介して係止されている。従って、滑り軸２４の軸方向、即ち測長方向に直交する方向には動きが完全に規制されるが、移動方向には伸縮する自由度が残されている自由端になっている。
【００１６】
以上詳述した本実施形態によれば、外気（環境）温度の変化によるアルミ枠１０の測長方向（長手方向）への伸びは、軸受２６に対する軸２４の滑りとともに、板ばね２２の撓みによっても吸収することができるため、アルミ枠１０の曲がりやうねり等の発生が有効に防止できる。又、測長方向以外の方向に対するズレ（伸び）が発生しないため、温度変化による測定精度の低下（メインスケールの精度の直線性の低下等）を防止することができる。
【００１７】
又、測長方向両端部の片側を固定端とし、他方の片側を自由端とすることにより、アルミ枠１０に対する伸びの基準点の設定と、伸びの方向の設定が可能となる。
【００１８】
又、滑り軸２４が板ばね２２により支持されているため、図３に示すように、アルミ枠１０を取付けるときに、相手面の傾きを吸収できることから、該アルミ枠１０やこれに収容されているメインスケールに曲がり等の無理な力が加わることを緩和できるという利点もある。
【００１９】
次に、本発明に係る第２実施形態として、図示は省略するが、前記図５を用いて説明したような、測長方向両端部及びその中央部（測長方向途中）の３点で固定する方式のユニット型リニアスケールであって、中央部を従来と同様に不動状態に固定し、測長方向両端部のいずれにも前記図２に示した自由端側と同様の熱膨張吸収機構により係止されているブロック２０を配置するものを挙げることができる。
【００２０】
本実施形態によれば、アルミ枠１０の中央部を固定端とすることにより、該中央部を伸びの基準点に設定することが可能となり、アルミ枠１０に左右に均等な伸びを生じさせることが可能となることから、スケール精度の直線性の低下を効果的に防止することができる。
【００２１】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００２２】
例えば、前記実施形態では、滑り軸が板ばねに支持されている場合を示したが、板ばね以外の支持部材に支持されているようにしてもよい。
【００２３】
又、前記実施形態では、滑り軸２４がアルミ枠１０側に支持され、軸受２６が固定ブロック２０側に形成されている場合を示したが、逆に滑り軸２４が固定ブロック２０側に支持され、軸受２６がアルミ枠１０側に形成されているようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、メインスケールが収容されている枠体と、該枠体を固定する対象物との間の線膨張係数の差が大きい場合でも、該スケールの精度の直線性が低下することを有効に防止でき、結果として測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のユニット型リニアスケールが備えているアルミ枠の要部を示す概略部分正面図
【図２】上記アルミ枠の自由端側の端部近傍を示す断面図
【図３】本実施形態の効果を示す図２に相当する断面図
【図４】従来のユニット型リニアスケールの外観を示す平面図、左側面図、正面図
【図５】従来の他のユニット型リニアスケールの外観を示す平面図、左側面図、正面図
【符号の説明】
１０…アルミ枠
１２…検出ヘッド
１４…固定ブロック
１６…固定部材
１８…ねじ
２０…固定ブロック
２２…板ばね
２４…滑り軸
２６…軸受
【発明が属する技術分野】
本発明は、メインスケールが収容されている枠体に対して、該スケールに沿って移動するインデックススケールの相対移動量から長さ方向の移動量を検出する検出ヘッドが一体的に形成されているユニット型リニアスケールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対移動する対象物（移動体）の直線変位を検出する装置として、メインスケールが収容されている長尺状の枠体と、該枠体に対して相対移動可能なインデックススケール等の検出部が収容されている検出ヘッドが一体的に形成されているユニット型リニアスケールが一般に用いられている。
【０００３】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、このようなユニット型リニアスケールの一例を一方の対象物に固定した状態の平面図、左側面図、正面図をそれぞれ示したものである。この図に示されるように、このユニット型リニアスケールは、前記メインスケール（図示せず）が収容されているアルミ枠（枠体）１０と、前記検出部（図示せず）が収容されている検出ヘッド１２とが一体的に形成され、該検出ヘッド１２がアルミ枠１０の長手方向である測長方向に沿って移動可能になっている。
【０００４】
このユニット型リニアスケールでは、アルミ枠１０がその測長方向の両端部に取付けられた固定ブロック１４の固定位置にあたるねじ孔１４Ａを介して、一方の対象物（図中、相手面）にねじ止めすることにより不動状態に固定されると共に、前記検出ヘッド１２が図示しない他方の対象物に固定され、両対象物の相対移動量をアルミ枠１０と検出ヘッド１２の相対移動量から検出するようになっている。
【０００５】
このようなユニット型リニアスケールとしては、前記図４に相当する図５に示すように、アルミ枠１０の対象物に対する固定を、測長方向両端部の固定ブロック１４だけでなく、測長方向の途中（例えば、中心位置である中央部）に取付けた固定部材１６の固定位置１６Ａをねじ止めして、同様に相手面に３点で固定するものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したアルミ枠１０の両端部に取付けられた固定用ブロックによる２点固定や、それと測長方向途中の固定部材による３点固定を行うユニット型リニアスケールには、該アルミ枠１０を固定する対象物が鉄をベースとする構造体であることが多いため、測定環境の温度が変化すると鉄よりもアルミの方が線膨張係数が大きいため、アルミ枠が変形し、結果として収容されているメインスケールに曲がりやうねり等の変形が生じるため、該スケールの精度の直線性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、アルミ枠等の枠体と該枠体を固定する対象物との線膨張係数の差が大きい場合でも、メインスケールの精度の直線性が低下することを防止できるユニット型リニアスケールを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックをそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、前記両端部のいずれか一方が、前記固定ブロックに直結され、該固定ブロックを介して不動状態に固定され、他方の端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介して係止され、前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
即ち、本発明においては、枠体の測長方向両端部のいずれか一方を不動状態に固定し、他方を固定ブロックに対して、測長方向のみの伸びを吸収できる熱膨張吸収機構を介して係止するようにしたので、温度変化により枠体が熱膨張したとしても、該枠体に変形が生じることを防止できる。
【００１０】
本発明は、又、メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックと、測長方向途中に配した固定部材をそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、前記測長方向途中が、前記固定部材に直結され、該固定部材を介して不動状態に固定され、前記両端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介してそれぞれ係止され、前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されているようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１１】
即ち、本発明においては、枠体を測長方向途中で不動状態に固定するとともに、測長方向途中で不動状態に固定するとともに、測長方向両端部ではいずれも前記熱膨張吸収機構により、温度変化による伸びを吸収できるようにしたので、同様に枠体に変形が生じることを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る第１実施形態のユニット型リニアスケールが備えているアルミ枠１０を、前記図４（Ｃ）と同じ方向から見た測長方向両端部の近傍を拡大して示したものである。但し、相手面（対象物）は図示を省略してある。
【００１４】
本実施形態では、ユニット型リニアスケール１０を構成するアルミ枠（枠体）の右側の測長方向端部が、従来と同様の固定ブロック１４にねじ１８により直結され、該固定ブロック１４を固定位置（ねじ孔）１４Ａを介して対象物（図示せず）にねじ止めして固定すると、測長方向、これに直交する相手面に垂直な方向及び相手面に平行な方向の３軸方向の全ての方向に対してアルミ枠１０の動きが規制されるため、この右側端部は完全に不動状態の固定端になっている。
【００１５】
一方、左側端部は、固定ブロック２０に対して従来と異なる方法で取付けられている。図２には、アルミ枠１０の内側壁に板ばね２２が固定され、該板ばね２２に測長方向に延びる丸棒形状の滑り軸２４が支持され、該滑り軸２４が前記固定ブロック２０に形成されている穴からなる軸受２６に滑動可能になっている。即ち、この端部は、ねじ孔２０Ａでねじ止めされる固定ブロック２０に対して、測長方向のみの伸びを吸収することができる滑り軸２４と軸受２６からなる滑り軸受機構（熱膨張吸収機構）を介して係止されている。従って、滑り軸２４の軸方向、即ち測長方向に直交する方向には動きが完全に規制されるが、移動方向には伸縮する自由度が残されている自由端になっている。
【００１６】
以上詳述した本実施形態によれば、外気（環境）温度の変化によるアルミ枠１０の測長方向（長手方向）への伸びは、軸受２６に対する軸２４の滑りとともに、板ばね２２の撓みによっても吸収することができるため、アルミ枠１０の曲がりやうねり等の発生が有効に防止できる。又、測長方向以外の方向に対するズレ（伸び）が発生しないため、温度変化による測定精度の低下（メインスケールの精度の直線性の低下等）を防止することができる。
【００１７】
又、測長方向両端部の片側を固定端とし、他方の片側を自由端とすることにより、アルミ枠１０に対する伸びの基準点の設定と、伸びの方向の設定が可能となる。
【００１８】
又、滑り軸２４が板ばね２２により支持されているため、図３に示すように、アルミ枠１０を取付けるときに、相手面の傾きを吸収できることから、該アルミ枠１０やこれに収容されているメインスケールに曲がり等の無理な力が加わることを緩和できるという利点もある。
【００１９】
次に、本発明に係る第２実施形態として、図示は省略するが、前記図５を用いて説明したような、測長方向両端部及びその中央部（測長方向途中）の３点で固定する方式のユニット型リニアスケールであって、中央部を従来と同様に不動状態に固定し、測長方向両端部のいずれにも前記図２に示した自由端側と同様の熱膨張吸収機構により係止されているブロック２０を配置するものを挙げることができる。
【００２０】
本実施形態によれば、アルミ枠１０の中央部を固定端とすることにより、該中央部を伸びの基準点に設定することが可能となり、アルミ枠１０に左右に均等な伸びを生じさせることが可能となることから、スケール精度の直線性の低下を効果的に防止することができる。
【００２１】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００２２】
例えば、前記実施形態では、滑り軸が板ばねに支持されている場合を示したが、板ばね以外の支持部材に支持されているようにしてもよい。
【００２３】
又、前記実施形態では、滑り軸２４がアルミ枠１０側に支持され、軸受２６が固定ブロック２０側に形成されている場合を示したが、逆に滑り軸２４が固定ブロック２０側に支持され、軸受２６がアルミ枠１０側に形成されているようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、メインスケールが収容されている枠体と、該枠体を固定する対象物との間の線膨張係数の差が大きい場合でも、該スケールの精度の直線性が低下することを有効に防止でき、結果として測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のユニット型リニアスケールが備えているアルミ枠の要部を示す概略部分正面図
【図２】上記アルミ枠の自由端側の端部近傍を示す断面図
【図３】本実施形態の効果を示す図２に相当する断面図
【図４】従来のユニット型リニアスケールの外観を示す平面図、左側面図、正面図
【図５】従来の他のユニット型リニアスケールの外観を示す平面図、左側面図、正面図
【符号の説明】
１０…アルミ枠
１２…検出ヘッド
１４…固定ブロック
１６…固定部材
１８…ねじ
２０…固定ブロック
２２…板ばね
２４…滑り軸
２６…軸受
Claims (2)
- メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックをそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、
前記両端部のいずれか一方が、前記固定ブロックに直結され、該固定ブロックを介して不動状態に固定され、
他方の端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介して係止され、
前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、
前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されていることを特徴とするユニット型リニアスケール。 - メインスケールが収容されている測長方向に延びる枠体を、測長方向両端部に配した固定ブロックと、測長方向途中に配した固定部材をそれぞれねじ止めして、対象物に固定するユニット型リニアスケールにおいて、
前記測長方向途中が、前記固定部材に直結され、該固定部材を介して不動状態に固定され、
前記両端部が、前記固定ブロックに対して、測長方向のみに自由度を有した、前記枠体の伸びを吸収する熱膨張吸収機構を介してそれぞれ係止され、
前記熱膨張吸収機構が、測長方向に延びる滑り軸と、該軸が滑動する軸受とを備えた滑り軸受機構であり、更に、
前記滑り軸が、前記枠体及び前記固定ブロックのいずれか一方に固定されている支持部材により支持され、前記軸受が他方の固定ブロック又は枠体に形成されていることを特徴とするユニット型リニアスケール。
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|---|---|---|---|
| JP2000271270A JP3619438B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | ユニット型リニアスケール |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000271270A JP3619438B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | ユニット型リニアスケール |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081929A JP2002081929A (ja) | 2002-03-22 |
| JP3619438B2 true JP3619438B2 (ja) | 2005-02-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105423981A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-23 | 大连国检计量有限公司 | 一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE102011079464A1 (de) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Längenmesseinrichtung |
| JP6300431B2 (ja) * | 2012-04-27 | 2018-03-28 | キヤノン株式会社 | エンコーダ、レンズ装置、および、カメラ |
| DE102018100516B4 (de) * | 2018-01-11 | 2022-01-20 | Turck Holding Gmbh | Messgerät, insbesondere linearwegmessgerät |
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2000
- 2000-09-07 JP JP2000271270A patent/JP3619438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN105423981A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-23 | 大连国检计量有限公司 | 一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法 |
| CN105423981B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-12-22 | 大连国检计量有限公司 | 一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法 |
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|---|---|
| JP2002081929A (ja) | 2002-03-22 |
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