JP4154089B2

JP4154089B2 - スケールユニットの連結部材

Info

Publication number: JP4154089B2
Application number: JP22877999A
Authority: JP
Inventors: 英一西; 崇元吉岡; 昌幸柴田; 忠彦嶋野
Original assignee: ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP2001050776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定装置や工作機械等の機械本体に対して位置検出用の目盛が設けられたスケールを備えてなるスケールユニットを連結するスケールユニットの連結部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工作機械や産業機械等（以下、単に機械本体と称する。）においては、相対的に直線移動する可動部の相対移動位置や相対移動距離を測定するスケールユニットが取り付けられて使用されている。スケールユニットは、スケールが配設された長尺の筒状を呈する筐体と、この筐体に対して直線移動可能に設けられた検出部とを備えて構成されている。
【０００３】
筐体は、上述したように長尺な筒状を呈し、その一側面が長手方向に沿って切り欠かれてスリットが形成されている。筐体は、例えばアルミニウム等により成形されている。
【０００４】
筐体内のスケールは、例えば平板かつ長尺形状を呈し、その長手方向と筐体の長手方向とが一致するように、筐体の内部に配設される。スケールには、一方主面上にその長手方向に沿って所定間隔で連続して記録される位置信号として目盛が設けられる。
【０００５】
検出部は、上述したスケールの目盛を検出する検出ヘッドが設けられたスライダと、該スライダをスケールの長手方向に沿って走行させるキャリアとからなる。検出部は、スライダが筐体に形成されたスリットから筐体内に進入して、該スライダに設けられた検出ヘッドがスケールの目盛と対向するように配置され、スライダと連結されるキャリアが筐体の外部に配設されて構成される。
【０００６】
スケールユニットは、筐体又は検出部のキャリアのいずれか一方が上述した機械本体において相対的に直線移動する可動部の一方部材に固定されるとともに、他方が可動部の他方部材に固定されて使用される。このとき、スケールユニットは、筐体の長手方向が機械本体の可動部の移動方向と平行になるように取り付けられる。
【０００７】
スケールユニットにおいては、機械本体の可動部において直線移動がなされると、この直線移動に追従して筐体と検出部のキャリアとが相対的に直線移動し、キャリアに連結されたスライダが目盛を有するスケールの一方主面上を走行する。スケールユニットは、可動部の直線移動に伴い検出ヘッドが検出する目盛の位置変化に応じて変化する位置信号により、機械本体の可動部の相対移動位置や相対移動距離の測定を行う。
【０００８】
上述したようにアルミニウム製の筐体を有するスケールユニットを、鋳物、例えば鉄等で成形された工作機械等の機械本体に直接取り付けると、使用環境温度が高温又は低温に変化したとき、お互いの熱膨張率が異なるため、スケール本体に機械本体から力が加わり、スケール本体を変形させる場合がある。また、スケール本体と機械本体との間にスティックスリップが発生し、使用環境温度が常温に戻ったときスケール本体に歪みが残り、原点シフトや主尺精度が悪化するという問題が生じている。
【０００９】
このため、スケールユニットにおいては、機械本体に対して直接筐体を取り付けずに、マウンティングバーと称される金属製部材を間に介在させて取り付ける場合がある。マウンティングバーは、機械本体に対して複数個のボルト等によって強固に固定されるとともに、スケールが配設された筐体を載置しかつ固定して、機械本体とスケールユニットとを連結する連結部材である。マウンティングバーは、筐体よりやや幅広に、かつ同等の長さに形成される。
【００１０】
マウンティングバーは、スケールユニットの筐体と同一の金属材料、例えばアルミニウムにより製造され、両者に熱膨張が生じた場合でも、載置されたスケールユニットの筐体と同様の比率で膨張する構造とされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機械本体とマウンティングバーとは、上述したように異なる熱膨張係数の金属材料、具体的にはアルミニウムと鉄によりそれぞれ作製されているため、使用環境の温度変化に伴って熱膨張が起こると、それぞれに膨張の差が生じる。例えば、アルミニウムを用いて作製したマウンティングバーを使用した場合、アルミニウム製のマウンティングバーが１℃の温度変化で１ｍあたり０．０２３ｍｍ膨張するのに対し、鉄製の機械本体は１℃の温度変化で１ｍあたり０．０１１ｍｍ膨張する。
【００１２】
上述したようにマウンティングバーは、機械本体に対して複数個のボルト等により強固に固定されているため、使用環境温度が高温又は低温に変化したときに機械本体との間の熱膨張の差を吸収できない。このとき、熱膨張係数の大きい部材、すなわちマウンティングバーの方が変形する。マウンティングバーに載置されかつ固定された筐体内のスケール本体は、上述したようなマウンティングバーの変形によって力が加わり、変形するおそれがあるという問題がある。また、マウンティングバーとスケールユニットとの固定力が熱膨張による応力に負けた場合には、マウンティングバーとスケール本体との間にスティックスリップが発生し、使用環境温度が常温に戻ったとき原点シフトや主尺の精度が悪化するという問題が生じている。
【００１３】
さらには、スケール本体には、原点が設けられており、この原点が機械本体の原点として使用され、加工時の基準点となる。このため、上述したような原点シフトが発生すると、機械原点がシフトしたことになり、加工誤差を発生させるという大きな問題となっている。
【００１４】
そこで、本発明は、機械本体に対してスケールユニットを取り付ける際に、機械本体との熱膨張係数の相違により生じる膨張の差を吸収し、該スケールユニットに配設されたスケールに対して負荷を与えないスケールユニットの連結部材を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係るスケールユニットの連結部材は、位置検出のための目盛が設けられた長尺のスケールが筐体内に配設されてなるスケールユニットと、スケールユニットが取り付けられる機械本体とを連結するものであり、ヘッド部と軸部とからなるボルトと、ボルトの軸部が挿通される孔部が形成された平板状の基部と、基部から立ち上がって形成されるとともに基部と直交する方向及び水平な方向に弾性力を有する腕部とからなるワッシャーと、平板かつ長尺形状を呈し、ボルトのヘッド部の外径に比して大径に形成された複数の第１の取付孔とボルトの軸部と略同径に形成された一の第２の取付孔とが長手方向に並列して設けられるマウンティングバーとからなり、マウンティングバーは、第２の取付孔にボルトが螺合されて固定されるとともに、第１の取付孔に挿通されるボルトで機械本体に基部が固定されるワッシャーの腕部の基部と直交する方向の弾性力により機械本体方向に押圧されて機械本体に対して固定された状態で、スケールユニットを載置してスケールユニットと機械本体とを連結することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るスケールユニットの連結部材は、位置検出のための目盛が設けられた長尺のスケールが筐体内に配設されてなるスケールユニットと、スケールユニットが取り付けられる機械本体とを連結するものであり、ヘッド部と軸部とからなるボルトと、ボルトの軸部が挿通される孔部を有しかつ孔部の開口縁から孔部を中心として対称的に延在し縁部近傍にボルトの挿通方向と同方向に押圧する弾性力を持つ腕部を有する押圧材と、ボルトの軸部が孔部に挿通される筒状のカラーとからなる取付具と、ボルトの軸部が挿通される孔部が設けられる固定具と、平板かつ長尺形状を呈するとともに、取付具のカラー及びボルトのヘッド部に比して大径でかつ固定具と略同径の取付孔が長手方向に複数並列して設けられるマウンティングバーとからなり、マウンティングバーは、任意に選択されたいずれか一の取付孔に嵌合される固定具を介してボルトで機械本体に固定されるとともに、他の取付孔の開口縁近傍に板状材の腕部が当接する取付具を介してボルトで機械本体に押圧された状態で、スケールユニットを載置してスケールユニットと機械本体とを連結することを特徴とする。
【００１７】
上述した構成を有する本発明に係るスケールユニットの連結部材は、機械本体に固定されるとともにスケールユニットを載置して保持し、これらを連結するマウンティングバーが弾性力を有するワッシャーや押圧材によって機械本体に押し付けられて取り付けられる。このため、本発明に係るスケールユニットの連結部材によれば、機械本体とマウンティングバーとがともに熱膨張を起こし、これら相互の熱膨張係数が異なっている場合でも、マウンティングバーの長手方向については膨張の差が吸収され、マウンティングバーに保持されたスケールユニットの変形や、マウンティングバーとスケールユニットとの間のスティックスリップの発生が防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスケールユニットの連結部材の具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態に係る連結部材は、後述する機械本体において相対的に直線移動する二部材の相対移動位置を検出し、相対移動距離を測定するスケールユニットを機械本体に対して取り付ける際に、該スケールユニットを構成する筐体を直線移動する上述した二部材のいずれか一方に連結するために使用する。
【００１９】
スケールユニット１は、上述したように機械本体１０において相対的に直線移動する二部材の相対移動位置を検出するものであり、図１に示すように平板かつ長尺形状を呈するスケール２が配設された筒状の筐体３と、該筐体３の長手方向に沿って直線移動可能に設けられた検出部４とを備えて構成される。スケール２は、一方主面（以下、スケール面と称する。）２ａ上に位置検出用の目盛５が設けられている。目盛５は、スケール２の長手方向に沿って所定間隔で連続して記録された位置信号であり、その形態としては例えば所定の間隔でピットやマークが形成されたものや、所定の記録波長で極性が反転する磁気信号が着磁されたもの、スケール面２ａ上にグレーティングが施されたもの等がある。スケール２は、目盛５を検出する検出ヘッドの種類によりその材料を代えて成形され、例えば検出ヘッドに光学系の検出ヘッドを用いる場合にはガラス等の硝材材料、磁気ヘッドを検出ヘッドとして用いる場合には鉄系強磁性合金等の金属材料により成形される。スケール２が配設された筐体３は、一側面がその長手方向に沿って切り欠かれてスリット６が形成される。
【００２０】
スケールユニット１においては、詳しい図示は省略するが上述した検出部４を構成しかつ検出ヘッドが設けられたスライダが上述した筐体３のスリット６から進入し、検出ヘッドとスケール面２ａとが対向するようにスケール２のスケール面２ａ上に配置される。また、スケールユニット１においては、スライダと連結されかつ筐体３の外部に配設された検出部４のキャリア７によってスライダがスケール２の長手方向に沿って走行される構造とされる。スケールユニット１は、検出ヘッドがスケール面２ａ上を長手方向に沿って走行し、この検出ヘッドの位置変化に応じて変化する位置信号たる目盛５を検出することにより、検出ヘッドの相対移動位置を検出するとともに相対移動距離を測定する。
【００２１】
スケールユニット１が取り付けられる機械本体１０は、測定装置、産業機械又は工作機械等であり、相対的に直線移動をする可動部を有する。なお、ここで可動部とは、相対的な直線運動が行われる部位、例えば平行にかつ異なる方向に直線移動する２つの可動部材や、１つの移動しない、すなわち固定された基準部材とこの基準部材に対して直線移動する可動部材等からなる機械本体１０の部位をいう。
【００２２】
スケールユニット１は、図１及び図２に示すように、上述した機械本体１０の可動部に対して、筐体３の長手方向と可動部の直線移動方向とが平行になるように連結部材２０を介して筐体３が取り付けられる。なお、スケールユニット１を構成する検出部４のキャリア７は、筐体３が取り付けられる機械本体１０の可動部に対して相対的に直線移動する機械本体１０の所定の部位に取り付けられる。
【００２３】
連結部材２０は、マウンティングバー２１と、ボルト２２と、ワッシャー２３とから構成されている。
【００２４】
マウンティングバー２１は、スケールユニット１と機械本体１０との間に介在して配設され、一方主面側にスケールユニット１の筐体３を載置して保持するとともに、機械本体１０に対して固定されることにより、スケールユニット１と機械本体１０とを連結する。マウンティングバー２１は、筐体３が載置される一方主面（以下、単に載置面と称する）２１ａ側に、その長手方向にわたって溝部２４が形成されている。溝部２４の底面２４ａには、図３に示すように、底面２４ａからこの底面２４ａと対向する面に貫通する略矩形の第１の取付孔２５と円形の第２の取付孔２６とが形成されている。第１の取付孔２５と第２の取付孔２６とは、マウンティングバー２１の長手方向に沿って並んで形成されるとともに、第２の取付孔２６がマウンティングバー２１の中央に、第１の取付孔２５が第２の取付孔２６を挟んでそれぞれ同数、すなわち第２の取付孔２６を中心として左右対称となるように形成されている。第１の取付孔２５は、後述するボルト２２全体が挿通可能な大きさ、具体的には相対向する２組の二辺間の間隔がボルトヘッド２２ａの外径に比して大きく形成される。また、第２の取付孔２６は、後述するボルト２２のボルトヘッド２２ａの外径よりも小径にかつボルト軸２２ｂが挿通可能にボルト軸２２ｂと同径か又は大径に形成される。
【００２５】
また、マウンティングバー２１には、長手方向の一側縁に沿って係止片２７が載置面２１ａに突き出て形成される。マウンティングバー２１には、係止片２７が形成された一側と対向する一側面でかつ第１の取付孔２５及び第２の取付孔２６と対応する位置に板バネ２８が取り付けられる。板バネ２８は、基端側がマウンティングバー２１の側面に対してネジ止めされるとともに、自由端がマウンティングバー２１の載置面２１ａよりも突き出て配設される。板バネ２８は、対向して配設された係止片２７側に付勢されており、後述するようにマウンティングバー２１に筐体３が載置されると、筐体３を係止片２７側に押圧、すなわち筐体３の長手方向と直交する方向に力を加わえて、係止片２７とともに筐体３を挟持して保持する。
【００２６】
ボルト２２は、図１に示すように、扁平円盤形状を呈するボルトヘッド２２ａと、このボルトヘッド２２ａの一方主面の中央部から突出して設けられる円柱状のボルト軸２２ｂとから構成されている。ボルト軸２２ｂは、ボルトヘッド２２ａに比して小径に形成されるとともに、その外周面の全周にわたってねじ山が形成されている。
【００２７】
ワッシャー２３は、図１及び図４に示すように、平板状を呈する基部２３ａと、基部２３ａの対向する一対の側縁から立ち上がって形成される腕部２３ｂとから構成される。ワッシャー２３は、例えば矩形平板状を呈する部材が対向する一対の側縁からそれぞれ等距離の部位において同方向に折曲され、一対の折曲げ部位に挟まれた平板状部分が上述した基部２３ａとされ、折曲げ部位からそれぞれの側縁までの部分が折曲げ部位を基端とする上述した腕部２３ｂとされて形成される。ワッシャー２３は、弾性力を有する部材、例えば薄い金属板等からなり、腕部２３ｂにおいて基部２３ａと直交する方向、すなわち図４中矢印Ａ方向及び基部２３ａに対して水平な方向、すなわち同図中矢印Ｂ方向に弾性力を有するように構成される。
【００２８】
ワッシャー２３は、基部２３ａに上述したボルト２２のボルト軸２２ｂが挿通されるボルト孔２３ｃが形成される。また、ワッシャー２３は、腕部２３ｂの自由端側が一定幅をもって基部２３ａ側に向けて折り返されている。さらに、ワッシャー２３は、基部２３ａにおいて腕部２３ｂが形成されていない一対の側縁間の寸法、具体的には図４に示す寸法ｘが、マウンティングバー２１に形成された第１の取付孔２５のマウンティングバー２１の長手方向に直交する方向の寸法、具体的には図３に示す寸法ｙとの関係で、マウンティングバー２１の幅方向の動きを規制する寸法に形成される。すなわち、ワッシャー２３は、その寸法ｘが第１の取付孔２５の寸法ｙと略同一に形成され、第１の取付孔２５内に配設された際に、側縁がその内周壁に当接する大きさに形成される。
【００２９】
スケールユニット１の筐体３と機械本体１０とは、上述した構成を有する連結部材２０により連結される。まず、連結部材２０は、図５及び図６に示すように、マウンティングバー２１が機械本体１０、具体的には相対的に直線運動する可動部を構成する２つ部材のうちいずれか一方の部材に対して取り付けられ、固定される。連結部材２０においては、ボルト２２のボルト軸２２ｂをマウンティングバー２１に形成した第２の取付孔２６に挿通しかつ挿通したボルト２２をボルト軸２２ｂのねじ山に対応するねじ溝が設けられた機械本体１０のネジ穴１１に対して螺合することにより、マウンティングバー２１が機械本体１０に対して取り付けられ、固定される。また、連結部材２０においては、ボルト２２全体が第１の取付孔２５に挿通されかつ挿通されたボルト２２が第１の取付孔２５の略中央に対応位置して機械本体１０に形成された他のネジ穴１１にワッシャー２３を介して螺合され、ワッシャー２３の自由端がマウンティングバー２１に突き当てられることにより、マウンティングバー２１が下方、すなわち機械本体１０方向に押さえ付けられる。
【００３０】
連結部材２０は、多数箇所においてマウンティングバー２１を機械本体１０に押し付けて取り付ける場合、一箇所のみを上述したようにボルト２２によって固定し、他の箇所をボルト２２によって直接固定、取付せずに、弾性力を有するワッシャー２３により機械本体１０側に押し付けて取り付けることにより、ボルト２２で直接固定された一箇所以外はある程度ボルト２２からフリーの状態で固定される。このため、上述した連結部材２０の固定の形態は、一般に鉄を用いて作製されている機械本体１０に対して、鉄以外の金属材料でかつ鉄と熱膨張係数が異なる金属材料、例えば鉄に比して熱膨張係数が大きなアルミニウムにより作製されたマウンティングバー２１を取り付けた場合、マウンティングバー２１と機械本体１０とが使用環境の温度変化により熱膨張を起こしても、熱膨張係数の違いから生じる膨張の差を吸収する移動が可能となり、マウンティングバー２１の変形によるスケール２の損傷や、使用環境温度が常温に戻ったときのマウンティングバー２１とスケールユニット１とのスティックスリップの発生を防止する。例えば、アルミニウム製のマウンティングバー２１が１℃の温度変化においては熱膨張によって１ｍあたり０．０２３ｍｍ膨張するのに対し、鉄製の機械本体１０が１℃の温度変化においては１ｍあたり０．０１１ｍｍ膨張する。連結部材２０においては、このような膨張の差が生じても、ワッシャー２３の押圧によって機械本体１０に取り付けられている部位がワッシャー２３が弾性力を有する方向、すなわちマウンティングバー２１の長手方向と高さ方向の移動に対してワッシャー２３の弾性力により移動可能な構造とされるため、そのような移動によりマウンティングバー２１と機械本体１０との膨張の差によるストレスが吸収可能とされる。なお、連結部材２０においては、第１の取付孔２５内に配設されるワッシャー２３の弾性力がなく比較的剛性を有する幅方向の寸法、すなわち図４に示す寸法ｘと第１の取付孔２５の図３に示す寸法ｙとが略同一寸法に形成され、第１の取付孔２５内に配設された際にワッシャー２３の側縁が第１の取付孔２５の内周壁に当接するため、マウンティングバー２１の熱膨張による幅方向の移動が規制され、マウンティングバー２１の幅方向のずれが防止される。
【００３１】
また、連結部材２０は、上述したように機械本体１０に取り付けられた状態でマウンティングバー２１の載置面２１ａ上にスケールユニット１の筐体３が載置される。筐体３は、マウンティングバー２１の載置面２１ａ上に載置されると、筐体３の一側に形成された溝３ａに嵌合する係止片２７及びこの係止片２７方向、すなわちマウンティングバー２１の長手方向に直交する方向に付勢されかつ上記溝３ａが形成された一側と対向する一側に形成された凹部３ｂに当接する板バネ２８とにより挟持され、保持されて機械本体１０と連結される。なお、筐体３は、マウンティングバー２１と同じ金属材料によって作製され、熱膨張が生じた場合でもマウンティングバー２１との膨張の差によって内部のスケール２に歪み等の変形が生じない構造とされる。
【００３２】
連結部材２０は、上述したようにスケールユニット１の筐体３を保持することにより載置面２１ａ上におけるスケールユニット１の幅方向については移動が規制されるとともに、長手方向については移動又は摺動が可能とされる。このため、連結部材２０においては、熱膨張によりマウンティングバー２１と筐体３との間に位置ずれが生じる場合でも、この位置ずれによってスケール２に引張りや押圧等の負荷が与えられず、スケール２の変形や損傷を防止でき、スケールユニット１を用いた相対移動位置や相対移動距離の検出における測定誤差を低減させる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、ワッシャー２３の形状を上述した形状に限定するものではなく、基部２３ａと水平方向及び垂直方向に弾性力を有し、マウンティングバー２１に配設された際にマウンティングバー２１を下方に押圧するものであれば良く、例えば図７に示すように自由端側を略Ｍ字状に折曲して形成したものであってもよい。
【００３４】
また、マウンティングバーの固定の形態においては、本実施の形態のようにマウンティングバー２１を機械本体１０に対してボルト２２で直接固定する位置を第２の取付孔２６が形成されたマウンティングバー２１の略中央部分とし、この位置において固定することが好ましいが、このような形態限定する趣旨ではない。連結部材２０においては、マウンティングバー２１がいずれか一箇所、例えばスケール２に設けられた原点位置に対応するような位置に第２の取付孔２６が設けられていればよく、他の部位において弾性力を有するワッシャー２３押さえつけて取り付けられるものであればよい。連結部材２０は、上述したようにスケール２の原点位置に対応する位置を固定点とすることで、熱膨張による原点シフトをなくし、機械本体１０における加工誤差の発生を防止する。
【００３５】
次に、本発明に係るスケールユニットの連結部材の他の実施の形態について説明する。なお、図８に示す他の実施の形態に係る連結部材５０は、上述したスケールユニット１及び機械本体１０を連結するものである点については、上述した連結部材２０と同様である。
【００３６】
連結部材５０は、図８に示すように、マウンティングバー５１と、ボルト５２と、固定具５３と、取付具５４とから構成される。
【００３７】
マウンティングバー５１は、スケールユニット１と機械本体１０との間に介在して配設され、一方主面側にスケールユニット１の筐体３を載置して保持するとともに、機械本体１０に対して固定されることにより、スケールユニット１と機械本体１０とを連結する。マウンティングバー５１には、筐体３が載置される一方主面（以下、単に載置面と称する）５１ａから他方主面に貫通する取付孔５５がその長手方向にわたって複数、並列に形成されている。
【００３８】
取付孔５５は、図９及び図１０に示すように、全て同一形状に形成され、載置面５１ａ側に開口する座グリ部５５ａと、マウンティングバー５１の他方主面に開口するボルト孔５５ｂとからなる。座グリ部５５ａは、マウンティングバー５１の載置面５１ａに略楕円形状に開口し、その底面が平滑に削られて形成されている。また、座グリ部５５ａには、その底面に開口するボルト孔５５ｂの開口縁から座グリ部５５ａの内周壁に向かって、長手方向に平行な嵌合溝５５ｃが形成されている。ボルト孔５５ｂは、座グリ部５５ａの底面５５ｄからマウンティングバー５１の他方主面側に貫通して形成されるとともに、座グリ部５５ａに比して小さい開口面積の孔とされている。
【００３９】
また、マウンティングバー５１には、長手方向の一側縁に沿って係止片５６が載置面５１ａに突き出て形成される。マウンティングバー５１には、係止片５６が形成された一側と対向する一側面でかつ取付孔５５と対応する位置に板バネ５７が取り付けられる。板バネ５７は、基端側がマウンティングバー５１の側面に対してネジ止めされるとともに、自由端がマウンティングバー５１の載置面５１ａよりも突き出て配設される。板バネ５７は、対向して配設された係止片５６側に付勢されており、後述するようにマウンティングバー５１に筐体３が載置されると、筐体３を係止片５６側に押圧、すなわち筐体３の長手方向と直交する方向に力を加わえて、係止片５６とともに筐体３を挟持して保持する。
【００４０】
ボルト５２は、図８に示すように、扁平円盤形状を呈するボルトヘッド５２ａと、このボルトヘッド５２ａの一方主面の中央部から突出して設けられる円柱状のボルト軸５２ｂとから構成されている。ボルト軸５２ｂは、ボルトヘッド５２ａに比して小径に形成されるとともに、その外周面の全周にわたってねじ山が形成されている。
【００４１】
固定具５３は、図８に示すように、一方主面（以下、上面と称して説明する。）から他方主面（以下、下面と称して説明する。）に向かって径が縮径するテーパ状を呈する断面略台形状に形成される。固定具５３は、上面側が上述したボルト孔５５ｂと同径若しくはボルト孔５５ｂに比してやや大径に形成され、後述するようにボルト孔５５ｂに対して嵌合可能とされている。固定具５３には、中央に上面から下面に貫通する孔部５３ａが形成され、この孔部５３ａに上述したボルト５２のボルト軸５２ｂが挿通される。なお、固定具５３は、上述した形状、すなわち断面略台形形状を呈するものに限定されるものではなく、例えば断面略凸状を呈し、その大径部がボルト孔５５ｂに比して大径に形成されるものであってもよい。
【００４２】
取付具５４は、図８及び図１１に示すように、押圧部材５８と、カラー５９とにより構成される。押圧部材５８は、弾性力を有する板状の部材例えば金属板等により板状に成形され、円盤状の基部５８ａと、この基部５８ａの外周縁と一体にかつ基部５８ａの中心を挟んで対称な位置に設けられる腕部５８ｂとからなる。基部５８ａには、その中央にボルト５２のボルト軸５２ｂが挿通される孔部５８ｃが形成されている。腕部５８ｂは、平板な基部５８ａに対してカラー５９側（以下、押圧部材５８においてカラー５９に面する側を下面と、その反対側を上面と称して説明する。）に湾曲して形成される。押圧部材５８は、腕部５８ｂが上述したように湾曲して形成されることにより、腕部５８ｂの湾曲部分の最下端が基部５８ａの下面に比して下方、すなわちカラー５９側に位置する構造とされる。また、腕部５８ｂには、その自由端から基部５８ａ近傍まで幅方向の略中央に位置してカラー５９側にＶ字状に凹んだ溝が設けられており、この溝によって下面側に立ち上がる凸部５８ｄが形成されている。
【００４３】
カラー５９は、略円筒状を呈し、その孔部５９ａには板バネ５８に形成された孔部５８ｃと同様に、ボルト５２のボルト軸５２ｂが挿通される。カラー５９は、その外形形状がボルト孔５５ｂに比して小径に形成される。
【００４４】
なお、取付具５４は、押圧部材５８とカラー５９とを上述したように別個の部品として構成してもよく、またカラー５９の外周に腕部５８ｂを取り付ける等のように一個の部品と構成してもよい。
【００４５】
スケールユニット１の筐体３と機械本体１０とは、上述した構成を有する連結部材５０により連結される。まず、連結部材５０を構成するマウンティングバー５１が機械本体１０、具体的には相対的に直線運動する可動部を構成する２つ部材のうちいずれか一方の部材に対して取り付けられ、固定される。
【００４６】
連結部材５０においては、上述したような機械本体１０に対するマウンティングバー５１の固定がマウンティングバー５１の長手方向に並列に複数形成された取付孔５５のうち、任意に選択したいずれか一の取付孔５５、例えば図８に示す中央の取付孔５５において行われる。具体的には、マウンティングバー５１は、図１２（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、ボルト孔５５ｂに固定具５３が嵌合されるとともに、この固定具５３の孔部５３ａに挿通されたボルト５２が機械本体１０に螺合されて機械本体１０に固定される。上述したように、固定具５３は、その上面側がボルト孔５５ｂと略同径若しくは大径に形成されている。このため、連結部材５０においては、ボルト孔５５ｂに嵌合された固定具５３を介してボルト５２の拘束力がマウンティングバー５１に加えられ、このボルト５２の拘束力によりマウンティングバー５１が強固に固定される。
【００４７】
また、固定具５３が他の形状、例えば上述したように断面凸状を呈する場合には、図１３に示すように、大径部を座グリ部５５ａの底面５５ｄに乗せるようにかつ小径部をボルト孔５５ｂ内に位置させた状態でボルト５２を孔部５３ａに挿通させて機械本体１０に螺合して固定する。このとき、連結部材５０においては、ボルト５２の拘束力が固定具５３の大径部を介してマウンティングバー５１に加えられ、このボルト５２の拘束力によりマウンティングバー５１が強固に機械本体１０に対して固定される。
【００４８】
そして、連結部材５０においては、残りの取付孔５５、すなわち上述した固定具５３を嵌合させる以外の取付孔５５において、取付具５４を用いたマウンティングバー５１の機械本体１０に対する取付が行われる。具体的には、図１４（ａ）に示すように、押圧部材５８とカラー５９とをこの順番でボルト５２のボルト軸５２ｂに挿通させた状態でボルト５２を機械本体１０に対して螺合する。ボルト５２を螺合させると、弾性力を有する押圧部材５８の腕部５８ｂ、さらに詳しくは湾曲している腕部５８ｂの最下端が座グリ部５５ａの底面５５ｄに当接し、マウンティングバー５１を下方、すなわち機械本体１０方向に押圧する。マウンティングバー５１は、弾性力を有する押圧部材５８を介してボルト５２によって機械本体１０に取り付けられる。このため、連結部材５０においては、ボルト５２の拘束力からある程度フリーな状態でマウンティングバー５１が機械本体１０に取り付けられる。連結部材５０においては、上述したようにマウンティングバー５１が取り付けられるため、例えば熱膨張等によりマウンティングバー５１が同図（ａ）中矢印Ｃ方向にずれても、腕部５８ｂが座グリ部５５ｂの底面５５ｄ上を滑り、そのズレを吸収する構造とされる。
【００４９】
このとき、腕部５８ｂによる押圧状態は、カラー５９の高さによって調節可能である。具体的には、カラー５９の高さにより座グリ部５５ｂの底面５５ｄに当接してマウンティングバー５１を押圧する腕部５８ｂの最下端の位置が調節され、カラー５９の高さを高くすると腕部５８ｂによる押圧を弱く、カラー５９の高さを低くすると腕部５８ｂによる押圧を強くできる。
【００５０】
また、連結部材５０は、上述したように腕部５８ｂが座グリ部５５ｂの底面５５ｄに当接している状態において、同図（ａ）乃至同図（ｃ）に示すように、腕部５８ｂに設けられた凸部５８ｄが座グリ部５５ｂの底面５５ｄに設けられた嵌合溝５５ｃに嵌合する。連結部材５０においては、このようにボルト５２で固定された押圧部材５８の凸部５８ｄが嵌合溝５５ｃに嵌合することにより、熱膨張によるマウンティングバー５１の幅方向、すなわち同図（ｂ）中矢印Ｄ方向のズレが規制された状態でマウンティングバー５１が機械本体１０に取り付けられる。
【００５１】
なお、連結部材５０は、上述したような構成に限定するものではなく、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、座グリ部５５ａの一部を押圧部材５８の腕部５８ｂの幅寸法と同一寸法に形成し、そこに腕部５８ｂをはめ込むことによりマウンティングバー５１の幅方向のズレを規制する構成としてもよい。
【００５２】
マウンティングバー５１は、上述したように機械本体１０に取り付けられるため、マウンティングバー５１の長手方向、具体的には図１４（ａ）中矢印Ｃ方向にのズレが吸収可能とされ、また幅方向、具体的には同図（ｂ）中矢印Ｄ方向のズレが規制される。このため、連結部材５０においては、熱膨張によりマウンティングバー５１と筐体３との間に位置ずれが生じる場合でも、この位置ずれによってスケール２に引張りや押圧等の負荷が与えられず、スケール２の変形や損傷を防止でき、スケールユニット１を用いた相対移動位置や相対移動距離の検出における測定誤差を低減させる。
【００５３】
なお、連結部材５０においては、上述した固定具５３をはめ込む取付孔５５をスケール２に設けられた原点位置に対応する位置の取付孔５５とすることで、原点シフトによる加工誤差の発生を防止することが可能とされる。連結部材５０においては、同一形状の取付孔５５に固定具５３を嵌合させるため、上述した連結部材２０に比してさらに容易に、スケール２の原点位置と固定点との位置合わせが可能とされる。
【００５４】
連結部材５０は、上述したように機械本体１０に取り付けられた状態でマウンティングバー５１の載置面５１ａ上にスケールユニット１の筐体３を連結部材２０の場合と同様に載置する。具体的には、筐体３がマウンティングバー５１の載置面５１ａ上で係止片５６及びこの係止片５６方向、すなわちマウンティングバー５１の長手方向に直交する方向に付勢された板バネ５７とにより挟持され、保持されて機械本体１０と連結される。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明に係るスケールユニットの連結部材によれば、機械本体と、この機械本体とスケールとを連結するマウンティングバーとがともに熱膨張を起こし、これら相互の熱膨張係数が異なっている場合でも、膨張の差による長手方向のズレをワッシャーや押圧材の弾性力によって吸収できるため、マウンティングバーに保持されるスケールユニットの変形や、マウンティングバーとスケールユニットとの間のスティックスリップの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スケールユニット、機械本体及び連結部材の分解斜視図である。
【図２】スケールユニットと機械本体とが連結部材によって連結された状態を示す縦断面図である。
【図３】マウンティングバーの平面図である。
【図４】ワッシャーの斜視図である。
【図５】機械本体に固定されたマウンティングバー上にスケールユニットが載置された状態を示す縦断面図である。
【図６】マウンティングバーが固定された機械本体の平面図である。
【図７】ワッシャーの他の形態を示す斜視図である。
【図８】他の実施の形態に係る連結部材、スケールユニット及び機械本体の分解斜視図である。
【図９】マウンティングバーの平面図である。
【図１０】マウンティングバーの縦断面図である。
【図１１】取付具の斜視図である。
【図１２】固定具をボルト孔に嵌合させた状態を説明するための図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１３】他の形態の固定具をボルト孔に嵌合させた状態を説明する縦断面図である。
【図１４】取付具をボルト孔に配設した状態を説明するための図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ線で切った縦断面図である。
【図１５】取付具によるマウンティングバーの取付状態を説明するための図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１スケールユニット，２スケール，３筐体，４検出部，５目盛，６スリット，１０機械本体，２０（５０）連結部材，２１（５１）マウンティングバー，２２（５２）ボルト，２２ａ（５２ａ）ボルトヘッド，２２ｂ（５５ｂ）ボルト軸，２３ワッシャー，２３ａ基部，２３ｂ腕部，２３ｃボルト孔，２５第１の取付孔，２６第２の取付孔，２７係止片，２８板バネ，５３固定具，５４取付具，５５取付孔，５５ａ座グリ部，５５ｂボルト孔，５５ｃ嵌合溝，５８押圧部材，５８ａ基部，５８ｂ，腕部，５８ｄ凸部，５９カラー

Claims

位置検出のための目盛が設けられた長尺のスケールが筐体内に配設されてなるスケールユニットと、上記スケールユニットが取り付けられる機械本体とを連結するスケールユニットの連結部材において、
ヘッド部と軸部とからなるボルトと、
上記ボルトの軸部が挿通される孔部が形成された平板状の基部と、上記基部から立ち上がって形成されるとともに上記基部と直交する方向及び水平な方向に弾性力を有する腕部とからなるワッシャーと、
平板かつ長尺形状を呈し、上記ボルトのヘッド部の外径に比して大径に形成された複数の第１の取付孔と上記ボルトの軸部と略同径に形成された一の第２の取付孔とが長手方向に並列して設けられるマウンティングバーとからなり、
上記マウンティングバーは、上記第２の取付孔に上記ボルトが螺合されて固定されるとともに、上記第１の取付孔に挿通される上記ボルトで上記機械本体に上記基部が固定される上記ワッシャーの上記腕部の上記基部と直交する方向の弾性力により上記機械本体方向に押圧された状態で、上記スケールユニットを載置して上記スケールユニットと上記機械本体とを連結することを特徴としたスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーと上記機械本体とは、ともに金属材料により成形されるとともに、上記機械本体の熱膨張係数に比して上記マウンティングバーの熱膨張係数が大きいことを特徴とする請求項１に記載のスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーには、上記スケールの長手方向と直交する方向に挟持され、長手方向と平行な方向に摺動可能に載置されることを特徴とする請求項１に記載のスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーは、上記第２の取付孔が長手方向の略中央に形成されるとともに、上記第１の取付孔が上記第２の取付孔を挟んで左右にそれぞれ同数形成されることを特徴とする請求項１に記載のスケールユニットの連結部材。
位置検出のための目盛が設けられた長尺のスケールが筐体内に配設されてなるスケールユニットと、上記スケールユニットが取り付けられる機械本体とを連結するスケールユニットの連結部材において、
ヘッド部と軸部とからなるボルトと、
上記ボルトの上記軸部が挿通される孔部を有しかつ上記孔部の開口縁から上記孔部を中心として対称的に延在し縁部近傍に上記ボルトの挿通方向と同方向に押圧する弾性力を持つ腕部を有する押圧材と、上記ボルトの上記軸部が孔部に挿通される筒状のカラーとからなる取付具と、
上記ボルトの軸部が挿通される孔部が設けられる固定具と、
平板かつ長尺形状を呈するとともに、上記取付具の上記カラー及び上記ボルトのヘッド部に比して大径でかつ上記固定具と略同径の取付孔が長手方向に複数並列して設けられるマウンティングバーとを備えて構成され、
上記マウンティングバーは、任意に選択されたいずれか一の上記取付孔に嵌合される上記固定具を介して上記ボルトで上記機械本体に固定されるとともに、他の上記取付孔の開口縁近傍に上記板状材の腕部が当接する上記取付具を介して上記ボルトで上記機械本体に押圧された状態で、上記スケールユニットを載置して上記スケールユニットと上記機械本体とを連結することを特徴とするスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーには、上記取付孔の近傍に上記板状材の上記腕部と略同一形状の移動規制穴が形成され、上記移動規制穴に上記板状材の上記腕部が嵌合されることを特徴とする請求項５に記載のスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーには、その長手方向に沿って上記取付孔の開口縁近傍に嵌合溝が形成され、
上記取付具には、上記板状材の上記腕部に上記嵌合溝に嵌合される凸部が形成されることを特徴とする請求項５に記載のスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーと上記機械本体とは、ともに金属材料により成形されるとともに、上記機械本体の熱膨張係数に比して上記マウンティングバーの熱膨張係数が大きいことを特徴とする請求項５に記載のスケールユニットの連結部材。
上記マウンティングバーには、上記スケールの長手方向と直交する方向に挟持され、長手方向と平行な方向に摺動可能に載置されることを特徴とする請求項５に記載のスケールユニットの連結部材。