JP4381583B2 - Scale device holding device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の工作機械、産業機械或いは精密機械等の本体機械に付設されて可動部の相対移動距離や移動位置等の位置情報を検出する位置検出装置、デジタルスケール装置或いはエンコーダ等のスケール装置を本体機械に対して位置決め保持するスケール装置の保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種の工作機械、産業機械或いは精密機械等の本体機械には、スケール装置が取り付けられてテーブル等の可動部の相対移動距離や移動位置等の位置情報が検出される。スケール装置は、一般に、目盛が設けられた長尺のスケール部材と、このスケール部材に対してスライド自在に組み付けられたスケールヘッドとを備えて構成されている。スケール装置は、スケールヘッドを可動部と連結させて本体機械に形成したスケール取付面に取り付けられ或いは可動部に設けられたスケール取付面に直接取り付けられる。スケール装置は、可動部の移動動作に伴ってスケールヘッドが定点から所定の位置へと移動することにより、このスケールヘッドの移動量に応じた位置情報を出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスケール装置は、一般に筐体やスケール部材が、鉄板の折曲げ加工や軽量化を目的としてアルミ材の押出し加工によって形成されている。スケール装置は、筐体やスケール部材をアルミ材によって形成した場合に、全体が長尺であることから充分な機械的剛性を確保することが困難となって本体機械に対して可動部の移動方向に対して高精度の平行度を保持し得ないといった問題があった。また、スケール装置は、本体機械のスケール取付面を高精度に形成し得ないこともあって、直接取り付けた場合にこのスケール取付面の仕上り形状にしたがってうねり曲りが生じてしまう。したがって、スケール装置は、可動部の移動位置を高精度に検出し得なくなるといった問題があった。
【0004】
スケール装置は、上述した問題を解決するために、その取付面と本体機械或いは可動部等の本体機械側に形成されたスケール取付面との間に高精度に形成されたスペーサを介挿して取付を行う対応も図られている。しかしながら、かかるスペーサは、スケール装置のコストをアップさせるとともに構成各部材を高精度に位置決めした状態で取り付けが行われるために工数がかかるといった問題があった。また、スペーサ部材は、これ自体が押出し加工によって形成された部材であるとともにスケール装置を固定するように構成した場合に、スケール装置に対して本体機械側のスケール取付面の面精度の影響を受けないように作用するが、これ自体のうねり曲りの影響をスケール装置に及ぼしてしまうといった問題があった。
【0005】
従来のスケール装置においては、上述したスペーサ部材に複数個の板ばねを取り付け、これら板ばねの弾性力によって本体機械に固定したスペーサ部材の側面に挟み込んで取り付ける対応も図られている。かかる取付構造は、スペーサ部材のうねり曲りを板ばねの弾性力が吸収することで、スケール装置が本体機械に対して精度よく取り付けられるようにする。しかしながら、かかる取付構造も、多数個の板ばねを必要とするとともにスペーサ部材に対するスケール装置の取付作業が面倒でかつ時間もかかるといった問題があった。さらに、取付構造は、板ばねの弾性力がスケール装置に対してスペーサ部材の取付面に圧接する方向に作用するが、長さ方向に対しての規制力として作用されていない。このため、スケール装置は、温度環境の変化により本体機械やスペーサ部材或いは自身の熱膨張により、正確な位置検出が行い得ないといった問題があった。
【0006】
したがって、本発明は、スケール装置とともに機械的剛性が小さいが軽量で高寸法の加工が行われる軽量金属材によって形成され、本体機械に対してスケール装置を簡易にかつ精度よく取付を可能とするとともに温度変化による熱膨張の影響を低減して高精度の位置情報の検出を行い得るようにしたスケール装置の保持装置を提供することを目的に提案されたものである。
【0007】
【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かかるスケール装置の保持装置は、長尺の筐体を有し本体機械側の可動部の位置情報を検出するスケール装置を本体機械側に位置決め保持する。スケール装置の保持装置は、本体機械側のスケール取付面に取り付けられる取付部材と、スケール装置を保持する保持部材と、これら取付部材と保持部材とを一体化する弾性連結部材とから構成される。保持部材は、長尺な部材からなり、本体機械側のスケール取付面に固定される位置決め取付面と、スケール装置の筐体に形成された取付基準面が当接される第1の基準面とが設けられ、取付手段を介してスケール取付面に取り付けられるとともにスケール装置の取付基準面及びこの取付基準面と直交する第1の側面とを保持する。保持部材も、長尺な部材からなり、スケール装置の筐体に形成された取付基準面が当接されことによって本体機械側のスケール取付面に対するスケール装置の取付位置を規定する第2の基準面と、この第2の基準面に直交して形成されスケール装置の取付基準面と直交する第2の側面を保持する保持手段とが形成されてなる。弾性連結部材は、取付部材と保持部材とを連結するとともに、これらを互いに引き合う方向に付勢する。
【0008】
以上のように構成された本発明にかかるスケール装置の保持装置によれば、取付部材と保持部材とを弾性連結部材の弾性力に抗して互いに開いた状態として、この状態においてスケール装置がその筐体を取付部材と保持部材との間に押し込まれて組み付けられるようにする。スケール装置の保持装置によれば、弾性連結部材の弾性力によってスケール装置を取付部材と保持部材とに長さ方向の全域に亘って挟み込んで保持する。スケール装置の保持装置は、取付部材がその位置決め取付面を本体機械側のスケール取付面に固定されて取り付けられることによって、この取付部材と保持部材とによって保持したスケール装置を本体機械側に位置決めした状態で付設する。したがって、スケール装置の保持装置は、本体機械側のスケール取付面の面精度にかかわらず極めて簡易な取付作業によりスケール装置を本体機械側に高精度に取り付けることを可能とし、スケール装置による可動部の位置検出が高精度に行われるようにする。スケール装置の保持装置は、取付部材をスケール取付面に取り付けるとともに弾性部材を介して連結された保持部材とともにスケール装置を保持することで温度変化による本体機械とスケール装置との熱膨張の差異が緩和されるようにして、スケール装置による可動部の位置検出が高精度に行われるようにする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として図面に示した保持装置1は、本体機械2に付設されてその可動部3と連結されたスケールヘッド5を備えるスケール装置4を、本体機械2に対して高精度にかつ簡易な方法によって取り付ける。本体機械2は、各種の工作機械や産業機械或いは精密機械からなり、詳細を省略するが加工テーブルやバイト台等の精密な直線移動を行う可動部3が備えられる。本体機械2は、可動部3の原点位置からの移動量や現在位置の情報がスケール装置4によって検出され、この検出情報がフィードバックされて可動部3の移動動作が制御される。なお、本体機械2は、可動部3にスケール取付部が形成されており、この可動部3側に保持装置1を介してスケール装置4を取り付けるようにも構成される。
【0010】
本体機械2には、図1に示すように、可動部3の移動領域に沿った全域に亘って、スケール装置4が付設される平坦なスケール取付面6が形成されている。スケール取付面6は、比較的精度の高い面精度を以って形成されているが、加工精度等により多少のうねり曲りを有している。スケール取付面6には、可動部3の移動方向に沿って複数個の取付孔7が形成されており、詳細を後述するようにこれら取付孔7にねじ込まれる取付ねじ8によって保持装置1が取り付けられる。
【0011】
スケール装置4は、詳細を省略するが筐体9の内部に図示しないスケールが収納されており、このスケールに対して連結片13を介してスケールヘッド5がスライド自在に組み合わされてなる。筐体9は、本体機械2のフレーム材よりも剛性の小さな例えばアルミ材の押出し加工によって形成され、本体機械2の可動部3の移動領域の全域に亘って延在するに足る長尺な箱状を呈している。筐体9には、図1に示すように、本体機械2のスケール取付面6と対向する主面が高精度の平坦面とされた取付基準面10として構成されてなる。なお、スケール装置4は、上述した構成に限定されるものではなく、種々の装置が用いられる。
【0012】
筐体9には、図4及び図5に示すように取付基準面10に直交する長さ方向の第1の側面(上面)9aに嵌合凹部11が全域に亘って形成されている。筐体9には、この嵌合凹部11によって第1の側面9aの両側縁に沿って長さ方向の全域に亘って互いに平行な凸部が形成されてなる。筐体9には、第1の側面9aと対向する取付基準面10と直交する長さ方向の第2の側面(底面)9bに嵌合凹部12が形成されている。嵌合凹部12は、第2の側面9bの両側縁に沿って形成されており、内側に向かって次第にその深さが大ならしめられた断面楔状の凹部からなる。
【0013】
なお、筐体9は、第1の側面9aに嵌合凹部11によって構成される一対の凸部が形成されるとともに第2の側面9bに一対の嵌合凹部12を形成することによって、反転した状態で後述する保持装置1への取付を可能とした構成となっている。筐体9は、取付基準面10と対向する主面も高精度の平坦面とされた取付基準面として構成されてなる。勿論、筐体9は、保持装置1に対する取付方向が規定されている場合には、一方側にのみ取付基準面10や凸部或いは嵌合凹部12を形成すればよい。
【0014】
スケールヘッド5には、詳細を省略するが検出部や出力部が内蔵されており、出力部を介して検出情報を本体機械へと出力する。スケールヘッド5には、図4及び図5に示すように、スケールの目盛を指し示す指針14が設けられている。なお、スケール装置4は、スケールヘッド5を本体機械2の可動部3に連結したが、例えばスライダを内蔵し、このスライダを可動部3に連結するようにしてもよい。
【0015】
スケール装置4は、本体機械2の可動部3が移動動作されると、この可動部3に連動してスケールヘッド5も原点位置から移動動作する。スケール装置4は、スケールヘッド5によって可動部3の移動量或いは移動位置を検出して、検出情報を出力部を介して本体機械2へと出力する。スケール装置4は、保持装置1を介して本体機械2に取り付けられることにより、上述した本体機械2のスケール取付面6のうねり曲りの影響を直接受けることなくその取付が行われる。
【0016】
保持装置1は、図1及び図2(a)、図3に示すように本体機械2に取り付けられるとともにスケール装置4を保持する取付部材15と、スケール装置4を保持する保持部材16と、これら取付部材15と保持部材16とを一体化する連結板ばね部材17とから構成される。取付部材15は、上述したように本体機械2の可動部3の移動領域の全域に亘る長さを有するスケール装置4をその長さ方向の全域に亘って保持するに足る長尺な略角棒状の部材からなる。
【0017】
取付部材15は、例えばアルミ材やアルミ合金材等の機械的剛性はやや小さいが軽量で長尺部材であっても高精度の加工が可能な軽量金属材を基材として、押出し加工によって形成されてなる。なお、取付部材15は、鉄材等によって形成するようにしてもよいが、全体の重量が大きくなって取り扱いが面倒となるとともに長尺部材を高精度に加工することが困難であることから、上述したアルミ材やアルミ合金材等の軽量金属材料を用いることが好ましい。
【0018】
取付部材15は、一方の側面が高精度の平坦面として形成されることによって本体機械2のスケール取付面6に長さ方向の全域に亘って接合される位置決め取付面18として構成されてなる。取付部材15には、位置決め取付面18と直交する底面に全長に亘って断面形状が矩形の凸部19が一体に形成されている。取付部材15は、この凸部19の位置決め取付面18側の側面が、後述するように連結板ばね部材17の取付面20として構成される。取付部材15は、凸部19の位置決め取付面18と対向する側面が、高精度の平坦面として形成されてスケール装置4を本体機械2に対して位置決めする第1の基準面21として構成されてなる。
【0019】
取付部材15には、位置決め取付面18とその対向面とに貫通する複数個の取付孔22が形成されている。取付部材15には、凸部19が形成された底面に、ストッパ凸部15aが一体に形成されている。ストッパ凸部15aは、凸部19の第1の基準面21との間に長さ方向の全域に亘って浅い凹部を形成するようにして一体に突設されてなる。ストッパ凸部15aは、後述するようにスケール装置4が取り付けられた状態において、筐体9の第1の側面9aに形成した嵌合凹部11と相対嵌合してこの筐体9の上部を係止する。
【0020】
以上のように構成された取付部材15は、位置決め取付面18をスケール取付面6に当てがうとともに各取付孔22を相対する取付孔7にそれぞれ対応位置させて、本体機械2に組み付けられる。取付部材15は、図3に示すように取付孔22に取付ねじ8を挿入して取付孔7にねじ込むことによって本体機械2に取付固定される。取付部材15は、上述したように機械本体2のスケール取付面6が多少のうねり曲りを有しており、このスケール取付面6に対して位置決め取付面18が密着して取り付けられるわけではないが、比較的精度を有して形成されていることから互いの平行度が保持される。取付部材15は、例えば0.1mm/m程度の精度を以って本体機械2のスケール取付面6に取付固定される。
【0021】
保持部材16も、本体機械2の可動部3の移動領域の全域に亘る長さ、換言すれば取付部材15とほぼ等しい長さを有する長尺な略角棒状に形成された部材からなる。保持部材16も、例えばアルミ材やアルミ合金材等の軽量金属材を基材として押出し加工によって形成されてなる。保持部材16も、鉄材等によって形成するようにしてもよいが、全体の重量が大きくなって取り扱いが面倒となるとともに長尺部材を高精度に加工することが困難であることから、上述したアルミ材やアルミ合金材等の比較的軽量な金属材料を用いることが好ましい。
【0022】
保持部材16は、後述するように連結板ばね部材17によって取付部材15側に引き寄せられて組み合わされる。したがって、保持部材16には、その上面と取付部材15の底面とが長さ方向の全域に亘って接合する構造とならないように図2(a)に示すように上面の両端部に対向間隔を保持する凸部16a、16bが形成されている。保持部材16には、本体機械2側の側面に長さ方向の全域に亘って上面に開放された段部が形成されており、この段部の側面が上述した取付部材15の板ばね取付面20に対応する板ばね取付面23を構成してなる。
【0023】
保持部材16は、板ばね取付面23と対向する側面がスケール装置4を本体機械2に対して位置決めする第2の基準面24として構成されてなる。第2の基準面24は、高精度の平坦面として形成されており、筐体9の取付基準面10が接合されることによりスケール装置4を本体機械2のスケール取付面6に対して位置決めする。第2の基準面24は、取付部材15と組み合わされた状態において、本体機械2のスケール取付面6と略平行で第1の基準面21と略同一面を構成する。
【0024】
保持部材16には、第2の基準面24の下端縁に沿って長さ方向の全域に亘って係合凸縁部25が突設されている。係合凸縁部25は、スケール装置4の筐体9の第2の側面(底面)9bに形成した嵌合凹部12に対応した断面形状が楔形を呈して形成されている。係合凸縁部25は、取付部材15と保持部材16とを組み合わせた状態において、取付部材15の底面との間隔がスケール装置4の筐体9の高さ寸法、すなわち第1の側面9a、9bの間隔とほぼ等しい。
【0025】
以上のように構成された保持部材16は、係合凸縁部25が筐体9の嵌合凹部12と嵌合することによって、スケール装置4を長さ方向の全域に亘って保持する。保持部材16は、後述する連結板ばね部材17の弾性力によって、取付部材15との間でスケール装置4を挟持する。保持部材16は、相対嵌合する係合凸縁部25と嵌合凹部12とが楔形の形状を呈することで、その第2の基準面24と取付部材15の第1の基準面21とに対してスケール装置4の筐体9を引き寄せるようにする。
【0026】
連結板ばね部材17は、図2に示すように、取付部材15及び保持部材16とほぼ等しい長さを有している。連結板ばね部材17は、幅方向の略中央部を頂点として山折りされてなり、両側縁部位がそれぞれ固定端部26、27とされるとともに頂点部位が弾性変位部28として構成されてなる。連結板ばね部材17には、固定端部26、27にそれぞれ多数個の取付孔26a、27aが形成されている。
【0027】
以上のように構成された連結板ばね部材17は、図1に示すように一方の固定端部26が取付部材15の凸部19の側面に形成したばね取付面20に図示しない取付ねじによって固定される。連結板ばね部材17は、他方の固定端部27が保持部材16に形成したばね取付面23に図示しない取付ねじによって固定される。連結板ばね部材17は、弾性変位部28が取付部材15と保持部材16との対向空間部に長さ方向の全域亘って延在するようにして取り付けられる。連結板ばね部材17は、図1及び図2(b)に示すように、本体機械2に取り付けられた取付部材15に対して長さ方向の全域に亘って保持部材16が懸架状態で組み合わされるようにする。連結板ばね部材17は、取付部材15と保持部材16とを引き寄せるようにして弾性力を作用させる。
【0028】
なお、連結板ばね部材17は、取付部材15及び保持部材16とほぼ等しい長さを有する長尺の一体の部材が用いられているが、複数個に分割された板ばね部材であってもよい。かかる板ばね部材は、取付部材15と保持部材16とに対してほぼ等間隔で固定されることにより、長さ方向に対して等しい弾性力が生成されるようにすることが好ましい。
【0029】
保持装置1は、上述した構成部材15〜17を組み立てた状態で、本体機械2のスケール取付面6に対して取付部材15が可動部3の移動領域の全域に亘って延在するようにして取り付けられる。保持装置1は、図3及び図2(b)に示すように取付部材15の第1の基準面21と保持部材16の第2の基準面24とが露呈されてこれら基準面21、24と取付部材15の底面及び保持部材16の係合凸縁部25とに囲まれたスケール装置4の組付空間部Hを構成する。保持装置1は、本体機械2に直接取り付けられる取付部材15と、後述するようにスケール装置4を位置決め保持する保持部材16とが長さ方向の全域に亘って連結板ばね部材17を介して連結されている。
【0030】
したがって、保持装置1は、本体機械2のスケール取付面6に多少のうねり曲りがあってもその影響が連結板ばね部材17によって吸収され、保持部材16に形成した第2の基準面24が正確に位置出しされる。なお、保持装置1は、後述するようにスケール装置4を組み付けた状態で、取付部材15を本体機械2に取り付けるようにしてもよいことは勿論である。
【0031】
保持装置1には、図4に示すように組付空間部Hに対してスケール装置4が押込み操作されて組み付けられる。保持装置1には、図5及び図6に示すように、スケール装置4が、その筐体9の嵌合凹部12を保持部材16の係合凸縁部25上に嵌合された状態で保持部材16を下方へと押し下げながら組付空間部H内に押し込まれる。保持装置1は、図6に示すように保持部材16が連結板ばね部材17の弾性力に抗して本体機械2側へと変位して組付空間部Hの高さを大きくすることで、スケール装置4の筐体9の上部が取付部材15のストッパ凸部15aを通過し得るようにする。
【0032】
保持装置1は、スケール装置4が、筐体9の上部がストッパ凸部15aを通過するとともに取付基準面10が取付部材15の第1の基準面21に衝合した状態において押込み操作が止められると、連結板ばね部材17が初期状態へと弾性復帰する。保持装置1は、連結板ばね部材17の弾性力によって、図7に示すようにスケール装置4の筐体9を取付部材15の底面と保持部材16の係合凸縁部25との間で挟持する。保持装置1は、連結板ばね部材17の弾性力が、上述した嵌合凹部12と係合凸縁部25の形状によりスケール装置4を本体機械2側へと引き寄せる方向に作用することで、筐体9の取付基準面10を第1の基準面21及び第2の基準面24に押し付けてこのスケール装置4を位置決めした状態で保持する。
【0033】
保持装置1は、上述したようにスケール装置4がワンタッチ操作で装着されるとともに、このスケール装置4を本体機械2に付設する。保持装置1は、保持部材16の第2の基準面24によってスケール装置4を本体機械2に対してその可動部3の移動領域の全域に亘って位置決め保持する。保持装置1は、それ自体の構成部材やスケール装置4の筐体9をアルミ材等の機械的剛性がやや小さい金属材によって形成した場合においても、本体機械2に対してスケール装置4を高精度に位置決めして付設する。保持装置1は、スケール装置4とともに構成部材がアルミ材等の軽量金属材で形成されることによって軽量化が図られ、長尺であっても高精度に形成されるとともに取り扱いが簡便である。
【0034】
保持装置1は、上述したように連結板ばね部材17の弾性力によってスケール装置4を取付部材15と保持部材16との間で挟持するが、本体機械2から大きな振動等が加えられた場合に、長さ方向に対して移動する虞がある。保持装置1においては、図8に示すように取付部材15に上下方向に貫通する取付孔29が形成され、この取付孔29に取付ねじ30をねじこむことによってスケール装置4の筐体9を固定するようにしてもよい。勿論、筐体9には、図示しないが取付部材15の取付孔29に対応して取付孔が形成されている。
【0035】
保持装置1は、上述したように本体機械2に対してスケール装置4が直接固定されない構成とされており、本体機械2に直接固定される取付部材15に対してスケール装置4を強固に固定した場合には従来と同様の問題が生じる。保持装置1は、スケール装置4が、長さ方向の略中央部の1ヶ所で取付部材15に対して取付ねじ30によって固定されるようにする。なお、保持装置1は、取付部材15に対してスケール装置4を長さ方向に固定すればよく、例えば取付部材15と筐体9との対向面に相対係合する係合凸部と係合凹部とからなる係止手段を形成して同様の作用を奏するようにしてもよい。
【0036】
保持装置1は、スケール装置4とともに長尺であることから、上述したように長さ方向の略中央部で固定することによりスケール装置4をバランスよくかつ安定した状態で固定する。スケール装置4は、取付部材15と保持部材16とを分離して連結板ばね部材17によって連結した保持装置1により温度変化に伴う熱膨張による計測誤差の低減が図られており、略中央部を基準として温度変化に伴って伸び縮みが生じる。また、スケール装置4は、一般に原点となる基準点が中央部に設けられている。したがって、保持装置1は、スケール装置4を略中央部の原点の近傍において取付部材15に固定することによって位置ズレを小さくして高精度の計測が行われるようにする。
【0037】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるスケール装置の保持装置よれば、本体機械側に取り付けられる取付部材と、スケール装置を保持する保持部材とを弾性連結部材によって組み合わせ、取付部材と保持部材とによりスケール装置を挟持して本体機械に対して付設するように構成したことから、機械的剛性が比較的小さい材質で形成されたり高精度に形成されたスケール装置に対して本体機械側のスケール取付面の面精度や取付状態或いは温度変化による熱膨張の差異等の影響を直接及ぼさないようにしてスケール装置による高精度の計測が行われるようにする。保持装置よれば、スケール装置を取付部材と保持部材との間に構成された組付空間部内に押し込み操作するといった極めて簡易な操作によって取付を可能とすることで、操作性の向上が図られる。保持装置は、スケール装置とともに取付部材と保持部材とをアルミ材等の軽量金属材によって長尺であっても高精度にかつ軽量化を図って形成することが可能とされ、取り扱いも簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるスケール装置の保持装置の使用状態を説明する要部縦断面図である。
【図2】同保持装置であり、同図(a)は分解斜視図、同図(b)は組立状態の斜視図である。
【図3】同保持装置の本体機械への取り付け操作を説明する要部縦断面図である。
【図4】同保持装置へのスケール装置の組立操作を説明する要部分解斜視図である。
【図5】同保持装置にスケール装置を組み立てた状態の要部斜視図である。
【図6】同保持装置へのスケール装置の組立操作を説明する要部縦断面図である。
【図7】同保持装置にスケール装置を組み立てた状態の要部縦断面図である。
【図8】同保持装置とスケール装置との固定操作を説明する要部斜視図である。
【符号の説明】
1 保持装置、2 本体機械、3 可動部、4 スケール装置、5 スケールヘッド、6 スケール取付面、9 筐体、10 取付基準面、11,12 嵌合凹部、15 取付部材、16 保持部材、17 連結板ばね部材、18 位置決め取付面、19 凸部、21 第1の基準面、24 第2の基準面、25 係合凸縁部、28 弾性変位部、29 取付孔、30 取付ねじ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a position detector, a digital scale device, or an encoder scale that is attached to a main machine such as various machine tools, industrial machines, or precision machines and detects position information such as a relative movement distance and a movement position of a movable part. The present invention relates to a holding device of a scale device that positions and holds the device with respect to a main machine.
[0002]
[Prior art]
A scale device is attached to a main machine such as various machine tools, industrial machines, or precision machines, and position information such as a relative movement distance and a movement position of a movable part such as a table is detected. Generally, the scale device includes a long scale member provided with a scale and a scale head that is slidably assembled to the scale member. The scale device is attached to a scale attachment surface formed on the main body machine by connecting the scale head to the movable portion or directly attached to the scale attachment surface provided on the movable portion. The scale device outputs position information corresponding to the amount of movement of the scale head as the scale head moves from a fixed point to a predetermined position in accordance with the movement of the movable part.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional scale device, a housing and a scale member are generally formed by extruding an aluminum material for the purpose of bending a steel plate or reducing the weight. When the scale device is made of an aluminum material, the scale device has a long length, making it difficult to ensure sufficient mechanical rigidity. However, there is a problem that it is impossible to maintain a high degree of parallelism. In addition, the scale device may not be able to form the scale mounting surface of the main body machine with high accuracy, and thus when the scale device is directly mounted, undulation will occur according to the finished shape of the scale mounting surface. Therefore, the scale device has a problem that the moving position of the movable part cannot be detected with high accuracy.
[0004]
In order to solve the above-mentioned problem, the scale device is mounted by inserting a spacer formed with high accuracy between the mounting surface and the scale mounting surface formed on the main body machine side such as the main body machine or movable part. The correspondence which performs is also planned. However, such a spacer raises the cost of the scale device and has a problem that it takes a lot of man-hours because it is mounted in a state where the constituent members are positioned with high accuracy. In addition, the spacer member itself is a member formed by extrusion, and when configured to fix the scale device, the spacer member is affected by the surface accuracy of the scale mounting surface on the main body machine side with respect to the scale device. There is a problem that the scale device is affected by the undulation of itself.
[0005]
In the conventional scale device, a plurality of leaf springs are attached to the spacer member described above, and the attachment is performed by sandwiching the spacer members on the side surface of the spacer member fixed to the main body machine by the elastic force of these leaf springs. Such an attachment structure allows the scale device to be attached to the main body machine with high accuracy by the elastic force of the leaf spring absorbing the undulation of the spacer member. However, this mounting structure also has a problem that a large number of leaf springs are required and the mounting operation of the scale device to the spacer member is troublesome and takes time. Furthermore, although the attachment structure acts in the direction in which the elastic force of the leaf spring is pressed against the attachment surface of the spacer member with respect to the scale device, it does not act as a regulating force in the length direction. For this reason, the scale device has a problem that accurate position detection cannot be performed due to a thermal expansion of the main body machine, the spacer member, or itself due to a change in temperature environment.
[0006]
Therefore, the present invention is formed of a lightweight metal material that has low mechanical rigidity but is lightweight and is processed with a scale device together with the scale device, and enables the scale device to be easily and accurately attached to the main body machine. The present invention has been proposed for the purpose of providing a holding device for a scale device that can detect position information with high accuracy by reducing the influence of thermal expansion due to temperature change.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A holding device for a scale device according to the present invention that achieves the above-described object positions and holds a scale device that has a long casing and detects position information of a movable part on the main machine side on the main machine side. The holding device of the scale device includes an attachment member that is attached to the scale attachment surface on the main body machine side, a holding member that holds the scale device, and an elastic connecting member that integrates the attachment member and the holding member. The holding member is a long member, and includes a positioning mounting surface fixed to the scale mounting surface on the main body machine side, and a first reference surface with which a mounting reference surface formed on the housing of the scale device comes into contact. And is attached to the scale attachment surface via the attachment means and holds the attachment reference surface of the scale device and the first side surface orthogonal to the attachment reference surface. The holding member is also a long member, and a second reference surface that defines the mounting position of the scale device with respect to the scale mounting surface on the main machine side when the mounting reference surface formed on the casing of the scale device is in contact with the holding member. And a holding means for holding a second side surface that is formed orthogonal to the second reference surface and orthogonal to the mounting reference surface of the scale device. The elastic connecting member connects the attachment member and the holding member, and biases them in a direction in which they are attracted to each other.
[0008]
According to the holding device of the scale device according to the present invention configured as described above, the attachment member and the holding member are opened to each other against the elastic force of the elastic connecting member. The housing is pushed between the mounting member and the holding member so as to be assembled. According to the holding device of the scale device, the scale device is sandwiched and held between the mounting member and the holding member by the elastic force of the elastic connecting member over the entire length direction. The holding device of the scale device positions the scale device held by the mounting member and the holding member on the main body machine side by mounting the mounting member with its positioning mounting surface fixed to the scale mounting surface on the main body machine side. Attached in state. Therefore, the holding device of the scale device enables the scale device to be attached to the main body machine side with high accuracy by an extremely simple mounting operation regardless of the surface accuracy of the scale mounting surface on the main body machine side. Position detection is performed with high accuracy. The holding device of the scale device attaches the mounting member to the scale mounting surface and holds the scale device together with the holding member connected via the elastic member, thereby reducing the difference in thermal expansion between the main machine and the scale device due to temperature change. Thus, the position detection of the movable part by the scale device is performed with high accuracy.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A
[0010]
As shown in FIG. 1, the
[0011]
The
[0012]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[0013]
Note that the
[0014]
Although not described in detail, the
[0015]
In the
[0016]
As shown in FIGS. 1, 2 (a), and 3, the holding
[0017]
The
[0018]
The mounting
[0019]
A plurality of mounting
[0020]
The mounting
[0021]
The holding
[0022]
As will be described later, the holding
[0023]
The holding
[0024]
On the holding
[0025]
The holding
[0026]
As shown in FIG. 2, the connecting
[0027]
As shown in FIG. 1, the connecting
[0028]
The connecting
[0029]
The holding
[0030]
Accordingly, in the
[0031]
As shown in FIG. 4, the
[0032]
In the
[0033]
As described above, the holding
[0034]
The holding
[0035]
As described above, the holding
[0036]
Since the holding
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the holding device of the scale device according to the present invention, the mounting member attached to the main body machine side and the holding member holding the scale device are combined by the elastic connecting member, and the mounting member and the holding member are combined. Since the scale device is sandwiched between and attached to the main body machine, the scale on the main body machine side with respect to the scale device formed of a material with relatively low mechanical rigidity or high precision High precision measurement is performed by the scale device without directly affecting the surface accuracy of the mounting surface, the mounting state, or the difference in thermal expansion due to temperature change. According to the holding device, the operability can be improved by allowing the scale device to be attached by an extremely simple operation such as pushing the scale device into the assembly space portion formed between the attachment member and the holding member. The holding device, together with the scale device, can be formed with high accuracy and light weight even if the attachment member and the holding member are made of a lightweight metal material such as an aluminum material, and the handling becomes easy. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part for explaining a use state of a holding device of a scale device according to the present invention.
2A is an exploded perspective view, and FIG. 2B is a perspective view in an assembled state. FIG.
FIG. 3 is a main part longitudinal sectional view for explaining an operation of attaching the holding device to the main body machine.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part for explaining an assembling operation of the scale device to the holding device.
FIG. 5 is a perspective view of a main part in a state where the scale device is assembled to the holding device.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part for explaining an assembling operation of the scale device to the holding device.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part in a state where the scale device is assembled to the holding device.
FIG. 8 is a perspective view of relevant parts for explaining a fixing operation between the holding device and the scale device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記本体機械側のスケール取付面に固定される位置決め取付面と、上記スケール装置の筐体に形成された取付基準面が当接される第1の基準面とが設けられ、取付手段を介して上記位置決め取付面を上記スケール取付面に取付け固定されるとともに、上記スケール装置の取付基準面及びこの取付基準面と直交する第1の側面とを保持する長尺な取付部材と、
上記スケール装置の取付基準面が当接されることによって上記本体機械側のスケール取付面に対して位置決めする第2の基準面と、この第2の基準面に直交して形成され上記スケール装置の取付基準面と直交する第2の側面を保持する保持手段が形成された長尺な保持部材と、
上記取付部材と保持部材とを連結するとともに、互いに引き合う方向に付勢する弾性連結部材とから構成され、
上記弾性連結部材の弾性力により上記取付部材と保持部材との間に上記スケール装置を挟持し、上記スケール取付面に対して位置決めした状態で取り付け保持することを特徴とするスケール装置の保持装置。In a holding device that has a long casing and positions and holds the scale device that detects the position information of the movable part of the main machine on the main machine side,
A positioning mounting surface fixed to the scale mounting surface on the main machine side and a first reference surface with which a mounting reference surface formed on the housing of the scale device abuts are provided, via mounting means The positioning attachment surface is fixedly attached to the scale attachment surface, and a long attachment member that holds the attachment reference surface of the scale device and the first side surface orthogonal to the attachment reference surface;
A second reference surface that is positioned with respect to the scale mounting surface on the main machine side by contacting the mounting reference surface of the scale device, and is formed orthogonal to the second reference surface, and A long holding member formed with holding means for holding the second side surface orthogonal to the mounting reference surface;
The connecting member and the holding member are connected, and the elastic connecting member is urged in a pulling direction with each other.
A holding device for a scale device, wherein the scale device is sandwiched between the mounting member and a holding member by an elastic force of the elastic connecting member, and is attached and held in a state of being positioned with respect to the scale mounting surface.
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