JP6735136B2 - Scale holding structure for linear displacement measuring device - Google Patents
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Description
本発明は直線変位測定装置に関し、具体的には、スケールをスケールホルダに保持するためのスケール保持構造に関する。 The present invention relates to a linear displacement measuring device, and specifically to a scale holding structure for holding a scale in a scale holder.
各種産業機械において精密な位置制御を行うため、変位測定装置、いわゆるエンコーダが利用される。直線変位測定装置１００を図１に示す。直線変位測定装置１００は、長手状のスケール部２００と、スケール部２００に対して相対的にスライド移動可能に設けられたスライダ３００と、を有する。 A displacement measuring device, a so-called encoder, is used to perform precise position control in various industrial machines. A linear displacement measuring device 100 is shown in FIG. The linear displacement measuring device 100 has a longitudinal scale portion 200 and a slider 300 provided so as to be slidable relative to the scale portion 200.
直線変位測定装置１００は、例えば、移動ステージ９０に取り付けられる。移動ステージ９０が、基台９１と、基台９１に対してスライド移動可能なステージ９２と、で構成されているとする。このとき、スケール部２００がステージ９２の側端面にネジ止めされ、スライダ３００が基台９１にネジ止めされる。この構成により、基台９１に対するステージ９２の相対変位が精密に測定される。 The linear displacement measuring device 100 is attached to the moving stage 90, for example. It is assumed that the moving stage 90 includes a base 91 and a stage 92 slidable with respect to the base 91. At this time, the scale portion 200 is screwed to the side end surface of the stage 92, and the slider 300 is screwed to the base 91. With this configuration, the relative displacement of the stage 92 with respect to the base 91 is accurately measured.
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
スケール部２００は、長手状のスケール２１０（図２参照）と、スケール２１０を収容するスケールホルダ２２０と、を備える。スケール２１０は、主としてガラス基板で構成されており、測長軸方向に目盛りが形成されている。光電式の例でいうと目盛りは回折格子である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
The scale unit 200 includes an elongated scale 210 (see FIG. 2) and a scale holder 220 that accommodates the scale 210. The scale 210 is mainly composed of a glass substrate, and has a scale formed in the length measurement axis direction. In the photoelectric type, the scale is a diffraction grating.
スケールホルダ２２０は中空かつ長尺状であり、例えばアルミニウム等の（軽量の）金属製であることが多い。スケールホルダ２２０は、その側面に軸方向に沿ったスリット２２２を有し、このスリット２２２を介して内側と外側とが繋がっている。スケールホルダ２２０には、取り付け固定用の孔１３が複数穿設されており、この孔１３によりスケールホルダ２２０はステージ９２にネジ止めされる。
スケール２１０は、スケールホルダ２２０の内部において、スケールホルダ２２０に形成されたスケール保持用の溝２４０（以後、スケール保持溝と称する）に嵌め込まれた状態で保持されている。
The scale holder 220 is hollow and long and is often made of (lightweight) metal such as aluminum. The scale holder 220 has a slit 222 on its side surface along the axial direction, and the inside and the outside are connected via this slit 222. The scale holder 220 is provided with a plurality of holes 13 for mounting and fixing, and the holes 13 allow the scale holder 220 to be screwed to the stage 92.
The scale 210 is held inside the scale holder 220 while being fitted into a scale holding groove 240 (hereinafter referred to as a scale holding groove) formed in the scale holder 220.
スライダ３００は、スケールホルダ２２０の長手方向に相対移動可能に設けられており、スケール２１０に対する相対変位量あるいは相対位置を検出する。スライダ３００は、スケール２１０上をスケール２１０に沿って走行する走行体４００と、スケールホルダ２２０の外部にあってスケール部２００に沿ってスライド移動するキャリッジ部３１０と、走行体４００とキャリッジ部３１０とを連結する連結手段５００と、を備える。 The slider 300 is provided so as to be relatively movable in the longitudinal direction of the scale holder 220, and detects the relative displacement amount or relative position with respect to the scale 210. The slider 300 includes a traveling body 400 that travels on the scale 210 along the scale 210, a carriage unit 310 that is outside the scale holder 220 and slides along the scale unit 200, the traveling body 400, and the carriage unit 310. And a connecting means 500 for connecting.
走行体４００は、ベースフレーム部４１０と、複数のローラ４２１、４２２と、ベースフレーム部４１０に取り付けられた検出部４３０と、を備える。
いま、スケール２１０の側面（図２で下側になっているスケールの側面）が基準面となっており、真直かつ平坦面に仕上げられている。ローラ４２２がスケール２１０の下側側面に当たりながら転動することで、走行体４００はスケール２１０の基準面にガイドされて真直に移動するようになる。
The traveling body 400 includes a base frame unit 410, a plurality of rollers 421 and 422, and a detection unit 430 attached to the base frame unit 410.
Now, the side surface of the scale 210 (the side surface of the scale that is the lower side in FIG. 2) is the reference surface, and is finished as a straight and flat surface. When the roller 422 rolls while hitting the lower side surface of the scale 210, the traveling body 400 is guided by the reference surface of the scale 210 and moves straight.
この構成において、ステージ９２がスライド移動すると、これに伴ってスケール部２００とキャリッジ部３１０とが相対変位する。連結手段５００によってキャリッジ部３１０と走行体４００とが連結されているので、キャリッジ部３１０とともに走行体４００がスケール２１０に対して相対移動する。このとき、検出部４３０がスケール２１０に対する相対変位量を検出し、外部に出力する。 In this configuration, when the stage 92 slides, the scale unit 200 and the carriage unit 310 are displaced relative to each other. Since the carriage unit 310 and the traveling body 400 are coupled by the coupling means 500, the traveling body 400 moves relative to the scale 210 together with the carriage unit 310. At this time, the detection unit 430 detects the relative displacement amount with respect to the scale 210 and outputs it to the outside.
ところで、スケールホルダ２２０は中空かつ長尺状であり、例えばアルミニウム等の（軽量の）金属製であることが多い。一方、スケール２１０は主としてガラス基板で構成されている。
スケール２１０とスケールホルダ２２０とでは材質が異なるわけであるから熱膨張係数が異なる。例えば、長尺のスケール２１０を考えると、保障温度内でも両者にはミリメートル単位の伸縮差が生じる。近年ではスケール２１０が３ｍを超えるような長尺化の傾向にある。
直線変位測定装置１００の保管保障温度は−２０℃から７０℃の範囲であるが、この場合、保障温度内でも両者には両端で１．５ｍｍ程度の伸縮差が生じる。
したがって、スケール２１０をスケールホルダ２２０に取り付けるにあたっては、完全に固定しまうのではなく、ある程度伸縮差を許容できるようにしておく必要がある。
By the way, the scale holder 220 is hollow and long, and is often made of (lightweight) metal such as aluminum. On the other hand, the scale 210 is mainly composed of a glass substrate.
Since the scale 210 and the scale holder 220 are made of different materials, they have different thermal expansion coefficients. For example, considering the long scale 210, a difference in expansion and contraction in millimeters occurs between the two even within the guaranteed temperature. In recent years, the scale 210 tends to be elongated so that it exceeds 3 m.
The guaranteed storage temperature of the linear displacement measuring device 100 is in the range of -20°C to 70°C. In this case, the expansion and contraction difference of about 1.5 mm occurs at both ends even within the guaranteed temperature.
Therefore, when attaching the scale 210 to the scale holder 220, it is necessary to allow the expansion and contraction difference to some extent, not to fix it completely.
図２からスケール２１０とスケールホルダ２２０とを抜き出して図３に示す。
また、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図を図４に示した。
前述の通り、スケール２１０は、スケールホルダ２２０に形成されたスケール保持溝２４０に嵌め込まれた状態で保持されている。このとき、細い円柱状の丸ゴム２５０がスケールホルダ２２０とスケール２１０との間に押し込まれる。
図４に示されるように、丸ゴム２５０は測長方向に所定のピッチＰで配設される。
ゴム２５０の弾性によって、スケール２１０がスケールホルダ２２０に押し付けられ（付勢され）、スケール２１０がスケールホルダ２２０にしっかりと保持される。このとき、ゴム２５０は弾性変形できるので、スケールホルダ２２０とスケール２１０との間の伸縮差が許容される。
The scale 210 and the scale holder 220 are extracted from FIG. 2 and shown in FIG.
A sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3 is shown in FIG.
As described above, the scale 210 is held in a state of being fitted in the scale holding groove 240 formed in the scale holder 220. At this time, the thin round rubber 250 is pushed between the scale holder 220 and the scale 210.
As shown in FIG. 4, the round rubbers 250 are arranged at a predetermined pitch P in the length measuring direction.
Due to the elasticity of the rubber 250, the scale 210 is pressed (biased) to the scale holder 220, and the scale 210 is firmly held by the scale holder 220. At this time, since the rubber 250 can be elastically deformed, the expansion/contraction difference between the scale holder 220 and the scale 210 is allowed.
なお、伸縮の基点となる固定点を決めるため、スケールホルダ２２０とスケール２１０とは一箇所だけ接着剤２６０で固着されている（図４参照）。この接着剤２６０は、伸縮したりせず、スケールホルダ２２０とスケール２１０とを堅固に固着するものなので固定点接着剤２６０と称することにする。 The scale holder 220 and the scale 210 are fixed to each other with an adhesive 260 only at one place in order to determine a fixing point which is a base point of expansion and contraction (see FIG. 4 ). The adhesive 260 does not expand or contract, and firmly fixes the scale holder 220 and the scale 210 to each other, and is therefore referred to as a fixed point adhesive 260.
前述のように近年スケールが長尺化している。
例えば、３ｍ程度の長尺のスケール２１０が求められることがある。この長尺のスケール２１０をスケールホルダ２２０に保持し、例えば４０Ｇ程度の耐衝撃性を確保したいとすると、必要になる丸ゴム２５０の数は計算で求まる。
ここで、計算通りに丸ゴム２５０を配置すれば耐衝撃性を確保できるのであるが、別の問題が発生することが分かった。
As mentioned above, the scale has become longer in recent years.
For example, a long scale 210 of about 3 m may be required. If it is desired to hold the long scale 210 in the scale holder 220 and secure impact resistance of, for example, about 40 G, the required number of round rubbers 250 can be calculated.
Here, although it is possible to secure impact resistance by arranging the round rubbers 250 as calculated, it has been found that another problem occurs.
３ｍの長尺スケールを押さえるとなると、丸ゴム２５０の数がかなりの数になる。スケール２１０に対してスケールホルダ２２０が相対的に伸長（あるいは縮小）するとき、もちろん、丸ゴム２５０は変形する。その後、スケールホルダ２２０が縮小（あるいは伸長）するとき、丸ゴム２５０が完全に元に復元すればよいが、丸ゴム２５０に歪みが残ることがある。これは、おそらく、スケール２１０とスケールホルダ２２０とが伸縮するとき、スケール２１０とゴム２５０との間、あるいは、スケールホルダ２２０とゴム２５０との間にわずかな滑りが発生し、これが歪みとして残るためと考えられる。特に、スケール２１０とスケールホルダ２２０との伸縮差が大きいと、この滑りが発生しやすくなると考えられる。 When pressing a long scale of 3 m, the number of round rubbers 250 becomes a considerable number. When the scale holder 220 expands (or contracts) relative to the scale 210, the round rubber 250 of course deforms. After that, when the scale holder 220 is reduced (or expanded), the round rubber 250 may be completely restored to the original state, but the round rubber 250 may remain distorted. This is probably because when the scale 210 and the scale holder 220 expand or contract, a slight slip occurs between the scale 210 and the rubber 250 or between the scale holder 220 and the rubber 250, which remains as a strain. it is conceivable that. In particular, it is considered that this slip is likely to occur when the difference in expansion and contraction between the scale 210 and the scale holder 220 is large.
ゴム２５０に歪みが残ると、スケール２１０の軸方向に力が掛かる。ゴム２５０の数が少なければ問題にならないかもしれないが、ゴム２５０の数が増えてくるとスケール２１０を歪ませる要因になる。
スケール２１０の歪みは測定誤差の要因となり、看過することはできない。しかし、単純にゴム２５０の数を減らすことはできない。ゴム２５０の数を減らしてしまうと耐衝撃性が不十分となり、スケール２１０がスケールホルダ２２０から浮き上がったりすると、やはり測定誤差の原因になる。
When the rubber 250 remains distorted, a force is applied in the axial direction of the scale 210. It may not be a problem if the number of rubbers 250 is small, but if the number of rubbers 250 increases, it will cause the scale 210 to be distorted.
The distortion of the scale 210 causes a measurement error and cannot be overlooked. However, the number of rubbers 250 cannot be simply reduced. If the number of rubbers 250 is reduced, the impact resistance becomes insufficient, and if the scale 210 floats up from the scale holder 220, it also causes a measurement error.
本発明の目的は、スケールの保持構造において、ゴムの残留歪みでスケールが歪まないようにしながらも十分な耐衝撃性を維持できるスケール保持構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a scale holding structure capable of maintaining sufficient impact resistance while preventing the scale from being distorted by the residual strain of rubber in the scale holding structure.
本発明の直線変位測定装置は、
長手状のスケール部と、スケール部に対して相対的にスライド移動可能に設けられたスライダと、を備え、前記スケール部に対する前記スライダの相対変位量あるいは相対位置を検出する直線変位測定装置であって、
前記スケール部は、長手状のスケールと、前記スケールを収容するスケールホルダと、を備え、
前記スケールは、前記スケールホルダの内部において、前記スケールホルダに形成されたスケール保持用のスケール保持溝に嵌め込まれた状態で保持されており、
さらに、前記スケールホルダの内壁とスケールとの間に配置され、前記スケールを前記スケール保持溝に押し付ける支持部材を備え、
前記支持部材は、
前記スケールホルダの内壁と前記スケールとの間に配置された平行板バネで構成され、前記スケールの測長方向の変位を許容する脚部と、
前記スケールの側面を前記スケール保持溝に向けて付勢するアーム部と、を有する
ことを特徴とする。
The linear displacement measuring device of the present invention,
A linear displacement measuring device comprising a longitudinal scale portion and a slider provided so as to be slidable relative to the scale portion, and detecting a relative displacement amount or relative position of the slider with respect to the scale portion. hand,
The scale portion includes a longitudinal scale and a scale holder that accommodates the scale,
The scale is held inside the scale holder in a state of being fitted in a scale holding groove for scale holding formed in the scale holder,
Furthermore, a scale is provided between the inner wall of the scale holder and the scale, and comprises a support member for pressing the scale into the scale holding groove,
The support member is
A leg portion configured by a parallel leaf spring arranged between the inner wall of the scale holder and the scale, and allowing the displacement of the scale in the length measuring direction,
An arm portion for urging the side surface of the scale toward the scale holding groove.
本発明では、
前記支持部材は、前記スケールの両端またはいずれか一方の端に配設されている
ことが好ましい。
In the present invention,
It is preferable that the support member is arranged at both ends of the scale or one end of the scale.
本発明では、
前記支持部材は、
Ｔ字型の原板のＴ字の横棒の両端を同じ側に略９０度折り曲げて前記脚部とし、
Ｔ字の縦棒を前記脚部とは反対側に略９０度折り曲げて前記アーム部とした
ことが好ましい。
In the present invention,
The support member is
Both ends of the T-shaped horizontal bar of the T-shaped original plate are bent substantially 90 degrees to the same side to form the leg portion,
It is preferable to bend the T-shaped vertical bar on the side opposite to the leg portion by about 90 degrees to form the arm portion.
本発明では、
前記スケール保持用の溝内において、前記スケールホルダと前記スケールとの間にはゴムが所定のピッチで配置されている
ことが好ましい。
In the present invention,
In the scale holding groove, rubber is preferably arranged at a predetermined pitch between the scale holder and the scale.
本発明では、
前記スケール保持用の溝内において、前記スケールホルダと前記スケールとの間には、前記ゴムに加えて接着剤が配置され、
前記接着剤は前記ゴムと前記ゴムとの間にあって、前記ゴムと前記接着剤とはそれぞれ所定のピッチで配置されている
ことが好ましい。
In the present invention,
In the groove for holding the scale, between the scale holder and the scale, an adhesive is placed in addition to the rubber,
It is preferable that the adhesive is between the rubber and the rubber, and the rubber and the adhesive are respectively arranged at a predetermined pitch.
本発明では、
前記ゴムと前記接着剤とは交互にそれぞれ所定のピッチで配置されている
ことが好ましい。
In the present invention,
It is preferable that the rubber and the adhesive are alternately arranged at a predetermined pitch.
本発明では、
前記スケールホルダは、アルミニウムあるいはアルミニウムを主成分とする合金で形成され、
前記スケールはガラスで構成されている
ことが好ましい。
In the present invention,
The scale holder is formed of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component,
The scale is preferably made of glass.
本発明のスケール保持構造は、
直線変位測定装置のスケール部において、スケールホルダの内部にスケールを保持するスケール保持構造であって、
前記スケールは、前記スケールホルダの内部において、前記スケールホルダに形成されたスケール保持用のスケール保持溝に嵌め込まれた状態で保持されており、
さらに、前記スケールホルダの内壁とスケールとの間に配置され、前記スケールを前記スケール保持溝に押し付ける支持部材を備え、
前記支持部材は、
前記スケールホルダの内壁と前記スケールとの間に配置された平行板バネで構成され、前記スケールの測長方向の変位を許容する脚部と、
前記スケールの側面を前記スケール保持溝に向けて付勢するアーム部と、を有する
ことを特徴とする。
The scale holding structure of the present invention is
In the scale part of the linear displacement measuring device, a scale holding structure for holding the scale inside the scale holder,
The scale is held inside the scale holder in a state of being fitted in a scale holding groove for scale holding formed in the scale holder,
Furthermore, a scale is provided between the inner wall of the scale holder and the scale, and comprises a support member for pressing the scale into the scale holding groove,
The support member is
A leg portion configured by a parallel leaf spring arranged between the inner wall of the scale holder and the scale, and allowing the displacement of the scale in the length measuring direction,
An arm portion for urging the side surface of the scale toward the scale holding groove.
本発明では、
前記ゴムは、所定長さの細長い丸ゴムであり、
１つの前記接着剤の長さは、前記ゴムの配置ピッチの二分の一以下であり、
前記接着剤は前記ゴムと干渉しない
ことが好ましい。
In the present invention,
The rubber is an elongated round rubber of a predetermined length,
The length of one of the adhesives is ½ or less of the arrangement pitch of the rubber,
It is preferable that the adhesive does not interfere with the rubber.
本発明では、
前記ゴムの弾性定数は、５〜１０［Ｎ／ｍｍ］であり、
前記接着剤の弾性定数は、１５〜２０［Ｎ／ｍｍ］である
ことが好ましい。
In the present invention,
The elastic constant of the rubber is 5 to 10 [N/mm],
The elastic constant of the adhesive is preferably 15 to 20 [N/mm].
例えば、ゴムの弾性定数を７〜９［Ｎ／ｍｍ］、より具体的には８．４［Ｎ／ｍｍ］としてもよい。
また、例えば、接着剤の弾性定数を１６〜１８［Ｎ／ｍｍ］、より具体的には１７．２［Ｎ／ｍｍ］にしてもよい。
For example, the elastic constant of rubber may be 7 to 9 [N/mm], and more specifically 8.4 [N/mm].
Also, for example, the elastic constant of the adhesive may be 16 to 18 [N/mm], more specifically 17.2 [N/mm].
本発明では、
前記接着剤の伸び率は、１８０〜２２０［％］である
ことが好ましい。
In the present invention,
The elongation of the adhesive is preferably 180 to 220 [%].
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
図５は、スケール保持構造を示す図である。
図５は、図３に対応する図であり、スケール２１０はスケールホルダ２２０のスケール保持溝２４０に嵌っている。
ただし、丸ゴム２５０だけでスケール２１０を保持するのではなく、支持部材６００を併用している点に特徴がある。
支持部材６００は、スケールホルダ２２０の内壁２２１とスケール２１０との間に配置され、スケール２１０がスケール保持溝２４０から脱落しないようにスケール２１０をスケール保持溝２４０に押し付ける。
これにより、要求される耐衝撃性に対し、すべてをゴム２５０の押し付け力（付勢力）でカバーするのではなく、耐衝撃性の一部はゴム２５０でカバーしつつも、残りを支持部材６００で持たせるようにする。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to respective elements in the drawings.
(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a scale holding structure.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 3, in which the scale 210 is fitted in the scale holding groove 240 of the scale holder 220.
However, a feature is that the scale 210 is not held only by the round rubber 250, but the support member 600 is also used.
The support member 600 is disposed between the inner wall 221 of the scale holder 220 and the scale 210, and presses the scale 210 against the scale holding groove 240 so that the scale 210 does not drop from the scale holding groove 240.
As a result, the required impact resistance is not entirely covered by the pressing force (biasing force) of the rubber 250, but a part of the impact resistance is covered by the rubber 250 while the rest is supported by the support member 600. Let's hold it.
図６は、支持部材６００がスケール２１０を支持する様子を示す斜視図である。
また、図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
支持部材６００は、スケール２１０の両端に配設される。
これは、支持部材６００がスケール２１０の基準面を押さえるという構造の都合上、支持部材６００がスケール２１０の途中に配設されると、支持部材６００と走行体４００とが干渉してしまうからである。
FIG. 6 is a perspective view showing how the support member 600 supports the scale 210.
7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
The support members 600 are arranged at both ends of the scale 210.
This is because, because of the structure in which the support member 600 presses the reference surface of the scale 210, if the support member 600 is disposed in the middle of the scale 210, the support member 600 and the traveling body 400 interfere with each other. is there.
なお、図７中では、スケール２１０の両端に支持部材６００を配設しているが、例えば、どちらか一方だけでもよい。 Although the support members 600 are provided at both ends of the scale 210 in FIG. 7, only one of them may be provided, for example.
支持部材６００は、スケール２１０の基準面をスケール保持溝２４０に押し付けるように比較的強い付勢力を発揮する。一方、支持部材６００は、スケール２１０の測長方向に対しては変形できるようになっている。したがって、支持部材６００は、スケール２１０とスケールホルダ２２０との伸縮差を許容しながらも、スケール２１０をスケール保持溝２４０に押し付けてしっかり支持する作用を奏する。 The support member 600 exerts a relatively strong biasing force so as to press the reference surface of the scale 210 against the scale holding groove 240. On the other hand, the support member 600 can be deformed in the length measuring direction of the scale 210. Therefore, the support member 600 exerts an action of pressing the scale 210 against the scale holding groove 240 and firmly supporting the scale 210 while allowing the expansion and contraction difference between the scale 210 and the scale holder 220.
支持部材６００の構造を説明する。
図８は、支持部材６００の斜視図である。
支持部材６００は、金属薄板を折り曲げることで形成される。もちろん、弾性を有するものであれば樹脂素材でもよい。
折り曲げる前の支持部材６００の原板６０１としては、図９のようなＴ字型の板を用意する。そして、Ｔ字の横棒６０２のところの両端を手前側に略９０度折り曲げて脚部６１０を構成する。続いて、Ｔ字の縦棒６０３を向こう側（すなわち脚部６１０とは反対側）に略９０度折り曲げてアーム部６５０を構成する。
脚部６１０の付け根とアーム部６５０の付け根とを繋ぐ平板部分を胴部６６０と称することにする。
The structure of the support member 600 will be described.
FIG. 8 is a perspective view of the support member 600.
The support member 600 is formed by bending a thin metal plate. Of course, a resin material may be used as long as it has elasticity.
As the original plate 601 of the supporting member 600 before bending, a T-shaped plate as shown in FIG. 9 is prepared. Then, both ends of the T-shaped horizontal bar 602 are bent approximately 90 degrees toward the front side to form the leg portion 610. Subsequently, the T-shaped vertical bar 603 is bent to the other side (that is, the side opposite to the leg 610) by approximately 90 degrees to form the arm 650.
The flat plate portion connecting the base of the leg 610 and the base of the arm 650 will be referred to as a body 660.
脚部６１０は、胴部６６０の両端を折り曲げることで形成された互いに平行な二枚の板バネ６１１、６１２で構成されている。
脚部６１０を構成する二枚の板バネを脚板バネ６１１、６１２と称することにする。
二枚の脚板バネ６１１、６１２が平行に対向しており、これで脚部６１０が平行板バネとなっている。
脚板バネ６１１、６１２同士が向き合う方向（対向方向）は、スケール２１０の測長方向に平行である。すなわち、脚部６１０の平行板バネは、スケール２１０の測長方向には変位を許容できるようになっている。
脚板バネ６１１、６１２の足先６１３、６１４は外側に直角に折り曲げられており、このようにして形成された足先６１３、６１４の裏を利用して支持部材６００をスケールホルダ２２０の内壁２２１に取り付けられるようになっている。
The leg portion 610 is composed of two parallel plate springs 611 and 612 formed by bending both ends of the body portion 660.
The two leaf springs forming the leg portion 610 will be referred to as leg leaf springs 611 and 612.
The two leg leaf springs 611 and 612 face each other in parallel, and thus the leg portion 610 is a parallel leaf spring.
The direction in which the leg leaf springs 611 and 612 face each other (opposing direction) is parallel to the length measurement direction of the scale 210. That is, the parallel leaf springs of the leg portions 610 can allow displacement in the length measuring direction of the scale 210.
The toes 613 and 614 of the leg leaf springs 611 and 612 are bent outward at a right angle, and the support member 600 is attached to the inner wall 221 of the scale holder 220 by utilizing the backs of the toes 613 and 614 thus formed. It can be attached.
アーム部６５０は、前述のように、Ｔ字の縦棒６０３が脚部６１０とは反対側に折り曲げられて形成されたものである。
このとき、アーム部６５０は、胴部６６０との連結部分に相当する付け根の部分を支点６５１（図５参照）とする片持ちの板バネになる。そして、側方視でアーム部６５０の中央が少し窪んだようにして、この窪みでスケール２１０の側面を受け止めるようにする。すると、アーム部６５０のバネ力（弾性力）により、スケール２１０をスケール保持溝２４０に向けて付勢することができる。
As described above, the arm portion 650 is formed by bending the T-shaped vertical bar 603 to the side opposite to the leg portion 610.
At this time, the arm portion 650 is a cantilevered leaf spring having a fulcrum 651 (see FIG. 5) at the base portion corresponding to the connecting portion with the body portion 660. Then, the center of the arm portion 650 is slightly recessed in a side view, and the side surface of the scale 210 is received by this recess. Then, the spring force (elastic force) of the arm portion 650 can urge the scale 210 toward the scale holding groove 240.
なお、アーム部６５０とスケール２１０との間には接着剤６５３を付けるようにしてもよい。 An adhesive 653 may be attached between the arm portion 650 and the scale 210.
このように本実施形態では、スケール保持構造を構成にするにあたってゴム２５０だけでなく支持部材６００も併用するようにした。
ゴム２５０の数が少なくなるので、仮にゴム２５０に残留歪みが残ったとしても、ゴム２５０の残留歪みに起因してスケール２１０の軸方向に過剰な力が掛かることはない。
したがって、長尺の直線変位測定装置１００でありながらも、温度保障範囲が広く、かつ、高い精度保障もできる直線変位測定装置１００とできる。
As described above, in the present embodiment, not only the rubber 250 but also the supporting member 600 is used together in constructing the scale holding structure.
Since the number of rubbers 250 is reduced, even if residual strain remains in the rubber 250, excessive force is not applied in the axial direction of the scale 210 due to the residual strain in the rubber 250.
Therefore, although the linear displacement measuring device 100 is long, the temperature range of the linear displacement measuring device 100 can be wide and the accuracy of the linear displacement measuring device 100 can be high.
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ゴム２５０と支持部材６００とを併用するスケール保持構造を説明したが、第２実施形態として、さらに、補強接着剤２７０を使用するようにしてもよい。
図１０は、第２実施形態に係るスケール保持構造を示す図である。
図１０は、図４あるいは図７に対応する図であり、スケール２１０はスケールホルダ２２０のスケール保持溝２４０に嵌っている。
ただし、丸ゴム２５０および支持部材６００だけでスケール２１０を保持するのではなく、接着剤２７０を併用している点に特徴がある。
すなわち、スケール２１０をスケールホルダ２２０に押し付けて保持するのにはゴム２５０および支持部材６００の弾性が必要であるから必要な個数のゴム２５０および支持部材６００も使い、併せて、弾性が極めて小さい接着剤２７０をスケール保持溝２４０に配置してスケール２１０とスケールホルダ２２０との間を接着することとする。
これにより、要求される耐衝撃性に対し、すべてをゴム２５０および支持部材６００の押し付け力（付勢力）でカバーするのではなく、耐衝撃性の一部はゴム２５０および支持部材６００でカバーしつつも、残りを接着剤２７０で持たせるようにする。
この接着剤２７０はスケール保持を補強する役目をもつことから、この接着剤２７０を補強接着剤２７０と称することにする。
(Second embodiment)
Although the scale holding structure in which the rubber 250 and the support member 600 are used in combination has been described in the above-described first embodiment, a reinforcing adhesive 270 may be further used in the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a scale holding structure according to the second embodiment.
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 4 or FIG. 7, and the scale 210 is fitted in the scale holding groove 240 of the scale holder 220.
However, it is characterized in that the scale 210 is not held only by the round rubber 250 and the support member 600, but the adhesive 270 is used together.
That is, since the elasticity of the rubber 250 and the supporting member 600 is required to hold the scale 210 against the scale holder 220, the required number of rubbers 250 and supporting members 600 are also used. The agent 270 is arranged in the scale holding groove 240 to bond the scale 210 and the scale holder 220 together.
As a result, the required impact resistance is not entirely covered by the pressing force (urging force) of the rubber 250 and the supporting member 600, but a part of the impact resistance is covered by the rubber 250 and the supporting member 600. At the same time, the rest is held by the adhesive 270.
Since the adhesive 270 has a role of reinforcing scale retention, the adhesive 270 will be referred to as a reinforcing adhesive 270.
補強接着剤２７０としては、例えば、シリコーン系接着剤を利用でき、例えば、信越化学工業株式会社のシリコーン系接着剤であるＫＥ−４８９７（製品番号）が好適である。
シリコーン系接着剤には、常温硬化型と加熱硬化型があるが、加熱によるスケールの伸びを考慮して、常温硬化型が望ましい。
参考としてＫＥ−４８９７の特性を表に示す。
As the reinforcing adhesive 270, for example, a silicone adhesive can be used, and for example, KE-4897 (product number), which is a silicone adhesive of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., is suitable.
Silicone-based adhesives include a room temperature curable type and a heat curable type, but a room temperature curable type is desirable in consideration of the elongation of the scale due to heating.
The characteristics of KE-4897 are shown in the table for reference.
補強接着剤２７０を選択する際のポイントの一点目は、硬化したときでもスケール２１０とスケールホルダ２２０との伸縮差を許容できるように変形可能な材質のものである。
硬化したときの伸び率が１８０〜２２０［％］程度あることが好ましい。
The first point when selecting the reinforcing adhesive 270 is a material that can be deformed so that the expansion and contraction difference between the scale 210 and the scale holder 220 can be allowed even when cured.
The elongation when cured is preferably about 180 to 220 [%].
補強接着剤２７０を選択する際のポイントの二点目は、硬化したときに弾性が弱いことである。
スケール２１０とスケールホルダ２２０とに伸縮差が発生した場合でもスケール２１０に軸方向の過剰な力が掛からないようにするためである。
弾性定数が１５〜２０［Ｎ／ｍｍ］であることが好ましい。
The second point of choosing the reinforcing adhesive 270 is that it has weak elasticity when cured.
This is to prevent an excessive force in the axial direction from being applied to the scale 210 even when a difference in expansion and contraction occurs between the scale 210 and the scale holder 220.
The elastic constant is preferably 15 to 20 [N/mm].
補強接着剤２７０を選択する際のポイントの三点目は、硬化前の液状の段階で粘性が高いことである。
補強接着剤２７０はスケール２１０とスケールホルダ２２０とを接着して保持する必要があるが、単に堅固に保持すればよいわけではなく、両者の伸縮差を許容する必要がある。
例えば、スケール２１０とスケールホルダ２２０との間が全面的に補強接着剤２７０で接着されてはいけない。
これでは両者の伸縮差が許容されず、スケールホルダ２２０の伸縮に伴ってスケール２１０に軸方向に過剰な力が掛かってしまう。
前述のように、長尺のスケール２１０にあっては末端で１．５ｍｍの伸縮差が生じることがあるが、全面的に接着剤が付着してしまってはこれだけの伸縮差を許容することはできない。
そのため、力学的な計算に基づき、ゴム２５０および補強接着剤２７０の配置はある程度決まってくる。
The third point of selecting the reinforcing adhesive 270 is that the viscosity is high in the liquid state before curing.
The reinforcing adhesive 270 is required to bond and hold the scale 210 and the scale holder 220, but it is not necessary to simply hold the scale firmly and it is necessary to allow a difference in expansion and contraction between the two.
For example, the scale 210 and the scale holder 220 should not be entirely bonded with the reinforcing adhesive 270.
With this, the difference in expansion and contraction between the two is not allowed, and an excessive force is applied to the scale 210 in the axial direction as the scale holder 220 expands and contracts.
As described above, in the long scale 210, a difference in expansion and contraction of 1.5 mm may occur at the end, but if the adhesive adheres to the entire surface, such a difference in expansion and contraction is not allowed. Can not.
Therefore, the arrangement of the rubber 250 and the reinforcing adhesive 270 is determined to some extent based on the mechanical calculation.
ここで、表２にスケール２１０の長さに応じて好適なゴム２５０および補強接着剤２７０の配置の例を示す。
表２中のゴム２５０のピッチＰＧ、補強接着剤２７０のピッチＰＡ、補強接着剤２７０の長さＬＡは、図１０中の符号に対応している。
なお、ゴム２５０の硬度を５０°、スケール２１０はガラス基板で幅が４．８ｍｍのものとした。
このように、ゴム２５０と補強接着剤２７０とは交互にそれぞれ所定のピッチで配置され、１つの補強接着剤２７０の長さもある程度決まってくる。したがって、補強接着剤２７０はある程度の粘性を有し、設計通りの位置に留まる必要がある。逆に、粘性が低すぎて流れてしまうようではいけない。
The pitch PG of the rubber 250, the pitch PA of the reinforcing adhesive 270, and the length LA of the reinforcing adhesive 270 in Table 2 correspond to the reference numerals in FIG.
The rubber 250 had a hardness of 50°, and the scale 210 was a glass substrate having a width of 4.8 mm.
In this way, the rubber 250 and the reinforcing adhesive 270 are alternately arranged at a predetermined pitch, and the length of one reinforcing adhesive 270 is also determined to some extent. Therefore, the reinforcing adhesive 270 has a certain degree of viscosity and needs to stay at the designed position. Conversely, the viscosity should not be so low that it will flow.
ここで、もっとも単純に考えると、スケール保持溝２４０の底に全体的に接着剤を流し込み、それからスケール保持溝２４０にスケール２１０やゴム２５０を押し込む構造を採用しそうなものである。
しかし、まず第１に、これでは前述したように、スケール２１０とスケールホルダ２２０との伸縮差を許容することができなくなる。
スケール２１０の長さが一義的に決まっていれば、好適な特性の接着剤を選んでくることも可能かもしれないが、長尺のスケール２１０としては、１ｍから３ｍ、さらにはそれ以上の長さがあるのであり、スケール２１０の長さごとに接着剤の種類を変えるというのは融通が利かない。
それよりは、本実施形態のように、ゴム２５０と接着剤２７０とを併用し、それぞれのピッチや接着剤長さを変化させることで対応した方が製造工程を考える上で実際的である。
第２に、スケール保持溝２４０の底に全面的に接着剤を流しこむと、これを硬化させることが極めて難しくなる。
したがって、本実施形態においても、スケール２１０の前面とスケール保持溝２４０の側面との間に補強接着剤２７０を配置しているのである。
Here, in the simplest case, it is likely to adopt a structure in which the adhesive is entirely poured into the bottom of the scale holding groove 240, and then the scale 210 or the rubber 250 is pushed into the scale holding groove 240.
However, first of all, this makes it impossible to allow the expansion/contraction difference between the scale 210 and the scale holder 220, as described above.
If the length of the scale 210 is uniquely determined, it may be possible to select an adhesive with suitable characteristics, but for the long scale 210, a length of 1 m to 3 m, or even longer. Therefore, it is inflexible to change the type of adhesive for each length of the scale 210.
Instead, as in the present embodiment, it is more practical to consider the manufacturing process by using the rubber 250 and the adhesive 270 together and changing the pitch and the adhesive length of each.
Second, if the adhesive is poured entirely on the bottom of the scale holding groove 240, it becomes extremely difficult to cure the adhesive.
Therefore, also in this embodiment, the reinforcing adhesive 270 is arranged between the front surface of the scale 210 and the side surface of the scale holding groove 240.
なお、表２中で、ゴム２５０がカバーする耐衝撃性と補強接着剤２７０がカバーする耐衝撃性とを足すと要求値を若干超えるようにしてあるのは、性能に余裕を持たせるためである。これに支持部材６００でカバーできる耐衝撃性を加えれば十分な耐衝撃性を発揮できる。 It should be noted that, in Table 2, when the impact resistance covered by the rubber 250 and the impact resistance covered by the reinforcing adhesive 270 are added, the required value is slightly exceeded in order to allow a margin in performance. is there. Sufficient impact resistance can be exhibited by adding impact resistance that can be covered with the support member 600 to this.
最後に、補強接着剤２７０を選択する際のポイントとしては、速乾性を有することが好ましい。補強接着剤２７０はスケール保持溝２４０に配設されるので、空気に触れにくく乾燥しにくい。場合によっては、熱硬化性や光（紫外線）硬化性があってもよいし、嫌気性接着剤でもよい。 Finally, as a point when selecting the reinforcing adhesive 270, it is preferable that it has quick drying property. Since the reinforcing adhesive 270 is disposed in the scale holding groove 240, it is hard to come into contact with air and hard to dry. In some cases, it may be thermosetting, light (ultraviolet) curable, or an anaerobic adhesive.
このように本実施形態では、スケール保持構造を構成にするにあたってゴム２５０および支持部材６００だけでなく補強接着剤２７０も併用するようにした。ゴム２５０の数が少なくなるので、仮にゴム２５０に残留歪みが残ったとしても、ゴム２５０の残留歪みに起因してスケール２１０の軸方向に過剰な力が掛かることはない。したがって、長尺の直線変位測定装置１００でありながらも、温度保障範囲が広く、かつ、高い精度保障もできる直線変位測定装置１００とできる。 As described above, in the present embodiment, not only the rubber 250 and the supporting member 600 but also the reinforcing adhesive 270 is used together in constructing the scale holding structure. Since the number of rubbers 250 is reduced, even if residual strain remains in the rubber 250, an excessive force is not applied in the axial direction of the scale 210 due to the residual strain in the rubber 250. Therefore, although the linear displacement measuring device 100 is long, the temperature range of the linear displacement measuring device 100 can be wide and the accuracy of the linear displacement measuring device 100 can be high.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
ゴム２５０の位置をある程度固定しておくため、ゴム２５０に接着剤を付けてもよい。すなわち、ゴム２５０とスケール２１０との間、あるいは、ゴム２５０とスケールホルダ２２０との間を接着剤でとめるようにしてもよい。
この接着剤は、ゴム２５０が動かないようにすればよいのであるから特段に材質は限定されないが、例えば、信越化学工業株式会社のシリコーン系接着剤であるＫＥ−４８９７（製品番号）を使用してもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
An adhesive may be attached to the rubber 250 in order to fix the position of the rubber 250 to some extent. That is, an adhesive may be used to fix the gap between the rubber 250 and the scale 210 or the gap between the rubber 250 and the scale holder 220.
There is no particular limitation on the material of this adhesive because the rubber 250 does not move. For example, KE-4897 (product number), which is a silicone adhesive of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., is used. May be.
１００…直線変位測定装置、
２００…スケール部、２１０…スケール、
２２０…スケールホルダ、２２１…内壁、２２２…スリット、２４０…スケール保持溝、
２５０…ゴム、
２６０…固定点接着剤、
２７０…補強接着剤、
３００…スライダ、３１０…キャリッジ部、
４００…走行体、４１０…ベースフレーム部、４２１…ローラ、４２２…ローラ、４３０…検出部、
５００…連結手段、
６００…支持部材、
６１０…脚部、６１１、６１２…脚板バネ、６１３、６１４…足先、
６５０…アーム部、６５１…支点、
６５３…接着剤、
６６０…胴部。
100... Linear displacement measuring device,
200... Scale part, 210... Scale,
220... Scale holder, 221... Inner wall, 222... Slit, 240... Scale holding groove,
250... rubber,
260... fixed point adhesive,
270... Reinforcing adhesive,
300...slider, 310...carriage part,
400... Running body, 410... Base frame part, 421... Roller, 422... Roller, 430... Detection part,
500... connecting means,
600... Support member,
610...Legs, 611,612...Leg leaf springs, 613,614...Toes,
650... arm part, 651... fulcrum,
653... adhesive,
660...Body.
Claims (6)
前記スケール部は、長手状のスケールと、前記スケールを収容するスケールホルダと、を備え、
前記スケールは、前記スケールホルダの内部において、前記スケールホルダに形成されたスケール保持用のスケール保持溝に嵌め込まれた状態で保持されており、
さらに、前記スケールホルダの内壁とスケールとの間に配置され、前記スケールを前記スケール保持溝に押し付ける支持部材を備え、
前記支持部材は、
前記スケールホルダの内壁と前記スケールとの間に配置された平行板バネで構成され、前記スケールの測長方向の変位を許容する脚部と、
前記スケールの側面を前記スケール保持溝に向けて付勢するアーム部と、を有しており、
前記支持部材は、
Ｔ字型の原板のＴ字の横棒の両端を同じ側に略９０度折り曲げて前記脚部とし、
Ｔ字の縦棒を前記脚部とは反対側に略９０度折り曲げて前記アーム部とした
ことを特徴とする直線変位測定装置。 A linear displacement measuring device comprising a longitudinal scale portion and a slider provided so as to be slidable relative to the scale portion, and detecting a relative displacement amount or relative position of the slider with respect to the scale portion. hand,
The scale portion includes a longitudinal scale and a scale holder that accommodates the scale,
The scale is held inside the scale holder in a state of being fitted in a scale holding groove for scale holding formed in the scale holder,
Furthermore, a scale is provided between the inner wall of the scale holder and the scale, and comprises a support member for pressing the scale into the scale holding groove,
The support member is
A leg portion configured by a parallel leaf spring arranged between the inner wall of the scale holder and the scale, and allowing the displacement of the scale in the length measuring direction,
And have a, and an arm portion for biasing the side of the scale to the scale holding groove,
The support member is
Both ends of the T-shaped horizontal bar of the T-shaped original plate are bent substantially 90 degrees to the same side to form the leg portion,
A linear displacement measuring device, characterized in that a T-shaped vertical bar is bent substantially 90 degrees on the side opposite to the leg part to form the arm part .
前記支持部材は、前記スケールの両端またはいずれか一方の端に配設されている
ことを特徴とする直線変位測定装置。 The linear displacement measuring device according to claim 1,
The linear displacement measuring device, wherein the supporting member is arranged at both ends or one end of the scale.
前記スケール保持用の溝内において、前記スケールホルダと前記スケールとの間にはゴムが所定のピッチで配置されている
ことを特徴とする直線変位測定装置。 In the linear displacement measuring apparatus according to claim 1 or billed to claim 2,
A linear displacement measuring device characterized in that rubber is arranged at a predetermined pitch between the scale holder and the scale in the groove for holding the scale.
前記スケール保持用の溝内において、前記スケールホルダと前記スケールとの間には、前記ゴムに加えて接着剤が配置され、
前記接着剤は前記ゴムと前記ゴムとの間にあって、前記ゴムと前記接着剤とはそれぞれ所定のピッチで配置されている
ことを特徴とする直線変位測定装置。 The linear displacement measuring device according to claim 3 ,
In the groove for holding the scale, between the scale holder and the scale, an adhesive is placed in addition to the rubber,
The linear displacement measuring device, wherein the adhesive is between the rubber and the rubber and the adhesive are arranged at a predetermined pitch.
前記スケールホルダは、アルミニウムあるいはアルミニウムを主成分とする合金で形成され、
前記スケールはガラスで構成されている
ことを特徴とする直線変位測定装置。 The linear displacement measuring device according to any one of claims 1 to 4 ,
The scale holder is formed of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component,
The linear displacement measuring device, wherein the scale is made of glass.
前記スケールは、前記スケールホルダの内部において、前記スケールホルダに形成されたスケール保持用のスケール保持溝に嵌め込まれた状態で保持されており、
さらに、前記スケールホルダの内壁とスケールとの間に配置され、前記スケールを前記スケール保持溝に押し付ける支持部材を備え、
前記支持部材は、
前記スケールホルダの内壁と前記スケールとの間に配置された平行板バネで構成され、前記スケールの測長方向の変位を許容する脚部と、
前記スケールの側面を前記スケール保持溝に向けて付勢するアーム部と、を有し、
前記支持部材は、
Ｔ字型の原板のＴ字の横棒の両端を同じ側に略９０度折り曲げて前記脚部とし、
Ｔ字の縦棒を前記脚部とは反対側に略９０度折り曲げて前記アーム部とした
ことを特徴とするスケール保持構造。 In the scale part of the linear displacement measuring device, a scale holding structure for holding the scale inside the scale holder,
The scale is held inside the scale holder in a state of being fitted in a scale holding groove for scale holding formed in the scale holder,
Furthermore, a scale is provided between the inner wall of the scale holder and the scale, and comprises a support member for pressing the scale into the scale holding groove,
The support member is
A leg portion configured by a parallel leaf spring arranged between the inner wall of the scale holder and the scale, and allowing the displacement of the scale in the length measuring direction,
Have a, and an arm portion for biasing the side of the scale to the scale holding groove,
The support member is
Both ends of the T-shaped horizontal bar of the T-shaped original plate are bent substantially 90 degrees to the same side to form the leg portion,
A scale holding structure characterized in that a T-shaped vertical bar is bent substantially 90 degrees on the side opposite to the leg part to form the arm part .
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