JPH0433373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は相対変位する２つの被測定物の相対変
位量を測定する測長装置に関するものである。

（発明の背景） この種の装置としては、例えばガラス等の透明
材料の一側面上に格子状の目盛、すなわち刻線帯
を形成した測長スケールに対して、光電的手段に
より検出ヘツドが移動量を読取る測長装置として
知られている。

一般にこの種の光電的な測長装置では、測長ス
ケールとして上述の如きガラス板が使用され、測
長スケールを保持し収納するケースとしてアルミ
ニウム合金の押出型材が使用される。そして、測
長スケールの保持方法として従来技術ではアメリ
カ特許第4031595号明細書に示されるように測長
スケールをゴムひも４にてケースの基準面に押し
つける方式が開示されている。この方式では温度
変化があつた場合ガラスとアルミニウム合金の熱
膨張係数の違いにより測長精度が変化してしまう
欠点があつた。すなわち、測長スケールとケース
の間に摩擦係数があり、測長スケールとケースが
対的に移動しようとしたときにゴムひもの押圧力
により摩擦力が働く。この摩擦力のために、温度
変化があつた場合、測長スケールがケースの熱膨
張により、本来測長スケールが熱膨張により伸縮
する量よりも大きく伸縮させられてしまい、測長
精度が大きく変化してしまうという欠点があつ
た、もう少し詳しく説明すると、第２図のような
従来取付構造の測長装置において、いま室温20℃
で、測長方向（紙面垂直方向）に測長スケール１
とケース２の間に摩擦力が働かないものとする。
仮に測長スケール１の長さが1mあつたとする。
次に室温が30℃に上昇したとすると、アルミニウ
ム合金製のケース２は熱膨張係数を22×10^-6／℃
とすると、室温20℃の場合に比し0.22mm長くな
り、測長スケール１のガラスの熱膨張係数を８×
10^-6／℃とすると、測長スケール１は室温20℃の
場合に比し008mm長くなるはずである。しかし実
際には前述のごとく摩擦力が作用するため、測長
スケール１はケース２によりさらに伸ばされ長く
なることになる。摩擦力には限度があるため、測
長スケール１がある一定量以上伸ばされようとす
ると、測長スケール１とケース２の間で滑りが生
じて、測長スケール１はケース２と同じ量伸ばさ
れるということはない。このようにして測長スケ
ール１の熱膨張係数はケース２と測長スケール１
単独での熱膨張係数の間の値をとり、またその値
も一定のものとはならない。そして20℃に戻つた
場合、測長スケール１はケース２により縮められ
たままとなる。このため精度が安定しないという
欠点があつた。この欠点を改良する技術として特
公昭51−106458号がある。これは測長スケール１
とケース２の間に弾性接着層１２をもたせ、熱膨
張による歪を緩和しようとするものである。（第
３図参照）しかしこの構造では測長スケールを理
想状態すなわち真直に固定することが困難で、測
長精度が悪くなるという欠点があつた。

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を解決し、高精度でかつ
温度変化があつても精度の変化が少なく、また熱
膨張係数も測長スケールが本来もつ値に非常に近
い測長装置を得ることを目的とする。

（発明の概要） 本発明による測長装置は、相対変位する２つの
被測定物の一方に固定されるケースに該ケースと
は熱膨張係数の異なる測長スケールを保持せしめ
ると共に、他方の被測定物に前記測長スケールに
沿つて移動し変位量を検出する検出ヘツドを固設
してなる測長装置において、前記ケースに前記測
長スケールの取付基準面を形成すると共に、前記
測長スケールを弾性部材により、潤滑部材を介し
て前記取付基準面に押圧固定したことを特徴とす
る測長装置である。

（実施例） 第１図は本発明の実施例であつて測長スケール
１とケース２との間には例えばテフロン板からな
る潤滑部材３が挿入されている。測長スケール１
は潤滑部材３の反対側にて測長スケール１とケー
ス２との間に設けられたゴムひもの如き弾性部材
４によりケース２の取付基準面６に押圧され保持
されている。弾性部材４は接着剤５，５′によつ
てケース２及び測長スケール１に接着固定されて
いる。このような構造であるから、潤滑部材３が
測長スケール１とケース２との間に摩擦力が働く
ことを防止している。接着剤５は測長スケール１
がケース２から脱落するのを防止している。弾性
部材４は上述の如き例えばゴムひもからなり、そ
の弾性係数は測長スケール１及びケース２のもの
より十分小さく、測長精度に問題となる程測長ス
ケールを変形させる応力は発生しない。また、接
着剤７により１ケ所狭範囲（測長スケール１は紙
面垂直方向に測長方向があり、その方向での１ケ
所狭範囲、例えば中央部）において測長スケール
１とケース２を接着固定することにより測長スケ
ール１とケース２の相対的位置関係が安定し、ケ
ース２を被測定物の一方１０に取付けたとき、被
測定物の一方１０と測長スケール１の相対的位置
関係が安定する。なお潤滑部材３としてはテフロ
ン板の他、固体潤滑剤または潤滑油またはころ等
を用いることができる。

測長スケール１に紙面垂直方向に形成した目盛
を読み取るために検出ヘツド８が設けられてい
る。検出ヘツド８は測長スケール１の目盛面の一
方に光源を他方にインデツクススケールと受光素
子とを有し、この目盛面に対向して紙面垂直方向
へ移動する検出部８ａと、被測定物の他方１１に
固定される基部８ｂと、ケース２内部の検出部８
ａとケース２外部の基部８ｂとを連続する腕部８
ｃとから構成されている。腕部８ｃの紙面垂直方
向の移動を許容するように、ケース２には紙面垂
直方向に貫通孔が形成されており、この貫通孔を
通してケース２外部からケース２内部へ油、ゴミ
等が侵入しないように、ケース２と腕部８ｃとの
間には貫通孔を覆いかつ腕部８ｃの紙面垂直方向
への移動を許すように両側からシール部材９ａ，
９ｂが設けられている。

このような構造であるから、被測定物の一方１
０に対して被測定物の他方１１が紙面垂直方向へ
移動すると、検出部８ａの受光素子からは周知の
如く、他方１１の変位量に対応して正弦波状の信
号が出力される。例えばその周期の数を計数すれ
ば、変位量を知ることができる。

温度変化が生じると測長スケール１の長さが変
化するが、測長スケール１は潤滑部材３の表面を
滑り、ケース２の影響を受けることはないから、
その長さの変化は測長スケール１の材料そのもの
のもつ熱膨張係数にのみ依存することになる。従
つて、測定精度が安定することになる。また、温
度検出器によつて得られた温度情報を用いて測定
値の補正演算を行えば、より測定精度の高い測長
装置を得ることができる。

なお、以上の実施例では光電式の透過型測長装
置でかつ測長スケールとしてガラスを用いたもの
を例に上げたが、測長スケールを金属製とし、光
電式の反射型測長装置としても良く、さらに、測
長スケールを磁気材料等で作つた磁気式の測長装
置としても本発明を同様に適用できるということ
は言うまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば測長スケールがケ
ースの基準面にならつて取付けられるため高精度
が得られ、また測長スケールとケースの間の摩擦
係数が小さく、測長スケールに作用する摩擦力が
非常に小さいため熱膨張係数が測長スケールのも
つ本来の値に非常に近く、また温度変化があつて
も精度の変化が少ないという利点があるので本発
明の装置を工作機械、計測装置等に組込み位置決
めや、測長に使用すれば高精度で安定した精度が
得られるという理由で有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の実施例の横断面
図、第２図は従来技術における測長スケールの取
付構造を示す断面図、第３図は他の従来技術にお
ける測長スケールの取付構造を示す断面図。 （主要部分の符号の説明）、１……測長スケー
ル、２……ケース、３……潤滑部材、４……弾性
部材、６……取付基準面、８……検出ヘツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対変位する２つの被測定物の一方に固定さ
   れるケースに該ケースとは熱膨張係数の異なる測
   長スケールを保持せしめると共に、他方の被測定
   物に前記測長スケールに沿つて移動し変位量を検
   出する検出ヘツドを固設してなる測長装置におい
   て、前記ケースに前記測長スケールの取付基準面
   を形成すると共に、前記測長スケールを弾性部材
   により、潤滑部材を介して前記取付基準面に押圧
   固定したことを特徴とする測長装置。 ２ 前記弾性部材は前記測長スケール及び前記ケ
   ースに接着固定されたゴムひもであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の測長装置。 ３ 前記メインスケールは１ケ所狭範囲において
   ケースに接着されたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の測長装置。 ４ 前記潤滑部材としてテフロン板、固体潤滑
   剤、潤滑油、ころのいづれか一つを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のい
   ずれか一つに記載の測長装置。