JPS60247108A - 直線型変位測定装置 - Google Patents
直線型変位測定装置Info
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- JPS60247108A JPS60247108A JP59103467A JP10346784A JPS60247108A JP S60247108 A JPS60247108 A JP S60247108A JP 59103467 A JP59103467 A JP 59103467A JP 10346784 A JP10346784 A JP 10346784A JP S60247108 A JPS60247108 A JP S60247108A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34746—Linear encoders
- G01D5/34753—Carriages; Driving or coupling means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、直線型変位測定装置に係り、特に、ガラス等
の透明材料からなるメインスケール及びインデックスス
ケールを含む光学式変位測定装置に用いるのに好適な、
直線型変位測定装置の改良に関する。
の透明材料からなるメインスケール及びインデックスス
ケールを含む光学式変位測定装置に用いるのに好適な、
直線型変位測定装置の改良に関する。
【従来の技術１
従来から、相対移動部材の一方側に固定される中空細長
ケースと、該ケースの内側長手方向に沿って取付けられ
たメインスケールと、相対移動部材の他方側と連結され
、前記メインスケールに沿って、その長手方向に移動す
るキャリッジと、前記メインスケールと対面づる状態で
、前記キャリッジに保持されたインデックススケールと
、前記メインスケール及びインデックススケール間の相
対移動部材轍を電気信号に変換する検出器とを含む直線
型の光学式変位測定装置が知られている。 このような変位測定装置においては、１μｍ前後の総合
精度を要求されるので、各要素及びそれらの組立て構造
に対する要求は非常に厳しいものがある。又、各要素が
同一であったとしても、構造の差はそのまま精度の優劣
に直結するという特殊事情を有する。 このような変位測定装置に特有な事情の一つに、所定構
造の下で確実に組立てられた変位測定装置を、その状態
のままで機械等に取付けることが不可能であるという問
題がある。即ち、機械に取付（プた場合には、変位測定
装置に外力が加わり、その結果、真直調整されていたメ
インスケールに曲りを生じ、これが、相対移動部材の他
方側と連結されたキャリッジの実際の移動量と、曲った
メインスケールから読取る変位情報に差を生じさせ、検
出精度が保証されなくなるという不都合を生じる。 従来、この取付は時に生じるメインスケールの曲りは、
程度差はあるものの回避困難であるというＡγ場に立っ
て、その曲りによる誤差を軽減ずべく、空間に自由保持
されたメインスケールの両端に曲げモーメントを加えた
単純梁と想定した対策が取られており、例えば、特公昭
５６−２７８０３、特公昭５７−５４４Ｌ特開昭５８−
９００７等に、メインスケール自体の中立面内でキャリ
ッジを連結する構造が開示されている。即ち、各従来例
は、例えば、メインスケールの厚み方向について角えば
、メインスケールの厚み方向中間を中立面であるとし、
一方側には伸びを他方側には縮みを生ずるものとの前提
に立って、その中立面内でキャリッジをメインスケール
に対して回動自在に連結しようとするものであった。 【発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来例は、いずれも、効果において充分
とは言えず、近年の高精度化に伴な（Ｘ、その改善が望
まれていた。即ち、実際に取付は時に発生するメインス
ケールの曲りが、メインスケールが取付けられているケ
ースの変形に共なって生じており、従って、メインスケ
ールの曲り番よ、ケースの曲率に応じ、ケース内におけ
るメインスケールの位置によって挙動する、即ち、異種
材料の組合わせ梁の如き特性に従うことを考慮すると、
従来例は、極めて不完全なものであった。 【発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、キャリッジと相対移動部材の他方側をメインスケ
ールの実質的な中立面内で連結することができ、従って
、取付は時のメインスケールの曲りに拘らず、変位を高
精度で測定することができる直線型変位測定装置を提供
することを目的とする。 １問題点を解決するための手段】 本発明は、相対移動部材の一方側に固定される中空細長
ケースと、該ケースの内側長手方向に沿って取付けられ
たメインスケールと、相対移動部材の他方側と連結され
、前記メインスケールに沿って、その長手方向に移動す
るキャリッジと、前記メインスケールと対面する状態で
、前記キャリッジに保持されたインデックススケールと
、前記メインスケール及びインデックススケール間の相
対移動部材罎を電気信号に変換する検出器とを含む直線
型変位測定装置において、前記キャリッジと相対移動部
材の他方側を、一端がキャリッジに連結され、取付けら
れたメインスケールを含むケース全体の中立面内で、他
端が、前記相対移動部材の他方側に連結されると共に、
インデックススケールをメインスケールの曲りの面の法
線に対して直交した状態に維持できるようにキャリッジ
の姿勢変更を許容可能な連結機構−介して連結するよう
にして、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記連結°機構による連結を
、取付けられたメインスケールを含むケース全体の、互
いに交差づる複数の中立面の交線上で行うようにして、
極めて単純な構造で、本発明を具体化できるようにした
ものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記連結機構による連結
を、取付けられたメインスケールを含むケース全体の、
互いに交差ブる各中立面内で各々行うようにして、取付
けられたメインスケールを含むケース全体の中立面の交
線が、メインスケール等の物体内にある場合においても
、本発明が具体化できるようにしたものである。 ［作用］ 本発明においては、キャリッジと相対移動部材の他方側
を、一端がキャリッジに連結され、他端が、メインスケ
ールの真直時の区間基準長をそのまま維持している所、
即ち、取付けられたメインスケール及び取付手段を含む
ケース全体の中立面内で、前記相対移動部材の他方側に
連結されると共に、インデックススケールをメインスケ
ールの曲りの面の法線に対して直交した状ＩＩに維持で
きるようにキャリッジの姿勢変更を許容可能な連結機構
を介して連結するようにしたので、取付けられたメイン
スケールの実質的な中立面内でキャリッジと相対移動部
材の他方側が連結されることとなり、取付は時のメイン
スケールの曲りの実際に、より適応した連結が行われる
。従って、取付は時のメインスケールの曲りに拘らず、
変位を高精度で測定することが可能となる。 発明者らの実験によると、メインスケールの曲りの実際
と、従来例の仮想特性とに相違があり、これが従来例が
効果の点で不充分である理由となっていることが確認さ
れた。即ち、曲りの実際においては、メインスケールの
厚み方向両側共に伸び又は縮みを生じることがあり、従
って、メインスケール真直時の所定基準長は、変形後の
メインスケール幅方向内に必ずしも残存しないので、メ
インスケール内に存在する基準長不変の場所（いわゆる
中立面）を根拠に補正をしようとする従来例の意味は、
その根拠が普遍性を有するとは吾えなかった。 以上の事情を、第１図を参照して、更に詳細に説明する
。 第１図は、真直ケース１０に真直メインスケール１２が
取付けられていたものが、ケース１０が機械等への取付
は時に曲げられて、全体伸び１２１又は全体縮み１２２
が生じた状態を、説明の便宜上誇張して表示したもので
ある。図において、Ｔ−Ｔは、ケース全体形状等で定ま
るケース１０の縦中立軸線を示し、Ｔ′−Ｔ′は、メイ
ンスケール１２の幅方向中心であって、メインスケール
自体に着目した時の縦中立軸線を示すものである。 従って、取付けられたメインスケール１２を含むケース
１０全体を組合わせ梁として考察覆れば、その縦中立軸
線Ｔ−Ｔは、ケース１０が曲っても不変長である。しか
しながら、メインスケール１２は、ケース１０の縦中立
軸線Ｔ−Ｔからｙだけ偏位しているので、その基準長Ａ
−ｆｌは、ｉ！、 ＋−℃１に伸びる（全体伸び１２１
の場合）か、又は、Ａ２Ｊ、２に縮む（全体縮み１２２
の場合）ことになる。 ここで伸び率λ１又は縮み革λ２は、いずれも、次式の
関係で表わされる。 λ１−ε１Ｊ２ｉ＝（Ｖｉ／ρ１）Ａｉ・・・（１） ここで、ε１はヤング率、ρｉはメインスケール１２の
自然長、ρ１はメインスケール１２の曲りの曲率半径で
ある。 従って、各々、目盛は、（λ１／２＋λ１／２）又は（
λ２／′２＋λ２／２）だけ、矢印方向に伸び又は縮ん
だことになる。一方、メインスケール１２の真直時の基
準長しは、全体の縦中立軸ＩＩＴ−王にのみ依存づる。 従って、直線上に移動づる機械可動部の移動軌跡を縦中
立軸線Ｔ−Ｔ上に合致させ、且つ、当該移動時の目盛の
読みは、（Ｌ＋２１）又は（し−λ２）となるようにす
れば、両方の値は等しくなり、メインスケール１２の曲
りによる誤差は生じないことになる。 なお、ケースの縦中立軸線Ｔ−Ｔは、ケース１０とメイ
ンスケール１２との取付は態様によって異なるものとな
るが、その構造を決定でれば−義的に定まり、伸縮によ
らず一定であることは明らかである。即ち、長手方向に
は相対変位があっても、これと直交する方向には変位不
能と考えることができる。又、メインスケール１２の曲
り方向が変わっても、その縦中立軸線Ｔ−Ｔは不変であ
るので、ケースへの取付は態様に限定されることなく、
縦中立軸線Ｔ−Ｔを利用づることができる。 上記説明は、メインスケールの幅方向について述べてい
るが、メインスケールの高さ方向についても同様に考え
ることができる。 本発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであ
る。
ケースと、該ケースの内側長手方向に沿って取付けられ
たメインスケールと、相対移動部材の他方側と連結され
、前記メインスケールに沿って、その長手方向に移動す
るキャリッジと、前記メインスケールと対面づる状態で
、前記キャリッジに保持されたインデックススケールと
、前記メインスケール及びインデックススケール間の相
対移動部材轍を電気信号に変換する検出器とを含む直線
型の光学式変位測定装置が知られている。 このような変位測定装置においては、１μｍ前後の総合
精度を要求されるので、各要素及びそれらの組立て構造
に対する要求は非常に厳しいものがある。又、各要素が
同一であったとしても、構造の差はそのまま精度の優劣
に直結するという特殊事情を有する。 このような変位測定装置に特有な事情の一つに、所定構
造の下で確実に組立てられた変位測定装置を、その状態
のままで機械等に取付けることが不可能であるという問
題がある。即ち、機械に取付（プた場合には、変位測定
装置に外力が加わり、その結果、真直調整されていたメ
インスケールに曲りを生じ、これが、相対移動部材の他
方側と連結されたキャリッジの実際の移動量と、曲った
メインスケールから読取る変位情報に差を生じさせ、検
出精度が保証されなくなるという不都合を生じる。 従来、この取付は時に生じるメインスケールの曲りは、
程度差はあるものの回避困難であるというＡγ場に立っ
て、その曲りによる誤差を軽減ずべく、空間に自由保持
されたメインスケールの両端に曲げモーメントを加えた
単純梁と想定した対策が取られており、例えば、特公昭
５６−２７８０３、特公昭５７−５４４Ｌ特開昭５８−
９００７等に、メインスケール自体の中立面内でキャリ
ッジを連結する構造が開示されている。即ち、各従来例
は、例えば、メインスケールの厚み方向について角えば
、メインスケールの厚み方向中間を中立面であるとし、
一方側には伸びを他方側には縮みを生ずるものとの前提
に立って、その中立面内でキャリッジをメインスケール
に対して回動自在に連結しようとするものであった。 【発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来例は、いずれも、効果において充分
とは言えず、近年の高精度化に伴な（Ｘ、その改善が望
まれていた。即ち、実際に取付は時に発生するメインス
ケールの曲りが、メインスケールが取付けられているケ
ースの変形に共なって生じており、従って、メインスケ
ールの曲り番よ、ケースの曲率に応じ、ケース内におけ
るメインスケールの位置によって挙動する、即ち、異種
材料の組合わせ梁の如き特性に従うことを考慮すると、
従来例は、極めて不完全なものであった。 【発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、キャリッジと相対移動部材の他方側をメインスケ
ールの実質的な中立面内で連結することができ、従って
、取付は時のメインスケールの曲りに拘らず、変位を高
精度で測定することができる直線型変位測定装置を提供
することを目的とする。 １問題点を解決するための手段】 本発明は、相対移動部材の一方側に固定される中空細長
ケースと、該ケースの内側長手方向に沿って取付けられ
たメインスケールと、相対移動部材の他方側と連結され
、前記メインスケールに沿って、その長手方向に移動す
るキャリッジと、前記メインスケールと対面する状態で
、前記キャリッジに保持されたインデックススケールと
、前記メインスケール及びインデックススケール間の相
対移動部材罎を電気信号に変換する検出器とを含む直線
型変位測定装置において、前記キャリッジと相対移動部
材の他方側を、一端がキャリッジに連結され、取付けら
れたメインスケールを含むケース全体の中立面内で、他
端が、前記相対移動部材の他方側に連結されると共に、
インデックススケールをメインスケールの曲りの面の法
線に対して直交した状態に維持できるようにキャリッジ
の姿勢変更を許容可能な連結機構−介して連結するよう
にして、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記連結°機構による連結を
、取付けられたメインスケールを含むケース全体の、互
いに交差づる複数の中立面の交線上で行うようにして、
極めて単純な構造で、本発明を具体化できるようにした
ものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記連結機構による連結
を、取付けられたメインスケールを含むケース全体の、
互いに交差ブる各中立面内で各々行うようにして、取付
けられたメインスケールを含むケース全体の中立面の交
線が、メインスケール等の物体内にある場合においても
、本発明が具体化できるようにしたものである。 ［作用］ 本発明においては、キャリッジと相対移動部材の他方側
を、一端がキャリッジに連結され、他端が、メインスケ
ールの真直時の区間基準長をそのまま維持している所、
即ち、取付けられたメインスケール及び取付手段を含む
ケース全体の中立面内で、前記相対移動部材の他方側に
連結されると共に、インデックススケールをメインスケ
ールの曲りの面の法線に対して直交した状ＩＩに維持で
きるようにキャリッジの姿勢変更を許容可能な連結機構
を介して連結するようにしたので、取付けられたメイン
スケールの実質的な中立面内でキャリッジと相対移動部
材の他方側が連結されることとなり、取付は時のメイン
スケールの曲りの実際に、より適応した連結が行われる
。従って、取付は時のメインスケールの曲りに拘らず、
変位を高精度で測定することが可能となる。 発明者らの実験によると、メインスケールの曲りの実際
と、従来例の仮想特性とに相違があり、これが従来例が
効果の点で不充分である理由となっていることが確認さ
れた。即ち、曲りの実際においては、メインスケールの
厚み方向両側共に伸び又は縮みを生じることがあり、従
って、メインスケール真直時の所定基準長は、変形後の
メインスケール幅方向内に必ずしも残存しないので、メ
インスケール内に存在する基準長不変の場所（いわゆる
中立面）を根拠に補正をしようとする従来例の意味は、
その根拠が普遍性を有するとは吾えなかった。 以上の事情を、第１図を参照して、更に詳細に説明する
。 第１図は、真直ケース１０に真直メインスケール１２が
取付けられていたものが、ケース１０が機械等への取付
は時に曲げられて、全体伸び１２１又は全体縮み１２２
が生じた状態を、説明の便宜上誇張して表示したもので
ある。図において、Ｔ−Ｔは、ケース全体形状等で定ま
るケース１０の縦中立軸線を示し、Ｔ′−Ｔ′は、メイ
ンスケール１２の幅方向中心であって、メインスケール
自体に着目した時の縦中立軸線を示すものである。 従って、取付けられたメインスケール１２を含むケース
１０全体を組合わせ梁として考察覆れば、その縦中立軸
線Ｔ−Ｔは、ケース１０が曲っても不変長である。しか
しながら、メインスケール１２は、ケース１０の縦中立
軸線Ｔ−Ｔからｙだけ偏位しているので、その基準長Ａ
−ｆｌは、ｉ！、 ＋−℃１に伸びる（全体伸び１２１
の場合）か、又は、Ａ２Ｊ、２に縮む（全体縮み１２２
の場合）ことになる。 ここで伸び率λ１又は縮み革λ２は、いずれも、次式の
関係で表わされる。 λ１−ε１Ｊ２ｉ＝（Ｖｉ／ρ１）Ａｉ・・・（１） ここで、ε１はヤング率、ρｉはメインスケール１２の
自然長、ρ１はメインスケール１２の曲りの曲率半径で
ある。 従って、各々、目盛は、（λ１／２＋λ１／２）又は（
λ２／′２＋λ２／２）だけ、矢印方向に伸び又は縮ん
だことになる。一方、メインスケール１２の真直時の基
準長しは、全体の縦中立軸ＩＩＴ−王にのみ依存づる。 従って、直線上に移動づる機械可動部の移動軌跡を縦中
立軸線Ｔ−Ｔ上に合致させ、且つ、当該移動時の目盛の
読みは、（Ｌ＋２１）又は（し−λ２）となるようにす
れば、両方の値は等しくなり、メインスケール１２の曲
りによる誤差は生じないことになる。 なお、ケースの縦中立軸線Ｔ−Ｔは、ケース１０とメイ
ンスケール１２との取付は態様によって異なるものとな
るが、その構造を決定でれば−義的に定まり、伸縮によ
らず一定であることは明らかである。即ち、長手方向に
は相対変位があっても、これと直交する方向には変位不
能と考えることができる。又、メインスケール１２の曲
り方向が変わっても、その縦中立軸線Ｔ−Ｔは不変であ
るので、ケースへの取付は態様に限定されることなく、
縦中立軸線Ｔ−Ｔを利用づることができる。 上記説明は、メインスケールの幅方向について述べてい
るが、メインスケールの高さ方向についても同様に考え
ることができる。 本発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであ
る。
以下図面を参照して、本発明が採用された光学式直線型
変位測定機の実施例を詳細に説明する。 本発明の第１実施例は、第２図乃至第５図に承り如く、
相対移動部材の一方側８Ａに固定される中空細長ケース
１０と、該ケース１０の内側長手方向に沿って取付けら
れた反射型のメインスケール１２と、相対移動部材の他
方側８Ｆ３’と連結され、前記メインスケール１２に沿
つ工、その長手方向に移動するキャリッジ１４と、前記
メインスケール１２の目盛績１２Ａと対面づる状態で、
前記キャリッジ１４に保持された４個のインデックスス
ケール１６と、前記メインスケール１２及びインデック
ススケール１６間の相対移動部材轍を電気信号に変換Ｊ
る検出器（図示省略）を含み、且つ、メインスケール１
２の互いに直交する２つの中立面の交線Ｔｉ−がケース
１０の空間内にあるような反射型の光学式直線型変位測
定機において、前記キャリッジ１４と相対移動部材の他
方側８Ｂを、一端がキャリッジ１４に固定され、他端が
、取付けられたメインスケール１２を含むケース１０全
体の、豆いに直交する２つの中立面の交１ｉ１Ｔ−Ｔ（
第５図参照）上で、前記相対移動部材の他方側８Ｂと連
結される、インデックススケール１６をメインスケール
１２の曲りの面法線に対して直交した状態に維持できる
ようにキャリッジ１４の姿勢変更を許容可能な単一のＯ
ラド２０及び連結腕２１を介して連結したものである。 図において、２２は、ケース１０内におけるキャリッジ
１４の移動をガイドするためのローラ、２４は、キャリ
ッジ１４が常に所定間°隔でメインスケール１２と係合
するようにキャリッジ１２を付勢するためのばね（図示
省略）が内蔵された付勢ローラ、２６は光源である。 前記メインスケール１２及びインデックススケール１６
は、例えば、ガラス等の透明材料に、光の透過部と非透
過部が等間隔で交互に形成されたものからなる。 前記インデックススケール１６に４種の目盛績が形成さ
れているのは、相互の位相を変えることによって、移動
方面の判定と、検出器で得られる変位信号の分割を行う
ためである。 前記ロッド２０は、例えば第６図に示１如く、その両端
部において、回動自在とされており、従って、インデッ
クススケール１６をメインスケール１２の曲りの面の法
線に対して常に直交した状態に維持できるようにキャリ
ッジ１４の姿勢変更が許容されている。なお、キャリッ
ジ１゛４の姿勢変更を許容づる構成はこれに限定されず
、例えば第７図に示す如く、ロッド２０とキャリッジ１
４の接合部及びキャリッジ１４内のインデックススケー
ル１６保持部を回動自在とし、且つ、インデックススケ
ール１６とロッド２０を連結するアーム１８をロッド２
０との接合部でアーム１８の軸方向に摺動自在とするこ
とも可能である。 この第１実施例においては、メインスケール１２の雨中
立面の交線Ｔ−Ｔがケース１０の空部内にあるので、単
一のロッド２０を用いるだけで、穫めて簡単に、本発明
を実現することができる。 次に本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例は、本発明を、第８図乃至第１０図に示
す如く、前記第１実施例と同様のケース１０と、透過型
のメインスケール１２と、キャリッジ１４と、インデッ
クススケール１６と、検出器（図示省略）とを含み、且
つ、メインスケール１２の中立面の交線を、メインスケ
ール１２単体の場合と、ケース１０に取付けられた場合
で一致させたような、透過型の光学式直線型変位測定機
に適用したもので、キャリッジ１４と相対移動部材の他
方側８Ｂとの連結を、一端がキャリッジ１４に連結され
、他端が、メインスケール１２を含むケース１０全体の
、互いに直交する２つの中立面内で各々相対移動部材の
他方側８Ｂに連結される、インデックススケール１６を
メインスケール１２の曲りの面の法線に対して直交した
状態に維持できるようにキャリッジ１４の姿勢変更を許
容可能な、２組の板ばね３０．３２を介して連結するよ
うにしたものである。 他の点については、前記第１実施例と同様であるので説
明は省略する。 前記板ばね３０．３２は、各々、メインスケール１２の
高さｂの１／２の高さの面内、及び、メインスケール１
２の厚さｔの１／２の厚さの面内に配置されている。 本実施例においては、連結機構の一方を連結腕と共用で
き、構成が比較的単純であるだけでなく、メインスケー
ル１２とケース１０との固定方法の影響を受けにくいと
いう特徴を有する。 次に本発明の第３実施例を詳細に説明する。 この第３実施例は、本発明を、第１１図乃至第１３図に
示１如く、前記第２実施例と同様のケース１０と、メイ
ンスケール１２と、キャリッジ１４と、インデックスス
ケール１６と、検出器（図示省略）とを含み、且つ、メ
インスケール１２が取付けられたケース１０の中立面の
交線が、メインスケール１２内にあるような、透過型の
光学式直線型変位測定機に適用したもので、キャリッジ
１４と相対移動部材の他方側８Ｂを、一端がそれぞれキ
ャリッジ１４に連結され、他端が、メインスケール１２
を含むケース１０全体の、互いに直交する２つの中立面
内の各々において、前記相対移動部材の他方側８Ｂに連
結される、インデックススケール１６をメインスケール
１２の曲りの而の法線に対して直交した状態に維持でき
るようにキャリッジ１４の姿勢変更を許容可能な、２組
の板ばね３４．３６及び該板ばね３４と３６を中継（る
連結ブラケット３８を介して連結するようにしたもので
ある。 他の点については、前記実施例と同様であるので説明は
省略でる。 この第３実施例においては、キャリッジ１４と連結腕２
１の間に連結ブラケット３８が設けられているので、キ
ャリッジ１４の姿勢変更がより円滑に行われる。 この第３実施例においては、メインスケール１２を含む
ケース全体の中立面がいかなる場所にある場合においｔ
も、容易に対応可能である。 なお、前記実施例においては、キャリッジ１４がメイン
スケール１２自体又はメインスケール１２とケース１０
の両者によって案内されていたが、本発明の適用対象は
、これに限定されず、例えばキャリッジ１４をケース１
０のみで案内するようにしたものにも同様に適用可能で
ある。 【発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、連結機構の他端は
、ケースの曲りに拘りなく、不変長の線上を移動し、一
方、インデックススケールは、当該ケースの曲りに応じ
て変形することによって、伸びたく又は縮んだ）メイン
スケールの当該基準長相当の目盛を読むことになるので
、その他端、即ち可動側の移動長と読取り量は一致覆る
ことになり、取付は時の誤差を生じることはない。又、
中立面の位冒を要素構成上任意のところに選定できるの
で、キャリッジの案内に必要なスペースをケース内に容
易に確保できる。更に、メインスケール内の目盛縞を附
する場所の限定を受けることがない。又、メインスケー
ルの中ｆｔ面をケース全体の中１“Ｌ面に合致するよう
ケース形状等を定めることによって、連結機構を簡素化
できる。更に、メインスケールとケースの取付は手段も
限定されず、剛から熱変形による破損防止のための長手
方向許動までの取付は手段を任意に選択することができ
る。又、ケース内でスケールが凹凸のいずれに曲っても
、当該構造で定まる中立面は不変であり、従って、変形
方向又は／及びその程度を考慮しつつ取付は作業をしな
ければならないという手間が不必要となる等の優れた効
果を有づる。
変位測定機の実施例を詳細に説明する。 本発明の第１実施例は、第２図乃至第５図に承り如く、
相対移動部材の一方側８Ａに固定される中空細長ケース
１０と、該ケース１０の内側長手方向に沿って取付けら
れた反射型のメインスケール１２と、相対移動部材の他
方側８Ｆ３’と連結され、前記メインスケール１２に沿
つ工、その長手方向に移動するキャリッジ１４と、前記
メインスケール１２の目盛績１２Ａと対面づる状態で、
前記キャリッジ１４に保持された４個のインデックスス
ケール１６と、前記メインスケール１２及びインデック
ススケール１６間の相対移動部材轍を電気信号に変換Ｊ
る検出器（図示省略）を含み、且つ、メインスケール１
２の互いに直交する２つの中立面の交線Ｔｉ−がケース
１０の空間内にあるような反射型の光学式直線型変位測
定機において、前記キャリッジ１４と相対移動部材の他
方側８Ｂを、一端がキャリッジ１４に固定され、他端が
、取付けられたメインスケール１２を含むケース１０全
体の、豆いに直交する２つの中立面の交１ｉ１Ｔ−Ｔ（
第５図参照）上で、前記相対移動部材の他方側８Ｂと連
結される、インデックススケール１６をメインスケール
１２の曲りの面法線に対して直交した状態に維持できる
ようにキャリッジ１４の姿勢変更を許容可能な単一のＯ
ラド２０及び連結腕２１を介して連結したものである。 図において、２２は、ケース１０内におけるキャリッジ
１４の移動をガイドするためのローラ、２４は、キャリ
ッジ１４が常に所定間°隔でメインスケール１２と係合
するようにキャリッジ１２を付勢するためのばね（図示
省略）が内蔵された付勢ローラ、２６は光源である。 前記メインスケール１２及びインデックススケール１６
は、例えば、ガラス等の透明材料に、光の透過部と非透
過部が等間隔で交互に形成されたものからなる。 前記インデックススケール１６に４種の目盛績が形成さ
れているのは、相互の位相を変えることによって、移動
方面の判定と、検出器で得られる変位信号の分割を行う
ためである。 前記ロッド２０は、例えば第６図に示１如く、その両端
部において、回動自在とされており、従って、インデッ
クススケール１６をメインスケール１２の曲りの面の法
線に対して常に直交した状態に維持できるようにキャリ
ッジ１４の姿勢変更が許容されている。なお、キャリッ
ジ１゛４の姿勢変更を許容づる構成はこれに限定されず
、例えば第７図に示す如く、ロッド２０とキャリッジ１
４の接合部及びキャリッジ１４内のインデックススケー
ル１６保持部を回動自在とし、且つ、インデックススケ
ール１６とロッド２０を連結するアーム１８をロッド２
０との接合部でアーム１８の軸方向に摺動自在とするこ
とも可能である。 この第１実施例においては、メインスケール１２の雨中
立面の交線Ｔ−Ｔがケース１０の空部内にあるので、単
一のロッド２０を用いるだけで、穫めて簡単に、本発明
を実現することができる。 次に本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例は、本発明を、第８図乃至第１０図に示
す如く、前記第１実施例と同様のケース１０と、透過型
のメインスケール１２と、キャリッジ１４と、インデッ
クススケール１６と、検出器（図示省略）とを含み、且
つ、メインスケール１２の中立面の交線を、メインスケ
ール１２単体の場合と、ケース１０に取付けられた場合
で一致させたような、透過型の光学式直線型変位測定機
に適用したもので、キャリッジ１４と相対移動部材の他
方側８Ｂとの連結を、一端がキャリッジ１４に連結され
、他端が、メインスケール１２を含むケース１０全体の
、互いに直交する２つの中立面内で各々相対移動部材の
他方側８Ｂに連結される、インデックススケール１６を
メインスケール１２の曲りの面の法線に対して直交した
状態に維持できるようにキャリッジ１４の姿勢変更を許
容可能な、２組の板ばね３０．３２を介して連結するよ
うにしたものである。 他の点については、前記第１実施例と同様であるので説
明は省略する。 前記板ばね３０．３２は、各々、メインスケール１２の
高さｂの１／２の高さの面内、及び、メインスケール１
２の厚さｔの１／２の厚さの面内に配置されている。 本実施例においては、連結機構の一方を連結腕と共用で
き、構成が比較的単純であるだけでなく、メインスケー
ル１２とケース１０との固定方法の影響を受けにくいと
いう特徴を有する。 次に本発明の第３実施例を詳細に説明する。 この第３実施例は、本発明を、第１１図乃至第１３図に
示１如く、前記第２実施例と同様のケース１０と、メイ
ンスケール１２と、キャリッジ１４と、インデックスス
ケール１６と、検出器（図示省略）とを含み、且つ、メ
インスケール１２が取付けられたケース１０の中立面の
交線が、メインスケール１２内にあるような、透過型の
光学式直線型変位測定機に適用したもので、キャリッジ
１４と相対移動部材の他方側８Ｂを、一端がそれぞれキ
ャリッジ１４に連結され、他端が、メインスケール１２
を含むケース１０全体の、互いに直交する２つの中立面
内の各々において、前記相対移動部材の他方側８Ｂに連
結される、インデックススケール１６をメインスケール
１２の曲りの而の法線に対して直交した状態に維持でき
るようにキャリッジ１４の姿勢変更を許容可能な、２組
の板ばね３４．３６及び該板ばね３４と３６を中継（る
連結ブラケット３８を介して連結するようにしたもので
ある。 他の点については、前記実施例と同様であるので説明は
省略でる。 この第３実施例においては、キャリッジ１４と連結腕２
１の間に連結ブラケット３８が設けられているので、キ
ャリッジ１４の姿勢変更がより円滑に行われる。 この第３実施例においては、メインスケール１２を含む
ケース全体の中立面がいかなる場所にある場合においｔ
も、容易に対応可能である。 なお、前記実施例においては、キャリッジ１４がメイン
スケール１２自体又はメインスケール１２とケース１０
の両者によって案内されていたが、本発明の適用対象は
、これに限定されず、例えばキャリッジ１４をケース１
０のみで案内するようにしたものにも同様に適用可能で
ある。 【発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、連結機構の他端は
、ケースの曲りに拘りなく、不変長の線上を移動し、一
方、インデックススケールは、当該ケースの曲りに応じ
て変形することによって、伸びたく又は縮んだ）メイン
スケールの当該基準長相当の目盛を読むことになるので
、その他端、即ち可動側の移動長と読取り量は一致覆る
ことになり、取付は時の誤差を生じることはない。又、
中立面の位冒を要素構成上任意のところに選定できるの
で、キャリッジの案内に必要なスペースをケース内に容
易に確保できる。更に、メインスケール内の目盛縞を附
する場所の限定を受けることがない。又、メインスケー
ルの中ｆｔ面をケース全体の中１“Ｌ面に合致するよう
ケース形状等を定めることによって、連結機構を簡素化
できる。更に、メインスケールとケースの取付は手段も
限定されず、剛から熱変形による破損防止のための長手
方向許動までの取付は手段を任意に選択することができ
る。又、ケース内でスケールが凹凸のいずれに曲っても
、当該構造で定まる中立面は不変であり、従って、変形
方向又は／及びその程度を考慮しつつ取付は作業をしな
ければならないという手間が不必要となる等の優れた効
果を有づる。
第１図は、本発明の詳細な説明づるための線図、第２図
は、本発明に係る直線型変位測定装置の第１実施例の構
成を示１横断面図、第３図は同じく要部の縦断面図、第
４図は、同じく連結機構を示で斜視図、第５図は、同じ
くメインスケールとケースの中立面の交線の関係を示す
斜視図、第６図は、同じく連結機構におけるキャリッジ
の姿勢変更の許容状態を示す平面図、第７図は、同じく
変形例のキャリッジ姿勢変更許容状態を示す平面図、第
８図は、本発明に係る直線型変位測定装置の第２実施例
の構成を示す横断面図、第９図は、同じく要部の縦断面
図、第１０図は、同じく連結機構を示す斜視図、第１１
図は、本発明に係る直線型変位測定装置の第３実施例の
構成を示す横断面図、第１２図は、同じく要部の轢断面
図、第１３図は、同じく連結機構を示ず斜視図である。 ８Ａ、８Ｂ・・・相対移動部材、 １０・・・ケース、 １２・・・メインスケール、１４・・・キャリッジ、１
６・・・インデックススケール、 ２０・・・ロッド、 ２１・・・連結腕、３０．３２．
３４．３６・・・板ばね、３８・・・連結ブラケット。 代理人 高 矢 論 （ほか１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 ＋２Ａ 第１１図 第１２図 １（Ｊ 第１３図 手続補正書 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１０３４６７号 ２、発明の名称 直線型変位測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 株式会社三豊製作所 ４、代理人 〒１６０ 住 所 東京都新宿区西新宿−丁目１２番１１号山銀ビ
ル ６、補正の対象 明細−の発明の詳細な説明の欄および図面。 ７、補正の内容 （１）明細■第４頁１４行の「中立面内で」をｒ中立面
内又は目盛面の中心で」と改める。 （２） 同 第１０頁５行の「ヤング率」を「歪み」と
改める。 （３） 同 第１０頁１５行の「となるよ゛う」を「の
範囲内にある目盛、即ち真直時の基準長り内にある目盛
と同数の目盛を読むこと」と改める。 （４）第２図及び第３図を添付図面の如く改める。 以上 第２図
は、本発明に係る直線型変位測定装置の第１実施例の構
成を示１横断面図、第３図は同じく要部の縦断面図、第
４図は、同じく連結機構を示で斜視図、第５図は、同じ
くメインスケールとケースの中立面の交線の関係を示す
斜視図、第６図は、同じく連結機構におけるキャリッジ
の姿勢変更の許容状態を示す平面図、第７図は、同じく
変形例のキャリッジ姿勢変更許容状態を示す平面図、第
８図は、本発明に係る直線型変位測定装置の第２実施例
の構成を示す横断面図、第９図は、同じく要部の縦断面
図、第１０図は、同じく連結機構を示す斜視図、第１１
図は、本発明に係る直線型変位測定装置の第３実施例の
構成を示す横断面図、第１２図は、同じく要部の轢断面
図、第１３図は、同じく連結機構を示ず斜視図である。 ８Ａ、８Ｂ・・・相対移動部材、 １０・・・ケース、 １２・・・メインスケール、１４・・・キャリッジ、１
６・・・インデックススケール、 ２０・・・ロッド、 ２１・・・連結腕、３０．３２．
３４．３６・・・板ばね、３８・・・連結ブラケット。 代理人 高 矢 論 （ほか１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 ＋２Ａ 第１１図 第１２図 １（Ｊ 第１３図 手続補正書 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１０３４６７号 ２、発明の名称 直線型変位測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 株式会社三豊製作所 ４、代理人 〒１６０ 住 所 東京都新宿区西新宿−丁目１２番１１号山銀ビ
ル ６、補正の対象 明細−の発明の詳細な説明の欄および図面。 ７、補正の内容 （１）明細■第４頁１４行の「中立面内で」をｒ中立面
内又は目盛面の中心で」と改める。 （２） 同 第１０頁５行の「ヤング率」を「歪み」と
改める。 （３） 同 第１０頁１５行の「となるよ゛う」を「の
範囲内にある目盛、即ち真直時の基準長り内にある目盛
と同数の目盛を読むこと」と改める。 （４）第２図及び第３図を添付図面の如く改める。 以上 第２図
Claims (3)
- （１）相対移動部材の一方側に固定される中空細長ケー
スと、該ケースの内側長手方向に沿って取付けられたメ
インスケールと、相対移動部材の他方側と連結され、前
記メインスケールに沿って、その長手方向に移動づるキ
ャリッジと、前記メインスケールと対面する状態で、前
記キャリッジに保持されたインデックススケールと、前
記メインスケール及びインデックススケール間の相対移
動変位中を電気信号に変換する検出器とを含む直線型変
位測定装置において、 前記キャリッジと相対移動部材の他方側を、一端がキャ
リッジに連結され、取付けられたメインスケールを含む
ケース全体の中立面内で、他端が、前記相対移動部材の
他方側に連結されると共に、インデックススケールをメ
インスケールの曲りの面の法線に対して直交した状態に
維持できるようにキャリ７ツジの姿勢変更を許容可能な
連結機構を介して連結したことを特徴とする直線型変位
測定装置。 - （２）前記連結機構による連結を、取付けられたメイン
スケールを含むケース全体の、互いに交差づる複数の中
立面の交線上で行うようにした特許請求の範囲第１項記
載の直線型変位測定装置。 - （３）前記連結機構による連結を、取付けられたメイン
スケールを含むケース全体の、互いに交差覆る各中立面
内で各々行うようにした特許請求の範囲第１項記載の直
線型変位測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103467A JPH0612255B2 (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 直線型変位測定装置 |
| US06/733,760 US4603480A (en) | 1984-05-22 | 1985-05-14 | Linear scale type displacement measuring instrument |
| GB08512718A GB2159277B (en) | 1984-05-22 | 1985-05-20 | Linear scale type displacement measuring instrument |
| DE19853518259 DE3518259A1 (de) | 1984-05-22 | 1985-05-21 | Wegmessinstrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103467A JPH0612255B2 (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 直線型変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247108A true JPS60247108A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0612255B2 JPH0612255B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=14354810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103467A Expired - Fee Related JPH0612255B2 (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 直線型変位測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4603480A (ja) |
| JP (1) | JPH0612255B2 (ja) |
| DE (1) | DE3518259A1 (ja) |
| GB (1) | GB2159277B (ja) |
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- 1985-05-21 DE DE19853518259 patent/DE3518259A1/de not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0612255B2 (ja) | 1994-02-16 |
| GB2159277A (en) | 1985-11-27 |
| GB2159277B (en) | 1988-06-02 |
| GB8512718D0 (en) | 1985-06-26 |
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| US4603480A (en) | 1986-08-05 |
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