JPS61104212A - 変位検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野ｊ　　　　　　　　。

本発明は、スピンドル移動型の変位検出装置に係り、特
にスピンドル移動により２個のスケール部材を相対移動
させる変位検出装置に関し、両スケール部材の位置関係
の確保等に利用できるものである。

［背景技術とその問題点］ 本体に移動自在に取付けられたスピンドルの移動変位を
光学式、電磁式、静電式等により電気信号として取出し
、これを計数してスピンドルの移動変位量を検出する変
位検出装置が知られている。かかる変位検出装置の一般
的構造は、メインスケールとインデックススケール（例
えば磁気式におけるピックアップの如くメインスケール
に対応するものを含む）のいずれか一方が本体に、他方
がスピンドルにそれぞれ取付けられ、一端に被４１１１
定物と接触する測定子を有するスピンドルの移動により
メインスケールとインデックススケールとに相対移動が
生じ、被測定物の長さに関する測定が行われるようにな
っている。このようにメインスケールとインデックスス
ケールとを備えた変位検出装置においては両スケールの
位置関係、特に両スケール間のクリアランスを一定に維
持させることが４１１定精度の確保上重要である。

ところで、メインスケールをスピンドルに、インデック
ススケールを本体にそれぞれ取付ける構造においては部
品は小型であることや部品の材質の問題から、従来では
スピンドルへのメインスケールへの取付けを第４図に示
す取付構造により行っていた。

第４図を説明すると、メインスケールはメインスケール
部材４１に設けられ、スピンドル４２の北端に段部４２
Ａが形成され、この段部４２Ａにメインスケール部材４
１の下部を当てがって接着剤４３で接Ｈし、スピンドル
４２にメインスケール部材４１を取付けていた。

かかる従来構造によると、スピンドル４２が上下方向に
往復移動する場合に前記メインスケール部材４１とイン
デックススケールを有するイン７”−／クススケール部
材４４との間のクリアランスが一定になるようにメイン
スケール部材４１をスピンドル４２の段部４２Ａに取付
けることが難しく、組立作業上の問題があった。また、
長年の使用により主に接着剤４３の熱的変形や軟化のた
め、メインスケール部材４１が段部４２Ａでスピンドル
４２に片側支持されていることから、スピンドル４２に
対するメインスケール部材４１の姿勢変化が生じ１両ス
ケール４１．４４の間のクリアランスの変化により測定
精度が低下する問題があった。特に、メインスケール部
材４１はスピンドル４２の最大移動変位量相当寸法より
も長寸であること、及び両スケール部材４１．４４の間
のクリアランスは一般的に十数ルーと極めて小さい　　
−ことのため、メインスケール部材４１が姿勢変化する
と最悪時には両スケール部材４１．４４が接触すること
となり、かかる事態が発生すると測定不能になる問題が
あった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、スピンドルへのスケール部材の取付け
を改善し、スピンドルにスケール部材を正確に取付ける
ことができ且つその後スケール部材が姿勢変化すること
はなく、両スケール部材の位置関係は所定通り維持され
、また組立作業が容易で作業性が良好な変位検出装置を
提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段および作用］このため本
発明の構成はメインスケール部材に取付けられたメイン
スケールと、インデックススケール部材に取付けられた
インデックススケールとの相対移動変位？を電気信号と
して検出する変位検出装置において、一端に測定子を有
するスピンドルを本体に摺動自在に取付け、前記メイン
スケール部材とインデックススケール部材の一方を当該
スケール面が前記スピンドルの摺動軸線と平行になるよ
うにして前記本体に固定し、他方のスケール部材を一端
側に溝を有し且つ他方側に小径突出部を有する保持部材
のこの溝に接着固定するとともに、この小径突出部を前
記スピンドルの他端に設けられた穴に接着固定して前記
両スケールをモ行対面移動させることとし、前記溝と小
径突出部とを有する保持部材を介して前記他方のスケー
ル部材をスピンドルに取付けたことに特徴を有する。

［実施例］ 第１図はスピンドル３にスケール部材４が取付けられた
本実施例に係る装置１の概略図である。

本体２の底部２Ａには下方に延びる筒状の案内部材５の
上部が固定され、スピンドル３がこの案内部材５に挿通
されて本体２に上下摺動自在に取付けられている。下端
に被測定物と接触する測定子３Ａを有するスピンドル３
の上部は本体２の内部に突出し、この上部に設けた係止
部材６と本体２の底部２Ａとに引張ばね７が架設されて
いるため、スピンドル３はばね７で下方へ常時付方され
て被測定物に当接する測定力が付与されてぃる。

スピンドル３のト端には保持部材８が固定され、メイン
スケールが取付けられた細長形状のメインスケール部材
４はこの保持部材８を介しスピンドル３に取付保持され
る。本体２の内部にはインデックススケールが取付けら
れたインデックススケール部材９が配置され、両スケー
ル部材４゜９はイ・ヤ少のクリアランスを開けて水平方
向に対面する。本実施例に係るメインスケール、インデ
ックススケールは光電式エンコーダを構成するものであ
り、従ってこれらは光学的スケールで、光透過部と光非
透過部とを交互に形成して格子編状とした光学格子によ
って構成されている。インデックススケール部材９は本
体２に固定されているとともに、インデックススケール
を設けたスケール而９Ａはスピンドル３の上下摺動軸線
と平行になっている。スピンドル３が移動すると、メイ
ンスケールとインデックススケールとに相対移動変位か
生じる。

両スケール部材４．９の両側には発光器１０と受光器１
１とが配置される。発光器１０からの光はこれらのスケ
ール部材４．９のメインスケール、インデックススケー
ルを透過して受光器１１で受光され、受光器１１で光電
変換される。スピンドル３の移動によりメインスケール
とインデックススケールとに相対移動変位が生じると、
これらのスケールを通過する光量による光信号が変化し
、受光器１１かもこの光信号に応じた電気信はが出力さ
れる。受光器１１は２個あり、これらの受光器１１から
出力される−し気信号はスピンドル３の上昇、下降の判
別等のためｓｉｎ波とｃａｓｄＪｉからなる。

この電気信号はケーブル１２で本体２の外部へ導出され
、ケーブル１２の途中に設けられた電気回路１３に入力
される。プリントｘ板１４に設けられたこの電気回路１
３は受光器１１からの電気信号を矩形波に整形する波形
整形回路１３Ａと、波形整形回路１３Ａからの矩形波出
力信号を分割　。

し、デジタル信号を発する分剤回路１３Ｂとから形成さ
れ、電気回路１３においてスピンドル３の中位移動変位
・′ｌ】に相ちするパルス信号が得られ、メインスケー
ルとインデックススケールとの相対移動変位量がデジタ
ル電気信号として検出される。この′電気信号はケーブ
ル１２の終端に設けられたコネクタ１５から出力され、
コネクタ１５を例えばＮＣ機械等の外部機器のプラグに
接続することにより電気信号はこの外部機器の制御のた
めに利用される。

尚、電気回路１３は上記のものに限定されず、例えば抵
抗分割型でもクロックパルス同期型でもよく、要すれば
受光器１１からの出力信号によりメインスケールとイン
デックススケールとの相対移動変位量を電気信号として
検出できるものであればよい。また、コネクタ１５は測
定結果表示用の表示器に接続してもよく、この表示器に
はコネクタ１５を用いずケーブル１２で直接接続しても
よい。

第２図は前記スピンドル３の頂部にメインスケール部材
４を設けるために使用する前記保持部材８を示す。保持
部材８はに部の大径部８Ａと下部の小径突出部８Ｂとか
らなる段付円柱状であり、大径部８Ａの上面８Ｃには保
持部材８の軸方向への深さを有する溝１６が形成されて
いる。この溝１６の相対向する２つの内側面１６Ａは平
行であり、且つこの内側面１６Ａの間隔換言すると溝１
６の幅寸法は薄板状のメインスケール部材４の厚さと略
等しく、メインスケール部材４は溝１６に緊密に挿入さ
れる。スピンドル３の上端にはスピンドル軸線方向への
深さを有する穴１７が形成され、この穴１７の内径寸法
は保持部材８のｒｉｕ記小径突出部８Ｂの外径寸法より
も大きく、小径突出部８Ｂは穴１７にＴＬ嵌される。

第３図には以上の保持部材８を介しスピンドル３にメイ
ンスケール部材４を取付ける作業方法が示されている。

この作業は治具台１８を使用して行なわれ、冶具台１８
は平行度が確保されて左右に形成された平滑平面１８Ａ
とＶ溝１８Ｂとを備える。冶具台１８による作業を始め
る前、予めメインスケール部材４の下部が保持部材８の
溝１６に緊密に挿入されて接着固定される、保持部材８
の小ｊ子突出ＢＢ８Ｂまたはスピンドル３の穴１７に接
ノ１削１９を塗布して穴１７に小径突出部８Ｂを遊嵌し
、スピンドル３を前記Ｖ溝１８Ｂに嵌め込み、メインス
ケール部材４を平滑平面１８Ａに載せて屯錘２０で押え
る。この結果、穴１７のなかで小ｔ’ｌ突出部８Ｂか動
くことにより保持部材８の溝１６の２つの内側面１６Ａ
はスピンドル３の軸線方向に延る平行な二面となり、内
側面１６Ａとスピンドル軸線とが平行になるとともに、
メインスケール部材４とスピンドル軸線とも平行になる
。　＊ｉｉ７記接着剤１９が乾燥固化すると、この状態
で固定される。

以上のようにメインスケール部材４を取付けたスピンド
ル３を前記本体に組付けると、前記インデックススケー
ル部材９のスケール面９Ａはスピンドル３の摺動軸線と
平行であってスピンドル軸線に平行になっているため、
メインスケール部材４とインデックススケール部材９と
の平行度は確保されることになる。従ってスピンドル３
の上下移動により両スケール部材４．９が相対移動変位
する際、両スケール部材４．９は僅少なりリアランスを
一定に維持して平行な対面移動する。

特にメインスケール部材４は保持部材８の溝１６により
両側支持されており、従って第４図で示した従来例の片
側支持よりもその支持構造か確実強固であること、及び
保持部材８は小径突出部８Ｂにおいてスピンドル３に全
周支持されていることのため、変位検出装置ｌを長年使
用してもメインスケール部材４がスピンドル３に対し姿
勢変化することはない。このため両スケール部材４，９
の間のクリアランスが変動しないため測定精度を保持で
きる。更に、スピンドル３の上端に形成する穴１７の精
度はラフなものでよいため、この穴１７の加工作業は容
易に行え、メインスケール部材４の取付部材をスピンド
ル３と保持部材８との２部材に分けたため、スピンドル
３に加工が実質上困難な高精度の溝等のスケール部材取
付部を形成することは不要になる。　　　　　　　　　
　　。

以上本実施例について述べたが、前記電気回路を必ずし
も前記ケーブルの途中に設ける必要はなく、ケーブルを
使用せず、本体の内部に電気回路を収納してもよく、δ
１１定結果を表示器で表示する場合にはこの表示器を本
体に一体に設けてもよい。また、本実施例では、メイン
スケール、インデックススケールは光電式用のスケール
であったか、本発明はこれ以外に例えば磁気式、静電式
のものについても適用可能であり、要すればスピンドル
移動により相対移動変位が生じるメインスケールとイン
デックススケールとが設けられているものであれば本発
明を適用できる。更にスピンドルに保持部材を介し取付
けるスケール部材は本実施例に限定されず、インデック
ススケール部材であってもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、メインスケール部材とインデックスス
ケール部材との位置関係、特に両スケール部材の間のク
リアランスを一定に維持でき、測定精度の確保が達成さ
れるとともに、従来よりもスピンドルとスケール部材と
の組立作業が容易になり、作業性の向上にも資する。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置の全体概略図、第２図は保持部材の斜視図
、第３図はスピンドルにスケール部材を取付ける作業を
説明するための図、第４図は従来例を示す図である。 ■・・・装置、２・・・本体、３・・・スピンドル、３
Ａ・・・測定子、４・・・メインスケール部材、８・・
・保持部材、８Ｂ・・・小径突出部　、９・・・インデ
ックススケール部材、９Ａ・・・スケール面、１６・・
・溝、１７・・・穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインスケール部材に取付けられたメインスケー
   ルと、インデックススケール部材に取付けられたインデ
   ックススケールとの相対移動変位量を電気信号として検
   出する変位検出装置において、一端に測定子を有するス
   ピンドルを本体に摺動自在に取付け、前記メインスケー
   ル部材とインデックススケール部材の一方を当該スケー
   ル面が前記スピンドルの摺動軸線と平行になるようにし
   て前記本体に固定し、他方のスケール部材を一端側に溝
   を有し且つ他端側に小径突出部を有する保持部材のこの
   溝に接着固定するとともに、この小径突出部を前記スピ
   ンドルの他端に設けられた穴に接着固定して前記両スケ
   ール部材を平行対面移動させる構成としたことを特徴と
   する変位検出装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記スピンドル
   側に固定される前記他方のスケール部材は薄板形状とさ
   れ、前記保持部材の溝は前記スピンドルの軸線方向に延
   る平行二面を有するものであることを特徴とする変位検
   出装置。