JP4210094B2

JP4210094B2 - スケール装置

Info

Publication number: JP4210094B2
Application number: JP2002295081A
Authority: JP
Inventors: 薫一中村; 満大野
Original assignee: ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: EP1408312A3; KR20040032046A; EP1408312A2; KR101039478B1; US20040065486A1; JP2004132735A; US6935043B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の工作機械や産業機械或いは精密機械等の機器に付設されて可動部の相対的な移動量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に関し、さらに詳しくはスケール部材を収納したケース部材と、このケース部材と相対的スライド動作するキャリアユニットとの防塵機構に関する。
【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機器には、一般にスケール装置が付設されてテーブル等の可動部の移動量や移動位置等の位置情報が検出され、この検出出力に基づいて位置制御等が行われる。スケール装置は、光学的、磁気的或いは機械的な位置信号が設けられて機器の固定部に取り付けられる長尺のスケール部材に対して、機器の可動部の移動動作に連動して検出器ユニットがスライド動作してこの検出器ユニットに設けた検出センサが位置信号を検出する。
【０００３】
スケール装置は、機器固定部に取り付けられるケース部材内にスケール部材が収納されるとともに、機器可動部にキャリアユニットが取り付けられてなる。スケール装置は、ケース部材内にスケール部材に対してその信号記録面に検出センサを対向させて検出器ユニットが走行自在に配置され、この検出器ユニットが連結部材を介してキャリアユニットと連結されている。スケール装置は、ケース部材の側面にスケール部材の位置信号形成領域に対応してガイド開口が形成され、このガイド開口内に連結部材がスライド動作自在に貫通される。
【０００４】
スケール装置は、上述したようにケース部材内にスケール部材と検出器ユニットとを収納することにより、位置信号の塵埃等に対する保護が図られるようにして高精度の測定・検出が行われるように構成される。スケール装置は、ケース部材にガイド開口が形成されており、連結部材のスライド動作を可能とさせながらガイド開口を全長に亘って閉塞するシール機構が付設されている。シール機構については、ガイド開口を全長に亘って閉塞する一対のシールリップ部材を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
スケール装置１００は、図９に示すようにケース部材１０１に形成されたガイド開口１０２の両側部に沿って合成樹脂やゴム等により成形された一対のシールリップ部材１０３、１０４が取り付けられてなる。各シールリップ部材１０３、１０４は、それぞれの先端部１０３ａ、１０４ａが互いに弾接するようにしてガイド開口１０２内の両側部に沿って取り付けられている。シールリップ部材１０３、１０４は、キャリアユニット１０５と図示しない検出器ユニットとを連結する連結部材１０６の両側面に弾接する。シールリップ部材１０３、１０４は、連結部材１０６がガイド開口１０２内をスライド移動した場合にも、先端部１０３ａ、１０４ａが移動方向の全域に亘って両側面に弾接することによってガイド開口１０２を閉塞した状態に保持する。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９１１７４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したスケール装置１００においては、連結部材１０６がシールリップ部材１０３、１０４の先端部１０３ａ、１０４ａを押し広げながらガイド開口１０２内をスライド移動する。スケール装置１００においては、連結部材１０６が、中央部に対してスライド方向の両端部１０６ａ、１０６ｂに向かって次第に厚みを小さくするように断面形状が略舟形に形成されている。
【０００８】
スケール装置１００は、上述したように連結部材１０６の両側面にシールリップ部材１０３、１０４の先端部１０３ａ、１０４ａが弾接してガイド開口１０２を閉塞するように構成されているが、図１０に示すように両端部１０６ａ、１０６ｂに厚みがあるためにその近傍部位において先端部１０３ａ、１０４ａが弾接せずに隙間１０７ａ、１０７ｂが生じてしまう。スケール装置１００は、このためにシール機構の機能が損なわれてこれら隙間１０７ａ、１０７ｂから塵埃等が侵入することにより、測定・検出精度が低下したりスケール部材に記録された位置信号が損傷する等の問題が発生する虞があった。
【０００９】
したがって、本発明は、連結部材の両端部の近傍におけるシールリップ部材の僅かな隙間の発生を低減することによって塵埃等による影響を低減し、高精度の測定・検出が行い得るようにしたスケール装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００１０】
【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は、スケール部材と、ケース部材と、一対のシールリップ部材と、検出器ユニットと、キャリアユニットと、連結部材と、一対の保持ガイド部材とを備える。スケール装置は、スケール部材の信号形成面に、光学的、磁気的或いは機械的な位置信号が直線上に位置して形成される。スケール装置は、スケール部材を内部に収納固定するケース部材が、スケール部材の信号形成面に対応してガイド開口を形成するとともに、このガイド開口を構成する両側面部の内面にそれぞれガイド開口に沿ってシールリップ取付溝と保持ガイド溝とを上下２段に形成する。スケール装置は、一対のシールリップ部材が、可撓性を有するシート材によって形成され、基端部をケース部材のシールリップ取付溝に固定されることにより先端部が互いに弾接してガイド開口を全域に亘って閉塞する。スケール装置は、検出器ユニットが、ケース部材の内部にスケール部材の信号形成面と対向してスライド自在に収納され、スライド動作することにより内蔵した検出センサによって位置信号を検出して検出信号を出力する。スケール装置は、キャリアユニットが、機器可動部の移動動作に伴ってケース部材と相対的にスライド動作する。スケール装置は、連結部材が、ケース部材のガイド開口を貫通して検出器ユニットとキャリアユニットとを連結するとともに、ケース部材とキャリアユニットとの相対的なスライド動作にしたがって各シールリップ部材を押し広げながらガイド開口内を移動する。スケール装置は、保持ガイド部材が、各シールリップ部材を挟んでキャリアユニットに固定され、ケース部材の保持ガイド溝に沿ってスライド動作される連結部材よりも長尺の部材からなる。スケール装置は、保持ガイド部材が、それぞれの連結部材の両端部の外側近傍位置において相対し、各シールリップ部材の外側面をそれぞれ押圧することにより先端部を弾接させてガイド開口の閉塞習性を付与するシールリップ押圧手段を設ける。
【００１１】
以上のように構成された本発明にかかるスケール装置によれば、連結部材の厚みによってその両端部の外側近傍部位において各シールリップ部材の先端部を押し広げるような力が生じる。スケール装置によれば、キャリアユニットに固定されるとともにケース部材に形成した保持ガイド溝に沿ってスライド動作される保持ガイド部材に設けたシールリップ押圧手段が各シールリップ部材の先端部を押圧してその拡がりを抑制することで、連結部材の両端部の外側近傍において隙間の発生を抑制する。したがって、スケール装置によれば、各シールリップ部材によるケース部材内の密閉性が保持されることによって、測定・検出精度が保持されるようにし或いはスケール部材に記録された位置信号の損傷等を防止する。
【００１２】
【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スケール装置１は、例えば精密工作機器等に付設されてテーブル等の可動部の移動量や移動位置等の位置情報を精密に検出して検出信号を制御部等に出力することにより、可動部の位置制御等が行われるようにする。スケール装置１は、図１及び図２に示すように、詳細を省略する機器側の機器固定部２に取り付けられたスケール部３と、機器側の機器可動部４にスケール部３に対向して取り付けられることによりこの機器可動部４の移動動作に伴ってスライド動作する検出部５とから構成される。なお、以下の説明において、上下・左右・内外等の用語は、図１を基準として用いるものとする。
【００１３】
スケール装置１は、スケール部３が、長尺のスケール部材６と、このスケール部材６の両端部をそれぞれ支持する支持部材７Ａ、７Ｂと、スケール部材６を収納するとともに両端部に支持部材７Ａ、７Ｂが組み合わされるケース部材８等の部材によって構成される。スケール部材６には、詳細を省略するが第１の主面上に、光学的、磁気的或いは機械的な位置信号が直線上に位置して設けられることによってこの第１の主面を信号形成面６ａとして構成してなる。スケール部材６は、図１に示すように断面略下向きコ字状を呈する各支持部材７Ａ、７Ｂの内面に両端部を位置決め保持され、これら支持部材７Ａ、７Ｂを介してケース部材８の内部空間８ａ内に固定されて収納される。
【００１４】
ケース部材８は、鉄材やステンレス材等の金属板により、図１及び図２に示すようにスケール部材６を収納して長さ方向の全域に亘って被覆するに足る長さを有するとともに、底面部が開放されてチャンネル状に形成されてなる。ケース部材８は、一方の側面部（取付側面部）８ｂ側に詳細を省略するが機器固定部２に取付固定するための取付部が形成されている。ケース部材８は、スケール部材６を収納した状態において、両端の開口部位が支持部材７Ａ、７Ｂによってそれぞれ閉塞され、取付側面部８ｂにスケール部材６を対峙させた状態で収納する。
【００１５】
ケース部材８は、底面部の開放部位が、詳細を後述するように検出部５が機器可動部４の移動動作に伴ってスケール部材６に沿って相対的にスライド動作するガイド開口９を構成してなる。ケース部材８は、取付側面部８ｂ、側面部８ｃが支持部材７Ａ、７Ｂの下端部から突出する高さを有しており、図１に示すようにそれぞれの突出部位８ｄ、８ｅの相対する内面に詳細を後述する左右一対のシールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂと保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂとが上下２段に形成されている。
【００１６】
シールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂは、ケース部材８の突出部位８ｄ、８ｅの相対する内面にそれぞれ対向して形成され、少なくともガイド開口９の全長に対応する長さを有する凹溝からなる。シールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ底部から開口部に向かって次第に下方へと傾斜してガイド開口９に開口されている。シールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂには、図１に示すように詳細を後述するシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂが片持ち状態で組み付けられる。
【００１７】
保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂは、ケース部材８の突出部位８ｄ、８ｅの相対する内面にそれぞれ対向して形成され、シールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂとそれぞれ平行でかつ少なくともガイド開口９の全長に対応する長さを有する凹溝からなる。保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂには、詳細を後述するように検出部５の保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂが相対係合することによってケース部材８とキャリアユニット１３との組合せ状態が保持されるようにする。なお、保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂは、キャリアユニット１３がスライド動作する際に、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂを溝内にスライド動作可能とする。
【００１８】
シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、弾性素材、例えばフッ化系ゴムやポリウレタン樹脂等によって成形されてなる。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、それぞれシールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂに嵌合される基部１２ａ、１２ｂと、この基部１２ａ、１２ｂから一体に突出されたシール部１２ｃ、１２ｄとからなる。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、基部１２ａ、１２ｂがやや厚みのある剛性を有して形成されるとともに、シール部１２ｃ、１２ｄが薄肉のシート状とされてなる。
【００１９】
シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、全体がガイド開口９の長さとほぼ同等の全長を有しており、各シール部１２ｃ、１２ｄがガイド開口９の開口幅の１／２よりもやや大きな長さ（高さ）を有して形成されている。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、基部１２ａ、１２ｂがシールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂに嵌合されることによりケース部材８に片持ち状態で組み付けられ、この組付状態において各シール部１２ｃ、１２ｄがガイド開口９内に互いに向き合って突出する。
【００２０】
シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、基部１２ａ、１２ｂが上述したように傾斜凹溝からなるシールリップ取付溝１０Ａ、１０Ｂに嵌合されることにより、各シール部１２ｃ、１２ｄがガイド開口９内に互いに近づきながら下方に向かって突出する。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、各シール部１２ｃ、１２ｄが図１に示すように相対する先端部１２ｅ、１２ｆにおいて互いに弾接することによって、ガイド開口９を長さ方向の全域に亘って閉塞する。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、これによってガイド開口９からケース部材８の内部空間８ａへの塵埃等の侵入を防止する作用を奏する。
【００２１】
スケール装置１は、検出部５が、機器可動部４に固定された上述したキャリアユニット１３と、スケール部材６の位置信号を検出する検出センサ１４を搭載した検出器ユニット１５と、これらキャリアユニット１３と検出器ユニット１５とを連結する連結部材１６等のユニット体や部材によって構成される。検出器ユニット１５は、図２に示すようにスケール部材６の信号形成面６ａと平行に対峙する基板部材１７と、この基板部材１７に対してセンサ取付部材１８を介して搭載された検出センサ１４と、複数個のガイドローラ１９Ａ〜１９Ｅ等の部材から構成される。
【００２２】
検出器ユニット１５は、ケース部材８の内部空間８ａ内に、検出センサ１４が信号形成面６ａと所定の対向間隔を保持された状態でスケール部材６の長手方向に沿ってスライド自在に収納される。検出器ユニット１５は、基板部材１７がスケール部材６に対して精密に位置決めされて組み合わされるとともにこの基板部材１７に対してセンサ取付部材１８が精密に位置決めされて組み合わされることにより、検出センサ１４がスケール部材６の位置信号形成領域６ｂに対して精密に位置決めされる。
【００２３】
検出器ユニット１５には、詳細を省略するが複数個のガイドローラ１９Ａ〜１９Ｅが基板部材１７の長手方向の両端部近傍やスケール部材６の下縁部との対向位置にそれぞれ配置されている。検出器ユニット１５は、後述するように機器可動部４の移動動作にしたがって各ガイドローラ１９Ａ〜１９Ｅが信号形成面６ａ及び下縁部を転動することにより、スケール部材６に対して縦振れや横振れ等を生じることなく円滑なスライド動作が行われる。
【００２４】
検出器ユニット１５は、機器可動部４の移動動作に伴ってスケール部材６に沿ってスライド動作することで、検出センサ１４が信号形成面６ａに設けられた位置信号の検出を行う。検出器ユニット１５は、検出センサ１４が図示しないフレキシブルケーブルを介してキャリアユニット１３と接続されており、位置信号の検出出力をキャリアユニット１３へと送出する。
【００２５】
キャリアユニット１３は、上述したように機器可動部４に固定される。キャリアユニット１３は、検出器ユニット１５からのフレキシブルケーブルの一端部が接続されるとともに詳細を省略するが図示しない機器制御部や表示装置と接続されたケーブル２０が設けられており、検出センサ１４が検出した位置信号の検出出力を機器制御部や表示装置へと供給する。キャリアユニット１３には、上面部の幅方向の両側に沿って、一対の保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂが設けられている。
【００２６】
キャリアユニット１３は、上述したように連結部材１６を介して検出器ユニット１５と連結されている。連結部材１６は、全体板状の部材であり、図１及び図２に示すように上面部において検出器ユニット１５の底面に固定されるとともに基部１６ａがガイド開口９を貫通しかつ底面部においてキャリアユニット１３の上面に固定されることにより、キャリアユニット１３と検出器ユニット１５とを一体化する。連結部材１６は、基部１６ａが、図３に示すように長さ方向の左右両端部１６ｂ、１６ｃの厚みを次第にすぼめた断面略舟型を呈して形成されている。
【００２７】
連結部材１６には、図３に示すようにガイド開口９を貫通する基部１６ａの両側面に、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂのシール部１２ｃ、１２ｄが弾性変形した状態で長さ方向の全域に亘って当接する。連結部材１６は、機器可動部４の移動動作に伴ってキャリアユニット１３を介してガイド開口９内をスライド動作する際にも、詳細を後述する機構によってシール部１２ｃ、１２ｄによる両側面の当接状態が保持される。したがって、スケール装置１は、ガイド開口９内を連結部材１６がスライド動作するが、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞状態が保持されることでケース部材８の内部空間８ａへの塵埃等の侵入が阻止されて精密な計測が行われる。
【００２８】
保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂは、低摩擦、耐摩耗特性を有する樹脂材、例えばテフロン（登録商標）やポリアセタール樹脂等によって成形される。保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ後述する連結部材１６よりもやや長尺の部材であり、図１に示すように断面略コ字状を呈している。保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ下端部がキャリアユニット１３に固定されるとともに上端部がケース部材８に形成した保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂに相対係合されて組み付けられることにより、図３に示すようにシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを挟んで相対して配置される。
【００２９】
保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂは、保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂに相対係合されることにより、キャリアユニット１３とケース部材８との組合せ状態、換言すればスケール部３と検出部５との組合せ状態を保持する。したがって、スケール装置１は、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂと保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂとが相対係合してスケール部３と検出部５とを分離されない構造とすることから、例えばスケール部３と検出部５とを機器固定部２や機器可動部４にそれぞれ取り付ける際にもガイド開口９からケース部材８の内部空間８ａへの塵埃等の侵入が防止される。
【００３０】
なお、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂは、後述するキャリアユニット１３の移動動作に伴って保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂ内を移動動作するが、低摩擦、耐摩耗特性を有する樹脂材によって成形されることでキャリアユニット１３を円滑に移動動作させるとともに耐久性も高い。
【００３１】
取付側面部８ｂ側に固定される保持ガイド部材２１Ａには、連結部材１６の長さ方向の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍に対向位置してそれぞれガイド開口９に突出する第１のシールリップ押圧部２２Ａと第２のシールリップ押圧部２２Ｂと一体に形成されている。第１のシールリップ押圧部２２Ａと第２のシールリップ押圧部２２Ｂは、図１に示すように先端部２２ａ、２２ｂがガイド開口９の幅方向の中心よりもやや外側に位置されるとともにシールリップ部材１２Ａの外側面を押圧するに足る突出量を以って保持ガイド部材２１Ａに形成されている。
【００３２】
側面部８ｃ側に固定される保持ガイド部材２１Ｂにも、保持ガイド部材２１Ａ側の第１のシールリップ押圧部２２Ａと第２のシールリップ押圧部２２Ｂとにそれぞれ対向しかつ連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍に対向位置してそれぞれガイド開口９に突出する第１のシールリップ押圧部２３Ａと第２のシールリップ押圧部２３Ｂが一体に形成されている。第１のシールリップ押圧部２３Ａと第２のシールリップ押圧部２３Ｂも、図１に示すように先端部２３ａ、２３ｂがガイド開口９の幅方向の中心よりもやや外側に位置されるとともにシールリップ部材１２Ｂの外側面を押圧するに足る突出量を以って保持ガイド部材２１Ｂに形成されている。
【００３３】
保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａとは、図３に示すように連結部材１６の左端部１６ｂの近傍位置において、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂが互いに弾接状態を保持されるようにそれぞれの外側面を押圧して挟持する。保持ガイド部材２１Ａの第２のシールリップ押圧部２２Ｂと保持ガイド部材２１Ｂの第２のシールリップ押圧部２３Ｂとは、図３に示すように連結部材１６の右端部１６ｃの近傍位置において、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂが互いに弾接状態を保持されるようにそれぞれの外側面を押圧して挟持する。
【００３４】
シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、上述したようにシール部１２ｃ、１２ｄが連結部材１６の両側面に弾接しているが、連結部材１６の基部１６ａの厚みによりその左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍においてシール部１２ｃ、１２ｄに対して押し広げる方向の力が作用する。シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂは、シール部１２ｃ、１２ｄが連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍位置において、保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａ及び保持ガイド部材２１Ａの第２のシールリップ押圧部２２Ｂと保持ガイド部材２１Ｂの第２のシールリップ押圧部２３Ｂとによってそれぞれ押圧されることにより、連結部材１６との間の隙間発生が抑制されてガイド開口９を確実に閉塞する。
【００３５】
スケール装置１においては、保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａ及び保持ガイド部材２１Ａの第２のシールリップ押圧部２２Ｂと保持ガイド部材２１Ｂの第２のシールリップ押圧部２３Ｂとが、図４実線で示すようにシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆを押圧挟持する場合に、それらの対向間隔Ｌ１が、
２（ｔ−δ）＜Ｌ１＜２ｔ
但し、ｔ：各シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの厚み。δ：各シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの弾性変形量。
に設定される。
【００３６】
スケール装置１においては、上述した構成により、保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａとがシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅを押圧することにより、弾接状態が直接保持される。また、スケール装置１においては、保持ガイド部材２１Ａの第２のシールリップ押圧部２２Ｂと保持ガイド部材２１Ｂの第２のシールリップ押圧部２３Ｂとがシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｆを押圧することにより、弾接状態が直接保持される。
【００３７】
また、スケール装置１においては、保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａ及び保持ガイド部材２１Ａの第２のシールリップ押圧部２２Ｂと保持ガイド部材２１Ｂの第２のシールリップ押圧部２３Ｂとが、図４破線で示すようにシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆから所定の高さ位置のシール部１２ｃ、１２ｄを押圧する場合に、それらの対向間隔Ｌ２が、
２（ｔ−δ）＜Ｌ２＜Ｃ・ｔａｎθ＋２ｔ
但し、ｔ：各シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの厚み。δ：各シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの弾性変形量。Ｃ：シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆからの押圧部位の高さ位置。θ：シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの開き角度。
に設定される。
【００３８】
スケール装置１においては、上述した構成により、図４に示すように保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａとがシールリップ部材１２Ａのシール部１２ｃに弾性変形を生じさせ、連結部材１６の一端部（左端部）１６ｂにおいてシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆの弾接状態が保持されるようにする。また、スケール装置１においては、保持ガイド部材２１Ａの第１のシールリップ押圧部２２Ａと保持ガイド部材２１Ｂの第１のシールリップ押圧部２３Ａとがシールリップ部材１２Ｂのシール部１２ｄに弾性変形を生じさせ、連結部材１６の右端部１６ｃにおいてシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆの弾接状態が保持されるようにする。
【００３９】
スケール装置１においては、上述した構成によりシールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂとシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂがシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの先端部１２ｅ、１２ｆに対して押圧位置が遠ざけられることから、摺動抵抗が低減されて耐久性の向上が図られるようになる。また、スケール装置１においては、シールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂとシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂとが対向間隔Ｌ２の許容幅が大きくなり、位置決めが容易となる。
【００４０】
以上のように構成されたスケール装置１においては、機器固定部２側に取り付けられたケース部材８の内部空間８ａ内にスケール部材６と対向してスライド自在に収納された検出器ユニット１５と機器可動部４側に取り付けられたキャリアユニット１３とが、ケース部材８に形成したガイド開口９を貫通する連結部材１６を介して連結されることによって検出部５を構成する。スケール装置１においては、ケース部材８に一対のシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂが設けられ、それぞれのシール部１２ｃ、１２ｄが弾接することによりガイド開口９を長さ方向の全域に亘って閉塞して内部空間８ａ内への塵埃等の侵入が抑制されている。
【００４１】
スケール装置１においては、ガイド開口９を貫通する連結部材１６の基部１６ａの両側面にシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂのシール部１２ｃ、１２ｄが弾接することで、連結部材１６の貫通部位においてもシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞状態が保持され内部空間８ａ内への塵埃等の侵入が抑制されている。スケール装置１においては、連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍に位置して保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂに形成されたシールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂ及びシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂが、それぞれシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを押圧する。スケール装置１においては、連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍においてもシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂの弾接状態が保持されている。
【００４２】
スケール装置１においては、機器固定部２に対して機器可動部４が移動動作すると、機器可動部４とともにキャリアユニット１３がケース部材８に沿ってスライド動作する。スケール装置１においては、キャリアユニット１３のスライド動作に伴って連結部材１６を介して検出器ユニット１５がケース部材８の内部空間８ａ内においてスケール部材６に沿ってスライド動作する。スケール装置１においては、検出器ユニット１５に搭載した検出センサ１４がスケール部材６の位置信号形成領域６ｂを走査して記録された位置信号を検出する。スケール装置１においては、検出センサ１４から検出出力がキャリアユニット１３へと送出され、ケーブル２０を介して機器制御部や表示装置へと供給される。
【００４３】
スケール装置１においては、検出器ユニット１５のスライド動作に伴って連結部材１６がシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを押し広げながらガイド開口９内をスライド動作する。スケール装置１においては、連結部材１６のスライド動作に際してもシールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂ及びシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂが左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍においてシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを押圧することで、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞状態が保持される。スケール装置１においては、工作機等に付設されて用いられた場合でも、加工中に塵埃、加工粉或いは油滴等のケース部材８内への侵入が確実に阻止されて精密な計測を行う。
【００４４】
スケール装置１においては、上述したようにキャリアユニット１３に、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂを設けるとともに、各保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂにシールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂ及びシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂを形成したが、かかる構成に限定されるものでは無いことは勿論である。スケール装置１は、例えば保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂを連結部材１６に一体に形成するようにしてもよい。スケール装置１は、キャリアユニット１３がケース部材８と他の保持ガイド機構を介して組み合わされている場合に、キャリアユニット１３に保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂを一体に形成するようにしてもよい。また、スケール装置１は、シールリップ押圧部２２Ａ、２２Ｂ及びシールリップ押圧部２３Ａ、２３Ｂを別部材として保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂに組み合わせたり、キャリアユニット１３に対して一体に形成し或いは別部材として組み合わせるようにしてもよい。
【００４５】
図５に示したスケール装置３０は、上述したスケール装置１と同様に、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂに、連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃに対応位置してシールリップ押圧部３１Ａ乃至３１Ｄが一体に形成されてなる。スケール装置３０は、それぞれ半円状に形成された各シールリップ押圧部３１Ａ乃至３１Ｄの根元部位に、それぞれスリット３２Ａ乃至３２Ｄが形成された構成に特徴を有している。なお、スケール装置３０は、その他の構成を上述したスケール装置１と同様とすることから、その説明を省略する。
【００４６】
シールリップ押圧部３１Ａ、３１Ｃは、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂの連結部材１６の左端部１６ｂに対応位置して形成されており、それぞれのスリット３２Ａ、３２Ｃが互いに向き合うように内側に開口するとともに、スライド方向に平行な方向、換言すればシールリップ部材１２Ａと平行に形成されている。シールリップ押圧部３１Ｂ、３１Ｄは、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂの連結部材１６の右端部１６ｃに対応位置して形成されており、それぞれのスリット３２Ｂ、３２Ｄが内側に開口するとともに、スライド方向に平行な方向、換言すればシールリップ部材１２Ａと平行に形成されている。
【００４７】
以上のように構成されたスケール装置３０によれば、連結部材１６がガイド開口９内をスライド移動する際に上下方向に揺動することがある。スケール装置３０によれば、各シールリップ押圧部３１Ａ乃至３１Ｄが根元部位において形成されたスリット３２Ａ乃至３２Ｄを介して弾性変形することにより、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂに対する押圧状態が保持されるようになる。したがって、スケール装置３０によれば、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞習性がより確実に保持されるようになる。
【００４８】
図６に示したスケール装置３５は、保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂに、連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃに対応位置してシールリップ押圧コロ３６Ａ乃至３６Ｄが設けられてなる。シールリップ押圧コロ３６Ａ、３６Ｃは、連結部材１６の左端部１６ｂの近傍においてシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂのシール部１２ｃ、１２ｄをある高さ範囲で挟持する。同様にして、シールリップ押圧コロ３６Ｂ、３６Ｄは、連結部材１６の右端部１６ｃの近傍においてシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂのシール部１２ｃ、１２ｄをある高さ範囲で挟持する。
【００４９】
以上のように構成されたスケール装置３５によれば、キャリアユニット１３の移動動作に伴って保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂがスライド動作する際に、各シールリップ押圧コロ３６Ａ乃至３６Ｄがシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを押圧した状態で回転動作することから摺動抵抗が低減され、スケール装置１の耐久性の向上を図るようにする。また、スケール装置３５によれば、各シールリップ押圧コロ３６Ａ乃至３６Ｄがシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂをある高さ範囲で押圧した状態で回転動作することから、連結部材１６がガイド開口９内をスライド移動する際に上下方向に揺動したり各部の寸法精度の公差範囲が大きな場合であってもシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞習性がより確実に保持されるようにする。
【００５０】
図７に示したスケール装置４０は、連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃに対応位置して保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂにバネ材からなるシールリップ押圧部材４１Ａ乃至４１Ｄを設けてなる。シールリップ押圧部材４１Ａ乃至４１Ｄは、基端部が保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂに取り付けられ、それぞれの自由端部によりシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを連結部材１６の左右両端部１６ｂ、１６ｃの近傍において基部１６ａの両側面に押圧する。
【００５１】
スケール装置４０は、連結部材１６がガイド開口９内を移動動作する際に上下方向や幅方向に揺動することがある。スケール装置４０は、シールリップ押圧部材４１Ａ乃至４１Ｄによってシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂを連結部材１６の両側面に積極的に押圧することで、シールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞習性がより確実に保持されるようにする。スケール装置４０は、各部の寸法精度の公差範囲が大きく、シールリップ押圧部材４１Ａ乃至４１Ｄのセンタ位置に多少のズレがあってもシールリップ部材１２Ａ、１２Ｂによるガイド開口９の閉塞習性を確実に保持する。
【００５２】
ところで、スケール装置１においては、上述したようにケース部材８とキャリアユニット１３との組合せ状態の保持構造が、ケース部材８の内面に形成した保持ガイド溝１１Ａ、１１Ｂにキャリアユニット１３に設けた保持ガイド部材２１Ａ、２１Ｂをそれぞれ相対係合させて構成されている。図８に示したスケール装置４５は、ケース部材８の取付側面部８ｂ、側面部８ｃの外側面に長さ方向の保持ガイド溝４６Ａ、４６Ｂが形成され、これら保持ガイド溝４６Ａ、４６Ｂに対応してキャリアユニット１３に保持ガイド凸部４７Ａ乃至４７Ｄが一体に形成されてなる。なお、スケール装置４５は、その他の基本的な構成を上述したスケール装置１と同様とすることから、対応する部位には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００５３】
したがって、スケール装置４５においても、機器への取付等の操作に際してもケース部材８とキャリアユニット１３とが分離されない構造となっており、ガイド開口９からケース部材８の内部空間８ａに塵埃等が侵入することが確実に抑制される。また、スケール装置４５においては、ガイド開口９が外方に直接露出されない構造となっていることからも、塵埃等の侵入抑制がより確実となる。
【００５４】
なお、上述したスケール装置１、４５においては、ケース部材８を機器固定部２に取り付けるとともにキャリアユニット１３を機器可動部４に取り付けることによって連結部材１６がガイド開口９内をスライド動作するように構成されている。スケール装置１、４５においては、ケース部材８を機器可動部４に取り付けるとともにキャリアユニット１３を機器固定部２に取り付けて用いられることもあるが、この場合には連結部材１６の位置が固定でガイド開口９側が移動することになる。スケール装置１、４５においては、かかる使用例であっても上述したシーリング作用が確実に保持される。
【００５５】
スケール装置１、４５においては、ケース部材８を断面コ字状に形成して開放された底面部をガイド開口９として構成したが、ケース部材８がかかる構成に限定されるものではないことは勿論である。ガイド開口９については、機器に対するスケール装置１、４５の組合せ構造、ケース部材８とキャリアユニット１３との組合せ構造等によってケース部材８に適宜形成される。ガイド開口９は、いずれの場合にもケース部材８に長手方向の開口部として形成され、上述したシール構造が付設される。
【００５６】
また、スケール装置１、４５においては、上述したようにケース部材８に保持ガイド溝１１、４６を形成するとともにキャリアユニット１３に保持ガイド部材２１或いは保持ガイド凸部４７を形成して、ケース部材８とキャリアユニット１３との組合せ状態を保持するように構成したが、本発明はかかる保持構造を必須とするものでは無いことは勿論である。スケール装置１、４５は、上述した構造に代えて例えば適宜の結合部材等を用いてケース部材８とキャリアユニット１３とを仮保持するようにしてもよく、また機器の設置環境によっては特に保持構造を不要とする場合もある。
【００５７】
【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によれば、シールリップ部材によって閉塞されたケース部材のガイド開口内をスライド動作する連結部材の両端部の外側近傍部位においてキャリアユニットに固定されるとともにケース部材に形成した保持ガイド溝に沿ってスライド動作される保持ガイド部材に設けたシールリップ押圧手段によりシールリップ部材の先端部を押圧してその拡がりを抑制することにより、連結部材の両端部の近傍部位におけるシールリップ部材間の隙間の発生が抑制される。したがって、スケール装置によれば、シールリップ部材によるケース部材内の密閉性が確実に保持され、測定・検出精度が保持されるとともにスケール部材に記録された位置信号の損傷等の防止が図られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスケール装置の使用状態を説明する要部縦断面図である。
【図２】同スケール装置の一部切欠き要部側面図である。
【図３】同スケール装置のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【図４】同スケール装置のシールリップ部材に対するシールリップ押圧部材による押圧構造の説明図である。
【図５】他のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【図６】他のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【図７】他のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【図８】他のケース部材とキャリアユニットとの結合構造を説明する要部斜視図である。
【図９】従来のスケール装置のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【図１０】同スケール装置のシール構造を説明する要部水平断面図である。
【符号の説明】
１スケール装置、２機器固定部、３スケール部、４機器可動部、５検出部、６スケール部材、６ｂ位置信号形成領域、７支持部材、８ケース部材、９ガイド開口、１０シールリップ取付溝、１１保持ガイド溝、１２シールリップ部材、１３キャリアユニット、１４検出センサ、１５検出器ユニット、１６連結部材、２１保持ガイド部材、２２シールリップ押圧部、２３シールリップ押圧部、３１シールリップ押圧部、３２スリット、３６シールリップ押圧コロ、４１シールリップ押圧部材、４６保持ガイド溝、４７保持ガイド凸部

Claims

信号形成面に位置信号を形成したスケール部材と、
上記スケール部材を内部に収納固定し、上記信号形成面に対応してガイド開口を形成するとともに、このガイド開口を構成する両側面部の内面にそれぞれ上記ガイド開口に沿ってシールリップ取付溝と保持ガイド溝とを上下２段に形成したケース部材と、
可撓性を有するシート材によって形成され、基端部を上記ケース部材の上記シールリップ取付溝に固定されることにより先端部が互いに弾接して上記ガイド開口を全域に亘って閉塞する一対のシールリップ部材と、
上記ケース部材の内部に上記スケール部材の信号形成面と対向してスライド自在に収納されて内蔵した検出センサにより上記位置信号を検出する検出器ユニットと、
機器可動部の移動動作に伴って上記ケース部材と相対的にスライド動作するキャリアユニットと、
上記ケース部材のガイド開口を貫通して上記検出器ユニットと上記キャリアユニットとを連結するとともに、上記ケース部材と上記キャリアユニットとの相対的なスライド動作にしたがって上記各シールリップ部材を押し広げながら上記ガイド開口内を移動する連結部材と、
上記各シールリップ部材を挟んで上記キャリアユニットに固定され、上記ケース部材の上記保持ガイド溝に沿ってスライド動作される上記連結部材よりも長尺の部材からなる一対の保持ガイド部材とを備え、
上記各保持ガイド部材には、それぞれの上記連結部材の両端部の外側近傍位置において相対して設けられ、上記各シールリップ部材の外側面をそれぞれ押圧することにより先端部を弾接させて上記ガイド開口の閉塞習性を付与するシールリップ押圧手段を有することを特徴とするスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、相対する上記各シールリップ部材の外側面を押圧する押圧部位の対向間隔Ｌを、
２（ｔ−δ）＜Ｌ＜２ｔ
ただし、ｔ：各シールリップ部材の厚み。δ：各シールリップ部材の弾性変形量。
に設定されて設けられることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、相対する上記各シールリップ部材の外側面を押圧する押圧部位の対向間隔Ｌを、
２（ｔ−δ）＜Ｌ＜Ｃ・ｔａｎθ＋２ｔ
ただし、ｔ：各シールリップ部材の厚み。δ：各シールリップ部材の弾性変形量。Ｃ：シールリップ部材の先端からの押圧部位の位置。θ：一対のシールリップ部材の開き角度。
に設定されて設けられることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、それぞれ低摩擦特性及び耐摩耗特性を有することを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、それぞれ上記保持ガイド部材に一体に形成された凸部からなり、
上記各凸部の基端に上記シールリップ部材と平行な方向のスリットが形成されることにより上記シールリップ部材の押圧方向に対して弾性を付与されることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、それぞれ上記保持ガイド部材に回転自在に取り付けたコロ軸受体からなることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記保持ガイド部材に設ける上記シールリップ押圧手段が、それぞれの一端部を上記保持ガイド部材に片持ち支持され、自由端により上記シールリップ部材の外側面を押圧する弾性片からなることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。
上記ケース部材と上記キャリアユニットとの相対向するそれぞれの側面部に、相対係合することによって上記ケース部材と上記キャリアユニットとの組合せ状態を保持する保持部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスケール装置。