JP6895332B2 - リニアスケール - Google Patents
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Description
ここで、熱によりスケール枠に生じる伸縮は、リニアスケールの測定方向と平行な方向への変形のことをいう。また、熱応力によりスケール枠に生じる曲がりは、リニアスケールの測定方向と垂直な方向への変形をいう。
板ばね機構は、枠体端部から測長方向に伸びて形成される板を備え、この板と端部固定部材とを接続することにより構成されている。
平行板ばね機構は、端部固定部に切欠きおよび空所を設けることで形成される測長方向と垂直な枠体の幅方向に伸びる2枚の板状の部材を備える。平行板ばね機構は、この2枚の板状の部材により構成されている。
ユニット型直線変位測定装置は、板ばね機構により枠体の曲がりを吸収し、平行板ばね機構により枠体の伸縮を吸収する。
したがって、リニアスケールは、スケールの変形を抑制して検出器が検出する検出精度を保つとともに製造コストの低減および製造効率の向上を図ることができる。
また、固定具は、取付穴の貫通方向の長さより短い長さに形成される筒部に内挿される軸部と、取付穴の内径より大きい外径の頭部と、を備えるため、背面ブッシュと取付穴とを介して、一方の測定対象部にスケール枠を固定することができる。
また、背面ブッシュおよび正面ブッシュの筒部は、取付穴の内部において互いに接触しない長さに形成されるため、固定具は、背面ブッシュと、正面ブッシュと、取付穴と、を介して一方の測定対象部にスケール枠を確実に固定することができる。
図1〜図3は、本発明に係るリニアスケールを示す図である。具体的には、図1(A)は、リニアスケールの斜視図であり、図1(B)は、リニアスケールの側面図である。また、図2は、図1(A)の紙面左側部分のリニアスケールを示す部分拡大図であり、図3は、図1(A)のA−A断面におけるリニアスケールの断面図である。
測定器1は、一対の測定対象部W1,W2間の移動距離を測定するものであって、測定器本体2が一方の測定対象部W1に固定され、検出器3が他方の測定対象部W2に固定される。一対の測定対象部W1,W2は、主に鉄で形成されている。
なお、図1(A)では、一対の測定対象部W1,W2は図示せずに省略している。
固定穴6は、一方の測定対象部W1と対面するスケール枠4の背面4Bから一方の測定対象部W1とは反対側のスケール枠4の正面4Cに貫通して固定ブロック7に形成されている。
固定ブロック7に形成される固定穴6は、削り出しにより形成されている。なお、固定ブロック7に形成される固定穴6は、削り出しにより形成されていなくてもよく、例えば金型等を用いて成型されていてもよい。すなわち、固定ブロックは、所定の寸法の固定穴を有していればよく、固定穴は、どのような製法を用いて形成されていてもよい。
固定具8は、固定穴6に挿通させて一方の測定対象部W1に測定器本体2を固定する軸部81と、軸部81よりも大径の頭部82と、を備える。
背面ブッシュ10および正面ブッシュ20は、同一の形状を有しており、固定具8の軸部81を内挿するとともに固定穴6に内挿される筒部11,21と、筒部11,21の端部に形成されるフランジ12,22と、筒部11,21の外周面を覆うように設けられている筒状の弾性部材13,23と、を備える。
弾性部材13,23は、筒部11,21の外周面の全周および全長に亘って設けられているゴムである。なお、弾性部材13,23は、ゴムではなくシリコン等であってもよく、弾性を有していればよい。
この取付穴60との関係において、背面ブッシュ10および正面ブッシュ20の筒部11,21は、取付穴60の貫通方向(X方向)の長さより短い長さに形成されるとともに取付穴60の内径より小さい外径を備える。筒部11,21は、取付穴60の内部において互いに接触しない長さに形成されている。
フランジ12は、取付穴60に背面ブッシュ10が内挿された状態において、筒部11における一方の測定対象部W1側の端部、すなわち、筒部11におけるスケール枠4の背面4B側の端部に形成されている。また、フランジ22は、取付穴60に正面ブッシュ20が内挿された状態において、筒部21におけるスケール枠4の正面4C側の端部に形成されている。
固定具8の軸部81は、背面ブッシュ10と、正面ブッシュ20と、取付穴60と、を介して一方の測定対象部W1にスケール枠4を固定する。
固定具8の頭部82は、軸部81により一方の測定対象部W1にスケール枠4を固定することで固定具収容穴70に収容される。
取付穴60の内部には、背面ブッシュ10を第1の接触面61と接触するまで取付穴60に内挿するとともに、正面ブッシュ20を第2の接触面71と接触するまで取付穴60に内挿することで、筒部11,21により隙間D1が形成される。
以下、一方の測定対象部W1に測定器本体2を取付ける方法について、図4〜図6を参照して説明する。
測定器1は、背面ブッシュ10および正面ブッシュ20を取付穴60に内挿した状態で出荷される。
具体的には、図7は、本発明に係るスケール枠の伸縮方向への動作前の状態を示す部分断面図であり、図8は、本発明に係るスケール枠の伸縮方向への動作後の状態を示す部分断面図である。また、図7および図8は、図2における固定ブロック7を紙面上方向側(+Y方向側)から見た部分断面図である。
以下、スケール枠4の伸縮方向への動作について図7および図8を参照して説明する。
図7に示すように、スケール枠4が伸長すると、これに伴い、固定ブロック7も−Z方向へ移動する。背面ブッシュ10および正面ブッシュ20を備えていない場合、固定ブロック7の移動は、一方の測定対象部W1に測定器本体2が固定されているため、固定具8の軸部81により規制されることになる。固定ブロック7の移動が規制されると、スケール枠4に熱応力が生じることとなる。
これにより、固定ブロック7は、スケール枠4が−Z方向に伸長しても、背面ブッシュ10および正面ブッシュ20の弾性部材13,23により、スケール枠4が伸長した分だけ移動することができる。
(1)測定器1が備える背面ブッシュ10は、取付穴60の貫通方向の長さより短い長さに形成されるとともに取付穴60の内径より小さい外径の筒部11と、筒部11における一方の測定対象部W1側の端部に形成されるとともに取付穴60の内径より大きい外径のフランジ12と、筒部11の外周面を覆うように設けられる筒状の弾性部材13と、を備えることで、熱によるスケール枠4の伸縮を妨げることなく、弾性部材13によりスケール枠4に生じる熱応力を吸収することができる。
(2)測定器1は、平行板ばね機構等の削り出し加工等をすることなく、背面ブッシュ10を取付穴60に内挿するだけで、簡単にスケール枠4に生じる熱応力を吸収することができる。
したがって、測定器1は、スケールの変形を抑制して検出器3が検出する検出精度を保つとともに製造コストの低減および製造効率の向上を図ることができる。
(4)固定具8は、取付穴60の貫通方向の長さより短い長さに形成される筒部11に内挿される軸部81と、取付穴60の内径より大きい外径の頭部82と、を備えるため、背面ブッシュ10と取付穴60とを介して、一方の測定対象部W1にスケール枠4を固定することができる。
(7)背面ブッシュ10および正面ブッシュ20は、同一の形状を有することで、容易に大量生産することができる。したがって、測定器1は、製造コストの低減および製造効率の向上を図ることができる。
(9)スケール枠4は、取付穴60の他に、一方の測定対象部W1にスケール枠4を固定する中央固定部材4Aをスケール枠4の測定方向の中央に備えるため、熱によるスケール枠4の測定方向への伸縮を妨げることなく、安定して一方の測定対象部W1にスケール枠4を固定することができる。
なお、本発明は、前記一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記一実施形態では、測定器1は、背面ブッシュ10および正面ブッシュ20を備えていたが、背面ブッシュ10だけを備えていてもよい。また、背面ブッシュ10および正面ブッシュ20は、同一の形状を有していたが、同一の形状を有していなくてもよい。例えば、背面ブッシュ10の筒部11よりも正面ブッシュ20の筒部21の方が長く形成されていてもよいし、背面ブッシュ10の筒部11よりも正面ブッシュ20の筒部21の方が短く形成されていてもよい。すなわち、背面ブッシュおよび正面ブッシュは、取付穴の内部において互いに接触しない長さに形成されていればよい。
また、測定器本体2は、固定穴6(取付穴60)を有する固定ブロック7を備えていたが、取付穴は、スケール枠に形成されていてもよい。すなわち、測定器は、本発明の背面ブッシュおよび正面ブッシュを内挿できる取付穴を備えていればよい。
すなわち、弾性部材は、背面ブッシュおよび正面ブッシュの筒部の外周面を覆うように筒状に設けられていればよい。
2 測定器本体
4 スケール枠
4A 中央固定部材
4B 背面
4C 正面
7 固定ブロック
8 固定具
10 背面ブッシュ
11 筒部
12 フランジ
13 弾性部材
20 正面ブッシュ
21 筒部
22 フランジ
23 弾性部材
60 取付穴
W1 一方の測定対象部
Claims (5)
- 一方の測定対象部に固定されるとともにスケールを内蔵する長尺状のスケール枠と、他方の測定対象部に固定されるとともに前記スケールとの相対移動量を検出する検出器と、を備えたリニアスケールであって、
前記一方の測定対象部と対面する前記スケール枠の背面から前記一方の測定対象部とは反対側の前記スケール枠の正面に貫通して形成されるとともに前記スケール枠の測定方向の一端側および他端側の2箇所に設けられる取付穴と、
前記スケール枠の背面側から前記取付穴に内挿される背面ブッシュと、
前記取付穴と前記背面ブッシュとを介して前記一方の測定対象部に前記スケール枠を固定する固定具と、を備え、
前記背面ブッシュは、
前記取付穴の貫通方向の長さより短い長さに形成されるとともに前記取付穴の内径より小さい外径の筒部と、
前記筒部における前記一方の測定対象部側の端部に形成されるとともに前記取付穴の内径より大きい外径のフランジと、
前記筒部の外周面を覆うように設けられる筒状の弾性部材と、を備え、
前記固定具は、
前記筒部に内挿される軸部と、
前記取付穴の内径より大きい外径の頭部と、を備えることを特徴とするリニアスケール。 - 請求項1に記載されたリニアスケールにおいて、
前記スケール枠の正面側から前記取付穴に内挿される正面ブッシュをさらに備え、
前記正面ブッシュは、
前記取付穴の貫通方向の長さより短い長さに形成されるとともに前記取付穴の内径より小さい外径の筒部と、
前記筒部における前記スケール枠の正面側の端部に形成されるとともに前記取付穴の内径より大きい外径のフランジと、
前記筒部の外周面を覆うように設けられる筒状の弾性部材と、を備え、
前記背面ブッシュおよび前記正面ブッシュの筒部は、
前記取付穴の内部において互いに接触しない長さに形成され、
前記固定具は、
前記背面ブッシュと、前記正面ブッシュと、前記取付穴と、を介して前記一方の測定対象部に前記スケール枠を固定することを特徴とするリニアスケール。 - 請求項2に記載されたリニアスケールにおいて、
前記背面ブッシュおよび前記正面ブッシュは、
同一の形状を有することを特徴とするリニアスケール。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載されたリニアスケールにおいて、
前記スケール枠は、
前記取付穴を有するとともに測定方向の両端に固定される固定ブロックを備えることを特徴とするリニアスケール。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載されたリニアスケールにおいて、
前記スケール枠は、
前記取付穴の他に、前記一方の測定対象部に前記スケール枠を固定するための中央固定部材を前記スケール枠の測定方向の中央に備えることを特徴とするリニアスケール。
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