JPH0129403B2 - - Google Patents

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JPH0129403B2
JPH0129403B2 JP18875182A JP18875182A JPH0129403B2 JP H0129403 B2 JPH0129403 B2 JP H0129403B2 JP 18875182 A JP18875182 A JP 18875182A JP 18875182 A JP18875182 A JP 18875182A JP H0129403 B2 JPH0129403 B2 JP H0129403B2
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JP
Japan
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scale
constant pressure
pressure spring
attached
protection device
Prior art date
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Application number
JP18875182A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5979108A (en
Inventor
Hideo Sakata
Koji Yoda
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Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
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Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
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Priority to US06/539,361 priority patent/US4551919A/en
Priority to DE3338752A priority patent/DE3338752C2/en
Publication of JPS5979108A publication Critical patent/JPS5979108A/en
Publication of JPH0129403B2 publication Critical patent/JPH0129403B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/002Details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二次元測定機、三次元測定機、形状
測定機等のような測定機あるいは工作機械等のよ
うに、スケールを有する第1部材と、変位検出ユ
ニツトを有する第2の部材とが相対変位可能とさ
れた機器に用いられるスケールの保護装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a first member having a scale and a displacement detection unit, such as a measuring machine such as a two-dimensional measuring machine, a three-dimensional measuring machine, a shape measuring machine, or a machine tool. The present invention relates to a scale protector used in equipment in which a second member having a second member is movable relative to each other.

一般に、この種機器においては、第1、第2部
材の相対変位量を高精度に測定するため、ガラス
スケール、磁気スケール、金属板反射型スケール
等の高精度加工されたスケールが用いられ、この
高精度を維持するためにはスケールの表面を保護
する必要がある。すなわち、操作員の接触による
油の付着、鉄屑、塵芥等の推積、工具等の当接に
よる損傷が生じると所望の測定精度を得られな
い。
Generally, in this type of equipment, in order to measure the amount of relative displacement between the first and second members with high precision, a highly precisely processed scale such as a glass scale, magnetic scale, metal plate reflective scale, etc. is used. In order to maintain high accuracy, it is necessary to protect the surface of the scale. That is, if damage occurs due to oil adhesion due to contact by an operator, accumulation of iron chips, dust, etc., or damage due to contact with tools, etc., the desired measurement accuracy cannot be obtained.

このため、従来の機器にあつてはスケール表面
の保護装置が設けられている。しかし、従来の装
置によると摺動抵抗の増大に伴なう測定精度の低
下、組立、分解の困難さ等が生じるという問題が
あつた。例えば、実公昭39−32506号公報及び実
公昭56−35765号公報によれば、一枚の帯状部材
を用い、この帯状部材をラツクあるいはスケール
の長手方向に沿つて渡設し、この帯状部材はスケ
ール等に相対移動可能に設けられた摺動台あるい
はスライダ内を貫通して配置され、かつ、この帯
状部材を渡設時の張力によりスケール収納ケース
面あるいはスケール面に密着させる構造が示され
ている。しかし、これらの公知の構造では、ケー
スあるいはスケールと一体の帯状部材を用いてい
るため、密着力を強めるためには張力を大きくす
る必要があり、これはスライダの摺動抵抗を過大
にするとともに、移動方向反転時の戻り誤差の発
生原因となつていた。また、帯状部材の板厚に直
交する方向のスライダ等の厚さを増大させて装置
を大型化させ、かつ、その構造も複雑となつて組
立、分解に不便なばかりでなく、スケールの点検
も不便となつていた。さらに、帯状部材の温度変
化による伸縮、振動による離反等によつてケース
との間に隙間が生じたり、帯状部材のたるみでス
ライダの移動を阻害する可能性があるという問題
点もあつた。
For this reason, conventional equipment is provided with a scale surface protection device. However, conventional devices have problems such as a decrease in measurement accuracy due to an increase in sliding resistance, and difficulty in assembly and disassembly. For example, according to Japanese Utility Model Publication No. 39-32506 and Japanese Utility Model Publication No. 56-35765, a single strip member is used, and this strip member is laid along the longitudinal direction of the rack or scale. A structure is shown in which the belt-like member is placed through a slider or slider that is movable relative to the scale, and is brought into close contact with the surface of the scale storage case or the scale surface by the tension applied when passing the belt-like member. There is. However, since these known structures use a band-like member that is integrated with the case or scale, it is necessary to increase the tension in order to strengthen the adhesion, which increases the sliding resistance of the slider and increases the , which caused a return error when reversing the direction of movement. In addition, the thickness of the slider, etc. in the direction perpendicular to the thickness of the strip member is increased, making the device larger and the structure more complicated, which not only makes it inconvenient to assemble and disassemble, but also makes it difficult to inspect the scale. It was becoming an inconvenience. Furthermore, there is also the problem that a gap may be created between the band member and the case due to expansion and contraction due to temperature changes, separation due to vibration, etc., and movement of the slider may be inhibited due to sagging of the band member.

本発明の目的は、スケールの保護を有効に行な
えるとともに、スケールを有する第1部材と変位
検出ユニツトを有する第2部材との相対移動時の
摺動抵抗が少なく、かつ、その組立、分解も容易
なスケールの保護装置を提供するにある。
It is an object of the present invention to effectively protect a scale, reduce sliding resistance during relative movement between a first member having a scale and a second member having a displacement detection unit, and facilitate assembly and disassembly thereof. is to provide easy scale protector.

本発明は、スケールを有する第1部材に一端が
取付けられるとともに、他端が第2部材に設けら
れた巻取装置に巻取可能にされた帯状の定圧ばね
によりスケールの保護装置を構成し、これにより
第1、第2部材の相対移動時に定圧ばねをスケー
ルに沿つて伸延もしくは巻取装置に巻取るように
して摺動抵抗を少なくし、かつ、この巻取り構造
によつて定圧ばねを第2部材内に貫通させないよ
うにして全体構造を簡単にし、組立、分解を容易
にして前記目的を達成しようとするものである。
The present invention constitutes a scale protection device by a band-shaped constant pressure spring whose one end is attached to a first member having a scale, and whose other end can be wound up by a winding device provided on a second member, As a result, when the first and second members move relative to each other, the constant pressure spring is stretched along the scale or is wound up by the winding device to reduce sliding resistance, and this winding structure allows the constant pressure spring to be stretched along the scale or wound around the winding device. This object is achieved by simplifying the overall structure by not penetrating the two members and making assembly and disassembly easier.

以下、本発明を三次元測定機に適用した一実施
例を図面に基づいて説明する。
An embodiment in which the present invention is applied to a coordinate measuring machine will be described below with reference to the drawings.

第1図及び第2図の全体構成図において、石定
盤からなる基台1の上面には複数の被測定物取付
用ねじ穴2が設けられるとともに、その長手方向
に直交する前後の端面に断面L字形の把手3がそ
れぞれ設けられている。この基台1の左右の両側
面には第1部材としての2本の案内レール4,5
が複数の植込軸6を介して取付けられ、これらの
案内レール4,5は、基台1の長手方向(Y軸線
方向)長さより長く形成されるとともに、基台1
の上面より下方であつてこの上面に平行かつ基台
1の側面から突出して設けられている。また、両
案内レール4,5は、円柱の両側を平行に削り落
して長手方向に直交する断面形状が円弧部分及び
直線部分からなる略小判形となるようにされ(第
3図参照)、さらに、一方すなわち第1図中手前
の案内レール4の外側面には、該案内レール4の
長手方向に沿つて形成された溝4A内に、μmオ
ーダの縦縞状目盛を形成された長尺のスケール7
がスケール面を垂直にして貼付され(第3,4図
参照)、このスケール7の表面は後述するスケー
ル保護装置8により保護されている。
In the overall configuration diagrams shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of screw holes 2 for mounting the object to be measured are provided on the upper surface of a base 1 consisting of a stone surface plate, and on the front and rear end surfaces perpendicular to the longitudinal direction. Each handle 3 is provided with an L-shaped cross section. On both left and right sides of this base 1, there are two guide rails 4, 5 as a first member.
are attached via a plurality of implantation shafts 6, and these guide rails 4, 5 are formed longer than the length in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the base 1.
It is provided below the upper surface of the base 1, parallel to the upper surface, and protruding from the side surface of the base 1. Further, both guide rails 4 and 5 are made by cutting down both sides of the cylinder in parallel so that the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction has a substantially oval shape consisting of a circular arc portion and a straight portion (see Fig. 3). On the other hand, on the outer surface of the guide rail 4 at the front in FIG. 7
is attached with the scale surface perpendicular (see FIGS. 3 and 4), and the surface of this scale 7 is protected by a scale protection device 8, which will be described later.

前記両側の案内レール4,5には、第2部材と
しての測定子支持部材9が両案内レール4,5の
長手方向に沿つてY軸線方向往復動自在に支持さ
れている。この測定子支持部材9は、一対の支柱
10と、これらの支柱10間に固定的に取付けら
れた寸法規制軸11と、前記支柱10の上部間に
おいて位置調整ブロツク12を介して取付けられ
た一対のX軸13と、この一対のX軸13に沿つ
て摺動自在に支持されたXスライダ14と、この
Xスライダ14に傾斜可能に取付けられたスピン
ドル支持体15と、このスピンドル支持体15に
Z軸線方向摺動自在に支持されたスピンドル(Z
スライダ)16とから構成され、この測定子支持
部材9のスピンドル16の下端に測定子17が着
脱可能に支持され、この測定子17の被測定物1
8に対する三次元的変位量が、前記スケール7と
支柱下部に組込まれた後述する変位検出器33
(第4図参照)とのY方向変位量、前記X軸13
に設けられた図示しないスケールとXスライダ1
4内に設けられ図示しない変位検出器とのX方向
変位量及び前記スピンドル16に設けられたスケ
ール19とスピンドル支持体15内に設けられた
図示しない変位検出器とのZ方向変位量として検
出されるようになつている。
A probe support member 9 as a second member is supported by the guide rails 4 and 5 on both sides so as to be able to reciprocate in the Y-axis direction along the longitudinal direction of both the guide rails 4 and 5. This gauge head support member 9 includes a pair of support columns 10, a dimension regulating shaft 11 fixedly attached between the support columns 10, and a pair of support columns 10 attached via a position adjustment block 12 between the upper portions of the support columns 10. , an X slider 14 slidably supported along the pair of X axes 13 , a spindle support 15 tiltably attached to the X slider 14 , and a spindle support 15 attached to the X slider 14 so as to be tiltable. A spindle (Z
The gauge head 17 is removably supported at the lower end of the spindle 16 of the gauge head support member 9, and the workpiece 1 of the gauge head 17 is
A displacement detector 33 (to be described later), which is built into the scale 7 and the lower part of the column, detects the three-dimensional displacement with respect to the scale 7.
(See Figure 4) Y-direction displacement amount, the X-axis 13
A scale (not shown) and X slider 1 provided in
4 and a displacement detector (not shown) provided in the spindle 16 and a displacement detector (not shown) provided in the spindle 16 and the spindle support 15. It is becoming more and more like this.

前記一方の案内レール4の両端にはシヨツクア
ブゾーバ20がそれぞれ取付けられるとともに、
他方の案内レール5の両端には案内レール5より
大径のストツパ21が取付けられ、これらのシヨ
ツクアブゾーバ20及びストツパ21により測定
子支持部材9の案内レール4,5からの脱落が防
止されている。
Shock absorbers 20 are attached to both ends of the one guide rail 4, and
Stoppers 21 having a larger diameter than the guide rail 5 are attached to both ends of the other guide rail 5, and these shock absorbers 20 and stoppers 21 prevent the probe support member 9 from falling off the guide rails 4 and 5. There is.

第3図及び第4図には、測定子支持部材9の支
柱10の下部における支柱10と案内レール4と
の係合部の詳細構造が示されている。これらの図
において、支柱10の下部には支持ブロツク22
が設けられ、この支持ブロツク22には、前記案
内レール4の外側面すなわちスケール7が貼付さ
れた側の平面部に当接転動される上下一対のロー
ラ23が支持軸24を介して回転自在に支持され
ている。この支持軸24の外周において、前記一
対のローラ23間には第1の円筒部材としてのス
ペーサ25が介装されるとともに、このスペーサ
25の外周には第2の円筒部材としての糸巻状カ
ラー26が被嵌され、このスペーサ25により両
ローラ23間の寸法が保持されるとともに、弗素
樹脂等の低摩擦材からなる前記糸巻状カラー26
によりローラ23の回転の円滑さが保持されてい
る。この際、支持軸24、スペーサ25及びカラ
ー26により巻取装置27が構成されている。こ
の巻取装置27のカラー26の外周には、一端を
前記シヨツクアブゾーバ20に取付けられたスケ
ール保護装置8の他端が巻取り可能に取付けられ
ている。この保護装置8は、ぜんまい状に巻回さ
れた定圧ばねからなる帯状部材で構成されてい
る。ここにおいて、保護装置8を構成する定圧ば
ねの自由状態の縮径内径は、前記カラー26の定
圧ばね巻取り部外径より小さくなるように設計さ
れ、定圧ばねの特性を利用して自動巻き取けがで
きるようになつている。
3 and 4 show the detailed structure of the engagement portion between the support column 10 and the guide rail 4 at the lower part of the support column 10 of the probe support member 9. In these figures, there is a support block 22 at the bottom of the column 10.
A pair of upper and lower rollers 23 are provided on the support block 22 and are rotatable via a support shaft 24, which roll in contact with the outer surface of the guide rail 4, that is, the flat surface on which the scale 7 is attached. is supported by A spacer 25 as a first cylindrical member is interposed between the pair of rollers 23 on the outer periphery of the support shaft 24, and a pincushion-shaped collar 26 as a second cylindrical member is disposed on the outer periphery of the spacer 25. The spacer 25 maintains the dimension between both rollers 23, and the spool-shaped collar 26 made of a low-friction material such as fluororesin
This maintains the smooth rotation of the roller 23. At this time, the support shaft 24, the spacer 25, and the collar 26 constitute a winding device 27. On the outer periphery of the collar 26 of this winding device 27, one end of the scale protection device 8 is attached to the shock absorber 20, and the other end of the scale protection device 8 is attached so as to be able to be wound up. This protection device 8 is composed of a belt-shaped member made of a constant pressure spring wound in a spiral shape. Here, the reduced inner diameter in the free state of the constant pressure spring constituting the protection device 8 is designed to be smaller than the outer diameter of the constant pressure spring winding portion of the collar 26, and the constant pressure spring is automatically wound using the characteristics of the constant pressure spring. I'm starting to get injured.

また、支持ブロツク22には、前記案内レール
4の上下の円筒面に当接転動される上下のローラ
29,30が支持軸31,32を介して回転自在
に支持されている。これらのローラ29,30及
び前記一対のローラ23により案内レール4を
120度方向から挾持して支持ブロツク22すなわ
ち測定子支持部材9を案内レール4に沿つて円滑
に摺動させうるようになつている。また、これら
のローラ29,30、及び23からなるローラ群
は、支持ブロツク22すなわち測定子支持部材9
の案内レール4の長手方向に沿つた両側に各1組
設けられている。この際、両側とは必ずしも両端
でなくともよく、第4図図示のものは、右側の一
組は支柱10の比較的中央に寄つた位置に描かれ
ているが、図示しない右端近傍に設けてもよく、
要するに支持ブロツク22に少なくとも2組設け
られていればよい。また、第4図中右側のローラ
群中、上下一対のローラ23の支持軸24にも前
述と同様に第1の円筒部材としてのスペーサ25
及び第2の円筒部材としての糸巻状カラー26が
嵌着されており、これらの支持軸24、スペーサ
25及びカラー26により同じく巻取装置27が
構成され、結局、巻取装置27は支持ブロツク2
2の案内レール長手方向に2個設けられ、右側の
巻取装置27にも、一端を第2図中右側のシヨツ
クアブゾーバ20に固定された帯状定圧ばねから
なるスケール保護装置8の他端が巻取られてい
る。従つて、両巻取装置27に他端を巻取られた
スケール保護装置8の一端側はそれぞれ案内レー
ル4に貼付されたスケール7の表面に沿つて左右
に伸延され、スケール7を保護するようにされ、
測定子支持部材9の案内レール4に沿つた動きに
伴ない一方の定圧ばねは伸延され、他方の定圧ば
ねは巻取装置27に巻取られるようになつてい
る。さらに、両スケール保護装置8を構成する定
圧ばねは、ほぼ均等のばね特性とされ、測定子支
持部材9の左右いずれへの移動もほぼ等しい力で
行なえるようになつている。
Further, upper and lower rollers 29 and 30 are rotatably supported on the support block 22 via support shafts 31 and 32, which roll into contact with the upper and lower cylindrical surfaces of the guide rail 4. The guide rail 4 is moved by these rollers 29, 30 and the pair of rollers 23.
The support block 22, ie, the probe support member 9, can be slid smoothly along the guide rail 4 by being held in the 120-degree direction. Further, the roller group consisting of these rollers 29, 30, and 23 is connected to the support block 22, that is, the measuring element support member 9.
One set is provided on each side of the guide rail 4 along the longitudinal direction. In this case, both sides do not necessarily have to mean both ends; in the one shown in FIG. Good too,
In other words, it is sufficient that the support block 22 is provided with at least two sets. Further, in the roller group on the right side in FIG. 4, a spacer 25 as a first cylindrical member is also provided on the support shaft 24 of the upper and lower pair of rollers 23.
and a pincushion-shaped collar 26 as a second cylindrical member are fitted, and these support shafts 24, spacers 25, and collars 26 also constitute a winding device 27. Eventually, the winding device 27 is connected to the support block 2.
Two scale protectors 8 are provided in the longitudinal direction of the guide rail of FIG. It is wound up. Therefore, one end of the scale protector 8, the other end of which is wound up by both winding devices 27, is extended left and right along the surface of the scale 7 attached to the guide rail 4, so as to protect the scale 7. was made,
As the measuring element support member 9 moves along the guide rail 4, one constant pressure spring is stretched, and the other constant pressure spring is wound up by a winding device 27. Further, the constant pressure springs constituting both scale protection devices 8 have substantially equal spring characteristics, so that the measuring element support member 9 can be moved to either the left or the right with substantially the same force.

前記支持ブロツク22には、第4図の概略構成
図に示されるように、測定子支持部材9のY軸線
方向の移動量を計測するY方向変位量検出装置を
前記スケール7と共に構成する変位検出ユニツト
33が設けられている。このユニツト33は、ガ
ラスなどの透明板に前記スケール7と同様な目盛
を形成されたインデツクススケール34と、この
インデツクススケール34を介してスケール7の
表面に光を当てる発光素子35と、この発光素子
35から発射されスケール7で反射された光を受
光する受光素子36とから構成され、両スケール
7,34の相対移動に基づく両目盛の明暗による
受光量の変化によつて受光素子36に発生するサ
イン波状の電流で、支持部材9のY方向移動変位
量が計測できるようになつている。この際、発光
素子35と受光素子36との光軸はV字状になる
よう配置され、発光素子35の光がスケール7で
反射して確実に受光素子36に到達するようにさ
れている。
As shown in the schematic diagram of FIG. 4, the support block 22 includes a displacement detection device which together with the scale 7 constitutes a Y-direction displacement amount detection device for measuring the amount of movement of the probe support member 9 in the Y-axis direction. A unit 33 is provided. This unit 33 includes an index scale 34 in which a scale similar to that of the scale 7 is formed on a transparent plate such as glass, a light emitting element 35 that emits light onto the surface of the scale 7 through the index scale 34, and It is composed of a light receiving element 36 that receives light emitted from the light emitting element 35 and reflected by the scale 7, and the light is transmitted to the light receiving element 36 by changing the amount of received light due to the brightness and darkness of both scales based on the relative movement of both scales 7 and 34. The amount of displacement of the support member 9 in the Y direction can be measured using the generated sinusoidal current. At this time, the optical axes of the light-emitting element 35 and the light-receiving element 36 are arranged in a V-shape, so that the light from the light-emitting element 35 is reflected by the scale 7 and reaches the light-receiving element 36 reliably.

第5図及び第6図には前記シヨツクアブゾーバ
20の詳細構造が示され、これらの図において、
アブゾーバ20は次のように構成されている。す
なわち、案内レール4の端部に摺動自在に係合さ
れるとともに案内レール4の端部に形成された段
部端面4Bに当接可能な内周突部37Aを有する
略筒状の移動子37と、案内レール4の端部にね
じ込まれるとともに外周が移動子37の内周にほ
ぼ摺接するようにされたばね受け38と、このば
ね受け38と移動子37の内周突部37Aとの間
に介装され移動子37を常時段部端面4Bに当接
するよう付勢する圧縮ばね39とから構成され、
移動子37に測定子支持部材9が当接された際、
ばね39が撓むことにより支持部材9の受ける衝
撃が少なくなるようにされている。
5 and 6 show the detailed structure of the shock absorber 20, and in these figures,
The absorber 20 is configured as follows. That is, a substantially cylindrical slider having an inner circumferential protrusion 37A that is slidably engaged with the end of the guide rail 4 and can come into contact with a step end surface 4B formed at the end of the guide rail 4. 37, a spring receiver 38 that is screwed into the end of the guide rail 4 and whose outer periphery is in almost sliding contact with the inner periphery of the slider 37, and between this spring receiver 38 and the inner peripheral protrusion 37A of the slider 37. and a compression spring 39 which is interposed in and urges the mover 37 to constantly contact the step end surface 4B,
When the measuring element support member 9 is brought into contact with the moving element 37,
By bending the spring 39, the impact received by the support member 9 is reduced.

また、定圧ばねからなるスケール保護装置8の
一端部は、ブツシユ40とナツト41との間に挾
持され、ボルト42によりシヨツクアブゾーバ2
0の移動子37に固定されている。
Further, one end of the scale protector 8 made of a constant pressure spring is held between a bush 40 and a nut 41, and is attached to the shock absorber 2 by a bolt 42.
It is fixed to the mover 37 of 0.

なお、第1図中左後方の案内レール5と測定子
支持ブロツク9との係合は、案内レール5の上下
の円筒面に180度方向から当接される一対のロー
ラからなる複数対のローラ(図示せず)によりな
され、支持部材9は全体として円滑にY軸線方向
に移動できるようにされている。
Note that the engagement between the guide rail 5 at the rear left in FIG. (not shown), and the support member 9 as a whole can be smoothly moved in the Y-axis direction.

このように構成された本実施例を用いて被測定
物18の形状等を測定する場合は、従来一般の三
次元測定機と全く同様に、スピンドル16の下端
を把持し、測定子17を被測定物18の所定箇所
に順次当接させ、この時の測定子17のX,Y,
Z軸線方向の変位量を変位量検出ユニツト33等
で検出して行なう。この際、スケール7は常に保
護装置8で覆われ、油等による汚損あるいは工具
等の当接による破損等は有効に防止される。
When measuring the shape, etc. of the object to be measured 18 using this embodiment configured as described above, the lower end of the spindle 16 is held and the measuring head 17 is placed under the cover, just as in conventional three-dimensional measuring machines. The X, Y,
The amount of displacement in the Z-axis direction is detected by the displacement amount detection unit 33 or the like. At this time, the scale 7 is always covered with a protection device 8, and it is effectively prevented from being contaminated by oil or the like or being damaged by contact with tools or the like.

上述のような本実施例によれば、次のような効
果がある。すなわち、スケール保護装置8として
一端をぜんまい状に巻かれた帯状の定圧ばねを用
い、この保護装置8を、スケール7を有する案内
レール4の両端部と測定子支持部材9の両側との
間に各1個、計2個用いたから、測定子支持部材
9の摺動の円滑さを保ちつつ十分なスケール保護
を行なうことができる。また、両保護装置8はほ
ぼ均等の特性を有するように構成されているか
ら、支持部材9のいずれの方向への移動もほぼ均
等に行なえ、かつ、自動化の際支持部材駆動装置
の負荷を一定にできて自動化上有利にできる。さ
らに、保護装置8は左右別々に設けたから、従来
のように変位量検出器33を迂回させる必要がな
く、内部構造を簡単にでき、組立、分解が容易と
なる。また、巻取装置27は案内レール4に支持
部材9を係合させるローラ23の支持軸24を利
用して構成したから、この点からも構造を簡単に
でき、かつ、小型化でき、さらに、スケール面と
の間隙を保障できる。
According to this embodiment as described above, there are the following effects. That is, a belt-shaped constant pressure spring with one end wound in a spiral shape is used as the scale protection device 8, and this protection device 8 is placed between both ends of the guide rail 4 having the scale 7 and both sides of the measuring head support member 9. Since two pieces are used, one piece for each type, the scale can be sufficiently protected while maintaining smooth sliding of the measuring piece support member 9. In addition, since both protection devices 8 are configured to have approximately equal characteristics, the support member 9 can be moved approximately equally in any direction, and the load on the support member drive device can be kept constant during automation. This can be advantageous for automation. Furthermore, since the protection devices 8 are provided separately on the left and right sides, there is no need to bypass the displacement detector 33 as in the conventional case, the internal structure can be simplified, and assembly and disassembly can be facilitated. Further, since the winding device 27 is configured using the support shaft 24 of the roller 23 that engages the support member 9 with the guide rail 4, the structure can be simplified and downsized from this point of view as well. The gap with the scale surface can be guaranteed.

また、巻取装置27には、第2の円筒部材とし
ての糸巻状カラー26が設けられているから、こ
のカラー26の巻付部外径を適宜に設定すること
により、定圧ばねからなる保護装置8とスケール
面とを適宜な間隔に設定できる。さらに、このカ
ラー26の糸巻のフランジ部により定圧ばねが上
下のローラ23に当接することを防止でき、騒音
の発生、回転の不調を有効に防止できる。また、
カラー26は低摩擦材から形成されているから、
カラー26とスペーサ25とは常に円滑に回転で
き、従つて定圧ばねの巻付き力を大きくしてもば
ね巻付きによる支持部材9の移動の阻害を生ずる
ことがない。
Further, since the winding device 27 is provided with a pincushion-shaped collar 26 as a second cylindrical member, by appropriately setting the outer diameter of the winding portion of this collar 26, a protection device consisting of a constant pressure spring can be used. 8 and the scale surface can be set at an appropriate interval. Furthermore, the flange portion of the threaded collar 26 can prevent the constant pressure spring from coming into contact with the upper and lower rollers 23, effectively preventing the generation of noise and malfunction of rotation. Also,
Since the collar 26 is made of a low-friction material,
The collar 26 and the spacer 25 can always rotate smoothly, so even if the winding force of the constant pressure spring is increased, the movement of the support member 9 will not be hindered by the winding of the spring.

さらに、定圧ばねの一端、自由端側をシヨツク
アブゾーバ20の移動子37に取付けたから、ア
ブゾーバとしての機能を損うことなく移動子37
の回転止めをできる。また、支持部材9の組立、
分解の際、高精度に設定されたスケール7の取外
し等を必要とすることがなく、便利であり、か
つ、移動子37が一端に固定されたことにより分
解時に定圧ばねの開放端が巻取装置27内に完全
に巻込まれることがなく、この点からも分解時の
作業を円滑に行なえる。
Furthermore, since one end of the constant pressure spring, the free end side, is attached to the mover 37 of the shock absorber 20, the mover 37 can be attached to the mover 37 without impairing its function as an absorber.
Can be used to stop rotation. In addition, assembling the support member 9,
When disassembling, there is no need to remove the highly precisely set scale 7, which is convenient, and because the slider 37 is fixed at one end, the open end of the constant pressure spring can be easily wound during disassembly. It does not get completely caught in the device 27, and from this point of view as well, the disassembly work can be carried out smoothly.

また、スケール保護部材8を構成する定圧ばね
の自由端をスケール7側に、巻取端を検出ユニツ
ト33側に取付けたから、前述のようにローラ2
3の支持軸24の利用が可能になつて巻取装置2
7用の特別な軸を設ける必要がないばかりでな
く、自由端固定部に発生する定圧ばねの折れ曲が
りでスケール面を傷つけることがない。すなわ
ち、実施例とは逆に、検出ユニツト33側に自由
端を固定すると、この固定部に生じる曲がり部が
スケール7に対し常に相対移動することとなつて
スケール面を損傷する可能性があるからである。
Furthermore, since the free end of the constant pressure spring constituting the scale protection member 8 is attached to the scale 7 side and the winding end is attached to the detection unit 33 side, the roller 2
It becomes possible to use the support shaft 24 of 3 and the winding device 2
Not only is there no need to provide a special shaft for 7, but the scale surface will not be damaged by bending of the constant pressure spring that occurs at the free end fixing part. That is, contrary to the embodiment, if the free end is fixed to the detection unit 33 side, the bent part generated at this fixed part will constantly move relative to the scale 7, which may damage the scale surface. It is.

さらに、定圧ばねの巻取側自然巻込径(初期巻
込径)を糸巻状カラー26の巻込部外径より小さ
くすることにより、巻きゆるみによる定圧ばねの
たるみを防止して直線性を維持でき、スケール7
等を傷つけることを有効に防止でき、かつ、円滑
な引出しを保障できる。
Furthermore, by making the natural winding diameter (initial winding diameter) of the constant pressure spring smaller than the outside diameter of the winding part of the pincushion-shaped collar 26, the constant pressure spring is prevented from sagging due to loose winding, and linearity is maintained. Yes, scale 7
It is possible to effectively prevent damage to etc., and to ensure smooth withdrawal.

また、スケール7はスケール面を垂直にして案
内レール4に取付けられ、定圧ばねもこれに平行
に設けられているから、スケール面を水平上向き
に設ける場合と異なり、定圧ばねのたるみによる
スケール面への接触さらにはこの接触による損傷
を有効に防止できる。
In addition, the scale 7 is attached to the guide rail 4 with the scale surface vertical, and the constant pressure spring is also provided parallel to this, so unlike when the scale surface is installed horizontally upward, the sagging of the constant pressure spring causes the scale surface to Further, damage caused by this contact can be effectively prevented.

なお、実施にあたり、巻取装置27は必ずしも
ローラ23の支持軸24を利用しなくともよい
が、利用すれば前述の利点がある。さらに、巻取
装置27のスペーサ25及びカラー26は、多少
の騒音及び移動の不調を問題としなければ、いず
れか一方あるいは両者共省略してもよい。また、
定圧ばねは左右均等に設けず、両ばねの間に強弱
をもたせ、自由状態において測定子支持部材9を
案内レール4のいずれかの一端側に常に戻すよう
にしてもよい。さらに、スケール7は光学的反射
型スケールに限らず、光透過型スケール、電磁気
的スケール、磁気的スケール、静電容量型スケー
ル、さらには接点スケールなどでもよく、これに
伴ない検出器ユニツト33も当該形式のユニツト
とされるのは勿論である。また、前記実施例では
本発明を三次元測定機に適用した例につき説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、
二次元測定機、形状測定機等の大型の測定機のみ
ならず、ノギス、ハイトゲージ、ダイヤルゲージ
等の小型の計測器、あるいは、直線方向の移動を
測定する独立の測長器、例えばリニアスケール
(商標)、さらには工作機械等の摺動部等にも適用
でき、要するに直線方向に相互に移動可能な2物
体の変位量を測定しようとする場合に適用できる
ものである。また、その適用形態は第1部材であ
る案内レール4側が固定されてもあるいは移動さ
れてもよく、要するに第2部材である測定子支持
部材9と相対移動できるものであればよい。
Note that in implementation, the winding device 27 does not necessarily need to use the support shaft 24 of the roller 23, but if it is used, the above-mentioned advantages can be obtained. Furthermore, either or both of the spacer 25 and the collar 26 of the winding device 27 may be omitted if some noise and poor movement are not a problem. Also,
The constant pressure springs may not be provided equally on the left and right sides, but may have different strengths between the two springs so that the probe support member 9 always returns to one end side of the guide rail 4 in the free state. Further, the scale 7 is not limited to an optical reflection scale, but may be a light transmission scale, an electromagnetic scale, a magnetic scale, a capacitance scale, or even a contact scale, and the detector unit 33 is also used accordingly. Of course, this type of unit is used. Furthermore, in the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a three-dimensional measuring machine has been described, but the present invention is not limited to this.
In addition to large measuring machines such as two-dimensional measuring machines and shape measuring machines, small measuring instruments such as calipers, height gauges, and dial gauges, as well as independent length measuring instruments that measure linear movement, such as linear scales ( Trademark), and can also be applied to sliding parts of machine tools, etc. In short, it can be applied to measuring the amount of displacement of two objects that can move relative to each other in a linear direction. Furthermore, the application mode may be such that the guide rail 4 side, which is the first member, is fixed or movable, as long as it can be moved relative to the measuring head support member 9, which is the second member.

上述のように本発明によれば、スケールの保護
を有効に行なえるとともに、第1、第2部材の摺
動も円滑で、かつ、組立、分解も容易なスケール
の保護装置を提供できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a scale protection device that can protect the scale effectively, allows smooth sliding of the first and second members, and is easy to assemble and disassemble. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を三次元測定機に適用した一実
施例を示す一部切欠き斜視図、第2図はその平面
図、第3図は本実施例の支持ブロツク内の概略構
成を示す第4図−線に沿う拡大断面図、第4
図は同じく支持ブロツク内の概略構成を示す横断
面図、第5図は本実施例のシヨツクアブゾーバ内
を示す拡大断面図、第6図は第5図の−線に
沿う断面図である。 1……基台、4……第1部材としての案内レー
ル、7……スケール、8……スケール保護装置、
9……第2部材としての測定子支持部材、20…
…シヨツクアブゾーバ、22……支持ブロツク、
23……ローラ、24……支持軸、25……第1
の円筒部材としてのスペーサ、26……第2の円
筒部材としての糸巻状カラー、27……巻取装
置、33……変位検出ユニツト、37……移動
子。
Fig. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment in which the present invention is applied to a three-dimensional measuring machine, Fig. 2 is a plan view thereof, and Fig. 3 shows a schematic configuration inside the support block of this embodiment. Figure 4 - Enlarged sectional view along the line, No. 4
5 is an enlarged sectional view showing the inside of the shock absorber of this embodiment, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line -- in FIG. 5. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Base, 4... Guide rail as a first member, 7... Scale, 8... Scale protection device,
9... Gauge head support member as a second member, 20...
...Shock absorber, 22...Support block,
23...Roller, 24...Support shaft, 25...First
A spacer as a cylindrical member, 26... a thread-shaped collar as a second cylindrical member, 27... a winding device, 33... a displacement detection unit, 37... a mover.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1部材に固定されたスケールと、第1部材
に相対変位可能にされた第2部材に取付けられ第
1、第2部材の相対変位量をスケールと協働して
検出する変位検出ユニツトとを備えた機器に設け
られるスケールの保護装置であつて、一端が第1
部材側に取付けられるとともに、他端が第2部材
側に設けられた巻取装置に巻取り可能にされ、第
1部材と第2部材との相対変位に伴ない前記スケ
ールの表面に沿つて伸縮する帯状定圧ばねにより
構成されたことを特徴とするスケールの保護装
置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記巻取装
置は、第2部材に回転可能に取付けられた円筒部
材に帯状定圧ばねの他端を巻付け、この帯状定圧
ばねの巻込み特性により自動巻取可能に構成され
たことを特徴とするスケールの保護装置。 3 特許請求の範囲第2項において、前記円筒部
材は、第2部材に取付けられ第1部材に沿つて転
動するローラの支持軸に回転自在に装着されたこ
とを特徴とするスケールの保護装置。 4 特許請求の範囲第2項または第3項におい
て、前記帯状定圧ばねは自由状態における縮巻内
径が円筒部材の外径よりも小とされたことを特徴
とするスケールの保護装置。
[Claims] 1. A scale fixed to a first member, and a scale attached to a second member that is movable relative to the first member to adjust the amount of relative displacement between the first and second members in cooperation with the scale. A protection device for a scale installed in a device equipped with a displacement detection unit for detecting
The scale is attached to the member side, and the other end is capable of being wound up by a winding device provided on the second member side, and expands and contracts along the surface of the scale as the first member and the second member move relative to each other. A scale protection device comprising a band-shaped constant pressure spring. 2. In claim 1, the winding device winds the other end of the belt-shaped constant pressure spring around a cylindrical member rotatably attached to the second member, and uses the winding characteristic of the belt-shaped constant pressure spring to automatically wind the winding device. A scale protector characterized in that it is configured to be removable. 3. The scale protection device according to claim 2, wherein the cylindrical member is rotatably mounted on a support shaft of a roller that is attached to a second member and rolls along the first member. . 4. The scale protection device according to claim 2 or 3, wherein the belt-shaped constant pressure spring has a contracted inner diameter smaller than an outer diameter of the cylindrical member in a free state.
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US06/539,361 US4551919A (en) 1982-10-27 1983-10-06 Measuring instrument
DE3338752A DE3338752C2 (en) 1982-10-27 1983-10-25 Measuring device

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