JPH0345140Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は光学式変位検出装置に係り、特に、
対応する光学格子をそれぞれ備えたインデツクス
スケールユニツトとメインスケールユニツトとを
相対移動させて、両スケールユニツトの相対移動
変位量を検出すると共に、前記メインスケールユ
ニツトは、反射型の光学格子が形成された可撓性
のメタルテープを長細ベースに取付けてなる光学
式変位検出装置の改良に関する。

上記のような光学式変位検出装置におけるメイ
ンスケールユニツトは、一般的に、長尺ガラス板
に光学格子を設けたもの、あるいは、可撓性のメ
タルテープに光学格子を設けたものから形成され
ている。

光学格子をメタルテープに設ける場合は、該光
学格子をエツチング法などによりメタルテープ表
面に形成するものである。この光学格子が形成さ
れたメタルテープは、一般的に、長細ベースに接
着材により接着固定されるか、あるいは、レーザ
スポツト溶着により固定されるものである。

このように、接着剤あるいはレーザスポツトに
より長細ベースにより固着されたメタルテープ
は、光学式変位検出装置が工作機械等に取付けら
れ、あらゆる姿勢の状態においても、その光学格
子面が安定しているが、近年、例えば３次元測定
機等においては、その高い測定精度が要求される
場合に、対応できなくなるという問題点が生じて
いる。

即ち、例えばレーザスポツト溶着によりメタル
テープを長細ベースに取付けた場合は、たとえメ
タルテープを溶着前に広範囲で精度を確認して
も、レーザスポツトによる熱変形が生じるため
に、長細ベース固定後、その精度に変化が生じ、
これを解消する手段はなかつた。

このような現象は、4mを越えるような長大ス
ケールになるほど顕著に現れ、これに対して、長
細ベース自身もメタルテープ取付け後に伸縮させ
ることも考えられるが、この場合は、メタルテー
プをその長手方向に多数のスポツトで溶着してい
るために、広範囲での精度補正を正確にすること
は困難であると共に、長細ベースを引張るために
は、強大な張力を必要とし、非現実的であるとい
う問題点があつた。

この考案は上記従来の問題点に鑑みてなされて
ものであつて、取付けに際して熱歪み等が生じな
いようにメタルテープを長細ベースに取付けるこ
とができるようにした光学式変位検出装置を提供
することを目的とする。

又この考案は、メタルテープの取付け後も小さ
い引張力によつてメタルテープを調整してその測
定精度を調整できるようにした光学式変位検出装
置を提供することを目的とする。

又この考案は、低コストで、容易迅速にメタル
テープを長細ベースに取付けることができると共
に、メタルテープ表面の光学格子面を安定して保
持できるようにした光学式変位検出装置を提供す
ることを目的とする。

この考案は対応する光学格子をそれぞれ備えた
インデツクススケールユニツトとメインスケール
ユニツトとを相対移動させて、両スケールユニツ
トの相対移動変位量を検出すると共に、前記メイ
ンスケールユニツトは、反射型の光学格子が形成
された可撓性のメタルテープを長細ベースに取付
けてなる光学式変位検出装置において、前記メタ
ルテープを磁性材料から形成すると共に、前記長
細ベースのテープ取付面に形成され、前記メタル
テープをメインスケールユニツト相対移動方向に
略真直に案内するテープ案内手段と、前記長細ベ
ースのテープ取付面に配置され、前記メタルテー
プを、その光学格子面が、真直となるように吸着
保持する磁石体と、前記テープ案内手段により案
内され、且つ、前記磁石体により吸着保持されて
いる前記メタルテープの長手方向両端を前記長細
ベースに固定する固定手段と、を設けることによ
り上記目的を達成するものである。

又この考案は、前記固定手段を、前記メタルテ
ープの一端を固定する固着手段と、他端に適宜の
引張力を与えて固定する引張固着手段とから構成
して上記目的を達成するものである。

又この考案は、前記テープ案内手段を、前記長
細ベースのテープ取付面に形成された、前記メタ
ルテープと同一幅の溝とすることにより上記目的
を達成するものである。

又この考案は、前記磁石体を前記溝の底部に配
置することにより上記目的を達成するものであ
る。

この考案において、メタルテープはテープ案内
手段により真直な状態で長細ベース状に案内さ
れ、且つ、この状態で磁石体により真直に吸着保
持され、更に、その両端で固定手段により長細ベ
ースに固着されて、その伸縮が許容された状態
で、且つ、磁石体により、光学格子面の平面を正
確に維持することができる。

以下本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

この実施例は、第１図乃至第３図に示されるよ
うに、対応する光学格子をそれぞれ備えたインデ
ツクススケールユニツト（図示省略）とメインス
ケールユニツト１０とを相対移動させて、両スケ
ールユニツトの相対移動変位量を検出すると共
に、前記メインスケールユニツト１０は、反射型
の光学格子１２が形成された可撓性のメタルテー
プ１４を長細ベース１６に取付けてなる光学式変
位検出装置において、前記メタルテープ１４を磁
性材料から形成すると共に、前記長細ベース１６
のテープ取付面１８に形成され、前記メタルテー
プ１４をメインスケールユニツト１０相対移動方
向に略真直に案内するテープ案内手段２０と、前
記長細ベース１６のテープ取付面１８に配置さ
れ、前記メタルテープ１４を、その光学格子１２
面が、真直となるように吸着保持する磁石体２２
と、前記テープ案内手段２０により案内され、且
つ、前記磁石体２２により吸着保持されている前
記メタルテープ１４の長手方向両端を前記長細ベ
ース１６に固定する固定手段２４とを設けたもの
である。

前記固定手段２４は、前記メタルテープ１４の
一端を固定する固着手段２６と、他端に適宜の引
張力を与えて固定する引張固着手段２８とから構
成されている。

前記固着手段２６は、前記メタルテープ１４の
一端（図において左端）をリテーナ３０を介して
長細ベース１６のテープ取付面１８に締付け固定
するねじ３２から構成されている。

前記引張固着手段２８は、前記メタルテープ１
４の他方の端部にその長手方向の引張力を付与す
るための引張手段３４と、この引張手段３４によ
つて一定の引張力を与えられた状態で該メタルテ
ープ１４の他端を長細ベース１６のテープ取付面
１８にリテーナ３６を介して締付け固定するねじ
３８とを有してなる。

前記メタルテープ１４と前記ねじ３８が貫通す
る貫通孔４０は、ねじ３８に対する、メタルテー
プ１４他端の伸縮を許容するための長孔とされて
いる。又ねじ３２が貫通するメタルテープ１４の
貫通孔４１は通常の円形孔とされている。

図の符号４２はねじ３２又はねじ３８が螺合さ
れる長細ベース１６側のねじ孔、３１はリテーナ
３０，３６に形成されたねじ３２，３８用の貫通
孔を、それぞれ示す。

前記引張手段３４は、前記長細ベース１６が取
付けられるハウジング４４に、軸４６によつて揺
動自在に取付けられたレバー４８と、このレバー
４８の一端と前記メタルテープ１４の他端とに、
それぞれピン５０Ａ，５０Ｂを介して揺動自在に
連結されたリンク５０と、前記レバー４８の前記
リンク５０と反対側の端部を変位量調整可能に押
圧するスクリユー５２とから構成されている。

前記テープ案内手段２０は、前記長細ベース１
６のテープ取付面１８に、その長手方向に、メタ
ルテープ１４と同一幅に、且つ、このメタルテー
プ１４の厚さと略同一深さで形成された溝とされ
ている。

又、前記磁石体２２は、この溝状のテープ案内
手段２０の底部にその長手方向に沿つて埋込み配
置されている。従つて、磁石体２２の表面と、溝
状のテープ案内手段２０の底面とは面一とされて
いる。

次に上記実施例の作用を説明する。

長細ベース１６にメタルテープ１４を取付ける
場合は、まずメタルテープ１４を溝状のテープ案
内手段２０内に嵌込む。

嵌込まれたメタルテープ１４は、溝の底部に配
置された磁石体２２によつて吸着され、その状態
で保持される。

この状態で、長手方向にメタルテープ１４を移
動させて位置調整し、その一方の端部をねじ３２
によつてリテーナ３０を介して長細ベース１６に
締付け固定する。

次に、テープ案内手段２０内に保持されたメタ
ルテープ１４の他端に、引張手段３４のリンク５
０を、ピン５０Ａを介して連結する。

この状態で、引張手段３４のスクリユー５２を
操作して、レバー４８、リンク５０を介して、メ
タルテープ１４の他端に引張力を与え、適当な引
張力が加えられた状態で、ねじ３８によりリテー
ナ３６を締付けて、メタルテープ１４の他端を長
細ベース１６に固定する。

取付け状態でメタルテープ１４の精度を調整す
る場合は、ねじ３８をゆるめ、この状態で、引張
手段３４のスクリユー５２によつて、メタルテー
プ１４に加わる引張力を調整して行う。

この場合は、ブロツクゲージ等を利用して行
う。

調整後は、ねじ３８によつてリテーナ３６を介
してメタルテープ１４の他端を締付け固定する。

ここで、メタルテープ１４の他端に引張手段３
４によつて引張力が与えられると、該メタルテー
プ１４はその長手方向に伸長するが、これは、該
メタルテープ１４の他端の貫通孔４０を長孔とす
ることに吸収される。

この実施例においては、メタルテープ１４の取
付けに際して、該メタルテープ１４をこれと同一
幅の溝であるテープ案内手段２０に単に嵌込むこ
とによつて容易にその進直度を出すことができ
る。実験によれば真直度は1mにつき0.1以内であ
つた。

又、該溝状のテープ案内手段２０の底部には、
磁石体２２が配置され、且つ、メタルテープ１４
は磁性体より構成されているために、テープ案内
手段２０内でメタルテープ１４は磁石体２２によ
り吸着保持され、従つて、その取付け作業中にメ
タルテープ１４が脱落したりすることがない。

又、磁石体２２及びテープ案内手段２０の底部
は面一となつているので、メタルテープ１４の光
学格子１２の面を真直に維持することができる。

更に、取付けに際して、メタルテープ１４をテ
ープ案内手段２０内でその長手方向に移動させ、
リテーナ３０を介してねじ３２により、該メタル
テープ１４の一端を締付け固定することができ
る。

又、ねじ３８によつてリテーナ３６を介して、
メタルテープ１４の他端を締付け固定する前に、
引張手段３４によつてメタルテープ１４に引張力
を与え、この状態で、締付け固定できるので、精
度補正が容易であるという利点がある。

更に、メタルテープ１４は磁石体２２によつて
吸着保持されているので、変位検出装置の、工作
機械等に取付けられた状態でのあらゆる姿勢に対
して、常に、メタルテープ１４の光学格子１２面
を真直に維持することができる。

又、メタルテープ１４の長細ベース１６へり取
付け後においても、前述の如く、その引張力を調
整することによつて精度補正を行うことができ
る。

又、光学格子１２等の損傷により、メタルテー
プ１４を交換する場合は、従来のように長細ベー
ス１６ごと取替える必要がなく、メタルテープ１
４のみの交換でよいので、コストが低減される。

更に、メタルテープ１４に光学格子１２を転写
する際には、一般的にメタルテープ１４を高真直
度のもとで行うので、これを前述の如くテープ案
内手段２０及び／又は引張固着手段２８によつて
高真直度の状態で長細ベース１６に取付けること
により、その精度の再現性が大幅に向上される。

更に又、スポツト溶接等の無理なストレスが、
メタルテープ１４に掛らないために、狭範囲精度
が向上され、更には、例えばメタルテープ１４が
その幅方向に湾曲していても、長手方向には湾曲
あるいは歪みがないので、測定精度に影響がな
い。

なお上記実施例は、テープ案内手段を断面がメ
タルテープ１４と略同一の長細溝としたものであ
るが、本考案はこれに限定されるものでなく、テ
ープ案内手段２０は、メタルテープ１４を長細ベ
ース１６のテープ取付面１８において真直状態で
案内できるものであればよい。

従つて、例えば、テープ案内手段２０は、長細
ベース１６のテープ取付面１８に適宜数取付けら
れた突起、ピン等であつてもよい。

更に又、前記磁石体２２は、溝状のテープ案内
手段２０の底部に設けたものであるが、これは、
テープ案内手段２０によつて真直状態に保持され
た状態のメタルテープ１４を吸着保持できるもの
であればよく、その取付け個所は限定されない。

又、磁石体は、必ずしもメタルテープ１４の全
長さ範囲にわたつて設けられなくても、適宜間隔
で設けるようにしてもよい。

又、上記実施例におけるメタルテープ１４の固
定手段２４は、固着手段２６及び引張固着手段２
８から構成されているが、これは、共に、単純な
固着手段であつてもよい。この場合は、メタルテ
ープ１４に引張力を付与することはできないが、
メタルテープ１４はテープ案内手段２０内で、磁
石体２２によつてその真直状態を維持したまま吸
着保持されているので、引張力を付与しない状態
であつても、ある程度の真直度を維持できる。

即ち、メタルテープ１４の厚さ方向には磁石体
２２によつて、又、長手方向にはテープ案内手段
２０によつてそれぞれ真直度が維持される。

メタルテープ１４に引張力を与えない状態で測
定した場合、及び、引張手段３４によつて引張力
を与えられた状態で長細ベース１６に取付けられ
た場合における測定精度は第４図にそれぞれ示さ
れる。

この図から、メタルテープ１４に引張力が付与
されない状態であつてもある程度の測定精度が維
持され、これに対して、引張力が付与された場合
は、その測定精度は更に向上されることが分る。

又、第４図に示される如く、メタルテープ１４
に引張力を付与した場合は、測定誤差の特性が、
テープ長さ方向に一定の傾向を示し、従つて、こ
の特性カーブを予め電子計算機（例えば３次元測
定機の電子計算機）に記憶させておき、該記憶値
により、測定値を補正して、光学式変位検出装置
による測定精度を更に向上させることができる。

このような電子計算機による補正は、従来でも
不可能ではなかつたが、記憶容量等の点で、ハー
ド面での負坦が大きい。しかし、本考案のような
場合は、測定誤差のばらつきが小さく、その特性
も比較的明確であるので、例え、図の特性曲線が
全体としてそのまま傾いたような場合でも、より
少ないハード面の負担で記憶させることができ
る。

本考案は上記のように構成したので、長細ベー
スにメタルテープを取付ける際に、熱歪み等が生
じることなく、高い精度を保持し、且つ、低コス
トで容易に迅速にメタルテープを長細ベースに取
付けることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る光学式変位検出装置の実
施例の要部を示す正面図、第２図は第１図の−
線に沿う拡大断面図、第３図は同実施例の要部
を拡大して示す分解斜視図、第４図は同実施例に
よる測定精度とスケール長さの関係を示す線図で
ある。 １０……メインスケールユニツト、１２……光
学格子、１４……メタルテープ、１６……長細ベ
ース、１８……テープ取付面、２０……テープ案
内手段、２２……磁石体、２４……固定手段、２
６……固着手段、２８……引張固着手段、３４…
…引張手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 対応する光学格子をそれぞれ備えたインデツ
   クススケールユニツトとメインスケールユニツ
   トとを相対移動させて、両スケールユニツトの
   相対移動変位量を検出すると共に、前記メイン
   スケールユニツトは、反射型の光学格子が形成
   された可撓性のメタルテープを長細ベースに取
   付けてなる光学式変位検出装置において、前記
   メタルテープを磁性材料から形成すると共に、
   前記長細ベースのテープ取付面に形成され、前
   記メタルテープをメインスケールユニツト相対
   移動方向に略真直に案内するテープ案内手段
   と、前記長細ベースのテープ取付面に配置さ
   れ、前記メタルテープを、その光学格子面が、
   真直となるように吸着保持する磁石体と、前記
   テープ案内手段により案内され、且つ、前記磁
   石体により吸着保持されている前記メタルテー
   プの長手方向両端を前記長細ベースに固定する
   固定手段と、を設けたことを特徴とする光学式
   変位検出装置。 (2) 前記固定手段は、前記メタルテープの一端を
   固定する固着手段と、他端に適宜の引張力を与
   えて固定する引張固着手段と、を有してなる実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の光学式変位
   検出装置。 (3) 前記テープ案内手段は、前記長細ベースのテ
   ープ取付面に形成された、前記メタルテープと
   同一幅の溝とされた実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項記載の光学式変位検出装置。 (4) 前記磁石体は前記溝の底部に配置された実用
   新案登録請求の範囲第３項記載の光学式変位検
   出装置。