JPH04130005U - リニアスケール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］本考案は、リニアスケールにおける可撓性出力
用ケーブルが検出ヘッドの移動に伴い、リニアスケール
装置枠体内での不必要な折れ曲がりや損傷を生じないよ
うにすることにある。 ［構成］キャリッジ部１１の移動速度と該可撓性出力用
ケーブル３のＵ字形状に折り曲げられた部分（追従用ロ
ーラ１２）の移動速度との比率を２：１にして、両者の
移動速度を規制して可撓性出力用ケーブル３が移動方向
の如何に拘らず常に一定の張力を保持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スケールの表面に記録された目盛パターンを検出ヘッドにより検出 し、その検出信号により検出ヘッドの変位を測定するリニアスケール装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

近年、工作機械や各種測定器において、位置や長さを測定するためのリニアス ケール（例えば磁気スケール）が利用されている。このリニアスケールは、例え ば表面に磁気記録媒体が形成された磁気スケールロッドおよびこのスケール上に 記録された磁気目盛を読み出す検出ヘッドを備えている。磁気スケールロッドに は、予め等間隔の磁気目盛パターンが記録されている。この磁気スケールロッド から、検出ヘッドが磁気目盛を検出することにより、検出ヘッドの変位（移動量 ）を電気信号で取出すように構成されている。

【０００３】 このようなリニアスケールは、通常は枠体内に磁気スケールロッドを収納し、 このスケールに対して検出ヘッドを相対的に移動させるためのキャリッジ部を備 えている。このキャリッジ部は、枠体内に磁気スケールロッドと平行な案内レー ルを有し、検出ヘッドを保持したヘッド保持部が上記案内レールを摺動するよう な構造からなり、検出ヘッドは、磁気スケールロッドから磁気目盛を検出すると 、検出信号を出力ケーブルを通じて外部へ出力する。

【０００４】 検出ヘッドの検出信号を出力するためのフラットな可撓性出力用ケーブルをス ケールの枠体内に収納し、この可撓性出力用ケーブルは検出ヘッドの移動範囲に 応じて移動する。また、この可撓性ケーブルの外側面に沿って平面状の金属薄板 からなる案内板を配設し、該可撓性出力用ケーブルを案内するとともに保護する 考案（実開昭６０−１９１９９８）が本出願人によって提案されている。

【０００５】 このような構成により、リニアスケール本体を工作機械等に取付ける際、可撓 性出力用ケーブルの移動範囲に応じたスペースを省略でき、しかも可撓性出力用 ケーブルに対する損傷を防止できることになった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

解決しようとする問題点は、上記のフラットな可撓性出力用ケーブルの外側面 に沿って平面状の金属薄板からなる案内板、すなわち、スチールテープを配設し 、枠体内に収納した構造のリニアスケールでは、図３に示すように磁気スケール ロッド５１に沿ってキャリッジ部６１が移動でき、キャリッジ部６１に設けた検 出ヘッド５２により検出された磁気目盛は電気信号に変換された後、可撓性出力 用ケーブル５３を介して外部処理装置に送られるようになっている。

【０００７】 可撓性出力用ケーブル５３は、キャリッジ側固定基板５５と枠体側固定基板５ ４に接続されてＵ字状に折り返された形状となっている。折り返された可撓性出 力用ケーブル５３はキャリッジ部６１の移動時に仕切板５６上を滑動するように なっている。また、可撓性出力用ケーブル５３のスムーズな動きを確保すること と保護をするためにスチールテープ５７が可撓性出力用ケーブル５３の外側面に 重ねて配設されている。したがって、キャリッジ部６１の移動に伴い、可撓性出 力用ケーブル５３はスチールテープ５７に案内され、スチールテープ５７ととも に仕切板５６に沿って移動する。

【０００８】 このような構成において、スチールテープ５７は可撓性出力用ケーブル５３の 外側面にあるので、スチールテープ５７が引っ張られる方向、すなわち、図３の 左方向（矢印符号Ａ）にキャリッジ部６１が移動する際は可撓性出力用ケーブル ５３を外側から押すようにして動くので特に問題はないが、この移動と反対の右 方向（矢印符号Ｂ）に移動する時はスチールテープ５７だけが先行して動き、可 撓性出力用ケーブル５３が弛みながら遅れて動くという夫々別の動きをする現象 が起きて案内が不充分となることがあるため、可撓性出力用ケーブル５３に不必 要な折れ曲がりが生じ断線の原因となるということがあった。また、往々にして スチールテープ５７が疲労から破断して可撓性出力用ケーブル５３を損傷する事 故が起きるという問題点があった。本考案は上記課題を解決することを目的とす るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するために図１に示すように、所定の目盛パターン が記録されたスケールと、このスケールの両端を支持固定する固定板と、上記ス ケールに対して相対的に移動し目盛パターンを検出する検出ヘッドと、上記検出 ヘッドを移動させるキャリッジ部と、このキャリッジ部により移動される上記検 出ヘッドの検出信号を伝送する可撓性出力用ケーブルと、この可撓性出力用ケー ブルの一端がキャリッジに固定され、途中Ｕ字形状に折り返されて他端が出力線 に接続され、キャリッジ部の走行に伴って可撓性出力用ケーブルが移動するリニ アスケール装置において、直径比２：１の同期回動同軸二連プーリをキャリッジ 部走行方向に離間させて配置し、大型プーリ同志、小型プーリ同志をタイミング ベルトで掛けわたし、キャリッジ部を大型プーリ側タイミングベルトに連結し、 キャリッジ部と平行摺動が可能なスライダーに可撓性出力用ケーブル折返し部を 巻回する追従用ローラを設け、このスライダを小型プーリ側タイミングベルトに 連結してリニアスケール装置を構成してある。

【００１０】

【作用】

上記の構成において、検出ヘッドがキャリッジ部の走行に応じて移動し、それ につれて可撓性出力用ケーブルも移動するが、キャリッジ部の移動速度と可撓性 出力用ケーブルのＵ字形状に折曲げられた部分に設けられた追従用ローラを移動 させるスライダの移動速度は２：１の比率になっている。

【００１１】 したがって、キャリッジ部が左右どちらの方向に移動しても、キャリッジ部と 追従用ローラの移動速度は上記２：１の比率であるから、その移動方向によって キャリッジ部とスライダはその間隔を開いたり、狭めたりして、可撓性出力用ケ ーブルを常に一定の張力を保持した状態にすることができる。よって、可撓性出 力用ケーブルはＵ字状の一定形状を保った状態で円滑に移動する。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す要部構成を示す正面概略図である。また、図２ は図１の ー 矢視断面図である。図１において、磁気スケールロッド１は、表 面に予め等間隔の磁気目盛パターンが記録されており、両端部がそれぞれ枠体１ ０内の固定板９，９によって支持固定されている。検出ヘッド２は、キャリッジ 部１１に保持固定され、キャリッジ部１１の摺動により磁気スケールロッド１に 沿って移動するように構成されている。この場合、検出ヘッド２は、例えば同軸 型の磁気スケールロッド１に対応する構造のヘッドである。

【００１３】 この検出ヘッド２により検出された磁気目盛は、電気信号に変換された後、可 撓性出力用ケーブル３を通じて出力される。この可撓性出力用ケーブル３はフラ ット状のケーブルであり、両端に基板部４および５が形成され一方の先端部の基 板部５がキャリッジ部１１に取付けられており、また他方の先端の基板部４が出 力線６の端部に固定されている。このような固定状態で、可撓性出力用ケーブル ３は、検出ヘッド２の移動範囲を以てフレキシブルに移動するように、Ｕ字形状 に折曲がる状態で枠体１０内に収納されている。

【００１４】 そして、本考案はキャリッジ部１１の移動速度と可撓性出力用ケーブル３のＵ 字形状に折曲げられた部分の移動速度は同一方向で２：１であることから、両者 の移動を上記のように２：１とすることにより可撓性出力用ケーブル３が常に一 定張力を保ったまま移動できることを基本的な考え方としている。そこで、可撓 性出力用ケーブル３は、具体的には図１に示すようにＵ字形状に折曲げた部分に 可撓性出力用ケーブルの追従用ローラ１２を介在させて折り返ししてある。可撓 性出力用ケーブルの追従用ローラ１２はスライダガイド７を転動するスライダロ ーラ１９によって摺動するスライダ８に設けられている（図２）。

【００１５】 一方、磁気スケールロッド１の両端部の上方の位置にタイミングベルト１５， １６を受けて、同期して回転する大、小の径を有する同軸二連プーリを夫々枠体 １０に支承してある。この大小のプーリ１３，１４の直径は２：１となっている のでタイミングベルト１５，１６の移動速度は２：１の比率になることは明らか である。しかも、大小のプーリ１３，１４は同期して回転するのでタイミングベ ルト１５，１６は同時に同方向に移動する。

【００１６】 したがって、可撓性出力用ケーブル３のＵ字形状に折曲げた折り返し部に介在 された追従用ローラ１２を備えたスライダ８を小型プーリ１４に掛けわたされた 小型プーリ側タイミングベルト１６に連結し、検出ヘッド２が設けられたキャリ ッジ部１１を大型プーリ１３に掛けわたされた大型プーリ側タイミングベルト１ ６に連結する。この連結に際しては可撓性出力用ケーブル３に弛みが生じないよ うにある程度の張力をもたせた状態でキャリッジ部１１とスライダ８の位置関係 を調整して、それぞれのタイミングベルトに連結する。

【００１７】 上記のような構成のリニアスケール装置において、実施例についての動作を説 明する。いま、キャリッジ部１１が磁気スケールロッド１と平行に移動したとす る。このとき、キャリッジ部１１には、通常枠体１０の外部に設置される取手（ 図示せず）が取付けられており、この取手が操作されることによりキャリッジ部 １１が摺動することになる。キャリッジ部１１の摺動により、検出ヘッド２は磁 気スケールロッド１に沿って移動し、磁気スケールロッド１に記録された磁気目 盛を検出する。検出ヘッド２は、検出した磁気目盛を電気信号に変換した後、可 撓性出力用ケーブル３に出力する。

【００１８】 このとき可撓性出力用ケーブル３は追従用ローラ１２の作用によって上下が略 平行になるようにＵ字形状に折曲がる状態で枠体１０内に収納され、この形状を 常に保持されるように構成されている。検出ヘッド２からの検出信号は、可撓性 出力用ケーブル３を伝送して出力線６を介して増幅器（図示せず）に送られ、こ の増幅器で増幅され後、外部の表示装置等に出力される。この検出信号に基づい て、検出ヘッド２の変位（移動量）が検出されることになる。

【００１９】 ところで、検出ヘッド２がキャリッジ部１１の摺動に応じて移動する際、キャ リッジ部１１に取付けられた可撓性出力用ケーブル３も移動する。この可撓性出 力用ケーブル３は、上記のように可撓性のフラットケーブルであり、検出ヘッド ２の移動範囲を以てフレキシブルに移動するように、追従用ローラ１２によりＵ 字形状に折曲がった状態で枠体１０内に収納されており、しかも上記追従ローラ １２が設けられたスライダ８は小型プーリ側タイミングベルト１６に連結されて いるので、大型プーリ側タイミングベルト１５に連結されたキャリッジ部１１に 対して２：１の割合の遅い速度で追従ローラ１２は移動する。

【００２０】 したがって、図１において左方向（矢印符号Ａ）にキャリッジ部１１が移動す ると、スライダ８も同方向に移動するが、キャリッジ部１１の移動速度より遅い 速度であるため、キャリッジ部１１とスライダ８との間隔を開きながらキャリッ ジ部１１に追従移動し、可撓性出力用ケーブル３の弛みを吸収し一定の張力を保 持するように作動する。そのため、キャリッジ部１１が枠体１０の端部（左端） に到達したとき、スライダ８は枠体１０のほぼ中央部に位置する。そこで、スラ イダ８を摺動させるスライダガイド７は、枠体１０の全長にわたって設ける必要 はなく、ほぼ中央位置まで延設すればよい。

【００２１】 一方、右方向（矢印符号Ｂ）にキャリッジ１１が移動する場合は、スライダ８ が先行して移動するが、これに追従するキャリッジ部１１はスライダ８の移動速 度よりも速い速度であるため、両者の間隔を狭めながら移動し、可撓性出力用ケ ーブル３の張力を緩め、一定の張力になるように作動する。 したがって、可撓性出力用ケーブル３は、Ｕ字形状に折曲げられた一定形状を 保って検出ヘッド２の移動に応じて円滑に移動する。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、検出ヘッド可動方式のリ ニアスケール装置において、検出ヘッドの移動に応じて移動する可撓性出力用ケ ーブルは、検出ヘッドの移動方向によってその張力が変化することなく常に一定 の張力状態を保って円滑に移動することができる。したがってスケールの枠体内 での出力用ケーブルの不必要な折曲がりがなくなるので、折り癖がついたり、不 自然な折曲がりによる出力用ケーブルの断線や損傷を防止することができ、安定 した測定ができるとともに可撓性出力用ケーブルの寿命を延長することができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の磁気式リニアスケール装置
の構成を示す正面概略図。

【図２】図１のII−II矢視拡大断面図。

【図３】従来の磁気式リニアスケール装置の構成を示す
正面概略図。

【符号の説明】

１…磁気スケールロッド，２…検出ヘッド，３…可撓性
出力用ケーブル，４…基板部，５…基板部，７…スライ
ダーガイド，８…スライダー，９…固定板，１０…枠
体，１１…キャリッジ部，１２…追従用ローラ，１３…
大型プーリ，１４…小型プーリ，１５大型プーリ側タイ
ミングベルト，１６…小型プーリ側タイミングベルト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の目盛パターンが記録されたスケー
   ルと、このスケールの両端を支持固定する固定板と、上
   記スケールに対して相対的に移動し上記目盛パターンを
   検出する検出ヘッドと、この検出ヘッドを移動させるキ
   ャリッジ部と、このキャリッジ部により移動される上記
   検出ヘッドの検出信号を伝送する可撓性出力用ケーブル
   と、この可撓性出力用ケーブルの一端がキャリッジに固
   定され、途中Ｕ字形状に折り返されて他端が出力線と接
   続され、キャリッジ部の走行に伴って可撓性出力用ケー
   ブルが移動するリニアスケール装置において、直径比
   ２：１の同期回動同軸二連プーリをキャリッジ部の走行
   方向に離間させて配置し、大型プーリ同志、小型プーリ
   同志をタイミングベルトで掛けわたし、キャリッジ部を
   大型プーリ側タイミングベルトに連結し、キャリッジと
   平行摺動が可能なスライダに可撓性出力用ケーブルの折
   返し部を巻回する追従用ローラを設け、上記スライダを
   小型プーリ側タイミングベルトに連結したリニアスケー
   ル装置。