JPH0519908U - リニアスケール - 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、これに円滑に追
従し、リニアスケール枠体内での不必要な折れ曲がり等
を防止することにある。 ［構成］所定の目盛パターンが記録された磁気スケール
ロッド１に対して、相対的に移動するようキャリッジ部
１１に設けられた検出ヘッド２の検出信号を伝送する可
撓性出力用ケーブル３を設けてある。この可撓性出力用
ケーブル３の外側面に沿ってコンベックス状の金属製テ
ープ７を配設、両者を接着し可撓性出力用ケーブル３に
不自然な折れ曲がりが生じないようにすると共に該ケー
ブルが不必要に接触して損傷することを防止している。

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、通常は図５に示すような枠体１０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１１を備えている。このキャリッジ部１１は、枠体１０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１２が上記案内レールを摺動するような構造からなる。

【０００４】 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１３を通じて外部へ出力する。

【０００５】

【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、上記のような構造のリニアスケールでは、検出ヘ ッドが磁気スケールロッドに対して移動する方式であるため、検出ヘッドの移動 に応じて出力用ケーブル１３も移動することになる。このため、リニアスケール を工作機械等に取付ける場合、出力用ケーブル１３の移動範囲に応じたスペース を必要とする。

【０００６】 さらに、枠体１０の外部に出力用ケーブル１３を出した場合、検出ヘッドとと もに移動するため、工作機械等の外部装置の部材と接触することが多くなり、出 力用ケーブル１３に損傷が発生し易くなるような問題点があった。この問題点を 解決するため本出願人は、さきにスケールに対して検出ヘッドが移動する方式の リニアスケールにおいて、検出ヘッドの検出信号を出力するための可撓性出力用 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。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可撓性出力用ケーブルを保護する考案（実開昭６ ０−１９１９９８）を提案した。

【０００７】 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の発生も大幅に防止できることになった。しかしながら、 リニアスケール本体が長いもの（例えば１ｍ以上）になると、案内板および可撓 性出力用ケーブルとは検出ヘッドの速い移動によって可撓性出力用ケーブルが弛 だりして各々別に動いてしまうため、スケール枠体内での円滑な追従が出来なく なる現象が生じその結果、可撓性出力用ケーブルが折れ曲がったりして断線の原 因にな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。

【０００８】

【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および図２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枠体と 、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、 上記スケールと平行な案内を備えその案内を摺動して上記検出ヘッドを移動させ るキャリッジ手段と、このキャリッジ手段により移動される上記検出ヘッドの移 動範囲を以て上記枠体内に収納され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、上記枠体内で上記検出ヘッドの移動方向の一端部に配置され 上記可撓性出力用ケーブルが接続される外部出力用コネクタとを具備してなるリ ニアスケールにおいて、上記可撓性出力用ケーブルの外側面に沿ってコンベック ス状の金属製テープを配設し、可撓性出力用ケーブルとコンベックス状の金属製 テープとを接着したリニアスケール。

【０００９】

【作用】

上記の構成において、検出ヘッドがキャリッジ部の摺動に応じて移動し、それ につれて可撓性出力用ケーブルも移動するが、コンベック状の金属製テープがそ の外側面に沿って設けられているので可撓性出力用ケーブルは、上下が略平行に なるように湾曲した一定形状を保った状態で円滑に移動する。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す全体構成を示す正面断面図である。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１０内で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は図 ２に示すように、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。

【００１１】 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、一方の先端部がキャリッジ部１１取付けられており、 また他方の先端部が増幅部４に接続されている。このような接続状態で、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、湾曲状に折曲がる状態で枠体１０内に収納されている。

【００１２】 ここで、可撓性出力用ケーブル３は、具体的には図２に示すようにキャリッジ 部１１に取付けられている。すなわち、可撓性出力用ケーブル３の先端部は接続 基板５に接続され、この接続基板５を介して検出ヘッド２の出力線６に接続され ている。さらに、可撓性出力用ケーブル３の外側面には、断面をＵ字形としたコ ンベック状の金属製テープ７を配設すると共に、可撓性出力ケーブル３とコンベ ックス状の金属テープ７とをエポキシ系などの弾性接着剤によって適宜接着する 。この接着は可撓性出力ケーブル３の保護および案内としての機能と可撓性出力 ケーブル３の可撓性を考慮すると等間隔にするのが望ましい。

【００１３】 断面をＵ字形としたコンベック状の金属製テープ７は、例えば巻尺に使用され ているもので一方が凹面に他方が凸面に形成されているために、凹面側を内側に して湾曲状に折曲がる状態にしても長手方向に所定形状を維持することができる ものである。

【００１４】 上記増幅部は４は、可撓性出力用ケーブル３を通じて伝送される検出信号を増 幅した後、外部出力用コネクタ８に出力する。この外部出力用コネクタ８には外 部出力線９が接続されており、この外部出力線９を通じて工作機械等の外部装置 に増幅部４からの検出信号が供給される。

【００１５】 ところで、上記キャリッジ部１１は、例えば図３（ａ）に示すように、磁気ス ケールロッド１と平行に配置された案内レール１４上をベアリング１５を利用し て摺動するような構造からなる。このキャリッジ部１１の摺動により、検出ヘッ ド２が磁気スケールロッド１に沿って移動することになる。なお、図３（ｂ）は 同図（ａ）に対する部分的側断面図である。

【００１６】 上記のような構成のリニアスケールにおいて、一実施例についての動作を説明 する。いま、キャリッジ部１１が案内レール１４を摺動して、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、通常図３（ａ ）に示すように枠体１０の外部に設置される取手１６が取付けられており、この 取手１６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 。

【００１７】 このとき可撓性出力用ケーブル３はコンベックス状の金属製テープ７に沿って 上下が略平行になるように湾曲して枠体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を伝送して増幅部４に送られ、この増幅部４で増幅された後、外部出力 用コネクタ８に出力される。そして、外部出力用コネクタ８に接続された外部出 力線９を通じて、検出ヘッド２からの検出信号は外部装置へ出力される。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。

【００１８】 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の移動範囲を以て枠体１０内に収納されており、しかもコンベックス状の金属 製テープ７に沿って接着されているため、上下が略平行になるように湾曲した一 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。したがって、可撓 性出力用ケーブル３はリニアスケールの枠体１０内の所定の範囲を円滑に移動す るので外部装置の部材に接触することはない。

【００１９】 このため、可撓性出力用ケーブル３が外部装置の部材との接触により発生する 損傷および枠体１０内での不要な折れ曲がりによる断線を防止できる。これによ り、可撓性出力用ケーブル３の寿命を延長することができ、検出ヘッド２の検出 信号を常に安定させて出力することができる。

【００２０】 なお、上記実施例では磁気式リニアスケールの場合について説明したが、これ に限ることなく光学式リニアスケールの場合でも適用できる。この光学式リニア スケールは、通常は図４（ａ）に示すようにガラス基板４０に目盛パターンが記 録されており、このガラス基板４０に対して光電センサ４１が移動するように構 成されている。光電センサ４１は、同図（ｂ）に示すように例えば発光ダイオー ド４２および受光ダイオード４３を備え、各ダイオード４２，４３がガラス基板 ４０に対してそれぞれ上下で対向するように支持枠体４４で保持されている。こ のような光学式リニアスケールの場合でも光電センサ４１は移動するため、上記 のような可撓性出力用ケーブル３とコンベックス状の金属製テープ７を使用する ことにより、磁気スケールの実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２１】

【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磁 気式リニアスケールまたは光学式リニアスケールにおいて、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を常に一定形状に保って円滑に移動させる 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、折曲癖がついたり、不自然な折れ曲がりによる可撓性出力 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 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の構
成を示す正面断面図。

【図２】図１の部分的構成を示す斜視図。

【図３】図１のリニアスケールの部分的構成の具体例で
（ａ）は正面断面図、（ｂ）は部分的側面断面図。

【図４】本考案の他の実施例の光学式リニアスケールの
構成を示す（ａ）は部分的構成の斜視図、（ｂ）はセン
サ部分の側面断面図。

【図５】従来の磁気式リニアスケールの外観を示す斜視
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…増幅部，５…接続基板，６…出力
線，７…コンベックス状の金属製テープ，８…外部出力
用コネクタ，９…外部出力線，１０…枠体，１１…キャ
リッジ部，１４…案内レール，１５…ベアリング，１６
…取手。

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枠体と、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、上記スケールと平行な案内を備え
   その案内を摺動して上記検出ヘッドを移動させるキャリ
   ッジ手段と、このキャリッジ手段により移動される上記
   検出ヘッドの移動範囲を以て上記枠体内に収納され上記
   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、上記枠体内で上記検出ヘッドの移動方向の一端部に
   配置され上記可撓性出力用ケーブルが接続される外部出
   力用コネクタとを具備してなるリニアスケールにおい
   て、上記可撓性出力用ケーブルの外側面に沿ってコンベ
   ックス状の金属製テープを配設し、可撓性出力用ケーブ
   ルとコンベックス状の金属製テープとを接着してなるリ
   ニアスケール。