JPH10332311A - スケール装置 - Google Patents

スケール装置

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JPH10332311A
JPH10332311A JP13865997A JP13865997A JPH10332311A JP H10332311 A JPH10332311 A JP H10332311A JP 13865997 A JP13865997 A JP 13865997A JP 13865997 A JP13865997 A JP 13865997A JP H10332311 A JPH10332311 A JP H10332311A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気目盛が記録されたスケール4を筺体3に
固定してなるベースユニット2と、このベースユニット
2に対し相対的にスライド可能に設けられ、スケール4
に記録された磁気目盛を検出するセンサ15を備えたス
ライダユニット10と、により構成されるスケール装置
において、ローコストで信頼性の高いスケール装置を提
供する。 【解決手段】 スケール4を薄板状に形成し、この薄板
状のスケール4を、中間部を浮かせた状態で両端部にお
いて筺体3のブラケット6に溶接によって固着した構造
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、産業機
械等において、直線の位置検出(相対位置検出)に使用
されるスケール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にこの種のスケール装置は、目盛が
記録されたスケールをベース体に固定してなるベースユ
ニットと、このベースユニットに対し相対的にスライド
可能に設けられ、上記スケールに記録された目盛を検出
するセンサを備えたスライダユニットと、により構成さ
れている。
【0003】この種のスケール装置では、目盛が記録さ
れたスケールとして薄板状のスケールを用いたものがあ
る。従来この薄板状のスケールを用いたスケール装置
は、スケールを支えるために、ほぼ全長にわたって他の
部材と組み合わせたり、補助用のクッション部材を使用
したりしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のスケール装置では、スケールとスケールを
支える部材との温度膨張係数が異なる場合、温度変化に
対して両者が異なる変形をし、精度悪化の原因となる。
また、別部材を使用することにより、コストアップの問
題は避けることができない。本発明はこのような問題点
に鑑みてなされたもので、ローコストで信頼性の高いス
ケール装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、目盛が記録されたスケールをベース体に
固定してなるベースユニットと、このベースユニットに
対し相対的にスライド可能に設けられ、スケールに記録
された目盛を検出するセンサを備えたスライダユニット
と、により構成されるスケール装置において、スケール
を薄板状に形成し、かつこの薄板状のスケールを、中間
部を浮かせた状態で両端部においてベース体に固着した
構造としたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について詳細に説明する。尚、ここでは磁
気式リニアスケール装置の場合を例示して説明する。
【0007】図1〜図7は本発明の代表的な実施例を示
している。図において1はスケール装置を全体として示
し、このスケール装置1は、ベースユニット2と、この
ベースユニット2に対し相対的にスライド可能に設けら
れるスライダユニット10とにより構成されている。
【0008】ベースユニット2は、ベース体としての長
尺状の筺体3の内部に、磁気目盛が記録された長尺のス
ケール4を固定してなり、筺体3に形成された固定穴5
においてボルト止め等によって被測定物の一方に固定さ
れる。
【0009】一方スライダユニット10は、スケール4
に記録された磁気目盛を検出するセンサ15を備え、ス
ライダ11に形成された固定穴12においてボルト止め
等によって被測定物の他方に固定される。
【0010】そして被測定物の直線移動動作と一体にス
ライダユニット10がベースユニット2に対しスケール
4に沿う方向(矢印a方向)に相対的にスライドするこ
とにより、センサ15で検出されたスケール4の磁気目
盛が電気信号としてケーブル13に出力され、移動位置
の検出(測定)が行なわれる構造となっている。
【0011】上記の如く構成される本例のスケール装置
において、先ずベースユニット2の構造について詳しく
説明する。ベースユニット2においてベース体としての
筺体3は略コ字形の断面形状を有する長尺の部材であ
り、そのコ字形の開放面を下に向けた状態で固定穴5に
おいて被測定物に固定される。この筺体3は所要の剛性
を有する金属材によりなり、例えば板金を折り曲げて成
形したものでもよいし、あるいはアルミニウムを押し出
し成形したものでもよい。勿論、機械加工によって製作
されたものでもよい。
【0012】この筺体3の内部に固定される長尺のスケ
ール4は、薄板状の金属材で形成されており、このスケ
ール(以下薄板状スケールという)4のセンサと対向す
る面に長手方向に沿って磁気目盛が記録されている。こ
の磁気目盛は、磁界N極と磁界S極が例えばN−S,S
−N,N−Sのように所定の間隔で記録されたインクレ
メント型でも、絶対位置を記録したアブソリュート型で
あってもよい。尚、この磁気目盛は、予め記録しておい
てもよいし、薄板状スケール4を筺体3に固定した後に
記録するようにしてもよい。
【0013】この薄板状スケール4は、中間部を浮かせ
た状態で左右両端部において筺体3に固着されている。
即ち、図2に示すように筺体3の内部には左右両側にブ
ラケット6が固定されており、このブラケット6に薄板
状スケール4の両端部が溶接によって固着されている
(図2中×印で示す部分が溶接部である)。またこの薄
板状スケール4は、磁気目盛の記録面が断面略コ字状の
筺体3の開放面と略直角となるような配置でブラケット
6に固着されている。
【0014】ブラケット6は所要の剛性を有する板金に
よりなるもので、図4に示す如く筺体3の上側板部3a
と後側板部3cの内面側に溶接によって固定されてお
り、このブラケット6の中央の支持板部6aに薄板状ス
ケール4の端部が支持される状態で溶接によって固着さ
れる。尚、本例におけるブラケット6にはスケール受け
用折り曲げ部6cが設けられている。このスケール受け
用折り曲げ部6cは必須の構成要件ではないが、これを
設けることで薄板状スケール4の位置決めに有効であ
る。
【0015】ブラケット6に対する薄板状スケール4の
溶接は、抵抗溶接によって行なわれる。即ちこの抵抗溶
接は、図5に示すようにブラケット6の支持板部6aに
薄板状スケール4の端部を載せた状態で、筺体3の前側
板部3bと後側板部3cに形成された挿入穴7からブラ
ケット6と薄板状スケール4を挟むように溶接電極30
aと30bを挿入して近付け、その状態で溶接電極30
aと30b間に通電することによってブラケット6と薄
板状スケール4を溶接するものである。尚、この抵抗溶
接は、ブラケット6を筺体3に溶接する場合にも適用さ
れる。
【0016】またブラケット6は図5で明らかな如く、
薄板状スケール4が固着される支持板部6aの左右両側
に脚部6bが延設されており、この脚部6bは支持板部
6aに対し略直角に折り曲げられて筺体3の後側板部3
cの内面側に当たっている。さらにこのブラケット6の
内側の脚部6bは内方に向かって延長され、この延長部
分6b1 が筺体3の後側板部3cの内面側に溶接されて
いる。尚、筺体3の前側板部3bには、この延長部分6
1 を筺体3の後側板部3cに溶接するための電極が挿
入される挿入穴8が形成されている。また上記延長部分
6b1 部分への溶接の代わりにブラケット6の外側の脚
部6bを、すみ肉溶接等によって筺体3の後側板部3c
の内面側に固定してもよい。
【0017】このブラケット6の支持板部6aにおける
薄板状スケール4の支持面の左右両端部分(図5中bで
囲んだ部分)は、支持板部6aに対し脚部6bが折り曲
げられることでR形状に形成されており、これによって
抵抗溶接時の薄板状スケール4への不要な着磁が防止さ
れる構造となっている。
【0018】また本例のスケール装置1では、薄板状ス
ケール4を、張力を加えた状態でブラケット6に固着す
るようにしている。即ち薄板状スケール4をブラケット
6に固着するときには、先ず図6(A)に示す状態から
ブラケット6に薄板状スケール4を溶接するが、この場
合同図(B)に示すように一方側(この図の例では左
側)のブラケット6にのみ薄板状スケール4を溶接し、
その状態でフリーの薄板状スケール4の右側端部をクラ
ンプして引張り、所定の張力を加える。尚、この場合薄
板状スケール4は、クランプし易いように余分な長さを
とっておくと都合がよい。また、薄板状スケール4の両
端をクランプして張力をかけた状態で両端部を同時に溶
接するようにしてもよい。
【0019】そしてこのように薄板状スケール4に張力
を加えた状態で、右側のブラケット6に薄板状スケール
4を溶接し、その後必要に応じて薄板状スケール4の余
分な部分を切り落とし同図(C)のような完成状態とす
るものである。
【0020】次にスライダユニット10の構造について
説明する。このスライダユニット10は、筺体3の下方
に設けられるスライダ11と、薄板状スケール4に記録
された磁気目盛を検出するセンサ15を有する検出ヘッ
ド部14と、から構成されており、このスライダ11と
検出ヘッド部14とは支板11aによって連結されてい
る。即ち、スライダ11にはその上面部中央から支板1
1aが突出され、この支板11aの上端部に検出ヘッド
部14が取り付けられた構造となっている。
【0021】スライダ11は固定穴12において被測定
物に固定されるようになっており、またこのスライダ1
1からは、検出ヘッド部14のセンサ15で検出された
電気信号が出力されるケーブル13が導出されている。
【0022】検出ヘッド部14のセンサ15には磁気抵
抗素子(MRセンサ)が用いられ、このセンサ15は接
着、嵌め合いによるかしめ、板ばねによる押し付けなど
の固定手段によりスライダ11の支板11aに固定され
ている。
【0023】さらに検出ヘッド部14には、センサ15
と薄板状スケール4の磁気目盛の記録面との間の距離を
一定に保つための基準摺動部材16と、この基準摺動部
材16に薄板状スケール4の磁気目盛の記録面が常に接
するように圧力を加える加圧摺動部材17とが設けられ
ている。
【0024】この基準摺動部材16と加圧摺動部材17
は、何れも潤滑性の樹脂材(例えばジュラコン、テフロ
ンなど)や含有メタル等を材料として成形されるブロッ
ク状部材であり、基準摺動部材16は固定螺子18によ
ってスライダ11の支板11aに固定され、また加圧摺
動部材17は固定螺子19で基準摺動部材16に固定さ
れる板ばね20によって基準摺動部材16に圧接するよ
うに支持されている。
【0025】そしてこの基準摺動部材16と加圧摺動部
材17とで薄板状スケール4を挟む構造となされてお
り、加圧摺動部材17によって薄板状スケール4が常に
基準摺動部材16に圧接されることでセンサ15と薄板
状スケール4の磁気目盛の記録面との間の距離(クリア
ランス)が常に一定に保たれるようになっている。
【0026】そしてスライダ11が筺体3に対し相対的
にスライドされることで検出ヘッド部14が薄板状スケ
ール4に沿って移動し、そのときセンサ15で検出され
た薄板状スケール4の磁気目盛が電気信号としてケーブ
ル13に出力されることによって移動位置の検出が行な
われる。
【0027】尚、以上の如く構成されるスケール装置に
おいて、図7に示す如く筺体3の開放面を塞ぐゴム製の
ダストリップ21a,21bを取り付けることにより、
筺体3内への塵埃や油、その他の異物の侵入を効果的に
防止することができる。
【0028】以上の如く構成される本例のスケール装置
1は、次に述べるような種々の効果を有する。
【0029】先ずこのスケール装置1においては、薄板
状スケール4を、中間部を浮かせた状態で両端部におい
て筺体3のブラケット4に固着することにより、簡単に
ベースユニット2を構成でき、また薄板状スケール4を
支えるための別部材を使用していないので、ローコスト
のスケール装置を提供することができる。
【0030】またこのスケール装置1では、筺体3とブ
ラケット6と薄板状スケール4が全て溶接されており、
即ちベースユニット2の構成部品が全て物理的に完全固
定されているので、温度変化や振動などの外的要因によ
る精度変化がなく、信頼性の高いスケール装置を提供す
ることができる。
【0031】またこのスケール装置1では、薄板状スケ
ール4を溶接によって筺体3のブラケット6に固着して
あるので、ビスなどの締結要素を必要とせず、部品点数
が少なくて済み、かつ組立工数を減らすことが可能とな
り、一層のローコスト化に繋がる。
【0032】さらに薄板状スケール4を溶接によってブ
ラケット6に固着することで、薄板状スケール4の磁気
目盛の記録面にビスなどの部品による突起が生じること
がないので、薄板状スケール4をブラケット6に固着し
た後に薄板状スケール4に磁気目盛を記録する場合、そ
の記録用の磁気ヘッドを筺体3の左右両端の開口部から
筺体3内に挿入して記録を行なうことができる。
【0033】またこのスケール装置1では、薄板状スケ
ール4を、張力を加えた状態で筺体3のブラケット6に
固着するようにしたことにより、薄板状スケール4の撓
みを抑えることができるので、より精度のよいスケール
装置を提供することができる。また、筺体3と薄板状ス
ケール4の温度膨張係数が異なる場合でも、その差を相
殺すべき張力を薄板状スケール4に与えれば、温度変化
に対して筺体3と薄板状スケール4は一体で伸縮するの
で、誤差となる要因はなくなる。
【0034】またこのスケール装置1は、筺体3の断面
形状を略コ字形とし、その開放面を下に向けた状態で使
用する場合において、薄板状スケール4を、磁気目盛の
記録面が筺体3の開放面と略直角となるような配置とし
たことにより、万一筺体3内に異物が入り込んでも、こ
の異物は薄板状スケール4の磁気目盛の記録面上にとど
まることができないため、常に正確な位置検出が可能な
状態に保たれる。また、薄板状スケール4の自重による
撓みが少なくなるので、より安定した高精度な位置検出
が行なえる。
【0035】さらにこのスケール装置1においては、ブ
ラケット6の支持板部6aにおける薄板状スケール4の
支持面の両端部分bがR形状に形成されていることによ
り、抵抗溶接時に流れた電流によってこの部分に発生す
る磁界が薄板状スケール4に直接影響を与えることがな
い。従って、薄板状スケール4に予め磁気目盛が記録さ
れている場合でも、あるいは薄板状スケール4の溶接後
に記録する場合においても磁気目盛に悪影響を与えるこ
とはなく、スケール装置として良好な状態を保つことが
できる。尚、このR形状部分は、ブラケット6の少なく
とも内側(左右のブラケットが向き合う側)に形成され
ていればよい。
【0036】以上に述べた効果以外にも本例のスケール
装置1では、筺体3を略コ字形の断面形状としたことで
充分な剛性を確保でき、またブラケット6は板金製であ
るためローコストで製作できるので、部品単価を抑えた
設計が可能となり、少ロットであっても安価に提供でき
る等、多様な効果を有し、実用性が高い。
【0037】以上、本発明の最も好適な実施例について
説明したが、本発明はこの例に限るものではない。
【0038】図8及び図9は、何れも筺体に代わるベー
ス体3として1面構造の平板体を用いた例である。図8
の例においては、ベース体3にブラケット6が溶接によ
って固着され、このブラケット6に薄板状スケール4の
両端部を溶接によって固着してある。図9の例では、ブ
ラケット6がベース体3と一体、即ちベース体3の一部
で形成されており、このブラケット6に薄板状スケール
4の両端部を溶接によって固着してある。この図9の例
によれば、部品点数及び組立工数を減らすことができる
ので、さらなるコストダウンが可能となる。
【0039】図10及び図11は、何れもベース体3と
して2面構造即ち断面L字形の折り曲げ板体を用いた例
である。これら図10の例と図11の例では、何れもベ
ース体3の上側板部3aと後側板部3cの内面側にブラ
ケット6が溶接によって固着され、このブラケット6に
薄板状スケール4の両端部を溶接によって固着してあ
る。
【0040】さらに図12は、ブラケット6の補強構造
の例である。即ちこの図12の例においては、ブラケッ
ト6の脚部6dの先端に切り欠き状の係合部6d1 を設
け、この係合部6d1 をベース体3に形成された係合穴
9に引掛ける構造とすることにより、薄板状スケール4
をブラケット6に固着した後の張力によってブラケット
6に曲がりが生じることを防止するようにしてある。こ
の場合、係合部6d1 の部分を外側から溶接するように
してもよい。
【0041】その他、ブラケット6をベース体3に固着
する手段としては、溶接に限ることなく、ビス止めやか
しめとしてもよい。また、ブラケット6に対する薄板状
スケール4の溶接には、抵抗溶接に限らず、他にも例え
ばYAGレーザー溶接や超音波溶接を用いることができ
る。さらに薄板状スケール4の固着手段としては、溶接
に限ることなく、ビス止めやかしめとしてもよい。
【0042】また、上記実施例では磁気式スケール装置
を例示して説明したが、本発明は磁気式スケール装置の
他にも光学式スケール装置や静電容量式スケール装置に
おいても適用することができ、方式は問わない。
【0043】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、薄
板状のスケールを用いて簡単にスケール装置のベースユ
ニットを構成でき、かつローコストで信頼性の高いスケ
ール装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスケール装置の代表的な実施例を
示す一部切り欠いた斜視図である。
【図2】同、一部切り欠いた正面図である。
【図3】同、側面図である。
【図4】同、ベースユニットの要部(薄板状スケールと
ブラケットの溶接部分)の縦断側面図である。
【図5】同、ベースユニットの要部の横断下面図であ
る。
【図6】同、薄板状スケールに張力を加える場合の説明
図である。
【図7】同、筺体にダストリップを取り付けた状態であ
る。
【図8】ベース体を1面構造とした場合の例で、(A)
は正面図、(B)は平面図である。
【図9】ベース体を1面構造とした場合の他例で、
(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は縦断側面図
である。
【図10】ベース体を2面構造とした場合の例で、
(A)は正面図、(B)は縦断側面図である。
【図11】ベース体を2面構造とした場合の他例で、
(A)は正面図、(B)は下面図である。
【図12】ブラケットの補強構造の例で、(A)は縦断
正面図、(B)は横断下面図、(C)は縦断側面図であ
る。
【符号の説明】
1‥‥スケール装置、2‥‥ベースユニット、3‥‥筺
体(ベース体)、4‥‥薄板状スケール、6‥‥ブラケ
ット、10‥‥スライダユニット、11‥‥スライダ、
14‥‥検出ヘッド部、15‥‥センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目盛が記録されたスケールをベース体に
    固定してなるベースユニットと、 このベースユニットに対し相対的にスライド可能に設け
    られ、上記スケールに記録された目盛を検出するセンサ
    を備えたスライダユニットと、 により構成されるスケール装置において、 上記スケールを薄板状に形成し、かつこの薄板状のスケ
    ールを、中間部を浮かせた状態で両端部において上記ベ
    ース体に固着したことを特徴とするスケール装置。
  2. 【請求項2】 上記薄板状のスケールを、溶接によって
    上記ベース体に固着したことを特徴とする請求項1に記
    載のスケール装置。
  3. 【請求項3】 上記薄板状のスケールを、張力を加えた
    状態で上記ベース体に固着したことを特徴とする請求項
    1に記載のスケール装置。
  4. 【請求項4】 上記ベース体が略コ字形の断面形状に形
    成されたスケール装置において、上記薄板状のスケール
    を、目盛記録面が上記ベース体の開放面と略直角となる
    ような配置で上記ベース体に固着したことを特徴とする
    請求項1に記載のスケール装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013231665A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Canon Inc エンコーダ、レンズ装置、および、カメラ

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