JPS5979108A - スケ−ルの保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、変位検出ユニットを有する第２の
部材とが相対外・位置」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。

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、がラススケール、磁気
スケール、金属板反射型スケール尋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（多触による油の付着、鉄屑、塵芥等の堆積、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。

このため、従来の機器にあっ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った。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、一枚の帯状部月を用い、この帯状部材をラッ
クあるいはスケールの長手方向に沿って渡設し、この帯
状部材はスケール等に相対移動可能に設けられだ摺動台
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シ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っていた。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って組立、分解
に不便なばかりでなく、スケールの点検も不便となって
いた。さらに、帯状部材の温度変化による伸縮、振動に
よる離反等によってケースとの間に隙間が生じたり、帯
状部材の／辷るみてスライダの移動をｌ５１１害する可
能性があるという問題点もあった。

本発明の目的は、スケールの保護全有効に行なえるとと
もに、スケールを有する第１部月と変位検出ユニットを
有する第２部月との相対移動時の摺動抵抗が少なく、か
つ、その組立、分解も答易なスケールの保護装置を提供
するにある。

本発明は、スケールを有する第１部月に一端が取付けら
れるとともに、他端が第２部月に設けられた巻取装置に
巻取可能にされた帯状の定圧はねによりスケールの保護
装置を構成し、こね、により動抵抗を少なくシ、かつ、
この巻取り構造によって定圧ばねを第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。

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。

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
に断面り字形の把手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
力向）長さより長く形成されるとともに、基台１の上面
より下方であっ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ば
、円柱の両側を平行に削り落して長手方向に直交する断
面形状が内張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、−力すなわち第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
の長手方向に沿って形成された溝４Ａ内に、μｎ１オー
ダの縦縞状目盛を形成されだ長尺のスケール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。

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の長手方向に沿っ
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１
０の上部間において位置調整ブロック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に沿っ
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１
５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６（１ｊ定子１
７の被測定物１８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方向変位禁、前記ＸＩＰＩＩ］１
３に設けられた図示しないスケールとＸスライダ１４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っている。

前記一方の案内レール４の両端にはショックアブシー・
ぐ２０がそれぞれ取付けられるとともに、他７ｊの案内
レール５の内端には案内レール５よシ大径のストンＡ２
１が取付けられ、これらのショックアブシーパ２０及び
ストツノや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。

第：う図及び第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ック２２が設けられ、この支持ブロ
ック２２１・τは、前布゛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Ｍｆ
＋記糸巻糸巻状カラー２６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めカラー２６の外周には、一端を前記
ショックアブシーバ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（＝１けられている。この
保護装置８は、ぜん丑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９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
用して自動巻き付けができるようになっている。

丑だ、支持ブロック２２には、前記案内レール４の」−
１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２２９．３０及び前記一対のローラ２３
によｐ案内レール４を１２０歴方向から挾持して支持グ
ロック２２すなわち測定子支持部材９を案内レール４に
沿って円滑に摺動させうるようになっている。まだ、こ
れらのローラ２９　、３０　、及び２３からなるローラ
群は、支持ブロック２２すなわち測定子支持部材９の案
内レール４の長手方向に沿った両側に各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
央に寄っ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、要するに支持ブロック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が嵌着烙れてオリ
、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２
７は支持ブロック２２０案内レール長手方向に２細膜け
られ、右側の巻取装置２７にも、一端を第２図中右側の
ショックアグゾーバ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。従っ
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の表面に沿って左右に伸延きれ、スケール７を保
護するようＶこ−ｇｆＬ、　６１１１定子支持部材９０
案内レール４に沿った動きに伴ない一力の定圧ばねは伸
延され、他方の定圧はねは巻取装置２７に巻取られるよ
うになっている。さらに、両スケール保換装置８を構成
する定圧げねｄ２、？ｆ、ぼ均等のばね特性とされ、測
定子支持部側９の左右いずれへの移動もほぼ等しい力で
行なえるようになっている。

前記支持ブロック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ット３：うが設けられている。こ
のユニット３３は、ガラスなどの透明板に前記スケール
７と同様彦目盛を形成されたインデックススケール３４
と、このインデックススケール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協、の変化によって
受光素子３６に発生するサイン波状の霜′、流で、支持
部材９のＹ方向移動変位預゛が開側できるようになって
いる。この際、発光素子３５と受光素子３６との光軸は
Ｖ字状になるよう配詔され、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。

第５図及び第６図には前記ショックアブゾーパ２０の詳
細構造が示され、これらの図において、アグゾーパ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３
７ＡＱ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ｇたばね受け３８と、とのばね受け
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。

また、定圧ばねからなるスケール保護装置８の一端部は
、ブツシュ４０とナツト４１との間に挾持され、？シト
４２によシショックアプゾーバ２０の移動子３７に固定
されている。

なお、第１図中左後方の案内レール５と測定子支持ブロ
ック９との保合は、案内レール５の上下の円筒部に１８
０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υ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。

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ット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崩接による破損
等は有効に防止される。

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として一端をぜん壕い
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９０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
部拐９のいずれの方向への移動もほぼ均等に行なえ、か
つ、自動化の際支持部利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１／−ル４に支持部材９を係
合させるローラ２３の支持軸２４を利用して構成しだか
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。

また、巻取装置２７には、第２の円筒部栃としての糸巻
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の糸巻のフランツ部により
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ｔ２５とは常に円滑に回転でき、従って定
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。

きらに、定圧ばねの一端、自由端側をショックアプゾー
バ２０の移動子３７に取付けたから、アブゾーパとして
の機能を損うことなく移動子３７の回転止めをできる。

まだ、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、がっ、移動子３７が一端に固定されたことにょ
シ分解時に定圧ばねの開放端が巻取装置２７内に完全に
巻込捷れることがなく、この点からも分解時の作業を円
滑に行なえる。

壕だ、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、巻取端を検出ユニット３３側に取付
けたから、前述のようにローラ２３の支持軸２４の利用
が可能になって巻取装置２７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υ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、検出ユニット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ってスケール面を損傷
する可能性があるからである。

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固練
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。

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、定圧は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
、定圧は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（１−ｉ傷を有効に防止できる。

なお、実施にあたυ、巻取装置２７は必ず［７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のス硬−サ２
５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、いずれが一方あるいは両者系省略しても
よい。また、定圧ばねは左右均婢に設けず、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、（１イ
イ気的スケール、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１（伴ない検出器ユニット３
３も当該形式のユニットとされるのは勿論である。址だ
、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、本発明し」、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、］？ス、ハイ）ｆ−ソ、ダイヤルグーノ等
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、犬するに直線方
向に相互に移動用能な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
肌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。

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部洞の摺動も円滑で、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。

【図面の簡単な説明】

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ｉｎ１図、第３図
は本実施例の支持ブロック内の概略構成を示す第４図Ｉ
ＩＩ　−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図、第４図は同じく支
持ブロック内の概略構成を示す４ｔｌｉ　Ｉ＋、ｌ’を
面図、第５図は本実施例のショックアプゾーパ内う断面
図である。 １・・ノＩ（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部月としての測定子支持部材、２０・・・ショッ
クアブゾーパ、２２・・・支持ブロック、２３・・ロー
ラ、２４・・支持軸、２５・・・第１の円筒部材として
のス波−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・・・変位検出ユニッ
ト、３７・・・移動子。 代理人　弁理士　木　下　實　三 （ほか１名） 第１図 ム 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋、）　　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
   位検出ユニットとを備えた機器に設けられるスケールの
   保護装置であって、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（１１１１に設けられた巻取装
   置に巻取り可能にきれ、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
   圧ばねの他端を奉伺け、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％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部材に沿って転勤するロー
   ラの支持軸に回転自在に装着されたことを％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線巻内径が円筒部材
   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。