JPS6047528B2 - リニア・エンコ−ダのスケ−ル支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リニア・エンコーダのスケールを摺動させ
る支持装置に関するものである。

一般に、リニア・エンコーダは、透明のメインスケー
ルに透光部と遮光部を一定ピッチで交互に−配置した縞
状の所謂、明暗のパターンを設け、これと同じパターン
のインデックススケールを対面し摺動させ、かつ、スリ
ットを介して前記両パターンを通して光源からの光を受
光するように光電変換素子（主としてフォトトランジス
タあるいはフォトダイオード）を配置したものである。

メインスケールがインデックススケールに対し１ピッチ
移動するごとに明暗１サイクルの変化を光電変換素子が
検出し、光電パルス出力が得られる。このパルスを発生
させる各スケールの明暗のピッチは、例えば、４μある
いは５μ巾のパターンになつているので、長さのきわめ
て精密な測定ができる反面、メインスケールはインデッ
クススケールに対し、常に一定の位置関係（両者の間隔
は０．０１〜０．０５７７ｊ７７ｌに維持する必要あり
）になければ、パルスの検出が安定せず、移動量の計測
が確実とならない。〔従来の技術とその問題点〕 ところが、従来のリニア・エンコーダは、例えば、実
開昭５４−９１１３３号公報で紹介されているごとく、
これを当該公報の符号を用いていえば、検出機構３とい
われるヘッド部と、移動するスケールを固着したスライ
ダ１３といわれる固定スリットホルダとが一体的に結合
されており、かかるリニア・エンコーダ本体へヘッド部
を組込む際には、ヘッド部の姿勢（位置）が固定スリッ
トホルダの位置精度に影響を与えるので、その組立に注
意を要し、治具を必要としたり、両者の接触部の機械加
工をかなり高精度に仕上げる必要がある。

そうしなげれば、メインスケールとインデックススケー
ルと間の微妙な関係に対し、摺動するヘッド部の組立誤
差や加工誤差が直ちに影響をおよぼすことになる。例え
ば、両スケール摺動の間にはギャップが前記のように０
．０１〜０．０５Ｔ！Ｒｌｎに限定され、このギャップ
０．０５ＴｎＩＩＬを越えると、ホトトランジスタと発
光ダイオードとの間の光の平行度あるいは回折等の関係
で誤信を発生することがあり、また、両スケール摺動の
接触摩耗によつて、微細な目盛が損傷するという、検出
不可能な状態を招来する。〔問題点を解決するための手
段〕 そこで本発明はこの従来の欠点を除き、安価で計測精度
の高いリニア・エンコーダを提供するものである。

第１図は一部省略全体正面図、第２図は第１図の一方の
スケール固定用側蓋を取外した側面図、第３図は第１図
のＡ−Ａ断面図を示し、第４図以下は部品図を示すが、
本実施例のリニア・エンコーダは、固定状態のリニア・
エンコーダ本体１と該本体１内で基準をとりながら該本
体１上を往復動するヘッド部２からなつている。

該本体１はトンネル状箱体になつており、その底面３の
略中央部に帯状の明暗パターンを施したメインスケール
４を横長にして垂直に立植している（第２図および第３
図参照）。さて、該メインスケール４の片面では、該片
面て対面して摺動する明暗パターンを施したインデック
ススケール５があり、このインデックススケール５と前
記メインスケール４とを中間にして挟．むようにホトト
ランジスタ６と発光ダイオード７とが対峙して設けられ
ているが、このうちインデックススケール５は固定スリ
ットホルダ８のＢ面（第３図参照）に固着され、ホトト
ランジスタ６は基板９にプリント基板化して設けられ、
該基板Ｊ９がＣ面にビス１１にて固着されている。

また、発光ダイオード７は他の基板１０にプリント基板
化して設けられ、該基板１０は、固定スリットホルダ８
のＤ面にビス１１にて固着されている。この固定スリッ
トホルダ８は、正面視でコ字状・の中間金具１２にて挾
まれた状態になつているが（第１図参照）、特に、該ホ
ルダ８の略中央部で、インデックススケール５の反対側
に設けた突出部３１に線バネ１３を挿通し、該線バネ１
３の一端を中間金具１２の一方の脚部１４に挿通し、他
端を中間金具１２の他方の脚部１５に挿通して押しボル
ト１６にて固定することにより、中間金具１２に固定ス
リットホルダ８が吊設された状態になつている。そして
、固定スリットホルダ８は、中間金具１２の横バー１７
の傾斜面１８に螺設したノックピン１９″を中心とする
圧縮コイルバネ１９にて、常時、メインスケール４方に
押圧されているので、固定スリットホルダ８に取付けら
れたＪインデックススケール５とメインスケール４との
位置関係を一定に保つことができる。なお、前記線バネ
１３自体のたわみの反力を、該コイルバネ１９と同じ押
圧力として働かせると、圧縮コイルバネ１９はなくして
もよい。次に、インデックススケール５を固定した、固
定スリットホルダ８のＢ面の下方や、Ｆ面の中間に、第
４図に示すような超高密度ポリエチレンからなるアタリ
部材２０，２１を植設し、該アタリ部材２０，２１をメ
インスケール４の上面と側面下方に当接して摺動するよ
うにしているので、インデックススケール５は円滑な摺
動をする。

一方、中間金具１２は、第２図、第３図に示すように、
その上面にガタツキを除くため設けた板バネ２２の端で
のアタリ部材２３、前記横バー１７の上面に設けたアタ
リ部材２４、および中間金具１２の背面に設けたアタリ
部材２５、でもつて、リニア・エンコーダ本体１の箱体
内面に当接して摺動するようになつているので、中間金
具１２も円滑な摺動をすることができる。また、中間金
具１２には、ヘッド部２の姿勢に影響されない緩衝機構
を介在して、前記のヘッド部２が跨設されている？。

すなわち、前記緩衝機構は、ヘッド部２の一方側には前
脚２６を吊設し、この前脚２６にはボール２７を抱持し
、また、他方側には板バネ２８を介して中間小金具２９
を吊設し、この中間小金具２９に横方向に押しボルト３
０を螺設した構成である。したがつて、ヘッド部２は、
中間金具１２の摺動する方向の前後に対し、一方ではボ
ール２７に当接して、跨設されている。したがつて、通
常、被測定物を伴い、かつ、ガイド部に沿い移動するヘ
ッド部２では、被測定物に影響されるが、板バネ２８、
ボール２７の点接触などの緩衝機構を介していることか
ら、ヘッド部２の姿勢（位置）がリニア●エンコーダ本
体１内部の中間金具１２に、ひいては、インデックスス
ケール５とメインスケール４の位置関係に、影響をしな
いようになる。なお、緩衝機構としては、板バネ２８等
の弾性体により、ヘッド部２の姿勢（位置）などが、中
二間金具１２などの位置関係に影響しないような構成で
あればよいが、ヘッド部２と中間金具１２との位置精度
を考慮すると、ヘッド部２と中間金具１２の少なくとも
一辺は、例えば、ボール２７などの剛性のある部材を介
して接することが必要で１ある。

本発明の実施例の構成は以上のようになつているが、各
部品の形状がやや複雑であるので、その部品を第５図な
いし第７図に示す。

第５図は固定スリットホルダ８に中間金具１２ノを組付
けた正面図で、第６図は第５図の側面図、第７図は固定
スリットホルダ８の一部破断平面図を示す。

第５図の３２は、複数個のホトトランジスタ６を臨設す
る窓、第６図および第７図の３３は線バネ１３を挿通す
るキリ孔、第５図の３４は２中間金具１２の脚部１４，
１５に線バネ１３を挿通するキリ孔を示す。以上のよう
な構成を有するリニア・エンコーダによれば、ヘッド部
２を被測定物をともなつてガイドに沿い、移動させるよ
うにし、また、リニ；ア・エンコーダ本体１を被測定物
近傍に固着しておき、ヘッド部２を移動させれば、該本
体１内部に設けたインデックススケール５がメインスケ
ール４の片面に沿つて摺動することになる。

その結果、両スケール４，５に施された明暗パターンが
．重合し、ことが光学的に検出され、電波の波形に変換
されてパルスを発信させる。このパルス出力をデジタル
表示する。したがつて、ヘッド部２の移動距離がデジタ
ル化して表示できるものであるが、かかる原理は、公知
のものをそのまま使用している。以上要するに本発明の
構成は、特許請求の範囲に記載された構成を採択したの
で、以下の効果を奏する。

〔発明の効果〕

１ リニア・エンコーダ本体上を被測定物をともなつて
ガイドに沿い往復動するヘッド部と、メインスケールお
よびインデックススケールと、の間には、緩衝機構を介
在させているから、移動するスケールおよびこれを固定
し保持する固定スリットホルダのみが、メインスケール
とインデックススケールとの極小間隔に影響し、他の部
材は影響しないようにすることができる。

すなわち、被測定物に影響を受けるヘッド部の姿勢（例
えば被測定物の重量で傾くなど）いかんは無関係となり
、しかも、ヘッド部は別設したガイド部に案内されるが
、そのガイド部の仕上誤差にも影響を受けず、加えて、
移動するスケールは他の部材、例えば中間金具とはバネ
カを介在させており、一体化していないので、全体とし
て、パルスの検出が安定し、精密な計測ができ、ひいて
は、両スケールが接触摩耗を生じ明暗パターンなどを消
去することもない。２高精度に仕上げる部分を極力少な
くしたので、特に、ヘッド部とリニア・エンコーダ本体
との組込部を高精度に仕上げる必要がないので、熟練の
技術者によらなくても製作でき、加工賃を節減でき、安
価なリニア・エンコーダとすることができる。

３つまり、バネカの介在と緩衝機構の介在とで相補足し
合い、リニア・エンコーダ自体の製作誤差や、測定中の
被測定物の姿勢には影響されないようにすることができ
る。

なお、本発明のリニア・エンコーダは、顕微鏡を構成と
する光学系と光電素子を組合した計測器にも応用できる
ことはいう迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の一部省略全体正面図、第２図は
第１図の一方のスケール固定用側蓋を取外した側面図、
第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図はアタリ部材外
観図、第５図は固定スケールホルダに中間金具を組付け
た正面図、第６図は第５図の側面図、第７図は固定スリ
ットホルダの平面図を示す。 １・・・・・・リニア・エンコーダ本体、４・・・・・
メインスケール、５・・・・・・インデックススケール
、８・・・ノ固定スリットホルダ、１２・・・・・中間
金具、１３・・・・・線バネ、１９・・・・・・圧縮コ
イルバネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ メインスケールとインデックススケールのいずれか
   一方のスケールを固定し、他方のスケールをこの固定さ
   れたスケールに対面して移動させるリニア・エンコーダ
   において、移動するスケールを固定した固定スリットホ
   ルダ８を、リニア・エンコーダ本体１に基準をとりなが
   ら摺動する中間金具１２に吊設し、かつ、該固定スリッ
   トホルダ８と該中間金具１２との間にバネ力を介在させ
   るとともに、前記リニア・エンコーダ本体１上で被測定
   物にともなつて往復動させるヘッド部２を、該ヘッド部
   ２の姿勢を無関係とさせる緩衝機構を介在して、前記中
   間金具１２に装着した、ことを特徴とするリニア・エン
   コーダのスケール支持装置。 ２ 緩衝機構は、ヘッド部２に配設されたボール２７と
   、中間金具１２をボール２７側へ付勢する弾性体２８と
   、からなる特許請求の範囲第１項に記載のリニア・エン
   コーダのスケール支持装置。