JP2010085317A

JP2010085317A - 標準尺

Info

Publication number: JP2010085317A
Application number: JP2008256447A
Authority: JP
Inventors: Akira Takahashi; 顕高橋; Haruhiko Fujisawa; 晴彦藤澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】本発明は、長さ測定器の校正等に使用される標準尺に関し、目盛が形成される基体部の撓みが常に同じになるように基体部を支持することを目的とする。
【解決手段】上面の長手方向に間隔を置いて目盛が形成される基体部と、前記基体部の長手方向に間隔を置いて設けられるとともに、前記基体部の下面から下方に向けて突出され前記基体部を支持する突起部とを有することを特徴とする。また、前記突起部は、前記基体部のベッセル点またはエアリー点に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、長さ測定器の校正等に使用される標準尺に関する。

標準尺は、精密な目盛りが刻印されたガラス製のスケールであり、例えば、精密寸法測定機のステージ精度を校正するための長さ基準器として広く使用されている。

そして、標準尺を精密寸法測定機のステージ精度を校正するための長さ基準器として使用する場合には、標準尺がステージ上の所定の位置に移動され、例えば標準尺のベッセル点に対応する間隔を置いて形成される支持部に載置される。
特開２００１−１０８４０８号公報

しかしながら、従来、例えば標準尺に設けられたベッセル点の位置を示すマークが支持部に重なるように、単に目視等により確認しながら標準尺を支持部上に載置しているため、支持部上に標準尺を高い精度で載置することが困難であるという問題があった。

すなわち、支持部上への標準尺の載置位置が異なると標準尺の撓み量が異なるものになり、目盛面の長さが変化してしまい、精度の高い測定を行うことが困難になる。本発明者のシミュレーション結果によれば、例えば１ｍの標準尺では、標準尺のベッセル点に対応する間隔を置いて形成される支持部に対して、標準尺のマークの位置が０．３ｍｍ程度ずれると、目盛面の長さが２ｎｍ程度変化することになる。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、目盛が形成される基体部の撓みが常に同じになるように基体部を支持することができる標準尺を提供することを目的とする。

第１の発明の標準尺は、上面の長手方向に間隔を置いて目盛が形成される基体部と、前記基体部の長手方向に間隔を置いて設けられるとともに、前記基体部の下面から下方に向けて突出され前記基体部を支持する突起部とを有することを特徴とする。

第２の発明の標準尺は、第１の発明の標準尺において、前記突起部は、前記基体部のベッセル点またはエアリー点に設けられていることを特徴とする。

第３の発明の標準尺は、第１または第２の発明の標準尺において、前記突起部は、前記基体部に接合されていることを特徴とする。

第４の発明の標準尺は、第１ないし第３のいずれか１の発明の標準尺において、前記突起部は、前記基体部の長手方向に直交する方向に間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする。

第５の発明の標準尺は、第１ないし第３のいずれか１の発明の標準尺において、前記突起部は、前記基体部の片側の長手方向に直交する方向に間隔を置いて２箇所設けられ、前記基体部の他側に１箇所設けられていることを特徴とする。

第６の発明の標準尺は、第１ないし第５のいずれか１の発明の標準尺において、前記突起部は、下端を平面とされていることを特徴とする。

本発明では、目盛が形成される基体部の撓みが常に同じになるように基体部を支持することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

(第１の実施形態)
図１は、本発明の標準尺の第１の実施形態を示している。

この標準尺は、基体部１１と突起部１３とを有している。

基体部１１は、長尺状の直方体形状をしており、線膨張係数の小さいガラスにより形成されている。基体部１１の上面１１ａには、複数の目盛線Ｌが形成されている。目盛線Ｌは、基体部１１の長手方向に所定間隔を置いて精密に刻印されている。

突起部１３は、基体部１１の下面１１ｂに設けられている。突起部１３は、図２に示すように、円柱を軸長方向に断面が形成されるように２分割した形状をしている。突起部１３は、基体部１１と同一の組成を有するガラスにより形成されている。突起部１３は、図３に示すように、その長手方向が、基体部１１の長手方向に直交するように設けられている。突起部１３の上面１３ａは、例えばエポキシ系の接着剤等により基体部１１の下面１１ｂに接合されている。

一対の突起部１３は、基体部１１の下面１１ｂに所定間隔Ａを置いて設けられている。一対の突起部１３の下端の頂部１３ｂの間隔が所定間隔Ａとされている。この実施形態では、突起部１３は、基体部１１のベッセル点に対応する位置に設けられている。ベッセル点とは、基体部１１のように均等荷重の梁を２点で支持した時に、梁の中立軸上の両端間距離に与える撓みの影響が最小になるような支持位置をいう。

上述した標準尺は、例えば、図４に示すように、精密寸法測定機のステージＳ上に載置され、精度を校正するための長さ基準器として使用される。ステージＳは、高い精度で水平を維持されている。一対の突起部１３の高さｈは、同一寸法とされ、基体部１１が水平に維持されている。

上述した標準尺では、上面１１ａに目盛線Ｌが形成される基体部１１の長手方向に、基体部１１から下方に向けて突出される突起部１３を間隔を置いて設けたので、目盛線Ｌが形成される基体部１１の撓みが常に同じになるように基体部１１を支持することができる。従って、基体部１１に形成される目盛線Ｌの間隔を常に一定の値に維持することができる。

なお、目盛線Ｌの間隔は、予めレーザ干渉測長器等を用いて精密に測定されており、目盛線Ｌの間隔には、その値が使用される。この実施形態では、レーザ干渉測長器等による目盛線Ｌの間隔の測定が、例えば図４に示すように突起部１３をステージＳ上に載置した状態で行われる。従って、標準尺を長さ基準器として使用する時の目盛線Ｌの間隔は、レーザ干渉測長器等により測定された目盛線Ｌの間隔と殆ど同一になり測定精度を高めることができる。

そして、上述した標準尺では、基体部１１のベッセル点に対応する位置に突起部１３を設けたので、突起部１３により基体部１１を支持した時に、基体部１１が大きく撓むことがなくなり、より精度の高い測定を行うことができる。

(第２の実施形態)
図５は、本発明の標準尺の第２の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施形態では、突起部１３Ａが、図６に示すように、断面台形形状とされている。突起部１３Ａの上面１３ｃおよび下面１３ｄは、平面とされている。突起部１３Ａは長尺状をしており、その長手方向が、基体部１１の長手方向に直交するように設けられている。突起部１３Ａの上面１３ｃは、図５に示すように、例えばエポキシ系の接着剤等により基体部１１の下面１１ｂに接合されている。そして、突起部１３Ａの上面１３ｃの中央がベッセル点に位置されている。また、突起部１３Ａの下面１３ｄは、ステージＳ等の載置面上に載置されている。

この実施形態では、突起部１３Ａの下面１３ｄを平面にしたので、標準尺を載置面上に載置した時に、突起部１３Ａと載置面との接触面積が増大し、標準尺の安定性を向上することができる。

(第３の実施形態)
図７および図８は、本発明の標準尺の第３の実施形態を示している。

この実施形態では、図８に示すように、基体部１１の下面１１ｂのベッセル点となる位置には、それぞれ２個の突起部１３Ｃが設けられている。２個の突起部１３Ｃは、基体部１１の長手方向に直交する線分Ｙ上に間隔を置いて設けられている。２個の突起部１３Ｃは、図２に示した突起部１３を短くした形状をしている。突起部１３Ｃの上面１３ｅは、図７に示すように、例えばエポキシ系の接着剤等により基体部１１の下面１１ｂに接合されている。また、突起部１３Ｃの下端は、ステージＳ等の載置面上に載置されている。

この実施形態では、基体部１１の下面１１ｂのベッセル点となる位置に、それぞれ２個の突起部１３Ｃを設けたので、載置面に凹凸がある場合にも基体部１１を安定して支持することができる。

(第４の実施形態)
図９および図１０は、本発明の標準尺の第４の実施形態を示している。

この実施形態では、突起部１３Ｄが、図１１に示すように半球形状とされている。突起部１３Ｄの上面１３ｆは平面とされている。突起部１３Ｄの上面１３ｆは、図９に示すように、例えばエポキシ系の接着剤等により基体部１１の下面１１ｂに接合されている。また、突起部１３Ｄの下端は、ステージＳ等の載置面上に載置されている。

図１０に示すように、基体部１１の下面１１ｂの片側のベッセル点となる位置には、２個の突起部１３Ｄが設けられている。２個の突起部１３Ｄは、基体部１１の長手方向に直交する線分Ｙ上に間隔を置いて設けられている。基体部１１の下面１１ｂの他側のベッセル点となる位置には、１個の突起部１３Ｄが設けられている。この突起部１３Ｄは、基体部１１の幅方向の中間となる位置に設けられている。

この実施形態では、基体部１１の片側に２個の突起部１３Ｄを設け、他側に１個の突起部１３Ｄを設けたので、標準尺を載置面上に載置した時に、標準尺を３箇所の突起部１３Ｄで３点支持することが可能になり標準尺を安定して支持することができる。

(第５の実施形態)
図１２および図１３は、本発明の標準尺の第５の実施形態を示している。

この実施形態では、基体部１１Ａが三角柱形状にガラスにより形成されている。そして、その一面が上面１１ｃとされ、目盛線Ｌが形成されている。基体部１１Ａのベッセル点となる位置には、突起部１３Ｅが長手方向に対して垂直となるように一体形成されている。突起部１３Ｅは、図１３に示すように、基体部１１Ａから下方に向けて突出されている。突起部１３Ｅの下端１３ｈは断面半円形状をしており、ステージＳ等の載置面上に載置されている。

この実施形態では、基体部１１Ａを三角柱形状にしたので、基体部１１Ａを直方体にする場合に比較して剛性を下げることなく体積を減らすことが可能になり、温度変化による変形等の影響を低減することができる。また、基体部１１Ａが三角柱形状であるため、把持し易くなり、取り扱い中に誤って落下させる等の事故を低減することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、突起部１３，１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅを、基体部１１，１１Ａのベッセル点に対応する位置に形成した例について説明したが、例えば、エアリー点に対応する位置に形成しても良い。エアリー点とは、基体部１１，１１Ａを支持した時に基体部１１，１１Ａの端面が垂直になるような点をいう。なお、必ずしも突起部１３，１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅをベッセル点あるいはエアリー点に対応する位置に厳密に形成する必要はなく、基体部１１，１１Ａが常に同一の位置で支持されれば良い。すなわち、長さ基準器等として使用する時に、常に基体部１１，１１Ａの撓みが同一あるいは殆ど同一になるように支持できれば良い。

(２)上述した実施形態では、突起部１３，１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅを熱膨張係数の小さいガラスにより形成した例について説明したが、例えば、熱膨張係数の小さいインバー等の金属により形成しても良い。金属を用いる場合には、割れたり欠けたりする心配がなくなる。また、基体部１１，１１Ａの弾性係数よりも小さな弾性係数を有する樹脂等により形成しても良い。この場合には、基体部１１，１１Ａを安定して支持することができる。

本発明の標準尺の第１の実施形態を示す斜視図である。図１の突起部を示す斜視図である。図１の底面図である。図１の側面図である。本発明の標準尺の第２の実施形態を示す側面図である。図５の突起部を示す斜視図である。本発明の標準尺の第３の実施形態を示す側面図である。図７の底面図である。本発明の標準尺の第４の実施形態を示す側面図である。図９の底面図である。図９の突起部を示す斜視図である。本発明の標準尺の第５の実施形態を示す斜視図である。図１２の側面図である。

符号の説明

１１，１１Ａ…基体部、１３，１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ…突起部、Ｌ…目盛線。

Claims

上面の長手方向に間隔を置いて目盛が形成される基体部と、
前記基体部の長手方向に間隔を置いて設けられるとともに、前記基体部の下面から下方に向けて突出され前記基体部を支持する突起部と、
を有することを特徴とする標準尺。
請求項１記載の標準尺において、
前記突起部は、前記基体部のベッセル点またはエアリー点に設けられていることを特徴とする標準尺。
請求項１または請求項２記載の標準尺において、
前記突起部は、前記基体部に接合されていることを特徴とする標準尺。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の標準尺において、
前記突起部は、前記基体部の長手方向に直交する方向に間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする標準尺。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の標準尺において、
前記突起部は、前記基体部の片側の長手方向に直交する方向に間隔を置いて２箇所設けられ、前記基体部の他側に１箇所設けられていることを特徴とする標準尺。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の標準尺において、
前記突起部は、下端を平面とされていることを特徴とする標準尺。