JP2011232074A - スケール、及びリニアエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができ、被測定物に容易に取り付けることができるスケール、及びリニアエンコーダの提供。
【解決手段】リニアエンコーダ１は、基本的に格子状の目盛りを有するスケール２と、スケール２に沿って相対的に移動するヘッド３とを備え、スケール２に対するヘッド３の位置を測定する。スケール２は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか一方の被測定物に取り付けられる。また、スケール２には、材料として形状記憶合金が用いられている。ヘッド３は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか他方の被測定物に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スケール、及びリニアエンコーダに関する。

従来、目盛りを有するスケールと、スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、スケールに対するヘッドの位置を測定するリニアエンコーダが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光学式エンコーダ（リニアエンコーダ）は、スケールベース（スケール）と、検出ヘッド（ヘッド）とを備え、スケールに対するヘッドの位置を測定するものである。

ところで、このようなリニアエンコーダのスケールには、ガラスや、金属などを材料として用いている。例えば、小型の被測定物を測定するためのリニアエンコーダでは、高い精度で測定をするために平面度のよいガラスをスケールの材料として用いている。しかしながら、スケールの材料としてガラスを用いると、スケールの長さが長くなるに従って可搬性が低下し、スケールの梱包や輸送にかかるコストが増加するという問題がある。
そこで、自動車や航空機などの大型の被測定物を測定するためのリニアエンコーダでは、金属をスケールの材料として用いている。スケールの材料として金属を用いると、弾性変形の範囲でスケールを巻き取ることができるので、スケールの長さが長くなっても可搬性の低下を抑制することができ、スケールの梱包や輸送にかかるコストの増加を抑制することができる。

特開２００６−３３０７号公報

しかしながら、スケールの材料として金属を用いると、弾性変形の範囲を超えて塑性変形してしまった場合に元に戻らなくなるので、スケールを巻き取る際には弾性変形の範囲を超えない程度の径が必要になるという問題がある。すなわち、スケールの材料として金属を用いると、可搬性の低下を十分に抑制することができず、スケールの梱包や輸送にかかるコストの増加を十分に抑制することができないという問題がある。

本発明の目的は、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができ、被測定物に容易に取り付けることができるスケール、及びリニアエンコーダを提供することにある。

本発明のスケールは、目盛りを有するスケールと、前記スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、前記スケールに対する前記ヘッドの位置を測定するリニアエンコーダに用いられるスケールであって、前記スケールは、形状記憶合金からなることを特徴とする。

このような構成によれば、スケールの材料として形状記憶合金を用いているので、スケールを変形させても加熱することで元に戻すことができる。したがって、スケールを巻き取る際に十分に径を小さくすることができるので、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができる。また、例えば、スケールを折り畳むようにして小さくすることもできるので、被測定物に容易に取り付けることができ、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。

本発明では、前記目盛りは、エッチング加工で形成されることが好ましい。

ここで、スケールの表面に成膜することによって目盛りを形成すると、スケールを巻き取る際や、折り畳む際に、目盛りに割れや剥がれを生じる場合があるという問題がある。
本発明によれば、目盛りは、エッチング加工で形成されるので、スケールを巻き取る際や、折り畳む際に、目盛りに割れや剥がれを生じにくくなり、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。

本発明のリニアエンコーダは、前述したスケールを備えることを特徴とする。
このような構成によれば、前述したスケールと同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施形態に係るリニアエンコーダを示す平面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアエンコーダ１を示す平面図である。
リニアエンコーダ１は、図１に示すように、基本的に格子状の目盛りを有するスケール２と、スケール２に沿って相対的に移動するヘッド３とを備える。

スケール２は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか一方の被測定物に取り付けられる。目盛り２１は、スケール２の表面にエッチング加工で形成されている。
また、スケール２には、材料として形状記憶合金が用いられている。具体的に、スケール２は、長手方向に沿って巻き取ることができ、折り畳むことができる程度の薄いテープ状に形成されている。したがって、スケール２を持ち運ぶ場合には、可搬性を向上させるために、スケール２を巻き取ったり、折り畳んだりすることで小さくして持ち運ぶことができる。

スケール２を被測定物に取り付ける際には、例えば、スケール２の長手方向における中央部分を先に加熱することで変形を元に戻し、この部分を先に被測定物に取り付ける。そして、スケール２の長手方向における両側部分を後で加熱することで変形を元に戻しつつ、この部分を被測定物に取り付けていくことができる。
また、例えば、スケール２の長手方向における一端を先に加熱することで変形を元に戻し、この部分を先に被測定物に取り付ける。そして、スケール２の長手方向における一端から他端に向かって加熱することで変形を元に戻しつつ、この部分を被測定物に取り付けていくことができる。

ヘッド３は、相対的に変位する２つの被測定物のうち、いずれか他方の被測定物に取り付けられる。このヘッド３は、スケール２に光を出射するとともに、スケール２にて反射される光を受光する。そして、ヘッド３は、受光した光に応じた信号をケーブル４、及びコネクタ５を介して出力する。
なお、図示は省略するが、コネクタ５は、リニアエンコーダ１を制御する制御装置に接続される。この制御装置は、ヘッド３から出力される信号に基づいて、スケール２に対するヘッド３の位置を測定する。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）スケール２の材料として形状記憶合金を用いているので、スケール２を変形させても加熱することで元に戻すことができる。したがって、スケール２を巻き取る際に十分に径を小さくすることができるので、可搬性を向上させることができ、梱包や輸送にかかるコストを低減させることができる。また、例えば、スケール２を折り畳むようにして小さくすることもできるので、被測定物に容易に取り付けることができ、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。

（２）スケール２は、被測定物に容易に取り付けることができるので、スケール２の取り付け誤差を抑制することができる。したがって、リニアエンコーダ１は、高精度な測定をすることができる。
（３）目盛り２１は、エッチング加工で形成されるので、スケール２を巻き取る際や、折り畳む際に、目盛り２１に割れや剥がれを生じにくくなり、可搬性の更なる向上や、梱包や輸送にかかるコストの更なる低減を期待することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、リニアエンコーダとして、光学式のリニアエンコーダ１を例示していたが、磁気式などの他のリニアエンコーダであってもよい。
前記実施形態では、目盛り２１は、スケール２の表面にエッチング加工で形成されていたが、スケールの表面に成膜することによって形成されていてもよい。

本発明は、スケール、及びリニアエンコーダに好適に利用することができる。

１…リニアエンコーダ
２…スケール
３…ヘッド
２１…目盛り

Claims (3)

1. 目盛りを有するスケールと、前記スケールに沿って相対的に移動するヘッドとを備え、前記スケールに対する前記ヘッドの位置を測定するリニアエンコーダに用いられるスケールであって、
   前記スケールは、形状記憶合金からなることを特徴とするスケール。
2. 請求項１に記載のスケールにおいて、
   前記目盛りは、エッチング加工で形成されることを特徴とするスケール。
3. 請求項１または請求項２に記載のスケールを備えることを特徴とするリニアエンコーダ。

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