JP6909567B2 - 直線変位測定装置の取付け具 - Google Patents
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Description
直線変位測定装置を図9に示す。
直線変位測定装置10は、スケール部11と、検出ヘッド部16と、を具備する。
スケール部11は、測長方向に長手状のメインスケール(不図示)と、メインスケールを収容するスケール収容筐体12と、を備える。
ここで、鉄の線膨張係数が11×10−6であるのに対し、アルミニウムの線膨張係数は23×10−6である。
温度が変化したときの変形量(伸縮量)はアルミニウムの方が大きい。
スケール収容筐体12がステージ92の側端面93に完全に固定されていると、スケール収容筐体12の伸縮が規制され、その分、熱応力が発生する。
この熱応力はスケール収容筐体12に曲がりや歪みを生じさせる。これにより、スケール収容筐体12内部のメインスケールにも曲がりや歪みが生じることになり、測定精度の劣化が生じてくる。さらに、熱応力がスケール収容筐体12とステージ92との締結力を超えると、結合部にずれや緩みが生じてしまうことになる。熱応力に起因するスケール収容筐体12の変形は、例えば2mや3mといった長尺のスケールになってくると到底無視出来ない問題となってくる。したがって、スケール収容筐体12とステージ92との結合部には、単なるネジ止めではなく、熱応力を逃がす機構を組み込んでおく必要がある。
問題の一つは、隙間に接着剤18を流し込むのが難しいということである。接着剤18には粘性があるので、接着剤18を孔13に流し込むのは時間、手間、技量を要する。また、丁度良い量の接着剤18を孔に流し込むのも難しい。少なすぎるとOリング15の固定が不十分になってしまうのであるが、だからといって接着剤18が多すぎると孔13から接着剤18が溢れてくる。美観を損ねることにもなるし、きれいに拭き取ることになると手間が掛かる。
直線変位測定装置を取付け面に取り付ける取付け具であって、
スケール収容筐体に穿設された貫通孔に挿入されるブッシュと、
前記貫通孔と前記ブッシュとの間に設けられた弾性体と、
前記ブッシュに挿入され、さらに、前記取付け面に螺入される取付けネジと、
前記取付けネジの頭部と前記スケール収容筐体との間に配設され、前記スケール収容筐体を前記取付け面に向けて付勢する付勢手段と、を備える
ことを特徴とする。
前記弾性体は、前記ブッシュに熱溶着されたゴムである
ことが好ましい。
前記ブッシュは軸に垂直な方向に張り出したフランジ部を有し、
前記付勢手段は、前記フランジ部のうら面に熱溶着されたゴムである
ことが好ましい。
前記ブッシュは軸に垂直な方向に張り出したフランジ部を有し、
前記付勢手段は、板バネであって、中央部分である台部に前記取付けネジを挿通する孔を有するとともに前記台部の端に屈曲によって形成された脚部を有し、
前記板バネの前記台部が前記フランジ部と前記取付けネジの頭部とに挟持された状態で前記脚部が前記スケール収容筐体を前記取付け面に向けて付勢する
ことが好ましい。
前記フランジ部と前記スケール収容筐体との間にギャップが存在する
ことが好ましい。
前記フランジ部は、測長方向に長く、測長方向に垂直な方向に短い
ことが好ましい。
前記ブッシュに外嵌し、前記ブッシュが前記貫通孔から抜けないようにするストップリングを備える
ことが好ましい。
取付け面に取付け可能な直線変位測定装置であって、
貫通孔を有するスケール収容筐体と、
前記貫通孔に挿入されたブッシュと、
前記貫通孔と前記ブッシュとの間に設けられた弾性体と、
前記ブッシュに外嵌し、前記ブッシュが前記貫通孔から抜けないようにするストップリングと、を備える
ことを特徴とする。
前記ブッシュに取付けネジを挿入し、
前記取付けネジを前記取付け面に螺入する
ことを特徴とする。
(第1実施形態)
取付け具200の説明の前に、取付け面93となるステージ92、および、取り付けられる直線変位測定装置100の方を少し説明しておく。
図1は、直線変位測定装置100を本実施形態の取付け具200で移動ステージ90に取り付けた状態を示す図である。
ステージ92の側端面93には、直線変位測定装置100をネジ止めするためのネジ孔94が所定の間隔で設けられている。(ネジ孔94は、断面図である図4に表われる。)
ネジ孔94の位置や大きさは、移動ステージ90の規格で大体決められている。
直線変位測定装置100のスケール収容筐体110が取付け具200によって取付け面93に取り付けられる。
スケール収容筐体110を側方視すると長方形の一つの角を鈍角にするように引っ込めた六角形である。
ここで、図3においてスケール収容筐体110を断面して示す通り、スケール収容筐体110は、メインスケール101を収容する中空の5角形120の上に矩形の頭130が乗っているような形とも解釈できる。
この矩形の頭130の部分が取付け具200によってステージ92の側端面93に取付けられると、これにより中空の5角形120がつり下げられるような形になる。そこで、矩形の頭130の部分をハンギングフレーム部130と名付けることにする。中空の5角形120の部分は、中空ボディ120と名付けることにする。
そして、ハンギングフレーム部130はその正面側の面と背面側の面とが略平行である。
正面側の面から取付け具200が取り付けられることでハンギングフレーム部130はステージ92の側端面93にほぼ隙間無く押し付けられるようになっている。
図2および図3は、取付け具200の分解斜視図を示す図である。図2は正面側から見た分解斜視図であり、図3は背面側から見た分解斜視図である。さらに、図4は図1のVI−VI線における断面図である。
まず、ハンギングフレーム部130の貫通孔140にOリング230とブッシュ220とを挿入する。ハンギングフレーム部130の背面からストップリング250をブッシュ220に嵌める。さらに、ブッシュ220を覆うように正面側から板バネ240を被せ、取付けネジ210をネジ込む。なお、背景技術との対比でいうと、この取付け具200は弾性固定ブロック50に対比される。したがって、スケール収容筐体110の略中央の孔(不図示)についてはこの取付け具200を使用せずに完全固定的なネジ止めとし、その他の孔(貫通孔140)に取付け具200を適用する。
取付けネジ210は、頭部211とネジ軸212とを有するいわゆる雄ネジである。頭部211がある程度張り出し、平坦な座面213を有している。ここで、頭部211の径は、貫通孔140の孔径よりも一回り大きいのは当然であるが、ネジ軸212の軸径は、貫通孔140の孔径に比べて一回り小さい。(貫通孔140の孔径がネジ軸212の軸径よりも一回り大きい。)つまり、取付けネジ210を貫通孔140に挿入したとき、取付けネジ210と貫通孔140との間に隙間ができる。この隙間にはブッシュ220とOリング230とが介装される。
さらに、後述するように、座面213とハンギングフレーム部130との間にブッシュ220のフランジ部225を挟むので、雄ネジ212の軸長はハンギングフレーム部130の奥行きW1よりも十分に長い。
ネジ軸212と貫通孔140との間の隙間にはブッシュ220に加えてOリング230も介装される。このことも考慮して、ブッシュ220は肉薄に設計されている。
ブッシュ220の筒孔の内径は、ネジ軸212を挿通できる程度の大きさであるが、筒孔とネジ軸212との間に極僅かなクリアランスが確保できる程度に設計しておくことが好ましい。
ブッシュ220は、円筒状の胴部221と、胴部221の一端(これを基端とする)において張り出したフランジ部225と、を有する。
この凹条224にはストップリング250が外嵌する。
ブッシュ220が貫通孔140に挿入された状態でハンギングフレーム部130の背面がステージ92の側端面93に押し当てられる。
ここで、胴部221の先端がステージ92の側端面93に突き当たったとき、フランジ部225の背面とハンギングフレーム部130の側面(溝部160)との間にはほんの僅かに隙間G1が残る(図4参照)。
つまり、ブッシュ220のフランジ部225は、ハンギングフレーム部130(スケール収容筐体110)をステージ92の側端面93に直接的に押し付けているわけではない。
(ハンギングフレーム部130(スケール収容筐体110)をステージ92の側端面93に直接的に押し付けるのは板バネ240の役目である。)
Oリング230は、胴部221の節間部223に配設された状態で貫通孔140に挿入される。
胴部221の節間部223と貫通孔140の内壁との間のギャップをOリング230がちょうど埋めるようにOリング230の径が選定される。つまり、Oリング230は、節間部223の外径とほぼ同じサイズの内径を有し、凸状222の外径よりも大きいサイズの外径を有するものが使用される。そして、Oリング230を節間部223に嵌め込んで、このブッシュ220を貫通孔140に挿入すると、Oリング230は貫通孔140の内壁によって押しつぶされて、節間部223内でブッシュ220の軸線方向に沿って広がる。なお、ここでは、線径1.5mm、内径7.5mmのものを使用している。
各種産業機械が発する振動や衝撃を吸収したり緩衝したりする必要から、Oリング230は複数本あった方がよい。
図6は、板バネ240を側方視した図である。
板バネ240は、金属製の帯状薄板をM字状に折り曲げたような形状である。
板バネ240を側方視すると、中央に略平坦な台部241があって、台部241の両サイドに脚242が付いているようにも見える。
板バネ240を正面から見ると、台部241の中央には取付けネジ210のネジ軸212を挿通できる孔247が穿設されている。
ストップリング250は、図4または図7に示されるように、ブッシュ220が貫通孔140から抜けないように、ハンギングフレーム部130の背面側からブッシュ220に嵌められる。
なお、ハンギングフレーム部130の背面側には凹部150が凹設されており、ストップリング250がハンギングフレーム部130の背面から出っ張らないようになっている。
(1)本実施形態の取付け具においては、スケール収容筐体110の貫通孔140にブッシュ220を挿入し、このブッシュ220と貫通孔140の内壁とでOリング230を挟むようにした。そして、ブッシュ220の外周には節間部223を設けてあり、Oリング230の据わりを良くした。これにより、Oリング230を接着剤で固定する必要がなくなった。このことは、取付け作業の効率化に大きく貢献する。また、接着剤で固定してしまうわけでないので、取り外し自在である。
本発明の第2実施形態を説明する。
第2実施形態の基本的構成は第1実施形態と同じであるが、第2実施形態では、ブッシュ220にOリング230を外嵌することに代えて、ブッシュ220に弾性体層260を直接形成する点に特徴を有する。
図8に第2実施形態を示す。
図8に示すように、ブッシュ220にゴム(樹脂)からなる弾性体層260を熱溶着で形成している。ブッシュ220に弾性体層260を直接形成するので、Oリングを嵌めるための凸条222や節間部223は必要なく、胴部221の側面はストレートでよい。
弾性体層260の厚みとしては、胴部221の側面において0.5mm〜0.7mm程度とし、フランジ部225のうら面においては0.2mm程度とすることが例として挙げられる。
そして、取り付けネジ210をブッシュ220に挿入して、ステージ92の孔94に取り付けネジ210を螺入させたとき、取付けネジ210の座面213がブッシュ220フランジ部225を介してハンギングフレーム部130を押すようにする。このとき、フランジ部225のうら面に形成された弾性体層260はクッションになるとともに、適度な力でハンギングフレーム部130を押す付勢手段ともなる。
上記実施形態においては、板バネ240をブッシュ220のフランジ部225と取付けネジ210の頭部211とで挟むようにしている。
これに対し、例えば、弾性部材をブッシュ220のフランジ部225とハンギングフレーム部との間のギャップG1に挟むようにしても同等の作用を得ることができる。
(ちなみに、ギャップG1に弾性部材を介装した場合でもフランジ部のさらに外側に取付けネジの頭部が存在するのであるから、弾性部材は「前記取付けネジの頭部と前記スケール収容筐体の外側面との間に配設され」ていることに違いはない。)
Claims (6)
- 直線変位測定装置を取付け面に取り付ける取付け具であって、
スケール収容筐体に穿設された貫通孔に挿入されるブッシュと、
前記貫通孔と前記ブッシュとの間に設けられた弾性体と、
前記ブッシュに挿入され、さらに、前記取付け面に螺入される取付けネジと、
前記取付けネジの頭部と前記スケール収容筐体との間に配設され、前記スケール収容筐体を前記取付け面に向けて付勢する付勢手段と、を備え、
前記ブッシュは軸に垂直な方向に張り出したフランジ部を有し、
前記付勢手段は、板バネであって、中央部分である台部に前記取付けネジを挿通する孔を有するとともに前記台部の端に屈曲によって形成された脚部を有し、
前記板バネの前記台部が前記フランジ部と前記取付けネジの頭部とに挟持された状態で前記脚部が前記スケール収容筐体を前記取付け面に向けて付勢する
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付け具。 - 請求項1に記載の直線変位測定装置の取付け具において、
前記フランジ部と前記スケール収容筐体との間にギャップが存在する
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付け具。 - 請求項1または請求項2に記載の直線変位測定装置の取付け具において、
前記弾性体は、前記ブッシュの胴部に熱溶着されたゴムである
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付け具。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の直線変位測定装置の取付け具において、
前記フランジ部は、測長方向に長く、測長方向に垂直な方向に短い
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付け具。 - 取付け面に取付け可能な直線変位測定装置と、請求項1から請求項4のいずれかに記載の直線変位測定装置の取付け具と、を具備した直線変位測定装置の取付けセットにおいて、
前記ブッシュに外嵌し、前記ブッシュが前記貫通孔から抜けないようにするストップリングを備える
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付けセット。 - 請求項5に記載の直線変位測定装置の取付けセットで直線変位測定装置を取り付け面に取り付ける方法であって、
前記ブッシュに前記取付けネジを挿入し、
前記取付けネジを前記取付け面に螺入する
ことを特徴とする直線変位測定装置の取付け方法。
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