JPS5930006A

JPS5930006A - 長尺スケ−ル装置

Info

Publication number: JPS5930006A
Application number: JP14016482A
Authority: JP
Inventors: Kunio Toshimitsu; 邦夫利光
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1982-08-12
Filing date: 1982-08-12
Publication date: 1984-02-17

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、測長器の継合わせスケール、特に光学測長器
における継合わせによる長尺スケール装置に関する。

大型工作機械などのように移動台の移動量が大きく、そ
の測定長が１メートル以上にもなると、もはや１本の鵬
“密ガラススケールではその目盛の長さが不足する。そ
れ故、複数のスケールを長手方向に継ぎ合わせた継合わ
せ長尺スケールが用いられる。この継合わせに長尺スケ
ールとしては、例えば特公昭５３−３３０７１号の特許
公報に記載されているように、複数のガラススケールを
継ぎ合わせ、その上に長い透明ガラス板を貼り付は固定
して１本の透明な継合わせ長尺スケールに形成したもの
や、特開昭５４・−１６１・３“５４号の公開特許公報
により公開されている如く、継ぎ合わされた枚数のガラ
ススケールの幅方向の縁部を補強板で挟んで接着固定し
て一本の継合わせ長尺スケールに形成したものなどが知
られている。

上記の継合せ長尺スケールは、いずれも比較的短い別の
基準スケールをその継合わせ部に重ね合わせて設置し、
継合わせ部の間隔調整が行われるが、その際、前者の公
知例は、目盛の重なり部に生じるモアレ縞の喰違いを観
察して間隔調Ｉｌ１行うもので、細かいピッチの目盛の
場合には、モアレ縞の間隔が細かくなるか、縞の幅が広
くなって、目視により正確な読み取りおよび位置決めを
行うとと−は困難である。また後者の公知例は目盛の明
部と暗部を重ね合せることにより間隔調整を行うもので
あるが、その重なり状態を検出するだめの光電変換器か
らの電気信号は、目盛のピッチずれ、モアレ縞、継合わ
せスケール同士のギャップ変化等すべてを電蝕した結果
であって、その電気信号に基づいてスクール間隔が調整
されても、そのスケールの位置決めが必ずしも正確にな
されたことにはならず、信頼性の高い長尺スケールは得
られない。

さらにまた、上記の２つの公知例のものは、その間隔調
整のために、いずれも、２本のスケールを継ぎ合わせた
長さにほぼ等しい長さの大型微動調整台を設備巳な・け
ればな）゛らず、工作機械などが設置された現地におい
て継合わせ作業を行うことは極めて困難である。

また一方、上記のような長大な微動調整台を使用するこ
となく、直接、工作機械のベッドなどにスケールを固定
して継ぎ合せを行う第１Ａ図に示されるような測長器が
例えば特開昭５４−９９６２号の公開特許公報により公
開されている。この継合わせ長尺スケールは、ガラスス
ケール１．１′をそれぞれ支持する中間支持部材２．２
′が第１Ｂ図のととくゴムのような弾性を有する中間層
３．３′を介して中空型材４．４′に接着され、この中
空型材４．４′が例えば工作機械のベッドに固定される
ように構成されている。また、各中間支持部材２．２′
にはそれぞれ両端面に調節ねじ５．５′が設けられ、継
合わせ長尺スケールの両端末に設けられた端末片６に支
持された圧力ばね７によってこの調節ねじ５．５′の頭
部が当接するように中間支持部材２．２′は付勢されて
いる。その調節ねじ５．５′の一方または双方を調節す
ることによって、ガラススケール１．１′の間隔が調整
されるので、この継合わせ長尺スケールは、向隔調整の
際忙前述の２つの公知例のような微動調整台を特に設備
することを必要としない利点がある。しかし、この継合
わせ長尺スケールには、スケール面上で各スケールの長
手方向に直角な方向の違い、つまり各スク−ル間隔の測
長方向における直線性（曲り）を修正する手段が設けら
れていないので、目盛帯のピッチが細かい場合には、継
合わせスケール同士の非直線性のために、継目で検出信
号を不正確なものにするという欠点が生じていた。

本発明は、上記のような公知の長尺スケールの欠点を解
決し、各継合わせスクール同士の継目の間隔を調整する
と共に、各スケールの直線性をも調整可能にした正確で
信頼性の高い継合わせによる長尺スケ；−ル装置を得る
ことを目的とする。

以下、添付の図面に示された実施例に基づいて本発明の
詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す継合わせ長尺スケール
の平面図、第３図は第２図の実施例を目盛スケール側か
ら見た立面図、また第４図は第２図の長尺スケールに光
電検出装置を装着し九Ａ−Ａ断面図である。第２図にお
いて、２本の目盛スケール１１．１１′はこの目盛スケ
ールと膨張係数のほぼ等しい一組の連結器１２により継
ぎ合わされ、目盛スケールのほぼ２本分に相当する長さ
を有する基板１３上に取付は支持されている。この連結
器１２は、基板１３の一部に第３図の如く形成された切
欠き溝１３ａの底面１３ｂ上に取付けられたスケール支
持体１４．１４′と、このスケール支持体１４．１４′
上にそれぞれ固設された結合金具１５．１５′と、その
結合金具１５．１５′金互い・に連結する３本の調整ね
じ１６ａ、１６ｂ、１６Ｃとから構成されている。

結合金具１５および１５′は、第３図に示されている如
くそれぞれ突出部１５ａおよび１５′ａを有して左右対
称なＬ字形に形成され、また、その裏側には第４図の如
くそれぞれ段部１５ｂ、１５′ｂが形成されている。ま
た、ポルト１７によりて基板１３の溝底面１３ｂ上に取
り付けられたスケール支持体１４．１４′と、このスケ
ール支持体１４．１４′上にそれぞれボルト１８によっ
て固設された結合金具１５．１５′の段部１５ｂ、１５
’ｂとの間に目盛スケール１１．１１′の端部がそれぞ
れ挿入される。その段部１５ｂ、１５′ｂと対向するス
クール支持体１４、］　４’の目盛スケール接着面１４
ａ、１４′ａには接着剤が塗付され、挿入された目盛ス
ケール１１．１１′はその接着剤によって、接着面１４
ａ、１４′ａにそれぞれ接着固定される。

なお、その目盛スク°−ル１１．１１′が、接着固定さ
れる際には、結合金具１５．１５′の段部１５ｂ１１５
′ｂに螺設されたセット小ねじ１９により接着剤の硬化
するまで押え板２０を介して押圧され、目盛スケール１
１．１１′はスケール支持体１４．１４′に強固に接着
固定される。

一方、結合金具１５．１５′の突出部１５ａ、１５′ａ
の両側には第２図の如く調整ねじ１．６ａ、１６ｂが螺
設されており、一方の結合金具１５の突出部１５ａの中
央には受は金２１が植設され、この受は金２１に当接す
る別の調整ねじ１６ｃが他方の結合金具１５′の突出部
１．５’ａの中央部分に螺設されている。この３本の調
整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、目盛スケール１
１．１１′は第２図に示された矢印Ｘの左右方向および
受は金２１の接触部を中心とする矢印ｙの揺動方向に相
対変位可能に構成されている。

また、基板１３の溝１３ａの深さｈは第３図の如くスケ
ール支持体１４．１４′の厚さに等しく形成され、スケ
ール支持体１４．１４′が溝底面１３ｂに接したときに
、目盛スケール１１．１１′は基板１３の上面１３ｃに
接するように構成されている。更に基板１３の上面には
、わずかな段差の形成された目盛スケール接合部１３ｄ
を有し、目盛スケール１１．１１′は、ゴムのような弾
性を有す中間＃２２を介して目盛スケール結合部１３ｄ
に結合されている。なお、目盛スケール１１．１１′、
連結器１２は、両目盛スケールの調整後に、一方の端縁
にシールリップ２３全セｎイ八肩する上カバー２４およ
び下カバー２５により保護される。

第５図は、本発明の要部をなす連結器の別の実施例で、
この連結器１１２は、基板１１３および右側の目盛スケ
ール１１を支持するスケール支持体１１４以外は第２図
乃至第４図と同じであるから、その同じ部分の説明は省
略する。第５図において、左側のスケール支持体１４′
は、右側のスケール支持体１１４から左方に伸びた突出
部１１４ｂ上に固設され、結合金具１５．１５′を含む
連結器１１２は一体に形成されている。従って、この場
合には、スケール支持体１１４．１４′ヲ基板１１３」
−に取付けることなく、目盛スケール１１．１１′を予
め継ぎ合わせた状態に保つことができる利点がある。尚
、第５図において中間層２２はスケール支持体１１４．
１１４′と基板１１３との間まで延設してもよい。

さて、上カバー２４が除かれた第２図の状態において、
連結器１２と共に目盛スケール１１．１１’が取付けら
れた基板１３が、例えば工作機械のベッドに取付けられ
た後に、測長のための光電検出装置が第４図の如く取付
けられる。この光電検出装置は、例えば工作機械の移動
台に設けられ、目盛スケール１】、１１′の長手方向に
沿って移動可能な検出ペース２６と、シールリップ２３
に接する連結部２７を介してこの検出ベース２６と接続
された光電検出部２８とから構成されている。この光電
検出部２８は、光源とコンデンサーレンズを備えたラン
プハウス２８ａと、目盛スケールをはさんでランプハウ
ス２８ａと対向すると共に、検出用インデックススケー
ルと受光素子を備えた検知部２８ｂとから構成されてい
る。

尚、検出用インデックススケールは、継ぎ合わされる目
盛スケール１１．１１′の裏面に不透明線と透明スリツ
トを交互に配列して形成された目盛帯１１　ａｂ　１１
ａ’　（第２図参照）と同じスケール目盛を有する。

次だ上記の実施例の作用および組立て調整作用について
説明する。

まず、目盛スケール１１．１１’を連結器１２に取付け
ふ前に、連結器１２の左右の結合金具１５．１５′を連
結している両端の２本の調整ねじ］、　６　ａ、１６ｂ
をはずして、ボルト１８によってスケール支持体１４．
１４′に固定された結合金具１５．１５′を左右に分離
する。次に、スケール支持体１４．１４′の目盛スケー
ル接着面１４ａ、１４ａ′にそれぞれ接着剤を塗布する
。そして、この面１４ａ、１４ａ′と結合金具１５．１
５′の段部１５ｂ、１５′ｂとの間に目盛スケール１１
．１１′がそれぞれ挿入されるように目盛スケール１１
．１１′及び結合金具１５．１５’を配置する。さらに
目盛スケール１１．１１’の端縁が結合金具１５．１５
′の突出部１５ａ、１５ａ’の端面から第２図の如くわ
ずかに突出する如く、スケール支持体１４．１４′を目
盛スケール１１．１１’に対してそれぞれ設置する。

スケール支持体１４．１４’を目盛スケール１１．１　
］’の端部に設置する位ＩＵが決定したならば、目盛ス
ケール】】、１１′と段部１５ｂ、１５ｂ′との間にそ
れぞれ押え板２０を挿入し、ボルト１８を締め付ける。

さらにこの押え板２０を介して・それぞれ３個のセント
小ねじ１９により、目盛スケール接着面１４ａ、１４ａ
’の接着剤が硬化するまで目盛スケール１１．１１′を
抑圧する。

目盛スケール１．Ｌ１１’がスケール支持体１４．１４
′にそれぞれ強固に接着されたならば、次に、基板］３
の目盛スケール接合部１３ｄに硬化しても弾性を有する
接着剤例えばゴム系の接着剤を塗布して中間Ｎ２２を形
成するか、または予め形成された弾性を有する板状の部
材、例えばゴム系の中間層２２上に接着剤を塗布する。

そして、その接着剤が乾かないうちに、目盛スケール１
１．１１′全基板１・３上に載置する・と共にい目盛ス
ーケール゛１１．１１′の端部に設けられたスケール支
持体１４．１４′が基板１３の溝底部１３ｂに接するよ
うに目盛スケール１１．１１′の位置を定める。さらに
、その目盛スケール１１．１１′の長手方向と基板１３
の長手方向とがほぼ平行にｈるように目盛スケール１１
．１１′の方向を定めた後に、それぞれ３本のボルト１
７にてスケール支持体１４．１４′ヲ基板１３上に固定
する。

さて、目盛スケール１１．１１′の基板１３への数句け
が終了したならば、結合金具１５と１５′を調整ねじ１
６　ａ、　１６　ｂ、　１６　ｃで連結した後、第２図
中、左側のスケール支持体１４′を固定している３本の
ポル）１７’にわずかに緩める。そして、調整ねじ１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ’ｅ回転して、結合金具１５′、ス
ケール支持体１４′及び目盛スケール１１′を基板１３
に対して微動させて、継目間隔と目盛帯Ｊ　１．　ａ、
１１ａ′の平行度（直線性）とをｌＩ！ｌ整する。この
場合、調整ねじ１６Ｃは継目間隔を規定するように働き
、両側の調整ねじ１６ａと１６ｂは目盛スケール１１′
を調整ねじ１６８と受は金２１との当接点を中心にして
目盛帯１１ａ１１１ａ’ｕ−含む平面内で第２図の如く
ｙ方向に揺動するように働く。このため、調整ねじｉ６
ａと１６ｂは締め付けることによって結合金具１５′を
結合金具１５の方へ引き寄せ、調整ねじ１６ｃは締め付
けることによって結合金具１５′ヲ結合金具１５から押
し離すように設けられている。

以上のようにして、目盛スケール１１′を微動させて継
目における目盛帯の連続性、すなわち継目間隔を目盛ピ
ンチの整数倍にする調整と、目盛帯１１ａと１１ａ′と
の測長方向における直線性の調整とを行なう。尚、この
際、目盛スケール１１′は基板１３に対してわずかに移
動するが、弾性変形する中間層２２が設けられているの
で、目盛スケール１１′が目盛帯１１ａ′を含む面内で
湾曲することはない。

そして、この調整が終ったら、左側のスケール支持体１
４′を３本のボルト１７で基板１３に締結し、カバー２
４．２５を取り付けることによって長尺スケール装置が
完成する。

このように、本実施例によれば３本の調整ねじ１６ａ、
１６ｂ、１６Ｑｋ各々押しねじ、引きねじとして使って
いるので、目盛スケール１１と１１′の連結が極めて強
固なものと力る。

なお、上記の実施例においては、スケール支持体１４．
１４′、１１４と結合金具１５．１５′全それぞれ別体
にて構成したが、両者を一体に形成しても差支えない。

また調整手段としての３本の調整ねじのうち、中央部の
調整ねじ１６ｃは間隔を拡げるだめの押しねじ、両端の
調整ねじ１６ａ１１６Ｘ）は間隔を狭めるど共に目盛ス
ケールを屈曲させるだめの引きねじとして作用するよう
に構成した７５よ、逆に中央部を引きねじとし両端を押
Ｌ７ねじに４１に成しても同様の作用、効果が得られる
ことｄ、言う壕でもない。

次に、本発明における調整手段のその他の実施例を第６
図に基づき説明する。第６図において、前述の各実施例
と同一の部材については同一の符号を与えである。この
実施例では、前述の３本の調整ねじのうち、調整ねじ１
６ｂを設けた位置に引張バネ３０を設け、結合金具１５
と１５′を引っ張るＪ：うにする。その他の調整ねじ１
６ａ、１６Ｃは前述の実施例と同一に設ける。このよう
か構成において、調整ねじ１６ａを調整すると、２つの
目盛スケール１１と１１′は調整ねじ１６ｅと突出部１
５ａとの当接点を中心として、目盛帯１１ａ、Ｉｌａ”
ｅ含む平面内で屈曲させられる。さらに調整ねじ１６ａ
と１６Ｃを共に調整すると、目盛スケール１１と１１′
の継目間隔が変化する。すなわち調整ねじ１６ｃは継目
間隔を規制する働きを有し、調整ねじ１６ａは、その規
制された間隔内で目盛帯１１ａと１１ａ′の平行度（測
長方向における直線性）を調整する働きを有する。　　
　′この実施例によれば、３本の調整ねじのうち１本を
バネ部材に置き換えたので、２本の調整ねじたけで極め
て簡単に調整が行なえる利点がある。

以上の各実施例では、連結金具１５．１５′を別々のも
のにして、目盛スケールＩＬＩＩ’の継合わせ端部に夫
々固定していた。ところが第７図に示すように、左右の
連結金具をコの字形に一体に形成した金具１１５を用い
ても、同様の作用、効果が得られる。この金具１１５に
は、コの字形の開放側すなわち目盛スケール１１．１１
′との接着固定側が紙面と同一面内でわずかに開閉揺動
するように、コの字形の閉成側に３本のすり割１１５ａ
、’　１１５ｂ、１１５ｃが互いちがいに設けられてい
る。そして、目盛スケールの継目方向とほぼ平行に、突
出部１１５ｄと１１５ｅとが延長される。この突出部１
】５ｄ、１１５ｅには第６図の実ｈ７！１例と同様に作
用する調整ねじ１６ａ、１６ｃが設けられている。この
実施例の場合、金具１１５のすり割を設けた部分が、第
６図の引張バネ３０の働きに相当する。

さて、この実施例においても、調整ねじ１６ａと１６ｃ
を共に調整すると、突出部１１５ｄと１１５ｅの間隔、
すなわち目盛スケールの継目間隔が変化し、調整ねじ１
６ａｉ調整することによって目盛スケールが屈曲する。

この実施例においても、調整ねじは２本しかないので調
整が極めて簡単ニー／ｚ、Ｌという利点があるが、さら
に、２つの目盛スケールを連結する金具１１５が一体に
形成されているために、目盛スケールの取り付は作業が
極めて簡単、かつ容易になるという利点がある。

址だ金具１１５自体にすり割による付勢力を持たせてい
るから、調整のために２本の調整ねじの他ＩＩ：ｌ二（
ｉＴＪら部濁を必要どせず、安価な構成となる利点もあ
る。

尚、上記各実施例において、結合金具１５．１５’や金
具１１５は目盛スケール１１．１１′に接着固定される
ことなく、ボルト１８によってスケール支持体１４．１
４′、１１４に締結されているだけである。このため上
述の調整が完了し、接着剤が乾いたら、ボルト１８をゆ
るめて、結合金具１５．１５′や金具１１５を取りのぞ
くことができる。このようにすれば継目部分の断面積が
小さくなり、極めてコンパクトな測長装置が得られると
いう利点がある。

以上の如く本発明によれば、目盛スケールの継合わせの
際、スケール間隔とスケール同士の屈曲とを調整し得る
連結器を設けたので、目盛スケール同士の平行度やピッ
チずれの調整を簡単な操作で確実に行なうことができる
。このため、光電検出装置が継目を通過する際、検出信
号の振幅変動や位相の変化が生じることなく、極めて精
密な測長が可能と々る。また、調整作業のための調整手
段も連結器に設けられているので、装置が小型になる利
点もある。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は従来公知の継合わせ長尺目盛の平面図、第１
Ｂ図は第１Ａ図のＢ−Ｂ断面図、第２図は本発明の一実
施例の平面図、第３図は第２図の実施例を目盛スケール
側から見た立面図、第４図は沃２図の実施例に光電検出
装置を付加した第２図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図
とは別の実施例の立面図、第６図は本発明における調整
手段の他の実施例を示す平面図、第７図は本発明におけ
る連結器の他の実施例を示す平面図である。１１．１１’・・・・・・・・・目盛スケール１１ａ、
ｌｌａ’・・・・・・・・・目盛帯１２．１１２・・・
・・・・・・連結器１３．１１３・・・・・・・・・基
板２８・・・・・・・・・光電検出装置出願人　日本光学工業株式会社代理人　渡　辺　隆　男、ｔ１６図／矛４図４８、ｆ−５図オ６図０オフ図１１ろ（ｒ　　　　ＩＩ◇仁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２つの光学式目盛スケールを測長方向に継ぎ合わ
せる連結器と；該連結器に設けられて、前記２つの目盛
スケールの継目間隔を伸縮させる方向と、前記２つの目
盛スケールを目盛帯と略平行な面内で７ｆｆ１曲させる
方向とに調整可能な調整手段とを備え、前記２つの目盛
スケールを基板上に取り付ける際、前記調整手段によっ
て継目にお゛ける目盛帯の間隔と平行度とを調整可能と
したことを特徴とする長尺スケール装置。
（２）前記連結器は前記２つの目盛スケールの継合わせ
端部側に夫々固着された第１と第２の結合部材（１５）
、（１５’）を有し、前記調整手段は前記目盛スケール
の継目の延長方向に浦った少なくとも３カ所に設けられ
て、前記第１と第２の結合部材を連結する３本の調整ね
じ（１６ａ、１６ｂ・］６Ｃ）を有１７、該３本の調整
ねじのうち、中央の調整ねじによって継目間隔を調整し
、他の２本の調整ねじによって２つの゛目盛スケールの
屈曲を調整することを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の長尺スケール装置。