JPS61219818A - 測長装置 - Google Patents
測長装置Info
- Publication number
- JPS61219818A JPS61219818A JP6296585A JP6296585A JPS61219818A JP S61219818 A JPS61219818 A JP S61219818A JP 6296585 A JP6296585 A JP 6296585A JP 6296585 A JP6296585 A JP 6296585A JP S61219818 A JPS61219818 A JP S61219818A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scale
- case
- length measuring
- length
- length measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は相対変位する２つの被測定物の相対変位量を測
定する測長装置に関するものである。
定する測長装置に関するものである。
（発明の背景）
この種の装置としては、例えばガラス等の透明材料の一
側面上に格子状の目盛、すなわち刻線帯を形成した測長
スケールに対して、光電的手段によシ検出ヘッドが移動
量を読取る測長装置として知られている。
側面上に格子状の目盛、すなわち刻線帯を形成した測長
スケールに対して、光電的手段によシ検出ヘッドが移動
量を読取る測長装置として知られている。
一般にこの種の光電的な測長装置では、副長スケールと
して上述の如きガラス板が使用され、測長スケールヲ保
持し収納するケースとしてアルミニウム合金の押出型材
が使用される。そして、測長スケールの保持方法として
従来技術ではアメリカ特許第４０３１５９５号明細書に
示されるように測長スケールをゴムひも４にてケースの
基準面に押しつける方式が開示されている。この方式で
は温度変化があった場合ガラスとアルミニウム合金の熱
膨張係数の違いによシ測長精度が変化してしまう欠点が
あった。すなわち、測長スケールとケースの間に摩擦係
数があシ、測長スケールとケースが相対的に移動しよう
としたときにゴムひもの押圧力によシ摩擦力が働く。こ
の摩擦力のために、温度変化があった場合、測長スケー
ルがケースの熱膨張によシ、本来測長スケールが熱膨張
によシ伸縮する量よシも大きく伸縮させられてしまい、
測長精度が大きく変化してしまうという欠点があった。
して上述の如きガラス板が使用され、測長スケールヲ保
持し収納するケースとしてアルミニウム合金の押出型材
が使用される。そして、測長スケールの保持方法として
従来技術ではアメリカ特許第４０３１５９５号明細書に
示されるように測長スケールをゴムひも４にてケースの
基準面に押しつける方式が開示されている。この方式で
は温度変化があった場合ガラスとアルミニウム合金の熱
膨張係数の違いによシ測長精度が変化してしまう欠点が
あった。すなわち、測長スケールとケースの間に摩擦係
数があシ、測長スケールとケースが相対的に移動しよう
としたときにゴムひもの押圧力によシ摩擦力が働く。こ
の摩擦力のために、温度変化があった場合、測長スケー
ルがケースの熱膨張によシ、本来測長スケールが熱膨張
によシ伸縮する量よシも大きく伸縮させられてしまい、
測長精度が大きく変化してしまうという欠点があった。
もう少し詳しく説明すると、第２図のような従来取付構
造の測長装置において、いま室温２０℃で、測長方向（
紙面垂直方向）Ｋ測長スケール１とケース２の間に摩擦
力が働かないものとする。仮に測長スケールｌの長さが
１ｍあったとする。次に室温が３０℃に上昇したとする
と、アルミニウム合金製のケース２は熱膨張係数を２２
×１０−１／℃とすると、室温２０℃の場合に比し０．
２２朋長くなり、測長スケール１のガラスの熱膨張係数
を８ Ｘ １０＝／’Ｃとすると、測長スケールＩＨ室
温２０℃の場合に比し０．０８ ｒｘｙｘ長くなるはず
である。しかし実際には前述のごとく摩擦力が作用する
ため、測長スケールＩＦｉケース２によ）さらに伸ばさ
れ長くなることになる。摩擦力には限度があるため、測
長スケール１がある一定量以上伸ばされようとすると、
測長スケールｌとケース２０間で滑フが生じて、測長ス
ケール１けケース２と同じ量伸ばされるということはな
い。このようにして測長スケールｌの熱膨張係数はケー
ス２と測長スケール１単独での熱膨張係数の間の値をと
シ、またその値も一定のものとはならない。
造の測長装置において、いま室温２０℃で、測長方向（
紙面垂直方向）Ｋ測長スケール１とケース２の間に摩擦
力が働かないものとする。仮に測長スケールｌの長さが
１ｍあったとする。次に室温が３０℃に上昇したとする
と、アルミニウム合金製のケース２は熱膨張係数を２２
×１０−１／℃とすると、室温２０℃の場合に比し０．
２２朋長くなり、測長スケール１のガラスの熱膨張係数
を８ Ｘ １０＝／’Ｃとすると、測長スケールＩＨ室
温２０℃の場合に比し０．０８ ｒｘｙｘ長くなるはず
である。しかし実際には前述のごとく摩擦力が作用する
ため、測長スケールＩＦｉケース２によ）さらに伸ばさ
れ長くなることになる。摩擦力には限度があるため、測
長スケール１がある一定量以上伸ばされようとすると、
測長スケールｌとケース２０間で滑フが生じて、測長ス
ケール１けケース２と同じ量伸ばされるということはな
い。このようにして測長スケールｌの熱膨張係数はケー
ス２と測長スケール１単独での熱膨張係数の間の値をと
シ、またその値も一定のものとはならない。
そして２０℃に戻った場合、測長スケール１はケース２
によシ縮められたままとなる。このため精度が安定しな
いという欠点があった。この欠点を改良する技術として
特公昭５１−１０６４５８号がある。これは測長スケー
ル１とケース２の間に弾性接着層１２をもたせ、熱膨張
による歪を緩和しようとするものである。（第３図参照
）しかしこの構造では測長スケールを理想状態すなわち
真直に固定することが困難で、測長精度が悪くなるとい
う欠点があった。
によシ縮められたままとなる。このため精度が安定しな
いという欠点があった。この欠点を改良する技術として
特公昭５１−１０６４５８号がある。これは測長スケー
ル１とケース２の間に弾性接着層１２をもたせ、熱膨張
による歪を緩和しようとするものである。（第３図参照
）しかしこの構造では測長スケールを理想状態すなわち
真直に固定することが困難で、測長精度が悪くなるとい
う欠点があった。
（発明の目的）
本発明はこれらの欠点を解決し、高精度でかつ温度変化
があっても精度の変化が少なく、また熱膨張係数も測長
スケールが本来もつ値に非常に近い測長装置を得ること
を目的とする。
があっても精度の変化が少なく、また熱膨張係数も測長
スケールが本来もつ値に非常に近い測長装置を得ること
を目的とする。
測定物の一方に固定されるケースに該ケースとは熱膨張
係数の異なる測長スケールを保持せしめると共に、他方
の被測定物に前記測長スケールに沿って移動し変位量を
検出する検出ヘッドを固設してなる測長装置において、
前記ケースに前記測長スケールの取付基準面を形成する
と共に、前記測長スケールを弾性部材により、潤滑部材
を介して前記取付基準面に押圧固定したことを特徴とす
る測長装置である。
係数の異なる測長スケールを保持せしめると共に、他方
の被測定物に前記測長スケールに沿って移動し変位量を
検出する検出ヘッドを固設してなる測長装置において、
前記ケースに前記測長スケールの取付基準面を形成する
と共に、前記測長スケールを弾性部材により、潤滑部材
を介して前記取付基準面に押圧固定したことを特徴とす
る測長装置である。
（実施例）
第１図は本発明の実施例であって測長スケールｌとケー
ス２との間には例えばテフロン板からなる潤滑部材３が
挿入されている。副長スケール１は潤滑部材３の反対側
にて測長スケール１とケース２との間に設けられたゴム
ひもの如き弾性部材４によシケース２の取付基準面６に
押圧され保持されている。弾性部材４は接着剤５，５′
によってケース２及び測長スケール１に接着固定されて
いる。このよ、うな構造であるから、潤滑部材３が測長
スケール１とケース２との間に摩擦力が働くことを防止
している。接着剤５は測長スケール１がケース２から脱
落するのを防止している。弾性部材４は上述の如き例え
ばゴムひもからなシ、その弾性係数は測長スケール１及
びケース２のものよシ十分小さく、測長精度に問題とな
る程測長スケールを変形させる応力は発生しない、。ま
た、接着剤７によシ１ケ所狭範囲（測長スケールＩＦｉ
紙面垂直方向に測長方向があ）、その方向での１ケ所狭
範囲、例えば中央部）において測長スケール１とケース
２を接着固定することによシ測長スケール１とケース２
の相対的位置関係が安定し、ケース２を被測定物の一方
１０に取付けたとき、被測定物の一方１０と測長スケー
ル１の相対的位置関係が安定する。なお潤滑部材３とし
てはテフロン板の他、固体潤滑剤または潤滑油またはこ
ろ等を用いることができる。
ス２との間には例えばテフロン板からなる潤滑部材３が
挿入されている。副長スケール１は潤滑部材３の反対側
にて測長スケール１とケース２との間に設けられたゴム
ひもの如き弾性部材４によシケース２の取付基準面６に
押圧され保持されている。弾性部材４は接着剤５，５′
によってケース２及び測長スケール１に接着固定されて
いる。このよ、うな構造であるから、潤滑部材３が測長
スケール１とケース２との間に摩擦力が働くことを防止
している。接着剤５は測長スケール１がケース２から脱
落するのを防止している。弾性部材４は上述の如き例え
ばゴムひもからなシ、その弾性係数は測長スケール１及
びケース２のものよシ十分小さく、測長精度に問題とな
る程測長スケールを変形させる応力は発生しない、。ま
た、接着剤７によシ１ケ所狭範囲（測長スケールＩＦｉ
紙面垂直方向に測長方向があ）、その方向での１ケ所狭
範囲、例えば中央部）において測長スケール１とケース
２を接着固定することによシ測長スケール１とケース２
の相対的位置関係が安定し、ケース２を被測定物の一方
１０に取付けたとき、被測定物の一方１０と測長スケー
ル１の相対的位置関係が安定する。なお潤滑部材３とし
てはテフロン板の他、固体潤滑剤または潤滑油またはこ
ろ等を用いることができる。
測長スケールｌに紙面垂直方向に形成した目盛を読み取
るために検出ヘッド８が設けられている。
るために検出ヘッド８が設けられている。
検出ヘッド８は測長スケールｌの目盛面の一方に光源を
他方にインデックススケールと受光素子とを有し、この
目盛面に対向して紙面垂直方向−＼移動する検出部８ａ
と、被測定物の他方１１に固定される基部８ｂと、ケー
ス２内部の検出部８ａとケース２外部の基部８ｂとを連
続する腕部８Ｃとから構成されている。腕部８Ｃの紙面
垂直方向の移動を許容するように、ケース２には紙面垂
直方向に貫通孔が形成されておシ、この貫通孔を通して
ケース２外部からケース２内部・＼油、ゴミ等が侵入し
ないように、ケース２と腕部８Ｃとの間には貫通孔を覆
いかつ腕部８Ｃの紙面垂直方向への移動を許容するよう
に両側からシール部材９ ａ ＋９ｂが設けられている
。
他方にインデックススケールと受光素子とを有し、この
目盛面に対向して紙面垂直方向−＼移動する検出部８ａ
と、被測定物の他方１１に固定される基部８ｂと、ケー
ス２内部の検出部８ａとケース２外部の基部８ｂとを連
続する腕部８Ｃとから構成されている。腕部８Ｃの紙面
垂直方向の移動を許容するように、ケース２には紙面垂
直方向に貫通孔が形成されておシ、この貫通孔を通して
ケース２外部からケース２内部・＼油、ゴミ等が侵入し
ないように、ケース２と腕部８Ｃとの間には貫通孔を覆
いかつ腕部８Ｃの紙面垂直方向への移動を許容するよう
に両側からシール部材９ ａ ＋９ｂが設けられている
。
このような構造であるから、被測定物の一方１０に対し
て被測定物の他方１１が紙面垂直方向へ移動すると、検
出部８ａの受光素子からは周知の如く、他方１１の変位
Ｉに対応して正弦波状の信号が出力される。例えばその
周期の数を計数すれば、変位量を知ることができる。
て被測定物の他方１１が紙面垂直方向へ移動すると、検
出部８ａの受光素子からは周知の如く、他方１１の変位
Ｉに対応して正弦波状の信号が出力される。例えばその
周期の数を計数すれば、変位量を知ることができる。
温度変化が生じると測長スケール１の長さが変化するが
、測長スケール１＃−ｉ潤滑部材３の表面を滑シ、ケー
ス２の影響を受けることはないから、その長さの変化は
測長スケールｌの材料そのもののもつ熱膨張係数にのみ
依存することになる。従って、測定精度が安定すること
になる。また、温度検出器によって得られた温度情報を
用いて測定値の補正演算を行えば、よシ測定精度の高い
測長装置を得ることができる。
、測長スケール１＃−ｉ潤滑部材３の表面を滑シ、ケー
ス２の影響を受けることはないから、その長さの変化は
測長スケールｌの材料そのもののもつ熱膨張係数にのみ
依存することになる。従って、測定精度が安定すること
になる。また、温度検出器によって得られた温度情報を
用いて測定値の補正演算を行えば、よシ測定精度の高い
測長装置を得ることができる。
なお、以上の実施例では光電式の透過型測長装置でかつ
測長スケールとしてガラスを用いたものを例に上げたが
、測長スケールを金属製とし、光電式の反射型測長装置
としても良く、さらに、測長スケールを磁気材料等で作
った磁気式の測長装置としても本発明を同様に適用でき
ることは言うまでもない。
測長スケールとしてガラスを用いたものを例に上げたが
、測長スケールを金属製とし、光電式の反射型測長装置
としても良く、さらに、測長スケールを磁気材料等で作
った磁気式の測長装置としても本発明を同様に適用でき
ることは言うまでもない。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば測長スケールがケースの基
準面にならって取付けられるため高精度が得られ、また
測長スケールとケースの間の摩擦係数が小さく、測長ス
ケールに作用する摩擦力が非常に小さいため熱膨張係数
が測長スケールのもつ本来の値に非常に近く、また温度
変化があっても精度の変化が少ないという利点があるの
で本発明の装置を工作機械、計測装置等に組込み位置決
めや、測長に使用すれば高精度で安定した精度が得られ
るという理由で有効である。
準面にならって取付けられるため高精度が得られ、また
測長スケールとケースの間の摩擦係数が小さく、測長ス
ケールに作用する摩擦力が非常に小さいため熱膨張係数
が測長スケールのもつ本来の値に非常に近く、また温度
変化があっても精度の変化が少ないという利点があるの
で本発明の装置を工作機械、計測装置等に組込み位置決
めや、測長に使用すれば高精度で安定した精度が得られ
るという理由で有効である。
第１図は本発明による装置の実施例の横断面図、第２図
は従来技術における測長スケールの取付構造を示す断面
図、第３図は他の従来技術における測長スケールの取付
構造を示す断面図。 （主要部分の符号の説明） １・・・・・・測長スケール、 ２・・・・・・ケース
、３・・・・・・潤滑部材、 ４・・・・・・弾性
部材、６・・・・・・取付基準面、 ８・・・・・・
検出ヘッド。
は従来技術における測長スケールの取付構造を示す断面
図、第３図は他の従来技術における測長スケールの取付
構造を示す断面図。 （主要部分の符号の説明） １・・・・・・測長スケール、 ２・・・・・・ケース
、３・・・・・・潤滑部材、 ４・・・・・・弾性
部材、６・・・・・・取付基準面、 ８・・・・・・
検出ヘッド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）相対変位する２つの被測定物の一方に固定されるケ
ースに該ケースとは熱膨張係数の異なる測長スケールを
保持せしめると共に、他方の被測定物に前記測長スケー
ルに沿って移動し変位量を検出する検出ヘッドを固設し
てなる測長装置において、前記ケースに前記測長スケー
ルの取付基準面を形成すると共に、前記測長スケールを
弾性部材により、潤滑部材を介して前記取付基準面に押
圧固定したことを特徴とする測長装置。 ２）前記弾性部材は前記測長スケール及び前記ケースに
接着固定されたゴムひもであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の測長装置。 ３）前記メインスケールは１ケ所狭範囲においてケース
に接着されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の測長装置。 ４）前記潤滑部材としてテフロン板、固体潤滑剤、潤滑
油、ころのいづれか一つを用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第３項のいずれか一つに記載の測
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296585A JPS61219818A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296585A JPS61219818A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 測長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219818A true JPS61219818A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH0433373B2 JPH0433373B2 (ja) | 1992-06-02 |
Family
ID=13215551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6296585A Granted JPS61219818A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219818A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0671606A2 (de) * | 1994-03-02 | 1995-09-13 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung |
| EP0681159A1 (de) * | 1994-05-06 | 1995-11-08 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Temperatur-kompensierte Positionsmesseinrichtung |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6296585A patent/JPS61219818A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0671606A2 (de) * | 1994-03-02 | 1995-09-13 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung |
| EP0671606A3 (de) * | 1994-03-02 | 1997-01-15 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmesseinrichtung. |
| EP0681159A1 (de) * | 1994-05-06 | 1995-11-08 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Temperatur-kompensierte Positionsmesseinrichtung |
| US5630283A (en) * | 1994-05-06 | 1997-05-20 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Linear or angular encoder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433373B2 (ja) | 1992-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |