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JP2001004360A - Metering device - Google Patents

Metering device

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Publication number
JP2001004360A
JP2001004360A JP11173328A JP17332899A JP2001004360A JP 2001004360 A JP2001004360 A JP 2001004360A JP 11173328 A JP11173328 A JP 11173328A JP 17332899 A JP17332899 A JP 17332899A JP 2001004360 A JP2001004360 A JP 2001004360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slider
carrier
scale
spherical surface
bearing
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
Application number
JP11173328A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4154082B2 (en
Inventor
Hidekazu Nishi
英一 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Manufacturing Systems Corp
Original Assignee
Sony Precision Technology Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Precision Technology Inc filed Critical Sony Precision Technology Inc
Priority to JP17332899A priority Critical patent/JP4154082B2/en
Publication of JP2001004360A publication Critical patent/JP2001004360A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4154082B2 publication Critical patent/JP4154082B2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce measurement errors by coupling a slider to a carrier in such a way that dynamic vectors do not occur except a vector directed in the travelling direction of the slider, preventing return errors, and improving repeat accuracy. SOLUTION: A first bearing part 15 with a spherical end part 15a opposite to a slider 7 is provided for a carrier 8, and a second bearing part 16 with an approximately conical recessed part 16a to receive the spherical surface 15a of the first bearing part 15 is arranged in the slider 7. The carrier 8 and slider 7 are fastened to the slider 7 at one point in a straight line which intersects the center of the spherical surface 15a and is in parallel with the traveling direction of the slider 7, and the spherical surface 15a is pressed against and coupled to the recessed part 16a by a coil spring 18 to provide the carrier 8 with a biasing force in the direction in prattle with the travelling direction of the slider 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、相対的に直線移動
する可動部を有する工作機械や産業機械、精密測定機器
等の機械本体に対して取り付けられ、該可動部の相対移
動距離や相対移動位置等の測定に使用される測尺装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a machine body such as a machine tool, an industrial machine, a precision measuring instrument or the like having a movable portion which moves relatively linearly, and a relative movement distance and a relative movement of the movable portion. The present invention relates to a measuring device used for measuring a position or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】測尺装置は、工作機械や産業機械、精密
測定機器等(以下、単に機械本体と称する。)において
相対的に直線移動する相対向する可動部に取り付けら
れ、例えば該可動部の相対移動位置や相対移動距離等の
測定に用いられる。
2. Description of the Related Art A measuring instrument is attached to opposed movable parts which move relatively linearly in a machine tool, an industrial machine, a precision measuring instrument or the like (hereinafter simply referred to as a machine main body). It is used to measure the relative movement position, relative movement distance, etc.

【0003】従来の測尺装置は、上述した可動部におけ
る直線移動の際の位置検出用の目盛が設けられた長尺の
スケールが可動部の一方に取り付けられ、このスケール
に設けられた目盛を読み取る検出ヘッドが配設された検
出ユニットが可動部の他方に取り付けられる。検出ユニ
ットは、スケール上に位置して配設され検出ヘッドにて
目盛の変位を読み取るスライダと、このスライダと連結
され機械本体の他方の可動部とともに移動するキャリア
とが連結部を介して連結されてなる。
In the conventional measuring device, a long scale provided with a scale for position detection at the time of linear movement in the movable section is attached to one of the movable sections, and the scale provided on this scale is attached to the scale. A detection unit provided with a detection head for reading is attached to the other of the movable parts. The detection unit is arranged on a scale, and a slider for reading a scale displacement by a detection head, and a carrier connected to the slider and moving together with the other movable portion of the machine main body are connected via a connection portion. It becomes.

【0004】上述した構成の測尺装置においては、機械
本体の可動部の直線移動に伴いキャリアが移動すると、
スライダがキャリアとの連結部を介して牽引又は押進さ
れてスケール上をその長手方向に沿って走行する。測尺
装置は、上述したようなスライダの走行により、該スラ
イダに配設された検出ヘッドにて目盛の変位を読み取っ
て、相対移動位置や相対移動距離の測定を行う。
In the measuring device having the above-described configuration, when the carrier moves in accordance with the linear movement of the movable portion of the machine main body,
The slider is pulled or pushed through the connection with the carrier and travels on the scale along its longitudinal direction. The measuring device reads the displacement of the scale with the detection head provided on the slider, and measures the relative movement position and the relative movement distance by running the slider as described above.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の測尺装置におい
ては、上述したように取り付けられる機械本体の可動部
の直線移動に伴ってキャリアが移動し、その移動は機械
本体の蛇行やうねりに追従する。また、測尺装置におい
ては、スライダがスケールに接して配設され、スケール
の平面度、具体的にはその蛇行やうねりに追従して走行
する。すなわち、測尺装置においては、異なる運動に拘
束されるスライダとキャリアとによって相対移動位置や
相対移動距離の測定が行われ、スライダとキャリアとの
位置が測定の際の移動に伴ってずれるおそれがある。こ
のスライダとキャリアとの位置ずれは、連結部を介して
スライダに伝達される。
In the conventional measuring device, the carrier moves with the linear movement of the movable part of the machine body attached as described above, and the movement follows the meandering and undulation of the machine body. I do. Further, in the measuring device, a slider is provided in contact with the scale, and travels following the flatness of the scale, specifically, following the meandering or undulation. That is, in the measuring device, the relative movement position and the relative movement distance are measured by the slider and the carrier constrained by different movements, and the position of the slider and the carrier may be shifted with the movement at the time of the measurement. is there. This displacement between the slider and the carrier is transmitted to the slider via the connecting portion.

【0006】従来の測尺装置においては、スライダとキ
ャリアとの連結部における接点とは無関係にスライダ又
はキャリアに対して力を加えることにより、両者を連結
しているため、上述したような位置ずれによりスライダ
の走行方向以外の方向、換言するとスライダの直線移動
を阻害する方向の力学的ベクトルが生じ、戻り誤差や繰
り返し精度の低下に起因する測定誤差が発生するという
問題がある。
In the conventional measuring device, since the slider and the carrier are connected by applying a force to the slider or the carrier irrespective of the contact point at the connecting portion between the slider and the carrier, the displacement as described above is caused. As a result, a mechanical vector is generated in a direction other than the traveling direction of the slider, in other words, in a direction that hinders the linear movement of the slider, and there is a problem that a return error or a measurement error due to a decrease in repetition accuracy occurs.

【0007】測尺装置においては、特に高性能、高分解
能を達成するほどスライダとキャリアとの連結部分にお
いて生じる力学的ベクトルによる接触摩擦力が運動を阻
害する力となって繰り返し精度、戻り誤差に影響を与え
る。
[0007] In a measuring instrument, especially when high performance and high resolution are achieved, a contact friction force due to a mechanical vector generated at a connecting portion between a slider and a carrier becomes a force inhibiting movement, resulting in a reduction in repetition accuracy and return error. Affect.

【0008】そこで、本発明は、スライダの走行方向以
外に向かう力学的ベクトルを発生させないようにスライ
ダとキャリアとを連結し、戻り誤差の防止や繰り返し精
度の改善を図り、測定誤差の低減を達成する測尺装置を
提供することを目的とするものである。
Therefore, the present invention connects the slider and the carrier so as not to generate a mechanical vector heading in a direction other than the running direction of the slider, thereby preventing a return error and improving the repetition accuracy, thereby reducing the measurement error. It is an object of the present invention to provide a measuring device that performs measurement.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る測尺装置は、位置検出のための目盛が長手
方向に沿って設けられた平板かつ長尺のスケールと、ス
ケール上を走行しかつ目盛を読み取って位置検出信号を
得る検出ヘッドが設けられたスライダと、スライダと連
結されかつスライダをスケールの長手方向に沿って走行
させるキャリアとを備え、スライダの走行方向に沿って
スライダ側に突出形成されるとともにスライダと対向す
る端部が球面とされる第1の軸受け部がキャリアに設け
られ、第1の軸受け部と対向しかつ第1の軸受け部の球
面を受ける略円錐状の凹部を有する第2の軸受け部がス
ライダに配設される。キャリアと上記スライダとは、球
面の中心を通るスライダの走行方向と平行をなす直線上
の一点又はこの直線を挟んで対称に位置する複数点でス
ライダに係止されるとともに、スライダの走行方向と平
行な向きの付勢力をキャリアに対して付与する弾性部材
で第1の軸受け部の球面が第2の軸受け部の凹部に対し
て押圧されて連結されることを特徴とする。
A measuring device according to the present invention for achieving the above object has a flat and long scale on which scales for position detection are provided along the longitudinal direction, and a scale on the scale. A slider provided with a detection head that runs and reads a scale to obtain a position detection signal; and a carrier that is connected to the slider and moves the slider along the longitudinal direction of the scale. A first bearing portion is formed on the carrier, the first bearing portion protruding to the side and having a spherical end at the end facing the slider, and is provided in the carrier, and has a substantially conical shape facing the first bearing and receiving the spherical surface of the first bearing. A second bearing having a concave portion is disposed on the slider. The carrier and the slider are locked to the slider at one point on a straight line parallel to the running direction of the slider passing through the center of the spherical surface or at a plurality of points located symmetrically with respect to the straight line. It is characterized in that the spherical surface of the first bearing portion is pressed against and connected to the concave portion of the second bearing portion by an elastic member that applies a biasing force in a parallel direction to the carrier.

【0010】上述した構成を有する本発明に係る測尺装
置によれば、スライダとキャリアとの連結を球面を有す
る第1の軸受け部と、この球面を受ける凹部を有する第
2の軸受け部とを介して連結し、凹部において回転する
球面の中心とスライダからキャリアに対して付勢力を付
与する点又は付勢力を付与する複数点間の中点とを、ス
ライダの走行方向と平行な直線上に位置させ、スライダ
の走行方向と平行に引っ張り付勢を付与することで、ス
ケール又は機械本体の蛇行やうねりによるスライダとキ
ャリアとの位置ずれを吸収して、スライダの走行方向以
外に向かう力学的ベクトルの発生を防止して、戻り誤差
の発生や繰り返し精度の低下を防ぎ、相対移動位置や相
対移動距離の測定における測定誤差の低減を可能とす
る。
According to the measuring device of the present invention having the above structure, the slider and the carrier are connected to each other by the first bearing having a spherical surface and the second bearing having a concave portion for receiving the spherical surface. The center of the spherical surface rotating in the recess and the point at which the urging force is applied to the carrier from the slider or the midpoint between the plurality of points at which the urging force is applied are aligned on a straight line parallel to the running direction of the slider. By positioning the slider and applying a pulling force in parallel with the running direction of the slider, the displacement between the slider and the carrier due to the meandering or undulating movement of the scale or the machine body is absorbed, and the mechanical vector heading in a direction other than the running direction of the slider. To prevent the occurrence of a return error and a decrease in repetition accuracy, and to reduce a measurement error in measuring a relative movement position and a relative movement distance.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る測尺装置の具
体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説
明する。本実施の形態に係る測尺装置1は、図1に示す
ように、産業機械、工作機械等(以下、機械本体50と
称して説明する。)の一部として構成されかつ相対的に
直線移動する可動部50a、50bの相対移動位置や相
対移動距離を測定するものであり、略矩形の筒状を呈す
る筐体2と、検出ユニット3とを備えて構成される。測
尺装置1は、上述した筐体2が機械本体50の一方の可
動部50aに、また検出ユニット3の駆動部であり詳細
を後述するキャリアが他方の可動部50bに対して取り
付けられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the measuring device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the measuring apparatus 1 according to the present embodiment is configured as a part of an industrial machine, a machine tool, or the like (hereinafter, referred to as a machine main body 50) and relatively linearly moves. It measures the relative movement position and relative movement distance of the movable parts 50a and 50b, and includes a casing 2 having a substantially rectangular cylindrical shape, and a detection unit 3. In the measuring device 1, the above-described housing 2 is attached to one movable portion 50 a of the machine main body 50, and a driving unit of the detection unit 3, and a carrier described in detail later is attached to the other movable portion 50 b.

【0012】筐体2は、その内部に平板かつ長尺形状を
呈するスケール4が、その長手方向と筐体2の長手方向
とが一致するように収納される。筐体2は、その一側
面、具体的には配設された検出ユニット3と対向する側
面が、その長手方向にわたって切り欠かれてスリット5
が形成されている。測尺装置1においては、スリット5
から後述するように検出ユニット3の検出部たるスライ
ダと駆動部たるキャリアとを連結する連結部を構成する
アームが筐体2の内部に進入する。
The casing 2 accommodates therein a scale 4 having a flat and long shape, so that the longitudinal direction of the scale 4 coincides with the longitudinal direction of the casing 2. The casing 2 has one side surface, specifically, a side surface facing the detection unit 3 disposed, cut out in a longitudinal direction thereof to have a slit 5.
Are formed. In the measuring device 1, the slit 5
As described later, an arm that forms a connecting portion that connects a slider serving as a detecting unit of the detecting unit 3 and a carrier serving as a driving unit enters the inside of the housing 2.

【0013】スケール4は、筐体2の長手方向の両端部
に配設された一対のブラケット6により、その両端が支
持されて筐体2内の所定位置に固体される。スケール4
は、図2に示すように、その一方主面(以下、スケール
面と称する。)4a上に、位置検出用の目盛4bが設け
られている。目盛4bは、スケール4の長手方向に沿っ
て所定間隔で連続して記録された位置信号であり、その
形態としては例えば所定の間隔でピットやマークが形成
されたものやスケール面4a上にグレーティングが施さ
れたもの、また外観上目盛としてはあらわれないが所定
の記録波長で極性が反転する磁気信号が着磁されたもの
等がある。スケール4は、後述するように目盛4bを読
み取り位置信号を検出する検出ヘッドの種類によりその
材料を代えて成形され、例えば検出ヘッドに光学系の検
出ヘッドを用いる場合にはガラス等の硝材材料、磁気ヘ
ッドを検出ヘッドとして用いる場合には金属材料により
成形される。
The scale 4 is solidified at a predetermined position in the housing 2 with its both ends supported by a pair of brackets 6 disposed at both ends in the longitudinal direction of the housing 2. Scale 4
As shown in FIG. 2, a scale 4b for position detection is provided on one principal surface (hereinafter, referred to as a scale surface) 4a. The scale 4b is a position signal continuously recorded at predetermined intervals along the longitudinal direction of the scale 4, and may be formed, for example, in a form in which pits or marks are formed at predetermined intervals or a grating on the scale surface 4a. And a magnetic signal whose polarity is inverted at a predetermined recording wavelength is magnetized, although the scale does not appear in appearance. The scale 4 is formed by changing the material according to the type of a detection head that reads a scale 4b and detects a position signal as described later. For example, when an optical detection head is used as the detection head, a glass material such as glass, When a magnetic head is used as a detection head, it is formed of a metal material.

【0014】検出ユニット3は、図2に示すように、ス
ケール面4aに設けられた目盛4bの変位を読み取って
位置信号を検出する検出部となるスライダ7と、このス
ライダ7に連結されかつスライダ7を牽引又は押進して
走行させる駆動部となるキャリア8とを備えて構成され
る。
As shown in FIG. 2, the detecting unit 3 includes a slider 7 serving as a detecting section for reading a displacement of a scale 4b provided on a scale surface 4a and detecting a position signal, and a slider 7 connected to the slider 7 and connected to the slider 7. And a carrier 8 serving as a drive unit for running the vehicle 7 by pulling or pushing it.

【0015】スライダ7は、スケール4上に、すなわち
筐体2の内部に配設され、スケール4のスケール面4a
上をその長手方向に沿って走行する。スライダ7には、
スケール4上を走行する際に、スケール面4a上に設け
られた目盛4bの変位を読み取って、この目盛4bの変
位を位置信号として検出する検出ヘッド9が目盛4bと
対向する位置に配設される。検出ヘッド9は、上述した
スケール4の材料や目盛4bの形態に応じて、磁気ヘッ
ドや光学系の検出ヘッド等を使用する。
The slider 7 is disposed on the scale 4, that is, inside the housing 2, and has a scale surface 4 a of the scale 4.
It runs on its top along its length. The slider 7 has
When traveling on the scale 4, a detection head 9 for reading the displacement of the scale 4b provided on the scale surface 4a and detecting the displacement of the scale 4b as a position signal is disposed at a position facing the scale 4b. You. As the detection head 9, a magnetic head, an optical detection head, or the like is used according to the material of the scale 4 and the form of the scale 4b.

【0016】スライダ7は、筐体2内において弾性部
材、例えば図3に示す押圧バネ10によって、スケール
4と垂直をなす筐体2の内壁2aの方向に対して押圧さ
れている。また、スライダ7は、上述した内壁2aの方
向に対する押圧と同様に、詳しい図示は省略するが弾性
部材、例えば押圧バネによってスケール4のスケール面
4aの方向に対して押圧される。さらに、スライダ7
は、上述した筐体2の内壁2a及びスケール4のスケー
ル面4aと複数の転がり軸受け11を介して接してい
る。スライダ7は、上述したように筐体2の内壁2a及
びスケール4のスケール面4aに対して弾性部材で押圧
されかつ押圧されている部位に対して転がり軸受け11
を介して接することにより、スケール面4aの平面度、
具体的にはそのうねりや蛇行に追従して、円滑に走行す
る構造とされる。なお、測尺装置1においては、詳しい
図示を省略するがスライダ7が走行する際の摩耗を低減
し、また転がり軸受け11が接する内壁2aの平面度を
担保するため、転がり軸受け11が内壁2aに接する位
置にスチール製のガイドバーを埋め込み、このガイドバ
ー上を転がり軸受け11が移動する構成としてもよい。
The slider 7 is pressed in the direction of the inner wall 2a of the case 2 perpendicular to the scale 4 by an elastic member, for example, a pressing spring 10 shown in FIG. The slider 7 is pressed in the direction of the scale surface 4a of the scale 4 by an elastic member, for example, a pressing spring, although not shown in detail, similarly to the pressing in the direction of the inner wall 2a described above. Further, the slider 7
Is in contact with the above-described inner wall 2a of the housing 2 and the scale surface 4a of the scale 4 via a plurality of rolling bearings 11. The slider 7 is pressed by the elastic member against the inner wall 2a of the housing 2 and the scale surface 4a of the scale 4 as described above, and the rolling bearing 11 is pressed against the pressed portion.
, The flatness of the scale surface 4a,
Specifically, it is configured to smoothly run following the undulation and meandering. In the measuring device 1, although not shown in detail, the rolling bearing 11 is attached to the inner wall 2a in order to reduce abrasion when the slider 7 travels and to secure the flatness of the inner wall 2a with which the rolling bearing 11 contacts. A guide bar made of steel may be embedded in the contacting position, and the rolling bearing 11 may move on the guide bar.

【0017】キャリア8は、筐体2の外部に配設される
とともに、筐体2及びスケール4の長手方向に沿って上
述した機械本体50の他方の可動部50bに対して取り
付けられる。キャリア8には、スライダ7の検出ヘッド
9が目盛4bを読み取って検出した位置信号を図示を省
略する制御装置に対して供給する信号ケーブル12が接
続されている。
The carrier 8 is provided outside the housing 2 and attached to the other movable portion 50b of the machine body 50 along the longitudinal direction of the housing 2 and the scale 4. The carrier 8 is connected to a signal cable 12 for supplying a position signal detected by the detection head 9 of the slider 7 by reading the scale 4 b to a control device (not shown).

【0018】キャリア8は、上述したように機械本体5
0の他方の可動部50bに対して取り付けられているた
め、機械本体50を構成する可動部50bとともに筐体
2の長手方向に沿って直線移動する。すなわち、キャリ
ア8は、可動部50bを有する機械本体50自体の蛇行
やうねりに追従して移動する構造とされる。
The carrier 8 is, as described above, a main body 5 of the machine.
0, and moves linearly along the longitudinal direction of the housing 2 together with the movable portion 50b constituting the machine main body 50. That is, the carrier 8 has a structure in which the carrier 8 moves following the meandering or undulation of the machine main body 50 having the movable portion 50b.

【0019】検出ユニット3においては、上述した構成
を有するスライダ7とキャリア8とが連結部13により
連結され、この連結部13を介して上述したキャリア8
がスライダ7を牽引又は押進して、スライダ7を走行さ
せる。連結部13は、キャリア8に設けられるとともに
筐体2のスリット5から筐体2内部に進入するアーム1
4と、このアーム14から突出形成される第1の軸受け
部材15と、スライダ7側に設けられ第1の軸受け部材
15と対向して配設される第2の軸受け部材16とによ
り構成される。
In the detection unit 3, the slider 7 having the above-described structure and the carrier 8 are connected by a connecting portion 13, and the carrier 8 is connected via the connecting portion 13.
Pulls or pushes the slider 7 to cause the slider 7 to travel. The connecting portion 13 is provided on the carrier 8 and is an arm 1 that enters the inside of the housing 2 through the slit 5 of the housing 2.
4, a first bearing member 15 protruding from the arm 14, and a second bearing member 16 provided on the slider 7 side and opposed to the first bearing member 15. .

【0020】第1の軸受け部15は、アーム14からス
ライダ7の走行方向に沿ってスライダ7側に突出形成さ
れ、そのスライダ7側の先端部分が球面15aとされた
球面軸受けである。第1の軸受け部15には、球面15
aに開口しかつ球面15aをその外周面の一部として有
する球の中心(以下、単に球面15aの中心と称して説
明する。)に相当する位置まで達する第1のバネ通し穴
15bが形成されている。
The first bearing portion 15 is a spherical bearing formed so as to protrude from the arm 14 toward the slider 7 along the running direction of the slider 7 and has a spherical surface 15a at the tip of the slider 7 side. The first bearing 15 has a spherical surface 15.
a first through-hole 15b is formed which opens to a and reaches a position corresponding to the center of a sphere having a spherical surface 15a as a part of its outer peripheral surface (hereinafter simply referred to as the center of the spherical surface 15a). ing.

【0021】第2の軸受け部16は、スライダ7側に配
設され、上述した第1の軸受け部15の球面15aを受
ける略円錐状の凹部16aが設けられてなる自動調芯軸
受けである。第2の軸受け部16には、略中央にスライ
ダ7側から凹部16aの底面に貫通し、詳細を後述する
コイルバネが挿通される第2のバネ通し孔16bが形成
されている。
The second bearing 16 is an automatic alignment bearing provided on the slider 7 side and provided with a substantially conical concave portion 16a for receiving the spherical surface 15a of the first bearing 15 described above. The second bearing portion 16 has a second spring through hole 16b, which penetrates from the slider 7 side to the bottom surface of the concave portion 16a, and through which a coil spring, which will be described in detail later, is inserted substantially in the center.

【0022】検出ユニット3は、キャリア8側に設けら
れた第1の軸受け部15の球面15aがスライダ7側に
引張り付勢され、スライダ7に配設された第2の軸受け
部16の凹部16aに押圧されて、この第1の軸受け部
15と第2の軸受け部16とが連結部13とされて連結
される。連結部13は、一端がスライダ7に設けられた
係止ピン17に係止され、他端が第2のバネ通し孔16
b及び第1のバネ通し孔15bに挿通されて球面15a
の中心に相当する位置に係止されたコイルバネ18によ
り第1の軸受け部15に対してスライダ7側に引張り付
勢力が付与されている。連結部13は、上述したコイル
バネ18が球面15a、具体的にはキャリア8をスライ
ダ7側に引っ張る方向が、スライダ7の走行方向である
図3に示す矢印A方向と平行をなすようにスライダ7と
キャリア8とを連結する。換言すると、測尺装置1は、
スライダ7側でコイルバネ18を係止する係止ピン17
が、コイルバネ18の他端側を係止する球面15aの中
心を通りかつスライダ7の走行方向と平行な直線上に設
けられ、この係止ピン17からキャリア8に対して引張
り付勢力が付与されている。
The detection unit 3 is configured such that the spherical surface 15a of the first bearing portion 15 provided on the carrier 8 side is pulled and urged toward the slider 7, and the concave portion 16a of the second bearing portion 16 provided on the slider 7 is provided. , The first bearing portion 15 and the second bearing portion 16 are connected as a connecting portion 13. The connecting portion 13 has one end locked by a locking pin 17 provided on the slider 7 and the other end connected to the second spring through hole 16.
b and the first spring through hole 15b and the spherical surface 15a
A tension urging force is applied to the first bearing portion 15 toward the slider 7 by the coil spring 18 locked at a position corresponding to the center of the first bearing. The connecting portion 13 is configured such that the above-described coil spring 18 pulls the spherical surface 15 a, specifically, the direction in which the carrier 8 is pulled toward the slider 7, is parallel to the arrow A direction shown in FIG. And the carrier 8 are connected. In other words, the measuring device 1
Locking pin 17 for locking coil spring 18 on slider 7 side
Is provided on a straight line that passes through the center of the spherical surface 15 a that locks the other end of the coil spring 18 and is parallel to the running direction of the slider 7, and a tension urging force is applied to the carrier 8 from the locking pin 17. ing.

【0023】測尺装置1においては、上述した構成を有
する連結部13によりスライダ7とキャリア8とを連結
しかつ連結部13を介してキャリア8によりスライダ7
を牽引又は押進して走行させることにより、スケール4
又は機械本体50から異なる拘束を受けて共に移動する
スライダ7とキャリア8との位置がずれた場合でも、ス
ライダ7のスケール4の矢印A方向への走行を阻害する
方向に向かう力学的ベクトルが発生しない。すなわち、
測尺装置1は、例えば図4に示すように機械本体50側
の位置ずれにより、可動部50bに取り付けられたキャ
リア8の位置がずれた場合でも、凹部16aの円錐状を
呈する内周面で球面15aがその中心を回転中心として
回転して凹部16a内を滑り、球面15aの中心位置を
変位させずにずれを吸収する。このため、測尺装置1
は、スライダ7からキャリア8に対して引張り付勢力を
付与するコイルバネ18を係止する位置が変わらず、キ
ャリア8に付与される引張り付勢力の方向をスライダ7
の走行方向と平行に維持され、スライダ7の走行方向以
外に向かう力学的ベクトルがキャリア8のずれによって
発生しない。
In the measuring device 1, the slider 7 and the carrier 8 are connected by the connecting portion 13 having the above-described configuration, and the slider 7 is connected by the carrier 8 via the connecting portion 13.
The scale 4 is driven by towing or pushing the
Alternatively, even when the position of the slider 7 and the position of the carrier 8 that move together under different constraints from the machine body 50 are displaced, a dynamic vector is generated in a direction that hinders the travel of the slider 7 in the direction of arrow A. do not do. That is,
For example, as shown in FIG. 4, even when the position of the carrier 8 attached to the movable portion 50b is displaced due to a displacement on the machine body 50 side as shown in FIG. The spherical surface 15a rotates about the center thereof as a rotation center, slides in the concave portion 16a, and absorbs the displacement without displacing the center position of the spherical surface 15a. Therefore, the measuring device 1
The position of the coil spring 18 for applying the tension urging force from the slider 7 to the carrier 8 remains unchanged, and the direction of the tension urging force applied to the carrier 8 is changed to the slider 7.
Is maintained in parallel with the traveling direction of the slider 7, and a mechanical vector directed in a direction other than the traveling direction of the slider 7 is not generated by the displacement of the carrier 8.

【0024】上述したように測尺装置1においては、ず
れを吸収する第1の軸受け部材15の球面15aの回転
中心とキャリア8に対して引張り付勢力を付与するコイ
ルバネ18のスライダ側の係止点とをスライダ7の走行
方向と平行な直線上に位置させ、かつスライダ7とキャ
リア8とを連結するための引張り付勢力の方向をスライ
ダ7の走行方向と平行に維持することで、スライダ7の
走行方向以外の力学的ベクトルが発生せず、重要な性能
の一つである戻り誤差の発生が防止され、相対移動位置
や相対移動距離の測定における測定誤差の軽減が図られ
る。
As described above, in the measuring apparatus 1, the slider-side engagement of the coil spring 18 for applying a tensile force to the carrier 8 and the rotation center of the spherical surface 15a of the first bearing member 15 for absorbing the displacement. The point is positioned on a straight line parallel to the running direction of the slider 7 and the direction of the tension urging force for connecting the slider 7 and the carrier 8 is maintained parallel to the running direction of the slider 7. No dynamic vector other than the traveling direction is generated, so that a return error, which is one of the important performances, is prevented, and the measurement error in the measurement of the relative movement position and the relative movement distance is reduced.

【0025】なお、本実施の形態においては、測尺装置
1を上述した構成を有するものとして説明したが、これ
に限定されないことは勿論であり、例えば図5に示す形
状の第2の軸受け部20を使用してスライダ7とキャリ
ア8とを連結してもよい。第2の連結部20は、上述し
た第2の連結部16と同様に略円錐状の凹部20aで第
1の連結部15の球面15aを受けてスライダ7とキャ
リア8とを連結するものであり、スライダ7により近い
位置での連結を可能とする。
In the present embodiment, the measuring apparatus 1 has been described as having the above-described configuration. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this. For example, the second bearing section having the shape shown in FIG. 20 may be used to connect the slider 7 and the carrier 8. The second connecting portion 20 connects the slider 7 and the carrier 8 by receiving the spherical surface 15a of the first connecting portion 15 with the substantially conical concave portion 20a similarly to the second connecting portion 16 described above. The connection at a position closer to the slider 7 is enabled.

【0026】また、図6に示す測尺装置30の如く、ス
ライダ7側からキャリア8に対して引張り付勢力を付与
する位置を変更し、連結部13と別の位置にコイルバネ
18を配設してもよい。測尺装置30においては、スラ
イダ7と、スライダ7に設けられた切欠き部7aに突き
出て設けられたキャリア8の係止棒31とにコイルバネ
18の両端部がそれぞれ係止されることにより、スライ
ダ7からキャリア8に対して引張り付勢力が付与されて
いる。なお、測尺装置30においても、スライダ7側で
コイルバネ18を係止してキャリア8を引っ張る点と、
第1の軸受け部15の球面15aの中心とが、スライダ
7の走行方向と平行な直線上に位置して配設される。
Further, as in a measuring device 30 shown in FIG. 6, the position at which the tension applying force is applied from the slider 7 to the carrier 8 is changed, and the coil spring 18 is disposed at a position different from the connecting portion 13. You may. In the measuring device 30, both ends of the coil spring 18 are respectively locked by the slider 7 and the locking rod 31 of the carrier 8 which is provided to protrude from the notch 7 a provided in the slider 7, A tensile urging force is applied to the carrier 8 from the slider 7. In the measuring device 30 as well, the point that the coil spring 18 is locked on the slider 7 side and the carrier 8 is pulled,
The center of the spherical surface 15 a of the first bearing portion 15 is disposed on a straight line parallel to the traveling direction of the slider 7.

【0027】さらに、図7に示す測尺装置40の如く、
第1の軸受け部15とスライダ7とに棒状の係止バー4
1a、41bがそれぞれ配設され、この係止バー41
a、41b同士を2本のコイルバネ18で繋ぐことによ
り、スライダ7からキャリア8に引張り付勢力を付与す
るして連結するものでもよい。このような場合、測尺装
置40においては、キャリア8を引っ張るスライダ7上
の2点の中点xが、第1の軸受け部15の球面15aの
中心を通るスライダ7の走行方向と平行な直線上に位置
するように2本のコイルバネ18が配設される。
Further, as in a measuring device 40 shown in FIG.
A rod-shaped locking bar 4 is attached to the first bearing 15 and the slider 7.
1a and 41b are provided, respectively,
The sliders 7 and 41b may be connected by two coil springs 18, so that the slider 7 is connected to the carrier 8 by applying a tensile biasing force. In such a case, in the measuring device 40, the midpoint x between the two points on the slider 7 that pulls the carrier 8 is a straight line parallel to the running direction of the slider 7 passing through the center of the spherical surface 15 a of the first bearing 15. Two coil springs 18 are provided so as to be located above.

【0028】さらにまた、上述した各本実施の形態にお
いては、コイルバネ18を用いてキャリア8に引張り付
勢力を付与しているが、これに限定するものではなく、
コイルバネ18に代えて他の弾性部材、例えばゴム等を
用いてキャリア8に対して引張り付勢力を付与してもよ
い。また、上述した各本実施の形態においては、キャリ
ア8に引張り付勢力を付与してスライダ7とキャリア8
とを連結しているが、コイルバネや板バネ、棒バネ、ゴ
ム等の弾性部材の付勢力を利用してキャリア8をスライ
ダ7方向に押圧してスライダ7とキャリア8とを連結す
る構成としてもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the tension biasing force is applied to the carrier 8 using the coil spring 18, but the present invention is not limited to this.
Instead of the coil spring 18, another elastic member, for example, rubber or the like may be used to apply a tensile urging force to the carrier 8. Further, in each of the above-described embodiments, a tension urging force is applied to the carrier 8 so that the slider 7 and the carrier 8
The carrier 8 is pressed in the direction of the slider 7 by using the biasing force of an elastic member such as a coil spring, a plate spring, a bar spring, or rubber to connect the slider 7 and the carrier 8. Good.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明に係
る測尺装置によれば、スライダとキャリアとの連結を球
面とこの球面を受ける凹部とを介して連結し、凹部にお
いて回転する球面の中心とスライダからキャリアに対し
て付勢力を付与する点又は付勢力を付与する複数点間の
中点とを、スライダの走行方向と平行な直線上に位置さ
せ、スライダの走行方向と平行に引っ張り付勢を付与す
ることで、スケール又は機械本体の蛇行やうねりによる
スライダとキャリアとの位置ずれを吸収しつつ、スライ
ダの走行方向以外に向かう力学的ベクトルが発生するこ
とを防止して、戻り誤差の発生や繰り返し精度の低下を
防ぎ、相対移動位置や相対移動距離の測定誤差を低減す
ることができる。
As described above in detail, according to the measuring apparatus of the present invention, the connection between the slider and the carrier is connected via the spherical surface and the concave portion receiving the spherical surface, and the spherical surface rotates in the concave portion. The center of the slider and the point at which the urging force is applied to the carrier from the slider or the midpoint between the plurality of points at which the urging force is applied, on a straight line parallel to the running direction of the slider, and in parallel with the running direction of the slider. By applying the tensile force, while absorbing the displacement between the slider and the carrier due to the meandering or undulation of the scale or the machine body, it is possible to prevent the generation of a mechanical vector heading in a direction other than the traveling direction of the slider, and to return. It is possible to prevent the occurrence of an error and a decrease in the repetition accuracy, and reduce the measurement error of the relative movement position and the relative movement distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】機械本体に対して取り付けられた測尺装置の斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a measuring device attached to a machine main body.

【図2】検出ユニット及びスケールの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a detection unit and a scale.

【図3】筐体内の検出ユニットとスケールとの状態を示
す要部水平断面図である。
FIG. 3 is a horizontal sectional view of a main part showing a state of a detection unit and a scale in a housing.

【図4】キャリア側で位置ずれが生じた状態を説明する
ための要部水平断面図である。
FIG. 4 is a main-portion horizontal cross-sectional view for explaining a state in which a position shift has occurred on the carrier side.

【図5】他の実施の形態に係る測尺装置の要部水平断面
図である。
FIG. 5 is a horizontal sectional view of a main part of a measuring device according to another embodiment.

【図6】さらに他の実施の形態に係る測尺装置の要部水
平断面図である。
FIG. 6 is a main part horizontal sectional view of a measuring device according to still another embodiment.

【図7】さらに他の実施の形態に係る測尺装置の要部水
平断面図である。
FIG. 7 is a horizontal sectional view of a main part of a measuring device according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測尺装置,2 筐体,3 スケール,4 スライ
ダ,5 キャリア,7スライダ,8 キャリア,9 検
出ヘッド,13 連結部,14 アーム,15第1の軸
受け部,15a 球面,15b 第1のバネ通し孔,1
6 第2の軸受け部,16a 凹部,16b 第2のバ
ネ通し孔,17 コイルバネ,18係止ピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring device, 2 housings, 3 scales, 4 sliders, 5 carriers, 7 sliders, 8 carriers, 9 detection heads, 13 connecting portions, 14 arms, 15 first bearing portions, 15a spherical surface, 15b first spring Through hole, 1
6 second bearing portion, 16a concave portion, 16b second spring through hole, 17 coil spring, 18 locking pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F062 AA02 BC31 DD04 DD09 DD12 DD31 EE09 EE62 FF13 GG37 GG65 GG72 MM06 2F069 AA02 AA06 BB01 DD12 EE05 EE26 GG04 GG06 GG07 GG62 HH14 JJ13 MM04 MM07 MM14 MM15 MM26 2F077 AA12 NN05 NN23 NN24 NN27 PP05 PP19 UU15 VV02 VV21 VV35  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F062 AA02 BC31 DD04 DD09 DD12 DD31 EE09 EE62 FF13 GG37 GG65 GG72 MM06 2F069 AA02 AA06 BB01 DD12 EE05 EE26 GG04 GG06 GG07 GG62 HH14 JJ13 MM14 NN14 MM04 MM07 PP05 PP19 UU15 VV02 VV21 VV35

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置検出のための目盛が長手方向に沿っ
て設けられた平板かつ長尺のスケールと、上記スケール
上を走行しかつ上記目盛を読み取って位置検出信号を得
る検出ヘッドが設けられたスライダと、上記スライダと
連結されかつ上記スライダを上記スケールの長手方向に
沿って走行させるキャリアとを備える測尺装置におい
て、 上記キャリアには、上記スライダの走行方向に沿って上
記スライダ側に突出形成されるとともに上記スライダと
対向する端部が球面とされる第1の軸受け部が設けら
れ、 上記スライダには、上記第1の軸受け部と対向しかつ上
記第1の軸受け部の球面を受ける略円錐状の凹部を有す
る第2の軸受け部が配設され、 上記キャリアと上記スライダとは、上記球面の中心を通
る上記スライダの走行方向と平行をなす直線上の一点又
は上記直線を挟んで対称に位置する複数点で上記スライ
ダに係止されるとともに、上記スライダの走行方向と平
行な向きの付勢力を上記キャリアに対して付与する弾性
部材で上記第1の軸受け部の球面が上記第2の軸受け部
の凹部に対して押圧されて連結されることを特徴とする
測尺装置。
1. A scale having a flat and long scale provided with a scale for position detection along a longitudinal direction, and a detection head which runs on the scale and reads the scale to obtain a position detection signal. And a carrier connected to the slider and traveling the slider along the longitudinal direction of the scale, wherein the carrier has a protrusion protruding toward the slider along the traveling direction of the slider. A first bearing portion is formed and has a spherical surface at an end facing the slider. The slider faces the first bearing portion and receives the spherical surface of the first bearing portion. A second bearing having a substantially conical recess is provided, and the carrier and the slider are parallel to a running direction of the slider passing through the center of the spherical surface. An elastic member that is locked to the slider at one point on the straight line or at a plurality of points symmetrically positioned across the straight line, and that applies an urging force in a direction parallel to the running direction of the slider to the carrier. A measuring apparatus, wherein a spherical surface of the first bearing portion is pressed and connected to a concave portion of the second bearing portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013234978A (en) * 2012-05-11 2013-11-21 Mori Seiki Co Ltd Scale device
CN109827494A (en) * 2019-03-12 2019-05-31 天津大学前沿技术研究院有限公司 A kind of instrument measuring shield tunnel gap of the shield tail
CN114184253A (en) * 2021-11-17 2022-03-15 潍柴动力股份有限公司 an oil dipstick

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013234978A (en) * 2012-05-11 2013-11-21 Mori Seiki Co Ltd Scale device
CN109827494A (en) * 2019-03-12 2019-05-31 天津大学前沿技术研究院有限公司 A kind of instrument measuring shield tunnel gap of the shield tail
CN109827494B (en) * 2019-03-12 2024-03-08 天津大学前沿技术研究院有限公司 Instrument for measuring shield tail gap of shield tunnel
CN114184253A (en) * 2021-11-17 2022-03-15 潍柴动力股份有限公司 an oil dipstick

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