(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定方向（Ｘ）に関する位置を測定するための測定目盛（１）を備えた基準尺であって、この基準尺は、少なくとも二つの部分部材（１０，２０）から組み立てられ、それらの部分部材の互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）が、相互の隙間（３１，３２）を形成し、その隙間内に、部分部材（１０，２０）を互いに接続する接着剤（４）が配備される基準尺において、
互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）は、それぞれ測定方向（Ｘ）に延びており、それらの境界面の間に有る、測定方向（Ｘ）に対して垂直な方向を向いた隙間（３１，３２）を形成して、その隙間内に、接着剤（４）が配備されることと、
部分部材（１０，２０）の接続箇所に、互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）が有り、それらの境界面の垂直方向（Ｎ１１，Ｎ２１，Ｎ１２，Ｎ２２）が、測定方向（Ｘ）に向かう成分を持たず、部分部材（１０，２０）の接続箇所に、互いに対向する第二の境界面（１３，２３；１４，２４；１５，２５）が有り、それらの境界面の垂直方向（Ｎ１３，Ｎ２３，Ｎ１４，Ｎ２４，Ｎ１５，Ｎ２５）が、それぞれ測定方向（Ｘ）に向かう成分を有し、これらの互いに対向する第二の境界面（１３，２３；１４，２４；１５，２５）が、部分部材（１０，２０）を接続する接着剤（４）を配備されないことと、
を特徴とする基準尺。
【請求項２】
互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）が、測定目盛（１）の外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基準尺。
【請求項３】
二つの部分部材の中の一方の部分部材（１０）が、それらの接続箇所に切込み（５）を有し、その切込みに、他方の部分部材（２０）の突起（６）が嵌入することを特徴とする請求項１又は２に記載の基準尺。
【請求項４】
当該の切込み（５）と突起（６）が、それぞれ測定方向（Ｘ）に延びる互いに平行に配置された二つの境界面（１１，２１；１２，２２）を有し、それらの境界面が、当該の互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）を構成することを特徴とする請求項３に記載の基準尺。
【請求項５】
二つの部分部材（１０，２０）の互いに対向する第一の境界面（１１，２１；１２，２２）が、二つの隙間（３１，３２）を形成して、それらの隙間内に、それぞれ接着剤（４）が配備されることと、
これらの二つの隙間（３１，３２）が、部分部材（１０，２０）の中心線（Ｍ）に対して対称的に配置されていることと、
を特徴とする請求項４に記載の基準尺。
【請求項６】
接着剤（４）に対する流れ止め（７）が配備されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の基準尺。
【請求項７】
当該の流れ止め（７）が、部分部材（１０，２０）の中の一方の部分部材の互いに間隔を開けて配置された垂直片によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の基準尺。
【請求項８】
部分部材（１０，２０）が、ガラス又はセラミックガラスから構成されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の基準尺。
【請求項９】
測定目盛（１）が、光電式に走査可能なように構成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の基準尺。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に基づく基準尺に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きな長さを測定するためには、複数の部分部材から組み立てられた基準尺が用いられる。その理由は、今日要求される高い測定精度と長期間の安定性を有する基準尺が比較的短い長さでしか安価に製造できないからである。
【０００３】
特許文献１による基準尺は、支持部材の上に測定方向に順番に並んだ複数の部分部材から構成されている。支持部材上において、それらの部分部材は、それぞれ接着剤によって固定されている。
【０００４】
本発明が出発点とする特許文献２により、測定方向に順番に配置された複数の部分部材から成る基準尺が周知であり、それらの部分部材は、それらを当接させた箇所において、接着剤を用いて互いに接続されている。そのような二つの部分部材を互いに密着させた当接箇所は、測定方向に拡がる隙間を形成して、その隙間内に接着剤が投入されている。即ち、接着剤は、一方の部分部材の面領域と他方の部分部材の面領域の間に投入されており、それらの互いに対向する面領域の垂直方向は、測定方向を向いている。販売されている接着剤は、硬化する時、老朽化した時及び環境条件（温度、湿度）が変化した時に体積を変化させて、収縮又は膨張できるという特性を有する。隙間内の接着剤の体積が変化すると、接着剤が間に投入されている、部分部材の互いに対向する二つの面領域に力が加わる。そのような力は、測定方向を向いており、部分部材の長さを変化させるか、或いは部分部材を移動させる可能性が有り、それは、位置測定時に測定誤差を生じさせてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２８２４２２号公報
【特許文献２】米国特許第４，２６１，１０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、長期間に渡って安定した高い測定精度を有する、大きな長さを測定するための基準尺を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題は、本発明による請求項１の特徴に基づく基準尺によって解決される。
【０００８】
有利な実施形態は、従属請求項の措置によって得られる。
【０００９】
本発明による基準尺は、測定方向に関する位置を測定するための測定目盛を有する。測定方向に測定範囲を拡大するために、基準尺は、複数の部分部材から構成されており、それらの部分部材は、それらの接続箇所において、互いに対向する第一の境界面によって相互の隙間を形成し、その隙間内に、部分部材を互いに接続する接着剤が配備される。それらの互いに対向する第一の境界面は、測定方向に延びており、それらの境界面の間に有る、測定方向に対して垂直な方向を向いた隙間を形成して、その隙間内に、接着剤が配備される。
【００１０】
そのような措置によって、接着剤が、膨張又は収縮によって体積を変化させた時に、測定方向を向いた力が部分部材に加わることができないという作用効果が実現される。部分部材の圧縮、伸長及び移動が防止され、その結果位置測定の高い精度が長期間に渡って安定して保証されることとなる。
【００１１】
部分部材の互いに対向する第一の境界面の垂直方向は、それぞれ測定方向に向かう成分を持たない。
【００１２】
これらの部分部材は、それらの接続箇所において、互いに対向する第二の境界面を構成する。そのような二つの部分部材の互いに対向する第二の境界面の垂直方向は、それぞれ測定方向に向かう成分を有する。これらの互いに対向する第二の境界面は、部分部材を接続する接着剤を配備されない。
【００１３】
互いに対向する第一の境界面を測定目盛の外に配置するのが有利である。そのために、有利には、二つの部分部材の中の一方の部分部材が、それらの接続箇所に切込みを有し、その切込みに、他方の部分部材の突起が嵌入する。そのような切込みと突起は、一方では測定方向に延びる少なくとも二つの互いに対向する境界面を構成して、それらの境界面は、接着剤が配備される隙間を形成し、他方では測定方向に対して垂直に延びる、接着剤が配備されない少なくとも一つの当接箇所を形成する。そのような当接箇所は、測定目盛の領域内に有り、測定目盛の目盛線の長手方向に対して平行に延びる。
【００１４】
これらの切込みと突起が舌状に形成されている場合、互いに平行に測定方向に延びる一対の境界面が形成され、そのため接着剤を投入される二つの隙間が形成される。これらの切込みと突起は、それぞれ測定方向に延びる互いに平行に配置された二つの境界面を有し、それらの境界面は、前記の互いに対向する第一の境界面を構成する。そして、そのような二つの部分部材の互いに対向する第一の境界面は、二つの隙間を形成して、それらの隙間内に、それぞれ接着剤が配備される。それらの二つの隙間は、部分部材の中心線に対して対称的に配置される。
【００１５】
特に、接着剤の流れ止めが配備される。その流れ止めは、例えば、一方の部分部材の互いに間隔を開けて配置された複数の垂直片によって構成され、それらの垂直片の間の空間は、接着剤を収容するためのポケットを形成する。
【００１６】
高精度の位置測定のためには、部分部材がガラス又はセラミックガラスから構成され、その上の測定目盛が光電式に走査可能なように構成されるのが有利である。
【００１７】
本発明の更なる利点及び詳細は、以下における添付図面に基づく実施例の記載から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】組合せ時における基準尺の二つの部分部材の接続箇所の平面図
【図２】部分部材を組み合わた状態での図１の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１と２は、基準尺の互いに接続すべき二つの部分部材１０，２０の接続箇所を図示している。各部分部材１０，２０は、測定方向Ｘに関する位置測定のために設けられた測定目盛１を有する。この測定目盛１は、数μｍ、特に、１０μｍ以下の同じ周期Ｐの目盛線３が測定方向Ｘに並んだ配列から成る増分式ライン目盛である。それに代わって、或いはそれに追加して、測定目盛１は、絶対式符号化部分、特に、異なる幅の目盛線が測定方向Ｘに配置された配列とすることもできる。
【００２０】
高精度の位置測定のために、部分部材１０，２０は、有利には、本質的に安定しており、曲げに強い、そして、有利には、０°〜５０°の温度範囲における平均熱膨張係数αが１．５×１０-6Ｋ-1以内の材料から構成され、ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）、ＳＩＴＡＬ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）などの所謂非膨張のガラス又はセラミックガラスを使用した場合、０．１×１０-6Ｋ-1以内となる。高精度の位置測定のために、測定目盛１は、光電式に走査可能なように構成され、振幅格子又は位相格子として構成される。そのために、測定目盛１の目盛線３は、有利には、光を反射するように構成され、特に、高反射性の材料から成る、部分部材１０，２０の被膜で構成される。
【００２１】
図２に図示されている通り、当接された状態、即ち、組み合わされた状態では、二つの部分部材１０，２０は、それらの接続箇所において、接着によって互いに接続されている。そのために、二つの部分部材１０，２０の接続されている側の端部は、それぞれ互いに平行に測定方向Ｘに延びる互いに対向する第一の境界面１１，２１及び１２，２２を有する。互いに対向する一方の部分部材１０の第一の境界面１１と他方の部分部材２０の第一の境界面２１は、それらの間に有る隙間３１を形成し、その隙間内に、接着剤４が投入される。この例では、部分部材１０と２０は、互いに平行に測定方向Ｘに延びる互いに対向する第一の境界面１２と２２を有し、それらの境界面は、それらの間に有る隙間３２を形成し、その隙間内に、接着剤４が投入される。これらの二つの隙間３１，３２は、測定方向Ｘに対して垂直な方向、即ち、Ｙ方向を向いている。隙間３１，３２の厚さは、それぞれ約２５μｍであり、接着は、有利には、部分部材１０，２０の（Ｚ方向の）全幅に渡って行われ、その幅は、有利には、２ｍｍ以上である。接着剤４は、例えば、二成分のエポキシ樹脂製接着剤である。
【００２２】
一方の部分部材１０の第一の境界面１１と１２は、互いに平行に測定方向Ｘに延びており、そのためそれらの境界面の垂直方向Ｎ１１とＮ１２は、それぞれ測定方向Ｘに向かう成分を持たない。それらの境界面１１及び１２とそれぞれ対向する他方の部分部材２０の境界面２１と２２は、同じく互いに平行に測定方向Ｘに延びており、そのためそれらの境界面の垂直方向Ｎ２１とＮ２２は、それぞれ測定方向Ｘに向かう成分を持たない。
【００２３】
更に、二つの部分部材１０，２０は、互いに対向する第二の境界面１３，２３、１４，２４及び１５，２５を有し、これらの境界面は、それらの垂直方向Ｎ１３，Ｎ２３，Ｎ１４，Ｎ２４，Ｎ１５，Ｎ２５がそれぞれ測定方向Ｘに向かう成分を持つように延びている。これらの第二の境界面１３，２３；１４，２４；１５，２５は、二つの部分部材１０，２０を接続する接着剤４を配備されない。即ち、それぞれ第二の境界面１３，２３；１４，２４；１５，２５から形成される隙間３３，３４及び３５には、接着剤４が投入されていない。接着剤４は、垂直方向Ｎ１１，Ｎ２１及びＮ１２，Ｎ２２が測定方向Ｘに向かう成分を持たない、部分部材１０，２０の互いに対向する境界面１１，２１及び１２，２２によって形成される一つ又は複数の隙間３１，３２にのみ投入される。
【００２４】
このような措置の利点は、接着剤４が収縮又は膨張する形で体積を変化させた場合に、測定方向Ｘを向いた力の成分が部分部材１０，２０に対して生じ得ないことである。そのために、接着剤４は、垂直方向の成分が測定方向Ｘに延びる、二つの部分部材１０，２０の互いに対向する面で保持されないように配備されている。
【００２５】
二つの部分部材１０と２０は、同じ横断面を有し、同じ高さ（Ｚ方向に、即ち、図面の平面に向かって延びる高さ）で延びている。即ち、部分部材１０，２０の測定目盛１が同一平面内に存在するように、接続されている。
【００２６】
ここで例示した接続箇所の構成の利点は、目盛線３の長手方向に対して平行に延びる当接箇所が測定目盛１内に有り、その当接箇所では、境界面１３と２３が測定方向Ｘに対して垂直に、即ち、Ｙ方向に延びていることである。それに対して、第一の境界面１１，２１；１２，２２は、測定目盛１の外に有る。そのことを実現するために、一方の部分部材１０は、それらの接続箇所に切込み５を有し、その切込みに、他方の部分部材２０の突起６が嵌入する。これらの切込み５と突起６がそれぞれ舌状に形成されている場合、それらは、測定方向Ｘに延びる互いに平行に配置された複数の第一の境界面１１，２１及び１２，２２を構成する。これらの第一の境界面１１，２１及び１２，２２は、互いに平行に延びる二つの隙間３１，３２を形成し、それらの隙間内に、二つの部分部材１０，２０を接続するための接着剤４が配備される。二つの隙間３１，３２は、部分部材１０，２０の中心線Ｍに対して鏡面対称に延びている。
【００２７】
隙間３３は、部分部材１０の最後の目盛線とそれに続く部分部材２０の目盛線とが周期Ｐに相当する間隔を開けて配置されるように調整されている。そのために、隙間３３をゼロにすることもできる。
【００２８】
流動的な接着剤４を使用する場合、接着剤４を投入した時に接着剤４の拡がりを防止する流れ止め７を配備するのが有利である。図示されている例では、そのような流れ止め７は、Ｙ方向に向かって隙間３１と３２内に突き出た、部分部材２０の垂直片として構成されている。接着剤４が両方向＋Ｘと−Ｘに拡がるのを防止するために、そのような二つの垂直片の間にそれぞれ接着剤４を配備するのが有利である。そして、測定方向Ｘに対して互いに間隔を開けて配置された二つの垂直片は、それらの間に有る接着剤４を収容するためのポケットを形成する。更に、流れ止め７としての役割を果たす垂直片は、二つの部分部材１０，２０の間に（Ｙ方向の）所定の幅の隙間３１と３２を実現するためのスペーサーを構成する。
【符号の説明】
【００２９】
１    測定目盛
３    目盛線
４    接着剤
５    切込み
６    突起
７    流れ止め
１０    部分部材
１１    部分部材１０の第一の境界面
１２    部分部材１０の第一の境界面
１３    部分部材１０の第二の境界面
１４    部分部材１０の第二の境界面
１５    部分部材１０の第二の境界面
２０    部分部材
２１    部分部材２０の第一の境界面
２２    部分部材２０の第一の境界面
２３    部分部材２０の第二の境界面
２４    部分部材２０の第二の境界面
２５    部分部材２０の第二の境界面
３１    隙間
３２    隙間
３３    隙間
３４    隙間
３５    隙間
Ｍ      部分部材１０，２０の中心線
Ｎ１１  境界面１１の垂直方向
Ｎ１２  境界面１２の垂直方向
Ｎ１３  境界面１３の垂直方向
Ｎ１４  境界面１４の垂直方向
Ｎ１５  境界面１５の垂直方向
Ｎ２１  境界面２１の垂直方向
Ｎ２２  境界面２２の垂直方向
Ｎ２３  境界面２３の垂直方向
Ｎ２４  境界面２４の垂直方向
Ｎ２５  境界面２５の垂直方向
Ｐ      目盛線３の周期
Ｘ      方向
Ｙ      方向
【図１】
0005646357.tif 000002
【図２】
0005646357.tif 000003