(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道レールと、
前記軌道レールにスライド自在に装着されるベアリングブロックと、
前記軌道レールの上面に配置された目盛付き帯状体と、
前記軌道レールの片方の端又は両方の端に固定され、前記目盛付き帯状体の少なくとも一方の端を長手方向に引っ張ることにより該目盛付き帯状体に張力を付与し、それによって、軌道レールの上面に平面性を維持して密着させる張力付与機構と、そして、
前記ベアリングブロックの外部に且つ前記目盛付き帯状体に向かい合う位置に固定され、該目盛付き帯状体に付された目盛りを非接触で光学的に読み取り、それにより、該ベアリングブロックの位置を正確に測定することができる走査ヘッドと、
を備えて構成されてなる直線案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、軌道レールとこの軌道レールに沿ってスライド自在に装着されるベアリングブロックとからなる直線案内装置に係り、特に、ベアリングブロックが軌道レールに対してどれだけ移動したかを精密に測定することができる直線案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直線案内装置は、ＮＣ旋盤、ＸＹテーブル等、種々の産業分野で使用されているが、移動位置を精密に制御しなければならない使い方も多々ある。例えば、座標測定機及び座標試験機、自動アセンブリマシン、プリント基板用ドリリングマシン、写植機、精密ハンドリングロボットなどである。
【０００３】
このような場合、直線案内装置を駆動するボールネジなどの駆動用モータを精密に制御するだけでは、現実にベアリングブロックが軌道レールに対してどれだけ移動したかを測定することはできない。そこで、従来は、目盛りの付された金属テープを軌道レールやそれぞれの装置の取り付け基準面付近（機械ベッド）に固定し、この金属テープに付された目盛りをベアリングブロックに固定した走査ヘッドで非接触で光学的に読み取り、それにより、該ベアリングブロックの位置を測定していた。
【０００４】
かかる長さ測定用金属テープとしては、例えば、ハイデンハイン社製（ドイツ国ベルリン市）のＬＩＤＡリニアベアリングが市販されている。このリニアベアリングでは、目盛り間隔１００μｍの金属テープをスケール本体として直接、又は、これを鋼製のベースに接着した上で、その両端をネジ等を用いて機械ベッドに固定していた。一方、走査ヘッドをベアリングブロック側に固定して、信号周期１１μｍの正弦波光を照射し、その反射光を利用してベアリングブロックの位置を測定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来方法では、金属テープ又はそれを接着した鋼製のベースの両端をネジ等を用いて機械ベッドに固定しただけであるため金属テープか、鋼製ベースの反りや捩じれにより金属テープに付された目盛が軌道レールに対して平面性を維持して密着せず、正確な測定が不可能であった。
【０００６】
かと言って金属テープを直接軌道レールに接着剤を用いて接着することは、金属テープの交換を含むメインテナンスが繁雑となり採用しずらいという問題があった。
【０００７】
さらに、軌道レールを機械ベッドに締結するボルトを収納している取付け穴に切粉や異物が詰まるとベアリングブロック内部にそれらが混入し正常な作動を阻害する虞があり、そのため、軌道レールの上面にプレートカバーと呼ばれる覆いを設置していた。これにより、コストの増大をきたしていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来方法の問題点に鑑みなされたもので、目盛付き帯状体を軌道レールの上面に平面性を維持して密着させ、それにより、正確な測定が可能となるようにした直線案内装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、また、目盛付き帯状体を後付けで軌道レールに取り付けることができ、従って、交換などのメインテナンスが楽となる直線案内装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、また、プレートカバーとしての役割を果たすことにより別途そのような部品を設置する必要のないように構成した直線案内装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明に係る直線案内装置は、軌道レールと、軌道レールにスライド自在に装着されるベアリングブロックと、軌道レールの上面に配置された目盛付き帯状体と、軌道レールの片方の端又は両方の端に固定され、目盛付き帯状体の少なくとも一方の端を長手方向に引っ張ることにより該目盛付き帯状体に張力を付与し、それによって、軌道レールの上面に平面性を維持して密着させる張力付与機構と、そして、ベアリングブロックの外部に且つ目盛付き帯状体に向かい合う位置に固定され、該目盛付き帯状体に付された目盛りを非接触で光学的に読み取り、それにより、該ベアリングブロックの位置を正確に測定することができる走査ヘッドとを備えて構成されている。
【００１２】
【実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の直線案内装置について詳細に説明する。
【００１３】
図３に概略的に示したように、本発明に係る直線案内装置１０は、軌道レール１２と、軌道レール１２にスライド自在に装着されるベアリングブロック１４と、軌道レール１２の上面に配置された目盛付きの金属テープ１６と、軌道レール１２の片方の端に固定されたテンショナ２０と、そして、ベアリングブロックの外部に且つ金属テープ１６に向かい合う位置に固定された走査ヘッド１８とから構成されている。
【００１４】
このように、走査ヘッド１８が金属テープ１６に付された目盛りを非接触で光学的に読み取るため、軌道レール１２に対するベアリングブロック１４の位置を正確に測定することができる。
【００１５】
軌道レール１２及びベアリングブロック１４は、従来周知の種々の形式を採り得る。また、金属テープ１６には、エッチングその他の手段により所定間隔の目盛り１６ａが付される。
【００１６】
図示された好ましい実施例においては、金属テープ１６の一方の端は、軌道レール１２の一端に固定されたテンショナ２０によって張力が掛けられ、他方の端は軌道レール１２の他端に固定されるプレート１９によって固定されている。もちろん、金属テープ１６の両端にテンショナ２０によって張力を掛けることができる。
【００１７】
テンショナ２０は、図１に詳細に示されているように、軌道レール１２の端面に形成された雌ネジ１２ａ、１２ｂに係合する一対のケース固定用ボルト２２ａによってその端部に固定されるケース２２と、ケース２２の内部にスライド自在に装着されたスライド部材２４と、スライド部材２４を軌道レール１２の端面に近付く方向及び遠ざかる方向に移動させる張力付与用ネジ２６と、そして、スライド部材２４の上面に金属テープ１６の一端部を捩子２８ａを用いて固定するための固定プレート２８とから構成されている。
【００１８】
図示されていないが、固定プレート２８の下面に断面Ｖ字形の突起を、そして、対応するスライド部材２４の上面に断面Ｖ字形の溝を形成することができる。これにより、金属テープ１６の一端部をスライド部材２４と固定プレート２８との間に挟んで捩子２８ａで強固に締結すると、金属テープ１６がＶ字形に曲り金属テープ１６に張力を掛けた場合に抜け出てしまうのを防止することができる。
【００１９】
張力付与用ネジ２６は、軌道レール１２の端面に形成された雌ネジ１２ｂと螺合する雄ネジ２６ａが切られており、その頭部側の端面には、六角レンチが嵌合する六角穴２６ｂが形成されている。六角レンチを六角穴２６ｂに嵌合して、張力付与用ネジ２６を回転させると、スライド部材２４は軌道レール１２に対して遠近方向にスライドする。スライド部材２４が軌道レール１２に近づくと、金属テープ１６はケース２２の湾曲面２２ｂ上に沿ってＵ字状に折り返えされているため長手方向に引っ張られ、金属テープ１６に張力がかけられる。それによって、軌道レール１２の上面に金属テープ１６は密着させられることとなる。
【００２０】
図１を参照すると、軌道レール１２には機械ベッド３０に軌道レール１２を固定するボルト３２を収納する取付け孔１２ｃが所定間隔で形成されている。本発明の直線案内装置１０では、金属テープ１６が、これら取付け孔１２ｃの上を覆っているため、別途、プレートカバーを設ける必要がなくコストダウンに寄与する。
【００２１】
図示された好ましい実施例においては、ケース２２には、軌道レール１２のボール転走溝に合わせて溝２２ｃが形成されているが、この部分に図示されていない突起を設けておけば、直線案内装置１０を持ち運ぶ時のベアリングブロック１４の抜け止め部材としても使用することができる。
【００２２】
図示されたテンショナ２０は、一例であり、金属テープ１６に張力を掛けられるかぎりどのような構成をとっても良いことはもちろんである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の直線案内装置では、目盛付き帯状体の少なくとも一方の端が張力付与機構によって長手方向に引っ張られるようになっており、これによって、目盛付き帯状体に張力が付与され反りや捩じれが矯正されて軌道レールの上面に平面性を維持して密着させられる。これにより、走査ヘッドは目盛付き帯状体の目盛りを正確に読み取ることができ、これによって、軌道レールに対するベアリングブロックの位置を光学的に正確に測定することができる。
【００２４】
また、目盛付き帯状体への張力の付与は軌道レールの端部に固定される張力付与機構によって行われるため、目盛付き帯状体を後付けすることができ、従って、交換などのメインテナンスが楽となる利点を有する。
【００２５】
さらに、目盛付き帯状体が軌道レールの取付け穴を完全に覆う構成であるため、別途、プレートカバーと呼ばれる覆いを設置する必要がなくコストダウンに寄与する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直線案内装置の一実施例の要部分解斜視図である。
【図２】図１の直線案内装置の組立状態の斜視図である。
【図３】本発明に係る直線案内装置の一実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１０  直線案内装置
１２  軌道レール
１４  ベアリングブロック
１６  目盛付き金属テープ
１８  走査ヘッド
２０  テンショナ
２２  ケース
２４  スライド部材
２６  張力付与用ネジ
２８  固定プレート
【図１】
0003609882.tif 000002
【図２】
0003609882.tif 000003
【図３】
0003609882.tif 000004