(57)【要約】【課題】  測定環境の温度に関わらず測定精度が向上する変位測定装置を提供する。【解決手段】  内部に内部空間１６を有する本体ケース１と、本体ケース１に対してスライド可能に設けられた可動体と、内部空間１６内において本体ケース１に取り付けられ長手方向にスケールパターンを有するメインスケール２と、内部空間１６内において可動体に取り付けられメインスケールに対する変位量を検出するセンサ部３１と、内部空間１６内の温度を調整する温度調整手段と、を具備し、前記温度調整手段は、本体ケース１の長手方向に沿って貫通形成され温度調整された流体を流通させる連通路１３を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に内部空間を有する固定体と、前記固定体に対してスライド移動可能に設けられた可動体と、前記内部空間内において前記固定体および前記可動体のいずれか一方に取り付けられ長手方向にスケールパターンを有するスケール部材と、前記内部空間内において前記固定体および前記可動体のいずれか他方に取り付けられ前記スケールパターンに対する変位量を検出するセンサ部と、前記内部空間内の温度を調整する温度調整手段と、を具備し、
前記温度調整手段は、温度調整された流体が前記内部空間に対して熱交換可能に流通する連通路を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位測定装置において、
前記温度調整手段は、前記流体の温度を予め設定された基準温度に調整するとともにこの流体を前記連通路に流通させる流体循環ポンプを備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の変位測定装置において、
前記温度調整手段は、前記固定体の外側面に設けられ外部空間に臨んで凹凸を有し前記内部空間と外部空間との間で熱を伝熱する外側伝熱手段を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記温度調整手段は、前記固定体の内側面に設けられ前記内部空間に臨んで凹凸を有し前記流体と前記内部空間との間で熱を伝熱する内側伝熱手段を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記温度調整手段は、前記可動体とともに移動して前記内部空間の空気を攪拌する攪拌翼を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、
前記スケールパターンは光学格子であり、
前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、
前記温度調整手段は、空気の出入可能な開口端部を前記光源付近に向けて開口させた状態で配設された空気出入チューブを備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、
前記スケールパターンは光学格子であり、
前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、
前記温度調整手段は、前記光源に向けて縮径する縮径部を一端に有するとともに前記光源から前記可動体の進行方向に沿って離れる他端に向かうに従って拡径する拡径部を有する円錐筒状で前記可動体の移動にともなって前記光源に向けて空気を送風する送風手段を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、
前記スケールパターンは光学格子であり、
前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、
前記温度調整手段は、前記内部空間内で前記可動部の移動方向に直交する方向へ向けて広がるとともに前記光源に対応する位置に空気が抜ける通気部を有し前記可動部とともに移動する羽部材を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の変位測定装置において、
前記温度調整手段は、一面が前記内部空間に臨むとともに他面で前記流体と熱交換可能に設けられたペルチエ素子と、
前記内部空間に設けられた温度計測手段と、
前記温度計測手段で計測された温度と予め設定された基準温度との偏差に応じて前記ペルチエ素子に印加する電流値を制御する制御部と、を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位測定装置に関する。例えば、固定体に対して移動可能な可動体の変位量を光学格子からの透過光または反射光を用いて測定する光学式変位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定体に対する可動体の変位量を光学的に計測する光学式変位測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。
図１０に光学式変位測定装置１００の断面図を示し、図１１に光学式変位測定装置１００の内部構成を示す。
光学式変位測定装置１００は、長手状の内部空間１６を有する本体ケース（固定体）１と、本体ケース１内部に固定され長手方向（図１０中紙面垂直方向）に沿った光学格子（スケールパターン）２１を有するメインスケール（スケール部材）２と、本体ケース１に対して長手方向へスライド可能に設けられたスライダ（可動体）３と、スライダ３と一体的に移動しメインスケール２に対する変位量を読み取って検出信号を出力する光学センサ部（センサ部）３１と、光学センサ部３１からの検出信号を処理してスライダ３の変位量を算出する信号処理回路３５と、を備えて構成されている。
【０００３】
本体ケース１は、一面に開口１４を有する長箱状であり、開口１４の両側端にはこの開口１４を塞ぐとともにスライダ３の移動時に弾性変形しながらスライダ３の移動を許容する覆い部材１５を有する。
光学センサ部３１は、メインスケール２に対向して設けられた参照光学格子３２と、メインスケール２および参照光学格子３２に向けて光を照射する光源３３と、メインスケール２および参照光学格子３２を間にして光源３３と反対側に設けられた光電変換素子３４と、を備えて構成されている。
スライダ３と光学センサ部３１との間には、一端がスライダ３に固定された連結部が設けられ、光学センサ部３１は連結部３８の他端側に取り付けられている。
このような構成において、スライダ３を本体ケース１に対してスライド移動させる。すると、スライダ３の移動とともに光学センサ部３１がメインスケール２に対してスライド移動される。このとき、光源３３からの光がメインスケール２および参照光学格子３２を透過して光電変換素子３４で受光される。光電変換素子３４からの電気信号が信号処理回路３５で処理されてパルス信号が出力される。パルス信号がカウンタ３６で計数されて、計数値からメインスケール２に対する光学センサ部３１の移動量が算出される。この移動量がスライダ３の変位量として表示部３７に表示される。
【０００４】
このような光学式変位測定装置１００は、予め規定された基準温度において測定値が正確に校正されているところ、光学式変位測定装置１００を使用する部屋全体の温度を管理して温度変化による測定誤差を防止する対策がとられる。使用環境の温度が変化するとメインスケール２をはじめとする光学部品（参照光学格子３２など）の変形（膨張あるいは収縮）が生じ、メインスケール２等の変形は測定誤差に通じるからである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３００５２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、部屋全体の温度を管理しても、光学式変位測定装置１００の内部に存するメインスケール２等の温度を高精度に管理できない。本体ケース１の開口１１が覆い部材１５で覆われることにより内部空間１６が外部から区画されているので、内部空間１６と外部とで熱が交換されにくい構成となっているからである。したがって、部屋全体の温度を管理する現状では高精度の測定を実現することは困難である。
特に、近年では光学式変位測定装置１００自体が大型化しているため、外部空間（部屋）と光学式変位測定装置１００の内部とで熱が交換されにくく、ますます光学式変位測定装置１００の内部温度を管理することが困難となり測定誤差が生じていた。
なお、このような問題点は、光学式の変位測定装置に限らず、メインスケールに対する移動量をセンサ部で読み取る変位測定装置、たとえば、静電容量式や磁気式の変位測定装置（リニアエンコーダ）に共通する問題である。
【０００７】
本発明の目的は、従来の問題を解消して、測定環境の温度に関わらず測定精度が向上する変位測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の変位測定装置は、内部に内部空間を有する固定体と、前記固定体に対してスライド移動可能に設けられた可動体と、前記内部空間内において前記固定体および前記可動体のいずれか一方に取り付けられ長手方向にスケールパターンを有するスケール部材と、前記内部空間内において前記固定体および前記可動体のいずれか他方に取り付けられ前記スケールパターンに対する変位量を検出するセンサ部と、前記内部空間内の温度を調整する温度調整手段と、を具備し、前記温度調整手段は、温度調整された流体が前記内部空間に対して熱交換可能に流通する連通路を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、予め設定された基準温度に温度調節された流体が連通路に流通される。すると、固定体の内部空間と流体との間で熱交換され、内部空間の温度が基準温度に保たれる。よって、スケール部材の温度変化による変形を防ぐことができ、結果として測定精度を向上させることができる。また、測定環境下の温度に関係なく流体の温度を調整することによって内部空間の温度を調整することができるので、簡便かつ高精度に内部空間の温度を管理して測定精度を向上させることができる。
【００１０】
ここで、前記連通路は、前記固定体に貫通形成されていることが好ましい。このような構成によれば、内部空間と流体とは固定体の伝熱によって熱交換可能である。固定体に連通路を貫通形成すれば、連通路を形成するために内部空間に管を付設する必要がなく簡便である。
あるいは、前記連通路は、前記内部空間内に配設された連通管により形成されていることが好ましい。このような構成によれば、従来の固定体に新たな加工を施すことなく、内部空間内に連通管を通せば良いので設計変更を軽微で済ませることができる。
【００１１】
請求項２に記載の変位測定装置は、請求項１に記載の変位測定装置において、前記温度調整手段は、前記流体の温度を予め設定された基準温度に調整するとともにこの流体を前記連通路に流通させる流体循環ポンプを備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、流体循環ポンプによって基準温度に調整された流体を連通路に流通させることができる。すると、流体循環ポンプによって流体の温度を調整できるので、基準温度の変更を部屋の温度に関係なく行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の変位測定装置は、請求項１または請求項２に記載の変位測定装置において、前記温度調整手段は、前記固定体の外側面に設けられ外部空間に臨んで凹凸を有し前記内部空間と外部空間との間で熱を伝熱する外側伝熱手段を備えていることを特徴とする。
このような構成において、内部空間の温度が流体の基準温度よりも高い場合に、内部空間から連通路を流通する流体に伝熱されるが、さらに、流体で吸収しきれない熱量は外側伝熱手段から外部に放熱される。すると、内部空間の熱を速やかに外部に排熱して、内部空間の温度が一定に維持される。よって、スケール部材の熱変形を防止して測定精度を高く維持することができる。
【００１３】
請求項４に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項３に記載の変位測定装置において、前記温度調整手段は、前記固定体の内側面に設けられ前記内部空間に臨んで凹凸を有し前記流体と前記内部空間との間で熱を伝熱する内側伝熱手段を備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、内側伝熱手段が設けられているので、内部空間と流体との間で速やかに熱交換される。したがって、内部空間の温度が一定に維持されてスケール部材の熱変形が防止され、その結果、測定精度が向上される。
【００１４】
請求項５に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の変位測定装置において、前記温度調整手段は、前記可動体とともに移動して前記内部空間の空気を攪拌する攪拌翼を備えていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、可動体が移動すると、攪拌翼が風を受けて内部空間の空気が攪拌される。すると、流体との熱交換によって温度調整された空気が内部空間全体に移動され、内部空間内の温度が基準温度で均一化される。その結果、スケール部材の熱変形を防止して、測定精度を向上させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の変位測定装置において、前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、前記スケールパターンは光学格子であり、前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、前記温度調整手段は、空気の出入可能な開口端部を前記光源付近に向けて開口させた状態で配設された空気出入チューブを備えていることを特徴とする変位測定装置。
【００１７】
このような構成において、光源から光が発せられるとともに熱も生じる。そこで、光源付近の空気を空気出入チューブから吸気して外部に排出すると、内部空間の温度上昇を防止できる。さらに、連通路を流通する流体によって内部空間の温度を一定に保つことができるので、スケール部材の熱変形を防止して測定精度を向上させることができる。
あるいは、空気出入チューブから光源に向けて空気を吹送して光源付近の温められた空気を強制的に移動させてもよい。
【００１８】
請求項７に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変位測定装置において、前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、前記スケールパターンは光学格子であり、前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、前記温度調整手段は、前記光源に向けて縮径する縮径部を一端に有するとともに前記光源から前記可動体の進行方向に沿って離れる他端に向かうに従って拡径する拡径部を有する円錐筒状で前記可動体の移動にともなって前記光源に向けて空気を送風する送風手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、可動体が移動すると、進行方向前方の空気が拡径部から縮径部に集められ、空気が光源に向けて吹き付けられる。すると、光源付近の空気が移動され、光源からの熱がすみやかに流体に伝熱されて内部空間の温度が一定に保たれる。その結果、スケール部材の熱変形を防いで測定精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項８に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の変位測定装置において、前記スケール部材は前記固定体に取り付けられ、前記センサ部は前記可動体に取り付けられ、前記スケールパターンは光学格子であり、前記センサ部は、前記スケールパターンに向けて光を照射する光源と、前記スケールパターンからの透過光または反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、前記温度調整手段は、前記内部空間内で前記可動体の移動方向に直交する方向へ向けて広がるとともに前記光源に対応する位置に空気が抜ける通気部を有し前記可動体とともに移動する羽部材を備えていることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、可動体が移動すると、羽部材が空気を受けて進行方向に空気を押す。すると、進行方向側では気圧が上昇するが、空気の逃げ場所が光源に対応する通気部があるので、空気はこの通気部を通って進行方向前方側から進行方向後方側へ向けて流れる。すると、光源によって温められた空気が移動され、熱が流体に伝熱される。よって、内部空間の温度を一定に保つことができ、その結果、スケール部材の熱変形を防止して測定精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項９に記載の変位測定装置は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の変位測定装置において、前記温度調整手段は、一面が前記内部空間に臨むとともに他面で前記流体と熱交換可能に設けられたペルチエ素子と、前記内部空間に設けられた温度計測手段と、前記温度計測手段で計測された温度と予め設定された基準温度との偏差に応じて前記ペルチエ素子に印加する電流値を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００２３】
このような構成において、温度計測手段によって温度が検出された内部空間の温度が制御部において予め設定された基準温度に比較される。制御部から両者の偏差に応じた電流がペルチエ素子に印加されて、ペルチエ素子により印加電流値に従った熱運搬が行われる。例えば、内部空間の温度が基準温度よりも高ければ、ペルチエ素子は、内部空間から熱を吸収して流体に向けて熱を排熱する。このように、ペルチエ素子で強制的に吸熱して流体に熱を伝えるので、内部空間の温度を基準温度に維持することができる。その結果、スケール部材の熱変形を防ぎ、測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明の変位測定装置の第１実施形態として光学式変位測定装置１００を示す。図２に、第１実施形態の断面図を示す。
第１実施形態の基本的構成は背景技術で説明した構成に同様であるが、本体ケース１の内部空間１６の温度を調整する温度調整手段を備えている点に特徴を有する。
この光学式変位測定装置１００は、長手状の本体ケース１と、本体ケース１の内部に固定されたメインスケール２と、内部空間１６の温度を計測する温度計４と、本体ケース１にスライド移動可能に設けられたスライダ３と、本体ケース１の両端に嵌合されて一つの接続口５１を多岐に分岐するマニホールド５と、冷媒（流体）を循環させる冷媒循環ポンプ（流体循環ポンプ）６と、冷媒循環ポンプ６とマニホールド５とを繋ぐ配管６１と、を備えて構成されている。
なお、光学式変位測定装置１００は、スライダ３と一体的に移動してメインスケール２に対するスライダ３の変位量を読み取って検出信号を出力する光学センサ部３１と、光学センサ部３１からの検出信号を計数してスライダ３の変位量を算出する信号処理回路３５と、信号処理回路３５からのパルス信号を計数するカウンタ３６と、測定値等を表示する表示部３７と、を備えているが、スライダ３、光学センサ部３１、信号処理回路３５、カウンタ３６および表示部３７に関しては、背景技術で説明した構成に同様であるので説明を省略する。
【００２５】
図２に示されるように、本体ケース１は、底板部１１と、底板部１１の両端部から連続的に立設された側壁部１２と、底板部１１および側壁部１２に長手方向（図２中紙面垂直方向）に沿って貫通形成された連通路１３とを備え、底板部１１の反対面が開口された長手状の箱体である。本体ケース１の材質としては特に限定されないが、熱伝導性が良好な材質、例えば、アルミニュームなどが例示される。
連通路１３は、底板部１１および側壁部１２に貫通形成され、底板部１１および側壁部１２の長手方向の両端を連通する。連通路１３の断面形状は円形状であり、本体ケース１の強度を保ち、かつ、連通路１３内を流体が流通可能な程度の断面積を有する。また、連通路１３は、本体ケース１の強度を保つ限度において所定のピッチで複数設けられている。連通路１３には、冷媒循環ポンプ６から送られてくる冷媒が流通される。
なお、連通路１３の形状や数などは特に限定されず、本体ケース１の大きさや材質などによって適宜最適に選択されうる。例えば、本体ケース１の周縁を残して完全にくり貫き、大きい連通孔１３を一つ形成してもよい。
【００２６】
メインスケール２は、本体ケース１の内部空間１６内で底板部１１に固定されている。
温度計４は、本体ケース１の内部で側壁部１２に設けられている。温度計４は熱電対などを利用することが例示される。温度計４で計測された温度は表示部３７に表示される。なお、温度計４を付設する位置は特に限定されず、内部空間１６の代表温度を計測する位置であればよく、例えば、メインスケール２に貼設してもよい。
【００２７】
マニホールド５は、本体ケース１の長手方向の両端に嵌合されている。マニホールド５は、一端面に接続口５１を有し、本体ケース１に嵌合する側面に連通路１３に対応する導管（不図示）を有し、接続口５１はマニホールド５の内部で複数の導管に分岐している。
冷媒循環ポンプ６は、冷媒を一時貯留するとともに冷媒の温度を予め設定された基準温度に調整して保つ恒温槽（不図示）と、恒温槽で一定温度に調整された冷媒を吐出するポンプ（不図示）と、を有する。
ここで、冷媒は特に限定されず適宜選択されればよいが、水やガルデンなどを利用することが例示される。
配管６１は、一端が接続口５１に接続され、他端が冷媒循環ポンプ６に接続されている。
【００２８】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５および配管６１によって温度調整手段が構成されている。
【００２９】
このような構成において、本体ケース１の内部で光源３３が発光すると、光源３３から熱が生じ、この熱は内部空間１６の温度を上昇させる。一方、冷媒循環ポンプ６によって予め設定された基準温度に温度調節された冷媒が配管６１、マニホールド５から連通路１３に流通される。すると、内部空間１６の熱が本体ケース１から冷媒に伝熱される。冷媒は、本体ケース１から受け取った熱を冷媒循環ポンプ６へ運び、冷媒が温度調整される際に熱を冷媒循環ポンプ６内で放熱する。このように内部空間１６で生じた熱が冷媒によって運び出されることによって内部空間１６の温度が一定に保たれる。
【００３０】
このような第１実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本体ケース１に貫通形成した連通路１３に冷媒を流通させることにより、内部空間１６の温度を一定に保つことができる。従って、メインスケール２をはじめとする光学部品の熱変形を防いで、測定精度を向上させることができる。
（２）部屋全体の温度管理では本体ケース１の内部と外部とで熱交換が十分に行われずに内部空間１６の温度調整を高精度に行うことができないが、本体ケース１の連通路１３に冷媒を流通させることによって、内部空間１６の熱を速やかに効率良く排熱して温度調整を精密に行うことができる。
【００３１】
（３）部屋全体の温度を精密に管理することは難しいが、冷媒循環ポンプ６によって冷媒の温度を調整すれば、例えば０．１度単位で精密な温度管理を行うことができる。よって、内部空間１６の温度を高精度に管理することができ、その結果、測定精度を向上させることができる。
（４）温度調整された冷媒を連通路１３に流通させることで光学式変位測定装置１００の温度調整を行うことができるので、例えば部屋全体の温度を調整するなど周囲の環境の温度管理が必要なくなる。よって、部屋全体の温度管理する場合に比べて温度管理に要するコストを削減することができる。その結果、測定時に必要なランニングコストを大幅に削減することができる。
【００３２】
（５）基準温度を変更する場合、部屋全体の温度を変更するとなると多大の時間を要するが、冷媒の温度調整は冷媒循環ポンプ６の設定温度を変更することによって簡便かつ速やかに行うことができる。
（６）内部空間１６の温度を高精度に調整することができるので、例えば、メインスケール２をエポキシ樹脂などの熱変形しやすい材料で形成した場合であっても測定精度を高精度に維持することができる。また、光源３３の発熱量が大きくても光源３３からの熱を冷媒によって排熱することができる。よって、メインスケール２の材料や光源３３の種類に制限を受けなくなるので、製造コストを削減して安価な光学式変位測定装置１００を提供することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的構成は第１実施形態に同様であるが、第２実施形態は、本体ケース１の外側面に伝熱板を備えている点に特徴を有する。
図３に、第２実施形態の構成を示す。図３において、側壁部１２の外側面に外側伝熱板（外側伝熱手段）７１が設けられている。外側伝熱板７１は、表面が波状の凹凸を有する。
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１および外側伝熱板７１によって温度調整手段が構成されている。
このような構成において、光源３３から熱が発せられると、熱が本体ケース１の内部空間１６に伝熱される。この熱は、本体ケース１から連通路１３を流通する冷媒に伝熱されるが、さらに、冷媒で吸収しきれない熱量は外側伝熱板７１から外部に放熱される。すると、光源３３からの熱を速やかに本体ケース１の外部に排熱して、本体ケース１の内部の温度を一定に維持することができる。その結果、メインスケール２の熱変形を防止して測定精度を高く維持することができる。
なお、外側伝熱手段としては、側壁部１２の外側面に外側伝熱板７１を別部材として設けてもよく、側壁部１２の外側面に凹凸を形成してもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の基本的構成は、第１実施形態に同様であるが、第３実施形態は、本体ケース１の内部に内側伝熱板７２が設けられている点にある。
図４に第４実施形態の構成を示す。図４において、側壁部１２の内側面に内側伝熱板７２が設けられている。内側伝熱板７２は、波状の凹凸を有する。
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１および内側伝熱板７２によって温度調整手段が構成されている。
このような構成によれば、光源３３から発せられた熱は内部空間１６内の空気に伝熱されて、さらに、空気から内側伝熱板７２に伝熱される。そして、内側伝熱板７２から連通路１３を流通する冷媒に伝熱されて、内部空間１６の熱が排熱されて本体ケース１の内部温度が一定の基準温度に維持される。
内側伝熱板７２が設けられているので、内部空間１６の熱が速やかに内側伝熱板７２に伝熱されて、冷媒に伝わる。したがって、内部空間１６の熱を速やかに排熱して、内部空間１６の温度を一定に維持することによりメインスケール２の熱変形を防ぐことができる。その結果、測定精度を向上させることができる。
なお、内側伝熱手段としては、側壁部１２の内側面に内側伝熱部材７２を別部材として設けてもよく、側壁部１２の内側面に凹凸を形成してもよい。
【００３５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態の基本的構成は、第１実施形態に同様であるが、第４実施形態は、スライダ３とともに移動して本体ケース１内の空気を攪拌する攪拌翼７３を有する点に特徴を有する。
図５に、第４実施形態の構成を示す。図５において、スライダ３と光学センサ部３１とを連結する連結部３８に攪拌翼７３がメインスケール２を間にして二枚取り付けられている。
攪拌翼７３は、メインスケール２と側壁部１２との間の空間で、本体ケース１の長手方向（図５中紙面垂直方向）に直交する方向へ向けて広がる形状である。
【００３６】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１および攪拌翼７３によって温度調整手段が構成されている。
なお、攪拌翼７３の構成は特に限定されず、形状や枚数などは適宜選択される。
このような構成において、スライダ３が長手方向へ移動すると、攪拌翼７３が風を受けて、本体ケース１内の空気が攪拌される。すると、光源３３からの熱を受けて温められた空気がすみやかに移動して、熱が内部空間１６から冷媒に伝熱されやすい。また、冷媒によって冷却された側壁部１２付近の空気が移動することにより、内部空間１６の温度が基準温度で均一化される。その結果、メインスケール２の熱変形を防止して、測定精度を向上させることができる。
【００３７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態の基本的構成は第１実施形態に同様であるが、第５実施形態は、光源付近の空気を外部に排出する空気排出チューブを有することを特徴とする。
図６に第５実施形態の構成を示す。図６において、光源付近の空気を外部に向けて排出する空気排出チューブ（空気出入チューブ）７４が設けられている。空気排出チューブ７４は、内部空間１６に吸気側端部７４１を有し、本体ケース１の外部に排気側端部７４４を有しており、スライダ３の内部に貫通形成された通路３７を通って配設されている。
吸気側端部７４１は、光源３３付近に開口する第１吸気開口７４２と、メインスケール２を間にして光源３３とは反対側の位置で開口する第２吸気開口７４３とに分岐している。
排気側端部７４４は、空気を吸引する吸引手段７５に接続されている。
なお、吸引手段７５の構成としては、例えば、吐出ポンプ７５１の吐出口７５２の付近で吐出方向に略直角から若干順方向へ向けて排気側端部７４４を配置して、吐出ポンプ７５１からの空気の吐出によって排気側端部７４４が減圧されることを利用してもよい。
【００３８】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１、空気排出チューブ７４、吸引手段７５によって温度調整手段が構成されている。
【００３９】
このような構成によれば、熱が発せられる光源３３付近の空気が吸気されて本体ケース１の外部に排出されるので、本体ケース１の内部の温度上昇を防止できる。さらに、連通路１３を流通する冷媒によって内部空間１６の温度を一定に保つことができるので、メインスケール２の熱変形を防止して測定精度を向上させることができる。
【００４０】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態の基本的構成は、第１実施形態に同様であるが、第６実施形態はスライダ３の移動にともなって光源３３に向けて空気を送風する送風手段７６を備えている点に特徴を有する。
図７に、第６実施形態の構成を示す。図７において、送風手段７６は、光源３３付近に向けて縮径する縮径部７６１を一端に有するとともに、光源３３から離れる他端に向かうに従って拡径する拡径部７６２を有する円錐形の筒体である。
送風手段７６は、本体ケース１の長手方向に沿って光源３３を間にして二つ設けられている。送風手段７６は、光源３３に縮径部７６１を向けて、本体ケース１の長手方向で光源３３から離隔する側に拡径部７６２を向けて連結部３８に取り付けられている。
【００４１】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１および送風手段７６によって温度調整手段が構成されている。
【００４２】
このような構成において、スライダ３が本体ケース１の長手方向に沿って移動すると、進行方向前方の空気が送風手段７６の拡径部７６２から縮径部７６１に集められて、空気が光源３３に向けて吹き付けられる。すると、光源３３からの熱によって温められた空気が吹き付けられる空気によって移動される。移動された熱は本体ケース１から冷媒に伝熱されて本体ケース１内の温度が一定に保たれる。その結果、メインスケール２の熱変形を防いで測定精度を向上させることができる。
なお、より多くの空気を受けて縮径部７６１から光源３３に向けて多くの空気を送風するために拡径部７６２の面積は大きい方が好ましい。
【００４３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。第７実施形態の基本的構成は第１実施形態に同様であるが、第７実施形態は、スライダ３とともに移動する羽部材７７を備えている点に特徴を有する。
図８に、第７実施形態の構成を示す。図８において、スライダ３と光学センサ部３１とを連結する連結部３８に羽部材７７が取り付けられている。
羽部材７７は、メインスケール２および光源３３を挟んで両側に２枚設けられている。羽部材７７は、メインスケール２と側壁部１２との間の空間で、本体ケース１の長手方向に直交する方向へ向けて広がっており、本体ケース１の内部において本体ケース１の長手方向の一方と他方とを略仕切っている。
つまり、羽部材７７は、光源３３部分に対応する位置に形成された通気部７７１とメインスケール２を挿通させる位置を除いて本体ケース１の長手方向に直交する断面積に略相当する面積を有している。
【００４４】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１および羽部材７７によって温度調整手段が構成されている。
【００４５】
このような構成において、スライダ３が移動すると、羽部材７７が空気を受けて進行方向に空気を押す。すると、進行方向側では気圧が上昇する。空気の逃げ場所が通気部７７１だけなので、空気はこの通気部７７１を通って進行方向前方側から進行方向後方側へ向けて流れる。すると、光源３３の位置に気流ができて、光源３３によって温められた空気が移動され、内部空間１６の温度が均一化されるとともに、熱が冷媒に伝熱される。よって、内部空間１６の熱を排熱して本体ケース１内の温度を一定に保つことができる。その結果、メインスケール２の熱変形を防止して測定精度を向上させることができる。
【００４６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。第８実施形態の基本的構成は第１実施形態に同様であるが、本体ケース１の内部に本体ケース１の内部と冷媒との間の熱を運ぶペルチエ素子７８を備えている点に特徴を有する。
図９に、第８実施形態の構成を示す。図９において、側壁部１２の内面に設けられたペルチエ素子７８および熱電対７９と、熱電対７９で計測された温度を設定温度に比較してペルチエ素子７８に印加する電流値を制御する制御部８と、が設けられている。
【００４７】
熱電対７９は、内部空間１６の温度を測定して温度に応じた電流値を制御部８に出力する。
ペルチエ素子７８は、制御部８から印加される電流値に従って、内部空間１６の熱を冷媒へ向けて運搬するか、あるいは冷媒の熱を内部空間１６に向けて運搬する。
制御部８は、予め設定された基準温度を記憶するとともに温度目標値に応じた目標指令値を出力する設定温度記憶部８１と、熱電対７９から送られる電流値を目標指令値に比較して偏差を出力する比較器８２と、比較器８２からの偏差に応じてペルチエ素子７８に電流を印加する駆動制御回路８３と、を備えている。
【００４８】
ここで、連通路１３、冷媒循環ポンプ６、冷媒、マニホールド５、配管６１、ペルチエ素子７８、熱電対７９および制御部８によって温度調整手段が構成されている。
【００４９】
このような構成において、熱電対７９によって内部空間１６の温度が検出されて電流値として制御部８に出力される。すると、比較器８２において、設定温度記憶部８１からの目標指令値から熱電対７９からの電流値が減算された偏差が駆動制御回路８３に送られる。駆動制御回路８３は、偏差に応じてペルチエ素子７８に電流を印加する。ペルチエ素子７８は印加電流値に従って熱運搬を行い、例えば、内部空間１６の温度が基準温度よりも高ければ内部空間１６から熱を吸収して冷媒に向けて熱を排熱する。冷媒は、受け取った熱を冷媒循環ポンプ６へ運び、冷媒が温度調整される際に熱が冷媒循環ポンプ６内で放熱される。
このように内部空間１６の温度が基準温度からずれているときには、ペルチエ素子７８で強制的に吸熱して冷媒に熱を伝えるので、内部空間１６の温度を常に基準温度に維持することができる。
【００５０】
尚、本発明の変位測定装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
上記実施形態においては、光学式の変位測定装置を例にして説明したが、本発明は光学式に限らず静電容量式や磁気式など種々の変位測定装置に適用できる。
上記実施形態において、メインスケール２が本体ケース１に取り付けられ、光学センサ部３１がスライダ３に取り付けられているとして説明したが、第６実施形態と第７実施形態とを除いて、第１実施形態から第５実施形態、第８実施形態については、メインスケール２がスライダ３に取り付けられ、光学センサ部３１が本体ケース１に取り付けられていてもよい。
上記実施形態を組み合わせてもよいことはもちろんである。例えば、外側伝熱板７１と内側伝熱板７２とを両方備えていてもよく、加えて空気排出チューブ７４が配設されていてもよい。このように上記実施形態を種々組み合わせることによって相乗的に優れた効果を奏し、変位測定装置１００の測定精度を向上させることができる。
【００５１】
以上、説明したように本発明の変位測定装置によれば、測定環境の温度に関わらず測定精度を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば、固定体に対して移動可能な可動体の変位量を光学格子からの透過光または反射光を用いて測定する光学式変位測定装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の変位測定装置に係る第１実施形態の全体斜視図である。
【図２】前記第１実施形態において、本体ケースの断面図である。
【図３】本発明の変位測定装置に係る第２実施形態の断面図を示す図である。
【図４】本発明の変位測定装置に係る第３実施形態の断面図を示す図である。
【図５】本発明の変位測定装置に係る第４実施形態の断面図を示す図である。
【図６】本発明の変位測定装置に係る第５実施形態の断面図を示す図である。
【図７】本発明の変位測定装置に係る第６実施形態の一部破断図である。
【図８】本発明の変位測定装置に係る第7実施形態の一部破断図である。
【図９】本発明の変位測定装置に係る第8実施形態の断面図を示す図である。
【図１０】従来の光学式変位測定装置の断面図である。
【図１１】従来の光学式変位測定装置において内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…本体ケース（固定体）、２…メインスケール（スケール部材）、３…スライダ（可動体）、６…冷媒循環ポンプ（流体循環ポンプ）、８…制御部、１３…連通路、２１…光学格子（スケールパターン）、３１…光学センサ部（センサ部）、３３…光源、３４…光電変換素子、７１…外側伝熱板（外側伝熱手段）、７２…内側伝熱板（内側伝熱手段）、７３…攪拌翼、７４…空気排出チューブ、７５…吸引手段、７６…送風手段、７７…羽部材、７８…ペルチエ素子、７９…熱電対（温度計測手段）、１００…光学式変位測定装置、７４１…吸気側端部、７６１…縮径部、７６２…拡径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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