(57)【要約】【課題】スケールの撓みを抑制して高精度な計測を実現する変位測定装置用スケールを提供する。【解決手段】変位測定装置用スケール１００は、略直方体状のスケール１０と、スケール１０の下方に設けられたホルダ２０と、ホルダ２０に対してスケール１０を摺動可能に支持する第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃとを備える。第１摺動支持部３０Ａは、スケール１０の短手方向にスケール１０を摺動可能とする。第２及び第３摺動支持部３０Ｂ，３０Ｃは、スケール１０の長手方向にスケール１０を摺動可能とする。第１摺動支持部３０Ａは、スケール１０の長手方向に延びる一方の側面の長手方向の中心近傍位置に設けられている。第２及び第３摺動支持部３０Ｂ，３０Ｃは、スケール１０の長手方向に延びる他方の側面の長手方向の両端近傍位置にそれぞれ設けられている。【選択図】図１
2009122094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目盛りが形成された直方体状のスケールと、
前記スケールの下方に設けられたホルダと、
前記ホルダに対して前記スケールを摺動可能に支持する摺動支持部と
を備え、
前記摺動支持部は、
前記スケールの短手方向に当該スケールを摺動可能とする第１摺動支持部と、
前記スケールの長手方向に当該スケールを摺動可能とする第２摺動支持部及び第３摺動支持部と
を有し、
前記第１摺動支持部は、前記スケールの長手方向に延びる一方の側面の長手方向の中心近傍位置に設けられ、
前記第２摺動支持部及び前記第３摺動支持部は、前記スケールの長手方向に延びる他方の側面の長手方向の両端近傍位置にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする変位測定装置用スケール。
【請求項２】
前記摺動支持部は、
前記ホルダ又は前記スケールに設けられ且つ長手方向に平行に配置された一対のレール部と、
当該一対のレール部に接する接触部と、
当該接触部を前記レール部へと押圧する押圧部と
を備える
ことを特徴とする請求項１記載の変位測定装置用スケール。
【請求項３】
前記一対のレール部は、円筒状部材から構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の変位測定装置用スケール。
【請求項４】
前記一対のレール部は、当該レール部の対向面側から外方面側へと所定角度の傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項２記載の変位測定装置用スケール。
【請求項５】
前記接触部は、球状部材から構成されている
ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の変位測定装置用スケール。
【請求項６】
前記接触部は、一対の円柱状部材から構成され、
当該一対の円柱状部材は、前記一対のレール部の長手方向及び短手方向に直交する方向に所定角度を有して配置されている
ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の変位測定装置用スケール。
【請求項７】
前記スケールを水平にしたときに前記スケールが下方に撓んだ状態において、前記目盛りの長手方向の中央と両端の３箇所の高さが一致するように、前記目盛りは、その短手方向の中心線が前記スケールの短手方向の中心線よりも前記第２及び第３摺動支持部側へ所定距離だけずれて形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の変位測定装置用スケール。
【請求項８】
前記ホルダは、その厚み方向に貫通した貫通孔を有し、
前記レール部は、前記スケールに設けられ、
前記摺動支持部は、さらに、
前記ホルダの貫通孔内に設けられ、且つ筒状部、及びこの筒状部の上端に設けられた鍔部を有するフランジと、
前記ホルダの下方から前記鍔部へと取り付けられた位置調整用の螺子と
を備え、
前記押圧部は、前記フランジの筒状部内に同軸的に装着され、前記筒状部の内壁に高さ調整し接着固定されている
ことを特徴とする請求項２記載の変位測定装置用スケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目盛りを備えた変位測定装置用スケールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被測定物体に取り付けられる変位測定装置用スケールとして、目盛りが形成されたスケールを、応力が加わらないようにホルダに保持し、また、該ホルダを、応力が加わらないように取り付け部材に保持する高精度な変位測定装置用スケールが知られている。
【０００３】
特許文献１には、スケールの底面をホルダの上面における測定軸方向のベッセル点で２点支持し、一方の支持部を変形量の少ない剛性接着剤で固定し、他方の支持部を弾性接着剤で弾性固定することでスケール板をホルダに保持し、同様に、該ホルダの底面を取り付け部材の上面における測定軸方向のベッセル点で２点支持し、一方の支持部を変形量の少ない剛性接着剤で固定し、他方の接着支持部を弾性接着剤で弾性固定する変位測定装置用スケールが開示されている。
【０００４】
このように、スケール及びホルダをベッセル点でそれぞれ支持することで両部材の厚み方向の変形量を最小限にし、ベッセル点の一方を剛性接着剤を用いて固定し、他方を弾性接着剤によって変位可能とすることで、スケール板及びホルダに加わる内部応力を低減させてスケール板に歪みが発生するのを防止することができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９８９１４０号公報、図１
【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、このような変位測定装置用スケールでは、スケール板が、剛性接着剤及び弾性接着剤を介してホルダにスケール板の下面で支持されているため、自重や両材料間の熱膨張係数の差によりスケール板が撓み、これによりスケールと読み取りヘッドとの間隔が測定軸方向の位置によって異なってしまう。したがって、計測精度を低下させてしまう。
【０００７】
また、ホルダと、これを取り付ける被測定物との間の熱膨張係数の差によってもスケール板が撓み、上記と同様の問題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、スケールの撓みを抑制して高精度な計測を実現する変位測定装置用スケールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による変位測定装置用スケールは、目盛りが形成された直方体状のスケールと、前記スケールの下方に設けられたホルダと、前記ホルダに対して前記スケールを摺動可能に支持する摺動支持部とを備え、前記摺動支持部は、前記スケールの短手方向に当該スケールを摺動可能とする第１摺動支持部と、前記スケールの長手方向に当該スケールを摺動可能とする第２摺動支持部及び第３摺動支持部とを有し、前記第１摺動支持部は、前記スケールの長手方向に延びる一方の側面の長手方向の中心近傍位置に設けられ、前記第２摺動支持部及び前記第３摺動支持部は、前記スケールの長手方向に延びる他方の側面の長手方向の両端近傍位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、スケールは、ホルダに対して摺動可能であるので、スケール或いはホルダが変形した場合であっても、スケールは、撓みを抑制することができる。
【００１１】
また、前記摺動支持部は、前記ホルダ又は前記スケールに設けられ且つ長手方向に平行に配置された一対のレール部と、当該一対のレール部に接する接触部と、当該接触部を前記レール部へと押圧する押圧部とを備える構成が望ましい。
【００１２】
前記一対のレール部は、円筒状部材から構成されていてもよい。また、前記一対のレール部は、当該レール部の対向面側から外方面側へと所定角度の傾斜面を有する構成であってもよい。
【００１３】
前記接触部は、球状部材であってもよい。また、前記接触部は、一対の円柱状部材から構成され、当該一対の円柱状部材は、前記一対のレール部の長手方向及び短手方向に直交する方向に所定角度を有して配置されている構成であってもよい。
【００１４】
また、前記スケールを水平にしたときに前記スケールが下方に撓んだ状態において、前記目盛りの長手方向の中央と両端の３箇所の高さが一致するように、前記目盛りは、その短手方向の中心線が前記スケールの短手方向の中心線よりも前記第２及び第３摺動支持部側へ所定距離だけずれて形成されていることが望ましい。
【００１５】
また、前記ホルダは、その厚み方向に貫通した貫通孔を有し、前記レール部は、前記スケールに設けられ、前記摺動支持部は、さらに、前記ホルダの貫通孔内に設けられ、且つ筒状部、及びこの筒状部の上端に設けられた鍔部を有するフランジと、前記ホルダの下方から前記鍔部へと取り付けられた位置調整用の螺子とを備え、前記押圧部は、前記フランジの筒状部内に同軸的に装着され、前記筒状部の内壁に接着高さを調整し固定されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スケールの撓みを抑制して高精度な計測を実現する変位測定装置用スケールを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る変位測定装置用スケールを説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
（第１実施形態の構成）
先ず、図１〜図４を参照して、第１実施形態に係る変位測定装置用スケールの構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る変位測定装置用スケールの平面図であり、図２は、図１のＸ方向矢視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ’断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、変位測定装置用スケール１００は、略直方体状のスケール１０と、スケール１０の下方に設けられた略矩形板状のホルダ２０とを備える。
【００２０】
更に、変位測定装置用スケール１００は、スケール１０及びホルダ２０の三箇所に設けられた第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃを備える。第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃは、ホルダ２０に対してスケール１０を摺動可能に支持する機能を有する。
【００２１】
また、変位測定装置用スケール１００は、対象物Ｍに任意の高さでホルダ２０を取り付ける第１〜第３取り付け部材４０Ａ〜４０Ｃと、ホルダ２０の側部の位置合わせに用いられる位置合わせ螺子５０Ａ，５０Ｂを備える。
【００２２】
スケール１０は、矩形板状のスケール板１１と、スケール板１１の下方に接着された直方体状のスケール台１２とから構成されている。なお、スケール１０は、スケール板１１及びスケール台１２を一体に形成された構成であってもよい。
【００２３】
スケール板１１は、矩形状ガラス板の上面にリソグラフィなどによって目盛りが形成されたものである。スケール板１１は、例えば、厚さに対する長さの比が３０以上であり、厚さに対する幅の比が４以上である薄いガラス板である。
【００２４】
スケール台１２は、直方体状のスケール台本体１２１と、スケール台本体１２１の側面三箇所に突出して形成された第１〜第３突出部１２２Ａ〜１２２Ｃとを有する。
【００２５】
第１突出部１２２Ａは、スケール台本体１２１の長手方向に延びる一方の側面であって、その側面の長手方向の略中心位置に突設されている。第２突出部１２２Ｂ及び第３突出部１２２Ｃは、スケール台本体１２１の長手方向に延びる他方の側面であって、その側面の長手方向の両端部近傍位置にそれぞれ突設されている。これら第１〜第３突出部１２２Ａ〜１２２Ｃは、各々、その厚さ方向に貫通して形成された第１〜第３スケール貫通孔１２３Ａ〜１２３Ｃを有している。なお、第１〜第３スケール貫通孔１２３Ａ〜１２３Ｃは、第１スケール貫通孔１２３Ａの中心を頂点、第２スケール貫通孔１２３Ｂの中心と第３スケール貫通孔１２３Ｃの中心とを結ぶ線分を底辺とする２等辺三角形をなすように形成されている。
【００２６】
ホルダ２０は、例えば、普通鋼（鉄と炭素の合金）からなり、スケール１０よりも短手方向に長く形成されている。ホルダ２０は、直方体状のホルダ本体２１、及びホルダ本体２１の短手方向の両端に、ホルダ本体２１の上方に凸状に形成された凸部２２，２２を有する。凸部２２は、スケール１０の第１〜第３突出部１２２Ａ〜１２２Ｃの底面に対向するように設けられている。また、ホルダ２０は、第１〜第３スケール貫通孔１２３Ａ〜１２３Ｃと整合する位置に、凸部２２の上面から厚み方向に貫通して形成された第１〜第３ホルダ貫通孔２３Ａ〜２３Ｃを有する（図２及び図３参照）。
【００２７】
第１〜第３ホルダ貫通孔２３Ａ〜２３Ｃは、各々、その上部から下部へと向かって、深さ方向に直交する方向に異なる形状で形成された第１〜第４領域２３１〜２３４を有する。第１領域２３１は、上部からみて矩形状に掘り込まれている。第２領域２３２は、上部から下部へと断面円の半径が小さくなっていくようなテーパ状に形成されている。第３領域２３３は、第２領域２３２の下部と同一の半径を有する筒状に形成されている。第４領域２３４は、第２領域２３２の上部と略同一の半径を有する筒状に形成されている。
【００２８】
また、ホルダ２０は、ホルダ本体２１の長手方向の側面に２段の凹型に窪んだ第１〜第３窪み部２４Ａ〜２４Ｃを有する。第１窪み部２４Ａは、スケール台本体１２１の第２，第３突出部１２２Ｂ，１２２Ｃが位置する側であって、ホルダ本体２１の長手方向の中心位置に設けられている。第２，第３窪み部２４Ｂ，２４Ｃは、スケール台本体１２１の第１突出部１２２Ａが位置する側であって、ホルダ本体２１の長手方向の中心位置から所定距離だけ両端側に離間した位置に設けられている。各第１〜第３窪み部２４Ａ〜２４Ｃは、ホルダ本体２１の長手方向の両端に短手方向に向かって形成された螺子孔２４１，２４１を有する。なお、これら各第１〜第３窪み部２４Ａ〜２４Ｃに、第１〜第３取り付け部材４０Ａ〜４０Ｃが取り付けられる。
【００２９】
また、ホルダ２０は、ホルダ本体２１の長手方向に延びる側面に短手方向に向かって形成された螺子孔２５Ａ，２５Ｂを有する。螺子孔２５Ａ，２５Ｂは、スケール台本体１２１の第１突出部１２２Ａが位置する側であって、スケール台本体１２１の長手方向の両端近傍に設けられている。なお、これら螺子孔２５Ａ，２５Ｂに、位置合わせ螺子５０Ａ，５０Ｂが取り付けられる。
【００３０】
第１摺動支持部３０Ａは、第１スケール貫通孔１２３Ａ、及び第１ホルダ貫通孔２３Ａに設けられている。つまり、第１摺動支持部３０Ａは、スケール１０（スケール台本体１２１）の長手方向に延びる一方の側面であって、その側面の中心位置の近傍に設けられている。
【００３１】
第１摺動支持部３０Ａは、図３に示すように、第１〜第３カラー３１ａ〜３１ｃ、圧縮バネ３２、一対のレール部３３ａ，３３ｂ、接触部３４、固定棒３５、固定リング３６ａ，３６ｂを有する。
【００３２】
第１カラー３１ａは、第１スケール貫通孔１２３Ａに配置されている。第１カラー３１ａは、略筒状であって、その外径は、下端部を除いて第１スケール貫通孔１２３Ａの径と略同一に形成されている。なお、下端部は、第１スケール貫通孔１２３Ａの径より大きい外径で形成されている。第１カラー３１ａの内径は、上部から所定位置まで第１半径、所定位置にて第２半径（第２半径＜第１半径）、所定位置から下部まで断面円の半径が大きくなっていくようなテーパ状に形成されている。
【００３３】
第２カラー３１ｂは、第１カラー３１ａの内側に収容されている。第２カラー３１ｂは、略筒状であって、その外径は、第１カラー３１ａの第１半径（内径）と略同一に形成されている。第２カラー３１ｂの内径は、上部から所定位置まで第３半径となり、所定位置から下部まで第４半径（第４半径＞第３半径）となるように形成されている。
【００３４】
第３カラー３１ｃは、第１ホルダ貫通孔２３Ａにおける第３領域２３３と第４領域２３４の境界に設けられている。第３カラー３１ｃは、略円形環状であって、その外径は、下端部を除いて第１ホルダ貫通孔２３Ａの第３領域２３３の内径と略同一に形成されている。なお、下端部は、第３領域２３３の内径より大きい外径で形成されている。第３カラー３１ｃの内径は、第２カラー３１ｂの第４半径（内径）と略同一の径を有する。
【００３５】
圧縮バネ３２は、第１カラー３１ａと第２カラー３１ｂの内側に収容されている。圧縮バネ３２は、第２カラー３１ｂの第４半径（内径）よりも小さい巻き径を有する。
【００３６】
一対のレール部３３ａ，３３ｂは、第１ホルダ貫通孔２３Ａにおける第１領域２３１に設けられている。より詳しくは、一対のレール部３３ａ，３３ｂは、第１領域２３１の半径と第２領域２３２の上部の半径との差によって構成された棚部２３１ａ（ホルダ２０の上面）に設けられている。一対のレール部３３ａ，３３ｂは、各々円筒状（棒状）に形成されており、その長手方向を平行にして、スケール板１１の短手方向に向けて配置されている。
【００３７】
接触部３４は、鋼からなる球状部材にて構成されている。接触部３４は、レール部３３ａ，３３ｂ上に配置され、上部から第１カラー３１ａにて押圧され、一対のレール部３３ａ、３３ｂに接している。また、接触部３４は、中心位置を通るように貫通孔３４ａを有しており、その貫通孔３４ａの中心を第１スケール貫通孔１２３Ａ（第１ホルダ貫通孔２３Ａ）の深さ方向に向けて配置されている。
【００３８】
固定棒３５は、所定の可撓性を有する棒状に形成されている。固定棒３５は、第１スケール貫通孔１２３Ａ及び第１ホルダ貫通孔２３Ａを通して配置される。つまり、固定棒３５は、上述した第１〜第３カラー３１ａ〜３１ｃ、圧縮バネ３２、レール部３３ａ，３３ｂ、接触部３４の貫通孔３４ａを通して配置される。なお、固定棒３５は、第２カラー３１ｂの第１半径（内径）、及び第３カラー３１ｃの内径と略同一の径を有している。
【００３９】
固定リング３６ａ，３６ｂは、例えば、Ｅリングからなり、固定棒３５の上下両端位置に固定されて、第２カラー３１ｂ及び第３カラー３１ｃの上下への抜けを防止している。
【００４０】
第２摺動支持部３０Ｂは、第２スケール貫通孔１２３Ｂ、及び第２ホルダ貫通孔２３Ｂに設けられている。また、第３摺動支持部３０Ｃは、第３スケール貫通孔１２３Ｃ、及び第３ホルダ貫通孔２３Ｃに設けられている。つまり、第２摺動支持部３０Ｂ及び第３摺動支持部３０Ｃは、スケール１０（スケール台本体１２１）の長手方向に延びる他方の側面であって、その側面の長手方向の略両端部近傍に設けられている。つまり、第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃは、第１摺動支持部３０Ａの中心を頂点、第２摺動支持部３０Ｂの中心と第３摺動支持部３０Ｃの中心とを結ぶ線分を底辺とする２等辺三角形をなすように形成されている。
【００４１】
第２摺動支持部３０Ｂ及び第３摺動支持部３０Ｃは、レール部３３ａ，３３ｂの配置を除き、第１摺動支持部３０Ａと同様の構成を有する。第２摺動支持部３０Ｂ及び第３摺動支持部３０Ｃにおいて、レール部３３ａ，３３ｂは、第１摺動支持部３０Ｃと異なり、その長手方向をスケール１０の長手方向に向けて配置されている。
【００４２】
取り付け部材４０Ａ〜４０Ｃは、凸型の取り付け部材本体４１と、螺子４２ａ〜４２ｃとから構成されている。取り付け部材本体４１は、その側面の長手方向両端近傍に短手方向に向かって形成された螺子孔４１ａ、４１ｂ、及びその上面から下面に亘って貫通して形成された螺子孔４１ｃを有する。螺子４２ａ、４２ｂは、螺子孔４１ａ，４１ｂを介して、第１〜第３窪み部２４Ａ〜２４Ｃの螺子孔２４１に螺合されている。螺子４２ｃは、螺子孔４１ｃを介して、対象物Ｍに形成された螺子孔Ｍ１に螺合されている。なお、この螺子４２ｃの閉め量に応じて、対象物Ｍからホルダ２０の底面までの高さ調整することが可能である。
【００４３】
位置合わせ螺子５０Ａ，５０Ｂは、円柱状であり、その側面に設けられた螺子溝５１、及び一端に設けられた突出部５２を有する。位置合わせ螺子５０Ａ，５０Ｂは、その螺子溝５１により螺子孔２５Ａ，２５Ｂに螺合されている。ユーザは、位置合わせ螺子５０Ａ，５０Ｂの螺子孔２５Ａ，２５Ｂに対する嵌め量を調整し、突出部５２のホルダ２０の側面からの突出長を調整する事ができる。つまり、これにより、ユーザは、突出部５２を対象物Ｍの側面Ｍ２に当接させ、変位測定装置用スケール１００の位置合わせを行うことができる。
【００４４】
（第１実施形態の効果）
次に、図１〜図５を参照して、変位測定装置用スケール１００の効果について説明する。図５は、図３における第１摺動支持部３０Ａの摺動動作を説明する図である。
【００４５】
本実施形態に係る変位測定装置用スケール１００は、上述したように第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃを有している。これらにより、スケール１０は、ホルダ２０に対して所定方向に摺動可能となる。
【００４６】
詳しく述べると、第１摺動支持部３０Ａにおいて、接触部３４は、圧縮バネ３２にて押下げられた第１カラー３１ａの下部によって、押圧力Ｆを加えられる（図５参照）。これにより、接触部３４は、各レール部３３ａ，３３ｂの一点に確実に接触する。そして、スケール１０の短手方向の長さの変動、或いは外部からのモーメントに応じて、固定棒３５は、その可撓性により湾曲し、接触部３４は、レール部３３ａ、３３ｂ上をスケール１０の短手方向に摺動する。また、第１摺動支持部３０Ａにおいて、接触部３４は、スケール１０の短手方向にのみ摺動するので、第１摺動支持部３０Ａは、スケール１０の長手方向の長さの変動の基準位置となる。
【００４７】
また、第２摺動支持部３０Ｂ及び第３摺動支持部３０Ｃにおいて、同様に接触部３４は、各レール部３３ａ，３３ｂの一点に確実に接触する。そして、スケール１０の短手方向の長さの変動、或いは外部からのモーメントに応じて、固定棒３５は、その可撓性により湾曲し、接触部３４は、レール部３３ａ、３３ｂ上をスケール１０の長手方向に摺動する。
【００４８】
つまり、第１〜第３摺動支持部３０Ａ〜３０Ｃによる、スケール１０とホルダ２０の間の摺動にて、スケール１０とホルダ２０との間の線膨張係数差を吸収することができる。したがって、スケール１０の撓みを抑制し、変位測定装置用スケール１００の計測精度の低下という問題を解消することができる。
【００４９】
また、上記構成によれば、ホルダ２０を低膨張係数金属にて形成する必要がない。したがって、変位測定装置用スケール１００を低コストに製造することが可能となる。
【００５０】
また、上記構成によれば、スケール１０に対する外部モーメントの影響を抑制することができる。つまり、対象物Ｍの取付面平面度の影響でホルダ２０が変形しても、スケール１０は歪まない。したがって、変位測定装置用スケール１００においては、対象物Ｍの取付面平面度に対する要求を緩和することができる。また、ホルダ２０は、高剛性を有する必要はなく、高精度な部分加工を必要としない。つまり、変位測定装置用スケール１００を低コストに製造することが可能となる。
【００５１】
また、上記構成によれば、ホルダ２０は、薄肉化が可能であり、軽量化が可能である。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る変位測定装置用スケールを説明する。図６は、第２実施形態に係る変位測定装置用スケールにおける摺動支持部の摺動動作を説明する図である。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
図６に示すように、第２実施形態に係る変位測定装置用スケールは、第１実施形態と比較して異なる構成を有する第１〜第３摺動支持部６０Ａ〜６０Ｃから構成されている。第１〜第３摺動支持部６０Ａ〜６０Ｃは、第１実施形態と異なる接触部６１を有する。
【００５４】
接触部６１は、一対の円柱状部材６１ａ，６１ｂから構成されている。一対の円柱状部材６１ａ，６１ｂは、一対のレール部３３ａ，３３ｂの長手方向及び短手方向に直交する方向に所定角度を有して配置されている。
【００５５】
上記構成により、接触部６１は、上部より押圧力Ｆを受け、レール部３３ａ，３３ｂ各々の一点で接触する。
【００５６】
したがって、第２実施形態に係る変位測定装置用スケールによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
［第３実施形態］
次に、図７を参照して、第３実施形態に係る変位測定装置用スケールを説明する。図７は、第３実施形態に係る変位測定装置用スケールにおける摺動支持部の摺動動作を説明する図である。なお、第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、第３実施形態に係る変位測定装置用スケールは、第１実施形態と比較して異なる構成を有する第１〜第３摺動支持部７０Ａ〜７０Ｃから構成されている。第１〜第３摺動支持部７０Ａ〜７０Ｃは、第１実施形態と異なるレール部７１ａ，７１ｂを有する。
【００５９】
一対のレール部７１ａ，７１ｂは、当該レール部７１ａ，７１ｂの対向面側から外方面側へと所定角度の傾斜面７１１ａ，７１１ｂを有する。
【００６０】
上記構成により、接触部３４は、上部より押圧力Ｆを受け、それぞれのレール部７１ａ，７１ｂの傾斜面７１１ａ，７１１ｂにおける一点で接触する。
【００６１】
したがって、上記第３実施形態に係る変位測定装置用スケールによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
［第４実施形態］
（第４実施形態の構成）
次に、図８〜図１２を参照して、第４実施形態に係る変位測定装置用スケールの構成について説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係る変位測定装置用スケールの平面図である。図９は、図８のＹ方向矢視図であり、図１０は、図８のＣ−Ｃ’断面図、図１１は、図８のＤ−Ｄ’断面図、図１２は、図８のＥ−Ｅ’断面図である。なお、第４実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
図８〜図１２に示すように、変位測定装置用スケール１００ａは、略直方体状のスケール１０ａと、スケール１０ａの下方に設けられた略矩形板状のホルダ２０ａとを備える。
【００６４】
更に、変位測定装置用スケール１００ａは、スケール１０ａ及びホルダ２０ａの三箇所に設けられた第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣを備える。第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣは、ホルダ２０ａに対してスケール１０ａを摺動可能に支持する機能を有する。
【００６５】
また、変位測定装置用スケール１００ａは、対象物Ｍにホルダ２０ａを取り付ける取り付け螺子４０ａＡ〜４０ａＣ、４つの側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤ、及び３つの底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣ備える。側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤは、ホルダ２０ａの側部の位置合わせに用いられる。底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣは、ホルダ２０ａの底部の位置合わせに用いられる。
【００６６】
スケール１０ａは、矩形板状のスケール板１１ａ、及びスケール板１１ａの側面三箇所に突出して形成された第１〜第３突出部１２ａＡ〜１２ａＣを有する。
【００６７】
スケール板１１ａは、その上面に目盛り１１１ａを有する。目盛り１１１ａは、スケール板１１ａの上面にリソグラフィなどによって形成されている。目盛り１１１ａは、スケール板１１ａの長手方向に延びるように形成されている。
【００６８】
目盛り１１１ａの短手方向の中心線ＣＬ１は、図８に示すように、スケール板１１ａの短手方向の中心線ＣＬ２から第２及び第３摺動支持部３０ａＢ、３０ａＣ側へ所定距離Ｌだけずれるように形成されている。所定距離Ｌは、スケール１１ａの短手方向において、スケール１１ａの長手方向の撓みが最も小さくなる距離に設定されている。撓み量が最も小さいので、撓み量の変位測定への影響も最も小さく、従って、撓み量に基づいて発生する測定誤差が最も小さい。
【００６９】
ここで、図１３は、第４実施形態に係る変位測定装置用スケールの撓み量を示す図である。図１３は、スケール板１１ａの長手方向の長さを約２００ｎｍとし、第１〜第３突出部１２ａＡ〜１２ａＣ、後述する第１〜第３スケール貫通孔１３ａＡ〜１３ａＣを所定位置に設定し、ＦＥＭ（有限要素法）にて撓みの解析を行った例である。例えば、目盛り１１１ａの短手方向の中心線ＣＬ１における撓み量Ｖ１と、スケール板１１ａの短手方向の中心線ＣＬ２における撓み量Ｖ２は、図１３に示すようになる。図１３の二点鎖線に示すように、目盛り１１１ａの中央と両端にて、撓み量（表面変位）Ｖ１は、一致している。このように、目盛り１１１ａの短手方向の中心線ＣＬ１の位置をスケール板１１ａの短手方向の中心線ＣＬ２よりも所定距離Ｌだけずらすことにより、目盛り１１ａの撓み量を抑制することができる。
【００７０】
第１突出部１２ａＡは、スケール板１１ａの長手方向に延びる一方の側面であって、その側面の長手方向の略中心位置に突設されている。第２突出部１２ａＢ及び第３突出部１２ａＣは、スケール板１１ａの長手方向に延びる他方の側面であって、その側面の長手方向の略両端部近傍位置にそれぞれ突設されている。これら第１〜第３突出部１２ａＡ〜１２ａＣは、各々、それらを貫通するように形成された第１〜第３スケール貫通孔１３ａＡ〜１３ａＣを有している。なお、第１〜第３スケール貫通孔１３ａＡ〜１３ａＣは、第１スケール貫通孔１３ａＡの中心を頂点、第２スケール貫通孔１３ａＢの中心と第３スケール貫通孔１３ａＣの中心とを結ぶ線分を底辺とする２等辺三角形をなすように形成されている。
【００７１】
第１〜第３スケール貫通孔１３ａＡ〜１３ａＣは、各々、その上部から下部へと向かって、異なる内部形状をもつ第１〜第３領域１３１ａ〜１３３ａを有する。第１領域１３１ａは、上方からみて円形であって、第１の直径をもつように形成されている。第２領域１３２ａは、上方からみて円形であって、第２の直径（第２の直径＜第１の直径）を有する。第３領域１３３ａは、上方からみて矩形であって、所定長さの一辺（所定長さ＞第１直径）を有する。
【００７２】
ホルダ２０ａは、普通鋼（鉄と炭素の合金）からなり、スケール１０ａよりも短手方向に長く形成されている。ホルダ２０ａは、直方体状のホルダ本体２１ａ、第１〜第３ホルダ貫通孔２３ａＡ〜２３ａＣ、第１〜第３貫通孔２４ａＡ〜２４ａＣ、及び孔２５ａを有する。
【００７３】
第１〜第３ホルダ貫通孔２３ａＡ〜２３ａＣは、第１〜第３スケール貫通孔１３ａＡ〜１３ａＣと整合する位置に、ホルダ本体２１ａの上面（下面）から厚み方向に貫通して形成されている。
【００７４】
第１〜第３貫通孔２４ａＡ〜２４ａＣは、ホルダ本体２１ａの上面から、それを厚さ方向に貫通するように形成されている。第１貫通孔２４ａＡは、スケール１０ａの第２，第３突出部１２ａＢ，１２ａＣが位置する側であって、ホルダ本体２１ａの長手方向の中心位置に設けられている。第２，第３貫通孔２４ａＢ，２４ａＣは、スケール１０ａの第１突出部１２ａＡが位置する側であって、ホルダ本体２１ａの長手方向の中心位置から所定距離だけ両端側に離間した位置に設けられている。
【００７５】
孔２５ａは、図１２に示すように、第１〜第３ホルダ貫通孔２３ａＡ〜２３ａＣを位置を中心として、その両側に形成されている。
【００７６】
第１摺動支持部３０ａＡは、第１スケール貫通孔１３ａＡ、及び第１ホルダ貫通孔２３ａＡに設けられている。つまり、第１摺動支持部３０ａＡは、スケール１０ａの長手方向にのびる一方の側面であって、その側面の中心位置に設けられている。
【００７７】
第１摺動支持部３０ａＡは、フランジ３１ａａ、第１カラー３２ａａ、第２カラー３３ａａ、圧縮バネ３４ａａ、一対のレール部３５ａａ，３５ａｂ、接触部３６ａａ、固定棒３７ａａ、及び固定リング３８ａａ，３８ａｂを有する。
【００７８】
フランジ３１ａａは、第１ホルダ貫通孔２３ａＡに配置されている。フランジ３１ａａは、筒状部３１１ａ、筒状部３１１ａの上端に設けられた鍔部３１２ａ、及び鍔部３１２ａに設けられた螺子孔３１３ａを有する。フランジ３１ａａ（筒状部３１１ａ、鍔部３１２ａ）の内径は、所定の径を有する。
【００７９】
筒状部３１１ａの高さは、第１ホルダ貫通孔２３ａＡの深さと略同一に形成されている。筒状部３１１ａの外径は、第１ホルダ貫通孔２３ａＡの径と略同一に形成されている。鍔部３１２ａは、直方体状に形成されている。鍔部３１２ａの幅は、第１ホルダ貫通孔２３ａＡの径よりも大きくなるように形成されている。螺子孔３１３ａは、鍔部３１２ａの長手方向の両端近傍に、厚み方向に貫通して設けられている。
【００８０】
フランジ３１ａａは、ホルダ本体２１ａに設けられた孔２５ａを介してホルダ２０ａの下方から、鍔部３１２ａの螺子孔３１３ａに螺合された位置調整用の螺子３１４ａによって、所定位置で固定されている。フランジ３１ａａは、側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤと、目盛り１１１ａの中心線ＣＬ１とが平行になるように位置を調整された後、螺子３１４ａにて固定されている。
【００８１】
第１カラー３２ａａは、フランジ３１ａａの内側に配置されている。第１カラー３２ａａは、略筒状に形成されている。第１カラー３２ａａの高さは、フランジ３１ａａの高さと略同一に形成されている。第１カラー３２ａａの外径は、フランジ３１ａａの内径と略同一に形成されている。第１カラー３２ａａの内径は、上端から第１位置まで、断面円の半径が小さくなっていく（第１の径から第２の径となる）ようなテーパ状に形成されている。第１カラー３２ａの内径は、第１位置から第２位置まで第３の径（第３の径＜第２の径）を有するように形成されている。第１カラー３２ａの内径は、第２位置から第３位置まで、断面円の半径が大きくなっていく（第４の径から第５の径となる）ようなテーパ状に形成されている。第１カラー３２ａの内径は、第３位置から下端まで、第５の径を有するように形成されている。
【００８２】
第１カラー３２ａａは、フランジ３１ａａの筒状部３１１ａ内に同軸的に装着され、筒状部３１１ａの内壁に高さ調整し接着固定されている。第１カラー３２ａａは、各第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣにおいて、底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣからスケール１０ａの上面までの高さが等しくなるように、且つ所定高さとなるように調整後、フランジ３１ａａの筒状部３１１ａの内壁に接着固定されている。
【００８３】
第２カラー３３ａａは、第１カラー３２ａａの内側（第１カラー３２ａａの第３位置から下端までの間）に配置されている。第２カラー３３ａａは、略筒状に形成されている。第２カラー３３ａａの外径は、第１カラー３２ａａの第５の径と略同一に形成されている。第２カラー３３ａａの内径は、上端から第１位置まで第６の径を有する。第２カラー３３ａａの内径は、第１位置から第２位置まで、断面円の半径が小さくなっていく（第６の径から第７の径となる）ようなテーパ状に形成されている。第２カラー３３ａの内径は、第２位置から第３位置まで、第８の径（第８の径＜第７の径）を有する。第２カラー３３ａの内径は、第３位置から下端まで、第９の径（第９の径＞第８の径）を有する。
【００８４】
圧縮バネ３４ａａは、第１カラー３２ａａと第２カラー３３ａａの内側に収容されている。圧縮バネ３４ａａは、第２カラー３３ａａの第２の径よりも小さい巻き径を有する。
【００８５】
一対のレール部３５ａａ、３５ａｂは、ＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）処理を施されており、その表面で生じる摩擦係数を低減している。一対のレール部３５ａａ、３５ａｂは、第１スケール貫通孔１３ａＡに設けられている。より詳しくは、一対のレール部３５ａａ，３５ａｂは、第３領域１３３ａの形状と第２領域１３２ａの形状との差によって構成された棚部１３４ａに設けられている。一対のレール部３５ａａ、３５ａｂは、各々円筒状（棒状）に形成されており、その長手方向を平行にして、スケール板１１ａの短手方向に向けて配置されている。
【００８６】
接触部３６ａａは、鋼からなる球状部材にて構成されている。接触部３６ａａは、ＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）処理を施されており、その表面で生じる摩擦係数を低減している。接触部３６ａａは、レール部３５ａａ，３５ａｂ上に配置され、下部から第１カラー３２ａａにて押圧され、一対のレール部３５ａａ、３５ａｂに接している。また、接触部３６ａａは、中心位置を通るように貫通孔３６ａｂを有しており、その貫通孔３６ａｂの中心を第１スケール貫通孔１３ａＡ（第１ホルダ貫通孔２３ａＡ）の深さ方向に向けて配置されている。
【００８７】
固定棒３７ａａは、所定の可撓性を有する棒状に形成されている。固定棒３７ａａは、第１スケール貫通孔１３ａＡ及び第１ホルダ貫通孔２３ａＡを通して配置される。つまり、固定棒３７ａａは、上述したフランジ３１ａａ、第１及び第２カラー３２ａａ、３３ａａ、圧縮バネ（押圧部）３４ａａ、一対のレール部（平行ピン）３５ａａ、３５ａｂ、接触部３６ａａの貫通孔３６ａｂを通して配置される。なお、固定棒３７ａａは、第１カラー３２ａａの第３の径（内径）、及び第２カラー３３ａａの第３の径（内径）と略同一の径を有している。
【００８８】
固定リング３８ａａ、３８ａｂは、例えば、Ｅリングからなり、固定棒３７ａａの上下両端位置に固定されて、第２カラー３３ａａの下方向への抜けを防止している
【００８９】
第２摺動支持部３０ａＢは、第２スケール貫通孔１３ａＢ、及び第２ホルダ貫通孔２３ａＢに設けられている。また、第３摺動支持部３０ａＣは、第３スケール貫通孔１３ａＣ、及び第３ホルダ貫通孔２３ａＣに設けられている。つまり、第２摺動支持部３０ａＢ及び第３摺動支持部３０ａＣは、スケール１０ａの長手方向に延びる他方の側面であって、その側面の長手方向の略両端部近傍に設けられている。つまり、第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣは、第１摺動支持部３０ａＡの中心を頂点、第２摺動支持部３０ａＢの中心と第３摺動支持部３０ａＣの中心とを結ぶ線分を底辺とする２等辺三角形をなすように形成されている。
【００９０】
第２摺動支持部３０ａＢ及び第３摺動支持部３０ａＣは、レール部３５ａａ、３５ａｂの配置を除き、第１摺動支持部３０ａＡと同様の構成を有する。第２摺動支持部３０ａＢ及び第３摺動支持部３０ａＣにおいて、レール部３５ａａ，３５ａｂは、第１摺動支持部３０ａＡと異なり、その長手方向をスケール１０ａの長手方向に向けて配置されている。
【００９１】
取り付け螺子４０ａＡ〜４０ａＣは、第１〜第３貫通孔２４ａＡ〜２４ａＣを介して、対象物Ｍに形成された螺子孔Ｍ１に螺合されている。取り付け螺子４０ａＡ〜４０ａＣは、第１カラー３２ａａの接着後、調整して固定されている。
【００９２】
側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤは、ホルダ２０ａの長手方向にのびる側面の長手方向両端に形成されている。側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤは、ホルダ２０ａから側方に突出するように形成されている。側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤは、対象物Ｍの側面Ｍ２に当接させ、変位測定装置用スケール１００ａの位置合わせを行うためのものである。
【００９３】
底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣは、ホルダ２０ａの底面であって、取り付け螺子４０ａＡ〜４０ａＣが設けられた箇所に設けられている。底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣは、ホルダ２０ａから下方に突出するように形成されている。底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣは、対象物Ｍの上面Ｍ３に当接させ、変位測定装置用スケール１００ａの位置合わせを行うためのものである。
【００９４】
ここで、上述したように、上記のフランジ３１ａａは、側部位置合わせ面５０ａＡ〜５０ａＤと、目盛り１１１ａの中心線ＣＬ１とが平行になるように位置を調整された後、螺子３１４ａにて固定されている。
【００９５】
また、上述したように、上記の第１カラー３２ａａは、各第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣにおいて、底部位置合わせ面６０ａＡ〜６０ａＣからスケール１０ａの上面までの高さが等しくなるように、且つ所定高さとなるように調整後、フランジ３１ａａの筒状部３１１ａの内壁に接着固定されている。
【００９６】
すなわち、第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣは、目盛り１１１ａとホルダ２０ａを取り付けた面との間が所定距離となり、且つ目盛り１１１ａが所定方向に向くように、ホルダ２０ａとスケール１０ａとの間を調整可能に構成されている。
【００９７】
（第４実施形態の効果）
次に、第４実施形態に係る変位測定装置用スケール１００ａの効果について説明する。第１〜第３摺動支持部３０ａＡ〜３０ａＣは、上記構成を有するので、変位測定装置用スケール１００ａは、第１〜第３実施形態よりも更に高精度な計測を実現することができる。
【００９８】
［その他の実施形態］
以上、発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。例えば、摺動支持部は、レール部に接触部材の一点が接触する構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る変位測定装置用スケールの平面図である。
【図２】図１のＸ方向矢視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’拡大断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ’拡大断面図である。
【図５】図３における第１摺動支持部３０Ａの摺動動作を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る変位測定装置用スケールにおける摺動支持部の摺動動作を説明する図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る変位測定装置用スケールにおける摺動支持部の摺動動作を説明する図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る変位測定装置用スケールの平面図である。
【図９】図８のＹ方向矢視図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１１】図８のＤ−Ｄ’断面図である。
【図１２】図８のＥ−Ｅ’断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る変位測定装置用スケールの撓み量を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０、１０ａ…スケール、  １１、１１ａ…スケール板、  １２…スケール台、  １２１…スケール台本体、  １２２Ａ〜１２２Ｃ、１２ａＡ〜１２ａＣ…第１〜第３突出部、  １２３Ａ〜１２３Ｃ、１３ａＡ〜１３ａＣ…第１〜第３スケール貫通孔、  ２０、２０ａ…ホルダ、  ２１、２１ａ…ホルダ本体、２２…凸部、  ２３Ａ〜２３Ｃ、２３ａＡ〜２３ａＣ…第１〜第３ホルダ貫通孔、  ２３１〜２３４…第１〜第４領域、  ２４Ａ〜２４Ｃ…第１〜第３窪み部、  ２５Ａ，２５Ｂ…螺子孔、  ３０Ａ〜３０Ｃ，６０Ａ〜６０Ｃ，７０Ａ〜７０Ｃ，３０ａＡ〜３０ａＣ…第１〜第３摺動支持部、  ３１ａ、３２ａａ…第１カラー、  ３１ａａ…フランジ、  ３１ｂ、３３ａａ…第２カラー、  ３１ｃ…第３カラー、  ３２、３４ａａ…圧縮バネ、  ３３ａ，３３ｂ、７１ａ，７１ｂ、３５ａａ，３５ａｂ…レール部、  ３４、６１ａ、６１ｂ、３６ａａ…接触部、  ３５、３７ａａ…固定棒、  ３６ａ，３６ｂ、３８ａａ，３８ａｂ…固定リング、  ４０Ａ〜４０Ｃ…第１〜第３取り付け部材、  ４０ａＡ〜４０ａＣ…取り付け螺子、  ４１…取り付け部材本体、  ４１ａ〜４１ｃ…螺子孔、  ４２ａ〜４２ｃ…螺子、  ５０Ａ、５０Ｂ…位置合わせ螺子、  ５０ａＡ〜５０ａＤ…側部位置合わせ面、  ６０ａＡ〜６０ａＣ…底部位置合わせ面、  １００、１００ａ…変位測定装置用スケール。
【図１】
2009122094.tif 000003
【図２】
2009122094.tif 000004
【図３】
2009122094.tif 000005
【図４】
2009122094.tif 000006
【図５】
2009122094.tif 000007
【図６】
2009122094.tif 000008
【図７】
2009122094.tif 000009
【図８】
2009122094.tif 000010
【図９】
2009122094.tif 000011
【図１０】
2009122094.tif 000012
【図１１】
2009122094.tif 000013
【図１２】
2009122094.tif 000014
【図１３】
2009122094.tif 000015