JPH0151924B2 - - Google Patents
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- JPH0151924B2 JPH0151924B2 JP57131530A JP13153082A JPH0151924B2 JP H0151924 B2 JPH0151924 B2 JP H0151924B2 JP 57131530 A JP57131530 A JP 57131530A JP 13153082 A JP13153082 A JP 13153082A JP H0151924 B2 JPH0151924 B2 JP H0151924B2
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34746—Linear encoders
- G01D5/34753—Carriages; Driving or coupling means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
この発明は変位測定装置に係り、特に、第1部
材に取付けられた第1検知体と、第2部材に取付
けられ、かつ、この第2部材とともに前記第1検
知体に沿つて往復動可能とされた第2検知体と、
基端部が前記第2部材に取付けられ、先端部にお
いて前記第2検知体を第1検知体に対して、往復
動方向と略直交する方向に押圧し、前記第1検知
体と第2検知体との相対移動から、前記第1およ
び第2部材の相対変位を測定する変位測定装置の
改良に関する。
2個の対象物の相対的な位置を測定したり、或
いは調整したりするための測長装置の一種に、例
えば第1図〜第3図に示されるように構成されて
いるものがある。
図において、細長ケース1はほぼ方形の中空断
面を有するとともに、第1図の紙面と直交方向に
細長に形成され、更に長手方向の一側面に沿つて
ほぼ全長にわたり開口2を備えている。
前記細長ケース1の開口2側の端面には移動部
材としての検出機構3が摺動部材4を介して当接
され、細長ケース1の長手方向に沿つて移動可能
とされている。
この検出機構3の下面には、前記開口2から細
長ケース1内に延在する腕部5が一体的に形成さ
れている。また前記開口2の近傍における細長ケ
ース1の外側面には該細長ケース1の長手方向に
沿つて一対のマグネツト6が設けられ、このマグ
ネツト6に該開口2を被うように薄肉の鉄板から
なる閉塞部材7が吸着され、該開口2から細長ケ
ース1内への塵埃等が侵入することを防止するよ
うにされている。
この時、検出機構3の腕部5が挿入される部分
の閉塞部材7は、該検出機構3に設けられるとと
もに、両端が検出機構3の下面に開口された側面
山形の溝8内に挿入され、この溝8により跨がれ
た状態の腕部5は細長ケース1内への挿入が可能
となるようにされている。
前記細長ケース1内の長手方向に設けられた溝
9内には、ガラス等からなり、一側面(目盛面)
10Bに縦縞状の目盛10A(第2図参照)が形
成されたメインスケール10の下端辺が挿入さ
れ、接着剤11等により固定されている。
前記検出機構3の腕部5は前記メインスケール
10の近傍まで延長され、この先端部には連結手
段12を介してスライダー13が移動可能に取付
けられている。この連結手段12は、例えば、先
端に三角形の環状部12Aを一体的に形成され、
基端を腕部5にワツシヤ12Bおよびねじ12C
で止められた線状の片持ばね12弾性部材と、前
記環状部12Aに係合される円錐台12Eとから
構成されている。
前記片持ばね12Dは、スライダー13をメイ
ンスケール10の第1の走査基準面と兼用された
目盛面10B側に押圧するようにされるととも
に、スライダー13をメインスケール10の目盛
面10Bと直交する第2の走査基準面である端面
10C側にも押圧するようにされている。
前記スライダー13は、板材から略L字状に形
成された接触子取付部材13Aとこの接触子取付
部材13Aの一端折曲げ短辺にねじ止めされると
ともに、前記メインスケール10の目盛10Aが
形成されていない面に対向された肉厚の発光素子
取付部材13Bと、前記接触子取付部材13Aの
他端折曲げ長辺にねじ(図示省略)止めされると
ともに、前記メインスケール10の目盛面10B
に対向された肉厚の受光素子取付部材13Cとに
構成されている。
前記スライダー13の接触子取付部材13Aの
前記メインスケール10の目盛面10Bに対向し
た面には、メインスケール10と同様な縦縞状の
目盛(図示省略)を有するインデツクススケール
14が固定されている。このインデツクススケー
ル14とメインスケール10とを挾んだ状態で光
源としての発光素子15と受光素子16とが配置
されている。
この場合、発光素子15は前記接触子取付部材
13AのL字の短辺に固着された発光素子取付部
材13Bに、また受光素子16は前記接触子取付
部材13AのL字の長辺に固着された受光素子取
付部材13Cに各々2個固着されている。
前記接触子取付部材13AのL字の内面すなわ
ち前記メインスケール10の第1の走査基準面で
ある目盛面10Bおよびこの目盛面に直交した第
2の走査基準面である端面10Cに対向した面に
は、それぞれ、各々ポリアセタール樹脂のような
低摩擦係数の樹脂からなる摺動駒17,18が複
数個固定され、これらの摺動駒17,18は前記
片持ばね12Dの付勢力によりメインスケール1
0の目盛面10Bおよびこの目盛面10Bに直交
した端面10Cに当接するようにされている。
このような構成において、細長ケース1および
移動部材としての検出機構3のいずれか一方を、
例えば検出機構を被測定物に取付け、他方すなわ
ち細長ケース1を機械のベツド19の取付面19
A,19Bに固定して被測定物を移動すると、メ
インスケール10の目盛10Aとインデツクスス
ケール14の目盛との間で明暗の縞模様が発生
し、この縞模様を受光素子16で読み取つて被測
定物の移動量を読み取り、測定を行うものであ
る。
このような変位測定装置においては、メインス
ケール10とインデツクススケール14との隙
間、平行度等は測定精度に極めて重大な影響を与
える。例えば10μm程度の間隔のスリツトを有す
る光学式測定装置においては、所定の測定精度を
確保するためには、隙間を20μm程度としなけれ
ばならない。
しかるに前記メインスケール10およびインデ
ツクススケール14は、相対する面が必ずしも真
平面とは限らずうねり等が存在する。従つて、メ
インスケール10とインデツクススケール14は
相互に摺動抵抗が極めて小さく、かつ、一方が他
方に追随して前記隙間を一定に保持することが必
要となる。
そのための手段として、前記第1図〜第3図の
変位測定装置においては、片持ばね12Dの先端
により、その先端の環状部12Aをインデツクス
スケール14側の円錐台12Eに遊嵌させてい
る。
また他の態様としては、第5図に示されるよう
に、片持ばね12Dの先端を球12Fとして、イ
ンデツクススケール14の受け側をV字溝12G
としたものがある。
このような片持の線状ばねは、メインスケール
とインデツクススケールを相互に押圧するととも
に、これらスケールの長手方向の相対移動時にイ
ンデツクススケールを摺動抵抗に対抗して測定対
象物の一方に対して定位置に維持するものであ
る。
前記片持ばね12Dは理想的には、あらかじめ
第4図に示されるように撓み曲線に沿つて成型さ
せておき、取付状態においては第5図に示される
ようにメインスケール10の移動方向と平行とな
るようにし、これによつて、スライダー13およ
びこれと一体のインデツクススケール14を左右
に摺動させても片持ばね12Dには引張りまたは
圧縮荷重のみ作用し、スライダー13の往復運動
が測定精度に影響を与えないようにする。
しかしながら実際には、片持ばね12Dを構成
するばね素材の弾性係数のばらつき、ばね形状の
理想的な撓み曲線に対する誤差、片持ばね12D
以外の部品、細長ケース1、メインスケール1
0、検出機構3等の寸法のばらつき、さらには測
定装置を工作機械等に取付けた状態での工作機械
の取付面と測定装置の取付面の平行度のばらつき
等により、例えば第6図A,Bに示されるように
なり、メインスケールに対して平行な状態に取付
けることが困難となる。
このような状態で取付けられた片持ばね12D
には、スライダー13を左右に摺動させた場合、
引張りおよび圧縮荷重の他に曲げモーメントが作
用して摺動方向に撓みが発生するため、測定精度
に悪影響を与えるという問題点が生じる。
以下片持ばね12Dの揺動方向の撓みλを求め
る。
まず、第6図に示されるような実際の取付状態
における片持ばね12Dを、第7図に示されるよ
うな曲率半径Rの曲り梁と仮定できる。片持ばね
12D先端によるスライダー13のメインスケー
ル10に対する押圧力をN=240g、摩擦係数μ
=0.3、片持ばねの基端から先端までの距離をL
(mm)、片持ばねを形成する線材の材質をSWP−
A、かつ、その直径をφ(mm)とした条件で、ス
ライダー13のメインスケール10に対する図の
矢印A方向の相対移動に際して、片持ばねの先端
には第8図に示されるようにそれぞれF1,F2の
力が作用する。
まず第7図より
F1=2N ……(1)
F2=2μN ……(2)
(1),(2)式より
F2=μF1 ……(3)
第8図より、片持ばね12Dの固定端より測つ
た距離Sの任意のmn断面のF2による曲げモーメ
ントMは、
M=F2R(cosφ−cosθ) ……(4)
(ここでφは固定端から、mn断面間の中心角、
θは固定端から自由端までの中心角を示す。)
この区間に蓄えられる歪エネルギUsは
Us=1/2EIz∫S 0M2ds=1/2EIz
∫〓0M2Rdφ ……(5)
(Sは固定端からmn断面までの距離、Eは縦
弾性係数、Izは断面二次モーメントを示す。)
(5)式に(4)式を代入し、
Us=1/2EIz∫〓0F2 2・R2(cosφ
−cosθ)2・Rdφ=F2/2R3/2EIz
∫〓0(cosφ−cosθ)2dφ ……(6)
となる。この区間の荷重方向(摺動方向)の変位
(λs)はカステリアノの定理により
λs=αUs/αF2=F2R3/EIz∫〓0(cosφ
−cosθ)2dφ ……(7)
従つて、全区間(L)の荷重方向(摺動方向)の変
位(λ)は積分範囲を配慮し
λ=F2R3/EIz∫〓0(cosφ−cosθ)2dφ
=F2R3/EIz(θ/2+θcos2θ
―3/2sinθcosθ) ……(8)
となる。なお、荷重方向(摺動方向)の全変位は
第7図の矢符A方向の逆方向の変位も考慮して、
2λである。
ここで検出機構3を工作機械等へ取付けたと
き、取付け精度や工作機械自身の摺動方向に対す
る真直度等により、検出機構3が三次元的にある
程度変動してもスライダ13はスケール面に正確
に押し付けられていなければならないので、片持
ばね12Dの線径は、検出機構3に対するスライ
ダ13の一定の自由度を形成できる程度であるこ
とが必要である。
また、工作機械自身の振動によつても、スライ
ダ13がスケール面から浮き上がらない条件を配
慮し、さらに装置の大きさも考えると、片持ばね
12Dの線径φ=0.8〜1.0mm、長さL=30〜50mm
となり、ここでは、形状的にも適当と考えられる
φ=0.8mm、L=34.9mmを採用した。また、片持
ばねの材料SWP−Aの縦弾性係数はE=2.1×104
Kg/mm2である。
また片持ばね12Dの先端の球と球軸受けのガ
タはないものと仮定する。
この結果次の第1表に示されるようになり測定
精度に大幅な誤差をもたらす。これは実験結果と
もよく一致していることが確認されている。
The present invention relates to a displacement measuring device, and in particular, a displacement measuring device including a first sensing body attached to a first member, a second sensing body attached to a second member, and capable of reciprocating along the first sensing body together with the second member. a second sensing body,
A base end portion is attached to the second member, and a distal end portion presses the second sensing body against the first sensing body in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction, so that the first sensing body and the second sensing body are The present invention relates to an improvement in a displacement measuring device that measures the relative displacement of the first and second members from the relative movement with the body. 2. Description of the Related Art One type of length measuring device for measuring or adjusting the relative positions of two objects is one constructed as shown in FIGS. 1 to 3, for example. In the figure, an elongated case 1 has a substantially rectangular hollow cross section, is elongated in a direction perpendicular to the paper plane of FIG. A detection mechanism 3 as a moving member is brought into contact with the end face of the elongated case 1 on the opening 2 side via a sliding member 4, and is movable along the longitudinal direction of the elongated case 1. An arm portion 5 extending from the opening 2 into the elongated case 1 is integrally formed on the lower surface of the detection mechanism 3 . Further, a pair of magnets 6 are provided on the outer surface of the elongated case 1 near the opening 2 along the longitudinal direction of the elongated case 1, and the magnets 6 are made of a thin iron plate so as to cover the opening 2. The closing member 7 is attracted and prevents dust and the like from entering into the elongated case 1 through the opening 2. At this time, the closing member 7 of the portion of the detection mechanism 3 into which the arm portion 5 is inserted is provided in the detection mechanism 3 and is inserted into a side chevron-shaped groove 8 that is opened at both ends on the lower surface of the detection mechanism 3. The arm portion 5, which is straddled by the groove 8, can be inserted into the elongated case 1. The groove 9 provided in the longitudinal direction in the elongated case 1 is made of glass or the like, and has one side (scale surface).
The lower end side of the main scale 10 on which a vertically striped scale 10A (see FIG. 2) is formed is inserted into 10B and fixed with adhesive 11 or the like. The arm portion 5 of the detection mechanism 3 extends to the vicinity of the main scale 10, and a slider 13 is movably attached to the tip of the arm portion 5 via a connecting means 12. For example, the connecting means 12 has a triangular annular portion 12A integrally formed at its tip,
Attach the base end to the arm 5 with a washer 12B and a screw 12C.
It is composed of an elastic member of a linear cantilever spring 12 held by a cylindrical member, and a truncated cone 12E that is engaged with the annular portion 12A. The cantilever spring 12D is configured to press the slider 13 toward the graduation surface 10B of the main scale 10, which also serves as a first scanning reference surface, and to push the slider 13 perpendicularly to the graduation surface 10B of the main scale 10. Pressure is also applied to the end surface 10C, which is the second scanning reference surface. The slider 13 is screwed to a contact mounting member 13A formed from a plate material in a substantially L-shape and to a short side of the contact mounting member 13A bent at one end, and a scale 10A of the main scale 10 is formed thereon. A thick light-emitting element mounting member 13B facing the non-contact surface is screwed (not shown) to the other bent long side of the contactor mounting member 13A, and a scale face 10B of the main scale 10
A thick light-receiving element mounting member 13C is opposed to the light receiving element mounting member 13C. An index scale 14 having vertical striped scales (not shown) similar to the main scale 10 is fixed to a surface of the contact mounting member 13A of the slider 13 that faces the scale surface 10B of the main scale 10. . A light emitting element 15 as a light source and a light receiving element 16 are arranged with the index scale 14 and the main scale 10 sandwiched therebetween. In this case, the light emitting element 15 is fixed to the light emitting element mounting member 13B fixed to the short side of the L shape of the contact mounting member 13A, and the light receiving element 16 is fixed to the long side of the L shape of the contact mounting member 13A. Two of the light receiving element mounting members 13C are each fixed to the light receiving element mounting member 13C. On the L-shaped inner surface of the contact mounting member 13A, that is, on the surface opposite to the scale surface 10B, which is the first scanning reference surface of the main scale 10, and the end surface 10C, which is the second scanning reference surface orthogonal to this scale surface. A plurality of sliding pieces 17 and 18 each made of a resin with a low coefficient of friction such as polyacetal resin are fixed, and these sliding pieces 17 and 18 are attached to the main scale 1 by the biasing force of the cantilever spring 12D.
It is adapted to abut against the 0 scale surface 10B and an end surface 10C perpendicular to this scale surface 10B. In such a configuration, either the elongated case 1 or the detection mechanism 3 as a moving member is
For example, the detection mechanism is attached to the object to be measured, and the other elongated case 1 is attached to the mounting surface 19 of the bed 19 of the machine.
When the object to be measured is moved while being fixed to A and 19B, a bright and dark striped pattern is generated between the scale 10A of the main scale 10 and the scale of the index scale 14, and this striped pattern is read by the light receiving element 16 and detected. It reads and measures the amount of movement of the object to be measured. In such a displacement measuring device, the gap, parallelism, etc. between the main scale 10 and the index scale 14 have a very serious effect on measurement accuracy. For example, in an optical measuring device having slits with a spacing of about 10 μm, the gap must be about 20 μm in order to ensure a predetermined measurement accuracy. However, the opposing surfaces of the main scale 10 and the index scale 14 are not necessarily true planes and may have undulations or the like. Therefore, it is necessary for the main scale 10 and the index scale 14 to have extremely low sliding resistance with respect to each other, and for one to follow the other to maintain the gap constant. As a means for this purpose, in the displacement measuring device shown in FIGS. 1 to 3, the annular portion 12A at the tip of the cantilever spring 12D is loosely fitted into the truncated cone 12E on the index scale 14 side. . In another embodiment, as shown in FIG. 5, the tip of the cantilever spring 12D is made into a ball 12F, and the receiving side of the index scale 14 is formed into a V-shaped groove 12G.
There is something like that. Such a cantilever linear spring not only presses the main scale and index scale against each other, but also pushes the index scale toward one side of the object to be measured against sliding resistance when these scales move relative to each other in the longitudinal direction. It is used to maintain a fixed position. Ideally, the cantilever spring 12D should be molded in advance along a bending curve as shown in FIG. 4, and in the attached state parallel to the moving direction of the main scale 10 as shown in FIG. As a result, even if the slider 13 and the index scale 14 integrated therewith are slid left and right, only a tensile or compressive load acts on the cantilever spring 12D, and the reciprocating motion of the slider 13 is measured. Avoid affecting accuracy. However, in reality, there are variations in the elastic modulus of the spring material constituting the cantilever spring 12D, errors with respect to the ideal deflection curve of the spring shape, and the cantilever spring 12D.
Other parts, elongated case 1, main scale 1
0. Due to variations in the dimensions of the detection mechanism 3, etc., and variations in the parallelism between the mounting surface of the machine tool and the mounting surface of the measuring device when the measuring device is attached to a machine tool, etc., for example, Fig. 6A, As shown in B, it becomes difficult to install the scale parallel to the main scale. Cantilever spring 12D installed in this condition
When sliding the slider 13 left and right,
In addition to the tensile and compressive loads, a bending moment acts, causing deflection in the sliding direction, which poses a problem in that measurement accuracy is adversely affected. The deflection λ of the cantilever spring 12D in the swinging direction is determined below. First, it can be assumed that the cantilever spring 12D in the actual installed state as shown in FIG. 6 is a curved beam having a radius of curvature R as shown in FIG. The pressing force of the slider 13 against the main scale 10 by the tip of the cantilever spring 12D is N = 240g, friction coefficient μ
=0.3, the distance from the base end to the tip of the cantilever spring is L
(mm), the material of the wire that forms the cantilever spring is SWP−
A, and its diameter is φ (mm), when the slider 13 moves relative to the main scale 10 in the direction of arrow A in the figure, the tips of the cantilever springs have F as shown in FIG. 1 , F 2 forces act. First, from Fig. 7, F 1 = 2N ... (1) F 2 = 2 μN ... (2) From equations (1) and (2), F 2 = μF 1 ... (3) From Fig. 8, cantilever spring The bending moment M due to F 2 of any mn cross section at a distance S measured from the fixed end of 12D is M = F 2 R (cosφ - cosθ) ... (4) (where φ is the distance between the fixed end and the mn cross section central angle of,
θ indicates the central angle from the fixed end to the free end. ) The strain energy Us stored in this section is Us=1/2EIz∫ S 0 M 2 ds=1/2EIz ∫〓 0 M 2 Rdφ ...(5) (S is the distance from the fixed end to the mn cross section, E is Modulus of longitudinal elasticity, Iz indicates moment of inertia of area.) Substituting equation (4) into equation (5), Us=1/2EIz∫〓 0 F 2 2・R 2 (cosφ −cosθ) 2・Rdφ= F 2 / 2 R 3 /2EIz ∫〓 0 (cosφ−cosθ) 2 dφ ……(6). According to Casteliano's theorem, the displacement (λs) in the load direction (sliding direction) in this section is λs=αUs/αF 2 =F 2 R 3 /EIz∫〓 0 (cosφ −cosθ) 2 dφ ……(7) Therefore, , the displacement (λ) in the load direction (sliding direction) of the entire section (L) is calculated by considering the integration range: λ=F 2 R 3 /EIz∫〓 0 (cosφ−cosθ) 2 dφ =F 2 R 3 /EIz (θ/2 + θcos 2 θ - 3/2 sin θcosθ) ...(8). In addition, the total displacement in the load direction (sliding direction) also takes into account the displacement in the opposite direction of arrow A in Fig. 7.
2λ. When the detection mechanism 3 is installed on a machine tool, etc., the slider 13 will be accurate to the scale surface even if the detection mechanism 3 varies to some extent three-dimensionally due to the installation accuracy and the straightness of the machine tool itself with respect to the sliding direction. Therefore, the wire diameter of the cantilever spring 12D needs to be such that it can form a certain degree of freedom of the slider 13 with respect to the detection mechanism 3. Also, considering the condition that the slider 13 does not rise from the scale surface due to the vibration of the machine tool itself, and also considering the size of the device, the wire diameter of the cantilever spring 12D is 0.8 to 1.0 mm, and the length L is =30~50mm
Therefore, here, we adopted φ = 0.8 mm and L = 34.9 mm, which are considered appropriate in terms of shape. In addition, the longitudinal elastic modulus of the cantilever spring material SWP-A is E = 2.1 × 10 4
Kg/ mm2 . It is also assumed that there is no play between the ball at the tip of the cantilever spring 12D and the ball bearing. This results in a large error in measurement accuracy as shown in Table 1 below. It has been confirmed that this agrees well with the experimental results.
【表】
上記のような問題点に対して、片持ばねの剛性
を強化することも考えられるが、この場合には、
剛性を強化するため片持ばねの長さLを変えず、
線径を太くすると、検出機構3に対するスライダ
ー13の自由度が減少したりさらにスライダーの
メインスケールに対する押圧力が増大し、従つて
スライダーの摺動抵抗の増大による操作性の低下
あるいは接触力過大による第7図に示す摺動駒1
8の摩耗の増加等の新たな問題点を生じる。
これに対して、例えば、スライダーを線状ばね
により片持ばねの基端方向に引張つた状態で、腕
部に支持し、これによつて移動方向の力による片
持ばねの撓みによる測定誤差の発生を抑制するよ
うにした変位測定装置が考えられる。
しかしながらこの変位測定装置は、スライダー
をメインスケールに押圧するため付勢手段を別に
設けなければならず、装置寸法が増大し小型化で
きず、また、スライダーがメインスケールの表面
に追随して移動するためには、メインスケールの
表面のうねりの範囲内でスライダーが変位できる
ように線状ばねの撓みを許容する構成としなけれ
ばならず、従つてスライダーの移動方向の力によ
り該線状ばねの撓みによる測定誤差を充分に小さ
くできないという問題点が残る。
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、スケールの往復動による摺動抵抗
がスライダー支持部材に影響を与えないようにし
て、測定精度を向上させることができるようにし
た変位測定装置を提供することを目的とする。
またこの発明は、装置寸法が小さく小型化でき
るようにした変位測定装置を提供することを目的
とする。
またこの発明は、スライダーを支持するための
支持部材およびスライダーをメインスケールに押
圧するための付勢手段の取付けが容易な変位測定
装置を提供することを目的とする。
この発明は、第1部材に取付けられた第1検知
体と、第2部材に取付けられ、かつ、この第2部
材とともに前記第1検知体に沿つて往復動可能と
された第2検知体と、基端部が前記第2部材に取
付けられ、先端部において前記第2検知体を第1
検知体に対して、往復動方向と略直交する方向に
押圧し、前記第1検知体と第2検知体との相対移
動から、前記第1および第2部材の相対変位を測
定する変位測定装置において、一端が前記第2部
材に、他端が前記第2検知体に、一端が前記第2
部材に取付けられ、他端が前記高剛性部材の第2
部材側端部にその外端側から取付けられるととも
に、これら一端および他端の少なくとも一方が、
前記第2の部材もしくは高剛性部材に対して、前
記第2検知体の往復動方向と略平行方向あるいは
前記往復動方向に対して所定角度傾斜する方向に
移動可能とされたた線ばねと、を設けることによ
り上記目的を達成するものである。
またこの発明は、前記変位測定装置において、
前記線ばねを、ヘアピン形状とするとともに、前
記第2部材に、前記線ばねの一端が摺接され、こ
れにより該線ばねの、前記第2検知体往復動方向
の移動を許容するガイド部を形成し、かつ、前記
線ばねの他端を前記高剛性部材に固着することに
より上記目的を達成するものである。
またこの発明は、前記変位測定装置において、
前記線ばねをヘアピン形状とするとともに、その
一端を前記第2部材に固着し、かつ、他端を前記
高剛体部材の外端に同軸的かつ、軸方向摺動可能
に遊嵌させることにより上記目的を達成するもの
である。
またこの発明は、前記変位測定装置において、
前記ヘアピン形状の線ばねを、その屈曲部から一
端および他端に至る2つの直線部が、自由状態で
非平行とされ、かつ、前記第2部材への線ばね支
持位置と、前記第1検知体との位置関係を、セツ
ト状態で前記線ばねを、その両直線部が平行とな
り、かつ、前記高剛性部材を介して前記第2検知
体を前記第1検知体に押圧させることにより上記
目的を達成するものである。
以下本発明を前記第1図ないし第3図に示され
るような従来と同様の変位測定装置に適用した実
施例につき説明する。この実施例において、前記
第1図ないし第8図に示される変位測定装置と同
一または相当部分にはこれらと同一の符号を附す
ることにより説明を省略するものとする。
この実施例は、第9図ないし第11図に示され
るように、前記従来と同様の変位測定装置におい
て、一端が、前記検出機構3におけるメインスケ
ール10の近傍まで延長された腕部5の先端に、
また他端がスライダー13に、それぞれ回動可能
に係合され、これによつて腕部5とスライダー1
3を連結する棒状の高剛性部材20と、前記腕部
5側と、前記高剛性部材20の腕部5側の外端と
の間に装架され、これによつて前記高剛性部材2
0の先端によりスライダー13がメインスケール
10の第1の操作基準面と兼用された目盛面10
A側およびメインスケール10の目盛面10Bと
直交する第2の操作基準面である端面10C側に
それぞれ押圧するように高剛性部材20を付勢す
るための付勢手段たる線ばね21を設け、かつ、
その腕部5側の一端が該腕部5に対して、前記ス
ライダー13の往復動方向(第9図の矢印方向)
と平行方向に移動可能としたものである。
また、従来の摺動駒の代りに、前記メインスケ
ール10の目盛面10Bならびに端面10Cに転
接するローラ22Aおよび22Bがスライダー1
3に取付けられている。
前記スライダー13の、メインスケール10の
目盛面10Bに転接するローラ22Aはスライダ
ー13の移動方向前後端部の、前記端面10Cに
近い側に一対およびこれと反対側でかつ移動方向
中央部に1個、計3個取付けられるとともに、前
記端面10Cに転接するローラ22Bはスライダ
ー13の往復動方向前後一対設けられている。
前記高剛性部材20の両端には球状端部20
A,20Bが形成され、これら球状端部20A,
20Bは、前記腕部5の先端に形成された筒状の
受座5Aおよび前記スライダー13の中央部に取
付けられた筒状の受座23とにそれぞれ嵌合さ
れ、これによつて高剛性部材20を介してスライ
ダー13が腕部5と連動して往復動できるように
されている。
前記腕部5側の受座5Aは、前記スライダー1
3の往復動方向と略直交方向、かつ、メインスケ
ール10へ接近する方向に開口された筒状であつ
て、底面が断面図V字溝形状とされ、また前記受
座23は、前記スライダー13の往復動方向と略
直交方向、かつ、メインスケール10から離間す
る方向に開口された筒状であつて底面は断面V字
溝形状とされ、また、両者は高剛性部材20の棒
状部分の貫通を許容するために、筒状壁の相対す
る位置に軸線方向のスリツト5Sおよび23Sが
形成されている。
前記線ばね21は、略U字形状に屈曲されてお
り、具体的には、直線部21A,21Bおよびこ
れら直線部21A,21Bを連結する直線部21
Cからなる略ヘアピン形状とされ、その一方の直
線部21Aが、前記腕部5側に設けられた断面V
字形状のガイド部24に接触してその軸線方向、
すなわち第9図矢印方向に移動自在に支持される
とともに、腕部5に形成された貫通口5Bを通つ
て前記スライダー13から離間する方向に突出
し、かつ他方の直線部21B側において前記受座
5Aと嵌合している状態の球状端部20Aの外端
から高剛性部材20の棒状部と同軸的に、該球状
端部20Aに形成された嵌合孔20Cに挿入嵌合
されている。
図の符号21Dは直線部21Aの端部に形成さ
れた直角折曲げ部を示し、この直角折曲げ部21
Dは前記直線部21Aがガイド部24から脱落す
ることを防止するための抜け止めを構成してい
る。また図の符号24Aは、ガイド部24を腕部
5に取り付けるためのねじを示す。
前記線ばね21は、自由状態では、第12図に
示されるように、その直線部21Bがヘアピンの
角度が開いて直線部21Aに対して非平行であ
り、かつ取付け状態では第9図に示されるよう
に、メインスケール10および直線部21Aとほ
ぼ平行となり、この時所定のばね力によつて高剛
性部材20を介してスライダー13をメインスケ
ール10方向に押圧することができるようにされ
ている。
前記高剛性部材20は、前記線ばね21による
ばね力を、ほとんど撓みを生じることなくスライ
ダー13に伝達できる程度の曲げ剛性を有するも
のである。
この実施例においては、前記第1図ないし第8
図に示される従来の変位測定装置におけるとほぼ
同一の条件で、直径を2mmとした。
また前記線ばね21の形状は、その直線部21
Aをガイド部24に嵌合した状態でかつセツト状
態で、そのばね力によつて、球状端部20Aが受
座5Aに、また球状受座23にそれぞれ押圧する
方向に作用するよう形成されている。
この実施例においては、検出機構3側の腕部5
とスライダー13とがほとんど撓みが生じない高
剛性部材20によつて連結されているので、セツ
ト状態で高剛性部材20をスライダー13の移動
方向と平行にすることができ、また、スライダー
13の往復動に際しての移動方向の力によつて高
剛性部材20がほとんど撓むことがないので、測
定の誤差を大幅に小さくすることできる。
さらに、この実施例においては、線ばね21の
直線部21Aがガイド部24を矢印方向に摺動自
在となるよう構成されている。従つて、線ばね2
1をスライダー13にセツトした状態、すなわ
ち、高剛性部材20の球状端部20Bを球状受座
23に嵌合した状態(第9図参照)にすると、線
ばね21が圧縮されることにより、直線部21A
は図中矢印左方向に力を受けることになる。その
結果、この力が球状端部20A(接触部)を押圧
する(図中矢印右方向に作用する力)ことにな
る。しかしながら、この場合、前記直線部21A
は湾曲すると共に、ガイド部24を矢印左方向に
変位することで、直線部21Aに作用する力を回
避でき、これにより、前記球状端部20Aに作用
する必要以上の押圧力(無理な力)をも効果的に
吸収することが可能となる。このため、球状端部
20Aの位置を常時一定に保持することが可能と
なる。
例えば、前述の(8)式からわかるように、高剛性
部材20の球状端部20Bにおける荷重方向の変
位λは、該高剛性部材20の断面2次モーメント
に逆比例するので、第1図ないし第8図に示され
る従来の連結部材である片持ばね12Bの線径
0.8mmに対して、本実施例における高剛性部材2
0の直径2mmを比較すると、その断面2次モーメ
ントは約39倍となり、従つて、本実施例における
スライダー13の往復動方向の誤差は、前記従来
の変位測定装置の場合と比較して約39分の1とな
り大幅に改善できることになる。
前記実施例は、ヘアピン形状の線ばね21の一
方の直線部21Aをガイド部24を介して腕5側
に軸線方向変位可能に支持したものであるが、本
発明はこれに限定されるものでなく、線ばね21
が腕部5側および高剛性部材20側の少なくとも
一方に対して軸線方向変位を許容できる構成であ
ればよく従つて、例えば第16図に示されるよう
に、一方の直線部21Aを腕部5側に固定して、
他方の直線部21Bを高剛性部材20の外端に形
成された前記嵌合孔20Cに対して軸線方向に相
対変位可能に遊嵌するようにした構成であつても
よい。この場合、その相対変位方向は、図から容
易に理解されるように直線部21Aに対して所定
角度傾斜した方向となることは勿論である。
また、ヘアピン形状の線ばね21は、抜け止め
が保証されれば、腕部5と高剛性部材20の両方
に対して軸線方向変位可能に取付けるようにして
もよい。
さらにまた、前記実施例は高剛性部材を丸棒形
状としたものであるが、本発明はこれに限定され
るものでなく、高剛性部材20は細長部材であれ
ばよく、従つて、例えば中空のパイプ形状等であ
つてもよい。
このパイプ形状の場合は、その重量に比較して
大きな断面2次モーメントを得られるので、前記
実施例に比較してより好適であるという利点があ
る。
また上記実施例は、スライダー13をメインス
ケール10の2つの基準面によつてガイドするい
わゆる2面ガイドの型式をとるものであるが、本
発明はこれに限定されるものでなく、メインスケ
ール以外の他の面例えば細長ケース1にガイド面
を作りこれをガイドとして利用するものであつて
もよい。
また上記実施例は、本発明を光学格子を利用し
た変位測定装置に利用した場合のものであるが、
本発明は、第1部材に取付けられた第1検知体
と、第2部材に取付けられ、かつ、この第2部材
とともに前記第1検知体に沿つて往復動可能とさ
れた第2検知体と、前記第2検知体を第1検知体
に対して、往復動方向と略直交する方向に押圧す
る付勢手段と、を有し、前記第1検知体と第2検
知体との相対移動から、前記第1および第2部材
の相対変位を測定する変位測定装置につき一般的
に適用されるものである。
従つて、変位の検出手段として接点式、電磁
式、静電容量式等の、2つの検知体の相対移動か
ら2つの部材の相対変位を測定する変位測定装置
に一般的に適用されるものである。
本発明は上記のように構成したので、2つの検
知体の相対移動の際における摺動抵抗力および摺
動方向の振動の加速度の影響に基づく第2検知体
と第2部材を連動させる高剛性部材の撓み、なら
びにこの撓みに基づく測定誤差を解消もしくは大
幅に減少させることができるという優れた効果を
有する。[Table] In order to solve the above problems, it is possible to strengthen the rigidity of the cantilever spring, but in this case,
In order to strengthen the rigidity, the length L of the cantilever spring is not changed,
When the wire diameter is increased, the degree of freedom of the slider 13 relative to the detection mechanism 3 decreases, and the pressing force of the slider against the main scale increases, resulting in decreased operability due to increased sliding resistance of the slider or due to excessive contact force. Sliding piece 1 shown in Figure 7
8, new problems such as increased wear occur. On the other hand, for example, the slider is supported on the arm while being pulled in the direction of the proximal end of the cantilever spring by a linear spring. A displacement measuring device designed to suppress the occurrence of such problems is conceivable. However, this displacement measuring device requires a separate biasing means to press the slider against the main scale, which increases the device size and cannot be miniaturized, and the slider moves following the surface of the main scale. In order to do this, the configuration must allow for the deflection of the linear spring so that the slider can be displaced within the range of the undulations on the surface of the main scale. The problem remains that the measurement error caused by the above cannot be sufficiently reduced. This invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to improve measurement accuracy by preventing sliding resistance caused by reciprocating movement of the scale from affecting the slider support member. The purpose of the present invention is to provide a displacement measuring device. Another object of the present invention is to provide a displacement measuring device that is small in size and can be miniaturized. Another object of the present invention is to provide a displacement measuring device in which a support member for supporting a slider and a biasing means for pressing the slider against a main scale can be easily attached. The present invention includes a first sensing body attached to a first member, and a second sensing body attached to a second member and capable of reciprocating along the first sensing body together with the second member. , a proximal end portion is attached to the second member, and a distal end portion connects the second sensing body to the first member.
A displacement measuring device that presses a sensing body in a direction substantially perpendicular to a reciprocating direction and measures the relative displacement of the first and second members from the relative movement between the first sensing body and the second sensing body. , one end is connected to the second member, the other end is connected to the second sensing body, and one end is connected to the second member.
The other end is attached to the second member of the high rigidity member.
It is attached to the member side end from its outer end, and at least one of these one end and the other end is
a linear spring movable relative to the second member or the high-rigidity member in a direction substantially parallel to the reciprocating direction of the second sensing body or in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the reciprocating direction; The above objective is achieved by providing the following. Further, the present invention provides the displacement measuring device,
The wire spring has a hairpin shape, and one end of the wire spring is in sliding contact with the second member, thereby providing a guide portion that allows the wire spring to move in the reciprocating direction of the second sensor. The above object is achieved by forming the wire spring and fixing the other end of the wire spring to the high rigidity member. Further, the present invention provides the displacement measuring device,
The wire spring has a hairpin shape, one end of which is fixed to the second member, and the other end of which is loosely fitted coaxially and slidably in the axial direction to the outer end of the high rigidity member. It accomplishes its purpose. Further, the present invention provides the displacement measuring device,
The hairpin-shaped wire spring has two straight portions extending from the bent portion to one end and the other end thereof, which are non-parallel in a free state, and the support position of the wire spring to the second member, and the first detection. The above purpose is achieved by adjusting the positional relationship with the body so that both linear parts of the wire spring are parallel to each other in the set state, and the second sensing body is pressed against the first sensing body via the high rigidity member. The goal is to achieve the following. Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a conventional displacement measuring device as shown in FIGS. 1 to 3 will be described. In this embodiment, the same or equivalent parts as those of the displacement measuring device shown in FIGS. 1 to 8 will be given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In this embodiment, as shown in FIGS. 9 to 11, in a displacement measuring device similar to the conventional one, one end of the arm 5 is extended to the vicinity of the main scale 10 of the detection mechanism 3. To,
Further, the other end is rotatably engaged with the slider 13, thereby causing the arm portion 5 and the slider 1
A rod-shaped high-rigidity member 20 that connects the high-rigidity members 2 to 3 is mounted between the arm 5 side and the outer end of the high-rigidity member 20 on the arm 5 side.
A scale surface 10 where the slider 13 also serves as the first operation reference surface of the main scale 10 due to the tip of 0.
A wire spring 21 is provided as a biasing means for biasing the high rigidity member 20 so as to press the A side and the end face 10C side which is a second operation reference plane perpendicular to the scale face 10B of the main scale 10, respectively. and,
One end of the arm 5 side is connected to the arm 5 in the reciprocating direction of the slider 13 (in the direction of the arrow in FIG. 9).
It is possible to move in a direction parallel to the Also, instead of the conventional sliding piece, rollers 22A and 22B that roll into contact with the graduation surface 10B and the end surface 10C of the main scale 10 are installed on the slider 1.
It is attached to 3. The rollers 22A of the slider 13 that contact the graduation surface 10B of the main scale 10 include a pair on the front and rear ends of the slider 13 in the moving direction near the end surface 10C, and one roller 22A on the opposite side and at the center in the moving direction. , a total of three rollers 22B are attached, and a pair of rollers 22B are provided at the front and rear in the reciprocating direction of the slider 13, which roll in contact with the end surface 10C. Spherical end portions 20 are provided at both ends of the high rigidity member 20.
A, 20B are formed, and these spherical ends 20A,
20B is fitted into the cylindrical seat 5A formed at the tip of the arm portion 5 and the cylindrical seat 23 attached to the center of the slider 13, thereby forming a highly rigid member. The slider 13 is configured to be able to reciprocate in conjunction with the arm portion 5 via the arm portion 20. The catch seat 5A on the side of the arm portion 5 is attached to the slider 1.
The catch seat 23 has a cylindrical shape that is opened in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction of the slider 13 and in a direction approaching the main scale 10, and the bottom surface has a V-shaped groove shape in cross section. It has a cylindrical shape that is opened in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction of the scale and in a direction away from the main scale 10, and the bottom surface has a V-groove shape in cross section. To allow this, axial slits 5S and 23S are formed at opposite positions in the cylindrical wall. The wire spring 21 is bent into a substantially U-shape, and specifically includes straight portions 21A, 21B and a straight portion 21 connecting these straight portions 21A, 21B.
C, and one straight portion 21A thereof has a cross section V provided on the arm portion 5 side.
contacting the letter-shaped guide portion 24 in its axial direction;
That is, it is supported so as to be movable in the direction of the arrow in FIG. The outer end of the spherical end 20A is inserted and fitted into a fitting hole 20C formed in the spherical end 20A coaxially with the rod-shaped portion of the highly rigid member 20. Reference numeral 21D in the figure indicates a right-angled bent portion formed at the end of the straight portion 21A, and this right-angled bent portion 21
D constitutes a retainer for preventing the linear portion 21A from falling off the guide portion 24. Further, reference numeral 24A in the figure indicates a screw for attaching the guide portion 24 to the arm portion 5. In the free state of the wire spring 21, as shown in FIG. 12, the straight part 21B has an open hairpin angle and is non-parallel to the straight part 21A, and in the attached state, as shown in FIG. As shown in FIG. . The high-rigidity member 20 has such bending rigidity that it can transmit the spring force of the wire spring 21 to the slider 13 with almost no deflection. In this embodiment, the above-mentioned figures 1 to 8
The diameter was set to 2 mm under almost the same conditions as in the conventional displacement measuring device shown in the figure. Further, the shape of the wire spring 21 is such that its straight portion 21
When A is fitted into the guide portion 24 and in the set state, the spherical end portion 20A is formed to act in a direction to press the catch 5A and the spherical catch 23 by the spring force. There is. In this embodiment, the arm portion 5 on the detection mechanism 3 side
Since the slider 13 and the slider 13 are connected by the high-rigidity member 20 that hardly bends, the high-rigidity member 20 can be made parallel to the moving direction of the slider 13 in the set state, and the reciprocation of the slider 13 can be made parallel to the moving direction of the slider 13. Since the highly rigid member 20 hardly bends due to the force in the direction of movement during movement, measurement errors can be significantly reduced. Further, in this embodiment, the linear portion 21A of the wire spring 21 is configured to be slidable on the guide portion 24 in the direction of the arrow. Therefore, wire spring 2
1 is set on the slider 13, that is, when the spherical end 20B of the high-rigidity member 20 is fitted into the spherical seat 23 (see FIG. 9), the wire spring 21 is compressed, causing a straight line. Section 21A
will receive a force in the left direction of the arrow in the figure. As a result, this force presses the spherical end portion 20A (contact portion) (force acting in the right direction of the arrow in the figure). However, in this case, the straight portion 21A
By curving and displacing the guide portion 24 in the left direction of the arrow, it is possible to avoid the force acting on the straight portion 21A, thereby eliminating unnecessary pressing force (unreasonable force) acting on the spherical end portion 20A. can also be effectively absorbed. Therefore, it is possible to maintain the position of the spherical end portion 20A constant at all times. For example, as can be seen from equation (8) above, the displacement λ in the load direction at the spherical end 20B of the high-rigidity member 20 is inversely proportional to the moment of inertia of the high-rigidity member 20. Wire diameter of cantilever spring 12B, which is a conventional connecting member shown in FIG.
0.8mm, high rigidity member 2 in this example
0, the cross-sectional moment of inertia is approximately 39 times greater. Therefore, the error in the reciprocating direction of the slider 13 in this embodiment is approximately 39 times that of the conventional displacement measuring device. This will result in a significant improvement. In the embodiment described above, one straight portion 21A of the hairpin-shaped wire spring 21 is supported via the guide portion 24 so as to be displaceable in the axial direction toward the arm 5, but the present invention is not limited to this. No, wire spring 21
It is sufficient that the straight part 21A is allowed to be displaced in the axial direction with respect to at least one of the arm part 5 side and the high rigidity member 20 side. Therefore, as shown in FIG. Fix it on the side,
The other linear portion 21B may be loosely fitted into the fitting hole 20C formed at the outer end of the high-rigidity member 20 so as to be relatively displaceable in the axial direction. In this case, the relative displacement direction is, of course, a direction inclined at a predetermined angle with respect to the straight portion 21A, as can be easily understood from the figure. Further, the hairpin-shaped wire spring 21 may be attached to both the arm portion 5 and the high-rigidity member 20 so as to be displaceable in the axial direction, as long as the hairpin-shaped wire spring 21 is prevented from coming off. Furthermore, although the high-rigidity member 20 is shaped like a round bar in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the high-rigidity member 20 may be an elongated member, for example, hollow. It may be in the shape of a pipe, etc. In the case of this pipe shape, a large moment of inertia of area can be obtained compared to its weight, so there is an advantage that it is more suitable than the above-mentioned embodiment. Furthermore, although the above embodiment adopts a so-called two-surface guide type in which the slider 13 is guided by two reference surfaces of the main scale 10, the present invention is not limited to this, and the slider 13 is guided by two reference surfaces of the main scale 10. For example, a guide surface may be formed on the elongated case 1 and used as a guide. Furthermore, the above embodiments are those in which the present invention is applied to a displacement measuring device using an optical grating.
The present invention includes a first sensing body attached to a first member, and a second sensing body attached to a second member and capable of reciprocating along the first sensing body together with the second member. , an urging means for pressing the second sensing body against the first sensing body in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction, and the biasing means presses the second sensing body against the first sensing body in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction, and prevents relative movement between the first sensing body and the second sensing body. , which is generally applied to a displacement measuring device that measures the relative displacement of the first and second members. Therefore, as a displacement detection means, contact type, electromagnetic type, capacitance type, etc. are generally applied to displacement measuring devices that measure the relative displacement of two members from the relative movement of two sensing objects. be. Since the present invention is configured as described above, high rigidity is achieved by interlocking the second sensing body and the second member based on the influence of sliding resistance force and acceleration of vibration in the sliding direction when the two sensing bodies move relative to each other. It has the excellent effect of being able to eliminate or significantly reduce deflection of the member and measurement errors based on this deflection.
第1図は従来の変位測定装置を示す断面図、第
2図は第1図の−線に沿う断面図、第3図は
第1図の−線に沿う断面図、第4図は該従来
の変位測定装置における片持ばねの形状を示す略
示正面図、第5図は同片持ばねの理想的使用状態
を示す略示正面図、第6図は同片持ばねの実際の
使用状態における形状を示す略示正面図、第7図
は同片持ばねの実際の使用状態の解析モデルを示
す略示正面図、第8図は第7図に示される片持ば
ねの変形状態を示す略示正面図、第9図は本発明
を第1図と同様の変位測定装置に適用した場合の
実施例を示す一部断面とした正面面図、第10図
は第9図の−線断面図、第11図は第9図の
−線断面図、第12図は同実施例における線
ばねの自由状態を示す正面図、第13図は第12
図の左側面図、第14図は同下面図、第15図は
第12図のXV−XV線に沿う断面図、第16図
は本発明の第2実施例を示す略示正面図である。
1……細長ケース(第1部材)、3……検出機
構(第2部材)、10……インデツクススケール
(第1検知体)、13……スライダー(第2検知
体)、14……インデツクススケール(第2検知
体)、20……高剛性部材、20A,20B……
球状端部、20C……嵌合孔、21……線ばね、
21A,21B……直線部、21C……屈曲部、
24……ガイド部。
Fig. 1 is a sectional view showing a conventional displacement measuring device, Fig. 2 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1, and Fig. 4 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1. 5 is a schematic front view showing the shape of the cantilever spring in the displacement measuring device, FIG. 5 is a schematic front view showing the ideal usage condition of the same cantilever spring, and FIG. 6 is the actual usage condition of the same cantilever spring. FIG. 7 is a schematic front view showing an analytical model of the cantilever spring in actual use, and FIG. 8 shows the deformed state of the cantilever spring shown in FIG. 7. A schematic front view, FIG. 9 is a partially sectional front view showing an embodiment in which the present invention is applied to a displacement measuring device similar to that in FIG. 1, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the - line in FIG. 11 is a sectional view taken along the line -- in FIG. 9, FIG. 12 is a front view showing the free state of the wire spring in the same embodiment, and FIG.
14 is a bottom view of the figure, FIG. 15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG. 12, and FIG. 16 is a schematic front view showing a second embodiment of the present invention. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Elongated case (first member), 3... Detection mechanism (second member), 10... Index scale (first detection object), 13... Slider (second detection object), 14... Index Tsukusu scale (second detection object), 20...High rigidity member, 20A, 20B...
Spherical end, 20C...fitting hole, 21...wire spring,
21A, 21B... straight part, 21C... bent part,
24...Guide section.
Claims (1)
部材に取付けられ、かつ、この第2部材とともに
前記第1検知体に沿つて往復動可能とされた第2
検知体と、基端部が前記第2部材に取付けられ、
先端部において前記第2検知体を第1検知体に対
して、往復動方向と略直交する方向に押圧し、前
記第1検知体と第2検知体との相対移動から、前
記第1および第2部材の相対変位を測定する変位
測定装置において、一端が前記第2部材に、他端
が前記第2検知体に、それぞれ回動可能に係合さ
れ、これによつて該第2部材と第2検知体を連結
する高剛性部材と、一端が前記第2部材に取付け
られ、他端が前記高剛性部材の第2部材側端部に
その外端側から取付けられるとともに、これら一
端および他端の少なくとも一方が、前記第2の部
材もしくは高剛性部材に対して、前記第2検知体
の往復動方向と略平行方向あるいは前記往復動方
向に対して所定角度傾斜する方向に移動可能とさ
れたた線ばねと、を設けたことを特徴とする変位
測定装置。 2 前記線ばねを、ヘアピン形状とするととも
に、前記第2部材に、前記線ばねの一端が摺接さ
れ、これにより該線ばねの、前記第2検知体往復
運方向の移動を許容するガイド部を形成し、か
つ、前記線ばねの他端を前記高剛性部材に固着し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
変位測定装置。 3 前記線ばねをヘアピン形状とするとともに、
その一端を前記第2部材に固着し、かつ、他端を
前記高剛体部材の外端に同軸的かつ、軸方向摺動
可能に遊嵌させたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の変位測定装置。 4 前記ヘアピン形状の線ばねを、その屈曲部か
ら一端および他端に至る2つの直線部が、自由状
態で非平行とされ、かつ、前記第2部材への線ば
ね支持位置と、前記第1検知体との位置関係を、
セツト状態で前記線ばねを、その両直線部が平行
となり、かつ、前記高剛性部材を介して前記第2
検知体を前記第1検知体に押圧させるようにする
こと特徴とする特許請求の範囲第2項または第3
項記載の変位測定装置。[Claims] 1. A first sensing body attached to a first member, and a second sensing body attached to a first member.
a second member attached to the member and capable of reciprocating along the first sensing member together with the second member;
a sensing body and a proximal end attached to the second member;
The second sensing body is pressed against the first sensing body at the tip in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction, and from the relative movement between the first sensing body and the second sensing body, the first and second sensing bodies are In a displacement measuring device that measures the relative displacement of two members, one end is rotatably engaged with the second member and the other end is rotatably engaged with the second sensing body, whereby the second member and the second member are rotatably engaged. a high rigidity member connecting the two sensing bodies, one end attached to the second member, the other end attached to the second member side end of the high rigidity member from the outer end thereof, and one end and the other end of the high rigidity member. at least one of them is movable relative to the second member or the high-rigidity member in a direction substantially parallel to the reciprocating direction of the second sensing body or in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the reciprocating direction. A displacement measuring device characterized by being provided with a wire spring. 2. A guide portion in which the wire spring has a hairpin shape, and one end of the wire spring is in sliding contact with the second member, thereby allowing the wire spring to move in the reciprocating direction of the second sensing body. 2. The displacement measuring device according to claim 1, wherein the wire spring has a second end fixed to the high-rigidity member. 3 The wire spring has a hairpin shape, and
Claim 1, characterized in that one end thereof is fixed to the second member, and the other end is loosely fitted coaxially and slidably in the axial direction to the outer end of the high rigidity member. Displacement measuring device as described. 4. The hairpin-shaped wire spring has two straight portions extending from its bent portion to one end and the other end that are non-parallel in a free state, and the wire spring support position to the second member and the first The positional relationship with the sensing object,
In the set state, the wire spring is connected to the second
Claim 2 or 3, characterized in that the sensing body is pressed against the first sensing body.
Displacement measuring device described in Section 1.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13153082A JPS5920807A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Displacement measuring device |
| US06/516,801 US4549353A (en) | 1982-07-28 | 1983-07-25 | Displacement measuring instrument |
| GB08320146A GB2124381B (en) | 1982-07-28 | 1983-07-26 | Displacement measuring instrument |
| DE19833327266 DE3327266A1 (en) | 1982-07-28 | 1983-07-28 | DISPLACEMENT MEASURING INSTRUMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13153082A JPS5920807A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Displacement measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920807A JPS5920807A (en) | 1984-02-02 |
| JPH0151924B2 true JPH0151924B2 (en) | 1989-11-07 |
Family
ID=15060220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13153082A Granted JPS5920807A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Displacement measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920807A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2529889B2 (en) * | 1989-12-22 | 1996-09-04 | 光弘 関野 | Floating liquid separation and collection device |
| JP2001009214A (en) | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Teijin Ltd | Filtration apparatus for polycarbonate and method for producing polycarbonate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6325284A (en) * | 1987-07-17 | 1988-02-02 | 旭化成株式会社 | Dressing alc board |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13153082A patent/JPS5920807A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5920807A (en) | 1984-02-02 |
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