リニアゲージ
【課題】リニアゲージ内にダスト等の異物が進入することを防止できるリニアゲージを提供すること。
【解決手段】リニアゲージ１００の外筒１１の開口端部１１ａには、パッキン材１０が装着されている。パッキン材１０は、リング部１０ａと、このリング部１０ａの内周側に設けられた複数の内周側凸部１０ｂと、リング部１０ａの外周側に設けられた複数の外周側凸部１０ｃとを有する。リング部１０ａの内周側凸部１０ｂは、軸体３のスプライン溝３ａの形状に対応する形状を有し、そのスプライン溝３ａ内に嵌まり、スプライン溝３ａに接触している。これにより、異物が本体内に進入することを防止することができ、また、スプライン溝３ａ上に異物がたまった場合でも、例えば軸体３の動作時に、内周側凸部１０ｂによりその異物をスプライン溝３ａから掻き出すように除去することができる。
【解決手段】リニアゲージ１００の外筒１１の開口端部１１ａには、パッキン材１０が装着されている。パッキン材１０は、リング部１０ａと、このリング部１０ａの内周側に設けられた複数の内周側凸部１０ｂと、リング部１０ａの外周側に設けられた複数の外周側凸部１０ｃとを有する。リング部１０ａの内周側凸部１０ｂは、軸体３のスプライン溝３ａの形状に対応する形状を有し、そのスプライン溝３ａ内に嵌まり、スプライン溝３ａに接触している。これにより、異物が本体内に進入することを防止することができ、また、スプライン溝３ａ上に異物がたまった場合でも、例えば軸体３の動作時に、内周側凸部１０ｂによりその異物をスプライン溝３ａから掻き出すように除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向にスライドする軸体を備え、その軸体の軸方向の変位を測定するリニアゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボールスプライン構造が応用されたリニアゲージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたリニアゲージ（リニアスケール）は、スプライン軸と、外筒と、ボールと、スプライン軸及び外筒の間に配置されボール保持する保持器とを備えている。これにより、リニアスケールの幅方向のサイズを小さくしながらもスプライン軸がその軸中心に回転することが抑制される（特許文献１の明細書段落[００１２]記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１７０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたリニアスケールでは、ボールスプライン構造が採用されていることから、スプライン軸には軸方向にボール転走溝が形成されている。したがって、そのボール転走溝を介して、外部からリニアスケール内にダスト等の異物が進入するおそれがある。その場合、センサやスケールに異物が付着することにより、センシングの精度が劣化する。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、リニアゲージ内にダスト等の異物が進入することを防止できるリニアゲージを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、軸体の摺動抵抗を低減することができるリニアゲージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るリニアゲージは、軸体と、スケールと、本体と、センサと、パッキン材とを具備する。
前記軸体は、スプライン溝を有する。
前記スケールは、前記軸体に設けられている。
前記本体は、開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する。
前記センサは、前記本体内に配置され、前記スケールを読み取る。
前記パッキン材は、前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられている。
【０００８】
リニアゲージにボールスプラインが採用されることにより、軸体のスプライン溝を介して異物が進入しようとする。しかし、パッキン材の凸部がスプライン溝に接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体から露出する部分のスプライン溝上に異物がたまった場合でも、凸部によりその異物をスプライン溝から掻き出すように除去することができる。
【０００９】
前記パッキン材の前記凸部と前記スプライン溝との接触は、一点接触である。これにより、凸部とスプライン溝との接触が複数点接触である場合に比べ、凸部とスプライン溝との摩擦抵抗を減らすことができ、その結果、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１０】
前記本体のボールスプライン軸受構造のボールと、前記スプライン溝との接触は、一点接触である。これにより、ボールとスプライン溝との接触が複数点接触である場合に比べ、それらの摩擦抵抗を減らすことができ、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１１】
また、ボールと、後述する本体の外筒の内周面に設けられたスプライン溝との接触は、一点接触とすることも可能である。これにより、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１２】
前記本体は、内周面と、前記内周面に形成された内周スプライン溝とを有する外筒を有する。その場合、前記本体の前記ボールスプライン軸受構造は、ボールと、ホルダーとを有する。ホルダーは、前記ボールの直径より小さい肉厚を有し、前記軸体の前記スプライン溝と前記外筒の前記内周スプライン溝との間に前記ボールを配置させるように、前記ボールを保持する。
【００１３】
本体の外筒にスプライン溝が設けられることにより、少なくともボールスプライン軸受構造が設けられる部分の外筒の外径を小さくすることができ、リニアゲージの小型化を実現することができる。
【００１４】
前記リニアゲージは、前記本体内に設けられた、前記軸体を流体圧により駆動するためのシリンダ機構をさらに具備する。本発明では、本体内のスペースに余裕ができるので、本体内にシリンダ機構を設けることができる。特に、パッキン材により本体内が封止されることにより、シリンダ機構の駆動時の流体圧の圧力損失を低減でき、圧力の伝達効率が向上する。パッキン材が設けられることにより、上記した異物の進入防止の効果の上、この圧力損失の低減という相乗効果が発揮される。
【００１５】
前記リニアゲージは、前記本体と一体成形により形成された、前記センサが設置された設置部をさらに具備する。これにより、リニアゲージの部品点数が減り、リニアゲージの小型化を実現することができる。また、センシング領域の剛性も向上する。
【００１６】
前記本体は、第１の肉厚を有する第１の部分と、第１の肉厚より厚い第２の肉厚を有する第２の部分とを有する。ユーザは、本体を締め付けて所定の設置場所に固定するための固定具を用いて、リニアゲージを所定の姿勢で所定の設置場所に設置する。このとき、肉厚部分である第２の部分が設けられることにより、第２の部分の剛性を第１の部分より高めることができる。例えば、ユーザは、第２の部分を固定具で締め付けても、第２の部分で本体が変形する等の問題を解消することができる。
【００１７】
また、例えばリニアゲージにボールスプラインが採用されることにより、回転防止用のピン等、別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。したがって、本体内のスペースに余裕ができ、本体の外径を従来品のものより大きくすることなく、肉厚が厚い第２の部分を本体に形成することができる。
【００１８】
前記第２の部分は、前記第１の部分より前記開口端部側に設けられている。このように、肉厚部分である第２の部分ができるだけ、軸体が動作する側である開口端部側に設けられることにより、リニアゲージの設置状態（固定状態）を安定させることができる。
【００１９】
本発明の他の形態に係るリニアゲージは、軸体と、本体と、スケールと、センサと、パッキン材とを具備する。
前記軸体は、スプライン溝を有する。
前記本体は、開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する。
前記スケールは、前記本体内に配置されている。
前記センサは、前記軸体に設けられ、前記スケールを読み取る。
前記パッキン材は、前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられている。
【００２０】
本発明では、スケールが本体内で固定され、軸体とともに動くセンサによりそのスケールが読み取られる。本発明でも、上記発明と同様に、パッキン材の凸部がスプライン溝に接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体から露出する部分のスプライン溝上に異物がたまった場合でも、凸部によりその異物をスプライン溝から掻き出すように除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、リニアゲージ内にダスト等の異物が進入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【図２】このリニアゲージに搭載されるボールスプライン構造を示す斜視図である。
【図３】その軸方向に垂直な面での断面図である。
【図４】参考例に係るボールスプラインの構造を示す断面図である。
【図５】外筒の開口端部付近の拡大断面図である。
【図６】外筒の開口端部からパッキン材が外れた状態を示す斜視図である。
【図７】パッキン材を示す斜視図である。
【図８】パッキン材を示す正面図である。
【図９】本発明者が、軸体の摺動抵抗を実験により測定した結果を示す表である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るリニアゲージの開口端部付近を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【００２５】
リニアゲージ１００は、軸体３と、ボールスプライン軸受構造２０により軸体３の長手方向である軸方向に軸体３がスライドするように軸体３を支持する本体１とを備える。本体１は、外筒１１と、外筒１１に取り付けられたカバーケース１２とを有し、外筒１１にボールスプライン軸受構造２０が設けられている。軸体３は、本体１の外筒１１の開口端部１１ａを介して、本体１に対して伸縮するようにスライドするようになっている。
【００２６】
軸体３の一端部にはスケール４が設けられている。スケール４は、カバーケース１２内に配置されており、スケール台４ａと、スケール台４ａに微細なピッチでパターンが刻まれて構成された位置情報とを有している。本体１内の、スケール台４ａに対面する位置にはセンサ５が配置されている。センサ５は、本体１に対して固定されており、例えば外筒１１と一体的に設けられた設置部１１ｂに設置されている。例えば設置部１１ｂは、外筒１１と一体成形により形成されている。センサ５の検出面とスケール台４ａの表面とのギャップは、約２０μm±５μmに設定されている。軸体３がスライドすることにより、センサ５がスケール４（上記位置情報）を読み取るようになっている。センサ５は、フレキシブルプリント基板６及びコネクタ７を介して電気ケーブル８に接続されている。
【００２７】
センサ５としては、典型的には磁気式が用いられるが、光学式または静電式等が用いられてもよい。
【００２８】
本実施形態では、上記のように、センサ５の設置部１１ｂは本体１の外筒１１と一体成形により形成されている。これにより、リニアゲージ１００の部品点数が減り、リニアゲージ１００の小型化を実現することができる。また、センシング領域の剛性も向上する。
【００２９】
また、スケール台４ａの、軸方向に垂直な断面の形状は、Ｄ字状となっている。したがって、そのスケール台４ａの加工は容易であり、そのスケール台４ａの表面上に位置情報を形成しやすいというメリットがある。
【００３０】
また本実施形態では、センサ５の検出面とスケール台４ａの表面の間の領域、すなわちセンシング領域が、実質的に軸体３と同軸上に配置されているため、アッベ誤差を少なくし、検出精度を高めることができる。
図２は、このリニアゲージ１００に搭載されるボールスプライン構造を示す斜視図である。図３は、その軸方向に垂直な面での断面図である。
【００３１】
軸体３は、その軸方向に形成されたスプライン溝３ａを有する。図３に示すように、例えばスプライン溝３ａは合計４本形成されている。例えば、各スプライン溝３ａの、軸体３の外周面上の周方向での配置の角度間隔は、図３において上の２つについて６０〜７０°であり、下の２つも同様である。あるいは、これら４つのスプライン溝３ａは、９０°に円周方向に均等な間隔で設けられていてもよい。なお、スプライン溝３ａは、３本設けられていてもよいし、１８０度間隔で２本設けられていてもよい。スプライン溝３ａが２本または４本のように偶数となる場合、図３に示すように上下対象（または左右対称）となるので、スプライン溝３ａを形成するときの軸体３の加工精度が向上する。
【００３２】
ボールスプライン軸受構造２０は、ボール２１と、これらのボール２１を保持する筒形状のホルダー２２とを有する。ホルダー２２は、外筒１１の内周面に固定されている。ホルダー２２には、軸体３のスプライン溝３ａに対応するように軸方向に沿って複数の貫通穴２２ａが形成されている。これらの貫通穴２２ａ内にボール２１が回転自在にそれぞれ配置されている。
【００３３】
外筒１１の内周面にも、軸体３のスプライン溝３ａに対向する位置に内周スプライン溝１１ｃが形成されている。ホルダー２２の肉厚ｔ１は、ボール２１の直径ｔ２より小さく形成されている。具体的には、ボール２１の直径ｔ２は、ボール２１が貫通穴２２ａ内に配置された状態で、軸体３のスプライン溝３ａと外筒１１の内周スプライン溝１１ｃとに接触するような値に設定されている。典型的には、ホルダー２２の肉厚ｔ１は、０．３〜０．７mmであり、ボール２１の直径ｔ２は、１mmとされる。外筒１１の外径は、例えば８ｍｍとされている。
【００３４】
このように、本体１の外筒１１の内周面に内周スプライン溝１１ｃが形成されることにより、少なくともボールスプライン軸受構造２０が設けられる部分の外筒１１の外径を小さくすることができる。その結果、リニアゲージ１００の小型化を実現することができる。
【００３５】
図３の点Ａで示すように、ボールスプライン軸受構造２０のボール２１と、軸体３のスプライン溝３ａとの接触は、一点接触とされている。また、それらボール２１と、外筒１１の内周スプライン溝１１ｃとの接触も一点接触（点Ｂ）とされている。つまり、これらのボール２１はそれぞれ二点接触とされる。これにより、例えば図４に示すように、一般的なボールスプラインの４点接触に比べ、軸体３の摺動抵抗を減らすことができる。
【００３６】
軸体３の摺動抵抗が小さいほど、軸体３がスムーズに動くので、例えば後述するエアシリンダ機構２５のエア圧力は大きいものを必要としない。したがって、エアシリンダ機構２５の駆動エネルギーを低減でき、また、軸体３の先端部に設けられた接触子９が、図示しない測定対象物に接触するときの測定対象物の変形量を最小限に抑制することができる。
【００３７】
軸体３及びボールスプライン軸受構造２０により構成されるボールスプラインの材質は、例えば、鉄、ステンレス、その他の合金でもよいし、あるいは樹脂でもよい。
【００３８】
このように、リニアゲージ１００にボールスプラインが採用されることにより、軸体３の軸方向を中心としてトルクが軸体３に加えられても、軸体３の回転を防止することができる。軸体３の回転が防止されることにより、スケール台４ａの面と、センサ５の検出面との距離が一定に維持されながら、軸体３がスライド可能となる。したがって、センサ５の検出精度が低下することがない。
【００３９】
軸方向を中心としてトルクが軸体３に加えられるときの典型例として、ユーザが接触子９を交換するときなどの、接触子９の着脱時が挙げられる。例えば、軸体３の先端部と接触子９との着脱がネジ式の場合、その着脱時に軸体３に大きな回転力が加えられる。
【００４０】
また、本実施形態に係るリニアゲージ１００では、ボールスプラインが採用されることにより、例えば従来のリニアゲージに設けられていた別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。この回転防止機構は、図示しないが、例えばケース等に軸方向に長い形状に形成された長孔と、軸体に設けられその長孔に係合するピンとで構成される。しかし、このような従来の回転防止機構では、軸体をスライドさせるために、ピンがその長孔の長手方向でスライドする必要があるため、ピンと長孔との隙間が形成される必要がある。したがって、軸体が回転方向に動く、つまりガタつくので、これがセンサの検出精度の低下の原因となる。また、このような回転防止機構では、軸方向に垂直な方向の部品の形成や加工が必要になり、製造の手間やコストがかかっていた。またそのような軸方向に垂直方向の加工が多くなることにより、リニアゲージの剛性が低いという問題もあった。
【００４１】
外筒１１の、ボールスプライン軸受構造２０が設けられる側とは反対側には、軸体３を駆動するためのエアシリンダ機構２５が設けられている。エアシリンダ機構２５では、外筒１１内で軸体３に固定されたカラー２６が移動可能に設けられており、カラー２６と外筒１１の端部１１ｄとの間には、バネ２７が接続されている。ボールスプラインが採用されることにより、上記同様に、本体１内のスペースに余裕ができるので、従来品のようにエアにより伸縮するベローズ等を設ける代わりに、本体１と一体となったエアシリンダ機構２５を設けることができる。これによりリニアゲージ１００を小型化することができる。
【００４２】
図５は、外筒１１の開口端部１１ａ付近の拡大断面図である。外筒１１の開口端部１１ａには、パッキン材１０が装着されている。図６は、その外筒１１の開口端部１１ａからパッキン材１０が外れた状態を示す斜視図である。図７は、パッキン材１０を示す斜視図であり、図８は、パッキン材１０の正面図である。
【００４３】
パッキン材１０は、リング部１０ａと、このリング部１０ａの内周側に設けられた複数の内周側凸部１０ｂと、リング部１０ａの外周側に設けられた複数の外周側凸部１０ｃとを有する。リング部１０ａの内周側凸部１０ｂは、軸体３のスプライン溝３ａの形状に対応する形状を有し、そのスプライン溝３ａ内に嵌まり、スプライン溝３ａに接触している。外周側凸部１０ｃは、例えば内周側凸部１０ｂより軸方向に長い形状であって外筒１１の内周スプライン溝１１ｃの形状に対応する形状を有する。外周側凸部１０ｃは、その内周スプライン溝１１ｃ内に嵌まり、内周スプライン溝１１ｃに接触している。図５に示すように、外周側凸部１０ｃは、リング部１０ａから外筒１１の内部へ、つまりボールスプライン軸受構造２０側へ延びるように形成されている。
【００４４】
パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、軸方向に垂直な面に対して傾くようにリング部１０ａに設けられている。その傾きの方向は、内周側凸部１０ｂの端部が軸体３の先端部へ向くような方向である。
【００４５】
内周側凸部１０ｂ及び外周側凸部１０ｃは、そのスプライン溝３ａ及び内周スプライン溝１１ｃの個数分それぞれ設けられ、例えば４つずつ設けられている。
【００４６】
図６に示すように、外筒１１内の開口端部１１ａ付近には、フランジ部１１ｅが形成されている。パッキン材１０のリング部１０ａがそのフランジ部１１ｅに当接することで、パッキン材１０が位置決めされている。なお、外筒１１とパッキン材１０との固定を確実にするために、図５に示すように、リング状の固定部材１５がパッキン材１０に隣接して配置されている。固定部材１５は、パッキン材１０の位置より、軸体３の先端部側に配置される。
【００４７】
パッキン材１０の材料としては、ニトリルゴム、シリコン樹脂、あるいはジュラコン（ＰＯＭ）等が挙げられるが、これらに限られない。
【００４８】
リニアゲージ１００にボールスプラインが採用されることにより、軸体３のスプライン溝３ａを介して異物が進入しようとする。しかし、本実施形態では、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂがスプライン溝３ａに接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体１から露出する部分のスプライン溝３ａ上に異物がたまった場合でも、例えば軸体３の動作時に、内周側凸部１０ｂによりその異物をスプライン溝３ａから掻き出すように除去することができる。
【００４９】
特に、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、軸方向に垂直な面に対して傾くようにリング部１０ａに設けられている。これにより、より効果的に異物の本体１への進入を防止することができる。
【００５０】
本実施形態に係るパッキン材１０により、本体１内が気密に近い状態に封止される。これにより、エアシリンダ機構２５の駆動時の筒内の領域２８（図１参照）のエアの圧力損失を低減でき、圧力の伝達効率が向上する。つまり、パッキン材１０が設けられることにより、上記した異物の進入防止の効果の上、この圧力損失の低減という相乗効果が発揮される。
【００５１】
パッキン材１０についても、ボールスプライン軸受構造２０のボール２１と同様に一点接触とすることができる。すなわち、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂと軸体３のスプライン溝３ａとの接触は、一点接触とすることができる。これにより、内周側凸部１０ｂとスプライン溝３ａとの接触が複数点接触である場合に比べ、内周側凸部１０ｂとスプライン溝３ａとの摩擦抵抗を減らすことができ、その結果、軸体３の摺動抵抗を減らすことができる。
【００５２】
また、パッキン材１０が設けられることにより、本体１からの軸体３の抜けが抑制される。
【００５３】
次に、以上のように構成されたリニアゲージ１００の動作を説明する。
【００５４】
図１中、リニアゲージ１００の左側に図示しない測定対象物が配置される。エアシリンダ機構２５において、領域２８内のエアが減圧されることにより、カラー２６がバネ２７の弾性力に抗して図１中右側に移動し、これにより軸体３が本体１内に後退するように移動する。一方、領域２８のエアの減圧状態が解除されることにより、バネ２７の戻り力によって本体１から軸体３が進出して元の位置に戻る。これにより、測定対象物の位置や変位量が自動測定される。
【００５５】
図９は、本発明者が、軸体３の摺動抵抗を実験により測定した結果を示す表である。この表に示すように、５回とも、０．０７Nあるいは０．０６Nより小さい値を実現している。
【００５６】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るリニアゲージの開口端部付近を示す断面図である。
【００５７】
本実施形態に係るリニアゲージ２００では、本体５１の外筒６１の、軸体３が挿通される開口端部６１ａ側に、第２の部分としての肉厚部６１ｂが設けられている。第１の部分としての、外筒１１の肉厚部６１ｂ以外の部分は、その肉厚部６１ｂの肉厚より薄くなっている。肉厚部６１ｂの肉厚は、例えば２mm以上に設定することができる。
【００５８】
ユーザは、本体５１を締め付けて所定の設置場所に固定するための固定具を用いて、リニアゲージ２００を所定の姿勢で所定の設置場所に設置する。このとき、外筒６１に肉厚部６１ｂが設けられることにより、肉厚部６１ｂの剛性を他の部分より高めることができる。これにより、ユーザは、肉厚部６１ｂを固定具で締め付けても、肉厚部６１ｂで外筒６１が変形する等の問題を解消することができる。
【００５９】
また、固定具が取り付けられる肉厚部６１ｂが、できるだけ軸体３が動作する側である開口端部６１ａに近い位置に設けられることにより、軸体３の動作時にリニアゲージ２００の設置状態（固定状態）を安定させることができる。
【００６０】
リニアゲージ２００にボールスプラインが採用されることにより、回転防止用のピン等、別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。したがって、本体５１内のスペースに余裕ができ、本体５１の外径を従来品のものより大きくすることなく、肉厚部６１ｂを本体５１に形成することができる。
【００６１】
図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【００６２】
本実施形態に係るリニアゲージ３００は、エア押し出しタイプのものである。例えば、上記実施形態に係るリニアゲージ３００と比べ、軸体３に固定されたカラー２６が外筒１１内で反対側に配置されている。つまり、図１０に示した静止状態（非動作状態）では、カラー２６は、外筒１１の、開口端部１１ａとは反対側の端部に配置されている。このようなリニアゲージ３００では、カラー２６の図中右側から本体１の領域２８内にエアが供給され、そのエア圧力によりカラー２６が押圧されることにより、バネ２７の弾性力に抗して軸体３が図中左側へスライドする。
【００６３】
このリニアゲージ３００の開口端部１１ａにも、上記実施形態と同様に、パッキン材１０及び固定部材１５が装着されている。
【００６４】
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００６５】
上記実施形態では、センサ５が本体１内で固定して配置され、軸体３に設けられたスケール４が移動する構成であった。しかし、スケール４が本体１内で固定して配置され、軸体３に設けられたセンサ５が移動するような構成であってもよい。
【００６６】
パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、その端部が軸体３の先端部側へ向くような方向に傾いているが、その傾きは必須ではない。
【００６７】
上記実施形態では、本体１の外筒１１に内周スプライン溝１１ｃが設けられていたが、内周スプライン溝１１ｃはなくてよい。この場合は、外筒１１の外径が上記実施形態のものより大きくなる。
【００６８】
上記実施形態に係るエアシリンダ機構２５に代えて、他の流体を用いたものが用いられてもよい。他の流体とは、例えばヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスが挙げられる。あるいは、他の流体とは、ガスに限られず、オイル等の液体であってもよい。
【００６９】
上記実施形態において、エアシリンダ機構２５等はなくてもよい。また、設置部１１ｂが外筒１１と一体成形により形成されている形態等も必須の要素ではない。
【００７０】
上記実施形態では、固定部材１５が設けられる構成とした。しかし、パッキン材１０または開口端部１１ａの内周面の形状により、パッキン材１０が開口端部１１ａに確実に固定されれば、固定部材１５は設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１、５１…本体
３…軸体
３ａ…スプライン溝
４…スケール
５…センサ
１０…パッキン材
１０ｂ…内周側凸部
１１、６１…外筒
１１ａ、６１ａ…開口端部
１１ｂ…設置部
１１ｃ…内周スプライン溝
２０…ボールスプライン軸受構造
２１…ボール
２２…ホルダー
２５…エアシリンダ機構
６１ｂ…肉厚部
１００、２００、３００…リニアゲージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向にスライドする軸体を備え、その軸体の軸方向の変位を測定するリニアゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボールスプライン構造が応用されたリニアゲージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたリニアゲージ（リニアスケール）は、スプライン軸と、外筒と、ボールと、スプライン軸及び外筒の間に配置されボール保持する保持器とを備えている。これにより、リニアスケールの幅方向のサイズを小さくしながらもスプライン軸がその軸中心に回転することが抑制される（特許文献１の明細書段落[００１２]記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１７０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたリニアスケールでは、ボールスプライン構造が採用されていることから、スプライン軸には軸方向にボール転走溝が形成されている。したがって、そのボール転走溝を介して、外部からリニアスケール内にダスト等の異物が進入するおそれがある。その場合、センサやスケールに異物が付着することにより、センシングの精度が劣化する。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、リニアゲージ内にダスト等の異物が進入することを防止できるリニアゲージを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、軸体の摺動抵抗を低減することができるリニアゲージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るリニアゲージは、軸体と、スケールと、本体と、センサと、パッキン材とを具備する。
前記軸体は、スプライン溝を有する。
前記スケールは、前記軸体に設けられている。
前記本体は、開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する。
前記センサは、前記本体内に配置され、前記スケールを読み取る。
前記パッキン材は、前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられている。
【０００８】
リニアゲージにボールスプラインが採用されることにより、軸体のスプライン溝を介して異物が進入しようとする。しかし、パッキン材の凸部がスプライン溝に接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体から露出する部分のスプライン溝上に異物がたまった場合でも、凸部によりその異物をスプライン溝から掻き出すように除去することができる。
【０００９】
前記パッキン材の前記凸部と前記スプライン溝との接触は、一点接触である。これにより、凸部とスプライン溝との接触が複数点接触である場合に比べ、凸部とスプライン溝との摩擦抵抗を減らすことができ、その結果、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１０】
前記本体のボールスプライン軸受構造のボールと、前記スプライン溝との接触は、一点接触である。これにより、ボールとスプライン溝との接触が複数点接触である場合に比べ、それらの摩擦抵抗を減らすことができ、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１１】
また、ボールと、後述する本体の外筒の内周面に設けられたスプライン溝との接触は、一点接触とすることも可能である。これにより、軸体の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１２】
前記本体は、内周面と、前記内周面に形成された内周スプライン溝とを有する外筒を有する。その場合、前記本体の前記ボールスプライン軸受構造は、ボールと、ホルダーとを有する。ホルダーは、前記ボールの直径より小さい肉厚を有し、前記軸体の前記スプライン溝と前記外筒の前記内周スプライン溝との間に前記ボールを配置させるように、前記ボールを保持する。
【００１３】
本体の外筒にスプライン溝が設けられることにより、少なくともボールスプライン軸受構造が設けられる部分の外筒の外径を小さくすることができ、リニアゲージの小型化を実現することができる。
【００１４】
前記リニアゲージは、前記本体内に設けられた、前記軸体を流体圧により駆動するためのシリンダ機構をさらに具備する。本発明では、本体内のスペースに余裕ができるので、本体内にシリンダ機構を設けることができる。特に、パッキン材により本体内が封止されることにより、シリンダ機構の駆動時の流体圧の圧力損失を低減でき、圧力の伝達効率が向上する。パッキン材が設けられることにより、上記した異物の進入防止の効果の上、この圧力損失の低減という相乗効果が発揮される。
【００１５】
前記リニアゲージは、前記本体と一体成形により形成された、前記センサが設置された設置部をさらに具備する。これにより、リニアゲージの部品点数が減り、リニアゲージの小型化を実現することができる。また、センシング領域の剛性も向上する。
【００１６】
前記本体は、第１の肉厚を有する第１の部分と、第１の肉厚より厚い第２の肉厚を有する第２の部分とを有する。ユーザは、本体を締め付けて所定の設置場所に固定するための固定具を用いて、リニアゲージを所定の姿勢で所定の設置場所に設置する。このとき、肉厚部分である第２の部分が設けられることにより、第２の部分の剛性を第１の部分より高めることができる。例えば、ユーザは、第２の部分を固定具で締め付けても、第２の部分で本体が変形する等の問題を解消することができる。
【００１７】
また、例えばリニアゲージにボールスプラインが採用されることにより、回転防止用のピン等、別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。したがって、本体内のスペースに余裕ができ、本体の外径を従来品のものより大きくすることなく、肉厚が厚い第２の部分を本体に形成することができる。
【００１８】
前記第２の部分は、前記第１の部分より前記開口端部側に設けられている。このように、肉厚部分である第２の部分ができるだけ、軸体が動作する側である開口端部側に設けられることにより、リニアゲージの設置状態（固定状態）を安定させることができる。
【００１９】
本発明の他の形態に係るリニアゲージは、軸体と、本体と、スケールと、センサと、パッキン材とを具備する。
前記軸体は、スプライン溝を有する。
前記本体は、開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する。
前記スケールは、前記本体内に配置されている。
前記センサは、前記軸体に設けられ、前記スケールを読み取る。
前記パッキン材は、前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられている。
【００２０】
本発明では、スケールが本体内で固定され、軸体とともに動くセンサによりそのスケールが読み取られる。本発明でも、上記発明と同様に、パッキン材の凸部がスプライン溝に接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体から露出する部分のスプライン溝上に異物がたまった場合でも、凸部によりその異物をスプライン溝から掻き出すように除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、リニアゲージ内にダスト等の異物が進入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【図２】このリニアゲージに搭載されるボールスプライン構造を示す斜視図である。
【図３】その軸方向に垂直な面での断面図である。
【図４】参考例に係るボールスプラインの構造を示す断面図である。
【図５】外筒の開口端部付近の拡大断面図である。
【図６】外筒の開口端部からパッキン材が外れた状態を示す斜視図である。
【図７】パッキン材を示す斜視図である。
【図８】パッキン材を示す正面図である。
【図９】本発明者が、軸体の摺動抵抗を実験により測定した結果を示す表である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るリニアゲージの開口端部付近を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【００２５】
リニアゲージ１００は、軸体３と、ボールスプライン軸受構造２０により軸体３の長手方向である軸方向に軸体３がスライドするように軸体３を支持する本体１とを備える。本体１は、外筒１１と、外筒１１に取り付けられたカバーケース１２とを有し、外筒１１にボールスプライン軸受構造２０が設けられている。軸体３は、本体１の外筒１１の開口端部１１ａを介して、本体１に対して伸縮するようにスライドするようになっている。
【００２６】
軸体３の一端部にはスケール４が設けられている。スケール４は、カバーケース１２内に配置されており、スケール台４ａと、スケール台４ａに微細なピッチでパターンが刻まれて構成された位置情報とを有している。本体１内の、スケール台４ａに対面する位置にはセンサ５が配置されている。センサ５は、本体１に対して固定されており、例えば外筒１１と一体的に設けられた設置部１１ｂに設置されている。例えば設置部１１ｂは、外筒１１と一体成形により形成されている。センサ５の検出面とスケール台４ａの表面とのギャップは、約２０μm±５μmに設定されている。軸体３がスライドすることにより、センサ５がスケール４（上記位置情報）を読み取るようになっている。センサ５は、フレキシブルプリント基板６及びコネクタ７を介して電気ケーブル８に接続されている。
【００２７】
センサ５としては、典型的には磁気式が用いられるが、光学式または静電式等が用いられてもよい。
【００２８】
本実施形態では、上記のように、センサ５の設置部１１ｂは本体１の外筒１１と一体成形により形成されている。これにより、リニアゲージ１００の部品点数が減り、リニアゲージ１００の小型化を実現することができる。また、センシング領域の剛性も向上する。
【００２９】
また、スケール台４ａの、軸方向に垂直な断面の形状は、Ｄ字状となっている。したがって、そのスケール台４ａの加工は容易であり、そのスケール台４ａの表面上に位置情報を形成しやすいというメリットがある。
【００３０】
また本実施形態では、センサ５の検出面とスケール台４ａの表面の間の領域、すなわちセンシング領域が、実質的に軸体３と同軸上に配置されているため、アッベ誤差を少なくし、検出精度を高めることができる。
図２は、このリニアゲージ１００に搭載されるボールスプライン構造を示す斜視図である。図３は、その軸方向に垂直な面での断面図である。
【００３１】
軸体３は、その軸方向に形成されたスプライン溝３ａを有する。図３に示すように、例えばスプライン溝３ａは合計４本形成されている。例えば、各スプライン溝３ａの、軸体３の外周面上の周方向での配置の角度間隔は、図３において上の２つについて６０〜７０°であり、下の２つも同様である。あるいは、これら４つのスプライン溝３ａは、９０°に円周方向に均等な間隔で設けられていてもよい。なお、スプライン溝３ａは、３本設けられていてもよいし、１８０度間隔で２本設けられていてもよい。スプライン溝３ａが２本または４本のように偶数となる場合、図３に示すように上下対象（または左右対称）となるので、スプライン溝３ａを形成するときの軸体３の加工精度が向上する。
【００３２】
ボールスプライン軸受構造２０は、ボール２１と、これらのボール２１を保持する筒形状のホルダー２２とを有する。ホルダー２２は、外筒１１の内周面に固定されている。ホルダー２２には、軸体３のスプライン溝３ａに対応するように軸方向に沿って複数の貫通穴２２ａが形成されている。これらの貫通穴２２ａ内にボール２１が回転自在にそれぞれ配置されている。
【００３３】
外筒１１の内周面にも、軸体３のスプライン溝３ａに対向する位置に内周スプライン溝１１ｃが形成されている。ホルダー２２の肉厚ｔ１は、ボール２１の直径ｔ２より小さく形成されている。具体的には、ボール２１の直径ｔ２は、ボール２１が貫通穴２２ａ内に配置された状態で、軸体３のスプライン溝３ａと外筒１１の内周スプライン溝１１ｃとに接触するような値に設定されている。典型的には、ホルダー２２の肉厚ｔ１は、０．３〜０．７mmであり、ボール２１の直径ｔ２は、１mmとされる。外筒１１の外径は、例えば８ｍｍとされている。
【００３４】
このように、本体１の外筒１１の内周面に内周スプライン溝１１ｃが形成されることにより、少なくともボールスプライン軸受構造２０が設けられる部分の外筒１１の外径を小さくすることができる。その結果、リニアゲージ１００の小型化を実現することができる。
【００３５】
図３の点Ａで示すように、ボールスプライン軸受構造２０のボール２１と、軸体３のスプライン溝３ａとの接触は、一点接触とされている。また、それらボール２１と、外筒１１の内周スプライン溝１１ｃとの接触も一点接触（点Ｂ）とされている。つまり、これらのボール２１はそれぞれ二点接触とされる。これにより、例えば図４に示すように、一般的なボールスプラインの４点接触に比べ、軸体３の摺動抵抗を減らすことができる。
【００３６】
軸体３の摺動抵抗が小さいほど、軸体３がスムーズに動くので、例えば後述するエアシリンダ機構２５のエア圧力は大きいものを必要としない。したがって、エアシリンダ機構２５の駆動エネルギーを低減でき、また、軸体３の先端部に設けられた接触子９が、図示しない測定対象物に接触するときの測定対象物の変形量を最小限に抑制することができる。
【００３７】
軸体３及びボールスプライン軸受構造２０により構成されるボールスプラインの材質は、例えば、鉄、ステンレス、その他の合金でもよいし、あるいは樹脂でもよい。
【００３８】
このように、リニアゲージ１００にボールスプラインが採用されることにより、軸体３の軸方向を中心としてトルクが軸体３に加えられても、軸体３の回転を防止することができる。軸体３の回転が防止されることにより、スケール台４ａの面と、センサ５の検出面との距離が一定に維持されながら、軸体３がスライド可能となる。したがって、センサ５の検出精度が低下することがない。
【００３９】
軸方向を中心としてトルクが軸体３に加えられるときの典型例として、ユーザが接触子９を交換するときなどの、接触子９の着脱時が挙げられる。例えば、軸体３の先端部と接触子９との着脱がネジ式の場合、その着脱時に軸体３に大きな回転力が加えられる。
【００４０】
また、本実施形態に係るリニアゲージ１００では、ボールスプラインが採用されることにより、例えば従来のリニアゲージに設けられていた別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。この回転防止機構は、図示しないが、例えばケース等に軸方向に長い形状に形成された長孔と、軸体に設けられその長孔に係合するピンとで構成される。しかし、このような従来の回転防止機構では、軸体をスライドさせるために、ピンがその長孔の長手方向でスライドする必要があるため、ピンと長孔との隙間が形成される必要がある。したがって、軸体が回転方向に動く、つまりガタつくので、これがセンサの検出精度の低下の原因となる。また、このような回転防止機構では、軸方向に垂直な方向の部品の形成や加工が必要になり、製造の手間やコストがかかっていた。またそのような軸方向に垂直方向の加工が多くなることにより、リニアゲージの剛性が低いという問題もあった。
【００４１】
外筒１１の、ボールスプライン軸受構造２０が設けられる側とは反対側には、軸体３を駆動するためのエアシリンダ機構２５が設けられている。エアシリンダ機構２５では、外筒１１内で軸体３に固定されたカラー２６が移動可能に設けられており、カラー２６と外筒１１の端部１１ｄとの間には、バネ２７が接続されている。ボールスプラインが採用されることにより、上記同様に、本体１内のスペースに余裕ができるので、従来品のようにエアにより伸縮するベローズ等を設ける代わりに、本体１と一体となったエアシリンダ機構２５を設けることができる。これによりリニアゲージ１００を小型化することができる。
【００４２】
図５は、外筒１１の開口端部１１ａ付近の拡大断面図である。外筒１１の開口端部１１ａには、パッキン材１０が装着されている。図６は、その外筒１１の開口端部１１ａからパッキン材１０が外れた状態を示す斜視図である。図７は、パッキン材１０を示す斜視図であり、図８は、パッキン材１０の正面図である。
【００４３】
パッキン材１０は、リング部１０ａと、このリング部１０ａの内周側に設けられた複数の内周側凸部１０ｂと、リング部１０ａの外周側に設けられた複数の外周側凸部１０ｃとを有する。リング部１０ａの内周側凸部１０ｂは、軸体３のスプライン溝３ａの形状に対応する形状を有し、そのスプライン溝３ａ内に嵌まり、スプライン溝３ａに接触している。外周側凸部１０ｃは、例えば内周側凸部１０ｂより軸方向に長い形状であって外筒１１の内周スプライン溝１１ｃの形状に対応する形状を有する。外周側凸部１０ｃは、その内周スプライン溝１１ｃ内に嵌まり、内周スプライン溝１１ｃに接触している。図５に示すように、外周側凸部１０ｃは、リング部１０ａから外筒１１の内部へ、つまりボールスプライン軸受構造２０側へ延びるように形成されている。
【００４４】
パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、軸方向に垂直な面に対して傾くようにリング部１０ａに設けられている。その傾きの方向は、内周側凸部１０ｂの端部が軸体３の先端部へ向くような方向である。
【００４５】
内周側凸部１０ｂ及び外周側凸部１０ｃは、そのスプライン溝３ａ及び内周スプライン溝１１ｃの個数分それぞれ設けられ、例えば４つずつ設けられている。
【００４６】
図６に示すように、外筒１１内の開口端部１１ａ付近には、フランジ部１１ｅが形成されている。パッキン材１０のリング部１０ａがそのフランジ部１１ｅに当接することで、パッキン材１０が位置決めされている。なお、外筒１１とパッキン材１０との固定を確実にするために、図５に示すように、リング状の固定部材１５がパッキン材１０に隣接して配置されている。固定部材１５は、パッキン材１０の位置より、軸体３の先端部側に配置される。
【００４７】
パッキン材１０の材料としては、ニトリルゴム、シリコン樹脂、あるいはジュラコン（ＰＯＭ）等が挙げられるが、これらに限られない。
【００４８】
リニアゲージ１００にボールスプラインが採用されることにより、軸体３のスプライン溝３ａを介して異物が進入しようとする。しかし、本実施形態では、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂがスプライン溝３ａに接触することにより、その異物の進入を防止することができる。また、例えば、本体１から露出する部分のスプライン溝３ａ上に異物がたまった場合でも、例えば軸体３の動作時に、内周側凸部１０ｂによりその異物をスプライン溝３ａから掻き出すように除去することができる。
【００４９】
特に、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、軸方向に垂直な面に対して傾くようにリング部１０ａに設けられている。これにより、より効果的に異物の本体１への進入を防止することができる。
【００５０】
本実施形態に係るパッキン材１０により、本体１内が気密に近い状態に封止される。これにより、エアシリンダ機構２５の駆動時の筒内の領域２８（図１参照）のエアの圧力損失を低減でき、圧力の伝達効率が向上する。つまり、パッキン材１０が設けられることにより、上記した異物の進入防止の効果の上、この圧力損失の低減という相乗効果が発揮される。
【００５１】
パッキン材１０についても、ボールスプライン軸受構造２０のボール２１と同様に一点接触とすることができる。すなわち、パッキン材１０の内周側凸部１０ｂと軸体３のスプライン溝３ａとの接触は、一点接触とすることができる。これにより、内周側凸部１０ｂとスプライン溝３ａとの接触が複数点接触である場合に比べ、内周側凸部１０ｂとスプライン溝３ａとの摩擦抵抗を減らすことができ、その結果、軸体３の摺動抵抗を減らすことができる。
【００５２】
また、パッキン材１０が設けられることにより、本体１からの軸体３の抜けが抑制される。
【００５３】
次に、以上のように構成されたリニアゲージ１００の動作を説明する。
【００５４】
図１中、リニアゲージ１００の左側に図示しない測定対象物が配置される。エアシリンダ機構２５において、領域２８内のエアが減圧されることにより、カラー２６がバネ２７の弾性力に抗して図１中右側に移動し、これにより軸体３が本体１内に後退するように移動する。一方、領域２８のエアの減圧状態が解除されることにより、バネ２７の戻り力によって本体１から軸体３が進出して元の位置に戻る。これにより、測定対象物の位置や変位量が自動測定される。
【００５５】
図９は、本発明者が、軸体３の摺動抵抗を実験により測定した結果を示す表である。この表に示すように、５回とも、０．０７Nあるいは０．０６Nより小さい値を実現している。
【００５６】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るリニアゲージの開口端部付近を示す断面図である。
【００５７】
本実施形態に係るリニアゲージ２００では、本体５１の外筒６１の、軸体３が挿通される開口端部６１ａ側に、第２の部分としての肉厚部６１ｂが設けられている。第１の部分としての、外筒１１の肉厚部６１ｂ以外の部分は、その肉厚部６１ｂの肉厚より薄くなっている。肉厚部６１ｂの肉厚は、例えば２mm以上に設定することができる。
【００５８】
ユーザは、本体５１を締め付けて所定の設置場所に固定するための固定具を用いて、リニアゲージ２００を所定の姿勢で所定の設置場所に設置する。このとき、外筒６１に肉厚部６１ｂが設けられることにより、肉厚部６１ｂの剛性を他の部分より高めることができる。これにより、ユーザは、肉厚部６１ｂを固定具で締め付けても、肉厚部６１ｂで外筒６１が変形する等の問題を解消することができる。
【００５９】
また、固定具が取り付けられる肉厚部６１ｂが、できるだけ軸体３が動作する側である開口端部６１ａに近い位置に設けられることにより、軸体３の動作時にリニアゲージ２００の設置状態（固定状態）を安定させることができる。
【００６０】
リニアゲージ２００にボールスプラインが採用されることにより、回転防止用のピン等、別途の回転防止機構を設ける必要がなくなる。したがって、本体５１内のスペースに余裕ができ、本体５１の外径を従来品のものより大きくすることなく、肉厚部６１ｂを本体５１に形成することができる。
【００６１】
図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係るリニアゲージを示す断面図である。
【００６２】
本実施形態に係るリニアゲージ３００は、エア押し出しタイプのものである。例えば、上記実施形態に係るリニアゲージ３００と比べ、軸体３に固定されたカラー２６が外筒１１内で反対側に配置されている。つまり、図１０に示した静止状態（非動作状態）では、カラー２６は、外筒１１の、開口端部１１ａとは反対側の端部に配置されている。このようなリニアゲージ３００では、カラー２６の図中右側から本体１の領域２８内にエアが供給され、そのエア圧力によりカラー２６が押圧されることにより、バネ２７の弾性力に抗して軸体３が図中左側へスライドする。
【００６３】
このリニアゲージ３００の開口端部１１ａにも、上記実施形態と同様に、パッキン材１０及び固定部材１５が装着されている。
【００６４】
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００６５】
上記実施形態では、センサ５が本体１内で固定して配置され、軸体３に設けられたスケール４が移動する構成であった。しかし、スケール４が本体１内で固定して配置され、軸体３に設けられたセンサ５が移動するような構成であってもよい。
【００６６】
パッキン材１０の内周側凸部１０ｂは、その端部が軸体３の先端部側へ向くような方向に傾いているが、その傾きは必須ではない。
【００６７】
上記実施形態では、本体１の外筒１１に内周スプライン溝１１ｃが設けられていたが、内周スプライン溝１１ｃはなくてよい。この場合は、外筒１１の外径が上記実施形態のものより大きくなる。
【００６８】
上記実施形態に係るエアシリンダ機構２５に代えて、他の流体を用いたものが用いられてもよい。他の流体とは、例えばヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスが挙げられる。あるいは、他の流体とは、ガスに限られず、オイル等の液体であってもよい。
【００６９】
上記実施形態において、エアシリンダ機構２５等はなくてもよい。また、設置部１１ｂが外筒１１と一体成形により形成されている形態等も必須の要素ではない。
【００７０】
上記実施形態では、固定部材１５が設けられる構成とした。しかし、パッキン材１０または開口端部１１ａの内周面の形状により、パッキン材１０が開口端部１１ａに確実に固定されれば、固定部材１５は設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１、５１…本体
３…軸体
３ａ…スプライン溝
４…スケール
５…センサ
１０…パッキン材
１０ｂ…内周側凸部
１１、６１…外筒
１１ａ、６１ａ…開口端部
１１ｂ…設置部
１１ｃ…内周スプライン溝
２０…ボールスプライン軸受構造
２１…ボール
２２…ホルダー
２５…エアシリンダ機構
６１ｂ…肉厚部
１００、２００、３００…リニアゲージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン溝を有する軸体と、
前記軸体に設けられたスケールと、
開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する本体と、
前記本体内に配置され、前記スケールを読み取るセンサと、
前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられたパッキン材と
を具備するリニアゲージ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記パッキン材の前記凸部と前記スプライン溝との接触は、一点接触であるリニアゲージ。
【請求項３】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体のボールスプライン軸受構造のボールと、前記スプライン溝との接触は、一点接触であるリニアゲージ。
【請求項４】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体は、内周面と、前記内周面に形成された内周スプライン溝とを有する外筒を有し、
前記本体の前記ボールスプライン軸受構造は、
ボールと、
前記ボールの直径より小さい肉厚を有し、前記軸体の前記スプライン溝と前記外筒の前記内周スプライン溝との間に前記ボールを配置させるように、前記ボールを保持するホルダーと
を有するリニアゲージ。
【請求項５】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体内に設けられ、前記軸体を流体圧により駆動するためのシリンダ機構をさらに具備するリニアゲージ。
【請求項６】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体と一体成形により形成され、前記センサが設置された設置部をさらに具備するリニアゲージ。
【請求項７】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体は、
第１の肉厚を有する第１の部分と、
第１の肉厚より厚い第２の肉厚を有する第２の部分と
を有するリニアゲージ。
【請求項８】
請求項５に記載のリニアゲージであって、
前記第２の部分は、前記第１の部分より前記開口端部側に設けられているリニアゲージ。
【請求項９】
スプライン溝を有する軸体と、
開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する本体と、
前記本体内に配置されたスケールと、
前記軸体に設けられ、前記スケールを読み取るセンサと、
前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられたパッキン材と
を具備するリニアゲージ。
【請求項１】
スプライン溝を有する軸体と、
前記軸体に設けられたスケールと、
開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する本体と、
前記本体内に配置され、前記スケールを読み取るセンサと、
前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられたパッキン材と
を具備するリニアゲージ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記パッキン材の前記凸部と前記スプライン溝との接触は、一点接触であるリニアゲージ。
【請求項３】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体のボールスプライン軸受構造のボールと、前記スプライン溝との接触は、一点接触であるリニアゲージ。
【請求項４】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体は、内周面と、前記内周面に形成された内周スプライン溝とを有する外筒を有し、
前記本体の前記ボールスプライン軸受構造は、
ボールと、
前記ボールの直径より小さい肉厚を有し、前記軸体の前記スプライン溝と前記外筒の前記内周スプライン溝との間に前記ボールを配置させるように、前記ボールを保持するホルダーと
を有するリニアゲージ。
【請求項５】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体内に設けられ、前記軸体を流体圧により駆動するためのシリンダ機構をさらに具備するリニアゲージ。
【請求項６】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体と一体成形により形成され、前記センサが設置された設置部をさらに具備するリニアゲージ。
【請求項７】
請求項１に記載のリニアゲージであって、
前記本体は、
第１の肉厚を有する第１の部分と、
第１の肉厚より厚い第２の肉厚を有する第２の部分と
を有するリニアゲージ。
【請求項８】
請求項５に記載のリニアゲージであって、
前記第２の部分は、前記第１の部分より前記開口端部側に設けられているリニアゲージ。
【請求項９】
スプライン溝を有する軸体と、
開口端部と、ボールスプライン軸受構造とを有し、前記ボールスプライン軸受構造により、前記軸体が前記開口端部の開口を介してスライドするように前記軸体を支持する本体と、
前記本体内に配置されたスケールと、
前記軸体に設けられ、前記スケールを読み取るセンサと、
前記スプライン溝に接触する凸部を有し、前記本体の前記開口端部に設けられたパッキン材と
を具備するリニアゲージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−５３０４６（Ｐ２０１１−５３０４６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１３７０（Ｐ２００９−２０１３７０）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（３１００１７８２８）株式会社マグネスケール (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（３１００１７８２８）株式会社マグネスケール (1)
【Ｆターム（参考）】
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