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公開番号2025119925
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024015060
出願日2024-02-02
発明の名称機械システム
出願人オークマ株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類G01D 5/347 20060101AFI20250807BHJP(測定;試験)
要約【課題】スケールとスライダが非接触構造の光学式リニアエンコーダと、機械と、を備える機械システムにおいて、機械の固定部と可動部とが軸動作時に非接触状態の場合の電磁波ノイズの影響を受けてばたつく現象の発生を抑制する。
【解決手段】機械システムは、スケール1およびスライダ2を備えるリニアエンコーダと、固定部21および可動部22を備え前記リニアエンコーダが取付けられる機械と、前記スライダ2および前記スケール1の一方とそれぞれ導通する導通部31および接触部32と、前記導通部31に取付けられる接触子27とを備え、前記スケール1および前記スライダ2はそれぞれ前記固定部21および前記可動部22の一方に取付けられ、前記接触子27は前記可動部22の動作速度または前記可動部22と前記固定部21との間の接触抵抗が閾値を超えた場合、前記スケール1と前記スライダ2とが電気的に同電位となるよう前記接触部32と接触する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スケールと、スライダと、を備えるリニアエンコーダと、
前記リニアエンコーダが取付けられる機械であって、固定部と、可動部と、を備える機械と、
前記スライダおよび前記スケールの一方と導通している導通部と、
前記スライダおよび前記スケールの他方と導通している接触部と、
前記導通部に取付けられる接触子と、
を備え、
前記スケールが前記固定部に取付けられる場合、前記スライダが前記可動部に取付けられており、前記スケールが前記可動部に取付けられる場合、前記スライダが前記固定部に取付けられており、
前記接触子は、前記可動部の動作速度、または、前記可動部と前記固定部との間の接触抵抗が閾値を超えた場合、前記スケールと前記スライダとが電気的に同電位となるように、前記接触部と接触する、
ことを特徴とする機械システム。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記スライダは、
前記可動部または前記固定部に取付けられたスライダフレームと、
受光ユニットと、
前記受光ユニットの信号増幅回路基板と、
前記信号増幅回路基板から出力された信号から前記スライダの位置を演算する信号演算回路基板と、
を備え、
前記信号増幅回路基板および前記信号演算回路基板は、前記スライダフレームとは絶縁分離されており、
前記信号増幅回路基板および前記信号演算回路基板は、前記スライダに接続するケーブルを通じて前記機械と接続されることで、ＧＮＤ電位が安定したレベルとなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の機械システム。
【請求項３】
前記導通部は前記可動部の一部であり、前記接触部は前記固定部の一部である、
ことを特徴とする請求項１に記載の機械システム。
【請求項４】
前記可動部と前記固定部とが接触している面は、すべりガイド面であり、
前記閾値は、前記可動部と前記固定部とが接触状態から非接触状態になるときの値を基準として規定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の機械システム。
【請求項５】
前記接触子の前記接触部と接触する側の先端には、前記接触子と接触して導通する導電性のローラが取付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の機械システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアエンコーダと、機械と、を備える機械システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ＮＣ工作機械などの送り軸を位置制御する場合、サーボモータに内蔵するロータリーエンコーダの検出位置の他に、テーブルやサドルなどに取付けたリニアエンコーダの検出位置によるフルクローズドループ制御を行うことで、高精度な位置決めが可能となる。これは、ボールネジのねじれ現象などにより、ロータリーエンコーダの検出位置のみでは高精度な位置制御が出来ないからである。リニアエンコーダには大きく分けて光学式および磁気式の２種類があるが、ここでは光学式について説明する。
【０００３】
図６は、一般的な光学式リニアエンコーダの構造を示す図である。
【０００４】
図６に示す光学式リニアエンコーダは、スケール１と、スライダ２と、メインスケール３と、スチールベース４と、アルミケース５と、リップシール６と、を備える。メインスケール３のガラス表面には、等間隔の格子目盛が形成されている。スチールベース４は、メインスケール３を内部に接着固定する。また、スチールベース４は、スケール１を機械に取付ける。アルミケース５は、スケール１内部に軸潤滑油や切削液、切粉などが入らないように設けられている。リップシール６は、スケール１内部の気密性を保つのと同時に、アルミケース５と同様にスケール１内部に軸潤滑油などが入らないように取付けられている。
【０００５】
図６に示すように、光学式リニアエンコーダは、発光ユニット７と、受光ユニット８と、信号増幅回路基板９と、信号演算回路基板１０と、スライダフレーム１１と、受光ユニット取付け部分１２と、機械取付け部分１３と、をさらに備える。信号増幅回路基板９は、受光ユニット８の信号増幅回路基板である。発光ユニット７が出力する平行光のうち、メインスケール３の格子目盛を透過した平行光は、受光ユニット８および信号増幅回路基板９により電気信号に変換される。信号演算回路基板１０は、信号増幅回路基板９から出力された信号からスライダ２の位置を演算する。スライダフレーム１１は、スライダフレーム全体を指し、スライダフレーム１１には、発光ユニット７、受光ユニット８、信号増幅回路基板９、および、信号演算回路基板１０が取付けられる。受光ユニット取付け部分１２は、受光ユニット８をスライダフレーム１１に取付ける、スライダフレーム１１の一部分である。機械取付け部分１３は、スライダ２を機械に取付ける、スライダフレーム１１の一部分である。
【０００６】
また、光学式リニアエンコーダは、保護構造の有無により、シールドタイプおよびオープンタイプの２種類に分類される。図６に示すように、シールドタイプは、スライダ２やメインスケール３などをアルミケース５などで囲い、軸潤滑油や切削液、切粉などから保護する構造である。オープンタイプは、使われる環境がクリーンルームのような環境のため、スライダ２やメインスケール３などをアルミケース５などで囲わない構造である。
【０００７】
以下、シールドタイプについて説明する。シールドタイプは、スライダフレームの構成により、次の２種類のタイプに分類される。１つ目は、スライダフレーム１１が、受光ユニット取付け部分１２および機械取付け部分１３の２つの部位で構成され、両者がバネなどでつながる構造であり、受光ユニット取付け部分１２が、スケール１内部のガイドに接触しながら移動するタイプである。２つ目は、スケール１内部にガイドは持たず、スライダフレーム１１の受光ユニット取付け部分１２と機械取付け部分１３とは一体構造であり、受光ユニット取付け部分１２はリップシール６以外とは非接触で移動するタイプである。
【０００８】
上述した１つ目のシールドタイプは、受光ユニット取付け部分１２と機械取付け部分１３とが分離しており、受光ユニット取付け部分１２とメインスケール３との干渉が防止されるため、受光ユニット取付け部分１２は、スケール１内部のガイドに接触しながら移動する。このため、スライダ２を機械に取付けるときは、特に注意する必要が無い。しかし、分離構造であるため、受光ユニット取付け部分１２と機械取付け部分１３との間にはロストモーションが発生し、このロストモーションが位置検出精度に影響する可能性がある。
【０００９】
上述した２つ目のシールドタイプは、受光ユニット取付け部分１２と機械取付け部分１３とが一体構造のため、ロストモーションは発生しない。かかる構造では、スライダ２の機械への取付けを正確に行うことにより、受光ユニット取付け部分１２とメインスケール３との干渉が防止される。したがって、スライダ２の機械への取付け精度が悪いと、スケール１内部で受光ユニット取付け部分１２とメインスケール３とが干渉する可能性がある。
【００１０】
次に、リニアエンコーダが取付けられる機械側について説明する。スケール１およびスライダ２は機械の固定部や可動部に取付けられる。スケール１が固定部に取付けられ、スライダ２が可動部に取付けられる場合もあれば、スケール１が可動部に取付けられ、スライダ２が固定部に取付けられる場合もある。固定部の一例としては、ベッドやサドルなどがある。可動部の一例としては、テーブルやラムなどがある。また、機械の固定部および可動部は、すべりガイド面やころがりガイド面、静圧ガイド面などで組み合わされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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