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公開番号2024051214
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157257
出願日2022-09-30
発明の名称位置検出装置
出願人DMG森精機株式会社
代理人弁理士法人インターブレイン
主分類G01D 5/245 20060101AFI20240404BHJP(測定;試験)
要約【課題】スケールを異物から保護しやすい位置検出装置を提供する。
【解決手段】ある態様の位置検出装置は、移動体をガイドし、移動体をガイドする方向に伸びている凹部を有するレールと、塗布された磁性材料に着磁パターンが形成され、レールに沿って伸びている凹部に配されるスケールと、スケールを覆うようにレールに配されるカバーと、移動体の位置を検出するための磁気センサにおいて、カバーを挟んでスケールと対向する位置にセンサヘッドを有する磁気センサと、を備える。スケールの伸びている方向と交差する方向に見た場合に、スケールを囲う四角形状に溶接されカバーがレールに固定されるとともに、四角形状の4つの角が溶接で形成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
移動体をガイドし、前記移動体をガイドする方向に伸びている凹部を有するレールと、
塗布された磁性材料に着磁パターンが形成され、前記レールに沿って伸びている前記凹部に配されるスケールと、
前記スケールを覆うように前記レールに配されるカバーと、
前記移動体の位置を検出するための磁気センサにおいて、前記カバーを挟んで前記スケールと対向する位置にセンサヘッドを有する磁気センサと、を備え、
前記スケールの伸びている方向と交差する方向に見た場合に、前記スケールを囲う四角形状に溶接され前記カバーが前記レールに固定されるとともに、前記四角形状の４つの角が溶接で形成されている、位置検出装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
移動体をガイドし、前記移動体をガイドする方向に伸びている凹部を有するレールと、
パターンが形成された磁性体を有し、前記レールに沿って伸びている前記凹部に配されるスケールと、
前記スケールを覆うように前記レールに配されるカバーと、
前記移動体の位置を検出するための磁気センサにおいて、前記カバーを挟んで前記スケールと対向する位置にセンサヘッドを有する磁気センサと、を備え、
前記カバーは、前記スケールの伸びている方向と交差する方向に見た場合に、前記スケールを囲う四角形状に溶接され前記レールに固定され、
前記レールは、穴を有し、前記凹部に前記穴の第１端部を有し、前記凹部以外の箇所に前記穴の前記第１端部と反対の端部に第２端部とを有し、
前記第１端部と前記スケールとは、前記スケールの伸びている第１方向と交差する第２方向に見た場合に、前記第１方向に重なることなく並んで前記凹部内に配置されている、位置検出装置。
【請求項３】
前記レールは、前記凹部において、前記スケールを支持する支持面と、前記スケールの裏面との間に空間を形成する溝部とを有し、
前記溝部が前記穴と連通する、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記穴として、前記レールの一端側に設けられた第１の穴と、前記レールの他端側に設けられた第２の穴と、を含み、
前記第１の穴と前記第２の穴とが前記凹部を介して連通する、請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記レールにおける同一平面上に前記カバーが当接し、溶接されている、請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記カバーは、前記レールの一端から他端にかけて伸びている、請求項１又は２に記載の位置検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体の位置を検出する位置検出装置に関し、特に移動体をガイドするレールにスケールを固定するための構造に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸やテーブルは、それを支持するサドルがガイドレールに沿って駆動されることで目標位置に移動制御される。この移動制御を高精度に実現するために、サドルとガイドレールとの間に位置検出装置を配置するものもある（特許文献１参照）。このような位置検出装置は、サドル側に設けられる磁気センサと、ガイドレール側に設けられるスケールを含む。スケールに対する磁気センサと相対位置を計測することで、主軸等の位置を検出できる。
【０００３】
スケールには、磁性材料による着磁パターンが記録される。磁気センサには、着磁パターンの磁界を読み取るための検出ヘッドが設けられる。検出ヘッドは、ＭＲ素子（Magneto Resistive Sensor）など磁界の方向および強さを検出可能なセンサにより構成される。検出ヘッドが着磁パターンを検出し、その検出値を電気信号に変換することでマイクロメートル単位の微細な位置計測が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－３５６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工作機械の加工室では、切削による切屑の粒子や潤滑用のクーラント等の異物が飛散する。これらの異物がスケールに付着すると、磁気センサによる高精度な検出を阻害する可能性がある。このため、ガイドレールへのスケールの設置に際しては、このような異物の影響を受け難い構造を採用する必要がある。なお、このような問題は工作機械に限らず、移動体のガイドレールにスケールを配置して構成される位置検出装置であれば生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の位置検出装置は、移動体をガイドし、移動体をガイドする方向に伸びている凹部を有するレールと、塗布された磁性材料に着磁パターンが形成され、レールに沿って伸びている凹部に配されるスケールと、スケールを覆うようにレールに配されるカバーと、移動体の位置を検出するための磁気センサにおいて、カバーを挟んでスケールと対向する位置にセンサヘッドを有する磁気センサと、を備える。スケールの伸びている方向と交差する方向に見た場合に、スケールを囲う四角形状に溶接されカバーがレールに固定されるとともに、四角形状の４つの角が溶接で形成されている。
【０００７】
本発明の別の態様の位置検出装置は、移動体をガイドし、移動体をガイドする方向に伸びている凹部を有するレールと、パターンが形成された磁性体を有し、レールに沿って伸びている凹部に配されるスケールと、スケールを覆うようにレールに配されるカバーと、移動体の位置を検出するための磁気センサにおいて、カバーを挟んでスケールと対向する位置にセンサヘッドを有する磁気センサと、を備える。カバーは、スケールの伸びている方向と交差する方向に見た場合に、スケールを囲う四角形状に溶接されレールに固定される。レールは、穴を有し、凹部に穴の第１端部を有し、凹部以外の箇所に穴の第１端部と反対の端部に第２端部とを有する。第１端部とスケールとは、スケールの伸びている第１方向と交差する第２方向に見た場合に、第１方向に重なることなく並んで凹部内に配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スケールを異物から保護しやすい位置検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る位置検出装置の外観を表す斜視図である。
センサユニットの一部を分解した状態を表す図である。
図２のＡ－Ａ矢視断面図である。
スケールのレールへの組付構造を表す斜視図である。
スケールのレールへの組付構造を表す斜視図である。
図５に示したレールの断面図である。
レールへのカバーの溶接方法を表す図である。
本実施形態で採用する溶接方法を模式的に表す図である。
本実施形態で採用する溶接方法を模式的に表す図である。
変形例に係る溶接方法を模式的に表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明の便宜上、水平方向にＸ軸とＹ軸、垂直方向にＺ軸を設定し、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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