线性编码器的制造方法
【专利说明】线性编码器
[0001]优先权信息
本申请要求2014年7月10日提交的第2014-142006号日本专利申请的优先权，其全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及要组装至加工机床、半导体制造装置等的线性编码器，用于确定动轴的位置。
【背景技术】
[0003]图3展示了传统的线性编码器的具体结构。图4为沿着图3中的B-B’线的截面图。如图4中的截面所示，图3所示的传统的线性编码器的标尺单元1包括标尺外壳2和主尺3，标尺外壳2在由其底面和背面限定的拐角处及周围是开放的，主尺3固定在标尺外壳2中。主尺3由玻璃制成，并且具有由金属薄膜制成的标尺，在该标尺的表面沿着纵向方向的固定螺距刻有矩阵。线性编码器的滑尺单元包括大致包括滑尺固定单元22的滑尺外壳21、检测头固定单元23、以及连接滑尺外壳21和检测头固定单元23的支柱24。该检测头固定单元23具有固定在其上的检测头，该检测头包括发光单元7、镜子8和光接收单元29。在该检测头中，从发光单元7发出的光在镜子8上以直角反射以便照射到主尺3的矩阵部分，传输的光被光接收单元29转换为电信号。使用螺栓将滑尺固定单元22固定在机床的移动单元或类似装置上。该滑尺固定单元22具有内置电路板27，用于将来自光接收单元29的电信号转换为位置数据信号。在支柱24和检测头固定单元23中形成有通孔26，以致电线28能够从检测头穿过通孔26到达电路板27。电路板输出的位置数据信号通过安装在滑尺固定单元22上的防水连接器9输出到外部。盖子4牢固地连接到滑尺固定单元22从而防止电路板27受水、油等的影响。
[0004]标尺单元1和滑尺单元20彼此组装，如图3所示，并且，检测头、检测头固定单元23和支柱24的一部分都容纳在标尺外壳2中。标尺5、6固定连接在靠近标尺外壳2的开口位置。密封件5、6的梢端彼此接触从而封闭标尺外壳2的开口以防止来自外部的尘埃、水、油等的浸入。支柱24在标尺单元1的纵向方向比较长，在宽度方向比较薄，它的截面为船型。采用这种结构，随着滑尺单元20的移动，支柱24在移动时在前进方向抵压两个密封件5、6。此外，采用这种形状，被抵压的密封件5、6的梢端在支柱24的前进方向的对面再次彼此接触。
[0005]包含滑尺固定单元22、检测头固定单元23和支柱24的滑尺外壳21是使用铝等金属，通常利用脱蜡铸造、压力铸造等手段一体成型的。然而，由于通孔的直径非常小，而它的长度为通孔的直径的五倍，因此通过整体成型难以形成检测头固定单元23和支柱24的通孔26。此外，在通孔形成于后续加工处理中的情况下，只能使用高加工成本的钻孔加工和放电加工，并且在有多根电线的时候，必须形成多个通孔。进一步，由于支柱非常薄，在钻孔加工的时候，采用钻孔机穿透支柱的表面，可能很容易导致加工缺陷。更进一步地，当有必要进行下述任务时:将多根电线穿过支柱的通孔的任务、将穿过通孔的电线连接到电路的焊接任务、以及冲压用于连接的连接器端子的任务，这么多个连线所需的步骤也会出现问题。注意到，作为一种用于改进连线任务的方法，可用的有使用FCC (柔性扁平电缆)代替电线的方法。然而，为了将FCC穿过通孔，在支柱中必须形成长型孔，并且在后续加工中，这种孔的形成需要重复执行放电加工和钻孔加工。此外，作为一种可用的在支柱中形成长型孔的方法，可以使用两个注塑组件形成滑尺外壳的支柱的部分，这两个注塑组件具有被长型孔划分的形状。然而，这种方法有一个问题，它降低了支撑检测头固定单元的支柱的强度。
[0006]鉴于以上情况，本发明的目的是实现一种线性编码器的滑尺结构，其中，检测头固定单元的通孔和滑尺外壳的支柱通常整体成型形成，从而提供更低成本的线性编码器。
【发明内容】
[0007]根据本发明的线性编码器是具有标尺单元和滑尺的线性编码器，滑尺沿着标尺单元滑动，其中，该滑尺具有滑尺外壳，该滑尺外壳包括滑尺固定单元、安装在所述标尺单元的标尺外壳中的检测头固定单元，以及在所述标尺外壳的外部和内部之间延伸以连接所述滑尺固定单元和所述检测头固定单元的支柱，并且，所述支柱的更接近所述检测头固定单元的部分和所述检测头固定单元的更接近所述支柱的部分均被钻孔，钻孔的厚度大于所述支柱的厚度。
[0008]在这种情况下，当所述支柱组装到所述标尺单元时，所述支柱的钻孔可能应用到比起固定在所述标尺外壳上的密封件与所述支柱接触的位置更接近所述检测头固定单元的部分。
[0009]所述滑尺外壳可能形成为使得其包括一体成型在所述支柱被钻孔部分和所述滑尺固定单元之间的通孔。
[0010]所述滑尺外壳可能被给予后续加工，从而通过铣削加工在所述支柱被钻孔部分和所述滑尺固定单元之间形成通孔。
[0011]根据本发明，所述支柱的更接近于所述检测头固定单元的部分和所述检测头固定单元的更接近于所述支柱的部分均被钻孔，钻孔的厚度大于所述支柱的厚度。采用上述结构，可以减少所述通孔的长度。因此，可以通过脱蜡铸造、压力铸造等整体塑造包括所述通孔的所述滑尺外壳。此外，即使当不可能整体成型的时候，根据通孔的长度，可以实现比传统的滑尺结构的通孔更短的通孔，并且使得铣削工具的根部的厚度能够和支柱的厚度一样厚，甚至更厚，这方便了用于形成通孔的铣削加工。采用上述结构，可以很容易通过铣削加工形成用于FCC的长型孔，并因此减少了连线步骤的数量，无需增加加工成本。采用上述结构，根据本发明，可以用更低的成本提供线性编码器的滑尺单元。
[0012]注意到，根据传统的线性编码器，像本发明一样在支柱中形成钻孔部分已经被认为是毫无意义的，因此，这种构造会恶化线性编码器的密封性能。然而，对支柱和密封件之间的关系的实际分析证明，在所述支柱的中间部分，所述密封件只在更接近所述滑尺固定单元的部分接触所述支柱，所述支柱更接近所述检测头固定单元的部分完全不会对密封性能有影响。该分析使得本发明成为可能。
【附图说明】
[0013]以下将参照附图对本发明的优选的实施例进行更详细的描述。
[0014]图1为根据本发明的线性编码器的结构示意图；
图2为沿着图1中的A-A’线的截面图；
图3为传统的线性编码器的结构示意图；
图4位沿着图3中的B-B’线的截面图。
【具体实施方式】
[0015]以下将参照附图对本发明进行描述。图1展示了根据本发明的线性编码器的具体结果。图2为沿着图1中的A-A’线的截面图。注意到，出于已有的理解，密封件6和标尺外壳2的上表面(图2中的右端表面)没有显示在图1中。在图1和2中，具有和图3和4相同功能的部件采用相同的附图标记，并不再描述。滑尺外壳11的检测头固定单元13和支柱14的一部分具有一形状，该形状是通过对一部分进行钻孔以大于支柱14的厚度，至下述位置而形成的:在检测头固定单元13的侧面上、支柱14与密封件5、6接触的位置的前一个位置。
[0016]也就是说，很明显可以从图中看出，检测头固定单元13完全容纳在标尺外壳2内部形成的空心空间中。在标尺外壳2的拐角形成有开口，以便连通标尺外壳2的外部和内部，并且支柱14穿过开口在标尺外壳2的内部和外部之间延伸。这样，检测头固定单元13不会暴露在外部，而支柱14部分暴露在外部。密封件5、6固定在标尺外壳2上，密封件5、6各自的梢端与支柱14接触。支柱14比起密封件5、6与支柱14接触的位置更接近检测头固定单元13的部分没有暴露在外部。
[0017]在本实施例中，在支柱14的、比支柱14与密封件5、6接触的位置更接近检测头固定单元13的部分(S卩，支柱14没有暴露在外部的部分)中，以及在检测头固定单元13的更接近支柱14的部分中，形成有钻孔部分15。注意到，该钻孔部分最好在标尺纵向方向(图1中的左右方向)上大致形成在支柱14的中间。然而，只要可以保证用于标尺外壳2的开口的密封件，则钻孔部分15的位置不限于在标尺纵向方向的中间处，而是可能在其他位置。
[0018]在支柱14的钻孔部分15和滑尺固定单元12之间，形成有长型孔16。在滑尺外壳11中，使用铝等金属，通过脱蜡铸造、压铸等将滑尺固定单元12、检测头固定单元13、支柱14、钻孔部分15和通孔16—体成型。FCC 18连接到光接收单元29，并且还穿过钻孔部分15和长型通孔16连接到安装在电路板17上的FPC连接器19。
[0019]在图1和2所示的实施例中，描述了支柱14的通孔16—体成型的例子。然而，在难以实现通孔16的一体成型的情况下，可能在后续加工过程中通过铣削加工形成该通孔16。可选地，可能不是在一体成型的同时形成钻孔部分15，但是可以在后续加工过程中通过铣削加工形成该钻孔部分15。虽然上述实施例描述了光学的线性编码器的例子，但是本发明可以应用在磁性或电磁感应线性编码器中。
【主权项】
1.一种线性编码器，其具有标尺单元和滑尺，所述滑尺沿着所述标尺单元滑动，其中， 所述滑尺包括滑尺外壳，该滑尺外壳包括滑尺固定单元、检测头固定单元、以及支柱，所述检测头固定单元安装在所述标尺单元的标尺外壳中，所述支柱在所述标尺外壳的外部与内部之间延伸，以连接这两个固定单元，并且， 所述支柱的更接近所述检测头固定单元的部分、以及所述检测头固定单元的更接近所述支柱的部分均被钻孔，钻孔的厚度大于所述支柱的厚度。2.根据权利要求1所述的线性编码器，其特征在于，当所述支柱组装到所述标尺单元时，对所述支柱的钻孔应用到下述部分上:比固定在所述标尺外壳上的密封件与所述支柱接触的位置更接近所述检测头固定单元的部分。3.根据权利要求1所述的线性编码器，其特征在于，所述滑尺外壳形成为包括通孔，该通孔一体成型在所述支柱的被钻孔部分与所述滑尺固定单元之间。4.根据权利要求1所述的线性编码器，其特征在于，所述滑尺外壳被给予后续加工从而通过铣削加工在所述支柱被钻孔部分和所述滑尺固定单元之间形成通孔。5.根据权利要求2所述的线性编码器，其特征在于，所述滑尺外壳形成为包括通孔，该通孔一体成型在所述支柱的被钻孔部分与所述滑尺固定单元之间。6.根据权利要求2所述的线性编码器，其特征在于，对所述滑尺外壳进行后续加工，以通过铣削加工，在所述支柱的被钻孔部分与所述滑尺固定单元之间形成通孔。
【专利摘要】一种线性编码器，包括标尺单元和滑尺，所述滑尺沿着标尺单元滑动，其中，该滑尺包括滑尺外壳，该滑尺外壳包括滑尺固定单元、安装在所述标尺单元的标尺外壳中的检测头固定单元、以及在所述标尺外壳的外部和内部之间延伸以连接所述滑尺固定单元和所述检测头固定单元的支柱，并且，所述支柱的更接近所述检测头固定单元的部分和所述检测头固定单元的更接近所述支柱的部分被钻孔的厚度大于所述支柱的厚度。
【IPC分类】G01D5/02
【公开号】CN105258712
【申请号】CN201510389708
【发明人】林康一, 福井宪之
【申请人】大隈株式会社
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月6日
【公告号】DE102015110256A1, US20160011017