特開 2024-89858 リニアエンコーダ、及び、工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024089858

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】リニアエンコーダ、及び、工作機械

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20240627BHJP

   B23Q 5/22 20060101ALI20240627BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20240627BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240627BHJP

   G05B 19/19 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110X

B23Q5/22 530H

B23Q17/22 E

B23Q11/00 K

G05B19/19 F

G01D5/245 110Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205351

(22)【出願日】2022-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】000149066

【氏名又は名称】オークマ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福井 憲之

【テーマコード（参考）】

2F077

3C029

3C269

【Ｆターム（参考）】

2F077AA41

2F077AA42

2F077VV02

2F077VV04

3C029AA32

3C269AB01

3C269BB11

3C269CC01

3C269GG01

(57)【要約】

【課題】リニアエンコーダのハウジング内に汚染を招く物質が入り込むことを抑制する。
【解決手段】スケールと、スケールを検出ヘッドで走査して位置情報を得るセンサユニット１０２ｂと、スケール及び検出ヘッドを収納するハウジング３０１と、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂと、制御装置１１を含むリニアエンコーダ１２である。ハウジング３０１はスケール長手方向の両端部１１４に設けられた空気注入口１１８を有する。電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂは、空気をハウジングの空気注入口１１８に吐出する。制御装置１１は、センサユニット１０２ｂの移動方向の前方側に位置するハウジングの空気注入口１１８に吐出する空気の圧力である前方圧力と、その後方側に位置するハウジングの空気注入口１１８に吐出する空気の圧力である後方圧力に関し、前方圧力よりも後方圧力が高くなるように電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スケールと、前記スケールと対向して配置された検出ヘッドを有しており前記スケールを前記検出ヘッドで走査して位置情報を得るセンサユニットと、前記スケールおよび前記検出ヘッドを収納するハウジングと、を含み、
前記センサユニットは、前記ハウジングの外に配置された走査ヘッドと、前記走査ヘッドと前記検出ヘッドを連結する連結部とを有し、
前記ハウジングは、前記センサユニットの連結部が移動できるように構成されたスケール長手方向に延びる開口と、前記開口を閉塞するシール部材と、前記スケール長手方向の両端部に設けられた空気注入口とを有する、リニアエンコーダであって、
圧力が調整された空気を前記ハウジングの両端部の空気注入口に吐出する電空レギュレータと、
前記センサユニットの移動方向の前方側に位置する前記ハウジングの空気注入口に吐出する空気の圧力である前方圧力と、その後方側に位置する前記ハウジングの空気注入口に吐出する空気の圧力である後方圧力に関し、前記前方圧力よりも前記後方圧力が高くなるように前記電空レギュレータを制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とするリニアエンコーダ。

【請求項2】

請求項１に記載のリニアエンコーダにおいて、
前記制御装置は、
前記センサユニットが第１速度で移動する場合の前記後方圧力に比べて、前記センサユニットが前記第１速度よりも速い第２速度で移動する場合の前記後方圧力が高くなるように前記電空レギュレータを制御する、
ことを特徴とするリニアエンコーダ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のリニアエンコーダを含み、
前記リニアエンコーダの前記制御装置は、前記センサユニットが接続された制御対象物の位置を制御する数値制御装置である、
ことを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リニアエンコーダ及び工作機械に関し、特に、リニアエンコーダのハウジング内に汚染を招く物質が入り込むことを抑制するための構成に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の工作機械に搭載されたリニアエンコーダについて、図２，３を参照して説明する。図２は、従来のリニアエンコーダ１０２が搭載された工作機械１００の一例を示す概略構成図である。図３は、リニアエンコーダ１０２のスケール３０２の長手方向と直交するリニアエンコーダ１０２の断面を示す断面図である。図２に示すように、リニアエンコーダ１０２は、スケールユニット１０２ａとセンサユニット１０２ｂを備える。スケールユニット１０２ａは、図示しないベッドに固定されている。センサユニット１０２ｂは、制御対象物としてのテーブル１１０に固定されており、スケールユニット１０２ａ内のスケール３０２（図３参照）からテーブル１１０の位置を検出し、位置情報を数値制御装置１０１へ出力する。

【0003】

テーブル１１０は、ボールねじナット１０９と固定され非回転状態となっており、ボールねじ１０８（ねじ軸）の回転に伴って、ボールねじナット１０９は、ボールねじ１０８の軸方向に移動可能となっている。ボールねじ１０８は、その両端を図示しないタックベアリングで軸支されており、カップリング１０７を介して、モータ１０６の出力軸と連結されている。

【0004】

モータ１０６の出力軸の他側にはロータリエンコーダ１０５が設けられており、ロータリエンコーダ１０５は、モータ１０６の回転位置を検出し、その位置情報を数値制御装置１０１へ出力する。数値制御装置１０１は、ロータリエンコーダ１０５からの位置情報と、リニアエンコーダ１０２からの位置情報から、制御対象物（テーブル１１０）を所望の位置へ移動させるべく、モータ１０６へ制御電流を流し、モータ１０６を回転させる。

【0005】

ここで、リニアエンコーダ１０２の設置環境について説明する。工作機械であれば、加工物を切削する際に生じる切粉や、切削効率を上げるための切削液といった、リニアエンコーダ１０２を汚染する物質が周辺に存在する。また、図２からも分かるように、リニアエンコーダ１０２は比較的、ボールねじ１０８の近傍に配置されることが多く、ボールねじ１０８の回転を滑らかにするための潤滑油が、ボールねじ１０８の回転に伴って、リニアエンコーダ１０２に飛沫することもある。このような物質が、スケールユニット１０２ａのハウジング３０１（図３参照）内に入ってこないように、従来から、ハウジング３０１のスケール長手方向（スケール３０２の長手方向、図３の紙面を突き抜ける方向）の端から圧縮空気を導入することが行われている。図２の例では、ハウジング３０１の両端部１１４から空気を導入しているが、ハウジング３０１の片端からのみ導入する場合もある。導入される圧縮空気は、工作機械等が設置された工場のコンプレッサ等から供給される。

【0006】

コンプレッサから供給される圧縮空気は、エアフィルタユニット１０３にて清浄化したものを使用する。エアフィルタユニット１０３は、通常のエアフィルタだけでなく、ドレインキャッチやミストセパレータ、マイクロミストセパレータ、スーパーミストセパレータなどで構成され、多段に清浄化してクリーンエアを生成することが一般的である。このようにして清浄化された圧縮クリーンエアは、圧力計付きレギュレータ２０４にて所定の空気圧に設定され、スケールユニット１０２ａのハウジング３０１へ供給される。

【0007】

供給される圧縮クリーンエアのエア圧は、高ければ高いほど、汚染を招く物質からスケールユニット１０２ａを保護する能力が上がるが、逆に、工場のコンプレッサのエア消費量が増え、これに伴い消費電力量も上がるため、非効率になる。加えて、エア流量が増えるため、エアフィルタユニット１０３のフィルタ汚れも早くなるため、フィルタ交換等のメンテナンスの間隔も短くなってしまう。このようなことから、汚染を招く物質に対する保護能力と、エア流量とのバランスを考えながら、エア圧の設定値を選定している。それでも、スケールユニット１０２ａのハウジング３０１内部が汚れることは、リニアエンコーダ１０２にとって問題であった。

【0008】

図３に示すように、スケールユニット１０２ａは、ハウジング３０１と、ハウジング３０１内に配置されたスケール３０２を備える。センサユニット１０２ｂは、ハウジング３０１内に位置する検出ヘッド３１２と、ハウジング３０１の外に位置する走査ヘッド３０５と、走査ヘッド３０５と検出ヘッド３１２を連結する連結部３０８を備える。

【0009】

スケール３０２は、ガラス板に格子状のクロム遮光膜を敷設したものであり、ゴム紐３０３や図示しない接着剤にてハウジング３０１（スケールカバー）に固定されている。ハウジング３０１は、センサユニット１０２ｂの連結部３０８がスケール長手方向に移動できるように構成されたスケール長手方向に沿った開口３１０を備える。ハウジング３０１の開口３１０は、２枚の防塵シール３０４ａ，３０４ｂにより塞がれており、これにより、外部から物質がハウジング３０１内に侵入することが抑制されている。

【0010】

センサユニット１０２ｂの検出ヘッド３１２は、ＬＥＤ等からなる発光ユニット３０６と、フォトダイオード等からなる受光ユニット３０７と、発光ユニット３０６及び受光ユニット３０７を保持する保持部３０９を備える。走査ヘッド３０５は、内部に不図示の処理回路基板を備える。走査ヘッド３０５の処理回路基板と、検出ヘッド３１２の発光ユニット３０６及び受光ユニット３０７とは、センサユニット１０２ｂの連結部３０８に設けたトンネル状の穴（不図示）を通じてケーブルで接続されており、ＬＥＤへの電力供給やフォトダイオードで光電変換された電気信号を送受信している。

【0011】

センサユニット１０２ｂがスケールユニット１０２ａに対してスケール長手方向に移動する際は、センサユニット１０２ｂの連結部３０８が、防塵シール３０４ａ，３０４ｂと接触しつつ、防塵シール３０４ａ，３０４ｂを掻き分けながら、移動することになる。

【0012】

防塵シール３０４ａ，３０４ｂは、ゴム材からなることが一般的であり、ニトリルゴムやウレタンといったものから、耐油性の観点からフッ化ゴムなども選定されている。しかし、例えば、工作機械で使用される切削液の種類は、数多あり、いろんな添加剤が使用されているため、完全に影響を受けないゴム材というのは、探すのが難しい。また、防塵シール３０４ａ，３０４ｂに付着した油剤が、経年劣化して粘度が増したり、切粉の鉄粉など他の異物を含有したりして、センサユニット１０２ｂの連結部３０８との接触部で引き摺られる現象が起き、接触面が傷んでしまうこともあった。このようにして、防塵シール３０４ａ，３０４ｂに、劣化や変形、変質といった問題が起き、防塵シール３０４ａ、３０４ｂと連結部３０８の間に、隙間が生じることがある。なお、従来技術では、前述したようにハウジング３０１内に圧縮空気を導入しているので、多少の隙間であれば、空気圧（エア圧）によって外部からハウジング３０１内への物質の入り込みを防ぐことができる、と考えられている。

【0013】

ここで、図３を再び参照すると、ハウジング３０１の内部断面では、そのほとんどの面積を、センサユニット１０２ｂの検出ヘッド３１２が占めており、隙間が僅かしか存在しない。この状態で、スケールユニット１０２ａとセンサユニット１０２ｂとが、相対移動すると、あたかもシリンダ内でピストンが作動するような状況が起きる。センサユニット１０２ｂは、この場合、ピストンに相当するが、これが向かう側のハウジング３０１の内室は、気圧が高くなり、逆に、離れていく側のハウジング３０１の内室は、気圧が低くなる現象が起きてしまう。気圧が高くなる側のハウジング３０１の内室はよいが、気圧が低くなる側のハウジング３０１の内室は気圧が低くなる。低くなった気圧が、供給されるエア圧と相殺した結果、負圧の状態となる場合があると、外部からハウジング３０１内に物質を吸い込んでしまう。２枚の防塵シール３０４ａ，３０４ｂのそれぞれと連結部３０８の間に、隙間が生じていると、供給されるエア圧が低下した状態となっているので、より負圧が生じ易いといえる。

【0014】

また、近年の工作機械等では、リニアモータ駆動の採用等で、スケールユニット１０２ａとセンサユニット１０２ｂとの相対移動速度、所謂、送り速度は、高速化、高加速度化しており、これも負圧が生じることを助長している。なお、検出ヘッド３１２が位置するハウジング３０１の内部断面において、もっと互いの隙間を増やせば負圧が生じにくくなるという考えもあるが、そのためにハウジング３０１を大きく（太く）せねばならないため、難しい選択を迫られることとなっている。

【0015】

特許文献１には、ハウジングに内設されたメインスケールと検出ヘッドの相対移動によってその移動距離を測定する測長装置に関し、検出ヘッドの移動方向の前側部分から後側部分に空気を流す通風管を設けて、移動方向の後側部分の負圧状態を抑制する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】実開平４－１１４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

リニアエンコーダにおいて、防塵シールで開口を塞ぎ、圧縮クリーンエアをハウジング内へ導入しているにもかかわらず、汚染物質がハウジング内に入り込み、スケール面を汚し、検出不良となる事例がある。その原因は、次の通りである。

【0018】

切削液や潤滑油などが防塵シールに付着し、切粉の鉄粉などの他の異物を含みながら、油剤の粘度が増す。その粘度が増した状態で、センサユニットが走査されると、防塵シールとセンサユニットの連結部との接触面での摩擦が大きくなり、防塵シールのリップ部が徐々に損傷し、シール性能が低下する。しかし、この状態でも、クリーンエアのエア圧によって、一定程度はハウジング内への物質の入り込みを防ぐことはできるが、スケールユニットとセンサユニットとの相対移動により、あたかもシリンダ内でピストンが作動するような状態となるため、ハウジング内が負圧となってしまう。負圧が発生すると、リニアエンコーダの周辺雰囲気に漂っているオイルミストや粉塵を吸い込むこととなり、スケール面を汚してしまう。

【0019】

これを防ぐために、クリーンエアのエア圧を定常的に上げた場合、工場側のエアコンプレッサのエア消費量が増え、非効率になってしまう。また、エア流量が増えたことにより、クリーンエアを生成するエアフィルタ類の汚れも加速し、頻繁にフィルタ交換などのメンテナンスをする必要性に迫られることになる。よって、リニアエンコーダのハウジング内に汚染物質が入り込むことを効果的に抑制できる構成が望まれている。

【0020】

本発明の目的は、リニアエンコーダのハウジング内に汚染を招く物質が入り込むことを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明に係るリニアエンコーダは、スケールと、前記スケールと対向して配置された検出ヘッドを有しており前記スケールを前記検出ヘッドで走査して位置情報を得るセンサユニットと、前記スケールおよび前記検出ヘッドを収納するハウジングと、を含み、前記センサユニットは、前記ハウジングの外に配置された走査ヘッドと、前記走査ヘッドと前記検出ヘッドを連結する連結部とを有し、前記ハウジングは、前記センサユニットの連結部が移動できるように構成されたスケール長手方向に延びる開口と、前記開口を閉塞するシール部材と、前記スケール長手方向の両端部に設けられた空気注入口とを有する、リニアエンコーダであって、圧力が調整された空気を前記ハウジングの両端部の空気注入口に吐出する電空レギュレータと、前記センサユニットの移動方向の前方側に位置する前記ハウジングの空気注入口に吐出する空気の圧力である前方圧力と、その後方側に位置する前記ハウジングの空気注入口に吐出する空気の圧力である後方圧力に関し、前記前方圧力よりも前記後方圧力が高くなるように前記電空レギュレータを制御する制御装置と、を備える、ことを特徴とする。

【0022】

本発明に係るリニアエンコーダにおいて、前記制御装置は、前記センサユニットが第１速度で移動する場合の前記後方圧力に比べて、前記センサユニットが前記第１速度よりも速い第２速度で移動する場合の前記後方圧力が高くなるように前記電空レギュレータを制御する、としてもよい。

【0023】

また、本発明に係る工作機械は、上記リニアエンコーダを含み、前記リニアエンコーダの前記制御装置は、前記センサユニットが接続された制御対象物の位置を制御する数値制御装置である、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、スケールに対してセンサユニット（検出ヘッド）が移動したとしても、ハウジング内で負圧が生じることを抑制することができるため、ハウジング内への汚染物質の入り込みを抑制することができる。リニアエンコーダ内部への汚染物質の入り込みを抑制することは、リニアエンコーダの検出不良に関する故障やアラーム発生といった事態の発生を低減することに繋がるため、メンテナンス費用や交換費用の削減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係るリニアエンコーダを含む工作機械の一例を示す概略構成図である。

【図2】従来技術のリニアエンコーダを含む工作機械の一例を示す概略構成図である。

【図3】本発明の実施形態及び従来技術に共通のリニアエンコーダの断面を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。全ての図面において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0027】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るリニアエンコーダ１２を含む工作機械１０の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態では、リニアエンコーダ１２のハウジング３０１へ導入するエアの供給経路において、圧力計付きレギュレータ２０４（図２参照）に代えて、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを配置している。また、数値制御装置１１と電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂの間に電線を配置して、数値制御装置１１から電空レギュレータ１０４ａ，１０４に制御信号ＰＳＲ，ＰＳＬを送信できるようにしている。図１のその他の構成は、図２の構成と同じである。

【0028】

工作機械１０は、数値制御装置１１を備えるＮＣ工作機械である。工作機械１０は、数値制御装置１１と、制御対象物としてのテーブル１１０と、テーブル１１０に接続されたリニアエンコーダ１２を備える。工作機械１０及びリニアエンコーダ１２の基本構成は、図２，３を用いて説明した工作機械１００及びリニアエンコーダ１０２と同じである。

【0029】

図１に示すように、リニアエンコーダ１２は、スケールユニット１０２ａとセンサユニット１０２ｂを備える。スケールユニット１０２ａは、スケール３０２（図３参照）とハウジング３０１を含む。センサユニット１０２ｂは、スケール３０２と対向して配置された検出ヘッド３１２（図３参照）と、ハウジング３０１の外に配置された走査ヘッド３０５と、走査ヘッド３０５と検出ヘッド３１２を連結する連結部３０８を含む。

【0030】

スケール３０２は、例えばガラス板に格子状の遮光膜を敷設したものである。検出ヘッド３１２は、スケール３０２を挟んで互いに対向して位置する発光ユニット３０６と受光ユニット３０７（光センサ素子）を含む。センサユニット１０２ｂは、ボールねじナット１０９の移動に伴って、検出ヘッド３１２でスケール３０２を走査して、受光ユニット３０７と処理回路基板（不図示）により位置情報を取得し、位置情報を数値制御装置１１に送信する。このように、リニアエンコーダ１２は透過型エンコーダである。

【0031】

なお、リニアエンコーダ１２は反射型エンコーダであってもよい。すなわち、スケールは、例えばスチール板に格子状の反射遮光膜を敷設したものであってもよく、検出ヘッドは、発光ユニットと受光ユニット（光センサ素子）が共にスケールの片側に配置されたものであってもよい。

【0032】

ハウジング３０１は、スケール３０２および検出ヘッド３１２を収納する。ハウジング３０１は、センサユニット１０２ｂの連結部３０８が移動できるように構成されたスケール長手方向に延びる開口３１０と、開口３１０を閉塞する防塵シール３０４ａ，３０４ｂ（シール部材）と、スケール長手方向の両端部１１４（図１参照）に設けられた空気注入口１１８を含む。なお、ハウジング３０１のスケール長手方向の両端部１１４は、端板により閉塞されており、端板に空気注入口１１８が設けられている。

【0033】

リニアエンコーダ１２は、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを備える。電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂは、エアフィルタユニット１０３を介して供給された圧縮空気（コンプレッサから供給された圧縮空気）を吸入し、その圧縮空気の圧力を調整して、ハウジング３０１の空気注入口１１８に吐出する。具体的には、電空レギュレータ１０４ａは、ハウジング３０１の右端部１１４の空気注入口１１８に空気を吐出し、電空レギュレータ１０４ｂは、ハウジング３０１の左端部１１４の空気注入口１１８に空気を吐出する。なお、本実施形態では、２つの電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを用いているが、これらが一体化された１つの電空レギュレータが用いられてもよい。

【0034】

数値制御装置１１は、制御信号ＰＳＲを送信して電空レギュレータ１０４ａの吐出空気の圧力を制御し、制御信号ＰＳＬを送信して電空レギュレータ１０４ｂの吐出空気の圧力を制御する。なお、本実施形態では、リニアエンコーダ１２が工作機械１０に採用されているため、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂの制御装置として数値制御装置１１を用いている。しかし、リニアエンコーダ１２が採用される装置やシステムに応じて、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御するための他の制御装置が用いられてもよい。制御装置は、ＣＰＵを有するプロセッサと、記憶装置を含む。プロセッサは、記憶装置に格納されたプログラムと制御データ等に従って動作し、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御する。

【0035】

数値制御装置１１は、センサユニット１０２ｂ（検出ヘッド３１２）の移動方向の前方側に位置するハウジング３０１の空気注入口１１８に吐出する空気の圧力である前方圧力と、その後方側に位置するハウジング３０１の空気注入口１１８に吐出する空気の圧力である後方圧力に関し、前方圧力よりも後方圧力が高くなるように電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御する。これについて、以下で具体的に説明する。

【0036】

数値制御装置１１は、入力された運転プログラムや操作者からの指令位置に基づいて、センサユニット１０２ｂからフィードバックされる検出位置と指令位置との差分を無くするようモータ１０６へ制御電流を出力し、モータ１０６の回転軸を回転させる。モータ１０６の回転軸の回転に伴って、カップリング１０７を介して連結されたボールねじ１０８が回転し、回転を拘束されたボールねじナット１０９が軸方向へ移動する。これによって、ボールねじナット１０９と連結したテーブル１１０を所望の位置へ移動させることができる。よって、数値制御装置１１は、テーブル１１０を所望の位置へ移動させる前に、指令位置と検出位置との差分から、センサユニット１０２ｂが、スケールユニット１０２ａに対して、相対的に左右のいずれに移動することになるかを把握することができている。

【0037】

ここで、図１において、テーブル１１０を左方向へ移動させる指令位置となった場合、センサユニット１０２ｂもスケールユニット１０２ａに対して、相対的に左方向へ移動することとなる。この状態となったら、数値制御装置１１は、電空レギュレータ１０４ａへの制御信号ＰＳＲにて、スケールユニット１０２ａ（ハウジング３０１）の右側の空気注入口１１８に導入するエアの圧力値（空気圧力値）を大きくする指令を出力し、逆に、電空レギュレータ１０４ｂへの制御信号ＰＳＬにて、スケールユニット１０２ａ（ハウジング３０１）の左側の空気注入口１１８に導入するエアの圧力値を小さくする指令を出力する。そして、テーブル１１０が指令位置へ到達したら、数値制御装置１１は、各電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂのエア圧力値が均衡するように制御信号ＰＳＲ，ＰＳＬを出力する。

【0038】

一方、図１において、テーブル１１０を右方向へ移動させる指令位置となった場合、電空レギュレータ１０４ａへの制御信号ＰＳＲにて、スケールユニット１０２ａの右側の空気注入口１１８に導入するエアの圧力値を小さくする指令を出力し、電空レギュレータ１０４ｂへの制御信号ＰＳＬにて、スケールユニット１０２ａの左側の空気注入口１１８に導入するエアの圧力値を大きくする指令を出力する。

【0039】

ここで、空気圧力値の一例について説明する。リニアエンコーダ１２の構造やサイズによっても異なるが、ハウジング３０１の２つの空気注入口１１８のそれぞれに、例えば０．０３ＭＰａ程度のエア圧力値でエア導入する。よって、例えば、センサユニット１０２ｂの移動時にエア圧力値を大きくしたい側（移動方向の後方側）を０．０５ＭＰａとし、小さくしたい側（移動方向の前方側）を０．０１ＭＰａといった具合に制御信号ＰＳＲ，ＰＳＬを出力するとよい。また、エア圧力値を相対的に小さくする側については、必ずしも移動していない時の均衡した０．０３ＭＰａより小さくする必要は無い。すなわち、０．０３ＭＰａのままであっても、エア圧力値を大きくする側（移動方向の後方側）がそれを超えていればよい。つまり、センサユニット１０２ｂが移動する側（移動方向の前方側）のスケールユニット１０２ａの内室へ導入するエア圧力値が、逆側（移動方向の後方側）の内室のエア圧力値よりも小さくなるようにすればよい。

【0040】

すなわち、センサユニット１０２ｂが遠ざかる側（移動方向の後方側）のスケールユニット１０２ａ（ハウジング３０１）の内室に、負圧が発生しないようにエア圧力値を指令することが理想的と言える。負圧が発生する条件は、予め実験等によって測定しておくと、尚のこと理に適ったエア圧力値を指令できるであろう。なお、ここで示したエア圧力値は一例であり、エア圧力値は適宜変更することができる。

【0041】

以上説明した実施形態によれば、センサユニット１０２ｂ（検出ヘッド３１２）が移動した際に、ハウジング３０１の検出ヘッド移動方向の後方側の内室で負圧が生じることを抑制できるため、開口３１０を介して、ハウジング３０１内へ汚染物質が入り込むことを抑制することができる。リニアエンコーダ内部へ汚染物質の入り込みを抑制することは、リニアエンコーダの検出不良に関する故障やアラーム発生といった事態の発生を低減することに繋がるため、メンテナンス費用や交換費用の削減も可能となる。

【0042】

なお、数値制御装置１１（制御装置）は、センサユニット１０２ｂが移動していない時（停止時）に２つの空気注入口１１８に供給するエアの合計圧力値（停止時圧力値）に対して、それが移動している時（移動時）に２つの空気注入口１１８に供給するエアの合計圧力値（移動時圧力値）が大きくならないように、電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御してもよい。すなわち、センサユニット１０２ｂの移動時に、エア流量を増やすことを抑制してもよい。これにより、圧縮空気を供給するコンプレッサのエア消費量を抑制することができ、エアフィルタユニット１０３のフィルタ汚れが進むことを抑制することができる。

【0043】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態のリニアエンコーダについて説明する。第２実施形態のリニアエンコーダは、上記した実施形態（第１実施形態）のリニアエンコーダと基本構成は同じであるが、センサユニット１０２ｂの移動速度に応じて、ハウジング３０１に供給する空気の圧力を変化させる点で異なる。

【0044】

具体的には、第２実施形態では、数値制御装置１１は、センサユニット１０２ｂが遅い速度（第１速度）で移動する場合におけるハウジング３０１の検出ヘッド移動方向の後方側内室に供給する空気の圧力（後方圧力と言う）に比べて、センサユニット１０２ｂが速い速度（第２速度、第２速度＞第１速度）で移動する場合における後方圧力の方が高くなるように電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂを制御する。

【0045】

例えば、数値制御装置１１は、センサユニット１０２ｂの移動速度に比例させて、ハウジング３０１の検出ヘッド移動方向の後方側内室のエア圧力値（センサユニット１０２ｂの停止時のエア圧力値から高くする値）を大きくする。一例として、数値制御装置１１は、テーブル１１０を移動させる送り速度について、例えば、１ｍ／ｍｉｎ当たり０．０１ＭＰａの比率で、ハウジング３０１の検出ヘッド移動方向の後方側内室のエア圧力値を大きくするように電空レギュレータ１０４ａ，１０４ｂへ指令を出力する。この第２実施形態においても、ハウジング３０１内へ汚染物質が入り込むことを効果的に抑制することができる。

【0046】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの形態のみに限定されるものではない。図１では、送り軸は１軸の形態で説明したが、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）等の形態であってもよい。また、送り機構は、ボールねじ１０８による駆動方式であったが、リニアモータ駆動方式でも構わない。リニアモータ駆動方式の方が、より高速化、高加減速化が可能なため、センサユニット１０２ｂの移動に伴うハウジング３０１内の負圧状態がより起きやすいので、上記した実施形態の効果が発揮されやすい。

【0047】

センサユニット１０２ｂの移動に伴うハウジング内の気圧低下、周辺環境の状態、対象システムの状態等を考慮して、制御装置がリニアエンコーダ１０２へ導入するエアの圧力を制御するものは、上記した構成要素を多少変化させたとしても、本願発明の範囲内にあると言える。

【符号の説明】

【0048】

１０，１００ 工作機械、１１，１０１ 数値制御装置（制御装置）、１２，１０２ リニアエンコーダ、１０２ａ スケールユニット、１０２ｂ センサユニット、１０３ エアフィルタユニット、１０４ａ，１０４ｂ 電空レギュレータ、１０５ ロータリエンコーダ、１０６ モータ、１０７ カップリング、１０８ ボールねじ、１０９ ボールねじナット、１１０ テーブル（制御対象物）、１１４ 端部、１１８ 空気注入口、２０４ 圧力計付きレギュレータ、３０１ ハウジング（スケールカバー）、３０２ スケール、３０３ ゴム紐、３０４ａ，３０４ｂ 防塵シール（シール部材）、３０５ 走査ヘッド、３０６ 発光ユニット、３０７ 受光ユニット（光センサ素子）、３０８ 連結部、３０９ 保持部、３１０ 開口、３１２ 検出ヘッド。

【図1】

【図2】

【図3】