特許 7444627 メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを有する装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを有する装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20240228BHJP

   G01D 5/347 20060101ALI20240228BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

G01D5/12 Q

G01D5/347 110X

G01D5/245 110W

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020020495

(22)【出願日】2020-02-10

(65)【公開番号】P2020144114

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2022-09-12

(31)【優先権主張番号】19160940

(32)【優先日】2019-03-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】502149218

【氏名又は名称】エテル・ソシエテ・アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ・タミグニオー

(72)【発明者】

【氏名】ピエール－アンドレ・ザノーニ

(72)【発明者】

【氏名】デニス・ストーン

(72)【発明者】

【氏名】ゴルカ・ガルドス

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－２１０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－２８５５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００－５／２５２

Ｇ０１Ｂ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メイン支持部（１２）と、該メイン支持部（１２）上に配置された中間支持部（１４）と、該中間支持部（１４）上に配置されたスケール（１６）とを有する装置（１０）であって、前記スケール（１６）が長手方向（Ｘ）に延在しており、前記スケール（１６）が、測定目盛り平面（２０）に配置された、少なくとも長手方向（Ｘ）における位置測定のための測定目盛り（１８）を備えている、前記装置において、
前記メイン支持部（１２）が、第１の固定要素（２２）及び第２の固定要素（２４）を備えており、該第１の固定要素（２２）及び該第２の固定要素（２４）が前記メイン支持部（１２）に統合されており、該第１の固定要素（２２）及び該第２の固定要素（２４）が長手方向（Ｘ）に互いに離間して配置されていること、前記第１の固定要素（２２）が、第１の位置（Ｐ１）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に対して固定して支持するように形成されていること、前記第２の固定要素（２４）が、前記第１の位置（Ｐ１）とは異なる第２の位置（Ｐ２）で、長手方向（Ｘ）において前記メイン支持部（１２）に対して自由に移動可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていること、前記装置（１０）が、第３の固定要素（２６）及び第４の固定要素（２８）を備えており、該第３の固定要素（２６）及び該第４の固定要素（２８）が軸方向（Ｘ）に互いに離間して配置されていること、並びに第３の固定要素（２６）が、第１の位置（Ｐ１）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）に固定して前記スケール（１６）を支持するように形成されていること、前記第４の固定要素（２８）が、前記第１の位置（Ｐ１）及び前記第２の位置（Ｐ２）とは異なる第３の位置（Ｐ３）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）に対して自由に移動可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されていることを特徴とする装置。

【請求項2】

前記第１の固定要素（２２）が、前記第１の位置（Ｐ１）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第１の位置（Ｐ１）に割り当てられた回転軸線（Ｒ１）を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されており、前記第２の固定要素（２４）が、前記第２の位置（Ｐ２）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第２の位置（Ｐ２）に割り当てられた回転軸線（Ｒ２）を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。

【請求項3】

前記第１の固定要素（２２）及び前記第２の固定要素（２４）が、それぞれ前記第１の位置（Ｐ１）あるいは前記第２の位置（Ｐ２）で、前記長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）及び前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１０）。

【請求項4】

前記第３の固定要素（２６）が、前記第１の位置（Ｐ１）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第１の位置（Ｐ１）に割り当てられた回転軸線（Ｒ１）を中心として前記中間支持部（１４）に対して自由に回転可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されており、前記第４の固定要素（２８）が、前記第３の位置（Ｐ３）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第３の位置（Ｐ３）に割り当てられた回転軸線（Ｒ３）を中心として前記中間支持部（１４）に対して自由に回転可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項5】

前記第３の固定要素（２６）及び前記第４の固定要素（２８）が、それぞれ前記第１の位置（Ｐ１）あるいは前記第３の位置（Ｐ３）で、前記長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）及び前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において前記スケール（１６）を前記中間支持部（１４）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項6】

前記メイン支持部（１２）が複数の別の固定要素（３０．１～３０．４）を備えており、該別の固定要素（３０．１～３０．４）が前記メイン支持部（１２）に統合されており、前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、長手方向（Ｘ）に分配されて前記第１の固定要素（２２）と前記第２の固定要素（２４）の間に配置されているとともに、前記第１の位置（Ｐ１）及び前記第２の位置（Ｐ２）とは異なる複数の別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、長手方向（Ｘ）及び該長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）において前記メイン支持部（１２）に対して自由に移動可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項7】

前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、それぞれ前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）に割り当てられた回転軸線を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置（１０）。

【請求項8】

前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）における前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の装置（１０）。

【請求項9】

前記第１の固定要素（２２）及び前記第２の固定要素（２４）が、前記メイン支持部（１２）の互いに対向する端部に配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項10】

前記スケール（１６）が、それぞれ前記長手方向（Ｘ）に延びる互いに対向する２つの側面（６２，６４）を有する長方形状の断面を備えており、前記第３の固定要素（２６）及び前記第４の固定要素（２８）が、前記中間支持部（１４）に配置されているとともに、互いに対向する前記側面（６２，６４）において前記スケール（１６）と接触するように形成されていることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項11】

前記第１の固定要素（２２）、前記第２の固定要素（２４）、前記第３の固定要素（２６）及び／又は前記第４の固定要素（２８）が、それぞれ１つのたわみジョイント（３２～３８）を備えていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項12】

前記第１の固定要素（２２）及び／又は前記第２の固定要素（２４）が、それぞれ少なくとも２つの板バネ（３２．１～３２．４；３４．１，３４．２）を備えており、各板バネ（３２．１～３２．４；３４．１，３４．２）が、測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において延在していることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項13】

前記メイン支持部（１２）及び前記中間支持部（１４）が、同一の熱膨張係数を有していることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項14】

前記中間支持部（１４）及び前記スケール（１６）が、異なる熱膨張係数を有していることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【請求項15】

前記スケール（１６）が、０～５０℃の温度範囲で１．５×１０^－６Ｋ^－１よりも小さい熱膨張係数を有する材料から成っていることを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の装置（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部分による、メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを有する装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

このような位置測定装置は、特に、加工されるべきワークピースに関する工具の相対位置を測定する加工機械において、また、試験対象物の位置及び寸法を算出する座標測定機械において、及び半導体産業においても用いられる。このとき、スケールは、支持部、例えば駆動ユニット（例えばリニアモータ）に直接設けられるか、又はスケールは、駆動ユニットにより駆動される部材に設けられる。位置測定装置の走査ユニットが可動のスケールに対して固定されて第２の物体に配置されており、支持部に対する当該第２の物体の相対位置が測定されるようになっている。

【0003】

位置測定装置についての要求はますます大きくなっている。目下、より高い解像度と、位置測定装置のより高い精度及び再現性とが要求される。支持部に対するスケールの固定点を形成するために、スケールを測定方向における支持部の任意の箇所に位置固定して固定することが知られている。

【0004】

多くの場合には、スケール及び支持部は、異なる熱膨張係数を有する材料から成っている。位置固定された固定は、温度変化時に支持部の強制力がスケールへ及ばないように構成されるべきである。

【0005】

同種の位置測定装置は、特許文献１から知られている。この位置測定装置では、スケールは、支持部本体及び測定標準によって形成されている。このとき、測定標準は、互いに離間した２つのサポート部を介して支持部本体に結合されている。サポート部のうち１つは、支持部本体に測定標準を固定するための固定点を形成している。第２のサポート部は弾性的な固定点を形成しており、その結果、固定されたサポート部を起点とした支持部本体に対する測定標準の熱による長手方向の変位が起こり得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】独国特許出願公開第１９５１２８９２号明細書

【文献】独国特許出願公開第１０２００８０１０２８４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の基礎となる課題は、コンパクトに構成され、精確な位置測定を可能とする、メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを有する装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

当該課題は、本発明により、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。

【0009】

本発明により形成された装置は、メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを含んでいる。スケールは長手方向に延在している。スケールは、測定目盛り平面に配置された、少なくとも長手方向における位置測定のための測定目盛りを備えている。メイン支持部は、第１の固定要素及び第２の固定要素を備えている。第１の固定要素及び第２の固定要素は、メイン支持部に統合されている。第１の固定要素及び第２の固定要素は、長手方向において互いに離間して配置されている。第１の固定要素は、第１の位置で、長手方向において中間支持部をメイン支持部に固定して支持するように形成されている。第２の固定要素は、第１の位置とは異なる第２の位置で、長手方向においてメイン支持部に対して自由に移動可能に中間支持部を支持するように形成されている。装置は、第３の固定要素及び第４の固定要素を備えている。第３の固定要素及び第４の固定要素は、長手方向において互いに離間して配置されている。第３の固定要素は、第１の位置で、長手方向においてスケールを中間支持部に固定して支持するように形成されている。第４の固定要素は、第１の位置及び第２の位置とは異なる第３の位置で、長手方向において中間支持部に対して自由に移動可能にスケールを支持するように形成されている。

【0010】

好ましくは、第１の位置、第２の位置及び第３の位置は、それぞれ互いに異なる長手位置である。

【0011】

第１の固定要素が、第１の位置において、測定目盛り平面に対して垂直に延びて第１の位置に割り当てられた回転軸線を中心としてメイン支持部に対して自由に回転可能に中間支持部を支持するように形成されており、第２の固定要素が、第２の位置において、測定目盛り平面に対して垂直に延びて第２の位置に割り当てられた回転軸線を中心としてメイン支持部に対して自由に回転可能に中間支持部を支持するように形成されていれば、有利である。

【0012】

さらに、メイン支持部が複数の別の固定要素を備えており、別の固定要素がメイン支持部に統合されており、別の固定要素が、長手方向に分配されて第１の固定要素と第２の固定要素の間に配置されているとともに、第１の位置及び第２の位置とは異なる複数の別の位置において、長手方向及び該長手方向に対して垂直に延びる横方向においてメイン支持部に対して自由に移動可能に中間支持部を支持するように形成されていれば、有利である。

【0013】

好ましくは、別の固定要素は、別の位置において、それぞれ測定目盛り平面に対して垂直に延びて別の位置に割り当てられた回転軸線を中心としてメイン支持部に対して自由に回転可能に中間支持部を支持するように形成されている。

【0014】

本発明により、コンパクトに構成された装置によって、一方では、メイン支持部に対するスケールの（局所的な）位置固定された固定が可能であり、他方では、スケールをメイン支持部から二重に結合解除することが可能である。このために、メイン支持部と中間支持部の間の結合解除及び中間支持部とスケールの間の結合解除が設定されている。このとき、結合解除は、それぞれ少なくとも１つの並進自由度、すなわち少なくとも長手方向（測定方向）において行われる。二重の結合解除により、温度変化時にも、メイン支持部からスケールへ強制力が作用しないことが達成される。加えて、中間支持部は断熱要素として用いられ、これにより、メイン支持部からスケールへの直接的な熱伝達が回避される。また、中間支持部を、スケールの破損又は損傷時に容易に交換することが可能である。

【0015】

本発明の有利な形成は、各従属請求項から見て取れる。

【0016】

本発明による装置の詳細及び利点は、添付の図面に基づく実施例の以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】メイン支持部と、当該メイン支持部に配置された中間支持部と、当該中間支持部に配置されたスケールとを含む本発明により形成された装置の斜視図である。

【図2】図１による装置の平面図である。

【図3】メイン支持部に統合された第１の固定要素と、メイン支持部に統合された第２の固定要素とを有するメイン支持部の斜視図である。

【図4】中間支持部の斜視図である。

【図5】第３の固定要素及び第４の固定要素によって互いに対向する側面に接触可能なスケールの平面図である。

【図6】第１の固定要素の斜視図である。

【図7】第２の固定要素の斜視図である。

【図8】第３の固定要素の斜視図である。

【図9】第４の固定要素の斜視図である。

【図10】メイン支持部に統合された別の固定要素のうち１つの斜視図である。

【図11】図１による装置を含む位置固定された基準部分に対するスケールの固定点の位置を測定する測定装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図１～図１０に基づき本発明の実施形態を説明する。本発明により形成された装置１０は、メイン支持部１２と、当該メイン支持部１２に配置された中間支持部１４と、当該中間支持部１４に配置されたスケール１６とを含んでいる。スケール１６は、長手方向Ｘに延在しているとともに、測定目盛り平面２０に配置された測定目盛り１８を備えている。測定目盛り１８は、光電的に走査可能なインクリメント目盛りとして、長手方向Ｘと、更に当該長手方向に対して横方向に延びる第２の横方向Ｙにおける高精度の位置測定のために形成されている。スケール１６は、好ましくは無視できるほど小さな熱膨張係数、特に０～５０℃の温度範囲で１．５×１０^－６Ｋ^－１、特に０．１×１０^－６Ｋ^－１の熱膨張係数αを有する材料から成っている。このような材料は、ガラスあるいはガラスセラミック（例えばＺＥＲＯＤＵＲ（ゼロデュア））又は例えばインバーのような金属である。

【0019】

メイン支持部１２及び中間支持部１４は、好ましくは約１０．５×１０^－６Ｋ^－１の熱膨張係数を有する鋼で構成されている。

【0020】

メイン支持部１２及び中間支持部１４は、それぞれプレート状の構造として形成されている。スケール１６は、それぞれ長手方向Ｘに延びる互いに対向する２つの側面６２，６４を有する長方形状の断面を備えている（図５参照）。

【0021】

メイン支持部１２、中間支持部１４及びスケール１６の３つの部材から成る構造が図１及び図２に図示されている。個々の構成要素、すなわち、メイン支持部１２、中間支持部１４及びスケール１６は、図３～図５に図示されている。

【0022】

図３に示されているように、メイン支持部１２は、当該メイン支持部１２に統合された第１の固定要素２２と、当該メイン支持部１２に統合された第２の固定要素２４とを備えている。第１の固定要素２２及び第２の固定要素２４は、長手方向Ｘにおいて互いに離間して配置されている。また、図１には、装置１０が第３の固定要素２６及び第４の固定要素２８を備えていることが示されている。第３の固定要素２６及び第４の固定要素２８は、長手方向Ｘにおいて互いに離間して配置されている。図１及び図５を参照すると、第３の固定要素２６及び第４の固定要素２８は、中間支持部１４に配置されているとともに、互いに対向する側面６２，６４において互いに接触するように形成されている。

【0023】

第１～第４の固定要素２２～２８は、一方では、メイン支持部１２に対する（局所的な）位置固定されたスケール１６の固定に用いられ、他方では、それぞれ少なくとも並進自由度において、すなわち長手方向Ｘ（測定方向）においてメイン支持部１２からスケール１６を二重に結合解除するために用いられる。このために、第１の固定要素２２は、第１の位置Ｐ１で、長手方向Ｘにおいて中間支持部１４をメイン支持部１２に固定して支持するように形成されている。第２の固定要素２４は、第１の位置Ｐ１とは異なる第２の位置Ｐ２で、長手方向Ｘにおいてメイン支持部１２に対して自由に移動可能に中間支持部１４を支持するように形成されている。第３の固定要素２６は、第１の位置Ｐ１で、長手方向Ｘにおいてスケール１６を中間支持部１４に固定して支持するように形成されている。第４の固定要素２８は、第１の位置Ｐ１及び第２の位置とは異なる第３の位置Ｐ３で、長手方向Ｘにおいて中間支持部１４に対して自由に移動可能にスケール１６を支持するように形成されている。第１～第３の位置Ｐ１～Ｐ３は、図２に明示されているように、好ましくはそれぞれ異なる長手位置、すなわち長手方向Ｘに沿った位置である。

【0024】

図３に関して、メイン支持部１２は、第１及び第２の固定要素２２，２４（すなわち、メイン支持部１２の互いに対向する端部に配置された固定要素）に加えて、メイン支持部１２へ統合された複数の別の固定要素３０．１～３０．４を備えている。図３に示されているように、別の固定要素３０．１～３０．４は、長手方向Ｘにおいて分配されて、第１の固定要素２２と第２の固定要素２４の間に配置されている。当該別の固定要素は、特に、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２とは異なる別の位置Ｑ１～Ｑ４において軸方向Ｘと当該軸方向Ｘに対して垂直な横方向Ｙ（すなわち測定目盛り平面２０に対して平行）とへ延びるように、メイン支持部１２に対して自由に移動可能に中間支持部１４を支持するように用いられる。別の位置Ｑ１～Ｑ４は、好ましくは、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の間に位置する、それぞれ互いに異なる長手位置、すなわち軸方向Ｘに沿った位置である。このことは、ここでも図２において明示されている。

【0025】

有利には、固定要素２２，２４及び３０．１～３０．４は、ワイヤカット放電加工法（Ｄｒａｈｔｅｒｏｄｉｅｒｖｅｒｆａｈｒｅｎ）によって製造することが可能である。当該固定要素の製造には、他の一般に知られた加工方法を用いることも可能である。図３において見て取れるように、固定要素２２，２４及び３０．１～３０．４は、メイン支持部１２の表面Ｓにおける凹部によって形成されている。

【0026】

図４に示された中間支持部１４は、固定ネジを収容する複数対の凹部５２～６０を備えている。これにより、一方では、中間支持部１４をメイン支持部１２に固定することができ、他方では、第３及び第４の固定要素２６，２８を介してスケール１６を中間支持部１４に固定することができる。このために、図５に示されているように、第３及び第４の固定要素２６，２８は、凹部５６，５８の対に割り当てられた、固定ネジを収容する凹部４６．１，４６．２；４８．１，４８．２の対を備えている。

【0027】

図６～図１０では、第１～第４の固定要素２２～２８及び別の固定要素３０．１～３０．４のうち１つ（以下では別の固定要素３０）が拡大して図示されている。図６～図１０の図示は、それぞれたわみジョイント（固体ジョイント）として形成された固定要素２２～２８，３０の機能を説明するためのものである。

【0028】

図６には、第１の固定要素２２の斜視図が示されている。第１の固定要素２２は、４つの板バネ３２．１～３２．４を備えている。板バネ３２．１～３２．４は、たわみジョイント３２を形成している。図６に示されているように、板バネ３２．１～３２．４は、それぞれメイン支持部１２の本体部Ｇから第１の固定要素２２の固定部分４２へ延在している。このとき、両板バネ３２．１，３２．２が横方向Ｙへ延在している一方、両板バネ３２．３，３２．４は長手方向Ｘへ延在している。また、各板バネ３２．１～３２．４は、測定目盛り平面２０に対して垂直に延びる高さ方向Ｚにおいて延在している。

【0029】

第１の固定要素２２の固定部分４２は、中間支持部１４の凹部５２に割り当てられた固定ネジを収容する一対の凹部４２．１，４２．２を含んでいる。これにより、中間支持部１４を第１の固定要素２２に固定することが可能である。

【0030】

図２～図６に関して、第１の固定要素２２は、第１の位置Ｐ１において、測定目盛り平面２０に対して垂直に延びて第１の位置Ｐ１に割り当てられた回転軸線Ｒ１を中心としてメイン支持部１２に対して自由に回転可能に中間支持部１４を支持するように形成されている。また、第１の固定要素２２は、第１の位置Ｐ１において横方向Ｙ及び高さ方向Ｚに中間支持部１４をメイン支持部１２に固定して支持するように形成されている。

【0031】

図７には、第２の固定要素２４の斜視図が示されている。第２の固定要素２４は、２つの板バネ３４．１～３４．２を備えている。板バネ３４．１，３４．２は、たわみジョイント３４を形成している。図７に示されているように、板バネ３４．１，３４．２は、それぞれメイン支持部１２の本体部Ｇから第２の固定要素２４の固定部分４４へ延在している。このとき、両板バネ３４．１，３４．２がそれぞれ横方向Ｙへ延在している。各板バネ３４．１，３４．２は高さ方向Ｚへ延在している。

【0032】

第２の固定要素２４の固定部分４４は、中間支持部１４の凹部５４に割り当てられた固定ネジを収容する一対の凹部４４．１，４４．２を含んでいる。これにより、中間支持部１４を第２の固定要素２４に固定することが可能である。

【0033】

図２～図７に関して、第２の固定要素２４は、第２の位置Ｐ２において、測定目盛り平面２０に対して垂直に延びて第２の位置Ｐ２に割り当てられた回転軸線Ｒ２を中心としてメイン支持部１２に対して自由に回転可能に中間支持部１４を支持するように形成されている。また、第２の固定要素２４は、第２の位置Ｐ２において横方向Ｙ及び高さ方向Ｚに中間支持部１４をメイン支持部１２に固定して支持するように形成されている。

【0034】

図８には、第３の固定要素２６の斜視図が示されている。第３の固定要素２６は、高さ方向Ｚに延在するウェブ状の部分３６．１を含んでいる。ウェブ状の部分３６．１は、たわみジョイント３６を形成している。第３の固定要素２６は、中間支持部１４に固定するための第１の固定部分４６と、スケール１６の側方での接触のための第２の固定部分６６とを含んでいる。第１の固定部分４６は、凹部４６．１，４６．２を含んでいる。当該凹部４６．１，４６．２は、凹部５６における固定ネジのために設けられている。第２の固定部分６６は、高さ方向Ｚに延在する２つの突出部６６．１，６６．２を含んでいる。当該突出部６６．１，６６．２は、スケール１６の側面６２の確実かつ精確な接触のために用いられる。突出部６６．１，６６．２により、横方向Ｙに見てそれぞれ突出部６６．１，６６．２の両側に接着剤が塗布される接着隙間があらかじめ設定されている。これにより、スケール１６が第３の固定要素２６に固定される。

【0035】

図２～図８に関して、第３の固定要素２６は、第１の位置Ｐ１において、第１の位置Ｐ１に割り当てられた回転軸線Ｒ１を中心として中間支持部１４に対して自由に回転可能にスケール１６を支持するように形成されている。また、第３の固定要素２６は、第１の位置Ｐ１において横方向Ｙ及び高さ方向Ｚにスケール１６を中間支持部１４に固定して支持するように形成されている。

【0036】

図９には、第４の固定要素２８の斜視図が示されている。第４の固定要素２８は、２つの支柱３８．１，３８．２及び１つの先細の部分３８．３を含んでいる。支柱３８．１，３８．２は、先細の部分３８．３と共にたわみジョイント３８を形成している。第４の固定要素２８は、中間支持部１４に固定するための第１の固定部分４８と、スケール１６の側方での接触のための第２の固定部分６８とを含んでいる。第１の固定部分４８は、凹部４８．１，４８．２を含んでいる。当該凹部４８．１，４８．２は、凹部５８における固定ネジのために設けられている。第２の固定部分６８は、高さ方向Ｚに延在する２つの突出部６８．１，６８．２を含んでいる。当該突出部６８．１，６８．２は、スケール１６の側面６４の確実かつ精確な接触のために用いられる。突出部６８．１，６８．２により、横方向Ｙに見てそれぞれ突出部６８．１，６８．２の両側に接着剤が塗布される接着隙間があらかじめ設定されている。これにより、スケール１６が第４の固定要素２８に固定される。

【0037】

図２～図９に関して、第４の固定要素２８は、第３の位置Ｐ３において、測定目盛り平面２０に対して垂直に延びて第３の位置Ｐ３に割り当てられた回転軸線Ｒ３を中心として中間支持部１４に対して自由に回転可能にスケール１６を支持するように形成されている。また、第４の固定要素２８は、第３の位置Ｐ３において横方向Ｙ及び高さ方向Ｚに中間支持部１４にスケール１６を固定して支持するように形成されている。

【0038】

図１０には、別の固定要素３０の斜視図が示されている。別の固定要素３０は、２つのＵ字状の板バネ４０．１～４０．２を含んでいる。当該板バネ４０．１，４０．２は、長手方向Ｘに延びる対称軸線に対して互いに対称に配置されている。両板バネ４０．１，４０．２は、共にたわみジョイント４０を形成している。図１０に示されているように、板バネ４０．１，４０．２は、それぞれメイン支持部１２の本体部Ｇから別の固定要素３０の対応する固定部分５０へ延在している。固定部分５０は、固定ネジを収容するそれぞれ１つの凹部５０．１，５０．２を含んでいる。別の固定要素３０の凹部５０．１，５０．２は、中間支持部１４の凹部６０に割り当てられている。これにより、中間支持部１４を別の固定要素３０に固定することが可能である。

【0039】

図２、図３及び図１０に関して、別の固定要素３０．１～３０．４は、（図３に基づいて上述した機能に加えて）別の位置Ｑ１～Ｑ４において、測定目盛り平面２０に対してそれぞれ垂直に延びて別の位置Ｑ１～Ｑ４に割り当てられた回転軸線を中心としてメイン支持部１２に対して自由に回転可能に中間支持部１４を支持するために用いられる。図１０には、別の固定要素３０についての当該回転軸線のうち１つ（回転軸線Ｏ）のみが例示的に図示されている。

【0040】

図１０において別の固定要素３０についてのみ例示的に図示されているように、板バネ４０．１，４０．２は少なくとも高さ方向Ｚにおいて延在しているため、高さ方向Ｚにおける中間支持部１４の移動は許容されない。したがって、図２、図３及び図１０に関して、別の固定要素３０．１～３０．４は、別の位置Ｑ１～Ｑ４において高さ方向Ｚに中間支持部１４をメイン支持部１２に固定して支持するように形成されている。

【0041】

図６～図９に基づき説明したように、第１～第４の固定要素２２～２８は、それぞれ１つの並進自由度において、すなわち自由度Ｘにおいてのみならず、回転自由度においても、すなわち自由度ＲＺにおいても、メイン支持部１２からのスケール１６の二重の結合解除のために用いられる。加えて、別の固定要素３０．１～３０．４は、全てのいわゆる面内の自由度、すなわち自由度Ｘ，Ｙ及びＲＺ（図１０参照）における結合解除のために用いられる。

【0042】

図１１には、図１による装置１０を含む位置固定された基準部分Ｂ（例えば機械ベッド）に対するスケール１６の固定点（基準点）の位置を測定する測定装置の平面図が示されている。図１１に示された測定装置においては、２つの別のスケール２，６が設けられており、これらスケールは、位置固定された基準部分Ｂに固定されている。装置１０は、位置固定された基準部分Ｂに対して横方向に変位可能に支持されている。スケール２が長手方向Ｘ及び横方向Ｙにおける位置特定のための測定目盛りを含む一方、スケール６は、横方向Ｙのみにおける位置特定のための測定目盛りを含んでいる。スケール２の測定目盛りは、装置１０の一端に連結された２つの走査ヘッド４．１，４．２によって走査可能である。スケール６の測定目盛りは、装置１０の他端に連結された１つの走査ヘッド８によって走査可能である。３つの走査ヘッド４．１，４．２，８を用いることで、位置固定された基準部分Ｂに対する基準点の位置（すなわち位置固定された回転点あるいは位置固定された回転軸線Ｒ１であって、位置固定はそれぞれメイン支持部１２に関する）を算出することが可能である。

【0043】

このために、図１１に示された測定装置により、自由度Ｘ，Ｙ，ＲＺにおいて、位置固定された基準部分Ｂに対する装置１０の位置を特定することが可能である。この観点では、特許文献２、特に第１の実施例が参照され、その内容はこれにより本願に取り入れられる。

【0044】

スケール１６は、例えばいわゆる１ＤＰｌｕｓエンコーダとして形成されている。この観点でも、特許文献２、特に図２～図５についての説明が参照される。

【0045】

本発明は、光電的な走査原理に限定されているものではない。測定目盛り１８は、特に磁気的にも、又は誘導式にも操作可能に形成されることが可能である。
なお、本発明は、以下の態様も包含し得る：
１．メイン支持部（１２）と、該メイン支持部（１２）上に配置された中間支持部（１４）と、該中間支持部（１４）上に配置されたスケール（１６）とを有する装置（１０）であって、前記スケール（１６）が長手方向（Ｘ）に延在しており、前記スケール（１６）が、測定目盛り平面（２０）に配置された、少なくとも長手方向（Ｘ）における位置測定のための測定目盛り（１８）を備えている、前記装置において、
前記メイン支持部（１２）が、第１の固定要素（２２）及び第２の固定要素（２４）を備えており、該第１の固定要素（２２）及び該第２の固定要素（２４）が前記メイン支持部（１２）に統合されており、該第１の固定要素（２２）及び該第２の固定要素（２４）が長手方向（Ｘ）に互いに離間して配置されていること、前記第１の固定要素（２２）が、第１の位置（Ｐ１）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に対して固定して支持するように形成されていること、前記第２の固定要素（２４）が、前記第１の位置（Ｐ１）とは異なる第２の位置（Ｐ２）で、長手方向（Ｘ）において前記メイン支持部（１２）に対して自由に移動可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていること、前記装置（１０）が、第３の固定要素（２６）及び第４の固定要素（２８）を備えており、該第３の固定要素（２６）及び該第４の固定要素（２８）が軸方向（Ｘ）に互いに離間して配置されていること、並びに第３の固定要素（２６）が、第１の位置（Ｐ１）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）に固定して前記スケール（１６）を支持するように形成されていること、前記第４の固定要素（２８）が、前記第１の位置（Ｐ１）及び前記第２の位置（Ｐ２）とは異なる第３の位置（Ｐ３）で、長手方向（Ｘ）において前記中間支持部（１４）に対して自由に移動可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されていることを特徴とする装置。
２．前記第１の固定要素（２２）が、前記第１の位置（Ｐ１）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第１の位置（Ｐ１）に割り当てられた回転軸線（Ｒ１）を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されており、前記第２の固定要素（２４）が、前記第２の位置（Ｐ２）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第２の位置（Ｐ２）に割り当てられた回転軸線（Ｒ２）を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする上記１．に記載の装置（１０）。
３．前記第１の固定要素（２２）及び前記第２の固定要素（２４）が、それぞれ前記第１の位置（Ｐ１）あるいは前記第２の位置（Ｐ２）で、前記長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）及び前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする上記１．又は２．に記載の装置（１０）。
４．前記第３の固定要素（２６）が、前記第１の位置（Ｐ１）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第１の位置（Ｐ１）に割り当てられた回転軸線（Ｒ１）を中心として前記中間支持部（１４）に対して自由に回転可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されており、前記第４の固定要素（２８）が、前記第３の位置（Ｐ３）において、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記第３の位置（Ｐ３）に割り当てられた回転軸線（Ｒ３）を中心として前記中間支持部（１４）に対して自由に回転可能に前記スケール（１６）を支持するように形成されていることを特徴とする上記１．～３．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
５．前記第３の固定要素（２６）及び前記第４の固定要素（２８）が、それぞれ前記第１の位置（Ｐ１）あるいは前記第３の位置（Ｐ３）で、前記長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）及び前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において前記スケール（１６）を前記中間支持部（１４）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする上記１．～４．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
６．前記メイン支持部（１２）が複数の別の固定要素（３０．１～３０．４）を備えており、該別の固定要素（３０．１～３０．４）が前記メイン支持部（１２）に統合されており、前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、長手方向（Ｘ）に分配されて前記第１の固定要素（２２）と前記第２の固定要素（２４）の間に配置されているとともに、前記第１の位置（Ｐ１）及び前記第２の位置（Ｐ２）とは異なる複数の別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、長手方向（Ｘ）及び該長手方向（Ｘ）に対して垂直に延びる横方向（Ｙ）において前記メイン支持部（１２）に対して自由に移動可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする上記１．～５．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
７．前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、それぞれ前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びて前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）に割り当てられた回転軸線を中心として前記メイン支持部（１２）に対して自由に回転可能に前記中間支持部（１４）を支持するように形成されていることを特徴とする上記６．に記載の装置（１０）。
８．前記別の固定要素（３０．１～３０．４）が、前記測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）における前記別の位置（Ｑ１～Ｑ４）において、前記中間支持部（１４）を前記メイン支持部（１２）に固定して支持するように形成されていることを特徴とする上記６．又は７．に記載の装置（１０）。
９．前記第１の固定要素（２２）及び前記第２の固定要素（２４）が、前記メイン支持部（１２）の互いに対向する端部に配置されていることを特徴とする上記１．～８．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１０．前記スケール（１６）が、それぞれ前記長手方向（Ｘ）に延びる互いに対向する２つの側面（６２，６４）を有する長方形状の断面を備えており、前記第３の固定要素（２６）及び前記第４の固定要素（２８）が、前記中間支持部（１４）に配置されているとともに、互いに対向する前記側面（６２，６４）において前記スケール（１６）と接触するように形成されていることを特徴とする上記１．～９．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１１．前記第１の固定要素（２２）、前記第２の固定要素（２４）、前記第３の固定要素（２６）及び／又は前記第４の固定要素（２８）が、それぞれ１つのたわみジョイント（３２～３８）を備えていることを特徴とする上記１．～１０．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１２．前記第１の固定要素（２２）及び／又は前記第２の固定要素（２４）が、それぞれ少なくとも２つの板バネ（３２．１～３２．４；３４．１，３４．２）を備えており、各板バネ（３２．１～３２．４；３４．１，３４．２）が、測定目盛り平面（２０）に対して垂直に延びる高さ方向（Ｚ）において延在していることを特徴とする上記１．～１１．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１３．前記メイン支持部（１２）及び前記中間支持部（１４）が、同一の熱膨張係数を有していることを特徴とする上記１．～１２．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１４．前記中間支持部（１４）及び前記スケール（１６）が、異なる熱膨張係数を有していることを特徴とする上記１．～１３．のいずれか１つに記載の装置（１０）。
１５．前記スケール（１６）が、０～５０℃の温度範囲で１．５×１０ ^－６ Ｋ ^－１ よりも小さい、好ましくは０．１×１０ ^－６ Ｋ ^－１ よりも小さい熱膨張係数を有する材料から成っていることを特徴とする上記１．～１４．のいずれか１つに記載の装置（１０）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】