JP2000258107A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JP2000258107A
JP2000258107A JP11066422A JP6642299A JP2000258107A JP 2000258107 A JP2000258107 A JP 2000258107A JP 11066422 A JP11066422 A JP 11066422A JP 6642299 A JP6642299 A JP 6642299A JP 2000258107 A JP2000258107 A JP 2000258107A
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Takeshi Ikemoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】インダクトシンセンサの電磁誘導量を増加させ
ることにより、位置検出精度を向上させた位置検出装置
を提供する。 【解決手段】センサ本体1と、センサ本体1に固定され
第一の平面的なコイルパターン4が設けられた基板から
なる第一スケール部3と、第一スケール部3と複数のコ
ラム8、18を介して結合される第二の平面的なコイル
パターン14が設けられた基板からなる第二スケール部
13と、第一スケール部3と第二スケール部13との中
間位置に配置され第一の平面的なコイルパターン4との
対向面に第三の平面的なコイルパターン6が設けられ第
二の平面的なコイルパターン14との対向面に第四の平
面的なコイルパターン16が設けられた基板からなるス
ライダ部5とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁誘導方式による
位置検出装置に関し、特に、インダクトシンセンサの電
磁誘導量を増加させることにより、位置検出精度を向上
させた位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の位置検出装置について、図4、図
5、および図6を参照して説明する。
【0003】図4は位置検出装置を示す概略正面図、図
5はスライダ部の平面的なコイルパターンを示す図、図
6はスケール部の平面的なコイルパターンを示す図であ
る。
【0004】図4を参照すると、位置検出装置50は、
センサ本体21と、センサ本体21に固定されるスケー
ル部23と、スケール部23に形成された平面的なコイ
ルパターン24と、スケール部23と対向して配置され
るスライダ部25と、スライダ部25に形成される平面
的なコイルパターン26と、スライダ部25と結合しス
ライダ部25と共にスライド自在に配置された位置検出
対象物22とから構成されている。
【0005】次に、上述のように構成された位置検出装
置50の動作について、図4、図5、および図6を参照
して説明する。
【0006】図6に示すスケール部23の平面的なコイ
ルパターン24は、2つのコイルパターン24A、24
Bより形成されており、平面的なコイルパターン24と
図5に示すスライダ部25の平面的なコイルパターン2
6とが対向して配置され、2つのコイルパターン24
A、24Bに互いに90゜位相のずれた正弦波を入力
し、スケール部23の2つのコイルパターン24A、2
4Bから発生する磁界を、スライダ部25の平面的なコ
イルパターン26で電磁誘導により変位量に応じて位相
のずれた正弦波を検出することにより、スライダ部25
と結合された位置検出対象物22の位置検出が行われ
る。
【0007】図6に示すスケール部23の平面的なコイ
ルパターン24は、平面的な2つのコイルパターン24
A、24Bが変位検出方向上互いに交互に形成配置され
ているが、2つのコイルパターン24A、24Bの形成
配置について、特開平2−275314号公報では、図
7に示すように、2つのコイルパターン34A、34B
のパス数を2往復以上(図7では3往復)にすることに
より、スケール部23に用いられるインダクトシン基板
の無駄な領域の比率を少なくし、変位検出方向における
コイルパターン34A、34Bの配置密度を大きくし
て、検出精度を改善する技術が開示されている。
【0008】また、特開平5−135236号公報で
は、図8に示すように、2つのコイルパターン44A、
44Bの端部にコイルパターンの遊びa、bを設けるこ
とにより、2つのコイルパターン44A、44Bの長さ
を等しくし、各々のコイルパターン44A、44Bのイ
ンピーダンスを等しくすることにより、検出精度を改善
する技術が開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述の位置検出装置
は、何れも、電磁誘導起電圧を大きくして位置検出精度
を向上させるためには、スケール部とスライダ部とのギ
ャップ長を小さくするか、或いはスケール部に入力する
正弦波の電圧を高くするなどの手段が必要となるが、そ
の場合、スケール部とスライダ部とを配置する際にコイ
ルパターン全体に亘り均一のギャップ長を得るための組
立作業性の困難さを伴い、位置検出装置の外部への漏洩
電磁誘導の悪影響を及ぼすなどの課題がある。
【0010】本発明の目的は、インダクトシンセンサの
電磁誘導量を増加させることにより、位置検出精度を向
上させた位置検出装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、スケール部とスライダ部との相対的位置を電磁的に
検出する位置検出装置において、センサ本体と、センサ
本体に固定され第一の平面的なコイルパターンが設けら
れた基板からなる第一スケール部と、第一スケール部と
複数のコラムを介して結合される第二の平面的なコイル
パターンが設けられた基板からなる第二スケール部と、
第一スケール部と第二スケール部との中間位置に配置さ
れ第一の平面的なコイルパターンとの対向面に第三の平
面的なコイルパターンが設けられ第二の平面的なコイル
パターンとの対向面に第四の平面的なコイルパターンが
設けられた基板からなるスライダ部とを有することを特
徴とする。
【0012】複数のコラムは、第一スケール部と第二ス
ケール部とを一定間隔で平行に結合することを特徴とす
る。
【0013】スライダ部は、第一スケール部と第二スケ
ール部との中間位置でスライド自在に配備されることを
特徴とする。
【0014】第一スケール部および第二スケール部の端
面に切り欠き溝を設けたことを特徴とする。
【0015】第一の平面的なコイルパターンと第二の平
面的なコイルパターンとは、両パターンがスライド方向
に対して合致した位置状態で対向して配置されることを
特徴とする。
【0016】第三の平面的なコイルパターンと第四の平
面的なコイルパターンとは、両パターンがスライド方向
に対して合致した位置状態で配置されることを特徴とす
る。
【0017】第三の平面的なコイルパターンと第四の平
面的なコイルパターンとは、同一パターンであることを
特徴とする。
【0018】第一の平面的なコイルパターンと第二の平
面的なコイルパターンとは、同一パターンであることを
特徴とする。
【0019】第一スケール部、第二スケール部、および
スライダ部は、ガラスエポキシ樹脂材料にて形成される
ことを特徴とする。
【0020】第一、第二、第三、および第四の平面的な
コイルパターンは、エッチング工法により形成されるこ
とを特徴とする。
【0021】第一、第二、第三、および第四の平面的な
コイルパターンの材質は、金であることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】次に本発明の位置検出装置の一実
施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0023】図1(a)は本発明の位置検出装置20を
示す概略正面図、図1(b)は図1(a)のJ部拡大
図、図1(c)は図1(b)の側面図、図1(d)は図
1(c)の矢視FF断面図である。
【0024】図1(a)〜(d)を参照すると、位置検
出装置20は、センサ本体1と、センサ本体1に固定さ
れ第一の平面的なコイルパターン4が設けられたガラス
エポキシ樹脂材料の基板からなる第一スケール部3と、
第一スケール部3と複数のコラム8、18を介して結合
される第二の平面的なコイルパターン14が設けられた
ガラスエポキシ樹脂材料の基板からなる第二スケール部
13と、第一スケール部3と第二スケール部13との中
間位置に配置され第一の平面的なコイルパターン4との
対向面に第三の平面的なコイルパターン6が設けられ第
二の平面的なコイルパターン14との対向面に第四の平
面的なコイルパターン16が設けられたガラスエポキシ
樹脂材料の基板からなるスライダ部5と、スライダ部5
と結合しスライダ部5と共にスライド自在に配置された
位置検出対象物22とから構成されている。
【0025】複数のコラム8、18は、第一スケール部
3と第二スケール部13とを一定間隔で平行に結合する
と共に、第一の平面的なコイルパターン4と第二の平面
的なコイルパターン14とが、両パターンがスライダ部
5のスライド方向に対して合致した位置状態で対向して
配置されるように結合しており、また、スライダ部5の
両側に配置された第三の平面的なコイルパターン6と第
四の平面的なコイルパターン16とは、両パターンがス
ライド方向に対して合致した位置状態で形成されてい
る。
【0026】また、スライダ部5はT字型をしており、
位置検出対象物2に取り付けられ、第三、第四の平面的
なコイルパターン6、16の形成されていない方の面の
両端面部において、第一スケール部3および第二スケー
ル部13の端面に形成された切り欠き溝7、17にガイ
ド支持される構成として、スライダ部5に形成される第
三の平面的コイルパターン6とスケール部3に形成され
る第一の平面的コイルパターン4との間隔と、スライダ
部5に形成される第四の平面的コイルパターン16とス
ケール部13に形成される第二の平面的コイルパターン
14との間隔とが、共に、同じ値(具体的には100μ
m)に保たれるように、スライダ部5の両端面部を切り
欠き溝7、17のH面7a、E面17aに押し当てた状
態で上下方向に調整可能な構成としている。
【0027】さらに、スライダ部5の両側に設けられた
第三、第四の平面的なコイルパターン6、16を示す図
2、および第一スケール部3と第二スケール部13とに
各々設けられる第一、第二の平面的なコイルパターン
4、14を示す図3を参照すると、第一、第二、第三、
および第四の平面的なコイルパターン4、14、6、1
6は、精密エッチング工法により、材料としては金で形
成されており、第一、および第二の平面的なコイルパタ
ーン4、14は同一であり、図3に示すように、2つの
コイルパターンA、Bが、交互に形成され、それぞれの
コイルパターンA、Bにおいて、パターン幅、パターン
間が両方とも、94μmの同じ幅になるように構成さ
れ、第三、および第四の平面的なコイルパターン6、1
6は同一であり、図2に示すようにパターン幅、パター
ン間が両方とも94μmとなるように構成され、第三、
第四の平面的なコイルパターン6、16の端部C、Dで
スルーホール(図示せず)により、ショートされてい
る。
【0028】次に、上述のように構成された位置検出装
置20の動作について説明する。
【0029】図1(a)〜(d)、図2、および図3を
参照すると、センサ本体1に固定される第一スケール部
3、第二スケール部13には、第一、第二の平面的なコ
イルパターン4、14が精密エッチングにより、図3に
示す様な2つのコイルパターンA、Bが、各々パターン
幅とパターン間とが共に94μmの同じ間隔で、コイル
パターンA、Bが交互に金の材質で形成されており、コ
イルパターンA、Bに互いに90゜位相のずれた駆動電
流100mAの正弦波を入力する。このとき、第一スケ
ール部3に形成された第一の平面的コイルパターン4か
らは、100μm離れて対向するスライダ部5の片面に
図2に示すパターン幅とパターン間とが共に94μmの
同じ間隔で材質として金で形成された1つの第三の平面
的コイルパターン6に、第二スケール部13に形成され
た第二の平面的コイルパターン14からは、100μm
離れて対向するスライダ部5のもう一方の面に第三の平
面的コイルパターン6と同一の第四の平面的コイルパタ
ーン16に、それぞれ電磁誘導により、変位量に応じて
位相のずれた正弦波が検出される。
【0030】このとき、第一スケール部3の第一の平面
的コイルパターン4と、第二スケール部13の第二の平
面的コイルパターン14とは、ぴったりと鏡に映したよ
うに重なるような位置に向かい合って構成されており、
また、スライダ部5の両面に形成されている第三、第四
の平面的コイルパターン6、16も、裏と表で鏡に映し
たように、ぴったりと重なるように形成されているの
で、第一スケール部3に形成された第一の平面的コイル
パターン4からスライダ部5に形成された第三の平面的
コイルパターン6に誘導される正弦波電圧と、第二スケ
ール部13に形成された第二の平面的コイルパターン1
4からスライダ部5に形成された第四の平面的コイルパ
ターン16に誘導される正弦波電圧とは、同位相、か
つ、同出力電圧になる。
【0031】従って、スライダ部5の両面にそれぞれ形
成されている第三の平面的コイルパターン6と第四の平
面的コイルパターン16とは、図2に示すパターン端部
C、Dでスルーホール(図示せず)によりショートされ
ているので、図4に示す従来の位置検出装置50と比較
すると、約2倍の電磁誘導量が得られ、位置検出装置2
0の精度を向上させることが可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置検出
装置は、上下に配したスケール部の各々の基板に平面的
なコイルパターンを設け、上下の平面的なコイルパター
ンが対向するように形成し、上下のスケール部の間に、
両方の面に所定の平面的なコイルパターンが設けられた
基板からなるスライダ部を配置するという簡単な構成に
より、電磁誘導量を大きくすることができ、位置検出装
置の精度を向上できるという効果がある。
【0033】また、複数のコラムを介して上下のスケー
ル部を一定間隔に配置し、上下のスライダ部の各々の両
端面部に切り欠き溝を設け、切り欠き溝にスライダ部を
押し当てた状態で上下方向に移動可能とする簡単な構成
により、平面的なコイルパターン間のギャップ調整を容
易に行うことができ、スケール部とスライダ部の取り付
けを簡単に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の位置検出装置の概略正
面図、図1(b)は、図1(a)のJ部拡大図、図1
(c)は、図1(b)の側面図、図1(d)は、図1
(c)の矢視FF断面図である。
【図2】本発明のスライダ部の平面的なコイルパターン
を示す図である。
【図3】本発明のスケール部の平面的なコイルパターン
を示す図である。
【図4】従来の位置検出装置の概略正面図である。
【図5】従来のスライダ部の平面的なコイルパターンを
示す図である。
【図6】従来のスケール部の平面的なコイルパターンを
示す図である。
【図7】従来のスケール部の平面的なコイルパターンを
示す図である。
【図8】従来のスケール部の平面的なコイルパターンを
示す図である。
【符号の説明】
A、B コイルパターン 24A、24B コイルパターン 34A、34B コイルパターン 44A、44B コイルパターン a、b コイルパターンの遊び C、D パターン端部 7a H面 17a E面 1、21 センサ本体 2、22 位置検出対象物 3 第一スケール部 13 第二スケール部 4 第一の平面的なコイルパターン 14 第二の平面的なコイルパターン 5、25 スライダ部 6 第三の平面的なコイルパターン 16 第四の平面的なコイルパターン 7、17 切り欠き溝 8、18 コラム 23 スケール部 24、26 平面的なコイルパターン 20、50 位置検出装置

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スケール部とスライダ部との相対的位置
    を電磁的に検出する位置検出装置において、センサ本体
    と、前記センサ本体に固定され第一の平面的なコイルパ
    ターンが設けられた基板からなる第一スケール部と、前
    記第一スケール部と複数のコラムを介して結合される第
    二の平面的なコイルパターンが設けられた基板からなる
    第二スケール部と、前記第一スケール部と前記第二スケ
    ール部との中間位置に配置され前記第一の平面的なコイ
    ルパターンとの対向面に第三の平面的なコイルパターン
    が設けられ前記第二の平面的なコイルパターンとの対向
    面に第四の平面的なコイルパターンが設けられた基板か
    らなるスライダ部とを有することを特徴とする位置検出
    装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のコラムは、前記第一スケール
    部と前記第二スケール部とを一定間隔で平行に結合する
    ことを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記スライダ部は、前記第一スケール部
    と前記第二スケール部との中間位置でスライド自在に配
    備されることを特徴とする請求項1記載の位置検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第一スケール部および前記第二スケ
    ール部の端面に切り欠き溝を設けたことを特徴とする請
    求項1記載の位置検出装置。
  5. 【請求項5】 前記第一の平面的なコイルパターンと前
    記第二の平面的なコイルパターンとは、両パターンがス
    ライド方向に対して合致した位置状態で対向して配置さ
    れることを特徴とする請求項1、または2記載の位置検
    出装置。
  6. 【請求項6】 前記第三の平面的なコイルパターンと前
    記第四の平面的なコイルパターンとは、両パターンがス
    ライド方向に対して合致した位置状態で配置されること
    を特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  7. 【請求項7】 前記第三の平面的なコイルパターンと前
    記第四の平面的なコイルパターンとは、同一パターンで
    あることを特徴とする請求項1、または6記載の位置検
    出装置。
  8. 【請求項8】 前記第一の平面的なコイルパターンと前
    記第二の平面的なコイルパターンとは、同一パターンで
    あることを特徴とする請求項1、または5記載の位置検
    出装置。
  9. 【請求項9】 前記第一スケール部、前記第二スケール
    部、および前記スライダ部は、ガラスエポキシ樹脂材料
    にて形成されることを特徴とする請求項1、2、3、4
    の何れか1項記載の位置検出装置。
  10. 【請求項10】 前記第一、第二、第三、および第四の
    平面的なコイルパターンは、エッチング工法により形成
    されることを特徴とする請求項1、5、6、7、8、9
    の何れか1項記載の位置検出装置。
  11. 【請求項11】 前記第一、第二、第三、および第四の
    平面的なコイルパターンの材質は、金であることを特徴
    とする請求項1、5、6、7、8、9、10の何れか1
    項記載の位置検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956904B1 (ko) 2007-03-07 2010-05-11 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 절대치 스케일 및 절대치 산출 방법
CN109870176A (zh) * 2017-12-01 2019-06-11 株式会社三丰 电磁感应型位置检测器
JP7083528B1 (ja) * 2021-01-06 2022-06-13 三男 眞鍋 位置測定装置

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JP7083528B1 (ja) * 2021-01-06 2022-06-13 三男 眞鍋 位置測定装置

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