JP2002013905A - 誘導型位置検出装置 - Google Patents

誘導型位置検出装置

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JP2002013905A JP2000198895A JP2000198895A JP2002013905A JP 2002013905 A JP2002013905 A JP 2002013905A JP 2000198895 A JP2000198895 A JP 2000198895A JP 2000198895 A JP2000198895 A JP 2000198895A JP 2002013905 A JP2002013905 A JP 2002013905A
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雅美 岡本
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    • G01D5/2086Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of two or more coils with respect to two or more other coils

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁束の有害な拡散を防止して漏れ磁束の発生
による損失を低減させ、磁界発生器と磁束センサとの間
に効率的な閉磁路を形成することで、信号強度を向上さ
せ、且つギャップ変動に強い測定を可能とする。 【解決手段】 読み出しヘッド220とスケール210
の部材上の目標とする磁束の経路上に高透磁率物質33
を配置することによって、従来の巻線構成で発生してい
た磁束の拡散から生ずる漏れ磁束による損失を抑え、磁
束の信号強度を向上させると同時に外部からの磁束の影
響を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノギス、リニアハ
イトゲージ、リニアスケール等に使用される誘導電流型
の位置検出装置に係り、特に装置内部から外部への磁束
の有害な拡散を低減し、信号強度を向上させた誘導型位
置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、無駄な信号成分がなく、外部磁界
の影響も受けず、コンパクトで簡単な構成を有し、且つ
格別の構造や回路精度を要せず拡張された測定レンジで
高分解能測定を可能とする高精度の誘導型測定デバイス
は、開発が困難とされていた。このような要請から、誘
導電流型位置検出装置を用いた電子ノギスが開発され、
開示されている。これらはいずれも、誘導電流型位置検
出装置のための信号処理技術を開示している。同技術
は、磁界発生器が発生する一次磁界が二つのループ部分
から成る結合ループと呼ばれるループの第一の部分に結
合すると、第一の部分に一次磁界に応答した誘導電流が
発生し、結合ループの第二の部分はこの誘導電流に対応
した二次磁界を発生し、この二次磁界は磁束センサに結
合する。そして、磁束センサは結合ループの配列と対応
する周期パターンに形成されて、前記結合ループと磁束
センサとの相対位置に応じた位置依存性出力を出すとい
うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記信号処理
技術を適用した測定デバイスはその特性上、構造及び構
造材への制約から、材料に金属を使用することが多い。
このような条件下で同技術による精密測定を行おうとす
ると、できるだけ損失のない状態で信号としての役割を
もつ磁束の強度を維持する必要があるにも拘わらず、前
記一次磁界及び二次磁界が測定デバイスの構成部材に沿
って拡散し、測定器の外部へ漏れ出してしまうため、磁
気的な結合を維持できず、充分な信号強度を得ることが
できなかった。
【0004】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
ので、磁束の有害な拡散を防止し、結合ループと磁界発
生器及び磁束センサの間の距離(ギャップ)変動に伴う
信号強度の変動をも低減することで、ギャップ変動に対
する安定性を向上させると共に、結合ループと磁界発生
器及び磁束センサの間に効率的な閉磁路を形成し、信号
強度を向上させることで、より高精度な測定技術を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る誘電型位置
検出装置は、測定軸に沿って相対移動可能に対向配置さ
れ、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び第
二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、励振
信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変磁束
を発生させる磁界発生器と、前記第一の磁束領域内に配
置された第一の部分及び前記第二の磁束領域内に配置さ
れた第二の部分を有し、前記第一の部分に前記第一の可
変磁束に応答して誘導電流が発生され、その誘導電流に
より前記第二の部分に第二の可変磁束が発生される結合
ループと、前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の
可変磁束を検出する磁束センサとを備え、前記磁界発生
器、前記結合ループ及び磁束センサのいずれか一つが前
記第一及び第二の部材の一方に配置され、残りの二つが
前記第一及び第二の部材の他方に配置され、前記第一の
部材、前記第二の部材並びに前記第一及び第二の部材間
の少なくとも一部に前記磁界発生器、結合ループ及び磁
束センサの少なくとも一つを通過する磁束の磁気経路を
形成する高透磁率物質を配置してなることを特徴とす
る。
【0006】本発明の好ましい実施の形態においては、
例えば、前記磁界発生器と磁束センサが前記第一及び第
二の部材の一方に配置され、前記結合ループが前記第一
及び第二の部材の他方に配置される。しかし、前記磁界
発生器と結合ループが前記第一及び第二の部材の一方に
配置され、前記磁束センサが前記第一及び第二の部材の
他方に配置されていてもよい。また、前記磁界結合ルー
プと磁束センサを前記第一及び第二の部材の一方に配置
し、前記磁界発生器を前記第一及び第二の部材の他方に
配置することもできる。
【0007】前記第一及び第二の形態の場合、磁束セン
サが、また第三の形態の場合、磁界発生器が、前記測定
軸に沿って極性が交番する複数の領域を有する、より詳
細には前記測定軸に沿って所定波長の周期的パターンを
もって形成されることが望ましい。
【0008】ここで、前記高透磁率物質は、前記第一及
び第二の部材の少なくとも一方に積層された高透磁率樹
脂、接着された磁性体及び、埋設された磁性体のいずれ
の形態であってもよい。
【0009】前記高透磁率物質は、前記磁界発生器、結
合ループ及び磁束センサの少なくとも一つをそのパター
ンに合わせて覆うように前記第一の部材及び/又は前記
第二の部材に積層後、パターニングされた高透磁率樹脂
とすることもできる。
【0010】また、前記第一及び第二の部材の一方は、
測定軸に沿って延びるビームに固定され、前記第一及び
第二の部材の他方は、前記ビームにスライド自在に装着
されたスライダに固定され、前記ビーム及びスライダは
磁性体で形成されていてもよい。
【0011】また、本発明において前記第一及び第二の
部材の一方は、測定軸に沿って延びるビームに固定さ
れ、前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにス
ライド自在に装着されたスライダに固定され、前記ビー
ムは磁性体で形成され、前記スライダは少なくとも前記
ビームと対向する側が非磁性体で形成されてなるもので
あることが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照してこの
発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、
この発明の一実施例に係るインクリメンタル型の誘導型
位置検出装置の要部を示す図である。この位置検出装置
200は、所定ギャップを介して対向配置され、図中測
定軸114の方向に相対移動する第一の部材である読み
出しヘッド220と第二の部材であるスケール210と
を有する。なお、この実施例では、磁界発生器222、
磁束センサ224,226及び結合ループ212,21
6がそれぞれ2組ずつ設けられているが、これはオフセ
ット低減のためであり、一組ずつの構成の場合にも、本
発明は勿論適用される。磁界発生器222と磁束センサ
224,226とは読み出しヘッド220側に設けら
れ、結合ループ212,216は、スケール210側に
設けられている。また、磁界発生器と結合ループ21
2,216の第一の部分213,217とが第一の磁束
領域内に配置され、磁束センサ224,226及び結合
ループ212,216の第二の部分214,218が第
二の磁束領域内に配置されている。スケール210は、
空間的な位相がずれた、第一極性の閉ループからなる複
数の第一の結合ループ212と、第二極性の閉ループか
らなる複数の第二の結合ループ216を有する。結合ル
ープ212と216は互いに電気的に分離されている。
【0013】第一の結合ループ212は、一対の接続導
体215により接続された第一の部分213と第二の部
分214を有する。同様に、第二の結合ループ216
は、一対の接続導体219により接続された第一の部分
217と第二の部分218を有する。複数の第一の結合
ループ212では、第一の部分213がスケール210
の第一の側方エッジに測定軸114に沿って配列されて
いる。第二の部分214は、スケール210の中心に測
定軸114に沿って配列されている。接続導体215は
測定軸114に直交して延びて第一の部分213と第二
の部分214とを接続している。同様に、複数の第二の
結合ループ216では、第一の部分217がスケール2
10の第二の側方エッジに測定軸114に沿って配列さ
れている。第二の部分218は、スケール210の中心
に測定軸114に沿って、結合ループ212の第二の部
分214とインターリーブされて配列されている。接続
導体219は測定軸114に直交して延びて第一の部分
217と第二の部分218とを接続している。
【0014】誘導型位置検出装置200の読み出しヘッ
ド220は、第一の磁界発生器部分223Aと第二の磁
界発生器部分223Bを有する磁界発生器222を持
つ。第一の磁界発生器部分223Aは読み出しヘッド2
20の第一の側方エッジに配置され、第二の磁界発生器
部分223Bは読み出しヘッド220の第二の側方エッ
ジに配置されている。第一及び第二の磁界発生器部分2
23A,223Bは測定軸114に沿って延びる同じ長
さの長辺を有する矩形パターンである。また第一及び第
二の磁界発生器部分223A,223Bは測定軸114
に直交する方向に延びるd1なる長さの短辺を有する。
【0015】磁界発生器222の端子222A,222
Bは、送信用の励振信号発生器150に接続されてい
る。励振信号発生器150は、磁界発生器端子222A
に時間的に変化する励振信号を供給する。これにより、
端子222Aから磁界発生器222を通って端子222
Bに時間的に変化する電流が流れる。これに応じて、第
一の磁界発生器部分223Aは、その磁界発生器部分2
23Aの内側で図1の紙面から立ち上がって、磁界発生
器部分223Aが作るループの外側で図1の紙面に降り
る一次磁界を発生する。これに対して、第二の磁界発生
器部分223Bは、その磁界発生器部分223Bが作る
ループの外側で図1の紙面から立ち上がって、磁界発生
器部分223Bが作るループの内側で図1の紙面に降り
る一次磁界を発生する。これによって、結合ループ21
2及び216には磁界変化を打ち消すように電流が誘導
される。
【0016】即ち、結合ループの第一の部分213,2
17に流れる誘導電流は、それぞれ磁界発生器部分22
3A,223Bの対応する近接部分に流れる電流と逆方
向となる。スケールの中心にある第二の部分214と2
18の隣接するものには、逆極性のループ電流が流れ
る。これにより、スケールの中心に沿って逆極性の磁界
部分が周期的に分布するように二次磁界が発生される。
周期的な二次磁界の波長λは、連続する第二の部分21
4(又は218)の間の間隔に等しい。
【0017】さらに、前記スケール210及び読み出し
ヘッド220に対し、前記一次及び二次磁界の磁束の強
度を維持し、外部への漏れ磁束を低減させるために、前
記高透磁率物質を配置するが、同物質の配置位置及び配
置の効果の詳細については後述する。
【0018】次に、読み出しヘッド220は、磁束セン
サとして、第一及び第二の磁束センサ224及び226
を有する。第一及び第二の磁束センサ224及び226
はそれぞれ、読み出しヘッド220を構成するプリント
回路基板の絶縁層の両側に形成された複数の正弦波形の
一部をなす導体セグメント228及び229により形成
される。セグメント228と229は貫通配線230を
介して連結されて、第一及び第二の磁束センサ224及
び226のそれぞれにおいて交互に正極性ループ232
と負極性ループ234を形成する。即ち、隣接する正極
性ループ232と負極性ループ234の対で測定軸方向
に一波長λとなり、且つ第一の磁束センサ224と第二
の磁束センサ226の間にλ/4の位相ズレを持つよう
に、空間的に幅が変調された周期的パターンの誘導性領
域が配列形成されたことになる。第一及び第二の磁束セ
ンサ224及び226は読み出しヘッド220の中心に
第一及び第二の磁界発生器部分223A,223Bに挟
まれて、測定軸に直交する方向に幅d2を持って配置さ
れている。
【0019】磁界発生器ループから磁束センサループへ
の無駄な結合(位置及びスケールに依存しない)はこの
様な構成によって避けられる。即ち、第一及び第二の磁
界発生器部分223Aおよび223Bにより発生される
一次磁界は、第一及び第二の磁束センサ224及び22
6の近くで逆方向を向く。従って、一次磁界は、第一及
び第二の磁束センサ224及び226の占有領域内で互
いに打ち消し合う。理想的には、一次磁界はこの領域で
完全に打ち消されるようにする。
【0020】第一及び第二の磁束センサ224及び22
6は、第一及び第二の磁界発生器部分223A及び22
3Bの内側部分との間に等しく間隔d3のスペースが設
けられている。従って第一及び第二の磁界発生器部分2
23Aおよび223Bにより、読み出しヘッド220の
第一及び第二の磁束センサ224及び226に占有され
る領域にそれぞれ発生される磁界は、対称的で逆にな
る。直接の誘導作用はこれにより効果的に相殺される。
即ち、第一及び第二の磁束センサ224及び226に、
第一及び第二の磁界発生器部分223Aおよび223B
との無駄な直接結合により誘導される電圧は、第一に、
磁界発生器を磁束センサから離れた位置に配置すること
によってある限度まで低減される。第二には、対称的設
計により、無駄な結合がゼロまで低減される。
【0021】複数の第一の結合ループ212は、第一及
び第二の磁束センサ224及び226の波長λと同じピ
ッチで配列される。また、第一の部分213は、隣接す
るもの同士の絶縁スペース201を確保しながら、測定
軸114方向に可能な限り波長λに近い長さを持たせ
る。更に第一の部分213は、測定軸114と直交する
方向に幅d1を与える。同様に、複数の第二の結合ルー
プ216も波長λと等しいピッチで配列される。第一の
部分217は、隣接するもの同士の絶縁スペース201
を確保しながら、測定軸114方向に可能な限り波長λ
に近い長さを持たせ、また測定軸114と直交する方向
に幅d1を与える。
【0022】第一及び第二の結合ループ212及び21
6の第二の部分214及び218もまた、波長λと等し
いピッチで配列される。ただし、第二の部分214及び
218の測定軸114方向の長さは、波長λの1/2に
できるだけ近い値に設定される。第二の部分212及び
216の隣接対の間には図示のように絶縁スペース20
2が設けられる。こうして、第一及び第二の結合ループ
212及び216の第二の部分214及び218は、ス
ケール210の長手方向にインターリーブされる。また
第二の部分214及び218は、測定軸114と直交す
る方向に幅d2を持つ。
【0023】第二の部分214及び218は、それぞれ
対応する第一の部分213及び217との間にd3なる
間隔が設けられている。従って、読み出しヘッド220
がスケール210に近接配置された時、第一の磁界発生
器部分223Aは第一の結合ループ212の第一の部分
213と並ぶ。第二の磁界発生器部分223Bは、第二
の結合ループ216の第一の部分217と並ぶ。第一及
び第二の磁束センサ224及び226は、第一及び第二
の結合ループ212及び216の第二の部分214及び
218と並ぶ。本実施例では、スケール210及び読み
出しヘッド220にプリント回路基板を用いて、磁界発
生器と磁束センサ及び結合ループをプリント回路基板プ
ロセスで形成している。
【0024】測定動作においては、励振信号発生器15
0から時間的に変化する励振信号が磁界発生器端子22
2Aに与えられる。これにより、第一の磁界発生器部分
223Aは、第一の方向の第一の変動磁界を発生し、第
二の磁界発生器部分223Bは第一の方向と反対の第二
の方向の第二の変動磁界を発生する。第二の変動磁界
は、第一の磁界発生器部分223Aにより発生される第
一の変動磁界と等しい磁界強度を持つ。
【0025】複数の第一の結合ループ212は、第一の
磁界発生器部分223Aにより発生される第一の磁界に
よって第一の磁界発生器部分223Aと誘導的に結合さ
れる。これにより、第一の結合ループ212のそれぞれ
に誘導電流が時計回りに流れる。同時に、複数の第二の
結合ループ216は第二の磁界発生器部分223Bによ
り発生される第二の磁界により第二の磁界発生器部分2
23Bに誘導的に結合される。これは第二の結合ループ
216のそれぞれに反時計回りの電流を誘導する。即
ち、結合ループ212及び216の第二の部分214及
び218を通って反対方向に電流が流れる。
【0026】第一の結合ループ212の第二の部分21
4に流れる時計回りの電流は、第二の部分214内で図
1の紙面に降りる方向に第三の磁界を発生させる。第二
の結合ループ216の第二の部分218に流れる反時計
回りの電流は第二の部分218内で図1の紙面から立ち
上がる方向に第四の磁界を発生させる。これにより、測
定軸114に沿って正味の変動磁界が形成される。この
変動磁界は第一及び第二の磁束センサ224及び226
の波長λと等しい波長を持つ。
【0027】従って、第一の磁束センサ224の正極性
ループ232が第二の部分214,218の一方と合致
した時、第一の磁束センサ224の負極性ループ234
は第二の部分214,218の他方に合致する。これ
は、第二の磁束センサ226の正極性ループ232と負
極性ループ234が第二の部分214,218と合致す
る場合も同様である。第二の部分214及び218によ
り発生される変動磁界は、第一及び第二の磁束センサ2
14及び216の空間変調と同じ波長で空間的に変調さ
れるから、正及び負極性のループ232及び234に第
二の部分214と合致した時に発生される誘導起電力
(EMF)は等しく、且つこれらが第二の部分218と
合致したときに発生されるEMFとは逆となる。
【0028】こうして、正極性ループ232の正味の出
力は、読み出しヘッド220がスケール210に対して
相対移動することにより、読み出しヘッドのスケールに
沿った位置“x”の正弦波状関数となり、無駄な結合に
よる出力信号のオフセット成分は名目上ゼロとなる。同
様に、負極性ループ234の正味の出力も、読み出しヘ
ッド220がスケール210に対して相対移動すること
により、読み出しヘッドのスケールに沿った位置“x”
の正弦波状関数となり、無駄な結合による出力信号のオ
フセット成分は名目上ゼロとなる。正極性ループ232
及び負極性ループ234からのEMF寄与は同相であ
る。
【0029】第一及び第二の磁束センサ224及び22
6は、矩象である。従って、第一の磁束センサ224に
より位置xの関数として得られて受信信号処理回路14
0に送られる出力信号は、第二の磁束センサ226によ
り位置xの関数として得られて受信信号処理回路140
に送られる出力信号に対して、90°位相がずれる。受
信信号処理回路140は第一及び第二の磁束センサ22
4及び226からの出力信号を取り込んでサンプリング
し、これをディジタル値に変換してコントロールユニッ
ト160に送る。コントロールユニット160は、ディ
ジタル化された出力信号を処理して読み出しヘッド22
0とスケール210の間の相対位置xを波長λの範囲内
で決定する。
【0030】貫通配線の配置を適当に変えて、正極性ル
ープ232または負極性ループ234の一方を、測定軸
と直交する方向に幅ゼロとする(効果的には隣接ループ
間の単純な導体要素となる)ことができることも認識す
べきである。この場合、第一及び第二の磁束センサ22
4及び226は単極性の磁束受信部となり、外部磁界に
対する感度が増大し、出力信号振幅は(ループ領域の削
減の結果)先の実施例の場合の1/2になる。しかしこ
の設計変更は、いくつかの利益をもたらす。ループを介
しての無駄な磁束は、対称的な磁界発生器構成の結果と
して、名目上ゼロに保たれる。磁束センサ224及び2
26からの出力信号はやはり、ゼロオフセットで正の極
大値と負の極小値の間でスイングする。与えられた測定
レンジについて、単位変位当たりの出力信号変化の度合
いは、スケール要素と磁束センサの相補的な周期構造の
故に、非常に高い。
【0031】第一及び第二の磁束センサ224及び22
6の矩象出力の性質に基づいて、コントロールユニット
160は、読み出しヘッド220とスケール210の間
の相対移動の方向を決定することができる。コントロー
ルユニット160は、通過する波長λの一部又は全“イ
ンクリメント”をカウントする。コントロールユニット
160はその数及び波長λ内の相対位置を用いて、読み
出しヘッド220とスケール210の間のある原点から
の相対位置を出力する。また、コントロールユニット1
60は送信用励振信号発生器150に制御信号を送って
時間的に変化する励振信号を発生させる。
【0032】図2は、本実施例における、前記スケール
210と読み出しヘッド220の位置関係を示す概略図
である。ここでは簡略化するために、装置を測定軸11
4と直交する平面でスライスして表示している。測定軸
方向に延びるビーム31は、スライダ32を摺動自在に
支持している。スケール210はビーム31に配置さ
れ、読み出しヘッド220はスライダ32にスケール2
10と対向するように配置されている。図3(a)は、
前記スケール210と読み出しヘッド220の、図2に
おけるA方向から見た断面を、それらを支持する要素と
共に示している。なお、同図(b)は比較のために示し
た従来例である。ビーム31及びスライダ32は、例え
ば磁性ステンレスで構成されている。読み出しヘッド2
20のスケール210側と反対側の面には、高透磁率物
質33が積層されている。高透磁率物質33は、高透磁
率磁性粉と樹脂とを混合させた高透磁率樹脂を使用する
ことができる。この場合、読み出しヘッド220の高透
磁率樹脂の積層面にICが実装されていても、樹脂の流
し込みにより高透磁率物質33を形成することができ
る。勿論、IC等が実装されていなければ通常の磁性体
の板やテープ等を読み出しヘッド220の積層面に接着
しても良い。このように読み出しヘッド220の上面に
高透磁率物質33を配置することにより、同図(a)に
示すように、磁界発生器部分223A,223Bで発生
した磁束34のうち、磁界発生器部分223A,223
Bよりも図中上側に位置する磁束の殆どが磁気抵抗の小
さい高透磁率物質33を通過する。このため、磁束34
の外部への漏れや分散を抑えて、磁界発生器部分223
A,223Bで発生した磁束を結合ループ212,21
6の第一の部分213,217に集中させることがで
き、磁気回路の磁気抵抗も減少するので、磁束センサ2
32,234で得られる受信信号の強度も高めることが
できる。
【0033】これに対し、同図(b)に示した従来の誘
導型位置検出装置においては、読み出しヘッド220表
面にはなんらの磁性体も接続されておらず、さらにスラ
イダ32の内枠は磁性金属により構成されているため
に、磁束34の流れは、読み出しヘッド220の表面を
無駄なく貫通する閉磁路を形成し得ず、磁束34は読み
出しヘッド220の上方部分へ拡散してしまう。その結
果、磁界発生器部分223A,223Bによる磁束は、
結合ループ212,216の第一の部分213,217
に集中しなくなり、漏れ磁束によって損失が発生する。
このことは、結合ループ212,216の第二の部分2
14,218が発生する第三,第四の磁界も弱くなるこ
とを意味する。更にこの第三,第四の磁界も読み出しヘ
ッド220の上方部分で拡散するため、磁束センサ23
2,234への集中の効率を妨げられる。そのため、磁
束センサ232,234の信号強度を充分に取れないこ
ととなる。
【0034】なお、読み出しヘッド220とスケール2
10との間に高透磁率物質が存在していると更に効果的
である。図4は、読み出しヘッド220のスケール21
0との対向面にも高透磁率物質35を積層した例であ
る。高透磁率物質35は、スケール210の読み出しヘ
ッド220側に配置するようにしても良い。また、図5
に示すように、更にスライダ32の内枠部分36を非磁
性金属又は非磁性樹脂で形成すると共に、外枠部分37
を磁性ステンレスで形成するようにしても良い。このよ
うにすれば、内枠部分36によってビーム31からスラ
イダ32への磁束の拡散が防止されると共に、外部から
の磁界は、スライダ32の外枠部分37で磁気シールド
されるため、外部磁界が測定に影響を及ぼすこともな
い。
【0035】図6ではスケール210における高透磁率
物質の16通りの配置位置A〜I、及びA'〜I'を示し
ている。同図中、右側の図はそれぞれ左側のS−S'及
びT−T'矢視断面図である。なお、このスケール21
0は、図7に示すように、第一の部材である読み出しヘ
ッド220側に磁界発生器222,磁束センサ224が
一組ずつ備えられており、第二の部材であるスケール2
10側には結合ループ212が複数備えられている誘導
型位置検出装置に適用されるものである。図6に示す高
透磁率物質配置を図1に示す誘導型位置検出装置に適用
してもよい。前記高透磁率物質の配置位置は、図中矢印
で示すように、信号としての磁束が通過するのに理想的
と思われる経路上に配置することが望ましい。上記の理
由から、ここではスケール基材41の内部、表面又は裏
面上の各結合ループ212に対応させて、高透磁率物質
が存在することを特徴としている。特にA,B,C、及
びA',B',C'はそれぞれ第一の部分213及び第二
の部分214の軸芯の延長上に配置されている。また、
E、Fは、結合ループ212単位で高透磁率物質をパタ
ーン形成した例、I、H及びI'、H'は、各結合ループ
212の第一の部分213同士及び第二の部分214同
士を共通の高透磁率物質でパターン形成した例を示して
いる。高透磁率物質の配置はこれら16通りの配置位置
A〜I、及びA'〜I'のどの位置でも良く、配置位置の
組み合わせも装置の設計仕様等の制約に応じて何れの配
置位置同士を組み合わせても良い。なお、高透磁率物質
の配置による信号強度の強化、及び漏れ磁束の低減の効
果を充分なものとするには、前記配置位置は多いほど良
い。
【0036】また、以上の実施例では、磁界発生器22
2と磁束センサ224とを読み出しヘッド220に配置
すると共に、結合ループ212をスケール210に形成
したが、図8に示すように、磁束センサ224をスケー
ル210側に形成し、結合ループ212を読み出しヘッ
ド220側に設けることもできる。この場合、磁界発生
器222は所定の周期で交差する波形パターンであり、
磁界発生器222は、結合ループ212の第二の部分2
14を覆うように形成された矩形状のパターンとなる。
また、図9は、磁束センサ224をスケール210側に
形成し、結合ループ212及び磁界発生器222を読み
出しヘッド220側に設けるようにした例であり、磁束
センサ224は所定の周期で交差する波形パターンであ
り、磁界発生器222は、結合ループ212の第一の部
分213を覆うように形成された矩形状のパターンとな
る。このように構成された誘導型位置検出装置において
も、本発明を適用可能である。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
磁界発生器と磁束センサの間に効率的な閉磁路を形成
し、有害な漏れ磁束の発生を低減し、さらに外部磁界に
よる影響を防ぐことで、信号強度を向上させることがで
き、より高精度な測定を実現する誘導型位置検出装置を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る誘導型位置検出装置を
示す図である。
【図2】同誘導型位置検出装置の一部を切断した斜視図
である。
【図3】図2の矢印Aからみた断面図と比較のために示
した従来装置の断面図である。
【図4】本発明の他の実施例に係る装置の断面図であ
る。
【図5】本発明の更に他の実施例に係る装置の断面図で
ある。
【図6】本発明の更に他の実施例に係る装置のスケール
を示す平面図及び断面図である。
【図7】同装置の要部を示す斜視図である。
【図8】本発明の更に他の実施例に係る装置の要部を示
す斜視図である。
【図9】本発明の更に他の実施例に係る装置の要部を示
す斜視図である。
【符号の説明】
200…誘導型位置検出装置、201,202…絶縁ス
ペース、210…スケール、212,216…第一及び
第二の結合ループ、213,217…第一の部分、21
4,218…第二の部分、215,219…接続導体、
114…測定軸、220…読み出しヘッド、222…磁
界発生器、222A,222B…磁界発生器222の端
子、223A,223B…第一及び第二の磁界発生器部
分、224,226…第一及び第二の磁束センサ、22
8,229…導体セグメント、230…貫通配線、23
2…正極性ループ、254…負極性ループ、150…送
信用励振信号発生器、140…受信信号処理回路、16
0…制御ユニット、31…ビーム、32…スライダ、3
4…磁束、33,35…高透磁率物質、36・・・スライ
ダ内枠、37・・・スライダ外枠、41…スケール基材、
A〜I,A'〜I'…高透磁率物質配置位置。
フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA02 CA16 CA40 DA05 EA02 GA06 GA23 GA27 GA33 GA38 GA61 GA65 GA78 KA02 KA04 2F077 AA11 AA21 CC02 NN05 NN16 PP06 PP30 UU15 VV02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定軸に沿って相対移動可能に対向配置
    され、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び
    第二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、 励振信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変
    磁束を発生させる磁界発生器と、 前記第一の磁束領域内に配置された第一の部分及び前記
    第二の磁束領域内に配置された第二の部分を有し、前記
    第一の部分に前記第一の可変磁束に応答して誘導電流が
    発生され、その誘導電流により前記第二の部分に第二の
    可変磁束が発生される結合ループと、 前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の可変磁束を
    検出する磁束センサとを備え、 前記磁界発生器、前記結合ループ及び磁束センサのいず
    れか一つが前記第一及び第二の部材の一方に配置され、
    残りの二つが前記第一及び第二の部材の他方に配置さ
    れ、 前記第一の部材、前記第二の部材並びに前記第一及び第
    二の部材間の少なくとも一部に前記磁界発生器、結合ル
    ープ及び磁束センサの少なくとも一つを通過する磁束の
    磁気経路を形成する高透磁率物質を配置してなることを
    特徴とする誘電型位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記高透磁率物質は、前記第一及び第二
    の部材の少なくとも一方に積層された高透磁率樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1記載の誘導型位置検出装
    置。
  3. 【請求項3】 前記高透磁率物質は、前記第一及び第二
    の部材の少なくとも一方に接着された磁性体であること
    を特徴とする請求項1又は2記載の誘導型位置検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記高透磁率物質は、前記第一及び第二
    の部材の少なくとも一方に埋設された磁性体であること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の誘電型
    位置検出装置。
  5. 【請求項5】 前記高透磁率物質は、前記磁界発生器、
    結合ループ及び磁束センサの少なくとも一つをそのパタ
    ーンに合わせて覆うように前記第一の部材及び/又は前
    記第二の部材に積層後、パターニングされた高透磁率樹
    脂であることを特徴とする請求項1記載の誘導型位置検
    出装置。
  6. 【請求項6】 前記第一及び第二の部材の一方は、測定
    軸に沿って延びるビームに固定され、 前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにスライ
    ド自在に装着されたスライダに固定され、 前記ビーム及びスライダは磁性体で形成されてなるもの
    であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記
    載の誘導型位置検出装置。
  7. 【請求項7】 前記第一及び第二の部材の一方は、測定
    軸に沿って延びるビームに固定され、 前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにスライ
    ド自在に装着されたスライダに固定され、 前記ビームは磁性体で形成され、 前記スライダは少なくとも前記ビームと対向する側が非
    磁性体で形成されてなるものであることを特徴とする請
    求項1〜5のいずれか1項記載の誘導型位置検出装置。
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