JP2015145857A - 誘導型位置測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周期的なパターンが形成されたスケールに流れる誘導電流を検出して、精度の高い位置測定を行うことができる誘導型位置測定装置を提供すること。【解決手段】誘導型位置測定装置１００は、スケール２と、センサ１と、を備える。スケール２は、測定基準線ＭＬに沿って等間隔に設けられ誘導電流の流れを制御する複数の制御パターンを有するトラックＴと、測定基準線ＭＬの両側に位置する第１縁部２５１および第２縁部２５２と、を有する。センサ１は、測定基準線ＭＬに沿ってスケール２と相対的に移動可能に設けられ、誘導電流を検出する。スケール２は、トラックＴと第１縁部２５１との間、およびトラックＴと第２縁部２５２との間、の少なくとも一方に、誘導電流の流れを規制する規制パターン２２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、誘導電流を利用して位置を測定する誘導型位置測定装置に関する。

電磁誘導によって発生する誘導電流を検出して位置を測定する誘導型位置測定装置は、高精度に位置を測定するリニアエンコーダやロータリエンコーダなどに適用されている。誘導型位置測定装置では、光学式位置測定装置に比べて粉塵環境下でも精度良く位置の測定を行うことができ、構造も簡素化できるメリットがある。

誘導型位置測定装置は、測定基準線に沿って相対移動可能に配置されたセンサとスケールとを有する。スケールにはコイルの役目を果たすパターンが形成されている。誘導型位置測定装置は、スケールのパターンに流れる誘導電流をセンサによって検出し、検出した信号に基づきスケールに対するセンサの位置を演算している。

特許文献１には、スケールに周期的に配置された導体閉路が設けられ、導体閉路に流れる誘導電流をセンサの検出ワイヤで検出する誘導型位置測定装置が開示されている。また、特許文献２には、スケールに開口を設け、開口の周りを流れる誘導電流をセンサで検知することで、位置を検出する誘導型位置測定装置が開示されている。スケールに開口を設けるには、導電性の板材である母材の一部を周期的に打ち抜く、またはエッチングにて除去するようにしている。

図１０（ａ）および（ｂ）は、従来のスケールを例示する模式的平面図である。図１０（ａ）には１列のトラックＴを有するスケール２Ｈが例示され、図１０（ｂ）には３列のトラックＴ１〜Ｔ３を有するスケール２Ｉが例示される。なお、本明細書において、測定基準線ＭＬと平行な軸をＸ軸、Ｘ軸と直交しスケールの主面と平行な軸をＹ軸、Ｘ軸およびＹ軸と直交する軸をＺ軸ということにする。

図１０（ａ）に表したスケール２ＨのトラックＴには、Ｘ軸に沿った方向に複数の制御パターン２１が等間隔に設けられる。このスケール２Ｈのように、制御パターン２１の第１縁部２５１側の形状と、第２縁部２５２側の形状とが異なる場合、制御パターン２１の周囲を流れる誘導電流ｉ１とｉ１’とにおいて経路に差が生じることになる。

また、図１０（ｂ）に表したスケール２Ｉでは、複数のトラックＴ１〜Ｔ３が並列に設けられている。トラックＴ１にはＸ軸に沿った方向に周期λ１で複数の制御パターン２１１が設けられ、トラックＴ２にはＸ軸に沿った方向に周期λ２で複数の制御パターン２１２が設けられ、トラックＴ３にはＸ軸に沿った方向に周期λ３で複数の制御パターン２１３が設けられる。周期λ１、λ２およびλ３は、互いに異なる。

このようなスケール２Ｉにおいて、例えばトラックＴ１の制御パターン２１１に沿って流れる誘導電流ｉ１は、主に最短経路となる制御パターン２１１の周囲に分布する。しかし、誘導電流はスケール２Ｉの全体に自由に流れるため、誘導電流ｉ１の一部は隣りのトラックＴ２の制御パターン２１２の周りを経由することになる（誘導電流ｉ２参照）。

特開平１１−２２３５０５号公報 特開２００４−００３９７５号公報

図１０（ａ）および（ｂ）に表したように、開口を設けたスケール２Ｈおよび２Ｉを用いる場合、スケール上に発生した誘導電流はスケールの全域に自由に流れることが可能である。このため、図１０（ａ）に表したスケール２Ｈのように、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があると、誘導電流ｉ１およびｉ１’の経路に影響が生じる。各制御パターン２１のそれぞれについて安定して誘導電流が流れないと、センサによる検出誤差が発生し、高精度な位置測定の妨げになるという問題が生じる。

また、図１０（ｂ）に表したスケール２Ｉでは、誘導電流ｉ１から分岐した誘導電流ｉ２により、トラックＴ２の制御パターン２１２の周期λ２の磁場が発生し、位置測定の特性に影響を及ぼすことになる。

ここで、スケール２Ｉのように複数のトラックＴ１〜Ｔ３が並設される場合、原理的には各トラックＴ１〜Ｔ３をそれぞれ独立させて完全に絶縁してしまうことが望ましい。しかし、この場合、各トラックＴ１〜Ｔ３に対応した複数のスケールを製作し、絶縁性の支持基板の上に貼り合わせる必要がある。これにより、貼り合わせの際の位置ずれによる品質低下、およびコストアップの問題が生じる。

本発明の目的は、周期的なパターンが形成されたスケールに流れる誘導電流を検出して、精度の高い位置測定を行うことができる誘導型位置測定装置を提供することである。

本発明の誘導型位置測定装置は、スケールと、センサと、を備える。スケールは、測定基準線に沿って等間隔に設けられ誘導電流の流れを制御する複数の制御パターンを有するトラックと、測定基準線の両側に位置する第１縁部および第２縁部と、を有する。センサは、測定基準線に沿ってスケールと相対的に移動可能に設けられ、誘導電流を検出する。スケールは、トラックと第１縁部との間、およびトラックと第２縁部との間、の少なくとも一方に、誘導電流の流れを規制する規制パターンを有する。

このような構成によれば、規制パターンが設けられていることで、自由に流れようとする誘導電流を制御パターンと規制パターンとの間に導き、誘導電流の流れる経路を安定化させることができる。これにより、複数の制御パターンのそれぞれについての誘導電流の流れが均一化する。すなわち、このような規制パターンを設けることで、誘導電流の流れ方がスケールの縁部の形状による影響を受けにくくなり、複数の制御パターンごとに安定した誘導電流が発生して、精度の高い位置検出を行うことができるようになる。

本発明の誘導型位置測定装置において、規制パターンは、トラックと第１縁部との間、およびトラックと第２縁部との間、の両方に設けられていることが望ましい。

このような構成によれば、制御パターンによって制御される誘導電流の流れる経路が、スケールの第１縁部および第２縁部の両側について安定化する。したがって、誘導電流の流れ方がスケールの第１縁部および第２縁部の両方の形状による影響を受けにくくなり、精度の高い位置検出を行うことができるようになる。

本発明の誘導型位置測定装置において、複数の規制パターンの周期は、複数の制御パターンの周期と等しいことが望ましい。

このような構成によれば、複数の制御パターンによる誘導電流の周期が、複数の規制パターンの周期によって乱されることがなくなり、規制パターンによる誘導電流の規制の均一化が達成される。

本発明の誘導型位置測定装置において、トラックは、測定基準線に沿って第１の周期で設けられた複数の第１制御パターンを有する第１トラックと、第１トラックに対して並設され、測定基準線に沿って第１の周期とは異なる第２の周期で設けられた複数の第２制御パターンを有する第２トラックと、を有し、規制パターンは、第１トラックと第１縁部との間、第１トラックと第２トラックとの間、および第２トラックと第２縁部との間、のうち少なくともいずれかに設けられていることが望ましい。

このような構成によれば、複数のトラックを有するスケールにおいて、各トラックでの誘導電流の経路が規制パターンによって安定化する。これにより、誘導電流の流れ方がスケールの縁部や隣り合うトラックのパターンによる影響を受けにくくなる。したがって、複数の制御パターンごとに安定した誘導電流が発生して、精度良くセンサのスケールに対する位置を検出することができるようになる。

本発明の誘導型位置測定装置において、誘導型位置測定装置は、第１トラックにおける誘導電流の検出結果および第２トラックにおける誘導電流の検出結果に基づきセンサの測定基準線に対する絶対位置を求めるアブソリュート式の誘導型位置測定装置であり、規制パターンは、第１トラックと第２トラックとの間に設けられた中間規制パターンを有し、複数の中間規制パターンの周期は、第１トラックおよび第２トラックのうち、位置検出の分解能に影響の大きいトラックにおける制御パターンの周期と等しいことが望ましい。

このような構成によれば、第１トラックと第２トラックとの間に設けられた中間規制パターンによって、第１トラックおよび第２トラックの少なくとも一方における誘導電流の流れる経路が中間規制パターンによって安定化する。また、複数の中間規制パターンの周期が、位置検出における分解能に影響の大きいトラックにおける制御パターンの周期と等しいため、絶対位置の測定における分解能の低下を抑制することができるようになる。

本実施形態に係る誘導型位置測定装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本実施形態で適用されるスケールを例示する模式的平面図である。 規制パターンの形状および位置について例示する模式的平面図である。 本実施形態の他の変形例に適用されるスケールを例示する模式的平面図である。 規制パターンの形状および位置について例示する模式的平面図である。 第２の実施形態に適用されるスケールを例示する模式的平面図である。 第２の実施形態に適用されるスケールの変形例を示す模式的平面図である。 他のスケールの例を示す模式的斜視図である。 制御パターンおよび規制パターンの他の形態を例示する模式的斜視図である。 従来のスケールを例示する模式的平面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る誘導型位置測定装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図２（ａ）および（ｂ）は、本実施形態で適用されるスケールを例示する模式的平面図である。
図１に表したように、本実施形態に係る誘導型位置測定装置１００は、センサ１と、スケール２と、を備える。スケール２は、測定基準線ＭＬに沿って延在するトラックＴと、測定基準線ＭＬの両側に位置する第１縁部２５１および第２縁部２５２と、を有する。

Ｘ軸と平行な方向に延在する長尺状のスケール２の場合、第１縁部２５１および第２縁部２５２は、長手方向に延びる側面を含む部分である。トラックＴは、第１縁部２５１と第２縁部２５２との間に設けられる。

誘導電流を利用した誘導型位置測定装置１００において、スケール２は、導電性板材を加工（例えば、打ち抜き、エッチング）して形成されたものである。導電性板材としては、例えば銅やステンレスが用いられる。この場合、導電性板材自体によってスケール２の機械的強度が保たれる。

スケール２のトラックＴには、複数の制御パターン２１が設けられる。複数の制御パターン２１は、測定基準線ＭＬに沿って等間隔に設けられる。制御パターン２１は、スケール２に流れる誘導電流の流れを制御するためのパターンである。制御パターン２１は、例えば孔パターンである。制御パターン２１が孔パターンである場合、制御パターン２１の孔の周囲に沿って誘導電流が流れる。なお、制御パターン２１は低抵抗パターンであってもよい。低抵抗パターンは、制御パターン２１の部分の電気抵抗が、他の部分の電気抵抗よりも低いパターンである。制御パターン２１が低抵抗パターンである場合、制御パターン２１の内部を誘導電流が流れる。

センサ１は、測定基準線ＭＬに沿ってスケール２と相対的に移動可能に設けられる。センサ１には、スケール２に流れる誘導電流を検出する検出部（図示せず）と、交流電流を流す駆動コイル（図示せず）とが設けられていている。センサ１と対向する制御パターン２１には、駆動コイルによって発生される変動磁界と結合した誘導電流が流れる。センサ１の検出部は、センサ１と対向する制御パターン２１に沿って流れる誘導電流を検出する。

センサ１には制御部３が接続される。制御部３は、センサ１の駆動コイルに交流電流を供給するとともに、センサ１の検出部で検出した誘導電流に基づく信号を受けて、センサ１の測定基準線ＭＬに対する位置の演算を行う。

誘導型位置測定装置１００は、センサ１による誘導電流の検出情報に基づきスケール２に対するセンサ１の位置を検出する。すなわち、センサ１が、等間隔に並ぶ複数の制御パターン２１の上を順に通過することにより、センサ１によって検出する誘導電流の大きさが周期的に変化する。制御部３は、センサ１から出力される誘導電流の検出信号の周期的な変化に基づき、センサ１の測定基準線ＭＬに対する位置を演算することができる。

本実施形態に係る誘導型位置測定装置１００では、スケール２に規制パターン２２が設けられている。規制パターン２２は、トラックＴと第１縁部２５１との間、およびトラックＴと第２縁部２５２との間、の両側に設けられる。規制パターン２２は、スケール２に流れる誘導電流の流れ方を規制するパターンである。

図２（ａ）に表したように、スケール２に設けられた規制パターン２２は、例えば孔パターンである。規制パターン２２のＺ軸と平行な方向にみた面積は、制御パターン２１のＺ軸と平行な方向にみた面積よりも小さい。このような規制パターン２２が設けられていることで、制御パターン２１の周りに流れる誘導電流ｉ１の流れ方が規制される。すなわち、制御パターン２１の周りを流れる誘導電流ｉ１のうち、第１縁部２５１および第２縁部２５２の方向へ流れようとするものは、規制パターン２２よりも外側には流れ難くなる。このため、誘導電流ｉ１は、制御パターン２１と規制パターン２２との間に導かれるように流れる。これにより、それぞれの制御パターン２１による誘導電流ｉ１の流れ方が安定化する。

規制パターン２２は、複数の制御パターン２１のそれぞれに対応して設けられていることが望ましい。さらに、複数の規制パターン２２は、Ｘ軸と平行な複数の制御パターン２１の周期λと同じ周期で設けられていることが望ましい。これにより、規制パターン２２による磁場分布の周期と制御パターン２１による磁場分布の周期とが一致し、磁場分布の均一化が達成される。これにより、センサ１による誘導電流ｉ１の検出精度が向上する。

なお、制御パターン２１と第１縁部２５１側の規制パターン２２との間隔は、制御パターン２１と第２縁部２５２側の規制パターン２２との間隔と等しくしておくことが望ましい。これにより、制御パターン２１の第１縁部２５１側および第２縁部２５２側で、より磁場分布の均一化が達成される。

このような規制パターン２２が設けられたスケール２を用いることで、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が第１縁部２５１の形状に影響を受けにくくなる。

さらに、スケール２では、制御パターン２１の第２縁部２５２側にも規制パターン２２が設けられているため、制御パターン２１の第１縁部２５１側の形状と、第２縁部２５２側の形状とが異なる場合であっても、制御パターン２１の周囲を流れる誘導電流ｉ１の経路の差が抑制される。これにより、制御パターン２１による磁場分布が第１縁部２５１側および第２縁部２５２側で均一化され、センサ１による誘導電流ｉ１の検出精度が向上する。

（第１の実施形態の変形例）
図２（ｂ）には、本実施形態の変形例に適用されるスケール２Ｂが表される。このスケール２Ｂにおいては、トラックＴと第１縁部２５１との間に規制パターン２２が設けられる。トラックＴと第２縁部２５２との間には規制パターン２２は設けられていない。

このように、トラックＴと第１縁部２５１との間に規制パターン２２が設けられたスケール２Ｂでは、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が規制パターン２２によって遮られるため、第１縁部２５１側の形状による影響を受けにくくなる。

図２（ａ）に表したスケール２と同様に、スケール２Ｂにおいても規制パターン２２は、複数の制御パターン２１のそれぞれと第１縁部２５１との間に設けられていることが望ましい。さらに、複数の規制パターン２２は、Ｘ軸と平行な複数の制御パターン２１の周期λと同じ周期で設けられていることが望ましい。これにより、規制パターン２２による磁場分布の周期と制御パターン２１による磁場分布の周期とが一致し、磁場分布の均一化が達成される。これにより、センサ１による誘導電流ｉ１の検出精度が向上する。

なお、変形例に係るスケール２Ｂにおいては、トラックＴと第１縁部２５１との間、およびトラックＴと第２縁部２５２との間、のいずれか一方に規制パターン２２が設けられていればよい。すなわち、図示しないが、規制パターン２２は、トラックＴと第２縁部２５２との間に設けられ、トラックＴと第１縁部２５１との間には設けられていない構成であってもよい。この場合、規制パターン２２によって、第２縁部２５２側の端面における凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が規制パターン２２によって遮られ、第２縁部２５２側の形状による影響を受けにくくなる。

図３（ａ）〜（ｄ）は、規制パターンの形状および位置について例示する模式的平面図である。図３（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても、１つの制御パターン２１と１つの規制パターン２２との関係を例示しているが、他の制御パターン２１と規制パターン２２との関係であっても同様である。

図３（ａ）〜（ｃ）に表した例では、制御パターン２１のＹ軸と平行な中心軸ｙ１と、規制パターン２２のＹ軸と平行な中心軸ｙ２とが一致している例である。このうち、図３（ａ）は、規制パターン２２のＸ軸と平行な方向の長さが、制御パターン２１のＸ軸と平行な方向の長さと実質的に等しい例を表している。なお、本実施形態において「実質的」とは、製造上の誤差を許容することを意味する。図３（ｂ）は、規制パターン２２のＸ軸と平行な方向の長さが、制御パターン２１のＸ軸と平行な方向の長さよりも短い例を表している。図３（ｃ）は、規制パターン２２のＸ軸と平行な方向の長さが、制御パターン２１のＸ軸と平行な方向の長さよりも長い例を表している。

図３（ｄ）に表した例では、制御パターン２１の中心軸ｙ１と、規制パターン２２の中心軸ｙ２とが一致していない例である。すなわち、この例では、規制パターン２２の中心軸ｙ２が、制御パターン２１の中心軸ｙ１に対して偏って配置されている。

いずれの例においても、制御パターン２１の周囲の磁場分布によって規制パターン２２の大きさおよび位置が適宜選択される。なお、制御パターン２１の第１縁部２５１側および第２縁部２５２側の両方に規制パターン２２が設けられている場合、両方の規制パターン２２のＹ軸と平行な中心軸は一致していても、一致していなくてもよい。

（第１の実施形態の他の変形例）
図４（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の他の変形例に適用されるスケールを例示する模式的平面図である。
図４（ａ）に表したスケール２Ｃでは、トラックＴと第１縁部２５１との間に規制パターン２２が設けられる。図４（ｂ）に表したスケール２Ｄでは、トラックＴと第１縁部２５１との間、およびトラックＴと第２縁部２５２との間、の両方に規制パターン２２が設けられる。いずれのスケール２Ｃおよび２Ｄにおいても、Ｙ軸と平行な方向にみて制御パターン２１と規制パターン２２とが重ならない。

このように、トラックＴと第１縁部２５１との間に規制パターン２２が設けられたスケール２Ｃでは、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が規制パターン２２によって遮られるため、第１縁部２５１側の形状に影響を受けにくくなる。

また、スケール２Ｄでは、制御パターン２１の第１縁部２５１側の形状と、第２縁部２５２側の形状とが異なる場合であっても、制御パターン２１の周囲を流れる誘導電流ｉ１の経路の差が抑制される。これにより、制御パターン２１による磁場分布が第１縁部２５１側および第２縁部２５２側で均一化され、センサ１による誘導電流ｉ１の検出精度が向上する。

図５（ａ）および（ｂ）は、規制パターンの形状および位置について例示する模式的平面図である。図５（ａ）に表した例では、隣り合う２つの制御パターン２１のＸ軸と平行な方向の中央位置に規制パターン２２が設けられた例である。すなわち、隣り合う２つの制御パターン２１のそれぞれのＹ軸と平行な中心軸をｙ１１およびｙ１２、規制パターン２２のＹ軸と平行な中心軸をｙ２１とした場合、Ｘ軸と平行な方向において、中心軸ｙ１１と中心軸ｙ２１との距離ｘ１は、中心軸ｙ１２と中心軸ｙ２１との距離ｘ２と実質的に等しい。

図５（ｂ）に表した例では、隣り合う２つの制御パターン２１のいずれか一方に偏って規制パターン２２が設けられた例である。図５（ｂ）に表した例では、Ｘ軸と平行な方向において、中心軸ｙ１１と中心軸ｙ２１との距離ｘ１は、中心軸ｙ１２と中心軸ｙ２１との距離ｘ２よりも短い。いずれの例においても、制御パターン２１の周囲の磁場分布によって適宜選択される。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、センサ１の測定基準線ＭＬに対する絶対位置を測定するアブソリュート式の誘導型位置測定装置の例である。
図６は、第２の実施形態に適用されるスケールを例示する模式的平面図である。
図６に表したスケール２Ｅでは、複数のトラックＴ１〜Ｔ３が並設されている。このスケール２Ｅを用いることで、複数のトラックＴ１〜Ｔ３による誘導電流の検出結果を合成して、センサ１の測定基準線ＭＬに対する絶対位置を測定することができる。なお、トラックＴ１は、他のトラックＴ２，Ｔ３と比較して位置検出の分解能に影響の大きいトラックである。

スケール２Ｅにおいて、トラックＴ１にはＸ軸と平行な方向に周期λ１で複数の制御パターン２１１が設けられ、トラックＴ２にはＸ軸と平行な方向に周期λ２で複数の制御パターン２１２が設けられ、トラックＴ３にはＸ軸と平行な方向に周期λ３で複数の制御パターン２１３が設けられる。周期λ１、λ２およびλ３は、互いに異なる。

スケール２Ｅでは、最も第１縁部２５１に近いトラックＴ１と第１縁部２５１との間に規制パターン２２１が設けられる。規制パターン２２１は、複数の制御パターン２１１のそれぞれと第１縁部２５１との間に設けられていることが望ましい。さらに、複数の規制パターン２２１は、Ｘ軸と平行な方向において、複数の制御パターン２１１の周期λ１と同じ周期λで設けられていることが望ましい。

また、スケール２Ｅでは、規制パターン（中間規制パターン）２２２が設けられる。規制パターン２２２は、トラックＴ１と、トラックＴ２との間に設けられる。すなわち、規制パターン２２２は、トラックＴ１の制御パターン２１１を間にして、Ｙ軸と平行な方向に規制パターン２２１と反対の位置に設けられる。

規制パターン２２２は、複数の制御パターン２１１のそれぞれとトラックＴ２との間に設けられていることが望ましい。さらに、複数の規制パターン２２２は、規制パターン２２１と同様に、Ｘ軸と平行な方向において、複数の制御パターン２１１の周期λと同じ周期で設けられていることが望ましい。

また、Ｙ軸と平行な方向において、制御パターン２１１と規制パターン２２１との間隔は、制御パターン２１１と規制パターン２２２との間隔と実質的に等しいことが望ましい。

スケール２Ｅのように、Ｙ軸と平行な方向において、制御パターン２１１の両側に規制パターン２２１および２２２が設けられていることで、誘導電流ｉ１が第１縁部２５１側の形状や、隣りのトラックＴ２の影響を受けにくくなり、誘導電流ｉ１の均一化が達成される。

具体的には、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が規制パターン２２１によって遮られるため、第１縁部２５１側の形状に影響を受けにくくなる。

さらに、トラックＴ１とトラックＴ２との間に設けられた規制パターン２２２によって、トラックＴ１の制御パターン２１１の周りを流れる誘導電流ｉ１が、隣りのトラックＴ２へ漏れ出ることを抑制することができる。これにより、複数の制御パターン２１１のそれぞれによる磁場分布が均一化され、センサ１による誘導電流ｉ１の検出精度が向上する。

なお、Ｘ軸と平行な方向において、規制パターン２２１の長さＬと、隣り合う２つの規制パターン２２１の間隔Ｓとの比率は、長さＬが長いほど誘導電流ｉ１の経路を遮る効果が高くなる。一方、長さＬが長いほどスケール２Ｅの機械的強度は低下する。したがって、長さＬと間隔Ｓとの比率は、誘導電流ｉ１の経路を遮る効果と機械的強度との観点から適宜設定される。

図７は、第２の実施形態に適用されるスケールの変形例を示す模式的平面図である。
図７に表したスケール２Ｆでは、最も第１縁部２５１に近いトラックＴ１と第１縁部２５１との間に規制パターン２２１が設けられる。スケール２Ｆでは、図６に表したスケール２Ｅのような規制パターン（中間規制パターン）２２２は設けられていない。

スケール２Ｆのように、トラックＴ１と第１縁部２５１との間に規制パターン２２１が設けられていることで、第１縁部２５１側の端面に凹形状や凸形状などの不均一な部分があっても、誘導電流ｉ１の経路が規制パターン２２１によって遮られるため、第１縁部２５１側の形状に影響を受けにくくなる。

なお、図６に表したスケール２Ｅでは、トラックＴ１の制御パターン２１１に対して規制パターン２２１および２２２を設ける例を説明したが、他のトラックＴ２およびＴ３の制御パターン２１２および２１３に対して同様な規制パターン２２１および２２２を設けるようにしてもよい。この場合、隣り合う２つのトラックの間に設ける規制パターン２２２は、互いのトラックで兼用になっていてもよい。規制パターン２２２を兼用する場合には、位置検出の分解能に影響の大きいトラックにおける制御パターンの周期や、磁場分布をより均一化したいトラックにおける制御パターンの周期に合わせて規制パターン２２２の周期を設定することが望ましい。

また、図６および図７に表したスケール２Ｅおよび２Ｆにおいて、全てのトラックＴ１〜Ｔ３の制御パターン２１１、２１２および２１３のそれぞれの両側に規制パターン２２１および２２２が設けられていてもよい。

また、図６および図７に表したスケール２Ｅおよび２Ｆでは、Ｙ軸と平行な方向にみて制御パターン２１１と規制パターン２２１および２２２とが重なる例を説明したが、図４（ａ）および（ｂ）、図５（ａ）および（ｂ）に表したように、Ｙ軸と平行な方向にみて制御パターン２１１と規制パターン２２１および２２２とが重ならないようにしてもよい。

（その他の変形例）
上記説明した実施形態においては、スケール２、２Ａ〜２Ｆとして導電性板材を打ち抜きやエッチングで加工したテープ状のものを例示したが、図８の模式的斜視図に表したように、スケール２Ｇを絶縁性の基板（例えば、ガラス基板）２０の表面に形成したものであってもよい。スケール２Ｇにおける制御パターン２１および規制パターン２２は、基板２０の表面に例えば銅箔を被着した後、エッチングなどによって開口することで形成される。

また、上記説明した実施形態においては、制御パターン２１および規制パターン２２として孔パターンである例を中心に示したが、制御パターン２１および規制パターン２２は孔パターン以外であってもよい。
図９（ａ）および（ｂ）は、制御パターンおよび規制パターンの他の形態を例示する模式的斜視図である。
図９（ａ）に表した制御パターン２１および規制パターン２２は、スケール２の材料表面から凸型に形成されている。また、図９（ｂ）に表した制御パターン２１および規制パターン２２は、スケールの材料表面から凹型に形成されている。このように、制御パターン２１および規制パターン２２は、スケール２において制御パターン２１および規制パターン２２とこれら以外の部分とで誘導電流についての抵抗が異なるように設けられていればよい。

また、制御パターン２１および規制パターン２２のＺ軸と平行な方向にみた形状は図示したものに限定されず、正方形、四角以外の多角形、円形、楕円形、長円形など、適宜の形状を取り得る。

また、上記の実施形態では、複数の規制パターン２２の周期を、複数の制御パターン２１の周期と一致させる例を示したが、一致していなくてもよい。

以上説明したように、実施形態に係る誘導型位置測定装置１００によれば、周期的なパターンを形成したスケールにおいて、誘導電流の流れがスケールの端部や隣り合うパターンによって影響を受けにくくなり、精度の高い位置測定を行うことができるようになる。

なお、上記に実施形態および各種の例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の実施形態または各種の例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態や各種の例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

本発明は、リニアエンコーダのほか、ロータリエンコーダに利用することができる。また、本発明は、アブソリュート型、インクリメント型のいずれのエンコーダにも適用することができる。

１…センサ、２…スケール、３…制御部、２０…基板、２１，２１１，２１２…制御パターン、２２，２２１，２２２…規制パターン、１００…誘導型位置測定装置、２５１…第１縁部、２５２…第２縁部、Ｔ，Ｔ１〜Ｔ３…トラック

Claims (5)

1. 測定基準線に沿って等間隔に設けられ誘導電流の流れを制御する複数の制御パターンを有するトラックと、前記測定基準線の両側に位置する第１縁部および第２縁部と、を有するスケールと、
   前記測定基準線に沿って前記スケールと相対的に移動可能に設けられ前記誘導電流を検出するセンサと、
   を備え、
   前記スケールは、前記トラックと前記第１縁部との間、および前記トラックと前記第２縁部との間、の少なくとも一方に設けられ前記誘導電流の流れを規制する規制パターンを有することを特徴とする誘導型位置測定装置。
2. 前記規制パターンは、前記トラックと前記第１縁部との間、および前記トラックと前記第２縁部との間、の両方に設けられたことを特徴とする請求項１記載の誘導型位置測定装置。
3. 複数の前記規制パターンの周期は、複数の前記制御パターンの周期と等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の誘導型位置測定装置。
4. 前記トラックは、
   前記測定基準線に沿って第１の周期で設けられた複数の第１制御パターンを有する第１トラックと、
   前記第１トラックに対して並設され、前記測定基準線に沿って前記第１の周期とは異なる第２の周期で設けられた複数の第２制御パターンを有する第２トラックと、を有し、
   前記規制パターンは、前記第１トラックと前記第１縁部との間、前記第１トラックと前記第２トラックとの間、および前記第２トラックと前記第２縁部との間、のうち少なくともいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１記載の誘導型位置測定装置。
5. 前記誘導型位置測定装置は、前記第１トラックにおける誘導電流の検出結果および前記第２トラックにおける誘導電流の検出結果に基づき前記センサの前記測定基準線に対する絶対位置を求めるアブソリュート式の誘導型位置測定装置であり、
   前記規制パターンは、前記第１トラックと前記第２トラックとの間に設けられた中間規制パターンを有し、
   複数の前記中間規制パターンの周期は、前記第１トラックおよび前記第２トラックのうち位置検出の分解能に影響の大きいトラックにおける制御パターンの周期と等しいことを特徴とする請求項４記載の誘導型位置測定装置。
   

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