JP2016057174A - Linear sensor - Google Patents

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幸司 江塚
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幸司 江塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear sensor which can simplify the structure of a magnetic member adjacent to a detector having magnetic poles.SOLUTION: A linear sensor 100 comprises: a stator 20 having an excitation magnetic pole 22 and detection magnetic poles 21, 23; and a scale plate 10 which is arranged so as to face the excitation magnetic pole 22 and the detection magnetic poles 21, 23, and which can be displaced relatively to the stator 20. The scale plate 10 includes: a substrate 11 formed from a non-magnetic material; and a layered magnetic layer 12 which is formed from a magnetic material, and which is provided on the substrate 11 along displacement directions D1 and D2 of the scale plate 10. The excitation magnetic pole 22 is arranged so as to face the magnetic layer 12, while the detection magnetic poles 21, 23 are arranged so as to face edge parts 12a, 12b of the magnetic layer 12. The edges 12a, 12b of the magnetic layer 12 are formed so as to displace portions that are positioned opposite the detection magnetic poles 21, 23 in a transverse direction of the displacement directions D1 and D2 when the scale plate 10 is displaced.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、リニアセンサに関する。   The present invention relates to a linear sensor.

リニアセンサには、例えば、特許文献1に記載されるように磁気式のリニアセンサがある。このリニアセンサは、ステータ巻線が巻回された複数の磁極を有するステータと、ステータに隣接して直線往復移動自在な可動子とを有している。可動子は、磁性材をプレス加工して形成した複数の板状のコア片を積層した複数のコアを長尺状に連結して形成される。長尺状の可動子の側部は、山部と谷部とが交互に配置された形状を有している。ステータの磁極に山部及び谷部を有する側部を対向させて可動子を直線往復移動させると、磁極と可動子との間の磁気的結合度が変化し、この変化に応じた二相の出力信号がステータ巻線に発生する。この信号を検出することによって、ステータに対する可動子の位置が判別される。   Examples of the linear sensor include a magnetic linear sensor as described in Patent Document 1. This linear sensor includes a stator having a plurality of magnetic poles around which a stator winding is wound, and a mover that is linearly reciprocable adjacent to the stator. The mover is formed by connecting a plurality of cores obtained by laminating a plurality of plate-like core pieces formed by pressing a magnetic material into a long shape. The side part of the long movable element has a shape in which peaks and valleys are alternately arranged. When the mover is reciprocated linearly with the sides having crests and troughs facing the magnetic poles of the stator, the degree of magnetic coupling between the magnetic poles and the mover changes, and the two-phase An output signal is generated on the stator winding. By detecting this signal, the position of the mover relative to the stator is determined.

特開2003−194583号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2003-194583

特許文献1における可動子である磁性部材は、その構造が複雑であり、その製造のために、磁性材のプレス加工によるコア片の製造、板状のコア片の積層によるコアの製造、及び複数のコアの連結を必要とし、多くの製造工数を要するため、コスト上昇を招くという問題がある。   The magnetic member, which is a mover in Patent Document 1, has a complicated structure. For its manufacture, a core piece is manufactured by pressing a magnetic material, a core is manufactured by laminating plate-like core pieces, and a plurality of magnetic members are manufactured. The cores need to be connected and a large number of manufacturing steps are required.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、磁極を有する検出子としてのステータに隣り合う磁性部材の構造を簡易にするリニアセンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a linear sensor that simplifies the structure of a magnetic member adjacent to a stator as a detector having a magnetic pole.

上記の課題を解決するために、この発明に係るリニアセンサは、励磁磁極及び検出磁極を有する検出子と、励磁磁極及び検出磁極に対向して設けられ、検出子に対して相対的に変位可能である磁性部材とを備え、磁性部材は、非磁性材料から形成される基板と、基板上に変位方向に沿って設けられ且つ磁性材料から形成される層状の磁性体とを有し、励磁磁極は、磁性体と対向するように配置され、検出磁極は、磁性体の縁部と対向するように配置され、磁性体の縁部は、磁性部材が変位すると、検出磁極に対向する部位を変位方向の横断方向に変位させるように形成される。   In order to solve the above-described problems, a linear sensor according to the present invention is provided with a detector having an excitation magnetic pole and a detection magnetic pole, and opposed to the excitation magnetic pole and the detection magnetic pole, and can be displaced relative to the detector. The magnetic member includes a substrate formed of a nonmagnetic material, and a layered magnetic body formed on the substrate along the displacement direction and formed of the magnetic material, Is arranged so as to face the magnetic body, and the detection magnetic pole is arranged so as to face the edge of the magnetic body. When the magnetic member is displaced, the edge of the magnetic body displaces the portion facing the detection magnetic pole. It is formed so as to be displaced in the transverse direction.

検出子は、励磁磁極を挟むようにして複数の検出磁極を有し、検出磁極は、磁性体における変位方向の横断方向に位置する複数の縁部それぞれに対向するように配置されてよい。
磁性体は、基板上に形成した薄膜であってよい。
磁性体は、基板上に付着させた磁性シート又は磁性テープであってよい。
The detector may have a plurality of detection magnetic poles so as to sandwich the excitation magnetic pole, and the detection magnetic poles may be arranged to face each of a plurality of edges located in the transverse direction of the displacement direction of the magnetic body.
The magnetic body may be a thin film formed on the substrate.
The magnetic body may be a magnetic sheet or a magnetic tape attached on the substrate.

この発明に係るリニアセンサによれば、磁極を有する検出子に隣り合う磁性部材の構造を簡易にすることが可能になる。   According to the linear sensor according to the present invention, the structure of the magnetic member adjacent to the detector having the magnetic pole can be simplified.

この発明の実施の形態1に係るリニアセンサの模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the linear sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のスケール板の模式的な斜視図ある。It is a typical perspective view of the scale board of FIG. この発明の実施の形態2に係るリニアセンサの模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the linear sensor which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図3のスケール板の模式的な斜視図ある。It is a typical perspective view of the scale board of FIG.

以下、この発明の実施の形態に係るリニアセンサについて添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1を参照すると、この発明の実施の形態1に係るリニアセンサ100は、直線的に往復移動する対象物の変位を検出するものである。リニアセンサ100は、長手方向である方向D1及びD2に沿って往復移動可能に設けられた磁性部材であるスケール板10と、スケール板10の長手方向の相対位置を検出するための不動の検出子であるステータ20とを備えている。方向D1と方向D2とは互いに反対方向である。スケール板10は、方向D1及びD2へ直線的に往復移動する対象物に固定され、ステータ20は、移動しないものに固定されている。
A linear sensor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
Referring to FIG. 1, a linear sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention detects the displacement of an object that reciprocates linearly. The linear sensor 100 includes a scale plate 10 that is a magnetic member provided so as to be capable of reciprocating along the directions D1 and D2, which are the longitudinal direction, and a stationary detector for detecting the relative position of the scale plate 10 in the longitudinal direction. The stator 20 is provided. The direction D1 and the direction D2 are opposite to each other. The scale plate 10 is fixed to an object that reciprocates linearly in the directions D1 and D2, and the stator 20 is fixed to a non-moving object.

ステータ20は、スケール板10の上方に間隔をあけて配置されている。ステータ20は、方向D1及びD2に垂直な方向に沿って並べて配置された3つの磁極21、22及び23を一体に有している。磁極21、22及び23はそれぞれ、磁性材料から形成され且つスケール板10に向かって突出するように延在するコア21a、22a及び23aと、コア21a、22a及び23aの周りに延在方向を中心として巻き付けられた巻線21b、22b及び23bとを有している。ステータ20は、コア21a、22a及び23aの先端、並びに巻線21b、22b及び23bをスケール板10に対向させるようにして配置されている。さらに、中央に位置する巻線22bは、励磁用の励磁巻線を構成し、巻線22bの両側に位置する巻線21b及び23bは、信号検出用の検出巻線を構成している。そして、磁極22は、励磁用の励磁磁極を構成し、磁極21及び23は、信号検出用の検出磁極を構成している。   The stator 20 is disposed above the scale plate 10 with an interval. The stator 20 integrally has three magnetic poles 21, 22 and 23 arranged side by side along a direction perpendicular to the directions D1 and D2. Each of the magnetic poles 21, 22 and 23 is made of a magnetic material and extends so as to protrude toward the scale plate 10, and the extending direction around the cores 21a, 22a and 23a is centered. And windings 21b, 22b, and 23b. The stator 20 is arranged so that the tips of the cores 21a, 22a and 23a and the windings 21b, 22b and 23b face the scale plate 10. Further, the winding 22b located at the center constitutes an exciting winding for excitation, and the windings 21b and 23b located on both sides of the winding 22b constitute a detection winding for signal detection. The magnetic pole 22 constitutes an exciting magnetic pole for excitation, and the magnetic poles 21 and 23 constitute a detection magnetic pole for signal detection.

図1及び図2をあわせて参照すると、スケール板10は、非磁性材料から形成され且つスケール板10の外形を構成する長方形の平面形状をした基板11と、磁性材料から形成され且つ基板11の一方の平坦な表面11a上で基板11の長手方向全体にわたって直接的に形成された薄層からなる磁性層12とを有している。ここで、磁性層12は、磁性体を構成している。   Referring to FIGS. 1 and 2 together, the scale plate 10 is formed of a non-magnetic material and has a rectangular planar shape that forms the outer shape of the scale plate 10, and is formed of a magnetic material and is formed of the magnetic material. It has a magnetic layer 12 made of a thin layer directly formed over the entire longitudinal direction of the substrate 11 on one flat surface 11a. Here, the magnetic layer 12 constitutes a magnetic material.

磁性層12は、基板11の表面11aに対して、磁性材料の塗布法による焼き付け、磁性材料のCVD(化学蒸着)法、PVD(物理蒸着)法等による蒸着、磁性金属含有樹脂を硬化させることによる薄膜形成、磁性シート・磁性テープの接着、溶接、ロウ付け等による付着などによって直接的に形成されることができる。磁性シート・磁性テープとして、パーマロイテープ等の接着剤が付着したものを用いてもよい。   The magnetic layer 12 is formed by baking the surface 11a of the substrate 11 by applying a magnetic material, vapor-depositing the magnetic material by CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition), or the like, or curing the magnetic metal-containing resin. It can be directly formed by thin film formation by, adhesion of magnetic sheet / magnetic tape, welding, adhesion by brazing or the like. As the magnetic sheet / magnetic tape, an adhesive such as permalloy tape may be used.

磁性層12は、基板11における長手方向に沿った一方の側部11bと側部11bに隣り合う磁性層12の長手方向に沿った直線状の縁部12aとの間隔が、方向D1に沿って次第に広くなるように形成されている。つまり、縁部12aは、側部11b及び方向D1に対して一定の角度を有している。さらに、磁性層12は、基板11における長手方向に沿った他方の側部11cと側部11cに隣り合う磁性層12の長手方向に沿った直線状の縁部12bとの間隔が、方向D1に沿って次第に狭くなるように形成されている。つまり、縁部12bは、側部11c及び方向D1に対して一定の角度を有している。よって、磁性層12は、平行四辺形の平面形状を有している。   In the magnetic layer 12, the distance between one side portion 11b along the longitudinal direction of the substrate 11 and the linear edge portion 12a along the longitudinal direction of the magnetic layer 12 adjacent to the side portion 11b is along the direction D1. It is formed so that it gradually becomes wider. That is, the edge part 12a has a fixed angle with respect to the side part 11b and the direction D1. Further, in the magnetic layer 12, the distance between the other side portion 11c along the longitudinal direction of the substrate 11 and the linear edge portion 12b along the longitudinal direction of the magnetic layer 12 adjacent to the side portion 11c is in the direction D1. It is formed so as to become gradually narrower along. That is, the edge part 12b has a fixed angle with respect to the side part 11c and the direction D1. Therefore, the magnetic layer 12 has a parallelogram planar shape.

ステータ20は、スケール板10を方向D1及びD2に沿って移動させたとき、励磁磁極22のコア22aの全体が常に磁性層12に対向し、検出磁極21のコア21aが磁性層12の縁部12aに対向し、検出磁極23のコア23aが磁性層12の縁部12bに対向するように配置構成されている。コア22aを磁性層12に投影したとき、コア22aの全体が磁性層12内に含まれ、コア21a及び23aを磁性層12に投影したとき、コア21a及び23aそれぞれが、縁部12a及び12b上に位置する。
励磁巻線22bは、交流信号の発生源に接続されている。検出巻線21b及び23bは、電気信号を位置データとして変換して出力するR/D変換器等の変換装置に接続されている。
In the stator 20, when the scale plate 10 is moved along the directions D1 and D2, the entire core 22a of the excitation magnetic pole 22 always faces the magnetic layer 12, and the core 21a of the detection magnetic pole 21 is the edge of the magnetic layer 12. The core 23a of the detection magnetic pole 23 is disposed and configured so as to face the edge 12b of the magnetic layer 12. When the core 22a is projected onto the magnetic layer 12, the entire core 22a is included in the magnetic layer 12, and when the cores 21a and 23a are projected onto the magnetic layer 12, the cores 21a and 23a are on the edges 12a and 12b, respectively. Located in.
The excitation winding 22b is connected to an AC signal generation source. The detection windings 21b and 23b are connected to a conversion device such as an R / D converter that converts electrical signals as position data and outputs them.

リニアセンサ100によってステータ20に対するスケール板10の相対位置を検出する際、ステータ20の励磁巻線22bに交流信号が供給される。これにより、励磁巻線22bの周りを回りコア22aを通る磁束が発生し、この磁束がスケール板10の磁性層12に侵入して内部に磁束を形成する。磁性層12内部の磁束は、磁性層12からコア21a及び23aのそれぞれの中に延びる磁束を形成する。   When the linear sensor 100 detects the relative position of the scale plate 10 with respect to the stator 20, an AC signal is supplied to the excitation winding 22 b of the stator 20. As a result, a magnetic flux that passes around the excitation winding 22b and passes through the core 22a is generated, and this magnetic flux enters the magnetic layer 12 of the scale plate 10 to form a magnetic flux therein. The magnetic flux inside the magnetic layer 12 forms a magnetic flux extending from the magnetic layer 12 into each of the cores 21a and 23a.

スケール板10が方向D1に移動したとき、コア21aにおける磁性層12と対向する部位が増加するため、コア21a内の磁束が増加し、それにより、検出巻線21bに出力信号としての誘導電流が発生する。また、コア23aにおける磁性層12と対向する部位が減少するため、コア23a内の磁束が減少し、それにより、検出巻線23bに、検出巻線21bと異なる位相をした出力信号としての誘導電流が発生する。図示しない変換装置は、検出巻線21b及び23bの出力信号から、コア21a及び23aと磁性層12の縁部12a及び12bとのそれぞれの間における方向D1に垂直な方向での位置関係を検出し、それにより、コア21a及び23aに対する基板11及び磁性層12の長手方向の変位を検出する。   When the scale plate 10 moves in the direction D1, the portion of the core 21a that faces the magnetic layer 12 increases, so that the magnetic flux in the core 21a increases, thereby causing an induced current as an output signal in the detection winding 21b. Occur. Further, since the portion of the core 23a facing the magnetic layer 12 is reduced, the magnetic flux in the core 23a is reduced, thereby causing an induced current as an output signal having a phase different from that of the detection winding 21b to the detection winding 23b. Will occur. A converter (not shown) detects the positional relationship in the direction perpendicular to the direction D1 between the cores 21a and 23a and the edges 12a and 12b of the magnetic layer 12 from the output signals of the detection windings 21b and 23b. Thereby, the displacement in the longitudinal direction of the substrate 11 and the magnetic layer 12 with respect to the cores 21a and 23a is detected.

一方、スケール板10が方向D2に移動したとき、コア21a内の磁束が減少し且つコア23aの磁束が増加するため、検出巻線21b及び23bに互いに位相が異なる出力信号が発生する。図示しない変換装置は、検出巻線21b及び23bの出力信号から、コア21a及び23aに対する基板11及び磁性層12の長手方向の変位を検出する。
よって、リニアセンサ100は、ステータ20における検出磁極21及び23のコア21a及び23aと磁性層12との間における方向D1及びD2に垂直な横断方向での位置関係を、検出巻線21b及び23bの出力信号から検出することによって、ステータ20に対するスケール板10の長手方向の変位を検出する。
On the other hand, when the scale plate 10 moves in the direction D2, the magnetic flux in the core 21a decreases and the magnetic flux in the core 23a increases, so that output signals having different phases are generated in the detection windings 21b and 23b. A converter (not shown) detects displacement in the longitudinal direction of the substrate 11 and the magnetic layer 12 with respect to the cores 21a and 23a from the output signals of the detection windings 21b and 23b.
Therefore, the linear sensor 100 determines the positional relationship in the transverse direction perpendicular to the directions D1 and D2 between the cores 21a and 23a of the detection magnetic poles 21 and 23 in the stator 20 and the magnetic layer 12, and the detection windings 21b and 23b. By detecting from the output signal, the displacement of the scale plate 10 in the longitudinal direction relative to the stator 20 is detected.

このように、この発明の実施の形態1に係るリニアセンサ100は、巻線21b,22b,23bをもつ励磁磁極22及び検出磁極21,23を有するステータ20と、励磁磁極22及び検出磁極21,23に対向して設けられ且つステータ20に対して相対的に変位可能であるスケール板10とを備える。スケール板10は、非磁性材料から形成される基板11と、基板11上にスケール板10の変位方向D1及びD2に沿って設けられ且つ磁性材料から形成される層状の磁性層12とを有する。励磁磁極22は、磁性層12と対向するように配置され、検出磁極21,23はそれぞれ、磁性層12の縁部12a,12bと対向するように配置される。磁性層12の縁部12a,12bはそれぞれ、スケール板10が変位すると、検出磁極21,23に対向する部位を変位方向D1及びD2の横断方向に変位させるように形成される。   As described above, the linear sensor 100 according to the first embodiment of the present invention includes the stator 20 having the excitation magnetic pole 22 and the detection magnetic poles 21 and 23 having the windings 21b, 22b, and 23b, the excitation magnetic pole 22 and the detection magnetic pole 21, 23, and a scale plate 10 that is disposed so as to face the stator 23 and is relatively displaceable with respect to the stator 20. The scale plate 10 includes a substrate 11 formed of a nonmagnetic material, and a layered magnetic layer 12 provided on the substrate 11 along the displacement directions D1 and D2 of the scale plate 10 and formed of a magnetic material. The excitation magnetic pole 22 is disposed so as to face the magnetic layer 12, and the detection magnetic poles 21, 23 are disposed so as to face the edges 12 a, 12 b of the magnetic layer 12, respectively. The edges 12a and 12b of the magnetic layer 12 are formed to displace portions facing the detection magnetic poles 21 and 23 in the transverse direction of the displacement directions D1 and D2, respectively, when the scale plate 10 is displaced.

このとき、スケール板10の変位時に、縁部12a,12bにおける検出磁極21,23に対向する部位が変位方向D1及びD2の横断方向に変位することによって、励磁磁極22が磁性層12を介して検出磁極21及び23に形成する磁束が変化する。この磁束の変化によって検出磁極21及び23の巻線21b及び23bに出力信号が発生し、この出力信号からステータ20に対するスケール板10の変位が検出される。スケール板10は、非磁性材料から形成される基板11上に磁性材料から形成される層状の磁性層12を設けただけの構造であるため、その構造が簡易であり、且つ磁性層12の縁部12a及び12bを上述のように構成することも容易である。これにより、スケール板10は、構造及び製造の簡易化、薄型化、小型化、軽量化及びコスト低減を可能にする。   At this time, when the scale plate 10 is displaced, the portions facing the detection magnetic poles 21 and 23 in the edge portions 12a and 12b are displaced in the transverse direction of the displacement directions D1 and D2, so that the excitation magnetic pole 22 passes through the magnetic layer 12. The magnetic flux formed on the detection magnetic poles 21 and 23 changes. Due to this change in magnetic flux, an output signal is generated in the windings 21b and 23b of the detection magnetic poles 21 and 23, and the displacement of the scale plate 10 relative to the stator 20 is detected from this output signal. Since the scale plate 10 has a structure in which a layered magnetic layer 12 formed of a magnetic material is provided on a substrate 11 formed of a nonmagnetic material, the structure is simple and the edge of the magnetic layer 12 is It is also easy to configure the parts 12a and 12b as described above. Thereby, the scale board 10 enables simplification of structure and manufacture, thickness reduction, size reduction, weight reduction, and cost reduction.

また、リニアセンサ100において、ステータ20は、励磁磁極22を挟むようにして検出磁極21及び23を有し、検出磁極21及び23は、磁性層12における変位方向D1及びD2の横断方向に位置する2つの縁部12a及び12bそれぞれに対向するように配置される。これにより、リニアセンサ100は、2つの縁部12a及び12bと検出磁極21及び23との相対位置からスケール板10のステータ20に対する変位を検出する。よって、スケール板10の変位の検出精度が向上する。   Further, in the linear sensor 100, the stator 20 has detection magnetic poles 21 and 23 so as to sandwich the excitation magnetic pole 22, and the detection magnetic poles 21 and 23 are two in the transverse direction of the displacement directions D1 and D2 in the magnetic layer 12. It arrange | positions so that it may oppose each edge 12a and 12b. As a result, the linear sensor 100 detects the displacement of the scale plate 10 relative to the stator 20 from the relative positions of the two edges 12a and 12b and the detection magnetic poles 21 and 23. Therefore, the detection accuracy of the displacement of the scale plate 10 is improved.

また、リニアセンサ100において、磁性層12は、基板11上に形成した薄膜である。又は、磁性層12は、基板11上に付着させた磁性シート若しくは磁性テープである。これにより、基板11への磁性層12の形成が容易になる。さらに、磁性層12の平面形状を自在な形状とすることができるため、基板11が湾曲した平面形状を有している場合や屈折した平面形状を有している場合などの基板11の形状に関係なく磁性層12を形成することができる。この結果、リニアセンサ100は、スケール板10が直線に沿って変位するものだけでなく、曲線、円周、折れ線等に沿って変位するものでも、スケール板の変位を検出することができる。   In the linear sensor 100, the magnetic layer 12 is a thin film formed on the substrate 11. Alternatively, the magnetic layer 12 is a magnetic sheet or a magnetic tape attached on the substrate 11. This facilitates the formation of the magnetic layer 12 on the substrate 11. Furthermore, since the planar shape of the magnetic layer 12 can be set to an arbitrary shape, the shape of the substrate 11 can be changed such as when the substrate 11 has a curved planar shape or a refracted planar shape. Regardless, the magnetic layer 12 can be formed. As a result, the linear sensor 100 can detect the displacement of the scale plate not only when the scale plate 10 is displaced along a straight line but also when the scale plate 10 is displaced along a curve, a circumference, a broken line, or the like.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るリニアセンサ200は、実施の形態1に係るリニアセンサ100に対して、スケール板10に形成された磁性層12の平面形状を変更したものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図3及び図4をあわせて参照すると、リニアセンサ200は、方向D1及びD2に沿って往復移動可能なスケール板210と、ステータ20とを備えている。
Embodiment 2. FIG.
The linear sensor 200 according to the second embodiment of the present invention is obtained by changing the planar shape of the magnetic layer 12 formed on the scale plate 10 with respect to the linear sensor 100 according to the first embodiment.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.
3 and 4 together, the linear sensor 200 includes a scale plate 210 that can reciprocate along directions D1 and D2, and a stator 20.

スケール板210は、非磁性材料から形成された長方形の平面形状をした基板11と、実施の形態1と同様の方法で磁性材料から形成され且つ基板11の表面11a上に形成された磁性層212、213及び214とを有している。   The scale plate 210 has a rectangular planar shape formed of a nonmagnetic material and a magnetic layer 212 formed of a magnetic material and formed on the surface 11a of the substrate 11 in the same manner as in the first embodiment. 213 and 214.

磁性層212、213及び214は、互いに間隔をあけて隣り合い且つ基板11の長手方向全体にわたって形成されている。磁性層213は、長方形の平面形状を有している。互いに隣り合う磁性層212の長手方向縁部212a及び磁性層213の長手方向縁部213aの間の間隔g1は、方向D1に沿って次第に広くなる。互いに隣り合う磁性層213の長手方向縁部213b及び磁性層214の長手方向縁部214aの間の間隔g2は、方向D1に沿って次第に狭くなる。縁部212a及び214aはそれぞれ、縁部213a及び213b並びに方向D1に対して一定の角度を有している。   The magnetic layers 212, 213, and 214 are adjacent to each other with a space therebetween and are formed over the entire length of the substrate 11. The magnetic layer 213 has a rectangular planar shape. A gap g1 between the longitudinal edges 212a of the adjacent magnetic layers 212 and the longitudinal edges 213a of the magnetic layers 213 gradually increases along the direction D1. A gap g2 between the longitudinal edges 213b of the adjacent magnetic layers 213 and the longitudinal edges 214a of the magnetic layers 214 becomes gradually narrower along the direction D1. The edges 212a and 214a have a fixed angle with respect to the edges 213a and 213b and the direction D1, respectively.

ステータ20は、スケール板210を方向D1及びD2に沿って移動させたとき、励磁磁極22のコア22aの全体が常に磁性層213に対向し、検出磁極21のコア21aが磁性層212の縁部212aに対向し、検出磁極23のコア23aが磁性層214の縁部214aに対向するように構成されている。コア22aを磁性層213に投影したとき、その全体が磁性層213内に含まれ、コア21aを磁性層212に投影したとき、コア21aが縁部212a上に位置し、コア23aを磁性層214に投影したとき、コア23aが縁部214a上に位置する。   In the stator 20, when the scale plate 210 is moved along the directions D 1 and D 2, the entire core 22 a of the excitation magnetic pole 22 always faces the magnetic layer 213, and the core 21 a of the detection magnetic pole 21 is the edge of the magnetic layer 212. The core 23a of the detection magnetic pole 23 is configured to face the edge 214a of the magnetic layer 214 so as to face the 212a. When the core 22 a is projected onto the magnetic layer 213, the entirety is included in the magnetic layer 213, and when the core 21 a is projected onto the magnetic layer 212, the core 21 a is positioned on the edge 212 a and the core 23 a is placed on the magnetic layer 214. The core 23a is positioned on the edge 214a.

よって、ステータ20の励磁巻線22bに交流信号が供給されると、コア22aを通る磁束が発生し、この磁束がスケール板210の磁性層213に侵入して内部に磁束を形成する。磁性層213内部の磁束は、磁性層213から両側の磁性層212及び214それぞれの中に延びる磁束を形成する。磁性層212及び214内の磁束はさらに、対向するコア21a及び23aのそれぞれの内部に延びる磁束を形成する。   Therefore, when an AC signal is supplied to the excitation winding 22b of the stator 20, a magnetic flux passing through the core 22a is generated, and this magnetic flux enters the magnetic layer 213 of the scale plate 210 to form a magnetic flux inside. The magnetic flux inside the magnetic layer 213 forms a magnetic flux extending from the magnetic layer 213 into each of the magnetic layers 212 and 214 on both sides. The magnetic flux in the magnetic layers 212 and 214 further forms a magnetic flux extending inside each of the opposing cores 21a and 23a.

このため、スケール板210が方向D1に移動したとき、コア21aにおける磁性層212と対向する部位が増加するため、コア21a内の磁束が増加する。また、コア23aにおける磁性層214と対向する部位が減少するため、コア23a内の磁束が減少する。これにより、検出巻線21b及び23bに互いに異なる位相をした出力信号が発生する。図示しない変換装置は、検出巻線21b及び23bの出力信号から、コア21a及び23aに対する基板11並びに磁性層212及び214の長手方向の変位を検出する。   For this reason, when the scale plate 210 moves in the direction D1, the portion of the core 21a facing the magnetic layer 212 increases, so that the magnetic flux in the core 21a increases. Moreover, since the site | part facing the magnetic layer 214 in the core 23a reduces, the magnetic flux in the core 23a reduces. As a result, output signals having different phases are generated in the detection windings 21b and 23b. A converter (not shown) detects displacements in the longitudinal direction of the substrate 11 and the magnetic layers 212 and 214 with respect to the cores 21a and 23a from the output signals of the detection windings 21b and 23b.

一方、スケール板210が方向D2に移動したとき、コア21a内の磁束が減少し且つコア23aの磁束が増加するため、検出巻線21b及び23bに互いに位相が異なる出力信号が発生する。図示しない変換装置は、検出巻線21b及び23bの出力信号から、コア21a及び23aに対する基板11並びに磁性層212及び214の長手方向の変位を検出する。   On the other hand, when the scale plate 210 moves in the direction D2, the magnetic flux in the core 21a decreases and the magnetic flux in the core 23a increases, so that output signals having different phases are generated in the detection windings 21b and 23b. A converter (not shown) detects displacements in the longitudinal direction of the substrate 11 and the magnetic layers 212 and 214 with respect to the cores 21a and 23a from the output signals of the detection windings 21b and 23b.

また、この発明の実施の形態2に係るリニアセンサ200のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
そして、実施の形態2におけるリニアセンサ200によれば、上記実施の形態1のリニアセンサ100と同様な効果が得られる。
Moreover, since the other structure and operation | movement of the linear sensor 200 which concern on Embodiment 2 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.
And according to the linear sensor 200 in Embodiment 2, the effect similar to the linear sensor 100 of the said Embodiment 1 is acquired.

また、実施の形態1及び2のリニアセンサ100及び200のスケール板10及び210において、磁性層12の縁部12a,12b、磁性層212の縁部212a及び磁性層214の縁部214aは、直線状であったがこれに限定されるものでない。縁部12a,12b,212a,214aは、方向D1及びD2に平行でなければよく、折れ線、曲線等であってもよい。   In the scale plates 10 and 210 of the linear sensors 100 and 200 of the first and second embodiments, the edges 12a and 12b of the magnetic layer 12, the edge 212a of the magnetic layer 212, and the edge 214a of the magnetic layer 214 are straight lines. However, it is not limited to this. The edges 12a, 12b, 212a, 214a need not be parallel to the directions D1 and D2, and may be broken lines, curves, or the like.

また、実施の形態1及び2のリニアセンサ100及び200では、スケール板10及び210の磁性層12及び212に対して、ステータ20のコア22aの全体が対向するように構成されていたが、これに限定されるものでない。コア22aは、スケール板10及び210が移動したときに、磁性層12及び212に対向する面積つまり磁性層12及び212上への投影面積が変化しなければよい。これにより、スケール板10及び210が移動しても磁性層12及び212に形成される磁束が変化しない。   In the linear sensors 100 and 200 according to the first and second embodiments, the entire core 22a of the stator 20 is configured to face the magnetic layers 12 and 212 of the scale plates 10 and 210. It is not limited to. When the scale plates 10 and 210 are moved, the core 22a may have an area that faces the magnetic layers 12 and 212, that is, a projected area on the magnetic layers 12 and 212 does not change. Thereby, even if the scale plates 10 and 210 move, the magnetic flux formed in the magnetic layers 12 and 212 does not change.

また、実施の形態1及び2のリニアセンサ100及び200のスケール板10及び210において、磁性層12の2つの縁部12a,12b、又は磁性層212の縁部212a及び磁性層214の縁部214aに対向するように2つの検出磁極21及び23が設けられていたが、これに限定されるものでない。3つ以上の検出磁極を設け、各検出磁極に対向する磁性層の縁部をそれぞれ形成してもよい。あるいは、検出磁極は1つであってもよい。   In the scale plates 10 and 210 of the linear sensors 100 and 200 of the first and second embodiments, the two edges 12a and 12b of the magnetic layer 12, or the edge 212a of the magnetic layer 212 and the edge 214a of the magnetic layer 214 are used. The two detection magnetic poles 21 and 23 are provided so as to face each other, but the present invention is not limited to this. Three or more detection magnetic poles may be provided, and the edge portion of the magnetic layer facing each detection magnetic pole may be formed. Alternatively, the number of detection magnetic poles may be one.

また、実施の形態1及び2のリニアセンサ100及び200では、ステータ20が固定され、スケール板10及び210が移動可能であるように構成されていたが、これに限定されるものでなく、ステータ20がスケール板10及び210の長手方向に沿って移動可能であり、スケール板10及び210が固定されるように構成されてもよい。   In the linear sensors 100 and 200 according to the first and second embodiments, the stator 20 is fixed and the scale plates 10 and 210 are movable. However, the present invention is not limited to this, and the stator is not limited thereto. 20 may be movable along the longitudinal direction of the scale plates 10 and 210, and the scale plates 10 and 210 may be fixed.

10,210 スケール板(磁性部材)、11 基板、12,212,213,214 磁性層(磁性体)、12a,12b,212a,214a 縁部、20 ステータ(検出子)、21,23 検出磁極、21a,22a,23ab コア、21b,22b,23b 巻線、22 励磁磁極、100,200 リニアセンサ、D1,D2 移動方向(変位方向)。   10, 210 Scale plate (magnetic member), 11 substrate, 12, 212, 213, 214 magnetic layer (magnetic material), 12a, 12b, 212a, 214a edge, 20 stator (detector), 21, 23 detection magnetic pole, 21a, 22a, 23ab Core, 21b, 22b, 23b Winding, 22 Excitation magnetic pole, 100, 200 Linear sensor, D1, D2 Movement direction (displacement direction).

Claims (4)

リニアセンサにおいて、
励磁磁極及び検出磁極を有する検出子と、
前記励磁磁極及び前記検出磁極に対向して設けられ、前記検出子に対して相対的に変位可能である磁性部材と
を備え、
前記磁性部材は、非磁性材料から形成される基板と、前記基板上に変位方向に沿って設けられ且つ磁性材料から形成される層状の磁性体とを有し、
前記励磁磁極は、前記磁性体と対向するように配置され、
前記検出磁極は、前記磁性体の縁部と対向するように配置され、
前記磁性体の縁部は、前記磁性部材が変位すると、前記検出磁極に対向する部位を前記変位方向の横断方向に変位させるように形成されるリニアセンサ。
For linear sensors,
A detector having an excitation magnetic pole and a detection magnetic pole;
A magnetic member provided opposite to the excitation magnetic pole and the detection magnetic pole and displaceable relative to the detector;
The magnetic member includes a substrate formed of a nonmagnetic material, and a layered magnetic body provided on the substrate along a displacement direction and formed of a magnetic material,
The exciting magnetic pole is disposed so as to face the magnetic body,
The detection magnetic pole is disposed to face the edge of the magnetic body,
The edge part of the said magnetic body is a linear sensor formed so that the part which opposes the said detection magnetic pole may be displaced to the cross direction of the said displacement direction, if the said magnetic member displaces.
前記検出子は、前記励磁磁極を挟むようにして複数の前記検出磁極を有し、
前記検出磁極は、前記磁性体における前記変位方向の横断方向に位置する複数の前記縁部それぞれに対向するように配置される請求項1に記載のリニアセンサ。
The detector has a plurality of the detection magnetic poles so as to sandwich the excitation magnetic pole,
The linear sensor according to claim 1, wherein the detection magnetic pole is disposed so as to face each of the plurality of edges positioned in a transverse direction of the displacement direction of the magnetic body.
前記磁性体は、前記基板上に形成した薄膜である請求項1または2に記載のリニアセンサ。   The linear sensor according to claim 1, wherein the magnetic body is a thin film formed on the substrate. 前記磁性体は、前記基板上に付着させた磁性シート又は磁性テープである請求項1または2に記載のリニアセンサ。   The linear sensor according to claim 1, wherein the magnetic body is a magnetic sheet or a magnetic tape attached on the substrate.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145210A (en) * 2010-01-15 2011-07-28 Tamagawa Seiki Co Ltd Linear sensor
JP2012042273A (en) * 2010-08-17 2012-03-01 Tamagawa Seiki Co Ltd Multiple redundant type linear sensor
JP2013167501A (en) * 2012-02-15 2013-08-29 Tamagawa Seiki Co Ltd Probe for linear sensor and method for manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145210A (en) * 2010-01-15 2011-07-28 Tamagawa Seiki Co Ltd Linear sensor
JP2012042273A (en) * 2010-08-17 2012-03-01 Tamagawa Seiki Co Ltd Multiple redundant type linear sensor
JP2013167501A (en) * 2012-02-15 2013-08-29 Tamagawa Seiki Co Ltd Probe for linear sensor and method for manufacturing the same

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