JP3485133B2 - 角加速度センサのスリット付きディスクの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２枚のスリット付
きディスクのスリットの相対移動に基づきモータ軸等の
回転体の角加速度を検出するように構成された角加速度
センサにおけるスリット付きディスクの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】モータ軸等の回転体における無限回転角
度範囲に渡る角加速度の検出を行うための角加速度セン
サとしては、本願出願により、先に、国際公開第９３／
２０４５１号パンフレット（特願平４−１０１８７７号
に基づく優先権主張出願）において、２枚のスリット付
きディスクを利用した構造のものを提案している。

【０００３】この角加速度センサにおいては、２枚のス
リット付きディスクを回転体に対して一体回転するよう
に取付け、これらに形成したスリットの相対的な移動に
基づき、回転体の角加速度を検出するようになってい
る。

【０００４】このようなセンサにおいては、各ディスク
に対して正確なピッチでスリットを形成しておかない
と、検出精度が低下してしまう。例えば、スリットにピ
ッチ誤差があると、回転速度が一定であっても、形成さ
れているスリットのピッチ誤差のために回転むらが発生
した状態と同様なセンサ出力が得られてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ディスクに対してスリ
ットをピッチ誤差なく正確に形成するためには、スリッ
ト付きディスクを製造するためのディスク原盤に対して
精度良くスリットを形成する必要がある。しかし、スリ
ットが正確に形成されたディスク原盤を製造するために
は、その製造設備が大がかりとなり、費用も嵩んでしま
う。

【０００６】本発明の課題は、この点に鑑みて、形成さ
れたスリットにピッチ誤差が発生していたとしても、２
枚のスリット付きディスクを対向配置して使用する状態
における相対的なピッチ精度を上げることの可能な角加
速度センサのスリット付きディスクの製造方法を提案す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転体に対し
て一体回転するように固定される第１および第２のスリ
ット付きディスクを備え、これらのディスクに形成され
ているスリットの相対移動に基づき回転体の角加速度を
検出するようになっている角加速度センサにおける前記
第１および第２のスリット付きディスクの製造方法であ
って、次の工程により２枚のスリット付きディスクを製
造している。

【０００８】まず、１枚のディスク原盤用素材を用意
し、このディスク原盤用素材を回転軸に取付け、当該デ
ィスク原盤用素材のフォトレジスト面に対峙させてスリ
ット形成用のフォトマスクを配置し、回転軸を回転させ
て前記ディスク用原盤素材を１ピッチづつ一体回転させ
ながら、フォトマスクを介して当該ディスク原盤用素材
のフォトレジスト面にスリットを形成することによりデ
ィスク原盤を作成する。

【０００９】次に、このスリットの形成時に、当該ディ
スク原盤の円周方向の原点位置を規定する原点マークを
前記フォトレジスト面に形成する。しかる後に、このデ
ィスク原盤を用いて、第１および第２のスリット付きデ
ィスク素材に対してスリットおよび原点マークを転写し
て、前記第１および第２のスリット付きディスクを作成
する。このように作成した第１および第２のスリット付
きディスクは、双方に形成された傾斜スリットが交差す
るように平行に対峙させると共に双方の原点マークが一
致するように合わせた状態で使用する。

【００１０】ここで、傾斜スリットの代わりに、ディス
ク半径方向に延びる縦スリットを形成する場合において
も同一の工程を採用することができる。

【００１１】また、本発明では上記の工程の代わりに次
に工程を採用して２枚のスリット付きディスクを製造す
るようにしている。まず、第１および第２のディスク原
盤用素材を用意し、まず、第１のディスク原盤用素材を
回転軸に取付け、当該ディスク原盤用素材のフォトレジ
スト面に対峙させてスリット形成用のフォトマスクを配
置し、回転軸を回転させて前記第１のディスク原盤用素
材を１ピッチづつ回転させながらフォトマスクを介して
当該ディスク原盤用素材のフォトレジスト面にスリット
を形成すると共に、当該ディスク原盤用素材の周方向の
原点位置を規定する原点マークを形成することにより第
１のディスク原盤を作成する。次に、同一の回転軸およ
びフォトマスクを用いて、前記第２のディスク原盤用素
材に対して同一の工程を経てスリットおよび原点マーク
を形成することにより第２のディスク原盤を作成する。
しかる後に、前記第２のディスク原盤を裏返した状態で
用いて、そこに形成されているスリットおよび原点マー
クが転写された中間原盤を作成する。前記第１のディス
ク原盤および前記中間原盤を用いて、第１のディスク用
素材および第２のディスク用素材に対してそれぞれスリ
ットおよび原点マークを転写することにより、前記第１
および第２のスリット付きディスクを作成する。このよ
うに作成した第１および第２のスリット付きディスク
は、双方に形成された傾斜スリットが交差するように平
行に対峙させると共に双方の原点マークが一致するよう
に合わせた状態で使用する。

【００１２】この工程も、傾斜スリットの代わりに、デ
ィスク半径方向に延びる縦スリットを形成する場合にも
そのまま適用することができる。

【００１３】さらに、本発明は、上記の方法の代わりに
次の方法によって２枚のスリット付きディスクを製造す
るようにしている。まず、円周方向に向けて傾斜方向の
異なるスリットが１ピッチづつずらした状態で形成され
ていると共に、円周方向の原点位置を規定する原点マー
クが形成されている母原盤を作成する。この母原盤に形
成されたスリットおよび原点マークを転写することによ
り、第１および第２の原盤を作成する。次に、前記第１
の原盤を用いて、一方向に傾斜したスリットと原点マー
クのみが転写された第１の中間原盤を作成する。前記第
２の原盤を用いて、前記第１の中間原盤に転写したスリ
ットとは異なる傾斜方向のスリットと原点マークのみが
転写された第２の中間原盤を作成する。前記第２の中間
原盤を裏返した状態で用いて、スリットおよび原点マー
クが転写された第３の中間原盤を作成する。次に、前記
第１の中間原盤を用いて前記第１のスリット付きディス
クを作成すると共に、前記第３の中間原盤を用いて前記
第２のスリット付きディスクを作成する。このように作
成した第１および第２のスリット付きディスクは、双方
に形成された傾斜スリットが交差するように平行に対峙
させると共に双方の原点マークが一致するように合わせ
た状態で使用する。

【００１４】ここで、この方法においては、前記母原盤
を用いて、前記第１の中間原盤を直接に作成するように
してもよい。

【００１５】また、この方法も、前記傾斜スリットの代
わりに、ディスク半径方向に延びる縦スリットを形成す
る場合にそのまま適用することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。

【００１７】まず、図１には、本発明の方法を適用して
製造したスリット付きディスクを備えた角加速度センサ
を示してある。図に示すように、角加速度センサ１０
は、薄い円筒状のハウジング１１を有し、このハウジン
グ１１の中央を、ベアリング１２を介して、測定対象の
回転軸１３が回転自在に貫通している。ハウジング１１
内に位置する回転軸１３の外周には、本発明の方法によ
り製造された２枚のスリット付きディスク１４、１５が
対峙した状態で固定されている。これらのディスク１
４、１５の外周側の部分には、円周方向に向けて同一ピ
ッチでそれぞれスリット群１６、１７が形成されてい
る。これらのスリット群１６、１７を挟む状態で、半導
体位置検出装置の検出部１９が配置されている。この検
出部１９は、発光ダイオード２０と半導体位置検出器２
１から構成されている。

【００１８】図２および図３には、上記のディスク１５
の形状を示してある。これらの図に示すように、本例の
ディスク１５は、最も外周側の部分が薄肉の環状部分１
５ａとなっており、ここにスリット群１７が形成されて
いる。この環状部分１５ａの内側には、厚肉の環状重り
部分１５ｂが形成されている。この重り部分１５ｂは、
その内周面の側から９０度間隔で中心に向かって延びる
リブ１５ｃによって支持されている。これらのリブ１５
ｃの中心側は、回転体１３の外周に固定したフランジ１
５ｄの外周に支持されている。ここに、リブ１５ｃはデ
ィスクの円周方向への弾性変形が可能なばね部分であ
る。なお、他方のディスク１４は全体として同一厚さの
剛性円盤である。

【００１９】このように構成した本例の角加速度センサ
１０において、回転軸１３が回転を開始し、あるいは回
転速度が変化した場合には、ディスク１５の側のスリッ
ト群１７が他方のディスク１４の側のスリット群１６に
対して円周方向にずれる。すなわち、ディスク１５に形
成した環状の重り部分１５ｂの慣性力によって、そのば
ね部分１５ｂが円周方向に弾性変形するので、スリット
群１７もそれに伴って円周方向にずれる。

【００２０】ここで、スリット群１６の各スリットに対
して、スリット群１７の各スリットはディスク半径方向
に対して逆方向に傾斜している。したがって、双方のス
リット群が相対的に円周方向にずれると、スリット群１
６とスリット群１７の間に形成される交差部分が半径方
向にずれる。このずれを、半導体位置検出器２１によっ
て検出することにより、回転軸１３に発生した角加速度
を測定することができる。

【００２１】ここで、本例のディスク１４、１５にスリ
ット群を形成するためのディスク原盤は次のようにして
製造することができる。

【００２２】（実施形態１）まず、図４に示すように、
１枚のディスク原盤３４を回転軸４１上に取り付ける。
この際に、ディスク原盤のフォトレジスト面３４ａに対
峙させて、フォトマスク４４を配置する。そして、駆動
源５１、駆動ドライバ５２および角度センサ５３から構
成した回転軸４１の回転制御機構を用いて、回転軸４１
を１ピッチづつ回転させる。これに同期させて、フォト
マスク４４に対峙させた光源６１を、発光ドライバ６３
によって駆動する。この回転軸４１の駆動および光源６
１の発光は、上位のコントローラ７１によって統括され
ている。この操作により、ディスク原盤３４のフォトレ
ジスト面には、一定のピッチでスリット部分が形成され
る。

【００２３】ここで、スリットの焼付け動作とは別に、
ディスク原盤３４に対しては、回転軸４１に取り付けた
状態において、円周方向の原点位置を規定する原点マー
ク（図示せず）を形成しておく。

【００２４】次に、このディスク原盤３４を用いて、第
１および第２のスリット付きディスク素材に対してスリ
ットおよび原点合わせマークを転写して、第１および第
２のスリット付きディスク１４、１５を作成する。この
ように作成した第１および第２のスリット付きディスク
１４、１５は、双方に形成された傾斜スリット１６、１
７が交差する状態で、双方の原点マークが一致するよう
に平行に対峙させて使用する。すなわち、図１のように
組み付けられて使用される。

【００２５】ここで、傾斜スリットの代わりに、ディス
ク半径方向に延びる縦スリットを形成する場合において
も同一の工程を採用することができる。

【００２６】（実施形態２）上記の方法の代わりに、図
５に示す方法を採用しても第１および第２のスリット付
きディスク１４、１５を製造することができる。

【００２７】この方法でも、図４に示す一般的なスリッ
ト形成用の装置を用いてディスク原盤を作成する。しか
し、本例では、まず、第１および第２のディスク原盤用
素材を用意しておき、図４の装置を用いて、スリットお
よび原点マークをそれぞれに形成することにより、第１
および第２のディスク原盤Ａ、Ｂを作成する。しかる後
に、第２のディスク原盤Ｂを裏返した状態で用いて、ス
リット１７Ｂおよび原点マーク１７１Ｂが転写された中
間原盤Ｂ１を作成する。

【００２８】この後は、第１のディスク原盤Ａおよび中
間原盤Ｂ１を用いて、予め用意してある第１のディスク
用素材および第２のディスク用素材に対してそれぞれス
リットおよび原点マークを転写することにより、第１お
よび第２のスリット付きディスク１４、１５を作成す
る。

【００２９】このように作成した第１および第２のスリ
ット付きディスク１４、１５は、双方に形成された傾斜
スリット１６、１７が交差する状態で、双方の原点マー
ク１６１、１７１が一致するように平行に対峙させた状
態で、図１に示すセンサ回転軸１３に取付けて使用され
ることになる。

【００３０】ここで、第１のディスク原盤Ａを用いて中
間原盤を作成し、この中間原盤を用いて第１のスリット
付きディスク１４を作成すると共に、第２のディスク原
盤Ｂを用いて直接に第２のスリット付きディスク１５を
作成するようにしてもよい。

【００３１】また、本例の方法は、傾斜スリットの代わ
りに、ディスク半径方向に延びる縦スリットを形成する
場合にもそのまま適用することができる。

【００３２】（実施形態３）次に、図６には、本発明の
更に別の方法を示してある。この方法においては、ま
ず、図４に示す装置を用いて、円周方向に向けて傾斜方
向の異なるスリットが１ピッチづつずらした状態で形成
されていると共に、円周方向の原点位置を規定する原点
マークが形成されている母原盤Ａ０を作成する。

【００３３】次に、この母原盤Ａ０に形成されたスリッ
トおよび原点マークを転写することにより、第１および
第２の原盤Ａ１１、Ｂ１１を作成する。次に、第１の原
盤Ａ１１を用いて、一方向に傾斜したスリットと原点マ
ークのみが転写された第１の中間原盤Ａ１２を作成す
る。また、第２の原盤Ｂ１１を用いて、第１の中間原盤
Ａ１２に転写したスリットとは異なる傾斜方向のスリッ
トと原点マークのみが転写された第２の中間原盤Ｂ１２
を作成する。

【００３４】次に、第２の中間原盤Ｂ１２を裏返した状
態で用いて、スリット１７Ｂおよび原点マーク１６１Ｂ
が転写された第３の中間原盤Ｂ１３を作成する。

【００３５】この後は、第１の中間原盤Ａ１２を用いて
第１のスリット付きディスク１４を作成すると共に、第
３の中間原盤Ｂ１３を用いて第２のスリット付きディス
ク１５を作成する。

【００３６】このように作成した第１および第２のスリ
ット付きディスク１４、１５は、双方に形成された傾斜
スリット１６、１７が交差する状態で、双方の原点マー
ク１６１、１６１が一致するように平行に対峙させた状
態で、図１の回転軸１３に取付けて使用される。

【００３７】ここで、この方法においては、母原盤Ａ０
を用いて、第１の中間原盤Ａ１２あるいは第１の中間原
盤Ｂ１２を直接に作成するようにしてもよい。

【００３８】また、この方法も、傾斜スリットの代わり
に、ディスク半径方向に延びる縦スリットを形成する場
合にそのまま適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、一般的に使用されているスリット形成装置を用い
て、２枚のスリット付きディスクに形成されるピッチの
相対的な精度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により製造したディスクを備えた
角加速度センサの構造を示す概略縦断面図である。

【図２】図１の装置のディスクの形状を示す断面図であ
る。

【図３】図１の装置のディスクの形状を示す平面図であ
る。

【図４】図１のディスクを製造するためのディスク原盤
の製造装置を示す概略構成図である。

【図５】本発明の方法を説明するための説明図である。

【図６】本発明の別の方法を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・角加速度センサ １４、１５・・・スリット付きディスク １６、１７・・・スリット群 １６１、１７１、１６１Ｂ、１７１Ｂ・・・原点マーク ３４・・・ディスク原盤 ３４ａ・・・フォトレジスト面 ４１・・・回転軸 ４４・・・フォトマスク ６１・・・光源 Ａ０ 母原盤 Ａ、Ｂ、Ａ１１、Ｂ１１・・・原盤 Ａ１２、Ｂ１、Ｂ１２、Ｂ１３・・・中間原盤 １６１、１７１、１６１Ｂ、１７１Ｂ・・・原点マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−333009（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337212（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−172067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−224514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−57140（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 15/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に対して一体回転するように固定
   される第１および第２のスリット付きディスクを備え、
   これらのディスクに形成されている相互に反対方向に傾
   斜している傾斜スリットの相対移動に基づき回転体の角
   加速度を検出するようになっている角加速度センサにお
   ける前記第１および第２のスリット付きディスクの製造
   方法であって、 １枚のディスク原盤用素材を用意し、このディスク原盤
   用素材を回転軸に取付け、当該ディスク原盤用素材のフ
   ォトレジスト面に対峙させてスリット形成用のフォトマ
   スクを配置し、回転軸を回転させて前記ディスク用原盤
   素材を１ピッチずつ一体回転させながら、フォトマスク
   を介して当該ディスク原盤用素材のフォトレジスト面に
   スリットを形成することによりディスク原盤を作成し、 このスリットの形成時に、当該ディスク原盤の円周方向
   の原点位置を規定する原点マークを前記フォトレジスト
   面に形成し、 このディスク原盤を用いて、第１および第２のスリット
   付きディスク素材に対してスリットおよび原点マークを
   転写して、前記第１および第２のスリット付きディスク
   を作成し、 これらの第１および第２のスリット付きディスクを、双
   方に形成された傾斜スリットが交差するように平行に対
   峙させると共に双方の原点マークが一致するように合わ
   せた状態で使用することを特徴とする角加速度センサの
   スリット付きディスクの製造方法。
2. 【請求項２】 回転体に対して一体回転するように固定
   される第１および第２のスリット付きディスクを備え、
   これらのディスクに形成されているディスク半径方向に
   延びる縦スリットの相対移動に基づき回転体の角加速度
   を検出するようになっている角加速度センサにおける前
   記第１および第２のスリット付きディスクの製造方法で
   あって、 １枚のディスク原盤用素材を用意し、このディスク原盤
   用素材を回転軸に取付け、当該ディスク原盤用素材のフ
   ォトレジスト面に対峙させてスリット形成用のフォトマ
   スクを配置し、回転軸を回転させて前記ディスク用原盤
   素材を１ピッチずつ一体回転させながら、フォトマスク
   を介して当該ディスク原盤用素材のフォ トレジスト面に
   スリットを形成することによりディスク原盤を作成し、 このスリットの形成時に、当該ディスク原盤の円周方向
   の原点位置を規定する原点マークを前記フォトレジスト
   面に形成し、 このディスク原盤を用いて、第１および第２のスリット
   付きディスク素材に対してスリットおよび原点マークを
   転写して、前記第１および第２のスリット付きディスク
   を作成し、 これらの第１および第２のスリット付きディスクを、平
   行に対峙させると共に双方の原点マークが一致するよう
   に合わせた状態で使用することを 特徴とする角加速度セ
   ンサのスリット付きディスクの製造方法。
3. 【請求項３】 回転体に対して一体回転するように固定
   される第１および第２のスリット付きディスクを備え、
   これらのディスクに形成されている反対方向に傾斜して
   いる傾斜スリットの相対移動に基づき回転体の角加速度
   を検出するようになっている角加速度センサにおける前
   記第１および第２のスリット付きディスクの製造方法で
   あって、 第１および第２のディスク原盤用素材を用意し、まず、
   第１のディスク原盤用素材を回転軸に取付け、当該ディ
   スク原盤用素材のフォトレジスト面に対峙させてスリッ
   ト形成用のフォトマスクを配置し、回転軸を回転させて
   前記第１のディスク原盤用素材を１ピッチずつ回転させ
   ながらフォトマスクを介して当該ディスク原盤用素材の
   フォトレジスト面にスリットを形成すると共に、当該デ
   ィスク原盤用素材の周方向の原点位置を規定する原点マ
   ークを形成することにより第１のディスク原盤を作成
   し、 次に、同一の回転軸および前記フォトマスクとは逆傾斜
   のスリット形成用のフォトマスクを用いて、前記第２の
   ディスク原盤用素材に対して同一の工程を経てスリット
   および原点マークを形成することにより第２のディスク
   原盤を作成し、 しかる後に、前記第２のディスク原盤を裏返した状態で
   用いて、そこに形成されているスリットおよび原点マー
   クが転写された中間原盤を作成し、 前記第１のディスク原盤および前記中間原盤を用いて、
   第１のディスク用素材および第２のディスク用素材に対
   してそれぞれスリットおよび原点マークを転写すること
   により、前記第１および第２のスリット付きディスクを
   作成し、 これらの第１および第２のスリット付きディスクを、双
   方に形成された傾斜スリットが交差するように平行に対
   峙させると共に双方の原点マークが一致するように合わ
   せた状態で使用することを特徴とする角加速度センサの
   スリット付きディスクの製造方法。
4. 【請求項４】回転体に対して一体回転するように固定さ
   れる第１および第２のスリット付きディスクを備え、こ
   れらのディスクに形成されているディスク半径方向に延
   びる縦スリットの相対移動に基づき回転体の角加速度を
   検出するようになっている角加速度センサにおける前記
   第１および第２のスリット付きディスクの製造方法であ
   って、 第１および第２のディスク原盤用素材を用意し、まず、
   第１のディスク原盤用素材を回転軸に取付け、当該ディ
   スク原盤用素材のフォトレジスト面に対峙させてスリッ
   ト形成用のフォトマスクを配置し、回転軸を回転させて
   前記第１のディスク原盤用素材を１ピッチずつ回転させ
   ながらフォトマスクを介して当該ディスク原盤用素材の
   フォトレジスト面にスリットを形成すると共に、当該デ
   ィスク原盤用素材の周方向の原点位置を規定する原点マ
   ークを形成することにより第１のディスク原盤を作成
   し、 次に、同一の回転軸および前記フォトマスクとは異なる
   スリット形成用のフォトマスクを用いて、前記第２のデ
   ィスク原盤用素材に対して同一の工程を経てスリットお
   よび原点マークを形成することにより第２のディスク原
   盤を作成し、 しかる後に、前記第２のディスク原盤を裏返した状態で
   用いて、そこに形成されているスリットおよび原点マー
   クが転写された中間原盤を作成し、 前記第１のディスク原盤および前記中間原盤を用いて、
   第１のディスク用素材および第２のディスク用素材に対
   してそれぞれスリットおよび原点マークを転写すること
   により、前記第１および第２のスリット付きディスクを
   形成し、 これらの第１および第２のスリット付きディスクを、平
   行に対峙させると共に双方の原点マークが一致するよう
   に合わせた状態で使用することを特徴とする角加速度セ
   ンサのスリット付きディスクの製造方法。
5. 【請求項５】 回転体に対して一体回転するように固定
   される第１および第２のスリット付きディスクを備え、
   これらのディスクに形成されている反対方向に傾斜して
   いる傾斜スリットの相対移動に基づき回転体の角加速度
   を検出するようになっている角加速度センサにおける前
   記第１および第２のスリット付きディスクの製造方法で
   あって、 円周方向に向けて傾斜方向の異なるスリットが１ピッチ
   ずつずらした状態で形成されていると共に、円周方向の
   原点位置を規定する原点マークが形成されている母原盤
   を作成し、 この母原盤に形成されたスリットおよび原点マークを転
   写することにより、第１および第２の原盤を作成し、前
   記第１の原盤を用いて、一方向に傾斜したスリットと原
   点マークのみが転写された第１の中間原盤を作成し、 前記第２の原盤を用いて、前記第１の中間原盤に転写し
   たスリットとは異なる傾斜方向のスリットと原点マーク
   のみが転写された第２の中間原盤を作成し、 前記第２の中間原盤を裏返した状態で用いて、スリット
   および原点マークが転写された第３の中間原盤を作成
   し、 次に、前記第１の中間原盤を用いて前記第１のスリット
   付きディスクを作成すると共に、前記第３の中間原盤を
   用いて前記第２のスリット付きディスクを作成し、 これらの第１および第２のスリット付きディスクを、双
   方に形成された傾斜スリットが交差するように平行に対
   峙させると共に双方の原点マークが一致するように合わ
   せた状態で使用することを特徴とする角加速度センサの
   スリット付きディスクの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記母原盤を用い
   て、前記第１の中間原盤を直接に作成することを特徴と
   する角加速度センサのスリット付きディスクの製造方
   法。