JPH0236304A - 金属線間距離の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平帯状の絶縁体内に複数の金属線を並列配置
して形成したフラットケーブルの、各金属線の中心距離
を測定する金属線間距離の測定方法に関する。

（従来の技術） ＯＡ機器等の電子機器の普及に伴い第１５図に示すよう
なフラットケーブル４０が使用されつつある。このフラ
ットケーブル４０は、多数本例えば、８本の金属線（以
下心線導体という）４１〜４８を僅かな間隔で多数本平
行に配列し、絶縁部材４９により一体的に絶縁して帯状
に形成したものである。フラットケーブルとしては、使
用目的により１本のフラットケーブル中の各心線導体の
太さが同し太さのもの、或いは異なっているもの等種・
聾のものがある。例えば、第１５図に示すフラットケー
ブル４０は心線導体４１〜４日の太さが異なり、太い心
線導体４１．４２は給電用として、細い心線導体４３〜
４８は信号伝送用として使用される。

このような多数の並列心線導体とコネクタとの接続を自
動化するためには、並列せる各心線導体の中心距離（ピ
ッチ）が正確に規定値に設定されていることが必要であ
る。従って、これらの各部の寸法を高精度に測定する必
要があり、普通目視により測定している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、僅かの間隔で配列された多数の心線導体
の中心距離を目視により正確に測定することは極めて困
難な作業であり、且つ作業効率も悪い。

並列心線導体の中心距離を電気的に検出する方法として
、励磁コイルと受信コイルとを対向配置して磁気ヘッド
を形成し、前記励磁コイルを交流電流により励６ｆｉＬ
、ギャンブ内に前記並列心線導体を移動させ、各心線導
体が磁界を横切るときに受信コイルに誘起する起電力の
変化を検出することによりこれらの各心線導体の中心距
離を検出するようにしたものがある。

磁気ヘッドの検出怒度を高め、僅かの間隔で隣合う他の
心線導体の影響を少なくするためには、細い心線導体に
磁束を収束させることが必要であり、コイルを巻回する
磁性材料として使用するフェライトコアの先端を、極め
て細く　（直径０．５　ｍｍ以下）加工することが必要
である。しかしながら、フェライトコアは、脆く、且つ
硬い材質であるためにその加工は極めて困難である。

また、従来の信号処理方法においては、例えば第１５図
に示すようなフラットケーブル４０の各心線導体４１〜
４８を検出した場合、当該検出した信号を、検波し、全
波整流して位置信号として取り出すようにしているため
に当該位置信号波形が第１６図のｅ１〜ｅ、のように変
化し、特に、太い心線導体４１．４２の位置信号！！＋
、、ｅｚの波形が２山の波形となり複雑となる。この結
果、これらの心線導体４１．４２の中心位置を正確に検
出することが困難となる。しかも、同じ製造ラインで多
品種生産を行う場合、１つの測定装置により多種類のフ
ラットケーブルの寸法を測定しなければならず、太さが
異なる心線導体の中心距離を正確に測定することは困難
であり、また、信号処理回路のコンピュータの計算ソフ
トも複雑となる等の問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、フラットケ
ーブルの各心線導体の太さが異なる場合でも、これらの
心線導体の中心位置を良好に検出し、各心線導体の中心
距離を正確に測定することが可能な金属線間距離の測定
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、励磁コイル
と受信コイルとを対向配置した磁気ヘッドの各コイルに
、スリットを有する遮蔽板を装着して不均一交流磁界を
形成し、当該不均一交流磁界を、多数の金属線が絶縁並
置されたフラットケーブルを横切って移ｖＪさせ、各金
属線の中心位置において前記受信コイルの出力信号の変
化を検出すると共に、前記励磁コイルを励磁する交流励
磁電流によりサンプリングパルス信号を形成し、当該サ
ンプリングパルス信号により前記受信コイルから各金属
線の中心位置において順次出力される前記信号をサンプ
ルホールドして順次各金属線の位置信号を得、これらの
各位置信号により前記フラットケーブルの各金属線の中
心距離を測定するようにしたものである。

（作用） 磁気ヘッドの不均一交流磁界内にフラットケーブルを横
切らせると、各金属線が遮蔽板のスリント位置を通過す
るときに受信コイルに誘起される起電力の変化が最大と
なる。一方、交流磁電流により形成したサンプリングパ
ルス信号により前記受信コイルの出力信号をサンプリン
グして略ピーク値近傍の信号即ち、検出すべき金属線の
中心位置における位置信号を得る。

この位置信号を順次信号処理回路に取り込み、各金属線
の中心位置における位置信号を得、これらの各位置信号
によりフラットケーブルの各金属線の中心距離を測定す
る。これにより、金属線の太さが異なるフラットケーブ
ルにおける各金属線の中心距離の測定が正確、且つ容易
となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は、フラットケーブルの金属線間距離を測定する
方法を実施するための心線導体検出用のセンサの概要を
示し、センサ１は、２個の磁気ヘッド３．４から成り、
一方の磁気ヘッド３は、略コ字状をなし断面角形のコア
５の開口端内面に円柱状の磁極６．６が一体的に形成さ
れ、これらの磁極６．６の各端面が僅かのギャップＧで
離隔対向して配置されている。各磁極６．６の先端には
夫々励磁コイル７、受信コイル８（第３図）が巻回され
ている。他方の磁気ヘッド４も磁気ヘッド３と同様に形
成されており、コア１０の先端の各磁極１１．１１の先
端には励磁コイル１２、受信コイル１３（第５図）が巻
回されている。

磁気ヘノド３の励磁コイル７、受信コイル８には遮蔽板
１４．１５が、磁気ヘッド４の励磁コイル１２、受信コ
イル１３には遮蔽板１６．１７が装着されている。遮蔽
板１４は第２図に（ａ）に示すように有底円筒体を軸方
向に２分割して１４ａ、１４ｂとし、これら両者を接着
剤により接着固定して再び有底円筒形とし、その底面１
４ｃの直径位置にス’Ｊ／）１４ｄ（第１図、第６図）
を形成したものである。従って、スリン）１４ｄは、そ
の幅ｄが接着剤の被膜の厚さ程度と極めて狭く設定され
ている。遮蔽板１５も第２図（ｂ）に示すように遮蔽板
１４と同様に形成されている。磁気ヘッド４の励磁コイ
ル１２、受信コイル１３の各遮蔽板１６．１７も遮蔽板
１４．１５と全く同様に形成されている。これらの遮蔽
板１４〜１７は、電導性の良好な例えば銅の薄板により
形成されている。

遮蔽板１４．１５は、第１図及び第３図に示すように各
磁極６．６の先端の励磁コイル７、受信コイル８に外嵌
して装着されており、これらの遮蔽板１４．１５のスリ
ット１４ｄ、１５ｄは、互いに対向して同一垂直面内に
あり、且つコア５の側部５ａの幅方向に沿って配置され
ている。遮蔽板１６．１７は、各磁極１１．１１の先端
の励磁コイル１２、受信コイル１３に夫々外嵌して装着
され、スリット１６’ｄ、１７ｄは互いに対向して同一
垂直面内にあり、且つコア１０の側部１０ａの長手方向
に沿って配置されている。即ち、遮蔽板１４．１５のス
リット１４ｄ、１５ｄと、遮蔽板１６．１７のスリット
１６ｄ、１７ｄとは互いに略直角をなして配置されてい
る。

そして、磁気ヘッド３と４は、第１図に示すように僅か
な間隔で並んで配置され、第３図に２点鎖線で示すケー
シング２内に収納されて図示しない充填材により一体的
にモールドされる。

これらの磁気ヘッド３．４の各励磁コイル７．１２は、
第５図に示すように直列に接続されて信号処理回路２０
の高周波励磁′ｒ！ｌ源回路２１に接続され、同一の高
周波励磁電流即ち、電圧、位相が同一の励磁電流を供給
される。また、各受信コイル８．１３は差動結合されて
差動増幅回路２２に接続される。

また、第４図に示すフラットケーブル（テープカード電
線）４０は、第１５図に示すフラットケーブル４０と同
じもので、心線導体４１〜４８が僅かの間隔で並列に配
置され、絶縁部部材４９により一体的にモールドされて
帯状に形成されている。そして、心線導体４１．４２は
、太く　（幅広、且つ厚肉）設定されて給電用とされ、
他の心線導体４３〜４８は細く（幅狭、且つ薄肉）設定
されて信号伝送用とされている。

以下に作用を説明する。

磁気ヘッド３の励磁コイル７に高周波励磁Ｔｉ源回路２
６から高周波励磁電流が供給されると、当該励磁コイル
７から発生される高周波磁束が遮蔽板１４の底面（端面
）１４ｃと鎖交し、当該底面１４ｃに第６図（ａ）に点
線で示すように渦電流が誘導される。この高周波磁束は
、更に対向する他方の磁極６側の遮蔽板１５の底面（端
面）１５ｃにも鎖交し、当該端面１５ｃに第６０［有１
）に点線で示すように渦電流が誘導される。

遮蔽板１４．１５に誘導される渦電流は、励磁コイル７
の磁束の変化を妨げる方向の磁束を発生し、従って、遮
蔽板１４．１５の各底面１４ｃと１５ｃとを通る磁束は
弱められて低磁束密度となる。一方、これらの底面１４
ｃ、１５ｃの各スリット１４ｄ、１５ｄの部分において
は、渦電流が発生せず、従って、これらの各スリンｌ−
１４ｄ、１５ｄを通る磁束は妨げられることなく高磁束
密度となる。この結果、遮蔽板１４．１５間のギャップ
Ｇにおける磁束分布は、第７図に示すようにスリット１
４ｄ、１５ｄの位置の垂直面内に集中した不均一な磁束
分布となる。

第７図において、横軸は、遮蔽板１４のスリット１４ｄ
の中心からの距離Ｘを、縦軸は、磁束密度Ｂｍを示す、
これにより、遮蔽板１４と１５との間のギャップＧの磁
束分布は、スリン）１４ｄ、１５ｄの位置において極め
て幅狭で、且つ高い磁束密度となる。

他方の磁気ヘッド４についても上記磁気ヘノド３と同様
の磁束分布が得られる。尚、磁気センサ３と４との各磁
束分布の勾配は、互いに略直角をなしている。

このセンサ１の各磁気ヘノド３．４のギヤツブＧ内に第
３図に示すようにフラットケーブル４０を介挿し、当該
センサ１を矢印へで示すように一定速度で移動させてフ
ラットケーブル４０を横切らせる。このとき、磁気ヘッ
ド３の遮蔽板１４．１５のスリット１４ｄ、１５ｄは、
心線導体４１〜４８に対して平行に横切り（第８図（ａ
））、磁気ヘッド４の遮蔽板１６．１７のスリン）１６
ｄ、１７ｄは心線導体４１〜４８に対して直角に横切る
（第８図（ｂ））ことになる。

磁気ヘッド３の磁極６．６が各心線導体４１〜４８を横
切ると、当該心線導体３１に渦電流が誘導され、その渦
電流は最大磁束密度であるス’Ｊ　ｙト１４ｄ、１５ｄ
の通過位置において最大となり、これらのスリット１４
ｄ、１５ｄが遠ざかるにつれて小さくなる。従って、磁
気ヘッド３の受信コイル８に鎖交する磁束は通過する心
線導体４１〜４日によって変化し、スリット１４ｄ、１
５ｄの位置において大きく変化する。即ち、受信コイル
８と鎖交する磁束は、遮蔽板のスリン）１４ｄ、１５ｄ
が心線導体４１〜４８の真上（中心）に位置したときに
羊の変化量が最大となる。この結果、受信コイル８の誘
起起電力は、遮蔽板のスリット１４ｄ、１５ｄが心線導
体４１〜４８の各中心を横切る時に最小となる。

磁気ヘッド３の遮蔽板１４．１５の各スリット１４ｄ、
１５ｄは心線導体４１〜４８に対して平行に横切るため
に、受信コイル８に誘起される起電力は、第９図（ａ）
に示すように変化する。即ち、受信コイル８の起電力は
スリット１４ｄ、１５ｄが各心線導体４１〜４８の各真
上部ち、中心を横切る瞬間に最小となり、しかも、その
変化量は大きく、且つ極めて急峻となる。

磁気ヘッド４の遮蔽板１６．１７の各スリット１６ｄ、
１７ｄは心線導体４１〜４８に対して略直角に横切るた
めに、受信コイル１３に誘起される起電力は、第９図（
ｂ）に示すように変化する。即ち、受信コイル１３の起
電力は、スリット１６ｄ、１７ｄが各心線導体３１を横
切る間略一定となり、その変化量も小さく、なだらかと
なる。

これらの受信コイル８と１３とは差動結合されており、
従って、各出力電圧は打ち消し合い、この結果、励磁電
流の振幅と周波数の不安定や、周囲の電磁界の影響によ
る出力信号のドリフトとノイズのレベルが大幅に抑制さ
れ、心線導体４１〜４８の各中心位置における１３号の
みが大きく検出される。従って、センサＩを第３図の矢
印六方向に移動させることにより、フラットケーブル４
０の各心線導体４１〜４８の各中心位置を正確に検出す
ることが可能となる。

ところで、受信コイル８．１３が心線導体を横切る際に
、その出力電圧が第９図（ａ）に示すように変化するの
は、フラットケーブル４０の心線導体４３〜４８のよう
に心線導体が細く即ち、幅が挟い場合であり、心線導体
４１．４２等のように太い即ち、幅が広い場合には第９
図（ａ）に示すようには単純に変化しない。

即ち、第１０図（ａ）〜（ｅ）に示すように遮蔽板１４
．１５間のギヤツブＧ内を、幅広の心線導体４１が矢印
Ａで示す方向に平行に移動する場合、受信コイル８の出
力電圧は第１１図（ａ）〜（ｅ）に示すように変化する
。この信号波形から明らかなように、心線導体４１の前
端が遮蔽板１４．１５のスリット１４ｄ、１５ｄに僅か
に掛かった位置における受信コイル８の出力は第１１図
（ａ）に示すように大きくなり、第１０（ｂ）に示すよ
うに移動するに伴い小さくなる（第１１図ら））。

心線導体４１の中心が、遮蔽板１４．１５のスリット１
４ｄ、１５ｄと一致した位置（第１０図（Ｃ））におい
て、受信コイル日の出力は、第１１図（Ｃ）に示すよう
に再び大きくなり、且つ、その位相が、同図（ａ）に示
す出力に対して略１８０°変化する。そして、当該心線
導体４１が更に移動すると（第１Ｏ図（ｄ））受信コイ
ル８の出力が小さくなり（第１１図（ｄ））、後端がス
リット１４ｄ、１５ｄの近傍に達すると（第１０図（ｅ
））、当該受信コイル日の出力が再び大きくなり、且つ
、その位相が１８０°変化（第１１図（ｅ））する。

このように、受信コイル８．１３の出力電圧は、検出す
べき心線導体が太い即ち、幅広の場合には、その中央位
置がスリット１４ｄ、１５ｄに合致した時にその位相が
反転するために、その出力電圧をそのまま位置信号とし
て処理した場合には前述した第１６図に示す信号ｅｌ、
ｅ２のように複雑に変化することとなる。従って、かか
る位相変化に有効に対処することが必要である。

第５図において信号処理回路２０は、高周波励磁電源回
路２１から励磁信号Ｅｘを移相回路２３に取り込み、当
該励磁信号Ｅχの位相を差動増幅回路２２の出力信号の
位相とできるだけ同相となるように調整する。これは差
動増幅回路２２の出力信号波形の位相が、遮蔽板１４〜
１７の板厚、磁気ヘッド３．４のコア５．１０の間隔等
の種々の原因によりよって変化し、励磁信号波形の位相
と異なるためである。

コンパレータ２４は、移相回路２３から入力される励磁
信号Ｅｘと、当該励磁信号Ｅｘの略ピーク値近傍に設定
された閾値■工とを比較し、Ｅｘ〉■イの開信号を出力
して、サンプリングパルス信号Ｐを形成する。このサン
プリングパルス信号Ｐは、励磁信号Ｅｘの周期と同期し
て形成され、そのタイミングは前記移相回路２３により
差動増幅回路２２の出力信号の略ピーク値近傍に設定さ
れる。このサンプリングパルス信号Ｐの発生タイミング
即ち、サンプリングタイミングを差動増幅回路２２の出
力信号の略ピーク値近傍に設定することにより、センサ
１の検出感度を高くすることができる。このサンプリン
グパルス信号Ｐはサンプルホールド回路２５に加えられ
る。

一方、差動増幅回路２２から出力された信号ｅは、サン
プル・ホールド回路２５においてサンプリングパルス信
号Ｐにより第１２図及び第１３図に示すようにサンプリ
ングされる。センサ１のギヤツブＧ内に心線導体４１が
入っていない状態においては、第１２図に示すように励
磁コイル７の励磁信号Ｅχと、受信コイル８の出力信号
ｅとは同位相となる。尚、図中点線及び斜線で示す部分
は、サンプリングパルス信号Ｐによるサンプリングタイ
ミングを示す。

センサ１のギヤツブＧ内に心線導体４１が入り、その中
心が遮蔽板１４．１５のスリット１４ｄ、１．５　ｄと
合致した時には、第１３図に示すように受信コイル日の
出力信号ｅの位相が励磁信号Ｅｘの位相に対して略１８
０′ずれ、負側のピーク値近傍においてサンプリングさ
れる。この結果、心線導体４１の中心位置における位置
信号のみを検出することができる。

サンプルホールド回路２５から出力された位置信号は、
ローパスフィルタ２６を経て低周波増幅回路２７に加え
られ増幅される。この低周波増幅回路２７から出力され
た心線導体４１の位置信号ｅ、は、第１４図に示すよう
な奇麗な波形となる。

心線導体４２についても心線導体４１と同様である。そ
して、センサ１の前記移動に伴いフラットケーブル４０
の各心線導体４２〜４日の中心位でに応じた位置信号ｅ
２〜ｅ８が順次出力される。

この低周波増幅回路２７から構成される装置信号は、ア
ナログ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）２
８で対応するデジタル信号に変換された後、マイクロコ
ンピュータ２９に入力される。

マイクロコンピュータ２９はＡ／Ｄ変換器２８から順次
入力されるフラットケーブル４０の各心線導体４１〜４
８の各位置信号により、これらの各心線導体４１〜４８
の各中心距離を演算し、その演算結果をプリンタ等の出
力装置３０によりプリントアウトする。これにより、フ
ラットケーブル４０の各心線導体４１〜４８の中心距離
を正確に測定することが可能となる。

従って、第４図に示すように矢印Ｂで示す方向に搬送さ
れるフラットケーブル４０に対して矢印Ａ、Ａ’方向に
交互にセンサ１を走査させることにより、フラットケー
ブル４０の各心線導体４１〜４８の中心距離を連続的に
測定することができる。

尚、本実施例においては、センサｌとして２個の磁気ヘ
ッド３と４とを使用し、各励磁コイルを同一の高周波励
磁電源により同一に励磁し、各受信コイルを差動結合し
て構成した場合について記述したが、これに限るもので
はなく、検出感度の高い方の磁気ヘッド即ち、磁気ヘッ
ド３のみを使用してセンサを構成してもよい。勿論、実
施例のように２個の磁気ヘッドを使用した場合には、１
個の磁気ヘッドを使用したセンサに比して、励磁電流の
振幅と周波数の不安定、周囲の電磁界の影響等による出
力信号のドリフトとノイズのレヘルを大幅に抑制するこ
とが可能となり、センサの検出感度を大幅に高めること
ができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、励磁コイルと受信
コイルとを対向配置した磁気ヘッドの各コイルに、スリ
ットを有する遮蔽板を装着して不均一交流磁界を形成し
、当該不均一交流磁界を、多数の金属線が絶縁並置され
たフラットケーブルを横切って移動させ、各金属線の中
心位置におい４゜ て前記受信コイルの出力信号の変化を検出すると共に、
前記励磁コイルを励磁する交流励磁電流によりサンプリ
ングパルス信号を形成し、当該サンプリングパルス信号
により前記受信コイルから各金属線の中心位置において
順次出力される前記信号をサンプルホールドして順次各
金属線の位置信号を得、これらの各位置信号により前記
フラットケーブルの各金属線の中心距離を測定するよう
にしたので、前記フラットケーブルの金属線の太さ（特
にその幅）が異なっている場合でも、これらの各金属線
の中心距離を正確に測定することが可能となり、しかも
、信号処理回路のコンピュータは複雑な信号の計算ソフ
トを使用することなく、簡単な計算ソフトにより計算を
行うこ七ができる等の等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属線間路の離測定方法に通用す
るセンサの磁気ヘノドの一実施例を示す斜視図、第２図
は第１図の遮蔽板の組立斜視図、第３図は第１図の磁気
ヘッドの断面図、第４図は第３図のセンサの要部及びフ
ラットケーブルとの関係を示す説明図、第５図は本発明
に係る測定方法に適用する信号処理回路の一実施例を示
す回路図、第６図は第１図の磁気ヘノドの遮蔽板の底面
に誘導される渦電流を示す図、第７図は第３図の磁気ヘ
ッドの遮蔽板間のギャップの磁束分布を示す図、第８図
は第３図の磁気ヘッドと心線導体との関係を示す図、第
９図は第３図の磁気ヘッドの受信コイルの起電力を示す
図、第１０図は第３図の磁気ヘッドのギャップ間を幅広
の心線導体が五多動する場合の説明図、第１１図は第１
０図の心線導体の各位置における受信コイルの出力電圧
を示す波形図、第１２図は第３図の磁気へ、ドの遮蔽板
間に心線導体がない状態における励磁信号と差動増幅回
路の出力信号との関係を示す波形図、第１３図は第３図
の磁気ヘノドの遮蔽板間の各スリットに心線導体の中心
が一致した状態における励磁信号と差動増幅回路の出力
信号との関係を示す波形図、第１４図は第５図の信号処
理回路により検出した第４図に示すフラ７）ケーブルの
各心線導体の中心位置を示す信号波形図、第１５図はフ
ラットケーブルの一例を示す断面図、第１６１１１ａは
従来の測定方法によるフラットケーブルの各心線導体の
中心位置を示す信号波形図である。 １・・・センサ、２・・・ケーシング、３．４・・・磁
気ヘッド、５．１０・・・コア、６．１１・・・磁極、
　　７．１２・・・励磁コイル、８．１３・・・受信コ
イル、１４〜１７・・遮蔽板、１４ｄ−１７ｄ・・・ス
リント、１９・・エツジセンサ、２０・・・信号処理回
路、４０・・フラットケーブル、４１〜４８・・・心線
導体（金属線）、４つ・・・！ｉ！！縁部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）励磁コイルと受信コイルとを対向配置した磁気ヘ
   ッドの各コイルに、スリットを有する遮蔽板を装着して
   不均一交流磁界を形成し、当該不均一交流磁界を、多数
   の金属線が絶縁並置されたフラットケーブルを横切って
   移動させ、各金属線の中心位置において前記受信コイル
   の出力信号の変化を検出すると共に、前記励磁コイルを
   励磁する交流励磁電流によりサンプリングパルス信号を
   形成し、当該サンプリングパルス信号により前記受信コ
   イルから各金属線の中心位置において順次出力される前
   記信号をサンプルホールドして順次各金属線の位置信号
   を得、これらの各位置信号により前記フラットケーブル
   の各金属線の中心距離を測定することを特徴とする金属
   線間距離の測定方法。
2. （２）前記サンプリングパルス信号は、前記励磁電流に
   同期して形成することを特徴とする請求項１記載の金属
   線間距離の測定方法。
3. （３）前記サンプリングパルス信号は、前記受信コイル
   の出力信号の略ピーク値近傍に形成することを特徴とす
   る請求項１記載の金属線間距離の測定方法。