JPH10293003A - 磁気スケール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板状の磁性媒体で成るスケールと、該スケー
ル上に記録された目盛を読み取るセンサとを備えた磁気
スケール装置において、スケールの裏表と方向を判別で
きるようにすること。 【解決手段】 上記スケール上に記録された目盛が、１
トラック上に配列されたインクレメント目盛、又は同一
トラック又は別トラックに配列されたインクレメント目
盛と原点目盛の組み合わせであり、上記スケールの形状
が、トラック方向とトラックを横切る方向のうちの一方
をＸ軸とし他方をＹ軸としてＸＹ座標を考えた場合に、
Ｘ軸に対してもＹ軸に対しても左右非対称でありＸＹ座
標の原点の回りに１８０°回転した時の形状が元の形状
と異なる形状であるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、産業機
械等における、直線・回転の位置検出に使用される磁気
スケール装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】磁気式エンコーダの磁
性媒体には、位置検出用磁気目盛が記録されているが、
この目盛は目に見えないために、裏表が判別できず、そ
のために工作機械等の機械に取り付ける際にその取付方
を誤ってしまうことがある。

【０００３】また、スケール上に複数トラックを有する
場合、それぞれのトラックが対応する電磁変換素子（セ
ンサ）と対向するように配置されなければならないが、
磁性媒体の形状が四角形であるとスケールの向きが判ら
なくなり、同様に誤って取り付けてしまうことがある。
特に形状が正方形である場合等は、全く判らなくなって
しまう。

【０００４】スケール表面にシールを貼ってスケールの
裏表及び／又はトラック方向を判別することが考えられ
るが、その場合には、有効長内ではシールによりクリア
ランス（検出ヘッドとスケールの間の間隙の距離）が損
失するので、有効長外に貼るしかなく、この方法では装
置の小型化ができないばかりでなく、シールが剥がれて
しまう恐れもある。

【０００５】マジック等でマークを付けることも考えら
れるが、その場合でも、スケール上に付けたマークが消
えてしまうことがある。また、ケガキなどで傷をつける
方法も考えられるが、その場合には、傷をつけた所は検
出出来なくなるので、傷を付ける場所はスケールの有効
長外にするしかなく、この方法も装置の小型化ができな
い。また、傷を付けることは美観上も好ましくない。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決し、検出ヘ
ッドとスケールの方向及びスケールの裏表を簡単に判別
することができる磁気スケール装置を提供することを課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、下記の手段を備えた磁気スケール装置
を提供する。即ち、本発明の一観点によれば、板状の磁
性媒体で成るスケールと、該スケール上に記録された目
盛を読み取るセンサとを備えた磁気スケール装置におい
て、上記スケールの形状が、トラック方向とトラックを
横切る方向のうちの一方をＸ軸とし他方をＹ軸としてＸ
Ｙ座標を考えた場合に、Ｘ軸に対してもＹ軸に対しても
左右非対称でありＸＹ座標の原点の回りに１８０°回転
した時の形状が元の形状と同じになる形状である磁気ス
ケール装置を提供する。

【０００８】本発明の他の観点によれば、板状の磁性媒
体で成るスケールと、該スケール上に記録された目盛を
読み取るセンサとを備えた磁気スケール装置において、
上記スケールの形状が、トラック方向とトラックを横切
る方向のうちの一方をＸ軸とし他方をＹ軸としてＸＹ座
標を考えた場合に、Ｘ軸に対してもＹ軸に対しても左右
非対称でありＸＹ座標の原点の回りに１８０°回転した
時の形状が元の形状と異なる形状である磁気スケール装
置を提供する。

【０００９】本発明の更に他の観点によれば、上記の磁
気スケール装置において、センサについても、そのセン
サの検出中心に対して非対称となる部分を有するように
した磁気スケール装置を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明の一
実施の形態について説明する。図１を参照すると、フレ
キシブル基板１にＭＲ素子（磁気抵抗素子）３を取付た
センサと、薄板状の磁気スケール２が図示されている。
センサ（ＭＲ素子）３はスケール２の上方にスケールと
非接触で配置され、変位量検出の際にはセンサとスケー
ルが相対的に動くようになっている。

【００１１】図１から明らかなとおり、センサ３とスケ
ール２が別体として形成されているので、それぞれが、
取付ようとする装置に対して所定の方向で取り付けられ
なければならない。

【００１２】磁気式エンコーダにおいて、スケール２に
は、位置検出用磁気目盛が記録されているが、スケール
が磁性材でのみ構成される場合、この目盛は目に見えな
いため、裏表が判別できないので取付方を誤ってしまう
場合がある。

【００１３】また、スケール上に記録された目盛が複数
トラックを形成している場合、それぞれのトラックが対
応するＭＲ素子と対向するように配置されなければなら
ないが、スケール２の形状が四角形であると、スケール
２の向きがわからなくなり、同様に誤って取り付けてし
まうことがある。特に形状が正方形である場合等は、ス
ケールの裏表やトラック方向が全く判らなくなってしま
う。

【００１４】図１に示すように、ＭＲ素子３には通常フ
レキシブル基板が取付けられているので、このフレキシ
ブル基板の取付位置によってセンサの形状が非対称とな
り方向の判別ができる。また、スケールに付いては、磁
性媒体の１つの角を他の３つの角と判別できるように面
取り等で形状を変えれば非対称形状となり、裏表の判別
と方向の判別が可能となる。

【００１５】更に具体的に説明すると、図１のセンサと
スケールの組み合わせにおいて、例えばＡ方向から見た
場合にセンサ３のフレキシブル基板１の引き出し方向と
スケール２の面取り方向（角の欠けた位置）を同じに
し、Ｂ方向から見た場合にスケール２の面取り側を左側
にするように決めておけば、一意的に取付方向が決るこ
とになる。

【００１６】センサ側は、センサホルダ４の形状を非対
称形にすることによって非対称としてもよい。センサと
スケールのそれぞれの非対称部を合わせるように組み合
わせると、スケール２の裏表とセンサ（ＭＲ素子）３と
の向きも一意的に決めることができる。

【００１７】図２は、スケールの形状を非対称にする例
を示す。同図（ａ）に示すように、四角形の４つの角の
うちの１つを円弧状にしてもよい。また、同図（ｂ）に
示すように、スケール取付穴の形状を非対称形にしても
よい。

【００１８】要するに４つの角の中の１つの角を他の３
つの角と区別できるようにすればスケールの裏表とトラ
ック方向が判別できるのである。これについては、図３
を参照して下記に説明する。

【００１９】図３の（ａ）に示すように、ｘｙ座標上に
スケールを表し、切り欠かれた角が第４象限にある場合
を正規の位置とすると、スケール上のトラック方向を反
転することは、スケールを原点の回りに１８０°回転す
ることであり、切り欠かれた角は第２象限に位置され
る。

【００２０】従って、第４象限にあるときは、スケール
は表でトラックは順方向、第２象限にあるときは、スケ
ールは表でトラックは逆方向であると判別できる。な
お、切り欠き部が第１象限、第３象限にある時はスケー
ルは裏になっている。

【００２１】このように、裏表とトラック方向を判別す
る必要があるスケールの例としては、１トラックでアブ
ソリュートスケールを形成したスケール、複数トラック
でアブソリュートスケールを形成したスケール、インク
レメントスケールトラックと原点トラックを形成したス
ケール等を挙げることができる。

【００２２】図３の（ｂ）は、スケール上の切り欠かれ
た角が第２象限と第４象限にあり、上記説明のとおり、
スケールの表であることは判るが、スケールを原点の回
りに１８０°回転しても同じ形状になるので、トラック
方向の区別はできない。スケール上に記録されている目
盛がインクレメント目盛が付けられたスケールやトラッ
ク方向（Ｘ軸方向）に見てスケールの中央から両端に行
くに従って目盛の間隔が狭くなる等の（Ｙ軸に対して左
右対称の）目盛が付けられたスケール等においてはトラ
ック方向の区別をする必要がないので、図３（ｂ）のよ
うな形状にすることができる。

【００２３】これらの形状は、磁性材では簡単にでき、
特に薄板状のものであれば、プレス、エッチングなどの
方法で、ローコストに種々の形状のものを得ることがで
きる。

【００２４】スケールはスケール取付台等に設けられた
スケール取付部に取り付けられるが、図４に示すよう
に、スケール取付部の形状をスケールと同じ形状の凹部
にしておけば、スケールは一意的に取り付けられるの
で、非常に簡単である。スケールの取付は接着剤で固定
してもよいし、図２に示すように取付穴を設けてネジで
固定してもよい。

【００２５】図５はスケールの取付方法を例示したもの
である。同図（ａ）に示すように、溶接によって取付け
ることができる。この溶接に適した溶接方法としては、
レーザを使ったスポット溶接、抵抗、超音波溶接等が挙
げられる。

【００２６】図５の（ｂ）はネジによって固定する方法
を示す。図５の（ｃ）はクランプ材を使ってネジ止めす
る方法を示す。図５の（ｄ）はスケールの縁の部分をネ
ジの頭で押さえて固定する方法である。

【００２７】上記（ａ）〜（ｄ）の取付方法において、
スケール上の溶接する位置やネジ止めする位置は左右対
称になっているので、上記スケールの角の切り欠きが無
いとスケールの裏表やトラック方向が解らない。

【００２８】以上、スケールが小型で比較的短い場合に
ついて特に有用な判別の仕方として説明してきたが、ス
ケールの長さが長い場合でも同様な効果が得られる。例
えば、図６に示すように、スケールをＸ−Ｙステージに
取付ける場合を考えると、スケールの表面にシールを貼
って裏表や方向の判別を行う方法ではシールが剥がれた
り、スケールの有効長の外にシールを貼る場所を設ける
必要があり取付場所の制約があるが、本発明のスケール
装置を使う場合は、スケールの一端に非対称となる形状
を作るだけでよいので、余分な場所をとらず構造が簡単
であり判別が確実である。

【００２９】

【発明の効果】本発明の磁気スケール装置は、上記の構
成をとることにより、スケールの表裏が簡単に判別で
き、かつ、センサとの取付方向が一意的に決められるの
で生産時及び取付時に、その判別に迷うことがない。ま
た、判別の為の目印を付けるのに場所を設ける必要がな
いので、スケールが小型、軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スケールとセンサ（ＭＲ素子、フレキシブル基
板）の位置関係を示す斜視図である。

【図２】スケールの形状を示す模式図である。

【図３】スケールの裏表とトラック方向の判別を説明す
るための模式図である。

【図４】スケールとスケール取付台の形状の一例を示す
斜視図である。

【図５】スケールの取付法を例示した模式図である。

【図６】Ｘ−Ｙステージにスケールとセンサを取り付け
る場合を例示した斜視図である。

【符号の説明】

１…フレキシブル基板、２…スケール、３…ＭＲ素子、
４…センサホルダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の磁性媒体で成るスケールと、該ス
   ケール上に記録された目盛を読み取るセンサとを備えた
   磁気スケール装置において、 上記スケールの形状が、トラック方向とトラックを横切
   る方向のうちの一方をＸ軸とし他方をＹ軸としてＸＹ座
   標を考えた場合に、Ｘ軸に対してもＹ軸に対しても左右
   非対称でありＸＹ座標の原点の回りに１８０°回転した
   時の形状が元の形状と同じになる形状である磁気スケー
   ル装置。
2. 【請求項２】 板状の磁性媒体で成るスケールと、該ス
   ケール上に記録された目盛を読み取るセンサとを備えた
   磁気スケール装置において、 上記スケールの形状が、トラック方向とトラックを横切
   る方向のうちの一方をＸ軸とし他方をＹ軸としてＸＹ座
   標を考えた場合に、Ｘ軸に対してもＹ軸に対しても左右
   非対称でありＸＹ座標の原点の回りに１８０°回転した
   時の形状が元の形状と異なる形状である磁気スケール装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の磁気スケール装
   置において、前記センサが検出中心に対して非対称とな
   る部分を有する磁気スケール装置。