JPH10293004A - Magnetic scale device - Google Patents

Magnetic scale device

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Publication number
JPH10293004A
JPH10293004A JP10179097A JP10179097A JPH10293004A JP H10293004 A JPH10293004 A JP H10293004A JP 10179097 A JP10179097 A JP 10179097A JP 10179097 A JP10179097 A JP 10179097A JP H10293004 A JPH10293004 A JP H10293004A
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JP
Japan
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scale
magnetic
lever
magnetic scale
attached
Prior art date
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Pending
Application number
JP10179097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Ochiai
治 落合
Yasuhiko Onodera
康彦 小野寺
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Sony Manufacturing Systems Corp
Original Assignee
Sony Precision Technology Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10293004A publication Critical patent/JPH10293004A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an ideal circuit drive positioning by mounting a magnetic scale to either a reciprocating member or its fixed position and a magnetic displacement element to the other. SOLUTION: When a lever 6 rotates around a rotary shaft 5 of a lever 6, a lever operation tip 7 speedily reciprocates between a position where an object to be worked is located and a position away from it. A drive force required for the rotary movement of the lever 6 is given by a voice coil motor 1 and a thin-plate-shaped scale 2 is mounted to the lever 6. The scale 2 reciprocates relatively for a magnetic resistance element 3 when the lever 6 rotates around a rotary shaft 5. The magnetic resistance element 3 is mounted to a sensor holder 4, for example, by adhesion to read a scale for detecting a position being magnetically recorded at the scale 2, and the sensor holder 4 is mounted to other members for forming a fixing part, thus ideally detecting the amount of travel of the reciprocating operation of the scale 2 and the positioning.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、回転する部材の回転位置を検出(相対的
位置検出)するのに使用される磁気スケール装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic scale device used for detecting a rotational position (relative position detection) of a rotating member in a machine tool, an industrial machine, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ワイヤボンディングマシンのように、回
転軸を持ち、その回転駆動力がマグネットを用いたボイ
スコイルモータによって行われる回転系の先端の位置決
めを行うシステムにおいては、その回転の位置決めを行
うために光学式のエンコーダが用いられていた。
2. Description of the Related Art In a system, such as a wire bonding machine, which has a rotating shaft and whose rotation driving force is determined by a voice coil motor using a magnet, the rotation of the tip of a rotating system is determined. Therefore, an optical encoder was used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、光学式のエン
コーダの場合は、位置検出のための目盛りが付けられた
スケールがガラスで作られているので、スケールを円弧
状に形成するのが困難であり、そのため、回転半径に合
せてスケールを取り付けることが困難であった。またス
ケール部が大きくなり回転部に重力負荷を与え、良好な
動作を行わせるのに支障をきたしていた。
However, in the case of an optical encoder, since a scale with a scale for position detection is made of glass, it is difficult to form the scale in an arc shape. Therefore, it was difficult to attach the scale according to the radius of rotation. In addition, the scale part becomes large, and a gravitational load is applied to the rotating part, which hinders a good operation.

【0004】この欠点を回避するには、磁気スケールを
用いることが考えられるが、従来の磁気スケールを用い
た検出方式は、検出ヘッドとスケールが接触しながら相
対移動してスケールを読み取る方式であるため、検出ヘ
ッドとスケールの間の摩擦のためスムーズな回転を妨げ
られたり、接触部が摩耗する等の欠点があった。
In order to avoid this disadvantage, it is conceivable to use a magnetic scale. However, a conventional detection method using a magnetic scale is a method in which the detection head and the scale move relative to each other while contacting to read the scale. Therefore, there are drawbacks such as that smooth rotation is hindered by friction between the detection head and the scale, and that the contact portion is worn.

【0005】更に、光学式スケール装置を使用する場合
でも磁気式スケール装置を使用する場合でも、そのスケ
ール装置によって基準位置検出(原点検出)を行いたい
場合がある。そのような場合には、基準位置検出のため
の部材を別に設けるか、1つのスケール装置で行う場合
でも装置そのものが大きくなってしまう。
[0005] Further, whether the optical scale device is used or the magnetic scale device is used, there are cases where it is desired to detect the reference position (origin detection) using the scale device. In such a case, even if a member for detecting the reference position is provided separately, or if one scale device is used, the device itself becomes large.

【0006】上記の欠点を克服してスケール装置を小型
化すると、また新たな問題が生じる。例えば、磁気式エ
ンコーダの磁性媒体には、位置検出用磁気目盛りが記録
されているが、この目盛りは目に見えず、また小型であ
るため、識別のための文字や記号を書くスペースもない
ので、ユーザがエンコーダを工作機械等の装置に取り付
ける際に裏表が判別できず、誤って取り付けてしまうこ
とがある。
Overcoming the above shortcomings and reducing the size of the scale device introduces new problems. For example, a magnetic scale for position detection is recorded on the magnetic medium of the magnetic encoder, but this scale is invisible and small, so there is no space for writing characters or symbols for identification. When a user attaches an encoder to a device such as a machine tool, the user may not be able to discriminate the front and back, and may attach it erroneously.

【0007】また、複数のトラックを有する場合、それ
ぞれのトラックが対応する磁気抵抗素子と対向するよう
に配置されなければならないが、磁性媒体の形状が例え
ば四角形であると、スケール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
正方形である場合などは、全くわからなくなってしま
う。
When a plurality of tracks are provided, each track must be arranged so as to face the corresponding magnetoresistive element. However, if the shape of the magnetic medium is, for example, a quadrangle, it is difficult to determine the direction of the scale. ,
Similarly, it may be mistakenly attached. In particular, when the shape is a square, it is completely lost.

【0008】本発明は、上記従来の磁気スケール装置の
欠点を克服し、ワイヤーボンディングマシン等の回転軸
を持ち、その回転駆動をマグネットを用いたモータで行
う装置に適用できるようにすることを課題とする。
An object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks of the conventional magnetic scale apparatus, and to apply the present invention to an apparatus having a rotary shaft such as a wire bonding machine and the rotary drive of which is performed by a motor using a magnet. And

【0009】[0009]

【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、下記の手段を用いた磁気スケール装置
を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a magnetic scale device using the following means.

【0010】・移動(回転)位置検出のために必要なス
ケールと検出ヘッドのうち、スケールを適用装置(例え
ばワイヤーボンディングマシン)の可動部(回転系)に
取り付け、検出ヘッドを固定部に取り付ける。こうする
ことにより、検出ヘッドのリード線が可動部の動きを妨
げることがなく、またリード線を必要とせず、かつ、比
較的軽いスケールを可動部に取り付けることで可動部に
与える影響を少なくすることができる。
[0010] Of the scale and the detection head necessary for detecting the movement (rotation) position, the scale is attached to the movable part (rotary system) of the application device (for example, a wire bonding machine), and the detection head is attached to the fixed part. By doing so, the lead wire of the detection head does not hinder the movement of the movable portion, does not require a lead wire, and reduces the influence on the movable portion by attaching a relatively light scale to the movable portion. be able to.

【0011】・上記位置検出を行うための検出ヘッドと
して、磁電変換素子を用い、この検出ヘッドは回転系に
対して、固定側に設置する。 ・モータ等から発生し、上記磁電変換素子等で成る検出
ヘッド及び/又は磁性媒体で成るスケールに影響を及ぼ
す外部磁界から、それらの検出ヘッド及びスケールを遮
断するための磁気シールドを設ける。 ・磁性媒体(スケール)の形状は、非対称形とする。
A magnetoelectric conversion element is used as a detection head for performing the position detection, and the detection head is installed on a fixed side with respect to a rotating system. A magnetic shield is provided to block the detection head and the scale from an external magnetic field generated from a motor or the like and affecting the detection head and / or the scale made of a magnetic medium. -The shape of the magnetic medium (scale) is asymmetric.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0013】図11は、本発明の一実施形態における磁
気スケール装置を示す。同図に示すとおり、ボイスコイ
ルモータを用いたスイング型の回転駆動装置に磁気スケ
ール装置を取り付けたところを示している。レバー6
は、回転軸5を中心に限られた円弧で回転可能となって
いて、レバー6が回転軸5の回りに回転する時、レバー
作業先端7は工作しようとする物体の置かれた位置とそ
れから離間した位置の間を高速往復することができる。
FIG. 11 shows a magnetic scale device according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, a magnetic scale device is attached to a swing type rotary drive device using a voice coil motor. Lever 6
Is rotatable in a limited arc around the rotation axis 5, and when the lever 6 rotates around the rotation axis 5, the lever working tip 7 moves the position of the object to be machined and High-speed reciprocation can be performed between the separated positions.

【0014】レバー6が回転運動をするために必要な駆
動力は、ボイスコイルモータ1によって与えられる。レ
バー6には、薄板状スケール2が取り付けられており、
このスケール2は、レバー6が回転軸5の回りを回転す
る時に、磁気抵抗素子3に対して相対的に往復運動す
る。
The driving force required for the lever 6 to make a rotational movement is provided by the voice coil motor 1. The thin scale 2 is attached to the lever 6.
The scale 2 reciprocates relative to the magnetoresistive element 3 when the lever 6 rotates around the rotation shaft 5.

【0015】磁気抵抗素子3は、薄板状スケール2に磁
気記録された位置検出のための目盛りを読み取るために
設けたもので、この磁気抵抗素子3は、センサホルダ4
に接着又は嵌合によるかしめ等で取り付けられる。セン
サホルダ4は更に固定部を形成する他の部材に取り付け
る。これによって、薄板状スケール2の往復動作の移動
量検出および位置決めができる。
The magneto-resistive element 3 is provided for reading a scale for position detection magnetically recorded on the thin scale 2. The magneto-resistive element 3 includes a sensor holder 4.
Is attached to the panel by bonding or caulking by fitting. The sensor holder 4 is further attached to another member forming a fixing portion. Thus, the movement amount of the reciprocating operation of the thin scale 2 can be detected and positioned.

【0016】図1は、本発明の磁気スケール装置を工作
機械に適用した場合の他の実施形態を示す模式図であ
る。図1において、磁気スケール装置を形成する部分を
除いて他は図11を参照して上記に説明したスケール装
置と同じであるから詳細な説明は省略する。
FIG. 1 is a schematic view showing another embodiment in which the magnetic scale device of the present invention is applied to a machine tool. 1 is the same as the scale device described above with reference to FIG. 11 except for the portion where the magnetic scale device is formed, and therefore detailed description is omitted.

【0017】同図に示すように、レバー6の工作物に対
向する先端(作業端)7と反対側の端(遊端)にスケー
ル2を取り付ける場所を設ける。このスケール2と対向
するようにセンサ3を適正なクリアランス(間隙)をお
いて配設する。
As shown in the figure, a place for attaching the scale 2 is provided at the end (free end) of the lever 6 opposite to the tip (working end) 7 facing the workpiece. The sensor 3 is disposed so as to face the scale 2 with an appropriate clearance (gap).

【0018】センサ3は、磁気抵抗素子(MR素子)等
を用い、これをセンサホルダ4に取り付ける。センサホ
ルダ4は、工作機械上又はその近くの固定された(動か
ない)場所に取り付ける。
The sensor 3 uses a magnetoresistive element (MR element) or the like, and is attached to the sensor holder 4. The sensor holder 4 is mounted on a fixed (immobile) location on or near the machine tool.

【0019】上記スケール2とセンサ3の部分が外部か
らの磁界の影響を受けないように、この部分をシールド
板8で磁気シールドする。この磁気シールドについて
は、下記に添付図面を参照して、例をあげて説明する。
The scale 2 and the sensor 3 are magnetically shielded by a shield plate 8 so as not to be affected by an external magnetic field. The magnetic shield will be described below with reference to the accompanying drawings by way of example.

【0020】図2〜3は、磁気抵抗素子2の固定側にシ
ールド板8(図1参照)を取り付ける場合の詳細な構造
を示す斜視図である。図2の(a)は、センサホルダ4
と磁気シールド板8の位置関係を示したもので、センサ
ホルダ4にはセンサが取り付けられており、そのセンサ
部分が外部磁界から遮蔽されるように磁気シールド板で
覆っている。
FIGS. 2 and 3 are perspective views showing a detailed structure when the shield plate 8 (see FIG. 1) is attached to the fixed side of the magnetoresistive element 2. FIG. FIG. 2A shows the sensor holder 4.
A sensor is mounted on the sensor holder 4, and the sensor portion is covered with a magnetic shield plate so as to be shielded from an external magnetic field.

【0021】センサと磁気シールド板8の間に図1で説
明したレバー6の先端が挿入されセンサと相対的に動く
ようになっている。図2の例に於いては、レバーの先端
の動きが磁気シールド板8によって妨げられないよう
に、コの字型に形成されている。また、レバーの先端の
センサに対向する面には、図2の最上部に示すように、
スケール2が取り付けられている。磁気シールドの形状
は図2(a)の形状に限定されるものではなく、種々の
形状にすることができる。図2(a)はセンサホルダ4
の後方の面に取り付ける構造になっているが、図2
(b)はセンサホルダの側方から固定部に取り付ける構
造になっている。
The tip of the lever 6 described in FIG. 1 is inserted between the sensor and the magnetic shield plate 8 so as to move relatively to the sensor. In the example of FIG. 2, the lever is formed in a U-shape so that the movement of the tip of the lever is not hindered by the magnetic shield plate 8. On the surface of the tip of the lever facing the sensor, as shown at the top of FIG.
Scale 2 is attached. The shape of the magnetic shield is not limited to the shape shown in FIG. 2A, but can be various shapes. FIG. 2A shows the sensor holder 4.
It is structured to be attached to the rear surface of
FIG. 2B shows a structure in which the sensor holder is attached to the fixed portion from the side.

【0022】図3は、レバー6とシールド板8の他の形
状を示す。この例では、シールド板8にレバー6の動き
が妨げられないようにスリット状の通路が形成されてい
る。その他の構造は図2に示すものとほぼ同じである。
FIG. 3 shows another shape of the lever 6 and the shield plate 8. In this example, a slit-like passage is formed in the shield plate 8 so that the movement of the lever 6 is not hindered. Other structures are almost the same as those shown in FIG.

【0023】図2及び図3に示すように、磁気シールド
板8はセンサを構成する磁気抵抗素子3を覆うように取
り付ける。そうすれば検出部付近に外部から混入する磁
界を遮断することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic shield plate 8 is attached so as to cover the magnetoresistive element 3 constituting the sensor. Then, it is possible to cut off a magnetic field that enters from the outside in the vicinity of the detection unit.

【0024】上記図2及び図3を参照して説明した例に
おいては、シールド板は、センサの置かれている側に配
置されているが、下記に説明する例においては、シール
ド板8はスケールが配置されている側についている。
In the example described with reference to FIGS. 2 and 3, the shield plate is arranged on the side where the sensor is placed. In the example described below, the shield plate 8 is a scale. Is on the side where it is located.

【0025】図4はレバー6の後方先端(遊端)を詳細
に示したものである。図示のように、先端部にはスケー
ル固定台9が取り付けられ、その固定台の上にスケール
2が取り付けられている。スケール2の部分が外部磁
界、特にボイスコイルモータ1から発生する磁界の影響
を受けないように、スケール2の側方をシールド板8で
覆ってある。
FIG. 4 shows the rear end (free end) of the lever 6 in detail. As shown in the figure, a scale fixing base 9 is attached to the tip, and the scale 2 is mounted on the fixing base. The side of the scale 2 is covered with a shield plate 8 so that the portion of the scale 2 is not affected by an external magnetic field, particularly a magnetic field generated from the voice coil motor 1.

【0026】次に、磁気媒体で成るスケールをレバーに
取り付ける方法について説明する。図5において、
(a)は上が磁気媒体が取り付けられた面を示し、下が
厚み方向断面を示す。
Next, a method of attaching a scale made of a magnetic medium to a lever will be described. In FIG.
(A) shows the surface on which the magnetic medium is mounted, and the lower part shows a cross section in the thickness direction.

【0027】同図に示すとおり、スケールは固定ネジ等
により直接取り付け台の上に取り付けられる。また、他
の例としてスケールは(b)(c)に示すようにスケー
ルを押さえる部材を使って取り付け台の上に取り付けら
れる。上記の例においては、スケールは平坦な面の上に
取り付けた例が示されているが、薄板状スケールはその
厚み方向に曲げることができるので、曲面上に取り付け
ることもできる。
As shown in the figure, the scale is directly mounted on the mounting table by fixing screws or the like. Further, as another example, the scale is mounted on a mounting table using a member for holding the scale as shown in (b) and (c). In the above example, the scale is mounted on a flat surface. However, since the thin plate-shaped scale can be bent in the thickness direction, it can be mounted on a curved surface.

【0028】次に検出ヘッドとスケールの位置関係につ
いて説明すると、図1〜4、図6〜7に示すように、回
転運動の軌跡となる円弧上にスケール2を取り付ける場
合、薄板状の磁気スケールはその円弧に合わせて曲げる
ことができるので、レバーが回転軸の回りに回転した
時、スケール面と検出ヘッドの間の距離は一定にするこ
とができる。
Next, the positional relationship between the detection head and the scale will be described. As shown in FIGS. 1 to 4 and FIGS. 6 to 7, when the scale 2 is mounted on an arc which is a locus of a rotational motion, a thin plate-shaped magnetic scale is used. Can be bent to the arc, so that when the lever rotates around the rotation axis, the distance between the scale surface and the detection head can be constant.

【0029】これによって、スケールと検出ヘッドの間
の間隙を狭くしても、スケールと検出ヘッドが接触する
心配はなくなる。また、レバーが回転軸の回りを回転運
動している間、スケールと検出ヘッドの間の距離(クリ
アランス)CLが一定に保たれて良好な位置決め検出が
できる。
Thus, even if the gap between the scale and the detection head is narrowed, there is no fear that the scale and the detection head come into contact with each other. Also, while the lever is rotating around the rotation axis, the distance (clearance) CL between the scale and the detection head is kept constant, and good positioning detection can be performed.

【0030】図6は、磁気媒体で成るスケールと磁気抵
抗素子で成る検出ヘッドの関係を図示している。図6の
左側は、レバーの長手方向から見たスケールと検出ヘッ
ドの関係を示し、右側はスケール面方向から見たスケー
ルと検出ヘッドの関係を示している。
FIG. 6 shows the relationship between a scale made of a magnetic medium and a detection head made of a magnetoresistive element. The left side of FIG. 6 shows the relationship between the scale and the detection head as viewed from the longitudinal direction of the lever, and the right side shows the relationship between the scale and the detection head as viewed from the scale surface direction.

【0031】図7も同様に、スケールと検出ヘッド(磁
気抵抗素子)の関係を図示している。図6と異なるとこ
ろはスケール面に対する検出ヘッドの向きが異なる点で
ある。この配置は、磁気抵抗素子から引き出されている
リード線の取り付け部をスケールの外に置くように配置
することにより図6の配置よりもクリアランスを小さく
できるので、波長をより短くすることができるので、高
精度化及び高分解能化が可能になる。。
FIG. 7 similarly shows the relationship between the scale and the detection head (magnetoresistive element). The difference from FIG. 6 is that the direction of the detection head with respect to the scale surface is different. In this arrangement, the clearance can be made smaller than in the arrangement of FIG. 6 by arranging the attachment part of the lead wire drawn out of the magnetoresistive element outside the scale, so that the wavelength can be further shortened. , High accuracy and high resolution can be realized. .

【0032】図8は、更に他の実施の形態を示すもので
スケールをレバーの後方端部近傍の側面に取り付けた場
合を示し、図の上側は、側面図を表し、下側は上から見
たところを示す。回転半径Rに合わせて位置検出用磁気
目盛りを記録すれば、このような構造も可能である。
FIG. 8 shows still another embodiment in which a scale is attached to a side surface near the rear end of a lever. The upper side of the figure shows a side view, and the lower side shows a top view. It shows the place. Such a structure is also possible by recording a magnetic scale for position detection in accordance with the radius of rotation R.

【0033】上記に説明したとおり、レバーに対するス
ケールの取り付け方、スケールの面に対する検出ヘッド
の配置の仕方には種々の組み合わせが考えられる。従っ
て、夫々の場合に適正な組み合わせで配置することが必
要である。
As described above, various combinations are conceivable for the manner of attaching the scale to the lever and the manner of disposing the detection head on the surface of the scale. Therefore, it is necessary to arrange in an appropriate combination in each case.

【0034】ところが、スケールとして磁性媒体で成る
薄板状のスケールを使う場合、そのスケール上に記録さ
れた磁気目盛りを目でみることが出来ないので、スケー
ルの裏表の区別をすることが困難である。
However, when a thin plate scale made of a magnetic medium is used as the scale, it is difficult to distinguish the front and back of the scale because the magnetic scale recorded on the scale cannot be seen. .

【0035】また、一枚の薄板状磁性媒体上にインクレ
メント・トラックと原点トラックを記録してある場合等
の複数のトラックが記録されている場合にそれらを区別
して検出することが必要であり、そのためにトラック方
向を知ることが必要である。
Further, when a plurality of tracks are recorded, such as when an increment track and an origin track are recorded on one thin plate-shaped magnetic medium, it is necessary to detect them separately. Therefore, it is necessary to know the track direction.

【0036】また、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磁気抵抗素子と対向するように
配置されなければならないが、スケール形状が四角形で
あると、スケール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、形状か正方形で
ある場合等は全くわからなくなってしまう。
In the case of having a plurality of tracks, each track must be arranged so as to face the corresponding magnetoresistive element. May be attached. In particular, when the shape or the shape is a square, it is completely lost.

【0037】図9は、薄板状磁気スケール、磁気抵抗素
子、磁気抵抗素子の取り付け台を例示したものである。
磁気抵抗素子は、テープ状のリード線(フレキシブル基
板)が付いているのでこれにより方向を判別することが
できる。磁気抵抗素子の使用状態はリード線の付けられ
た方をスケールと対向させるようになっているので、こ
れによって、裏表の区別ができる。
FIG. 9 exemplifies a thin plate-shaped magnetic scale, a magnetoresistive element, and a mount for the magnetoresistive element.
Since the magnetoresistive element has a tape-shaped lead wire (flexible substrate), the direction can be determined by this. The use state of the magnetoresistive element is such that the side with the lead wire is opposed to the scale, so that the front and the back can be distinguished.

【0038】図10の右側に示すように、Y軸方向に見
ると左右対称であるからこの方向の区別はできないが、
X軸方向に見ると一方の側にはリード線がついているが
他方の側にはリード線がついていないので(即ち非対称
であるから)左右の識別ができる。
As shown on the right side of FIG. 10, when viewed in the Y-axis direction, it is symmetrical in the left-right direction.
When viewed in the X-axis direction, one side has a lead wire but the other side has no lead wire (that is, it is asymmetric), so that left and right can be identified.

【0039】スケールについては、図10に示すよう
に、四角形の1つの角を切り落としておけば識別するこ
とができる。図10の左側に図示したスケールがこの状
態を基準とし、表とすると、スケールをY方向に反転し
た場合には切り落とされた角が第3象限になる。また裏
返した場合には切り落とされた角は第2象限、第4象限
にくる。従って裏表と方向が判別できる。
As shown in FIG. 10, the scale can be identified by cutting off one corner of the square. If the scale illustrated on the left side of FIG. 10 is based on this state and is set as a table, if the scale is inverted in the Y direction, the cut-off corner becomes the third quadrant. In the case of turning over, the cut corner comes to the second quadrant and the fourth quadrant. Therefore, the front and back can be distinguished.

【0040】それぞれの非対称部を用いてスケールと検
出ヘッド(センサ)を組み合わせると、スケールの裏表
及びそれとセンサ3との向きも一意的に決めることがで
きる。
When the scale and the detection head (sensor) are combined using each asymmetric portion, the front and back of the scale and the orientation of the scale and the sensor 3 can be uniquely determined.

【0041】以上のとおり、磁気スケールは小型に形成
し、取り付け方向を間違えることなく取り付け、必要に
応じて、このスケールの有効長(実際に検出に用いられ
る長さ)の範囲をシールド板でシールドして外部磁界の
影響を受けないようにすることで、従来困難とされてき
た磁気スケールの利用が容易になった。
As described above, the magnetic scale is formed in a small size, mounted without mistake in the mounting direction, and if necessary, the range of the effective length of the scale (the length actually used for detection) is shielded by the shield plate. Thus, the use of the magnetic scale, which has been difficult in the past, has been facilitated by not being affected by the external magnetic field.

【0042】以上、添付図面を参照して本発明の実施形
態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定
されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範
囲で種々の変形、改変があることは勿論である。
The embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the technical idea of the present invention. Of course, there are modifications.

【0043】例えば、磁電変換素子としては、MR素子
(磁気抵抗素子)に限らずホール素子、磁気インピーダ
ンス素子等も使用できる。磁気スケール部分は、適用す
る装置の構造や設置環境に応じて適宜変更することがで
きる。上記の実施形態ではスケールと検出ヘッドは別々
に取り付けるようになっているが、これらを組合わせて
1つのユニットに形成することもできる。
For example, the magnetoelectric conversion element is not limited to the MR element (magnetic resistance element), but may be a Hall element, a magnetic impedance element, or the like. The magnetic scale portion can be appropriately changed according to the structure of the apparatus to be applied and the installation environment. In the above embodiment, the scale and the detection head are separately mounted, but they may be combined into one unit.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の磁気スケールは、上記の構成か
ら成ることにより、下記の効果を有する。即ち、 ・回転駆動部に軽量の薄板状スケールを取り付ける構成
ができるので、重量の増加が微小であり、理想的な回転
駆動位置決め装置が構成できる。
The magnetic scale of the present invention has the following effects by having the above configuration. That is, since a lightweight thin plate-shaped scale can be attached to the rotary drive unit, the weight increase is small, and an ideal rotary drive positioning device can be configured.

【0045】・磁気抵抗素子と薄板状磁性媒体を用いる
ことで、非接触な磁気式エンコーダとなり、また、磁気
シールドを用いることによって、ボイスコイルモータ等
の磁界を発生させる場所でも設置することができ、リニ
アモータ等を用いた高速位置決めに対しても非常に有効
である。
The use of the magnetoresistive element and the thin plate-shaped magnetic medium provides a non-contact magnetic encoder, and the use of a magnetic shield enables installation in a place where a magnetic field such as a voice coil motor is generated. It is also very effective for high-speed positioning using a linear motor or the like.

【0046】・また、磁気抵抗素子と薄板状スケールを
用いることで、複数トラックを有する位置検出装置が安
価に製作できる。この場合、薄板状スケールは非常に軽
くすることができるため、回転駆動部に取り付けてもそ
の動作に影響を与えない。
Also, by using a magnetoresistive element and a thin plate scale, a position detecting device having a plurality of tracks can be manufactured at low cost. In this case, since the thin scale can be made very light, it does not affect its operation even if it is attached to the rotary drive.

【0047】・磁気式のため、基準位置となる原点の検
出位置も使われる環境に合わせてスケールに記録すれば
よく、また、薄板状磁性媒体はその外形の加工が簡単な
ため、組み込まれる回転駆動部に合った設計ができるた
め、組立性の向上やコストダウンができる。
Because of the magnetic type, the detection position of the origin serving as the reference position may be recorded on a scale according to the environment in which it is used. In addition, since the processing of the outer shape of the thin plate-shaped magnetic medium is simple, the built-in rotation Since a design suitable for the drive unit can be made, the assemblability can be improved and the cost can be reduced.

【0048】・磁気シールドをマグネットモータと薄板
状スケールの間に配置することで、簡単に外部磁場から
保護することができる。更に、磁気シールドを固定側に
配置することで、回転駆動部に重量負担は与えず、簡単
に外部磁場から保護することができる。
By arranging the magnetic shield between the magnet motor and the thin plate scale, it can be easily protected from an external magnetic field. Further, by arranging the magnetic shield on the fixed side, it is possible to easily protect the rotary drive unit from an external magnetic field without imposing a weight burden.

【0049】検出ヘッドは、検出部中心に対して少なく
とも非対称部を持つ形状とし、磁性媒体の形状は、非対
称形とすると、検出ヘッドと磁性媒体の裏表及び方向が
決まるので、取り付けを間違えることがない。
If the detection head has a shape having at least an asymmetric portion with respect to the center of the detection portion, and if the shape of the magnetic medium is asymmetric, the front and back and the direction of the detection head and the magnetic medium are determined, the mounting may be mistaken. Absent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による磁気スケール装置が
取り付けられた工作機械の要部模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a machine tool to which a magnetic scale device according to an embodiment of the present invention is attached.

【図2】本発明の磁気スケール装置に用いるシールド板
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a shield plate used in the magnetic scale device of the present invention.

【図3】本発明の磁気スケール装置に用いるシールド板
の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a shield plate used in the magnetic scale device of the present invention.

【図4】本発明の磁気スケール装置に用いるシールド板
の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a shield plate used in the magnetic scale device of the present invention.

【図5】スケールの取り付け構造の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a scale mounting structure.

【図6】スケールと検出ヘッド(磁気抵抗素子)の位置
関係を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between a scale and a detection head (magnetic resistance element).

【図7】スケールと検出ヘッド(磁気抵抗素子)の位置
関係を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a positional relationship between a scale and a detection head (magnetic resistance element).

【図8】スケールと検出ヘッド(磁気抵抗素子)の位置
関係を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a positional relationship between a scale and a detection head (magnetic resistance element).

【図9】スケールと検出ヘッド(磁気抵抗素子)の位置
関係を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between a scale and a detection head (magnetic resistance element).

【図10】スケール及び検出ヘッドの非対称性を説明す
るための線図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the asymmetry of the scale and the detection head.

【図11】磁気スケール装置が取り付けられた工作機械
の要部模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of a main part of a machine tool to which a magnetic scale device is attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ボイスコイルモータ、2 スケール、3 センサ、
4 センサホルダ、5回転軸、6 レバー、7 レバー
の作業先端、8 シールド板、9 レバーの遊端
1 voice coil motor, 2 scales, 3 sensors,
4 Sensor holder, 5 rotation shaft, 6 lever, 7 lever working tip, 8 shield plate, 9 free end of lever

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネットを用いたモータにより回転駆
動力が与えられて回転軸を支点として往復運動する部材
を有する回転駆動機構において往復運動する部材の位置
の検出を行うための磁気スケール装置であって、 上記往復運動する部材と該部材外の固定位置のうちの一
方に磁気スケールを取り付け他方に磁電変換素子を取り
付けてなる変位検出部を備えた磁気スケール装置。
1. A magnetic scale device for detecting the position of a reciprocating member in a rotary drive mechanism having a member that reciprocates about a rotation axis when a rotational driving force is applied by a motor using a magnet. A magnetic scale device comprising a displacement detection unit having a magnetic scale attached to one of the reciprocating member and a fixed position outside the member, and a magnetoelectric conversion element attached to the other.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気スケール装置であ
って、前記変位検出部の磁電変換素子と磁気スケールの
少なくとも有効長部分を外部磁界から遮蔽するためのシ
ールド部材を備えた磁気スケール装置。
2. The magnetic scale device according to claim 1, further comprising: a shield member for shielding at least an effective length portion of the magnetic scale from the external magnetic field. .
【請求項3】 請求項2に記載の磁気スケール装置にお
いて、前記往復運動する部材が支点の両側に位置する作
業端と遊端を有するレバーでなり、前記磁気スケールが
上記遊端に取り付けられた薄板状磁性媒体でなり、前記
磁電変換素子が前記固定位置に取り付けられ、前記シー
ルド部材が上記磁電変換素子側の固定位置に取り付けら
れた磁気スケール装置。
3. The magnetic scale device according to claim 2, wherein the reciprocating member is a lever having a working end and a free end located on both sides of a fulcrum, and the magnetic scale is attached to the free end. A magnetic scale device comprising a thin plate-shaped magnetic medium, wherein the magnetoelectric conversion element is mounted at the fixed position, and wherein the shield member is mounted at a fixed position on the magnetoelectric conversion element side.
【請求項4】 請求項2に記載の磁気スケール装置にお
いて、前記往復運動する部材が支点の両側に位置する作
業端と遊端を有するレバーでなり、前記磁気スケールが
上記遊端に取り付けられた薄板状磁性媒体でなり、前記
磁電変換素子が前記固定位置に取り付けられ、前記シー
ルド部材が上記薄板状磁性媒体の有効長部分を覆うよう
に上記遊端に取り付けられた磁気スケール装置。
4. The magnetic scale device according to claim 2, wherein the reciprocating member is a lever having a working end and a free end located on both sides of a fulcrum, and the magnetic scale is attached to the free end. A magnetic scale device comprising a thin plate-shaped magnetic medium, wherein the magnetoelectric conversion element is attached to the fixed position, and wherein the shield member is attached to the free end so as to cover an effective length of the thin plate-shaped magnetic medium.
【請求項5】 請求項1に記載の磁気スケール装置にお
いて、上記磁気スケールが非対称形状を有する磁気スケ
ール装置。
5. The magnetic scale device according to claim 1, wherein the magnetic scale has an asymmetric shape.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006187431A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Sensatec Co Ltd Operation switch for game machine

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