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GEBIET
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Ein bestimmter Aspekt der hier beschriebenen Ausführungsformen bezieht sich auf eine Skala und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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HINTERGRUND
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Es wird eine Skala offenbart, die zur Codierung mit elektromagnetischer Induktion verwendet wird (siehe z. B. die japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr.
2004-294225 ).
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es eine Aufgabe, eine Skala und ein Herstellungsverfahren zu schaffen, die eine Zunahme der Größe unterdrücken und eine Signaldetektionsgenauigkeit erhöhen können.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Skala geschaffen, die enthält: ein Basismaterial; eine Zwischenschicht aus einem weichmagnetischen Material, die auf einer Oberfläche des Basismaterials ausgebildet ist und auf ihrer dem Basismaterial gegenüberliegenden Seite aufgeraut ist; und ein Skalenmuster eines Leiters, das auf der Zwischenschicht ausgebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren einer Skala geschaffen, das enthält: Herstellen eines Zwischenkörpers, in dem eine Zwischenschicht aus einem weichmagnetischen Material mit einer aufgerauten Oberfläche, die einem Basismaterial gegenüberliegt, auf einer Oberfläche des Basismaterials ausgebildet ist und eine Leiterschicht auf der Zwischenschicht vorgesehen ist; und Bilden eines Skalenmusters durch Bilden einer Musterung der Leiterschicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren einer Skala geschaffen, das enthält: Herstellen eines Zwischenkörpers, bei dem eine Zwischenschicht aus einem weichmagnetischen Material und ein Leiter in dieser Reihenfolge auf ein Basismaterial laminiert sind; Bilden eines Skalenmusters durch das Bilden einer Musterung der Leiterschicht; und Aufrauen eines freiliegenden Abschnitts der Zwischenschicht.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht die Struktur eines Codierers des Typs mit elektromagnetischer Induktion unter Verwendung einer elektromagnetischen Verbindung zwischen einem Detektionskopf und einer Skala;
- 2 ist eine graphische Darstellung, die eine Struktur veranschaulicht, in der eine Skala durch ein Trägerelement getragen ist;
- 3A ist eine Draufsicht auf eine Skala;
- 3B ist eine schematische Querschnittsansicht einer Skala;
- 4A bis 4D veranschaulichen einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahrens einer Skala;
- 5A ist eine Draufsicht auf eine Skala gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 5B ist eine schematische Querschnittsansicht einer Skala;
- 6A und 6B veranschaulichen einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahren einer Skala;
- 7A bis 7C veranschaulichen einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahrens einer Skala; und
- 8A und 8B veranschaulichen einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahren einer Skala.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Skala, die in dem Codierer des Typs mit elektromagnetischer Induktion verwendet wird, weist ein Skalenmuster aus einem Leiter auf, der einen Wirbelstrom aus dem durch den Detektor erzeugten magnetischen Fluss erzeugt. Als das Basismaterial der Skala wird ein Stahlband, ein Glas-Epoxid-Substrat oder dergleichen verwendet. Wenn ein leitfähiges Basismaterial verwendet wird, wird das Detektionssignal aufgrund des durch das Basismaterial verursachten Wirbelstromverlusts verringert. Selbst wenn ein nicht leitfähiges Basismaterial, wie z. B. Glasepoxid verwendet wird, geht der erzeugte magnetische Fluss durch das Basismaterial, wobei, falls die Montagefläche Leitfähigkeit aufweist, dort Wirbelstromverluste auftreten. Falls weiterhin die Montagefläche kein einheitliches Material über der gesamten Skala ist (z. B. elektrisch und magnetisch unterschiedliche Materialien, wie z. B. Metall und Luft, wie z. B. wenn sie teilweise durch ein Metallmaterial gehalten ist), wird sie durch die Position des Detektors detektiert. Das zu erzeugende Signal wird ungleichmäßig, wobei sich die Genauigkeit verschlechtert.
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Deshalb ist es z. B. denkbar, den Einfluss der Montagefläche durch das Verdicken des Basismaterials oder das Auskleiden der Rückseite des Basismaterials mit einem leitfähigen Material zu verringern. Das Erstere kann jedoch aufgrund der Zunahme der Dicke nicht miniaturisiert werden, während das Letztere insofern ein Problem aufweist, als das Signal selbst durch das Verstärkungsmaterial gedämpft wird.
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Das Folgende ist eine Beschreibung von Ausführungsformen bezüglich der beigefügten Zeichnungen.
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(Erste Ausführungsform) 1 veranschaulicht die Struktur eines Codierers 100 des Typs mit elektromagnetischer Induktion unter Verwendung einer elektromagnetischen Verbindung zwischen einem Detektionskopf und einer Skala. Wie in 1 veranschaulicht ist, weist der Codierer 100 des Typs mit elektromagnetischer Induktion einen Detektionskopf 10 und eine Skala 20 auf. Der Detektionskopf 10 bewegt sich bezüglich der Skala 20 relativ in einer Messachsenrichtung. Der Detektionskopf 10 und die Skala 20 weisen eine flache Plattenform auf und sind durch einen vorgegebenen Spalt einander zugewandt. Der Codierer 100 des Typs mit elektromagnetischer Induktion weist einen Sendesignalgenerator 30 und eine Verschiebungsbetrag-Messvorrichtung 40 usw. auf. In 1 gibt die X-Achse eine Verschiebungsrichtung des Detektionskopfes 10 (eine Messachse) an. Die Y-Achse ist in einer durch die Skala 20 ausgebildeten Ebene zur X-Achse senkrecht.
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Der Detektionskopf 10 weist eine Sender/Empfänger-Spule 50, eine Empfänger-Spule 60 usw. auf. Die Sender/Empfänger-Spule 50 ist eine rechteckige Spule, bei der eine Längsrichtung die X-Achse ist. Wie in 1 veranschaulicht ist, befindet sich die Empfängerspule 60 innerhalb der Sender/Empfänger-Spule 50.
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In der Skala 20 sind mehrere Skalenmuster 23, die eine rechteckige Form aufweisen, in der Grundperiode λ entlang der X-Achse angeordnet. Jedes der Skalenmuster 23 ist elektromagnetisch mit der Sender/Empfänger-Spule 50 gekoppelt und ist außerdem elektromagnetisch mit der Empfängerspule 60 gekoppelt.
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Der Sendesignalgenerator 30 erzeugt ein Sendesignal eines einphasigen Wechselstroms und führt das erzeugte Sendesignal der Sender/Empfänger-Spule 50 zu. In diesem Fall wird in der Sender/Empfänger-Spule 50 ein magnetischer Fluss erzeugt. Folglich wird in den mehreren Skalenmustern 23 ein elektromotorischer Strom erzeugt. Die mehreren Skalenmuster 23 sind mit dem durch die Sender/Empfänger-Spule 50 erzeugten magnetischen Fluss elektromagnetisch gekoppelt und erzeugen einen in einer vorgegebenen räumlichen Periode in der Richtung der X-Achse fluktuierenden magnetischen Fluss. Der durch die Skalenmuster 23 erzeugte magnetische Fluss erzeugt einen elektromotorischen Strom in der Empfängerspule 60. Die elektromagnetische Kopplung zwischen jeder Spule fluktuiert in Übereinstimmung mit dem Verschiebungsbetrag des Detektionskopfes 10. Dadurch wird ein Sinuswellensignal mit der gleichen Periode wie die Grundperiode λ erhalten. Deshalb detektiert die Empfängerspule 60 eine Phase des magnetischen Flusses, der durch die mehreren Skalenmustern 23 erzeugt wird. Die Verschiebungsbetrag-Messvorrichtung 40 kann das Sinuswellensignal als einen digitalen Betrag einer minimalen Auflösung durch das elektrische Interpolieren des Sinuswellensignals verwenden. Dadurch misst die Verschiebungsbetrag-Messvorrichtung 40 den Verschiebungsbetrag des Detektionskopfes 10.
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Um die Skala 20 bezüglich der Messachse zu bewegen, ist die Oberfläche (Rückseite), auf der das Skalenmuster nicht ausgebildet ist, durch ein Tragelement getragen. 2 ist eine graphische Darstellung, die eine Struktur veranschaulicht, in der die Skala 20 durch das Tragelement getragen ist. 2 ist als ein Beispiel eine Querschnittsansicht, die einen Anzeiger veranschaulicht, der einen Codierer des Typs mit elektromagnetischer Induktion enthält.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, weist der Anzeiger ein zylindrisches Hauptkörpergehäuse 1, dessen eines Ende geöffnet ist, einen zylindrischen Rahmenkörper 2, der drehbar an einem Ende des Hauptkörpergehäuses 1 befestigt ist, eine Spindel 3, die in der axialen Richtung beweglich getragen ist, und einen Codierer 100 des Typs mit elektromagnetischer Induktion zum Detektieren eines axialen Verschiebungsbetrags der Spindel 3 auf.
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Das Hauptkörpergehäuse 1 ist einteilig mit einem Stützbund 11 im Wesentlichen in der Mitte der anderen Endfläche ausgebildet. Ein Spindelschutzzylinder 13 befindet sich über ein Verbindungselement 12 an der Oberseite des Hauptkörpergehäuses 1 in 2, d. h., dem oberen Abschnitt der äußeren Umfangswand, wobei sich ein Schaft 14 an der Unterseite, d. h., dem unteren Abschnitt der äußeren Umfangswand in 2 befindet. Der Spindelschutzzylinder 13 und der Schaft 14 sind auf der gleichen Achsenlinie aneinander befestigt. Das Verbindungselement 12 und der Schaft 14 bilden ein Lager.
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Die Spindel 3, bei der ein Kopfabschnitt 31 am oberen Ende in 2 verschiebbar in den Spindelschutzzylinder 13 eingepasst ist, ist verschiebbar in den Schaft 14 eingesetzt. Die Spindel 3 ist am unteren Ende mit einer Sonde 32 versehen, die von dem unteren Ende des Schafts 14 vorsteht, wobei ein Tragelement 33 und ein Federsicherungsstift 34 jeweils an der Spindel 3 an einer im Wesentlichen zentralen Position, die sich im Hauptkörpergehäuse 1 befindet, befestigt sind. Zwischen dem Federsicherungsstift 34 und der inneren Umfangswand des Hauptgehäuses 1 ist eine Zugfeder 35, die die Spindel 3 in der Figur nach unten vorbelastet und außerdem die Drehung der Spindel 3 reguliert, länger als ihre natürliche Länge. Sie ist in einem Zustand vorgesehen, in dem sie gezogen ist, so dass sie lang ist.
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Ein plattenförmiges Halteelement 41 ist mit einer (nicht veranschaulichten) Schraube an einer inneren Umfangswand 17 an einer offenen Stirnseite des Hauptkörpergehäuses 1 befestigt. Wie in 2 veranschaulicht ist, ist das Halteelement 41 mit einer Kerbe 43 zum Halten des Detektionskopfes 10, der später beschrieben wird, im Wesentlichen in der Mitte ausgebildet.
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Der Codierer 100 mit elektromagnetischer Induktion enthält den Detektionskopf 10 und die Skala 20 und ist so konfiguriert, dass er einen absoluten Verschiebungsbetrag in der axialen Richtung der Spindel 3 detektieren kann. Der Detektionskopf 10 ist in die Kerbe 43 des am Hauptgehäuse 1 befestigten Halteelements 41 in der Nähe der Spindel 3 und entlang der axialen Richtung der Spindel 3 eingepasst. Die Skala 20 ist so angeordnet, dass sie dem Detektionskopf 10 mit einem vorgegebenen Spalt zugewandt ist, und ist über das Tragelement 33 an der Spindel 3 befestigt.
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Auf der Vorderseite (rechten Seite der 2) des Halteelements 41 ist ein detektionsseitiges Substrat 5 über einen Abstandshalter 51 parallel zu dem Halteelement 41 befestigt. Das detektionsseitige Substrat 5 ist in einer Scheibenform entlang einem virtuellen kreisförmigen geometrischen Ort, der um die Drehachse A des Rahmenkörpers 2 zentriert ist, ausgebildet, der später beschrieben wird. Auf der Oberfläche des detektionsseitigen Substrats 5 auf der Vorderseite (rechten Seite in 2) ist ein Kontaktmuster 52 ausgebildet, das später beschrieben wird.
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Als das Basismaterial der Skala 20 wird z. B. ein Stahlband, ein Glas-Epoxid-Substrat, ein Glassubstrat oder dergleichen verwendet. Wenn ein leitfähiges Basismaterial verwendet wird, wird das Detektionssignal aufgrund des durch das Basismaterial verursachten Wirbelstromverlusts verringert. Selbst wenn ein nicht leitfähiges Basismaterial, wie z. B. Glasepoxid oder Glas, verwendet wird, geht der erzeugte magnetische Fluss durch das Basismaterial, wobei, falls die Montagefläche Leitfähigkeit aufweist, dort ein Wirbelstromverlust auftritt. Falls die Montagefläche weiterhin kein einheitliches Material über die gesamte Skala ist (z. B. elektrisch und magnetisch unterschiedliche Materialien, wie z. B. Metall und Luft, wie z. B. wenn sie teilweise durch ein Metallmaterial gehalten ist), wird sie durch die Position des Detektors detektiert. Das zu erzeugende Signal wird ungleichmäßig, wobei sich die Genauigkeit verschlechtert.
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Deshalb ist es z. B. denkbar, den Einfluss der Montagefläche durch das Verdicken des Basismaterials oder das Auskleiden der Rückseite des Basismaterials mit einem leitfähigen Material zu verringern. Das Erstere kann jedoch aufgrund der Zunahme der Dicke nicht miniaturisiert werden, während das Letztere insofern ein Problem aufweist, als das Signal selbst durch das Verstärkungsmaterial gedämpft wird.
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Die Skala 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, die die Signaldetektionsgenauigkeit erhöhen kann, während sie die Zunahme der Größe unterdrückt. Die Einzelheiten der Skala 20 werden im Folgenden beschrieben.
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3A ist eine Draufsicht auf die Skala 20. 3B ist eine schematische Querschnittsansicht der Skala 20. Wie in den 3A und 3B veranschaulicht ist, ist auf einer Oberfläche (Oberseite) eines Basismaterials 21 eine Zwischenschicht 22 ausgebildet. Auf der Zwischenschicht 22 ist das Skalenmuster 23 ausgebildet, in dem Metallgitter in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind. Die Metallgitter sind voneinander beabstandet. Die Zwischenschicht 22 kann die gesamte Oberseite des Basismaterials 21 bedecken. Vorzugsweise bedeckt die Zwischenschicht 22 wenigstens den gesamten Bereich, in dem das Skalenmuster 23 vorgesehen ist. Die Zwischenschicht 22 ist zwischen dem Basismaterial 21 und den Metallgittern des Skalenmusters 23 vorgesehen, so dass das Basismaterial 21 zwischen den Metallgittern nicht freiliegend ist. Das Skalenmuster 23 kann mit einem Schutzfilm oder dergleichen bedeckt sein, kann aber der Atmosphäre ausgesetzt sein.
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Das Basismaterial 21 ist nicht besonders eingeschränkt. Das Basismaterial 21 ist z. B. eine selbststehende Platte aus einem anderen Material als Metall. Als das Basismaterial 21 können z. B. Metalloxide, organische Substanzen, Glas-Epoxid-Materialien, Glas und dergleichen verwendet werden. Als das Glas kann ein Material mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, wie z. B. Quarzglas (synthetisches Quarzglas), verwendet werden.
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Die Zwischenschicht 22 ist ein weichmagnetisches Material. Als die Zwischenschicht 22 können z. B. Eisen, Permalloy, Siliciumstahl, Sendust, Weichferrit, ein amorphes weichmagnetisches Material, ein nanokristallines weichmagnetisches Material und dergleichen verwendet werden. Die dem Basismaterial 21 gegenüberliegende Oberfläche der Zwischenschicht 22 ist aufgeraut.
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Das Skalenmuster 23 ist aus einem Leiter, wie z. B. einem nichtmagnetischen Metall, hergestellt. Als das Skalenmuster 23 können z. B. Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Palladium, Legierungen, die diese enthalten, austenitischer rostfreier Stahl und dergleichen verwendet werden.
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Weil gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Skalenmuster 23 ein Leiter ist, wird ein Wirbelstrom in dem Skalenmuster 23 erzeugt, wenn ein magnetischer Fluss, der sich räumlich und zeitlich ändert, von außen angelegt ist. Weil das weichmagnetische Material eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, weist die Zwischenschicht 22 eine magnetische Abschirmeigenschaft auf, die den magnetischen Fluss nicht durchlässt. Deshalb kann das Austreten des magnetischen Flusses in das Basismaterial 21 unterdrückt werden. Außerdem wird in der Zwischenschicht 22, die ein weichmagnetisches Material ist, ein Wirbelstrom erzeugt, weil aber die Oberfläche der Zwischenschicht 22 aufgeraut ist, wird der Wirbelstrom in der Zwischenschicht 22 klein und wird der Wirbelstromverlust in der Zwischenschicht 22 klein. Selbst wenn die Skala 20 nicht dick ausgebildet ist, wird aus dem Obigen das Austreten des magnetischen Flusses unterdrückt, wird der Wirbelstromverlust verringert und wird die Signaldetektionsgenauigkeit erhöht.
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Es ist vom Standpunkt des Bildens einer rauen Oberfläche bevorzugt, eine Untergrenze für die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22 festzulegen. Die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22 ist bevorzugt 0,1 µm oder größer, bevorzugter 1 µm oder größer und weiter bevorzugt 2 µm oder größer.
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Es ist vom Standpunkt des Wirbelstromverlusts bevorzugt, eine Obergrenze für die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22 festzulegen. Die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22 ist bevorzugt 3 µm oder kleiner, bevorzugter 1 µm oder kleiner und noch bevorzugter 0,5 µm oder kleiner.
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Es ist vom Standpunkt des Verringerns des Wirbelstroms bevorzugt, eine Untergrenze für die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 festzulegen. Die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 ist bevorzugt 10 nm oder größer, bevorzugt 0,5 µm oder größer und weiter bevorzugt 1 µm oder größer. Die Oberflächenrauheit Ra ist ein arithmetischer Mittelwert der Rauheit.
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Es ist vom Standpunkt der Eigenschaften der Gittermusterbildung und der Signalstärkelücke bevorzugt, eine Obergrenze für die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 festzulegen. Die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 ist bevorzugt 100 µm oder kleiner, bevorzugt 50 µm oder kleiner und weiter bevorzugt 10 µm oder kleiner.
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Das Obige zeigt die allgemeine Obergrenze und Untergrenze, wobei aber als eine bevorzugte Kombination, wenn Cu als die Metallgitter des Skalenmusters 23 verwendet wird, die Höhe der Gitter 8 µm oder größer und 18 µm oder kleiner ist. Wenn das weichmagnetische Permalloy als die Zwischenschicht 22 verwendet wird, ist ein kontinuierlicher Film mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,5 µm oder größer erforderlich, um den Einfluss des Wirbelstroms zu verringern. Deshalb ist es bevorzugt, dass die durchschnittliche Dicke der Zwischenschicht 22 1 bis 3 µm beträgt.
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Die 4A bis 4D sind Ablaufpläne, die ein Verfahren zum Herstellen der Skala 20 veranschaulichen. Wie in 4A veranschaulicht ist, ist die Zwischenschicht 22 auf dem Basismaterial 21 ausgebildet. Das Filmbildungsverfahren der Zwischenschicht 22 ist nicht besonders eingeschränkt und ist z. B. Vakuumbedampfen, Sputtern, Plattieren und dergleichen.
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Als Nächstes wird, wie in 4B veranschaulicht ist, die dem Basismaterial 21 gegenüberliegende Oberfläche der Zwischenschicht 22 aufgeraut. Das Aufrauverfahren ist nicht besonders eingeschränkt und ist z. B. Nassätzen, Trockenätzen, Sandstrahlen und dergleichen.
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Als Nächstes wird, wie in 4C veranschaulicht ist, eine Leiterschicht 24 auf der aufgerauten Oberfläche der Zwischenschicht 22 gebildet. Das Filmbildungsverfahren der Leiterschicht 24 ist nicht besonders eingeschränkt, wobei dessen Beispiele das Plattieren, die Vakuumfilmbildung und das Aufkleben einer gewalzten Metalltafel enthalten.
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Als Nächstes wird, wie in 4D veranschaulicht ist, das Skalenmuster 23 durch das Ausführen einer Musterbildung oder dergleichen aus der Leiterschicht 24 auf der Leiterschicht 24 gebildet.
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(Zweite Ausführungsform) Als Nächstes wird eine Skala 20a gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Skala 20a kann anstelle der Skala 20 verwendet werden.
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5A ist eine Draufsicht auf die Skala 20a gemäß der zweiten Ausführungsform. 5B ist eine schematische Querschnittsansicht der Skala 20a. Wie in den 5A und 5B veranschaulicht ist, ist eine Zwischenschicht 22a auf einer Oberfläche (Oberseite) eines Metallbandmaterials 21a als ein Basismaterial ausgebildet. Sie weist eine Struktur auf, bei der auf der Zwischenschicht 22a ein Skalenmuster 23a ausgebildet ist, in dem Metallgitter in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind. Die Metallgitter sind voneinander beabstandet. Die Zwischenschicht 22a kann die gesamte Oberseite des Metallbandmaterials 21a bedecken. Die Zwischenschicht 22a bedeckt vorzugsweise wenigstens den gesamten Bereich, in dem das Skalenmuster 23a vorgesehen ist. Die Zwischenschicht 22a ist zwischen dem Metallbandmaterial 21a und den Metallgittern des Skalenmusters 23a vorgesehen, so dass das Metallbandmaterial 21a zwischen den Metallgittern nicht freiliegend ist. Das Skalenmuster 23a kann mit einem Schutzfilm oder dergleichen bedeckt sein, wobei es aber der Atmosphäre ausgesetzt sein kann.
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Das Metallbandmaterial 21a ist nicht besonders eingeschränkt. Das Metallbandmaterial 21a ist z. B. ein flexibler Metallfilm, der nicht selbststehend ist. Das Metallbandmaterial 21a ist z. B. rostfreier Stahl, Kupfer, Inconel, Invar, Super-Invar, Aluminium oder dergleichen.
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Die Zwischenschicht 22a ist ein weichmagnetisches Material. Als die Zwischenschicht 22a kann z. B. Eisen, Permalloy, Siliciumstahl, Sendust, Weichferrit, ein amorphes weichmagnetisches Material, ein nanokristallines weichmagnetisches Material und dergleichen verwendet werden. Die dem Metallbandmaterial 21a gegenüberliegende Oberfläche der Zwischenschicht 22a ist aufgeraut.
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Das Skalenmuster 23a ist aus einem Leiter, wie z. B. einem nichtmagnetischen Metall, hergestellt. Als das Skalenmuster 23a können z. B. Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Palladium, Legierungen, die diese enthalten, austenitischer rostfreier Stahl und dergleichen verwendet werden.
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Weil gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Skalenmuster 23a ein Leiter ist, wird ein Wirbelstrom in dem Skalenmuster 23a erzeugt, wenn ein magnetischer Fluss, der sich räumlich und zeitlich ändert, von außen angelegt ist. Weil das weichmagnetische Material eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, weist die Zwischenschicht 22a eine magnetische Abschirmeigenschaft auf, die den magnetischen Fluss nicht durchlässt. Deshalb kann das Austreten des magnetischen Flusses in das Metallbandmaterial 21a unterdrückt werden. Als Nächstes wird in der Zwischenschicht 22a, die ein weichmagnetisches Material ist, außerdem ein Wirbelstrom erzeugt, weil aber die Oberfläche der Zwischenschicht 22a aufgeraut ist, wird der Wirbelstrom in der Zwischenschicht 22a klein, wobei der Wirbelstromverlust in der Zwischenschicht 22a klein wird. Selbst wenn die Skala 20a nicht dick ausgebildet ist, wird aus dem Obigen das Austreten des magnetischen Flusses unterdrückt, wird der Wirbelstromverlust verringert und wird die Genauigkeit der Signaldetektion erhöht.
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Es ist vom Standpunkt des Bildens einer rauen Oberfläche bevorzugt, eine Untergrenze für die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22a festzulegen. Die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22a ist bevorzugt 0,1 µm oder größer, bevorzugter 1 µm oder größer und weiter bevorzugt 2 µm oder größer.
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Es ist vom Standpunkt des Wirbelstromverlusts bevorzugt, eine Obergrenze für die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22a festzulegen. Die durchschnittliche Dicke der gesamten Zwischenschicht 22a ist bevorzugt 100 µm oder kleiner, bevorzugter 10 µm oder kleiner und noch bevorzugter 0,5 µm oder kleiner.
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Es ist vom Standpunkt des Verringerns des Wirbelstroms bevorzugt, eine Untergrenze für die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23a der Zwischenschicht 22a festzulegen. Die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23a der Zwischenschicht 22a ist bevorzugt 10 nm oder größer, bevorzugt 0,5 µm oder größer und weiter bevorzugt 1 µm oder größer.
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Es ist vom Standpunkt der Eigenschaften der Gittermusterbildung und der Signalstärkelücke bevorzugt, eine Obergrenze für die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 festzulegen. Die Oberflächenrauheit Ra auf der Seite des Skalenmusters 23 der Zwischenschicht 22 ist bevorzugt 100 µm oder kleiner, bevorzugt 50 µm oder kleiner und noch bevorzugter 10 µm oder kleiner.
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Das Obige zeigt die allgemeinen Ober- und Untergrenzen, wobei aber als eine bevorzugte Kombination, wenn Cu als die Metallgitter des Skalenmusters 23a verwendet wird, die Höhe der Gitter 8 µm oder größer und 18 µm oder kleiner ist. Wenn das weichmagnetische Permalloy als die Zwischenschicht 22a verwendet wird, ist ein kontinuierlicher Film mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,5 µm oder größer erforderlich, um den Einfluss des Wirbelstroms zu verringern, wobei deshalb die durchschnittliche Dicke der Zwischenschicht 22a bevorzugt 1 bis 3 µm beträgt. Wenn die Zwischenschicht 22a jedoch als das plattierte Material verwendet wird, ist die durchschnittliche Dicke der Zwischenschicht 22a bevorzugt 0,1 mm oder kleiner.
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Die 6A und 6B sind Ablaufpläne, die ein Verfahren zum Herstellen der Skala 20a veranschaulichen. Wie in 6A veranschaulicht ist, wird ein plattiertes Material, bei dem die Zwischenschicht 22a und eine Leiterschicht 24a in dieser Reihenfolge auf das Metallbandmaterial 21a laminiert sind, als ein Zwischenkörper hergestellt. Die Oberfläche der Zwischenschicht 22a, die dem Metallbandmaterial 21a gegenüberliegt, wird durch Nassätzen, Trockenätzen, Sandstrahlen, Prägen und dergleichen aufgeraut.
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Als Nächstes wird, wie in 6B veranschaulicht ist, das Skalenmuster 23a durch das Ausführen einer Musterbildung oder dergleichen auf der Leiterschicht 24a aus der Leiterschicht 24a gebildet.
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Weil das Herstellungsverfahren nach den 6A und 6B keine Vakuumfilm-Bildungsvorrichtung erfordert, ist es möglich, eine im hohen Grade genaue und dünne Skala zu geringeren Kosten herzustellen.
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(Modifizierte Ausführungsform 1) Die Zwischenschicht unter dem Skalenmuster muss nicht aufgeraut sein. Die 7A bis 7C sind Ablaufpläne, die ein weiteres Herstellungsverfahren der Skala 20 veranschaulichen. Wie in 7A veranschaulicht ist, wird die Zwischenschicht 22 auf dem Basismaterial 21 gebildet. Das Filmbildungsverfahren der Zwischenschicht 22 ist nicht besonders eingeschränkt und ist z. B. Vakuumbedampfen, Sputtern, Plattieren und dergleichen. Als Nächstes wird, wie in 7B veranschaulicht ist, die Leiterschicht 24 auf der Zwischenschicht 22 gebildet. Das Filmbildungsverfahren der Leiterschicht 24 ist nicht besonders eingeschränkt, wobei dessen Beispiele das Plattieren, die Vakuumfilmbildung und das Aufkleben einer gewalzten Metalltafel enthalten. Als Nächstes wird, wie in 7C veranschaulicht ist, das Skalenmuster 23 durch das Ausführen einer Musterbildung oder dergleichen an der Leiterschicht aus der Leiterschicht 24 gebildet. Wenn das Skalenmusters 23 gebildet wird, wird der freiliegende Abschnitt der Zwischenschicht 22 aufgeraut. Das Aufrauverfahren ist nicht besonders eingeschränkt und ist z. B. Nassätzen, Trockenätzen, Sandstrahlen und dergleichen.
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(Modifizierte Ausführungsform 2) Die 8A und 8B sind Ablaufpläne, die ein weiteres Herstellungsverfahren der Skala 20a veranschaulichen. Wie in 8A veranschaulicht ist, wird ein plattiertes Material, bei dem die Zwischenschicht 22a und die Leiterschicht 24a in dieser Reihenfolge auf das Metallbandmaterial 21a laminiert sind, als ein Zwischenprodukt hergestellt. Als Nächstes wird, wie in 8B veranschaulicht ist, das Skalenmuster 23a durch das Ausführen einer Musterbildung oder dergleichen an der Leiterschicht 24a aus der Leiterschicht 24a gebildet. Wenn das Skalenmuster 23a gebildet wird, wird der freiliegende Abschnitt der Zwischenschicht 22 aufgeraut. Das Aufrauverfahren ist nicht besonders eingeschränkt und ist z. B. Nassätzen, Trockenätzen, Sandstrahlen und dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungsformen und Variationen eingeschränkt, sondern kann andere Ausführungsformen und Variationen enthalten, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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