JPH10170212A - 絶対値型磁気式変位検出装置 - Google Patents

絶対値型磁気式変位検出装置

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JPH10170212A
JPH10170212A JP34264796A JP34264796A JPH10170212A JP H10170212 A JPH10170212 A JP H10170212A JP 34264796 A JP34264796 A JP 34264796A JP 34264796 A JP34264796 A JP 34264796A JP H10170212 A JPH10170212 A JP H10170212A
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JP
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magnetic
scale
absolute value
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scales
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JP34264796A
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Toshiharu Miyata
宮田  俊治
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶対値型磁気スケールのスリム化を図るため
に、磁気スケールの幅の減少及び各磁気スケール間に設
ける干渉防止のための領域を狭くしようとすると、各磁
気スケール間の磁束の干渉が生じて磁気スケール間の位
相差の測定精度が減少し、絶対位置測長範囲が減少して
しまうことが避けられなかった。 【解決手段】 着磁ピッチの異なる磁気目盛19の脇に
それぞれ高透磁率の物質からなるシールド部材20を配
置し、その間に周囲よりも相対的に透磁率の少ない領域
を設けたため、磁束は透磁率の高い空間、この場合シー
ルド部材20を通り、各磁気スケール間の干渉の影響を
低減することができる。このため、シールド部材20を
配置しない場合に比べて、各磁気スケール間の干渉防止
のための領域を狭くできるため、スケール全体の幅を細
くすることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動物体の絶対位
置検出又は変位検出に用いられる磁気スケールを用いた
磁気式変位検出装置に係り、特に多軸の絶対値型磁気式
変位検出装置のスケールの改良に関するものである。
【0002】
【背景技術】計測や位置決め制御等に用いられる磁気ス
ケールには絶対値型磁気スケールと、インクリメンタル
型磁気スケールが知られている。インクリメンタル型磁
気スケールはスライダの変化を積算して表示することを
基本とし、絶対値型磁気スケールは移動物体の位置座標
値すなわち、すべての位置座標を直前に測った位置座標
値に関係なく、変位を常に固定された原点から測定する
ものである。
【0003】このような絶対値型磁気スケールは、各種
産業用機械において直線移動物体の位置、および絶対位
置の計測などに多用されている。特に、インクリメンタ
ル型磁気スケールと違い、電源投入後ただちに絶対値で
位置を検出するため、始動時や停電後の原点復帰作業が
不要となるため、操作が簡略化するなどの利点がある。
その上、磁気式であることなどから、各種産業用機械の
設置されている悪環境下での使用においても、耐環境性
に優れ高い信頼性が得られる特徴を有している。
【0004】図7に従来の絶対値型磁気式変位検出装置
の例を示す。絶対値型磁気式スケール11は、この絶対
値型磁気式スケール11に対して相対移動するように取
付けられる検出部12とを有する。絶対値型磁気式スケ
ール11は、スケール部材17と、このスケール部材1
7上に装着された2つの磁性媒体18とを有し、この磁
性媒体18は最初未着磁の状態において、外部手段で着
磁することによりお互いに着磁ピッチの異なる磁気目盛
19を形成しており、磁極を交互に規則的にある間隔で
設け、スケールとしての位置情報を記録している。この
ような磁気スケールにおいては、異極間の漏れ磁束を検
出部12に組み込まれた磁気センサ13で位置情報を検
出する。
【0005】このような着磁ピッチの異なる磁気目盛を
形成した磁気スケールを用いて絶対位置の計測を行う方
法として、ある位置での磁気スケール間の位相差を絶対
位置の情報として用いるのが一般的である。この場合、
絶対位置測長範囲の最大値Lは最も位相差の少ない2つ
の磁気スケールの着磁ピッチをそれぞれλ1 、λ2 (λ
1 >λ2 )とすると、L=(λ1 ×λ2 )/(λ1 ーλ
2 )で表わすことができる。つまり、スケール部材に着
磁ピッチの異なる磁気目盛を形成した磁気スケールを並
列に配列するため、各磁気スケール間に干渉防止のため
の領域を必要とするので、全幅が非常に大きくなり、検
出部の取り付けガタの影響を無視できなくなる。また、
より広範囲な絶対位置測定を行うためには、各磁気スケ
ールの位相差を高精度に測定する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】絶対値型磁気スケール
のスリム化を図るためには、磁気スケールの幅の減少及
び各磁気スケール間に設ける干渉防止のための領域を狭
くする必要があるが、各磁気スケール間の磁束の干渉が
生じ磁気スケール間の位相差の測定精度の減少が起こる
ため、絶対位置測長範囲の減少をもたらす。つまり、磁
気スケールの幅の減少及び各磁気スケール間に設ける干
渉防止のための領域を狭くすると絶対値型磁気スケール
のスリム化は達成できるが、絶対位置測長範囲の減少を
もたらすという課題があった。本発明はこのような事情
に鑑みてなされたものであり、その目的は広範囲な絶対
位置の測定を行えるスリムな絶対値型磁気式変位検出装
置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、スケール部材に着磁ピッチの異なる磁気
目盛を少なくとも2つ以上平行に配設した絶対値型磁気
スケールにおいて、隣接する磁気目盛の脇に測定方向に
沿って平行に周囲よりも高透磁率の物質からなるシール
ド部材を配置し、対向するシールド部材の間に周囲より
も相対的に透磁率の低い領域が存在することにより課題
解決の手段としている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を用いた好適な実施
の形態について図面を用いて説明する。なお、全図中に
おいて同一符号を付したものは同一構成要素を表わして
いる。図1は本発明の第1の実施の形態である絶対値型
磁気式変位検出装置の概略構成図である。絶対値型磁気
式スケール11は、この絶対値型磁気式スケール11に
対して相対移動するように取付けられる検出部12とを
有する。この絶対値型磁気式スケール11は、スケール
部材17と、このスケール部材17上に装着された2つ
の磁性媒体18とを有し、この磁性媒体18は最初未着
磁の状態において、外部手段で着磁することによりお互
いに着磁ピッチの異なる磁気目盛19を形成しており、
この磁気目盛19の脇に測定方向に沿って平行に高透磁
率の物質からなるシールド部材20が配置されている。
【0009】図2は絶対値型磁気式スケール11を上か
らみた図である。図2のように着磁ピッチの異なる磁気
目盛19の脇にそれぞれシールド部材20を配置し、そ
の間に周囲よりも相対的に透磁率の低い領域を設けたた
め、磁束は透磁率の高い空間、この場合シールド部材2
0を通るため、各磁気スケール間の干渉の影響を低減す
ることができる。このため、シールド部材20を配置し
ない場合に比べて、各磁気スケール間の干渉防止のため
の領域を狭くできるため、スケール全体の幅を細くする
ことが可能である。
【0010】図3は本発明の第2の実施の形態である絶
対値型磁気式変位検出装置の絶対値型磁気式スケール1
1を上からみた図である。図3のように磁性媒体18の
幅よりも磁気目盛19の幅が小さくなるように外部手段
で着磁すると、着磁されていない部分がシールド部材2
0の代わりとなり、各磁気スケール間の干渉の影響を低
減することができる。このため、シールド部材20を配
置したのと同様に、各磁気スケール間の干渉防止のため
の領域を狭くできるため、スケール全体の幅を細くする
ことが可能である。
【0011】図4は本発明の第3の実施の形態である絶
対値型磁気式変位検出装置の概略構成図である。絶対値
型磁気式スケール11は、長尺の平板状の磁気スケール
14、15及び16を平行に配列した絶対値型磁気式ス
ケール11であり、この絶対値型磁気式スケール11に
対して相対移動するように取付けられる検出部12とを
有する。磁気スケール14、15及び16は、互いに着
磁ピッチの異なる磁気目盛19を形成した磁気スケール
であり、スケール部材17と、このスケール部材17上
に装着された磁性媒体18とを有し、この磁性媒体18
は最初未着磁の状態において、外部手段で着磁すること
により磁極を交互に規則的にある間隔で設けており、こ
の磁気目盛19の脇に測定方向に沿って平行にシールド
部材20が配置されている。
【0012】図5は本発明の第4の実施の形態である回
転式の絶対値型磁気式変位検出装置の概略構成図であ
る。回転式の絶対値型磁気式スケール21は、回転軸2
2に固定されており、この回転式の絶対値型磁気式スケ
ール21に対して相対移動するように取付けられる検出
部12とを有する。回転式の絶対値型磁気式スケール2
1は、回転軸22に固定された円筒状のスケール部材2
3の外周面に装着された2つの磁性媒体18を有し、こ
の磁性媒体18は最初未着磁の状態において、外部手段
で着磁することにより、お互いに着磁ピッチの異なる磁
気目盛19が配設されている。この磁気目盛19の脇に
測定方向に沿って平行にシールド部材20が配置されて
いる。
【0013】図6は本発明の第5の実施の形態である回
転式の絶対値型磁気式変位検出装置の概略構成図であ
る。回転式の絶対値型磁気式スケール21は、回転軸2
2に固定されており、この回転式の絶対値型磁気式スケ
ール21に対して相対移動するように取付けられる検出
部12(図示せず)とを有する。回転式の絶対値型磁気
式スケール21は、回転軸22に固定された円板状のス
ケール部材24の表面に同心円状に装着された2つの磁
性媒体18を有し、この磁性媒体18は最初未着磁の状
態において、外部手段で着磁することにより、お互いに
着磁ピッチの異なる磁気目盛19が配設されている。こ
の磁気目盛19の脇に測定方向に沿ってシールド部材2
0が配置されている。
【0014】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明は、この実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能
である。たとえば、上記実施例では隣接する磁気目盛の
間にシールド部材を配置したが、対向するシールド部材
の間に周囲よりも相対的に透磁率の低い領域に、樹脂な
どの透磁率の低い物質を注入するなどしてもよい。シー
ルド部材は、酸化鉄を主成分とする磁性材料(フェライ
ト)、合金磁性材料(パーマロイ)等の透磁率の高い物
質を用いればよい。磁気センサは、強磁性磁気抵抗素
子、フラックスゲート、MR素子、ホール素子等の磁気
スケールの位相を測定できるものを用いて構成すればよ
い。
【0015】
【発明の効果】隣接する着磁ピッチの異なる磁気スケー
ルの磁気目盛の脇にそれぞれ高透磁率の物質からなるシ
ールド部材を配置し、その間に周囲よりも相対的に透磁
率の低い領域を設けたため、磁束は透磁率の高い空間、
この場合シールド部材を通るため、各磁気スケール間の
干渉の影響を低減することができる。また、磁性体の幅
より磁気目盛の幅が小さくなるように着磁することで、
各磁気スケール間の干渉の影響を低減することができ
る。このため、各磁気スケールの位相差を高精度に測定
することができる。また、シールド部材を配置しない場
合に比べて、各磁気スケール間の干渉防止のための領域
を狭くできるため、スケール全体の幅を細くすることが
できる。簡易な構造であるので、低コストでスリムな絶
対値型磁気スケールを容易に製造することが可能であ
る。さらに、磁気スケールの磁気目盛の両脇にそれぞれ
高透磁率の物質からなるシールド部材を配置すれば、着
磁ピッチの異なる磁気スケールをそれぞれ組み合わせる
ことで、所望の絶対位置測長範囲の最大値Lの絶対値型
磁気スケールを容易に低コストで製造することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である絶対値型磁気
式変位検出装置の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態である絶対値型磁気
式変位検出装置の絶対値型磁気式スケールを真上からみ
た図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態である絶対値型磁気
式変位検出装置の絶対値型磁気式スケールを真上からみ
た図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態である絶対値型磁気
式変位検出装置の概略構成図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態である回転式の絶対
値型磁気式変位検出装置の概略構成図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態である回転式の磁気
スケールである。
【図7】従来の絶対値型磁気式変位検出装置。
【符号の説明】
11 絶対値型磁気式スケール 12 検出部 13 磁気センサ 14、15、16 磁気スケール 17 スケール部材 18 磁性媒体 19 磁気目盛 20 シールド部材 21 回転式絶対値型磁気スケール 22 回転軸 23 円筒状のスケール部材 24 円板状のスケール部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スケール部材に着磁ピッチの異なる磁気目
    盛を少なくとも2つ以上平行に配列形成した磁気スケー
    ルと、この磁気スケールと相対移動可能な磁気センサを
    有する検出部とを備えた装置において、 前記磁気スケールは、隣接する磁気目盛の脇に測定方向
    に沿って平行に周囲よりも高透磁率の物質から成るシー
    ルド部材を配置し、対向するシールド部材の間に周囲よ
    りも相対的に透磁率の低い領域が存在するように形成し
    たことを特徴とする絶対値型磁気式変位検出装置。
  2. 【請求項2】スケール部材に着磁ピッチの異なる磁気目
    盛を少なくとも2つ以上平行に配列形成した磁気スケー
    ルと、この磁気スケールと相対移動可能な磁気センサを
    有する検出部とを備えた装置において、 前記磁気スケールは、磁気目盛の幅を磁性媒体の幅より
    小さくなるように形成したことを特徴とする絶対値型磁
    気式変位検出装置。
  3. 【請求項3】円筒状のスケール部材の外周面に着磁ピッ
    チの異なる磁気目盛を少なくとも2つ以上並列に配設し
    た回転式磁気スケールと、この回転式磁気スケールと相
    対移動可能な磁気センサを有する検出部とを備えた装置
    において、 前記回転式磁気スケールは、隣接する磁気目盛の脇に周
    囲よりも高透磁率の物質から成るシールド部材を配置
    し、対向するシールド部材の間に周囲よりも相対的に透
    磁率の低い領域が存在するように形成したことを特徴と
    する絶対値型磁気式変位検出装置。
  4. 【請求項4】円板状のスケール部材の表面に着磁ピッチ
    の異なる磁気目盛を少なくとも2つ以上同心円状に配設
    した回転式磁気スケールと、この回転式磁気スケールと
    相対移動可能な磁気センサを有する検出部とを備えた装
    置において、 前記絶対値型回転式磁気スケールは、隣接する磁気目盛
    の脇に周囲よりも高透磁率の物質から成るシールド部材
    を配置し、対向するシールド部材の間に周囲よりも相対
    的に透磁率の低い領域が存在するように形成したことを
    特徴とする絶対値型磁気式変位検出装置。
JP34264796A 1996-12-06 1996-12-06 絶対値型磁気式変位検出装置 Pending JPH10170212A (ja)

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