JPH11183108A - Absolute position detector - Google Patents
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- JPH11183108A JPH11183108A JP2490898A JP2490898A JPH11183108A JP H11183108 A JPH11183108 A JP H11183108A JP 2490898 A JP2490898 A JP 2490898A JP 2490898 A JP2490898 A JP 2490898A JP H11183108 A JPH11183108 A JP H11183108A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、絶対位置検出器、
特にスケールに対して相対移動するセンサによってスケ
ール上の情報を読み取り絶対位置の検出を行う絶対位置
検出器に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an absolute position detector,
In particular, the present invention relates to an absolute position detector that reads information on the scale by a sensor that moves relative to the scale and detects an absolute position.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、一定の周期で位置に関する情
報が記録されているスケールと、当該スケールに対し相
対移動してスケール上に記録されている位置情報を読み
取るセンサ素子を有するセンサヘッドとによって構成さ
れた変位測定器が知られている。例えば、スケール上の
長さ方向に等間隔λで磁極を配置し、この磁極により形
成される磁束密度をセンサヘッドが有する磁気抵抗素子
により検出する磁気式エンコーダ等がある。このような
一定周期で位置情報が記載されたスケールを用いる場
合、１周期内の位置を測定することは可能であるが、複
数の周期にわたる移動量または位置の検出に関しては検
出される信号の繰り返し回数を積算する必要がある。2. Description of the Related Art Conventionally, a scale on which information relating to a position is recorded at a constant period and a sensor head having a sensor element which moves relative to the scale and reads position information recorded on the scale are used. A configured displacement measuring device is known. For example, there is a magnetic encoder in which magnetic poles are arranged at equal intervals λ in a length direction on a scale, and a magnetic flux density formed by the magnetic poles is detected by a magnetoresistive element included in a sensor head. When such a scale on which position information is described in a fixed cycle is used, it is possible to measure the position within one cycle, but for the detection of the movement amount or the position over a plurality of cycles, the repetition of the detected signal It is necessary to accumulate the number of times.
【０００３】このような複数周期にわたる位置の測定
は、信号の繰り返し回数の積算エラー等が発生し易く、
信頼性があまり高くない。そこで、信号の繰り返し回数
を積算せずに直接スケール上の位置、すなわち絶対位置
を算出する方法及び装置が考案されている。例えば、特
開昭６４−７９６１９号公報には、連続するｎビットの
コードが、変位計測器の全長にわたって同一のものがな
いようにコードパターンが形成されたトラックを利用し
て絶対位置を計測する装置が開示されている。この装置
においては、ビット長以下の位置測定には、個別のトラ
ックを用いている。また、他の例としては、異なる周期
で位置情報が記録された複数のスケールを用い、二つの
スケールの位相差により絶対位置を測定する装置が知ら
れている。この装置の場合、異なる周期の最小公倍数に
相当する長さにわたって絶対値を測定することができ
る。In such a position measurement over a plurality of cycles, an error in integration of the number of signal repetitions or the like is liable to occur.
Not very reliable. Therefore, a method and apparatus for directly calculating a position on a scale, that is, an absolute position, without integrating the number of signal repetitions has been devised. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-79619 discloses that an absolute position is measured using a track on which a code pattern is formed so that consecutive n-bit codes are not identical over the entire length of a displacement measuring instrument. An apparatus is disclosed. In this device, individual tracks are used for position measurement of a bit length or less. As another example, there is known an apparatus that uses a plurality of scales in which position information is recorded at different periods and measures an absolute position based on a phase difference between the two scales. With this device, the absolute value can be measured over a length corresponding to the least common multiple of different periods.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した装置
によれば、絶対値の測定精度は、コードを形成するビッ
トを記載した間隔程度であり、それ以上に精度を高める
ことができないという問題があった。また、ビット記載
間隔以下の精度が必要な時には、別個のさらに細かいビ
ット間隔のトラックを形成する必要があり、装置が大型
化してしまうという問題がある。However, according to the apparatus described above, the measurement accuracy of the absolute value is about the interval in which the bits forming the code are described, and the accuracy cannot be further improved. there were. Further, when an accuracy smaller than the bit writing interval is required, it is necessary to form a separate track with a finer bit interval, and there is a problem that the apparatus becomes large.
【０００５】また、周期の異なる複数のスケールの走査
に基づき絶対位置の測定をする装置の場合は、前記位相
差の精密な検出が必要となるが、広範囲にわたって精度
を確保することが困難であるという問題があった。ま
た、精度を向上させるために、周期の短いスケールを設
けることも可能であるが、スケール数を増やす必要があ
り、やはり装置が複雑になると共に大型化してしまうと
いう問題がある。Further, in the case of an apparatus for measuring an absolute position based on scanning of a plurality of scales having different periods, precise detection of the phase difference is required, but it is difficult to ensure accuracy over a wide range. There was a problem. It is also possible to provide a scale with a short cycle to improve the accuracy, but it is necessary to increase the number of scales, which also causes a problem that the device becomes complicated and large.
【０００６】さらに、測長方向にセンサを移動させる場
合、センサはガイドレールに沿って移動することになる
が、当該ガイドレールの歪み等によりセンサが移動方向
に対して左右に揺れてしまう場合があり測長誤差の原因
になるという問題がある。Further, when the sensor is moved in the length measuring direction, the sensor moves along the guide rail, but the sensor may sway left and right with respect to the moving direction due to distortion of the guide rail. There is a problem that it causes a length measurement error.
【０００７】本発明は、このような問題を解決すること
を課題としてなされたものであり、装置の小型化ができ
ると共に、簡単な構成で、広範囲かつ正確な絶対位置検
出を行うことのできる絶対位置検出器を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to reduce the size of the apparatus and to perform a wide range and accurate absolute position detection with a simple configuration. It is an object to provide a position detector.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、複数の誘導コイルが長さ
方向に所定間隔で複数配列されたスケールと、前記スケ
ールに対し相対移動可能に配置され、各誘導コイルに誘
導電流を発生させる送信コイルと前記誘導コイルに発生
した誘導電流による磁場を検知する受信コイルとを有す
るセンサを含み、前記センサが検知した磁場に基づいて
センサのスケールに対する絶対位置を検出する絶対位置
検出器であって、前記誘導コイルは、発生する磁場が前
後で逆転するように当該誘導コイルの少なくとも一部に
１８０°捻った捻り部を有し、各誘導コイルの捻り部は
前記センサの移動方向と直交する方向に、一定量順次シ
フトするシフト捻り部を形成していることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the present invention is directed to a scale in which a plurality of induction coils are arranged at predetermined intervals in a length direction, and a scale is provided with respect to the scale. A sensor having a transmission coil movably arranged and having a transmission coil for generating an induction current in each induction coil and a reception coil for detecting a magnetic field due to the induction current generated in the induction coil, and a sensor based on the magnetic field detected by the sensor An absolute position detector for detecting an absolute position with respect to the scale, wherein the induction coil has a twisted portion twisted by 180 ° in at least a part of the induction coil so that a generated magnetic field reverses before and after. The torsion portion of the induction coil forms a shift torsion portion that sequentially shifts by a fixed amount in a direction orthogonal to the direction of movement of the sensor.
【０００９】ここで、前記誘導コイルとは、ループ状の
閉コイルであり、前記送信コイルに対面する位置で、送
信コイルに入力された電流によって誘導電流を発生す
る。そして、発生した誘導電流はシフト捻り部を含む誘
導コイル内を流れる。この時、１８０°捻ったシフト捻
り部は、捻り部の前後で誘導コイル内を流れる誘導電流
の向きを逆転させるため、誘導電流に基づいて発生する
磁場の極性を反転させる。また、シフト捻り部は、スケ
ール上の絶対位置に対応して、センサの移動方向と直交
する方向に順次シフトしているので、磁場の同一極性の
位置を絶対位置に応じてシフトさせる。Here, the induction coil is a closed coil having a loop shape, and generates an induction current by a current input to the transmission coil at a position facing the transmission coil. Then, the generated induced current flows in the induction coil including the shift twist portion. At this time, the 180 ° twisted twisted portion reverses the direction of the induced current flowing in the induction coil before and after the twisted portion, and thus reverses the polarity of the magnetic field generated based on the induced current. Further, since the shift twist portion is sequentially shifted in a direction orthogonal to the moving direction of the sensor in accordance with the absolute position on the scale, the position of the same polarity of the magnetic field is shifted according to the absolute position.
【００１０】この構成によれば、センサの移動方向と直
交する方向に順次シフトする磁場を検出することによっ
て、スケール上におけるセンサの絶対位置を検出するこ
とができる。この時、例えば、同一の極性がセンサの検
出範囲内のほぼ対角線に平行になるようにシフト捻り部
の配置を行えば、同一極性の磁場の位置を全スケール長
を１周期として変化させることが可能になり、当該磁場
の変化を誘導コイル毎の絶対位置として検出可能にな
り、容易な構成で絶対位置測長範囲を拡大することがで
きる。According to this configuration, the absolute position of the sensor on the scale can be detected by detecting the magnetic field that sequentially shifts in the direction orthogonal to the direction of movement of the sensor. At this time, for example, if the shift torsion portion is arranged so that the same polarity is substantially parallel to the diagonal line within the detection range of the sensor, the position of the magnetic field of the same polarity can be changed with the entire scale length as one cycle. This makes it possible to detect the change in the magnetic field as an absolute position for each induction coil, and expand the absolute position measurement range with a simple configuration.
【００１１】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記絶対位置検出器において、さらに、前
記誘導コイルの一端側には、前記センサの移動方向に沿
って、各誘導コイルに発生する磁場の極性が交番するよ
うに、一つおきに交番捻り部を形成していることを特徴
とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, in the absolute position detector, each of the induction coils is provided at one end of the induction coil along a moving direction of the sensor. Alternately twisted portions are formed alternately so that the polarity of the magnetic field generated alternately.
【００１２】ここで、交番捻り部とは、誘導コイルの例
えば、前記送信コイルと対面する位置の近傍に設けら
れ、隣接する２個の誘導コイルが発生する磁場の極性を
異ならせる。その結果、極性の異なる磁場がセンサの移
動方向に沿って交互に現れる。Here, the alternating torsion portion is provided, for example, in the vicinity of the position of the induction coil facing the transmission coil, and makes the polarity of the magnetic field generated by two adjacent induction coils different. As a result, magnetic fields having different polarities appear alternately along the direction of movement of the sensor.
【００１３】この構成によれば、センサは、隣接する２
個の誘導コイルの間を１周期とした絶対位置を周期的に
検出可能であり、前記シフト捻り部による磁場変化に基
づいて検出した誘導コイル毎の絶対位置をさらに詳細に
分割して絶対位置の精度を向上することができる。According to this configuration, the sensor is connected to two adjacent sensors.
It is possible to periodically detect an absolute position having one cycle between the induction coils, and to further divide the absolute position of each induction coil detected based on a magnetic field change by the shift torsion portion in more detail. Accuracy can be improved.
【００１４】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記絶対位置検出器において、前記シフト
捻り部は、前記センサの移動方向と直交する方向に対し
て左方向にシフトする第１シフト捻り部と右方向にシフ
トする第２シフト捻り部とを有する対称形状を呈するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, in the absolute position detector, the shift twist portion shifts leftward with respect to a direction orthogonal to a moving direction of the sensor. It is characterized by exhibiting a symmetrical shape having a first shift twist portion and a second shift twist portion that shifts rightward.
【００１５】この構成によれば、センサの測長動作に対
して、２倍の大きさの信号の取得が可能になり、スケー
ルや各コイル等の製造上の誤差が測長結果に影響するこ
とを低減することが可能になり、測長検出精度を向上す
ることができる。According to this configuration, it is possible to acquire a signal twice as large as the length measurement operation of the sensor, and errors in the manufacture of the scale and each coil affect the length measurement result. Can be reduced, and the length measurement accuracy can be improved.
【００１６】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記絶対位置検出器において、前記第１シ
フト捻り部による磁場変動を検出する第１センサと、第
２シフト捻り部による磁場変動を検出する第２センサと
を有し、当該第１センサと第２センサとの加算結果に基
づいてセンサのスケールに対する絶対位置を検出するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a configuration in which the absolute position detector includes a first sensor for detecting a magnetic field variation caused by the first shift torsion section, and a second shift torsion section. A second sensor for detecting a magnetic field change, wherein an absolute position of the sensor with respect to the scale is detected based on an addition result of the first sensor and the second sensor.
【００１７】ここで、第１シフト捻り部と第２シフト捻
り部は、同一の誘導コイルに関して前記センサの移動方
向と直交する方向に対して対称に形成されているので、
センサが測長動作中に横ずれ運動（左右の運動）を生じ
た場合、第１センサと第２センサは、横ずれ量に対応し
た大きさが等しく逆方向の誤差を検出する。例えば、第
１センサがプラス側の誤差を検出するならば、第２セン
サは大きさの等しいマイナス側の誤差を検出する。Here, the first shift torsion portion and the second shift torsion portion are formed symmetrically with respect to the same induction coil with respect to a direction orthogonal to the moving direction of the sensor.
When a lateral displacement movement (left / right movement) occurs during the length measuring operation of the sensor, the first sensor and the second sensor detect an error in the opposite direction having the same magnitude corresponding to the lateral displacement amount. For example, if the first sensor detects a positive error, the second sensor detects a negative error of the same magnitude.
【００１８】この構成によれば、第１センサと第２セン
サの検出量を加算することによって、センサの横ずれに
基づく誤差をキャンセルすることが可能になり、高精度
の測長を行うことができる。According to this configuration, by adding the detection amounts of the first sensor and the second sensor, it is possible to cancel an error based on the lateral displacement of the sensor, and it is possible to perform a highly accurate length measurement. .
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本実施形態の絶対位置検出器１０
のスケール１２とセンサ１４との構成を模式的に示した
説明図である。なお、図１は、リニアエンコーダに絶対
位置検出器１０を適用する場合を示し、前記センサ１４
がスケール１２の長さ方向（図１の上下方向）に沿って
相対移動できるように構成されている。FIG. 1 shows an absolute position detector 10 according to this embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the configuration of a scale 12 and a sensor 14. FIG. 1 shows a case where an absolute position detector 10 is applied to a linear encoder.
Are configured to be relatively movable along the length direction of the scale 12 (vertical direction in FIG. 1).
【００２１】前記スケール１２は図示を省略しているが
図１上下方向（絶対位置検出方向；センサ１４の移動方
向）に所定の長さ（リニアエンコーダの測定範囲をカバ
ーするのに十分な長さ）を有し、当該スケール１２の上
面にはその長さ方向に沿って、複数の閉コイルである誘
導コイル１６が一定間隔で配置されている。この誘導コ
イル１６は大別して３つのエリアから構成されている。
すなわち、誘導コイル１６の略中央部に形成され、前記
センサ１４上に配置された後述する送信コイルと対面可
能なスケール受信コイル部１６ａと、当該スケール受信
コイル部１６ａの図中左側に形成された広範囲送信コイ
ル部１６ｂと、前記スケール受信コイル部１６ａの図中
右側に形成された狭範囲送信コイル部１６ｃである。な
お、前記広範囲送信コイル部１６ｂと狭範囲送信コイル
部１６ｃの配置は逆でもよい。Although not shown, the scale 12 has a predetermined length in the vertical direction (absolute position detection direction; direction of movement of the sensor 14) in FIG. 1 (sufficient length to cover the measurement range of the linear encoder). ), And a plurality of induction coils 16 as closed coils are arranged at regular intervals on the upper surface of the scale 12 along the length direction thereof. The induction coil 16 is roughly composed of three areas.
That is, a scale receiving coil portion 16a formed substantially in the center of the induction coil 16 and capable of facing a later-described transmission coil disposed on the sensor 14, and formed on the left side of the scale receiving coil portion 16a in the drawing. A wide-range transmitting coil unit 16b and a narrow-range transmitting coil unit 16c formed on the right side of the scale receiving coil unit 16a in the drawing. The arrangement of the wide-range transmission coil unit 16b and the narrow-range transmission coil unit 16c may be reversed.
【００２２】一方、前記センサ１４上には、前述したよ
うにスケール１２上に配置された誘導コイル１６のスケ
ール受信コイル部１６ａと対面可能な送信コイル１８
が、センサ１４の略中央部に配置されている。この送信
コイルに１８は、図示しない外部の電源からＡＣ電流を
入力するための信号入力端子１８ａを備えている。そし
て、送信コイル１８にＡＣ電流が流れると、電磁誘導法
則に基づき、前記スケール受信コイル部１６ａにおい
て、送信コイル１８と対面する位置でＡＣ誘導電流が流
れる。このＡＣ誘導電流は前記スケール受信コイル部１
６ａに連続形成された広範囲送信コイル部１６ｂと狭範
囲送信コイル部１６ｃにも流れることになる。On the other hand, on the sensor 14, a transmitting coil 18 which can face the scale receiving coil section 16a of the induction coil 16 disposed on the scale 12 as described above.
Are arranged at a substantially central portion of the sensor 14. The transmission coil 18 has a signal input terminal 18a for inputting an AC current from an external power supply (not shown). When an AC current flows through the transmitting coil 18, an AC induced current flows at a position facing the transmitting coil 18 in the scale receiving coil section 16a based on the electromagnetic induction law. This AC induced current is applied to the scale receiving coil unit 1.
It also flows to the wide-range transmission coil unit 16b and the narrow-range transmission coil unit 16c that are continuously formed in 6a.
【００２３】また、前記送信コイル１８の図中左側で、
前記スケール１２上に配置された誘導コイル１６の広範
囲送信コイル部１６ｂと対面可能な位置には、広範囲受
信コイル２０が配置されている。同様に、前記送信コイ
ル１８の図中右側で前記狭範囲送信コイル部１６ｃと対
面可能な位置には、狭範囲受信コイル２２が配置されて
いる。そして、前記広範囲受信コイル２０及び狭範囲受
信コイル２２には、前記スケール１２上の誘導コイル１
６に送信コイル１８に対応した誘導電流が流れた場合、
広範囲送信コイル部１６ｂ及び狭範囲送信コイル部１６
ｃに流れる誘導電流の向きに応じた電位が誘導される。
そして、広範囲受信コイル２０に接続された広範囲正弦
波出力端子２０ａ、広範囲余弦波出力端子２０ｂ及び狭
範囲受信コイル２２に接続された狭範囲正弦波出力端子
２２ａ、狭範囲余弦波出力端子２２ｂからは誘導された
電位に対応した電圧信号が出力される。なお、図１のセ
ンサ１４は、搭載する各コイルの形状等を明確にするた
めの透視図として示しているが実際はセンサ１４のハウ
ジングの裏面側でスケール１２の各コイルと対面するよ
うに配置されている。On the left side of the transmission coil 18 in the figure,
A wide-range receiving coil 20 is disposed at a position where the wide-range transmitting coil section 16b of the induction coil 16 disposed on the scale 12 can face. Similarly, a narrow-range reception coil 22 is disposed at a position on the right side of the transmission coil 18 in the figure where the transmission coil 18 can face the narrow-range transmission coil unit 16c. The wide-area receiving coil 20 and the narrow-area receiving coil 22 have an induction coil 1 on the scale 12.
6, when an induced current corresponding to the transmission coil 18 flows,
Wide-area transmission coil section 16b and narrow-area transmission coil section 16
A potential corresponding to the direction of the induced current flowing through c is induced.
The wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b connected to the wide-range reception coil 20 and the narrow-range sine wave output terminal 22a and the narrow-range cosine wave output terminal 22b connected to the narrow-range reception coil 22 A voltage signal corresponding to the induced potential is output. Note that the sensor 14 in FIG. 1 is shown as a perspective view for clarifying the shape and the like of each mounted coil, but is actually arranged on the back side of the housing of the sensor 14 so as to face each coil of the scale 12. ing.
【００２４】図２は、前述したスケール１２及びセンサ
１４の各コイル間における電磁誘導による信号の流れを
模式的に表したもので、前述したように、送信コイル１
８にＡＣ電流が流れると、対面するスケール受信コイル
部１６ａに誘起電流が生じ、その誘起電流が広範囲送信
コイル部１６ｂと狭範囲送信コイル部１６ｃに流れる。
その結果、前記広範囲送信コイル部１６ｂ及び狭範囲送
信コイル部１６ｃに対面配置された広範囲受信コイル２
０及び狭範囲受信コイル２２に電位が誘導され、図２に
破線２４ａ，２４ｂで示すような信号の流れを生じる。
なお、図２の誘導コイルを構成する受信コイル部１６ａ
と、広範囲送信コイル部１６ｂと、狭範囲送信コイル部
１６ｃは区別するために分離して示しているが、図１に
示すようにセンサ移動方向に直交する方向に延びた閉コ
イルである。FIG. 2 schematically shows a signal flow due to electromagnetic induction between the coils of the scale 12 and the sensor 14 described above.
8, an induced current is generated in the facing scale receiving coil section 16a, and the induced current flows through the wide-range transmitting coil section 16b and the narrow-range transmitting coil section 16c.
As a result, the wide-area reception coil 2 disposed facing the wide-area transmission coil section 16b and the narrow-area transmission coil section 16c.
A potential is induced in the zero and narrow range receiving coil 22, resulting in a signal flow as shown by dashed lines 24a, 24b in FIG.
The receiving coil section 16a constituting the induction coil shown in FIG.
Although, the wide-range transmission coil unit 16b and the narrow-range transmission coil unit 16c are shown separately for distinction, they are closed coils extending in a direction orthogonal to the sensor movement direction as shown in FIG.
【００２５】本実施形態の特徴的事項は、誘導コイル１
６の広範囲送信コイル部１６ｂの少なくとも一部に１８
０°捻った捻り部を有し、かつ、各誘導コイル１６の捻
り部は前記センサ１４の移動方向と直交する方向に、一
定量順次シフトして形成され、また、誘導コイル１６の
狭範囲送信コイル部１６ｃは、前記センサ１４の移動方
向に沿って、一つおきに他の捻り部を形成しているとこ
ろである。その結果、広範囲送信コイル部１６ｂの形成
側では、広範囲、例えばスケール１２の全長を１周期と
する絶対位置検出を可能とし、狭範囲送信コイル部１６
ｃ側では、２個の誘導コイル１６内における狭範囲の絶
対位置検出を可能として、両者の共働によって高精度の
絶対位置検出を行うところである。The feature of this embodiment is that the induction coil 1
At least a part of the wide-area transmitting coil section 16b of FIG.
It has a twisted portion twisted by 0 °, and the twisted portion of each induction coil 16 is formed by sequentially shifting by a fixed amount in a direction orthogonal to the direction of movement of the sensor 14. The coil portion 16c is where another twist portion is formed every other portion along the moving direction of the sensor 14. As a result, on the side where the wide-range transmission coil unit 16b is formed, it is possible to detect an absolute position in a wide range, for example, the entire length of the scale 12 as one cycle, and to transmit the narrow-range transmission coil unit 16b.
On the c side, absolute position detection in a narrow range within the two induction coils 16 is enabled, and high precision absolute position detection is performed by the cooperation of the two.
【００２６】以下、図３及び図４を用いて、広範囲送信
コイル部１６ｂ及び狭範囲送信コイル部１６ｃの構成を
詳細に説明する。Hereinafter, the configurations of the wide-range transmission coil unit 16b and the narrow-range transmission coil unit 16c will be described in detail with reference to FIGS.
【００２７】図３に示すように、スケール受信コイル部
１６ａに誘起した誘起電流が流れ込む広範囲送信コイル
部１６ｂの少なくとも一部に、当該広範囲送信コイル部
１６ｂを１８０°捻った捻り部２６が形成され、当該広
範囲送信コイル部１６ｂに流れ込んだ誘起電流がスケー
ル１２の平面上で前記捻り部２６の前後で逆向きに流れ
るようになっている。その結果、前記捻り部２６の前後
で誘導電流によって発生する磁場の極性が反転するよう
になっている。図３における最上段の第１広範囲送信コ
イル部１６ｂ−１は、捻り部２６がほぼ中央部に形成さ
れ、任意のタイミングにおける磁場の極性が捻り部２６
の右側で（＋）、左側で（−）になっている。つまり、
広範囲送信コイル部１６ｂの長さｌの半分が（＋）の極
性の磁場、残りの半分が（−）の極性の磁場になるよう
になっている。As shown in FIG. 3, a twisted portion 26 formed by twisting the wide-range transmission coil section 16b by 180 ° is formed in at least a part of the wide-area transmission coil section 16b into which the induced current induced in the scale reception coil section 16a flows. The induced current flowing into the wide-range transmitting coil section 16b flows in the opposite direction before and after the torsion section 26 on the plane of the scale 12. As a result, the polarity of the magnetic field generated by the induced current before and after the twist portion 26 is reversed. In the uppermost first wide-area transmission coil section 16b-1 in FIG. 3, the twisted portion 26 is formed substantially at the center, and the polarity of the magnetic field at any timing is changed.
(+) On the right side and (-) on the left side. That is,
Half of the length l of the wide-range transmission coil unit 16b is a magnetic field of (+) polarity, and the other half is a magnetic field of (-) polarity.
【００２８】同様に、第２広範囲送信コイル部１６ｂ−
２も捻り部２６を有し、（＋）の極性の磁場と（−）の
極性の磁場が形成される構成になっているが、当該第２
広範囲送信コイル部１６ｂ−２の捻り部２６は前記第１
広範囲送信コイル部１６ｂ−１の捻り部２６の配置位置
に対して、センサ移動方向と直交する方向にΔｘだけず
れた位置に配置される。この場合も、広範囲送信コイル
部１６ｂにおいて（＋）の極性の磁場と（−）の極性の
磁場が同じ割合になるように形成される必要がある。そ
のため、捻り部２６は第２広範囲送信コイル部１６ｂ−
２上に２カ所形成されると共に、第２広範囲送信コイル
部１６ｂ−２とスケール受信コイル部１６ａとの間に調
整捻り部２８が形成される。その結果、同一の極性が斜
めに連なるようになっている。Similarly, the second wide-area transmitting coil section 16b-
2 also has a twisted portion 26, and is configured to form a magnetic field of (+) polarity and a magnetic field of (−) polarity.
The torsion part 26 of the wide-range transmission coil part 16b-2 is the first part.
It is arranged at a position shifted by Δx in a direction orthogonal to the sensor movement direction with respect to the arrangement position of the torsion portion 26 of the wide-range transmission coil unit 16b-1. Also in this case, it is necessary to form the magnetic field of the polarity (+) and the magnetic field of the polarity (-) in the wide-range transmission coil unit 16b so as to have the same ratio. Therefore, the torsion part 26 is connected to the second wide-area transmission coil part 16b-
2, and an adjustment twist portion 28 is formed between the second wide-range transmitting coil portion 16b-2 and the scale receiving coil portion 16a. As a result, the same polarities are arranged obliquely.
【００２９】同様に、第３広範囲送信コイル部１６ｂ−
３以降の広範囲送信コイル部１６ｂの捻り部２６は順次
センサ移動方向と直交する方向にΔｘだけシフトし、全
体として捻り部が順次シフトするシフト捻り部を形成す
る。Similarly, the third wide-area transmitting coil section 16b-
The torsion portions 26 of the third and subsequent wide-area transmission coil portions 16b sequentially shift by Δx in a direction orthogonal to the sensor movement direction, and as a whole form a shift torsion portion in which the torsion portions sequentially shift.
【００３０】一方、前記広範囲送信コイル１６ｂで形成
される磁場の変動は、前述したようにセンサ１４に配置
された広範囲受信コイル２０によって認識される。本実
施形態の場合、センサ１４の移動方向に対して直交する
方向に配列された２セットのコイル、つまり正弦波検出
用コイル（出力端子２０ａ）と余弦波検出用コイル（出
力端子２０ｂ）とで磁場の検出を行っている。そして、
図５の下段に示すように、９０°位相のずれた正弦波と
余弦波を検出することによって、１周期内における単一
の位置が特定可能になり、正確な絶対位置の特定を行う
ことができる。On the other hand, the fluctuation of the magnetic field formed by the wide-range transmitting coil 16b is recognized by the wide-range receiving coil 20 arranged on the sensor 14 as described above. In the case of the present embodiment, two sets of coils arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the sensor 14, that is, a sine wave detection coil (output terminal 20a) and a cosine wave detection coil (output terminal 20b). The magnetic field is being detected. And
As shown in the lower part of FIG. 5, by detecting a sine wave and a cosine wave having a phase shift of 90 °, a single position within one cycle can be specified, and an accurate absolute position can be specified. it can.
【００３１】このように、シフト捻り部の配置を同一の
極性が広範囲送信コイル部１６ｂのほぼ対角線に平行に
なるように行えば、同一極性の磁場の位置と誘導コイル
毎の絶対位置とが対応するようになり、広範囲送信コイ
ル部１６ｂの前記磁場をセンサ１４で認識することによ
りスケール１２上の絶対位置を検出することが可能にな
る。また、この時、捻り部２６のズレ量Δｘと各誘導コ
イル１６の配置ピッチＸ及び、広範囲送信コイル部１６
ｂの長さｌ（センサ移動方向と直交する方向の長さ）と
スケール１２の全長さＬとの関係が、ｘ／Ｘ＝ｌ／Ｌの
関係を満たすように、ズレ量Δｘや誘導コイル１６の配
置ピッチＸ等を決定すれば、全スケール長さを１周期と
した広範囲の絶対位置検出を行うことができる。As described above, if the shift twist portions are arranged so that the same polarity is substantially parallel to the diagonal line of the wide-range transmitting coil portion 16b, the position of the magnetic field having the same polarity corresponds to the absolute position of each induction coil. The absolute position on the scale 12 can be detected by recognizing the magnetic field of the wide-range transmission coil unit 16b with the sensor 14. At this time, the displacement amount Δx of the torsion portion 26, the arrangement pitch X of each induction coil 16 and the wide-range transmission coil portion 16
The displacement Δx and the induction coil 16 are adjusted so that the relationship between the length l (the length in the direction perpendicular to the sensor movement direction) and the total length L of the scale 12 satisfies the relationship x / X = 1 / L. Is determined, it is possible to perform absolute position detection over a wide range with the entire scale length as one cycle.
【００３２】なお、本実施形態の場合、正弦波検出用コ
イル、余弦波検出用コイルそれぞれに逆相の波形を検出
するコイル２０ｃ，２０ｄを備えているが、これは、オ
フセット等の誤差を相殺するために設けられたもので、
図示しない信号処理回路側で誤差補正を行う場合は、コ
イル２０ｃ，２０ｄを省略してもよい。In the present embodiment, the sine wave detection coil and the cosine wave detection coil are provided with coils 20c and 20d for detecting waveforms of opposite phases, respectively, which cancel errors such as offset. It is provided to do
When error correction is performed on the signal processing circuit (not shown), the coils 20c and 20d may be omitted.
【００３３】図４には、狭範囲送信コイル部１６ｃの詳
細が示されている。図４に示すように、狭範囲送信コイ
ル部１６ｃは、一つおきの誘導コイル１６に捻り部３０
を有している。従って、狭範囲送信コイル部１６ｃにお
いては、任意のタイミングにおいて、誘導コイル１６毎
に極性が交番するようになる。前記捻り部３０を以下交
番捻り部という。FIG. 4 shows the details of the narrow range transmission coil section 16c. As shown in FIG. 4, the narrow-range transmission coil unit 16 c is provided with a twist unit 30 on every other induction coil 16.
have. Therefore, in the narrow range transmission coil unit 16c, the polarity alternates for each induction coil 16 at an arbitrary timing. The torsion portion 30 is hereinafter referred to as an alternating torsion portion.
【００３４】本実施形態の場合、図４における最上段の
第１狭範囲送信コイル部１６ｃ−１は、交番捻り部３０
を有さず、任意のタイミングにおける磁場の極性は
（−）になっている。また、第２狭範囲送信コイル部１
６ｃ−２は、交番捻り部３０を有し、前記第１狭範囲送
信コイル部１６ｃ−１と異なる磁場の極性、すなわち
（＋）の極性の磁場を発生する。以下同様に、第１狭範
囲送信コイル部１６ｃには、１つおきに交番捻り部３０
が形成されるので、磁場の極性が交互に入れ替わる。In the case of the present embodiment, the first narrow-range transmitting coil section 16c-1 at the top in FIG.
, And the polarity of the magnetic field at any timing is (-). In addition, the second narrow range transmission coil unit 1
6c-2 has an alternating twist portion 30, and generates a magnetic field of a polarity different from that of the first narrow-range transmitting coil portion 16c-1, that is, a magnetic field of (+) polarity. Similarly, in the first narrow-range transmitting coil section 16c, every other alternating twisting section 30 is provided.
Are formed, so that the polarities of the magnetic fields alternate.
【００３５】一方、前記狭範囲送信コイル１６ｃの磁場
の変動は、広範囲送信コイル１６ｂと同様に、センサ１
４に配置された狭範囲受信コイル２２によって行う。本
実施形態の場合、９０°位相をずらして配置した正弦波
検出用コイル（出力端子２２ａ）と余弦波検出用コイル
（出力端子２２ｂ）とによって、隣接する２つの狭範囲
受信コイル２２で形成する狭範囲波長λ（図１参照）を
周期的に検出している。狭範囲受信コイル２２の場合も
図５の上段に示すように、９０°位相のずれた正弦波と
余弦波のを検出することによって、１周期内における単
一の位置が特定可能になり、正確な絶対位置の特定を行
うことができる。なお、図４の場合も正弦波検出用コイ
ル、余弦波検出用コイルそれぞれに逆相の波形を検出す
るコイル２２ｃ，２２ｄを備えているが、これもオフセ
ット等の誤差を相殺するために設けられたもので、図示
しない信号処理回路側で誤差補正を行う場合は、コイル
２２ｃ，２２ｄを省略してもよい。On the other hand, the fluctuation of the magnetic field of the narrow range transmission coil 16c depends on the sensor 1 like the wide range transmission coil 16b.
4 is performed by the narrow-range receiving coil 22 arranged at the position 4. In the case of the present embodiment, two adjacent narrow-range receiving coils 22 are formed by a sine wave detection coil (output terminal 22a) and a cosine wave detection coil (output terminal 22b) which are arranged with a phase shift of 90 °. The narrow-range wavelength λ (see FIG. 1) is periodically detected. In the case of the narrow-range receiving coil 22, as shown in the upper part of FIG. 5, a single position within one cycle can be specified by detecting a sine wave and a cosine wave which are shifted by 90 °, and accurate. The absolute position can be specified. In the case of FIG. 4 as well, the sine wave detection coil and the cosine wave detection coil are provided with coils 22c and 22d, respectively, for detecting waveforms of opposite phases, but are also provided to offset errors such as offset. When the error correction is performed on the signal processing circuit (not shown), the coils 22c and 22d may be omitted.
【００３６】上述のように、広範囲送信コイル部１６ｂ
と狭範囲送信コイル部１６ｃとを有する誘導コイル１６
を載置したスケール１２と広範囲受信コイル２０と狭範
囲受信コイル２２を有するセンサ１４とによって、図５
に示すような波長の長い信号と波長の短い信号を得るこ
とによって、広範囲の絶対位置検出を高精度に行うこと
ができる。つまり、広範囲受信コイル２０で得た信号に
よりスケール１２の全長を１波長として、センサ１４が
前記１波長上のどの位置の誘導コイル１６上に位置して
いるかを特定し、次に、狭範囲受信コイル２２で得た狭
範囲波長λ内（隣接する２つの誘導コイル間を１波長と
する範囲）のどの位置にセンサ１４が位置するかを認識
する。この場合、広範囲受信コイル２０の信号によりス
ケール１２上の何番目の誘導コイル１６を検出対象にし
ているかは認識できているため、狭範囲受信コイル２２
による絶対位置検出の際に何周期目の繰り返し波形であ
るかを認識する必要が無く波形のカウントエラー等を考
慮する必要が無くなる。As described above, the wide-range transmitting coil section 16b
Coil 16 having a transmission coil section 16c and a narrow range transmission coil section 16c
5 by the scale 12 on which is mounted, the sensor 14 having the wide range receiving coil 20 and the narrow range receiving coil 22.
By obtaining a signal having a long wavelength and a signal having a short wavelength as shown in (1), absolute position detection in a wide range can be performed with high accuracy. In other words, the entire length of the scale 12 is defined as one wavelength based on the signal obtained by the wide-range reception coil 20, and the position on the induction coil 16 on the one wavelength is specified, and then the narrow-range reception is performed. The position where the sensor 14 is located within the narrow range wavelength λ obtained by the coil 22 (a range where one wavelength is set between two adjacent induction coils) is recognized. In this case, since the number of the induction coil 16 on the scale 12 to be detected can be recognized from the signal of the wide-range reception coil 20, the narrow-range reception coil 22
It is not necessary to recognize the number of cycles of the repetitive waveform at the time of absolute position detection, and it is not necessary to consider a waveform count error or the like.
【００３７】このように、捻り部を有する誘導コイルを
複数配列するのみで、広範囲且つ正確な絶対位置検出を
容易に行うことができる。As described above, only by arranging a plurality of induction coils having twisted portions, it is possible to easily detect a wide range and accurate absolute position.
【００３８】なお、前記捻り部を有する誘導コイルは、
周知の積層基板に対する印刷技術によって容易に形成す
ることが可能で、製造コストの削減にも寄与することが
できる。また、スケールを複数準備する必要がないため
絶対位置検出器の小型化を容易に行うことができる。The induction coil having the twisted portion is
It can be easily formed by a well-known printing technique for a laminated substrate, and can contribute to a reduction in manufacturing cost. Further, since it is not necessary to prepare a plurality of scales, it is possible to easily reduce the size of the absolute position detector.
【００３９】ところで、図１の構成によれば、前述した
ように、広範囲送信コイル部１６ｂに形成されたシフト
捻り部が測長方向（スケール１２の長さ方向）に沿って
測長方向と直交する方向に順次シフトすることによって
生じ、これによって生じる磁場変動を前記スケール１２
に対面して移動するセンサ１４の広範囲受信コイル２０
が受信している。そして、検出した磁場と誘導コイル１
６毎の位置とを対応付けて絶対位置の特定を行ってい
る。この時、センサ１４がスケール１２の測長方向に沿
って、正確に移動すれば、磁場の変動と誘導コイル１６
毎の位置との対応関係は一致し、正確な絶対位置の認識
を行うことができる。By the way, according to the configuration of FIG. 1, as described above, the shift twist portion formed in the wide-range transmitting coil portion 16b is orthogonal to the length measuring direction along the length measuring direction (the length direction of the scale 12). The magnetic field fluctuation caused by the sequential shift in the direction of
Wide receiving coil 20 of sensor 14 moving facing
Is receiving. Then, the detected magnetic field and the induction coil 1
The absolute position is specified by associating the position with each of the six positions. At this time, if the sensor 14 moves accurately along the length measuring direction of the scale 12, the fluctuation of the magnetic field and the induction coil 16
Correspondence with each position matches, and accurate absolute position recognition can be performed.
【００４０】ところが、センサ１４の移動は、ガイドレ
ール等によってガイドされながら行われるため、前記ガ
イドレールの製造精度やセンサ１４との組付け精度等に
よりセンサ１４が測長方向に対して左右に揺動する場合
がある。センサ１４に横揺れがある場合、センサ１４側
から見ると、あたかもシフト捻り部が移動したかのよう
になる。つまり、実際は、センサ１４が測長方向に５個
分の誘導コイル１６の距離しか移動していないにも関わ
らず、広範囲正弦波出力端子２０ａ及び、広範囲余弦波
出力端子２０ｂからは、センサ１４が測長方向に６個分
移動した場合と同じ大きさの信号が出力されてしまう。
その結果、絶対位置に誤差が含まれてしまう。However, since the movement of the sensor 14 is performed while being guided by a guide rail or the like, the sensor 14 swings right and left with respect to the length measuring direction due to the manufacturing accuracy of the guide rail and the assembling accuracy with the sensor 14. May move. When the sensor 14 has a roll, it is as if the shift twist portion has moved when viewed from the sensor 14 side. That is, although the sensor 14 actually moves only five distances of the induction coil 16 in the length measurement direction, the sensor 14 is output from the wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b. A signal having the same magnitude as that when six movements are performed in the length measurement direction is output.
As a result, an error is included in the absolute position.
【００４１】図６には、前述したセンサ１４の左右の揺
動による誤差をキャンセルするための構成が示されてい
る。図６に示すように、図中右上から左下に向かって順
次シフト捻り部を有する広範囲送信コイル部１６ｂに隣
接して、左上から右下に向かって順次シフト捻り部を有
する広範囲送信コイル部３２が形成されている。前記広
範囲送信コイル部３２は、センサ移動方向に沿ったライ
ン３４を挟んで広範囲送信コイル部１６ｂと線対称にな
るように捻り部２６が形成されている。つまり、前記セ
ンサ１４の移動方向と直交する方向に対して左方向にシ
フトする第１シフト捻り部と右方向にシフトする第２シ
フト捻り部が形成されている。同様に、センサ１４（図
１参照）は、広範囲送信コイル部３２に対応する広範囲
受信コイル３６を有し、前記広範囲送信コイル部３２に
よる磁場変動を検出している。つまり、前記第１シフト
捻り部による磁場変動を検出する第１センサと、第２シ
フト捻り部による磁場変動を検出する第２センサが形成
されている。前記広範囲受信コイル３６もライン３４を
挟んで広範囲受信コイル２０と線対称になるように配置
され、広範囲正弦波出力端子２０ａ及び広範囲余弦波出
力端子２０ｂに接続されている。FIG. 6 shows a configuration for canceling the error due to the left and right swings of the sensor 14 described above. As shown in FIG. 6, a wide-range transmission coil unit 32 having a sequentially twisted torsion from upper left to lower right is adjacent to a wide-range transmission coil unit 16b having a sequentially shifted torsion from upper right to lower left in the figure. Is formed. The twisting portion 26 is formed in the wide-range transmission coil unit 32 so as to be line-symmetric with the wide-range transmission coil unit 16b with respect to a line 34 extending in the sensor movement direction. That is, a first shift torsion portion that shifts to the left and a second shift torsion portion that shifts to the right with respect to a direction orthogonal to the direction of movement of the sensor 14 are formed. Similarly, the sensor 14 (see FIG. 1) has a wide-area reception coil 36 corresponding to the wide-area transmission coil section 32, and detects a magnetic field fluctuation caused by the wide-area transmission coil section 32. That is, a first sensor that detects a magnetic field change caused by the first shift twist portion and a second sensor that detects a magnetic field change caused by the second shift twist portion are formed. The wide-range receiving coil 36 is also arranged to be line-symmetric with the wide-range receiving coil 20 with the line 34 interposed therebetween, and is connected to the wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b.
【００４２】もし、センサ１４が測長方向（センサ移動
方向）に移動中の横揺れ（揺動）を有しない場合、つま
り、正確に測長方向に移動する場合、ライン３４を挟ん
で対称に配置される広範囲送信コイル部１６ｂ，３２か
らは同一の大きさの信号が出力され、広範囲正弦波出力
端子２０ａ及び広範囲余弦波出力端子２０ｂからは、図
１の構成の場合の２倍の振幅の信号が出力される。If the sensor 14 does not have a roll (swing) during movement in the length measuring direction (sensor moving direction), that is, if the sensor 14 moves accurately in the length measuring direction, it is symmetrical with respect to the line 34. A signal of the same magnitude is output from the wide-range transmitting coil units 16b and 32 arranged, and a wide-range sine wave output terminal 20a and a wide-range cosine wave output terminal 20b output a signal having twice the amplitude of the configuration of FIG. A signal is output.
【００４３】一方、センサ１４が測長方向（センサ移動
方向）に移動中に横揺れ（揺動）を有する場合、センサ
１４全体が同一方向にシフトするため、センサ１４上の
広範囲受信コイル２０，３６から見ると広範囲送信コイ
ル部１６ｂ，３２の捻り部２６がライン３４を挟んで対
称に逆方向にシフトすることになる。例えば、広範囲受
信コイル２０の出力がプラス側にシフトすれば、広範囲
受信コイル３６は同じ量だけマイナス側にシフトするこ
とになる。従って、広範囲受信コイル２０の出力と広範
囲受信コイル３６の出力を加算して、広範囲正弦波出力
端子２０ａ及び広範囲余弦波出力端子２０ｂから出力す
ることによって、横揺れに基づく検出誤差はキャンセル
されることになる。すなわち、センサ１４の移動をガイ
ドするガイドレールの製造精度やセンサ１４とガイドレ
ールの組付け精度が十分に確保できない場合でも、セン
サ１４の横揺れによる誤差を排除することが可能で、正
確な絶対位置の検出を行うことができる。On the other hand, if the sensor 14 is swaying (swinging) while moving in the length measuring direction (sensor moving direction), the entire sensor 14 shifts in the same direction. As viewed from 36, the twisted portions 26 of the wide-range transmission coil portions 16b and 32 are symmetrically shifted in the opposite direction across the line 34. For example, if the output of the wide-range receiving coil 20 shifts to the plus side, the wide-range receiving coil 36 shifts to the minus side by the same amount. Accordingly, by adding the output of the wide-range receiving coil 20 and the output of the wide-range receiving coil 36 and outputting the sum from the wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b, the detection error based on the roll is canceled. become. That is, even when the manufacturing accuracy of the guide rail for guiding the movement of the sensor 14 or the assembling accuracy of the sensor 14 and the guide rail cannot be sufficiently ensured, it is possible to eliminate the error due to the roll of the sensor 14 and to obtain an accurate absolute value. Position detection can be performed.
【００４４】また、広範囲正弦波出力端子２０ａ及び広
範囲余弦波出力端子２０ｂから図１の構成の場合の２倍
の振幅の信号が出力されることによって、信号対雑音比
が約２倍に改善され、耐雑音性を向上することができ
る。また、図６の構成の場合、センサ１４は、図１の場
合のほぼ２倍の出力信号が得られることになる。この結
果、検出結果に対するスケール１２やセンサコイル等の
製造上の誤差の影響を軽減することが可能になり、検出
器の高精度化ができると共に、設計における各部品のス
ペックの緩和が可能になり、設計コストや製造コスト等
の低減に寄与することができる。Further, by outputting a signal having an amplitude twice as large as that in the configuration of FIG. 1 from the wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b, the signal-to-noise ratio is improved to about twice. , Noise resistance can be improved. In addition, in the case of the configuration of FIG. 6, the sensor 14 can obtain almost twice the output signal of the case of FIG. As a result, it is possible to reduce the influence of manufacturing errors of the scale 12, the sensor coil, and the like on the detection result, to improve the accuracy of the detector, and to relax the specifications of each part in the design. This can contribute to a reduction in design cost, manufacturing cost, and the like.
【００４５】なお、図６に示した広範囲送信コイル部１
６ｂ，３２の極性配置は一例であり、広範囲送信コイル
部１６ｂと広範囲送信コイル部３２との間に捻りを設け
てもよい。この場合、広範囲送信コイル部３２から出力
される信号は、逆極性になるが、広範囲受信コイル３６
の接続を受信極性に対応するように接続すれば、同様の
効果を得ることができる。The wide-range transmitting coil unit 1 shown in FIG.
The polarity arrangement of 6b and 32 is an example, and a twist may be provided between the wide-range transmission coil unit 16b and the wide-range transmission coil unit 32. In this case, the signal output from the wide-range transmission coil unit 32 has the opposite polarity, but the wide-range reception coil 36
The same effect can be obtained by connecting the connection of (1) so as to correspond to the reception polarity.
【００４６】また、図６では、広範囲受信コイル２０か
らの出力と広範囲受信コイル３６からの出力を加算した
状態で広範囲正弦波出力端子２０ａ及び広範囲余弦波出
力端子２０ｂに出力する構成を示しているが、図７に示
すように、広範囲受信コイル２０からの出力を広範囲正
弦波出力端子２０ａ及び広範囲余弦波出力端子２０ｂに
出力し、広範囲受信コイル３６からの出力を広範囲正弦
波出力端子３６ａ及び広範囲余弦波出力端子３６ｂに出
力し、別途信号処理を行うようにしても同様の効果を得
ることができる。この場合、広範囲受信コイル２０から
の出力と広範囲受信コイル３６からの出力を別々に得る
ことによって、両者の比較によりセンサ１４の実際のシ
フト量やシフト方向の認識が可能になり、絶対位置検出
器のメンテナンスデータに利用したり設計や製造へのフ
ィードバックデータとして利用することができる。FIG. 6 shows a configuration in which the output from the wide range receiving coil 20 and the output from the wide range receiving coil 36 are added to the wide range sine wave output terminal 20a and the wide range cosine wave output terminal 20b. However, as shown in FIG. 7, the output from the wide-range receiving coil 20 is output to the wide-range sine wave output terminal 20a and the wide-range cosine wave output terminal 20b, and the output from the wide-range receiving coil 36 is output to the wide-range sine wave output terminal 36a and the wide-range sine wave output terminal 36a. The same effect can be obtained by outputting the signal to the cosine wave output terminal 36b and performing signal processing separately. In this case, by obtaining the output from the wide-range receiving coil 20 and the output from the wide-range receiving coil 36 separately, it is possible to recognize the actual shift amount and shift direction of the sensor 14 by comparing the two. It can be used for maintenance data of the system or as feedback data for design and manufacturing.
【００４７】また、前述した各実施形態では、本発明の
絶対位置検出器をリニアエンコーダに適用した例を説明
したが、図８に示すように、円筒ドラム３８の外周に沿
ってスケール１２を配置し、当該スケール１２に対面す
る位置にセンサ１４を配置すれば、本発明に絶対位置検
出器をロータリーエンコーダにも適用することができ
る。In each of the embodiments described above, an example in which the absolute position detector of the present invention is applied to a linear encoder has been described. As shown in FIG. 8, the scale 12 is arranged along the outer circumference of the cylindrical drum 38. If the sensor 14 is arranged at a position facing the scale 12, the absolute position detector can be applied to the present invention to a rotary encoder.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、容易な構成で広範囲か
つ正確な絶対位置検出を行うことができる。According to the present invention, a wide range and accurate absolute position detection can be performed with a simple configuration.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器のス
ケールとセンサのコイルのレイアウトを説明する説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a layout of a scale of an absolute position detector and a coil of a sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の信
号の流れを説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a signal flow of an absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の広
範囲送信コイル及び広範囲受信コイルの構成を説明する
拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory diagram illustrating a configuration of a wide-range transmission coil and a wide-range reception coil of the absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の狭
範囲送信コイル及び狭範囲受信コイルの構成を説明する
拡大説明図である。FIG. 4 is an enlarged explanatory diagram illustrating a configuration of a narrow range transmitting coil and a narrow range receiving coil of the absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の広
範囲受信コイル及び狭範囲受信コイルの出力波形を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing output waveforms of a wide range receiving coil and a narrow range receiving coil of the absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の広
範囲送信コイル及び広範囲受信コイルの他の構成を説明
する拡大説明図である。FIG. 6 is an enlarged explanatory diagram illustrating another configuration of the wide-range transmission coil and the wide-range reception coil of the absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器の広
範囲受信コイルの他の構成を説明する拡大説明図であ
る。FIG. 7 is an enlarged explanatory diagram illustrating another configuration of the wide-range receiving coil of the absolute position detector according to the embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の実施形態に係る絶対位置検出器をロ
ータリエンコーダに適用した例を説明する説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example in which the absolute position detector according to the embodiment of the present invention is applied to a rotary encoder.
１０ 絶対位置検出器、１２ スケール、１４ セン
サ、１６ 誘導コイル、１６ａ スケール受信コイル
部、１６ｂ，３２ 広範囲送信コイル部、１６ｃ狭範囲
送信コイル部、１８ 送信コイル、２０，３６ 広範囲
受信コイル、２０ａ 広範囲正弦波出力端子、２０ｂ
広範囲余弦波出力端子、２２ 狭範囲受信コイル、２２
ａ 狭範囲正弦波出力端子、２２ｂ 狭範囲余弦波出力
端子、２６捻り部（シフト捻り部）、３０ 捻り部（交
番捻り部）。Reference Signs List 10 absolute position detector, 12 scale, 14 sensors, 16 induction coil, 16a scale receiving coil section, 16b, 32 wide-area transmitting coil section, 16c narrow-area transmitting coil section, 18 transmitting coil, 20, 36 wide-area receiving coil, 20a wide area Sine wave output terminal, 20b
Wide-range cosine wave output terminal, 22 Narrow-range receiving coil, 22
a narrow-range sine wave output terminal, 22b narrow-range cosine wave output terminal, 26 twisted portions (shift twisted portion), 30 twisted portions (alternating twisted portion).
Claims (4)
で複数配列されたスケールと、前記スケールに対し相対
移動可能に配置され、各誘導コイルに誘導電流を発生さ
せる送信コイルと前記誘導コイルに発生した誘導電流に
よる磁場を検知する受信コイルとを有するセンサを含
み、前記センサが検知した磁場に基づいてセンサのスケ
ールに対する絶対位置を検出する絶対位置検出器であっ
て、 前記誘導コイルは、発生する磁場が前後で逆転するよう
に当該誘導コイルの少なくとも一部に１８０°捻った捻
り部を有し、 各誘導コイルの捻り部は前記センサの移動方向と直交す
る方向に、一定量順次シフトするシフト捻り部を形成し
ていることを特徴とする絶対位置検出器。1. A scale in which a plurality of induction coils are arranged at predetermined intervals in a length direction, a transmission coil which is arranged so as to be relatively movable with respect to the scale, and generates an induction current in each induction coil, and the induction coil. An absolute position detector that includes a sensor having a receiving coil that detects a magnetic field due to an induced current generated in the sensor, and an absolute position detector that detects an absolute position of the sensor with respect to a scale based on the magnetic field detected by the sensor. At least a part of the induction coil has a twisted portion twisted by 180 ° so that the generated magnetic field is reversed before and after, and the twisted portion of each induction coil is sequentially shifted by a fixed amount in a direction orthogonal to the moving direction of the sensor. An absolute position detector characterized by forming a shift twist portion.
沿って、各誘導コイルに発生する磁場の極性が交番する
ように、一つおきに交番捻り部を形成していることを特
徴とする絶対位置検出器。2. The detector according to claim 1, wherein one end of the induction coil is arranged so that the polarity of a magnetic field generated in each induction coil alternates along a moving direction of the sensor. An absolute position detector characterized by forming alternating twisted portions every other position.
おいて、 前記シフト捻り部は、前記センサの移動方向と直交する
方向に対して左方向にシフトする第１シフト捻り部と右
方向にシフトする第２シフト捻り部とを有する対称形状
を呈することを特徴とする絶対位置検出器。3. The detector according to claim 1, wherein the shift torsion portion is connected to a first shift torsion portion that shifts to the left with respect to a direction orthogonal to a direction in which the sensor moves, and to the right. An absolute position detector having a symmetrical shape having a second shift torsion for shifting.
ンサと、第２シフト捻り部による磁場変動を検出する第
２センサとを有し、 当該第１センサと第２センサとの加算結果に基づいてセ
ンサのスケールに対する絶対位置を検出することを特徴
とする絶対位置検出器。4. The detector according to claim 3, further comprising: a first sensor that detects a magnetic field change caused by the first shift twisting portion, and a second sensor that detects a magnetic field change caused by the second shift twisting portion. An absolute position detector for detecting an absolute position of a sensor with respect to a scale based on an addition result of the first sensor and the second sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2490898A JPH11183108A (en) | 1997-10-15 | 1998-02-05 | Absolute position detector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28240297 | 1997-10-15 | ||
| JP9-282402 | 1997-10-15 | ||
| JP2490898A JPH11183108A (en) | 1997-10-15 | 1998-02-05 | Absolute position detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183108A true JPH11183108A (en) | 1999-07-09 |
Family
ID=26362486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2490898A Pending JPH11183108A (en) | 1997-10-15 | 1998-02-05 | Absolute position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183108A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100353138C (en) * | 2003-10-30 | 2007-12-05 | 三丰株式会社 | Inductive displacement detector and micrometer |
| WO2013035368A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 三菱電機株式会社 | Elevator stopping position-detecting device |
| CN109959398A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-02 | 株式会社三丰 | Winding and scale for inductive position encoder construct |
| US11287286B2 (en) | 2016-08-24 | 2022-03-29 | Mitutoyo Corporation | Winding and scale configuration for inductive position encoder |
-
1998
- 1998-02-05 JP JP2490898A patent/JPH11183108A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100353138C (en) * | 2003-10-30 | 2007-12-05 | 三丰株式会社 | Inductive displacement detector and micrometer |
| WO2013035368A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 三菱電機株式会社 | Elevator stopping position-detecting device |
| US11287286B2 (en) | 2016-08-24 | 2022-03-29 | Mitutoyo Corporation | Winding and scale configuration for inductive position encoder |
| CN109959398A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-02 | 株式会社三丰 | Winding and scale for inductive position encoder construct |
| CN109959398B (en) * | 2017-12-21 | 2021-06-29 | 株式会社三丰 | Winding and scale configuration for an inductive position encoder |
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