JP2000513104A

JP2000513104A - 携帯式電子精密ノギス

Info

Publication number: JP2000513104A
Application number: JP10548647A
Authority: JP
Inventors: ベジンゲ，アレックス; ボリ，ジャン−ルック
Original assignee: ブラウンアンドシャープテーザエス．エイ．
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: US6332278B1; DE69704577D1; AU2630097A; DE69704577T2; HK1026476A1; EP0980506A1; JP3345430B2; EP0980506B1; ES2155992T3; WO1998051990A1

Abstract

(57)【要約】ジョー（１０、２０）をそれぞれ有するスライド（２）とシャフト（１）とを包含する携帯式精密ノギス。スライドはさらに、ジョー（１０、２０）間の距離を電子ディスプレイ（１２）上に表示することを可能にする電子手段（１１）を備えている。電子手段は電池（１１０、１１１）により給電される。シャフト（２）には、磁化周期λで磁化されたスケール（２１）が設けられている。電子手段（１１）は、スケール（２１）に対面して配置された磁気抵抗電極のアレイを備えたセンサ（１１２）を包含している。磁気抵抗電極の抵抗値は、スケール（２１）に沿うセンサ（１１２）の長手位置の正弦関数である。磁気抵抗電極の組は、直列に接続された少なくとも８個の電極から形成される少なくともいくつかの磁気抵抗電極組を包含し、磁気抵抗電極組の電気抵抗を増大させ、装置全体の電力消費を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】携帯式電子精密ノギス本発明は直線寸法を測定するのに使用される携帯式電子精密ノギス、即ちスライドゲージに関する。特に本発明は、電子式精密ノギスに関する。従前のノギスは競争価格で、よりよい読みを与える電子ノギスによって徐々に取って代られる傾向にある。今日一般に使用されている多くの電子ノギスは静電容量センサーを有している。ノギスシャフト上の電極配列と、ノギススライド上の反対側に配置された電極配列との間に起る容量の変化を、シャフトに沿うスライドの位置によって情報を供給するように測定する。この情報をスライドと通常一体化されたスクリーン上に表示する。この種の回線は、例えばブラウンアンドシャープテーザエスエイの欧州特許出願第96810686号に記載してある。静電容量の測定の原理は、それがすぐれた解決と正確さとを提供するが故に確立されている一方、他方これら装置の電気消費が極めて小なるが故に、例えば電池によって強化できる。しかし静電容量式のセンサーノギスが適正に作動するためには、清潔に保持しなければならない。しかし湿った環境で、或いは例えば潤滑剤を撒き散らした或いは埃っぽい環境で作動するよう間違って取扱はれている。かかる悪条件下にあっては、電子ノギスよりも手動ノギスまたは時計型ノギスの方がよい。従って、本発明の目的は、従来装置に比べて改良された携帯式電子ノギスを提供することにある。特に、本発明の目的は、塵埃や潤滑油に対する鋭敏度が低いセンサを包含し、百万分の百程度の分解能と百万分の数百程度の精度、すなわち同様な価格の容量性ノギスにより得られる性能に匹敵する性能を持ち、例えばリチウム電池のような簡単な電池によって作動させ得るように電力消費を充分に低めたノギスを提供することにある。本発明によれば、これらの目的は、磁化周期λを有する磁化されたスケールを備えたシャフトと、このシャフトに沿って長手方向に移動できるスライドと、前記シャフト及び前記スライドにそれぞれ設けられたジョーと、前記スライドに配設された自己出力型の電子回路とを包含するノギスであって、前記電子回路が、単一のセンサを包含し、このセンサが、前記スケールに対面して配設されたｎ個の磁気抵抗電極のアレイを備え、この磁気抵抗電極の抵抗値が前記磁気スケールに沿うその長手方向位置の関数であり、ｎが２よりも大きい数であり、前記電子回路が、前記磁気抵抗電極の抵抗値から、前記ジョー間の間隔に依存する情報を決定して、この情報を電子ディスプレイに表示するようにしたノギスにより達成される。本発明によるノギスのシャフトは、磁化周期λを有する磁化されたスケールを備えている。センサは、スケールに対面して配設された磁気抵抗電極のアレイを備え、この磁気抵抗電極の抵抗値が前記磁気スケールに沿うセンサの長手方向位置の周期関数である。磁気抵抗電極の数は多く、いずれにしても２よりも大きい数である。電子回路は、磁気抵抗電極の抵抗値から、ノギスのジョー間の間隔に依存する情報を決定することができる。この情報は、電子ディスプレイ上に表示される。直線寸法または角度寸法を測定する磁気抵抗電極を備えたセンサは、それ自体公知である。しかし、この公知のセンサの磁気抵抗電極の抵抗は、電池電源とするには、余りにも弱い。従って、このようなセンサを、例えば携帯式精密ノギスのような高電力消費の電気的自己出力型装置に用いることは、今までもくろまれたことがなかった。磁気抵抗材料の特性を利用したノギスは、既に例えぱ米国特許第5029402号明細書、米国特許第4226024号明細書及び米国特許第5174041号明細書に記載され公知である。これらの明細書には、それぞれ磁気抵抗電極を包含する２つの各別なセンサを備えたノギスが記載されている。これら２つのセンサ間の距離は臨界的なもので、測定の達成精度を決定する。２つだけの磁気抵抗電極を用いることで適用される計測の原理は、精密ノギス、すなわち長さを０．１ｍｍ以下の分解能及び精度をもって測定することができるノギス構造を可能とするものではない。この理由から、この形式のノギスを用いることは、肉片の測定とか樹木の幹の直径の測定とかの要求精度がそんなに高くない特定の用途に運命付けられている。従って、これらの明細書の教示を、非常に異なった技術領域の精密測定に転置することはできない。本発明は、以下の図面に例示した実施形態についての記載を読むことにより、さらによく理解されよう。図１は、本発明による携帯式電子ノギスの展開図である。図２は、本発明のノギスに採用された電子手段の拡大部分図である。図３は、本発明によるノギスのスケールの上方の磁気抵抗センサの斜視図である。図４は、測定ブリッジを構成するようにした磁気抵抗電極の接続の第１の実施例を示す電気回路図である。図１は、本発明による携帯式電子ノギスの展開図である。このノギスの構造は、例えば本出願人の特許出願EP 719999に記載されて知られており、その内容をここに参照する。この特許出願明細書では、シャフトに沿うスライドの案内手段とジョーを制御する手段との可能で有利な実施例を述べている。本発明のノギスは、シャフト２と、このシャフトに沿って長手方向に移動できるスライド１とを包含している。シャフトは、ノギスの使用目的に従って、異なった長さのものとすることができる。典型的な長さは、例えば１５、２０または４０ｃｍである。スライドには可動ジョー１０が設けられており、シャフトには固定ジョー２０が設けられている。例えば液晶ディスプレイのようなディスプレイ１２が、２つのジョー間の間隙に依存する情報を表示する。例えぱディスプレイ１２は、５個の数宇を示すものとすることができ、ピリオドの後の２つの数字は２つのジョー１０及び２０の間のｍｍの距離を示す。磁化されたスケール２１が、例えば接着剤のような任意の公知固定手段によりシャフトに取り付けられている。このスケールは、好適にはシャフト２の全長に亘って延在するものとする。別の実施例としては、スケールをシャフト２の一部分だけに長手方向に延在させ、この部分の上を、センサ１１２（後述する）を移動させることができるようにする。シャフト２及びスライド１は、好適には、例えば経済的な例としてはアルミニウムで、他のより丈夫な例としてはスチールで作られる。スケール２１は、例えば軟鉄または高磁気保持力を有するフェライト層を塗布したガラスの支持体のような永久磁石材料製のものとすることが必要である。このスケールは、図２及び図３に見られるように、磁化周期λをもって磁化されている。図に例示されている実施態様では、この周期磁化は、基本的に水平すなわちスケール２１の長手方向軸線に沿っている。垂直の周期磁化すなわちスケールの軸線に垂直な周期磁化を有するスケールも作ることができ、これは、磁気ドメインが寄生磁界によって移動させられにくい、隣接磁気ドメインの安定性がよくなるという利点を提供するものである。この好適な実施形態におけるシャフトとスケールは２つの各別の部片から組み立てられているが、シャフトが好適な材料で作られていると、このシャフトを直接に磁化して、スケールとシャフトとを単一の要素に一体化することも可能であることを注目すべきである。スケール２１は、非磁性材料２２の保護層で被覆されている。この保護被覆は、例えば使用者がディスプレイ１２を読み取ることなしに測定を直接的に行うことを可能とするように、マーキング２２０を付けた自己接着性合成樹脂シートにより達成することができる。この実施形態では、スライド１は、３つの側面、すなわち下面及び両側面においてシャフト２を囲んでいる。プリント配線回路板１１５が、スライドの頂部に直接に、好適にはねじにより取り付けられている。スライドとプリント配線回路板１１５との整合は、スケール２１とプリント配線回路板１１５との間の間隔が優れた精度をもって管理され得るに充分な精密さである。必要に応じて、この距離を調整するために適宜な手段を設けることができる。符号１１により示す電子手段は、ノギスのジョー１０及び２０間の間隙に依存して、電子液晶ディスプレイ１２上に情報を表示することを可能にする。この電子手段は、プリント回路板１１５上に直接組み込まれている。これは、図３に略示されている単一の磁気抵抗センサ１１２を主として包含している。磁気抵抗センサ１１２は、磁化されたスケール２１に対向してプリント回路板１１５の下に組み込まれている。センサ１１２は、各群１１２０の多くの磁気抵抗電極１１２１（図２）のアレイを包含している。このアレイの異なった抵抗の値は、スライド１のシャフト２上の位置の周期関数である。エポキシ被覆１１６は、磁気抵抗センサ１１２を保護して、磁気抵抗路１１２１がシャフト上の塵埃粒子によって引っかかれるのを防いでいる。電子手段１１はさらに、例えば電池１１０のような自己出力型電気供給手段を包含している。電池１１０は、好適には偏平なリチュウム電池により構成させ、これにより装置の数時間に及ぶ自律制御作動を保証させなければならない。電気供給手段はまた、スライドのハウジング上に設けた光電池により構成させることもできる。オプションとして、電気供給手段はまた、スケール２１の反対側でプリント配線回路板１１５の下にはめ込んだ直流発電機１１１をも包含する。この直流発電機１１１は、例えば誘導巻線型要素を包含する。スライド１がスケールに沿って移動した時、誘導巻線型要素を横切る可変磁界が、これらの要素に電流を発生し、この電流を、蓄電器または再充電可能な電池１１０の再充電に用いるのである。ASIC型集積回路１１３は、センサ１１２上の磁気抵抗電極の抵抗値から、ジョー１０及び２０間の間隙に依存する情報を決定し、ジョー間の距離を表すようにディスプレイ１２を制御する。電子手段１１はまた、好適にはセンサ１１２の反対側のプリント配線回路板１１５の上面に装架した永久磁石１１４をオプションとして包含する。この永久磁石のおかげで、センサ１１２の磁気抵抗電極１１２１は、所要の特性を与えるように分極化される。電子手段１１１は、ハウジング１３、好適には合成の衝撃防止材料製のハウジングにより保護されている。このハウジングの形状は、人間工学的な形状であり、スライドを左右両方向に容易に動かせるようにしている。このため、ハウジング１３は、突出したノンスリップ部分１３０を備えており、このノンスリップ部分のおかげで、スライドが非常に容易に操作することができる。ハウジング１３に穿設した開口１３１は、ディスプレイ１２を見ることを可能としている。スイッチ１３２は、例えばノギスの使用開始、またはリセット、連続する計測値の加算ないしは平均などのような作動を指令する。ハウジングは、取り外したり、電池１１０の交換のために少なくとも部分的に開いたりすることができる。オプションとして備える光電池コネクタ１３３は、ノギス１と例えばプリンタ、パソコン、または機械のような外部装置との間のインターフェイスとしてのものである。磁気抵抗センサ１１２は、図３に略図的に示されている多数の磁気抵抗電極１１２１を包含する。磁気抵抗電極１１２１は、平行電極のアレイとして配置されている。これらの電極の長さは、０．１ｍｍから１０ｍｍの間の長さのもので、好適には、丁度チップ１１２の幅以下のものである。例えば、センサ１１２の幅が１．４ｍｍであるとすると、磁気抵抗電極の長さは、例えば１ｍｍ近くに設定される。電極の幅は、極端に薄く、現在のセンサ製造技術が許す限り、好適には４０ミクロン以下、例えば５ミクロンのような薄さとする。その厚さは、１００ｎｍ以下、好適には５０ｎｍ以下である。このような寸法とすることにより、高抵抗を有する集積電極を形成することが可能となり、従来のセンサの電力消費量よりも電力消費量を減少させることができ、これにより、簡単な電池１１０により給電することが可能となる。このような寸法はまた、センサの電子回路に過度の困難を生じさせることなく、電極の抵抗変化を測定するに充分なスケール磁界の感度を得ることを可能とする。様々な磁気抵抗電極１１２１が、センサ１１２に長手方向に並べられており、スケール２によって発生する周期λの磁界Ｈｘ（ｘ）に関して様々な位相位置を占める。スケール２から充分な距離ａでは、磁界は、大略ｘの正弦関数である。各磁気抵抗電極１１２１上のスケール２１で発生する磁界は、従ってこの電極の長手方向位置の正弦関数である。各電極１１２１の抵抗は、スライド１がシャフトに沿って移動する時、正弦波として展開する。集積回路１１３は、各種抵抗１１２１の値からスライドの位置を決定して、この情報をディスプレイ１１２上に表示する。図４は、磁気抵抗電極１１２１の好適な接続方式を略図的に例示している。磁気抵抗電極は、この例では２つの測定ブリッジ（ホイートストンブリッジ）を形成するように接続されている。各ブリッジの対応する電極は、９０度すなわち λ／４だけ位相がずれている。各ブリッジは、４つの磁気抵抗電極ＡＢＣＤ及びＡ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’（または後述するように、好適には４組の磁気抵抗電極）からなる。電極または１組の電極Ａ、Ａ’は、電極または１組の電極Ｃ、Ｃ’に対して１８０度だけ位相がずれている。同様に、電極または１組の電極Ｂ、Ｂ’は、電極または１組の電極Ｄ、Ｄ’に対して１８０度だけ位相がずれている。電極Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’は、電極Ｂ、Ｂ’、Ｄ、Ｄ’と同じ位相を占めている。しかしながら、各対ＡＢ、Ａ’Ｂ’、ＣＤ、Ｃ’Ｄ’の磁気抵抗電極は、例えば＋４５度及び−４５度の反対する方向の”床屋の看板柱”構造を有している。同形の磁界Ｈｘは、＋４５度の方向を向いた床屋看板柱構造を備えた磁気抵抗電極に、−４５度の方向を向いた床屋看板柱構造の磁気抵抗電極で生じる抵抗変化とは反対の抵抗Δｒの変化を生じる。この結果、磁気抵抗電極における反対方向の床屋看板柱構造は、１８０度だけ位相がずれたのと同じ効果を有する。床屋看板柱構造を用いることは、磁界Ｈｘにより各磁気抵抗電極１１２１の生じた抵抗Δｒにおける変化が制御され得ることを保証する。異なった方向の床屋看板柱構造、例えば同じセンサに＋４５度と−４５度とに向いた構造を用いることにより、電極配置に付加的な自由度を与え、その密度を増大すること、及び幾何学的配置のエラーのよりよい補償を得ることを可能とする。２つのブリッジは、電圧ＵＰ及びＵＮの間で給電される。ブリッジ出力で受けられた信号は、それぞれ点Ｃ及びＣ’間の点Ｓ及びＳ’間で集められる。出力ＣＣ’で受けた信号は、出力ＳＳ’で受けた信号に対して９０度だけ位相がずれている。これらの測定ブリッジを用いることにより、例えばスケールとセンサとの間の間隔に由来するエラーを補償することが可能であり、このようにして、前述の形式の古典的なノギスで見い出されるような単純なガイド機構を用いてさえも、１０ミクロン以下、５ミクロン程度の測定の正確さを達成することが可能となる。センサ１１２はさらに、図示してない少なくとも１つの補償抵抗を包含している。この補償抵抗の抵抗値は、磁界が印加されていない時、前記測定ブリッジを平衡させるように、製造過程においてレーザーにより調節され得る。この抵抗は、測定ブリッジを更正することを可能としている。センサの電力消費をさらに減少させるために、電極の組ＡからＤ’は、好適には直列接続のいくつかの磁気抵抗電極１１２１により構成させる。組ごとの磁気抵抗電極の数は、好適には４以上であるが、これはチップ１１２の寸法によってのみ制約される。本発明の１実施形態においては、組当たりの磁気抵抗電極の数は７２である。それぞれ７２個の電極４組で構成される２つの測定ブリッジを備えたこの非限定的な例においては、センサ１１２上の磁気抵抗電極１１２１の総数は、５７６個である。従って、各組の抵抗及び点ＵＰ及びＵＮ間の各測定ブリッジＡＢＣＤ及びＡ’Ｂ’Ｃ’Ｄ ’の抵抗は、１０ＫΩ以上、好適には５０ＫΩ以上で、限られた容量の単一のリチウム電池により、数時間はこのノギスに電力を供給することを可能にする。各組を構成する電極は、すべて同じ位相位置、すなわち周期λの距離にある位置を占めることができる。第１の好適な実施例においては、各組の電極は、近接した位相位置、例えばｋを全数、ｗを各組の電極の広がりを示すパラメータとすると、ｋλ−ｗ／２とｋλ＋ｗ／２との間に拡がる位置を占めるように広がる。１つの例では、Ｗはλ／４に等しい。同じ組でｗだけ広がった連続する電極のユニットは群と呼ばれ、図３に符号１１２０により示されている。この形状によれば、厚さｗの間隔に広がった電極の抵抗の平均である組をなす電極ＡからＤ’の抵抗の結果値を達成することが可能である。第１の実施例と組み合わせることができる第２の好適な実施例では、各組は、１８０度位相がずれているが反対方向の床屋看板柱構造を備えた電極を包含している。このシステムの幾何学的エラーの最適補償を達成するために、磁気抵抗センサ１１２の電極１１２１は、周期λをｋだけ、好適には周期λを少なくとも２つだけ、例えば６つだけ広げられている。この上限は、チップ１１２の寸法によってのみ決定される。スケールの表面における磁界ＨＯは、好適には１０ないし１００ｋＡ／ｍの間隔に含まれ、次式に示す割合に従って、表面の距離ａに指数関数的に減少する。Ｈｘ（ａ）＝ＨＯ・ｅ^-2 ^πa/λ 携帯式のノギスでは、スケール２１と磁気抵抗電極１１２１との間の距離を２００ミクロン以下とすることは、装置のコストをかなり高めることなく達成することはできない。かくして、選ばれた距離は、好適には２００ミクロンと７００ミクロンの間に含まれるべきであり、この範囲を逸脱すると、距離ａの増加はもはや重要な経済的な利点を生まない。本発明の１実施例では、選ばれた距離ａは、５００ミクロン、すなわち磁気抵抗センサの通例の性能よりもかなり大きい値である。上述の割合は、スケールの距離ａにおける磁界Ｈｘ（ｘ）が、スケールの周期 λとともに急速に増大することを示す。ａ＝λ／２では、磁界Ｈ（ａ）は既に、スケールの表面における磁界ＨＯの値のわずか４％を示す。それゆえ、λ＝２ａを越えて行くことは困難である。さもなければ、結果としてできる磁界は、磁気抵抗電極の抵抗に感知できる程度の影響を及ぼすにはあまりにも弱い。しかしながら、Ｈｘ（ｘ、ａ）のｎ＝１とは異なる高調波は、λが減少すると減少し、正確さの増大を保証する。試験によれば、最適の歩み寄りが、λを２ａ近く、好適には１．６ａないし２．２ａの間とすることにより経験的に達成される。所要の正確さは、例えばλを０．５から１．５ｍｍ、好適には１ｍｍの値とした時に達成することができることが試験により示された。

【手続補正書】【提出日】平成１１年１２月２日（１９９９．１２．２）【補正内容】（１）特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。（２）明細書第１頁下から第２行、「ノギスの方がよい。」の次の行に「欧州特許第286820号は、帯磁部分を備えたスケールを包含するノギスについて記述している。このノギスでは、磁気読み取りヘッドがスライドに取り付けてあり、このスライドの移動によって生ずる磁界の変化を記録している。しかしながら、このような磁気ヘッドは比較的高価で、しかも体積が大きなもので、ノギスの小さな寸法内に収めることが難しい。また、測定の精度は、磁気ヘッドの精度及びノイスに直接的に依存するとともに、スケールに対する磁気ヘッドの正確な位置決めにも依存する。さらに、この装置によりもたらされる分解能は限られている。」を加入する。請求の範囲１．シャフト（２）に沿って長手方向に移動させ得るスライド（１）を包含し、該スライド及び前記シャフトが、それそれジョー（１０）及び（２０）を備え、前記スライドがさらに、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する情報を電子ディスプレイ（１２）に表示する電子手段（１１）を備え、該電子手段が自己出力型給電手段（１１０、１１１）を包含し、前記シャフト（２）が、磁化周期λを有する磁化されたスケール（２１）を備え、前記電子手段（１１）が、前記スケール（２１）に対面して配設された、ｎを２以上の数とするとき、ｎ個の磁気抵抗電極（１１２１）のアレイからなる単一のセンサ（１１２）を包含し、これら磁気抵抗電極の抵抗の値が、前記スケール（２１）に沿うその長手方向の位置の関数であるようにし、前記磁気抵抗電極（１１２１）のアレイが、直列接続の磁気抵抗電極（１１２１）の少なくとも数組（ＡからＤ’）を包含し、前記電子手段（１１）が、前記磁気抵抗電極（１１２１）の抵抗の値から、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する情報を決定して、この情報を前記電子ディスプレイ（１２）上に表示するようにする装置（１１２、１１３）を更に備えた携帯式電子精密ノギスにおいて、前記磁気抵抗電極の組が、少なくとも２つの測定ブリッジを形成するように接続されていること、および前記電子手段（１１）が、前記少なくとも２つの測定ブリッジの出力における信号を、前記ジョー（１０、２０）間の距離を決定するために用いることを特徴とする携帯式電子精密ノギス。２．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、各組（ＡからＤ’）の直列接続の磁気抵抗電極（１１２１）の数が８以上であることを特徴とするノギス。３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極の厚さが１００ｎｍ以下で、長さが０．１から１０ｍｍの間に包含され、幅が４０ミクロン以下であることを特徴とするノギス。４．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の寸法、その材質、及び組当たりの数が、これら磁気抵抗電極の各組（ＡからＤ ’）の結果的な抵抗が１０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。５．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の寸法、その材質、及び組当たりの数が、これら磁気抵抗電極の各組の結果的な抵抗が５０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。６．請求の範囲１記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、前記スケールの磁化周期λの少なくともｋ＝２周期分に亘って長手方向にひろがていることを特徴とするノギス。７．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の前記組（ＡからＤ’）が、ｋλ−ｗ／２とｋλ＋ｗ／２との間に広がっている位置を占めている電極から構成されていることを特徴とするノギス。８．請求の範囲１記載のノギスにおいて、第２の測定ブリッジを形成する磁気抵抗電極（１１２１）が、第１の測定ブリッジを形成する磁気抵抗電極に対してλ／４だけ位相がずれており、これら２つの測定ブリッジの出力における信号（Ｓ，Ｓ’；Ｃ、Ｃ’）が９０度だけ位相がずれていることを特徴とするノギス。９．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、磁気抵抗電極のｘ個の群（１１２０）を構成するように長手方向に広がっており、これらの群が、λ／４だけ間隔を離しており、直列接続の同じ組（ＡからＤ’）の少なくとも２つの磁気抵抗電極（１１２１）を包含していることを特徴とするノギス。１０．請求の範囲１ないし９のいずれかに記載のノギスにおいて、前記磁化されたスケール（２１）と前記磁気抵抗電極（１１２１）との間の距離（ａ）が、０．２ｍｍと０．７ｍｍとの間にあること、及び前記スケールの周期が、０．５ｍｍと１．５ｍｍとの間であることを特徴とするノギス。１１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極が、前記スケールの磁化周期λの少なくともｋ＝２周期分に亘って長手方向にひろがていることを特徴とするノギス。１２．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極が、少なくとも３ｍｍに亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。１３．請求の範囲に記載のノギスにおいて、少なくとも若干の磁気抵抗電極（１１２１）が、床屋看板構造を備えていることを特徴とするノギス。１４．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、いくつかの異なった向きの床屋看板構造を備えていることを特徴とするノギス。１５．請求の範囲１記載のノギスにおいて、前記センサ（１１２）が、前記測定ブリッジの少なくとも１つの補償抵抗をさらに包含し、その抵抗値が、磁界が印加されていない場合に前記測定ブリッジを平衡させるように、製造過程においてレーザーにより調節され得るようにしたことを特徴とするノギス。１６．前記請求の範囲のいずれかに記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、プリント配線回路板（１１５）に配置されていること、及び前記磁気センサ（１１２）が、前記スケール（２１）に対面する前記プリント配線回路板（１１５）の面に配設されていることを特徴とするノギス。１７．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、前記磁気抵抗電極（１１２１）に近接して前記スケール（２１）に対面する前記プリント配線回路板の面に装架され、前記磁気抵抗電極（１１２１）に由来する磁界の方向及び振幅を変更するようにした永久磁石（１１４）を包含することを特徴とするノギス。１８．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗センサ（１１２）が、前記スケール（２１）の反対側に合成保護層（１１６）を塗布されていることを特徴とするノギス。１９．請求の範囲１７記載のノギスにおいて、前記スライド（１）が金属製であること、前記プリント配線回路板（１１５）が前記スライドに直接に貼付されており、これにより前記磁気抵抗センサ（１１２）の磁気抵抗電極が、前記スケール（２１）の所定距離（ａ）にあること、及び前記スライドがさらに、前記プリント配線回路板を覆う合成材料の衝撃防護皮膜（１１７）を備えており、開口が、電子ディスプレイをはめるために前記衝撃防護皮膜（１１７）を貫通して設けられていることを特徴とするノギス。２０．前記請求の範囲のいずれかに記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）がさらに、蓄電器（１１０）と直流発生器（１１１）とを包含し、前記磁化されたスケール（２１）に沿う前記スライドの移動が、前記直流発生器（１１１）に直流を発生させ、この直流が前記蓄電器（１１０）を再充電するのに用いられ、前記蓄電器が前記電子手段（１１）に給電するようにしたことを特徴とするノギス。２１．前記請求の範囲のいずれかに記載のノギスにおいて、前記シャフト（２）及び前記スライイド（１）がアルミニウム製のもので、前記スケールが鋼製のものであることを特徴とするノギス。２２．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記スケール（２１）が非磁性保護層（２２）で被覆されていることを特徴とするノギス。２３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記保護層（２２）が、前記シャフト（２）に沿う前記スライド（１）の位置を少なくともおおよそ示すマーキング（２２０）を有することを特徴とするノギス。２４．請求の範囲１記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）のアレイが、直列接続の少なくとも８個の電極のそれぞれを構成する磁気抵抗電極（１１２１）の少なくとも数組（ＡからＤ’）からなり、前記磁気抵抗電極（１１２１）の厚さが１００ｎｍ以下で、長さが０．１から１０ｍｍの間に包含され、幅が４０ミクロン以下であって、前記磁気抵抗電極の組（ＡからＤ’）のそれぞれの結果的な抵抗が１０ｋΩ以上であり、このためノギスが前記自己出力型給電手段（１１０、１１１）により簡単に給電され得るようにしたことを特徴とするノギス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．シャフト（２）に沿って長手方向に移動させ得るスライド（１）を包含し、該スライド及び前記シャフトが、それぞれジョー（１０）及び（２０）を備え、前記スライドがさらに、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する情報を電子ディスプレイ（１２）に表示する電子手段（１１）を備え、該電子手段が自己出力型給電手段（１１０、１１１）を包含している携帯式電子精密ノギス（１）において、前記シャフト（２）が、磁化周期λを有する磁化されたスケール（２１）を備えていること、前記電子手段（１１）が、前記スケール（２１）に対面して配設され、ｎを２以上の数とするとき、ｎ個の磁気抵抗電極（１１２１）のアレイからなる単一のセンサ（１１２）を包含し、これら磁気抵抗電極の抵抗の値が、前記スケール（２１）に沿う長手方向の位置の磁気抵抗電極の関数であるようにしたこと、及び、前記電子手段（１１）がさらに、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する前記情報を、前記磁気抵抗電極（１１２１）の抵抗の値から決定し、この情報を前記電子ディスプレイ（１２）上に表示する手段（１１２、１１３）を包含していることを特徴とする携帯式電子精密ノギス（１）。２．請求の範囲１記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）のアレイが、直列に接続した磁気抵抗電極（１１２１）の少なくとも数組（ＡからＤ’）を包含すること、及び磁気抵抗電極の各組の結果的な抵抗が、前記自己出力型給電手段（１１０、１１１）だけでノギスを作動させるに充分であることを特徴とするノギス。３．請求の範囲２記載のノギスにおいて、各組（ＡからＤ’）の直列接続の磁気抵抗電極（１１２１）の数が８以上であることを特徴とするノギス。４．請求の範囲３記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極の厚さが１００ｎｍ以下で、長さが０．１から１０ｍｍの間に包含され、幅が４０ミクロン以下であることを特徴とするノギス。５．請求の範囲４記載のノギスにおいて、前記磁気抵電極（１１２１）の寸法、その材質、及びその数自体が、これら磁気抵抗電極の各組（ＡからＤ’）の結果的な抵抗が１０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。６．請求の範囲５記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の寸法、その材質、及びその数自体が、これら磁気抵抗電極の各組の結果的な抵抗が５０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。７．請求の範囲３記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、前記スケールの磁化周期λの少なくともｋ＝２周期に亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。８．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）前記組（ＡからＤ’）が、ｋλ−ｗ／２とｋλ＋ｗ／２との間に広がっている位置を占めている電極から構成されていることを特徴とするノギス。９．請求の範囲２記載のノギスにおいて、前記直列に接続した磁気抵抗電極（１１２１）の組（ＡからＤ’）が、少なくとも１つの測定ブリッジを形成するように接続されていること、及び電子手段（１１）が前記ジョー（１０、２０）間の距離を決定するように前記測定ブリッジの出力における信号（Ｓ，Ｓ’；Ｃ、Ｃ’）を用いることを特徴とするノギス。１０．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、各組（ＡからＤ’）ごとの磁気抵抗電極（１１２１）の数が８以上であることを特徴とするノギス。１１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極の厚さが１００ｎｍ以下であり、長さが０．１ｍｍ以上であり、幅が４０ミクロン以下であることを特徴とするノギス。１２．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の寸法、その材質、及びその数自体が、これら磁気抵抗電極の各組（ＡからＤ’ ）の結果的な抵抗が１０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。１３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）の寸法、その材質、及びその数自体が、これら磁気抵抗電極の各組の結果的な抵抗が５０ｋΩ以上であるように選定したことを特徴とするノギス。１４．請求の範囲８記載のノギスにおいて、前記直列に接続した磁気抵抗電極の組（ＡからＤ’）が、少なくとも２つの測定ブリッジを形成するように接続されていること、及び電子手段（１１）が前記ジョー（１０、２０）間の距離を決定するように前記測定ブリッジの出力における信号を用いることを特徴とするノギス。１５．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、第２の測定ブリッジを形成する磁気抵抗電極（１１２１）が、第１の測定ブリッジを形成する磁気抵抗電極に対してλ／４だけ位相がずれており、２つの測定ブリッジの出力における信号（Ｓ，Ｓ’；Ｃ，Ｃ’）が９０度だけ位相がずれていることを特徴とするノギス。１６．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、磁気抵抗電極のｘ個の群（１１２０）構成するように長手方向に広がっており、これらの群が、λ／４だけ間隔を話しており、直列に接続した磁気抵抗電極の組（ＡからＤ’）のうちの少なくとも２つの磁気抵抗電極（１１２１）を包含していることを特徴とするノギス。１７．請求の範囲１〜７のいずれかに記載のノギスにおいて、前記磁化されたスケール（２１）と前記磁気抵抗電極（１１２１）との間の距離（ａ）が、０．２ｍｍと０．７ｍｍとの間にあること、及び前記スケールの周期が、０．５ｍｍと１．５ｍｍの間であることを特徴とするノギス。１８．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極が、前記スケールの磁化周期λの少なくともｋ＝２周期に亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。１９．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極が、少なくとも３ｍｍに亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。２０．請求の範囲１から１６のいずれかに記載のノギスにおいて、少なくとも若干の磁気抵抗電極（１１２１）が、床屋看板柱構造を備えていることを特徴とするノギス。２１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、いくつかの異なった向きの床屋看板柱構造を備えていることを特徴とするノギス。２２．請求の範囲９記載のノギスにおいて、前記センサ（１１２）が、前記測定ブリッジの少なくとも１つの補償抵抗を包含し、その抵抗値が、磁界が引加されてない場合に前記測定ブリッジを平衡させるように、製造過程においてレーザーにより調節されうるようにしたことを特徴とするノギス。２３．前記請求の範囲のいずれかに記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、プリント配線回路板（１１５）に配置されていること、及び前記磁気抵抗センサ（１１２）が、前記スケール（２１）に対面する前記プリント配線回路板（１１５）の面に配設されていることを特徴とするノギス。２４．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、前記磁気抵抗電極（１１２１）に近接して前記スケール（２１）に対面する前記プリント配線回路板の面に装架され、前記磁気抵抗電極（１１２１）に由来する磁界の方向及び振幅を変更するようにした永久磁石（１１４）を包含することを特徴とするノギス。２５．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗センサ（１１２）に、前記スケール（２１）の反対側に合成保護層（１１６）を塗布したことを特徴とするノギス。２６．請求の範囲２４記載のノギスにおいて、前記スライド（１）が金属製であること、前記プリント配線回路板（１１５）が前記スライドに直接に貼付されており、これにより前記磁気抵抗センサ（１１２）の磁気抵抗電極が、前記スケール（２）の所定距離（ａ）にあること、及び前記スライドがさらに、前記プリント配線回路板を覆う合成材料の衝撃防護皮膜（１１７）を備えており、電子ディスプレイをはめる開口を前記衝撃防護皮膜（１１７）を貫通して設けたことを特徴とするノギス。２７．請求の範囲１〜１６のいずれかに記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）がさらに、蓄電器（１１０）と直流発生器（１１１）とを包含し、前記磁化されたスケール（２１）に沿う前記スライドの移動が前記直流発生器（１１１）に直流を発生し、この電流が前記蓄電器（１１０）を再充電するのに用いられ、前記蓄電器が前記電子手段（１１）に給電するようにしたことを特徴とするノギス。２８．請求の範囲１〜１６のいずれかに記載のノギスにおいて、前記ルール（２１）が前記スケール（２）とは異なった材料製のものであることを特徴とするノギス。２９．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記シャフト（２）及び前記スライド（１）がアルミニウム製のもので、前記スケールが鋼製のものであることを特徴とするノギス。３０．請求の範囲２８記載のノギスにおいて、前記スケール（２１）が非磁性保護層（２２）で被覆されていることを特徴とするノギス。３１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記保護層（２２）が、前記シャフト（２）に沿う前記スライド（１）の位置を少なくともおおよそ示すマーキング（２２０）を有することを特徴とするノギス。３２．シャフト（２）に沿って長手方向に移動させ得るスライド（１）を包含し、該スライド及び前記シャフトが、それぞれジョー（１０）及び（２０）を備え、前記スライドがさらに、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する情報を電子ディスプレイ（１２）に表示する電子手段（１１）を備え、該電子手段が自己出力型給電手段（１１０、１１１）を包含しており、前記シャフト（２）が、磁化周期λを有する磁化されたスケールを備えており、前記電子手段（１１）が、前記スケール（２１）に対面して配設されたｎ個の磁気抵抗電極（１１２１）のアレイからなる単一のセンサ（１１２）を包含し、これら磁気抵抗電極の抵抗の値が、前記スケール（２１）に沿う長手方向の位置の磁気抵抗電極の関数であるようにし、前記電子手段（１１）がさらに、前記ジョー（１０、２０）間の間隙に依存する前記情報を、前記磁気抵抗電極（１１２１）の抵抗の値から決定し、この情報を前記電子ディスプレイ（１２）上に表示する手段（１１２、１１３）を包含し、前記磁気抵抗電極（１１２１）のアレイが、直列に接続した少なくとも８個の電極のそれぞれを構成する磁気抵抗電極（１１２１）の少なくとも数組（ＡからＤ’）を包含し、前記磁気抵抗電極（１１２１）の厚さが１００ｎｍ以下で、長さが０．１から１０ｍｍの間に包含され、幅が４０ミクロン以下であって、前記磁気抵抗電極の組（ＡからＤ’）のそれぞれの結果的な抵抗が１０ｋΩ以上であり、このためノギスが前記自己出力型給電手段（１１０、１１１）により簡単に給電されうるようにした携帯式電子精密ノギス（１）。３３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、前記スケールの磁化周期λの少なくとも２周期にわたって広がっていることを特徴とするノギス。３４．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、磁気抵抗電極の組（ＡからＤ’ ）のそれぞれの結果的な抵抗が５０ｋΩ以上であることを特徴とするノギス。３５．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、直列接続の磁気抵抗電極（１１２１）の前記組（ＡからＤ’）が、少なくとも１つの測定ブリッジを形成するように接続されていること、及び前記電子手段が、前記測定ブリッジの出力における信号（Ｓ，Ｓ’；Ｃ、Ｃ’）を用いて、前記ジョー（１０、２０）間の距離を決定するようにしたことを特徴とするノギス。３６．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、直列接続の磁気抵抗電極（１１２１）の前記組（ＡからＤ’）が、少なくとも２つの測定ブリッジを形成するように接続されていること、及び前記電子手段が、前記測定ブリッジの出力における信号（Ｓ，Ｓ’；Ｃ，Ｃ’）を用いて、前記ジョー（１０、２０）間の距離を決定するようにしたことを特徴とするノギス。３７．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、第２の測定ブリッジを構成する磁気抵抗電極（１１２１）が、第１の測定ブリッジを構成する磁気抵抗電極（１１２１）に対してλ／４だけ位相をずらされており、これら２つの測定ブリッジの出力における信号がλ／４だけ位相がずれていることを特徴とするノギス。３８．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極が、磁気抵抗電極（１１２１）のｘ群（１１２０）を構成するように長手方向にひろがっており、前記群はλ／４だけ間隔をあけており、同じ組の少なくとも２つの磁気抵抗電極を包含し、直列に接続されていることを特徴とするノギス。３９．請求の範囲３２記載のノギスにおいて、前記磁化されたスケール（２１）と前記磁気抵抗電極との間の距離（ａ）が、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲に包含されていること、及び前記スケールの磁化周期λが０．５〜１．５ｍｍの範囲に包含されていることを特徴とするノギス。４０．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、前記スケールの磁化周期λの少なくともｋ＝２周期に等しいか、これよりも長い長さに亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。４１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、３ｍｍに等しいか、これよりも長い長さに亘って長手方向に広がっていることを特徴とするノギス。４２．請求の範囲３２記載のノギスにおいて、少なくとも若干の磁気抵抗電極（１１２１）が、床屋看板柱構造を備えていることを特徴とするノギス。４３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記磁気抵抗電極（１１２１）が、いくつかの異なった向きの床屋看板柱構造を備えていることを特徴とするノギス。４４．請求の範囲３２記載のノギスにおいて、前記センサ（１１２）がさらに、前記測定ブリッジの少なくとも１つの補償抵抗を包含し、その抵抗値が、磁界が引加されてない場合に前記測定ブリッジを平衡させるように、製造過程においてレーザーにより調節されうるようにしたことを特徴とするノギス。４５．請求の範囲３２に記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、プリント配線板（１１５）に配置されていることを特徴とするノギス。４６．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）が、前記磁気抵抗電極（１１２１）に近接して装架された永久磁石（１１４）を包含すること、前記磁気抵抗センサ（１１２）が、前記スケール（２１）に対面する前記プリント配線回路板の側に配設されていること、及び前記永久磁石（１１４）が、前記磁気抵抗センサ（１１２）に対面する前記プリント配線回路板の他面に配設されていることを特徴とするノギス。４７．請求の範囲４５記載のノギスにおいて、前記スケール（２１）が合成保護層（２２）により被覆されていることを特徴とするノギス。４８．請求の範囲４５記載のノギスにおいて、前記スライド（１）が金属製であること、前記プリント配線回路板（１１５）が前記スライドに直接に貼付されており、これにより前記磁気抵抗センサ（１１２）の磁気抵抗電極が、前記スケール（２）の所定距離（ａ）にあること、及び前記スライドがさらに、前記プリント配線回路板を覆う合成材料の衝撃防護皮膜（１１７）を備えており、電子ディスプレイをはめる開口が、前記衝撃防護皮膜（１１７）を貫通して設けられていることを特徴とするノギス。４９．請求の範囲３２記載のノギスにおいて、前記電子手段（１１）がさらに、蓄電器（１１０）と直流発生器（１１１）とを包含し、前記磁化されたスケール（２１）に沿う前記スライドの移動が前記直流発生器（１１１）に直流を発生し、この電流が前記蓄電器（１１０）を再充電するのに用いられ、前記蓄電器が前記電子手段（１１）に給電するようにしたことを特徴とするノギス。５０．請求の範囲３２記載のノギスにおいて、前記ルール（２１）が前記スケール（２）とは異なった材料製のものであることを特徴とするノギス。５１．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、前記スケール（２１）が、高い保磁力を有する材料を被覆した非磁性材料製のものであることを特徴とするノギス。５２．請求の範囲５０または５１記載のノギスにおいて、前記スケールが、非磁性保護層（２２）で被覆されていることを特徴とするノギス。５３．前記請求の範囲記載のノギスにおいて、保護層（２２）が、前記シャフト（２）に沿う前記スライド（１）の位置を少なくともおおよそ示すマーキング（２２０）を有することを特徴とするノギス。５４．０．１ｍｍより高い精度で寸法を測定するための前記各請求項記載のノギスの用法。