JPH0656302B2 - 磁気スケール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばクレーンの位置決め，平行移動制
御，ダイキャストマシーン，射出成形機のストローク制
御等に用いて好適な磁気目盛を電気的に読み出してディ
ジタル表示を行う磁気スケールに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、磁性記録媒体上に等ピッチでＮ極とＳ極の
着磁を交互に施した磁気スケールにおいて、着磁を施し
た中央付近に無着磁領域を設けることにより、特に中央
付近の許容読取りクリアランスを大幅に改善するように
したものである。

〔従来の技術〕

一般に磁気目盛を電気的に読み出してディジタル表示を
行う磁気スケールは、工作機械や精密測定器等に利用さ
れ、広く普及している。

このような磁気スケールの１つに高透磁率の金属基体上
にバリウムフェライト又は保持力が1000エルステット以
上の強磁性粉体を樹脂と混合して、薄板状に被着した磁
気記録媒体に略々一定の間隔で磁化し、磁気目盛を施し
た磁気スケールがある（特開昭48-38760号公報）。

第６図はその一例を示すもので、例えば幅30mmの磁性ス
テンレスベース(1)上に例えば幅20mmのゴム磁石(2)が被
着され、このゴム磁石(2)には等ピッチ例えば10mm間隔
でＮ極とＳ極の着磁が交互に施されている。

第７図は磁気センサにより第６図に矢印Ａ−Ａ′で示す
ようにＮ極着磁のセンタの部分を走査したときの磁束密
度を、磁気センサの読取りヘッドとスケールと間のクリ
アランス（以下、読取りクリアランスと云う）を、３ｍ
ｍから１５ｍｍまで１ｍｍ毎にかえて、これを検出した
場合を示したものである。

また、第８図は磁気センサにより第６図に矢印Ｂ−Ｂ′
で示すように着磁されたゴム磁石(2)のセンタの部分を
長手方向に走査したときの磁束密度を、読取りクリアラ
ンスをパラメータとして検出した場合を示したものであ
る。

第７図及び第８図において、読取りクリアランスが小さ
いと読取りヘッドとスケールが接近し過ぎて読取りヘッ
ドの出力が飽和し、また、読取りクリアランスが大きい
と、読取りヘッドとスケールが離れすぎて読取りヘッド
の出力が小さすぎることがわかる。この読取りクリアラ
ンスは読取りベッドの出力に換算して一般に１Ｖ（３ガ
ウス）〜 4.5Ｖ（17ガウス）の間の磁束密度が好まし
い。つまり、読取りヘッド出力が 4.5Ｖ以上の磁束密度
では電気的に飽和し、１Ｖ以下では電圧が小さいため誤
動作の可能性があり、従って一番適当な磁束密度は１〜
4.5 Ｖの間の磁束密度である。

第９図は第７図に基づいて読取りヘッド出力１〜4.5 Ｖ
に入っている領域をプロットしたもので、スケールのト
ラック方向及びクリアランスの読取り許容範囲を斜線で
示している。第９図よりこの場合の許容読取りクリアラ
ンスは実質的に10〜14mmの間換言すれば12±２mmの範囲
に限定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、磁気スケールは、目盛ピッチを大きくすると
読取りクリアランスが大きく取れる特徴がある。この特
徴を生かすには読取りクリアランスの許容変動幅も大き
いことが望ましい。ところが従来装置の場合上述の如く
12±２mmと読取りクリアランスの許容変動幅が小さい欠
点がある。つまり、読取りクリアランスをｄとすると、
この読取りクリアランスｄに対して略々1/d³の割合いで
磁束密度が変化するため、磁気センサのダイナミックレ
ンジ（磁気センサが動作し得る幅、上述では１〜4.5 Ｖ
の幅）に対して読取りヘッドのクリアランスの余裕が少
ないことが問題である。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、許容読取り
クリアランス（読取りクリアランスの許容変動幅）を拡
大することができる磁気スケールを提供するものであ
る。

この発明に係る磁気スケールは、物体の位置の変位を測
定するために磁気センサと組み合わせて使用され、磁性
記録媒体（１１）上に長手方向に交互に等ピッチでＮ極
（１２）とＳ極（１３）を全幅方向に着磁し、更に磁気
スケールの幅方向中央付近に長手方向に延在する無着磁
領域（１４）を設け、磁気センサを該無着磁領域上にお
いて読み取りクリアランスをもって磁気スケールの長手
方向に移動させ、測定時の磁気センサと磁気スケールと
の読取りクリアランスの許容変動幅を拡大している。

〔作用〕

等ピッチで交互にＮ極(12)とＳ極(13)の着磁を施した中
央付近に無着磁領域(14)を設ける。これにより、同極の
２つの磁石に挟まれた部分すなわち無着磁領域は、読取
りクリアランスを小さくすると、反対極への戻り磁束の
影響を受け、磁束密度が逆に小さくなる。この結果、第
３図の如く読取りクリアランスに対して磁束密度の変化
が小さくなり、第５図の如く中央付近の読取りクリアラ
ンスの許容変動幅（許容読取りクリアランス）を大きく
することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて
詳しく説明する。

第１図は本実施例の構成を示すもので、第１図Ａはその
斜視図、第１図Ｂはその側面図である。本実施例では例
えば幅30mmの磁性ステンレスベース(10)上に例えば幅20
mmのゴム磁石(11)を被着し、このゴム磁石(11)に等ピッ
チ例えば10mm間隔でＮ極(12)とＳ極(13)の着磁を交互に
施すと共に中央部分に第１図に斜線で示すように無着磁
領域(14)を設ける。

ここでは第１図Ｂに示すように同極の２つの磁石に挟ま
れた部分すなわち無着磁領域(14)は読取りクリアランス
ｄを小さくすると、反対極への戻り磁束の影響を受け、
磁束が逆に小さくなることを利用している。

いま、第２図に示す本実施例の平面図において、磁気セ
ンサにより同図に矢印Ａ−Ａ′で示すようにＮ極(12)の
着磁されているセンタの部分を走査したときの磁束密度
を、磁気センサの読取りクリアランスをパラメータとし
て検出した場合を第３図に示す。

また、第２図において、磁気センサにより同図に矢印Ｂ
−Ｂ′で示すように無着磁領域(14)のセンタの部分を長
手方向に走査したときの磁束密度を、読取りクリアラン
スをパラメータとして検出した場合を第４図に示す。

第３図及び第４図において、読取りクリアランスに対し
て磁束密度の変化が小さくなっていることがわかる。こ
の場合も一番適当な磁束密度は読取りヘッドの出力が１
〜4.5 Ｖの間の磁束密度である。

第５図は第３図に基づいて読取りヘッド出力１〜4.5Ｖ
に入っている領域をプロットしたもので、スケールのト
ラック方向及びクリアランスの読取り許容範囲を斜線で
示している。第５図よりこの場合の許容読取りクリアラ
ンスは約 2.6mm〜11mmの間であり、結局読取りクリアラ
ンスの許容変動幅は 8.4mmと従来に比し、大幅に改善さ
れていることがわかる。また、トラック方向に対しても
改善の余地がありそうである。

なお、上述の実施例ではゴム磁石(11)の幅を20mmとし、
Ｎ極(12)とＳ極(13)の幅を５mm，無着磁領域(14)の幅を
10mmとした場合であるが、例えばゴム磁石(11)の幅を50
mmとし、Ｎ極(12)とＳ極(13)の幅を10mm，無着磁領域(1
4)の幅を30mmとし、Ｎ極(12)，Ｓ極(13)と無着磁領域(1
4)の面積を大きくすることにより許容読取りクリアラン
ス（読取りクリアランス許容変動幅）を大きくするよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕 上述の如くこの発明によれば、等ピッチでＮ極とＳ極の
着磁を交互に施した中央付近に無着磁領域を設けるよう
にしたので、特に中央付近の許容読取りクリアランスを
大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図及び側面図、
第２図はその平面図、第３図及び第４図はその磁束密度
分布図、第５図はその許容読取りクリアランスを示す
図、第６図は従来例の一例を示す構成図、第７図及び第
８図は磁束密度分布図、第９図はその許容読取りクリア
ランスを示す図である。 (10)は磁性ステンレスベース、(11)はゴム磁石、(12)は
Ｎ極、(13)はＳ極、(14)は無着磁領域である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体の位置の変位を測定するために磁気セ
   ンサと組み合わせて使用される、磁性記録媒体上に長手
   方向に交互に等ピッチでＮ極とＳ極を全幅方向に着磁し
   た磁気スケールに於いて、 上記磁気スケールの幅方向中央付近に長手方向に延在す
   る無着磁領域を設け、 上記磁気センサを該無着磁領域上において読み取りクリ
   アランスをもって上記磁気スケールの長手方向に移動さ
   せ、測定時の上記磁気センサと上記磁気スケールとの読
   取りクリアランスの許容変動幅を拡大したことを特徴と
   する磁気スケール。