JPS586883B2 - 磁気スケ−ルの製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の磁気スケールは所定の帯状あるいは棒状等の基体
上に磁気テープ状の磁性層を被覆形成して、これに一定
波長の矩形波または正弦波信号を磁気記録し、その磁性
層に磁気ヘッドを対向して相対的に移動させ、磁気ヘッ
ドによりその相対位置を検出するようにしたものが知ら
れている。

しかるにこのような磁気スケールは磁性層と基体とが材
質が異なるため、熱膨張係数の相違により熱的に影響さ
れ易く、相対間に熱膨張による歪みができて、検出に該
差を生じ、またスケールは平面磁性層に一定波長で磁気
記録したものであるからヘッドによる磁気一電気変換の
検出出力も大きくは取れず、これによる検出精度が低下
する欠点があった。

本発明はこのような欠点を除去した磁気スケールを提供
するもので、スケールには基材として一体の磁気を用い
、これに等間隔目盛の着磁をし、該着磁された磁極部分
と他の部分とに電解または化研による凹凸を形成し、凹
凸した着磁目盛を形成したものである。

化学研摩または電解研摩（加工）に際し、磁化を利用し
て着磁目盛部分にフエライト等を吸着させて非加工層を
形成させて加工すれば、精密に凹凸目盛を形成でき、着
磁した磁極目盛が凸出して他から浮出した着磁目盛が形
成でき、これにより検出出力が極めて大きくとれ感度の
高い検出ができるものである。

以下一実施例図により説明すると、第１図は棒状、帯状
等の長尺基材１の片面に着磁した凹凸目盛２を形成した
例である。

３は凹凸目盛２に微小間隙で対向して相対的に移動する
磁気ヘッドで、この読み取り検出は適宜の方法、手段に
より、磁気的変化を電気的信号に変換検出を行なう。

第２図は長尺基材１の両面または全面に着磁した凹凸目
盛２１、２２を形成したもので、この場合の検出ヘッド
は両目盛２１、２２に対向するヘッドを設けて検出する
ことができる。

第３図はまた別の実施例で、着磁した凹凸目盛を所定の
ピッチで所定角度傾斜する、またはネジ軸状の目盛４を
形成したものである。

なお着磁方法は第１図のように磁石１の長さ方向に所定
の波長で着磁してもよく、 また第２図のように帯状、角棒、基材磁石を用いて、上
下両面に対称に凹凸目盛２１、２２を形成するときは、
図のように上下方向に着磁することができる。

この場合の磁極検出は２倍以上の検出出力が得られるこ
とになる。

次にかゝる磁気スケールの製作について説明する。

基材磁石１には線状、帯状、棒状等のスケール形状が容
易に得られるように、圧延、線引、切削研削等の機械加
工が容易な磁石材料を選択することが必要である。

このような磁石材料にＯｒ−Ｆｅ系のスピノーダル分解
型磁石合金が好適である。

勿論加工可能、加工容易な磁石材料にはＦｅ−Ｎｉ−Ａ
７系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｆｅ−Ａｌ一Ｎｉ−Ｃｏ系
、Ｆ ｅ −Ｍ ｏ −Ｃ ｏ系、Ｆｅ一Ｐ ｔ， Ｃ
ｏ −Ｐ ｔ， Ｆ ｅ−Ｍｎ系、Ｍｎ−Ａ ｌ系Ｆ
ｅ −Ｍ ｎ −Ａ ｌ系、Ｍｎ−Ａｌ２−Ｔｉ系等
従来公知の材料が利用できる。

そこでＣｒ−Ｆｅ−Ｃｏ系磁石合金を用い、この合金素
材によって、機械加工等により棒状、帯状等の所要とす
る形状に加工した基材を製作する。

次にこの基材に対向して着磁用磁気ヘッドを設け、第１
図の長さ方向に、また第２図の厚さ方向に着磁を行なう
。

この着磁はスケールの精度を決定するものであるから精
密に行ない所定の等間隔目盛で着磁する。

第１図のものでは例えばＮとＳ極の間隔をＯｌｍｍに、
また第２図のものでは厚さ２ｍｍの片側にＮ、片側にＳ
を着磁する。

勿論着磁間隔等は任意に選択制御できるわけである。

このようにして着磁した基材の上に、１００ｏＡのＦｅ
３０４磁性粉，と１０μ２プラスチック粒子をほゞ １
： ０．５の割合で混合したものを水とグリセリン１
５％液に分散混合して塗着する。

塗着は磁化を利用することにより着磁目盛上に精度良く
行なわれ、塗着層は１２０℃、１０分間の焼結によって
固定される。

次に化学的エッチング（研摩）、または電解加工するが
、着磁目盛上に固定されたＦｅ３０４塗着層は非加工層
となり、この部分が加工残りして凸出する。

例えばＮａＮ０３１５％液で５分間の電解加工したとき
、着磁極部分は他の部分に比べて約０． １ｍｍの深さ
寸法差で浮彫された、凸部の巾は約４０μ、凹部の巾は
約５０μに加工できた。

通常凸部１０μ、凹部２０μ程度まで容易に加工形成す
ることができる。

加工中の化研液、電解液は流動させながら行なうことに
より加工スピードが向上し、加工精度もよくなる。

このようにして加工された磁気スケールの検出テストを
第４図について説明すると、図のようにスケール１に１
０枚の磁極（パーマロイ）５を構成した磁気ヘッド６を
対向し、ヘッド６の励磁は５０ＫＨｚ電源７で行ない、
磁気一電気変換検出回路８に出力約５５ｍＶを得ること
ができた。

これは着磁力が強いこと、磁極が凸出して凹部との間に
磁気勾配が高く，感度が高く、これにより凸部磁極の目
盛部分で極めて強力な変化磁束を検出できるからであっ
て、これは磁気目盛が平面の従来のスケールの約１００
倍もの高出力が得られるものである。

また図のようにスケールの上面とともに下面の着磁目盛
も同時にパラレルに検出したときは出力は前記の約３倍
（１５０ｍＶ）、従来に比べて約３００倍の高出力とな
った。

なお磁気スケールの読み取りには通常の内挿法による高
精度読み取りが可能で、波長λのスケールに対して（１
＋７）λづれたマルチプルヘッドを設け、Ｎ逓倍された
位相変調（あるいは振巾変調）出力を位相検波する場合
、キャリア周波数がＮ倍に上り、キャリアの位相が２π
変る毎に１パルスを出力してカウンタ計数するようにす
ればＮの内挿ができ、λ＝１００μから１０μ単位の精
度読み出しは容易にできることになる。

また第３図の傾斜目盛スケールでは、例えば移動方向に
直角（上下垂直）線上に複数ｎの磁気検出ヘッドを配列
して検出するようにすれば、λ／ｎが検出の最小単位と
なり、例えばλ＝１００μ、ｎ＝１０とすれば１０μ精
度の読み出しが可能で、これに更に前記した内挿法を利
用して角の内挿をすれば１μ精度の読み出しが可能とな
る。

このようにして本発明の磁気スケールは着磁した凹凸目
盛で感度が高く、高い精度の検出ができ、またスケール
は一体の基材磁石で構成されているから熱的な歪みを伴
なうことなく利用でき、工作機械等の位置出し、検出等
に利用して高精度の読み取りが可能さなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構造図、第２図、第３図はい
ずれも他の実施例構造図、第４図は磁気検出の一実施例
図である。 １は基材磁石、２は着磁凹凸目盛、３は磁気ヘッド、２
１，２２は着磁凹凸目盛、４は傾斜着磁凹凸目盛、５は
磁極、６は磁気ヘッド、７は励磁電源、８は検出回路で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基材磁石に等間隔目盛で着磁をし、該着磁部分に磁
   気吸着により、非加工材層を形成させ、その後化学的も
   しくは電気化学的加工することにより前記着磁部分を凸
   出させて凹凸の着磁目盛を形成させることを特徴とする
   磁気スケールの製作方法。