(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定軸に沿って相対移動可能に対向配置され、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び第二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、
励振信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変磁束を発生させる磁界発生器と、
前記第一の磁束領域内に配置された第一の部分及び前記第二の磁束領域内に配置された第二の部分を有し、前記第一の部分に前記第一の可変磁束に応答して誘導電流が発生され、その誘導電流により前記第二の部分に第二の可変磁束が発生される結合ループと、
前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の可変磁束を検出する磁束センサとを備え、
前記磁界発生器が前記第一の部材に配置され、
前記結合ループ及び前記磁束センサの一方が前記第一の部材及び前記第二の部材の一方に配置され、前記結合ループ及び前記磁束センサの他方が前記第一の部材及び前記第二の部材の他方に配置され、
前記第一の部材の前記第二の部材側と反対側の面に高透磁率物質を配置してなる
ことを特徴とする誘電型位置検出装置。
【請求項２】
測定軸に沿って相対移動可能に対向配置され、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び第二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、
励振信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変磁束を発生させる磁界発生器と、
前記第一の磁束領域内に配置された第一の部分及び前記第二の磁束領域内に配置された第二の部分を有し、前記第一の部分に前記第一の可変磁束に応答して誘導電流が発生され、その誘導電流により前記第二の部分に第二の可変磁束が発生される結合ループと、
前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の可変磁束を検出する磁束センサとを備え、
前記磁界発生器が前記第一の部材に配置され、
前記結合ループ及び前記磁束センサの一方が前記第一の部材及び前記第二の部材の一方に配置され、前記結合ループ及び前記磁束センサの他方が前記第一の部材及び前記第二の部材の他方に配置され、
前記第二の部材の前記第一の部材側と反対側の面に高透磁率物質を配置してなる
ことを特徴とする誘電型位置検出装置。
【請求項３】
測定軸に沿って相対移動可能に対向配置され、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び第二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、
励振信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変磁束を発生させる磁界発生器と、
前記第一の磁束領域内に配置された第一の部分及び前記第二の磁束領域内に配置された第二の部分を有し、前記第一の部分に前記第一の可変磁束に応答して誘導電流が発生され、その誘導電流により前記第二の部分に第二の可変磁束が発生される結合ループと、
前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の可変磁束を検出する磁束センサとを備え、
前記磁界発生器が前記第一の部材に配置され、
前記結合ループ及び前記磁束センサの一方が前記第一の部材及び前記第二の部材の一方に配置され、前記結合ループ及び前記磁束センサの他方が前記第一の部材及び前記第二の部材の他方に配置され、
前記第二の部材に高透磁率物質を埋設してなる
ことを特徴とする誘電型位置検出装置。
【請求項４】
前記高透磁率物質は、前記面に積層された高透磁率樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導型位置検出装置。
【請求項５】
前記高透磁率物質は、前記面に接着された磁性体であることを特徴とする請求項１、２及び４のいずれか１項記載の誘導型位置検出装置。
【請求項６】
前記高透磁率物質は、前記磁界発生器、結合ループ及び磁束センサの少なくとも一つをそのパターンに合わせて覆うように前記第一の部材及び／又は前記第二の部材に積層後、パターニングされた高透磁率樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導型位置検出装置。
【請求項７】
前記第一及び第二の部材の一方は、測定軸に沿って延びるビームに固定され、
前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにスライド自在に装着されたスライダに固定され、
前記ビーム及びスライダは磁性体で形成されてなるものである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の誘導型位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノギス、リニアハイトゲージ、リニアスケール等に使用される誘導電流型の位置検出装置に係り、特に装置内部から外部への磁束の有害な拡散を低減し、信号強度を向上させた誘導型位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無駄な信号成分がなく、外部磁界の影響も受けず、コンパクトで簡単な構成を有し、且つ格別の構造や回路精度を要せず拡張された測定レンジで高分解能測定を可能とする高精度の誘導型測定デバイスは、開発が困難とされていた。
このような要請から、誘導電流型位置検出装置を用いた電子ノギスが開発され、開示されている。これらはいずれも、誘導電流型位置検出装置のための信号処理技術を開示している。
同技術は、磁界発生器が発生する一次磁界が二つのループ部分から成る結合ループと呼ばれるループの第一の部分に結合すると、第一の部分に一次磁界に応答した誘導電流が発生し、結合ループの第二の部分はこの誘導電流に対応した二次磁界を発生し、この二次磁界は磁束センサに結合する。そして、磁束センサは結合ループの配列と対応する周期パターンに形成されて、前記結合ループと磁束センサとの相対位置に応じた位置依存性出力を出すというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記信号処理技術を適用した測定デバイスはその特性上、構造及び構造材への制約から、材料に金属を使用することが多い。このような条件下で同技術による精密測定を行おうとすると、できるだけ損失のない状態で信号としての役割をもつ磁束の強度を維持する必要があるにも拘わらず、前記一次磁界及び二次磁界が測定デバイスの構成部材に沿って拡散し、測定器の外部へ漏れ出してしまうため、磁気的な結合を維持できず、充分な信号強度を得ることができなかった。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、磁束の有害な拡散を防止し、結合ループと磁界発生器及び磁束センサの間の距離（ギャップ）変動に伴う信号強度の変動をも低減することで、ギャップ変動に対する安定性を向上させると共に、結合ループと磁界発生器及び磁束センサの間に効率的な閉磁路を形成し、信号強度を向上させることで、より高精度な測定技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘電型位置検出装置は、測定軸に沿って相対移動可能に対向配置され、それぞれに前記測定軸と直交する方向に第一及び第二の磁束領域が形成される第一及び第二の部材と、励振信号に応答して前記第一の磁束領域内に第一の可変磁束を発生させる磁界発生器と、前記第一の磁束領域内に配置された第一の部分及び前記第二の磁束領域内に配置された第二の部分を有し、前記第一の部分に前記第一の可変磁束に応答して誘導電流が発生され、その誘導電流により前記第二の部分に第二の可変磁束が発生される結合ループと、前記第二の磁束領域に配置されて前記第二の可変磁束を検出する磁束センサとを備え、前記磁界発生器が前記第一の部材に配置され、前記結合ループ及び前記磁束センサの一方が前記第一の部材及び前記第二の部材の一方に配置され、前記結合ループ及び前記磁束センサの他方が前記第一の部材及び前記第二の部材の他方に配置され、前記第一の部材の前記第二の部材側と反対側の面に高透磁率物質を配置してなることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る誘電型位置検出装置は、上記「前記第一の部材の前記第二の部材側と反対側の面に高透磁率物質を配置してなる」の替わりに、「前記第二の部材の前記第一の部材側と反対側の面に高透磁率物質を配置してなる」としてもよいし、また、「前記第二の部材に高透磁率物質を埋設してなる」としてもよい。
【０００７】
前記第一及び第二の形態の場合、磁束センサが、また第三の形態の場合、磁界発生器が、前記測定軸に沿って極性が交番する複数の領域を有する、より詳細には前記測定軸に沿って所定波長の周期的パターンをもって形成されることが望ましい。
【０００８】
ここで、前記高透磁率物質は、前記第一及び第二の部材の少なくとも一方に積層された高透磁率樹脂、接着された磁性体及び、埋設された磁性体のいずれの形態であってもよい。
【０００９】
前記高透磁率物質は、前記磁界発生器、結合ループ及び磁束センサの少なくとも一つをそのパターンに合わせて覆うように前記第一の部材及び／又は前記第二の部材に積層後、パターニングされた高透磁率樹脂とすることもできる。
【００１０】
また、前記第一及び第二の部材の一方は、測定軸に沿って延びるビームに固定され、前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにスライド自在に装着されたスライダに固定され、前記ビーム及びスライダは磁性体で形成されていてもよい。
【００１１】
また、本発明において前記第一及び第二の部材の一方は、測定軸に沿って延びるビームに固定され、前記第一及び第二の部材の他方は、前記ビームにスライド自在に装着されたスライダに固定され、前記ビームは磁性体で形成され、前記スライダは少なくとも前記ビームと対向する側が非磁性体で形成されてなるものであることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施例に係るインクリメンタル型の誘導型位置検出装置の要部を示す図である。
この位置検出装置２００は、所定ギャップを介して対向配置され、図中測定軸１１４の方向に相対移動する第一の部材である読み出しヘッド２２０と第二の部材であるスケール２１０とを有する。なお、この実施例では、磁界発生器２２２、磁束センサ２２４，２２６及び結合ループ２１２，２１６がそれぞれ２組ずつ設けられているが、これはオフセット低減のためであり、一組ずつの構成の場合にも、本発明は勿論適用される。磁界発生器２２２と磁束センサ２２４，２２６とは読み出しヘッド２２０側に設けられ、結合ループ２１２，２１６は、スケール２１０側に設けられている。また、磁界発生器と結合ループ２１２，２１６の第一の部分２１３，２１７とが第一の磁束領域内に配置され、磁束センサ２２４，２２６及び結合ループ２１２，２１６の第二の部分２１４，２１８が第二の磁束領域内に配置されている。
スケール２１０は、空間的な位相がずれた、第一極性の閉ループからなる複数の第一の結合ループ２１２と、第二極性の閉ループからなる複数の第二の結合ループ２１６を有する。結合ループ２１２と２１６は互いに電気的に分離されている。
【００１３】
第一の結合ループ２１２は、一対の接続導体２１５により接続された第一の部分２１３と第二の部分２１４を有する。同様に、第二の結合ループ２１６は、一対の接続導体２１９により接続された第一の部分２１７と第二の部分２１８を有する。
複数の第一の結合ループ２１２では、第一の部分２１３がスケール２１０の第一の側方エッジに測定軸１１４に沿って配列されている。第二の部分２１４は、スケール２１０の中心に測定軸１１４に沿って配列されている。接続導体２１５は測定軸１１４に直交して延びて第一の部分２１３と第二の部分２１４とを接続している。
同様に、複数の第二の結合ループ２１６では、第一の部分２１７がスケール２１０の第二の側方エッジに測定軸１１４に沿って配列されている。第二の部分２１８は、スケール２１０の中心に測定軸１１４に沿って、結合ループ２１２の第二の部分２１４とインターリーブされて配列されている。接続導体２１９は測定軸１１４に直交して延びて第一の部分２１７と第二の部分２１８とを接続している。
【００１４】
誘導型位置検出装置２００の読み出しヘッド２２０は、第一の磁界発生器部分２２３Ａと第二の磁界発生器部分２２３Ｂを有する磁界発生器２２２を持つ。第一の磁界発生器部分２２３Ａは読み出しヘッド２２０の第一の側方エッジに配置され、第二の磁界発生器部分２２３Ｂは読み出しヘッド２２０の第二の側方エッジに配置されている。第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂは測定軸１１４に沿って延びる同じ長さの長辺を有する矩形パターンである。また第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂは測定軸１１４に直交する方向に延びるｄ１なる長さの短辺を有する。
【００１５】
磁界発生器２２２の端子２２２Ａ，２２２Ｂは、送信用の励振信号発生器１５０に接続されている。励振信号発生器１５０は、磁界発生器端子２２２Ａに時間的に変化する励振信号を供給する。これにより、端子２２２Ａから磁界発生器２２２を通って端子２２２Ｂに時間的に変化する電流が流れる。
これに応じて、第一の磁界発生器部分２２３Ａは、その磁界発生器部分２２３Ａの内側で図１の紙面から立ち上がって、磁界発生器部分２２３Ａが作るループの外側で図１の紙面に降りる一次磁界を発生する。これに対して、第二の磁界発生器部分２２３Ｂは、その磁界発生器部分２２３Ｂが作るループの外側で図１の紙面から立ち上がって、磁界発生器部分２２３Ｂが作るループの内側で図１の紙面に降りる一次磁界を発生する。これによって、結合ループ２１２及び２１６には磁界変化を打ち消すように電流が誘導される。
【００１６】
即ち、結合ループの第一の部分２１３，２１７に流れる誘導電流は、それぞれ磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂの対応する近接部分に流れる電流と逆方向となる。スケールの中心にある第二の部分２１４と２１８の隣接するものには、逆極性のループ電流が流れる。これにより、スケールの中心に沿って逆極性の磁界部分が周期的に分布するように二次磁界が発生される。周期的な二次磁界の波長λは、連続する第二の部分２１４（又は２１８）の間の間隔に等しい。
【００１７】
さらに、前記スケール２１０及び読み出しヘッド２２０に対し、前記一次及び二次磁界の磁束の強度を維持し、外部への漏れ磁束を低減させるために、前記高透磁率物質を配置するが、同物質の配置位置及び配置の効果の詳細については後述する。
【００１８】
次に、読み出しヘッド２２０は、磁束センサとして、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６を有する。第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６はそれぞれ、読み出しヘッド２２０を構成するプリント回路基板の絶縁層の両側に形成された複数の正弦波形の一部をなす導体セグメント２２８及び２２９により形成される。
セグメント２２８と２２９は貫通配線２３０を介して連結されて、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６のそれぞれにおいて交互に正極性ループ２３２と負極性ループ２３４を形成する。即ち、隣接する正極性ループ２３２と負極性ループ２３４の対で測定軸方向に一波長λとなり、且つ第一の磁束センサ２２４と第二の磁束センサ２２６の間にλ／４の位相ズレを持つように、空間的に幅が変調された周期的パターンの誘導性領域が配列形成されたことになる。第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６は読み出しヘッド２２０の中心に第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂに挟まれて、測定軸に直交する方向に幅ｄ２を持って配置されている。
【００１９】
磁界発生器ループから磁束センサループへの無駄な結合（位置及びスケールに依存しない）はこの様な構成によって避けられる。即ち、第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａおよび２２３Ｂにより発生される一次磁界は、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６の近くで逆方向を向く。従って、一次磁界は、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６の占有領域内で互いに打ち消し合う。理想的には、一次磁界はこの領域で完全に打ち消されるようにする。
【００２０】
第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６は、第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａ及び２２３Ｂの内側部分との間に等しく間隔ｄ３のスペースが設けられている。従って第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａおよび２２３Ｂにより、読み出しヘッド２２０の第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６に占有される領域にそれぞれ発生される磁界は、対称的で逆になる。直接の誘導作用はこれにより効果的に相殺される。即ち、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６に、第一及び第二の磁界発生器部分２２３Ａおよび２２３Ｂとの無駄な直接結合により誘導される電圧は、第一に、磁界発生器を磁束センサから離れた位置に配置することによってある限度まで低減される。第二には、対称的設計により、無駄な結合がゼロまで低減される。
【００２１】
複数の第一の結合ループ２１２は、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６の波長λと同じピッチで配列される。また、第一の部分２１３は、隣接するもの同士の絶縁スペース２０１を確保しながら、測定軸１１４方向に可能な限り波長λに近い長さを持たせる。更に第一の部分２１３は、測定軸１１４と直交する方向に幅ｄ１を与える。
同様に、複数の第二の結合ループ２１６も波長λと等しいピッチで配列される。第一の部分２１７は、隣接するもの同士の絶縁スペース２０１を確保しながら、測定軸１１４方向に可能な限り波長λに近い長さを持たせ、また測定軸１１４と直交する方向に幅ｄ１を与える。
【００２２】
第一及び第二の結合ループ２１２及び２１６の第二の部分２１４及び２１８もまた、波長λと等しいピッチで配列される。ただし、第二の部分２１４及び２１８の測定軸１１４方向の長さは、波長λの１／２にできるだけ近い値に設定される。第二の部分２１２及び２１６の隣接対の間には図示のように絶縁スペース２０２が設けられる。こうして、第一及び第二の結合ループ２１２及び２１６の第二の部分２１４及び２１８は、スケール２１０の長手方向にインターリーブされる。また第二の部分２１４及び２１８は、測定軸１１４と直交する方向に幅ｄ２を持つ。
【００２３】
第二の部分２１４及び２１８は、それぞれ対応する第一の部分２１３及び２１７との間にｄ３なる間隔が設けられている。従って、読み出しヘッド２２０がスケール２１０に近接配置された時、第一の磁界発生器部分２２３Ａは第一の結合ループ２１２の第一の部分２１３と並ぶ。第二の磁界発生器部分２２３Ｂは、第二の結合ループ２１６の第一の部分２１７と並ぶ。第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６は、第一及び第二の結合ループ２１２及び２１６の第二の部分２１４及び２１８と並ぶ。
本実施例では、スケール２１０及び読み出しヘッド２２０にプリント回路基板を用いて、磁界発生器と磁束センサ及び結合ループをプリント回路基板プロセスで形成している。
【００２４】
測定動作においては、励振信号発生器１５０から時間的に変化する励振信号が磁界発生器端子２２２Ａに与えられる。これにより、第一の磁界発生器部分２２３Ａは、第一の方向の第一の変動磁界を発生し、第二の磁界発生器部分２２３Ｂは第一の方向と反対の第二の方向の第二の変動磁界を発生する。第二の変動磁界は、第一の磁界発生器部分２２３Ａにより発生される第一の変動磁界と等しい磁界強度を持つ。
【００２５】
複数の第一の結合ループ２１２は、第一の磁界発生器部分２２３Ａにより発生される第一の磁界によって第一の磁界発生器部分２２３Ａと誘導的に結合される。これにより、第一の結合ループ２１２のそれぞれに誘導電流が時計回りに流れる。同時に、複数の第二の結合ループ２１６は第二の磁界発生器部分２２３Ｂにより発生される第二の磁界により第二の磁界発生器部分２２３Ｂに誘導的に結合される。これは第二の結合ループ２１６のそれぞれに反時計回りの電流を誘導する。即ち、結合ループ２１２及び２１６の第二の部分２１４及び２１８を通って反対方向に電流が流れる。
【００２６】
第一の結合ループ２１２の第二の部分２１４に流れる時計回りの電流は、第二の部分２１４内で図１の紙面に降りる方向に第三の磁界を発生させる。第二の結合ループ２１６の第二の部分２１８に流れる反時計回りの電流は第二の部分２１８内で図１の紙面から立ち上がる方向に第四の磁界を発生させる。これにより、測定軸１１４に沿って正味の変動磁界が形成される。この変動磁界は第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６の波長λと等しい波長を持つ。
【００２７】
従って、第一の磁束センサ２２４の正極性ループ２３２が第二の部分２１４，２１８の一方と合致した時、第一の磁束センサ２２４の負極性ループ２３４は第二の部分２１４，２１８の他方に合致する。これは、第二の磁束センサ２２６の正極性ループ２３２と負極性ループ２３４が第二の部分２１４，２１８と合致する場合も同様である。第二の部分２１４及び２１８により発生される変動磁界は、第一及び第二の磁束センサ２１４及び２１６の空間変調と同じ波長で空間的に変調されるから、正及び負極性のループ２３２及び２３４に第二の部分２１４と合致した時に発生される誘導起電力（ＥＭＦ）は等しく、且つこれらが第二の部分２１８と合致したときに発生されるＥＭＦとは逆となる。
【００２８】
こうして、正極性ループ２３２の正味の出力は、読み出しヘッド２２０がスケール２１０に対して相対移動することにより、読み出しヘッドのスケールに沿った位置“ｘ”の正弦波状関数となり、無駄な結合による出力信号のオフセット成分は名目上ゼロとなる。同様に、負極性ループ２３４の正味の出力も、読み出しヘッド２２０がスケール２１０に対して相対移動することにより、読み出しヘッドのスケールに沿った位置“ｘ”の正弦波状関数となり、無駄な結合による出力信号のオフセット成分は名目上ゼロとなる。正極性ループ２３２及び負極性ループ２３４からのＥＭＦ寄与は同相である。
【００２９】
第一の磁束センサ２２４により位置ｘの関数として得られて受信信号処理回路１４０に送られる出力信号は、第二の磁束センサ２２６により位置ｘの関数として得られて受信信号処理回路１４０に送られる出力信号に対して、９０°位相がずれる。
受信信号処理回路１４０は第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６からの出力信号を取り込んでサンプリングし、これをディジタル値に変換してコントロールユニット１６０に送る。コントロールユニット１６０は、ディジタル化された出力信号を処理して読み出しヘッド２２０とスケール２１０の間の相対位置ｘを波長λの範囲内で決定する。
【００３０】
貫通配線の配置を適当に変えて、正極性ループ２３２または負極性ループ２３４の一方を、測定軸と直交する方向に幅ゼロとする（効果的には隣接ループ間の単純な導体要素となる）ことができることも認識すべきである。この場合、第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６は単極性の磁束受信部となり、外部磁界に対する感度が増大し、出力信号振幅は（ループ領域の削減の結果）先の実施例の場合の１／２になる。
しかしこの設計変更は、いくつかの利益をもたらす。ループを介しての無駄な磁束は、対称的な磁界発生器構成の結果として、名目上ゼロに保たれる。磁束センサ２２４及び２２６からの出力信号はやはり、ゼロオフセットで正の極大値と負の極小値の間でスイングする。与えられた測定レンジについて、単位変位当たりの出力信号変化の度合いは、スケール要素と磁束センサの相補的な周期構造の故に、非常に高い。
【００３１】
第一及び第二の磁束センサ２２４及び２２６の出力の性質に基づいて、コントロールユニット１６０は、読み出しヘッド２２０とスケール２１０の間の相対移動の方向を決定することができる。コントロールユニット１６０は、通過する波長λの一部又は全“インクリメント”をカウントする。コントロールユニット１６０はその数及び波長λ内の相対位置を用いて、読み出しヘッド２２０とスケール２１０の間のある原点からの相対位置を出力する。
また、コントロールユニット１６０は送信用励振信号発生器１５０に制御信号を送って時間的に変化する励振信号を発生させる。
【００３２】
図２は、本実施例における、前記スケール２１０と読み出しヘッド２２０の位置関係を示す概略図である。ここでは簡略化するために、装置を測定軸１１４と直交する平面でスライスして表示している。
測定軸方向に延びるビーム３１は、スライダ３２を摺動自在に支持している。スケール２１０はビーム３１に配置され、読み出しヘッド２２０はスライダ３２にスケール２１０と対向するように配置されている。
図３（ａ）は、前記スケール２１０と読み出しヘッド２２０の、図２におけるＡ方向から見た断面を、それらを支持する要素と共に示している。なお、同図（ｂ）は比較のために示した従来例である。
ビーム３１及びスライダ３２は、例えば磁性ステンレスで構成されている。読み出しヘッド２２０のスケール２１０側と反対側の面には、高透磁率物質３３が積層されている。高透磁率物質３３は、高透磁率磁性粉と樹脂とを混合させた高透磁率樹脂を使用することができる。この場合、読み出しヘッド２２０の高透磁率樹脂の積層面にＩＣが実装されていても、樹脂の流し込みにより高透磁率物質３３を形成することができる。勿論、ＩＣ等が実装されていなければ通常の磁性体の板やテープ等を読み出しヘッド２２０の積層面に接着しても良い。
このように読み出しヘッド２２０の上面に高透磁率物質３３を配置することにより、同図（ａ）に示すように、磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂで発生した磁束３４のうち、磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂよりも図中上側に位置する磁束の殆どが磁気抵抗の小さい高透磁率物質３３を通過する。このため、磁束３４の外部への漏れや分散を抑えて、磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂで発生した磁束を結合ループ２１２，２１６の第一の部分２１３，２１７に集中させることができ、磁気回路の磁気抵抗も減少するので、磁束センサ２３２，２３４で得られる受信信号の強度も高めることができる。
【００３３】
これに対し、同図（ｂ）に示した従来の誘導型位置検出装置においては、読み出しヘッド２２０表面にはなんらの磁性体も接続されておらず、さらにスライダ３２の内枠は磁性金属により構成されているために、磁束３４の流れは、読み出しヘッド２２０の表面を無駄なく貫通する閉磁路を形成し得ず、磁束３４は読み出しヘッド２２０の上方部分へ拡散してしまう。その結果、磁界発生器部分２２３Ａ，２２３Ｂによる磁束は、結合ループ２１２，２１６の第一の部分２１３，２１７に集中しなくなり、漏れ磁束によって損失が発生する。このことは、結合ループ２１２，２１６の第二の部分２１４，２１８が発生する第三，第四の磁界も弱くなることを意味する。更にこの第三，第四の磁界も読み出しヘッド２２０の上方部分で拡散するため、磁束センサ２３２，２３４への集中の効率を妨げられる。そのため、磁束センサ２３２，２３４の信号強度を充分に取れないこととなる。
【００３４】
図６ではスケール２１０における高透磁率物質の配置位置Ａ〜Ｉ、及びＡ'〜Ｉ'を示している。同図中、右側の図はそれぞれ左側のＳ−Ｓ'及びＴ−Ｔ'矢視断面図である。スケール２１０の一方の面の上に高透磁率物質Ａ，Ａ'，Ｄ，Ｄ'，Ｇ，Ｇ'が配置され、スケール２１０の他方の面の上に高透磁率物質Ｃ，Ｃ'，Ｆ，Ｉ，Ｉ'が配置され、スケール２１０の内部に高透磁率物質Ｂ，Ｂ'，Ｈ，Ｈ'，Ｅが配置される。
なお、このスケール２１０は、図７に示すように、第一の部材である読み出しヘッド２２０側に磁界発生器２２２，磁束センサ２２４が一組ずつ備えられており、第二の部材であるスケール２１０側には結合ループ２１２が複数備えられている誘導型位置検出装置に適用されるものである。図６に示す高透磁率物質配置を図１に示す誘導型位置検出装置に適用してもよい。
前記高透磁率物質の配置位置は、図中矢印で示すように、信号としての磁束が通過するのに理想的と思われる経路上に配置することが望ましい。
上記の理由から、ここではスケール基材４１の内部、表面又は裏面上の各結合ループ２１２に対応させて、高透磁率物質が存在することを特徴としている。特にＡ，Ｂ，Ｃ、及びＡ'，Ｂ'，Ｃ'はそれぞれ第一の部分２１３及び第二の部分２１４の軸芯の延長上に配置されている。
また、Ｄは一つの高透磁率物質のパターンで一つの第一の部分２１３を覆うようにした例、Ｄ'は一つの高透磁率物質のパターンで一つの第二の部分２１４を覆うようにした例、Ｅ、Ｆは一つの高透磁率物質のパターンで一つの結合ループ２１２を覆うようにした例、Ｉ、Ｈは一つの高透磁率物質のパターンで複数の結合ループ２１２の第一の部分２１３を覆うようにした例、Ｉ'、Ｈ'は一つの高透磁率物質のパターンで複数の結合ループ２１２の第二の部分２１４を覆うようにした例を示している。
高透磁率物質の配置はこれらの配置位置Ａ〜Ｉ、及びＡ'〜Ｉ'のどの位置でも良く、配置位置の組み合わせも装置の設計仕様等の制約に応じて何れの配置位置同士を組み合わせても良い。
なお、高透磁率物質の配置による信号強度の強化、及び漏れ磁束の低減の効果を充分なものとするには、前記配置位置は多いほど良い。
【００３５】
また、以上の実施例では、磁界発生器２２２と磁束センサ２２４とを読み出しヘッド２２０に配置すると共に、結合ループ２１２をスケール２１０に形成したが、図８に示すように、磁束センサ２２４をスケール２１０側に形成し、結合ループ２１２を読み出しヘッド２２０側に設けることもできる。この場合、磁束センサ２２４は所定の周期で交差する波形パターンであり、磁界発生器２２２は、結合ループ２１２の第二の部分２１４を覆うように形成された矩形状のパターンとなる。
このように構成された誘導型位置検出装置においても、本発明を適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、磁界発生器と磁束センサの間に効率的な閉磁路を形成し、有害な漏れ磁束の発生を低減し、さらに外部磁界による影響を防ぐことで、信号強度を向上させることができ、より高精度な測定を実現する誘導型位置検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る誘導型位置検出装置を示す図である。
【図２】同誘導型位置検出装置の一部を切断した斜視図である。
【図３】図２の矢印Ａからみた断面図と比較のために示した従来装置の断面図である。
【図４】
【図５】
【図６】本発明の更に他の実施例に係る装置のスケールを示す平面図及び断面図である。
【図７】同装置の要部を示す斜視図である。
【図８】本発明の更に他の実施例に係る装置の要部を示す斜視図である。
【図９】
【符号の説明】
２００…誘導型位置検出装置、２０１，２０２…絶縁スペース、２１０…スケール、２１２，２１６…第一及び第二の結合ループ、２１３，２１７…第一の部分、２１４，２１８…第二の部分、２１５，２１９…接続導体、１１４…測定軸、２２０…読み出しヘッド、２２２…磁界発生器、２２２Ａ，２２２Ｂ…磁界発生器２２２の端子、２２３Ａ，２２３Ｂ…第一及び第二の磁界発生器部分、２２４，２２６…第一及び第二の磁束センサ、２２８，２２９…導体セグメント、２３０…貫通配線、２３２…正極性ループ、２５４…負極性ループ、１５０…送信用励振信号発生器、１４０…受信信号処理回路、１６０…制御ユニット、３１…ビーム、３２…スライダ、３４…磁束、３３，３５…高透磁率物質、３６・・・スライダ内枠、３７・・・スライダ外枠、４１…スケール基材、Ａ〜Ｉ,Ａ'〜Ｉ'…高透磁率物質配置位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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