(57)【要約】【課題】  センサホルダの感磁面が形成された面を基準にした場合でも、感磁面を高い精度で所定の位置に所定の姿勢で配置可能な磁気センサ装置を提供すること。【解決手段】  ヘッド５と磁気スケール３とを有する磁気センサ装置１において、磁気抵抗素子によって感磁面５０が形成されているセンサホルダ６の底面５５では、感磁面５０が形成されている中央領域のみがその周辺領域よりも部分的に突き出た平坦な基準面５６になっている。このような狭い基準面５６であれば、高い平面精度を確保できるので、基準面５６を基準にヘッド５および感磁面５０の磁気スケール３との隙間や姿勢を設定すれば、高い精度でその設定を行うことができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感磁面を構成する磁気抵抗素子がセンサホルダに保持されたヘッドと、該ヘッドとの相対移動方向に沿ってＳ極およびＮ極が交互に配列され、前記感磁面に対向配置された磁気スケールとを有する磁気センサ装置において、
前記センサホルダの前記感磁面が形成された面には、該面での前記感磁面の高さ位置を示す基準面が他の領域よりも部分的に突出した領域として構成されていることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、当該感磁面を含む領域が前記基準面として周辺領域から突出していることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項３】
請求項２において、前記基準面には前記磁気抵抗素子を露出させる開口が形成され、
前記開口の内側には、前記感磁面と前記基準面が同一の高さ位置となるように前記磁気抵抗素子が配置されていることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項４】
請求項１において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、当該感磁面を避けた周辺領域に前記基準面が形成されていることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、前記基準面のみに機械加工が施されていることを特徴とする磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や実装装置において可動部等の移動位置などを検出するために用いられる磁気センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気式リニアエンコーダなどの磁気センサ装置では、感磁面を構成する磁気抵抗素子を搭載したヘッドと、ヘッドとの相対移動方向に沿ってＳ極およびＮ極が交互に配列され磁気スケールとを対向配置させ、ヘッドと磁気スケールの相対移動を磁気的に検出して、その移動位置や移動速度などを検出する（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、磁気抵抗素子は、アルミニウムダイカスト品や樹脂成形品、あるいは機械加工品からなるセンサホルダに保持されている。また、磁気抵抗素子によって構成された感磁面については、磁気スケールと一定の隙間を介し、かつ、磁気スケールに対して傾くことなく配置する必要があるので、センサホルダの底面と感磁面が同一面内に位置するようにし、センサホルダの底面全体を基準面にしてセンサホルダ（感磁面）の位置や姿勢を調整している。
【特許文献１】特開平７−１９８３６５号公報
【特許文献２】特開昭５８−６６００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、センサホルダをアルミニウムダイカスト品や樹脂成形品、あるいは機械加工品から構成した場合、感磁面に対する基準面となるべきセンサホルダの底面全体に平面精度を確保するのが困難である。このため、センサホルダの底面全体を基準面にしてセンサホルダや感磁面の位置や姿勢を調整すると、磁気スケールとの隙間寸法に大きな誤差が発生し、また感磁面に傾きが発生するという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、センサホルダの感磁面が形成された面を基準にした場合でも、感磁面を高い精度で所定の位置に所定の姿勢で配置可能な磁気センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、感磁面を構成する磁気抵抗素子がセンサホルダに保持されたヘッドと、該ヘッドとの相対移動方向に沿ってＳ極およびＮ極が交互に配列され、前記感磁面に対向配置された磁気スケールとを有する磁気センサ装置において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面には、該面での前記感磁面の高さ位置を示す基準面が他の領域よりも部分的に突出した領域として構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、感磁面に対する基準面が、感磁面が形成された面全体ではなく、その一部の領域であり、このような一部の領域であれば、高い平面精度を確保することも容易である。従って、本発明によれば、平面精度が高い基準面をセンサホルダに形成することができるので、この基準面に基づいて、感磁面の位置や姿勢を設定すれば、感磁面を高い精度で所定の位置に所定の姿勢で配置できる。
【０００８】
本発明において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、例えば、当該感磁面を含む領域が前記基準面として周辺領域から突出している。
【０００９】
この場合、前記基準面には前記磁気抵抗素子を露出させる開口が形成され、前記開口の内側には、前記感磁面と前記基準面が同一の高さ位置となるように前記磁気抵抗素子が配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、当該感磁面を避けた周辺領域に前記基準面が形成されている構成であってもよい。このように構成すると、突部からなる基準面が周辺領域に形成されているので、センサホルダの感磁面が形成された面を接置面として、センサホルダをテーブルなどの上に置いた場合に、センサホルダは傾くことなく安定した状態にテーブル上に載置されるという利点がある。
【００１１】
本発明において、前記センサホルダの前記感磁面が形成された面では、前記基準面のみに機械加工が施されていることが好ましい。このように構成すると、基準面の平面精度を向上できる。また、基準面は一部領域のみに形成されているので、面全体を機械加工する場合と違って、加工作業に要する時間が短い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る磁気センサ装置のヘッドでは、感磁面に対する基準面が、感磁面が形成された面の一部の領域であり、このような一部の領域であれば、高い平面精度を確保することも容易である。従って、本発明によれば、平面精度が高い基準面をセンサホルダに形成することができるので、この基準面に基づいて、感磁面の位置や姿勢を設定すれば、感磁面を高い精度で所定の位置に所定の姿勢で配置できる。それ故、検出感度の高い磁気センサ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
［磁気センサ装置の構成］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）の説明図である。なお、以下の説明において、直交する３方向のうち、磁気スケールの幅方向をＸ方向、磁気スケールの長さ方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。
【００１５】
図１において、本形態の磁気センサ装置１は、磁気式リニアエンコーダであり、磁気抵抗素子によって感磁面が底面に形成されたヘッド５と、このヘッド５の感磁面に対向する磁気スケール３とを有している。磁気スケール３には、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相などの着磁が施されており、長さ方向（移動方向）に沿ってＮ極とＳ極が交互に配列されている。このような磁気センサ装置１では、移動テーブルなどの可動体の側に磁気スケール３を直線的に配置する一方、磁気スケール３に対向するようにヘッド５を配置しておき、ヘッド５からの出力信号に基づいて、移動テーブルの移動位置や移動速度などを検出する。
【００１６】
（ヘッド５の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置に用いたヘッドを、感磁面を備えた底面の側からみた説明図である。図３（ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置におけるヘッドと磁気スケールとの位置関係を示す説明図、およびヘッドの右側面図である。
【００１７】
図１、図２（ａ）、（ｂ）、および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッド５は、略直方体形状の枡状のアルミニウムダイカスト品からなるセンサホルダ６と、このセンサホルダ６の右側開口を覆う矩形のカバー６１と、センサホルダ６内に接続されたケーブル７とを備えている。センサホルダ６には、その背面にケーブル挿入穴６７が形成され、正面にもケーブル挿入穴として利用可能な穴６８が形成されている。このため、センサホルダ６のいずれの側からケーブル７を引き出す場合でも、共通のセンサホルダ６を用いることができる。
【００１８】
センサホルダ６において、磁気スケール３と対向する底面５５には、開口５７が形成されており、この開口５７に磁気抵抗素子１０を配置することにより、磁気抵抗素子１０の外側の面で感磁面５０が構成される。
【００１９】
また、本形態では、センサホルダ６の底面５５には、感磁面５０が形成されている中央領域のみがその周辺領域よりも０．２ｍｍ〜１．０ｍｍだけ部分的に突き出た平坦な基準面５６になっており、この基準面５６は、底面５５全体の面積の約１／２倍程度である。ここで、磁気抵抗素子１０の外側の面（感磁面５０）は、センサホルダ６の基準面５６と同一の平面上に位置しており、基準面５６は、底面５５での感磁面５０の高さ位置を示している。
【００２０】
（ヘッド５の組み立て方法および位置調整方法）
このような構成のヘッド５を組み立てる際には、まず、可撓性基板（図示せず）が接続された磁気抵抗素子１０を開口５７に配置するとともに、磁気抵抗素子１０の裏面側を接着剤でセンサホルダ６に固定する。その際、磁気抵抗素子１０の外側の面（感磁面５０）が基準面５６と同一の高さ位置になるように磁気抵抗素子１０の位置を調整する。次に、開口５７において磁気抵抗素子１０の周りを封止剤９１で埋めて、磁気抵抗素子１０をセンサホルダ６に固定する。次に、可撓性基板を回路基板（図示せず）に接続するなどの作業を行った後、ケーブル７をケーブル挿入穴６７からセンサホルダ６内に挿入して、ケーブル７を回路基板に接続する。しかる後には、センサホルダ６の開口を覆うようにカバー６１を取り付ける。このようにしてヘッド５が完成する。
【００２１】
このように構成したヘッド５については、感磁面５０が形成された底面５５を磁気スケール３に対して正確に対向させる必要がある。そこで、本形態では、図１に示すようにヘッド５と磁気スケール３とを配置する際、ヘッド５の底面５５のうち、基準面５６を磁気スケール３の上面に接触させてヘッド５の基準姿勢を決めた後、そのまま、ヘッド５を磁気スケール３から所定の寸法だけ浮かせ、ヘッド５の位置および姿勢を決める。その結果、基準面５６を基準に感磁面５０の位置および姿勢が決まることになる。
【００２２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ヘッド５の底面５５では、感磁面５０を含む中央領域が基準面５６として、その周辺領域よりも０．２ｍｍ〜１．０ｍｍだけ突き出た面になっており、この基準面５６の面積は、底面５５全体の面積の約１／２しかなく狭い。従って、アルミニウムダイカストによってセンサホルダ６を製作する際、この基準面５６だけのように狭い領域であれば高い平面精度を確保することができる。また、アルミニウムダイカストによってセンサホルダ６を製作した後、この基準面５６のみを機械加工して、基準面５６に高い平面精度を確保することも容易である。すなわち、ヘッド５の底面５５のうち、感磁面５０が形成されている底面中央領域のみが基準面５６になっているので、機械加工などを施す領域が狭く、加工時間が短くて済む。
【００２３】
それ故、本形態によれば、ヘッド５の底面５５を磁気スケール３の上面に接触させて基準姿勢を決める際、平面精度の高い基準面５６のみが磁気スケール３の上面に接触するので、基準面５６全体が磁気スケール３に確実に密接し、ヘッド５の姿勢を正確に出すことができる。従って、ヘッド５をこの姿勢のまま所定の寸法だけ浮かせれば、感磁面５０と磁気スケール３との隙間寸法や姿勢についても高い精度で設定することができるので、感度の高い磁気センサ装置１を構成できる。
【００２４】
さらに、感磁面５０（基準面５６）がセンサホルダ６の底面５５から突き出た位置にあるため、ヘッド５を磁気スケール３に対向させた状態で、ヘッド５と磁気スケール３との隙間を覗き込んで、感磁面５０の状態を確認することもできる。
【００２５】
［他の実施の形態］
なお、上記形態では、センサホルダ６の底面５５において、感磁面５０を含む底面５５の中央領域がその周辺領域よりも部分的に突き出た基準面５６になっていたが、図４に示すように、センサホルダ６の底面５５において、感磁面５０を避けた周辺領域に基準面５９が形成されている構成であってもよい。すなわち、図４に示す例では、センサホルダ６の底面５５には開口５７が形成されており、この開口５７に磁気抵抗素子１０を配置し、封止剤９１で固定することにより、磁気抵抗素子１０の外側の面で感磁面５０が構成されている。
【００２６】
また、センサホルダ６の底面５５には、感磁面５０を挟む両側に２本の基準面５９が形成されており、この基準面５９は、その他の領域よりも０．２ｍｍ〜１．０ｍｍだけ部分的に突き出ている。ここで、磁気抵抗素子１０の外側の面（感磁面５０）は、センサホルダ６の底面５５と同一の平面上に位置している一方、基準面５９の底面５５からの突出寸法が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍのいずれかの値に設定されている。このため、基準面５９は、底面５５での感磁面５０の高さ位置を示している。
【００２７】
このように構成した場合も、アルミニウムダイカストによってセンサホルダ６を製作する際、基準面５９だけであれば、その領域が狭いので、基準面５９に高い平面精度を確保することができる。また、アルミニウムダイカストによってセンサホルダ６を製作した後、この基準面５９のみを機械加工して基準面５９に高い平面精度を確保する場合でも、機械加工すべき面積が狭いので、加工時間が短くて済む。
【００２８】
それ故、本形態によれば、センサホルダ６が平面精度の高い基準面５９を備えているので、ヘッド５の底面５５を磁気スケール３の上面に接触させて基準姿勢を決める際、平面精度の高い基準面５９のみが磁気スケール３の上面に接触する。従って、基準面５９全体が磁気スケール３に密接し、ヘッド５の姿勢を正確に出すことができる。従って、ヘッド５をこの姿勢のまま所定の寸法だけ浮かせれば、感磁面５０と磁気スケール３との隙間寸法や姿勢についても高い精度で設定することができるので、感度の高い磁気センサ装置１を構成できる。
【００２９】
また、基準面５９がセンサホルダ６の底面５５から突き出た位置にあるため、ヘッド５を磁気スケール３に対向させた状態で、ヘッド５と磁気スケール３との隙間を覗き込んで、感磁面５０の状態を確認することもできる。
【００３０】
さらにまた、センサホルダ６の感磁面５０が形成されている底面５５を接置面として、センサホルダ６をテーブルなどの上に置いた場合に、センサホルダ６は傾くことなく安定した状態にテーブル上に載置されるという利点がある。
【００３１】
なお、上記形態では、センサホルダ６をアルミニウムダイカスト品で構成した場合を説明したが、センサホルダ６を樹脂成形品あるいは機械加工品から構成した場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）の説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置に用いたヘッドを、感磁面を備えた底面の側からみた説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置におけるヘッドと磁気スケールとの位置関係を示す説明図、およびヘッドの右側面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した磁気センサ装置に用いた別のヘッドと磁気スケールとの位置関係を示す説明図、およびヘッドの右側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）
３  磁気スケール
５  ヘッド
６  センサホルダ
７  ケーブル
１０  磁気抵抗素子
５０  感磁面
５５  ヘッドの底面
５６、５９  基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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