(57)【要約】  【課題】リニアスケールの小型化を図りつつ、磁気スケールとしての機能を良好に維持可能とする。  【解決手段】細長状に延在するリニアガイドレール１２のスケールを形成すべき一端面上に、膜状磁性層２１を全面またはパターン状にて一体的に設け、その膜状磁性層２１に対して異なる磁極を長手方向に沿って交互に着磁したことにより、リニアガイドレール１２自体を磁石素材で形成することをなくして従来のような帯磁現象を大幅に抑制したもの。  【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長状に延在するリニアガイドレールの延在方向に沿って、異なる磁極が交互に着磁された磁気スケールが前記リニアガイドレールと一体化されて設けられた磁気リニアスケールにおいて、
前記リニアガイドレールの長手方向に沿って延びる一端面上に、膜状磁性層が、前記リニアガイドレールと一体化して設けられ、
その膜状磁性層に対して、異なる磁極が長手方向に沿って交互に着磁されていることを特徴とする磁気リニアスケール。
【請求項２】
前記膜状磁性層は、前記リニアガイドレールの一端面の全面、または特定のパターン状をなして設けられていることを特徴とする請求項１記載のリニアスケール。
【請求項３】
前記膜状磁性層は、バインダーに磁性粉を分散させたペースト状磁性体を前記リニアガイドレールの一端面上に厚膜印刷して焼成されたものからなることを特徴とする請求項１記載のリニアスケール。
【請求項４】
前記リニアガイドレールが、非磁性部材から形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアスケール。
【請求項５】
前記膜状磁性層が、希土類磁石材、またはそのナノコンポジット材料およびハイブリッド材料を含む材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータなどに用いられるリニアスケールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニアスケールは、リニアモータなどの可動部材又は固定部材のいずれかに取り付けられるものであって、例えばエンコーダの機能を果たすものとして採用されているが、近年になって、リニアガイドレールと磁気スケールとを一体化することにより、小型化及び低コスト化を図ったリニアスケールの提案が行われている。具体的には、リニアガイドレール自体を、例えばＭｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石、あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石により形成することによって、磁気スケールとの一体化が図られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特願平７−２１３０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このようなリニアガイドレールと磁気スケールとを一体化することにより小型化を図ったリニアスケールは、リニアモータに使用された場合などにおいてモータ駆動用の永久磁石の近傍に沿って配置されることが多く、その近傍に配置されたモータ駆動用磁石により形成される磁界に対応して全体が磁化されてしまい、磁気スケールとしての機能が阻害されるなどの問題を生じるおそれがある。
【０００５】
また、リニアガイドレールの滑動面の仕上げを切削加工や研削加工で行う場合に、リニアガイドレールが帯磁されてしまったり、スライダーとの間の摺動によって磁化されてしまうこともあり、上述したのと同様な問題を招来することがある。このように、リニアガイドレール自体を磁石素材で形成することには根本的な問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、小型化を可能としつつも良好なスケール機能を有するリニアスケールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の請求項１にかかるリニアスケールでは、細長状に延在するリニアガイドレールの長手方向に沿って延びる一端面上に、膜状磁性層が、前記リニアガイドレールと一体化して設けられ、その膜状磁性層に対して、異なる磁極が長手方向に沿って交互に着磁されている。
このような構成を有する請求項１にかかるリニアスケールによれば、リニアガイドレール自体を磁石素材で形成することがないために、従来のような帯磁現象が大幅に抑制されるようになっている。
【０００８】
また、本発明の請求項２にかかるリニアスケールでは、上記請求項１における膜状磁性層が、リニアガイドレールの一端面の全面または特定のパターン状をなすように設けられている。
このような構成を有する請求項２にかかるリニアスケールのように、膜状磁性層は、必要に応じて、リニアガイドレールの一端面の全面または特定のパターン状のいずれの構造によっても形成することが可能であって、特にパターン状とした場合には、膜状磁性層の材料の使用量が低減されることから低廉なものとなる。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３にかかるリニアスケールでは、上記請求項１における膜状磁性層が、バインダーに磁性粉を分散させたペースト状磁性体をリニアガイドレールの一端面上に厚膜印刷して焼成されたものからなる。
このような構成を有する請求項３にかかるリニアスケールによれば、印刷工程によって膜状磁性層が極めて迅速かつ容易に形成されることとなる。
【００１０】
さらにまた、本発明の請求項４にかかるリニアスケールでは、上記請求項１におけるリニアガイドレールが非磁性部材から形成されている。
このような構成を有する請求項４にかかるリニアスケールによれば、リニアガイドレールの非磁性によって従来のような帯磁現象がほとんど生じることがなくなる。
【００１１】
また、本発明の請求項５にかかるリニアスケールでは、上記請求項１における膜状磁性層が希土類磁石材、またはそのナノコンポジット材料およびハイブリッド材料を含む材料から形成されている。
このような構成を有する請求項４にかかるリニアスケールによれば、高精度なスケール機能が良好に得られる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、本発明の請求項１にかかるリニアスケールは、細長状に延在するリニアガイドレールの一端面上に膜状磁性層を一体的に設け、その膜状磁性層に対して異なる磁極を長手方向に沿って交互に着磁したことにより、リニアガイドレール自体を磁石素材で形成することをなくして従来のような帯磁現象を大幅に抑制したものであるから、リニアスケールの小型化を図りつつ、磁気スケールの機能を良好に維持することができ、信頼性を向上させることができる。
また、リニアガイドレールに対して、従来のような磁気スケールを取り付けるための溝を設ける必要がなくなるため、レール剛性が向上して直動精度が向上する効果も得られる。
【００１３】
また、本発明の請求項２にかかるリニアスケールは、上記請求項１における膜状磁性層を必要に応じて、リニアガイドレールの一端面の全面または特定のパターン状をなすように設けるようにしたものであるから、上述した効果に加えて、設計の自由度を向上させることができ、特に膜状磁性層をパターン状とした場合には、使用量の低減によって低コスト化を図ることができる。
【００１４】
さらに、本発明の請求項３にかかるリニアスケールは、上記請求項１における膜状磁性層を、バインダーに磁性粉を分散させたペースト状磁性体をリニアガイドレールの一端面上に厚膜印刷して焼成することにより形成し、印刷工程によって膜状磁性層を極めて迅速かつ容易に形成可能としたものであるから、上述した効果に加えて、生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の請求項４にかかるリニアスケールは、上記請求項１におけるリニアガイドレールを非磁性部材から形成して帯磁現象をほとんど生じないように構成したものであるから、上述した効果をさらに確実に得ることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５にかかるリニアスケールは、上記請求項１における膜状磁性層を、希土類磁石材またはそのナノコンポジット材料およびハイブリッド材料を含む材料から形成し、高精度なスケール機能を良好に得るように構成したものであるから、上述した効果に加えて、さらに性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１に示されているように、本発明にかかるリニアスケールを採用したリニアモータ１０の全体構造を説明すると、横断面略コの字状をなして一方向に延在する細長状のステータフレーム１１の一対の対向側壁面１１ａ，１１ａには、同じく細長状のステータコア（図示省略）が配置されている。
【００１８】
また、上記ステータフレーム１１の底面壁面１１ｂには、当該ステータフレーム１１の長手方向に沿って板状のリニアガイドレール１２が長尺状に延在するように取り付けられている。このリニアガイドレール１２の上端面における幅方向の略中央部分には、細長状の膜状磁性層からなる磁気スケール１３が一体的に設けられている。この磁気スケール１３は、Ｎ極及びＳ極の異なる磁極が長手方向に沿って微小ピッチで交互に着磁されたものであるが、詳細な構造については後述する。
【００１９】
また、上記リニアガイドレール１２には、該リニアガイドレール１２の両外端縁に跨るようにして、断面略コの状をなすスライダー１４が上記リニアガイドレール１２の延在方向に沿って往復移動自在に装着されている。上記スライダー１４には、図示を省略した電機子が組み付けられており、その電機子に通電することによって当該スライダー１４が往復駆動されるように構成されている。また、このスライダー１４の上面部に取り付けられたテーブル１５には、図示を省略した適宜のアクチュエータが固定されている。
【００２０】
さらに、上記スライダー１４の移動方向の一端側には、上記磁気スケール１３と近接対向するＭＲセンサユニット１６が連結されており、スライダー１４と一体的に往復移動するように構成されている。そして、そのＭＲセンサユニット１６からは、上記スライダー１４の移動位置又は速度に関する検出信号が発せられるようになっている。
【００２１】
ここで、上記磁気スケール１３は、図２にも示されているように、リニアガイドレール１２の上端面に設けられた細長状の膜状磁性層２１に着磁が施されたものであって、当該膜状磁性層２１は、必要に応じて、上記リニアガイドレール１２の上端面の全面、または図２中の破線で示したような特定のパターン状をなすようにして設けられる。
【００２２】
このとき、本実施形態におけるリニアガイドレール１２は、ＳＵＳ（ステンレス材）などの非磁性部材から形成されているとともに、上述した膜状磁性層２１は、樹脂等のバインダーに磁性粉を分散させたペースト状磁性体を、上記リニアガイドレール１２の上端面に厚膜印刷し、それを焼成したものから形成されており、そのときの磁性粉としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎなどの希土類磁石材、またはそれらのナノコンポジット材料およびハイブリッド材料を含む材料などが採用されている。
【００２３】
このような膜状磁性層２１を構成しているペースト状磁性体は、例えば図３に示されているように、まず磁石材の磁性粉（ステップ１）を適宜の粒径に粉砕した後に（ステップ２）、樹脂等のバインダーを混合して（ステップ３）、脱泡を行うことによって（ステップ４）形成される。そのときの実施例を挙げておくと、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂの急冷磁粉（ＭＱＩ社製など）を、不活性ガスを封入したボールミル内に投入し、約２００メッシュアンダー程度の磁粉平均粒径となるまで粉砕を行う。粉砕後には、シラン系やチタネート系などのカップリング剤を滴下し、さらにボールミルを回転させて、粉砕の表面をカップリング剤でコーティングする。そして、それを適度な粘度を有する液状熱硬化性樹脂のバインダーに入れて攪拌した後に真空で脱泡を行う。
【００２４】
さらに、このようにして得た磁性粉は、ペースト状の磁性体になされ、図４に示されているように、リニアガイドレール１２に対して（ステップ５）厚膜印刷される（ステップ６）。そして、それを焼成して加熱硬化させた後（ステップ７）、必要に応じて表面の平坦性を持たせるために表面を研削（研磨）し（ステップ８）、最後に、所定の波長（ピッチ）で着磁を行う（ステップ９）。
【００２５】
このように本実施形態においては、リニアガイドレール１２自体を磁石素材で形成することがないため、従来のような帯磁現象が大幅に抑制されることとなる。特に本実施形態では、リニアガイドレール１２が非磁性部材から形成されていることから、従来のような帯磁現象はほとんど生じるがない。
【００２６】
さらに、本実施形態では、膜状磁性層２１が印刷工程によって極めて迅速かつ容易に形成されるとともに、膜状磁性層２１を、希土類磁石材、またはそのナノコンポジット材料およびハイブリッド材料を含む材料から形成していることから、高精度なスケール機能が良好に得られるようになっている。
【００２７】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００２８】
例えば、本発明にかかるリニアスケールは、上述した実施形態におけるようなリニアモータ以外の多種多様な装置に対しても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上述べた本発明にかかるリニアスケールは、リニアモータなどのエンコーダを始めとして、各種リニア駆動装置の位置検出手段として採用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるリニアスケールを備えたリニアモータの一例を表した平面説明図である。
【図２】図１に示したリニアモータに用いられているリニアスケールの概略構造を表した外観斜視説明図である。
【図３】膜状磁性層のペースト状磁性体を製造する工程を表した説明図である。
【図４】膜状磁性層の印刷工程を表した説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  リニアモータ
１１  ステータフレーム
１２  リニアガイドレール
１３  磁気スケール
１４  スライダー
１５  テーブル
１６  ＭＲセンサユニット
２１  膜状磁性層２１
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005031019.tif 000005
【図４】
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