平面位置検出装置及びこれを適用した平面モータ
【課題】レゾルバ方式の位置検出機能を適切に組み合わせて異なる２方向の検出機能を実現する。
【解決手段】スケール部１０側に異なる２方向の位置検出を行うための固定側インダクトシン基板３，４を重畳させるなどして配置し、スケール部１０側に給電するように構成した上で、検出対象に付随するスライダ部２０に２方向への位置検出を行う可動側インダクトシン基板５，６を設けて位置検出を行うようにしたので、コイルパターンを小さくして分解能を容易に高めることができ、スライダ部２０側も軽量にして検出対象である作動体等の負荷となることも回避して、コンパクトかつ低コストで高性能の平面位置検出機能を実現することができる。
【解決手段】スケール部１０側に異なる２方向の位置検出を行うための固定側インダクトシン基板３，４を重畳させるなどして配置し、スケール部１０側に給電するように構成した上で、検出対象に付随するスライダ部２０に２方向への位置検出を行う可動側インダクトシン基板５，６を設けて位置検出を行うようにしたので、コイルパターンを小さくして分解能を容易に高めることができ、スライダ部２０側も軽量にして検出対象である作動体等の負荷となることも回避して、コンパクトかつ低コストで高性能の平面位置検出機能を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダがプラテン上でスライドする際の位置検出を行い、平面モータの位置決め等に利用するための平面位置検出装置及びこれを適用した平面モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の位置検出を行うものとして、特許文献１に示すものが知られている。このものは、レゾルバを用いてスライダの位置検出を行うべく、レゾルバのセンサ部２００は、コア２０１と、このコア２０１に巻かれたコイル２０２で構成される。センサ部２００はプラテン１０上に所定の空隙を介して配置される。コア２０１のプラテン１０との対向面には、プラテン１０の歯と同じピッチＰで磁極の歯が形成されている。
【０００３】
プラテン１０とコア２０１との間には、プラテン１０の歯とコア２０１の歯の相対位置に応じたインピーダンスＺが存在する。コイル２０２に励磁電圧として一定振幅の矩形電圧を入力するとコア２０１が励磁され、プラテン１０との間に磁気回路Ｂが形成される。この磁気回路ＢはインピーダンスＺにより影響を受けるため、結果としてコイル２０２の端子間電圧はプラテン１０とコア２０１の相対位置に応じて正弦波状に変化する。そこで、コイル２０２の端子間電圧を取り出し、その振幅を検出信号とする。
【０００４】
レゾルバは、このようなセンサ部２００を２個用意し、図２に示すようにプラテン１０に対する位相を９０°ずらして配置して構成する。センサ部２００の一方をｓｉｎ相、他方をｃｏｓ相とし、これらのセンサ部から得られる検出信号のアークタンジェントを取ることによって、レゾルバのプラテン１０に対する位相差、すなわちプラテン１０の歯に対する相対位置が求められる。なお、プラテン１０のどの歯に対する相対位置かは、検出信号が原点位置から繰り返す正弦波の山の数をカウントして求められる。これにより、原点位置を基準としてレゾルバの位置を精度よく検出できる。
【０００５】
同文献の図１２には、このような位置決め装置において、レゾルバをスライダ１のプラテン１０との対向面に埋設して設けた例が示されている。１ａ，１ｂはスライダ１のプラテン１０との対向面にＸ軸方向に形成された磁極の歯である。１ｃ，１ｄはスライダ１のプラテン１０との対向面にＹ軸方向に形成された磁極の歯である。これらの磁極の歯がプラテン１０の磁極の歯とそれぞれＸ軸方向用およびＹ軸方向用の平面モータを構成している。
【０００６】
また、上記特許文献１には、従来技術として特許文献２に示される光学式の検出装置が紹介されている。このものは、複数のスライダ部を広いプラテン上で交互に移動制御して複数工程を同一プラテン上で実行させる場合、移動範囲に著しい制約が生じてシステムの設計が困難であることに鑑み、バーミラーのサイズに制限を受けることなく、複数のスライダ部を同一プラテン上の任意位置に位置制御できるＸＹステージを実現するために、四辺形のプラテン上で四辺形のスライダ部を２次元方向に位置制御するＸＹステージにおいて、前記スライダ部の四辺の少なくとも三辺に設けられたバーミラーと、前記プラテンの四辺の少なくとも二辺に沿って固定配置され、前記バーミラーに照射したレーザビームの反射光を受光する複数個のレーザ干渉計と、を備えたＸＹステージが示されている。
【０００７】
特許文献２は、特許文献１の不具合、すなわちレーザ干渉計やバーミラーが高価である点、レーザ高原は短命である点、レーザ光を遮るものがあると位置検出できないため設計自由度が低い点等を挙げ、これを解決するものであるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−３００２７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のレゾルバの構成では、プラテンに設けた鉄心である歯を推力と位置検出に兼用しているため、所要の推力を確保するために歯のピッチを細かくしていくと、ギャップに対する高さ方向の変動の割合が大きくなることで推力変動が大きくなり、ギャップを小さく調整したり保ったりするためには多大なコストが生じることから、結果的にプラテンのピッチを小さくすることができず、安定した大きな推力を得ることが難しいものとなっている。
【００１０】
そして、分解能を上げるために同一方向に同じ機能を持つレゾルバを多数設ける旨の示唆がされているが、このようにすると、レゾルバの数が増大してコスト高となるばかりか、レゾルバごとにコイルを巻いて励磁電源に接続する必要があるため、スライダも一層重くなり、動きも悪くなって、モータの性能低下にもつながるものとなる。
【００１１】
本発明は、このような課題を有効に解決した平面位置検出装置及びこれを適用した平面モータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の平面位置検出装置は、スケール部に対し、検出対象に追従するスライダ部を対向配置して、前記スケール部及び前記スライダ部の相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものであって、前記スケール部に、第１方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第１の固定側インダクトシン基板と、前記所定方向と異なる第２方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第２の固定側インダクトシン基板と、これらの固定側インダクトシン基板のコイルパターンに通電するための給電手段とを設けるとともに、前記スライダ部に、前記第１方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第１方向への位置変位を検出するための第１の可動側インダクトシン基板と、前記第２方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第２方向への位置変位を検出するための第２の可動側インダクトシン基板とを、少なくとも互いが独立して動ける状態で設けたことを特徴とする。
【００１４】
ここで独立して動ける状態とは、互いの位置関係が制約されていないために、一方の可動側基板がいた場所に他方の可動側基板が移動することが可能な状態を言う。したがって、独立して動ける状態に起因して、２つの可動側基板が縦列状態や並列状態になることがあり得る。
【００１５】
このように構成すると、インダクトシン方式であるためコイルパターンのピッチを小さくしてもギャップ変動や推力変動が問題にならず、適切な推力と分解能を両立して確保することができる。また、可動側のインダクトシン基板の数が増大しても大幅なコスト高や重量化を招くことを回避することができ、可動側インダクトシン基板を複数設けてもスケール側で通電するため可動側を低コストで構成できる上に、可動側の負荷を軽減して位置検出性能の低下の原因となることも有効に回避することが可能となる。また、インダクトシン基板が独立して動いても光学的に検出する場合のような検出上の干渉を招くことがなく、数が増える程本発明の効果は顕著なものとなる。
【００１６】
例えば直交方向や曲面上の交叉方向に独立して動く作動体の一方のＸ方向移動位置と他方のＹ方向位置を検出する必要があるような場合には、スライダ部を独立して動ける状態で複数設け、少なくともそれらのスライダの１つに第１の可動側インダクトシン基板を設け、他の１つに第２の可動側インダクトシン基板を設けていることが望ましい。
【００１７】
各々の作動体が例えば別個に平面内や曲面内を自由に動く場合には、各々のスライダ部に、それぞれ第１の可動側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板とを設けていることが望ましい。
【００１８】
スケール側を２方向の検出機能を備えた取り扱い容易なものとするためには、第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板とをスケール部に一体的に積層して構成していることが好適である。
【００１９】
検出の適正化を図るためには、第１の固定側インダクトシン基板と第１の可動側インダクトシン基板の間のギャップと、第２の固定側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板の間のギャップとを一致させていることが望ましい。
【００２０】
以上のような平面位置検出装置を備えて平面モータを構成すれば、検出対象である作動体の負荷軽減を通じてモータ性能を有効に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の平面位置検出装置は、以上説明したように、スケール部側に異なる２方向の位置検出を行うための固定側インダクトシン基板を重畳させるなどして配置し、スケール部側に給電するように構成した上で、検出対象に付随するスライダ部に前記２方向への位置検出を行う可動側インダクトシン基板を設けて位置検出を行うようにしたものであり、コイルパターンを自由に小さくでき、またプラテンの歯を位置検出に兼用していないために歯のピッチを小さくする必要がなく、推力が損なわれることや推力が変動することも回避できるとともに、スライダ部側も軽量にして検出対象である作動体等の負荷となることも回避して、コンパクトかつ低コストで高性能の平面位置検出機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面位置検出装置を適用した平面モータの模式的な斜視図。
【図２】平面モータの一部を模式的に示す部分断面図。
【図３】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第１の固定側インダクトシン基板を模式的に示す平面図。
【図４】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第２の固定側インダクトシン基板を模式的に示す平面図。
【図５】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板を重ね合わせた状態を模式的に示す平面図。
【図６】同平面位置検出装置を構成するスケール部の固定側インダクトシン基板とスライド部の可動側インダクトシン基板の高さ方向の関係を模式的に示す模式的な断面図。
【図７】電磁誘導方式の位置検出装置の検出原理を説明するための図。
【図８】電磁誘導方式の位置検出装置の検出原理を説明するための図。
【図９】同実施形態における平面位置検出装置のノイズキャンセル機能を説明するための模式的な図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すものは、プラテン１上を複数（図示例では３個）の作動体２が第１の方向であるＸ方向および第２の方向であるＹ方向に互いに独立して動けるように当該作動体２を不図示の駆動機構と関連づけて配置した平面モータＭである。この種の駆動機構は、例えば特開２０００−６５９７０号公報等にも示されているように公知であるため詳細は省略するが、図２に模式的な断面として示すようにプラテン１に縦横に溝１１を切って格子が形成され、作動体２を効率良く浮上支持ためにその表面の格子の溝１１を埋める樹脂によるコーティング層１２が形成されているものである。この実施形態で検出対象となっている作動体２は姿勢を保ってＸＹ方向にのみ移動し回転しないものである。
【００２５】
そして、図１に示す平面位置検出装置は、プラテン１側にスケール部１０を設け、検出対象である各作動体２側における前記スケール部１０の対向位置にスライダ部２０を設けている。スケール部１０及びスライダ部２０には、相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものが採用されている。通常のレゾルバが鉄心を介して磁路を結ぶために平面方向に鉄心を展開もしくは分布させて配置するのに対して、インダクトシン方式のものはギャップを介して磁路を結ぶだけで鉄心を有さず、薄板の基板同士を対向させるだけで構成できるものである。
【００２６】
具体的に説明すると、スケール部１０は、各々フラットな形状の第１の固定側インダクトシン基板３と第２の固定側インダクトシン基板４とを一体的に積層したものである。以下、「第１の固定側インダクトシン基板３」、「第２の固定側インダクトシン基板４」は、単に「第１の固定側基板３」、「第２の固定側基板４」と略称する。第１の固定側基板は、図３に示すように第１方向（以下、Ｘ方向とする）に所定ピッチ（所定周期）Ｐ１で連続する励磁用コイルパターン３ａを形成され、第２の固定側基板４は、図４に示すように前記所定方向と直角に交叉する第２方向（以下、Ｙ方向とする）に所定ピッチ（所定周期）Ｐ２で連続する励磁用コイルパターン４ａを形成されて、これらは平面視において図５に示すように直交して格子を形成している。そして、固定側基板３，４に、励磁用コイルパターン３ａ、４ａに通電するための交流電源を含む給電手段３０、４０が接続されている。給電手段３０、４０は図示例のように固定側基板３、４の各励磁用コイルパターン３ａ、４ａごとに設けてもよいが、両固定側基板３、４の励磁用コイルパターン３ａ、４ａを直列に接続して給電手段３０、４０が共通の給電手段であるように構成してもよい。ここに言う基板には、薄板のみならず薄いシート、可撓性のあるシート等が含まれ、本実施形態ではペットフィルム等に薄膜パターンを作ったものが用いられている。第１の固定側基板３および第２の固定側基板４は、図２に示したプラテン上のコーティング層１２内に埋め込まれている。
【００２７】
一方、各スライダ部２０には、図３に示すように、Ｘ方向に所定ピッチ即ちここでは前記第１の固定側基板３のコイルパターン３ａと同一ピッチＰ１で連続する検出用コイルパターン５ａを備えてＸ方向への位置変位を検出するための第１の可動側基板５と、図４に示すようにＹ方向に所定ピッチ即ちここでは前記第２の固定側基板４のコイルパターン４ａと同一ピッチＰ２で連続する検出用コイルパターン６ａを備えてＹ方向への位置変位を検出するための第２の可動側基板６とが設けてある。以下、「第１の可動側インダクトシン基板５」、「第２の可動側インダクトシン基板６」についても、単に「第１の可動側基板５」、「第２の可動側基板６」と略称する。これらの基板５、６もフラットな形状のもので、これらの基板５，６には、検出用コイルパターン５ａ、６ａに生じる電圧変化から位置検出を行う不図示の検出器が接続されている。
【００２８】
その際、第１の可動側基板５と第２の可動側基板６とは図１に示すように１つのスライダ部２０において平面方向に位置をずらして配置してあり、図６に示すように第１の固定側基板３と第１の可動側基板５の間のギャップｇ１と、第２の固定側基板４と第２の可動側基板６の間のギャップｇ２とが一致するように、各々の基板３，４，５，６の高さ位置が設定してある。
【００２９】
コイルパターン３ａ、４ａ、５ａ、６ａについて詳述すると、第１の固定側基板３の励磁用コイルパターン３ａは、図３に示すように、Ｘ方向に所定ピッチＰ１で励磁部３１を並列させその間を折り返し部３２ａ、３２ｂで千鳥状に接続した構成を有し、第２の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａは、図４に示すようにＹ方向に所定ピッチＰ２で励磁部４１を並列させその間を折り返し部４２ａ、４２ｂで千鳥状に接続した構成を有している。
【００３０】
また、第１の可動側基板５の検出用コイルパターン５ａは、図３に示すように、Ｘ方向に沿って前記第１の固定側基板３の励磁部３１のピッチＰ１と同一ピッチで検出部５１を並列させその間を折り返し部５２ａ、５２ｂで接続してＸ方向への位置変位を検出するように構成され、第２の可動側基板６の検出用コイルパターン６ａは、図４に示すように、Ｙ方向に沿って前記第２の固定側基板４の励磁部４１のピッチＰ２と同一ピッチで検出部６１を並列させその間を折り返し部６２ａ、６２ｂで接続して構成されている。
【００３１】
検出原理を、例えばペアとなってＸ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板３の励磁用コイルパターン３ａと第１の可動側基板５の検知用コイルパターン５ｂとに基づいて説明すると、図７（ａ）に示すように、スケール部１０側のコイルパターン３ａ上にスライダ部２０側のコイルパターン５ａを重畳させた状態でスケール部１０側のコイルパターン３ａに図中矢印で示すように交流電流を流すと、コイルパターン３ａ、５ａの平行なところすなわちスケール部１０側のコイルパターン３ａの励磁部３１とスライダ部２０側のコイルパターン５ａの検出部５１との電磁連結により、当該励磁部５１に電磁誘導作用で電圧が発生して図中矢印で示す方向に電流が流れる。スライダ部２０とスケール部１０の位置が同図（ｂ）に示すようにピッチＰ１方向に変化すると励磁部３１と検出部５１の相対距離が変化するため、発生する電圧が同図（ｃ）のように正弦波状に変化する。この変化した電圧をとらえて位置を検出する。
【００３２】
すなわち、位置Ａでは、スケール部１０のパターン３ａとスライダ部２０のパターン５ａが一致し電磁結合は正方向の最大になる。スライダ部２０が１／４ピッチずれた位置Ｂでは、スライダ部２０の検出部５１がスケール部１０の検出部３１の中間にあり、スライダ部２０の両方向に流れる電流の影響を等しく受け電磁結合はゼロになる。１／２ピッチずれた位置Ｃでは、位置Ａとは逆方向の関係になり、電磁結合は負方向に最大になる。３／４ピッチずれた位置Ｄでは、位置Ｂと同じ関係位置になり、結合は同じくゼロになる。１ピッチずれた位置Ｅは、位置Ａと同じになる。電磁結合は移動位置によって、誤差のないＳＩＮ結合となる。
【００３３】
スケール部１０に対し、このようなスライダ部２０側のコイルパターン５ａを図８（ａ）に示すように位相をずらして（例えば９０°）一対に設けることにより、同図（ｂ）に示すような位相のずれた２つの正弦波を取り出し、ここからスライダ部２０の移動方向を含めた位置検出を行うことができる。ペアとなってＹ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａと第１の可動側基板６の検知用コイルパターン６ｂとの間においても同様である。
【００３４】
スケール部１０に対し、このようなスライダ部２０側のコイルパターン５ａを図８（ａ）に示すように２個用意し、スケール部１０のコイルパターン３ａに対する位相を９０°ずらして配置して構成する。スライダ部２０側から検出する波の一方をｓｉｎ相、他方をｃｏｓ相とし、これらの検出信号のアークタンジェントを取ることによって、スライダ部２０のスケール部１０ひいてはプラテン１０に対する位相差、すなわちプラテン１０に対する相対位置が求められる。なお、プラテン１０のコイルパターン５ａのうちどの繰り返しパターンに対する相対位置かは、検出信号が原点位置から繰り返す正弦波の山の数をカウントして求められる。これにより、原点位置を基準としてスライダ２０の位置を精度よく検出できる。ペアとなってＹ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａと第１の可動側基板６の検知用コイルパターン６ｂとの間においても同様である。
【００３５】
ところで、この実施形態では、図３に示すＸ方向検出用の励磁部３１や検出部５１のピッチＰ１と図４に示す第２方向検出用の励磁部４１や検出部６１のピッチＰ２とが同一ピッチに設定してあり、図３に示すＸ方向を検出方向とする可動側の検出用コイルパターン５の折り返し部５２ａ、５２ｂが、図９（ａ）に示すようにスケール部１０側に設けられた本来ペアではない図４のＹ方向の励磁用コイルパターン４ａの励磁部４１と電磁結合を起こすことがある。すなわち、前記第１の可動側基板５に設けられている検出用コイルパターン５ａの検出部５１のうち所定方向を往路５１ａ、逆方向を復路５１ｂとし、往路５１ａから復路５１ｂに入る部位を第１の折り返し部５２ａ、復路５１ｂから往路５１ａに入る部位を第２の折り返し部５２ｂとすると、第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂがそれぞれ第２の固定側基板４に設けられた励磁用コイルパターン４ａの励磁部４１と電磁連結して同一方向の電流が流れる方向に励磁されることになり、これが本来ペアである図３の第１の固定側基板３に設けられた検出用コイルパターン３ａの励磁部３１と第１の可動側基板５の励磁部５１（上記往路５１ａ、復路５１ｂ）とが電磁連結した際の検出信号に新たにノイズとして加わって、正確な検出ができなくなる不具合を引き起こす。
【００３６】
そこで本実施形態は、同図（ｂ）に示すように、基板５の検出用コイルパターン５ａを、各折り返し部５２ａ、５２ｂにおいて前記第２の固定側基板４の励磁部４１と電磁連結することにより生じる誘起電圧が全体として相殺されるように構成している。具体的には、隣接している第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂの間の距離ｄを、第２の固定側基板４の励磁部４１の１周期分（１ピッチ分）の距離Ｐ１の（Ｎ−１／２）倍（Ｎ：自然数）、すなわち本実施形態ではＮ＝１を採用してｄ＝Ｐ１／２となるようにしている。そして、これにより第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂがそれぞれ第２の固定側基板の励磁部４１と電磁連結した際に同図中に矢印で示すように逆向きの電流が流れるようにして、互いの影響を相殺する本発明の相殺部を構成している。基板６の検出用コイルパターン６ａについても同様である。
【００３７】
検出用の磁束に対する磁気抵抗を小さくするために、基板３，５の対向する側とは反対側の面、或いは、基板４，６の対向する側とは反対側の面に、それぞれ磁性膜等の磁性体を配置しておいてもよい。
【００３８】
このように、本実施形態の平面位置検出装置は、検出機構にインダクトシン方式を採用したためコイルパターン３ａ、４ａ、５ａ、６ａのピッチを小さくしてもギャップ変動や推力変動が問題にならず、適切な推力と分解能を両立して確保することができる。また、検出機能のメカニズムが平面モータＭの推力を兼用せずに独立しているため検出が推力を妨げるという問題もなく、可動側の基板５，６の数が増大しても大幅なコスト高や重量化を招くことを回避することができ、可動側基板５，６を複数設けてもスケール部１０側で通電するため可動側を低コストで構成することができる上に、可動側の負荷を軽減して位置検出性能の低下の原因となることも有効に回避することが可能となる。また、可動側の基板５，６が独立して動いても光学的に検出する場合のような検出上の干渉を招くことがなく、数が増える程本発明の効果は顕著なものとなる。
【００３９】
また、第１の固定側基板３と第２の固定側基板４とをスケール部１０に一体的に積層して構成しているので、スケール部１０側を２方向の検出機能を備えた取り扱い容易な板状のセンサ部品またはセンサ部材として有効に活用することができるようになる。
【００４０】
そして、以上のような平面位置検出装置を備えて平面モータＭを構成することで、検出対象である作動体の負荷軽減を通じてモータ性能を有効に向上させることが可能となる。
【００４１】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００４２】
例えば、適用対象である１つの作動体上の独立して動く部位にスライダ部を取り付けても上記と同様の作用効果が奏されるし、直交方向に独立して動くスライダ部の一方にＸ方向検出用の可動側基板のみを設け、他方にＹ方向検出用の可動側基板のみを設ける等の態様によっても、上記に準じた作用効果が奏される。
【００４３】
また、上記実施形態ではプラテンと作動体との作動面がフラットな平面であったが、円筒面や球体面等のような任意の曲面で構成されるプラテン上を作動体が移動するような場合にも、当該プラテンと作動体の間に本発明のスケール部とスライド部をコンパクトに構成することができ、このような面は平面を湾曲させて構成し、或いは微小な平面の集合として考えることができるため、本発明の平面にはこのような面も含まれる。
【００４４】
さらに、上記実施形態では作動体が姿勢を保って回転せずにＸＹ方向にのみ移動するものであったが、作動体が回転動作をも起こすものである場合は、同じ機能のスライド部を追加して差分をとることで回転検出を行うこともできる。
【００４５】
さらにまた、上記実施形態のスケール部は励磁用コイルパターンを有する基板を２層に積層して構成されていたが、互いに異なる励磁用コイルパターンを有する基盤を３層若しくはそれ以上に積層して構成することもできる。
【００４６】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、固定側のコイルパターンと可動側のコイルパターンを同一ピッチに設定したが、同期的に位置検出ができれば固定側のコイルパターンと可動側のコイルパターンは必ずしも同一ピッチでなくとも構わない。
【符号の説明】
【００４８】
２…検出対象（作動体）
３…第１の固定側インダクトシン基板
３ａ…励磁用コイルパターン
４…第２の固定側インダクトシン基板
４ａ…励磁用コイルパターン
５…第１の可動側インダクトシン基板
５ａ…検出用コイルパターン
６…第２の可動側インダクトシン基板
６ａ…検出用コイルパターン
１０…スケール部
２０…スライダ部
ｇ１、ｇ２…ギャップ
Ｍ…平面モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダがプラテン上でスライドする際の位置検出を行い、平面モータの位置決め等に利用するための平面位置検出装置及びこれを適用した平面モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の位置検出を行うものとして、特許文献１に示すものが知られている。このものは、レゾルバを用いてスライダの位置検出を行うべく、レゾルバのセンサ部２００は、コア２０１と、このコア２０１に巻かれたコイル２０２で構成される。センサ部２００はプラテン１０上に所定の空隙を介して配置される。コア２０１のプラテン１０との対向面には、プラテン１０の歯と同じピッチＰで磁極の歯が形成されている。
【０００３】
プラテン１０とコア２０１との間には、プラテン１０の歯とコア２０１の歯の相対位置に応じたインピーダンスＺが存在する。コイル２０２に励磁電圧として一定振幅の矩形電圧を入力するとコア２０１が励磁され、プラテン１０との間に磁気回路Ｂが形成される。この磁気回路ＢはインピーダンスＺにより影響を受けるため、結果としてコイル２０２の端子間電圧はプラテン１０とコア２０１の相対位置に応じて正弦波状に変化する。そこで、コイル２０２の端子間電圧を取り出し、その振幅を検出信号とする。
【０００４】
レゾルバは、このようなセンサ部２００を２個用意し、図２に示すようにプラテン１０に対する位相を９０°ずらして配置して構成する。センサ部２００の一方をｓｉｎ相、他方をｃｏｓ相とし、これらのセンサ部から得られる検出信号のアークタンジェントを取ることによって、レゾルバのプラテン１０に対する位相差、すなわちプラテン１０の歯に対する相対位置が求められる。なお、プラテン１０のどの歯に対する相対位置かは、検出信号が原点位置から繰り返す正弦波の山の数をカウントして求められる。これにより、原点位置を基準としてレゾルバの位置を精度よく検出できる。
【０００５】
同文献の図１２には、このような位置決め装置において、レゾルバをスライダ１のプラテン１０との対向面に埋設して設けた例が示されている。１ａ，１ｂはスライダ１のプラテン１０との対向面にＸ軸方向に形成された磁極の歯である。１ｃ，１ｄはスライダ１のプラテン１０との対向面にＹ軸方向に形成された磁極の歯である。これらの磁極の歯がプラテン１０の磁極の歯とそれぞれＸ軸方向用およびＹ軸方向用の平面モータを構成している。
【０００６】
また、上記特許文献１には、従来技術として特許文献２に示される光学式の検出装置が紹介されている。このものは、複数のスライダ部を広いプラテン上で交互に移動制御して複数工程を同一プラテン上で実行させる場合、移動範囲に著しい制約が生じてシステムの設計が困難であることに鑑み、バーミラーのサイズに制限を受けることなく、複数のスライダ部を同一プラテン上の任意位置に位置制御できるＸＹステージを実現するために、四辺形のプラテン上で四辺形のスライダ部を２次元方向に位置制御するＸＹステージにおいて、前記スライダ部の四辺の少なくとも三辺に設けられたバーミラーと、前記プラテンの四辺の少なくとも二辺に沿って固定配置され、前記バーミラーに照射したレーザビームの反射光を受光する複数個のレーザ干渉計と、を備えたＸＹステージが示されている。
【０００７】
特許文献２は、特許文献１の不具合、すなわちレーザ干渉計やバーミラーが高価である点、レーザ高原は短命である点、レーザ光を遮るものがあると位置検出できないため設計自由度が低い点等を挙げ、これを解決するものであるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−３００２７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のレゾルバの構成では、プラテンに設けた鉄心である歯を推力と位置検出に兼用しているため、所要の推力を確保するために歯のピッチを細かくしていくと、ギャップに対する高さ方向の変動の割合が大きくなることで推力変動が大きくなり、ギャップを小さく調整したり保ったりするためには多大なコストが生じることから、結果的にプラテンのピッチを小さくすることができず、安定した大きな推力を得ることが難しいものとなっている。
【００１０】
そして、分解能を上げるために同一方向に同じ機能を持つレゾルバを多数設ける旨の示唆がされているが、このようにすると、レゾルバの数が増大してコスト高となるばかりか、レゾルバごとにコイルを巻いて励磁電源に接続する必要があるため、スライダも一層重くなり、動きも悪くなって、モータの性能低下にもつながるものとなる。
【００１１】
本発明は、このような課題を有効に解決した平面位置検出装置及びこれを適用した平面モータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１３】
すなわち、本発明の平面位置検出装置は、スケール部に対し、検出対象に追従するスライダ部を対向配置して、前記スケール部及び前記スライダ部の相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものであって、前記スケール部に、第１方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第１の固定側インダクトシン基板と、前記所定方向と異なる第２方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第２の固定側インダクトシン基板と、これらの固定側インダクトシン基板のコイルパターンに通電するための給電手段とを設けるとともに、前記スライダ部に、前記第１方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第１方向への位置変位を検出するための第１の可動側インダクトシン基板と、前記第２方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第２方向への位置変位を検出するための第２の可動側インダクトシン基板とを、少なくとも互いが独立して動ける状態で設けたことを特徴とする。
【００１４】
ここで独立して動ける状態とは、互いの位置関係が制約されていないために、一方の可動側基板がいた場所に他方の可動側基板が移動することが可能な状態を言う。したがって、独立して動ける状態に起因して、２つの可動側基板が縦列状態や並列状態になることがあり得る。
【００１５】
このように構成すると、インダクトシン方式であるためコイルパターンのピッチを小さくしてもギャップ変動や推力変動が問題にならず、適切な推力と分解能を両立して確保することができる。また、可動側のインダクトシン基板の数が増大しても大幅なコスト高や重量化を招くことを回避することができ、可動側インダクトシン基板を複数設けてもスケール側で通電するため可動側を低コストで構成できる上に、可動側の負荷を軽減して位置検出性能の低下の原因となることも有効に回避することが可能となる。また、インダクトシン基板が独立して動いても光学的に検出する場合のような検出上の干渉を招くことがなく、数が増える程本発明の効果は顕著なものとなる。
【００１６】
例えば直交方向や曲面上の交叉方向に独立して動く作動体の一方のＸ方向移動位置と他方のＹ方向位置を検出する必要があるような場合には、スライダ部を独立して動ける状態で複数設け、少なくともそれらのスライダの１つに第１の可動側インダクトシン基板を設け、他の１つに第２の可動側インダクトシン基板を設けていることが望ましい。
【００１７】
各々の作動体が例えば別個に平面内や曲面内を自由に動く場合には、各々のスライダ部に、それぞれ第１の可動側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板とを設けていることが望ましい。
【００１８】
スケール側を２方向の検出機能を備えた取り扱い容易なものとするためには、第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板とをスケール部に一体的に積層して構成していることが好適である。
【００１９】
検出の適正化を図るためには、第１の固定側インダクトシン基板と第１の可動側インダクトシン基板の間のギャップと、第２の固定側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板の間のギャップとを一致させていることが望ましい。
【００２０】
以上のような平面位置検出装置を備えて平面モータを構成すれば、検出対象である作動体の負荷軽減を通じてモータ性能を有効に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の平面位置検出装置は、以上説明したように、スケール部側に異なる２方向の位置検出を行うための固定側インダクトシン基板を重畳させるなどして配置し、スケール部側に給電するように構成した上で、検出対象に付随するスライダ部に前記２方向への位置検出を行う可動側インダクトシン基板を設けて位置検出を行うようにしたものであり、コイルパターンを自由に小さくでき、またプラテンの歯を位置検出に兼用していないために歯のピッチを小さくする必要がなく、推力が損なわれることや推力が変動することも回避できるとともに、スライダ部側も軽量にして検出対象である作動体等の負荷となることも回避して、コンパクトかつ低コストで高性能の平面位置検出機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面位置検出装置を適用した平面モータの模式的な斜視図。
【図２】平面モータの一部を模式的に示す部分断面図。
【図３】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第１の固定側インダクトシン基板を模式的に示す平面図。
【図４】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第２の固定側インダクトシン基板を模式的に示す平面図。
【図５】同平面位置検出装置を構成するスケール部の第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板を重ね合わせた状態を模式的に示す平面図。
【図６】同平面位置検出装置を構成するスケール部の固定側インダクトシン基板とスライド部の可動側インダクトシン基板の高さ方向の関係を模式的に示す模式的な断面図。
【図７】電磁誘導方式の位置検出装置の検出原理を説明するための図。
【図８】電磁誘導方式の位置検出装置の検出原理を説明するための図。
【図９】同実施形態における平面位置検出装置のノイズキャンセル機能を説明するための模式的な図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すものは、プラテン１上を複数（図示例では３個）の作動体２が第１の方向であるＸ方向および第２の方向であるＹ方向に互いに独立して動けるように当該作動体２を不図示の駆動機構と関連づけて配置した平面モータＭである。この種の駆動機構は、例えば特開２０００−６５９７０号公報等にも示されているように公知であるため詳細は省略するが、図２に模式的な断面として示すようにプラテン１に縦横に溝１１を切って格子が形成され、作動体２を効率良く浮上支持ためにその表面の格子の溝１１を埋める樹脂によるコーティング層１２が形成されているものである。この実施形態で検出対象となっている作動体２は姿勢を保ってＸＹ方向にのみ移動し回転しないものである。
【００２５】
そして、図１に示す平面位置検出装置は、プラテン１側にスケール部１０を設け、検出対象である各作動体２側における前記スケール部１０の対向位置にスライダ部２０を設けている。スケール部１０及びスライダ部２０には、相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものが採用されている。通常のレゾルバが鉄心を介して磁路を結ぶために平面方向に鉄心を展開もしくは分布させて配置するのに対して、インダクトシン方式のものはギャップを介して磁路を結ぶだけで鉄心を有さず、薄板の基板同士を対向させるだけで構成できるものである。
【００２６】
具体的に説明すると、スケール部１０は、各々フラットな形状の第１の固定側インダクトシン基板３と第２の固定側インダクトシン基板４とを一体的に積層したものである。以下、「第１の固定側インダクトシン基板３」、「第２の固定側インダクトシン基板４」は、単に「第１の固定側基板３」、「第２の固定側基板４」と略称する。第１の固定側基板は、図３に示すように第１方向（以下、Ｘ方向とする）に所定ピッチ（所定周期）Ｐ１で連続する励磁用コイルパターン３ａを形成され、第２の固定側基板４は、図４に示すように前記所定方向と直角に交叉する第２方向（以下、Ｙ方向とする）に所定ピッチ（所定周期）Ｐ２で連続する励磁用コイルパターン４ａを形成されて、これらは平面視において図５に示すように直交して格子を形成している。そして、固定側基板３，４に、励磁用コイルパターン３ａ、４ａに通電するための交流電源を含む給電手段３０、４０が接続されている。給電手段３０、４０は図示例のように固定側基板３、４の各励磁用コイルパターン３ａ、４ａごとに設けてもよいが、両固定側基板３、４の励磁用コイルパターン３ａ、４ａを直列に接続して給電手段３０、４０が共通の給電手段であるように構成してもよい。ここに言う基板には、薄板のみならず薄いシート、可撓性のあるシート等が含まれ、本実施形態ではペットフィルム等に薄膜パターンを作ったものが用いられている。第１の固定側基板３および第２の固定側基板４は、図２に示したプラテン上のコーティング層１２内に埋め込まれている。
【００２７】
一方、各スライダ部２０には、図３に示すように、Ｘ方向に所定ピッチ即ちここでは前記第１の固定側基板３のコイルパターン３ａと同一ピッチＰ１で連続する検出用コイルパターン５ａを備えてＸ方向への位置変位を検出するための第１の可動側基板５と、図４に示すようにＹ方向に所定ピッチ即ちここでは前記第２の固定側基板４のコイルパターン４ａと同一ピッチＰ２で連続する検出用コイルパターン６ａを備えてＹ方向への位置変位を検出するための第２の可動側基板６とが設けてある。以下、「第１の可動側インダクトシン基板５」、「第２の可動側インダクトシン基板６」についても、単に「第１の可動側基板５」、「第２の可動側基板６」と略称する。これらの基板５、６もフラットな形状のもので、これらの基板５，６には、検出用コイルパターン５ａ、６ａに生じる電圧変化から位置検出を行う不図示の検出器が接続されている。
【００２８】
その際、第１の可動側基板５と第２の可動側基板６とは図１に示すように１つのスライダ部２０において平面方向に位置をずらして配置してあり、図６に示すように第１の固定側基板３と第１の可動側基板５の間のギャップｇ１と、第２の固定側基板４と第２の可動側基板６の間のギャップｇ２とが一致するように、各々の基板３，４，５，６の高さ位置が設定してある。
【００２９】
コイルパターン３ａ、４ａ、５ａ、６ａについて詳述すると、第１の固定側基板３の励磁用コイルパターン３ａは、図３に示すように、Ｘ方向に所定ピッチＰ１で励磁部３１を並列させその間を折り返し部３２ａ、３２ｂで千鳥状に接続した構成を有し、第２の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａは、図４に示すようにＹ方向に所定ピッチＰ２で励磁部４１を並列させその間を折り返し部４２ａ、４２ｂで千鳥状に接続した構成を有している。
【００３０】
また、第１の可動側基板５の検出用コイルパターン５ａは、図３に示すように、Ｘ方向に沿って前記第１の固定側基板３の励磁部３１のピッチＰ１と同一ピッチで検出部５１を並列させその間を折り返し部５２ａ、５２ｂで接続してＸ方向への位置変位を検出するように構成され、第２の可動側基板６の検出用コイルパターン６ａは、図４に示すように、Ｙ方向に沿って前記第２の固定側基板４の励磁部４１のピッチＰ２と同一ピッチで検出部６１を並列させその間を折り返し部６２ａ、６２ｂで接続して構成されている。
【００３１】
検出原理を、例えばペアとなってＸ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板３の励磁用コイルパターン３ａと第１の可動側基板５の検知用コイルパターン５ｂとに基づいて説明すると、図７（ａ）に示すように、スケール部１０側のコイルパターン３ａ上にスライダ部２０側のコイルパターン５ａを重畳させた状態でスケール部１０側のコイルパターン３ａに図中矢印で示すように交流電流を流すと、コイルパターン３ａ、５ａの平行なところすなわちスケール部１０側のコイルパターン３ａの励磁部３１とスライダ部２０側のコイルパターン５ａの検出部５１との電磁連結により、当該励磁部５１に電磁誘導作用で電圧が発生して図中矢印で示す方向に電流が流れる。スライダ部２０とスケール部１０の位置が同図（ｂ）に示すようにピッチＰ１方向に変化すると励磁部３１と検出部５１の相対距離が変化するため、発生する電圧が同図（ｃ）のように正弦波状に変化する。この変化した電圧をとらえて位置を検出する。
【００３２】
すなわち、位置Ａでは、スケール部１０のパターン３ａとスライダ部２０のパターン５ａが一致し電磁結合は正方向の最大になる。スライダ部２０が１／４ピッチずれた位置Ｂでは、スライダ部２０の検出部５１がスケール部１０の検出部３１の中間にあり、スライダ部２０の両方向に流れる電流の影響を等しく受け電磁結合はゼロになる。１／２ピッチずれた位置Ｃでは、位置Ａとは逆方向の関係になり、電磁結合は負方向に最大になる。３／４ピッチずれた位置Ｄでは、位置Ｂと同じ関係位置になり、結合は同じくゼロになる。１ピッチずれた位置Ｅは、位置Ａと同じになる。電磁結合は移動位置によって、誤差のないＳＩＮ結合となる。
【００３３】
スケール部１０に対し、このようなスライダ部２０側のコイルパターン５ａを図８（ａ）に示すように位相をずらして（例えば９０°）一対に設けることにより、同図（ｂ）に示すような位相のずれた２つの正弦波を取り出し、ここからスライダ部２０の移動方向を含めた位置検出を行うことができる。ペアとなってＹ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａと第１の可動側基板６の検知用コイルパターン６ｂとの間においても同様である。
【００３４】
スケール部１０に対し、このようなスライダ部２０側のコイルパターン５ａを図８（ａ）に示すように２個用意し、スケール部１０のコイルパターン３ａに対する位相を９０°ずらして配置して構成する。スライダ部２０側から検出する波の一方をｓｉｎ相、他方をｃｏｓ相とし、これらの検出信号のアークタンジェントを取ることによって、スライダ部２０のスケール部１０ひいてはプラテン１０に対する位相差、すなわちプラテン１０に対する相対位置が求められる。なお、プラテン１０のコイルパターン５ａのうちどの繰り返しパターンに対する相対位置かは、検出信号が原点位置から繰り返す正弦波の山の数をカウントして求められる。これにより、原点位置を基準としてスライダ２０の位置を精度よく検出できる。ペアとなってＹ方向の位置検出機能を有する第１の固定側基板４の励磁用コイルパターン４ａと第１の可動側基板６の検知用コイルパターン６ｂとの間においても同様である。
【００３５】
ところで、この実施形態では、図３に示すＸ方向検出用の励磁部３１や検出部５１のピッチＰ１と図４に示す第２方向検出用の励磁部４１や検出部６１のピッチＰ２とが同一ピッチに設定してあり、図３に示すＸ方向を検出方向とする可動側の検出用コイルパターン５の折り返し部５２ａ、５２ｂが、図９（ａ）に示すようにスケール部１０側に設けられた本来ペアではない図４のＹ方向の励磁用コイルパターン４ａの励磁部４１と電磁結合を起こすことがある。すなわち、前記第１の可動側基板５に設けられている検出用コイルパターン５ａの検出部５１のうち所定方向を往路５１ａ、逆方向を復路５１ｂとし、往路５１ａから復路５１ｂに入る部位を第１の折り返し部５２ａ、復路５１ｂから往路５１ａに入る部位を第２の折り返し部５２ｂとすると、第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂがそれぞれ第２の固定側基板４に設けられた励磁用コイルパターン４ａの励磁部４１と電磁連結して同一方向の電流が流れる方向に励磁されることになり、これが本来ペアである図３の第１の固定側基板３に設けられた検出用コイルパターン３ａの励磁部３１と第１の可動側基板５の励磁部５１（上記往路５１ａ、復路５１ｂ）とが電磁連結した際の検出信号に新たにノイズとして加わって、正確な検出ができなくなる不具合を引き起こす。
【００３６】
そこで本実施形態は、同図（ｂ）に示すように、基板５の検出用コイルパターン５ａを、各折り返し部５２ａ、５２ｂにおいて前記第２の固定側基板４の励磁部４１と電磁連結することにより生じる誘起電圧が全体として相殺されるように構成している。具体的には、隣接している第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂの間の距離ｄを、第２の固定側基板４の励磁部４１の１周期分（１ピッチ分）の距離Ｐ１の（Ｎ−１／２）倍（Ｎ：自然数）、すなわち本実施形態ではＮ＝１を採用してｄ＝Ｐ１／２となるようにしている。そして、これにより第１の折り返し部５２ａと第２の折り返し部５２ｂがそれぞれ第２の固定側基板の励磁部４１と電磁連結した際に同図中に矢印で示すように逆向きの電流が流れるようにして、互いの影響を相殺する本発明の相殺部を構成している。基板６の検出用コイルパターン６ａについても同様である。
【００３７】
検出用の磁束に対する磁気抵抗を小さくするために、基板３，５の対向する側とは反対側の面、或いは、基板４，６の対向する側とは反対側の面に、それぞれ磁性膜等の磁性体を配置しておいてもよい。
【００３８】
このように、本実施形態の平面位置検出装置は、検出機構にインダクトシン方式を採用したためコイルパターン３ａ、４ａ、５ａ、６ａのピッチを小さくしてもギャップ変動や推力変動が問題にならず、適切な推力と分解能を両立して確保することができる。また、検出機能のメカニズムが平面モータＭの推力を兼用せずに独立しているため検出が推力を妨げるという問題もなく、可動側の基板５，６の数が増大しても大幅なコスト高や重量化を招くことを回避することができ、可動側基板５，６を複数設けてもスケール部１０側で通電するため可動側を低コストで構成することができる上に、可動側の負荷を軽減して位置検出性能の低下の原因となることも有効に回避することが可能となる。また、可動側の基板５，６が独立して動いても光学的に検出する場合のような検出上の干渉を招くことがなく、数が増える程本発明の効果は顕著なものとなる。
【００３９】
また、第１の固定側基板３と第２の固定側基板４とをスケール部１０に一体的に積層して構成しているので、スケール部１０側を２方向の検出機能を備えた取り扱い容易な板状のセンサ部品またはセンサ部材として有効に活用することができるようになる。
【００４０】
そして、以上のような平面位置検出装置を備えて平面モータＭを構成することで、検出対象である作動体の負荷軽減を通じてモータ性能を有効に向上させることが可能となる。
【００４１】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００４２】
例えば、適用対象である１つの作動体上の独立して動く部位にスライダ部を取り付けても上記と同様の作用効果が奏されるし、直交方向に独立して動くスライダ部の一方にＸ方向検出用の可動側基板のみを設け、他方にＹ方向検出用の可動側基板のみを設ける等の態様によっても、上記に準じた作用効果が奏される。
【００４３】
また、上記実施形態ではプラテンと作動体との作動面がフラットな平面であったが、円筒面や球体面等のような任意の曲面で構成されるプラテン上を作動体が移動するような場合にも、当該プラテンと作動体の間に本発明のスケール部とスライド部をコンパクトに構成することができ、このような面は平面を湾曲させて構成し、或いは微小な平面の集合として考えることができるため、本発明の平面にはこのような面も含まれる。
【００４４】
さらに、上記実施形態では作動体が姿勢を保って回転せずにＸＹ方向にのみ移動するものであったが、作動体が回転動作をも起こすものである場合は、同じ機能のスライド部を追加して差分をとることで回転検出を行うこともできる。
【００４５】
さらにまた、上記実施形態のスケール部は励磁用コイルパターンを有する基板を２層に積層して構成されていたが、互いに異なる励磁用コイルパターンを有する基盤を３層若しくはそれ以上に積層して構成することもできる。
【００４６】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、固定側のコイルパターンと可動側のコイルパターンを同一ピッチに設定したが、同期的に位置検出ができれば固定側のコイルパターンと可動側のコイルパターンは必ずしも同一ピッチでなくとも構わない。
【符号の説明】
【００４８】
２…検出対象（作動体）
３…第１の固定側インダクトシン基板
３ａ…励磁用コイルパターン
４…第２の固定側インダクトシン基板
４ａ…励磁用コイルパターン
５…第１の可動側インダクトシン基板
５ａ…検出用コイルパターン
６…第２の可動側インダクトシン基板
６ａ…検出用コイルパターン
１０…スケール部
２０…スライダ部
ｇ１、ｇ２…ギャップ
Ｍ…平面モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケール部に対し、検出対象に追従するスライダ部を対向配置して、前記スケール部及び前記スライダ部の相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものであって、
前記スケール部に、第１方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第１の固定側インダクトシン基板と、前記所定方向と異なる第２方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第２の固定側インダクトシン基板と、これらの固定側インダクトシン基板のコイルパターンに通電するための給電手段とを設けるとともに、前記スライダ部に、前記第１方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第１方向への位置変位を検出するための第１の可動側インダクトシン基板と、前記第２方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第２方向への位置変位を検出するための第２の可動側インダクトシン基板とを、少なくとも互いが独立して動ける状態で設けたことを特徴とする平面位置検出装置。
【請求項２】
スライダ部を独立して動ける状態で複数設け、少なくともそれらのスライダの１つに第１の可動側インダクトシン基板を設け、他の１つに第２の可動側インダクトシン基板を設けている請求項１記載の平面位置検出装置。
【請求項３】
各々のスライダ部に、それぞれ第１の可動側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板とを設けている請求項２記載の平面位置検出装置。
【請求項４】
第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板とをスケール部に一体的に積層して構成している請求項１〜３何れかに記載の平面位置検出装置。
【請求項５】
第１の固定側インダクトシン基板と第１の可動側インダクトシン基板の間のギャップと、第２の固定側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板の間のギャップとを一致させている請求項４記載の平面位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５何れかに記載の平面位置検出装置を備えていることを特徴とする平面モータ。
【請求項１】
スケール部に対し、検出対象に追従するスライダ部を対向配置して、前記スケール部及び前記スライダ部の相対的位置を電磁誘導方式により検出するインダクトシン方式のものであって、
前記スケール部に、第１方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第１の固定側インダクトシン基板と、前記所定方向と異なる第２方向に所定ピッチで連続する励磁用コイルパターンを有する第２の固定側インダクトシン基板と、これらの固定側インダクトシン基板のコイルパターンに通電するための給電手段とを設けるとともに、前記スライダ部に、前記第１方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第１方向への位置変位を検出するための第１の可動側インダクトシン基板と、前記第２方向に所定ピッチで連続する検出用コイルパターンを備えて前記第２方向への位置変位を検出するための第２の可動側インダクトシン基板とを、少なくとも互いが独立して動ける状態で設けたことを特徴とする平面位置検出装置。
【請求項２】
スライダ部を独立して動ける状態で複数設け、少なくともそれらのスライダの１つに第１の可動側インダクトシン基板を設け、他の１つに第２の可動側インダクトシン基板を設けている請求項１記載の平面位置検出装置。
【請求項３】
各々のスライダ部に、それぞれ第１の可動側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板とを設けている請求項２記載の平面位置検出装置。
【請求項４】
第１の固定側インダクトシン基板と第２の固定側インダクトシン基板とをスケール部に一体的に積層して構成している請求項１〜３何れかに記載の平面位置検出装置。
【請求項５】
第１の固定側インダクトシン基板と第１の可動側インダクトシン基板の間のギャップと、第２の固定側インダクトシン基板と第２の可動側インダクトシン基板の間のギャップとを一致させている請求項４記載の平面位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５何れかに記載の平面位置検出装置を備えていることを特徴とする平面モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９８０５６（Ｐ２０１２−９８０５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３６４４（Ｐ２０１０−２４３６４４）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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