标尺的制作方法

1.这里描述的实施例的特定方面涉及一种标尺。


背景技术：

2.公开了一种用于电磁感应型编码器的标尺(例如，参见日本专利申请公开第2004-294225号)。


技术实现要素：

3.在标尺中，没有形成标尺图案的面(反面)由支撑构件支撑，以便沿着测量轴线相对移动。根据由支撑构件支撑的位置，而在支撑构件中产生的涡流中出现不均匀分布。因此，可以考虑在标尺的背面形成具有大厚度的镀层，以在镀层中产生涡流。然而，根据镀层的应力，标尺中可能出现翘曲。
4.在本发明的一个方面，目的是提供一种能够抑制翘曲和抑制涡流不均匀分布的标尺。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种标尺，包括：基板；标尺图案，其具有导电性并且设置在基板的第一主面上；以及导电膜，其设置在基板的第二主面上，导电膜的基材是树脂材料，导电材料被添加到基材中。
附图说明
6.图1示出了使用检测头与标尺之间的电磁耦合的电磁感应型编码器的结构；
7.图2示出了标尺由支撑构件支撑的结构；和
8.图3示意性地示出了标尺的剖视图。
具体实施方式
9.以下是参照附图对实施例的描述。
10.图1示出了使用检测头与标尺之间的电磁耦合的电磁感应型编码器100的结构。如图1所示，电磁感应型编码器100具有检测头10和标尺20。检测头10相对于标尺20在测量轴线方向上相对移动。检测头10和标尺20具有平板形状，并且隔着预定间隙彼此对置。电磁感应型编码器100具有传输信号发生器30和位移量测量器40等。在图1中，x轴线表示检测头10的位移方向(测量轴线)。在由标尺20形成的平面中，y轴线相对于x轴线是竖直的。
11.检测头10具有发送器线圈50、接收器线圈60等。发送器线圈50是矩形线圈，该发送器线圈的纵向方向是x轴线。如图1所示，接收器线圈60位于发送器线圈50的内部。
12.在标尺20中，具有矩形形状的多个标尺图案22沿着x轴线以基本周期λ进行排列。标尺图案22与发送器线圈50电磁耦合，并且还与接收器线圈60电磁耦合。
13.传输信号发生器30产生单相交流的传输信号，并将产生的传输信号供应给发送器线圈50。在这种情况下，在发送器线圈50中产生磁通量。因此，在多个标尺图案22中产生电
动势电流。多个标尺图案22与由发送器线圈50产生的磁通量电磁耦合，并且在预定的空间周期中产生在x轴线方向上波动的磁通量。由标尺图案22产生的磁通量在接收器线圈60中产生电动势电流。每个线圈之间的电磁耦合根据检测头10的位移量而波动。由此，获得与基本周期λ相同周期的正弦波信号。因此，接收器线圈60检测由多个标尺图案22产生的磁通量的相位。位移量测量器40可以通过将正弦波信号进行电内插来使用正弦波信号作为最小分辨率的数字量。由此，位移量测量器40测量检测头10的位移量。
14.标尺20由支撑构件支撑，使得标尺20可以沿着测量轴线相对移动。标尺20的没有提供标尺图案的面(背面)由支撑构件支撑。图2示出了标尺20由支撑构件支撑的结构。作为示例，图2示出了内置电磁感应型编码器的指示器的剖视图。
15.如图2所示，指示器包括主体壳1、框架2、主轴3和电磁感应型编码器100。主体壳1的第一端开口。主体壳1具有圆柱形形状。框架2安装在主体壳1的第一端上，并且可以在第一端旋转。主轴3由主体壳1支撑，并且能够沿着主轴3的轴线方向移动。电磁感应型编码器100检测主轴3在轴向方向上的位移量。
16.支撑环11在主体壳1的第二端处与主体壳1的中央部分一体形成。主轴保护筒13通过连接构件12设置在主体壳1的上外圆周上。上外圆周位于图2中的上侧。杆14设置在主体壳1的下外圆周上。下外圆周位于图2中的下侧。主轴保护筒13和杆14在同一轴线上。连接构件12和杆14形成轴承。
17.主轴3插入杆14中。主轴3可以在杆14中滑动。图2中的上侧的头部31接合在主轴保护筒13中，并且能够在主轴保护筒13中滑动。测头32设置在主轴3的下边缘。下边缘从杆14的下端突出。支撑构件33和与弹簧接合的销34设置在主轴3的中央部分。支撑构件33和销34在主体壳1的内部。拉伸弹簧35设置在销34与主体壳1的内壁之间。主轴3被拉伸弹簧35向图2中的下侧偏置施力。拉伸弹簧35禁止主轴3的旋转。拉伸弹簧35被延伸，使得拉伸弹簧35的长度比拉伸弹簧35的平衡长度更长。
18.板状保持构件41用螺钉固定到内壁17，该内壁17位于主体壳1的开口的第一端上。如图2所示，用于保持稍后描述的检测头10的切口部分43形成在保持构件41中。
19.电磁感应型编码器100具有检测头10和标尺20。电磁感应型编码器100能够检测主轴3在轴向方向上的绝对位移量。检测头10沿着主轴3的轴线方向设置在主轴3附近。检测头10与固定到主体壳1的保持构件41的切口部分43接合。标尺20以预定间隔与检测头10对置。标尺20通过支撑构件33固定到主轴3。
20.位于检测侧的基板5通过间隔件51固定在保持构件41的前侧(图2中的右侧)。基板5与保持构件41平行。基板5具有沿着虚拟圆轨迹的圆形形状，该虚拟圆轨迹的中心是框架2可以旋转所围绕的框架2的轴线a。接触点图案52形成在基板5的前侧(图2中的右侧)表面上。
21.根据支撑构件33的材料或由支撑构件33支撑的标尺20的支撑范围，由于磁通量已经穿透标尺20，支撑构件33中的涡流中可能出现分布问题(位置不均匀分布)。因此，根据标尺20的位置，来自标尺20的信号强度可能出现不均匀分布。当信号强度出现这种分布(位置不均匀分布)时，电磁感应型编码器100的测量准确度可能出现误差。
22.因此，可以认为在标尺20的基板的整个背面上形成具有大厚度例如18微米的镀铜层，在镀铜层中产生涡流，并且减小了支撑构件33的影响。然而，当具有大厚度的镀铜层设
置在基板的背面上时，成本可能会增加。由于具有大厚度的镀铜层的应力，在标尺20中可能出现翘曲。用于形成镀铜层的过程与用于将标尺20结合到支撑构件33的过程分开执行。因此，成本可能会增加。通过将镀铜层从连续层分成网状层，可以抑制标尺20的翘曲。然而，磁通量从由分割产生的间隙泄漏。因此，可能会出现信号强度的分布。
23.因此，该实施例的标尺20具有用于以低成本抑制翘曲的结构。将给出标尺20的细节的描述。
24.图3示出了标尺20的示意性剖视图。如图3所示，标尺20具有标尺图案22形成在基板21上面上的结构。标尺图案22具有多个金属栅以预定间隔排列的结构。
25.基板21不受限制。例如，基板21由金属以外的材料制成。例如，该材料例如是金属氧化物材料、有机材料、玻璃环氧材料、玻璃材料等。诸如石英玻璃(熔融合成石英)的低膨胀系数材料可以用作玻璃材料。
26.标尺图案22由诸如金属的导电材料制成。
27.导电膜23形成在基板21的背面上。导电膜23是将导电材料添加到由树脂材料制成的基材中的导电膜。树脂材料例如是环氧材料、聚氨酯材料、丙烯酸材料、硅树脂材料等。如果导电材料具有导电性，则导电材料不受限制。导电材料是低电阻材料，例如ag(银)、cu(铜)、au(金)等。
28.因为导电膜23包括导电材料，所以即使磁通量渗透标尺20，导电膜23中也可能出现涡流。因此，可以抑制支撑构件33的影响。通常，树脂材料的杨氏模量为1gpa至10gpa，小于镀铜膜的杨氏模量10gpa至100gpa。因此，可以抑制基板21的翘曲。因此，可以抑制翘曲和涡流的不均匀分布。
29.施加到基板21之前的树脂材料是糊状材料。可以通过诸如丝网印刷或分配器的简单处理而将树脂材料施加到基板21上。因此可以降低成本。不会产生电镀废溶液等废液。
30.优选导电膜23的导电材料具有不渗透磁通量的磁屏蔽性能。当导电膜23不渗透磁通量时，磁通量不到达支撑构件33。因此，可以抑制支撑构件33的影响。具有磁屏蔽性能的导电材料是例如坡莫合金或铁氧体。
31.诸如环氧树脂材料、聚氨酯材料、丙烯酸树脂材料、硅树脂材料等的树脂材料具有粘合性。因此，树脂材料用于安装集成电路芯片。当使用树脂材料时，不需要重新制备另一种粘合剂来结合标尺20和支撑构件33。因此，可以在单个过程中用树脂材料进行涂覆并将支撑构件33结合到标尺20。
32.优选导电膜23覆盖基板21的整个背面。在这种情况下，可以抑制磁通量的泄漏并抑制支撑构件33的影响。无论支撑构件33具有什么形状，支撑构件33都通过导电膜23支撑标尺20。因此，支撑构件33的形状没有影响。例如，即使由支撑构件33支撑的标尺20的位置改变，支撑构件33中的涡流分布问题也会变得更轻。优选的是，导电膜23的厚度使得足够量的涡流流动。例如，从趋肤效应的观点来看，导电膜23的厚度d优选为d＝√(2ρ/ωμ)或更大。“ρ”是电阻率。“ω”是角频率。“μ”是绝对磁导率。
33.本发明不限于具体公开的实施例和变形，而是可以包括其他实施例和变形，而不脱离本发明的范围。