JP2000314603A - 位置検出装置 - Google Patents
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Actuator (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 相互に移動関係にある2つの部材の位置を高
精度で検出する。 【解決手段】 磁石が設けられた第1の部材と、磁石の
磁力に感応する複数の磁気抵抗素子を有し第1の部材に
対して相対的に移動する第2の部材とが所定の被検出位
置となったことを検出する。相互に平行に延びる3つの
磁気抵抗素子MR1〜MR3と、これらに対してほぼ直
角方向に延びる磁気抵抗素子MR4とを有し、磁気抵抗
素子MR1,MR2の接続端からの出力信号に基づいて
2つの部材が原点位置であることを検出し、磁気抵抗素
子MR3,MR4の接続端からの出力信号に基づいて2
つの部材が被検出領域内であることを検出し、これらの
検出信号に基づいて2つの部材が所定の被検出位置とな
ったことを検出する。
精度で検出する。 【解決手段】 磁石が設けられた第1の部材と、磁石の
磁力に感応する複数の磁気抵抗素子を有し第1の部材に
対して相対的に移動する第2の部材とが所定の被検出位
置となったことを検出する。相互に平行に延びる3つの
磁気抵抗素子MR1〜MR3と、これらに対してほぼ直
角方向に延びる磁気抵抗素子MR4とを有し、磁気抵抗
素子MR1,MR2の接続端からの出力信号に基づいて
2つの部材が原点位置であることを検出し、磁気抵抗素
子MR3,MR4の接続端からの出力信号に基づいて2
つの部材が被検出領域内であることを検出し、これらの
検出信号に基づいて2つの部材が所定の被検出位置とな
ったことを検出する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動部材の他の部材
に対する位置を検出するための位置検出技術に関する。
に対する位置を検出するための位置検出技術に関する。
【0002】
【従来の技術】往復動部材を支持部材に往復動自在に装
着して往復動部材に配置された治具やワークを往復動す
る場合がある。この場合の往復動部材の駆動源として
は、往復動部材に連結されたピストンロッドを空気圧シ
リンダや油圧シリンダにより駆動するようにして流体圧
を利用したものがある。また、往復動部材にボールねじ
をねじ結合してボールねじを電動モータにより回転駆動
してボールねじの回転運動を往復動部材の直線運動に変
換するようにしたり、リニアモータを用いて往復動部材
を直接駆動するようにしたものなどのように電力を駆動
源として利用したものがある。
着して往復動部材に配置された治具やワークを往復動す
る場合がある。この場合の往復動部材の駆動源として
は、往復動部材に連結されたピストンロッドを空気圧シ
リンダや油圧シリンダにより駆動するようにして流体圧
を利用したものがある。また、往復動部材にボールねじ
をねじ結合してボールねじを電動モータにより回転駆動
してボールねじの回転運動を往復動部材の直線運動に変
換するようにしたり、リニアモータを用いて往復動部材
を直接駆動するようにしたものなどのように電力を駆動
源として利用したものがある。
【0003】このような往復動部材を駆動する場合に
は、支持部材に対して基準となる絶対位置を検出し、移
動した距離をエンコーダなどによって検出することによ
り、往復動部材の支持部材に対する相対位置を検出する
ようにしている。
は、支持部材に対して基準となる絶対位置を検出し、移
動した距離をエンコーダなどによって検出することによ
り、往復動部材の支持部材に対する相対位置を検出する
ようにしている。
【0004】往復動部材の支持部材に対する絶対位置を
高精度で検出するために、従来では、往復動部材に特定
の部位に光を照射し、その反射光を受光素子により検出
するようにした光学センサを用いた位置検出装置があ
る。
高精度で検出するために、従来では、往復動部材に特定
の部位に光を照射し、その反射光を受光素子により検出
するようにした光学センサを用いた位置検出装置があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】絶対位置の検出のため
に光を照射するようにすると、位置検出を高精度で検出
することができるが、所定の検出精度を維持し得る温度
範囲には限度があり、所定の温度範囲を超えた環境で使
用すると、所定の検出精度を維持することができなくな
るという問題点がある。さらに、光学センサを用いた場
合には、光学センサの小型化および高密度化には限度が
あり、位置検出装置を小型化することが困難である。
に光を照射するようにすると、位置検出を高精度で検出
することができるが、所定の検出精度を維持し得る温度
範囲には限度があり、所定の温度範囲を超えた環境で使
用すると、所定の検出精度を維持することができなくな
るという問題点がある。さらに、光学センサを用いた場
合には、光学センサの小型化および高密度化には限度が
あり、位置検出装置を小型化することが困難である。
【0006】本発明の目的は、相互に移動関係にある2
つの部材の位置を高精度で検出し得るようにすることに
ある。
つの部材の位置を高精度で検出し得るようにすることに
ある。
【0007】本発明の他の目的は、2つの部材の位置を
検出するための位置検出装置の小型化を達成することに
ある。
検出するための位置検出装置の小型化を達成することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、磁石が設けられた第1の部材と、前記磁石の磁力に
感応する複数の磁気抵抗素子を有し前記第1の部材に対
して相対的に移動する第2の部材とが所定の被検出位置
となったことを検出する位置検出装置であって、それぞ
れ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相違した
電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移動方向
に対して直角の方向に相互に平行に延びる第1と第2の
磁気抵抗素子と、一端が一方の電源端子に接続され前記
第1と第2の磁気抵抗素子に平行に延びる第3の磁気抵
抗素子と、前記第3の磁気抵抗素子に直列に接続される
とともに直角方向に沿って延び、他端が他方の電源端子
に接続される第4の磁気抵抗素子と、前記第1と第2の
磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基づいて、前記
2つの部材が原点位置であることを検出する原点検出手
段と、前記第3と第4の磁気抵抗素子の接続端からの出
力信号に基づいて、前記2つの部材が被検出領域内であ
ることを検出する領域検出手段と、前記原点検出手段と
前記領域検出手段との出力信号に基づいて、前記第1と
第2の部材が所定の被検出位置となったことを検出する
ようにしたことを特徴とする。
は、磁石が設けられた第1の部材と、前記磁石の磁力に
感応する複数の磁気抵抗素子を有し前記第1の部材に対
して相対的に移動する第2の部材とが所定の被検出位置
となったことを検出する位置検出装置であって、それぞ
れ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相違した
電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移動方向
に対して直角の方向に相互に平行に延びる第1と第2の
磁気抵抗素子と、一端が一方の電源端子に接続され前記
第1と第2の磁気抵抗素子に平行に延びる第3の磁気抵
抗素子と、前記第3の磁気抵抗素子に直列に接続される
とともに直角方向に沿って延び、他端が他方の電源端子
に接続される第4の磁気抵抗素子と、前記第1と第2の
磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基づいて、前記
2つの部材が原点位置であることを検出する原点検出手
段と、前記第3と第4の磁気抵抗素子の接続端からの出
力信号に基づいて、前記2つの部材が被検出領域内であ
ることを検出する領域検出手段と、前記原点検出手段と
前記領域検出手段との出力信号に基づいて、前記第1と
第2の部材が所定の被検出位置となったことを検出する
ようにしたことを特徴とする。
【0009】本発明の位置検出装置は、磁石が設けられ
た第1の部材と、前記磁石の磁力に感応する複数の磁気
抵抗素子を有し前記第1の部材に対して相対的に移動す
る第2の部材とが所定の被検出位置となったことを検出
する位置検出装置であって、それぞれ一端が相互に接続
され、他端が相互に電位の相違した電源端子に接続さ
れ、相互に前記第2の部材の移動方向に対して直角の方
向に相互に平行に延びる第1と第2の磁気抵抗素子と、
それぞれ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相
違した電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移
動方向に対して直角の方向に相互に平行に延びるととも
に前記第1と第2の磁気抵抗素子に対して前記移動方向
にずれた第3と第4の磁気抵抗素子と、一端が一方の電
源端子に接続されそれぞれの前記磁気抵抗素子に平行に
延びる第5の磁気抵抗素子と、前記第5の磁気抵抗素子
に直列に接続されるとともに直角方向に沿って延び、他
端が他方の電源端子に接続される第6の磁気抵抗素子
と、前記第1と第2の磁気抵抗素子の接続端からの出力
信号に基づいて、前記2つの部材が第1の原点位置であ
ることを検出する第1の原点検出手段と、前記第3と第
4の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基づいて、
前記2つの部材が第1の原点位置から離れた第2の原点
位置であることを検出する第2の原点検出手段と、前記
第5と第6の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基
づいて、前記2つの部材が被検出領域内であることを検
出する領域検出手段と、前記第1と第2の原点検出手段
と前記領域検出手段との出力信号に基づいて、前記第1
と第2の部材が2つの原点位置の間の所定の被検出位置
となったことを検出するようにしたことを特徴とする。
た第1の部材と、前記磁石の磁力に感応する複数の磁気
抵抗素子を有し前記第1の部材に対して相対的に移動す
る第2の部材とが所定の被検出位置となったことを検出
する位置検出装置であって、それぞれ一端が相互に接続
され、他端が相互に電位の相違した電源端子に接続さ
れ、相互に前記第2の部材の移動方向に対して直角の方
向に相互に平行に延びる第1と第2の磁気抵抗素子と、
それぞれ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相
違した電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移
動方向に対して直角の方向に相互に平行に延びるととも
に前記第1と第2の磁気抵抗素子に対して前記移動方向
にずれた第3と第4の磁気抵抗素子と、一端が一方の電
源端子に接続されそれぞれの前記磁気抵抗素子に平行に
延びる第5の磁気抵抗素子と、前記第5の磁気抵抗素子
に直列に接続されるとともに直角方向に沿って延び、他
端が他方の電源端子に接続される第6の磁気抵抗素子
と、前記第1と第2の磁気抵抗素子の接続端からの出力
信号に基づいて、前記2つの部材が第1の原点位置であ
ることを検出する第1の原点検出手段と、前記第3と第
4の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基づいて、
前記2つの部材が第1の原点位置から離れた第2の原点
位置であることを検出する第2の原点検出手段と、前記
第5と第6の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号に基
づいて、前記2つの部材が被検出領域内であることを検
出する領域検出手段と、前記第1と第2の原点検出手段
と前記領域検出手段との出力信号に基づいて、前記第1
と第2の部材が2つの原点位置の間の所定の被検出位置
となったことを検出するようにしたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0011】図1は支持部材11とこれに直線方向に往
復動自在に装着された往復動部材12とを有する直線往
復動装置を示す図である。第1の部材である支持部材1
1に沿って第2の部材である往復動部材12を駆動する
ために、空気圧シリンダなどの流体圧シリンダにより駆
動されるピストンロッドを往復動部材12に連結するよ
うにしたり、電動モータにより回転駆動されるボールね
じを往復動部材12にねじ結合することになる。また、
この往復動装置をリニアモータとすることにより、往復
動部材12を駆動するようにしても良い。
復動自在に装着された往復動部材12とを有する直線往
復動装置を示す図である。第1の部材である支持部材1
1に沿って第2の部材である往復動部材12を駆動する
ために、空気圧シリンダなどの流体圧シリンダにより駆
動されるピストンロッドを往復動部材12に連結するよ
うにしたり、電動モータにより回転駆動されるボールね
じを往復動部材12にねじ結合することになる。また、
この往復動装置をリニアモータとすることにより、往復
動部材12を駆動するようにしても良い。
【0012】往復動部材12が支持部材11に対して所
定の被検出位置となったことを検出するために、往復動
部材12には磁石13が設けられており、支持部材11
には複数の磁気抵抗素子からなる位置検出器14が設け
られている。ただし、磁石13を支持部材に設け、位置
検出器14を往復動部材12に設けるようにしても良
い。
定の被検出位置となったことを検出するために、往復動
部材12には磁石13が設けられており、支持部材11
には複数の磁気抵抗素子からなる位置検出器14が設け
られている。ただし、磁石13を支持部材に設け、位置
検出器14を往復動部材12に設けるようにしても良
い。
【0013】図2は図1に示された磁石13を拡大して
示す図であり、この磁石13としては、平板状の異方性
磁石を用いたバリウムフェライトプラスチック成形磁石
が使用されており、着磁は多極着磁の要領で規定の位置
にパルス着磁することにより形成される。図2におい
て、符号Mは着磁部を示す。
示す図であり、この磁石13としては、平板状の異方性
磁石を用いたバリウムフェライトプラスチック成形磁石
が使用されており、着磁は多極着磁の要領で規定の位置
にパルス着磁することにより形成される。図2におい
て、符号Mは着磁部を示す。
【0014】図3は図1に示された位置検出器14を拡
大して示す図であり、磁石13の磁力に感応して抵抗値
が変化する4つの強磁性体製の磁気抵抗素子を有してお
り、それぞれの磁気抵抗素子はガラスやセラミックなど
からなる基板15の上に強磁性体薄膜を蒸着することに
より形成されている。
大して示す図であり、磁石13の磁力に感応して抵抗値
が変化する4つの強磁性体製の磁気抵抗素子を有してお
り、それぞれの磁気抵抗素子はガラスやセラミックなど
からなる基板15の上に強磁性体薄膜を蒸着することに
より形成されている。
【0015】位置検出器14は、図3に示すように、往
復動部材12の移動方向が矢印Pで示される方向である
とすると、この移動方向Pに対してほぼ直角の方向に相
互に平行に線状に延びる第1の磁気抵抗素子MR1と、
第2の磁気抵抗素子MR2とを有し、これらの素子MR
1,MR2は所定の距離Dだけ離れている。これらの磁
気抵抗素子MR1,MR2はそれぞれ原点検出用となっ
ており、それぞれの一端は相互にリード線により接続さ
れている。また、それぞれの素子の他端は相互に電位が
相違した電源端子に接続されている。つまり、第1の磁
気抵抗素子MR1の他端は高電位側のプラス端子+に接
続され、第2の磁気抵抗素子MR2の他端は低電位側の
マイナス端子−に接続されている。
復動部材12の移動方向が矢印Pで示される方向である
とすると、この移動方向Pに対してほぼ直角の方向に相
互に平行に線状に延びる第1の磁気抵抗素子MR1と、
第2の磁気抵抗素子MR2とを有し、これらの素子MR
1,MR2は所定の距離Dだけ離れている。これらの磁
気抵抗素子MR1,MR2はそれぞれ原点検出用となっ
ており、それぞれの一端は相互にリード線により接続さ
れている。また、それぞれの素子の他端は相互に電位が
相違した電源端子に接続されている。つまり、第1の磁
気抵抗素子MR1の他端は高電位側のプラス端子+に接
続され、第2の磁気抵抗素子MR2の他端は低電位側の
マイナス端子−に接続されている。
【0016】2つの磁気抵抗素子MR1,MR2の間に
は、これらの素子から離れて平行に線状に延びる第3の
磁気抵抗素子MR3が設けられており、この素子MR3
の一端はプラス端子+に接続されている。この素子MR
3の他端に接続される第4の磁気抵抗素子MR4は、前
記3つの素子MR1〜MR3に対して直角方向、つまり
往復動部材12の移動方向に沿って線状に延びており、
一端で素子MR3に接続された素子MR4の他端はマイ
ナス端子−に接続されている。素子MR4の長手方向中
央部分は第3の磁気抵抗素子MR3の延長上となってお
り、これらの素子MR3,MR4は、領域検出用の磁気
抵抗素子となっている。
は、これらの素子から離れて平行に線状に延びる第3の
磁気抵抗素子MR3が設けられており、この素子MR3
の一端はプラス端子+に接続されている。この素子MR
3の他端に接続される第4の磁気抵抗素子MR4は、前
記3つの素子MR1〜MR3に対して直角方向、つまり
往復動部材12の移動方向に沿って線状に延びており、
一端で素子MR3に接続された素子MR4の他端はマイ
ナス端子−に接続されている。素子MR4の長手方向中
央部分は第3の磁気抵抗素子MR3の延長上となってお
り、これらの素子MR3,MR4は、領域検出用の磁気
抵抗素子となっている。
【0017】これらの4つの磁気抵抗素子はブリッジ回
路を構成しており、3つの素子MR1〜MR3が相互に
平行となり、他の1つの素子MR4がそれぞれの3つの
素子に対して直角方向に延びている。領域検出用の第3
の磁気抵抗素子MR3は、原点検出用の2つの磁気抵抗
素子MR1,MR2の中間の位置となっており、その位
置が往復動部材12の支持部材11に対する原点つまり
基準となる位置となっている。ただし、第3の素子MR
3が2つの素子MR1,MR2の一方側に偏っていて
も、2つの素子MR1,MR2の中間位置を原点として
検出することは可能である。
路を構成しており、3つの素子MR1〜MR3が相互に
平行となり、他の1つの素子MR4がそれぞれの3つの
素子に対して直角方向に延びている。領域検出用の第3
の磁気抵抗素子MR3は、原点検出用の2つの磁気抵抗
素子MR1,MR2の中間の位置となっており、その位
置が往復動部材12の支持部材11に対する原点つまり
基準となる位置となっている。ただし、第3の素子MR
3が2つの素子MR1,MR2の一方側に偏っていて
も、2つの素子MR1,MR2の中間位置を原点として
検出することは可能である。
【0018】図3にあっては、それぞれの素子MR1〜
MR4は1本の太線により示されているが、必要とする
感度に応じて任意の太さに設定することができ、さら
に、1本の線状に素子を形成することなく、任意の本数
だけ折り返すように蛇行させるようにして素子を形成す
るようにしても良い。
MR4は1本の太線により示されているが、必要とする
感度に応じて任意の太さに設定することができ、さら
に、1本の線状に素子を形成することなく、任意の本数
だけ折り返すように蛇行させるようにして素子を形成す
るようにしても良い。
【0019】2つの素子MR1,MR2を相互に接続す
る接続端はセンサ出力端子に接続され、2つの素子M
R3,MR4を相互に接続する接続端はセンサ出力端子
に接続されている。
る接続端はセンサ出力端子に接続され、2つの素子M
R3,MR4を相互に接続する接続端はセンサ出力端子
に接続されている。
【0020】それぞれの素子MR1〜MR4は、図4
(A)に示すように、素子に作用する磁力に応じて抵抗
が変化を示すB−R特性を有しており、往復動部材12
の移動に伴って素子MR1,MR2には磁石13の磁界
が図4(B)に示すように作用することになる。図4
(B)において素子MR1に作用する磁界は実線で示さ
れ、素子MR2に作用する磁界は破線で示されており、
両方の素子MR1,MR2に使用する磁界は、これらの
素子が移動方向に距離Dだけずれているので、ずれ距離
Dに対応した時間差をもって作用することになる。
(A)に示すように、素子に作用する磁力に応じて抵抗
が変化を示すB−R特性を有しており、往復動部材12
の移動に伴って素子MR1,MR2には磁石13の磁界
が図4(B)に示すように作用することになる。図4
(B)において素子MR1に作用する磁界は実線で示さ
れ、素子MR2に作用する磁界は破線で示されており、
両方の素子MR1,MR2に使用する磁界は、これらの
素子が移動方向に距離Dだけずれているので、ずれ距離
Dに対応した時間差をもって作用することになる。
【0021】図4(C)は、素子MR1,MR2に図4
(B)に示すような磁界が作用した場合におけるそれぞ
れの素子MR1,MR2の抵抗の変化を示しており、ず
れ距離Dに応じた時間差をもって抵抗が変化する。この
変化に応じてセンサ出力端子の電圧と基準電圧とをO
Pアンプにより比較すると、図4(D)において実線で
示すように、両方の素子MR1,MR2の抵抗の変化の
差に応じた電圧信号つまり原点信号Eを得ることができ
る。
(B)に示すような磁界が作用した場合におけるそれぞ
れの素子MR1,MR2の抵抗の変化を示しており、ず
れ距離Dに応じた時間差をもって抵抗が変化する。この
変化に応じてセンサ出力端子の電圧と基準電圧とをO
Pアンプにより比較すると、図4(D)において実線で
示すように、両方の素子MR1,MR2の抵抗の変化の
差に応じた電圧信号つまり原点信号Eを得ることができ
る。
【0022】同様にして、素子MR3,MR4も磁界に
応じて抵抗が変化することになるが、これらの素子MR
3,MR4は相互にほぼ直角方向となっているので、セ
ンサ出力端子の電圧と基準電圧とをOPアンプにより
比較すると、図4(D)において破線で示すように、両
方の素子MR3,MR4の抵抗の変化の差に応じた電圧
信号つまり領域信号Fを得ることができる。
応じて抵抗が変化することになるが、これらの素子MR
3,MR4は相互にほぼ直角方向となっているので、セ
ンサ出力端子の電圧と基準電圧とをOPアンプにより
比較すると、図4(D)において破線で示すように、両
方の素子MR3,MR4の抵抗の変化の差に応じた電圧
信号つまり領域信号Fを得ることができる。
【0023】領域信号Fの電圧をしきい値Jと比較し
て、図4(E)に示すように、DATA信号を得ることがで
き、これにより、検出すべき原点位置Sに対して往復動
部材12が所定の被検出領域の範囲K内となっているこ
とを検出することができる。
て、図4(E)に示すように、DATA信号を得ることがで
き、これにより、検出すべき原点位置Sに対して往復動
部材12が所定の被検出領域の範囲K内となっているこ
とを検出することができる。
【0024】また、原点信号Eに基づいて電圧信号の極
性が変化する点の位置から原点位置Sに対応したCLK 信
号を得ることができ、DATA信号とCLK 信号とをフリップ
フロップ回路に送ることによって、出力信号OUT が出力
される。この出力信号OUT は、往復動部材12が原点位
置Sとなったときから、所定の時間Tだけ出力されるこ
とになり、その状態を示すLEDなどの表示部に出力信
号が送られるとともに、図1に示す駆動装置を有する種
々の装置の作動を制御するための制御装置に出力信号が
送られることになる。
性が変化する点の位置から原点位置Sに対応したCLK 信
号を得ることができ、DATA信号とCLK 信号とをフリップ
フロップ回路に送ることによって、出力信号OUT が出力
される。この出力信号OUT は、往復動部材12が原点位
置Sとなったときから、所定の時間Tだけ出力されるこ
とになり、その状態を示すLEDなどの表示部に出力信
号が送られるとともに、図1に示す駆動装置を有する種
々の装置の作動を制御するための制御装置に出力信号が
送られることになる。
【0025】磁石13から発生する副磁束の影響によっ
て往復動部材12の移動に伴って磁石13と位置検出器
14とが所定の位置となる前に原点信号Eが出力される
ことがあるが、原点信号Eと領域信号Fとの両方の信号
を合成することによって、副磁束により発生する原点信
号の影響を排除して原点位置Sを正確に検出することが
できる。しかも、磁気抵抗素子を用いることによって、
光を使用した場合に比して、低温環境から高温環境まで
の広い温度範囲で所望の検出精度を得ることができる。
さらに、磁気抵抗素子と周辺回路を含めたインテリジェ
ントセンサにより位置検出装置の小型化が可能となり、
位置検出装置を有するアクチュエータなどの駆動部材を
小型化することが可能となる。
て往復動部材12の移動に伴って磁石13と位置検出器
14とが所定の位置となる前に原点信号Eが出力される
ことがあるが、原点信号Eと領域信号Fとの両方の信号
を合成することによって、副磁束により発生する原点信
号の影響を排除して原点位置Sを正確に検出することが
できる。しかも、磁気抵抗素子を用いることによって、
光を使用した場合に比して、低温環境から高温環境まで
の広い温度範囲で所望の検出精度を得ることができる。
さらに、磁気抵抗素子と周辺回路を含めたインテリジェ
ントセンサにより位置検出装置の小型化が可能となり、
位置検出装置を有するアクチュエータなどの駆動部材を
小型化することが可能となる。
【0026】図5はそれぞれの素子MR1〜MR4から
の信号を処理して位置検出を行う制御回路を示す図であ
り、直流電源16のプラス側端子は位置検出器14のプ
ラス端子+に接続され、電源16のマイナス側端子はマ
イナス端子−に接続されている。
の信号を処理して位置検出を行う制御回路を示す図であ
り、直流電源16のプラス側端子は位置検出器14のプ
ラス端子+に接続され、電源16のマイナス側端子はマ
イナス端子−に接続されている。
【0027】センサ出力端子はOPアンプAMP1a
の入力端子に接続されており、このアンプAMP1aか
らは図4(D)に示す原点信号Eが出力される。このア
ンプAMP1aからの出力信号をOPアンプAMP1b
に入力することにより極性が変化する点の位置を求める
ことができ、AMP1bからは原点位置Sに対応したCL
K 信号が出力される。
の入力端子に接続されており、このアンプAMP1aか
らは図4(D)に示す原点信号Eが出力される。このア
ンプAMP1aからの出力信号をOPアンプAMP1b
に入力することにより極性が変化する点の位置を求める
ことができ、AMP1bからは原点位置Sに対応したCL
K 信号が出力される。
【0028】一方、センサ出力端子はOPアンプAM
P2aの入力端子に接続されており、このアンプAMP
2aからは図4(D)に示す領域信号が出力される。こ
のアンプAMP2aからの出力信号をOPアンプAMP
2bに入力することにより、しきい値Jを超える領域を
求めることができ、AMP2bからは原点位置Sを中心
として往復動部材12が所定の領域の範囲K内となって
いることを示すDATA信号が出力される。
P2aの入力端子に接続されており、このアンプAMP
2aからは図4(D)に示す領域信号が出力される。こ
のアンプAMP2aからの出力信号をOPアンプAMP
2bに入力することにより、しきい値Jを超える領域を
求めることができ、AMP2bからは原点位置Sを中心
として往復動部材12が所定の領域の範囲K内となって
いることを示すDATA信号が出力される。
【0029】両方のアンプAMP1b、AMP2bの出
力信号をフリップフロップ回路D-FFに入力することによ
り、図4(E)に示す出力信号OUT が出力される。この
出力信号OUT をLED点灯用のトランジスタ17に出力
すると、LED18が所定の時間だけ点灯し、これと同
時に制御用のトランジスタ19からは制御装置に対して
出力信号OUTPUTが出力される。
力信号をフリップフロップ回路D-FFに入力することによ
り、図4(E)に示す出力信号OUT が出力される。この
出力信号OUT をLED点灯用のトランジスタ17に出力
すると、LED18が所定の時間だけ点灯し、これと同
時に制御用のトランジスタ19からは制御装置に対して
出力信号OUTPUTが出力される。
【0030】図1に示す場合には、支持部材11の1個
所に磁石を設けて、往復動部材12の支持部材11に対
する検出する位置を1個所としているが、複数個所の位
置を検出することも可能である。
所に磁石を設けて、往復動部材12の支持部材11に対
する検出する位置を1個所としているが、複数個所の位
置を検出することも可能である。
【0031】図6はこのように複数個所の位置を検出す
るようにした場合における直線往復動装置を示す図であ
り、支持部材11には1〜4で示すように、4個所に着
磁部を形成してその部分を磁石としている。この場合に
は、たとえば、往復動部材が図6において左側から右側
に移動するときに、往復動部材がそれぞれの位置となっ
たことを検出することができる。これにより、移動開始
点1から加速開始点2までは往復動部材を加速移動さ
せ、その点を通過した時には一定速度で移動させ、減速
開始点3から終点4までは減速移動させるように往復動
部材の移動速度を制御することができる。
るようにした場合における直線往復動装置を示す図であ
り、支持部材11には1〜4で示すように、4個所に着
磁部を形成してその部分を磁石としている。この場合に
は、たとえば、往復動部材が図6において左側から右側
に移動するときに、往復動部材がそれぞれの位置となっ
たことを検出することができる。これにより、移動開始
点1から加速開始点2までは往復動部材を加速移動さ
せ、その点を通過した時には一定速度で移動させ、減速
開始点3から終点4までは減速移動させるように往復動
部材の移動速度を制御することができる。
【0032】図7は本発明の他の実施の形態である位置
検出装置を示す図であり、この場合には往復動部材12
が支持部材11に対して所定の区間の中に存在している
か否かを検出するようにしている。
検出装置を示す図であり、この場合には往復動部材12
が支持部材11に対して所定の区間の中に存在している
か否かを検出するようにしている。
【0033】図示する位置検出器14は、往復動部材1
2の移動方向Pに対してほぼ直角の方向に相互に平行に
線状に延びる第1の磁気抵抗素子MR1と、第2の磁気
抵抗素子MR2とを有し、これらの素子MR1,MR2
は所定の距離D1 だけ離れ、それぞれの一端が相互に接
続されている。さらに、第2の磁気抵抗素子MR2の移
動方向Pの両側には第3の磁気抵抗素子MR3と第4の
磁気抵抗素子MR4とが相互に平行に線状に延びてお
り、これらは距離D2 だけ離れて相互に一端が接続され
ている。
2の移動方向Pに対してほぼ直角の方向に相互に平行に
線状に延びる第1の磁気抵抗素子MR1と、第2の磁気
抵抗素子MR2とを有し、これらの素子MR1,MR2
は所定の距離D1 だけ離れ、それぞれの一端が相互に接
続されている。さらに、第2の磁気抵抗素子MR2の移
動方向Pの両側には第3の磁気抵抗素子MR3と第4の
磁気抵抗素子MR4とが相互に平行に線状に延びてお
り、これらは距離D2 だけ離れて相互に一端が接続され
ている。
【0034】第1と第2の磁気抵抗素子MR1,MR2
は対となり、第3と第4の磁気抵抗素子MR3,MR4
は対となってそれぞれ原点検出用の素子を形成してお
り、素子MR1,MR3の他端はプラス端子+に接続さ
れ、素子MR2,MR4の他端はマイナス端子−に接続
されている。
は対となり、第3と第4の磁気抵抗素子MR3,MR4
は対となってそれぞれ原点検出用の素子を形成してお
り、素子MR1,MR3の他端はプラス端子+に接続さ
れ、素子MR2,MR4の他端はマイナス端子−に接続
されている。
【0035】2つの磁気抵抗素子MR3,MR2の間に
は、これらの素子から離れて平行に線状に延びる第5の
磁気抵抗素子MR5が設けられており、この素子MR5
の一端はプラス端子+に接続されている。この素子MR
5の他端に接続される第6の磁気抵抗素子MR6は、他
の素子MR1〜MR5に対して直角方向に沿って線状に
延びており、他端はマイナス端子−に接続されている。
素子MR6の長手方向中央部分は第5の磁気抵抗素子M
R5の延長上となっており、これらの素子MR5,MR
6は、領域検出用の磁気抵抗素子となっている。
は、これらの素子から離れて平行に線状に延びる第5の
磁気抵抗素子MR5が設けられており、この素子MR5
の一端はプラス端子+に接続されている。この素子MR
5の他端に接続される第6の磁気抵抗素子MR6は、他
の素子MR1〜MR5に対して直角方向に沿って線状に
延びており、他端はマイナス端子−に接続されている。
素子MR6の長手方向中央部分は第5の磁気抵抗素子M
R5の延長上となっており、これらの素子MR5,MR
6は、領域検出用の磁気抵抗素子となっている。
【0036】図8(A)は図7に示した位置検出器14
におけるB−R特性を示し、図8(Bは素子MR1,M
R2に作用する磁界を示し、図8(C)はそれぞれの素
子MR1,MR2の抵抗の変化を示しており、それぞれ
図4(A)(B)(C)と同様である。
におけるB−R特性を示し、図8(Bは素子MR1,M
R2に作用する磁界を示し、図8(C)はそれぞれの素
子MR1,MR2の抵抗の変化を示しており、それぞれ
図4(A)(B)(C)と同様である。
【0037】図8(D)に示すように、素子MR1,M
R2の抵抗の変化の差に応じた原点信号E1 を得ること
ができ、他の2つの素子MR3,MR4の抵抗の変化の
差に応じて原点信号E2 を得ることができる。
R2の抵抗の変化の差に応じた原点信号E1 を得ること
ができ、他の2つの素子MR3,MR4の抵抗の変化の
差に応じて原点信号E2 を得ることができる。
【0038】OPアンプにより原点信号E1 の極性が変
化する点を求めると、それは第1の原点位置S1 に対応
し、そのOPアンプからの反転出力信号は、図8(E)
においてOUT1で示されている。OPアンプにより原点信
号E1 の極性が変化する点は第2の原点位置S2 に対応
し、そのOPアンプからの出力信号は、図8(E)にお
いてOUT2で示されている。
化する点を求めると、それは第1の原点位置S1 に対応
し、そのOPアンプからの反転出力信号は、図8(E)
においてOUT1で示されている。OPアンプにより原点信
号E1 の極性が変化する点は第2の原点位置S2 に対応
し、そのOPアンプからの出力信号は、図8(E)にお
いてOUT2で示されている。
【0039】図4に示す場合と同様に、第5と第6の磁
気抵抗素子MR5,MR6は相互にほぼ直角方向となっ
ているので、センサ出力端の電圧と基準電圧とを比較
とする、両方の素子MR5,MR6の抵抗の変化の差に
応じた領域信号Fが得られることになる。この領域信号
Fの電圧をしきい値Jと比較することにより、図8
(E)に示すように、出力信号OUT3が得られる。
気抵抗素子MR5,MR6は相互にほぼ直角方向となっ
ているので、センサ出力端の電圧と基準電圧とを比較
とする、両方の素子MR5,MR6の抵抗の変化の差に
応じた領域信号Fが得られることになる。この領域信号
Fの電圧をしきい値Jと比較することにより、図8
(E)に示すように、出力信号OUT3が得られる。
【0040】これらのOUT1〜OUT3の信号に基づいて、OU
T1が反転出力信号を出力してLOW となり、OUT2およびOU
T3が出力信号を出力してHIGHとなったときに、往復動部
材12が支持部材11に対して2つの原点位置の間の区
間Lの中に位置していることを検出することができる。
T1が反転出力信号を出力してLOW となり、OUT2およびOU
T3が出力信号を出力してHIGHとなったときに、往復動部
材12が支持部材11に対して2つの原点位置の間の区
間Lの中に位置していることを検出することができる。
【0041】図9はそれぞれの素子MR1〜MR6から
の信号を処理して位置検出を行う制御回路を示す図であ
り、直流電源16のプラス側端子は位置検出器14のプ
ラス端子+に接続され、電源16のマイナス側端子はマ
イナス端子−に接続されている。
の信号を処理して位置検出を行う制御回路を示す図であ
り、直流電源16のプラス側端子は位置検出器14のプ
ラス端子+に接続され、電源16のマイナス側端子はマ
イナス端子−に接続されている。
【0042】センサ出力端子はOPアンプAMP1a
の入力端子に接続されており、このアンプAMP1aか
らは図8(D)に示す原点信号E1 が出力される。この
アンプAMP1aからの出力信号をOPアンプAMP1
bに入力することにより極性が変化する点の位置を求め
ることができ、AMP1bからは原点位置S1 に対応し
た反転出力信号OUT1が出力される。
の入力端子に接続されており、このアンプAMP1aか
らは図8(D)に示す原点信号E1 が出力される。この
アンプAMP1aからの出力信号をOPアンプAMP1
bに入力することにより極性が変化する点の位置を求め
ることができ、AMP1bからは原点位置S1 に対応し
た反転出力信号OUT1が出力される。
【0043】センサ出力端子はOPアンプAMP2a
の入力端子に接続されており、このアンプAMP2aか
らは図8(D)に示す原点信号E2 が出力される。この
アンプAMP2aからの出力信号をOPアンプAMP2
bに入力することにより極性が変化する点の位置を求め
ることができ、AMP1bからは原点位置S2 に対応し
た出力信号OUT2が出力される。
の入力端子に接続されており、このアンプAMP2aか
らは図8(D)に示す原点信号E2 が出力される。この
アンプAMP2aからの出力信号をOPアンプAMP2
bに入力することにより極性が変化する点の位置を求め
ることができ、AMP1bからは原点位置S2 に対応し
た出力信号OUT2が出力される。
【0044】一方、センサ出力端子はOPアンプAM
P3aの入力端子に接続されており、このアンプAMP
3aからは図4(D)に示す領域信号Fが出力される。
このアンプAMP3aからの出力信号をOPアンプAM
P3bに入力することにより、しきい値Jを超える領域
を求めることができ、AMP3bからは区間Lを中心と
して往復動部材12が所定の領域の範囲K内となってい
ることを示す出力信号OUT3が出力される。
P3aの入力端子に接続されており、このアンプAMP
3aからは図4(D)に示す領域信号Fが出力される。
このアンプAMP3aからの出力信号をOPアンプAM
P3bに入力することにより、しきい値Jを超える領域
を求めることができ、AMP3bからは区間Lを中心と
して往復動部材12が所定の領域の範囲K内となってい
ることを示す出力信号OUT3が出力される。
【0045】両方のアンプAMP1b、AMP2bの出
力信号をフリップフロップ回路D-FFに入力することによ
り、図4(E)に示す出力信号OUT が出力される。この
出力信号OUT をLED点灯用のトランジスタ17に出力
すると、LED18が所定の時間だけ点灯し、これと同
時に制御用のトランジスタ19からは制御装置に対して
出力信号OUTPUTが出力される。
力信号をフリップフロップ回路D-FFに入力することによ
り、図4(E)に示す出力信号OUT が出力される。この
出力信号OUT をLED点灯用のトランジスタ17に出力
すると、LED18が所定の時間だけ点灯し、これと同
時に制御用のトランジスタ19からは制御装置に対して
出力信号OUTPUTが出力される。
【0046】それぞれの出力信号OUT1〜OUT3は、DTL
ダイオード21〜23を介してトランジスタ17,19
のベースに出力される。
ダイオード21〜23を介してトランジスタ17,19
のベースに出力される。
【0047】本発明は前記実施の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更可能で
あることはいうまでもない。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。
【0048】たとえば、図示する実施の形態にあって
は、固定側の支持部材11に対して往復動部材12が移
動するようにした往復動装置における往復動部材12の
位置を検出するようにしているが、両方の部材がそれぞ
れ移動する場合においても、2つの部材の相互の位置を
検出するために本発明を適用することができる。
は、固定側の支持部材11に対して往復動部材12が移
動するようにした往復動装置における往復動部材12の
位置を検出するようにしているが、両方の部材がそれぞ
れ移動する場合においても、2つの部材の相互の位置を
検出するために本発明を適用することができる。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ光などの光を使
用することなく、移動部材が所定の位置となったか否か
を検出することができる。位置検出のための磁気抵抗素
子を使用したので、使用することができる温度環境を広
い範囲とすることができる。位置検出装置を小型化する
ことができる。
用することなく、移動部材が所定の位置となったか否か
を検出することができる。位置検出のための磁気抵抗素
子を使用したので、使用することができる温度環境を広
い範囲とすることができる。位置検出装置を小型化する
ことができる。
【図1】直線往復動装置を示す一部切り欠き正面図であ
る。
る。
【図2】図1に示された磁石を示す斜視図である。
【図3】図1に示された位置検出器を示す斜視図であ
る。
る。
【図4】(A)は磁気抵抗素子のB−R特性を示す線図
であり、(B)は磁気抵抗素子に作用する磁界を示す線
図であり、(C)は磁気抵抗素子の抵抗値の変化を示す
線図であり、(D)は原点信号と領域信号を示す線図で
あり、(E)は制御回路からの出力信号を示す線図であ
る。
であり、(B)は磁気抵抗素子に作用する磁界を示す線
図であり、(C)は磁気抵抗素子の抵抗値の変化を示す
線図であり、(D)は原点信号と領域信号を示す線図で
あり、(E)は制御回路からの出力信号を示す線図であ
る。
【図5】図3に示す位置検出器からの信号を処理して位
置検出を行う制御回路である。
置検出を行う制御回路である。
【図6】本発明の他の実施の形態である位置検出装置が
設けられた直線往復動装置を示す斜視図である。
設けられた直線往復動装置を示す斜視図である。
【図7】他のタイプの位置検出器を示す斜視図である。
【図8】(A)は磁気抵抗素子のB−R特性を示す線図
であり、(B)は磁気抵抗素子に作用する磁界を示す線
図であり、(C)は磁気抵抗素子の抵抗値の変化を示す
線図であり、(D)は原点信号と領域信号を示す線図で
あり、(E)は制御回路からの出力信号を示す線図であ
る。
であり、(B)は磁気抵抗素子に作用する磁界を示す線
図であり、(C)は磁気抵抗素子の抵抗値の変化を示す
線図であり、(D)は原点信号と領域信号を示す線図で
あり、(E)は制御回路からの出力信号を示す線図であ
る。
【図9】図7に示す位置検出器からの信号を処理して位
置検出を行う制御回路である。
置検出を行う制御回路である。
11 支持部材 12 往復動部材 13 磁石 14 位置検出器 15 基板 16 電源 17,19 トランジスタ 18 LED
Claims (2)
- 【請求項1】 磁石が設けられた第1の部材と、前記磁
石の磁力に感応する複数の磁気抵抗素子を有し前記第1
の部材に対して相対的に移動する第2の部材とが所定の
被検出位置となったことを検出する位置検出装置であっ
て、 それぞれ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相
違した電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移
動方向に対して直角の方向に相互に平行に延びる第1と
第2の磁気抵抗素子と、 一端が一方の電源端子に接続され前記第1と第2の磁気
抵抗素子に平行に延びる第3の磁気抵抗素子と、前記第
3の磁気抵抗素子に直列に接続されるとともに直角方向
に沿って延び、他端が他方の電源端子に接続される第4
の磁気抵抗素子と、 前記第1と第2の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号
に基づいて、前記2つの部材が原点位置であることを検
出する原点検出手段と、 前記第3と第4の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号
に基づいて、前記2つの部材が被検出領域内であること
を検出する領域検出手段と、 前記原点検出手段と前記領域検出手段との出力信号に基
づいて、前記第1と第2の部材が所定の被検出位置とな
ったことを検出するようにしたことを特徴とする位置検
出装置。 - 【請求項2】 磁石が設けられた第1の部材と、前記磁
石の磁力に感応する複数の磁気抵抗素子を有し前記第1
の部材に対して相対的に移動する第2の部材とが所定の
被検出位置となったことを検出する位置検出装置であっ
て、 それぞれ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相
違した電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移
動方向に対して直角の方向に相互に平行に延びる第1と
第2の磁気抵抗素子と、 それぞれ一端が相互に接続され、他端が相互に電位の相
違した電源端子に接続され、相互に前記第2の部材の移
動方向に対して直角の方向に相互に平行に延びるととも
に前記第1と第2の磁気抵抗素子に対して前記移動方向
にずれた第3と第4の磁気抵抗素子と、 一端が一方の電源端子に接続されそれぞれの前記磁気抵
抗素子に平行に延びる第5の磁気抵抗素子と、前記第5
の磁気抵抗素子に直列に接続されるとともに直角方向に
沿って延び、他端が他方の電源端子に接続される第6の
磁気抵抗素子と、 前記第1と第2の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号
に基づいて、前記2つの部材が第1の原点位置であるこ
とを検出する第1の原点検出手段と、 前記第3と第4の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号
に基づいて、前記2つの部材が第1の原点位置から離れ
た第2の原点位置であることを検出する第2の原点検出
手段と、 前記第5と第6の磁気抵抗素子の接続端からの出力信号
に基づいて、前記2つの部材が被検出領域内であること
を検出する領域検出手段と、 前記第1と第2の原点検出手段と前記領域検出手段との
出力信号に基づいて、前記第1と第2の部材が2つの原
点位置の間の所定の被検出位置となったことを検出する
ようにしたことを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123317A JP2000314603A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123317A JP2000314603A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314603A true JP2000314603A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14857572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11123317A Pending JP2000314603A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000314603A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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