JPH02120616A

JPH02120616A - 磁気式変位検出装置

Info

Publication number: JPH02120616A
Application number: JP27502288A
Authority: JP
Inventors: Seiji Okada; 誠二岡田; Okifumi Kageyama; 陰山　興史; Yoshinori Taio; 良則對尾
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は磁気式変位検出装置に関する。

（従来技術）変位検出装置には、光学式変位検出装置が広く用いられ
ている。この光学式変位検出装置には、特開昭６２−７
３１２０号公報に示すように、位置検出用スケールとし
て、ピッチ間隔がわずかに異なる主尺と副尺を用い、両
スケール目盛の一致点を検出することにより、両スケー
ルピッチ間隔の差の分解能で位置検出して位置検出精度
を高めたものがあるが、光学式変位検出装置においては
、基本的には１発光素子、格子編状の透過パターン、反
射パターン等の変位量検出用の光学パターン、受光素子
等が必要となっている。

そして、最近では、上記光学パターンを薄膜化技術によ
りかなり微小化することが０■能となっており、これに
伴って光学式変位検出装置においても、微小変位液の検
出を行うことが可能となっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、その反面、上記光学パターンが埃、ゴミ等によ
り汚され、光が遮ぎられるような場合には、その汚れ等
により分解能が低下し、微小変位騎の検出ができなくな
る虞れがあった。

また、光学式変位検出装置においては、光学パターンを
かなり微小化できるにもかかわらず、光の波長によって
制約を受け、微小変位量の検出にも限度があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、極めて微小な変位量の検出を常時可能とすることにあ
る。

（問題点を解決するための手段、作用）かかる目的を達
成するために本発明にあっては、磁極を異ならせて対向され、検出対象の変位に伴って相
対変位する一対のマグネットと、前記一対のマグネット
間に設けられ、該一対のマグネットの一方に前記相対変
位方向に等間隔毎に取付けられる複数の反磁性体と、前記一対のマグネット間に設けられ、該一対のマグネッ
トの他方に取付けられる磁気検出手段と、を備えている
、ことを特徴とする磁気式変位検出装置、とした構成とし
である。

−Ｌ述の構成により、複数の反磁性体を既存の薄膜化技
術により極めて微小な間隔配置にした場合であっても、
一対のマグネットを相対変位すれば、反磁性体の反磁性
作用を利用して、磁気検出手段が検出する磁束を、磁性
体の配置状１１；に応じて変化させることができ、その
磁束変化に基づき、極めて微小な変位針であっても検出
できることになる。

また、磁束を検出するため、マグネッ）１の反磁性体等
によるパターンが汚れていても、磁束検出においては、
汚れ等によっては同等影響を受けず、分解能が低下する
ようなことはない。

このため、−Ｉ−両弱項により極めて微小な変位ψを常
時検出することができることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて１悦明する。

第１図〜第３図において、ｌは例えばバリウムフェライ
ト等からなる−・対のマグネット１．２で、ａ一対のマ
グネットｌ、２は図示を略す検出対象に該検出対象の変
位に伴って互いに相対変位するように適宜数句けられる
。この一対のマグネット１．２は所定間隔（例えば５ｍ
ｍ）をあけて平行に相対向されることになっており、一
方のマグネット１は、そのＳ極面１ａを他方のマグネッ
ト２に向けており、他方のマグネット２は、そのＮ極面
２ａを一方のマグネット１に向けている。

前記一方のマグネット１のＳ極面１ａには複数の反磁性
体３が取付けられている。この複数の反磁性体３は前記
相対変位方向（第１図、第２図中、左右方向）に等間隔
毎に配設されており、その間隔幅（ピッチ）として、例
えば１０ｇｍ幅等が用いられる。また、上記反磁性体と
しては１例えば完全反磁性体としての多結晶ＹＢＣＯ系
超伝系材伝導材られる。

前記他方のマグネット２のＮ極面２ａにも前記一方のマ
グネットｌと同様に反磁性体３が設けられている。この
ような反磁性体３の取付けは、反磁性体３をスパッタ成
膜し、次にフォトレジスト技法により一定幅１例えば１
０ｇｍ幅の微小化パターンに形成することにより行なわ
れる。これらの技法等については薄膜化技術として既知
であるので説明は省略する。

前記−・対のマグネット１．２間には磁気検出手段とし
ての板状のホール素子４が設けられている。このホール
素子２４は一対のマグネット１．２間に、没けられ、該
ホール素子４は第１図に示すように、他方のマグネット
２の−の反磁性体３と該−の反磁性体３に隣合う反磁性
体３との間を跨ぐようして該他方のマグネット２に取付
けられている。このホール素子４は検出磁束（磁界の強
さ）に応じた出力電圧を出力する機能を有している。

このホール素子４の出力電圧は変位Ｉ−算出回路５に入
力されるようになっている。この変位ｒＵＢ算出回路５
には既知のものが用いられ、該変化１１（算出回路５は
ホール素子４からの出力電圧に基づき検出対象の変位１
ｉ１−を算出する機能を有している。

したがって、上記の構成によれば、第１図に示すように
、一方のマグネットｌの反磁性体３と他方のマグネット
２の反磁性体３とが互いに屯なったときには、各反磁性
体３の反磁性作用により、両マグネット１，２間の磁束
は（矢印で示す）は、反磁性体３が存在しない領域での
み生じることになる。この磁束をホール素子４が検出す
ることになり、ホール素子４は、磁束に応じた出力電圧
を出力することになる。この場合、ホール素子４が検出
する磁束（ホール素子の出力電圧）は、第３図に示すよ
うに最も大きい値（山）となる。

上記状態から両マグネットｌ、２間に相対変位が生じた
とき、例えば、反磁性体３のパターン幅だけずれたとき
には、磁束は、第２図に示すように反磁性体の反磁性作
用により湾曲されることになり、ホール素子４が検出す
る磁束は上記状態の場合よりも減って最も少なくなる。

このため、変位量に対する磁束は、第３図において最も
小さい値（谷）を示すことになる。

このように、マグネッ）ｌ、２上の反磁性体３のパター
ンが微小化されていても、両ヤグネットｌ、２の相対変
位に伴って、ホール素子４が検出する磁束は、第３図に
示すように変化することになり、ホール素子４の出力電
圧も同様に変化することになる。

この後１．ヒ記出力電圧は、変位量算出回路に入力され
、そこにおいて、出力電圧（又は検出磁束）の山と谷と
がカウントされ、それに基づき両マグネッ）１．２の相
対変位量が算出される。

このように、磁束の変化をとらえて変位量を導きだすこ
とから、ゴミ、汚れ等の影響を受けることはなく、しか
も、パターン幅が、例えば１０ｇｍであれば１０ＩＬｍ
の分解能をもって変位量が求められることになり、反磁
性体３のパターン幅の微小化に伴って変位量の微小検出
が可能となる。

第４図は他の実施例を示すものである。この実施例にお
いて前記実施例と同一構成要素については同一符号を付
してその説明を省略する。

この実施例は、板状のホール素子４に超伝導材６を用い
て検出感度を高めたものを示している。

すなわち、ホール素子４の上下面にＹＢＣＯ系の超伝導
材６をスパッタ成膜し、上下同位置に例えばｌＯＪＬｍ
径の穴７をリングラフィ法によって形成する。この際、
上記穴７はテーパエツチング（エツチング液Ｈ２０）若
しくはリフトオフ法によってテーパ状のものとする。

これにより、大きい径をｒＱ、小さい径をｒとすればホ
ール素子４が検出する磁束は（ｒｏ／ｒ）２に増幅され
ることになり、小さな磁界領域においても感度良く検出
することができることになる。

（発明の効果）本発明は以上述べたように極めて微小な変位量を常時検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する説明図、第２図は第１図の動作状態図、第３図は磁束−変位量特性曲線を示す特性図、第４図は
他の実施例を説明する拡大説明図である。ｌ、２：マグネットｌａ：ｓ極面２ａ：Ｎ極面３：反磁性体４：ホール素子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　磁極を異ならせて対向され、検出対象の変位に
伴って相対変位する一対のマグネットと、前記一対のマ
グネット間に設けられ、該一対のマグネットの一方に前
記相対変位方向に等間隔毎に取付けられる複数の反磁性
体と、前記一対のマグネット間に設けられ、該一対のマグネッ
トの他方に取付けられる磁気検出手段と、を備えている
、ことを特徴とする磁気式変位検出装置。