JPH0434312A - 位置検出装置 - Google Patents

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〕 本発明は位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、位置検出装置としては種々のものか考えられてい
るか、その−例としてコイルのインダクタンスを利用し
て、回転体の回転位置等を求めるものが、特公昭４７−
２７２６６号公報に示されている。

この公報に示される方法では、長３角形状の金属帯を回
転体に巻き付け、この金属帯に対向させてコイルを設け
ている。そして金属帯の面積の変化に基づくコイルのイ
ンダクタンスの変化を検出し、回転体の回転位置等を求
めていた。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかし、上記公報に示される検出方法を採用する装置で
は、コイルに発振回路等を接続しなければならす、構成
か複雑になる。

また、インダクタンスの変化に基く位置検出なので、精
度が不十分てあり、検出範囲が狭い。

本発明は上記問題点を解決し、簡単な構成で精度の高い
位置検出を長い距離にわたって行うことができる小型の
位置検出装置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〕

本発明の位置検出装置では、レールを移動する移動体の
位置を検出する位置検出装置であって、レールが移動方
向に沿って磁束密度が増加または減少する磁力発生手段
で構成され、移動体が前記磁束密度の変化を検知する磁
気検出手段を備えていることを特徴とする。

また、磁力発生体が磁気検出手段の移動方向に対して直
交する方向に磁気検出手段を挾み込む構造としておくこ
とが好ましい。

更に、磁気検出手段を貫く磁束密度がその移動方向に対
して線形的に増加又は減少するようにしておくことが好
ましい。

〔作用〕

本発明の位置検出装置では、上記のように構成されてい
るので、レール上の磁束密度は、増加または減少方向に
変化し、移動体を鎖交する。磁力線は場所によって異な
る。また、移動体に固定された磁気検出素子は、鎖交す
る磁力線の量により出力値が変化する。したがって、レ
ール上を移動する移動体の位置は磁気検出素子の出力値
として検出される。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。

第１図は本発明に従う位置検出装置の一実施例の斜視外
観を示し、第２図（ａ）は位置検出装置の正面、第２図
（ｂ）は位置検出装置の側面、そして第２図（ｃ）は第
２図（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。

まず、位置検出装置は、第１図に示すように、上部マグ
ネット部１と下部マグネット部２とで構成されたレール
と、それらの間に挾まれ、内部に磁気検出用のホール素
子３０を備えた移動部材３とより構成されている。

上部マグネット部１は一体型の永久磁石であり、その下
面１０には樹脂がコーティングされている。

この樹脂としては種々のものが使用できるが、ポリアセ
タール樹脂が耐腐蝕性、耐摩耗性の点で好ましい。

下部マグネット部２は樹脂部２１と永久磁石部２２とよ
り構成されている。この下部マグネット部２は、その永
久磁石部２２の上面２２ａが上部マグネット部１の下面
１０の磁極と反対の磁極となるように構成されている。

そして、移動部材３の移動方向Ｘに対して直交する方向
Ｙの樹脂部２１の厚さｔは、移動部材３の移動距離に対
してｅｘの関数としておくことが好ましい。このように
構成しておくことにより移動部材３内のホール素子３０
の出力が移動部材３の移動に対してリニアに変化し、ホ
ール素子３０の出力を何ら補正することなく直接、移動
距離として読み取ることかできる。これは、ホール素子
の性質がそこを貫く磁束密度に対してリニアに変化し、
また、磁束密度は距離の２乗に反比例して減少すること
による。

そして、上部マグネット部１及び下部マグネット部２は
、第１図に示すように、磁性材料より構成されたホルダ
ー４内に収容固定されている。この第１図では、このホ
ルダー４を二点鎖線で示しである。これのように各部材
を配置すると、上部及び下部マグネット部１．２及びホ
ルダー４とで第２図（Ｃ）に示すような磁力線Ｗが形成
される。

この磁力線Ｗは、磁性体であるホルダー４及び上部マグ
ネット部１及び下部マグネット部２を通っており、はぼ
磁気回路が構成され、そのため、移動部材３内のホール
素子３０を貫く磁束密度が安定し、安定した位置検出が
可能になる。

移動部材３は、樹脂より一体成型された保持器３］を備
えている。この樹脂としては種々の樹脂が使用できるか
、耐腐蝕性、耐摩耗性の点てポリアセタール樹脂か好ま
しい。この保持器３１は、第３図に示すように、略直方
体上の本体部３２と第１押圧部３４及び第２抑圧部３５
とを有し、本体部３２にはこのホール素子３０を収容す
るための空洞３３が設けられている。第１押圧部３４は
、第３図に示すように、パンタグラフ形状をしており、
その頂部は、上部マグネット部１の下面１０に当接し、
空洞３３内に収容されたホール素子３０を下部マグネッ
ト部２の樹脂部２１の上面に押圧すると共に、移動部材
３のＺ方向でのブレを防止している。一方、第２抑圧部
３５も、第３図に示すように、パンタグラフ形状をして
おり、その頂部はホルダー４の内面４０に当接し、第１
押圧部３４の押圧方向Ｚ及び移動部材３の移動方向Ｘに
対して直交する方向Ｙに本体部３２を付勢し、本体部３
２の側面３３の一部をホルダー４の内面４１に押し付け
、移動部材３のＹ方向でのブレを防止している。

このように構成することにより、移動部材３は、滑らか
に上部及び下部マグネット部１．２の間を移動可能とな
り、安定した位置検出が可能となる。

本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。

具体的には、上記実施例では、上部及び下部マグネット
部を永久磁石を利用して構成しているが、これに限定さ
れず、電磁石等を利用して、移動方向に磁束密度が変化
するように構成することもできる。また、下部マグネッ
ト部の樹脂部の厚さｔをｅ　の関数となるようにしてい
るが、これに限定されず、例えばリニアに変化するよう
にしてもよい。この場合に、移動距離と位置検出装置の
出力値との線形性を保つためには、ホール素子の出力値
を補正する必要がある。また更に、上記実施例では、上
部マグネット部を一体型永久磁石とし、下部のマグネッ
ト部を２つの部材より構成しているが、この逆でも、ま
た両方を２つの部材で構成するようにしてもよい。

更に、上記実施例では、磁気検出素子としてポール素子
を用いているが、これに限定されず、例えば、ＭＲ素子
等のその他の磁気検出素子を使用してもよい。

また更に、上記実施例では移動部材を２方向及びＹ方向
に押圧するパンタグラフ形状の押圧部を設けているが、
Ｚ方向にのみ押圧する抑圧部を設けるようにしても位置
検圧を高精度でおこなうことができる。このような例を
第４図に示す。また、このような押圧する部分を設けず
、略長方形の樹脂部材内にホール素子を組み込み、その
樹脂部材の側面か第１及び第２マグネット部の上面及び
下面を摺動するようにしてもよい。また、上記実施例で
は抑圧部を樹脂の一体成型により、パンタグラフ形状に
構成しているが、別体の部材と組み合わせたり、また、
このような押圧部を板ばね等て構成するようにしてもよ
い。

また更に、上記実施例では、第１及び第２マグネット部
を固定し、移動部材を移動させるようにしているか、こ
れと逆に移動部材を固定し、第１及び第２マグネット部
を移動させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の位置検出装置では、先に説明したように、移動
方向に磁束密度が変化するレール上に磁気検出素子を備
えた移動体を移動させ、その磁気検出素子により検出さ
れた磁束密度の増減により移動体の位置を求めるように
しているので、高精度でかつ安定した位置検出が可能と
なる。

また、上記磁気検出素子をその移動方向に対して直交す
る方向に磁力発生体で挾むことにより、磁束を安定させ
安定した位置検出を可能にすることもてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがう位置検出装置の一実施例の斜
視外観図、第２図は第１図に示す位置検出装置の正面、
側面断面を示す図、第３図は第１図に示す位置検出装置
に使用する磁気検出素子の保持器を示す図、第４図は磁
気検出素子の保持器の別の例を示すである。 ］　・第１マグネット部、２・・・第２マグネット部、
３・・移動部材。 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　寺　　　　嶋　　　史　　　朗第２図 （ｂ） 偲侍容器の実施例 （ｃ） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レールを移動する移動体の位置を検出する位置検出
   装置であって、前記レールが移動方向に沿って磁束密度
   が増加または減少する磁力発生手段で構成され、前記移
   動体が前記磁束密度の変化を検知する磁気検出手段を備
   えている位置検出装置。 ２、前記磁力発生手段が前記移動方向に対して直交する
   方向に前記移動体を挾み込んでいる請求項１記載の位置
   検出装置。 ３、前記磁力発生手段の前記磁気検出手段を貫く磁束密
   度がその移動方向に対して一次関数となるように変化し
   ている請求項１又は２記載の位置検出装置。