JP2002530666A - ホールプローブ位置センサ - Google Patents

ホールプローブ位置センサ

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JP2002530666A
JP2002530666A JP2000584270A JP2000584270A JP2002530666A JP 2002530666 A JP2002530666 A JP 2002530666A JP 2000584270 A JP2000584270 A JP 2000584270A JP 2000584270 A JP2000584270 A JP 2000584270A JP 2002530666 A JP2002530666 A JP 2002530666A
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stator
gap
magnet
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ガンデル ピエール
ビュアイヨン ヤン
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ムービング マグネット テクノロジーズ エス．エー．
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、その中に少なくとも1つのホールプローブが配置された副ギャップを画定する少なくとも1つの固定子構造と、主ギャップ内に可動磁石を有する位置センサにおいて、固定子構造は、その中に少なくとも第1自由度に対する可動磁石（11）の移動の関数である信号を送出する、第1のホールプローブ（12）が配置された、少なくとも第1の副ギャップ（6、8）、及び、第2自由度に対する可動磁石（11）の移動の関数である信号を送出する、その中に少なくとも第2のホールプローブ（13）が配置された、少なくとも副ギャップ（7、9）を画定する固定子部品（1?4）から成る位置センサに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、計測学、詳しくはホールプローブ非接触位置センサの分野に関する
。
【０００２】 固定子構造に対する永久磁石の直線又は角度位置を計測できるホールプローブ
センサは知られている。
【０００３】 また、一次元における位置あるいは速度の検出が可能な位置及び速度ホールプ
ローブ磁気センサに関するフランス国特許FR2670286号も知られている。
【０００４】 欧州特許EP800055号は、直線・角度位置センサについて記述している。このセ
ンサは、2つのギャップが記述されておらず、低レベルで非線形のため処理が困
難なアナログ信号を送出する。このようなセンサには、2つの非独立出力が備わ
っている。
【０００５】 この他の特許US4639667号あるいはWO9716736号などの特許では、二次元におけ
る位置を表す、独立線形信号が出力できない原理に基づいて機能するセンサが記
述されている。
【０００６】 本発明の目的は、独立した2つの自由度に対する空間上の位置を測定できるセ
ンサを提供することである。
【０００７】 このため、本発明は、その最も全般的な意味において、その中に少なくとも1
つのホールプローブが配置された副ギャップを画定する少なくとも1つの固定子
構造と、主ギャップ内に可動磁石を有する位置センサに関し、固定子構造は、そ
の中に少なくとも第1自由度に対する可動磁石の移動の関数である信号を送出す
る、第1のホールプローブが配置された、少なくとも第1の副ギャップ、及び、そ
の中に少なくとも第2自由度に対する可動磁石の移動の関数である信号を送出す
る、第2のホールプローブが配置された、少なくとも第2の副ギャップを画定する
固定子部品から成ることを特徴とする。
【０００８】 好ましくは、副ギャップは2対の副ギャップから成る。それぞれの副ギャップ
の対は、副ギャップの第1の対と副ギャップの第2の対との交点を挟んで配置され
た2つのホールプローブ、及び、それぞれのホールプローブの対に対応する自由
度に対する磁石の位置にほぼ比例した結果信号を出力するための同一ギャップ内
に配置されたホールプローブから送出される電気信号の加算手段を有する。
【０００９】 望ましくは、固定子構造は、中間点で交差する副ギャップの2対をそれぞれの
間で画定する軟磁性材料で作られた4極から成り、主ギャップが平面であること
。
【００１０】 第1の実施態様によれば、固定子極は、垂直に交わる副ギャップの2対をそれぞ
れの間で画定する、ヨークと向かい合いに配置された、非磁気基板に連動した4
つの長方形部品から成る。
【００１１】 好ましい実施例によると、磁石の厚みLとギャップの厚みEの比L／Eは、1から2
の間である。
【００１２】 他の好ましい態様によると、副ギャップの大きさは、C1、C2が副ギャップの2
方向に応じた可動磁石の行程を示すとき、C1+E、及びC2+Eとなる。
【００１３】 第2の実施態様によると、磁石は半円の管状であり、ハーフリング状の固定子4
極で形成される固定子構造に対し、第2自由度に対して軸回転で動き、第1自由度
に対して平行移動で動き、また、第1自由度に対する位置を測定するために、固
定子構造中央横断面の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの
第1の対を、及び、ハーフリング固定子を分割する、縦断間隙から成る第2の縦断
副ギャップの中に配置されたホールプローブの第2の対を有すること。
【００１４】 第3の実施態様によると、磁石は半円の管状であり、半円筒形状の固定子4極で
形成される円筒形状固定子構造に対し、第2自由度に対して軸回転で動き、第1自
由度に対して平行移動で動き、第1自由度に対する位置を測定するために、固定
子構造中央横断面の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1
の対を、及び、固定子半円筒を分割する中央縦断面の第2の縦断副ギャップの中
に配置されたホールプローブの第2の対を有すること。
【００１５】 特殊な実施例によると、固定子半円筒の縦方向の端部は、面取りされている。
【００１６】 第4の実施態様によると、本発明によるセンサは、磁石は球形状、又は半球形
状であり、球面扇形状の固定子4極で形成される球帽形状固定子構造に対して球
状回転で動くこと、及び、第1自由度に対する位置を測定するために、固定子構
造第1中央平面の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1の
対と、第2中央平面の第2の縦断副ギャップの中に配置されたホールプローブの第
2の対を有することを特徴とする。
【００１７】 第5の実施態様によると、センサは、磁石は球形状、又は半球形状であり、磁
石の赤道周囲に位置する内側が球形状の固定子4極で形成される固定子構造に対
して球状回転で動くこと、及び、第1自由度に対する位置を測定するために、固
定子構造第1中央平面の副ギャップの第1の1対の中に配置されたホールプローブ
の第1の対と、第2中央平面の第2の縦断副ギャップ内に配置されたホールプロー
ブの第2の対を有することを特徴とする。
【００１８】 好ましくは、主ギャップは、球形状である。
【００１９】 第6の実施態様によると、センサは、磁石は球形状、又は半球形状であり、4分
の1球形状の固定子4極で形成される球形状の固定子構造の周囲を球状回転で動く
こと、及び、第1自由度に対する位置を測定するために、固定子構造第1中央平面
の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1の対と、第2中央
平面の第2の縦断副ギャップ内に配置された第2のホールプローブの対を有するこ
とを特徴とする。
【００２０】 望ましくは、固定子部品は面取りされている。
【００２１】 本発明は、付録の図面によって図解された、いかなる制限も生ずるものではな
い実施例を参照しながら、以下の説明を読むことでより明らかとなる。
【００２２】 本発明は、全般的に、2つの自由度に対する動体の位置を検出することができ
る新しいセンサに関する。
【００２３】 応用例としては、特に、次のようなものが挙げられる。 コンピューター関連応用例：マウス、ジョイスティック 工業応用例：ピック・アンド・プレイス 自動車関連応用例：シフトレバー、半自動変速
【００２４】 図1、2は、XY直線センサの形で、それぞれ第1の実施態様の固定子部、横断面
を図式化したものである。
【００２５】 目的は、所定の行程において、動体の平面上の移動を常に把握することである
。
【００２６】 図1，2に示されたセンサは、主ギャップ（10）によって強磁性ヨーク（5）か
ら分離された、軟磁性材料で作られた正方形の4つの固定子極（1−4）を備えて
いる。
【００２７】 横断方向に磁化された薄い磁石（11）は、主ギャップ内部を移動する。
【００２８】 一方、4つの固定子極は、それぞれの間で4つの副ギャップ（6−9）を画定する
。これらそれぞれの間のギャップには、固定子極（1−4）とヨーク（5）で形成
される固定子構造の鉄塊と磁石（11）間の相互作用によって、一つの極から他極
へと流れる磁気誘導を測定するため、ホールプローブ（12−15）が配置される。
【００２９】 従って、センサは長方形の平面磁石（11）、長方形の4つの軟磁性極（1−4）
、4つのホールプローブ（12−15）（あるいは、磁気誘導の変化を感知できる他
の構成要素）、長方形の強磁性ヨーク（5）で形成される。
【００３０】 磁石を動かすことにより、各プローブで測定された誘導を変化させる各極の磁
位に変化が生じる。本発明におけるポイントの一つは、プローブ信号を付加する
ことにある。プローブ（12）、（14）によって提供された信号の和は、X軸に対
する移動の線形関数であり、プローブ（13）、（15）によって提供された信号の
和は、Y軸に対する移動の線形関数なのである。従って、電子加算回路を設置す
ることにより、これらの信号を付加することで、容易に利用可能な信号を得るこ
とができる。
【００３１】 こうして、それぞれがX軸上の移動、Y軸上の移動に対し線形的な2つの独立信
号が得られる。
【００３２】 温度による磁石の機能の変化の補償は、単純なプローブを使用し適切な回路で
それを補うことにより行っても良いが、ホールプローブの機能と補償機能を有す
る集積回路を用いることが好ましい。
【００３３】 図（3a）、（3b）は、磁石の様々な移動に関する測定結果の典型的なグラフを
示している。
【００３４】 Lが磁石の、Eがギャップの厚みであり、又、CxとCyが二次元におけるセンサの
行程であるとする。
【００３５】 L／Eの比は、1から2の間であることが好ましい。
【００３６】 計測平面における固定子の最小寸法を（Cx+E）と（Cy+E）とすると、信号は2
つの軸に対し線形となる。
【００３７】 この意匠では、図4に従い、コンパクトなシステム内に内蔵することが容易で
ある。
【００３８】 この場合、磁石は、2つのセパレータ（21）、（22）の間でスライドする媒体
（31）に組み込まれる。極（1−4）は非磁気基板（23）上に固定され、これら全
体が例えばネジやピンなどの硬質固定機構（24−30）により結合されている。
【００３９】 媒体（31）は、位置を測定する機構との結合に用いられる止め金を備えている
。
【００４０】 こうして、その信号が容易に利用できる、統合可能なシステムが得られる。
【００４１】 図5は、混用（直線＋角度）センサ（x、Θ）の部分図を示す。
【００４２】 このシステムは、次の部品で構成される。 ・放射状に磁化されたハーフリング磁石（40）。システムの必要性に応じて、こ
の磁石は円筒形状ヨーク（45）に接着されても、あるいは、ヨークと固定子の間
で可動であっても良い。 ・4つのハーフリング強磁性固定子（41−44）（磁石が見えるように4つ目の固定
子は図5には表示されていない） ・4つのホールプローブ（46−49） ・円筒形状強磁性ヨーク（45）。このヨークは空洞であってもなくても良い。
【００４３】 この直線・回転センサの他の実施例は、図6、7に示される。この実施例は、メ
カニズムを逆転させるものである。つまり、ヨーク（45）と磁石（40）を外側に
、固定子（41−44）を内側に配置する。
【００４４】 固定子（41−44）は、この場合、半月形状となり、ヨーク（45）は強磁性管と
なる。磁石（40）は放射状に磁化されたハーフリング磁石のままであり、固定子
（41−44）とヨーク（45）の間で可動であっても、あるいは、ヨーク上に接着さ
れても良い。
【００４５】 この構造では、X軸に対する磁石の直線移動に応じた線形信号を得るために、
プローブ（50）、（51）、すなわちその感知面がX回転軸に垂直なプローブによ
り提供された信号を付加する。また一方で、X軸に対する磁石の回転に応じた線
形信号を得るためにプローブ（52）、（53）、すなわちその感知面がX回転軸に
平行なプローブにより提供された信号を付加する。回転行程は、180度に制限さ
れ、実際には、160度程度の行程において線形信号が得られる。
【００４６】 最終的には、それぞれが同一X軸に対する回転、移動に対し線形的な2つの独立
信号が得られる。
【００４７】 この解決手段の一態様は、図8に示される。この態様は、固定子（41−44）に
面取り（61−64）を行うものである。これにより、回転行程を減少させ、センサ
の回転感知能力を拡大する。
【００４８】 XY直線センサと同様に、加算回路を設置することで、信号の和は容易に実現可
能である。また、誘導の変化を感知できる要素と磁石の温度補償機能を直接備え
た集積回路を使用しても良い。
【００４９】 図9は、回転で2つの自由度を有する球形状センサの図を示す。
【００５０】 システムは、この場合、4種類の部品で構成される。 ・2つの半磁石（76）、（77）で形成される図10の分解組立図に示された磁石（7
0）。これら2つの半磁石は半球形状であり、好ましくは、鋳造によって得られ、
放射状に磁化されたものである。磁石（70）は球形状のヨーク（75）上に固定さ
れても、あるいは、ヨークと固定子の間で可動であっても良い。 ・磁石（70）を覆う4つの強磁性固定子（71−74）。図9に示される基本原理にお
いて、これらの固定子は、4分の1球帽形である。このタイプのセンサを産業分野
において応用する際には、この形状は変更されても良いということは後述する。
・図9に示されるように、固定子（71−74）間に配置された4つのホールプローブ
（81−84）又は他のあらゆる磁気誘導の変化を感知できる要素。 ・球形状強磁性ヨーク（75）
【００５１】 2つのX、Y軸に対して磁石を回転させることにより、プローブを配置した4つの
ギャップにおける磁気誘導に変化が生じる。
【００５２】 プローブ（81）、（82）によって提供された信号の加算により、X軸に対する
磁石の回転に応じた線形信号が得られる。
【００５３】 プローブ（83）、（84）によって提供された信号の加算により、Y軸に対する
磁石の回転に応じた線形信号が得られる。
【００５４】 従って、最終的には、それぞれが前記2軸のうちどちらかの周囲における磁石
の回転に応じた2つの線形独立信号が得られる。
【００５５】 第3の軸の周囲における回転は、このようにして得られる2つの信号に影響を与
えないことも忘れてはならない。
【００５６】 図11は、特にジョイスティックや2つの自由度を有する他のコントローラの製
造に使用される、さらに産業化の容易な球形状センサの一実施例を示す。
【００５７】 まず、固定子の角度範囲は制限され、外形は単純化されても良い。
【００５８】 この場合、固定子（71−74）は、磁石外側表面との一定距離を保つため、内側
が球形状であり、ここでは外側表面は円筒形状になっているが、製造上の制約に
応じ適応させても良い。
【００５９】 また、図12のように、必要な機械結合部品数や目的に応じて、1つの半磁石（7
6）、又は2つ両方に穴を開けても良い。この場合、適切な信号を維持するために
、可動部分が運動中、穴（78）は固定子から十分離れた位置にとどまらなければ
ならない。このような穴（78）を有することにより、機械部分をヨーク上に固定
し、従って、この計測器と移動が測定されるメカニズムとの結合が可能となる。
【００６０】 さらに、放射状に磁化された球形状半磁石しか使用しなくても良い。その場合
、もう一方には、図11のような構造においてガイドの役割を担う非磁性半球を代
用しても良い。この場合、2つの信号の振幅はそれぞれ半分に減少することも忘
れてはならない。
【００６１】 固定子（71−74）のギャップにおける球体のガイド方法は、球体が直接接触す
る摩擦表面を創出することにより実現される。ギャップは、この場合、ガイド材
料（当然非磁性である）の厚みによって作られる。
【００６２】 メカニズム独自の必要性に応じて、直接磁石を摩擦させることにしても、又は
、摩擦を軽減し、メカニズムの耐久性を改善させる等といったことに適した材料
の層によって磁石を覆うことにしても良い。
【００６３】 図11はこの原理の一適用例を示す。ギャップ機能、固定子間の機械的結合を担
い、プローブを装備するプラスチック鋳型に、固定子（71−73）を埋め込む。こ
のタイプの原理には、鋳型以外のどのような方法を使用しても良い。プラスチッ
ク層は、固定子上に、接着、又はクリップ留めされても、あるいは、様々な方法
で組み立てられても良い。
【００６４】 もう一つの原理は、半球体磁石は一つしか用いず、それを補完する半球体は、
金属球帽上をガイドさせることのできる金属球面を有するというものである。 さらに、このメカニズムは、逆転させても、すなわち、固定子（91−94）が磁石
（96）の内側に配置されても良い。図13に示されるように、ヨークは、この場合
、空洞の球体となり、固定子（91−94）は、4分の1球体となる。
【００６５】 前述の方法と同様に、それぞれがX、Y軸に対する回転に応じた2つの線形独立
信号が得られる。
【００６６】 1つ目は、プローブ（97）とその正反対側のプローブによって提供された信号
の和であり、2つ目はプローブ（98）とその正反対側のプローブによって提供さ
れた信号の和である。
【００６７】 信号振幅は半減するが、磁化された半球体一つのみを用いることも可能である
。
【００６８】 磁石をヨークとともに（例えば、磁石をヨーク上に接着することにより）、又
は、ヨークとは無関係に動かすことにしても、さらには、固定子が動くよう磁石
を不動にさせても良い。この場合、前記解決手段に記載されたものと同様の構造
を使用しても良い。
【００６９】 さらに、様々なタイプの固定子の形状が考案でき、図14は可能な一修正例を示
している。
【００７０】 固定子（91−94）は、磁束をホールプローブの周囲に集中させ、結合機構の固
定を容易にする平面部（100、101）を備えている。
【００７１】 本発明は、以上に記載された実施例のみならず、他の実施態様にも関する。特
に、4つのホールプローブではなく、各副ギャップに1つ配置した、2つのホール
プローブのみ利用することが可能である。
【００７２】 図15、16は、2つのホールプローブを有する2方向直線センサの部分図、横断面
図を示す。このシステムは次の部品で構成される。 ・主ギャップ（107）に垂直な軸方向に磁化された平面磁石（108）。この磁石は
、固定子間において可動である。 ・第1の副ギャップ（114）を画定する長方形の強磁性固定子の第1の対（109、11
0）。 ・第1の副ギャップ（114）に垂直な第2の副ギャップ（116）を画定する長方形の
強磁性固定子の第2の対（111、112）。 ・それぞれ第1の副ギャップ、第2の副ギャップに配置された2つのホールプロー
ブ（113）、（115）。
【００７３】 磁石が主ギャップ内で平面（XY）上を移動するとき、磁石は2つの副ギャップ
それぞれにおいて磁気誘導の変化を生じさせ、この変化は2つのプローブによっ
て直接計測される。
【００７４】 プローブ（115）は、X軸に対する移動に応じて、そのまま線形的な信号を提供
する。
【００７５】 プローブ（113）は、Y軸に対する移動に応じて、そのまま線形的な信号を提供
する。
【００７６】 図17、18は、2つのホールプローブを有する直線／回転センサの図を示す。こ
の態様によると、2つのホールプローブしか使用しないことができる。このシス
テムは、この場合、次の部品で構成される。 ・放射状に磁化されたハーフリング磁石（120）。この磁石は固定子間において
可動である。 ・内部（121、122）と外部（123、124）の4つの強磁性固定子。内部固定子（121
、122）は、半月形状であり、場合によっては、面取りされても良い。これらは
第1の平面副ギャップ（127）を画定する。外部固定子（123、124）はリング状で
あり、リング状の第2の副ギャップ（120）を画定する。 ・2つのホールプローブ（129、130）
【００７７】 磁石が、軸（X）に対し回転運動又は平行運動で、主ギャップ内を移動すると
き、磁石は2つの副ギャップそれぞれにおいて磁気誘導の変化を生じさせ、この
変化は2つのプローブによって直接計測される。
【００７８】 プローブ（129）は、軸（X）に対する磁石の回転に応じて、そのまま線形的な
信号を提供する。
【００７９】 プローブ（130）は、軸（X）に対する磁石の平行移動に応じて、そのまま線形
的な信号を提供する。
【００８０】 この原理では、図19、20で提案された意匠を得るために、磁石に対し逆転させ
ても良い。固定子（140、141）は、この場合、内部の円筒となり、固定子（142
、143）は、外部のハーフリングとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 XY直線センサの形で、それぞれ第1の実施態様の固定子部を示す斜視図である
。
【図２】 XY直線センサの形で、それぞれ第1の実施態様の固定子部を示す正面図である
。
【図３】 それぞれ、磁石の様々な移動に関する測定結果の典型的なグラフである。
【図４】 第1の態様によるXYセンサの立体図である。
【図５】 本発明による直線・角度センサの部分を示す斜視図である。
【図６】 実施態様による直線・角度センサの部分斜視図である。
【図７】 実施態様による直線・角度センサの斜視図である。
【図８】 本発明による直線・角度センサの他の実施態様の部分図である。
【図９】 回転に2つの自由度を有する球形状センサの立体図である。
【図９’】 回転に2つの自由度を有する球形状センサの断面図である。
【図１０】 このような球形状センサの磁石とヨークの分解組立図である。
【図１１】 産業化がさらに容易な球形状センサの一実施例を示す斜視図である。
【図１２】 ヨークに配置された球形状センサ用磁石、及び球形状センサの磁石の斜視図で
ある。
【図１３】 球形状センサの他の実施態様を示す斜視図である。
【図１４】 球形状センサの他の実施態様の部分図である。
【図１５】 2つのホールプローブを備えた2方向直線センサの部分図である。
【図１６】 2つのホールプローブを備えた2方向直線センサの横断面図である。
【図１７】 2つのホールプローブを備えた直線・回転センサの斜視図である。
【図１８】 2つのホールプローブを備えた直線・回転センサの斜視図である。
【図１９】 2つのホールプローブを備えた直線・回転センサの一態様を示す斜視図である
。
【図２０】 2つのホールプローブを備えた直線・回転センサの一態様を示す正面図である
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA03 BA28 DA05 DD05 GA52 KA01 2F077 CC02 JJ01 JJ03 JJ08 JJ23 VV02 5B087 BB09 BC02 BC12

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その中に少なくとも1つのホールプローブが配置された副ギ
    ャップを画定する少なくとも1つの固定子構造と、主ギャップ内に可動磁石を有
    する位置センサにおいて、固定子構造は、その中に少なくとも第1自由度に対す
    る可動磁石（11）の移動の関数である信号を送出する第1のホールプローブ（12
    ）が配置された少なくとも第1の副ギャップ（6、8）、及び、その中に少なくと
    も第2自由度に対する可動磁石（11）の移動の関数である信号を送出する第2のホ
    ールプローブ（13）が配置された少なくとも第2の副ギャップ（7、9）を画定す
    る固定子部品（1−4）から成ることを特徴とする位置センサ。
  2. 【請求項２】 それぞれが、副ギャップの第1の対と副ギャップの第2の対と
    の交点を挟んで配置された2つのホールプローブ、及び、それぞれのホールプロ
    ーブの対に対応する自由度に対する磁石（14）の位置にほぼ比例した結果信号を
    出力するための、同一のギャップ内に配置されたホールプローブから提供される
    電気信号の加算手段を有する2対の副ギャップを備えていることを特徴とする請
    求項1に記載の位置センサ。
  3. 【請求項３】 固定子構造は、中間点で交差する副ギャップの2対をそれぞ
    れの間で画定する軟磁性材料で作られた4極から成り、主ギャップ（10）が平面
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載の位置センサ。
  4. 【請求項４】 固定子極は、ともに主ギャップを画定するヨークと向かい合
    いに配置された、垂直な副ギャップの2対をそれぞれの間で画定する、長方形の4
    つの部品から成ることを特徴とする請求項3に記載の位置センサ。
  5. 【請求項５】 磁石の厚みLとギャップの厚みEの比L／Eは、1から2の間であ
    ることを特徴とする少なくとも1つの前記請求項に記載の位置センサ。
  6. 【請求項６】 副ギャップの寸法は、C1、C2が副ギャップの2方向に対する
    可動磁石の行程を示すとき、C1+E、及びC2+Eとなることを特徴とする少なくとも
    1つの上記請求項に記載の位置センサ。
  7. 【請求項７】 磁石は半円の管状であり、内側が円筒形状の固定子4極で形
    成される固定子構造に対し、第2自由度に対して軸回転で動き、第1自由度に対し
    て平行移動で動くこと、及び、第1自由度に対する位置を測定するために固定子
    構造の中央横断面の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1
    の対と、前記固定子部を分割する縦断間隙から成る第2の縦断副ギャップの中に
    配置されたホールプローブの第2の対を有することを特徴とする請求項1又は2に
    記載の位置センサ。
  8. 【請求項８】 磁石は管状であり、半円筒形状の固定子4極で形成される円
    筒形状固定子構造に対し、第2自由度に対して軸回転で動き、第1自由度に対して
    平行移動で動くこと、及び、第1自由度に対する位置を測定するために固定子構
    造の中央横断面の副ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1の
    対と、半円筒形状固定子を分割する中央縦断面の第2の縦断副ギャップ内に配置
    されたホールプローブの第2の対を有することを特徴とする請求項1又は2に記載
    の位置センサ。
  9. 【請求項９】 半円筒形状固定子の縦方向の端部が面取りされていることを
    特徴とする請求項8に記載の位置センサ。
  10. 【請求項１０】 磁石は球形状であり、球面扇形状の固定子4極で形成され
    る球帽形状の固定子構造に対して球状回転で動くこと、及び、第1自由度に対す
    る位置を測定するために固定子構造の第1中央平面の副ギャップの第1の対の中に
    配置されたホールプローブの第1の対と、第2中央平面の第2の縦断副ギャップの
    中に配置されたホールプローブの第2の対を有することを特徴とする請求項1又は
    2に記載の位置センサ。
  11. 【請求項１１】 磁石は球形状であり、磁石の赤道周囲に位置する内側が球
    形状の固定子4極で形成される球形状の固定子構造に対して球状回転で動くこと
    、及び、第1自由度に対する位置を測定するために固定子構造の第1中央平面の副
    ギャップの第1の対の中に配置されたホールプローブの第1の対と、第2中央平面
    の第2の縦断副ギャップ内に配置されたホールプローブの第2の対を有することを
    特徴とする請求項1又は2に記載の位置センサ。
  12. 【請求項１２】 磁石は球形状であり、4分の1球形状の固定子4極で形成さ
    れる球形状の固定子構造の周囲を球状回転で動くこと、及び、第1自由度に対す
    る位置を測定するために固定子構造の第1中央平面の副ギャップの第1の対の中に
    配置されたホールプローブの第1の対と、第2中央平面の第2の縦断副ギャップ内
    に配置されたホールプローブの第2の対を有することを特徴とする請求項1又は2
    に記載の位置センサ。
  13. 【請求項１３】 固定子部品が面取りされていることを特徴とする請求項12
    に記載の位置センサ。
  14. 【請求項１４】 固定子構造は、それぞれにホールプローブが1つ配置され
    た、お互いが交差する2つの副ギャップを有することを特徴とする請求項1に記載
    の位置センサ。
  15. 【請求項１５】 平面主ギャップ、及びそれぞれにホールプローブが1つだ
    け配置されたお互いに垂直な2つの副ギャップを画定する固定子構造を有するこ
    とを特徴とする請求項14に記載の位置センサ。
  16. 【請求項１６】 内部（121、122）、外部（123、124）の4つの強磁性固定
    子から成り、その内部固定子（121、122）が半月形状で、第1の平面副ギャップ
    （127）を画定し、その外部固定子（123、124）がリング状で、リング状の第2の
    副ギャップ（128）を画定する固定子部品の間において可動である放射状に磁化
    されたハーフリング磁石（120）、及び、それぞれが第1，第2副ギャップに配置
    され、その1つ（129）が軸（X）に対する磁石の回転に応じて、そのまま線形的
    な信号を提供し、もう一方（130）が軸（X）に対する磁石の平行移動に応じて、
    そのまま線形的な信号を提供する2つのホールプローブ（129、130）を有するこ
    とを特徴とする請求項14に記載の位置センサ。
  17. 【請求項１７】 外部（140、141）、内部（142、143）の4つの強磁性固定
    子から成り、その外部固定子（140、141）がハーフリング状で、第1の副ギャッ
    プを画定し、その内部固定子（140、141）が円筒形状で、リング状の第2の副ギ
    ャップ（128）を画定する固定子部品の間において可動である放射状に磁化され
    たハーフリング磁石（120）、及び、それぞれが第1，第2の副ギャップに配置さ
    れ、その1つ（129）が軸（X）に対する磁石の回転に応じた処理を加えることな
    く線形的な信号を提供し、もう一方（130）が軸（X）に対する磁石の平行移動に
    応じた処理を加えることなく線形的な信号を提供する2つのホールプローブ（129
    、130）を有することを特徴とする請求項14に記載の位置センサ。
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