JP2005164551A - Magnetic type linear absolute encoder - Google Patents

Magnetic type linear absolute encoder Download PDF

Info

Publication number
JP2005164551A
JP2005164551A JP2003407710A JP2003407710A JP2005164551A JP 2005164551 A JP2005164551 A JP 2005164551A JP 2003407710 A JP2003407710 A JP 2003407710A JP 2003407710 A JP2003407710 A JP 2003407710A JP 2005164551 A JP2005164551 A JP 2005164551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
position detection
scale
magnetic field
absolute encoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003407710A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Urano
治 浦野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2003407710A priority Critical patent/JP2005164551A/en
Publication of JP2005164551A publication Critical patent/JP2005164551A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic type linear absolute encoder with a simple structure, capable of being made compact and light in weight and of surely detecting the absolute position of a position object to be detected. <P>SOLUTION: The magnetic type linear absolute encoder 1 is provided with a long magnetized scale 12 for detecting positions; a magnetic sensor 11 which detects a magnetic field generated by the position detecting scale 12 and convert it electromagnetically; and a data control section 70, which determines the absolute position of the position detection object, based on detection results of the magnetic sensor 11. The position-detecting scale 12 is made up so that the strength of the magnetic field is gradually decreased or increased, along its longitudinal direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、磁気式リニアアブソリュートエンコーダに関するものである。   The present invention relates to a magnetic linear absolute encoder.

回転あるいは直動する移動物の絶対位置を検出するための磁気式アブソリュートエンコーダが知られている。このようなエンコーダでは、例えば、図6に示すように、回転軸100に固定されたドラム200とその側面に形成された磁気記録媒体300と、基板400上に形成され、MR素子500および導体端子600を有する検出ヘッドと、導体端子600に接続されたリード線700および外部への出力端子を有する駆動検出回路800とで構成されている。磁気記録媒体300には、5本の磁化パターン列n1〜n5が書き込まれており、これらの磁化パターンn1〜n5から漏れる磁界が対応するMR素子500に作用する(例えば、特許文献1参照)。
しかしながらこのようなエンコーダでは、パターン列毎にセンサ(MR素子)が必要となり、パターン列(層)が増えると、対応するセンサの数が多くなり、磁化パターンも多層かつ複雑になるため、センサ部が大型になってしまうという問題があった。
Magnetic absolute encoders for detecting the absolute position of a moving object that rotates or moves linearly are known. In such an encoder, for example, as shown in FIG. 6, the drum 200 fixed to the rotary shaft 100, the magnetic recording medium 300 formed on the side surface thereof, and the substrate 400 are formed, and the MR element 500 and the conductor terminal are formed. A detection head having 600, a lead wire 700 connected to the conductor terminal 600, and a drive detection circuit 800 having an output terminal to the outside. Five magnetic pattern rows n1 to n5 are written in the magnetic recording medium 300, and a magnetic field leaking from these magnetic patterns n1 to n5 acts on the corresponding MR element 500 (for example, see Patent Document 1).
However, in such an encoder, a sensor (MR element) is required for each pattern row, and if the number of pattern rows (layers) increases, the number of corresponding sensors increases and the magnetization pattern also becomes multi-layered and complicated. There was a problem that would become large.

特開平1−145520号公報JP-A-1-145520

本発明の目的は、構造を簡易なものとすることができ、小型化、軽量化を図ることができ、かつ確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。磁気式リニアアブソリュートエンコーダを提供することにある。   The object of the present invention is to simplify the structure, to reduce the size and weight, and to reliably detect the absolute position of the position detection target. The object is to provide a magnetic linear absolute encoder.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果に基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段とを備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減または漸増するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、構造を簡易なものとすることができ、小型化、軽量化を図ることができ、かつ確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The magnetic linear absolute encoder of the present invention includes a magnetized long position detecting scale,
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor,
The position detection scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases or gradually increases along the longitudinal direction thereof.
As a result, the structure can be simplified, the size and weight can be reduced, and the absolute position of the position detection target can be reliably detected.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果に基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段とを備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減し、途中で磁界の向きが反転すると共に磁場の強さが漸増するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、構造を簡易なものとすることができ、小型化、軽量化を図ることができ、かつ確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
The magnetic linear absolute encoder of the present invention includes a magnetized long position detecting scale,
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor,
The position detection scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases along the longitudinal direction, the direction of the magnetic field is reversed in the middle, and the strength of the magnetic field is gradually increased.
As a result, the structure can be simplified, the size and weight can be reduced, and the absolute position of the position detection target can be reliably detected.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果と、該検出結果と位置検出対象の絶対値との関係を示す検量線とに基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段を備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減または漸増するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、構造を簡易なものとすることができ、小型化、軽量化を図ることができ、かつ、より確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
The magnetic linear absolute encoder of the present invention includes a magnetized long position detecting scale,
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor and a calibration curve indicating a relationship between the detection result and the absolute value of the position detection target. And
The position detection scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases or gradually increases along the longitudinal direction thereof.
As a result, the structure can be simplified, the size and weight can be reduced, and the absolute position of the position detection target can be detected more reliably.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果と、該検出結果と位置検出対象の絶対値との関係を示す検量線とに基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段を備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減し、途中で磁界の向きが反転すると共に磁場の強さが漸増するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、構造を簡易なものとすることができ、小型化、軽量化を図ることができ、かつ、より確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
The magnetic linear absolute encoder of the present invention includes a magnetized long position detecting scale,
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor and a calibration curve indicating a relationship between the detection result and the absolute value of the position detection target. And
The position detection scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases along the longitudinal direction, the direction of the magnetic field is reversed in the middle, and the strength of the magnetic field is gradually increased.
As a result, the structure can be simplified, the size and weight can be reduced, and the absolute position of the position detection target can be detected more reliably.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記検量線は、予め設定されているのが好ましい。
これにより、確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記磁気センサの近傍の磁場を検出する磁場検出手段を有し、前記磁場検出手段の検出結果に基づいて前記検量線を補正するよう構成されているのが好ましい。
これにより、外乱を除去することができ、より確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
In the magnetic linear absolute encoder of the present invention, the calibration curve is preferably set in advance.
As a result, the absolute position of the position detection target can be reliably detected.
The magnetic linear absolute encoder of the present invention has magnetic field detection means for detecting a magnetic field in the vicinity of the magnetic sensor, and is configured to correct the calibration curve based on the detection result of the magnetic field detection means. preferable.
Thereby, disturbance can be removed and the absolute position of the position detection target can be detected more reliably.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記磁気センサの温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記検量線を補正するよう構成されているのが好ましい。
これにより、外乱を除去することができ、より確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
The magnetic linear absolute encoder of the present invention preferably has a temperature detecting means for detecting the temperature of the magnetic sensor, and is configured to correct the calibration curve based on the detection result of the temperature detecting means.
Thereby, disturbance can be removed and the absolute position of the position detection target can be detected more reliably.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記磁界の向きは、前記位置検出用スケールの長手方向の略中央で反転しているのが好ましい。
これにより、容易に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記位置検出用スケールは、長手方向に一端側がN極となり、他端側がS極となるように、2極に磁化されているのが好ましい。
これにより、容易に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
In the magnetic linear absolute encoder according to the aspect of the invention, it is preferable that the direction of the magnetic field is reversed at substantially the center in the longitudinal direction of the position detection scale.
Thereby, the absolute position of the position detection target can be easily detected.
In the magnetic linear absolute encoder of the present invention, it is preferable that the position detection scale is magnetized in two poles so that one end side is an N pole and the other end side is an S pole in the longitudinal direction.
Thereby, the absolute position of the position detection target can be easily detected.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記位置検出用スケールは、N極である第1の部位およびS極である第2の部位を有し、前記第2の部位の面積に対する前記第1の部位の面積の比率が、前記位置検出用スケールの長手方向に沿って漸増または漸減しているのが好ましい。
これにより、環境ノイズに容易に対応することができ、より確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
In the magnetic linear absolute encoder of the present invention, the position detection scale has a first part that is an N pole and a second part that is an S pole, and the first part with respect to the area of the second part. It is preferable that the ratio of the area of the part gradually increases or decreases along the longitudinal direction of the position detection scale.
As a result, it is possible to easily cope with environmental noise and to detect the absolute position of the position detection target more reliably.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、前記位置検出用スケールの長手方向に対して略垂直な方向における前記第1の部位の長さは、前記位置検出用スケールに沿って漸増し、前記位置検出用スケールの長手方向に対して略垂直な方向における前記第2の部位の長さは、前記位置検出用スケールに沿って漸減しているのが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に位置検出対象の絶対位置を検出することができる。
In the magnetic linear absolute encoder of the present invention, the length of the first portion in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the position detection scale gradually increases along the position detection scale, and the position detection It is preferable that the length of the second portion in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the scale for use is gradually reduced along the scale for position detection.
As a result, the absolute position of the position detection target can be detected more easily and reliably.

以下、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの第1実施形態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の右側を「右」、左側を「左」、上側を「上」、下側を「下」と言う。
Hereinafter, a magnetic linear absolute encoder of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a magnetic linear absolute encoder of the present invention. In the following, for convenience of explanation, the right side in FIG. 1 is referred to as “right”, the left side as “left”, the upper side as “upper”, and the lower side as “lower”.

図1に示すように、磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1は、リニアエンコーダであり、磁気センサ11と、位置検出用スケール12と、データ制御部(位置検出手段)10とを有している。以下、これらの各構成要素について順次説明する。
位置検出用スケール12は、平面視で帯状(略長方形)、すなわち、長尺状をなしている。長尺状には、直線状の他、湾曲または、屈曲しているものも含まれる。
As shown in FIG. 1, the magnetic linear absolute encoder 1 is a linear encoder, and includes a magnetic sensor 11, a position detection scale 12, and a data control unit (position detection means) 10. Hereinafter, each of these components will be described sequentially.
The position detection scale 12 has a strip shape (substantially rectangular shape), that is, a long shape in plan view. The long shape includes not only a straight shape but also a curved or bent shape.

この位置検出用スケール12は、例えば、図1中上側(一端側)がN極、下側(他端側)がS極となるように、2極に磁化されており、上側から中心に向かって、N極の磁場(磁束)が漸減し、中央部で磁場は略0となり、中心から下側に向かってS極の磁場が漸増している。すなわち、位置検出用スケール12に沿って磁場の強さ(大きさ)および極性が変化するように構成されている。   For example, the position detection scale 12 is magnetized in two poles so that the upper side (one end side) in FIG. 1 is an N pole and the lower side (the other end side) is an S pole. Thus, the N-pole magnetic field (magnetic flux) gradually decreases, the magnetic field at the center becomes substantially zero, and the S-pole magnetic field gradually increases from the center toward the lower side. That is, the magnetic field strength (magnitude) and polarity change along the position detection scale 12.

これにより、位置検出用スケール12の移動に伴って、磁気センサ11で検出する磁場の強さおよび極性が変化する。具体的には、位置検出用スケール12の長手方向に沿って磁気センサ11の検出する磁場の強さが漸減し、中央部で検出される磁場は略0となり、磁気センサ11の検出する極性が反転すると共に、磁場の強さが漸増する。
磁気センサ11は、位置検出用スケール12から生じる磁場を検出し電磁変換するセンサ部112を有している。磁気センサ11としては、例えば、磁気抵抗素子等が挙げられる。
As a result, the strength and polarity of the magnetic field detected by the magnetic sensor 11 change as the position detection scale 12 moves. Specifically, the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 11 gradually decreases along the longitudinal direction of the position detection scale 12, the magnetic field detected at the center becomes substantially 0, and the polarity detected by the magnetic sensor 11 is As it reverses, the strength of the magnetic field gradually increases.
The magnetic sensor 11 has a sensor unit 112 that detects and electromagnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale 12. Examples of the magnetic sensor 11 include a magnetoresistive element.

位置検出用スケール12から生じる磁場がセンサ部112で検出されると、電磁変換により、センサ部112で検出した磁場に対応する大きさおよび極性を有する電流が出力される。この信号は、例えば、磁気センサ11内部に設けられた図示されない抵抗器を介して電圧、すなわちアナログ信号に変換される。
また、例えば図2に示すように、この抵抗器を可変抵抗器として、A、B間に所定の電圧を印加することによって、磁気センサ11から出力されるアナログ信号の値の範囲を所定の範囲に調整することもできる。
データ制御部70は、増幅器71と、A/D変換器72と、CPU73とを有している。
When the magnetic field generated from the position detection scale 12 is detected by the sensor unit 112, a current having a magnitude and polarity corresponding to the magnetic field detected by the sensor unit 112 is output by electromagnetic conversion. This signal is converted into a voltage, that is, an analog signal, for example, via a resistor (not shown) provided inside the magnetic sensor 11.
Further, for example, as shown in FIG. 2, by using this resistor as a variable resistor and applying a predetermined voltage between A and B, the range of the value of the analog signal output from the magnetic sensor 11 is set to a predetermined range. It can also be adjusted.
The data control unit 70 includes an amplifier 71, an A / D converter 72, and a CPU 73.

増幅器71は、磁気センサ11の出力側に接続されている。この増幅器71は、入力されたアナログ信号を増幅して出力する。また、増幅器71の出力側には、A/D変換器72が接続されている。
A/D変換器72は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。また、A/D変換器72の出力側には、CPU73が接続されている。
CPU73は、入力されたデジタル信号に基づき演算を行い、CPU73の内部に設けられた記憶部に、その演算結果、テーブルデータ等を格納する。
The amplifier 71 is connected to the output side of the magnetic sensor 11. The amplifier 71 amplifies the input analog signal and outputs it. An A / D converter 72 is connected to the output side of the amplifier 71.
The A / D converter 72 converts the input analog signal into a digital signal and outputs it. A CPU 73 is connected to the output side of the A / D converter 72.
The CPU 73 performs a calculation based on the input digital signal, and stores the calculation result, table data, and the like in a storage unit provided in the CPU 73.

次に、磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1を用いた測定システム50について説明する。図3は、測定システム50の構成例を示す平面図である。
図3に示すように、測定システム50は、リニアアクチュエータ2と、磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1とを有している。
リニアアクチュエータ2は、板状のベース21と、板状の基台22と、板状のスライダ(位置検出対象)23と、振動体6とを有している。これらベース21、基台22、スライダ23および振動体6は、それぞれ、互いに平行(一部が面方向に重なる場合も含む)になるように設置されている。
Next, a measurement system 50 using the magnetic linear absolute encoder 1 will be described. FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration example of the measurement system 50.
As shown in FIG. 3, the measurement system 50 includes a linear actuator 2 and a magnetic linear absolute encoder 1.
The linear actuator 2 includes a plate-like base 21, a plate-like base 22, a plate-like slider (position detection target) 23, and a vibrating body 6. The base 21, the base 22, the slider 23, and the vibrating body 6 are installed so as to be parallel to each other (including a case where a part thereof overlaps the surface direction).

基台22は、ベース21の中央部に、そのベース21に対して図3中左右方向に移動可能に設置されている。この場合、ベース21の中央部には、図示しない1対のガイドピンが図3中左右方向に沿って立設され、基台22には、図3中左右方向に長い図示しない1対の長穴が図3中左右方向に沿って形成されている。各ガイドピンは、それぞれ、対応する長穴に挿入されている。これにより、基台22は、ガイドピンに案内され、長穴に沿って図3中左右方向に移動することができる。   The base 22 is installed at the center of the base 21 so as to be movable in the left-right direction in FIG. In this case, a pair of guide pins (not shown) are erected along the left-right direction in FIG. 3 at the center of the base 21, and a pair of not-shown long pins in the left-right direction in FIG. Holes are formed along the left-right direction in FIG. Each guide pin is inserted into a corresponding slot. Thereby, the base 22 is guided by the guide pin, and can move in the left-right direction in FIG. 3 along the elongated hole.

この基台22には、後述するロータ(被駆動体)41を回転駆動する振動体6が設置されている。振動体6は、凸部(接触部)26および1対の腕部28、28を有し、その凸部26が図3中右側を向くように、基台22に対し、各腕部28に形成された図示しない孔に挿入されたボルト27によって固定されている。これにより、振動体6は、振動し得るように、各腕部28によって支持される。なお、振動体6については、後に詳述する。   The base 22 is provided with a vibrating body 6 that rotationally drives a rotor (driven body) 41 described later. The vibrating body 6 has a convex portion (contact portion) 26 and a pair of arm portions 28, 28, and the arm portion 28 is arranged on each arm portion 28 with respect to the base 22 so that the convex portion 26 faces the right side in FIG. 3. It is fixed by a bolt 27 inserted into a formed hole (not shown). Thereby, the vibrating body 6 is supported by each arm part 28 so that it can vibrate. The vibrating body 6 will be described in detail later.

また、ベース21の図3中右側の端部(角部)には、1対のバネ止めピン31が立設されている。一方、基台22には、1対のバネ掛け部32、32が形成されている。一方のバネ掛け部32は、基台22の図3中上側に設けられ、他方のバネ掛け部32は、基台22の図3中下に設けられている。
そして、これら対応するバネ止めピン31とバネ掛け部32には、それぞれ、コイルバネ(付勢手段)33が伸張した状態(伸張状態)で設置されている。すなわち、各コイルバネ33は、それぞれ、その一端側が、基台22のバネ掛け部32に掛けられ(固定され)、他端側が、ベース21のバネ止めピン31に取り付けられている(固定されている)。
Further, a pair of spring retaining pins 31 are erected on the right end (corner) of the base 21 in FIG. On the other hand, the base 22 is formed with a pair of spring hooks 32 and 32. One spring hook 32 is provided on the upper side of the base 22 in FIG. 3, and the other spring hook 32 is provided on the lower side of the base 22 in FIG. 3.
Then, the corresponding spring stopper pin 31 and the spring hook portion 32 are respectively installed in a state where the coil spring (biasing means) 33 is extended (extended state). That is, each of the coil springs 33 is hung (fixed) at one end thereof on the spring hooking portion 32 of the base 22, and the other end is attached (fixed) to the spring stopper pin 31 of the base 21. ).

各コイルバネ33の弾性力(復元力)により、ベース21は、図3中右側に向かって付勢され、振動体6の凸部26は、後述する被駆動体の外周面に当接するとともに押圧される。
磁気センサ11は、ベース21上に設けられている。この磁気センサ11は、図3中上側のコイルバネ33の近傍の、ベース21とスライダ23との間に設けられている。また、スライダ23のベース21と対向する面側に位置検出用スケール12が設けられている。
The base 21 is urged toward the right side in FIG. 3 by the elastic force (restoring force) of each coil spring 33, and the convex portion 26 of the vibrating body 6 abuts on and is pressed against the outer peripheral surface of the driven body described later. The
The magnetic sensor 11 is provided on the base 21. The magnetic sensor 11 is provided between the base 21 and the slider 23 in the vicinity of the upper coil spring 33 in FIG. A position detecting scale 12 is provided on the surface of the slider 23 facing the base 21.

位置検出用スケール12は、平面視で帯状(略長方形)をなしており、長手方向が、スライダの移動方向と略一致するように設けられている。この位置検出用スケール12は、スライダ23が図3中上側に最大に移動した時に磁気センサ11が、位置検出用スケール12の長手方向の一方の端部の磁場を検出するようにその長さ等の諸条件が設定され、図3中下側に最大に移動した時に位置検出用スケール12の長手方向の他方の端部の磁場を検出するようにその長さ等の諸条件が設定されている。   The position detection scale 12 has a band shape (substantially rectangular shape) in plan view, and is provided such that the longitudinal direction thereof substantially coincides with the moving direction of the slider. The position detection scale 12 has a length so that the magnetic sensor 11 detects the magnetic field at one end in the longitudinal direction of the position detection scale 12 when the slider 23 moves to the maximum in FIG. The various conditions such as the length are set so that the magnetic field at the other end in the longitudinal direction of the position detecting scale 12 is detected when the position moves to the lower side in FIG. .

また、ベース21の図3中右側の端部で、かつ、図3中上下方向の中央部には、ロータ41が回転可能に設置されている。ロータ41は、略円筒状をなす筒状部材42と、筒状部材42の外側(外周)に固着(固定)された被駆動体43とを有している。被駆動体43は、略リング状(円環状)をなしており、振動体6に対応する位置(基端側)に位置している。   In addition, a rotor 41 is rotatably installed at an end portion of the base 21 on the right side in FIG. 3 and in a central portion in the vertical direction in FIG. The rotor 41 includes a cylindrical member 42 having a substantially cylindrical shape, and a driven body 43 fixed (fixed) to the outer side (outer periphery) of the cylindrical member 42. The driven body 43 has a substantially ring shape (annular shape) and is located at a position (base end side) corresponding to the vibrating body 6.

また、ロータ41の先端側の外周面には、ピニオンギアが形成されている。これにより、ロータ41が回転すると、被駆動体とピニオンギアとが一体的に回転する。
また、ロータ41のピニオンギアが形成されている部位(回転体)の径(外径)は、被駆動体の径(外径)より小さく設定されており、これにより、減速機構が構成される。
また、ベース21の図3中左側の端部(角部)には、溝を有する2つのローラ29が回転可能に設置されている。
A pinion gear is formed on the outer peripheral surface of the rotor 41 on the tip side. Thus, when the rotor 41 rotates, the driven body and the pinion gear rotate integrally.
Further, the diameter (outer diameter) of the portion (rotating body) where the pinion gear of the rotor 41 is formed is set smaller than the diameter (outer diameter) of the driven body, thereby configuring a speed reduction mechanism. .
Also, two rollers 29 having grooves are rotatably installed at the left end (corner) of the base 21 in FIG.

スライダ23は、これらのローラ29の溝内に位置し、各ローラ29とロータ41とで挟まれ、ベース21に対して図3中上下方向に移動可能に設置されている。すなわち、スライダ23は、各ローラ29およびロータ41により、その移動方向が図3中上下方向になり、かつ、姿勢が一定に保持されるように規制される。
このスライダ23の形状は、略四角形の枠状をなしている。すなわち、スライダ23の中央部には、略四角形の開口が設けられている。
The slider 23 is located in the groove of these rollers 29, is sandwiched between the rollers 29 and the rotor 41, and is installed so as to be movable in the vertical direction in FIG. That is, the slider 23 is regulated by each roller 29 and the rotor 41 so that the moving direction thereof is the vertical direction in FIG. 3 and the posture is held constant.
The slider 23 has a substantially rectangular frame shape. That is, a substantially square opening is provided in the center of the slider 23.

また、スライダ23の図3中右側の端面には、スライダ23の移動方向に沿って、前記ロータ41に設けられているピニオンギア44と噛合するラックギア231が形成されている。このラックギア231とピニオンギア44とにより、ロータ41の回転運動がスライダ23の直線運動に変換される。従って、ラックギア231とピニオンギア44とで回転/移動変換機構が構成される。
また、スライダ23の図3中右側の両角部には、それぞれ、突出部232が形成されている。これらの突出部232により、スライダ23の離脱が阻止(防止)される。
A rack gear 231 that meshes with a pinion gear 44 provided on the rotor 41 is formed on the end face on the right side in FIG. 3 of the slider 23 along the moving direction of the slider 23. The rack gear 231 and the pinion gear 44 convert the rotational motion of the rotor 41 into linear motion of the slider 23. Therefore, the rack gear 231 and the pinion gear 44 constitute a rotation / movement conversion mechanism.
In addition, protrusions 232 are formed at both corners on the right side of the slider 23 in FIG. These protrusions 232 prevent (prevent) the slider 23 from being detached.

次に、振動体6の構成およびリニアアクチュエータ2の作用(動作)について説明する。
振動体6は、略長方形の板状をなしている。振動体6は、板状の電極と、板状の圧電素子と、補強板と、板状の圧電素子と、板状の電極とをこの順に積層して構成されている。
圧電素子は、それぞれ、長方形状をなし、電圧を印加することにより、その長手方向に伸長・収縮する。圧電素子の構成材料としては、特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
Next, the configuration of the vibrating body 6 and the operation (operation) of the linear actuator 2 will be described.
The vibrating body 6 has a substantially rectangular plate shape. The vibrating body 6 is configured by laminating a plate-like electrode, a plate-like piezoelectric element, a reinforcing plate, a plate-like piezoelectric element, and a plate-like electrode in this order.
Each piezoelectric element has a rectangular shape, and expands and contracts in the longitudinal direction when a voltage is applied. The constituent material of the piezoelectric element is not particularly limited. For example, lead zirconate titanate (PZT), crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate Various types such as lead scandium niobate can be used.

これらの圧電素子は、補強板の両面にそれぞれ固着されている。補強板は、振動体6全体を補強する機能を有しており、振動体6が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板の構成材料としては、弾性材料(弾性変形し得るもの)であれば特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。   These piezoelectric elements are respectively fixed to both surfaces of the reinforcing plate. The reinforcing plate has a function of reinforcing the entire vibrating body 6 and prevents the vibrating body 6 from being damaged by over-amplitude, external force, or the like. The material of the reinforcing plate is not particularly limited as long as it is an elastic material (that can be elastically deformed). For example, various metal materials such as stainless steel, aluminum or aluminum alloy, titanium or titanium alloy, copper or copper-based alloy are used. Preferably there is.

この補強板は、圧電素子よりも厚さが薄い(小さい)ものであることが好ましい。これにより、振動体6を高い効率で振動させることができる。
補強板は、各圧電素子に対する共通の電極としての機能をも有しており、各圧電素子には、それぞれ、対応する電極と補強板とによって交流電圧が印加される。すなわち、振動体6は、図示しない駆動制御回路に接続されており、その駆動制御回路により交流電圧が印加されるようになっている。なお、例えば、電極の数、形状、配置等は、諸条件に応じて、適宜設定することができる。
The reinforcing plate is preferably thinner (smaller) than the piezoelectric element. Thereby, the vibrating body 6 can be vibrated with high efficiency.
The reinforcing plate also has a function as a common electrode for each piezoelectric element, and an AC voltage is applied to each piezoelectric element by the corresponding electrode and the reinforcing plate. That is, the vibrating body 6 is connected to a drive control circuit (not shown), and an AC voltage is applied by the drive control circuit. For example, the number, shape, arrangement, etc. of the electrodes can be appropriately set according to various conditions.

また、補強板の図3中の右端部には、凸部(接触部)26が一体的に形成されている。
また、補強板には、弾性(可撓性)を有する1対(2つ)の腕部28が一体的に形成されている。1対の腕部28は、補強板の長手方向略中央に、長手方向と略垂直な方向であって、かつ、補強板(振動体6)を介して互いに反対方向に突出するように(図3中上下対称に)設けられている。
Moreover, the convex part (contact part) 26 is integrally formed in the right end part in FIG. 3 of a reinforcement board.
The reinforcing plate is integrally formed with a pair (two) of arm portions 28 having elasticity (flexibility). The pair of arm portions 28 are substantially perpendicular to the longitudinal direction of the reinforcing plate in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction and project in opposite directions through the reinforcing plate (vibrating body 6) (see FIG. 3 are provided symmetrically in the vertical direction.

圧電素子は、交流電圧が印加されると所定方向に繰り返し伸縮するので、所定の電極に所定の周波数の交流電圧が印加されると、振動体6は、所定のモード(共振モード)で、微小な振幅で振動し、凸部26が所定のパターンで振動(例えば、縦振動と屈曲振動との複合振動)する。
この振動体6の振動により、凸部から(凸部を介して)被駆動体43に所定方向の回転力(駆動力)が繰り返し加えられ(与えられ)、ロータ41は、所定方向に回転する。そして、ロータ41に設けられているピニオンギア44と、スライダ23に設けられているラックギア231とにより、ロータ41の回転運動がスライダ23の直線運動に変換され、スライダ23は、各ローラ41に案内され、所定方向に移動する。
The piezoelectric element repeatedly expands and contracts in a predetermined direction when an AC voltage is applied. Therefore, when an AC voltage having a predetermined frequency is applied to a predetermined electrode, the vibrating body 6 is minute in a predetermined mode (resonance mode). The convex portion 26 vibrates in a predetermined pattern (for example, combined vibration of longitudinal vibration and bending vibration).
Due to the vibration of the vibrating body 6, a rotational force (driving force) in a predetermined direction is repeatedly applied (applied) to the driven body 43 from the convex portion (via the convex portion), and the rotor 41 rotates in the predetermined direction. . The rotational motion of the rotor 41 is converted into the linear motion of the slider 23 by the pinion gear 44 provided on the rotor 41 and the rack gear 231 provided on the slider 23, and the slider 23 is guided to each roller 41. And move in a predetermined direction.

一方、前記振動が逆になるように振動体6を励振すると、凸部26から被駆動体43に前記と逆方向の回転力が繰り返し加えられ、ロータ41は、前記と逆方向に回転する。そして、ロータ41に設けられているピニオンギア44と、スライダ23に設けられているラックギア231とにより、ロータ41の回転運動がスライダ23の直線運動に変換され、スライダ23は、各ローラ29に案内され、前記と逆方向に移動する。   On the other hand, when the vibrating body 6 is excited so that the vibration is reversed, a rotational force in the reverse direction to the driven body 43 is repeatedly applied from the convex portion 26, and the rotor 41 rotates in the reverse direction. The rotational motion of the rotor 41 is converted into the linear motion of the slider 23 by the pinion gear 44 provided in the rotor 41 and the rack gear 231 provided in the slider 23, and the slider 23 is guided to each roller 29. And move in the opposite direction.

以下、測定システム50の作用(動作)について図4に示すフローチャートに基づいて説明する。この作用は、測定システム50に電力が供給され、アクチュエータを駆動可能な状態において常時実行される。以下、各ステップについて説明する。
まず、測定システム50は、起動させたときに、磁気センサ11において検出される磁場の強さと、スライダ(位置検出用スケール)23の絶対位置との関係を表す検量線の校正動作を行うかどうかを判断する(ステップS101)。校正を行う場合には、ステップS102に移行し、校正を行わない場合には、ステップS104に移行する。
Hereinafter, the operation (operation) of the measurement system 50 will be described based on the flowchart shown in FIG. This action is always performed while power is supplied to the measurement system 50 and the actuator can be driven. Hereinafter, each step will be described.
First, when the measurement system 50 is activated, whether or not to perform a calibration operation of a calibration curve indicating the relationship between the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 11 and the absolute position of the slider (position detection scale) 23. Is determined (step S101). When the calibration is performed, the process proceeds to step S102, and when the calibration is not performed, the process proceeds to step S104.

ステップS101にて、校正を行う場合には、A/D変換器72により、位置検出用スケール12のサンプリングを行う。具体的には、例えば、ユーザ(操作者)が、一定間隔毎にリニアアクチュエータ2のスライダ23を移動させる。これにより、データ制御部70は、磁気センサ11から出力されるアナログ信号を増幅器71に入力し、この増幅器71により増幅し、この増幅されたアナログ信号をA/D変換器72に入力する。A/D変換器72は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、CPU73に入力する。CPU73は、デジタル信号を記憶部の所定の格納領域に格納する(ステップS102)。   When calibration is performed in step S101, the position detection scale 12 is sampled by the A / D converter 72. Specifically, for example, the user (operator) moves the slider 23 of the linear actuator 2 at regular intervals. Thus, the data control unit 70 inputs the analog signal output from the magnetic sensor 11 to the amplifier 71, amplifies the analog signal by the amplifier 71, and inputs the amplified analog signal to the A / D converter 72. The A / D converter 72 converts an analog signal into a digital signal and inputs it to the CPU 73. The CPU 73 stores the digital signal in a predetermined storage area of the storage unit (step S102).

また、ユーザは、磁気センサ11から出力されるアナログ信号に対応する位置検出用スケール12の位置のデータをCPU73に入力する。CPU73はデジタル信号と位置との関係に基づいて検量線を作成し(ステップS103)記憶部に格納する。検量線は、テーブルでもよく、数式でもよい。以下、検量線として代表的にテーブルとした場合について説明する。
また、この際、図示されない温度センサ(温度検出手段)および磁場センサ(磁場検出手段)を用いて、サンプリング時の温度および磁場を測定し、記憶部に格納する。なお、磁気センサ11が前述した磁場センサを兼ねていてもよい。
Further, the user inputs the position data of the position detection scale 12 corresponding to the analog signal output from the magnetic sensor 11 to the CPU 73. The CPU 73 creates a calibration curve based on the relationship between the digital signal and the position (step S103) and stores it in the storage unit. The calibration curve may be a table or a mathematical expression. Hereinafter, a case where a table is typically used as the calibration curve will be described.
At this time, the temperature and magnetic field at the time of sampling are measured using a temperature sensor (temperature detection means) and a magnetic field sensor (magnetic field detection means) (not shown) and stored in the storage unit. The magnetic sensor 11 may also serve as the magnetic field sensor described above.

ステップS101にて、校正を行わない場合は、A/D変換器72により、位置検出用スケール12のサンプリングを行う。具体的には、データ制御部70は、磁気センサ11から出力されたアナログ信号を、増幅器71に入力し、この増幅器71により増幅し、A/D変換器72に出力する。A/D変換器72は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、CPU73に出力する。CPU73は、デジタル信号を記憶部の所定の格納領域に格納する(S104)。   If calibration is not performed in step S101, the position detection scale 12 is sampled by the A / D converter 72. Specifically, the data control unit 70 inputs the analog signal output from the magnetic sensor 11 to the amplifier 71, amplifies the analog signal by the amplifier 71, and outputs the amplified signal to the A / D converter 72. The A / D converter 72 converts the analog signal into a digital signal and outputs it to the CPU 73. The CPU 73 stores the digital signal in a predetermined storage area of the storage unit (S104).

その後、CPU73は、ステップS103にて記憶部に格納したテーブルを抽出し(ステップS105)、このテーブルと、前記格納されたデジタル信号とを用いて位置を演算して求める。(ステップS106)。これらの処理によって得られた位置情報を、記憶部に格納する(ステップS107)。その後ステップS101に移行して、再度同様の処理を繰り返す。   Thereafter, the CPU 73 extracts the table stored in the storage unit in step S103 (step S105), and calculates the position using this table and the stored digital signal. (Step S106). The position information obtained by these processes is stored in the storage unit (step S107). Thereafter, the process proceeds to step S101, and the same processing is repeated again.

以上述べたように、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1によれば、位置検出用スケール12の所定の位置における磁気センサ11での磁場の強さ、すなわち電磁変換された電圧(検出した磁場に応じた大きさとなる)を検出することにより、スライダ23の絶対位置を容易かつ正確に検出することができる。
また、本実施形態では、磁気センサを1つしか使用しないため、エンコーダの構造を簡易なものとすることができ、装置全体の小型化を容易に図ることができる。
As described above, according to the magnetic linear absolute encoder 1 of the present invention, the magnetic field strength at the magnetic sensor 11 at a predetermined position of the position detection scale 12, that is, the electromagnetically converted voltage (the detected magnetic field) The absolute position of the slider 23 can be detected easily and accurately.
In the present embodiment, since only one magnetic sensor is used, the structure of the encoder can be simplified, and the entire apparatus can be easily downsized.

また、本発明では、温度の変化に応じて、テーブルを補正できるという利点も有している。すなわち、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、磁気センサ内部の抵抗の温度に応じて変化する磁気センサからの出力電圧の変化に応じて、テーブルを調整することができる。
磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1では、テーブルを補正する補正式は、例えば下記のようにして求められる。まず、CPU73は、所定の式や、所定のテーブルデータ等の検量線から、前回の温度の補正時(温度の補正の初回は起動校正時)の温度に対応する係数Kbを求める。この検量線は予め実験により求め記憶部に記憶されている。
なお、このKbは、計算により求めてもよい。
In addition, the present invention has an advantage that the table can be corrected according to a change in temperature. That is, the magnetic linear absolute encoder of the present invention can adjust the table according to the change in the output voltage from the magnetic sensor that changes according to the temperature of the resistance in the magnetic sensor.
In the magnetic linear absolute encoder 1, a correction formula for correcting the table is obtained as follows, for example. First, the CPU 73 obtains a coefficient Kb corresponding to the temperature at the time of the previous temperature correction (the first temperature correction is at the time of start-up calibration) from a predetermined equation or a calibration curve such as predetermined table data. This calibration curve is obtained in advance by experiments and stored in the storage unit.
The Kb may be obtained by calculation.

次に、CPU73は、温度センサ8から、抵抗の温度情報tを取得し、同様に係数Kaを求める。
そして、CPU73は、係数Ka、Kbに基づいて、テーブル(すなわち保つべき電圧と位置との関係)を補正する。この補正は、例えば、下記式(1)により行われる。
LUT(n+1)=Ka/Kb×LUT(n) (1)
Next, the CPU 73 acquires the temperature information t of the resistance from the temperature sensor 8 and similarly obtains the coefficient Ka.
Then, the CPU 73 corrects the table (that is, the relationship between the voltage to be maintained and the position) based on the coefficients Ka and Kb. This correction is performed by, for example, the following formula (1).
LUT (n + 1) = Ka / Kb × LUT (n) (1)

ここで、LUTは、テーブルの各値を示し、nは補正の回数を示す。このように補正を行う場合、抵抗の温度が高い場合には、テーブルに入力されたデジタル信号のデジタル量に対して位置の変位が小さくなるように、テーブルを補正することが好ましい。テーブルの調整は、磁気式リニアアブソリュートエンコーダが作動する前、磁気式リニアアブソリュートエンコーダの作動中などに、適宜行われる。   Here, LUT indicates each value in the table, and n indicates the number of corrections. When correction is performed in this way, when the temperature of the resistance is high, it is preferable to correct the table so that the displacement of the position becomes smaller than the digital amount of the digital signal input to the table. Adjustment of the table is appropriately performed before the magnetic linear absolute encoder is operated, during the operation of the magnetic linear absolute encoder, or the like.

このように、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、抵抗の温度に応じて、適切にテーブルを調整できる。その結果、抵抗の温度が異なっていても、あるいは温度が変化しても、磁場に対するスライダの絶対位置を、精度よく検出することができる。すなわち、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダは、暑いときと寒いときとで、スライダの絶対位置が変化してしまうことを、好適に防止できる。   Thus, in the magnetic linear absolute encoder of the present invention, the table can be appropriately adjusted according to the temperature of the resistance. As a result, the absolute position of the slider with respect to the magnetic field can be accurately detected even if the temperature of the resistance is different or the temperature changes. That is, the magnetic linear absolute encoder of the present invention can suitably prevent the absolute position of the slider from changing between when it is hot and when it is cold.

また、本発明では、前記と同様にして、センサ部の近傍の磁場の変化に応じて、テーブルを補正できる。この場合、例えば、KaおよびKbは、CPU73の記憶部に記憶された磁場の強さと温度の関係を表すテーブルや、磁場の強さと温度の関係式等により求められる。これにより、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダでは、使用毎にセンサ部の近傍の磁場の強さが異なっていても、また、突発的な環境の変化時においても、位置検出対象の位置を、確実かつ精度よく検出することができる。   In the present invention, the table can be corrected according to the change in the magnetic field in the vicinity of the sensor unit in the same manner as described above. In this case, for example, Ka and Kb are obtained from a table representing the relationship between the magnetic field strength and the temperature stored in the storage unit of the CPU 73, the relationship between the magnetic field strength and the temperature, or the like. Thereby, in the magnetic linear absolute encoder of the present invention, even if the strength of the magnetic field in the vicinity of the sensor unit is different for each use, or even when the environment suddenly changes, the position of the position detection target is It can be detected reliably and accurately.

また、本実施形態では、位置検出用スケールに沿って磁場の強さが連続的に変化するように構成されているが、それに限られず、例えば、磁場の強さが段階的に変化するよう構成してもよい。
また、本実施形態では、図1中上側にN極、下側にS極を設けたが、これに限らず、例えば、図1中上側にS極、下側にN極を設けてもよい。
In the present embodiment, the magnetic field strength is configured to continuously change along the position detection scale. However, the present invention is not limited thereto, and for example, the magnetic field strength is configured to change stepwise. May be.
Further, in this embodiment, the N pole is provided on the upper side in FIG. 1 and the S pole is provided on the lower side. However, the present invention is not limited to this, and for example, the S pole may be provided on the upper side in FIG. .

次に、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの第2実施形態を示す平面図である。
以下、第2実施形態の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the magnetic linear absolute encoder of the present invention will be described.
FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of the magnetic linear absolute encoder of the present invention.
Hereinafter, the magnetic linear absolute encoder 1 according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.

第2実施形態の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1は、位置検出用スケールの形状および配列(パターン)の構成が異なっている。
図5に示すように、第2実施形態の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1の位置検出用スケール12は、平面視で略三角形状の第1の部位であるN極部13と、平面視で略三角形状の第2の部位であるS極部14とをそれぞれ1つ備え、それらが互いに逆方向に重ねられたような帯状(略長方形)すなわち、長尺状をなしている。すなわち、位置検出用スケール12は、平面視で帯状をなし、その一方の対角線を介してN極部13とS極部14とが設けられている。このように構成することで位置検出用スケール12の図5中上側から下側の方向に略垂直な方向におけるS極部13の長さが位置検出スケールに沿って漸増し、図5中上側から下側の方向に略垂直な方向におけるN極部13の長さが漸減する。すなわち、位置検出用スケール12のN極部13の面積に対するS極部14の面積の比率が、位置検出用スケール12の長手方向に沿って漸増している。
The magnetic linear absolute encoder 1 of the second embodiment is different in the shape of the position detection scale and the arrangement (pattern).
As shown in FIG. 5, the position detecting scale 12 of the magnetic linear absolute encoder 1 of the second embodiment includes an N pole portion 13 that is a first portion having a substantially triangular shape in a plan view and a substantially triangular shape in a plan view. One S pole part 14 which is the second part of the shape is provided, and each has a belt-like shape (substantially rectangular shape) in which they are stacked in opposite directions, that is, a long shape. That is, the position detection scale 12 has a band shape in plan view, and is provided with an N pole portion 13 and an S pole portion 14 through one diagonal line thereof. With this configuration, the length of the S pole portion 13 in the direction substantially perpendicular to the direction from the upper side to the lower side in FIG. 5 of the position detection scale 12 gradually increases along the position detection scale. The length of the N pole portion 13 in the direction substantially perpendicular to the lower direction gradually decreases. That is, the ratio of the area of the S pole portion 14 to the area of the N pole portion 13 of the position detection scale 12 gradually increases along the longitudinal direction of the position detection scale 12.

この磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1によれば、前述した第1実施形態の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1と同様の効果が得られる。
そして、この磁気式リニアアブソリュートエンコーダ1では、位置検出用スケールの長手方向(図5中上下方向)の長さが増しても、安定した磁場特性が得られるので、第1実施形態よりさらに精度の高い制御が可能となる。
また、第1の部位および第2の部位の形状は、本実施形態には限定されず、位置検出用スケールの長手方向に沿って、第1の部位および第2の部位のうち、一方が漸増し、他方が漸減している任意の形状のものを用いることができる。
According to this magnetic linear absolute encoder 1, the same effect as the magnetic linear absolute encoder 1 of the first embodiment described above can be obtained.
In the magnetic linear absolute encoder 1, stable magnetic field characteristics can be obtained even if the length of the position detection scale in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 5) is increased. Therefore, the magnetic linear absolute encoder 1 is more accurate than the first embodiment. High control is possible.
Further, the shapes of the first part and the second part are not limited to the present embodiment, and one of the first part and the second part gradually increases along the longitudinal direction of the position detection scale. However, it is possible to use an arbitrary shape in which the other is gradually reduced.

以上、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
The magnetic linear absolute encoder of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is of an arbitrary configuration having the same function. Can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention.
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.

また、前記実施形態では、磁気センサ11をベース21上に設け、位置検出用スケール12をスライダ23上に設けたがそれに限られず、例えば、磁気センサ11をスライダ上に設け、位置検出用スケール12をベース21上に設けてもよい。
また、本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの用途は、特に限定されず、例えば、超音波リニアアクチュエータや、形状記憶アクチュエータ等が挙げられる。
In the above embodiment, the magnetic sensor 11 is provided on the base 21 and the position detection scale 12 is provided on the slider 23. However, the present invention is not limited thereto. For example, the magnetic sensor 11 is provided on the slider and the position detection scale 12 is provided. May be provided on the base 21.
The application of the magnetic linear absolute encoder of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an ultrasonic linear actuator and a shape memory actuator.

本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの第1実施形態を示す平面図である。1 is a plan view showing a first embodiment of a magnetic linear absolute encoder of the present invention. 磁気センサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a magnetic sensor. 本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダを用いた測定システムの構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the measurement system using the magnetic-type linear absolute encoder of this invention. 本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダを用いた測定システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the measurement system using the magnetic type linear absolute encoder of this invention. 本発明の磁気式リニアアブソリュートエンコーダの第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the magnetic-type linear absolute encoder of this invention. 従来の磁気式リニアアブソリュートエンコーダを示す図である。It is a figure which shows the conventional magnetic type linear absolute encoder.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・磁気式リニアアブソリュートエンコーダ、2・・・リニアアクチュエータ、11・・・磁気センサ、12・・・位置検出用スケール、13・・・N極部、14・・・S極部、21・・・ベース、22・・・基台、23・・・スライダ、231・・・ラックギア、232・・・突出部、26・・・凸部、27・・・ボルト、28・・・腕部、29・・・ローラ、31・・・バネ止めピン、32・・・バネかけ部、33・・・コイルバネ、41・・・ロータ、42・・・筒状部材、43・・・被駆動体、44・・・ピニオンギア、6・・・振動体、70・・・データ制御部、71・・・増幅器、72・・・A/D変換器、73・・・CPU、50・・・測定システム、112・・・センサ部、100・・・回転軸、200・・・ドラム、300・・・磁気記録媒体、400・・・基板、500・・・MR素子、600・・・導体端子、700・・・リード線、800・・・駆動検出回路、n1〜n5・・・磁化パターン列、S101〜S107・・・ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic type linear absolute encoder, 2 ... Linear actuator, 11 ... Magnetic sensor, 12 ... Scale for position detection, 13 ... N pole part, 14 ... S pole part, 21 ... Base, 22 ... Base, 23 ... Slider, 231 ... Rack gear, 232 ... Projection, 26 ... Projection, 27 ... Bolt, 28 ... Arm , 29, rollers, 31, spring retaining pins, 32, spring hooks, 33, coil springs, 41, rotors, 42, cylindrical members, 43, driven bodies. 44 ... pinion gear, 6 ... vibrating body, 70 ... data control unit, 71 ... amplifier, 72 ... A / D converter, 73 ... CPU, 50 ... measurement System, 112, sensor unit, 100, rotating shaft, 200, drum, 00 ... Magnetic recording medium, 400 ... Substrate, 500 ... MR element, 600 ... Conductor terminal, 700 ... Lead wire, 800 ... Drive detection circuit, n1-n5 ... Magnetization Pattern sequence, S101-S107 ... step

Claims (11)

磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果に基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段とを備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減または漸増するよう構成されていることを特徴とする磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。
A magnetized long position detecting scale;
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor,
The magnetic linear absolute encoder is characterized in that the position detecting scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases or increases along the longitudinal direction thereof.
磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果に基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段とを備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減し、途中で磁界の向きが反転すると共に磁場の強さが漸増するよう構成されていることを特徴とする磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。
A magnetized long position detecting scale;
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor,
The position detection scale is configured so that the strength of the magnetic field gradually decreases along the longitudinal direction thereof, the direction of the magnetic field is reversed in the middle, and the strength of the magnetic field is gradually increased. Absolute encoder.
磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果と、該検出結果と位置検出対象の絶対値との関係を示す検量線とに基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段を備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減または漸増するよう構成されていることを特徴とする磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。
A magnetized long position detecting scale;
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor and a calibration curve indicating a relationship between the detection result and the absolute value of the position detection target. And
The magnetic linear absolute encoder is characterized in that the position detecting scale is configured such that the strength of the magnetic field gradually decreases or increases along the longitudinal direction thereof.
磁化された長尺状の位置検出用スケールと、
前記位置検出用スケールから生じる磁場を検出して電磁変換する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果と、該検出結果と位置検出対象の絶対値との関係を示す検量線とに基づいて位置検出対象の絶対位置を求める位置検出手段を備えた磁気式リニアアブソリュートエンコーダであって、
前記位置検出用スケールは、その長手方向に沿って磁場の強さが漸減し、途中で磁界の向きが反転すると共に磁場の強さが漸増するよう構成されていることを特徴とする磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。
A magnetized long position detecting scale;
A magnetic sensor that detects and magnetically converts a magnetic field generated from the position detection scale;
A magnetic linear absolute encoder comprising position detection means for obtaining an absolute position of a position detection target based on a detection result of the magnetic sensor and a calibration curve indicating a relationship between the detection result and the absolute value of the position detection target. And
The position detection scale is configured so that the strength of the magnetic field gradually decreases along the longitudinal direction thereof, the direction of the magnetic field is reversed in the middle, and the strength of the magnetic field is gradually increased. Absolute encoder.
前記検量線は、予め設定されている請求項3または4に記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   5. The magnetic linear absolute encoder according to claim 3, wherein the calibration curve is set in advance. 前記磁気センサの近傍の磁場を検出する磁場検出手段を有し、前記磁場検出手段の検出結果に基づいて前記検量線を補正するよう構成されている請求項3ないし5のいずれかに記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   6. The magnetism according to claim 3, further comprising magnetic field detection means for detecting a magnetic field in the vicinity of the magnetic sensor, wherein the calibration curve is corrected based on a detection result of the magnetic field detection means. Type linear absolute encoder. 前記磁気センサの温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記検量線を補正するよう構成されている請求項3ないし6のいずれかに記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   The magnetic linear device according to claim 3, further comprising a temperature detection unit that detects a temperature of the magnetic sensor, and configured to correct the calibration curve based on a detection result of the temperature detection unit. Absolute encoder. 前記磁界の向きは、前記位置検出用スケールの長手方向の略中央で反転している請求項2または4に記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   5. The magnetic linear absolute encoder according to claim 2, wherein the direction of the magnetic field is reversed at substantially the center in the longitudinal direction of the position detection scale. 前記位置検出用スケールは、長手方向に一端側がN極となり、他端側がS極となるように、2極に磁化されている請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   9. The magnetic linear absolute encoder according to claim 1, wherein the position detection scale is magnetized in two poles so that one end side is an N pole and the other end side is an S pole in the longitudinal direction. 前記位置検出用スケールは、N極である第1の部位およびS極である第2の部位を有し、前記第2の部位の面積に対する前記第1の部位の面積の比率が、前記位置検出用スケールの長手方向に沿って漸増または漸減している請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。   The position detection scale has a first part that is an N pole and a second part that is an S pole, and the ratio of the area of the first part to the area of the second part is the position detection. 9. The magnetic linear absolute encoder according to claim 1, wherein the magnetic linear absolute encoder is gradually increased or gradually decreased along the longitudinal direction of the working scale. 前記位置検出用スケールの長手方向に対して略垂直な方向における前記第1の部位の長さは、前記位置検出用スケールに沿って漸増し、前記位置検出用スケールの長手方向に対して略垂直な方向における前記第2の部位の長さは、前記位置検出用スケールに沿って漸減している請求項10に記載の磁気式リニアアブソリュートエンコーダ。
The length of the first portion in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the position detection scale gradually increases along the position detection scale and is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the position detection scale. The magnetic linear absolute encoder according to claim 10, wherein the length of the second portion in a specific direction gradually decreases along the position detection scale.
JP2003407710A 2003-12-05 2003-12-05 Magnetic type linear absolute encoder Withdrawn JP2005164551A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003407710A JP2005164551A (en) 2003-12-05 2003-12-05 Magnetic type linear absolute encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003407710A JP2005164551A (en) 2003-12-05 2003-12-05 Magnetic type linear absolute encoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005164551A true JP2005164551A (en) 2005-06-23

Family

ID=34729665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003407710A Withdrawn JP2005164551A (en) 2003-12-05 2003-12-05 Magnetic type linear absolute encoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005164551A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007055092A1 (en) * 2005-11-09 2009-04-30 株式会社安川電機 Encoder signal processing device
JP2016133376A (en) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 Rotation angle detection device
JP2018163177A (en) * 2018-07-26 2018-10-18 株式会社Soken Rotation angle detection device
WO2020129401A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007055092A1 (en) * 2005-11-09 2009-04-30 株式会社安川電機 Encoder signal processing device
JP2016133376A (en) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 Rotation angle detection device
WO2016117430A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 株式会社デンソー Turning angle detection device
US10378922B2 (en) 2015-01-19 2019-08-13 Denso Corporation Rotation angle detection apparatus
JP2018163177A (en) * 2018-07-26 2018-10-18 株式会社Soken Rotation angle detection device
WO2020129401A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering device
JP2020100214A (en) * 2018-12-20 2020-07-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10890973B2 (en) Electronic device including multi-phase driven linear haptic actuator and related methods
US8576504B2 (en) Motor driving apparatus and optical apparatus
US8314532B2 (en) Drive device
JP2004056878A (en) Drive unit, position controller, and camera
US10693394B2 (en) Driving apparatus of vibration-type actuator method of controlling driving vibration-type actuator and image pickup apparatus
US10746570B2 (en) Mass displacement estimation using back EMF and magnetic reference crossing
Izuhara et al. Design and characterization of a thin linear ultrasonic motor for miniature focus systems
JP5645489B2 (en) Control device and adjustment method of vibration actuator using a plurality of vibrators, vibration actuator, lens unit using the same, and optical apparatus
JP2006033912A (en) Piezoelectric actuator and equipment
US7738210B2 (en) Position control method of inertial drive actuator and inertial drive actuator
JP2014016871A5 (en)
JP5055505B2 (en) Magnetostrictive multi-axis drive actuator
JP2005164551A (en) Magnetic type linear absolute encoder
JP6539048B2 (en) Lens drive device and drive method
JP2008197220A (en) Lens barrel driving device
JP4482986B2 (en) Vibration motor and driving method thereof
JP5534668B2 (en) Driving apparatus and driving method
JP4578815B2 (en) Control system and electronic device using piezoelectric actuator
JP2005172696A (en) Absolute encoder
JP2002165469A (en) Piezo-electric actuator
JP2005073465A (en) Drive unit
JP2006234411A (en) Oscillation gyroscope sensor
JP2019165525A (en) Piezoelectric driving device, control device, and driving method of piezoelectric driving device
JP2005147903A (en) Optical absolute encoder
JP4595453B2 (en) Ultrasonic motor drive circuit and actuator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091215

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100129