JP2017219319A - 位置検出装置およびアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
図5(A)のように、磁石16がホール素子26に対して左側(ヘッドキャップ側)に位置するときには、磁界Hは図中のホール素子26の上面から下面に向く成分を有する。つまり、磁界Hの成分Hrは負の方向であるので、ホール素子26の出力端子電圧は例えばマイナス極性となり、コンパレータ28の出力は例えばHighとなる。図5(C)のように、磁石16がホール素子26に対して右側(ロッドキャップ側)に位置するときには、磁界Hは図中のホール素子26の下面から上面に向く成分を有する。つまり、磁界の成分Hrは正の方向であるので、ホール素子26の出力端子電圧は図5(A)と逆に例えばプラス極性となり、コンパレータ28の出力は図5(A)と逆に例えばLowとなる。磁石16が移動して、ホール素子26と軸方向に同じ位置に位置するときに、ホール素子26の出力端子電圧の極性が切り換わる。つまり、その位置を境界として、ホール素子26の出力端子電圧の極性は逆となり、コンパレータ28の出力も逆となる。図5(B)は、磁石16がそのような境界位置に位置している状況を示している。
12 ピストン
16 磁石
21 センサヘッド
22 プリント配線基板
25 磁気抵抗ブリッジ回路
26 ホール素子
26a 磁気センサ
31 第1ブリッジ回路
31a 第1の回路パターン
31b 第2の回路パターン
32 第2ブリッジ回路
32a 第3の回路パターン
32b 第4の回路パターン
43 ATAN2値算出回路
K1 シフト領域
K2 シフト領域
P 主領域
Q 検出範囲
R1〜R8 磁気抵抗素子
e マイナス側シフト閾値
h プラス側シフト閾値
f マイナス側領域切換閾値
g プラス側領域切換閾値
x 領域判別可能閾値
Claims (10)
- 磁化方向に移動する磁石の位置を検出する位置検出装置であって、
前記磁化方向である第1方向の磁界に最大感度を有する磁気抵抗素子、および前記第1方向に直交する第2方向の磁界に最大感度を有する磁気抵抗素子を備え、SIN信号を出力する第1ブリッジ回路と、
前記第1方向に対して45度傾く第3方向に最大感度を有する磁気抵抗素子、および前記第3方向に直交する第4方向に最大感度を有する磁気抵抗素子を備え、COS信号を出力する第2ブリッジ回路と、
磁界の方向に応じた出力信号を出力し、最大感度方向が前記第2の方向に沿うように配置される磁界方向検出センサと、
前記磁界方向検出センサの出力電圧の極性に対応する2値の領域判別信号によって、前記磁石が、前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の中心部に対して、移動方向一方側の領域に位置しているか、移動方向他方側の領域に位置しているかを判別する領域判別手段と、
前記SIN信号と前記COS信号とに基づいてATAN2値を演算するATAN2値演算部と、
前記領域判別信号と前記ATAN2値とに基づいて前記磁石の位置を演算する位置演算部と、を有し、
前記領域判別信号が前記SIN信号のピーク位置よりも遅れて切り換わる位置を領域切換点とし、前記領域切換点に対応する前記ATAN2値の絶対値よりも絶対値が大きな値を領域切換閾値とし、前記ATAN2値の絶対値が前記領域切換閾値より大きいときに、前記位置演算部は前記領域判別信号によって領域を判別して前記磁石の位置を演算し、前記ATAN2値の絶対値が前記領域切換閾値より小さいときに、前記位置演算部は前記領域判別信号によらず前記磁石の位置を演算する、
位置検出装置。 - 請求項1記載の位置検出装置において、前記磁石の前記移動方向に対して、前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路の前記中心部と、前記磁界方向検出センサは同じ位置に配置される、位置検出装置。
- 請求項2記載の位置検出装置において、表裏両面に部品搭載面が設けられたプリント配線基板を有し、前記磁気抵抗素子が前記プリント配線基板の一方の部品搭載面に搭載され、前記プリント配線基板の他方の部品搭載面に前記磁界方向検出センサが搭載される、位置検出装置。
- 請求項1または2記載の位置検出装置において、前記SIN信号と前記COS信号からの演算値が領域判別可能を判定する領域判別可能閾値を越えたときに前記位置演算部は前記磁石の位置を演算する、位置検出装置。
- 請求項1または2記載の位置検出装置において、前記磁石が前記中心部に接近することを検出する近接センサを有し、前記近接センサが前記磁石の接近を検出したときに前記位置演算部は前記磁石の位置を演算する、位置検出装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置検出装置において、
前記第1ブリッジ回路は、
前記第1方向の磁界に最大感度を有する第1の磁気抵抗素子、および前記第2方向の磁界に最大感度を有する第2の磁気抵抗素子からなる第1の回路パターンと、前記第1方向の磁界に最大感度を有する第3の磁気抵抗素子、および前記第2方向の磁界に最大感度を有する第4の磁気抵抗素子からなる第2の回路パターンとを有するフルブリッジ回路であり、
前記第2ブリッジ回路は、
前記第3方向の磁界に最大感度を有する第5の磁気抵抗素子、および前記第4方向の磁界に最大感度を有する第6の磁気抵抗素子からなる第3の回路パターンと、前記第3方向の磁界に最大感度を有する第7の磁気抵抗素子、および前記第4方向の磁界に最大感度を有する第8の磁気抵抗素子からなる第4の回路パターンとを有するフルブリッジ回路である、位置検出装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置検出装置において、前記ATAN2値のうち主領域値により前記磁石の位置を演算する、位置検出装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置検出装置において、前記ATAN2値のうちシフト領域におけるシフト閾値と前記ATAN2値の折返し点との間のシフト領域値を、前記ATAN2値の主領域値にシフトして付加し、シフト領域値が付加された拡大出力値を演算する、位置検出装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置検出装置において、前記磁界方向検出センサはホール素子である、位置検出装置。
- 流体圧によって往復動作部材を駆動するアクチュエータであって、
前記往復動作部材に設けられる磁石と、
請求項1記載の位置検出装置と、
を有するアクチュエータ。
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