JP3146552B2 - 位置検出センサ - Google Patents
位置検出センサInfo
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の位置を検出す
るためのセンサに関するものである。
るためのセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、移動体の位置を検出するため
のセンサの提案は種々されているが、通常使用される代
表例は、図１０、図１１に示すようなものである。図１
０は回転する移動体の回転位置を検出する例、図１１は
直線的に移動する移動体の移動位置を検出する例を示し
ている。図１０の回転運動の例は、回転体１が矢印のよ
うに回転してＡ、Ｂの２位置間を移動する場合に、回転
体１に取り付けたアーム１８が位置Ａ、Ｂにおいてリミ
ットスイッチ１９又は２０に係合する。また、図１１の
直線運動の例は、スライド軸２が矢印方向に移動をする
と、アーム１８が位置Ａ、Ｂにおいてリミットスイッチ
１９又は２０に係合する。いずれの場合も、アーム１８
がリミットスイッチ１９又は２０に係合すると、当該リ
ミットスイッチはその接点を閉じる。したがって、リミ
ットスイッチ１９、２０の接点の開閉状態により、物体
がＡ又はＢの位置にあることが検出できる。
のセンサの提案は種々されているが、通常使用される代
表例は、図１０、図１１に示すようなものである。図１
０は回転する移動体の回転位置を検出する例、図１１は
直線的に移動する移動体の移動位置を検出する例を示し
ている。図１０の回転運動の例は、回転体１が矢印のよ
うに回転してＡ、Ｂの２位置間を移動する場合に、回転
体１に取り付けたアーム１８が位置Ａ、Ｂにおいてリミ
ットスイッチ１９又は２０に係合する。また、図１１の
直線運動の例は、スライド軸２が矢印方向に移動をする
と、アーム１８が位置Ａ、Ｂにおいてリミットスイッチ
１９又は２０に係合する。いずれの場合も、アーム１８
がリミットスイッチ１９又は２０に係合すると、当該リ
ミットスイッチはその接点を閉じる。したがって、リミ
ットスイッチ１９、２０の接点の開閉状態により、物体
がＡ又はＢの位置にあることが検出できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来例の
ものは、リミットスイッチ１９、２０が機械的接点及び
動作機構を有しているため電気的・機械的に消耗があ
り、動作回数に限度がある。また、Ａ、Ｂの２つの位置
を検出するのに２つのリミットスイッチ１９、２０が必
要であった。
ものは、リミットスイッチ１９、２０が機械的接点及び
動作機構を有しているため電気的・機械的に消耗があ
り、動作回数に限度がある。また、Ａ、Ｂの２つの位置
を検出するのに２つのリミットスイッチ１９、２０が必
要であった。
【０００４】更に、従来例のものは、リミットスイッチ
１９、２０からの信号は、電気配線により取り出される
ため、ガス絶縁開閉装置等に適用した場合に、ガス絶縁
開閉装置と離れた場所にある指令所とを電気配線で接続
することとなり、雑音による誤動作が生じたりあるい
は、サージの進入時にガス絶縁開閉装置と指令所との接
地電位の差による機器の損傷を引き起こすことがあっ
た。
１９、２０からの信号は、電気配線により取り出される
ため、ガス絶縁開閉装置等に適用した場合に、ガス絶縁
開閉装置と離れた場所にある指令所とを電気配線で接続
することとなり、雑音による誤動作が生じたりあるい
は、サージの進入時にガス絶縁開閉装置と指令所との接
地電位の差による機器の損傷を引き起こすことがあっ
た。
【０００５】本発明は、位置検出センサを機械的動作部
のないものとすることにより、動作回数に限度のない位
置検出センサを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、センサの出力を光出力とすることによ
り、誤動作あるいは機器の損傷を防止することを目的と
するものである。
のないものとすることにより、動作回数に限度のない位
置検出センサを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、センサの出力を光出力とすることによ
り、誤動作あるいは機器の損傷を防止することを目的と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出センサ
においては、移動体に極性の異なる２つの磁界発生手段
を設け、前記移動体に対向して光磁界センサを設け、前
記移動体が所定の位置にあるとき前記光磁界センサが前
記磁界発生手段のいずれか一方に対向する位置に、光磁
界センサ及び磁界発生手段を配置し、前記磁界発生手段
の磁界の入力方向により、出力が反転する前記光磁界セ
ンサの２つの出力により前記移動体の位置を検出するも
のである。
においては、移動体に極性の異なる２つの磁界発生手段
を設け、前記移動体に対向して光磁界センサを設け、前
記移動体が所定の位置にあるとき前記光磁界センサが前
記磁界発生手段のいずれか一方に対向する位置に、光磁
界センサ及び磁界発生手段を配置し、前記磁界発生手段
の磁界の入力方向により、出力が反転する前記光磁界セ
ンサの２つの出力により前記移動体の位置を検出するも
のである。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、移動体が所定位置に達
した時、光磁界センサに磁界が働き、その磁界の強さに
応じた光が出力されるから、出力された光の強さによ
り、位置を検出できるものである。
した時、光磁界センサに磁界が働き、その磁界の強さに
応じた光が出力されるから、出力された光の強さによ
り、位置を検出できるものである。
【０００８】
【実施例１】以下、本発明の実施例を図１乃至図９を用
いて説明する。図１乃至図９は、それぞれ本発明の異な
る実施例を示すものである。なお、実施例を説明するた
めの全図において、同一機能を有するものは同一符号を
付け、その繰り返しの説明は省略する。
いて説明する。図１乃至図９は、それぞれ本発明の異な
る実施例を示すものである。なお、実施例を説明するた
めの全図において、同一機能を有するものは同一符号を
付け、その繰り返しの説明は省略する。
【０００９】図１、図２は本発明の実施例１を示す。図
において(a)は回転する移動体の平面図で、(b)は正面図
である。図２は光磁界センサ５の出力波形図である。回
転体１の端面に磁界発生手段である２つの永久磁石３、
４を互いに極性を変えて配置する。また、その磁石３、
４と対向する位置に光磁界センサ５を配置する。２つの
永久磁石３、４は、回転体１がＡ位置とＢ位置との間を
回転した場合、それぞれの位置で光磁界センサ５と対向
する位置に取り付けられる。
において(a)は回転する移動体の平面図で、(b)は正面図
である。図２は光磁界センサ５の出力波形図である。回
転体１の端面に磁界発生手段である２つの永久磁石３、
４を互いに極性を変えて配置する。また、その磁石３、
４と対向する位置に光磁界センサ５を配置する。２つの
永久磁石３、４は、回転体１がＡ位置とＢ位置との間を
回転した場合、それぞれの位置で光磁界センサ５と対向
する位置に取り付けられる。
【００１０】ここで使用している光磁界センサは、通
常、電流の測定に用いられているもので、ファラデー効
果を利用して磁界の強さと極性を光の強弱に変換するも
のである。光磁界センサ５は、その感度方向を図示矢印
方向にセットする。
常、電流の測定に用いられているもので、ファラデー効
果を利用して磁界の強さと極性を光の強弱に変換するも
のである。光磁界センサ５は、その感度方向を図示矢印
方向にセットする。
【００１１】図の状態では、磁石３のＮ極が光磁界セン
サ５に対向しており、回転体１が回転すると磁石４のＳ
極が光磁界センサ５に対向する。光磁界センサ５の出力
は図２に示すとおりである。光磁界センサ５は、磁界の
入力方向により、出力が反転する（α方向、β方向）た
め、２つの出力が得られる。このため、例えばＡ位置の
検出にβ出力、Ｂ位置の検出にα出力を利用すれば、１
つの光磁界センサ５によって、従来例の２つのリミット
スイッチ１９、２０に相当する２つの出力を図２のよう
に得ることができる。また、光磁界センサ５の出力は光
ファイバにより遠隔地へ導くことが可能であるから、ガ
ス絶縁開閉装置のように、測定箇所と監視箇所とを電気
的に絶縁したい場合においても信号を伝達できるもので
ある。
サ５に対向しており、回転体１が回転すると磁石４のＳ
極が光磁界センサ５に対向する。光磁界センサ５の出力
は図２に示すとおりである。光磁界センサ５は、磁界の
入力方向により、出力が反転する（α方向、β方向）た
め、２つの出力が得られる。このため、例えばＡ位置の
検出にβ出力、Ｂ位置の検出にα出力を利用すれば、１
つの光磁界センサ５によって、従来例の２つのリミット
スイッチ１９、２０に相当する２つの出力を図２のよう
に得ることができる。また、光磁界センサ５の出力は光
ファイバにより遠隔地へ導くことが可能であるから、ガ
ス絶縁開閉装置のように、測定箇所と監視箇所とを電気
的に絶縁したい場合においても信号を伝達できるもので
ある。
【００１２】なお、Ａ点、Ｂ点で各々の出力をピーク値
又は０値とするには、磁石３、４の強さもしくは磁石
３、４と光磁界センサ５との距離を調整することにより
行う。
又は０値とするには、磁石３、４の強さもしくは磁石
３、４と光磁界センサ５との距離を調整することにより
行う。
【００１３】図３は、移動体が直線運動をするスライド
軸２である例を示す。本例は、２つの磁石３、４はスラ
イド軸２の側面に設けられ光磁界センサ５はスライド軸
２の側面に対向して配置される。光磁界センサ５の出力
その他、動作原理は回転運動の場合と変わらないので、
重ねての説明は省略する。
軸２である例を示す。本例は、２つの磁石３、４はスラ
イド軸２の側面に設けられ光磁界センサ５はスライド軸
２の側面に対向して配置される。光磁界センサ５の出力
その他、動作原理は回転運動の場合と変わらないので、
重ねての説明は省略する。
【００１４】
【実施例２】本発明の実施例２を図４、図５に示す。図
４(a)は回転する移動体の平面図で、(b)は正面図であ
り、(c)は磁界発生装置の斜視図である。図５は、本例
の出力波形図である。
４(a)は回転する移動体の平面図で、(b)は正面図であ
り、(c)は磁界発生装置の斜視図である。図５は、本例
の出力波形図である。
【００１５】本例は、回転体１の端面に磁性体の円板６
を設け、その面上に２組の磁界発生手段３、４を取り付
ける。光磁界センサ５は、回転体１が所定位置にあると
き磁界発生手段３、４のギャップ１１内に位置され、そ
の感度方向が図示矢印方向になるように配置される。１
組の磁界発生手段は(c)に示すように、極性を変えて配
置した２つの永久磁石７、８とその端面に取り付けられ
た磁性体１２、１３よりなる。磁気回路は、円板６、磁
石７、磁性体１２、ギャップ１１、磁性体１３、磁石
８、により構成される。そして、磁性体１２、１３のギ
ャップ１１に対向する面は、細長い長方形状に加工され
る。
を設け、その面上に２組の磁界発生手段３、４を取り付
ける。光磁界センサ５は、回転体１が所定位置にあると
き磁界発生手段３、４のギャップ１１内に位置され、そ
の感度方向が図示矢印方向になるように配置される。１
組の磁界発生手段は(c)に示すように、極性を変えて配
置した２つの永久磁石７、８とその端面に取り付けられ
た磁性体１２、１３よりなる。磁気回路は、円板６、磁
石７、磁性体１２、ギャップ１１、磁性体１３、磁石
８、により構成される。そして、磁性体１２、１３のギ
ャップ１１に対向する面は、細長い長方形状に加工され
る。
【００１６】本例では、発生した磁束は、ギャップ１１
に集中することとなるから、部分的に磁束密度の高い領
域を空間に設けることができる。したがって、図５に示
すように、光磁界センサ５の出力は、Ａ位置とＢ位置で
急峻な波形を描き、位置の検出を正確に行うことが可能
となる。
に集中することとなるから、部分的に磁束密度の高い領
域を空間に設けることができる。したがって、図５に示
すように、光磁界センサ５の出力は、Ａ位置とＢ位置で
急峻な波形を描き、位置の検出を正確に行うことが可能
となる。
【００１７】移動体が直線運動をするスライド軸２であ
る場合に本例を適用する例を図６に示す。本例では、２
組の磁界発生手段３、４は、スライド軸２の側面に取り
付けられる。本例では、図４の例における円板６の代わ
りに磁性体１４を設けている点を除き、構造、動作原理
共に、図４の例と同様である。
る場合に本例を適用する例を図６に示す。本例では、２
組の磁界発生手段３、４は、スライド軸２の側面に取り
付けられる。本例では、図４の例における円板６の代わ
りに磁性体１４を設けている点を除き、構造、動作原理
共に、図４の例と同様である。
【００１８】
【実施例３】次に、上記実施例２と同様の動作原理で、
よりコンパクトにした例を図７に示す。図７(a)は本例
の平面図、(b)は正面図、(c)は斜視図である。
よりコンパクトにした例を図７に示す。図７(a)は本例
の平面図、(b)は正面図、(c)は斜視図である。
【００１９】図は、回転体１に適用した例を示す。回転
体１の端面に磁性体からなる円板６が設けられ、所定の
位置に永久磁石３、４を極性を変えて配置する。各磁石
には、ギャップ１１に対向する面を細長い長方形とした
磁性体１２を取り付ける。前記各磁石３、４に対して回
転体１の回転軸に対称な位置に、ブロック状の磁性体１
６を配置する。以上のもので移動体側磁気回路を構成す
る。そして、固定位置に、変形コ字状の磁性体１５を配
置する。該磁性体１５は、その一端をギャップ１７を介
してブロック状の磁性体１６と対向する。またその他端
は、先端が細長い長方形状に加工され、ギャップ１１を
介して磁石３又は４と対向する。そして、光磁界センサ
５は、変形コ字状の磁性体１５の他端に固定される。以
上のもので固定側磁気回路を構成する。
体１の端面に磁性体からなる円板６が設けられ、所定の
位置に永久磁石３、４を極性を変えて配置する。各磁石
には、ギャップ１１に対向する面を細長い長方形とした
磁性体１２を取り付ける。前記各磁石３、４に対して回
転体１の回転軸に対称な位置に、ブロック状の磁性体１
６を配置する。以上のもので移動体側磁気回路を構成す
る。そして、固定位置に、変形コ字状の磁性体１５を配
置する。該磁性体１５は、その一端をギャップ１７を介
してブロック状の磁性体１６と対向する。またその他端
は、先端が細長い長方形状に加工され、ギャップ１１を
介して磁石３又は４と対向する。そして、光磁界センサ
５は、変形コ字状の磁性体１５の他端に固定される。以
上のもので固定側磁気回路を構成する。
【００２０】回転体１が図示の状態のとき、一方の磁石
３により発生した磁束は、ギャップ１１、光磁界センサ
５、変形コ字状の磁性体１５の固定側磁気回路から、ギ
ャップ１７、ブロック状の磁性体１６、円板６を通って
磁石３に戻る移動体側磁気回路をとおる磁気回路を形成
する。そして、回転体１が矢印方向に回転することによ
り、今度は、他方の磁石４が光磁界センサ５に対向す
る。これにより、光磁界センサ５の出力は図５のように
なる。
３により発生した磁束は、ギャップ１１、光磁界センサ
５、変形コ字状の磁性体１５の固定側磁気回路から、ギ
ャップ１７、ブロック状の磁性体１６、円板６を通って
磁石３に戻る移動体側磁気回路をとおる磁気回路を形成
する。そして、回転体１が矢印方向に回転することによ
り、今度は、他方の磁石４が光磁界センサ５に対向す
る。これにより、光磁界センサ５の出力は図５のように
なる。
【００２１】本例の動作原理及び得られる出力は、実施
例２と同様であるが、実施例２で磁界発生装置がそれぞ
れ有していた磁気回路の一部を、変形コ字状磁性体とし
て共通にしたので、全体形状が、実施例２のものより、
コンパクトになる。
例２と同様であるが、実施例２で磁界発生装置がそれぞ
れ有していた磁気回路の一部を、変形コ字状磁性体とし
て共通にしたので、全体形状が、実施例２のものより、
コンパクトになる。
【００２２】
【実施例４】第４の例を図８図９に示す。図８(a)は本
例の平面図、(b)は正面図、図９は出力波形図である。
例の平面図、(b)は正面図、図９は出力波形図である。
【００２３】本例は、光磁界センサの出力として、回転
角度に応じて正弦波的に連続して変化する出力を得よう
とするものである。回転軸１の端面の円板６上に、回転
軸中心に対称に、極性を変えて２つの磁石３、４を対向
して設け、各磁石３、４の先端に磁性体１２、１３を取
り付ける。両磁性体１２、１３が対向するギャップ１１
内で回転体１の回転軸の延長線上に、光磁界センサ５が
配置される。
角度に応じて正弦波的に連続して変化する出力を得よう
とするものである。回転軸１の端面の円板６上に、回転
軸中心に対称に、極性を変えて２つの磁石３、４を対向
して設け、各磁石３、４の先端に磁性体１２、１３を取
り付ける。両磁性体１２、１３が対向するギャップ１１
内で回転体１の回転軸の延長線上に、光磁界センサ５が
配置される。
【００２４】前述の実施例１〜実施例３のものは、２位
置の検出であったが、本例によれば、光磁界センサ５の
出力は、図９のように連続的に変化するから、回転体１
の回転位置を連続的に測定することが可能となる。
置の検出であったが、本例によれば、光磁界センサ５の
出力は、図９のように連続的に変化するから、回転体１
の回転位置を連続的に測定することが可能となる。
【００２５】以上本発明を実施例にもとづき具体的に説
明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である
ことはいうまでもない。たとえば、磁界発生手段として
永久磁石の代わりに、電磁石を使用することも可能であ
る。また、磁界発生手段は２個ずつ設けているが、１位
置のみ検出すれば良い場合は、磁界発生手段は１個のみ
設けることも可能である。更に、移動体が磁性材料によ
り形成されている場合は、円板等の磁性体を省略して、
移動体の一部を磁気回路に使用してもよいものである。
明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である
ことはいうまでもない。たとえば、磁界発生手段として
永久磁石の代わりに、電磁石を使用することも可能であ
る。また、磁界発生手段は２個ずつ設けているが、１位
置のみ検出すれば良い場合は、磁界発生手段は１個のみ
設けることも可能である。更に、移動体が磁性材料によ
り形成されている場合は、円板等の磁性体を省略して、
移動体の一部を磁気回路に使用してもよいものである。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、以上説明してきた構成によ
り、機械的接点を有しないことと、動作機構を排除した
ので、動作回数に限度がなくなるものである。また、１
つの光磁界センサで２つの出力が得られるので、部品点
数を少なくすることが可能である。更に、光磁界センサ
５の出力は光ファイバにより遠隔地へ導くことが可能で
あるから、ガス絶縁開閉装置のように、測定箇所と監視
箇所とを電気的に絶縁したい場合においても信号を伝達
できるものである。
り、機械的接点を有しないことと、動作機構を排除した
ので、動作回数に限度がなくなるものである。また、１
つの光磁界センサで２つの出力が得られるので、部品点
数を少なくすることが可能である。更に、光磁界センサ
５の出力は光ファイバにより遠隔地へ導くことが可能で
あるから、ガス絶縁開閉装置のように、測定箇所と監視
箇所とを電気的に絶縁したい場合においても信号を伝達
できるものである。
【図１】 本発明の実施例１を説明する図で、(a)は正
面図、(b)は平面図。
面図、(b)は平面図。
【図２】 実施例１の出力波形図。
【図３】 実施例１のスライド軸の例の側面図。
【図４】 本発明の実施例２を説明する図で、(a)は、
平面図、(b)は正面図、(c) はその一部の斜視図。
平面図、(b)は正面図、(c) はその一部の斜視図。
【図５】 実施例２の出力波形図。
【図６】 実施例２のスライド軸の例を説明する図で、
(a)は側面図、(b)は正面図。
(a)は側面図、(b)は正面図。
【図７】 本発明の実施例３を説明する図で、(a)は平
面図、(b)は正面図、(c)は斜視図。
面図、(b)は正面図、(c)は斜視図。
【図８】 本発明の実施例４を説明する図で、(a)は平
面図、(b)は正面図。
面図、(b)は正面図。
【図９】 実施例４の出力波形図。
【図１０】 従来の回転体の例の正面図。
【図１１】 従来のスライド軸の例の平面図。
１…回転体、２…スライド軸、３、４…磁石、５光磁界
センサ。
センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30 G01B 21/00 - 21/32 G01H 9/00 G01R 33/032
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体に極性の異なる２つの磁界発生手
段を設け、前記移動体に対向して光磁界センサを設け、
前記移動体が所定の位置にあるとき前記光磁界センサが
前記磁界発生手段のいずれか一方に対向する位置に、光
磁界センサ及び磁界発生手段を配置し、前記磁界発生手
段の磁界の入力方向により、出力が反転する前記光磁界
センサの２つの出力により前記移動体の位置を検出する
ことを特徴とする位置検出センサ。 - 【請求項２】 前記磁界発生手段はその磁気回路中にギ
ャップを有し、前記移動体が所定の位置にあるとき、前
記光磁界センサが前記ギャップ内に位置するように配置
されたことを特徴とする請求項１記載の位置検出セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24374091A JP3146552B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 位置検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24374091A JP3146552B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 位置検出センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133704A JPH05133704A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3146552B2 true JP3146552B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=17108283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24374091A Expired - Fee Related JP3146552B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 位置検出センサ |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3146552B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305691B1 (en) | 1995-04-10 | 2001-10-23 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Shaft sealing apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7507729B2 (ja) * | 2021-06-21 | 2024-06-28 | Tdk株式会社 | 磁気センサと磁気センサを用いたブレーキシステム及びステアリングシステム |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP24374091A patent/JP3146552B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305691B1 (en) | 1995-04-10 | 2001-10-23 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Shaft sealing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05133704A (ja) | 1993-05-28 |
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