JP3484915B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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Description
等における、直線の位置検出(相対位置検出)に使用さ
れる位置検出器、デジタルスケール、ゲージ、エンコー
ダ等の位置検出装置に関するものである。
という)を磁気センサとして利用するリニアエンコーダ
において、センサの磁気検出面は、金属薄膜および薄い
保護材とで形成されている。
磁気記録媒体と、センサを接触させて使用することがで
きない。したがって、磁気記録媒体とセンサは、一定の
隙間(以下、「クリアランス」という)を保ったまま相
対移動するように配置されてエンコーダを構成する。
て構成される磁気式リニアエンコーダでは、センサは軸
受を有する部材に、はめあいや接着等で接合または板ば
ね等で固定され、磁気記録媒体は軸受を通して挿入され
る。磁気記録媒体とセンサの隙間は、軸受によって一定
に保たれる。
クリアランス内には様々な異物が入り込む可能性がある
ために、図12に示すように、センサ検出面側に別の保
護カバーを接着等により取付けたり、センサの移動方向
両端にゴムやフェルト等のごみよけを取付けているた
め、コストアップとなるという問題があった。
リアランスを保ったまま相対移動するように配置されて
エンコーダを構成するため、クリアランスを簡単に精度
よく保つことが重要である。
に取付ける部分とセンサ保持部が一体であると、取付け
時のずれが直接センサ保持部に負荷を与えるため、誤差
の要因となる。よって、図13に示すように、板ばね等
を用い若干の取付けのための自在性を持たせるが、やは
り、取付けによるずれや磁気記録媒体の曲がりなどによ
り、誤差が発生するという問題があった。
ものであり、センサと磁気記録媒体のクリアランスを一
定に保ち、かつセンサ表面を保護し、さらにセンサの姿
勢変化に対応して誤差を少なくすることができる位置検
出装置を提供することを目的とする。
は、その長手方向に、N極・S極を配列して記録する棒
状の磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁化された磁界を
関知し電気信号に変換するセンサを固定するとともに、
磁気記録媒体に摺動する軸受部を有するセンサ保持部と
を有する位置検出装置において、センサの検出部はセン
サ保持部の軸受部に対応する位置に固定され、軸受部の
摺動方向の長さの範囲には、センサの検出部が包含され
るものである。
方向に、N極・S極を配列して記録する棒状の磁気記録
媒体と、磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信
号に変換するセンサを固定するとともに、磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、センサ保持部が、摺動方向に対し垂
直な平面からなる1つの端面を有し、この端面を、セン
サ検出部を略中心として回転可能な回転支持部の平面部
に、圧接するものである。
方向に、N極・S極を配列して記録する棒状の磁気記録
媒体と、磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信
号に変換するセンサを固定するとともに、磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、センサ保持部が、摺動方向に対し垂
直な平面からなる2つの端面を有し、これらの端面が、
センサ検出部を略中心として回転可能な2つの回転支持
部のそれぞれ平面部により、圧接挟持されるものであ
る。
方向に、N極・S極を配列して記録する棒状の磁気記録
媒体と、磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信
号に変換するセンサを固定するとともに、磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、センサ保持部は、センサ検出部を略
中心とする球面からなる1つの端面を有し、この端面
を、摺動方向に対し垂直に移動可能な自在支持部の皿面
に、圧接するものである。
方向に、N極・S極を配列して記録する棒状の磁気記録
媒体と、磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信
号に変換するセンサを固定するとともに、磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、センサ保持部は、センサ検出部を略
中心とする球面からなる2つの端面を有し、これらの端
面が、摺動方向に対し垂直に移動可能な自在支持部と押
圧部材のそれぞれの皿面により、圧接挟持されるもので
ある。
媒体が、摺動方向に垂直な断面の全周に磁気記録をする
上記構成の位置検出装置である。
センサ検出面を基準とした取付け面を設け、この面に対
してセンサと磁気記録媒体の隙間が所定の値になる位置
に磁気記録媒体を通す穴を設け軸受部とすれば、この穴
に磁気記録媒体を通すことで、リニアエンコーダを構成
することができる。センサは軸受部を有するセンサ保持
部に、はめあいや接着等で接合される。
を少なくともセンサの検出部の範囲に設け、かつ穴の外
周がセンサ検出面を基準とした取付け面まで達しないよ
うにすれば、センサ取付け部と軸受部とセンサ検出部が
一体構成されたセンサ保持部とすることができる。
磁気記録媒体の直径がΦ2000μmの場合、設定する
クリアランスは約80μmであり、その許容範囲は20
〜120μm程度である。
面から1080μmの位置を中心とした半径1005μ
mの穴を軸受とする保持部を製作すれば、75〜85μ
mのクリアランスが保たれ、このクリアランス量の保護
部材が一体形成されたことになる。
以上あればよく、センサの検出方向長さ以上形成すれ
ば、事実上センサの検出側の面で、磁気記録媒体に対す
る部分は保護されるので、さらに信頼性が向上する。
に対し垂直に形成し、この保持部の端面と平行に接する
面とセンサ検出部略中心で回転可能となるための球面を
有する回転支持部と、回転支持部の球面部と接する皿面
を有し回転支持部を介してセンサ保持部を被相対移動部
と連結するための連結部が、ばね力により密着させれ
ば、センサ保持部の姿勢が傾いても、回転支持部を介し
てセンサ検出部中心での回転となるので、誤差は発生し
ない。
かせれば、圧縮タイプでも引っ張りタイプでもよい。セ
ンサ保持部および連結部が取付け誤差等で検出方向に対
する直角方向への移動はセンサ保持部端面と回転支持部
平行面が滑ることで許容される。連結部は、最終的に連
結部取付け穴等を用いて被相対移動部に固定される。
面をセンサ検出部略中心を中心とする球面として一体形
成し、この球面と接する皿面と検出方向に対し垂直とな
る面を有する自在支持部、自在支持部の平面部と接する
平面を有し自在支持部を介してセンサ保持部を被相対移
動部と連結するための連結部が、ばね力により密着され
ている構成でも同様の効果が得られる。センサ保持部の
姿勢が傾いた場合は、端面の球面と自在支持部の皿面と
が接しながらセンサ保持部が回転する。
で固定されていないので、検出方向に対し直角方向へ移
動が可能なため、連結部の取付け許容範囲が大きく、し
かも誤差にならない。ばねは、上記構成が密着するよう
に力を働かせれば、圧縮タイプでも引っ張りタイプでも
よい。
とセンサ検出面の保護部と姿勢変化に対応するための機
能を一体化して形成されているものである。
め、非磁性の材料を使用しなければならない。材質は、
例えば樹脂を用いてもよいし、非磁性金属を用いてもよ
い。樹脂材料は、特に制限がないが、それ自体潤滑性に
優れたもの、例えばポリアセタール、ポリアミド等が好
ましい。
ナイト系等の材料が使用でき、硬度が必要な場合は、熱
硬化処理を施してもよい。また、セラミック系の材料で
もよい。
望ましいが、例えば、磁気記録媒体の直径に対して自在
支持部等の内径が十分大きくなっていれば、自在支持部
等は磁気記録媒体に接触しないので、このような場合
は、非磁性材料にこだわらなくてもよいことになる。
のセンサ支持構造は、センサ取付け部と軸受部とセンサ
検出部の保護部を一体化した保持部を形成し、かつ姿勢
変化に対して誤差のない構成が達成できる。
されていることは、あらかじめ軸受部とセンサ取付け部
とのクリアランスを希望の値に、かつ均一に設定するこ
とができる。このことにより、この保持部にセンサを装
着し、磁気記録媒体を軸受部に通すとき、自動的に両者
の間に微小で均一な隙間を確保することができ、かつ、
この隙間は保持部で構成されているので、隙間に異物が
混入してセンサ検出部を壊すことがない。
振動・磁気記録媒体の曲がり等、保持部の姿勢変化が発
生する要因はいくつかあるが、センサ検出中心を回転中
心にすることが可能なため、姿勢変化による誤差は発生
しない。
ニアエンコーダは、組立性向上・耐環境性向上・高精度
化・取付け性向上が容易に、しかも最小の部品点数で達
成できるものである。
の実施例について図1〜図11を参照しながら説明す
る。
サ検出部の保護が一体形成され、磁気記録媒体と組み合
わされている例を示す説明図である。図1において、磁
気記録媒体1は、長手方向に対し、磁界N極・磁界S極
がN−S,S−N,N−S,S−Nのように記録されて
いる棒状(断面は、円、四角などの形状からなる)の磁
気記録媒体である。
ば、磁気抵抗素子、磁気インピーダンス素子、ホール素
子などからなる)で磁界感知素子であり、磁気記録媒体
1に磁化された磁界を関知し、この関知した磁界に関す
る情報を電気信号に変換するものである。
に、センサ2を固定するとともに、磁気記録媒体1に摺
動する軸受部21を有している。
部の軸受部21に対応する位置に固定されている。すな
わち、センサ2を取付けるセンサ保持部3において、セ
ンサ検出面を基準とした取付け面を設け、この面に対し
てセンサ2と磁気記録媒体1の隙間が所定の値になる位
置に磁気記録媒体1を通す穴を設け軸受部とすれば、こ
の穴に磁気記録媒体1を通すことで、リニアエンコーダ
を構成することができる。
ンサ検出部9と同じ幅に設定されている。すなわち、図
中のW1はセンサ検出部9の幅を示し、Wは軸受部21
の幅を示すものである。ここで、W1≒Wとなってい
る。
磁気記録媒体1のクリアランスを規制するのに、必要最
小限の長さで形成した軸受部21を示している。ここで
は、軸受部21の長さが短いので、軸受部の穴の加工が
容易であるという利点がある。
めあいや接着等で接合または板ばね等で固定される。
設定された例を示すものである。図中のW2はセンサ2
の幅を示すものである。ここでは、W2≒Wとなってい
る。
幅に設定された例を示すものである。ここでは、W>W
2となっている。
に、軸受部21の摺動方向の長さの範囲には、センサ2
の検出部9が包含されている。図2および3の例では、
軸受部21の長さがセンサ2の幅以上あるので、センサ
2と磁気記録媒体1のクリアランスを安定して規制でき
るばかりでなく、センサ2全体を機械的衝撃などから十
分に保護することができるという効果を有する。
ように、センサ検出面と磁気記録媒体1の間には、必ず
センサ保持部の一部が存在し、保護材の役割をしてい
る。図中のx1は、その厚みを示したものである。
2の真下の軸受部において、センサ2と磁気記録媒体1
のクリアランスが規制されているので、安定した、かつ
確実なクリアランスを確保することができる。また、セ
ンサ保持部3を一体で形成できるので、部品点数を減少
させることができる。また、センサ検出部9が外にさら
されていないので、異物などのごみがセンサ検出部9の
表面に付着するといった事態を防止することができる。
なお、軸受部21の端面は面取りをすることで、摺動性
はさらに良くなる。
動部に連結するための、本発明による構成の説明図であ
る。
身では固定できないため、固定するための部材(スケー
ルブラケット)に取付けなければならない。図4におい
て磁気記録媒体1を通す穴とブラケット取付け穴と磁気
記録媒体1を押し付け固定するネジ部を有するスケール
ブラケットを用いる場合で説明する。
し、押しネジで押し付ければ磁気記録媒体1は簡単に固
定できる。また、補助部材(スリーブ)を介して押し付
ければ、より安定に取付けられる。スケールブラケット
はブラケット取付け穴を用いて、ネジ・ボルト等で固定
される。この固定は、磁気記録媒体1をスケールブラケ
ットに取り付けてからでもよいし、先に固定した後から
磁気記録媒体1を固定してもよい。また、磁気記録媒体
1を張力をかけながら固定してもよい。いずれにせよ、
検出方向に対して動かない方法ならば、その方法は限定
されるものではない。
性もなく、直接取付けると検出時の摺動抵抗が大きくな
り、軸受部21の摩耗も早く、良好な位置検出はできな
い。よって、センサ保持部3を自在性を持たせて支持す
る必要がある。
対し垂直な平面からなる1つの端面18を有し、この端
面18を、センサ検出部9を略中心として回転可能な回
転支持部4の平面部19に、圧接している。
出方向に対し垂直に形成し、このセンサ保持部3の端面
と平行に接する面とセンサ検出部9略中心で回転可能と
なるための球面を有する回転支持部4と、回転支持部4
の球面17と接する皿面16を有し回転支持部4を介し
てセンサ保持部3を被相対移動部と連結するための連結
部5が、ばね6の力により密着されている。
持部4と接しない面を押しているが、図に示すようにこ
の面に凸部を設けて、ばねが簡単にとりつくようにして
もよい。また、連結部5は、最終的に連結部取付け穴等
を用いて被相対移動部に固定される。
勢が傾いても、センサ検出部9中心での回転となるの
で、誤差は発生しない。また、センサ保持部3および連
結部の取付け誤差等による検出方向に対する直角方向へ
の移動は、センサ保持部端面と回転支持部平面部が滑る
ことで許容される。よって、本発明による構成は、セン
サ2のいかなる姿勢変化にも対応でき、しかも誤差とな
らない。
部はセンサ保持部の軸受部に対応する位置に固定され、
また、軸受部の摺動方向の長さの範囲には、センサの検
出部が包含されていることについては、実施例1と同様
であり極めて有効であるが、これらは必須要件ではな
く、軸受部の形状を問わず、本実施例は上記の効果を奏
するものである。
直な断面の全周に磁気記録をした例を示したものであ
る。すなわち、図5は、センサ2の取付け位置を変えた
ものである。磁気記録を磁気記録媒体1の全周に行え
ば、円周上のどの位置に配置されてもよい。このため、
センサ2の設定位置を自由に選べるので、組立が容易に
なるという効果がある。
し垂直な平面からなる2つの端面を有し、これらの端面
が、センサ検出部を略中心として回転可能な2つの回転
支持部4,4のそれぞれ平面部19,19により、圧接
挟持される例を示したものである。
3の端面に回転支持部4,4を設けたものである。この
ような構成を採ることにより、センサ保持部3の回転運
動がよりスムーズになり、安定性がより向上するという
効果がある。
変えた例の説明図である。図7は、センサ保持部3が、
センサ検出部を略中心とする球面17からなる1つの端
面を有し、この端面17を、摺動方向に対し垂直に移動
可能な自在支持部31の皿面16に、圧接する例を示し
たものである。
面をセンサ検出部9略中心を中心とする球面17を一体
で形成し、この球面17と接する皿面16と検出方向に
対し垂直となる面を有する自在支持部31と、自在支持
部31の平面部32と接する平面を有し自在支持部を介
してセンサ保持部3を被相対移動部と連結するための連
結部5が、ばね6の力により密着させているものであ
る。
が傾いた場合は、端面の球面と自在支持部31の皿面と
が接しながらセンサ保持部3が回転する。自在支持部3
1は、ばねにより押圧されるのみで固定されていないの
で、検出方向に対し直角方向へ移動が可能なため、連結
部の取付け許容範囲が大きく、しかも誤差にならない。
とセンサ検出面の保護部と姿勢変化に対応するための機
能を一体化して形成されているものである。
部はセンサ保持部の軸受部に対応する位置に固定され、
また、軸受部の摺動方向の長さの範囲には、センサの検
出部が包含されていることについては、実施例1と同様
であり極めて有効であるが、これらは必須要件ではな
く、軸受部の形状を問わず、本実施例は上記の効果を奏
するものである。
直な断面の全周に磁気記録をした例を示したものであ
る。すなわち、図9は、センサ2の取付け位置を変えた
ものである。磁気記録を磁気記録媒体1の全周に行え
ば、円周上のどの位置に配置されてもよい。このため、
センサ2の設定位置を自由に選べるので、組立が容易に
なるという効果がある。
部を略中心とする球面からなる2つの端17,17を有
し、これらの端面が、摺動方向に対し垂直に移動可能な
自在支持部31と押圧部材7のそれぞれの皿面16,1
6により、圧接挟持されている例を示したものである。
センサ検出部9略中心を中心とする球面17,17を設
けたものである。このような構成を採ることにより、セ
ンサ保持部3の回転運動がよりスムーズになり、安定性
がより向上するという効果がある。
サ保持部3を、センサ取付け部と磁気記録媒体1との隙
間を一定にするための軸受部21とセンサ検出面の保護
を一体形成したことにより、従来のように精密な調整作
業を要することなく、容易に磁気記録媒体1とセンサと
してのセンサ2との微小でしかも均一な隙間を確保で
き、同時に薄膜で形成された磁気検出部を保護する部分
も構成できる。
生を抑える機能を、前記センサ保持部3に一体形成する
ことにより、簡単な部品構成で、姿勢変化に対し誤差の
ない自在性を有することができる。
気式リニアエンコーダは、精度・組立て性・耐環境性・
取付け性が向上し、しかも最小の部品点数で達成できる
ものである。
ユニットタイプでもよいし、図11のように磁気記録媒
体1やセンサ2を筐体内に納めたユニットタイプでもよ
い。
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
センサ保持部を、センサ取付け部と磁気記録媒体との隙
間を一定にするための軸受部とセンサ検出面の保護を一
体形成したことにより、容易に磁気記録媒体とセンサと
してのセンサとの微小でしかも均一な隙間を確保でき、
同時に薄膜で形成された磁気検出部を保護する部分も構
成できる。
を抑える機能を、センサ保持部に一体形成することによ
り、簡単な部品構成で、姿勢変化に対し誤差のない自在
性を有することができる。
は、精度・組立て性・耐環境性・取付け性が向上し、し
かも最小の部品点数で達成できる。
ある。
幅と等しく構成されている場合の断面図である。
に構成されている場合の断面図である。
である。
す図である。
図である。
である。
を起こしたときの例を示す図である。
す図である。
す図である。
検出装置の例を示す図である。
る。
る。
回転支持部、5 連結部、6 ばね、7 押圧部材、
8 フレキシブル基板、9 センサ検出部、10 保護
カバー、11 板ばね、12 筐体、13 磁気記録媒
体保持部、14 筐体取付け面、15 連結部取付け
面、16 皿面、17 球面、18 保持部端面、19
回転支持部平面部、20 連結部取付け穴、21 軸受
部、22 センサ取付け面(センサ検出面)、23 ケ
ーブル、24 スケールブラケット、25 ブラケット
取付け穴、26 スリーブ、27 ダストリップ、28
固定ピン、29 筐体部取付けボルト、30 押しネ
ジ、31 自在支持部、32 自在支持部平面部
Claims (6)
- 【請求項1】 その長手方向に、N極・S極を配列して
記録する棒状の磁気記録媒体と、 上記磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信号に
変換する磁電変換素子(以下、「センサ」という)を固
定するとともに、上記磁気記録媒体に摺動する軸受部を
有するセンサ保持部とを有する位置検出装置において、 上記センサの検出部は、センサ保持部の軸受部に対応す
る位置に固定され、 上記軸受部の摺動方向の長さの範囲には、上記センサの
検出部が包含されることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項2】 その長手方向に、N極・S極を配列して
記録する棒状の磁気記録媒体と、 上記磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信号に
変換するセンサを固定するとともに、上記磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、 上記センサ保持部は、摺動方向に対し垂直な平面からな
る1つの端面を有し、この端面を、センサ検出部を略中
心として回転可能な回転支持部の平面部に、圧接するこ
とを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項3】 その長手方向に、N極・S極を配列して
記録する棒状の磁気記録媒体と、 上記磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信号に
変換するセンサを固定するとともに、上記磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、 上記センサ保持部は、摺動方向に対し垂直な平面からな
る2つの端面を有し、これらの端面が、センサ検出部を
略中心として回転可能な2つの回転支持部のそれぞれ平
面部により、圧接挟持されることを特徴とする位置検出
装置。 - 【請求項4】 その長手方向に、N極・S極を配列して
記録する棒状の磁気記録媒体と、 上記磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信号に
変換するセンサを固定するとともに、上記磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、 上記センサ保持部は、センサ検出部を略中心とする球面
からなる1つの端面を有し、この端面を、摺動方向に対
し垂直に移動可能な自在支持部の皿面に、圧接すること
を特徴とする位置検出装置。 - 【請求項5】 その長手方向に、N極・S極を配列して
記録する棒状の磁気記録媒体と、 上記磁気記録媒体に磁化された磁界を関知し電気信号に
変換するセンサを固定するとともに、上記磁気記録媒体
に摺動する軸受部を有するセンサ保持部とを有する位置
検出装置において、 上記センサ保持部は、センサ検出部を略中心とする球面
からなる2つの端面を有し、これらの端面が、摺動方向
に対し垂直に移動可能な自在支持部と押圧部材のそれぞ
れの皿面により、圧接挟持されることを特徴とする位置
検出装置。 - 【請求項6】 磁気記録媒体は、摺動方向に垂直な断面
の全周に磁気記録をすることを特徴とする請求項1、
2、3、4、または5記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08101497A JP3484915B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08101497A JP3484915B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 位置検出装置 |
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JPH10274547A JPH10274547A (ja) | 1998-10-13 |
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JP08101497A Expired - Fee Related JP3484915B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 位置検出装置 |
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DE102008011615A1 (de) * | 2008-02-28 | 2009-10-29 | Beru Ag | Linearsensor |
CN110031031B (zh) * | 2019-04-04 | 2021-06-04 | 西京学院 | 一种光导纤维传感器的探头固定装置 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP08101497A patent/JP3484915B2/ja not_active Expired - Fee Related
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