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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線運動をする物体の移動位置を検出する位置検出装置に関するものであり、とくに磁束変化を磁気センサにより検出して位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３３は、例えば特開２００１−７４４０９号公報記載の従来の位置検出装置を示す断面構成図である。図において、１００は２つの磁石対向辺１０１、１０２を有する第１の固定磁性体、２００は２つの磁石対向辺１０１、１０２を結ぶ軌跡上に１つの磁石対向辺２０１を有する第２の固定磁性体、３００は第１の固定磁性体１００と第２の固定磁性体２００との間に設けられたホール素子、４００は３つの磁石対向辺１０１、１０２、２０１と対向するように設けられた磁石であり、２つの磁石対向辺１０１、１０２を結ぶ軌跡に沿って移動自在な移動磁性体６００上に隣接配置された第１の磁石４００ａと第２の磁石４００ｂとからなる。
【０００３】
次に従来の位置検出装置の動作を説明する。
磁石４００と移動磁性体６００とからなる移動部は検出すべき物体に連結されており、上記移動部を第１の固定磁性体１００の磁石対向辺１０１、１０２、及び第２の固定磁性体２００の磁石対向辺２０１と一定距離を保って移動するように構成する。このような構成において、第１の磁石→移動磁性体→第２の磁石→第１の固定磁性体→ホール素子→第２の固定磁性体→第１の磁石とめぐる磁束９００の量と方向が移動部の移動に従って略線形に変化し、これを検出することによって物体の位置を検出することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検出装置は以上のように構成されており、位置検出方向における第１の固定磁性体の長さが検出範囲の２倍程度必要となり、装置が位置検出方向に長くなるといった問題があった。特に検出すべき距離が大きい場合、スペースの限られた場所では使用できないといった問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることのできる位置検出装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による位置検出装置は、Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたものである。
【０００７】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化するものである。
【０００８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であるものである。
【０００９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であるものである。
【００１０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されているものである。
【００１１】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたものである。
【００１２】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したものである。
【００１３】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体と磁界発生体との対向面が平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されたものである。
【００１４】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体が概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面が概略円筒状であるものである。
【００１５】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体が概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあるものである。
【００１６】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明の位置検出装置は、磁界発生体が概略リング状である位置検出装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたものである。
【００１９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の実施の形態１による位置検出装置を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の手前側から見た側面図、図２は図１（ａ）の右側（駆動軸側）から見た正面図、図３は図１（ａ）の上側から見た上面図であり、それぞれ要部以外は適宜省略して示されている。図において、１０は固定側に設けられた固定磁性体Ａ、２０は固定側に設けられた固定磁性体Ｂ、３はホール素子などの磁気センサ、４は永久磁石などの磁界発生体、６は永久磁石４に固定された移動磁性体、５は移動磁性体６に固定された駆動軸、５ａはバネ（付勢部材）、７は永久磁石４と移動磁性体６とからなる移動部を位置検出方向に移動可能に保持するための直動ベアリング、８は固定磁性体Ａと固定磁性体Ｂとの間の空隙部である。
【００２１】
固定磁性体Ａおよび固定磁性体Ｂは、それぞれ三角形状をした磁界検出部１０ａ、２０ａと、磁界検出部１０ａ、２０ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１０ｂ、２０ｂとからなる。固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａ、および固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａは、直角三角形の斜辺が向かい合うように逆向きに配置され、斜辺間の空隙部８の幅がほぼ一定になり、かつ２つの三角形が組み合わされて長方形状に形成された磁界検出部の全幅Ｗが位置検出方向に亘って一定となるように構成されている。また、磁界導出部１０ｂおよび２０ｂも対向して配置され、これらの間に磁気センサ３が配置されている。これらの固定側におかれた部材は、樹脂モールドなどの固定部材（図示しない）により固定されている。なお、図３に示すように、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣとからなり、固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａは領域ＢＢと領域ＢＣとからなる。領域ＡＡ及び領域ＢＢを通過する磁束は磁気センサで検出されるが、領域ＡＣ及び領域ＢＣには短絡磁束が通り、その磁束は検出されない。本実施の形態では、領域ＡＡと磁界導出部１０ｂとからなる第１の固定磁性体と、領域ＡＣからなる第３の固定磁性体とにより固定磁性体Ａが構成され、領域ＢＢと磁界導出部２０ｂとからなる第２の固定磁性体と、領域ＢＣからなる第３の固定磁性体とにより固定磁性体Ｂが構成される。すなわち、固定磁性体Ａは、第１の固定磁性体と第３の固定磁性体とが一体化したものであり、固定磁性体Ｂは、第２の固定磁性体と第３の固定磁性体とが一体化したものである。
【００２２】
永久磁石４は、固定磁性体の磁界検出部１０ａおよび２０ａに対向して設置され、磁界検出部１０ａおよび２０ａとの対向面に対し垂直方向に着磁がなされている。また、その着磁方向は幅方向（全幅Ｗの方向）に２分割されており、一方の永久磁石４ａは磁界検出部側の面をＮ極に着磁され、他方の永久磁石４ｂは磁界検出部側の面をＳ極にして着磁されている。磁界検出部１０ａおよび２０ａと反対側の永久磁石面には移動磁性体６が配置され、永久磁石４に固定されている。また、移動磁性体６には駆動軸５が固定されており、駆動軸５は永久磁石４と移動磁性体６を磁石のＮ極とＳ極が並ぶ方向と直交する方向に移動させる。また、固定磁性体Ａ、Ｂよりなる固定部と、永久磁石４および移動磁性体６よりなる移動部との間には、図１（ｂ）に示すように、移動部を駆動方向の適当な位置に配置するためのバネ（付勢部材）が設けられている。
【００２３】
次に、本発明の動作について、図４に基づいて説明する。
図４は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、移動部が図１のＸ１、Ｘ２、Ｘ３位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１の左側（反駆動軸側）から見た図を示している。ただし、磁界導出部１０ｂ、２２ｂ、及び磁気センサ３は、図１では移動部の下に設けたが、これらの位置については移動部の移動と磁界検出部１０ａ、２０ａにおける磁界分布を妨げない位置であれば任意であるため、ここでは見やすくするため磁界検出部１０ａ、２０ａの上側に記す。
【００２４】
ここでまず、図４（ａ）に示すように、移動部が図１（ａ）のＸ１の位置にあり、磁界検出部２０ａの方が磁界検出部１０ａよりも永久磁石４との対向面が広い場合について説明する。この場合には、永久磁石４ａから出た磁束のうち中央寄りの部分から出た磁束９２については、磁界検出部２０ａのみを通り、永久磁石４ｂに入り、さらに移動磁性体６を通って再び永久磁石４ａに戻る。すなわち、永久磁石４の中央付近から出た磁束のうち、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａの幅（移動方向に垂直な断面における磁石との対向辺の長さ）の差に相当する長さについては、磁界検出部２０ａの領域ＢＣ部分のみを通って短絡されることになる。一方、永久磁石４の幅方向両端部であって、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａのうち幅（移動方向に垂直な断面における磁石との対向辺の長さ）の狭いほうの幅に相当する部分から出た磁束９１については、２つの磁界検出部１０ａと２０ａとの間の空隙部８の幅を適当にとることにより、永久磁石４ａ→磁界検出部１０ａ（領域ＡＡ）→磁界導出部１０ｂ→磁気センサ３→磁界導出部２０ｂ→磁界検出部２０ａ（領域ＢＢ）→永久磁石４ｂ→移動磁性体６→永久磁石４ａとめぐる。
移動部が固定磁性体の中央付近（図１（ａ）のＸ２の位置）にある場合には、図４（ｂ）に示すように、永久磁石４ａは磁界検出部１０ａの領域ＡＡ部分とのみ対向し、永久磁石４ｂは磁界検出部２０ａの領域ＢＢ部分とのみ対向するため、磁界検出部１０ａまたは２０ａのいずれか一方のみしか通らない短絡磁束９２はほとんど存在しなくなる。この状態において磁気センサ３の検出磁束９１は最大となる。
移動部が図１（ａ）のＸ３の位置にある場合には、図４（ｃ）に示すように、磁界検出部１０ａの方が磁界検出部２０ａよりも永久磁石４との対向面が広くなり、永久磁石４の中央付近の磁束９２は磁界検出部１０ａの領域ＡＣ部分のみを通って短絡されることになり、「永久磁石４ａ→磁界検出部１０ａ（領域ＡＡ）→磁界導出部１０ｂ→磁気センサ３→磁界導出部２０ｂ→磁界検出部２０ａ（領域ＢＢ）→永久磁石４ｂ→移動磁性体６→永久磁石４ａ」とめぐる磁束９１は再び減少するため、磁気センサの検出磁束は減少する。
【００２５】
本実施の形態においては、移動部が移動範囲（位置検出範囲）のうちの中央付近に位置した場合において、２つの磁界検出部間の空隙部８と、永久磁石の中心、即ち極性が逆となる境界線とがほぼ等しい位置にあり、また、移動部が移動範囲の両端付近に位置した場合において、空隙部８は磁石４の幅方向端部に来ている。このような構成においては、磁気センサ３を通過する磁束は、移動範囲の中央部付近において最大となり、両端部付近において最小となる。また、両端部付近の位置において磁束の通過方向は等しくなる。図５は、本実施の形態１による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、中心に位置するときにセンサの出力信号が最大となり、そこから左右いずれに移動した場合でも出力信号が同様に線形に低下する。移動量から出力信号の大きさは一意に定まることになり、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００２６】
なお、２つの磁界検出部１０ａおよび２０ａの間の空隙部８の幅δは、磁気センサ３の厚みｔ（磁界導出部１０ｂと２０ｂとの対向面の距離）よりも大きくとることが望ましく、幅δが磁気センサ３の厚みに比べ十分に狭い場合には磁束が磁界導出部側に回り込まないため検出感度が極端に低下することとなる。
【００２７】
なお、本実施の形態において、移動磁性体６を永久磁石４の背面にバックヨークとして設けたが、無くても良い。ただしこの場合、磁束が漏れるため感度が低下する。
【００２８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。
図６は本発明の実施の形態２による位置検出装置を示す図であり、上側から見た上面図である。図７は本発明の実施の形態２による位置検出装置において、永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、移動部が図６のＸ４の位置まで移動したときの状態を、図６の左側（反駆動軸側）から見た図を示している。図６、図７は主要部のみを示し、要部以外は適宜省略している。
図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体であり、領域ＡＡで示される三角形状をした磁界検出部１１ａと、磁界検出部１１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１１ｂとからなる。２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、領域ＢＢで示される三角形状をした磁界検出部２１ａと、磁界検出部２１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部２１ｂとからなる。領域ＡＣで示される１２、及び領域ＢＣで示される２２は、永久磁石中央部付近の漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する第３の固定磁性体であり、第３の固定磁性体１２、２２には磁界導出部は設けられておらず、したがって磁気センサ３にもつながっていない。第１、第２、第３の固定磁性体間には、空隙部８ａおよび８ｂが設けられている。これらの幅は実施の形態１と同様に、磁気センサ３の厚みに対し極端に狭くならないように設定されている。また、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体１１、第２の固定磁性体２１、および第３の固定磁性体１２、２２の、永久磁石４に対向する対向辺の長さの合計値は移動部の移動方向に垂直な各断面で概略一定となるように設定されている。また、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）と、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）とは、移動方向のいずれの断面においても等しく、また上記各幅は移動部の移動位置により漸次変化する。永久磁石からの磁束９１は、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａから磁気センサ３を通過して第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａに至る。
【００２９】
このように、本実施の形態２では、実施の形態１の固定磁性体Ａ、Ｂにおいて、漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する固定磁性体部分（領域ＡＣ、ＢＣ）を、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）とは分断して、第３の固定磁性体１２、２２として独立して配置し、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）を第１の固定磁性体の磁界検出部（領域ＡＡ部分）および第２の固定磁性体の磁界検出部（領域ＢＢ部分）として、第３の固定磁性体１２、２２を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体１１、２１を通過する磁界のみを磁気センサ３で検出するようにしているので、出力信号の線形性が向上する。
また、磁界検出部１１ａおよび２１ａの形状を対称に設定できるため、位置に対する出力信号の線形性をさらに高めることができる。
【００３０】
本実施の形態における磁気センサ３の出力は、実施の形態１の図５と同様の出力を示し、移動部が移動範囲（位置検出範囲）のうちの中央付近に位置した場合において、第１及び第２の固定磁性体１１、２１の磁界検出部の幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）が最大となり、磁気センサ３を通過する磁束は最大となる。また、移動部が移動範囲の両端付近に位置した場合において、第１及び第２の固定磁性体１１、２１の磁界検出部の幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）は最小となり、磁気センサ３を通過する磁束は最小となる。即ち、移動部の移動範囲において、中心にあるときにセンサの出力信号が最大となり、そこから左右いずれに移動した場合でも出力信号が同様に線形に低下する。これにより、移動量から出力信号の大きさは一意に定まることになり、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００３１】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図を用いて説明する。
図８は本発明の実施の形態３による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。
本実施の形態においては、２つの固定磁性体Ａ及びＢは、それぞれ異なる形状の磁界検出部１０ａ、２０ａで構成されており、磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣよりなり、磁界検出部２０Ａは領域ＢＢよりなる。なお、領域ＡＡ、領域ＢＢ、及び領域ＡＣは実施の形態１と同様の機能を有する。また、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８が設けられている。また、この空隙部８は、移動部の移動範囲のうち一端（図８の右端）において、幅方向Ｗの中心にあり、他端（図８の左端）において幅方向Ｗの端部に来ている。このような構成とすることにより、磁気センサ３を通過する磁束は、移動部が移動範囲の右端に位置した場合において最大となり、左端に位置した場合において最小となる。図９は、本実施の形態３による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が最小値から最大値まで線形に増加する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。
【００３２】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について、図を用いて説明する。
図１０は本発明の実施の形態４による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体であり、三角形状をした磁界検出部１１ａと、磁界検出部１１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１１ｂとからなる。２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、三角形状をした磁界検出部２１ａと、磁界検出部２１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部２１ｂとからなる。１２は永久磁石中央部付近の漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する第３の固定磁性体であり、第３の固定磁性体１２には磁界導出部は設けられておらず、したがって磁気センサ３にもつながっていない。第１、第２、第３の固定磁性体間には、空隙部８ａおよび８ｂが設けられている。これらの幅は実施の形態１と同様に、磁気センサ３の厚みに対し極端に狭くならないように設定されている。また、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体１１、第２の固定磁性体２１、および第３の固定磁性体１２の、永久磁石４に対向する対向辺の長さの合計値は移動部の移動方向に垂直な各断面で概略一定となるように設定されている。また、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）と、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）とは、移動方向のいずれの断面においても等しくなっている。また上記各幅は移動部の移動位置により漸次変化する。
【００３３】
本実施の形態においては、実施の形態３のものに対して、実施の形態２と同様に、漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する固定磁性体部分（領域ＡＣ）を、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ）とは分断して、第３の固定磁性体として独立して配置し、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）を第１の固定磁性体の磁界検出部（領域ＡＡ部分）および第２の固定磁性体の磁界検出部（領域ＢＢ部分）として、第３の固定磁性体を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体を通過する磁界のみを磁気センサで検出するようにしている。
【００３４】
図１１は移動部が図１０のＸ５の位置まで移動したときの状態を、図１０の左側（反駆動軸側）から見た図であり、永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図である。第３の固定磁性体１２は、磁石中央部付近の磁束９２を短絡させるための部材として作用している。磁石端部の磁束９１は、固定磁性体１１の磁界検出部１１ａから磁気センサ３を通過して固定磁性体２１の磁界検出部２１ａに至る。
【００３５】
本実施の形態によれば、空隙部８ａ、８ｂは、移動部の移動範囲のうち一端（図１０の右端）において、幅方向Ｗの中心にあり、移動方向に垂直な断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部の幅（対向辺の長さ）は最大長さとなる。また、他端（図１０の左端）において、空隙部８ａ、８ｂは、幅方向の端部に来ており、移動方向に垂直な断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部の幅（対向辺の長さ）は最小長さとなる。このような構成とすることにより、実施の形態３と同様に、磁気センサを通過する磁束は、移動部が移動範囲の右端に位置した場合において最大となり、左端に位置した場合において最小となる。すなわち、図９に示すような出力特性を示す。従って、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が一意に定まることとなり、絶対位置センサとして利用することができる。
また、実施の形態２と同様、第３の固定磁性体１２を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体１１、２１を通過する磁界のみを磁気センサ３で検出するようにしているので、出力信号の線形性が向上する。
また、磁界検出部１１ａおよび２１ａの形状を対称に設定できるため、位置に対する出力信号の線形性を実施の形態３よりも高めることができる。
【００３６】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について、図を用いて説明する。
図１２は本発明の実施の形態５による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。本実施の形態においては、実施の形態４に用いた、第１、第２および第３の固定磁性体１１、２１、１２と形状が等しく、それぞれの幅方向の位置関係を反転させた第４、第５および第６の固定磁性体１３、２３および１４を設けている。第４の固定磁性体１３は、領域ＡＡ’で示される磁界検出部１３ａから成り、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａと共に、磁界導出部１１ｂに接続される。一方、第５の固定磁性体２３は、領域ＢＢ’で示される磁界検出部２３ａから成り、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａと共に、磁界導出部２１ｂに接続される。第１の固定磁性体１１と接続される第４の固定磁性体１３を第１の固体磁性体の一部とみなし、第２の固定磁性体２１と接続される第５の固定磁性体２３を第２の固体磁性体の一部とみなせば、本実施の形態では、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小となるように構成されている。
【００３７】
また、第１の固定磁性体の磁界検出部１１ａと第５の固定磁性体（第２の固定磁性体の一部とみなす）の磁界検出部２３ａとはともに永久磁石４ａに対向し、第２の固定磁性体の磁界検出部２１ａと第４の固定磁性体（第１の固定磁性体の一部とみなす）の磁界検出部１３ａとはともに永久磁石４ｂに対向する。すなわち、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されている。よって、永久磁石が磁界検出部１１ａおよび２１ａに対向している時、磁気センサが正方向の磁界を検出しているとすれば、永久磁石が磁界検出部１３ａおよび２３ａに対向している時、磁気センサは負方向の磁界を検出することになる。図１３は、本実施の形態５による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が正の値をもつ最大値から負の値を持つ最小値まで線形に変化する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。また、磁気センサには正方向および負方向の磁束が通過することになり、センサの検出範囲を有効に利用することにより位置検出装置としての感度を高めることができる。
【００３８】
なお、図１４に示したように、第１、第３、第４、第６の固定磁性体を一体にして第７の固定磁性体１５として構成しても、その効果はほぼ等しく得られる。
【００３９】
実施の形態６．
なお、上記各実施の形態１〜５において、磁界導出部及び磁気センサは、磁界検出部の上側、または磁界検出部の下側に設けられ、固定磁性体の磁界検出面とは３次元的に異なる平面上に設けたが、例えば図１５に示すように、固定磁性体の磁界検出面と同じ平面上に配設してもよい。このようにすることにより、移動方向の長さは実施の形態１〜５より多少長くなるが、設計、製造が容易となる。
【００４０】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７について、図を用いて説明する。
図１６（ａ）は本発明の実施の形態７による位置検出装置を示す斜視図であり、図１６（ｂ）はこれを真横からみた正面図である。また、図１７は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、各々、移動部が図１６（ａ）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１６の駆動軸側から見た図を示している。なお、図１６（ａ）及び図１７（ｂ）〜（ｄ）では図１６（ｂ）及び図１７（ａ）に示した磁気センサ部分を省略している。
【００４１】
図において、移動部は、外側をＮ極に着磁された永久磁石４１と外側をＳ極に着磁された永久磁石４２とで構成された概略リング状の永久磁石４０、バックヨーク部６０、及び駆動軸５から成る。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ、固定磁性体Ｂ、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａ、Ｂは、各々永久磁石４０に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａと、磁束を磁気センサ３に導く磁界導出部１０ｂ、２０ｂとから成り、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８がある。２つの磁界導出部１０ｂ、２０ｂの間には磁気センサ３が設けられ、ここを通過する磁束を測定する。磁界検出部１０ａ、２０ａはリング磁石４０に対向するため、各々、磁石４０との対向面が、移動方向に垂直な面内において概略円弧状をなし、磁界検出部１０ａ及び磁界検出部２０ａにより概略円筒を構成するような形状となっている。
２つの磁界検出部１０ａ、２０ａは、移動方向に垂直な任意の断面において、磁石に対向する対向面の周方向の長さが一定になっている。そして、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａとの位置関係が、移動方向に対し漸次回転する構成となっている。
移動部は回転せず、直線状に移動するのみである。このとき、図１７に示したように、移動方向のある位置ｘにおいて、永久磁石のＮ極とＳ極の境界面に対し、第１の磁界検出部と第２の磁界検出部との境界面がなす角θ（ｘ）を、面の表裏も考慮して
θ（ｘ）＝（ｘ／Ｌ）π［ｒａｄ］
ただし、Ｌは移動方向のうち、位置検出範囲の長さ
となるようにした。
このとき、実施の形態１と同様に、磁界検出部１０ａ、２０ａのうち、永久磁石４１と４２との境界面を挟んで空隙部８までの長さに対応する長さの磁界検出部（領域ＡＣ、ＢＣ）、即ち、図１７の各断面において、０≦θ≦π／２のときには、−θ〜＋θ、及び（π−θ）〜（π＋θ）［ｒａｄ］の領域、π／２≦θ≦πのときには、−（θ−π／２）〜（θ−π／２）、及び（３π／２−θ）〜（θ＋π／２）［ｒａｄ］の領域では短絡磁路が形成され、残りの磁界検出部領域（ＡＡ、ＢＢ）に達した磁束のみが磁気センサで検出されることになる。位置関係が図１７（ａ）〜（ｄ）に示したように漸次変化するため、位置と磁束量とが比例し、位置検出が行えることになる。このとき、磁界検出部１０ａ、２０ａを平面上に展開したものが図１８（ａ）であり、これを実施の形態１〜６との対応が解りやすいように、磁界検出部１０ａの一部を移動して描いたものが図１８（ｂ）である。図１８（ｂ）において、領域ＡＣとＢＣとが同じものと考えれば、領域（ア）と（イ）、（ウ）と（エ）はそれぞれ対称であり、領域（イ）と（ウ）のみに注目すれば、図１４に示した実施の形態５と同じである。即ち、本実施の形態は、実施の形態５を円筒形状に改良したものであるといえる。
【００４２】
本実施の形態では、上記のように構成したので、位置と出力信号（磁束量）とが線型関係を持つほか、位置検出装置における移動方向の長さを短く構成することが可能となり、位置検出装置のコンパクト化が可能になるという効果がある。また、磁石をリング状とすることで幅方向端部の漏れ磁束が減り、線形性が向上する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、リング磁石４０に対向して設けられる磁界検出部は円筒形状であり、生産性を考慮して、円筒形状の磁界検出部を構成する磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａのそれぞれの形状が、円筒形状を展開した時、図１８に示した形状を示すものであったが、円筒形状の磁界検出部を展開した時、実施の形態１〜４と同様の形状を有し、実施の形態１〜４と同様の動作を行うように構成してもよい。
【００４４】
実施の形態８．
本発明の実施の形態８について、図を用いて説明する。
図１９は本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図であり、図２０はこれを真横からみた正面図である。また、図２１（ａ）（ｂ）は各々、本実施の形態の固定磁性体をＳ極側の正面及びＮ極側の正面から見た図である。また、図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、移動部が図２０のＸ１、Ｘ２、Ｘ３位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１９の駆動軸側から見た図を示している。
【００４５】
本実施の形態の移動部は、概略直方体形状の永久磁石（磁界発生体）４と駆動軸５とで構成され、永久磁石４は駆動軸５に対して垂直に磁化されている。即ち、永久磁石４の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ直方体の相対向する面にある。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ１０、固定磁性体Ｂ２０、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａ、Ｂは、各々磁界検出部１０ａ、２０ａと磁界導出部１０ｂ、２０ｂとから成り、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８ａ、８ｂがある。２つの磁界導出部１０ｂ、２０ｂの間には磁気センサ３が設けられ、ここを通過する磁束を測定する。磁界検出部１０ａ、２０ａは概略中空直方体形状をなし、直方体の永久磁石４の外周面に対向して配置されている。また、磁界検出部１０ａ、２０ａは、各々、上記移動部の移動範囲において、Ｎ極に対向する面とＳ極に対向する面とを有し、移動方向に垂直なある断面におけるＮ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さとが、それぞれ移動部の移動位置により漸次変化するように構成されている。また、上記対向辺の長さは、移動部の移動位置により漸次線形に変化する。また、本実施の形態において、図２１に示すように、磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣが一体化して構成されたものであり、磁界検出部２０ａは領域ＢＢと領域ＢＣとが一体化して構成されたものである。領域ＡＡは上記各実施の形態において領域ＡＡで示された第１の固定磁性体の磁界検出部に、領域ＢＢは上記各実施の形態において領域ＢＢで示された第２の固定磁性体の磁界検出部に、領域ＡＣ、ＢＣは上記各実施の形態において領域ＡＣ、ＢＣで示された第３の固定磁性体に対応している。移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における領域ＡＡの長さと領域ＢＢの長さとは概略等しい。
【００４６】
次に、本実施の形態の動作について、図２２に基づいて説明する。
移動部が図２０のＸ１の位置にある時は、図２２（ａ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａを通り、磁界検出部２０ａを通過する磁束は、Ｎ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さの差分に対応する長さの対向辺を通過する磁束のみが磁界導出部２０ｂを通過して磁気センサ３を通り、磁界導出部１０ｂ及び磁界検出部１０ａに渡され、永久磁石４のＳ極に渡される。この時、磁気センサ３に対して磁束はマイナスＹ方向、即ち負の方向に流れるので、出力電圧は図２３のように負の電圧が検出できる。Ｎ極に対向する磁界検出部２０ａを通過する磁束のうち、Ｓ極に対向する対向辺の長さと同じ長さの対向辺を通過する磁束は磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部２０ａを通り、Ｓ極に渡される。また、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａを通過する磁束は、磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部１０ａを通り、Ｓ極に渡される。
【００４７】
移動部が図２０のＸ２の位置にある時は、図２２（ｂ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａにそれぞれ同量渡される。磁界検出部１０ａ、２０ａにそれぞれ渡された磁束は磁界導出部１０ｂ、２０ｂを介することなく、磁界検出部１０ａ、２０ａの、Ｓ極に対向する対向面より永久磁石４のＳ極に渡される。磁束は磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３を通過しないので、磁気センサ３の出力電圧は０となる。
【００４８】
移動部が図２０のＸ３の位置にある時は、図２２（ｃ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａを通り、磁界検出部１０ａを通過する磁束は、Ｎ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さの差分に対応する長さの対向辺を通過する磁束がのみが磁界導出部１０ｂを通過して磁気センサ３を通り、磁界導出部２０ｂ及び磁界検出部２０ａに渡され、永久磁石４のＳ極に渡される。この時、磁気センサ３に対して磁束はプラスＹ方向、即ち正の方向に流れるので、出力電圧は図２３のように正の電圧が検出できる。Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａを通過する磁束のうち、Ｓ極に対向する対向辺の長さと同じ長さの対向辺を通過する磁束は磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部１０ａを通り、Ｓ極に渡される。また、Ｎ極に対向する磁界検出部２０ａを通過する磁束は、磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部２０ａを通り、Ｓ極に渡される。
【００４９】
以上のように、本実施の形態では、永久磁石４の位置により磁気センサ３を通過する磁束の量及び向きが変化し、位置に対して図２３に示すような直線的な出力信号が得られ、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が正の値をもつ最大値から負の値を持つ最小値まで線形に変化する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。また、磁気センサには正方向および負方向の磁束が通過することになり、センサの検出範囲を有効に利用することにより位置検出装置としての感度を高めることができる。
【００５０】
なお、磁界検出部１０ａ、２０ａと、空隙部８ａ、８ｂとにより形成された、図１９に示すような中空直方体形状は、実施の形態５と同様、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されるものである。上記直方体形状として、実施の形態１〜４に対応するような形状、即ち、第３の固定磁性体に対応する領域ＡＣ、ＢＣ部分を第１及び第２の固定磁性体に対応する領域ＡＡ，ＢＢと分離した形状や、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小である形状や、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小である形状等としてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、位置と出力信号（磁束量）とが線型関係を持ち、位置検出が容易となる効果がある。
また、位置検出装置における移動方向の長さを短く構成することが可能となり、位置検出装置のコンパクト化が可能になるという効果がある。
また、磁石及び固定磁性体等を直方体形状とすることにより製造が容易となる効果がある。
【００５２】
実施の形態９．
図２４は本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図である。図２４においては、磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３が移動部の移動方向と同一方向の移動範囲外に取り付けられている。このようにすることにより、位置検出装置における移動方向の寸法は上記実施の形態８のものより長くなるが、磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３が占有するスペースは固定磁性体が占有するスペースより小さいため、移動方向の寸法の増加は僅かであり、移動方向の寸法が多少長くなっても、移動方向と垂直な断面における位置検出装置の占有面積を小さく抑えることが可能となるので、小型の位置検出装置が得られる効果がある。
【００５３】
実施の形態１０．
図２５は本発明の実施の形態１０による位置検出装置を示す斜視図である。図２５においては、磁界導出部１０ｂ、２０ｂが各々磁界検出部１０ａ、２０ａと一体化された構成となっている。このようにすることで、製造時の部品点数を減少できる利点がある。
【００５４】
なお、図２５に示すものは実施の形態９に示すものに対して、磁界導出部と磁界検出部とを一体化したが、他の実施の形態に対しても同様に磁界導出部と磁界検出部とを一体化した構成としてもよい。
【００５５】
実施の形態１１．
図２６は本発明の実施の形態１１による位置検出装置の固定部を示す上面図、図２７は本発明の実施の形態１１による位置検出装置において、移動部の移動方向に垂直な断面を示す断面構成図である。本実施の形態１１における位置検出装置は、移動部と固定磁性体とからなるモジュールを複数組（図２６、２７では２組）備え、各モジュールにおける第１の固定磁性体の磁界導出部同士及び各モジュールにおける第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００５６】
図２６、２７において、１、１’は移動部と固定磁性体とからなるモジュールである。各モジュール１、１’において、それぞれの移動部及び固定磁性体は実施の形態３と同様の構成をしている。磁界導出部１０ｂ、２０ｂ、１０ｂ’、２０ｂ’はそれぞれの磁界検出部１０ａ、２０ａ、１０ａ’、２０ａ’に設けられており、磁界検出部１０ａ、１０ａ’に取り付けられた磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’は途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、磁界検出部２０ａ、２０ａ’に取り付けられた磁界導出部２０ｂ、２０ｂ’も同様に、途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、各モジュール１、１’の移動部を駆動する為の駆動軸（図示しない）も、途中で１つになって検出すべき物体に連結される。
【００５７】
このような構成とすることにより、モジュール数を調整して磁気センサを通過する磁束量を調整することができるので、製品ごとにセンサ感度の仕様が異なる場合等においても、センサ感度と移動量との関係を比較的容易に調整可能となる。
【００５８】
なお、上記実施の形態では実施の形態３と同様の構成のモジュールを複数設けたものを示したが、他の実施の形態と同様の構成を有するモジュールを複数設けたものであっても同様の効果がある。
【００５９】
実施の形態１２．
図２８（ａ）は本発明の実施の形態１２による位置検出装置を示す斜視図であり、図２８（ｂ）はこれを真横からみた正面図である。また、図２９は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図２９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、各々、移動部が図２８（ａ）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図２８の駆動軸側から見た図を示している。なお、図２８（ａ）及び図２９（ｂ）〜（ｄ）では図２８（ｂ）及び図２９（ａ）に示した磁気センサ部分を省略している。
【００６０】
本実施の形態１２における位置検出装置は、図１６で示した円筒型位置検出装置において、磁石のＮ極及びＳ極の数をそれぞれ複数とし、対向する第１および第２の固定磁性体における磁界検出部の数もそれに応じて複数に増やしたものである。磁界導出部はそれぞれの磁界検出部に１つづつ設けられており、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしている。
【００６１】
図２８、２９において、移動部は、外側をＮ極に着磁された永久磁石４１、４１’と外側をＳ極に着磁された永久磁石４２、４２’とで構成された概略リング状の永久磁石、バックヨーク部６０、及び駆動軸５から成る。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ、固定磁性体Ｂ、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａは磁界検出部１０ａ、１０ａ’を有し、固定磁性体Ｂは磁界検出部２０ａ、２０ａ’を有し、各磁界検出部１０ａ、１０ａ’、２０ａ、２０ａ’にはそれぞれ磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’、２０ｂ、２０ｂ’が接続されている。２つの磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’は途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、２つの磁界導出部２０ｂ、２０ｂ’も途中で１つになって磁気センサ３に接続される。
【００６２】
このような構成とした場合、固定磁性体の「ひねり角度」が小さくできるため、製造上の寸法誤差を小さくすることができ、精度の良い位置検出装置を得ることができる。即ち、本実施の形態の場合、移動方向の任意の位置における、移動方向に対して垂直な断面において、
θ（ｘ＝ｘｍａｘ）−θ（ｘ＝０）＝π／２
であり、しかも磁気センサを通過する磁束は、実施の形態７と同様、負の最大値から正の最大値まで変化させることができる。一方、実施の形態７においては
θ（ｘ＝ｘｍａｘ）−θ（ｘ＝０）＝π
であり、例えば固定磁性体を板材の丸め（曲げ）加工で得る場合には、本実施の形態は実施の形態７に比べ丸めの角度が小さいためプレス回数を減らすことができるなど加工が容易となる。あるいは、固定磁性体を板材の積層により得る場合でも、ひねり角度を小さくすることで移動方向の加圧加工ができ、板材同士の接合が容易になるため寸法精度を高めることができ、高精度の位置検出装置が得られる効果がある。
【００６３】
なお、上記実施の形態では永久磁石が４極、即ち対向面に４つの極を有するものを示したが、６極、８極、…としてもよい。
【００６４】
実施の形態１３．
上記各実施の形態１〜１２においては、第３の固定磁性体を設けたもの、あるいは第３の固定磁性体に相当する磁界検出部を有する固定磁性体を設けたものを示したが、第３の固定磁性体、あるいは第３の固定磁性体に相当する磁界検出部を有する固定磁性体が無く、第１の固定磁性体及び第２の固定磁性体のみのものであってもよい。図３０はこのような位置検出装置における磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見た図である。要部以外は適宜省略している。
図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体、２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、それぞれ同一の三角形状の磁界検出部１１ａ及び磁界検出部２１ａを有する。
本実施の形態では、第３の固定磁性体が無いため、漏れ磁界が増加するものの、コストを低減できると共に、位置検出装置の重量を減らすことができるという効果がある。
【００６５】
実施の形態１４．
上記各実施の形態においては、固定磁性体の支持として、樹脂モールド（図示しない）により保持する例について示したが、これに限られるものではなく、任意の非磁性体を用いてもよい。例えば図３１に示すように、固定磁性体１１、２１、１２、２２の磁界検出部間に設けられた空隙部８において、銅などの非磁性金属８８ａ、８８ｂを設けることでも保持が可能である。また、この場合、絶縁体である樹脂モールドを行った場合に比べ、非磁性金属８８ａ、８８ｂを通過する変動磁界を遮蔽する効果があるため、特に移動部の移動速度が速い場合には、漏れ磁束をより低減することができ、センサ出力信号の線形性をより高めることができる。
【００６６】
実施の形態１５．
上記各実施の形態においては、移動部の支持方法として、図２に示すような直動ベアリング７を用いる場合について示したが、これに限られるものではなく、例えば図３２に示すように、移動部と固定部との対向面において、球状スライド部材７ａを介入させることでも移動部を保持することができる。この場合には、直動ベアリングのように対向面から遠い場所で支持する場合に比べて、対向している面間の距離を安定して確実に保持できるという効果がある。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明による位置検出装置は、Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたので、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることのできる位置検出装置を得ることができる。
【００６８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化するように構成したので、移動部の移動位置に応じて容易に位置が検出可能となる。
【００６９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であるように構成したので、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００７０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であるように構成したので、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。
【００７１】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されているので、位置検出装置の感度を高めることができる。
【００７２】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたので、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向していない磁界発生体から発生する漏れ磁束を低減できる効果がある。
【００７３】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したので、装置構成が簡略化されるため、位置検出装置の製造が容易、かつ低コスト化される効果がある。
【００７４】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体と磁界発生体との対向面は平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されているので、製造しやすく、量産に適した安価な位置検出装置が得られる。
【００７５】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体は概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面は概略円筒状であるので、幅方向端部における漏れ磁束の影響を減らすことができ、出力信号の線形性をより高めることができる。
【００７６】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体は概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあるので、製造しやすく、量産に適した安価な位置検出装置が得られる効果がある。
【００７７】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたので、センサ感度と移動量との関係を比較的容易に調整可能となる。
【００７８】
また、本発明の位置検出装置は、円筒状の上記装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたので、製造上の寸法誤差を小さくすることができ、精度の良い位置検出装置を得ることができる。
【００７９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたので、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることができ、移動方向の寸法を小さくできる効果がある。
【００８０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したので、製造時の部品点数を減少でき、低コスト化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による位置検出装置を示す図である。
【図２】 図１の右側（駆動軸側）から見た正面図である。
【図３】 図１の上側から見た上面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図５】 本発明の実施の形態１による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態２による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図７】 本発明の実施の形態２による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図８】 本発明の実施の形態３による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図９】 本発明の実施の形態３による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態４による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図１２】 本発明の実施の形態５による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態５による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図１４】 本発明の実施の形態５による他の位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１５】 本発明の実施の形態６による位置検出装置を示す斜視図である。
【図１６】 本発明の実施の形態７による位置検出装置を示す図である。
【図１７】 本発明の実施の形態７による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図１８】 本発明の実施の形態７による位置検出装置の磁界検出部を平面上に展開した図である。
【図１９】 本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２０】 本発明の実施の形態８による位置検出装置を真横から見た正面図である。
【図２１】 本発明の実施の形態８に係わる固定磁性体をＳ極側の正面及びＮ極側の正面から見た図である。
【図２２】 本発明の実施の形態８による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図２３】 本発明の実施の形態８による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図２４】 本発明の実施の形態９による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２５】 本発明の実施の形態１０による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２６】 本発明の実施の形態１１による位置検出装置の固定部を示す上面図である。
【図２７】 本発明の実施の形態１１による位置検出装置において、移動部の移動方向に垂直な断面を示す断面構成図である。
【図２８】 本発明の実施の形態１２による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２９】 本発明の実施の形態１２による位置検出装置の断面及びその動作を示す図である。
【図３０】 本発明の実施の形態１３による位置検出装置を示す上面図である。
【図３１】 本発明の実施の形態１４による位置検出装置を示す上面図である。
【図３２】 本発明の実施の形態１５による位置検出装置を側面から見た側面図である。
【図３３】 従来の位置検出装置を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１，１’ モジュール、１０ 固定磁性体Ａ、２０ 固定磁性体Ｂ、１１，１００ 第１の固定磁性体、２１，２００ 第２の固定磁性体、１０ａ，１０ａ’，１１ａ，１３ａ，１５ａ，２０ａ，２０ａ’，２１ａ，２３ａ 磁界検出部、１０ｂ，１０ｂ’，１１ｂ，２０ｂ，２０ｂ’，２１ｂ 磁界導出部、１２，２２ 第３の固定磁性体、１３ 第４の固定磁性体、１４ 第６の固定磁性体、２３ 第５の固定磁性体、１５ 第７の固定磁性体、３ 磁気センサ、４，４ａ，４ｂ，４０，４１，４１’，４２，４２’ 永久磁石、５ 駆動軸、５ａ バネ、６，６００ 移動磁性体、７ 直動ベアリング、７ａ 球状スライド部材、８，８ａ，８ｂ 空隙部、９１，９００ 検出磁束、９２ 短絡磁束、６０ バックコア部、１０１，１０２，２０１ 磁石対向辺、３００ ホール素子、４００，４００ａ，４００ｂ 磁石。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detection device that detects a moving position of an object that moves linearly, and more particularly to a position detection device that detects a position by detecting a magnetic flux change with a magnetic sensor.
[0002]
[Prior art]
FIG. 33 is a cross-sectional configuration diagram showing a conventional position detecting device described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-74409. In the figure, 100 is a first fixed magnetic body having two magnet facing sides 101 and 102, and 200 is a second fixed magnetic body having one magnet facing side 201 on a locus connecting the two magnet facing sides 101 and 102. , 300 is a Hall element provided between the first fixed magnetic body 100 and the second fixed magnetic body 200, and 400 is a magnet provided to face the three magnet facing sides 101, 102, 201. The first magnet 400a and the second magnet 400b are arranged adjacent to each other on a movable magnetic body 600 that is movable along a trajectory connecting the two magnet facing sides 101 and 102.
[0003]
Next, the operation of the conventional position detection device will be described.
The moving part composed of the magnet 400 and the moving magnetic body 600 is connected to the object to be detected, and the moving part is connected to the magnet facing sides 101 and 102 of the first fixed magnetic body 100 and the second fixed magnetic body 200. It is configured to move with a certain distance from the magnet facing side 201. In such a configuration, the amount and direction of the magnetic flux 900 surrounding the first magnet → the moving magnetic body → the second magnet → the first fixed magnetic body → the Hall element → the second fixed magnetic body → the first magnet It changes substantially linearly according to the movement of the moving part, and by detecting this, the position of the object can be detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional position detection apparatus is configured as described above, and the length of the first fixed magnetic body in the position detection direction is required to be about twice the detection range, and there is a problem that the apparatus becomes longer in the position detection direction. It was. In particular, when the distance to be detected is large, there is a problem that it cannot be used in a place where space is limited.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a position detection device capable of suppressing the length in the position detection direction to the same extent as the detection range.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The position detection device according to the present invention includes a magnetic field generator having a surface having both N and S polarities, and the magnetic field generator in a direction orthogonal to a direction in which the N and S poles are arranged. A moving unit including a drive shaft that moves along a plane, a magnetic field detection unit that is disposed to face the plane having the polarity of the magnetic field generator, and a magnetic field derivation unit that is connected to the magnetic field detection unit. A magnetic field detector disposed opposite to the surface of the magnetic field generator having the polarity at a location different from the magnetic field generator opposed to the magnetic field detector and the magnetic field detector; A second fixed magnetic body having a magnetic field derivation section, and a magnetic field derivation section of the first fixed magnetic body and a magnetic field derivation section of the second fixed magnetic body. Magnetic field from the magnetic field generator passing through the magnetic field detector of the fixed magnetic body A position detecting device having a magnetic sensor for detecting a position of the first fixed magnetic body in a cross section perpendicular to the moving direction of the first fixed magnetic body facing one pole of the magnetic field generator in the moving range of the moving section. The length of the side and the length of the opposite side of the second fixed magnetic body in the cross section facing the other pole of the magnetic field generator are made substantially equal, and the lengths of the first and second fixed magnetic bodies are the same. The length of the opposite side gradually changes depending on the movement position of the moving unit.
[0007]
In the position detecting device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is linear according to the moving position of the moving unit. It will change to.
[0008]
In the position detection device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the movement direction is the center of the movement range of the moving unit. It is the maximum length at the part and the minimum at both ends of the moving range of the moving part.
[0009]
In the position detection device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the movement direction is one end of the movement range of the moving unit. It is the maximum length at the part and the minimum at the other end of the moving range of the moving part.
[0010]
In the position detecting device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is equal to both ends of the moving range of the moving unit. At the center, and at the center of the moving range of the moving unit, the magnetic field detecting unit of the first and second fixed magnetic bodies is bordered by the center of the moving range of the moving unit. It is comprised so that the polarity of the opposing magnetic field generator may be reversed.
[0011]
Further, the position detection device of the present invention faces the surface having the polarity of the magnetic field generator at a location different from the magnetic field generator facing the magnetic field detection portions of the first and second fixed magnetic bodies. Then, the third fixed magnetic body is disposed, and in the movement range of the moving portion, the first, second, and third fixed magnetic bodies of the first, second, and third fixed magnetic bodies that face the magnetic field generator are opposed to each other. The sum of the lengths is roughly equal.
[0012]
The position detection device of the present invention is the above-described device, wherein the third fixed magnetic body is integrated with the first or second fixed magnetic body.
[0013]
Further, the position detection device of the present invention is the above-described device, wherein the opposed surfaces of the fixed magnetic body and the magnetic field generator are planar, the magnetic field detection section of the fixed magnetic body, the magnetic field derivation section of the fixed magnetic body, The sensors are arranged on substantially the same plane.
[0014]
In the position detection device of the present invention, in the above device, the magnetic field generator is substantially ring-shaped, the outer peripheral surface of the magnetic field generator has both N-pole and S-polarity, The surface facing the magnetic field generator is substantially cylindrical.
[0015]
In the position detection device of the present invention, in the above device, the magnetic field generator has a substantially rectangular parallelepiped shape, and both the N pole and the S pole are provided on the outer peripheral surface of the magnetic field generator. The S poles are respectively located on opposite surfaces of the rectangular parallelepiped.
[0016]
Further, the position detection device of the present invention includes a plurality of modules each including the moving portion and the first and second fixed magnetic bodies in the above-described device, and the drive shafts of the moving portion in each module are fixed to each other. The magnetic field deriving portions of the magnetic body and the magnetic field deriving portions of the second fixed magnetic body are connected to each other, and the sum of the magnetic fluxes detected by the magnetic field detecting portions of the first and second fixed magnetic bodies in each module is a magnetic sensor. It is intended to be guided by.
[0017]
The position detection device of the present invention is a position detection device in which the magnetic field generator is substantially ring-shaped, and the magnetic field generator has a plurality of N poles and a plurality of S poles in a cross section perpendicular to the moving direction. Each of the first and second fixed magnetic bodies has a plurality of magnetic field detection units and a plurality of magnetic field derivation units, and each magnetic field derivation unit in the first fixed magnetic body and each magnetic field derivation in the second fixed magnetic body. The parts are connected to each other so that the sum of the magnetic fluxes detected by the magnetic field detection parts of the first and second fixed magnetic bodies is guided to the magnetic sensor.
[0018]
The position detecting device of the present invention is the above-described device, wherein the magnetic field deriving section of the fixed magnetic body and the magnetic sensor are arranged on the side of the fixed magnetic body and within the moving range of the magnetic field generator. is there.
[0019]
The position detection apparatus of the present invention is the above-described apparatus in which the magnetic field deriving unit of the fixed magnetic body and the magnetic field detection unit of the fixed magnetic body are integrally formed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A is a perspective view showing a position detection device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1B is a side view seen from the front side of FIG. 1A, and FIG. 2 is FIG. 3 is a front view seen from the right side (drive shaft side) of FIG. 1, and FIG. 3 is a top view seen from the upper side of FIG. 1 (a). In the figure, 10 is a fixed magnetic body A provided on the fixed side, 20 is a fixed magnetic body B provided on the fixed side, 3 is a magnetic sensor such as a Hall element, 4 is a magnetic field generator such as a permanent magnet, and 6 is The moving magnetic body fixed to the permanent magnet 4, 5 is a drive shaft fixed to the moving magnetic body 6, 5 a is a spring (biasing member), and 7 is a moving portion composed of the permanent magnet 4 and the moving magnetic body 6. A linear motion bearing 8 for movably holding in the detection direction is a gap between the fixed magnetic body A and the fixed magnetic body B.
[0021]
The fixed magnetic body A and the fixed magnetic body B are respectively formed from triangular magnetic field detection units 10a and 20a and magnetic field deriving units 10b and 20b for guiding the magnetic flux that has passed through the magnetic field detection units 10a and 20a to the magnetic sensor 3. Become. The magnetic field detector 10a of the fixed magnetic body A and the magnetic field detector 20a of the fixed magnetic body B are arranged in opposite directions so that the oblique sides of the right triangle face each other, and the width of the gap 8 between the oblique sides is substantially constant, In addition, the entire width W of the magnetic field detection unit formed in a rectangular shape by combining two triangles is configured to be constant over the position detection direction. Moreover, the magnetic field derivation | leading-out parts 10b and 20b are also arrange | positioned facing, and the magnetic sensor 3 is arrange | positioned among these. These members on the fixed side are fixed by a fixing member (not shown) such as a resin mold. As shown in FIG. 3, the magnetic field detector 10a of the fixed magnetic body A is composed of an area AA and an area AC, and the magnetic field detector 20a of the fixed magnetic body B is composed of an area BB and an area BC. The magnetic flux passing through the area AA and the area BB is detected by the magnetic sensor, but the short-circuit magnetic flux passes through the area AC and the area BC, and the magnetic flux is not detected. In the present embodiment, the fixed magnetic body A is configured by the first fixed magnetic body composed of the region AA and the magnetic field deriving unit 10b and the third fixed magnetic body composed of the region AC, and the region BB and the magnetic field deriving unit. The fixed magnetic body B is composed of the second fixed magnetic body made of 20b and the third fixed magnetic body made of the region BC. That is, the fixed magnetic body A is obtained by integrating the first fixed magnetic body and the third fixed magnetic body, and the fixed magnetic body B includes the second fixed magnetic body and the third fixed magnetic body. Are integrated.
[0022]
The permanent magnet 4 is installed opposite to the magnetic field detectors 10a and 20a, which are fixed magnetic bodies, and is magnetized in a direction perpendicular to the surface facing the magnetic field detectors 10a and 20a. Further, the magnetization direction is divided into two in the width direction (the direction of the full width W). One permanent magnet 4a is magnetized with an N pole on the surface on the magnetic field detector side, and the other permanent magnet 4b is detected with a magnetic field. The surface on the part side is magnetized with an S pole. A moving magnetic body 6 is disposed on the surface of the permanent magnet opposite to the magnetic field detectors 10 a and 20 a and is fixed to the permanent magnet 4. A drive shaft 5 is fixed to the moving magnetic body 6, and the drive shaft 5 moves the permanent magnet 4 and the moving magnetic body 6 in a direction orthogonal to the direction in which the N and S poles of the magnet are aligned. Further, as shown in FIG. 1 (b), between the fixed portion made of the fixed magnetic bodies A and B and the moving portion made of the permanent magnet 4 and the moving magnetic body 6, the moving portion is appropriately connected in the driving direction. A spring (biasing member) is provided for placement at a position.
[0023]
Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a view showing a cross section passing through the center of the drive axis direction of the permanent magnet and perpendicular to the moving direction. FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c) each have a moving portion X in FIG. 1 , X 2 , X 3 The figure shows a state when it has moved to a position, both of which are views as seen from the left side (reverse drive shaft side) of FIG. However, although the magnetic field deriving units 10b and 22b and the magnetic sensor 3 are provided below the moving unit in FIG. 1, the positions of these positions do not hinder the movement of the moving unit and the magnetic field distribution in the magnetic field detecting units 10a and 20a. Since it is arbitrary, it is shown above the magnetic field detection units 10a and 20a for easy viewing.
[0024]
Here, first, as shown in FIG. 4A, the moving unit is X in FIG. 1 A case will be described in which the magnetic field detector 20a has a wider facing surface to the permanent magnet 4 than the magnetic field detector 10a. In this case, among the magnetic fluxes emitted from the permanent magnet 4a, the magnetic flux 92 emitted from the portion closer to the center passes only through the magnetic field detection unit 20a, enters the permanent magnet 4b, and passes through the moving magnetic body 6 to become permanent again. Return to magnet 4a. That is, the length corresponding to the difference between the widths of the magnetic field detection unit 10a and the magnetic field detection unit 20a (the length of the opposite side of the magnet in the cross section perpendicular to the moving direction) of the magnetic flux emitted from the vicinity of the center of the permanent magnet 4. Is short-circuited only through the region BC of the magnetic field detector 20a. On the other hand, it corresponds to the width of both ends of the permanent magnet 4 in the width direction, which is the narrower one of the magnetic field detector 10a and the magnetic field detector 20a (the length of the side facing the magnet in the cross section perpendicular to the moving direction). For the magnetic flux 91 emitted from the part to be generated, by appropriately taking the width of the gap 8 between the two magnetic field detection units 10a and 20a, the permanent magnet 4a → the magnetic field detection unit 10a (area AA) → the magnetic field derivation unit. 10b → magnetic sensor 3 → magnetic field deriving unit 20b → magnetic field detecting unit 20a (region BB) → permanent magnet 4b → moving magnetic body 6 → permanent magnet 4a.
The moving part is near the center of the fixed magnetic body (X in FIG. 2 4 (b), the permanent magnet 4a faces only the area AA of the magnetic field detector 10a, and the permanent magnet 4b only faces the area BB of the magnetic field detector 20a. Since they face each other, there is almost no short-circuit magnetic flux 92 through which only one of the magnetic field detectors 10a and 20a passes. In this state, the detected magnetic flux 91 of the magnetic sensor 3 is maximized.
The moving part is X in FIG. 3 4C, the magnetic field detection unit 10a has a wider surface facing the permanent magnet 4 than the magnetic field detection unit 20a, and the magnetic flux near the center of the permanent magnet 4 is, as shown in FIG. 92 is short-circuited only through the region AC of the magnetic field detection unit 10a, and “permanent magnet 4a → magnetic field detection unit 10a (region AA) → magnetic field derivation unit 10b → magnetic sensor 3 → magnetic field derivation unit 20b → magnetic field. Since the magnetic flux 91 over “detection unit 20a (area BB) → permanent magnet 4b → moving magnetic body 6 → permanent magnet 4a” decreases again, the magnetic flux detected by the magnetic sensor decreases.
[0025]
In the present embodiment, when the moving unit is located near the center of the moving range (position detection range), the gap 8 between the two magnetic field detection units and the center of the permanent magnet, that is, the polarity is reversed. When the moving part is located in the vicinity of both ends of the moving range, the gap 8 comes to the end of the magnet 4 in the width direction. In such a configuration, the magnetic flux passing through the magnetic sensor 3 is maximum near the center of the moving range and is minimum near both ends. Further, the magnetic flux passing directions are equal at positions near both ends. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the detection signal detected by the magnetic sensor 3 and the movement position (x) of the moving unit in the position detection apparatus according to the first embodiment. The output signal of the sensor becomes the maximum when it is located in the position, and the output signal similarly decreases linearly even if it moves left or right from there. The magnitude of the output signal is uniquely determined from the amount of movement, and can be used as a displacement sensor for measuring the amount of deviation from the center.
[0026]
Note that the width δ of the gap 8 between the two magnetic field detectors 10a and 20a is preferably larger than the thickness t of the magnetic sensor 3 (the distance between the opposing surfaces of the magnetic field derivation units 10b and 20b). When δ is sufficiently narrower than the thickness of the magnetic sensor 3, the magnetic flux does not flow to the magnetic field deriving portion side, so that the detection sensitivity is extremely lowered.
[0027]
In the present embodiment, the moving magnetic body 6 is provided on the back surface of the permanent magnet 4 as a back yoke. In this case, however, the magnetic flux leaks and the sensitivity is lowered.
[0028]
Embodiment 2. FIG.
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a diagram showing a position detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and is a top view as seen from above. 7 is a view showing a cross section passing through the center of the permanent magnet in the drive axis direction and perpendicular to the moving direction in the position detecting device according to the second embodiment of the present invention. 4 FIG. 7 is a view of the state when moved to the position of FIG. 6 as viewed from the left side (counter drive shaft side) of FIG. 6. 6 and 7 show only the main part, and other parts are omitted as appropriate.
In the figure, reference numeral 11 denotes a first fixed magnetic body provided on the fixed side, for guiding the magnetic field detector 11a having a triangular shape indicated by the area AA and the magnetic flux that has passed through the magnetic field detector 11a to the magnetic sensor 3. The magnetic field deriving unit 11b. Reference numeral 21 denotes a second fixed magnetic body provided on the fixed side. The triangular magnetic field detector 21a indicated by the region BB and the magnetic field derivation for guiding the magnetic flux that has passed through the magnetic field detector 21a to the magnetic sensor 3. Part 21b. Reference numeral 12 indicated by the area AC and reference numeral 22 indicated by the area BC are third fixed magnetic bodies that form a short-circuit magnetic path of the leakage magnetic flux 92 near the center of the permanent magnet. Is not provided with a magnetic field derivation unit, and is therefore not connected to the magnetic sensor 3. Gaps 8a and 8b are provided between the first, second, and third fixed magnetic bodies. Similar to the first embodiment, these widths are set so as not to be extremely narrow with respect to the thickness of the magnetic sensor 3. Further, the length of the opposing sides of the first fixed magnetic body 11, the second fixed magnetic body 21, and the third fixed magnetic bodies 12, 22 facing the permanent magnet 4 in a cross section perpendicular to the moving direction The total value is set to be substantially constant in each cross section perpendicular to the moving direction of the moving unit. The width of the magnetic field detector 11a of the first fixed magnetic body 11 (the length of the opposite side in the cross section perpendicular to the moving direction) and the width of the magnetic field detector 21a of the second fixed magnetic body 21 (in the moving direction) The length of the opposite side in the vertical cross section) is the same in any cross section in the moving direction, and the widths change gradually depending on the moving position of the moving portion. The magnetic flux 91 from the permanent magnet passes from the magnetic field detector 11 a of the first fixed magnetic body 11 through the magnetic sensor 3 to the magnetic field detector 21 a of the second fixed magnetic body 21.
[0029]
Thus, in the second embodiment, in the fixed magnetic bodies A and B of the first embodiment, the fixed magnetic body portions (areas AC and BC) that form the short-circuit magnetic path of the leakage magnetic flux 92 are related to position detection. The fixed magnetic body portion for detecting the magnetic field 91 is separated from the fixed magnetic body portions (areas AA and BB) and is arranged independently as the third fixed magnetic bodies 12 and 22 and detects the magnetic field 91 related to position detection. The third fixed magnetic bodies 12 and 22 are defined using (areas AA and BB) as the magnetic field detector (area AA) of the first fixed magnetic body and the magnetic field detector (area BB) of the second fixed magnetic body. Since the passing magnetic field is not detected and only the magnetic field passing through the first and second fixed magnetic bodies 11 and 21 is detected by the magnetic sensor 3, the linearity of the output signal is improved.
Further, since the shapes of the magnetic field detectors 11a and 21a can be set symmetrically, the linearity of the output signal with respect to the position can be further improved.
[0030]
The output of the magnetic sensor 3 in the present embodiment shows the same output as in FIG. 5 of the first embodiment. When the moving unit is located near the center of the moving range (position detection range), The width (the length of the opposite side in the cross section perpendicular to the moving direction) of the magnetic field detectors of the second fixed magnetic bodies 11 and 21 is maximized, and the magnetic flux passing through the magnetic sensor 3 is maximized. Further, when the moving part is positioned near both ends of the moving range, the width of the magnetic field detecting part of the first and second fixed magnetic bodies 11 and 21 (the length of the opposite side in the cross section perpendicular to the moving direction) is the minimum. Thus, the magnetic flux passing through the magnetic sensor 3 is minimized. That is, in the moving range of the moving unit, the output signal of the sensor becomes the maximum when it is at the center, and the output signal similarly decreases linearly even if it moves left or right from there. Thereby, the magnitude of the output signal is uniquely determined from the movement amount, and can be used as a displacement amount sensor for measuring the deviation amount from the central portion.
[0031]
Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a diagram showing a position detection device according to Embodiment 3 of the present invention, in which the magnetic field detection unit is viewed from the side opposite to the permanent magnet facing surface. The parts other than the main part are omitted as appropriate.
In the present embodiment, the two fixed magnetic bodies A and B are configured by magnetic field detectors 10a and 20a having different shapes, respectively, and the magnetic field detector 10a includes an area AA and an area AC, and the magnetic field detector 20A. Consists of region BB. Note that the region AA, the region BB, and the region AC have the same functions as those in the first embodiment. In addition, a gap 8 is provided between the magnetic field detector 10 a of the fixed magnetic body A and the magnetic field detector 20 a of the fixed magnetic body B. Further, the gap 8 is at the center in the width direction W at one end (the right end in FIG. 8) of the moving range of the moving portion, and comes to the end in the width direction W at the other end (the left end in FIG. 8). Yes. By adopting such a configuration, the magnetic flux passing through the magnetic sensor 3 becomes maximum when the moving unit is located at the right end of the moving range, and becomes minimum when it is located at the left end. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the detection signal detected by the magnetic sensor 3 and the movement position (x) of the moving unit in the position detection apparatus according to the third embodiment. Output signal increases linearly from a minimum value to a maximum value. Thus, the output signal of the sensor is uniquely determined by the amount of movement in the moving range of the moving unit, and can be used as an absolute position sensor.
[0032]
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a diagram showing a position detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, in which the magnetic field detection unit is viewed from the side opposite to the permanent magnet facing surface. The parts other than the main part are omitted as appropriate. In the figure, reference numeral 11 denotes a first fixed magnetic body provided on the fixed side, a triangular magnetic field detector 11a, and a magnetic field derivation unit 11b for guiding the magnetic flux that has passed through the magnetic field detector 11a to the magnetic sensor 3. It consists of. Reference numeral 21 denotes a second fixed magnetic body provided on the fixed side, which includes a triangular magnetic field detector 21a and a magnetic field derivation unit 21b for guiding the magnetic flux that has passed through the magnetic field detector 21a to the magnetic sensor 3. . Reference numeral 12 denotes a third fixed magnetic body that forms a short-circuit magnetic path of the leakage magnetic flux 92 near the center of the permanent magnet, and the third fixed magnetic body 12 is not provided with a magnetic field derivation unit. It is not connected to. Gaps 8a and 8b are provided between the first, second, and third fixed magnetic bodies. Similar to the first embodiment, these widths are set so as not to be extremely narrow with respect to the thickness of the magnetic sensor 3. Further, the total value of the lengths of the opposing sides of the first fixed magnetic body 11, the second fixed magnetic body 21, and the third fixed magnetic body 12 facing the permanent magnet 4 in a cross section perpendicular to the moving direction. Is set to be substantially constant in each cross section perpendicular to the moving direction of the moving part. The width of the magnetic field detector 11a of the first fixed magnetic body 11 (the length of the opposite side in the cross section perpendicular to the moving direction) and the width of the magnetic field detector 21a of the second fixed magnetic body 21 (in the moving direction) The length of the opposing side in the vertical cross section) is equal in any cross section in the moving direction. The widths change gradually depending on the moving position of the moving part.
[0033]
In the present embodiment, as compared with the third embodiment, the fixed magnetic part (region AC) that forms the short-circuit magnetic path of the leakage magnetic flux 92 is replaced with the magnetic field related to the position detection, as in the second embodiment. The fixed magnetic part (area AA) for detecting 91 is separated from the fixed magnetic part (area AA) to be independently arranged as the third fixed magnetic body and detects the magnetic field 91 related to position detection (area AA, BB). Are used as the first fixed magnetic body magnetic field detection section (area AA portion) and the second fixed magnetic body magnetic field detection section (area BB portion), and the magnetic field passing through the third fixed magnetic body is not detected. Only the magnetic field passing through the first and second fixed magnetic bodies is detected by the magnetic sensor.
[0034]
FIG. 11 shows the moving part X in FIG. 5 It is the figure which looked at the state when it moved to the position of FIG. 10 from the left side (counter drive shaft side) of FIG. 10, and is a figure which shows a cross section perpendicular | vertical to a moving direction through the drive shaft direction center of a permanent magnet. The third fixed magnetic body 12 acts as a member for short-circuiting the magnetic flux 92 near the magnet center. The magnetic flux 91 at the end of the magnet passes from the magnetic field detector 11 a of the fixed magnetic body 11 through the magnetic sensor 3 to the magnetic field detector 21 a of the fixed magnetic body 21.
[0035]
According to the present embodiment, the gaps 8a and 8b are located at the center of the width direction W at one end (the right end in FIG. 10) of the moving range of the moving unit, and the first and the first in the cross section perpendicular to the moving direction. The width (length of the opposite side) of the magnetic field detector of the fixed magnetic body 2 is the maximum length. Further, at the other end (left end in FIG. 10), the gaps 8a and 8b come to the end in the width direction, and the magnetic field detection unit of the first and second fixed magnetic bodies in the cross section perpendicular to the moving direction. The width (length of the opposite side) is the minimum length. By adopting such a configuration, similarly to the third embodiment, the magnetic flux passing through the magnetic sensor becomes maximum when the moving unit is located at the right end of the moving range, and becomes minimum when it is located at the left end. That is, output characteristics as shown in FIG. Therefore, the output signal of the sensor is uniquely determined within the moving range of the moving unit, and can be used as an absolute position sensor.
Similarly to the second embodiment, the magnetic sensor 3 detects only the magnetic field passing through the first and second fixed magnetic bodies 11 and 21 without detecting the magnetic field passing through the third fixed magnetic body 12. As a result, the linearity of the output signal is improved.
In addition, since the shapes of the magnetic field detection units 11a and 21a can be set symmetrically, the linearity of the output signal with respect to the position can be improved as compared with the third embodiment.
[0036]
Embodiment 5. FIG.
Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 12 is a view showing a position detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, and shows a magnetic field detection unit as viewed from the side opposite to the permanent magnet facing surface. The parts other than the main part are omitted as appropriate. In the present embodiment, the shape is the same as that of the first, second and third fixed magnetic bodies 11, 21, 12 used in the fourth embodiment, and the fourth is obtained by inverting the positional relationship in the width direction. The fifth and sixth fixed magnetic bodies 13, 23 and 14 are provided. The fourth fixed magnetic body 13 includes a magnetic field detection unit 13a indicated by a region AA ′, and is connected to the magnetic field derivation unit 11b together with the magnetic field detection unit 11a of the first fixed magnetic body 11. On the other hand, the fifth fixed magnetic body 23 includes a magnetic field detection unit 23 a indicated by a region BB ′, and is connected to the magnetic field deriving unit 21 b together with the magnetic field detection unit 21 a of the second fixed magnetic body 21. The fourth fixed magnetic body 13 connected to the first fixed magnetic body 11 is regarded as a part of the first solid magnetic body, and the fifth fixed magnetic body 23 connected to the second fixed magnetic body 21 is regarded as a part. If considered as a part of the second solid magnetic body, in this embodiment, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is the moving section. It is configured to have a maximum length at both ends of the moving range and a minimum at the center of the moving range of the moving unit.
[0037]
Further, the magnetic field detector 11a of the first fixed magnetic body and the magnetic field detector 23a of the fifth fixed magnetic body (considered as a part of the second fixed magnetic body) both face the permanent magnet 4a, and the second Both the magnetic field detector 21a of the fixed magnetic body and the magnetic field detector 13a of the fourth fixed magnetic body (considered as a part of the first fixed magnetic body) face the permanent magnet 4b. That is, the magnetic field detectors of the first and second fixed magnetic bodies are configured so that the polarities of the magnetic field generators facing each other with the central part of the moving range of the moving part as the boundary are reversed. Therefore, when the permanent magnet faces the magnetic field detectors 11a and 21a, if the magnetic sensor detects the magnetic field in the positive direction, when the permanent magnet faces the magnetic field detectors 13a and 23a, The magnetic sensor detects a negative magnetic field. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the detection signal detected by the magnetic sensor 3 and the movement position (x) of the moving unit in the position detection apparatus according to the fifth embodiment. Output signal varies linearly from a maximum value having a positive value to a minimum value having a negative value. Thus, the output signal of the sensor is uniquely determined by the amount of movement in the moving range of the moving unit, and can be used as an absolute position sensor. In addition, positive and negative magnetic fluxes pass through the magnetic sensor, and the sensitivity of the position detection device can be increased by effectively using the detection range of the sensor.
[0038]
As shown in FIG. 14, even if the first, third, fourth, and sixth fixed magnetic bodies are integrated to form the seventh fixed magnetic body 15, the effect can be obtained almost equally.
[0039]
Embodiment 6 FIG.
In each of the first to fifth embodiments, the magnetic field deriving unit and the magnetic sensor are provided on the upper side of the magnetic field detecting unit or the lower side of the magnetic field detecting unit, and are three-dimensionally different from the magnetic field detecting surface of the fixed magnetic body. Although provided on a different plane, for example, as shown in FIG. 15, it may be arranged on the same plane as the magnetic field detection surface of the fixed magnetic body. By doing so, the length in the moving direction is slightly longer than in the first to fifth embodiments, but the design and manufacture are facilitated.
[0040]
Embodiment 7 FIG.
Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 16A is a perspective view showing a position detection apparatus according to Embodiment 7 of the present invention, and FIG. 16B is a front view of the position detection apparatus seen from the side. FIG. 17 is a view showing a cross section passing through the center of the permanent magnet in the drive axis direction and perpendicular to the moving direction. FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d) are respectively shown in FIGS. a) X 1 , X 2 , X 3 , X 4 The state when it moved to the position is shown, and all show the figure seen from the drive shaft side of FIG. In FIGS. 16A and 17B to 17D, the magnetic sensor portion shown in FIGS. 16B and 17A is omitted.
[0041]
In the figure, the moving part is a ring-shaped permanent magnet 40 composed of a permanent magnet 41 magnetized on the outside with a north pole and a permanent magnet 42 magnetized on the outside with a south pole, a back yoke part 60, And the drive shaft 5.
On the other hand, the fixed portion includes a fixed magnetic body A, a fixed magnetic body B, and a magnetic sensor 3. Each of the fixed magnetic bodies A and B includes magnetic field detection units 10 a and 20 a that face the permanent magnet 40 and magnetic field derivation units 10 b and 20 b that guide the magnetic flux to the magnetic sensor 3. There is a gap 8 between the fixed magnetic body B and the magnetic field detector 20a. A magnetic sensor 3 is provided between the two magnetic field derivation units 10b and 20b, and the magnetic flux passing therethrough is measured. Since the magnetic field detection units 10a and 20a are opposed to the ring magnet 40, the surfaces facing the magnets 40 each have a substantially arc shape in a plane perpendicular to the moving direction, and are roughly outlined by the magnetic field detection unit 10a and the magnetic field detection unit 20a. It has a shape that constitutes a cylinder.
In the two magnetic field detection units 10a and 20a, the length in the circumferential direction of the facing surface facing the magnet is constant in an arbitrary cross section perpendicular to the moving direction. And the positional relationship of the magnetic field detection part 10a and the magnetic field detection part 20a becomes a structure which rotates gradually with respect to a moving direction.
The moving part does not rotate but only moves linearly. At this time, as shown in FIG. 17, the boundary surface between the first magnetic field detection unit and the second magnetic field detection unit with respect to the boundary surface between the north pole and the south pole of the permanent magnet at a position x in the moving direction. Taking into account the angle θ (x) formed by
θ (x) = (x / L) π [rad]
However, L is the length of the position detection range in the moving direction.
It was made to become.
At this time, similarly to the first embodiment, of the magnetic field detection units 10a and 20a, the magnetic field detection unit (region) having a length corresponding to the length to the gap 8 across the boundary surface between the permanent magnets 41 and 42. AC, BC), that is, in each cross section of FIG. 17, when 0 ≦ θ ≦ π / 2, regions of −θ˜ + θ and (π−θ) ˜ (π + θ) [rad], π / 2 ≦ θ When ≦ π, a short-circuit magnetic path is formed in the regions of − (θ−π / 2) to (θ−π / 2) and (3π / 2−θ) to (θ + π / 2) [rad], and the rest Only the magnetic flux reaching the magnetic field detection area (AA, BB) is detected by the magnetic sensor. Since the positional relationship gradually changes as shown in FIGS. 17A to 17D, the position and the magnetic flux amount are proportional, and position detection can be performed. At this time, FIG. 18A shows the magnetic field detection units 10a and 20a developed on a plane, and a part of the magnetic field detection unit 10a is shown so that the correspondence with the first to sixth embodiments can be easily understood. FIG. 18B shows what is drawn after moving. In FIG. 18B, if the areas AC and BC are considered to be the same, the areas (a) and (b), (c) and (d) are symmetrical, and only the areas (a) and (c) are present. If attention is paid to this, it is the same as the fifth embodiment shown in FIG. That is, this embodiment can be said to be a modification of the fifth embodiment to a cylindrical shape.
[0042]
In this embodiment, since it is configured as described above, the position and the output signal (magnetic flux amount) have a linear relationship, and the length in the moving direction in the position detection device can be configured to be short. There is an effect that the apparatus can be made compact. Moreover, the leakage magnetic flux of the edge part of the width direction reduces by making a magnet into a ring shape, and linearity improves.
[0043]
In the present embodiment, the magnetic field detection unit provided facing the ring magnet 40 has a cylindrical shape, and in consideration of productivity, the magnetic field detection unit 10a and the magnetic field detection unit constituting the cylindrical magnetic field detection unit. Each shape of 20a shows the shape shown in FIG. 18 when the cylindrical shape is developed, but when the cylindrical magnetic field detector is developed, the same shape as in the first to fourth embodiments is obtained. And may be configured to perform the same operation as in the first to fourth embodiments.
[0044]
Embodiment 8 FIG.
Embodiment 8 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 19 is a perspective view showing a position detection apparatus according to Embodiment 8 of the present invention, and FIG. 20 is a front view of the position detection apparatus seen from the side. FIGS. 21A and 21B are views of the fixed magnetic body of the present embodiment as viewed from the front on the S pole side and the front on the N pole side. 22 (a), 22 (b), and 22 (c), the moving parts are each shown in FIG. 1 , X 2 , X 3 The state when moving to the position is shown, and both are views seen from the drive shaft side of FIG.
[0045]
The moving part of the present embodiment includes a substantially rectangular parallelepiped permanent magnet (magnetic field generator) 4 and a drive shaft 5, and the permanent magnet 4 is magnetized perpendicularly to the drive shaft 5. That is, both the N pole and the S pole are provided on the outer peripheral surface of the permanent magnet 4, and the N pole and the S pole are on opposite surfaces of the rectangular parallelepiped.
On the other hand, the fixed portion includes a fixed magnetic body A10, a fixed magnetic body B20, and the magnetic sensor 3. The fixed magnetic bodies A and B are each composed of a magnetic field detector 10a, 20a and a magnetic field derivation section 10b, 20b, and between the magnetic field detector 10a of the fixed magnetic body A and the magnetic field detector 20a of the fixed magnetic body B. There are gaps 8a and 8b. A magnetic sensor 3 is provided between the two magnetic field derivation units 10b and 20b, and the magnetic flux passing therethrough is measured. The magnetic field detection units 10a and 20a have a substantially hollow rectangular parallelepiped shape, and are disposed to face the outer peripheral surface of the permanent magnet 4 having a rectangular parallelepiped shape. Further, each of the magnetic field detection units 10a and 20a has a surface facing the N pole and a surface facing the S pole in the moving range of the moving unit, and faces the N pole in a cross section perpendicular to the moving direction. The length of the opposing side and the length of the opposing side facing the S pole are configured to gradually change depending on the moving position of the moving unit. Further, the length of the opposite side gradually changes linearly depending on the moving position of the moving unit. In the present embodiment, as shown in FIG. 21, the magnetic field detection unit 10a is configured by integrating the region AA and the region AC, and the magnetic field detection unit 20a is configured by integrating the region BB and the region BC. It is configured. The area AA is a magnetic field detector of the first fixed magnetic body indicated by the area AA in each of the above embodiments, and the area BB is a magnetic field of the second fixed magnetic body indicated by the area BB in each of the above embodiments. In the detection unit, the areas AC and BC correspond to the third fixed magnetic body indicated by the areas AC and BC in the above embodiments. In the moving range of the moving part, the length of the area AA and the length of the area BB in a cross section perpendicular to the moving direction are substantially equal.
[0046]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The moving part is X in FIG. 1 22a, the magnetic flux emitted from the N pole of the permanent magnet 4 passes through the magnetic field detectors 10a and 20a facing the N pole and passes through the magnetic field detector 20a, as shown in FIG. As for the magnetic flux, only the magnetic flux passing through the opposite side having a length corresponding to the difference between the length of the opposite side opposite to the N pole and the length of the opposite side opposite to the S pole passes through the magnetic field deriving unit 20b. , Passed to the magnetic field deriving unit 10b and the magnetic field detecting unit 10a, and passed to the S pole of the permanent magnet 4. At this time, since the magnetic flux flows in the negative Y direction, that is, in the negative direction with respect to the magnetic sensor 3, the negative output voltage can be detected as shown in FIG. Of the magnetic flux passing through the magnetic field detector 20a facing the N pole, the magnetic flux passing through the opposite side having the same length as the opposite side facing the S pole does not pass through the magnetic sensor 3 and faces the S pole. It passes through the magnetic field detector 20a and is passed to the S pole. The magnetic flux passing through the magnetic field detection unit 10a facing the N pole does not pass through the magnetic sensor 3, passes through the magnetic field detection unit 10a facing the S pole, and is passed to the S pole.
[0047]
The moving part is X in FIG. 2 22B, as shown in FIG. 22B, the same amount of magnetic flux emitted from the N pole of the permanent magnet 4 is passed to the magnetic field detectors 10a and 20a facing the N pole. The magnetic fluxes respectively passed to the magnetic field detection units 10a and 20a are passed to the S pole of the permanent magnet 4 from the facing surface of the magnetic field detection units 10a and 20a facing the S pole without passing through the magnetic field derivation units 10b and 20b. Since the magnetic flux does not pass through the magnetic field derivation units 10b and 20b and the magnetic sensor 3, the output voltage of the magnetic sensor 3 becomes zero.
[0048]
The moving part is X in FIG. 3 22c, the magnetic flux emitted from the N pole of the permanent magnet 4 passes through the magnetic field detection units 10a and 20a facing the N pole and passes through the magnetic field detection unit 10a, as shown in FIG. Only the magnetic flux passing through the opposite side having a length corresponding to the difference between the length of the opposite side opposite to the N pole and the length of the opposite side opposite to the S pole passes through the magnetic field deriving unit 10b. 3, the magnetic field deriving unit 20 b and the magnetic field detecting unit 20 a are passed to the S pole of the permanent magnet 4. At this time, since the magnetic flux flows in the plus Y direction, that is, in the positive direction with respect to the magnetic sensor 3, a positive voltage can be detected as the output voltage as shown in FIG. Of the magnetic flux passing through the magnetic field detector 10a facing the N pole, the magnetic flux passing through the facing side having the same length as the facing side facing the S pole does not pass through the magnetic sensor 3 but faces the S pole. It passes through the magnetic field detector 10a and is passed to the S pole. Further, the magnetic flux passing through the magnetic field detector 20a facing the N pole does not pass through the magnetic sensor 3, passes through the magnetic field detector 20a facing the S pole, and is passed to the S pole.
[0049]
As described above, in the present embodiment, the amount and direction of the magnetic flux passing through the magnetic sensor 3 change depending on the position of the permanent magnet 4, and a linear output signal as shown in FIG. In the moving range of the moving unit, the output signal of the sensor changes linearly from a maximum value having a positive value to a minimum value having a negative value. Thus, the output signal of the sensor is uniquely determined by the amount of movement in the moving range of the moving unit, and can be used as an absolute position sensor. In addition, positive and negative magnetic fluxes pass through the magnetic sensor, and the sensitivity of the position detection device can be increased by effectively using the detection range of the sensor.
[0050]
In addition, the hollow rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 19 formed by the magnetic field detection units 10a and 20a and the gaps 8a and 8b is similar to the fifth embodiment in the first and second sections in a cross section perpendicular to the moving direction. The length of the opposing side of the second fixed magnetic body with respect to the magnetic field generator is the maximum length at both ends of the moving range of the moving unit, and is the minimum at the center of the moving range of the moving unit. And the magnetic field detection part of the 2nd fixed magnetic body is comprised so that the polarity of the magnetic field generator which opposes the center part of the movement range of the said moving part may become reverse. As the rectangular parallelepiped shape, the shape corresponding to the first to fourth embodiments, that is, the regions AC and BC corresponding to the third fixed magnetic material are the regions AA and BC corresponding to the first and second fixed magnetic materials. The length of the opposite side of the shape separated from BB and the first and second fixed magnetic bodies in the cross section perpendicular to the moving direction with respect to the magnetic field generator is the maximum length in the central part of the moving range of the moving part. The length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross-section perpendicular to the moving direction is the minimum shape at both ends of the moving range of the moving unit. It is good also as a shape etc. which are the maximum length in the one end part of this, and the minimum in the other end part of the movement range of a moving part.
[0051]
As described above, in the present embodiment, the position and the output signal (magnetic flux amount) have a linear relationship, and there is an effect that the position can be easily detected.
In addition, the length in the moving direction of the position detection device can be shortened, and the position detection device can be made compact.
Moreover, there exists an effect which manufacture becomes easy by making a magnet, a fixed magnetic body, etc. into a rectangular parallelepiped shape.
[0052]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 24 is a perspective view showing a position detection apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. In FIG. 24, the magnetic field deriving portions 10b and 20b and the magnetic sensor 3 are attached outside the moving range in the same direction as the moving direction of the moving portion. By doing so, the dimension in the moving direction in the position detection device becomes longer than that in the eighth embodiment, but the space occupied by the magnetic field derivation units 10b and 20b and the magnetic sensor 3 is the space occupied by the fixed magnetic body. Since it is smaller, the increase in the dimension in the movement direction is slight, and even if the dimension in the movement direction is slightly longer, the area occupied by the position detection device in the cross section perpendicular to the movement direction can be kept small. The position detecting device can be obtained.
[0053]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 25 is a perspective view showing a position detection apparatus according to Embodiment 10 of the present invention. In FIG. 25, the magnetic field derivation units 10b and 20b are integrated with the magnetic field detection units 10a and 20a, respectively. By doing in this way, there exists an advantage which can reduce the number of parts at the time of manufacture.
[0054]
Note that the magnetic field derivation unit and the magnetic field detection unit in FIG. 25 are integrated with those shown in the ninth embodiment, but the magnetic field derivation unit and the magnetic field detection unit are similarly applied to other embodiments. It is good also as a structure which united the part.
[0055]
Embodiment 11 FIG.
FIG. 26 is a top view showing a fixing portion of the position detecting device according to the eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 27 is a cross section showing a cross section perpendicular to the moving direction of the moving portion in the position detecting device according to the eleventh embodiment of the present invention. It is a block diagram. The position detection device according to the eleventh embodiment includes a plurality of modules (two pairs in FIGS. 26 and 27) each including a moving unit and a fixed magnetic body, and the magnetic field deriving units of the first fixed magnetic body in each module, The magnetic field derivation units of the second fixed magnetic body in each module are connected to each other so that the total magnetic flux detected by the magnetic field detection units of the first and second fixed magnetic bodies in each module is guided to the magnetic sensor. Is.
[0056]
In FIGS. 26 and 27, reference numerals 1 and 1 ′ denote modules each composed of a moving part and a fixed magnetic body. In each module 1, 1 ′, each moving part and fixed magnetic body have the same configuration as in the third embodiment. The magnetic field deriving units 10b, 20b, 10b ′, 20b ′ are provided in the respective magnetic field detecting units 10a, 20a, 10a ′, 20a ′, and the magnetic field deriving units 10b, 10b attached to the magnetic field detecting units 10a, 10a ′. 'Is one in the middle and connected to the magnetic sensor 3. Similarly, the magnetic field derivation units 20b and 20b ′ attached to the magnetic field detection units 20a and 20a ′ are also connected to the magnetic sensor 3 in the middle. In addition, drive shafts (not shown) for driving the moving parts of the modules 1 and 1 ′ are also connected to an object to be detected in the middle.
[0057]
With this configuration, the number of modules can be adjusted to adjust the amount of magnetic flux that passes through the magnetic sensor. Therefore, even if the sensor sensitivity specifications differ from product to product, sensor sensitivity and movement amount The relationship can be adjusted relatively easily.
[0058]
In the above embodiment, a plurality of modules having the same configuration as those of the third embodiment are shown. However, even if a plurality of modules having the same configuration as those of the other embodiments are provided, the same is true. effective.
[0059]
Embodiment 12 FIG.
FIG. 28 (a) is a perspective view showing a position detection apparatus according to Embodiment 12 of the present invention, and FIG. 28 (b) is a front view of the position detection apparatus seen from the side. FIG. 29 is a diagram showing a cross section passing through the center of the permanent magnet in the drive axis direction and perpendicular to the moving direction. FIGS. 29 (a), (b), (c), and (d) are shown in FIG. a) X 1 , X 2 , X 3 , X 4 The state when moving to the position is shown, and both are views seen from the drive shaft side of FIG. In FIG. 28A and FIGS. 29B to 29D, the magnetic sensor portion shown in FIGS. 28B and 29A is omitted.
[0060]
The position detection device according to the twelfth embodiment is the same as the cylindrical position detection device shown in FIG. 16, except that the number of north and south poles of the magnet is plural, and the magnetic fields in the first and second fixed magnetic bodies facing each other. The number of detection units is also increased to a plurality accordingly. One magnetic field deriving unit is provided for each magnetic field detecting unit, and the first magnetic field deriving units in the first fixed magnetic body and the second magnetic field deriving units in the second fixed magnetic body are connected to each other. The total magnetic flux detected by each magnetic field detection unit of the second fixed magnetic body is guided to the magnetic sensor.
[0061]
In FIGS. 28 and 29, the moving part is a substantially ring-shaped structure composed of permanent magnets 41 and 41 'magnetized on the outside with N poles and permanent magnets 42 and 42' magnetized on the outside with S poles. It consists of a permanent magnet, a back yoke portion 60 and a drive shaft 5.
On the other hand, the fixed portion includes a fixed magnetic body A, a fixed magnetic body B, and a magnetic sensor 3. The fixed magnetic body A has magnetic field detection units 10a and 10a ', the fixed magnetic body B has magnetic field detection units 20a and 20a', and the magnetic field detection units 10a, 10a ', 20a, and 20a' each have a magnetic field derivation. The parts 10b, 10b ′, 20b, 20b ′ are connected. The two magnetic field derivation units 10b and 10b ′ are connected to the magnetic sensor 3 in the middle. The two magnetic field derivation units 20b and 20b ′ are also connected to the magnetic sensor 3 in the middle.
[0062]
In such a configuration, since the “twist angle” of the fixed magnetic body can be reduced, manufacturing dimensional errors can be reduced, and a highly accurate position detection device can be obtained. That is, in the case of the present embodiment, in a cross section perpendicular to the moving direction at an arbitrary position in the moving direction,
θ (x = x max ) −θ (x = 0) = π / 2
In addition, the magnetic flux passing through the magnetic sensor can be changed from the negative maximum value to the positive maximum value, as in the seventh embodiment. On the other hand, in Embodiment 7,
θ (x = x max ) −θ (x = 0) = π
For example, when the fixed magnetic body is obtained by rounding (bending) of a plate material, the present embodiment has a smaller rounding angle than the seventh embodiment, so that the number of presses can be reduced and the processing is easy. Become. Alternatively, even when the fixed magnetic body is obtained by laminating plate materials, by reducing the twist angle, pressure processing in the moving direction can be performed, and the plate materials can be easily joined to each other, so that the dimensional accuracy can be increased. There is an effect that a position detecting device can be obtained.
[0063]
In the above embodiment, the permanent magnet has four poles, that is, four poles on the opposite surface. However, it may be six poles, eight poles,.
[0064]
Embodiment 13 FIG.
In the above first to twelfth embodiments, the one provided with the third fixed magnetic body or the one provided with the fixed magnetic body having the magnetic field detection unit corresponding to the third fixed magnetic body is shown. There is no fixed magnetic body having a magnetic field detector corresponding to the third fixed magnetic body or the third fixed magnetic body, and only the first fixed magnetic body and the second fixed magnetic body may be used. FIG. 30 is a view of the magnetic field detector in such a position detection device as viewed from the side opposite to the permanent magnet facing surface. The parts other than the main part are omitted as appropriate.
In the figure, 11 is a first fixed magnetic body provided on the fixed side, and 21 is a second fixed magnetic body provided on the fixed side, and each has the same triangular magnetic field detector 11a and magnetic field detector 21a. Have
In the present embodiment, since there is no third fixed magnetic body, the leakage magnetic field increases, but the cost can be reduced and the weight of the position detection device can be reduced.
[0065]
Embodiment 14 FIG.
In each of the above-described embodiments, an example in which a fixed magnetic body is supported by a resin mold (not shown) has been described. However, the present invention is not limited to this, and any nonmagnetic body may be used. For example, as shown in FIG. 31, the gap 8 provided between the magnetic field detection portions of the fixed magnetic bodies 11, 21, 12, and 22 can be held by providing nonmagnetic metals 88 a and 88 b such as copper. . Further, in this case, since there is an effect of shielding the fluctuating magnetic field passing through the nonmagnetic metals 88a and 88b, compared with the case where a resin mold as an insulator is performed, leakage occurs particularly when the moving speed of the moving part is high. The magnetic flux can be further reduced, and the linearity of the sensor output signal can be further increased.
[0066]
Embodiment 15 FIG.
In each of the above-described embodiments, the case where the linear motion bearing 7 as shown in FIG. 2 is used as the method for supporting the moving portion has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The moving portion can be held by interposing the spherical slide member 7a on the opposing surface of the portion and the fixed portion. In this case, there is an effect that the distance between the facing surfaces can be stably and reliably maintained as compared with the case where the bearing is supported at a location far from the facing surface like a linear motion bearing.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, the position detection device according to the present invention includes a magnetic field generator having a surface having both N-pole and S-pole polarities, and a direction perpendicular to a direction in which the N-pole and the S-pole are aligned. A moving part comprising a drive shaft for moving the magnetic field generator along the surface, a magnetic field detecting part arranged opposite to the surface having the polarity of the magnetic field generator, and a magnetic field derivation connected to the magnetic field detecting part And a magnetic field detector disposed opposite to the surface of the magnetic field generator having the polarity at a location different from the magnetic field generator facing the magnetic field detector. A second fixed magnetic body having a magnetic field deriving section connected to the detection section, and a magnetic field deriving section of the first fixed magnetic body and a magnetic field deriving section of the second fixed magnetic body, The magnetic field passing through the magnetic field detectors of the first and second fixed magnetic bodies A position detecting device having a magnetic sensor for detecting a magnetic field from a living body, wherein one pole of the magnetic field generator of the first fixed magnetic body in a cross section perpendicular to the moving direction in the moving range of the moving unit. And the length of the opposite side of the second fixed magnetic body in the cross section facing the other pole of the magnetic field generator are substantially equal, and the first and second fixed Since the length of the opposing side of the magnetic body gradually changes depending on the moving position of the moving unit, it is possible to obtain a position detecting device capable of suppressing the length in the position detecting direction to the same extent as the detection range. it can.
[0068]
In the position detecting device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is linear according to the moving position of the moving unit. Therefore, the position can be easily detected according to the moving position of the moving unit.
[0069]
In the position detection device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the movement direction is the center of the movement range of the moving unit. Since it has the maximum length at the part and the minimum at both ends of the moving range of the moving part, it can be used as a displacement amount sensor for measuring the amount of deviation from the central part.
[0070]
In the position detection device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the movement direction is one end of the movement range of the moving unit. Since the maximum length at the moving part and the minimum at the other end of the moving range of the moving part, the output signal of the sensor is uniquely determined by the moving amount in the moving range of the moving part. It can be used as a position sensor.
[0071]
In the position detecting device of the present invention, the length of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is equal to both ends of the moving range of the moving unit. At the center, and at the center of the moving range of the moving unit, the magnetic field detecting unit of the first and second fixed magnetic bodies is bordered by the center of the moving range of the moving unit. Since it is comprised so that the polarity of the opposing magnetic field generator may be reversed, the sensitivity of a position detection apparatus can be improved.
[0072]
Further, the position detection device of the present invention faces the surface having the polarity of the magnetic field generator at a location different from the magnetic field generator facing the magnetic field detection portions of the first and second fixed magnetic bodies. Then, the third fixed magnetic body is disposed, and in the movement range of the moving portion, the first, second, and third fixed magnetic bodies of the first, second, and third fixed magnetic bodies that face the magnetic field generator are opposed to each other. As a result, the leakage magnetic flux generated from the magnetic field generator not facing the magnetic field detectors of the first and second fixed magnetic bodies can be reduced.
[0073]
In the position detection device of the present invention, since the third fixed magnetic body is integrated with the first or second fixed magnetic body in the above device, the device configuration is simplified, so the position detection device Can be easily manufactured and the cost can be reduced.
[0074]
Further, the position detection device of the present invention is the above-described device, wherein the opposed surfaces of the fixed magnetic body and the magnetic field generator are flat, the magnetic field detection section of the fixed magnetic body, the magnetic field derivation section of the fixed magnetic body, and the magnetic Since the sensor and the sensor are arranged substantially on the same plane, an inexpensive position detection device that is easy to manufacture and suitable for mass production can be obtained.
[0075]
In the position detection device of the present invention, in the above device, the magnetic field generator is substantially ring-shaped, the outer peripheral surface of the magnetic field generator has both N-pole and S-pole polarities, Since the surface facing the magnetic field generator is substantially cylindrical, the influence of the leakage magnetic flux at the end in the width direction can be reduced, and the linearity of the output signal can be further improved.
[0076]
In the position detection device of the present invention, in the above device, the magnetic field generator has a substantially rectangular parallelepiped shape, and both the N pole and the S pole are provided on the outer peripheral surface of the magnetic field generator. Since the S poles are respectively on the opposing surfaces of the rectangular parallelepiped, there is an effect that an inexpensive position detection device that is easy to manufacture and suitable for mass production can be obtained.
[0077]
Further, the position detection device of the present invention includes a plurality of modules each including the moving portion and the first and second fixed magnetic bodies in the above-described device, and the drive shafts of the moving portion in each module are fixed to each other. The magnetic field deriving portions of the magnetic body and the magnetic field deriving portions of the second fixed magnetic body are connected to each other, and the sum of the magnetic fluxes detected by the magnetic field detecting portions of the first and second fixed magnetic bodies in each module is a magnetic sensor. Therefore, the relationship between the sensor sensitivity and the movement amount can be adjusted relatively easily.
[0078]
Further, the position detection device of the present invention is the above cylindrical device, wherein the magnetic field generator has a plurality of N poles and a plurality of S poles in a cross section perpendicular to the moving direction, and the first and second fixed magnetisms. Each of the bodies has a plurality of magnetic field detection units and a plurality of magnetic field deriving units, and connects each magnetic field deriving unit in the first fixed magnetic body and each magnetic field deriving unit in the second fixed magnetic body to each other. Since the sum of the magnetic fluxes detected by the magnetic field detectors of the first and second fixed magnetic bodies is guided to the magnetic sensor, a dimensional error in manufacturing can be reduced, and an accurate position detecting device can be provided. Obtainable.
[0079]
Further, in the position detection device of the present invention, in the above device, the magnetic field deriving unit of the fixed magnetic body and the magnetic sensor are arranged on the side of the fixed magnetic body and within the moving range of the magnetic field generator. The length in the position detection direction can be suppressed to the same extent as the detection range, and the dimension in the movement direction can be reduced.
[0080]
In addition, the position detection device of the present invention, in the above-mentioned device, is formed integrally with the magnetic field deriving portion of the fixed magnetic body and the magnetic field detection portion of the fixed magnetic body, so that the number of parts at the time of manufacture can be reduced and the cost can be reduced. There is an effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a position detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view seen from the right side (drive shaft side) of FIG.
FIG. 3 is a top view seen from the upper side of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a detection signal and a moving position (x) of a moving unit in the position detecting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top view of a position detection device according to a second embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the position detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a top view of a position detection device according to a third embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a detection signal and a moving position (x) of a moving unit in the position detecting device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a top view of a position detection device according to a fourth embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the position detection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a top view of a position detection device according to a fifth embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a detection signal and a moving position (x) of a moving unit in the position detecting device according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a top view of another position detection device according to Embodiment 5 of the present invention as seen from above.
FIG. 15 is a perspective view showing a position detection device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a position detection device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating the operation of the position detection device according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram in which a magnetic field detection unit of a position detection device according to a seventh embodiment of the present invention is developed on a plane.
FIG. 19 is a perspective view showing a position detection device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a front view of a position detection device according to an eighth embodiment of the present invention viewed from the side.
FIG. 21 is a diagram of a fixed magnetic body according to an eighth embodiment of the present invention, viewed from the front on the S pole side and the front on the N pole side.
FIG. 22 is a diagram for explaining the operation of the position detection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing a relationship between a detection signal and a moving position (x) of a moving unit in the position detecting device according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a perspective view showing a position detection device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a perspective view showing a position detection device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a top view showing a fixing portion of the position detection device according to the eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional configuration diagram showing a cross section perpendicular to the moving direction of a moving unit in the position detection device according to the eleventh embodiment of the present invention;
FIG. 28 is a perspective view showing a position detection device according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing a cross section of a position detecting device according to a twelfth embodiment of the present invention and its operation.
FIG. 30 is a top view showing a position detection apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a top view showing a position detection device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a side view of a position detection device according to a fifteenth embodiment of the present invention as seen from the side.
FIG. 33 is a cross-sectional configuration diagram showing a conventional position detection device.
[Explanation of symbols]
1, 1 'module, 10 fixed magnetic body A, 20 fixed magnetic body B, 11, 100 first fixed magnetic body, 21, 200 second fixed magnetic body, 10a, 10a', 11a, 13a, 15a, 20a , 20a ′, 21a, 23a Magnetic field detection unit, 10b, 10b ′, 11b, 20b, 20b ′, 21b Magnetic field deriving unit, 12, 22 Third fixed magnetic body, 13 Fourth fixed magnetic body, 14th Fixed magnetic body, 23 Fifth fixed magnetic body, 15 Seventh fixed magnetic body, 3 Magnetic sensor, 4, 4a, 4b, 40, 41, 41 ', 42, 42' Permanent magnet, 5 Drive shaft, 5a Spring 6,600 moving magnetic body, 7 linear motion bearing, 7a spherical slide member, 8, 8a, 8b gap, 91,900 detection magnetic flux, 92 short-circuit magnetic flux, 60 back core portion, 101, 102, 201 opposite sides of magnet, 300 holes , 400,400a, 400b magnet.

Claims (14)

Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたことを特徴とする位置検出装置。A magnetic field generator having a surface having both N and S polarities, and a drive shaft for moving the magnetic field generator along the surface in a direction orthogonal to the direction in which the N and S poles are arranged. A first fixed magnetic body comprising: a moving section comprising: a magnetic field detecting section disposed opposite to the surface of the magnetic field generating body having the polarity; and a magnetic field deriving section connected to the magnetic field detecting section. A magnetic field detector disposed at a location different from the magnetic field generator facing the detector and opposite to the surface having the polarity of the magnetic field generator, and a magnetic field derivation unit connected to the magnetic field detector. Two fixed magnetic bodies, and a magnetic field detection of the first and second fixed magnetic bodies provided between the magnetic field derivation section of the first fixed magnetic body and the magnetic field derivation section of the second fixed magnetic body. A magnetic sensor for detecting the magnetic field from the magnetic field generator passing through the section A position detection device, wherein, in the moving range of the moving unit, the length of the opposite side of the first fixed magnetic body facing one pole of the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction, and the cross section The length of the opposing side of the second fixed magnetic body facing the other pole of the magnetic field generator is substantially equal, and the length of the opposing side of the first and second fixed magnetic bodies is A position detecting device characterized by being gradually changed according to a moving position of the moving unit. 移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。2. The position according to claim 1, wherein the lengths of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction linearly change depending on the moving position of the moving unit. Detection device. 移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さは、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。The length of the opposite sides of the first and second fixed magnetic bodies to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is the maximum length at the center of the moving range of the moving unit, and the length of the moving range of the moving unit is 3. The position detecting device according to claim 1, wherein the position detecting device is minimum at both ends. 移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さは、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。The length of the opposite sides of the first and second fixed magnetic bodies to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is the maximum length at one end of the moving range of the moving unit. The position detecting device according to claim 1, wherein the position detecting device is minimum at the other end. 移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。The lengths of the opposing sides of the first and second fixed magnetic bodies with respect to the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction are the maximum lengths at both ends of the moving range of the moving unit. The magnetic field detectors of the first and second fixed magnetic bodies are configured so that the polarities of the magnetic field generators opposed to the central part of the moving range of the moving part are reversed while being the smallest in the central part. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is provided. 第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の位置検出装置。A third fixed magnetic body is disposed opposite to the magnetic field generator having a polarity opposite to the magnetic field generator facing the magnetic field detector of the first and second fixed magnetic bodies, and the moving section In the moving range, the sum of the lengths of the opposing sides of the first, second, and third fixed magnetic bodies facing the magnetic field generator in a cross section perpendicular to the moving direction is made substantially equal. The position detection device according to claim 1. 第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したことを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。7. The position detecting device according to claim 6, wherein the third fixed magnetic body is formed integrally with the first or second fixed magnetic body. 固定磁性体と磁界発生体との対向面は平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。The opposing surface of the fixed magnetic body and the magnetic field generator is flat, and the magnetic field detector of the fixed magnetic body, the magnetic field derivation section of the fixed magnetic body, and the magnetic sensor are arranged on substantially the same plane. The position detection device according to claim 1. 磁界発生体は概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面は概略円筒状であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。The magnetic field generator is substantially ring-shaped, the outer peripheral surface of the magnetic field generator has both N-pole and S-polarity, and the opposing surface of the fixed magnetic body and the magnetic field generator is substantially cylindrical. The position detection device according to claim 1, wherein 磁界発生体は概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。The magnetic field generator has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has both N-pole and S-pole polarities on the outer peripheral surface of the magnetic-field generator, and the N-pole and the S-pole are on opposite surfaces of the cuboid, respectively. The position detection device according to claim 1, wherein 移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の位置検出装置。A plurality of modules each including a moving part and first and second fixed magnetic bodies are provided. In each module, the drive shafts of the moving parts, the magnetic field derivation parts of the first fixed magnetic body, and the second fixed magnetic substance are included in each module. 2. The magnetic field deriving sections of the body are connected to each other, and the sum of magnetic fluxes detected by the magnetic field detecting sections of the first and second fixed magnetic bodies in each module is guided to the magnetic sensor. The position detection device according to any one of 10 to 10. 請求項９記載の位置検出装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたことを特徴とする位置検出装置。10. The position detecting device according to claim 9, wherein the magnetic field generator has a plurality of N poles and a plurality of S poles in a cross section perpendicular to the moving direction, and each of the first and second fixed magnetic bodies includes a plurality of magnetic fields. A first and second fixed magnetism having a detection unit and a plurality of magnetic field derivation units, and connecting the magnetic field derivation units in the first fixed magnetic body and the magnetic field derivation units in the second fixed magnetic body. A position detection device characterized in that a total of magnetic fluxes detected by each magnetic field detection unit of the body is guided to a magnetic sensor. 固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の位置検出装置。The magnetic field deriving portion of the fixed magnetic body and the magnetic sensor are arranged on the side of the fixed magnetic body and within the moving range of the magnetic field generator. Position detection device. 固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の位置検出装置。14. The position detecting device according to claim 1, wherein the magnetic field deriving unit of the fixed magnetic body and the magnetic field detecting unit of the fixed magnetic body are integrally formed.
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