JP6544306B2 - 位置センサ - Google Patents
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
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Description
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る位置センサは、検出対象の位置を検出するものである。図1に示されるように、位置センサ1は、支持基板10、磁石20、複数の磁気素子31〜35、及び信号処理部40を備えて構成されている。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図4に示されるように、磁石20は、第1の磁石21と第2の磁石22とのペア23〜27を磁気素子31〜35毎に有して構成されている。第1の磁石21及び第2の磁石22は、一方向に離間して配置されていると共に、互いに逆向きの磁界を発生させる。
本実施形態では、第2実施形態と異なる部分について説明する。図5に示されるように、第1の磁石21及び第2の磁石22は、同じ向きの磁界を発生させるように一方向に離間して配置されている。
本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なる部分について説明する。図6〜図8に示されるように、各磁気素子31〜35は、支持基板10の裏面12の面方向のうち一方向に垂直な幅方向の中心位置36が磁石20における幅方向の中心位置28から当該幅方向のうちの一方にずらされている。
本実施形態では、第1〜第4実施形態と異なる部分について説明する。図9(a)に示されるように、検出対象100が空間部200に位置しないと共に、支持基板10の裏面12に対して垂直な第2の向きの磁気ベクトルの磁界が各磁気素子31〜35に印加される構成が考えられる。
本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、検出信号の検出値が2つの位置情報を示すことを利用して、信号処理部40は、磁気素子31〜35のうち着目している素子の検出値とその前後の素子の検出値との関係から各磁気素子31〜35に優先順位を付ける。したがって、信号処理部40は、各検出値の関係に応じて設定された各磁気素子31〜35の優先順位のマップを記憶している。
上記各実施形態で示された位置センサ1の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態では、磁束を発生させるものとして磁石20が用いられていたが、これは構成の一例である。例えば、電磁石等の磁束発生手段が用いられても良い。
11 表面
12 裏面
20 磁石(磁界発生部)
31〜35 磁気素子
40 信号処理部
100 検出対象
110 先端部
200 空間部
Claims (7)
- 表面(11)及び裏面(12)を有する支持基板(10)と、
前記表面(11)に直交する方向に磁界を発生させると共に、前記表面(11)に固定された磁界発生部(20)と、
前記裏面(12)のうちの前記磁界の透過範囲に当該裏面(12)の一方向に沿って複数設けられ、磁性体で構成された検出対象(100)のうちの前記裏面(12)の面方向の先端部(110)が前記透過範囲に対応する空間部(200)を基準位置から前記一方向に移動する移動量に応じて変化する前記磁界の大きさに対応した検出信号を出力する磁気素子(31〜35)と、
前記複数の磁気素子(31〜35)それぞれから前記検出信号を入力し、前記検出信号の検出値に基づいて、前記先端部(110)が通過する磁気素子(31〜35)の優先順位が最も高くなるように前記複数の磁気素子(31〜35)に優先順位を付け、当該優先順位が最も高い磁気素子(31〜35)の検出信号を優先して信号処理する信号処理部(40)と、
を備えている位置センサ。 - 前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子(31〜35)の優先順位を高くする請求項1に記載の位置センサ。 - 前記磁界発生部(20)は、前記一方向に離間して配置されていると共に互いに逆向きの磁界を発生させる第1の磁界発生部(21)と第2の磁界発生部(22)とのペア(23〜27)を前記複数の磁気素子(31〜35)毎に有し、前記検出対象(100)が前記空間部(200)に位置しない状態では前記裏面(12)に対して傾斜した向きの前記磁界を前記複数の磁気素子(31〜35)に印加し、
前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記裏面(12)のうち前記一方向における前記第1の磁界発生部(21)及び前記第2の磁界発生部(22)の最大幅、及び、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向において前記第1の磁界発生部(21)から前記第2の磁界発生部(22)までの最大幅の前記透過範囲に配置され、さらに、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子(31〜35)の優先順位を高くする請求項1に記載の位置センサ。 - 前記磁界発生部(20)は、前記一方向に離間して配置されていると共に同じ向きの磁界を発生させる第1の磁界発生部(21)と第2の磁界発生部(22)とのペア(23〜27)を前記複数の磁気素子(31〜35)毎に有し、前記検出対象(100)が前記空間部(200)に位置しない状態では前記裏面(12)に対して傾斜した向きの前記磁界を前記複数の磁気素子(31〜35)に印加し、
前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記裏面(12)のうち前記一方向における前記第1の磁界発生部(21)及び前記第2の磁界発生部(22)の最大幅、及び、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向において前記第1の磁界発生部(21)から前記第2の磁界発生部(22)までの最大幅の前記透過範囲に配置され、さらに、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号の優先順位を高くする請求項1に記載の位置センサ。 - 前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向の中心位置(36)が前記磁界発生部(20)における前記幅方向の中心位置(28)から当該幅方向のうちの一方にずらされており、さらに、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子(31〜35)の優先順位を高くする請求項1に記載の位置センサ。 - 前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記裏面(12)に垂直な向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値が飽和した検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記裏面(12)に対して傾斜した向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値に極値(31a〜35a)を含んだ検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出信号毎に前記極値(31a〜35a)を検出すると共にカウントし、前記極値(31a〜35a)のカウント数が奇数値または偶数値に基づいて前記複数の磁気素子(31〜35)に優先順位を付ける請求項1に記載の位置センサ。 - 前記複数の磁気素子(31〜35)は、前記裏面(12)に垂直な方向において、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する前及び通過した後に前記裏面(12)に垂直な向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値が飽和した検出信号を出力する一方、前記検出対象(100)の前記先端部(110)が通過する際に前記裏面(12)に対して傾斜した向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値に極値(31a〜35a)を含んだ検出信号を出力し、
前記信号処理部(40)は、前記検出値が前記極値(31a〜35a)に対応した前記先端部(110)の位置よりも前の位置に対応していると仮定した場合の当該前の位置に対応する検出信号の検出値との関係、及び、前記検出値が前記極値(31a〜35a)に対応した前記先端部(110)の位置よりも先の位置に対応していると仮定した場合の当該先の位置に対応する検出信号の検出値との関係、に基づいて前記複数の磁気素子(31〜35)に優先順位を付ける請求項1に記載の位置センサ。
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