JPH01109209A - 位置検出用磁気センサ - Google Patents

位置検出用磁気センサ

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JPH01109209A
JPH01109209A JP62267531A JP26753187A JPH01109209A JP H01109209 A JPH01109209 A JP H01109209A JP 62267531 A JP62267531 A JP 62267531A JP 26753187 A JP26753187 A JP 26753187A JP H01109209 A JPH01109209 A JP H01109209A
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JP
Japan
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elements
main element
magnetic sensor
piston
center
Prior art date
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Pending
Application number
JP62267531A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tamura
晃 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD Controls Ltd
Original Assignee
CKD Controls Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by CKD Controls Ltd filed Critical CKD Controls Ltd
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Publication of JPH01109209A publication Critical patent/JPH01109209A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、作用する磁界の強さに応じて電気抵抗が変化
する磁気抵抗素子を用いた位置検出用磁気センサに関す
る。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点従来、磁
気抵抗素子は、温度特性を改善し、磁界感度を高めるた
めに、2個の素子を感応方向が直交するように配置して
直列接続し、または、4個の素子を隣り合う素子の感応
方向が互いに直交するように配置してブリッジ接続する
ことにより磁気センサとして使用されていたが、このよ
うな2素子または、4素子のセンサは、対称軸を持たな
いため、必ずしも、永久磁石の正面に対応する位置が最
高感度位置とはならず、磁界を形成する永久磁石との距
離及び磁界の強さによって最高感度位置が変化して検出
誤差を生ずる欠点があり、このため、磁気抵抗素子は回
転角センサを主な使用目的としており、例えば、エアー
シリンダのピストン位置検出センサ等のような位置検出
用としての使用には適さなかった。
発明の目的 本発明は、磁気抵抗素子を用いて高精度の位置検出を行
うことができるセンサを提供することを目的とする。
発明の構成 本発明は、上記目的を達成するための手段として、−個
の主素子とその主素子の両側に配置した2個の副素子の
、合計3個の磁気抵抗素子を直列接続してなり、その3
個の素子を、主素子の中心を通ってその感応方向と平行
な、または、直交する軸を対称軸とする線対称形に配置
した構成とした。
発明の作用及び効果 本発明の磁気センサは、上記構成になるから、その対称
軸が永久磁石の移動方向と直交するように配置すれば、
永久磁石との距離及び磁界の強さと無関係に、永久磁石
の中心が磁気センサの対称軸に一致する位置が常に最高
感度位置となって一定であり、しかも、両側の2個の副
素子により温度補償がなされて温度変化による検出誤差
が防止されるから、高精度の位置検出を行うことができ
る効果がある。
実施例 以下、本発明のセンサをエアーシリンダのピストン位置
検出用として使用した一実施例を添付図面に基づいて説
明する。
第1図において、ナルミニラム、非磁性ステンレス鋼等
の非磁性材料からなるシリンダチューブl内に、緊密に
、かつ、摺動自由に嵌入されたピストン2の外周に形成
された溝に、ピストン2の摺動方向を両極とするリング
形の永久磁石3が嵌着されており、シリンダチューブl
の外周には、ピストン位置検出装置4が図示しない取付
具により固定されている。この検出装置4は、非磁性材
料からなるケース5内に本発明の磁気センサ7と制御回
路!!が支持板6に取り付けられて収容され、この制御
回路11に接続されたリード線12がケース5の外側に
引き出されており、ケース5の上面には制御回路11に
組み込まれた発光ダイオード13の発光部が突出してい
る。
磁気センサ7は、第1図の部分拡大図に示すように、基
板8上に形成された1個の主素子9と2個の副素子1O
1lOの3個の磁気抵抗素子からなり、主素子9は、基
板8の中央において左右方向につづら折して左右方向が
感応方向であり、副素子1O1lOは主素子9の両側に
おいて上下方向につづら折していて、上下方向が感応方
向であり、これら3個の素子9、l0110は一連に直
列接続され主素子9の感応方向(X−X線方向)と直交
する中心線Y−Yを軸として左右対称のパターンを構成
しており、外側の端子能、dに一定電圧が印加され、内
側の端子す、cが出力端子となっており、この磁気セン
サ7は、基板8がシリンダチューブlの中心軸を含む平
面内にあり、かつ、主素子9の感応方向(X−X線方向
)がピストン2の摺動方向と平行をなすようにケース5
内の支持板6に固定されている。  − 制御回路11は、第2図に示すように、磁気センサ7の
出力端子す、cがコンパレータ16の反転入力端子と非
反転入力端子に、夫々、接続されており、コンパレータ
16のスレッショルドレベルは抵a R+、Rt、Rs
の値によって任意にされ、コンパレータ16の出力が正
電位のときは、トランジスタ14にベース電流が流れて
コレクタ・エミッタ間が導通し、リレー等の負荷15に
電流が流れて作動するとともに発光ダイオード13が発
光し、コンパレータ16の出力が負電位の時はトランジ
スタ14がのコレクタ・エミッタ間が遮断されて負荷1
5の作動が停止し、発光ダイオード13も消えるように
なっている。
次に、本実施例の作動を説明すると、磁気センサ7は既
述の構造になり、x−X線方向の磁束に対しては中央の
主素子9のみが感応し、その密度に略比例して電気抵抗
が増大し、左右の副素子1O110は感応せず温度補償
の機能を果たすだけである。したがって、ピストン2が
検出装置4に接近するのに従って、主素子9に作用する
x−X線方向の磁束密度が高くなるから、電気抵抗が増
大して出力端子す、c間の電圧が次第に上昇し、任意に
設定したスレッショルドレベルの上限を超すと、コンパ
レータ16の出力信号が正となってピストン2の検出信
号が発せられ、磁気センサ7の直下に永久磁石3が対応
したときに出力電圧が最大となり、ピストン2が次第に
遠ざかるに従って主素子9に作用するx−X線方向の磁
束密度が低くなるから、電気抵抗が減少して出力電圧が
低下し、スレッショルドレベルの下限より小さくなると
出力信号が負となって検出信号が発せられなくなるので
あり、磁気センサ7の磁気抵抗素子9、10、IOのパ
ターンが中心線Y−Yを中心として左右対称になってい
るから、永久磁石3の磁力が弱くなったり、シリンダチ
ューブlの厚さが異なるエアーシリンダに使用した場合
のように、磁気センサ7に作用する磁界の′強さが変化
しても、出力端子す、c間に最大の電圧が生ずるのは、
常に、永久磁石3の中心が磁気センサ7の中心線Y−Y
に一致する位置であり、したがって、その位置を中心と
して任意に設定した左右両側の等距離の範囲内に永久磁
石3が対応するときにのみ検出信号を正確に出力するよ
うにすることができる。
ここで、磁石センサ7の主素子9と副素子IOの無磁界
における抵抗値の比を2:lとすると最も感度が良い。
次に磁石センサ7の変形例について説明すると、第3図
に示す第1変形例72は、主素子9a及び副素子10a
を主素子9+Lの感応方向に細長くしたものであって、
第8図に示すように、出力端子す、c間の出力電圧が主
素子9aの感応方向において頂部がなだらかな山形にな
るため、中心線Yを中心としてその両側の広い幅にわた
って永久磁石3が対応するときに検出信号を発するよう
にすることができ、また、第4図に示す第2変形例7b
は、中央の主素子9bが山形をなし、左右の副業子10
b、10bがこれを整合するパターンになっており、こ
の場合は出力端子す、b間の出力電圧が、第9図に示す
ように、主素子9bの感応方向において頂部の尖った急
峻な山形になるため、中心線Y−Yを中心として極く狭
い範囲に永久磁石3が対応するときにのみ検出信号を発
するようにすることができて、極めて高精度の位置検出
を行うことができ、また、スレッショルドレベルを二段
階に設定して、ピストンの接近を中心線Y−Yに極く近
い範囲とその[囲の両側の一定範囲の二段階に分けて検
出するようにすることもできる。
また、第5図に示す第3変形例7cのよに、両側の副素
子10c、10cを中央の主素子9cに対して斜めに配
置しても良いが、いずれの場合でも、中心線Y、−Yを
対称軸として左右対称のパターンにする必要がある。
次に、本発明の磁気センサを用いた他の検出装置4aの
使用例を第6図に基づいて説明すると、ベルトコンベヤ
20上に載置されて一方向へ搬送されるパレット21の
側面に永久磁石22を固着しておき、ベルトコンベヤ2
0の側方に固設した取付台23に本発明の検出装置4a
が、本発明の磁気センサ7dを内蔵した先端部をベルト
コンベヤ20側に向けて固定され、パレット21の永久
磁気22が位置検出袋fi4aの正面に対応したときに
検出信号を出力してベルトコンベヤ20を停止させるこ
とにより、パレット21上への部品の積み込みや、部品
の組み付け、または、加工等の作業を行うようになって
おり、この場合に、各パレット21毎に永久磁石22の
磁界の強さが異なっていても、本発明の磁気センサ7d
を用いれば、常に、永久磁石22が位置検出装置4a内
の磁気センサの正面に対応する位置にパレットを停止さ
せることができ、正確な作業を行うことができる。
なお、本例においては、パレット21の永久磁石22の
磁極がベルトコンベヤ2oの搬送方向と直交するように
設置されているため、磁気センサ7dは中央の主素子9
dの感応方向が永久磁石22の磁極の方向に一致するよ
うになっており、両側の副業子10d、lOdの感応方
向は主素子9dの感応方向と直交し、主素子9dの中心
を通る感応方向と平行な中心線Y−Yを対称軸とする線
対称形をなすように配置されている。この場合に、磁気
センサ7dを、第7図に示す変形例7eのように、主素
子9eの両側に副素子10e、10eを斜めに配置して
も良い。
なお、本発明の磁気センサは、永久磁石がその磁気セン
サの対称軸上を移動して接離する場合にも使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気センサを用いた位置検出装置の断
面図、第2図はその回路図2、第3図、第4図及び第5
図は夫々磁気センサの変形例のパターンを示す拡大図、
第6図は本発明の磁気センサを用いた他の位置検出装置
の平面図、第7図はその磁気センサの変形例のパターン
を示す拡大図、第8図、第9図は出力電圧の変化を示す
グラフである。 lニジリンダチューブ 2:ピストン 3:永久磁石 
4:位置検出装置 7:磁気センサ9:主素子 lO:
副素子 11:制御回路13:発光ダイオード 14:
トランジスタ15:負荷 16:コンパレータ 出願人 シーケーデイコントロールズ株式会社代理人 
弁理士  野   口      宏落3”J  − 9C 笠7[ 窮87 K9?7 X□−一一二□X □ 1、事件の表示 昭和62年特許順第267531号 2、発明の名称 位置検出用m気センサ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 愛知県春日井市場)内町850番地4、代理人 補正の内容 1 明細書の特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 2 明細書の第2頁第18行に「−個の」と、あるを、 「1個の」 と、訂正する。 3 明細書の第3頁第1行に「その感応方向」と、ある
を、 [その主素子の感応方向] と、訂正する。 4 明細書の第7頁第12行乃同第15行に「磁石」と
、あるを、 「磁気」 と、訂正する。 特許請求の範囲 り個の主素子と該主素子の両側に配置した2個の副素子
の、合計3個の磁気抵抗素子を直列接続してなり、該3
個の素子を、前記主素子の中心を通って該主素子の感応
方向と平行な、または、直交する軸を対称軸とする線対
称形に配置したことを特徴とする位置検出用磁気センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一個の主素子と該主素子の両側に配置した2個の副素子
    の、合計3個の磁気抵抗素子を直列接続してなり、該3
    個の素子を、前記主素子の中心を通つて該感応方向と平
    行な、または、直交する軸を対称軸とする線対称形に配
    置したことを特徴とする位置検出用磁気センサ
JP62267531A 1987-10-22 1987-10-22 位置検出用磁気センサ Pending JPH01109209A (ja)

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JP62267531A JPH01109209A (ja) 1987-10-22 1987-10-22 位置検出用磁気センサ

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