JPH0434312A - Position detector - Google Patents
Position detectorInfo
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位置検出装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a position detection device.
従来、位置検出装置としては種々のものか考えられてい
るか、その−例としてコイルのインダクタンスを利用し
て、回転体の回転位置等を求めるものが、特公昭47−
27266号公報に示されている。Conventionally, various types of position detection devices have been considered.One example is one that uses the inductance of a coil to determine the rotational position of a rotating body, etc.
It is shown in Japanese Patent No. 27266.
この公報に示される方法では、長3角形状の金属帯を回
転体に巻き付け、この金属帯に対向させてコイルを設け
ている。そして金属帯の面積の変化に基づくコイルのイ
ンダクタンスの変化を検出し、回転体の回転位置等を求
めていた。In the method disclosed in this publication, a long triangular metal band is wound around a rotating body, and a coil is provided opposite the metal band. Changes in the inductance of the coil based on changes in the area of the metal strip were detected to determine the rotational position of the rotating body.
しかし、上記公報に示される検出方法を採用する装置で
は、コイルに発振回路等を接続しなければならす、構成
か複雑になる。However, in a device that employs the detection method disclosed in the above publication, an oscillation circuit or the like must be connected to the coil, resulting in a complicated configuration.
また、インダクタンスの変化に基く位置検出なので、精
度が不十分てあり、検出範囲が狭い。Furthermore, since position detection is based on changes in inductance, the accuracy is insufficient and the detection range is narrow.
本発明は上記問題点を解決し、簡単な構成で精度の高い
位置検出を長い距離にわたって行うことができる小型の
位置検出装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a small-sized position detection device that can perform highly accurate position detection over a long distance with a simple configuration.
本発明の位置検出装置では、レールを移動する移動体の
位置を検出する位置検出装置であって、レールが移動方
向に沿って磁束密度が増加または減少する磁力発生手段
で構成され、移動体が前記磁束密度の変化を検知する磁
気検出手段を備えていることを特徴とする。The position detection device of the present invention is a position detection device for detecting the position of a moving body moving on a rail, wherein the rail is configured with a magnetic force generating means whose magnetic flux density increases or decreases along the moving direction, and the moving body is The present invention is characterized in that it includes magnetic detection means for detecting changes in the magnetic flux density.
また、磁力発生体が磁気検出手段の移動方向に対して直
交する方向に磁気検出手段を挾み込む構造としておくこ
とが好ましい。Further, it is preferable that the magnetic force generating body sandwich the magnetic detecting means in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetic detecting means.
更に、磁気検出手段を貫く磁束密度がその移動方向に対
して線形的に増加又は減少するようにしておくことが好
ましい。Furthermore, it is preferable that the magnetic flux density passing through the magnetic detection means increases or decreases linearly with respect to the direction of movement thereof.
本発明の位置検出装置では、上記のように構成されてい
るので、レール上の磁束密度は、増加または減少方向に
変化し、移動体を鎖交する。磁力線は場所によって異な
る。また、移動体に固定された磁気検出素子は、鎖交す
る磁力線の量により出力値が変化する。したがって、レ
ール上を移動する移動体の位置は磁気検出素子の出力値
として検出される。Since the position detection device of the present invention is configured as described above, the magnetic flux density on the rail changes in an increasing or decreasing direction and interlinks the moving body. Magnetic field lines differ depending on location. Further, the output value of a magnetic detection element fixed to a moving body changes depending on the amount of interlinked lines of magnetic force. Therefore, the position of the moving body moving on the rail is detected as the output value of the magnetic detection element.
以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。Elements with the same reference numerals have the same functions, so duplicate explanations will be omitted.
第1図は本発明に従う位置検出装置の一実施例の斜視外
観を示し、第2図(a)は位置検出装置の正面、第2図
(b)は位置検出装置の側面、そして第2図(c)は第
2図(a)のA−A断面を示す。FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the position detection device according to the present invention, FIG. 2(a) shows the front side of the position detection device, FIG. (c) shows the AA cross section of FIG. 2(a).
まず、位置検出装置は、第1図に示すように、上部マグ
ネット部1と下部マグネット部2とで構成されたレール
と、それらの間に挾まれ、内部に磁気検出用のホール素
子30を備えた移動部材3とより構成されている。First, as shown in FIG. 1, the position detection device includes a rail composed of an upper magnet part 1 and a lower magnet part 2, and a Hall element 30 for magnetic detection sandwiched between them. It is composed of a moving member 3.
上部マグネット部1は一体型の永久磁石であり、その下
面10には樹脂がコーティングされている。The upper magnet part 1 is an integrated permanent magnet, and its lower surface 10 is coated with resin.
この樹脂としては種々のものが使用できるが、ポリアセ
タール樹脂が耐腐蝕性、耐摩耗性の点で好ましい。Various resins can be used as this resin, but polyacetal resin is preferred in terms of corrosion resistance and abrasion resistance.
下部マグネット部2は樹脂部21と永久磁石部22とよ
り構成されている。この下部マグネット部2は、その永
久磁石部22の上面22aが上部マグネット部1の下面
10の磁極と反対の磁極となるように構成されている。The lower magnet part 2 is composed of a resin part 21 and a permanent magnet part 22. The lower magnet section 2 is configured such that the upper surface 22a of the permanent magnet section 22 has a magnetic pole opposite to the magnetic pole of the lower surface 10 of the upper magnet section 1.
そして、移動部材3の移動方向Xに対して直交する方向
Yの樹脂部21の厚さtは、移動部材3の移動距離に対
してexの関数としておくことが好ましい。このように
構成しておくことにより移動部材3内のホール素子30
の出力が移動部材3の移動に対してリニアに変化し、ホ
ール素子30の出力を何ら補正することなく直接、移動
距離として読み取ることかできる。これは、ホール素子
の性質がそこを貫く磁束密度に対してリニアに変化し、
また、磁束密度は距離の2乗に反比例して減少すること
による。The thickness t of the resin portion 21 in the direction Y perpendicular to the moving direction X of the moving member 3 is preferably set as a function of ex with respect to the moving distance of the moving member 3. With this configuration, the Hall element 30 in the moving member 3
The output changes linearly with the movement of the moving member 3, and the output of the Hall element 30 can be directly read as the moving distance without any correction. This is because the properties of the Hall element change linearly with the magnetic flux density passing through it.
Further, the magnetic flux density decreases in inverse proportion to the square of the distance.
そして、上部マグネット部1及び下部マグネット部2は
、第1図に示すように、磁性材料より構成されたホルダ
ー4内に収容固定されている。この第1図では、このホ
ルダー4を二点鎖線で示しである。これのように各部材
を配置すると、上部及び下部マグネット部1.2及びホ
ルダー4とで第2図(C)に示すような磁力線Wが形成
される。The upper magnet part 1 and the lower magnet part 2 are housed and fixed in a holder 4 made of a magnetic material, as shown in FIG. In FIG. 1, this holder 4 is shown by a chain double-dashed line. When each member is arranged in this way, magnetic lines of force W as shown in FIG. 2(C) are formed between the upper and lower magnet parts 1.2 and the holder 4.
この磁力線Wは、磁性体であるホルダー4及び上部マグ
ネット部1及び下部マグネット部2を通っており、はぼ
磁気回路が構成され、そのため、移動部材3内のホール
素子30を貫く磁束密度が安定し、安定した位置検出が
可能になる。These magnetic lines of force W pass through the holder 4, which is a magnetic material, and the upper magnet part 1 and the lower magnet part 2, and a magnetic circuit is formed. Therefore, the magnetic flux density passing through the Hall element 30 in the moving member 3 is stabilized. This enables stable position detection.
移動部材3は、樹脂より一体成型された保持器3]を備
えている。この樹脂としては種々の樹脂が使用できるか
、耐腐蝕性、耐摩耗性の点てポリアセタール樹脂か好ま
しい。この保持器31は、第3図に示すように、略直方
体上の本体部32と第1押圧部34及び第2抑圧部35
とを有し、本体部32にはこのホール素子30を収容す
るための空洞33が設けられている。第1押圧部34は
、第3図に示すように、パンタグラフ形状をしており、
その頂部は、上部マグネット部1の下面10に当接し、
空洞33内に収容されたホール素子30を下部マグネッ
ト部2の樹脂部21の上面に押圧すると共に、移動部材
3のZ方向でのブレを防止している。一方、第2抑圧部
35も、第3図に示すように、パンタグラフ形状をして
おり、その頂部はホルダー4の内面40に当接し、第1
押圧部34の押圧方向Z及び移動部材3の移動方向Xに
対して直交する方向Yに本体部32を付勢し、本体部3
2の側面33の一部をホルダー4の内面41に押し付け
、移動部材3のY方向でのブレを防止している。The moving member 3 includes a retainer 3 integrally molded from resin. Various resins can be used as this resin, and polyacetal resin is preferred in terms of corrosion resistance and abrasion resistance. As shown in FIG. 3, this retainer 31 includes a main body portion 32 shaped like a rectangular parallelepiped, a first pressing portion 34, and a second suppressing portion 35.
The main body portion 32 is provided with a cavity 33 for accommodating the Hall element 30. The first pressing portion 34 has a pantograph shape, as shown in FIG.
The top part contacts the lower surface 10 of the upper magnet part 1,
The Hall element 30 housed in the cavity 33 is pressed against the upper surface of the resin part 21 of the lower magnet part 2, and the movable member 3 is prevented from wobbling in the Z direction. On the other hand, the second suppressing part 35 also has a pantograph shape, as shown in FIG.
The main body part 32 is urged in a direction Y perpendicular to the pressing direction Z of the pressing part 34 and the moving direction X of the moving member 3, and the main body part 3
A part of the side surface 33 of the holder 2 is pressed against the inner surface 41 of the holder 4 to prevent the movable member 3 from wobbling in the Y direction.
このように構成することにより、移動部材3は、滑らか
に上部及び下部マグネット部1.2の間を移動可能とな
り、安定した位置検出が可能となる。With this configuration, the movable member 3 can smoothly move between the upper and lower magnet parts 1.2, and stable position detection is possible.
本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made.
具体的には、上記実施例では、上部及び下部マグネット
部を永久磁石を利用して構成しているが、これに限定さ
れず、電磁石等を利用して、移動方向に磁束密度が変化
するように構成することもできる。また、下部マグネッ
ト部の樹脂部の厚さtをe の関数となるようにしてい
るが、これに限定されず、例えばリニアに変化するよう
にしてもよい。この場合に、移動距離と位置検出装置の
出力値との線形性を保つためには、ホール素子の出力値
を補正する必要がある。また更に、上記実施例では、上
部マグネット部を一体型永久磁石とし、下部のマグネッ
ト部を2つの部材より構成しているが、この逆でも、ま
た両方を2つの部材で構成するようにしてもよい。Specifically, in the above embodiment, the upper and lower magnet parts are configured using permanent magnets, but the structure is not limited to this, and electromagnets or the like may be used to change the magnetic flux density in the direction of movement. It can also be configured as Further, although the thickness t of the resin portion of the lower magnet portion is made to be a function of e, the thickness t is not limited to this, and may be made to change linearly, for example. In this case, in order to maintain linearity between the moving distance and the output value of the position detection device, it is necessary to correct the output value of the Hall element. Furthermore, in the above embodiment, the upper magnet part is an integral permanent magnet, and the lower magnet part is made up of two members, but the reverse may be used, or both may be made of two members. good.
更に、上記実施例では、磁気検出素子としてポール素子
を用いているが、これに限定されず、例えば、MR素子
等のその他の磁気検出素子を使用してもよい。Further, in the above embodiment, a pole element is used as the magnetic detection element, but the present invention is not limited to this, and other magnetic detection elements such as an MR element may be used.
また更に、上記実施例では移動部材を2方向及びY方向
に押圧するパンタグラフ形状の押圧部を設けているが、
Z方向にのみ押圧する抑圧部を設けるようにしても位置
検圧を高精度でおこなうことができる。このような例を
第4図に示す。また、このような押圧する部分を設けず
、略長方形の樹脂部材内にホール素子を組み込み、その
樹脂部材の側面か第1及び第2マグネット部の上面及び
下面を摺動するようにしてもよい。また、上記実施例で
は抑圧部を樹脂の一体成型により、パンタグラフ形状に
構成しているが、別体の部材と組み合わせたり、また、
このような押圧部を板ばね等て構成するようにしてもよ
い。Furthermore, in the above embodiment, a pantograph-shaped pressing portion that presses the moving member in two directions and in the Y direction is provided;
Position pressure detection can be performed with high precision even if a suppressing portion that presses only in the Z direction is provided. Such an example is shown in FIG. Alternatively, the Hall element may be built into a substantially rectangular resin member without providing such a pressing portion, and the Hall element may be slid on the side surface of the resin member or the upper and lower surfaces of the first and second magnet parts. . Further, in the above embodiment, the suppressing portion is formed into a pantograph shape by integral molding of resin, but it may be combined with a separate member, or
Such a pressing portion may be constructed of a leaf spring or the like.
また更に、上記実施例では、第1及び第2マグネット部
を固定し、移動部材を移動させるようにしているか、こ
れと逆に移動部材を固定し、第1及び第2マグネット部
を移動させるようにしてもよい。Furthermore, in the above embodiments, the first and second magnet parts are fixed and the movable member is moved, or conversely, the movable member is fixed and the first and second magnet parts are moved. You may also do so.
本発明の位置検出装置では、先に説明したように、移動
方向に磁束密度が変化するレール上に磁気検出素子を備
えた移動体を移動させ、その磁気検出素子により検出さ
れた磁束密度の増減により移動体の位置を求めるように
しているので、高精度でかつ安定した位置検出が可能と
なる。As described above, in the position detection device of the present invention, a moving body equipped with a magnetic detection element is moved on a rail whose magnetic flux density changes in the moving direction, and the magnetic flux density detected by the magnetic detection element increases or decreases. Since the position of the moving body is determined by the following, highly accurate and stable position detection is possible.
また、上記磁気検出素子をその移動方向に対して直交す
る方向に磁力発生体で挾むことにより、磁束を安定させ
安定した位置検出を可能にすることもてきる。Furthermore, by sandwiching the magnetic detecting element between magnetic force generators in a direction perpendicular to the direction of movement thereof, it is possible to stabilize the magnetic flux and enable stable position detection.
第1図は本発明にしたがう位置検出装置の一実施例の斜
視外観図、第2図は第1図に示す位置検出装置の正面、
側面断面を示す図、第3図は第1図に示す位置検出装置
に使用する磁気検出素子の保持器を示す図、第4図は磁
気検出素子の保持器の別の例を示すである。
] ・第1マグネット部、2・・・第2マグネット部、
3・・移動部材。
代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
寺 嶋 史 朗第2図
(b)
偲侍容器の実施例
(c)
第3図FIG. 1 is a perspective external view of an embodiment of a position detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a front view of the position detection device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a side cross section, FIG. 3 is a diagram showing a holder for a magnetic detection element used in the position detection device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing another example of a holder for a magnetic detection element. ] ・First magnet part, 2... second magnet part,
3. Moving parts. Representative Patent Attorney Yoshiki Hase
Fumiaki Terashima Figure 2 (b) Example of the samurai container (c) Figure 3
Claims (1)
装置であって、前記レールが移動方向に沿って磁束密度
が増加または減少する磁力発生手段で構成され、前記移
動体が前記磁束密度の変化を検知する磁気検出手段を備
えている位置検出装置。 2、前記磁力発生手段が前記移動方向に対して直交する
方向に前記移動体を挾み込んでいる請求項1記載の位置
検出装置。 3、前記磁力発生手段の前記磁気検出手段を貫く磁束密
度がその移動方向に対して一次関数となるように変化し
ている請求項1又は2記載の位置検出装置。[Claims] 1. A position detection device for detecting the position of a moving body moving on a rail, wherein the rail is configured with a magnetic force generating means whose magnetic flux density increases or decreases along the moving direction, A position detection device whose body includes magnetic detection means for detecting changes in the magnetic flux density. 2. The position detection device according to claim 1, wherein the magnetic force generating means inserts the moving body in a direction perpendicular to the moving direction. 3. The position detection device according to claim 1 or 2, wherein the magnetic flux density passing through the magnetic detection means of the magnetic force generation means changes as a linear function with respect to the direction of movement thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14257090A JPH0434312A (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14257090A JPH0434312A (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Position detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0434312A true JPH0434312A (en) | 1992-02-05 |
Family
ID=15318400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14257090A Pending JPH0434312A (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Position detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0434312A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006115129A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position sensor, optical head device, head moving mechanism, information recording/reproducing device and position control system |
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-
1990
- 1990-05-31 JP JP14257090A patent/JPH0434312A/en active Pending
Cited By (4)
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