JPH06209556A - リニアエンコーダ - Google Patents

リニアエンコーダ

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JPH06209556A
JPH06209556A JP36126492A JP36126492A JPH06209556A JP H06209556 A JPH06209556 A JP H06209556A JP 36126492 A JP36126492 A JP 36126492A JP 36126492 A JP36126492 A JP 36126492A JP H06209556 A JPH06209556 A JP H06209556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear encoder
hall
distance
magnetic scale
movable body
Prior art date
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Pending
Application number
JP36126492A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Uzuka
光男 宇塚
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.)
SOFUTORONIKUSU KK
Original Assignee
SOFUTORONIKUSU KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアモータの可動部を長距離に亘って移動
させるような場合であっても、その移動距離を簡易かつ
正確に測定できるようにする。 【構成】 可動部の移動方向の長さと略同じ長さに形成
され、複数のマグネットm1,m2,…m8をその極性が
互いに逆になるように配置してなる磁気スケール12を
可動部に設け、この磁気スケール12の各マグネットm
1,m2,…m8の間のピッチPの整数倍の間隔でホール
IC81,82,…,8nを固定部の長さ方向に沿って配
置する。そして、各ホールIC81,82,…,8nの出
力を合成して取り出すようにする。これにより、可動部
の移動に伴いその移動距離に比例した数の信号が得ら
れ、これらの信号を計数して距離変換することで可動部
の移動距離を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リニアモータ等の可
動部の位置検出や移動距離測定に用いて好適なリニアエ
ンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工場内での物品の搬送、光学レン
ズ等の精密加工、及び自動製図を行う機器にリニアモー
タが適用されている。周知の如くリニアモータは、主に
固定部と可動部とから構成されるものであり、その構造
の違いにより、片面励磁構造、両面励磁構造、円筒形励
磁構造及びX−Y2軸励磁構造等がある。
【0003】従来、リニアモータにおける可動部の移動
距離を測定する方法の一つとして、図6に示すように、
可動部1の移動距離分に相当する長さの磁気スケール2
を可動部1に設けて移動距離を磁気的に検出する方法が
ある。上記磁気スケール2は、複数のマグネットm1
2,…mnを極性を交互に換えて一列に並べて構成され
ている。この磁気スケール2が、可動部1に伴って移動
すると、磁気スケール2の上方に離間配置されたホール
センサ4からマグネットm1,m2,…mnの各ピッチに
対応した検出信号が出力される。この検出信号が図示せ
ぬ計数回路で計数され、距離変換されるようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のリニアモータにおける可動部の移動距離測定方法に
あっては、その移動距離が長距離(例えば数m〜数十
m)に亘るような場合では、磁気スケールを配置するこ
とが物理的に困難であるという問題点があった。
【0005】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、可動部を長距離に亘って移動させるような場合
であっても、その移動距離を簡易に測定することができ
るリニアエンコーダを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載のリニアエンコーダは、可動体に等間
隔で配置された複数個のマーカと、前記マーカ間のピッ
チの整数倍の間隔で、固定側に複数個配置された、前記
マーカを検出できるセンサーとからなることを特徴とし
ている。
【0007】また、請求項2記載のリニアエンコーダ
は、可動体に搭載され、該可動体の移動方向に沿って極
性が交互に異なるように配置された複数個のマグネット
からなる磁気スケールと、上記可動体の移動方向に沿っ
て上記磁気スケールの上記マグネット間のピッチに対し
て整数倍の間隔で固定配置された複数個の磁気検出手段
とからなることを特徴としている。
【0008】また、請求項3記載のリニアエンコーダ
は、上記磁気スケールが、可動体の移動方向の長さと同
一長さ又はそれ以下の長さであることを特徴としてい
る。
【0009】また、請求項4記載のリニアエンコーダ
は、上記各磁気検出手段が、ホール素子と該ホール素子
の出力を増幅する増幅回路とから構成されるものである
ことを特徴としている。
【0010】さらにまた、請求項5記載のリニアエンコ
ーダは、リニアモータに適用されるものであることを特
徴としている。
【0011】
【作用】この発明では、可動体にはその移動方向の長さ
と略同じ長さの磁気スケールを設け、固定部には磁気ス
ケールの各マグネット間のピッチの整数倍の間隔で複数
個の磁気検出手段を固定配置する。そして、各磁気検出
手段の出力を合成することにより、可動体が移動した場
合に、その移動距離に比例した数の信号が得られる。し
たがって、得られた信号を計数して距離変換することに
より可動体の移動距離を求めることができる。それ故、
可動体を長距離に亘って移動させるような場合であって
も、その移動距離を簡易に測定することが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 ◇第1実施例 図1は、この発明の第1実施例であるリニアエンコーダ
を適用したマグネット移動式のリニアモータの構成を示
す部分斜視図である。
【0013】図1において、符号5はリニアモータの固
定部を示し、二つの断面コ字状のレール部材6A,6B
を背中合わせにして接続してなるレール本体と、このレ
ール本体の下面に設けられた駆動用コイル71,72
…,7nとから概略構成されている。81,82 ,…,8
nの各々はディジタルタイプのホールICであり、レー
ル部材6Aの上部側面に沿って所定間隔毎に取り付けら
れている。上記ホールICは、ホール素子と増幅器とを
単一のチップの上に集積化したものであり、ディジタル
タイプの他にリニアタイプがある。
【0014】符号9は方形状の可動部を示し、可動部9
の内部両側面にはローラ10A〜10Dが取り付けられ
ており、底面には方形平板状の界磁マグネット11が取
り付けられている。また、上部の開口部の内側の面には
磁気スケール12が取り付けられている。この磁気スケ
ール12は、図2に示すように、8個のマグネット
1,m2,…m8を可動部9の移動方向Mdに沿って互
いに極性が逆になるように交互に配置したものである。
この例においては、マグネットm1,m2,…m8の各間
隔が等ピッチPになるように配置している。
【0015】上記ホールIC81,82,…,8n及び磁
気スケール12は、リニアエンコーダ13 を構成して
いる。
【0016】図2は、リニアエンコーダ13の電気的構
成を示すブロック図である。この図に示すように、各ホ
ールIC81,82,…,8nの出力端が、共通接続され
ていて論理和がとられている(すなわち各出力端がワイ
アードオア接続されている)。また、各ホールIC
1,82,…,8nには、端子Ta,Tbを介して、電
源が供給されるようになっている。また、ホ ールIC
1,82,…,8nの各間隔は磁気スケール12のピッ
チPのn(nは整数で、この図では「7」)倍に設定さ
れている。
【0017】それ故、各ホールIC81,82,…,8n
の出力Pa,Pb,Pc,…は、図3に示すように、時
系列的に整然とした波形のものが得られる。この図から
分るように、可動部9の移動による磁気スケール12の
移動により、出力端子Toから連続したパルス信号c
w,cw,…が得られる。これらのパルス信号cw,c
w,…をカウンタ(図示略)により計数し、そして距離
変換することにより可動部9の移動距離(移動位置)を
知ることができる。
【0018】このような構成のリニアモータにおいて、
駆動用コイル71,72,73,…,7nに順次駆動パルス
が印加されると、可動部9は前方吸引、後方反発で移動
を開始する。そして、可動部9の移動開始と共に、その
移動位置がリニアエンコーダ13によって検出され、出
力端子Toよりパルス信号cwが出力される。出力され
たパルス信号cw,cw,…がカウンタにより計数さ
れ、そして距離変換される。なお、可動部9の移動方向
は駆動用コイル71,72,73,…,7nに印加する駆動
パルスの印加方向を変えることにより変更できる。
【0019】◇第2実施例 次に、この発明の第2実施例であるリニアエンコーダに
ついて説明する。図4は、この発明の第2実施例である
リニアエンコーダの電気的構成を示す回路図である。
【0020】この例のリニアエンコーダが、上述の第1
実施例と異なるところは、ディジタルタイプのホールI
Cに代えて、複数のリニアタイプのホールICを用い、
これらの出力信号を合成するようにした点である。な
お、この第2実施例に供されるリニアモータは、図1と
同様の構成のものであるのでその説明を省略する。図4
において、符号141,142,…,14nは、いずれも
リニアタイプのホールI Cであり、各出力端が共通接
続されており、その一方が抵抗15を介して演算増幅器
16の反転入力端に接続されている。また、その他方が
演算増幅器16の非反転入力端に接続されている。演算
増幅器16の出力端と反転入力端との間には抵抗17が
介挿されている。
【0021】上記ホールIC141,142,…,14n
の配置間隔は、上述の第1実施例の場 合と同様に磁気
スケール12のピッチPのn倍に設定されている。それ
故、各ホールIC141,142,…,14nの出力が、
図5に示すように、時系列的に整然とした波形のものが
得られる。この図から分るように可動部9の移動による
磁気スケール12の移動により、連続したアナログ信号
sw,sw,…が出力端子Toから出力される。
【0022】これらのアナログ信号sw,sw,…を波
形整形回路(図示略)で波形整形した後、カウンタ(図
示略)により計数し、そして距離変換することで可動部
9の移動距離を知ることができる。上記ホールIC14
1,142,…,14nと磁気スケール12とは、リニア
エンコーダ18を構成している。
【0023】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実
施例においては、磁気スケール12を8個のマグネット
で構成するようにした場合について述べたが、磁気スケ
ール12の長さがホールIC81,82,…,8n又はホ
ールIC141,142, …,14nの間隔と同じか、そ
れ以上であれば8個に限定されない。
【0024】また、上述の実施例においては、ホールI
Cを用いた磁気式のエンコーダに付いて述べたが、これ
に限らず、発光素子と受光素子とから構成される光学式
のものであっても良い。この場合、磁気スケール12の
ピッチPがスリットに相当するように同磁気スケール1
2を形成すれば良い。
【0025】また、上記実施例では、可動部9の移動距
離測定のためにのみホールICを設けるようにしたが、
これに加えて固定部の位置を検出するための位置センサ
と供用するようにしても良い。
【0026】また、上記実施例のホールICの各々に対
して、1/2ピッチずらした位置に別のホールICを配
置し、これらホールICを上記同様の接続を行うこと
で、これら新たに設置したホールICの出力と、ホール
ICの出力との位相差から可動部の移動方向を知ること
ができる。
【0027】また、上記実施例では、マグネット移動式
のリニアモータに適用した場合であったが、コイル移動
式でも適用可能である。
【0028】また、上記実施例では、一次元のリニアモ
ータに適用した場合であったが、二次元、三次元のリニ
アモータにでも勿論適用できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、可動
部にその移動方向の長さと略同じ長さの磁気スケールを
設け、固定部に磁気スケールの各マグネット間のピッチ
の整数倍の間隔で複数個の磁気検出手段を固定配置し、
各磁気検出手段の合成出力を得るようにしたので、可動
部が移動した場合に、その移動距離に比例した数の信号
が得られる。したがって、これら連続パルスを計数して
距離変換することにより可動部の移動距離を容易に求め
ることができる。それ故、可動部を長距離に亘って移動
させるような場合であっても、その移動距離を簡易に測
定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例であるリニアエンコーダ
を適用したマグネット移動式のリニアモータの構成を示
す部分斜視図である。
【図2】同リニアエンコーダの電気的構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】同実施例の動作を説明するための波形図であ
る。
【図4】この発明の第2実施例であるリニアエンコーダ
の電気的構成を示す回路図である。
【図5】同実施例の動作を説明するための波形図であ
る。
【図6】従来のリニアモータの可動部の移動距離測定方
法を説明するための図である。
【符号の説明】
5 固定部 71,72,…,7n 駆動用コイル 81,82,…,8n ディジタルタイプホールIC
(磁気検出手段) 9 可動部 12 磁気スケール 141,142,…,14n リニアタイプホールIC
(磁気検出手段) 13,18 リニアエンコーダ m1,m2,…,m8 マグネット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動体に等間隔で配置された複数個のマ
    ーカと、 前記マーカ間のピッチの整数倍の間隔で、固定側に複数
    個配置された、前記マーカを検出できるセンサーとから
    なることを特徴とするリニアエンコーダ。
  2. 【請求項2】 可動体に搭載され、該可動体の移動方向
    に沿って極性が交互に異なるように配置された複数個の
    マグネットからなるスケールと、 前記可動体の移動方向に沿って前記スケールの前記マグ
    ネット間のピッチに対して整数倍の間隔で固定配置され
    た複数個の磁気検出手段とからなることを特徴とするリ
    ニアエンコーダ。
  3. 【請求項3】 前記スケールは、前記可動体の移動方向
    の長さと同一長さ又はそれ以下の長さであることを特徴
    とする請求項2記載のリニアエンコーダ。
  4. 【請求項4】 前記各磁気検出手段は、ホール素子と該
    ホール素子の出力を増幅する増幅回路とから構成される
    ものであることを特徴とする請求項2記載のリニアエン
    コーダ。
  5. 【請求項5】 前記リニアエンコーダは、リニアモータ
    に適用されるものであることを特徴とする請求項2記載
    のリニアエンコーダ。
JP36126492A 1992-12-30 1992-12-30 リニアエンコーダ Pending JPH06209556A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100346569C (zh) * 2004-07-01 2007-10-31 山崎马扎克公司 直线电动机用位置检测装置
TWI629225B (zh) * 2017-08-28 2018-07-11 台達電子工業股份有限公司 輸送系統
US10364103B2 (en) 2017-08-28 2019-07-30 Delta Electronics, Inc. Conveyor systems and methods of controlling moving stage

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