JPH06341853A - 磁気位置センサ - Google Patents
磁気位置センサInfo
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- JPH06341853A JPH06341853A JP6072939A JP7293994A JPH06341853A JP H06341853 A JPH06341853 A JP H06341853A JP 6072939 A JP6072939 A JP 6072939A JP 7293994 A JP7293994 A JP 7293994A JP H06341853 A JPH06341853 A JP H06341853A
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 感度よく、正確に位置を検出することができ
る磁気位置センサを提供する。 【構成】 互いにほぼ平行になるように配列された２つ
の目標トラックが設けられている。目標トラックは、そ
れぞれ、交互パターンをなすように配列された磁性及び
非磁性セグメントから構成される。第１と第２の磁気感
応コンポーネントが、それぞれ、第１と第２の目標トラ
ックに近接して配置され、磁界発生源が、これらの磁気
感応コンポーネントに近接して配置されている。第１と
第２の磁気感応コンポーネントに垂直に加えられる磁界
の歪みを利用して、第１と第２の出力信号を得る。第１
と第２の出力信号の関数である第３の出力信号を利用し
て、第１と第２の磁気感応コンポーネントに対する第１
と第２の目標トラックの位置が確認される。
る磁気位置センサを提供する。 【構成】 互いにほぼ平行になるように配列された２つ
の目標トラックが設けられている。目標トラックは、そ
れぞれ、交互パターンをなすように配列された磁性及び
非磁性セグメントから構成される。第１と第２の磁気感
応コンポーネントが、それぞれ、第１と第２の目標トラ
ックに近接して配置され、磁界発生源が、これらの磁気
感応コンポーネントに近接して配置されている。第１と
第２の磁気感応コンポーネントに垂直に加えられる磁界
の歪みを利用して、第１と第２の出力信号を得る。第１
と第２の出力信号の関数である第３の出力信号を利用し
て、第１と第２の磁気感応コンポーネントに対する第１
と第２の目標トラックの位置が確認される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、磁気位置セン
サに関するものであり、特にバイアスされた磁気を有す
る２つの磁気感応コンポーネントに関連した２つのほぼ
平行な目標トラックを利用する磁気位置センサに関する
ものである。
サに関するものであり、特にバイアスされた磁気を有す
る２つの磁気感応コンポーネントに関連した２つのほぼ
平行な目標トラックを利用する磁気位置センサに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】当該技術の熟練者には多くの異なるタイ
プの磁気位置センサが既知である。磁気位置センサの応
用の１つでは、ホール効果コンポーネントのような１つ
以上の磁気感応デバイスが磁性材料の移動目標に近接し
て配列され、永久磁石を利用して、バイアス磁界を発生
させ、磁性材料がこの磁界を通ると、これに応答して、
磁界に歪みが生じるようになっている。このタイプの構
成は一般に歯車の歯センサに関連して用いられる。ホー
ル効果素子が移動歯車の歯に近接して配置されるととも
に、永久磁石が、ホール効果素子に近接して、ホール効
果素子及び歯車の歯を通る磁界を発生するように配置さ
れる。歯車の回転につれて、順次、歯及び中間のギャッ
プが、ホール効果素子を通過する。ホール効果素子は、
歯車と永久磁石のような磁界発生源の間に配置される。
歯車の歯が磁界を通過すると、磁界が歪み、ホール効果
素子に垂直に通る磁界の方向及び強度が、移動する歯車
の歯に応答して変化する。ホール効果素子は、一般に、
ホール効果素子に対して垂直な磁界強度を表した出力信
号を送り出すので、出力信号を識別して、ホール効果素
子に対する特定の位置における歯または中間のギャップ
の存在を確認することが可能である。
プの磁気位置センサが既知である。磁気位置センサの応
用の１つでは、ホール効果コンポーネントのような１つ
以上の磁気感応デバイスが磁性材料の移動目標に近接し
て配列され、永久磁石を利用して、バイアス磁界を発生
させ、磁性材料がこの磁界を通ると、これに応答して、
磁界に歪みが生じるようになっている。このタイプの構
成は一般に歯車の歯センサに関連して用いられる。ホー
ル効果素子が移動歯車の歯に近接して配置されるととも
に、永久磁石が、ホール効果素子に近接して、ホール効
果素子及び歯車の歯を通る磁界を発生するように配置さ
れる。歯車の回転につれて、順次、歯及び中間のギャッ
プが、ホール効果素子を通過する。ホール効果素子は、
歯車と永久磁石のような磁界発生源の間に配置される。
歯車の歯が磁界を通過すると、磁界が歪み、ホール効果
素子に垂直に通る磁界の方向及び強度が、移動する歯車
の歯に応答して変化する。ホール効果素子は、一般に、
ホール効果素子に対して垂直な磁界強度を表した出力信
号を送り出すので、出力信号を識別して、ホール効果素
子に対する特定の位置における歯または中間のギャップ
の存在を確認することが可能である。
【０００３】１９９２年８月１８日にＳｔｏｌｆｕｓに
対して発行された米国特許第５，１４０，２６２号に
は、中心線が回転部材の回転の中心線と交差しない、歯
車の歯センサの解説がある。軸のずれた歯センサには、
検知すべき回転部材の回転の中心と一致しないラインに
沿って配置された中心線が備わっている。代わりに、ホ
ール効果素子が配置されたハウジングの中心線は、回転
部材の回転の中心から垂直方向に、ホール効果素子と回
転部材表面の間の許容可能なギャップを規定する、ある
範囲の寸法の関数として決定される距離をあけた位置に
向けられている。
対して発行された米国特許第５，１４０，２６２号に
は、中心線が回転部材の回転の中心線と交差しない、歯
車の歯センサの解説がある。軸のずれた歯センサには、
検知すべき回転部材の回転の中心と一致しないラインに
沿って配置された中心線が備わっている。代わりに、ホ
ール効果素子が配置されたハウジングの中心線は、回転
部材の回転の中心から垂直方向に、ホール効果素子と回
転部材表面の間の許容可能なギャップを規定する、ある
範囲の寸法の関数として決定される距離をあけた位置に
向けられている。
【０００４】１９９２年４月８日にＷｕによって提出さ
れ、本出願の譲受人に譲渡された、米国特許出願第０７
／８５６，０１０（Ｍ１０−１４０４９）号には、磁石
と関連した２つの磁気感応デバイスが設けられた位置セ
ンサが開示されている。そのセンサは、その表面に少な
くとも１つの不連続部分を備えた回転部材に近接して配
置することが可能である。ホール効果変換器とすること
が可能な２つの磁気感応デバイスは、それぞれ、それぞ
れの変換器が配置された磁界の方向及び大きさを表す出
力信号を送り出す。磁気感応デバイスからの第１と第２
の出力信号の代数和が、センサに近接して配置された回
転部材の位置表示として与えられる。
れ、本出願の譲受人に譲渡された、米国特許出願第０７
／８５６，０１０（Ｍ１０−１４０４９）号には、磁石
と関連した２つの磁気感応デバイスが設けられた位置セ
ンサが開示されている。そのセンサは、その表面に少な
くとも１つの不連続部分を備えた回転部材に近接して配
置することが可能である。ホール効果変換器とすること
が可能な２つの磁気感応デバイスは、それぞれ、それぞ
れの変換器が配置された磁界の方向及び大きさを表す出
力信号を送り出す。磁気感応デバイスからの第１と第２
の出力信号の代数和が、センサに近接して配置された回
転部材の位置表示として与えられる。
【０００５】１９９２年９月２９日にＷｕによって提出
された、米国特許出願第０７／９５２，４４９（Ｍ１０
−１５１０１）号には、磁石と、ホール効果素子のよう
な２つの磁気感応デバイスを組み込んだ、歯センサが開
示されている。２つの磁気感応デバイスは、一方のデバ
イスが、もう一方のデバイスよりも磁石に近い位置につ
くように、互いに、共通の平面内に配置される。両方の
磁気感応デバイスが配置される、共通の平面は、所定の
距離だけ磁石の中心軸から離れて向かい合っている。第
１と第２の磁気感応デバイスに垂直に加えられる磁界強
度の比率を求めるための手段が設けられている。この比
率を利用して、センサに近接した歯とスロットの区別が
行われるが、磁気感応デバイスの共通平面は、一般に、
歯及びスロットが通る経路に対して垂直である。
された、米国特許出願第０７／９５２，４４９（Ｍ１０
−１５１０１）号には、磁石と、ホール効果素子のよう
な２つの磁気感応デバイスを組み込んだ、歯センサが開
示されている。２つの磁気感応デバイスは、一方のデバ
イスが、もう一方のデバイスよりも磁石に近い位置につ
くように、互いに、共通の平面内に配置される。両方の
磁気感応デバイスが配置される、共通の平面は、所定の
距離だけ磁石の中心軸から離れて向かい合っている。第
１と第２の磁気感応デバイスに垂直に加えられる磁界強
度の比率を求めるための手段が設けられている。この比
率を利用して、センサに近接した歯とスロットの区別が
行われるが、磁気感応デバイスの共通平面は、一般に、
歯及びスロットが通る経路に対して垂直である。
【０００６】１９９２年１１月１７日にＡｌｆｏｒｓに
対して発行された米国特許第５，１６４，６６８号に
は、シャフト位置の変動に対する感度の低い角位置セン
サの解説がある。角位置センサは、回転磁石に近接した
領域から磁気感応デバイスに近接した領域に延びる第１
と第２の磁極片が設けられている。磁極片は、回転磁石
と磁気感応デバイスの間に延びる磁束線を制限する磁気
抵抗が小さい、限定された磁気経路を形成する。本発明
の第１と第２の磁極片セグメント間に回転磁石を配置す
ることによって、回転磁石の影響力の変動に対するセン
サの感度が大幅に低下するので、測定システムの信頼性
が高くなる。
対して発行された米国特許第５，１６４，６６８号に
は、シャフト位置の変動に対する感度の低い角位置セン
サの解説がある。角位置センサは、回転磁石に近接した
領域から磁気感応デバイスに近接した領域に延びる第１
と第２の磁極片が設けられている。磁極片は、回転磁石
と磁気感応デバイスの間に延びる磁束線を制限する磁気
抵抗が小さい、限定された磁気経路を形成する。本発明
の第１と第２の磁極片セグメント間に回転磁石を配置す
ることによって、回転磁石の影響力の変動に対するセン
サの感度が大幅に低下するので、測定システムの信頼性
が高くなる。
【０００７】１９９２年１０月１７日にＷｕに対して発
行された米国特許出願第５，１５９，２６８号には、ホ
ール効果デバイス及び整形磁石を備えた回転位置センサ
の解説がある。ホール効果デバイスは、一般に整形磁石
の角位置に対して線形に比例する磁界をホール効果デバ
イスに加える整形磁石と連係した、回転位置センサとし
て利用するために設けられている。両方とも、ホール効
果デバイスの電気出力と整形磁石の回転位置の間に高度
の線形性を示す、２つの代替実施例が解説され、例示さ
れている。代替実施例の一方は、全体が楕円形で、もう
一方は、全体が鐘形状である。これらの代替実施例は、
両方とも、ホール効果素子に加えられる磁界強度と角度
用マグネットの回転または角位置の間において高度の線
形性を示す。
行された米国特許出願第５，１５９，２６８号には、ホ
ール効果デバイス及び整形磁石を備えた回転位置センサ
の解説がある。ホール効果デバイスは、一般に整形磁石
の角位置に対して線形に比例する磁界をホール効果デバ
イスに加える整形磁石と連係した、回転位置センサとし
て利用するために設けられている。両方とも、ホール効
果デバイスの電気出力と整形磁石の回転位置の間に高度
の線形性を示す、２つの代替実施例が解説され、例示さ
れている。代替実施例の一方は、全体が楕円形で、もう
一方は、全体が鐘形状である。これらの代替実施例は、
両方とも、ホール効果素子に加えられる磁界強度と角度
用マグネットの回転または角位置の間において高度の線
形性を示す。
【０００８】上述のタイプの適用例では、ホール効果素
子に対して垂直な磁界強度が、ある正の大きさの磁界か
らより強いか、または、わずかに弱い正の大きさの磁界
に変化する。磁界強度の変化によって、ホール効果コン
ポーネントの出力に測定可能な変化が生じる。この出力
信号の変化を利用して、歯とギャップのいずれがセンサ
に近接しているかを判定することが可能になる。
子に対して垂直な磁界強度が、ある正の大きさの磁界か
らより強いか、または、わずかに弱い正の大きさの磁界
に変化する。磁界強度の変化によって、ホール効果コン
ポーネントの出力に測定可能な変化が生じる。この出力
信号の変化を利用して、歯とギャップのいずれがセンサ
に近接しているかを判定することが可能になる。
【０００９】この一般的なタイプのセンサの応用例に
は、間隔及びサイズが不均等な歯または磁性セグメント
から構成された移動目標を組み込んだものもある。不均
等な磁性セグメントを用いることによって、可動目標装
置は、システムによる目標位置のより正確な判定を可能
にするコードを提供することが可能になる。例えば、歯
またはセグメントのいくつかが、他より大きい場合、小
さいセグメントと大きいセグメントを所定のパターンを
なすように配列することによって、歯またはセグメント
の完全なサイクルを必要とせずに、目標位置をより正確
に判定することが可能になる。
は、間隔及びサイズが不均等な歯または磁性セグメント
から構成された移動目標を組み込んだものもある。不均
等な磁性セグメントを用いることによって、可動目標装
置は、システムによる目標位置のより正確な判定を可能
にするコードを提供することが可能になる。例えば、歯
またはセグメントのいくつかが、他より大きい場合、小
さいセグメントと大きいセグメントを所定のパターンを
なすように配列することによって、歯またはセグメント
の完全なサイクルを必要とせずに、目標位置をより正確
に判定することが可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、より感度良
く、かつ正確に位置を識別することができる磁気位置セ
ンサを提供することを課題とするものである。
く、かつ正確に位置を識別することができる磁気位置セ
ンサを提供することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１と
第２の目標トラックが配置された可動物体を利用する、
位置センサが提供される。目標トラックは、それぞれ、
認識可能なパターンをなすように、交互に配置された、
複数の磁性または非磁性セグメントから構成されてい
る。第１と第２の目標セグメントは、一般に、互いに平
行になるように、配列されている。第１の目標トラック
の各磁性セグメントは、第２の目標トラックの非磁性セ
グメントと並んで配置され、第１の目標トラックの各非
磁性セグメントは、第２の目標トラックの磁性セグメン
トと並んで配置されている。第１と第２の目標トラック
は、両方とも、可動物体の移動方向と平行になるように
配置されている。ホール効果素子のような、第１の磁気
感応コンポーネントは、第１の目標トラックに近接して
配置されており、ホール効果素子のような、第２の磁気
感応コンポーネントは、第２の目標トラックに近接して
配置されている。前記第１と第２の磁気感応コンポーネ
ントは、両方共、関連磁気感応コンポーネントに対して
垂直な磁界強度を表した出力信号を送り出す。本発明
は、また、ホール効果素子に永久バイアス磁界が加えら
れるように、第１と第２の磁気感応コンポーネントに近
接して配置された磁界発生源から構成される。第３の出
力信号を送り出すための手段も利用されるが、この場
合、第３の出力信号は、それぞれ、第１と第２の磁気感
応コンポーネントによる第１と第２の出力信号の関数で
ある。
第２の目標トラックが配置された可動物体を利用する、
位置センサが提供される。目標トラックは、それぞれ、
認識可能なパターンをなすように、交互に配置された、
複数の磁性または非磁性セグメントから構成されてい
る。第１と第２の目標セグメントは、一般に、互いに平
行になるように、配列されている。第１の目標トラック
の各磁性セグメントは、第２の目標トラックの非磁性セ
グメントと並んで配置され、第１の目標トラックの各非
磁性セグメントは、第２の目標トラックの磁性セグメン
トと並んで配置されている。第１と第２の目標トラック
は、両方とも、可動物体の移動方向と平行になるように
配置されている。ホール効果素子のような、第１の磁気
感応コンポーネントは、第１の目標トラックに近接して
配置されており、ホール効果素子のような、第２の磁気
感応コンポーネントは、第２の目標トラックに近接して
配置されている。前記第１と第２の磁気感応コンポーネ
ントは、両方共、関連磁気感応コンポーネントに対して
垂直な磁界強度を表した出力信号を送り出す。本発明
は、また、ホール効果素子に永久バイアス磁界が加えら
れるように、第１と第２の磁気感応コンポーネントに近
接して配置された磁界発生源から構成される。第３の出
力信号を送り出すための手段も利用されるが、この場
合、第３の出力信号は、それぞれ、第１と第２の磁気感
応コンポーネントによる第１と第２の出力信号の関数で
ある。
【００１２】本発明の特に望ましい実施例の場合、第３
の出力信号は、第１と第２の出力信号の代数差を表して
いる。ただし、第３の出力信号が、第１と第２の出力信
号の比率を表すことも可能であるのは、もちろんであ
る。
の出力信号は、第１と第２の出力信号の代数差を表して
いる。ただし、第３の出力信号が、第１と第２の出力信
号の比率を表すことも可能であるのは、もちろんであ
る。
【００１３】本発明の特に望ましい実施例の１つでは、
可動物体は、回転軸廻りで回転可能な、全体に円形の装
置であるが、もちろん、物体がホール効果素子を通って
線形に移動するように構成することも可能である。ホー
ル効果素子は、第１のホール効果素子にすぐ近接した磁
性セグメントの存在と、第２のホール効果素子にすぐ近
接した非磁性セグメントの存在が符合するように、それ
ぞれの目標トラックに近接して配置されている。代替案
では、非磁性セグメントが第１のホール効果素子にすぐ
近接して通過すると、第２の目標トラックの磁性セグメ
ントが、第２のホール効果素子にすぐ近接して通過す
る。磁性セグメント及び非磁性セグメントのこの構成、
及び、ホール効果素子と第１及び第２の目標トラックと
の相対位置によって、２つのホール効果素子の出力にお
ける信号間には、常に、明確な相違が生じることにな
る。
可動物体は、回転軸廻りで回転可能な、全体に円形の装
置であるが、もちろん、物体がホール効果素子を通って
線形に移動するように構成することも可能である。ホー
ル効果素子は、第１のホール効果素子にすぐ近接した磁
性セグメントの存在と、第２のホール効果素子にすぐ近
接した非磁性セグメントの存在が符合するように、それ
ぞれの目標トラックに近接して配置されている。代替案
では、非磁性セグメントが第１のホール効果素子にすぐ
近接して通過すると、第２の目標トラックの磁性セグメ
ントが、第２のホール効果素子にすぐ近接して通過す
る。磁性セグメント及び非磁性セグメントのこの構成、
及び、ホール効果素子と第１及び第２の目標トラックと
の相対位置によって、２つのホール効果素子の出力にお
ける信号間には、常に、明確な相違が生じることにな
る。
【００１４】
【実施例】望ましい実施例の解説を通じて、同様のコン
ポーネントは、同様の参照番号によって識別される。
ポーネントは、同様の参照番号によって識別される。
【００１５】図１には、第１の目標トラック１２と第２
の目標トラック１４から構成される可動物体１０が示さ
れている。図１での例示のため、第１の目標トラック
は、ダッシュ・ライン１６及び１８によって識別され
る。第２の目標トラック１４は、ダッシュ・ライン２０
及び２２によって識別される。第１の目標トラック１２
は複数の磁性及び非磁性セグメントから構成される。例
えば、参照番号２６は、第１の目標トラックの非磁性セ
グメントを識別し、参照番号２８は、第１の目標トラッ
クの磁性セグメントを識別する。図１の例示において、
第１の目標トラックの非磁性セグメント２６は可動物体
１０を貫通する穴によって形成され、磁性セグメント２
８は可動物体１０の磁性材料部分によって形成されてい
る。
の目標トラック１４から構成される可動物体１０が示さ
れている。図１での例示のため、第１の目標トラック
は、ダッシュ・ライン１６及び１８によって識別され
る。第２の目標トラック１４は、ダッシュ・ライン２０
及び２２によって識別される。第１の目標トラック１２
は複数の磁性及び非磁性セグメントから構成される。例
えば、参照番号２６は、第１の目標トラックの非磁性セ
グメントを識別し、参照番号２８は、第１の目標トラッ
クの磁性セグメントを識別する。図１の例示において、
第１の目標トラックの非磁性セグメント２６は可動物体
１０を貫通する穴によって形成され、磁性セグメント２
８は可動物体１０の磁性材料部分によって形成されてい
る。
【００１６】引き続き、図１を参照すると、第２の目標
トラック１４の磁性セグメントは参照番号３０によって
識別され、第２の目標トラック１４の非磁性セグメント
は参照番号３２によって識別される。第１の目標トラッ
ク１２におけるように、第２の目標トラック１４の非磁
性セグメント３２は、可動物体１０を貫通する開口部に
よって形成され、磁性セグメント３０は可動物体１０の
磁性材料部分によって形成される。第１と第２の目標ト
ラックは、図示のように、互いにほぼ平行に配置されて
いる。図１の描写には、磁性材料のほぼフラットなスト
リップである可動物体１０が示されている。しかし、理
解しておくべきは、磁性材料のストリップが、全体に円
形の、あるいは、輪状のパターンをなし、第１と第２の
目標トラック１２及び１４が、２つのほぼ平行な円周形
で可動物体のまわりに形成されるようにすることも可能
であるということである。
トラック１４の磁性セグメントは参照番号３０によって
識別され、第２の目標トラック１４の非磁性セグメント
は参照番号３２によって識別される。第１の目標トラッ
ク１２におけるように、第２の目標トラック１４の非磁
性セグメント３２は、可動物体１０を貫通する開口部に
よって形成され、磁性セグメント３０は可動物体１０の
磁性材料部分によって形成される。第１と第２の目標ト
ラックは、図示のように、互いにほぼ平行に配置されて
いる。図１の描写には、磁性材料のほぼフラットなスト
リップである可動物体１０が示されている。しかし、理
解しておくべきは、磁性材料のストリップが、全体に円
形の、あるいは、輪状のパターンをなし、第１と第２の
目標トラック１２及び１４が、２つのほぼ平行な円周形
で可動物体のまわりに形成されるようにすることも可能
であるということである。
【００１７】図２は、図１に示す可動物体１０の一部に
関する断面図である。さらに、図２には、可動物体１０
に近接して配置されたセンサが示されている。図１及び
２を参照すると、第２の目標トラック１４の複数の非磁
性セグメント３２の１つが、図２において参照番号３８
で識別される。断面図は、可動物体１０及び非磁性セグ
メント３８を切るように描かれている。図２において明
らかなように、非磁性セグメント３８は可動物体１０の
厚さを貫いて延びる開口部である。
関する断面図である。さらに、図２には、可動物体１０
に近接して配置されたセンサが示されている。図１及び
２を参照すると、第２の目標トラック１４の複数の非磁
性セグメント３２の１つが、図２において参照番号３８
で識別される。断面図は、可動物体１０及び非磁性セグ
メント３８を切るように描かれている。図２において明
らかなように、非磁性セグメント３８は可動物体１０の
厚さを貫いて延びる開口部である。
【００１８】引き続き図２を参照すると明らかなよう
に、第１の磁気感応コンポーネント４６が、第１の目標
トラック１２に近接して配置されており、第２の磁気感
応コンポーネント４８が、第２の目標トラック１４に近
接して配置されている。本発明の望ましい実施例の場
合、ホール効果素子またはパーマロイ・デバイスである
磁気感応コンポーネントが、間にギャップＧを挟んで、
可動物体１０に近接して配置される。ギャップＧは、可
動物体１０に対して比較的大きく描かれているが、この
ようにギャップＧを大きく描いたのは、単に例示のため
であって、本発明の実際の応用例においては、図２に示
すよりもはるかに小さい。ホール効果素子は、セラミッ
ク・コンポーネントまたはプリント回路基板とすること
が可能な基板５０に配置されている。基板５０は、さら
に、図２に示すように、永久磁石５２である磁界発生源
に取り付けられている。図２には示されていないが、永
久磁石５２は、ホール効果素子を通って可動物体１０に
入り込む磁界を発生する。当該技術の熟練者には周知の
ように、参照番号３８によって識別される非磁性セグメ
ントがある場合は、参照番号４８で識別されるような磁
気感応コンポーネントを通る磁界は、磁性セグメントが
磁気感応コンポーネントに近接して配置される場合とは
異なる。すなわち、図２において、磁気感応コンポーネ
ント４６は可動物体１０の磁性セグメントに近接してい
るが、磁気感応コンポーネント４８は非磁性セグメント
３８に近接しているので、測定によって、磁気感応コン
ポーネント４８を通る磁界強度と磁気感応コンポーネン
ト４６を垂直に通る磁界強度が異なることを明らかする
ことができる。このホール効果素子に対して垂直な磁界
強度の差によって、ホール効果素子に近接した磁性セグ
メントと非磁性セグメントのいずれかの存在を検出する
ことが可能になる。
に、第１の磁気感応コンポーネント４６が、第１の目標
トラック１２に近接して配置されており、第２の磁気感
応コンポーネント４８が、第２の目標トラック１４に近
接して配置されている。本発明の望ましい実施例の場
合、ホール効果素子またはパーマロイ・デバイスである
磁気感応コンポーネントが、間にギャップＧを挟んで、
可動物体１０に近接して配置される。ギャップＧは、可
動物体１０に対して比較的大きく描かれているが、この
ようにギャップＧを大きく描いたのは、単に例示のため
であって、本発明の実際の応用例においては、図２に示
すよりもはるかに小さい。ホール効果素子は、セラミッ
ク・コンポーネントまたはプリント回路基板とすること
が可能な基板５０に配置されている。基板５０は、さら
に、図２に示すように、永久磁石５２である磁界発生源
に取り付けられている。図２には示されていないが、永
久磁石５２は、ホール効果素子を通って可動物体１０に
入り込む磁界を発生する。当該技術の熟練者には周知の
ように、参照番号３８によって識別される非磁性セグメ
ントがある場合は、参照番号４８で識別されるような磁
気感応コンポーネントを通る磁界は、磁性セグメントが
磁気感応コンポーネントに近接して配置される場合とは
異なる。すなわち、図２において、磁気感応コンポーネ
ント４６は可動物体１０の磁性セグメントに近接してい
るが、磁気感応コンポーネント４８は非磁性セグメント
３８に近接しているので、測定によって、磁気感応コン
ポーネント４８を通る磁界強度と磁気感応コンポーネン
ト４６を垂直に通る磁界強度が異なることを明らかする
ことができる。このホール効果素子に対して垂直な磁界
強度の差によって、ホール効果素子に近接した磁性セグ
メントと非磁性セグメントのいずれかの存在を検出する
ことが可能になる。
【００１９】この一般的なタイプの磁気センサの場合、
単一のホール効果素子を利用したのでは、磁気感応コン
ポーネントに垂直な磁界強度の変化が、セグメントのサ
イズを判定するのに不十分な場合がある。従って、ある
デバイスが、歯車と介在ギャップのような、一連の磁性
セグメント及び非磁性セグメントに関連して利用される
場合、サイズの異なる歯及びギャップは、必ずしも互い
に簡単に区別できるとは限らない。しかし、本発明で
は、第２の磁気感応コンポーネントに近接して配置され
たセグメントとは磁気的に逆のセグメントが、第１の磁
気感応コンポーネントに近接して配置されるので、全く
異なる磁気的相違が生じ、磁気感応コンポーネントの出
力信号も、互いに明確に異なるものになる。第１と第２
の目標トラックの構成によって生じる、第１と第２の磁
気感応コンポーネント間における出力信号の誇張された
相違によって、本発明の場合、可動物体１０の磁性セグ
メントの有無を弁別するのがかなり容易になり、さら
に、セグメントの相対サイズの判定がより簡単に行える
ようになる。この結果、さらに、上述のような構成の第
１と第２の目標トラックを用いない場合に可能な正確度
よりも高い正確度で、可動物体１０の位置を測定できる
ようにするやり方で、図１に示すような、大小の磁性及
び非磁性セグメントを利用したパターンを用いることが
可能になる。
単一のホール効果素子を利用したのでは、磁気感応コン
ポーネントに垂直な磁界強度の変化が、セグメントのサ
イズを判定するのに不十分な場合がある。従って、ある
デバイスが、歯車と介在ギャップのような、一連の磁性
セグメント及び非磁性セグメントに関連して利用される
場合、サイズの異なる歯及びギャップは、必ずしも互い
に簡単に区別できるとは限らない。しかし、本発明で
は、第２の磁気感応コンポーネントに近接して配置され
たセグメントとは磁気的に逆のセグメントが、第１の磁
気感応コンポーネントに近接して配置されるので、全く
異なる磁気的相違が生じ、磁気感応コンポーネントの出
力信号も、互いに明確に異なるものになる。第１と第２
の目標トラックの構成によって生じる、第１と第２の磁
気感応コンポーネント間における出力信号の誇張された
相違によって、本発明の場合、可動物体１０の磁性セグ
メントの有無を弁別するのがかなり容易になり、さら
に、セグメントの相対サイズの判定がより簡単に行える
ようになる。この結果、さらに、上述のような構成の第
１と第２の目標トラックを用いない場合に可能な正確度
よりも高い正確度で、可動物体１０の位置を測定できる
ようにするやり方で、図１に示すような、大小の磁性及
び非磁性セグメントを利用したパターンを用いることが
可能になる。
【００２０】図３には、可動物体が、線形パターンでは
なく、円形パターンをなすように構成された、本発明の
代替実施例が示されている。すなわち、図１に示す可動
物体１０は、全体的に線形であって、図１において左か
ら右へ、あるいはこの逆の線形パターンで、第１と第２
の目標トラックを移動させるように形成されている。こ
れに対して、図３に示す可動物体１０´は、中心軸６２
回りで回転するように構成された回転シャフト６０に取
り付けることができるように、円形状に構成されてい
る。第１の目標トラックは、磁性セグメント２８及び非
磁性セグメント２６から構成される。図３で、非磁性セ
グメントは暗い矩形で示されており、磁性セグメントは
その間のスペースとして示されている。磁性セグメント
と非磁性セグメントを形成する方法そのものは、本発明
を限定する特徴ではない。第２の目標トラックの磁性セ
グメントは、参照番号３０によって識別され、非磁性セ
グメントは、暗い矩形で表され、参照番号３２によって
識別される。第１と第２の目標トラックは、互いにほぼ
平行になるように配置され、両方の目標トラックとも、
移動方向に対してほぼ平行である。図３に示す全体に円
周をなす目標トラックは、実際には、円筒形の表面に配
置されているので、厳密には、平行なパターンをなすよ
うに配置されていないが、本発明の働きは、目標トラッ
クが図１に示すように配置されていても、図３に示すよ
うに配置されていても、ほぼ同じであるため、ここで
は、互いに、及び、その移動方向に対し平行であるもの
と説明される。
なく、円形パターンをなすように構成された、本発明の
代替実施例が示されている。すなわち、図１に示す可動
物体１０は、全体的に線形であって、図１において左か
ら右へ、あるいはこの逆の線形パターンで、第１と第２
の目標トラックを移動させるように形成されている。こ
れに対して、図３に示す可動物体１０´は、中心軸６２
回りで回転するように構成された回転シャフト６０に取
り付けることができるように、円形状に構成されてい
る。第１の目標トラックは、磁性セグメント２８及び非
磁性セグメント２６から構成される。図３で、非磁性セ
グメントは暗い矩形で示されており、磁性セグメントは
その間のスペースとして示されている。磁性セグメント
と非磁性セグメントを形成する方法そのものは、本発明
を限定する特徴ではない。第２の目標トラックの磁性セ
グメントは、参照番号３０によって識別され、非磁性セ
グメントは、暗い矩形で表され、参照番号３２によって
識別される。第１と第２の目標トラックは、互いにほぼ
平行になるように配置され、両方の目標トラックとも、
移動方向に対してほぼ平行である。図３に示す全体に円
周をなす目標トラックは、実際には、円筒形の表面に配
置されているので、厳密には、平行なパターンをなすよ
うに配置されていないが、本発明の働きは、目標トラッ
クが図１に示すように配置されていても、図３に示すよ
うに配置されていても、ほぼ同じであるため、ここで
は、互いに、及び、その移動方向に対し平行であるもの
と説明される。
【００２１】図３を参照すると明らかなように、第１の
磁気感応コンポーネント４６は、第１の目標トラックに
近接して配置され、第２の磁気感応コンポーネント４８
は、第２の目標トラックに近接して配置されている。可
動物体１０´は、シャフト６０によって矢印Ａで示すよ
うに回転するので、第１及び第２の目標トラックの磁性
セグメント及び非磁性セグメントは、順次、第１と第２
の磁気感応コンポーネントのすぐ近くに位置することに
なる。さらに、明らかなように、第１の目標トラックの
磁性セグメントが第１の磁気感応コンポーネント４６に
近接した位置につくと、必ず、第２の目標トラックの非
磁性セグメントが磁気感応コンポーネント４８に近接し
た位置につくことになる。こうして、２つの磁気感応コ
ンポーネントは、必ず、逆の磁気特性のセグメントにさ
らされる。このように、第１と第２の磁気感応コンポー
ネントに対して逆の磁気特性を付与することによって、
２つの磁気感応コンポーネントから出力される信号間に
おいてかなりの差異を測定することが可能になる。この
技法の利点については、図４、５、及び、６に関連して
さらに詳細に後述する。
磁気感応コンポーネント４６は、第１の目標トラックに
近接して配置され、第２の磁気感応コンポーネント４８
は、第２の目標トラックに近接して配置されている。可
動物体１０´は、シャフト６０によって矢印Ａで示すよ
うに回転するので、第１及び第２の目標トラックの磁性
セグメント及び非磁性セグメントは、順次、第１と第２
の磁気感応コンポーネントのすぐ近くに位置することに
なる。さらに、明らかなように、第１の目標トラックの
磁性セグメントが第１の磁気感応コンポーネント４６に
近接した位置につくと、必ず、第２の目標トラックの非
磁性セグメントが磁気感応コンポーネント４８に近接し
た位置につくことになる。こうして、２つの磁気感応コ
ンポーネントは、必ず、逆の磁気特性のセグメントにさ
らされる。このように、第１と第２の磁気感応コンポー
ネントに対して逆の磁気特性を付与することによって、
２つの磁気感応コンポーネントから出力される信号間に
おいてかなりの差異を測定することが可能になる。この
技法の利点については、図４、５、及び、６に関連して
さらに詳細に後述する。
【００２２】引き続き図３を参照すると、明らかなよう
に、回転シャフト６０は、図３のダッシュ・ラインで表
した、内燃機関７０のような動力源によって駆動され
る。シャフト６０には多種多様な動力源を連係させるこ
とができるが、本発明の特定の応用例では、自動車のエ
ンジンに連係して用いるのが有効であることが分かって
おり、本発明を利用することによって、カム・シャフ
ト、駆動シャフト、または、クランク・シャフトとする
ことが可能なシャフト６０の回転位置を確認する。従っ
て、本発明の利用によって、内燃機関７０に関連したコ
ンポーネントの自動制御を目的としたシャフト６０の角
度位置の正確な測定が可能になる。
に、回転シャフト６０は、図３のダッシュ・ラインで表
した、内燃機関７０のような動力源によって駆動され
る。シャフト６０には多種多様な動力源を連係させるこ
とができるが、本発明の特定の応用例では、自動車のエ
ンジンに連係して用いるのが有効であることが分かって
おり、本発明を利用することによって、カム・シャフ
ト、駆動シャフト、または、クランク・シャフトとする
ことが可能なシャフト６０の回転位置を確認する。従っ
て、本発明の利用によって、内燃機関７０に関連したコ
ンポーネントの自動制御を目的としたシャフト６０の角
度位置の正確な測定が可能になる。
【００２３】図１を参照すると明らかなように、２つの
ダッシュ・ライン８０及び８２は、その間における可動
物体１０の特定のセグメントを識別する。図１には、磁
石５２、基板５０、及び、第１と第２の磁気感応コンポ
ーネント４６及び４８は示されていないが、容易に想像
がつくように、ダッシュ・ライン８０によって識別され
る位置には、第１と第２の目標トラック１２及び１４に
近接して、第１と第２の磁気感応コンポーネントが配置
されている。さらに、可動物体１０を図１の右から左に
移動させる場合、ダッシュ・ライン８０と８２の間に示
された第１と第２の目標トラックのセグメントは、順
次、第１と第２の磁気感応コンポーネントにすぐ近接し
た位置につくことになる。こうしたコンポーネントの配
置及び可動物体１０の移動が生じると、第１の磁気感応
コンポーネント４６からの出力信号が、図４に示すよう
に生じる。図４の２つの曲線は、代替条件下における第
１の磁気感応コンポーネント４６からの出力信号を表し
ている。上部曲線９０は、第１の磁気感応コンポーネン
トと可動物体１０の間におけるギャップＧがゼロ・イン
チに等しい場合の磁界を示す、信号の大きさを表してい
る。現状の実施手法において、ギャップＧのこのゼロの
大きさを得るのが極めて困難であることは明らかである
が、曲線９０は、理論的に得られるものを表している。
比較のため、曲線９２は、ギャップＧが０．０２０イン
チに等しい場合の、第１の磁気感応コンポーネントの出
力を表している。明らかに、第１と第２の磁気感応コン
ポーネントによる出力信号の大きさの相対的変化は、曲
線９２より曲線９０において、はるかに簡単に識別され
る。
ダッシュ・ライン８０及び８２は、その間における可動
物体１０の特定のセグメントを識別する。図１には、磁
石５２、基板５０、及び、第１と第２の磁気感応コンポ
ーネント４６及び４８は示されていないが、容易に想像
がつくように、ダッシュ・ライン８０によって識別され
る位置には、第１と第２の目標トラック１２及び１４に
近接して、第１と第２の磁気感応コンポーネントが配置
されている。さらに、可動物体１０を図１の右から左に
移動させる場合、ダッシュ・ライン８０と８２の間に示
された第１と第２の目標トラックのセグメントは、順
次、第１と第２の磁気感応コンポーネントにすぐ近接し
た位置につくことになる。こうしたコンポーネントの配
置及び可動物体１０の移動が生じると、第１の磁気感応
コンポーネント４６からの出力信号が、図４に示すよう
に生じる。図４の２つの曲線は、代替条件下における第
１の磁気感応コンポーネント４６からの出力信号を表し
ている。上部曲線９０は、第１の磁気感応コンポーネン
トと可動物体１０の間におけるギャップＧがゼロ・イン
チに等しい場合の磁界を示す、信号の大きさを表してい
る。現状の実施手法において、ギャップＧのこのゼロの
大きさを得るのが極めて困難であることは明らかである
が、曲線９０は、理論的に得られるものを表している。
比較のため、曲線９２は、ギャップＧが０．０２０イン
チに等しい場合の、第１の磁気感応コンポーネントの出
力を表している。明らかに、第１と第２の磁気感応コン
ポーネントによる出力信号の大きさの相対的変化は、曲
線９２より曲線９０において、はるかに簡単に識別され
る。
【００２４】図１及び４を参照すると分かるように、ラ
イン８０で識別される位置についたとすると、第１の磁
気感応コンポーネントからの初期信号は、磁性セグメン
トが第１の磁気感応コンポーネントにすぐ近接して存在
するため、２，２００ガウスをわずかに超える比較的高
い出力信号になる。可動物体が図１の右から左に移動す
るとすると、次に、短い非磁性セグメント２１が第１の
磁気感応コンポーネントの下を通過する。すると、曲線
９０の部分９４によって識別されるように、第１の出力
信号が低減する。続いて、磁性セグメント９６が第１の
磁気感応デバイスにすぐ近接して通過すると、信号は９
６と増大する。次に、より長い非磁性セグメント９８に
よって、参照番号９８で識別される大きさの低減が生じ
る。より長い非磁性セグメントが第１の磁気感応コンポ
ーネントにすぐ近接して通過した後、参照番号９９で示
すように、信号は、再び増大する。参照番号９１、９
４、９６、９８、及び、９９は、図１及び４において、
第１の目標トラック１２の磁性及び非磁性セグメントと
曲線９０の大きさの変化との比較を可能にするために利
用される。第１の目標トラック１２の移動については、
特に、図４の曲線９０に関連して解説してきたが、第１
の磁気感応コンポーネントが、０．０２０インチに相当
するギャップだけ可動物体１０から変位すると、同じ論
述が、曲線９２にも符合することになるのは、もちろん
である。
イン８０で識別される位置についたとすると、第１の磁
気感応コンポーネントからの初期信号は、磁性セグメン
トが第１の磁気感応コンポーネントにすぐ近接して存在
するため、２，２００ガウスをわずかに超える比較的高
い出力信号になる。可動物体が図１の右から左に移動す
るとすると、次に、短い非磁性セグメント２１が第１の
磁気感応コンポーネントの下を通過する。すると、曲線
９０の部分９４によって識別されるように、第１の出力
信号が低減する。続いて、磁性セグメント９６が第１の
磁気感応デバイスにすぐ近接して通過すると、信号は９
６と増大する。次に、より長い非磁性セグメント９８に
よって、参照番号９８で識別される大きさの低減が生じ
る。より長い非磁性セグメントが第１の磁気感応コンポ
ーネントにすぐ近接して通過した後、参照番号９９で示
すように、信号は、再び増大する。参照番号９１、９
４、９６、９８、及び、９９は、図１及び４において、
第１の目標トラック１２の磁性及び非磁性セグメントと
曲線９０の大きさの変化との比較を可能にするために利
用される。第１の目標トラック１２の移動については、
特に、図４の曲線９０に関連して解説してきたが、第１
の磁気感応コンポーネントが、０．０２０インチに相当
するギャップだけ可動物体１０から変位すると、同じ論
述が、曲線９２にも符合することになるのは、もちろん
である。
【００２５】図１及び５を参照すると、曲線１００及び
１０２は、可動物体１０が図１の右から左に移動し、ラ
イン８０及び８２の間に配置された第２の目標トラック
のセグメントが、順次、第２の磁気感応コンポーネント
にすぐ近接した位置につく場合に、その第２の磁気感応
コンポーネントに垂直に加えられる磁界強度を表してい
る。曲線１００は、ギャップＧがゼロ・インチに等しい
場合の磁界強度を表し、曲線１０２は、ギャップが０．
０２０インチである場合の磁界強度を表している。図
１、及び、図５の曲線１００を参照すると、参照番号１
０４で識別される低減した大きさは、ダッシュ・ライン
８０に位置する第２の目標トラック１４の非磁性セグメ
ント３２にすぐ近接している場合における、磁気感応コ
ンポーネント４８からの信号を表している。第２の目標
トラックの後続の磁性セグメント３０が、第２の磁気感
応コンポーネントに近接するように移動すると、信号
は、参照番号１０６で識別されるポイントまで上昇し、
次に、後続の非磁性セグメントが、第２の磁気感応コン
ポーネントを通過すると参照番号１０８によって識別さ
れる大きさまで降下する。長い磁性セグメントが第２の
磁気感応コンポーネントにすぐ近接して通過すると、信
号は、再び、参照番号１１０で識別される大きさまで上
昇し、次に、磁性セグメント第２の磁気感応コンポーネ
ントの下を完全に通過すると、参照番号１１２によって
識別される大きさまで降下する。比較のため、図１及び
５では、参照番号１０４、１０６、１０８、１１０、及
び、１１２を利用して、図５における信号強度と図１に
おける第２の目標トラック１４の磁性及び非磁性セグメ
ントが、比べられるように示されている。
１０２は、可動物体１０が図１の右から左に移動し、ラ
イン８０及び８２の間に配置された第２の目標トラック
のセグメントが、順次、第２の磁気感応コンポーネント
にすぐ近接した位置につく場合に、その第２の磁気感応
コンポーネントに垂直に加えられる磁界強度を表してい
る。曲線１００は、ギャップＧがゼロ・インチに等しい
場合の磁界強度を表し、曲線１０２は、ギャップが０．
０２０インチである場合の磁界強度を表している。図
１、及び、図５の曲線１００を参照すると、参照番号１
０４で識別される低減した大きさは、ダッシュ・ライン
８０に位置する第２の目標トラック１４の非磁性セグメ
ント３２にすぐ近接している場合における、磁気感応コ
ンポーネント４８からの信号を表している。第２の目標
トラックの後続の磁性セグメント３０が、第２の磁気感
応コンポーネントに近接するように移動すると、信号
は、参照番号１０６で識別されるポイントまで上昇し、
次に、後続の非磁性セグメントが、第２の磁気感応コン
ポーネントを通過すると参照番号１０８によって識別さ
れる大きさまで降下する。長い磁性セグメントが第２の
磁気感応コンポーネントにすぐ近接して通過すると、信
号は、再び、参照番号１１０で識別される大きさまで上
昇し、次に、磁性セグメント第２の磁気感応コンポーネ
ントの下を完全に通過すると、参照番号１１２によって
識別される大きさまで降下する。比較のため、図１及び
５では、参照番号１０４、１０６、１０８、１１０、及
び、１１２を利用して、図５における信号強度と図１に
おける第２の目標トラック１４の磁性及び非磁性セグメ
ントが、比べられるように示されている。
【００２６】図６、７には、本発明に従って、図４及び
５に示す信号を利用することによって、第１と第２の出
力信号の関数である、簡単に弁別可能な信号が得られる
ことが示されている。比較のため、図４の信号９０及び
９２が、図６に示されており、また、信号１００及び１
０２も図６に示されている。図６の下部には、ゼロ・イ
ンチと０．０２０インチのギャップに関する、本発明に
よる第３の出力信号を表すため、対応する信号１２０及
び１２２が示されている。例えば、図６の信号１２０
は、信号９０から信号１００を引いた場合の、信号９０
と信号１００の間の代数差である。同様に、信号９２か
ら信号１０２を引いた場合、信号１２２がその結果であ
る。図６には、曲線の比較を可能にするため、いくつか
のダッシュ・ラインが用いられている。例えば、ダッシ
ュ・ライン１３０及び１３２は、任意に選択された２つ
の位置において、３組の曲線相互間のアライメントをと
るために描かれている。これらの位置は、曲線１２０及
び１２２の零交叉部を通る。さらに、ダッシュ・ライン
１４０は、曲線９０及び９２に対する２０００ガウスの
大きさを任意に示すために描かれ、ダッシュ・ライン１
４２は、曲線１００及び１０２に対する２０００ガウス
の大きさを示すために描かれている。
５に示す信号を利用することによって、第１と第２の出
力信号の関数である、簡単に弁別可能な信号が得られる
ことが示されている。比較のため、図４の信号９０及び
９２が、図６に示されており、また、信号１００及び１
０２も図６に示されている。図６の下部には、ゼロ・イ
ンチと０．０２０インチのギャップに関する、本発明に
よる第３の出力信号を表すため、対応する信号１２０及
び１２２が示されている。例えば、図６の信号１２０
は、信号９０から信号１００を引いた場合の、信号９０
と信号１００の間の代数差である。同様に、信号９２か
ら信号１０２を引いた場合、信号１２２がその結果であ
る。図６には、曲線の比較を可能にするため、いくつか
のダッシュ・ラインが用いられている。例えば、ダッシ
ュ・ライン１３０及び１３２は、任意に選択された２つ
の位置において、３組の曲線相互間のアライメントをと
るために描かれている。これらの位置は、曲線１２０及
び１２２の零交叉部を通る。さらに、ダッシュ・ライン
１４０は、曲線９０及び９２に対する２０００ガウスの
大きさを任意に示すために描かれ、ダッシュ・ライン１
４２は、曲線１００及び１０２に対する２０００ガウス
の大きさを示すために描かれている。
【００２７】図６、７において分かるように、第１と第
２の出力信号間における代数差を表した第３の出力信号
が供給されることによって、第１と第２の磁気感応コン
ポーネントに近接した磁性セグメントの有無を確かめる
ために利用可能な、極めて判別しやすい値が得られ、さ
らに、零交叉を利用して、第１及び第２の目標トラック
におけるあらかじめ選択された位置の識別が可能にな
る。
２の出力信号間における代数差を表した第３の出力信号
が供給されることによって、第１と第２の磁気感応コン
ポーネントに近接した磁性セグメントの有無を確かめる
ために利用可能な、極めて判別しやすい値が得られ、さ
らに、零交叉を利用して、第１及び第２の目標トラック
におけるあらかじめ選択された位置の識別が可能にな
る。
【００２８】図８には、第１及び第２の出力信号から本
発明の第３の出力信号を得るために用いる可能な電気回
路の概略が示されている。例えば、第１の磁気感応コン
ポーネント４６からの第１の出力信号がライン１５０で
供給され、第２の磁気感応コンポーネント４８からの第
２の出力信号がライン１５２で供給される場合、コンパ
レータ１６０を利用して、ライン１６４に第３の出力信
号を送り出すことが可能である。さらに、ライン１６４
の第３の出力信号が、コンパレータ１７０に供給される
と、ライン１７２において得ることの可能な方形波信号
は、第１の出力信号が第２の出力信号より大きい場合に
は、高になり、第２の出力信号が第１の出力信号より大
きい場合には、低になる。この方形波信号２００が図９
に例示されており、ライン１７２の信号２００が、原点
とダッシュ・ライン１３０の間の零交叉１８０が示され
ているポイントとの間において高になることが分かる。
この信号は、次に、零交叉１８０と１８２の間において
低になり、零交叉１８２と１８４の間において再び高に
なる。最初に図６、７に示されていたものと同じ信号１
２０が、零交叉１８４と１８６の間において再び負にな
り、ライン１７２の出力が再び低になる。
発明の第３の出力信号を得るために用いる可能な電気回
路の概略が示されている。例えば、第１の磁気感応コン
ポーネント４６からの第１の出力信号がライン１５０で
供給され、第２の磁気感応コンポーネント４８からの第
２の出力信号がライン１５２で供給される場合、コンパ
レータ１６０を利用して、ライン１６４に第３の出力信
号を送り出すことが可能である。さらに、ライン１６４
の第３の出力信号が、コンパレータ１７０に供給される
と、ライン１７２において得ることの可能な方形波信号
は、第１の出力信号が第２の出力信号より大きい場合に
は、高になり、第２の出力信号が第１の出力信号より大
きい場合には、低になる。この方形波信号２００が図９
に例示されており、ライン１７２の信号２００が、原点
とダッシュ・ライン１３０の間の零交叉１８０が示され
ているポイントとの間において高になることが分かる。
この信号は、次に、零交叉１８０と１８２の間において
低になり、零交叉１８２と１８４の間において再び高に
なる。最初に図６、７に示されていたものと同じ信号１
２０が、零交叉１８４と１８６の間において再び負にな
り、ライン１７２の出力が再び低になる。
【００２９】図８の回路によれば、本発明の第３の出力
信号を得るための、可能性のある手段の１つが得られる
が、もちろん、それは、この信号を得るための、可能性
のある手段の一例を示すことを意図したものであって、
本発明の範囲を制限するものではない。 さらに、第１
と第２の出力信号間における代数差を利用することによ
って、上述の、及び、図６、７及び８に示す例図におけ
る第３の出力信号が得られたが、もちろん、本発明は、
これらの信号間における代数差の利用に限定されるもの
ではない。第３の出力信号は、第１と第２の出力信号の
比とすることも可能である。
信号を得るための、可能性のある手段の１つが得られる
が、もちろん、それは、この信号を得るための、可能性
のある手段の一例を示すことを意図したものであって、
本発明の範囲を制限するものではない。 さらに、第１
と第２の出力信号間における代数差を利用することによ
って、上述の、及び、図６、７及び８に示す例図におけ
る第３の出力信号が得られたが、もちろん、本発明は、
これらの信号間における代数差の利用に限定されるもの
ではない。第３の出力信号は、第１と第２の出力信号の
比とすることも可能である。
【図１】 本発明に従って構成された第１と第２の目標
トラックを備える可動物体を示す図である。
トラックを備える可動物体を示す図である。
【図２】 本発明のセンサと並んだ、図１の可動物体の
断面図である。
断面図である。
【図３】 全体に丸い可動物体の円筒形の外周に配置さ
れたほぼ円形の目標トラックを利用する、本発明の代替
実施例を示す図である。
れたほぼ円形の目標トラックを利用する、本発明の代替
実施例を示す図である。
【図４】 本発明の第１の出力信号の典型的な曲線を示
す図である。
す図である。
【図５】 本発明の第２の出力信号の典型的な曲線を示
す図である。
す図である。
【図６】 本発明の第１と第２の出力信号と、第１と第
２の信号の関数として導き出された第３の出力信号の間
の比較を示す図である。
２の信号の関数として導き出された第３の出力信号の間
の比較を示す図である。
【図７】 本発明の第１と第２の出力信号と、第１と第
２の信号の関数として導き出された第３の出力信号の間
の比較を示す図である。
２の信号の関数として導き出された第３の出力信号の間
の比較を示す図である。
【図８】 本発明の第１と第２の信号の関数として第３
の出力信号を求めることができる、可能性のある電気回
路の１つを示す略図である。
の出力信号を求めることができる、可能性のある電気回
路の１つを示す略図である。
【図９】 本発明の第３の出力信号に応答して形成され
る方形波を示す図である。
る方形波を示す図である。
１０…可動物体、１２…第１の目標トラック、１４…第
２の目標トラック、２６…非磁性セグメント、２８…磁
性セグメント、３０…磁性セグメント、３２…非磁性セ
グメント、３８…非磁性セグメント、４６…第１の磁気
感応コンポーネント、４８…第２の磁気感応コンポーネ
ント、５０…基板、５２…永久磁石、６０…回転シャフ
ト、７０…内燃機関、１７０…コンパレータ。
２の目標トラック、２６…非磁性セグメント、２８…磁
性セグメント、３０…磁性セグメント、３２…非磁性セ
グメント、３８…非磁性セグメント、４６…第１の磁気
感応コンポーネント、４８…第２の磁気感応コンポーネ
ント、５０…基板、５２…永久磁石、６０…回転シャフ
ト、７０…内燃機関、１７０…コンパレータ。
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに交互に配置された複数の磁性セグ
メントと非磁性セグメントから構成される第１と第２の
目標トラックが配置されており、その第１と第２の目標
トラックは互いに平行であり、前記第１の目標トラック
の各磁性セグメントが前記第２の目標トラックの非磁性
セグメントと並ぶように配置され、前記第１の目標トラ
ックの各非磁性セグメントが前記第２の目標トラックの
磁性セグメントと並ぶように配置され、それらの第１と
第２の目標トラックが移動方向と平行になるように配置
されている可動物体と、 前記第１の目標トラックに近接して配置されており、第
１の磁気感応コンポーネントに対して垂直な磁界強度を
表した第１の出力信号を送り出す第１の磁気感応コンポ
ーネントと、 前記第２の目標トラックに近接して配置されており、前
記第１の磁気感応コンポーネントと共に、前記可動物体
に接触しないように配置され、第２の磁気感応コンポー
ネントに対して垂直な磁界強度を表した第２の出力信号
を送り出す第２の磁気感応コンポーネントと、 前記第１と第２の磁気感応コンポーネントに近接して配
置され、前記第１と第２の磁気感応コンポーネントが前
記可動物体と磁石との間にくるように配置されている磁
石と、 前記第１と第２の出力信号の関数である第３の出力信号
を送り出す手段とから構成される位置センサ。 - 【請求項２】 第１の、交互に配置される一連の磁性セ
グメント及び非磁性セグメントから構成される、第１の
目標トラックと、 第２の、交互に配置される一連の磁性セグメント及び非
磁性セグメントから構成され、その各非磁性セグメント
と前記第１の目標トラックにおける磁性セグメントの１
つとのアライメントがとれ、その各磁性セグメントと前
記第１の目標トラックにおける非磁性セグメントの１つ
とのアライメントがとれるようになっている第２の目標
トラックと、 前記第１の目標トラックに近接して配置され、前記第１
の目標トラックを移動させることによって、前記第１
の、交互に配置されている一連の磁性セグメント及び非
磁性セグメントと順次近接する第１の磁気感応デバイス
と、 前記第２の目標トラックに近接して配置され、前記第２
の目標トラックを移動させることによって、前記第２
の、交互に配置されている一連の磁性セグメント及び非
磁性セグメントと順次近接する第２の磁気感応デバイス
と、 前記第１と第２の磁気感応デバイスに近接して配置され
た磁石から構成され、前記第１と第２の磁気感応デバイ
スが、それぞれ、前記磁石と前記第１と第２の目標トラ
ックの間に配置され、前記第１の磁気感応デバイスが、
前記第１の磁気感応デバイスに垂直に加えられる磁界強
度を表した第１の出力信号を送り出し、前記第２の磁気
感応デバイスが、前記第２の磁気感応デバイスに垂直に
加えられる磁界強度を表した第２の出力信号を送り出す
ことを特徴とする位置センサ。 - 【請求項３】 前記第１と第２の出力信号の関数の第３
の出力信号を送り出すための手段が設けられていること
を特徴とする請求項２に記載の位置センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US032883 | 1993-03-18 | ||
| US08/032,883 US5444370A (en) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Magnetic angular position sensor with two magnetically sensitive components arranged proximate two target tracks having complimentary magnetic and nonmagnetic segments |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341853A true JPH06341853A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=21867359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072939A Pending JPH06341853A (ja) | 1993-03-18 | 1994-03-18 | 磁気位置センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5444370A (ja) |
| JP (1) | JPH06341853A (ja) |
| DE (1) | DE4408623A1 (ja) |
Cited By (2)
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| WO2017094827A1 (ja) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 日本電産サンキョー株式会社 | 位置検出装置 |
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