JPH09231889A - 位置検出センサ - Google Patents
位置検出センサInfo
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- JPH09231889A JPH09231889A JP3799896A JP3799896A JPH09231889A JP H09231889 A JPH09231889 A JP H09231889A JP 3799896 A JP3799896 A JP 3799896A JP 3799896 A JP3799896 A JP 3799896A JP H09231889 A JPH09231889 A JP H09231889A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】感度が高く精度が良い位置検出センサを提供す
る。 【解決手段】 センサ本体１は、磁気検出手段である２
個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 が基板２上にピストン１２の
移動方向において離間して配置されている。この２個の
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の距離は、永久磁石１３の移動方
向Ｄにおける厚みｔと等しいか又は小さくしてある。ホ
ール素子Ｈ1 ，Ｈ2 は、永久磁石１３の磁束の、ピスト
ン１２の移動方向Ｄと垂直方向Ｖの成分を検出する。ま
た、ホール素子Ｈ1 はシリンダチューブ１１表面から出
ていく方向の磁束を検知した時に図１（ｂ）に一点鎖線
で示すような正の電圧を出力し、ホール素子Ｈ2 はシリ
ンダチューブ１１表面から内部に入っていく方向の磁束
を検知した時に図１（ｂ）に二点鎖線で示すような正の
電圧を出力する。
る。 【解決手段】 センサ本体１は、磁気検出手段である２
個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 が基板２上にピストン１２の
移動方向において離間して配置されている。この２個の
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の距離は、永久磁石１３の移動方
向Ｄにおける厚みｔと等しいか又は小さくしてある。ホ
ール素子Ｈ1 ，Ｈ2 は、永久磁石１３の磁束の、ピスト
ン１２の移動方向Ｄと垂直方向Ｖの成分を検出する。ま
た、ホール素子Ｈ1 はシリンダチューブ１１表面から出
ていく方向の磁束を検知した時に図１（ｂ）に一点鎖線
で示すような正の電圧を出力し、ホール素子Ｈ2 はシリ
ンダチューブ１１表面から内部に入っていく方向の磁束
を検知した時に図１（ｂ）に二点鎖線で示すような正の
電圧を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアシリンダ等の
非磁性チューブの外周に設置し、永久磁石を装着したピ
ストンの接近により動作するシリンダセンサのように磁
石の接近を検知する位置検出センサに関するものであ
る。
非磁性チューブの外周に設置し、永久磁石を装着したピ
ストンの接近により動作するシリンダセンサのように磁
石の接近を検知する位置検出センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリンダセンサ等の位置検出
センサとして、リードスイッチや磁気抵抗素子を用いた
ものが知られている（特開昭５３−３６６８号公報参
照）。磁気抵抗素子は磁界の変化により抵抗値が変化す
るものであり、一般には強磁性薄膜抵抗素子が用いられ
ている。
センサとして、リードスイッチや磁気抵抗素子を用いた
ものが知られている（特開昭５３−３６６８号公報参
照）。磁気抵抗素子は磁界の変化により抵抗値が変化す
るものであり、一般には強磁性薄膜抵抗素子が用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、リードスイッ
チよりなる位置検出センサは、有接点で機械的寿命があ
るため比較的寿命が短く、また、振動や衝撃等に弱いと
いう問題があった。一方、磁気抵抗素子を用いた位置検
出センサは、例えば、図１０に示すように、センサ本体
２０1 、２０2 がエアシリンダ１０のシリンダチューブ
１１の外周面に固着される。２端子素子である磁気抵抗
素子ＭＲの抵抗値の変化は、図１１に示すように、制御
回路４にて取り出され、位置検出を行うことができる。
この種の位置検出センサは、無接点であり寿命が長く、
極性（磁極）の判別機能がなく永久磁石１３のＮ極、Ｓ
極両方とも検出できるという特徴を有するが、磁気抵抗
素子ＭＲ（つまり、センサ部）と主回路とを同一チップ
上に集積回路（ＩＣ）化できず、センサ部と主回路との
間を細い線で結線しなければならず、製造工程における
歩留りが悪い、センサ全体の小型化が難しい、等の問題
があった。また、この種の位置検出センサの磁気抵抗素
子ＭＲでは、ピストン１２の移動方向Ｄと同一方向の磁
束密度を検知している。図１２（ａ）に示すように、ピ
ストン１２にピストン１２の移動方向に着磁された永久
磁石１３が装着されている場合、水平方向Ｈの磁束密度
は図１２（ｂ）に示すように分布しており、３個の山
Ａ，Ｂ，Ｃが観測される。このため、ピストン１２の中
心を検出するためにはＢの山で検出しなければならず、
他の山Ａ，Ｃの磁束を検出した時にピストン１２の中心
であると判定しないように感度調整を行う必要があっ
た。
チよりなる位置検出センサは、有接点で機械的寿命があ
るため比較的寿命が短く、また、振動や衝撃等に弱いと
いう問題があった。一方、磁気抵抗素子を用いた位置検
出センサは、例えば、図１０に示すように、センサ本体
２０1 、２０2 がエアシリンダ１０のシリンダチューブ
１１の外周面に固着される。２端子素子である磁気抵抗
素子ＭＲの抵抗値の変化は、図１１に示すように、制御
回路４にて取り出され、位置検出を行うことができる。
この種の位置検出センサは、無接点であり寿命が長く、
極性（磁極）の判別機能がなく永久磁石１３のＮ極、Ｓ
極両方とも検出できるという特徴を有するが、磁気抵抗
素子ＭＲ（つまり、センサ部）と主回路とを同一チップ
上に集積回路（ＩＣ）化できず、センサ部と主回路との
間を細い線で結線しなければならず、製造工程における
歩留りが悪い、センサ全体の小型化が難しい、等の問題
があった。また、この種の位置検出センサの磁気抵抗素
子ＭＲでは、ピストン１２の移動方向Ｄと同一方向の磁
束密度を検知している。図１２（ａ）に示すように、ピ
ストン１２にピストン１２の移動方向に着磁された永久
磁石１３が装着されている場合、水平方向Ｈの磁束密度
は図１２（ｂ）に示すように分布しており、３個の山
Ａ，Ｂ，Ｃが観測される。このため、ピストン１２の中
心を検出するためにはＢの山で検出しなければならず、
他の山Ａ，Ｃの磁束を検出した時にピストン１２の中心
であると判定しないように感度調整を行う必要があっ
た。
【０００４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、感度が高く且つ精度の高い移動体の
位置検出センサを提供することにある。
あり、その目的は、感度が高く且つ精度の高い移動体の
位置検出センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、移動体の移動経路の側方に設置
したセンサ本体内に、前記移動体に装着され前記移動体
の移動方向において異極に着磁された永久磁石の接近に
より作用する磁界に感応して検出信号を出力する磁気検
出手段を前記移動体の移動方向に離間して２個並べると
ともに夫々が互いに逆方向の磁束を検出する向きに配置
したことを特徴とするものであり、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は反対向きの磁束密度を検出で
きるので、各磁気検出手段の出力の差に基づいて移動体
の位置を検出することができるのである。
目的を達成するために、移動体の移動経路の側方に設置
したセンサ本体内に、前記移動体に装着され前記移動体
の移動方向において異極に着磁された永久磁石の接近に
より作用する磁界に感応して検出信号を出力する磁気検
出手段を前記移動体の移動方向に離間して２個並べると
ともに夫々が互いに逆方向の磁束を検出する向きに配置
したことを特徴とするものであり、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は反対向きの磁束密度を検出で
きるので、各磁気検出手段の出力の差に基づいて移動体
の位置を検出することができるのである。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、２個の磁気検出手段の上記移動経路側と反対側に、
前記磁気検出手段とともに磁路を形成する磁性体を配置
したので、磁性体があることによって、磁束の流れを効
率的に磁気検出手段に供給でき、その結果、位置検出精
度が向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置
検出ができる。
て、２個の磁気検出手段の上記移動経路側と反対側に、
前記磁気検出手段とともに磁路を形成する磁性体を配置
したので、磁性体があることによって、磁束の流れを効
率的に磁気検出手段に供給でき、その結果、位置検出精
度が向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置
検出ができる。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、磁気検出手段としてホール素子を用い
たので、ホール素子をシリコン基板などの半導体基板の
主表面に形成して、つまり、ホール素子と主回路とを同
一チップに形成して集積回路化することにより、センサ
を小型化できる。請求項４の発明は、請求項２の発明に
おいて、磁性体として鉄又はパーマロイを用いたので、
低コスト化できる。
の発明において、磁気検出手段としてホール素子を用い
たので、ホール素子をシリコン基板などの半導体基板の
主表面に形成して、つまり、ホール素子と主回路とを同
一チップに形成して集積回路化することにより、センサ
を小型化できる。請求項４の発明は、請求項２の発明に
おいて、磁性体として鉄又はパーマロイを用いたので、
低コスト化できる。
【０００８】請求項５の発明は、移動体の移動経路の側
方に設置したセンサ本体内に、前記移動体に装着され前
記移動体の移動方向において異極に着磁された永久磁石
の接近により作用する磁界に感応して検出信号を出力す
る磁気検出手段を前記移動体の移動方向に２個並べると
ともに夫々が互いに同方向の磁束を検出する向きに配置
したことを特徴とするものであり、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は同方向の磁束密度を検出でき
るので、各磁気検出手段の出力の絶対値の差に基づいて
移動体の位置を検出することができるのである。
方に設置したセンサ本体内に、前記移動体に装着され前
記移動体の移動方向において異極に着磁された永久磁石
の接近により作用する磁界に感応して検出信号を出力す
る磁気検出手段を前記移動体の移動方向に２個並べると
ともに夫々が互いに同方向の磁束を検出する向きに配置
したことを特徴とするものであり、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は同方向の磁束密度を検出でき
るので、各磁気検出手段の出力の絶対値の差に基づいて
移動体の位置を検出することができるのである。
【０００９】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
る。請求項７の発明は、請求項６の発明において、２個
のホール素子の検出面の反対側に、前記ホール素子とと
もに磁路を形成する鉄又はパーマロイよりなる磁性体を
配置したので、低コストで磁束の流れを効率的に前記ホ
ール素子に供給でき、その結果、位置検出精度が向上
し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置検出がで
きる。
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
る。請求項７の発明は、請求項６の発明において、２個
のホール素子の検出面の反対側に、前記ホール素子とと
もに磁路を形成する鉄又はパーマロイよりなる磁性体を
配置したので、低コストで磁束の流れを効率的に前記ホ
ール素子に供給でき、その結果、位置検出精度が向上
し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置検出がで
きる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）に位置検出センサをシリン
ダセンサとして適用する時の設置状態図を示す。
説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）に位置検出センサをシリン
ダセンサとして適用する時の設置状態図を示す。
【００１１】本実施の形態における位置検出センサのセ
ンサ本体１は、エアシリンダ１０のシリンダチューブ１
１の外周面に固定して設置されている。エアシリンダ１
０において、移動体であるピストン１２には永久磁石１
３が装着されており、ピストン１２は、シリンダチュー
ブ１１内を矢印Ｄ（以下、移動方向Ｄと称す）の方向
（図１（ａ）中で左右に）移動する。ここで、永久磁石
１３はピストン１２の移動方向において着磁されてい
る。
ンサ本体１は、エアシリンダ１０のシリンダチューブ１
１の外周面に固定して設置されている。エアシリンダ１
０において、移動体であるピストン１２には永久磁石１
３が装着されており、ピストン１２は、シリンダチュー
ブ１１内を矢印Ｄ（以下、移動方向Ｄと称す）の方向
（図１（ａ）中で左右に）移動する。ここで、永久磁石
１３はピストン１２の移動方向において着磁されてい
る。
【００１２】センサ本体１は、磁気検出手段である２個
のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 が基板２（例えば、シリコン基
板）上にピストン１２の移動方向において離間して配置
されている。ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 それぞれは、単体素
子でもよいが、１つの半導体基板（つまり、基板２）に
ホール素子およびその出力電圧を増幅、制御するための
回路を形成した所謂ホールＩＣであってもよい。ホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 それぞれを、ホール素子と主回路とを同
一チップに形成して集積回路化することにより、センサ
を小型化できる。
のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 が基板２（例えば、シリコン基
板）上にピストン１２の移動方向において離間して配置
されている。ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 それぞれは、単体素
子でもよいが、１つの半導体基板（つまり、基板２）に
ホール素子およびその出力電圧を増幅、制御するための
回路を形成した所謂ホールＩＣであってもよい。ホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 それぞれを、ホール素子と主回路とを同
一チップに形成して集積回路化することにより、センサ
を小型化できる。
【００１３】この２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の距離
は、永久磁石１３の移動方向Ｄにおける厚みｔと等しい
か又は小さくしてある。ところで、従来例で説明した磁
気抵抗素子ＭＲを用いた位置検出センサでは、永久磁石
１３の磁束の、ピストン１２の移動方向Ｄと平行方向Ｈ
の成分を検出していたが、本位置検出センサのホール素
子Ｈ1 ，Ｈ2 は、永久磁石１３の磁束の、ピストン１２
の移動方向Ｄと垂直方向Ｖの成分を検出する。つまり、
磁束の垂直方向Ｖの成分がホール素子Ｈ1 ，Ｈ2の厚み
方向に作用する。ここで、ピストン１２の移動方向Ｄと
垂直方向Ｖ成分の磁束密度は図３（ｂ）に示すように分
布している。永久磁石１３のＮ極とＳ極との中間点にお
ける磁束密度は磁束の向きが変化するＯ点で示され、磁
束の大きさは、Ｏ点を中心として略点対称となる。
は、永久磁石１３の移動方向Ｄにおける厚みｔと等しい
か又は小さくしてある。ところで、従来例で説明した磁
気抵抗素子ＭＲを用いた位置検出センサでは、永久磁石
１３の磁束の、ピストン１２の移動方向Ｄと平行方向Ｈ
の成分を検出していたが、本位置検出センサのホール素
子Ｈ1 ，Ｈ2 は、永久磁石１３の磁束の、ピストン１２
の移動方向Ｄと垂直方向Ｖの成分を検出する。つまり、
磁束の垂直方向Ｖの成分がホール素子Ｈ1 ，Ｈ2の厚み
方向に作用する。ここで、ピストン１２の移動方向Ｄと
垂直方向Ｖ成分の磁束密度は図３（ｂ）に示すように分
布している。永久磁石１３のＮ極とＳ極との中間点にお
ける磁束密度は磁束の向きが変化するＯ点で示され、磁
束の大きさは、Ｏ点を中心として略点対称となる。
【００１４】ホール素子Ｈ1 はシリンダチューブ１１表
面から出ていく方向の磁束を検知した時に正の電圧を出
力し、ホール素子Ｈ2 はシリンダチューブ１１表面から
内部に入っていく方向の磁束を検知した時に正の電圧を
出力する。ホール素子Ｈ1 の出力Ｌ1 は、図１（ｂ）に
示すように、ホール素子Ｈ1 の下方に永久磁石１３のＮ
極端が位置した時に最大となり、Ｎ極とＳ極との中間点
が位置した時に略零となる。一方、ホール素子Ｈ2 の出
力Ｌ2 は、図１（ｂ）に示すように、ホール素子Ｈ2 の
下方に永久磁石１３のＳ極端が位置した時に最大とな
り、Ｎ極とＳ極との中間点が位置した時に略零となる。
ここで、ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 は、同じ大きさの磁束が
加えられた時に出力の絶対値が略等しいものを使用して
いる。
面から出ていく方向の磁束を検知した時に正の電圧を出
力し、ホール素子Ｈ2 はシリンダチューブ１１表面から
内部に入っていく方向の磁束を検知した時に正の電圧を
出力する。ホール素子Ｈ1 の出力Ｌ1 は、図１（ｂ）に
示すように、ホール素子Ｈ1 の下方に永久磁石１３のＮ
極端が位置した時に最大となり、Ｎ極とＳ極との中間点
が位置した時に略零となる。一方、ホール素子Ｈ2 の出
力Ｌ2 は、図１（ｂ）に示すように、ホール素子Ｈ2 の
下方に永久磁石１３のＳ極端が位置した時に最大とな
り、Ｎ極とＳ極との中間点が位置した時に略零となる。
ここで、ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 は、同じ大きさの磁束が
加えられた時に出力の絶対値が略等しいものを使用して
いる。
【００１５】図２に本位置検出センサの回路構成の概略
ブロック図を示す。本位置検出センサでは、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 は４端子素子であり、制御回路４によって各
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 に一定電流を流しておき、永久磁
石１３の移動に伴う磁束の変化に対応した電圧を出力Ｌ
1 ，Ｌ2 として取り出し、出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差がある一
定レベル以下となったとき、位置検出センサの出力を出
すのである。
ブロック図を示す。本位置検出センサでは、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 は４端子素子であり、制御回路４によって各
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 に一定電流を流しておき、永久磁
石１３の移動に伴う磁束の変化に対応した電圧を出力Ｌ
1 ，Ｌ2 として取り出し、出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差がある一
定レベル以下となったとき、位置検出センサの出力を出
すのである。
【００１６】以下に、ピストン１２の位置とホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 との関係について図４に基
づいて説明する。図４（ａ）において、ピストン１２が
の位置にある場合には、ホール素子Ｈ 1 ，Ｈ2 の出力
Ｌ1 ，Ｌ2 は図４（ｂ）に示すように両方とも微小であ
り、また、出力Ｌ1 は正の値、出力Ｌ2 は負の値にな
る。ピストン１２が移動することによって図４（ａ）に
おいての位置にくると、つまり、ピストン１２がホー
ル素子Ｈ1 ，Ｈ2 に近づくと、図４（ｃ）に示すように
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の絶対値が両方
とも大きくなる（ただし、出力Ｌ1 は正の値、出力Ｌ 2
は負の値である）。更に、ピストン１２が移動し図４
（ａ）においての位置、つまり、ピストン１２に装着
されている永久磁石１３のＮ極とＳ極との中間点が一方
のホール素子Ｈ2 の下方にくると、垂直方向の磁束が略
零となる（図３（ｂ）参照）ので、図４（ｄ）に示すよ
うにホール素子Ｈ2 の出力Ｌ2 が略零となる。また、さ
らにピストン１２が左方向へ移動すると、２個のホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が同一極性となり、永
久磁石１３のＮ極端・ホール素子Ｈ 1 間と距離と、永久
磁石１３のＳ極端・ホール素子Ｈ2 の距離とが略等しく
なった時（図１（ａ）のような位置）、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が略等しくなる。したがっ
て、回路上にて、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ
1，Ｌ2 を検出し、制御回路４にて出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差
がある一定レベル以下となったとき、位置検出センサの
出力を出すようにすることで位置検出ができるのであ
る。
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 との関係について図４に基
づいて説明する。図４（ａ）において、ピストン１２が
の位置にある場合には、ホール素子Ｈ 1 ，Ｈ2 の出力
Ｌ1 ，Ｌ2 は図４（ｂ）に示すように両方とも微小であ
り、また、出力Ｌ1 は正の値、出力Ｌ2 は負の値にな
る。ピストン１２が移動することによって図４（ａ）に
おいての位置にくると、つまり、ピストン１２がホー
ル素子Ｈ1 ，Ｈ2 に近づくと、図４（ｃ）に示すように
ホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の絶対値が両方
とも大きくなる（ただし、出力Ｌ1 は正の値、出力Ｌ 2
は負の値である）。更に、ピストン１２が移動し図４
（ａ）においての位置、つまり、ピストン１２に装着
されている永久磁石１３のＮ極とＳ極との中間点が一方
のホール素子Ｈ2 の下方にくると、垂直方向の磁束が略
零となる（図３（ｂ）参照）ので、図４（ｄ）に示すよ
うにホール素子Ｈ2 の出力Ｌ2 が略零となる。また、さ
らにピストン１２が左方向へ移動すると、２個のホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が同一極性となり、永
久磁石１３のＮ極端・ホール素子Ｈ 1 間と距離と、永久
磁石１３のＳ極端・ホール素子Ｈ2 の距離とが略等しく
なった時（図１（ａ）のような位置）、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が略等しくなる。したがっ
て、回路上にて、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ
1，Ｌ2 を検出し、制御回路４にて出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差
がある一定レベル以下となったとき、位置検出センサの
出力を出すようにすることで位置検出ができるのであ
る。
【００１７】ところで、ピストン１２に装着される永久
磁石１３の着磁方向が図５（ａ）に示すような場合、つ
まり、図１（ａ）と逆向きの場合、各ホール素子Ｈ1 ，
Ｈ2の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の極性が上述の説明と逆になるだ
けなので、制御回路４にて出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差の絶対値
｜Ｌ1 −Ｌ2 ｜がある一定レベル以下となったとき、位
置検出センサの出力を出すようにすることでピストン１
２の位置検出ができるのである。
磁石１３の着磁方向が図５（ａ）に示すような場合、つ
まり、図１（ａ）と逆向きの場合、各ホール素子Ｈ1 ，
Ｈ2の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の極性が上述の説明と逆になるだ
けなので、制御回路４にて出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差の絶対値
｜Ｌ1 −Ｌ2 ｜がある一定レベル以下となったとき、位
置検出センサの出力を出すようにすることでピストン１
２の位置検出ができるのである。
【００１８】上記位置検出センサにおいて、図６に示す
ように、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ 2 の上方、つまり、
シリンダチューブ１１側と反対側に、鉄、パーマロイ
（高透磁率Ｆｅ−Ｎｉ系合金の総称）、ニッケル等の磁
性体材料で形成された略コ字状のヨーク３の先端部がホ
ール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の検知面と対向するように配置する
ことにより、磁束の流れを効率的にホール素子Ｈ1 ，Ｈ
2 に供給することができる。この場合、永久磁石１３の
磁束によって、永久磁石１３のＮ極−ホール素子Ｈ1 −
ヨーク３−ホール素子Ｈ2 −永久磁石１３のＳ極と流れ
る磁気回路が形成される。このため、検出精度が向上
し、多少の磁気ノイズに対しても安定して検出できる。
ように、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ 2 の上方、つまり、
シリンダチューブ１１側と反対側に、鉄、パーマロイ
（高透磁率Ｆｅ−Ｎｉ系合金の総称）、ニッケル等の磁
性体材料で形成された略コ字状のヨーク３の先端部がホ
ール素子Ｈ1 ，Ｈ2 の検知面と対向するように配置する
ことにより、磁束の流れを効率的にホール素子Ｈ1 ，Ｈ
2 に供給することができる。この場合、永久磁石１３の
磁束によって、永久磁石１３のＮ極−ホール素子Ｈ1 −
ヨーク３−ホール素子Ｈ2 −永久磁石１３のＳ極と流れ
る磁気回路が形成される。このため、検出精度が向上
し、多少の磁気ノイズに対しても安定して検出できる。
【００１９】（実施の形態２）図７（ａ）に位置検出セ
ンサをシリンダセンサとして適用する時の設置状態図を
示す。本実施の形態における位置検出センサは、ホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の両方がシリンダチューブ１１表面から
出ていく方向の磁束を検知するものであり、その他の構
成は実施の形態１と略同じなので、ピストン１２の位置
とホール素子Ｈ1 ，Ｈ 2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 との関係につ
いてのみ図８に基づいて説明する。
ンサをシリンダセンサとして適用する時の設置状態図を
示す。本実施の形態における位置検出センサは、ホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の両方がシリンダチューブ１１表面から
出ていく方向の磁束を検知するものであり、その他の構
成は実施の形態１と略同じなので、ピストン１２の位置
とホール素子Ｈ1 ，Ｈ 2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 との関係につ
いてのみ図８に基づいて説明する。
【００２０】図８（ａ）において、ピストン１２がの
位置にある場合には、ホール素子Ｈ 1 ，Ｈ2 の出力
Ｌ1 ，Ｌ2 は図８（ｂ）に示すように両方とも微小な正
の値である。ピストン１２が移動することによっての
位置にくると、図８（ｃ）に示すようにホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が両方とも大きくなる。更
に、ピストン１２が移動しの位置、つまり、ピストン
１２に装着されている永久磁石１３のＮ極とＳ極との中
間点がホール素子Ｈ2 の下方にくると、図８（ｄ）に示
すようにホール素子Ｈ2 の出力が略零になる。また、さ
らにピストン１２が左方向へ移動すると、２個のホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が逆の極性となり、永
久磁石１３のＮ極端・ホール素子Ｈ1 間と距離と、永久
磁石１３のＳ極端・ホール素子Ｈ2 の距離とが略等しく
なった時（図７（ａ）のような位置）、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の絶対値が略等しくなる。
したがって、回路上にて、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2
の出力Ｌ1 ，Ｌ2 を検出し、制御回路４にて出力Ｌ1 ，
Ｌ2 の差の絶対値がある一定レベル以下となったとき、
位置検出センサの出力を出すようにすることで位置検出
ができるのである。
位置にある場合には、ホール素子Ｈ 1 ，Ｈ2 の出力
Ｌ1 ，Ｌ2 は図８（ｂ）に示すように両方とも微小な正
の値である。ピストン１２が移動することによっての
位置にくると、図８（ｃ）に示すようにホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が両方とも大きくなる。更
に、ピストン１２が移動しの位置、つまり、ピストン
１２に装着されている永久磁石１３のＮ極とＳ極との中
間点がホール素子Ｈ2 の下方にくると、図８（ｄ）に示
すようにホール素子Ｈ2 の出力が略零になる。また、さ
らにピストン１２が左方向へ移動すると、２個のホール
素子Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 が逆の極性となり、永
久磁石１３のＮ極端・ホール素子Ｈ1 間と距離と、永久
磁石１３のＳ極端・ホール素子Ｈ2 の距離とが略等しく
なった時（図７（ａ）のような位置）、ホール素子
Ｈ1 ，Ｈ2 の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の絶対値が略等しくなる。
したがって、回路上にて、２個のホール素子Ｈ1 ，Ｈ2
の出力Ｌ1 ，Ｌ2 を検出し、制御回路４にて出力Ｌ1 ，
Ｌ2 の差の絶対値がある一定レベル以下となったとき、
位置検出センサの出力を出すようにすることで位置検出
ができるのである。
【００２１】ところで、ピストン１２に装着される永久
磁石１３の着磁方向が図９（ａ）に示すような場合、つ
まり、図７（ａ）と逆向きの場合、各ホール素子Ｈ1 ，
Ｈ2の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の極性が上述の説明と逆になるだ
けなので、出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差の絶対値がある一定レベ
ル以下となったとき、位置検出センサの出力を出すよう
にすることで位置検出ができるのである。
磁石１３の着磁方向が図９（ａ）に示すような場合、つ
まり、図７（ａ）と逆向きの場合、各ホール素子Ｈ1 ，
Ｈ2の出力Ｌ1 ，Ｌ2 の極性が上述の説明と逆になるだ
けなので、出力Ｌ1 ，Ｌ2 の差の絶対値がある一定レベ
ル以下となったとき、位置検出センサの出力を出すよう
にすることで位置検出ができるのである。
【００２２】本実施の形態の位置検出センサでも、図６
に示すようなヨーク３を配置することによって検出精度
が向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して検出で
きる。なお、各実施の形態では、磁気検出手段としてホ
ール素子を用いたがこれに限定するものではなく、磁束
の変化により出力が変化し且つ磁極を判別できるもので
あればよい。
に示すようなヨーク３を配置することによって検出精度
が向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して検出で
きる。なお、各実施の形態では、磁気検出手段としてホ
ール素子を用いたがこれに限定するものではなく、磁束
の変化により出力が変化し且つ磁極を判別できるもので
あればよい。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は、ホール素子を２個移
動体の移動方向と平行に設置し、なおかつ検出する磁束
の極性を逆向きにすることにより、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できるという
効果がある。また、２個の磁気検出手段は反対向きの磁
束密度を検出できるので、各磁気検出手段の出力の差に
基づいて移動体の位置を検出することができるという効
果がある。
動体の移動方向と平行に設置し、なおかつ検出する磁束
の極性を逆向きにすることにより、各磁気検出手段の出
力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できるという
効果がある。また、２個の磁気検出手段は反対向きの磁
束密度を検出できるので、各磁気検出手段の出力の差に
基づいて移動体の位置を検出することができるという効
果がある。
【００２４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、２個の磁気検出手段の移動経路側の反対側に、前記
磁気検出手段とともに磁路を形成する磁性体を配置した
ので、磁性体があることによって、磁束の流れを効率的
に磁気検出手段に供給でき、その結果、位置検出精度が
向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置検出
ができるという効果がある。
て、２個の磁気検出手段の移動経路側の反対側に、前記
磁気検出手段とともに磁路を形成する磁性体を配置した
ので、磁性体があることによって、磁束の流れを効率的
に磁気検出手段に供給でき、その結果、位置検出精度が
向上し、多少の磁気ノイズに対しても安定して位置検出
ができるという効果がある。
【００２５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
るという効果がある。請求項４の発明は、磁性体として
鉄又はパーマロイを用いたので、低コストで位置検出精
度を向上させ、多少の磁気ノイズに対しても安定して位
置検出ができるという効果がある。
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
るという効果がある。請求項４の発明は、磁性体として
鉄又はパーマロイを用いたので、低コストで位置検出精
度を向上させ、多少の磁気ノイズに対しても安定して位
置検出ができるという効果がある。
【００２６】請求項５の発明は、２個の磁気検出手段を
移動体の移動方向と平行に設置し、なおかつ検出する磁
束の極性を同方向にすることにより、各磁気検出手段の
出力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は同方向の磁束密度を検出でき
るので、各磁気検出手段の出力の絶対値の差に基づいて
移動体の位置を検出することができるという効果があ
る。
移動体の移動方向と平行に設置し、なおかつ検出する磁
束の極性を同方向にすることにより、各磁気検出手段の
出力に基づいて移動体の位置を感度良く検出できる。ま
た、２個の磁気検出手段は同方向の磁束密度を検出でき
るので、各磁気検出手段の出力の絶対値の差に基づいて
移動体の位置を検出することができるという効果があ
る。
【００２７】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
るという効果がある。請求項７の発明は、請求項６の発
明において、２個のホール素子の検出面の移動経路側と
反対側に、前記ホール素子とともに磁路を形成する鉄又
はパーマロイよりなる磁性体を配置したので、低コスト
で磁束の流れを効率的にホール素子に供給でき、その結
果、位置検出精度が向上し、多少の磁気ノイズに対して
も安定して位置検出ができるという効果がある。
て、磁気検出手段としてホール素子を用いたので、ホー
ル素子をシリコン基板などの半導体基板の主表面に形成
して、つまり、ホール素子と主回路とを同一チップに形
成して集積回路化することにより、センサを小型化でき
るという効果がある。請求項７の発明は、請求項６の発
明において、２個のホール素子の検出面の移動経路側と
反対側に、前記ホール素子とともに磁路を形成する鉄又
はパーマロイよりなる磁性体を配置したので、低コスト
で磁束の流れを効率的にホール素子に供給でき、その結
果、位置検出精度が向上し、多少の磁気ノイズに対して
も安定して位置検出ができるという効果がある。
【図１】（ａ）は実施の形態１の位置検出センサの設置
状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
【図２】実施の形態１の位置検出センサの回路構成を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図３】実施の形態１の位置検出センサの動作説明図で
ある。
ある。
【図４】実施の形態１の位置検出センサの動作説明図で
ある。
ある。
【図５】（ａ）は実施の形態１の他の位置検出センサの
設置状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
設置状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
【図６】実施の形態１の他の位置検出センサの設置状態
図である。
図である。
【図７】（ａ）は実施の形態２の位置検出センサの設置
状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
【図８】実施の形態２の位置検出センサの動作説明図で
ある。
ある。
【図９】（ａ）は実施の形態２の他の位置検出センサの
設置状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
設置状態図である。（ｂ）は同上の作用説明図である。
【図１０】従来例を示す位置検出センサの設置状態図で
ある。
ある。
【図１１】従来例を示す位置検出センサの回路構成を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図１２】従来例を示す位置検出センサの動作説明図で
ある。
ある。
１ センサ本体 ２ 基板 Ｈ1 ホール素子 Ｈ2 ホール素子 １１ シリンダチューブ １２ ピストン １３ 永久磁石
Claims (7)
- 【請求項１】 移動体の移動経路の側方に設置したセン
サ本体内に、前記移動体に装着され前記移動体の移動方
向において異極に着磁された永久磁石の接近により作用
する磁界に感応して検出信号を出力する磁気検出手段を
前記移動体の移動方向に離間して２個並べるとともに夫
々が互いに逆方向の磁束を検出する向きに配置したこと
を特徴とする位置検出センサ。 - 【請求項２】 ２個の磁気検出手段の上記移動経路側と
反対側に、前記磁気検出手段とともに磁路を形成する磁
性体を配置して成ることを特徴とする請求項１記載の位
置検出センサ。 - 【請求項３】 磁気検出手段としてホール素子を用いた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置検出
センサ。 - 【請求項４】 磁性体として鉄又はパーマロイを用いた
ことを特徴とする請求項２記載の位置検出センサ。 - 【請求項５】 移動体の移動経路の側方に設置したセン
サ本体内に、前記移動体に装着され前記移動体の移動方
向において異極に着磁された永久磁石の接近により作用
する磁界に感応して検出信号を出力する磁気検出手段を
前記移動体の移動方向に離間して２個並べるとともに夫
々が互いに同方向の磁束を検出する向きに配置したこと
を特徴とする位置検出センサ。 - 【請求項６】 磁気検出手段としてホール素子を用いた
ことを特徴とする請求項５記載の位置検出センサ。 - 【請求項７】 ２個のホール素子の検出面の上記移動経
路側と反対側に、前記ホール素子とともに磁路を形成す
る鉄又はパーマロイよりなる磁性体を配置したことを特
徴とする請求項６記載の位置検出センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3799896A JPH09231889A (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 位置検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3799896A JPH09231889A (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 位置検出センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09231889A true JPH09231889A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12513255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3799896A Withdrawn JPH09231889A (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 位置検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09231889A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062104A (ja) * | 2000-05-23 | 2002-02-28 | Soc Appl Gen Electr Mec <Sagem> | 軸方向に可動なロッドのための軸位置センサー、及びこれが備えられているバルブの電磁アクチュエータ |
| JP2003527591A (ja) * | 2000-03-17 | 2003-09-16 | フェスト アクツィエンゲゼルシャフト ウント コー | 位置検出装置 |
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-
1996
- 1996-02-26 JP JP3799896A patent/JPH09231889A/ja not_active Withdrawn
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