JPH10332726A - 磁歪式走行型リニアエンコーダ - Google Patents
磁歪式走行型リニアエンコーダInfo
- Publication number
- JPH10332726A JPH10332726A JP14415897A JP14415897A JPH10332726A JP H10332726 A JPH10332726 A JP H10332726A JP 14415897 A JP14415897 A JP 14415897A JP 14415897 A JP14415897 A JP 14415897A JP H10332726 A JPH10332726 A JP H10332726A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostrictive
- traveling
- magnets
- traveling body
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走行体の移動距離が長い場合でも高精度で前
記走行体の変位を検出できる磁歪式走行型リニアエンコ
ーダを提供する。 【解決手段】 走行レール２に沿って周期的な間隔で配
置された多数の磁石ｍ1，ｍ2 ，ｍ3 と、前記走行レー
ルを走行する走行体１に搭載され、これらの磁石の少な
くとも２つが常時側面に近接して対向するように磁石の
配列方向に張設された磁歪線３を有して前記磁歪線の一
方の端からこれらの磁石との対向位置までの磁歪線の軸
線方向距離を検出する磁歪センサ４とを備え、所定のサ
ンプリング間隔で磁歪線の一方の端部から磁歪線の外周
面に対向している磁石までの距離を測定して走行体の変
位を検出する。
記走行体の変位を検出できる磁歪式走行型リニアエンコ
ーダを提供する。 【解決手段】 走行レール２に沿って周期的な間隔で配
置された多数の磁石ｍ1，ｍ2 ，ｍ3 と、前記走行レー
ルを走行する走行体１に搭載され、これらの磁石の少な
くとも２つが常時側面に近接して対向するように磁石の
配列方向に張設された磁歪線３を有して前記磁歪線の一
方の端からこれらの磁石との対向位置までの磁歪線の軸
線方向距離を検出する磁歪センサ４とを備え、所定のサ
ンプリング間隔で磁歪線の一方の端部から磁歪線の外周
面に対向している磁石までの距離を測定して走行体の変
位を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属するの技術分野】本発明は走行体の走行位置
や速度を検出するための磁歪式走行型リニアエンコーダ
に関する。
や速度を検出するための磁歪式走行型リニアエンコーダ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、走行レールを走行する走行体の変
位を検出する場合には、例えば特開昭６２−８５８１９
号公報や特開平８−１４５６５０号公報に記載されてい
るような磁歪式のリニアエンコーダが用いられている。
位を検出する場合には、例えば特開昭６２−８５８１９
号公報や特開平８−１４５６５０号公報に記載されてい
るような磁歪式のリニアエンコーダが用いられている。
【０００３】このような従来の磁歪式のリニアエンコー
ダは、図６に示すように走行体側に磁石Ｍを設け、前記
走行体の走行経路に沿って磁歪線Ｗを張設したものであ
って、磁歪線Ｗには磁石Ｍの近傍でその磁界Ｈ0 が存在
している。
ダは、図６に示すように走行体側に磁石Ｍを設け、前記
走行体の走行経路に沿って磁歪線Ｗを張設したものであ
って、磁歪線Ｗには磁石Ｍの近傍でその磁界Ｈ0 が存在
している。
【０００４】ここで、磁歪線Ｗにパルス電流Ｉを流す
と、磁歪線Ｗの横断面内には円周方向の磁界ｈが瞬間的
に発生し、磁歪線Ｗ内を通過する磁石Ｍの磁界Ｈ0 が前
記磁界ｈと合成されて、磁歪線Ｗ内の磁石Ｍ近傍では時
間的に急激に変化する局所的な磁界Ｈが生じる。
と、磁歪線Ｗの横断面内には円周方向の磁界ｈが瞬間的
に発生し、磁歪線Ｗ内を通過する磁石Ｍの磁界Ｈ0 が前
記磁界ｈと合成されて、磁歪線Ｗ内の磁石Ｍ近傍では時
間的に急激に変化する局所的な磁界Ｈが生じる。
【０００５】前記磁界Ｈによって、磁歪線Ｗ内の磁石Ｍ
に対向した位置には捩り歪みが発生し、これが磁界Ｈの
急激な変化により弾性波Ｅとなって、磁歪線Ｗの両端に
向けて伝播される。
に対向した位置には捩り歪みが発生し、これが磁界Ｈの
急激な変化により弾性波Ｅとなって、磁歪線Ｗの両端に
向けて伝播される。
【０００６】前記磁歪線Ｗの一方の端には前記弾性波Ｅ
を検出する弾性波検出器Ｄが取り付けられていて、前記
パルス電流Ｉが磁歪線Ｗに入力された時点と弾性波検出
器Ｄが弾性波Ｅを検出した時点との時間差から弾性波検
出器Ｄからの磁石Ｍの磁歪線Ｗに沿った距離を計測して
走行体の位置を知ることができ、また、前記パルス電流
Ｉを所定のサンプリング周期で入力して前記距離の変化
を連続的に計測することによって、走行体の変位や速度
を算定することができる。
を検出する弾性波検出器Ｄが取り付けられていて、前記
パルス電流Ｉが磁歪線Ｗに入力された時点と弾性波検出
器Ｄが弾性波Ｅを検出した時点との時間差から弾性波検
出器Ｄからの磁石Ｍの磁歪線Ｗに沿った距離を計測して
走行体の位置を知ることができ、また、前記パルス電流
Ｉを所定のサンプリング周期で入力して前記距離の変化
を連続的に計測することによって、走行体の変位や速度
を算定することができる。
【０００７】また、走行体の走行レールに位置情報が磁
気的に記録された磁気レールを取り付け、前記位置情報
を走行体に搭載した磁気センサーで読み取って走行体の
変位を検出する構造のリニアエンコーダも、その分解能
が高いことから従来より広く用いられている。
気的に記録された磁気レールを取り付け、前記位置情報
を走行体に搭載した磁気センサーで読み取って走行体の
変位を検出する構造のリニアエンコーダも、その分解能
が高いことから従来より広く用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の磁歪式のリニアエンコーダでは、走行体の走
行経路が長く、走行体に設けられた磁石が弾性波検出器
から遠く離れると、磁歪線中を伝播される弾性波が弾性
波検出器に到達するまでに減衰し、ノイズレベルとの差
が小さくなるため、走行体の変位を正確に検出できなく
なる問題があった。
うな従来の磁歪式のリニアエンコーダでは、走行体の走
行経路が長く、走行体に設けられた磁石が弾性波検出器
から遠く離れると、磁歪線中を伝播される弾性波が弾性
波検出器に到達するまでに減衰し、ノイズレベルとの差
が小さくなるため、走行体の変位を正確に検出できなく
なる問題があった。
【０００９】また、磁気レールに記録されている位置情
報を磁気センサーで読み取るものでは、磁気レールが途
中で切断されると、切断部分についての位置情報が検出
できなくなるため、走行体の走行範囲全長に亘って連続
した磁気レールを用いる必要がある。
報を磁気センサーで読み取るものでは、磁気レールが途
中で切断されると、切断部分についての位置情報が検出
できなくなるため、走行体の走行範囲全長に亘って連続
した磁気レールを用いる必要がある。
【００１０】しかし、磁気レールの全長を長くすると、
熱膨張等によって磁気レールに記録されている位置情報
と実際の位置との間のずれが大きくなる問題が生じると
ともに、磁気レールが非常に高価なため、設備コストが
高くなる問題があった。
熱膨張等によって磁気レールに記録されている位置情報
と実際の位置との間のずれが大きくなる問題が生じると
ともに、磁気レールが非常に高価なため、設備コストが
高くなる問題があった。
【００１１】そこで、本発明は、前述したような従来技
術の問題を解決し、走行体の移動距離が長い場合でも前
記走行体の変位を精度良く検出することができる低コス
トな磁歪式走行型リニアエンコーダを提供することを目
的とする。
術の問題を解決し、走行体の移動距離が長い場合でも前
記走行体の変位を精度良く検出することができる低コス
トな磁歪式走行型リニアエンコーダを提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の磁歪式走行型リニアエンコーダは、走行レ
ールに沿って周期的な間隔で配置された多数の磁石と、
前記走行レールを走行する走行体に搭載され、これらの
磁石の少なくとも２つが外周面に常時側面に近接して対
向するように磁石の配列方向に張設された磁歪線を有し
て前記磁歪線の一方の端からこれらの磁石との対向位置
までの磁歪線の軸線方向距離を検出する磁歪センサとを
備えている。前記磁石は３種類の異なる間隔をもって配
列され、これらの３種類の間隔が同一順序で周期的に繰
り返されることが好ましい。
め、本発明の磁歪式走行型リニアエンコーダは、走行レ
ールに沿って周期的な間隔で配置された多数の磁石と、
前記走行レールを走行する走行体に搭載され、これらの
磁石の少なくとも２つが外周面に常時側面に近接して対
向するように磁石の配列方向に張設された磁歪線を有し
て前記磁歪線の一方の端からこれらの磁石との対向位置
までの磁歪線の軸線方向距離を検出する磁歪センサとを
備えている。前記磁石は３種類の異なる間隔をもって配
列され、これらの３種類の間隔が同一順序で周期的に繰
り返されることが好ましい。
【００１３】
【作用】走行体が走行する際に、磁歪センサによって磁
歪線の一方の端から前記磁歪線の外周面に接近して対向
している磁石までの磁歪線の軸線方向の距離を所定のサ
ンプリング周期で検出し、前記距離の変化から走行体の
変位や速度を算出する。
歪線の一方の端から前記磁歪線の外周面に接近して対向
している磁石までの磁歪線の軸線方向の距離を所定のサ
ンプリング周期で検出し、前記距離の変化から走行体の
変位や速度を算出する。
【００１４】また、前記磁石相互間は３種類の異なる間
隔をもって配列され、これらの３種類の間隔が同一順序
で周期的に繰り返されている場合には、サンプリング周
期が長かったり走行体の走行速度が大きいために、前回
のサンプリング時に磁歪線上で検出された磁石が、今回
のサンプリング時にその検出可能範囲から外れても、磁
歪線上で検出された２つの磁石間の間隔が前記３種類の
間隔の何れに該当するかを判定することによって、走行
体の走行方向と移動距離を算出できる。
隔をもって配列され、これらの３種類の間隔が同一順序
で周期的に繰り返されている場合には、サンプリング周
期が長かったり走行体の走行速度が大きいために、前回
のサンプリング時に磁歪線上で検出された磁石が、今回
のサンプリング時にその検出可能範囲から外れても、磁
歪線上で検出された２つの磁石間の間隔が前記３種類の
間隔の何れに該当するかを判定することによって、走行
体の走行方向と移動距離を算出できる。
【００１５】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の磁歪式走行型リニアエンコーダ
の一実施例を示すものであって、走行体１は図示してい
ない駆動車輪と従動車輪を有しており、これらの車輪を
介して走行レール２上に走行自在に支持されている。
する。図１は、本発明の磁歪式走行型リニアエンコーダ
の一実施例を示すものであって、走行体１は図示してい
ない駆動車輪と従動車輪を有しており、これらの車輪を
介して走行レール２上に走行自在に支持されている。
【００１６】前記走行レール２には、多数の磁石ｍ1 ，
ｍ2 ，ｍ3 が周期的に繰り返されるパターンで配列して
固定されており、また、走行体１の下面には、これらの
磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 の配列方向に張設された磁歪線３
を有する磁歪センサ４が取り付けられている。
ｍ2 ，ｍ3 が周期的に繰り返されるパターンで配列して
固定されており、また、走行体１の下面には、これらの
磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 の配列方向に張設された磁歪線３
を有する磁歪センサ４が取り付けられている。
【００１７】前記磁歪線３の一方の端部は、走行体１側
に設けられたパルス電流入力部５に連結されているとと
もに、前記端部近傍に弾性波の弾性波検出器６が取り付
けられ、他方の端部はシリコンゴム等で形成された制振
材７とスプリング８とを介して走行体１側に連結されて
おり、前記スプリング８により磁歪線３が伸長した状態
に維持されている。
に設けられたパルス電流入力部５に連結されているとと
もに、前記端部近傍に弾性波の弾性波検出器６が取り付
けられ、他方の端部はシリコンゴム等で形成された制振
材７とスプリング８とを介して走行体１側に連結されて
おり、前記スプリング８により磁歪線３が伸長した状態
に維持されている。
【００１８】前記磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 は、ｍ1 とｍ2
間の間隔がｄi 、ｍ2 とｍ3 間の間隔がｄj 、ｍ3 とｍ
1 間の間隔がｄk となっていて、それぞれの間隔はｄi
＜ｄj ＜ｄk の関係で順に拡がっており、この配列パタ
ーンが走行レール２の全長に亘って周期的に繰り返され
ている。また、これらの磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 の少なく
とも２つが常に磁歪線３の側面の下側に近接して対向し
ているように磁歪線３の長さが設定されている。
間の間隔がｄi 、ｍ2 とｍ3 間の間隔がｄj 、ｍ3 とｍ
1 間の間隔がｄk となっていて、それぞれの間隔はｄi
＜ｄj ＜ｄk の関係で順に拡がっており、この配列パタ
ーンが走行レール２の全長に亘って周期的に繰り返され
ている。また、これらの磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 の少なく
とも２つが常に磁歪線３の側面の下側に近接して対向し
ているように磁歪線３の長さが設定されている。
【００１９】前述した構成において、磁歪線３の内部の
磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 のうちの２つあるいは３つと対向
している位置の近傍には、これらの磁石によって形成さ
れる磁界が侵入しており、前記パルス電流入力部５から
磁歪線３内にパルス電流が入力されると、前記パルス電
流によって磁歪線３内にその中心軸線回りの同心円状の
磁界が一瞬生成され、前記磁石によって磁歪線３内に局
所的に生成されている磁界を変化させる。
磁石ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 のうちの２つあるいは３つと対向
している位置の近傍には、これらの磁石によって形成さ
れる磁界が侵入しており、前記パルス電流入力部５から
磁歪線３内にパルス電流が入力されると、前記パルス電
流によって磁歪線３内にその中心軸線回りの同心円状の
磁界が一瞬生成され、前記磁石によって磁歪線３内に局
所的に生成されている磁界を変化させる。
【００２０】前記磁界の変化は磁歪線３の磁石と対向し
ている位置に局所的且つ瞬間的なねじれ歪みを生じさ
せ、これが弾性波となって磁歪線３の両端に向けて伝播
され、その一方の端へ向かうものは弾性波検出器６によ
って検出される。
ている位置に局所的且つ瞬間的なねじれ歪みを生じさ
せ、これが弾性波となって磁歪線３の両端に向けて伝播
され、その一方の端へ向かうものは弾性波検出器６によ
って検出される。
【００２１】また、磁歪線３の他方の端へ向けて伝播さ
れる弾性波は、制振材７で減衰されて消滅し、磁歪線３
の他方の端から反射波となって弾性波検出器６側へ戻る
ことが防止されている。
れる弾性波は、制振材７で減衰されて消滅し、磁歪線３
の他方の端から反射波となって弾性波検出器６側へ戻る
ことが防止されている。
【００２２】磁歪線３内を伝播する弾性波の速度と比較
して、磁歪線３内のパルス電流の速度は非常に大きくそ
の伝播時間は無視できるため、パルス電流入力部５から
パルス電流が入力された時点から弾性波検出器６が弾性
波を検出した時点までの時間差と磁歪線３内の弾性波の
伝播速度との積によって、磁歪線３の一方の端部側にあ
る弾性波検出器６の位置から磁歪線３の側面の下側に対
向している磁石までの磁歪線３の軸線方向の距離が算出
される。
して、磁歪線３内のパルス電流の速度は非常に大きくそ
の伝播時間は無視できるため、パルス電流入力部５から
パルス電流が入力された時点から弾性波検出器６が弾性
波を検出した時点までの時間差と磁歪線３内の弾性波の
伝播速度との積によって、磁歪線３の一方の端部側にあ
る弾性波検出器６の位置から磁歪線３の側面の下側に対
向している磁石までの磁歪線３の軸線方向の距離が算出
される。
【００２３】図２は、図１における磁歪線３にある時点
でパルス電流を入力した場合における、実際の磁石の位
置と磁歪センサ４の検出位置の対応関係を示す図であっ
て、図２では弾性波検出器６の位置Ｏに近い方から順に
Ｓ1 とＳ2 の位置に磁石が検出されており、この場合、
Ｓ1 とＳ2 の位置にはそれぞれ磁石ｍ1 とｍ2 とが磁歪
線３の側面に対向している。
でパルス電流を入力した場合における、実際の磁石の位
置と磁歪センサ４の検出位置の対応関係を示す図であっ
て、図２では弾性波検出器６の位置Ｏに近い方から順に
Ｓ1 とＳ2 の位置に磁石が検出されており、この場合、
Ｓ1 とＳ2 の位置にはそれぞれ磁石ｍ1 とｍ2 とが磁歪
線３の側面に対向している。
【００２４】Ｓ1 とＳ2 の位置が磁石ｍ 1 ，ｍ2 ，ｍ3
のどれに対応しているかは、Ｓ1 とＳ2 の間隔から判断
することができ、この場合には、ＯからＳ1 までの距離
をＸ0 、ＯからＳ2 までの距離をＹ0 とすると、Ｙ0 −
Ｘ0 ＝ｄi であることから、Ｓ1 の位置にｍ1 が、Ｓ2
の位置にｍ2 が対応していることがわかる。
のどれに対応しているかは、Ｓ1 とＳ2 の間隔から判断
することができ、この場合には、ＯからＳ1 までの距離
をＸ0 、ＯからＳ2 までの距離をＹ0 とすると、Ｙ0 −
Ｘ0 ＝ｄi であることから、Ｓ1 の位置にｍ1 が、Ｓ2
の位置にｍ2 が対応していることがわかる。
【００２５】次に図３は、図２の時点から時間Ｔ（サン
プリング周期）だけ経過した時点で磁歪線３にパルス電
流を入力したときの、実際の磁石の位置と磁歪センサ４
の検出位置の対応関係を示す図であって、Ｓ1 とＳ2 の
間隔はＹ−Ｘ＝ｄi で前回と同じであるため、Ｓ1 の位
置にｍ1 が、Ｓ2 の位置にｍ2 が対応していることがわ
かる。
プリング周期）だけ経過した時点で磁歪線３にパルス電
流を入力したときの、実際の磁石の位置と磁歪センサ４
の検出位置の対応関係を示す図であって、Ｓ1 とＳ2 の
間隔はＹ−Ｘ＝ｄi で前回と同じであるため、Ｓ1 の位
置にｍ1 が、Ｓ2 の位置にｍ2 が対応していることがわ
かる。
【００２６】この場合、Ｓ1 の位置Ｏからの距離Ｘは、
前回測定された距離Ｘ0 よりも減少しているため、走行
体１は時間Ｔの間にＸ0 −Ｘだけ同図右側に移動したも
のと判断される。
前回測定された距離Ｘ0 よりも減少しているため、走行
体１は時間Ｔの間にＸ0 −Ｘだけ同図右側に移動したも
のと判断される。
【００２７】次に図４は、図３と同様に右方に走行する
走行体１の図２の状態から時間Ｔ（サンプリング周期）
だけ経過した時点で磁歪線３にパルス電流を入力した場
合の実際の磁石の位置と磁歪センサ４の検出位置の対応
関係を示す図であって、同図の場合、走行体１の速度が
大きく、時間Ｔの間に磁石ｍ1 は磁歪線３の検出可能範
囲から左方に外れ、代わりに磁石ｍ3 が磁歪線３の右方
から検出可能範囲内に入ってきている。
走行体１の図２の状態から時間Ｔ（サンプリング周期）
だけ経過した時点で磁歪線３にパルス電流を入力した場
合の実際の磁石の位置と磁歪センサ４の検出位置の対応
関係を示す図であって、同図の場合、走行体１の速度が
大きく、時間Ｔの間に磁石ｍ1 は磁歪線３の検出可能範
囲から左方に外れ、代わりに磁石ｍ3 が磁歪線３の右方
から検出可能範囲内に入ってきている。
【００２８】この場合には、磁歪センサ４に検出される
位置Ｓ1 とＳ2 間の間隔は、Ｙ’−Ｘ’＝ｄj であるた
め、Ｓ1 の位置に磁石ｍ2 が、Ｓ2 の位置に磁石ｍ3 が
それぞれ対応していることがわかる。
位置Ｓ1 とＳ2 間の間隔は、Ｙ’−Ｘ’＝ｄj であるた
め、Ｓ1 の位置に磁石ｍ2 が、Ｓ2 の位置に磁石ｍ3 が
それぞれ対応していることがわかる。
【００２９】そのため、図２における磁石ｍ2 に対応す
るＳ2 の位置と、図４における同じ磁石ｍ2 に対応する
Ｓ1 の位置から、走行体１は時間Ｔの間にＹ0 −Ｘ’だ
け右方に移動したものと判断される。
るＳ2 の位置と、図４における同じ磁石ｍ2 に対応する
Ｓ1 の位置から、走行体１は時間Ｔの間にＹ0 −Ｘ’だ
け右方に移動したものと判断される。
【００３０】さらに、図５も図２の状態から時間Ｔ（サ
ンプリング周期）だけ経過した時点で磁歪線３にパルス
電流を入力した場合の実際の磁石の位置と磁歪センサ４
の検出位置の対応関係を示したものであるが、図５にお
いては、走行体１は左側に移動していて、左方から磁石
ｍ3 が磁歪線３の検出可能範囲に入ってきており、これ
に位置Ｓ1 が対応し、また、磁石ｍ1 は位置Ｓ2 に対応
している。
ンプリング周期）だけ経過した時点で磁歪線３にパルス
電流を入力した場合の実際の磁石の位置と磁歪センサ４
の検出位置の対応関係を示したものであるが、図５にお
いては、走行体１は左側に移動していて、左方から磁石
ｍ3 が磁歪線３の検出可能範囲に入ってきており、これ
に位置Ｓ1 が対応し、また、磁石ｍ1 は位置Ｓ2 に対応
している。
【００３１】この場合、検出される位置Ｓ1 とＳ2 間の
間隔は、Ｙ”−Ｘ”＝ｄk であることから、Ｓ1 の位置
に磁石ｍ3 が、Ｓ2 の位置に磁石ｍ1 がそれぞれ対応し
ているものと判定される。
間隔は、Ｙ”−Ｘ”＝ｄk であることから、Ｓ1 の位置
に磁石ｍ3 が、Ｓ2 の位置に磁石ｍ1 がそれぞれ対応し
ているものと判定される。
【００３２】図２における磁石ｍ1 に対応するＳ1 の位
置と、図５における同じ磁石ｍ1 に対応するＳ2 の位置
から、走行体１は時間Ｔの間にＹ”−Ｘ0 だけ左方に移
動したことがわかる。
置と、図５における同じ磁石ｍ1 に対応するＳ2 の位置
から、走行体１は時間Ｔの間にＹ”−Ｘ0 だけ左方に移
動したことがわかる。
【００３３】なお、本実施例では実際の磁石間の配列間
隔はそれぞれ、ｄi ＝４０mm、ｄj＝６０mm、ｄk ＝８
０mmであり、また、磁歪線３の側面と磁石間の対向間隔
は１５mmとしている。
隔はそれぞれ、ｄi ＝４０mm、ｄj＝６０mm、ｄk ＝８
０mmであり、また、磁歪線３の側面と磁石間の対向間隔
は１５mmとしている。
【００３４】また、磁歪線３は全長３５０mmのものが用
いられているが、実際はその両端からそれぞれ１００mm
の部分に磁石を検出できない不感帯が存在しているた
め、中央部分の１５０mmが磁石の検出可能な有効長とな
っていて、この部分の側面に常に２つ以上の磁石が対向
している。
いられているが、実際はその両端からそれぞれ１００mm
の部分に磁石を検出できない不感帯が存在しているた
め、中央部分の１５０mmが磁石の検出可能な有効長とな
っていて、この部分の側面に常に２つ以上の磁石が対向
している。
【００３５】なお、走行体１が最大速度Ｖで走行する場
合、時間Ｔ（サンプリング周期）の間に走行体１は最大
でＶ・Ｔの距離だけ進むため、ｄi ＜ｄj ＜ｄk の場
合、ｄi がＶ・Ｔよりも大きく設定されていれば、走行
体１の前記時間Ｔの間の走行距離や走行方向を知ること
ができ、これから、走行体１の位置や速度も算出するこ
とができる。また、磁歪線３は、ｄi ＜ｄj ＜ｄk であ
る場合に、その検出可能範囲がｄj ＋ｄk より長ければ
よい。
合、時間Ｔ（サンプリング周期）の間に走行体１は最大
でＶ・Ｔの距離だけ進むため、ｄi ＜ｄj ＜ｄk の場
合、ｄi がＶ・Ｔよりも大きく設定されていれば、走行
体１の前記時間Ｔの間の走行距離や走行方向を知ること
ができ、これから、走行体１の位置や速度も算出するこ
とができる。また、磁歪線３は、ｄi ＜ｄj ＜ｄk であ
る場合に、その検出可能範囲がｄj ＋ｄk より長ければ
よい。
【００３６】前述した実施例では、隣り合う磁石の配列
間隔がｄi ＜ｄj ＜ｄk となる順序で周期的に繰り返し
ているが、互いに異なる３種類の間隔として順番に周期
的に繰り返されていれば、磁歪線上３で検出された２つ
の磁石の位置Ｓ1 ，Ｓ2 の間隔から、これらの位置に対
応している２つの磁石がｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 のどの２つか
判断できるため、ｄi ，ｄj ，ｄk の大小関係は必ずし
もこの順序にする必要はない。
間隔がｄi ＜ｄj ＜ｄk となる順序で周期的に繰り返し
ているが、互いに異なる３種類の間隔として順番に周期
的に繰り返されていれば、磁歪線上３で検出された２つ
の磁石の位置Ｓ1 ，Ｓ2 の間隔から、これらの位置に対
応している２つの磁石がｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 のどの２つか
判断できるため、ｄi ，ｄj ，ｄk の大小関係は必ずし
もこの順序にする必要はない。
【００３７】また、前述した時間Ｔ（サンプリング周
期）当たりの走行体１の最大移動量Ｖ・Ｔが磁石相互の
間隔の１／５〜１／４程度である場合には、磁石を等間
隔に配列しても走行体１の現在位置や速度を知ることが
でき、リニアエンコーダの構成を簡略化することができ
る。
期）当たりの走行体１の最大移動量Ｖ・Ｔが磁石相互の
間隔の１／５〜１／４程度である場合には、磁石を等間
隔に配列しても走行体１の現在位置や速度を知ることが
でき、リニアエンコーダの構成を簡略化することができ
る。
【００３８】例えば、走行体１が最大２m／secの速度で
走行する場合に、サンプリング周期を５msecとすると、
走行体１は１サンプリング当たり最大１０mm進むため、
磁石を４０mm〜５０mm程度の間隔で配列し、且つ、磁歪
線３の検出可能範囲に２つ以上磁石が入るように磁歪線
３の長さを設定しておけばよい。
走行する場合に、サンプリング周期を５msecとすると、
走行体１は１サンプリング当たり最大１０mm進むため、
磁石を４０mm〜５０mm程度の間隔で配列し、且つ、磁歪
線３の検出可能範囲に２つ以上磁石が入るように磁歪線
３の長さを設定しておけばよい。
【００３９】なお、この場合前回サンプリングしたとき
のＳ1 の位置と今回サンプリングしたときのＳ 1 の位置
との間の距離が１０mmを超えている場合には、今回サン
プリングしたＳ1 の位置と前回サンプリングしたＳ2 の
位置とが同一の磁石に対応するから、両者の位置の差か
ら比較して走行体１の変位を算出する。
のＳ1 の位置と今回サンプリングしたときのＳ 1 の位置
との間の距離が１０mmを超えている場合には、今回サン
プリングしたＳ1 の位置と前回サンプリングしたＳ2 の
位置とが同一の磁石に対応するから、両者の位置の差か
ら比較して走行体１の変位を算出する。
【００４０】また、本実施例では走行レール２に磁石ｍ
1 ，ｍ2 ，ｍ3 を固定しているが、これらの磁石ｍ1 ，
ｍ2 ，ｍ3 は走行レール２とは別に設けた部材に固定し
てもよい。
1 ，ｍ2 ，ｍ3 を固定しているが、これらの磁石ｍ1 ，
ｍ2 ，ｍ3 は走行レール２とは別に設けた部材に固定し
てもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の磁歪式
走行型リニアエンコーダによれば、走行体に磁歪センサ
を搭載し、前記走行体の走行レールに沿って周期的な間
隔で多数の磁石と配置しているため、従来の磁歪線を走
行体の走行経路に沿って敷設している構造のリニアエン
コーダのように、走行体の走行距離が制限されることな
く高い精度で走行体の変位を検出することができる。
走行型リニアエンコーダによれば、走行体に磁歪センサ
を搭載し、前記走行体の走行レールに沿って周期的な間
隔で多数の磁石と配置しているため、従来の磁歪線を走
行体の走行経路に沿って敷設している構造のリニアエン
コーダのように、走行体の走行距離が制限されることな
く高い精度で走行体の変位を検出することができる。
【００４２】また、走行体の走行範囲全長に亘って連続
する磁気レールに記録されている位置情報を磁気センサ
で読み取る構造の従来のリニアエンコーダと比較して、
周囲の温度変化による影響を受けにくく、走行体の走行
距離が長くなっても検出精度が低下することがない。
する磁気レールに記録されている位置情報を磁気センサ
で読み取る構造の従来のリニアエンコーダと比較して、
周囲の温度変化による影響を受けにくく、走行体の走行
距離が長くなっても検出精度が低下することがない。
【００４３】しかも、走行レールを途中で分割して用い
ることができるとともに、磁気レールと比較して安価な
磁石を非検出部材として用いているため、設備コストを
安くできる。
ることができるとともに、磁気レールと比較して安価な
磁石を非検出部材として用いているため、設備コストを
安くできる。
【００４４】さらに、前記磁石相互間が３種類の異なる
間隔に設定され、これらの３種類の間隔が同一順序で周
期的に繰り返されている場合には、前回のサンプリング
時に磁歪線上で検出された磁石が今回のサンプリング時
でその検出可能範囲から外れても磁歪線上で検出された
２つの磁石間の間隔が前記３種類の間隔の何れに該当す
るかによって、走行体の走行方向と変位量を知ることが
できるため、走行体の速度が大きい場合にも、磁歪線部
分が比較的短い磁気センサで走行体の走行方向や変位量
を正確に検出することができる。
間隔に設定され、これらの３種類の間隔が同一順序で周
期的に繰り返されている場合には、前回のサンプリング
時に磁歪線上で検出された磁石が今回のサンプリング時
でその検出可能範囲から外れても磁歪線上で検出された
２つの磁石間の間隔が前記３種類の間隔の何れに該当す
るかによって、走行体の走行方向と変位量を知ることが
できるため、走行体の速度が大きい場合にも、磁歪線部
分が比較的短い磁気センサで走行体の走行方向や変位量
を正確に検出することができる。
【図１】 本発明の磁歪式走行型リニアエンコーダの一
実施例を示す概略図。
実施例を示す概略図。
【図２】 磁石の位置と磁歪センサの検出位置の対応関
係を示す図。
係を示す図。
【図３】 走行体が右方へ小さい速度で走行する場合に
おける図２の位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪
センサの検出位置の対応関係を示す図。
おける図２の位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪
センサの検出位置の対応関係を示す図。
【図４】 走行体が右方へ大きい速度で走行する場合に
おける図２の位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪
センサの検出位置の対応関係を示す図。
おける図２の位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪
センサの検出位置の対応関係を示す図。
【図５】 走行体が左方へ走行する場合における図２の
位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪センサの検出
位置の対応関係を示す図。
位置から時間Ｔ経過後の磁石の位置と磁歪センサの検出
位置の対応関係を示す図。
【図６】 従来の磁歪式リニアエンコーダの原理を示す
図。
図。
１ 走行体 ２ 走行レール ３ 磁歪線 ４ 磁歪センサ ５ パルス電流入力部 ６ 弾性波検出器 ７ 制振材 ８ スプリング
Claims (2)
- 【請求項１】 走行レールに沿って周期的な間隔で配置
された多数の磁石と、前記走行レールを走行する走行体
に搭載され、これらの磁石の少なくとも２つが常時側面
に近接して対向するように磁石の配列方向に張設された
磁歪線を有して前記磁歪線の一方の端からこれらの磁石
との対向位置までの磁歪線の軸線方向距離を検出する磁
歪センサとを備えたことを特徴とする磁歪式走行型リニ
アエンコーダ。 - 【請求項２】 前記磁石相互間は３種類の異なる間隔に
設定され、これらの３種類の間隔が同一順序で周期的に
繰り返されていることを特徴とする請求項１記載の磁歪
式走行型リニアエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14415897A JPH10332726A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁歪式走行型リニアエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14415897A JPH10332726A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁歪式走行型リニアエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332726A true JPH10332726A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15355557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14415897A Pending JPH10332726A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁歪式走行型リニアエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10332726A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009271076A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Siemens Ag | 位置および／または速度を検出する測定装置 |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP14415897A patent/JPH10332726A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009271076A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Siemens Ag | 位置および／または速度を検出する測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5274328A (en) | Temperature compensation for magnetostrictive position detector | |
| US5736695A (en) | Device for detecting position | |
| EP0024495B1 (en) | Acoustic pulse delay line system for measuring distances along a magnetostrictive wire | |
| EP0683887B1 (en) | Rejecting noise in magnetostrictive position detector by determining valid time range for propagation of reference sonic pulses | |
| US6448759B2 (en) | Non-contact linear position sensor for motion control applications with inductive attenuating coupler | |
| US20010038281A1 (en) | Linear and rotary magnetic sensor | |
| JPH0626884A (ja) | 位置検出装置 | |
| CA1112328A (en) | Position determining system | |
| US5050135A (en) | Magnetostrictive multiple position sensing device | |
| JPH10332726A (ja) | 磁歪式走行型リニアエンコーダ | |
| KR20070114550A (ko) | 자왜식 위치측정장치 및 이를 이용한 위치 측정 방법 | |
| CA1157258A (en) | Length measuring system | |
| KR101017120B1 (ko) | 자기왜곡효과를 이용한 비접촉 절대변위 센서 | |
| JP3799415B2 (ja) | 磁歪式変位検出装置 | |
| US8242774B2 (en) | Incremental displacement transducer and method for determining a displacement of a first object relative to a second object | |
| CN103718003A (zh) | 用于获得运动参数的装置 | |
| KR100468589B1 (ko) | 선형전동기의 위치 검출방법 및 그 장치 | |
| JP4154878B2 (ja) | 位置検出装置及び位置決め装置 | |
| JPH02183117A (ja) | 変位検出装置 | |
| EP0363518B1 (en) | Distance measuring apparatus and method | |
| JPH04299208A (ja) | 管内移動体の位置検出装置 | |
| EP0363517B1 (en) | Distance measuring apparatus and method | |
| KR830003083A (ko) | 엔진 속도 측정 시스템(Engine Speed Measuring System) | |
| JPS6339601Y2 (ja) | ||
| JPH07104180B2 (ja) | 磁気回転エンコーダ系 |