JPH08297004A - Position-detecting apparatus - Google Patents
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、キャリッジの変位に対
応するスケールの連続した磁界の変化を各種磁電変換素
子を介して、電圧あるいは電気抵抗等の各種電気量の変
化として出力することにより、変位あるいは長さ等を検
出することが容易な位置検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention outputs a change in a continuous magnetic field of a scale corresponding to a displacement of a carriage as a change in various electric quantities such as voltage or electric resistance through various magnetoelectric conversion elements. The present invention relates to a position detection device that can easily detect displacement, length, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、変位あるいは長さ等を検出する
位置検出装置には、各種電磁波の変化を利用した位置検
出装置、磁界の変化を利用した位置検出装置及び各種電
気量の変化を利用した位置検出装置等がある。2. Description of the Related Art Generally, as a position detecting device for detecting displacement or length, a position detecting device utilizing changes in various electromagnetic waves, a position detecting device utilizing changes in magnetic field, and changes in various electric quantities are used. There are position detection devices and the like.
【0003】本発明の位置検出装置に類する従来の磁界
の変化を利用した位置検出装置の構造を図1及び図2に
示し、その磁界の分布を図3に示す。1 and 2 show the structure of a conventional position detecting device similar to the position detecting device of the present invention which utilizes changes in the magnetic field, and FIG. 3 shows the distribution of the magnetic field.
【0004】図1に示す従来例において、位置検出装置
はスケール1とキャリッジ10を主に構成される。スケ
ール1は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の
第1のヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bの
それぞれの一方の端部に装着され、前記間隙の構成する
空間8内の一部に第1の磁界を形成する第1の永久磁石
3aと、第1のヨーク2a、2bのそれぞれの他方の端
部に装着され、空間8内の他の一部に第2の磁界を形成
する第2の永久磁石3bとにより構成される。キャリッ
ジ10は、位置の変位に対応した磁界の変化の検出部を
構成し、ホール素子あるいは磁気抵抗素子等よりなる磁
電変換素子7により構成される。In the conventional example shown in FIG. 1, the position detecting device mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. The scale 1 is attached to a pair of first yokes 2a and 2b facing each other with a predetermined gap and one end of each of the first yokes 2a and 2b, and a space formed by the gap. The first permanent magnet 3a that forms the first magnetic field in a part of the inner space 8 and the other end of each of the first yokes 2a and 2b, and the second permanent magnet 3a is installed in the other part of the space 8. And a second permanent magnet 3b that forms the magnetic field. The carriage 10 constitutes a magnetic field change detecting portion corresponding to the displacement of the position, and is constituted by the magnetoelectric conversion element 7 including a Hall element or a magnetic resistance element.
【0005】第1の永久磁石3aと第2の永久磁石3b
は、第1の永久磁石3aのN極の極性を有する磁極面が
第1のヨーク2aを介して第2の永久磁石3bのS極の
極性を有する磁極面に対向し、第1の永久磁石3aのS
極の極性を有する磁極面が第1のヨーク2bを介して第
2の永久磁石3bのN極の極性を有する磁極面に対向す
るように配置される。空間8内の中央部Cより端部A方
向の範囲には、第1のヨーク2aから第1のヨーク2b
に向かう第1の磁界が形成され、空間8内の中央部Cよ
り端部B方向の範囲には、第1のヨーク2bから第1の
ヨーク2aに向かう第2の磁界が形成される。First permanent magnet 3a and second permanent magnet 3b
Means that the magnetic pole surface of the first permanent magnet 3a having the N-pole polarity faces the magnetic pole surface of the second permanent magnet 3b having the S-pole polarity through the first yoke 2a. 3a S
The magnetic pole surface having the polarity of the pole is arranged so as to face the magnetic pole surface having the polarity of the N pole of the second permanent magnet 3b via the first yoke 2b. In the range from the central portion C to the end portion A in the space 8, the first yoke 2a to the first yoke 2b are provided.
A first magnetic field toward the first yoke 2a is formed in a range from the central portion C to the end portion B in the space 8 in the direction from the first yoke 2b to the first yoke 2a.
【0006】図2に示す従来例において、位置検出装置
はスケール1とキャリッジ10を主に構成される。スケ
ール1は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の
第1のヨーク2a、2bと、第1のヨーク2aに巻装さ
れ、前記間隙の構成する空間8内の一部に第1の磁界及
び空間8内の他の一部に第2の磁界をそれぞれ形成する
第1の巻線5aとにより構成される。キャリッジ10
は、位置の変位に対応した磁界の変化の検出部を構成
し、ホール素子あるいは磁気抵抗素子等よりなる磁電変
換素子7により構成される。In the conventional example shown in FIG. 2, the position detecting device mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. The scale 1 is wound around the pair of first yokes 2a and 2b, which are opposed to each other with a predetermined gap, and the first yoke 2a. And a first winding 5a that forms a second magnetic field in the other part of the space 8. Carriage 10
Constitutes a detector for detecting a change in the magnetic field corresponding to the displacement of the position, and is constituted by a magnetoelectric conversion element 7 including a Hall element or a magnetoresistive element.
【0007】第1の巻線5aの形成する第1の磁界と第
2の磁界は、それぞれ異なる方向に空間8内に形成され
る。即ち、第1の巻線5aに図示の方向に電流を流すこ
とにより、空間8内の中央部Cより端部A方向の範囲に
は、第1のヨーク2aから第1のヨーク2bに向かう第
1の磁界が形成され、空間8内の中央部Cより端部B方
向の範囲には、第1のヨーク2bから第1のヨーク2a
に向かう第2の磁界が形成される。The first magnetic field and the second magnetic field formed by the first winding 5a are formed in the space 8 in different directions. That is, by causing a current to flow through the first winding 5a in the direction shown in the drawing, the first yoke 2a moves from the first yoke 2a to the first yoke 2b in the range from the central portion C to the end portion A in the space 8. 1 magnetic field is formed, and in the range from the central portion C to the end portion B in the space 8, the first yoke 2b to the first yoke 2a are formed.
A second magnetic field is formed towards the.
【0008】図3は、図1及び図2に示す従来の位置検
出装置において、キャリッジ10の変位x[mm]に対
して空間8内に形成される磁界H[A/m]の大きさの
変化を示すものであり、キャリッジ10がスケール1の
一方の端部Aより他方の端部Bまで移動した際の磁界の
分布を示すものである。FIG. 3 shows the magnitude of the magnetic field H [A / m] formed in the space 8 with respect to the displacement x [mm] of the carriage 10 in the conventional position detecting device shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 4 shows changes in the distribution of the magnetic field when the carriage 10 moves from one end A of the scale 1 to the other end B thereof.
【0009】キャリッジ10がスケール1の端部Aに位
置する際の磁界は+Ha[A/m]であり、中央部Cに
位置する際の磁界は0[A/m]であり、端部Bに位置
する際の磁界は−Hb[A/m]である。磁界は一方の
端部Aで最大となり他方の端部Bで最小となる。点線で
示される直線は理想的な磁界の分布を示すものであり、
実線で示される曲線は図1及び図2に示す従来の位置検
出装置の磁界の分布を示すものである。The magnetic field when the carriage 10 is located at the end A of the scale 1 is + Ha [A / m], the magnetic field when it is located at the center C is 0 [A / m], and the end B The magnetic field when positioned at is -Hb [A / m]. The magnetic field is maximum at one end A and minimum at the other end B. The straight line indicated by the dotted line shows the ideal magnetic field distribution,
The curve shown by the solid line shows the distribution of the magnetic field of the conventional position detecting device shown in FIGS.
【0010】しかし、これらの検出方法は、図3に実線
で示されるように、全ストロークにわたる磁界の分布が
所定の曲線で変化し、所定の磁界Ho[A/m]に対応
する実線で示される曲線の変位xa[mm]と、所定の
磁界Ho[A/m]に対応する点線で示される直線の変
位xb[mm]との間にΔx[mm]の誤差を有するも
のである。端部Aから端部Bまでの変位に対するΔx
[mm]の百分率の最大値を直線度とした際に、図1及
び図2に示す従来の位置検出装置の直線度は、±0.5
%となり、100[mm]のストロークに対して1[m
m]の誤差を与えるものであり、1[mm]の精度を有
する位置検出装置になる。100[mm]を越えるロン
グ・ストロークの位置検出装置に対応させた際には、ス
トロークに比例して直線度あるいは精度が極端に悪化す
る。However, in these detection methods, as shown by the solid line in FIG. 3, the distribution of the magnetic field over the entire stroke changes with a predetermined curve, and is shown by the solid line corresponding to the predetermined magnetic field Ho [A / m]. There is an error of Δx [mm] between the displacement xa [mm] of the curved line and the displacement xb [mm] of the straight line indicated by the dotted line corresponding to the predetermined magnetic field Ho [A / m]. Δx for displacement from end A to end B
When the maximum value of the percentage of [mm] is taken as the linearity, the linearity of the conventional position detecting device shown in FIGS. 1 and 2 is ± 0.5.
%, And 1 [m for a stroke of 100 [mm]
m], and the position detection device has an accuracy of 1 [mm]. When it is applied to a long stroke position detecting device exceeding 100 [mm], the linearity or accuracy is extremely deteriorated in proportion to the stroke.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の位置検出装置の価格が高く、各種民生機
器、各種産業機器及び各種OA機器等の各種汎用機器へ
の搭載が困難であり、ロング・ストロークに対応するこ
とが価格的に不可能な点である。The problem to be solved is that the conventional position detecting device is expensive, and it is difficult to mount it on various general-purpose equipment such as various consumer equipment, various industrial equipment and various OA equipment. However, it is impossible to cope with long strokes in terms of price.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、キャリジに磁
界を形成する手段を具備することを最も主要な特徴と
し、精度の向上、直線度の向上、ロング・ストローク化
及び低価格化という目的を極めて簡単に実現した。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is most characterized in that it has means for forming a magnetic field in a carriage, and has the object of improving accuracy, improving linearity, lengthening stroke and lowering cost. Was realized extremely easily.
【0013】[0013]
【作用】従って、本発明の位置検出装置によれば、キャ
リッジに第3の磁界を形成する手段を具備させ、スケー
ルが形成する第1の磁界と第2の磁界とをそれぞれ異な
る方向に構成し、第3の磁界を第1の磁界あるいは第2
の磁界のどちらか一方と同方向に構成し、スケールが形
成する第1の磁界あるいは第2の磁界をキャリッジを構
成する磁電変換素子に集約させることにより、精度の向
上、直線度の向上及びロング・ストローク化が可能とな
る。更に、第1の磁界及び第2の磁界に第3の磁界を重
畳させることにより、磁電変換素子に作用する磁界の大
きさのレベル・アップが可能となる。即ち、第1の磁界
及び第2の磁界を小さくすることが可能となり、第1の
磁界を形成する手段、第2の磁界を形成する手段及び磁
路を構成するヨーク類の小型軽量化と低価格化を実現す
るものである。Therefore, according to the position detecting apparatus of the present invention, the carriage is provided with the means for forming the third magnetic field, and the first magnetic field and the second magnetic field formed by the scale are arranged in different directions. , The third magnetic field is the first magnetic field or the second magnetic field
The magnetic field is formed in the same direction as one of the two magnetic fields, and the first magnetic field or the second magnetic field formed by the scale is integrated in the magnetoelectric conversion element that forms the carriage, thereby improving accuracy, improving linearity, and increasing longness.・ Strokes can be made. Furthermore, by superimposing the third magnetic field on the first magnetic field and the second magnetic field, the level of the magnetic field acting on the magnetoelectric conversion element can be increased. That is, the first magnetic field and the second magnetic field can be reduced, and the means for forming the first magnetic field, the means for forming the second magnetic field, and the yokes forming the magnetic path can be made small and lightweight. It realizes price reduction.
【0014】[0014]
【実施例】本発明の位置検出装置の詳細を図4ないし図
9に示す実施例に基づいて説明し、その磁界の分布を図
10ないし図12に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The position detecting device of the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. 4 to 9, and the distribution of its magnetic field is shown in FIGS.
【0015】図4は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段と、第3の磁界を形成する手段
とを永久磁石により構成した本発明の位置検出装置の第
1の実施例を示すものである。FIG. 4 shows a position detecting device of the present invention in which the means for forming the first magnetic field, the means for forming the second magnetic field, and the means for forming the third magnetic field are constituted by permanent magnets. 1 shows the first embodiment.
【0016】図4に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bのそれぞ
れの一方の端部に装着され、前記間隙の構成する空間8
内の一部に第1の磁界を形成する第1の永久磁石3a
と、第1のヨーク2a、2bのそれぞれの他方の端部に
装着され、空間8内の他の一部に第2の磁界を形成する
第2の永久磁石3bとにより構成される。キャリッジ1
0は、位置の変位に対応した磁界の変化の検出部を構成
し、空間8内に第3の磁界を形成する第3の永久磁石6
とホール素子あるいは磁気抵抗素子等よりなる磁電変換
素子7により構成される。各種磁電変換素子7は、空間
8内に第3の磁界を形成する第3の永久磁石6の移動方
向の端部に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 4 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Is attached to one end of each of the pair of first yokes 2a and 2b, which are opposed to each other with a predetermined gap, and the space 8 defined by the gap.
A first permanent magnet 3a that forms a first magnetic field in a part of the inside
And a second permanent magnet 3b attached to the other end of each of the first yokes 2a and 2b and forming a second magnetic field in the other part of the space 8. Carriage 1
0 constitutes a detection part of the change of the magnetic field corresponding to the displacement of the position, and forms the third magnetic field in the space 8 by the third permanent magnet 6
And a magnetoelectric conversion element 7 including a Hall element or a magnetoresistive element. The various magnetoelectric conversion elements 7 are attached to the ends of the third permanent magnet 6 that forms a third magnetic field in the space 8 in the moving direction.
【0017】第1の永久磁石3aと第2の永久磁石3b
とは、空間8内にそれぞれ異なる方向の第1の磁界と第
2の磁界を形成するように配置され、第1の磁界は第1
の永久磁石3aにより空間8内の中央位置よりA方向の
範囲に形成され、第2の磁界は第2の永久磁石3bによ
り空間8内の中央位置よりB方向の範囲に形成される。
第3の永久磁石6は、第1の磁界あるいは第2の磁界の
どちらか一方と同方向の第3の磁界を空間8内に形成す
る。First permanent magnet 3a and second permanent magnet 3b
Are arranged so as to form a first magnetic field and a second magnetic field in different directions in the space 8, and the first magnetic field is the first magnetic field.
Is formed in the range in the direction A from the central position in the space 8 by the permanent magnet 3a, and the second magnetic field is formed in the range in the direction B from the central position in the space 8 by the second permanent magnet 3b.
The third permanent magnet 6 forms in the space 8 a third magnetic field in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0018】本実施例において、第1の永久磁石3aの
N極の極性を有する磁極面は、第1のヨーク2aを介し
て第2の永久磁石3bのS極の極性を有する磁極面に対
向するように配置され、第1の永久磁石3aのS極の極
性を有する磁極面は、第1のヨーク2bを介して第2の
永久磁石3bのN極の極性を有する磁極面に対向するよ
うに配置される。第1の磁界は、空間8内に第1のヨー
ク2aより第1のヨーク2bに向かって形成され、第2
の磁界は、空間8内に第1のヨーク2bより第1のヨー
ク2aに向かって形成される。第3の永久磁石6のN極
の極性を有する磁極面は、第1の永久磁石3aのN極の
極性を有する磁極面及び第2の永久磁石3bのS極の極
性を有する磁極面に対向するように配置され、第1の磁
界と同方向であり第2の磁界と異なる方向に第3の磁界
を形成する。In this embodiment, the magnetic pole surface of the first permanent magnet 3a having the N-pole polarity is opposed to the magnetic pole surface of the second permanent magnet 3b having the S-pole polarity through the first yoke 2a. The magnetic pole surface of the first permanent magnet 3a having the polarity of the S pole faces the magnetic pole surface of the second permanent magnet 3b having the polarity of the N pole via the first yoke 2b. Is located in. The first magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2a toward the first yoke 2b,
The magnetic field is generated in the space 8 from the first yoke 2b toward the first yoke 2a. The magnetic pole surface having the N pole polarity of the third permanent magnet 6 faces the magnetic pole surface having the N pole polarity of the first permanent magnet 3a and the S magnetic pole surface having the S pole polarity of the second permanent magnet 3b. And the third magnetic field is formed in the same direction as the first magnetic field but in a direction different from the second magnetic field.
【0019】図5は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段とをヨークに巻装された巻線に
より構成し、第3の磁界を形成する手段を永久磁石によ
り構成した本発明の位置検出装置の第2の実施例を示す
ものである。In FIG. 5, the means for forming the first magnetic field and the means for forming the second magnetic field are constituted by windings wound around a yoke, and the means for forming the third magnetic field is a permanent magnet. 2 shows a second embodiment of the position detecting device of the present invention configured as described above.
【0020】図5に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、前記間隙の構成する空間8内の一
部に第1の磁界を形成し、更に、前記間隙の構成する空
間8内の他の一部に第2の磁界を形成する第1のヨーク
2aに巻装される第1の巻線5aとにより構成される。
キャリッジ10は、位置の変位に対応した磁界の変化の
検出部を構成し、空間8内に第3の磁界を形成する第3
の永久磁石6とホール素子あるいは磁気抵抗素子等より
なる磁電変換素子7により構成される。各種磁電変換素
子7は、空間8内に第3の磁界を形成する第3の永久磁
石6の移動方向の端部に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 5 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Forms a first magnetic field in a part of the space 8 defined by the pair of first yokes 2a and 2b facing each other with a predetermined gap, and further, the configuration of the gap. The first winding 5a is wound around the first yoke 2a that forms the second magnetic field in the other part of the space 8.
The carriage 10 constitutes a detection unit for detecting a change in the magnetic field corresponding to the displacement of the position, and forms a third magnetic field in the space 8.
The permanent magnet 6 and the magnetoelectric conversion element 7 including a Hall element or a magnetoresistive element. The various magnetoelectric conversion elements 7 are attached to the ends of the third permanent magnet 6 that forms a third magnetic field in the space 8 in the moving direction.
【0021】第1の巻線5aは、空間8内にそれぞれ異
なる方向の第1の磁界と第2の磁界を形成するように第
1のヨーク2aに巻装され、第1の磁界は空間8内の中
央位置よりA方向の範囲に形成され、第2の磁界は空間
8内の中央位置よりB方向の範囲に形成される。第3の
永久磁石6は、第1の磁界あるいは第2の磁界のどちら
か一方と同方向の磁界を空間8内に形成する。The first winding 5a is wound around the first yoke 2a so as to form a first magnetic field and a second magnetic field in different directions in the space 8, and the first magnetic field is generated in the space 8. The second magnetic field is formed in a range in the A direction from the central position in the inside, and the second magnetic field is formed in a range in the B direction from the central position in the space 8. The third permanent magnet 6 forms in the space 8 a magnetic field in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0022】本実施例において、第1の巻線5aに図示
の方向に電流を流すことにより、第1の磁界は、空間8
内に第1のヨーク2aより第1のヨーク2bに向かって
形成され、第2の磁界は、空間8に第1のヨーク2bよ
り第1のヨーク2aに向かって形成される。第3の永久
磁石6は、N極の極性を有する磁極面が第1のヨーク2
aに対向し、S極の極性を有する磁極面が第1のヨーク
2bに対向するように配置され、第1の磁界と同方向で
あり第2の磁界と異なる方向に第3の磁界を形成する。In this embodiment, a current is passed through the first winding 5a in the direction shown, so that the first magnetic field causes the space 8
It is formed inside the first yoke 2a toward the first yoke 2b, and the second magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2b toward the first yoke 2a. The third permanent magnet 6 has a magnetic pole surface having an N-pole polarity that is the first yoke 2
The magnetic pole surface having the polarity of the S pole is arranged so as to face a and to face the first yoke 2b, and forms a third magnetic field in the same direction as the first magnetic field but in a direction different from the second magnetic field. To do.
【0023】図6は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段とをヨークに巻装された巻線に
より構成し、第3の磁界を形成する手段を永久磁石によ
り構成した本発明の位置検出装置の第3の実施例を示す
ものである。In FIG. 6, the means for forming the first magnetic field and the means for forming the second magnetic field are constituted by windings wound around a yoke, and the means for forming the third magnetic field is a permanent magnet. It shows a third embodiment of the position detecting device of the present invention constituted by.
【0024】図6に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bのそれぞ
れの両端部に固着される一対の第2のヨーク4a、4b
と、第2のヨーク4aに巻装され、前記間隙の構成する
空間8内の一部に第1の磁界を形成する第1の巻線5a
と、第2のヨーク4bに巻装され、空間8内の他の一部
に第2の磁界を形成する第2の巻線5bとにより構成さ
れる。キャリッジ10は、位置の変位に対応した磁界の
変化の検出部を構成し、空間8内に第3の磁界を形成す
る第3の永久磁石6とホール素子あるいは磁気抵抗素子
等よりなる磁電変換素子7により構成される。磁電変換
素子7は、空間8内に第3の磁界を形成する第3の永久
磁石6の移動方向の端部に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 6 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Is a pair of first yokes 2a and 2b arranged to face each other with a predetermined gap, and a pair of second yokes 4a and 4b fixed to both ends of the first yokes 2a and 2b.
And a first winding 5a wound around the second yoke 4a and forming a first magnetic field in a part of the space 8 defined by the gap.
And a second winding 5b wound around the second yoke 4b and forming a second magnetic field in the other part of the space 8. The carriage 10 constitutes a magnetic field change detection unit corresponding to the displacement of the position, and a magnetoelectric conversion element including a third permanent magnet 6 that forms a third magnetic field in the space 8 and a Hall element or a magnetoresistive element. It is composed of 7. The magnetoelectric conversion element 7 is attached to the end of the third permanent magnet 6 that forms the third magnetic field in the space 8 in the moving direction.
【0025】第1の巻線5aは、空間8内に第1の磁界
を形成するように第2のヨーク4aに巻装され、第2の
巻線5bは、空間8内に第1の磁界と異なる方向に第2
の磁界を形成するように第2のヨーク4bに巻装され
る。第1の磁界は第1の巻線5aにより空間8内の中央
位置よりA方向の範囲に形成され、第2の磁界は第2の
巻線5bにより空間8内の中央位置よりB方向の範囲に
形成される。第3の永久磁石6は、第1の磁界あるいは
第2の磁界のどちらか一方と同方向の磁界を空間8内に
形成する。The first winding 5a is wound around the second yoke 4a so as to form the first magnetic field in the space 8, and the second winding 5b is wound in the space 8 with the first magnetic field. Second in a different direction from
Is wound around the second yoke 4b so as to form a magnetic field of. The first magnetic field is formed by the first winding 5a in the range in the A direction from the center position in the space 8, and the second magnetic field is formed by the second winding 5b in the range in the B direction from the center position in the space 8. Is formed. The third permanent magnet 6 forms in the space 8 a magnetic field in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0026】本実施例において、第1の巻線5aに図示
の方向に電流を流すことにより、第1の磁界は、空間8
内に第1のヨーク2aより第1のヨーク2bに向かって
形成され、第2の巻線5bに図示の方向に電流を流すこ
とにより、第2の磁界は、空間8内に第1のヨーク2b
より第1のヨーク2aに向かって形成される。第3の永
久磁石6は、N極の極性を有する磁極面が第1のヨーク
2aに対向し、S極の極性を有する磁極面が第1のヨー
ク2bに対向するように配置され、第1の磁界と同方向
であり第2の磁界と異なる方向に第3の磁界を形成す
る。In the present embodiment, a current flows through the first winding 5a in the direction shown in the drawing, whereby the first magnetic field becomes a space 8
The second magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2a toward the first yoke 2b, and a current flows through the second winding 5b in the direction shown in the drawing. 2b
It is formed toward the first yoke 2a. The third permanent magnet 6 is arranged such that the magnetic pole surface having the N-pole polarity faces the first yoke 2a and the magnetic pole surface having the S-pole polarity faces the first yoke 2b. The third magnetic field is formed in the same direction as that of the second magnetic field but different from the second magnetic field.
【0027】図7は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段とをヨークに巻装された巻線に
より構成し、第3の磁界を形成する手段を永久磁石によ
り構成した本発明の位置検出装置の第4の実施例を示す
ものである。In FIG. 7, the means for forming the first magnetic field and the means for forming the second magnetic field are constituted by windings wound around a yoke, and the means for forming the third magnetic field is a permanent magnet. The 4th Example of the position detection apparatus of this invention comprised by this is shown.
【0028】図7に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bのそれぞ
れの両端部に固着される一対の第2のヨーク4a、4b
と、第1のヨーク2aの一方の端部に巻装され、前記間
隙の構成する空間8内の一部に第1の磁界を形成する第
1の巻線5aと、第1のヨーク2aの他方の端部に巻装
され、前記間隙の構成する空間8内の他の一部に第2の
磁界を形成する第2の巻線5bとにより構成される。キ
ャリッジ10は、位置の変位に対応した磁界の変化の検
出部を構成し、空間8内に第3の磁界を形成する第3の
永久磁石6とホール素子あるいは磁気抵抗素子等よりな
る磁電変換素子7により構成される。磁電変換素子7
は、空間8内に第3の磁界を形成する第3の永久磁石6
の移動方向の端部に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 7 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Is a pair of first yokes 2a and 2b arranged to face each other with a predetermined gap, and a pair of second yokes 4a and 4b fixed to both ends of the first yokes 2a and 2b.
A first winding 5a wound around one end of the first yoke 2a and forming a first magnetic field in a part of the space 8 forming the gap; The second winding 5b is wound around the other end and forms a second magnetic field in another part of the space 8 defined by the gap. The carriage 10 constitutes a magnetic field change detection unit corresponding to the displacement of the position, and a magnetoelectric conversion element including a third permanent magnet 6 that forms a third magnetic field in the space 8 and a Hall element or a magnetoresistive element. It is composed of 7. Magnetoelectric conversion element 7
Is a third permanent magnet 6 that forms a third magnetic field in the space 8.
Is attached to the end of the moving direction.
【0029】第1の巻線5aは、空間8内に第1の磁界
を形成するように第1のヨーク2aに巻装され、第2の
巻線5bは、空間8内に第1の磁界と異なる方向に第2
の磁界を形成するように第1のヨーク2aに巻装され
る。第1の磁界は第1の巻線5aにより空間8内の中央
位置よりA方向の範囲に形成され、第2の磁界は第1の
巻線5bにより空間8内の中央位置よりB方向の範囲に
形成される。第3の永久磁石6は、第1の磁界あるいは
第2の磁界のどちらか一方と同方向の磁界を空間8内に
形成する。The first winding 5a is wound around the first yoke 2a so as to form a first magnetic field in the space 8, and the second winding 5b is wound in the space 8 with the first magnetic field. Second in a different direction from
Is wound around the first yoke 2a so as to form the magnetic field of. The first magnetic field is formed by the first winding 5a in the range in the A direction from the central position in the space 8, and the second magnetic field is formed by the first winding 5b in the range in the B direction from the central position in the space 8. Is formed. The third permanent magnet 6 forms in the space 8 a magnetic field in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0030】本実施例において、第1の巻線5aに図示
の方向に電流を流すことにより、第1の磁界は、空間8
内に第1のヨーク2aより第1のヨーク2bに向かって
形成され、第2の巻線5bに図示の方向に電流を流すこ
とにより、第2の磁界は、空間8内に第1のヨーク2b
より第1のヨーク2aに向かって形成される。第3の永
久磁石6は、N極の極性を有する磁極面が第1のヨーク
2aに対向し、S極の極性を有する磁極面が第1のヨー
ク2bに対向するように配置され、第1の磁界と同方向
であり第2の磁界と異なる方向に第3の磁界を形成す
る。In this embodiment, a current is passed through the first winding 5a in the direction shown in the drawing, so that the first magnetic field causes the space 8
The second magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2a toward the first yoke 2b, and a current flows through the second winding 5b in the direction shown in the drawing. 2b
It is formed toward the first yoke 2a. The third permanent magnet 6 is arranged such that the magnetic pole surface having the N-pole polarity faces the first yoke 2a and the magnetic pole surface having the S-pole polarity faces the first yoke 2b. The third magnetic field is formed in the same direction as that of the second magnetic field but different from the second magnetic field.
【0031】図8は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段とを永久磁石により構成し、第
3の磁界を形成する手段を巻線により構成した本発明の
位置検出装置の第5の実施例を示すものである。FIG. 8 shows an embodiment of the present invention in which the means for forming the first magnetic field and the means for forming the second magnetic field are constituted by permanent magnets, and the means for forming the third magnetic field are constituted by windings. The 5th Example of a position detection apparatus is shown.
【0032】図8に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bのそれぞ
れの一方の端部に装着され、前記間隙の構成する空間8
内の一部に第1の磁界を形成する第1の永久磁石3a
と、第1のヨーク2a、2bのそれぞれの他方の端部に
装着され、空間8内の他の一部に第2の磁界を形成する
第2の永久磁石3bとにより構成される。キャリッジ1
0は、位置の変位に対応した磁界の変化の検出部を構成
し、空間8内に第3の磁界を形成する第3の巻線9とホ
ール素子あるいは磁気抵抗素子等よりなる磁電変換素子
7により構成される。各種磁電変換素子7は、空間8内
に第3の磁界を形成する第3の巻線9の移動方向の端部
に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 8 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Is attached to one end of each of the pair of first yokes 2a and 2b, which are opposed to each other with a predetermined gap, and the space 8 defined by the gap.
A first permanent magnet 3a that forms a first magnetic field in a part of the inside
And a second permanent magnet 3b attached to the other end of each of the first yokes 2a and 2b and forming a second magnetic field in the other part of the space 8. Carriage 1
Reference numeral 0 constitutes a magnetic field change detecting section corresponding to the displacement of the position, and a magnetoelectric conversion element 7 including a third winding 9 forming a third magnetic field in the space 8 and a Hall element or a magnetoresistive element. It is composed of The various magnetoelectric conversion elements 7 are attached to the ends of the third winding 9 that forms the third magnetic field in the space 8 in the moving direction.
【0033】第1の永久磁石3aと第2の永久磁石3b
とは、空間8内にそれぞれ異なる方向の第1の磁界と第
2の磁界を形成するように配置され、第1の磁界は第1
の永久磁石3aにより空間8内の中央位置よりA方向の
範囲に形成され、第2の磁界は第2の永久磁石3bによ
り空間8内の中央位置よりB方向の範囲に形成される。
第3の巻線9は、第1の磁界あるいは第2の磁界のどち
らか一方と同方向の第3の磁界を空間8内に形成するよ
うに巻装される。First permanent magnet 3a and second permanent magnet 3b
Are arranged so as to form a first magnetic field and a second magnetic field in different directions in the space 8, and the first magnetic field is the first magnetic field.
Is formed in the range in the direction A from the central position in the space 8 by the permanent magnet 3a, and the second magnetic field is formed in the range in the direction B from the central position in the space 8 by the second permanent magnet 3b.
The third winding 9 is wound so as to form a third magnetic field in the space 8 in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0034】本実施例において、第1の永久磁石3aの
N極の極性を有する磁極面は、第1のヨーク2aを介し
て第2の永久磁石3bのS極の極性を有する磁極面に対
向するように配置され、第1の永久磁石3aのS極の極
性を有する磁極面は、第1のヨーク2bを介して第2の
永久磁石3bのN極の極性を有する磁極面に対向するよ
うに配置される。第1の磁界は、空間8内に第1のヨー
ク2aより第1のヨーク2bに向かって形成され、第2
の磁界は、空間8内に第1のヨーク2bより第1のヨー
ク2aに向かって形成される。第3の磁界は、第3の巻
線9に図示の方向に電流を流すことにより、第1の磁界
と同方向であり第2の磁界と異なる方向に形成される。In this embodiment, the magnetic pole surface of the first permanent magnet 3a having the N-pole polarity is opposed to the magnetic pole surface of the second permanent magnet 3b having the S-pole polarity through the first yoke 2a. The magnetic pole surface of the first permanent magnet 3a having the polarity of the S pole faces the magnetic pole surface of the second permanent magnet 3b having the polarity of the N pole via the first yoke 2b. Is located in. The first magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2a toward the first yoke 2b,
The magnetic field is generated in the space 8 from the first yoke 2b toward the first yoke 2a. The third magnetic field is formed in the same direction as the first magnetic field but in a direction different from the second magnetic field by causing a current to flow through the third winding 9 in the direction shown.
【0035】図9は、第1の磁界を形成する手段と、第
2の磁界を形成する手段と、第3の磁界を形成する手段
とをそれぞれ巻線により構成した本発明の位置検出装置
の第6の実施例を示すものである。FIG. 9 shows a position detecting device of the present invention in which the means for forming the first magnetic field, the means for forming the second magnetic field, and the means for forming the third magnetic field are respectively constituted by windings. It shows a sixth embodiment.
【0036】図9に示す本発明の位置検出装置は、スケ
ール1とキャリッジ10を主に構成される。スケール1
は、所定の間隙を隔て対向して配置される一対の第1の
ヨーク2a、2bと、第1のヨーク2a、2bのそれぞ
れの両端部に固着される一対の第2のヨーク4a、4b
と、第2のヨーク4aに巻装され、前記間隙の構成する
空間8内の一部に第1の磁界を形成する第1の巻線5a
と、第2のヨーク4bに巻装され、空間8内の他の一部
に第2の磁界を形成する第2の巻線5bとにより構成さ
れる。キャリッジ10は、位置の変位に対応した磁界の
変化の検出部を構成し、空間8内に第3の磁界を形成す
る第3の巻線9とホール素子あるいは磁気抵抗素子等よ
りなる磁電変換素子7により構成される。磁電変換素子
7は、空間8内に第3の磁界を形成する第3の巻線9の
移動方向の端部に装着される。The position detecting device of the present invention shown in FIG. 9 mainly comprises a scale 1 and a carriage 10. Scale 1
Is a pair of first yokes 2a and 2b arranged to face each other with a predetermined gap, and a pair of second yokes 4a and 4b fixed to both ends of the first yokes 2a and 2b.
And a first winding 5a wound around the second yoke 4a and forming a first magnetic field in a part of the space 8 defined by the gap.
And a second winding 5b wound around the second yoke 4b and forming a second magnetic field in the other part of the space 8. The carriage 10 constitutes a magnetic field change detecting section corresponding to the displacement of the position, and a magnetoelectric conversion element including a third winding 9 forming a third magnetic field in the space 8 and a Hall element or a magnetoresistive element. It is composed of 7. The magnetoelectric conversion element 7 is attached to the end of the third winding 9 that forms the third magnetic field in the space 8 in the moving direction.
【0037】第1の巻線5aと第2の巻線5bは、空間
8内にそれぞれ異なる方向の第1の磁界と第2の磁界を
形成するように第2のヨーク4aと第2のヨーク4bに
それぞれ巻装され、第1の磁界は第2のヨーク4aに巻
装される第1の巻線5aにより空間8内の中央位置より
A方向の範囲に形成され、第2の磁界は第2のヨーク4
bに巻装される第2の巻線5bにより空間8内の中央位
置よりB方向の範囲に形成される。第3の巻線9は、第
1磁界あるいは第2の磁界のどちらか一方と同方向の第
3の磁界を空間8内に形成する。The first winding 5a and the second winding 5b have a second yoke 4a and a second yoke 4a so as to form a first magnetic field and a second magnetic field in different directions in the space 8, respectively. 4b, and the first magnetic field is formed by the first winding 5a wound on the second yoke 4a in a range in the direction A from the central position in the space 8, and the second magnetic field is 2 york 4
The second winding 5b wound around b is formed in a range in the B direction from the central position in the space 8. The third winding 9 forms a third magnetic field in the space 8 in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field.
【0038】本実施例において、第1の巻線5aに図示
の方向に電流を流すことにより、第1の磁界は、空間8
内に第1のヨーク2aより第1のヨーク2bに向かって
形成され、第2の巻線5bに図示の方向に電流を流すこ
とにより、第2の磁界は、空間8内に第1のヨーク2b
より第1のヨーク2aに向かって形成される。第3の磁
界は、第3の巻線9に図示の方向に電流を流すことによ
り、第2の磁界と同方向であり第1の磁界と異なる方向
に空間8内に形成される。In the present embodiment, the first magnetic field is supplied to the space 8 by passing a current through the first winding 5a in the direction shown in the drawing.
The second magnetic field is formed in the space 8 from the first yoke 2a toward the first yoke 2b, and a current flows through the second winding 5b in the direction shown in the drawing. 2b
It is formed toward the first yoke 2a. The third magnetic field is formed in the space 8 in the same direction as the second magnetic field but in a direction different from the first magnetic field by passing a current through the third winding 9 in the illustrated direction.
【0039】本発明の位置検出装置の第1の磁界を形成
する手段、第2の磁界を形成する手段及び第3の磁界を
形成する手段は、図4ないし図9の実施例に示すよう
に、永久磁石あるいはヨークに巻装された巻線等により
構成されるが、永久磁石とその永久磁石に巻装された巻
線により構成し得るものであり、使用目的、ストローク
の長さ、形状及び寸法等により種々の形態をとるもので
ある。The means for forming the first magnetic field, the means for forming the second magnetic field, and the means for forming the third magnetic field of the position detecting device of the present invention are as shown in the embodiments of FIGS. 4 to 9. , A winding wound around a permanent magnet or a yoke, or the like, but it may be formed by a permanent magnet and a winding wound around the permanent magnet. It takes various forms depending on the size and the like.
【0040】永久磁石のみにて構成される位置検出装置
は、低価格及び電力の消費を必要としない利点を有する
反面、磁界の大きさ及び磁界の分布状態が永久磁石およ
び構成部材の機械加工精度により決定され、微小な調整
を困難とするものであり、巻線のみにて構成される位置
検出装置は、磁界の大きさ及び磁界の分布状態の微小な
調整を可能とする利点を有する反面、大きな電力の消費
を必要とする欠点を有するものである。永久磁石とその
永久磁石に巻装される巻線により構成される位置検出装
置は、磁界の大きさ及び磁界の分布状態の調整を、小さ
な電力の消費により可能とするものであるが、高価格に
なる欠点を有するものである。The position detecting device composed only of permanent magnets has the advantages of low cost and power consumption, but on the other hand, the magnitude of the magnetic field and the distribution state of the magnetic field make the machining accuracy of the permanent magnets and the constituent members. It is difficult to make a fine adjustment, and the position detection device configured only by the winding has the advantage of enabling a fine adjustment of the magnitude of the magnetic field and the distribution state of the magnetic field. It has the drawback of requiring large power consumption. A position detecting device composed of a permanent magnet and a winding wound around the permanent magnet enables adjustment of the magnitude of the magnetic field and the distribution state of the magnetic field with a small power consumption, but is expensive. It has the drawback that
【0041】図10ないし図12は、図4に示す本発明
の位置検出装置の第1の実施例において、キャリッジ1
0の変位x[mm]に対する磁界H[A/m]の大きさ
の変化を示すものであり、キャリッジ10を構成する磁
電変換素子7がスケール1の一方の端部Aより他方の端
部Bまで移動した際の空間8内に形成される磁界の分布
を示すものである。10 to 12 show the carriage 1 in the first embodiment of the position detecting apparatus of the present invention shown in FIG.
It shows a change in the magnitude of the magnetic field H [A / m] with respect to 0 displacement x [mm], and the magnetoelectric conversion element 7 constituting the carriage 10 has one end portion A of the scale 1 and the other end portion B thereof. It shows the distribution of the magnetic field formed in the space 8 when it is moved up to.
【0042】図10は、第1の磁界を形成する第1の永
久磁石3aと、第2の磁界を形成する第2の永久磁石3
bと、第3の磁界を形成する第3の永久磁石6とをフェ
ライト永久磁石で構成し、第1の永久磁石3aより発生
して空間8を介して第1のヨーク2a、2bを流れる磁
束と、第2の永久磁石3bより発生して空間8を介して
第1のヨーク2a、2bを流れる磁束に対して、第1の
ヨーク2a、2bの厚さを十分に厚く構成し、キャリッ
ジ10がスケール1の一方の端部Aより他方の端部Bま
で移動した際の磁界の分布を示すものである。FIG. 10 shows a first permanent magnet 3a forming a first magnetic field and a second permanent magnet 3 forming a second magnetic field.
b and the third permanent magnet 6 that forms the third magnetic field are ferrite permanent magnets, and the magnetic flux generated from the first permanent magnet 3a flows through the space 8 in the first yokes 2a and 2b. With respect to the magnetic flux generated by the second permanent magnet 3b and flowing through the space 8 through the first yokes 2a, 2b, the thickness of the first yokes 2a, 2b is configured to be sufficiently thick, and the carriage 10 Shows the distribution of the magnetic field when moving from one end A of the scale 1 to the other end B thereof.
【0043】キャリッジ10を構成する磁電変換素子7
がスケール1の端部Aに位置する際の磁界の大きさは+
Ha[A/m]であり、キャリッジ10の中央位置への
移動に伴い磁界は所定の割合で減少し、中央位置にて磁
界の大きさは0[A/m]となり、端部Bへの移動に伴
い磁界は所定の割合で減少し、端部Bにて磁界の大きさ
は−Hb[A/m]となる。Magnetoelectric conversion element 7 constituting the carriage 10.
The magnitude of the magnetic field when is located at the end A of the scale 1 is +
Ha [A / m], the magnetic field decreases at a predetermined rate as the carriage 10 moves to the center position, and the magnitude of the magnetic field becomes 0 [A / m] at the center position. With the movement, the magnetic field decreases at a predetermined rate, and the magnitude of the magnetic field at the end B becomes −Hb [A / m].
【0044】図11は、第1の磁界を形成する第1の永
久磁石3aと第2の磁界を形成する第2の永久磁石3b
をフェライト永久磁石で構成し、第3の磁界を形成する
第3の永久磁石6を希土類永久磁石で構成し、第1の永
久磁石3aより発生して空間8を介して第1のヨーク2
a、2bを流れる磁束と、第2の永久磁石3bより発生
して空間8を介して第1のヨーク2a、2bを流れる磁
束に対して、第1のヨーク2a、2bの厚さを十分に厚
く構成し、キャリッジ10がスケール1の一方の端部A
より他方の端部Bまで移動した際の磁界の分布を示すも
のである。FIG. 11 shows a first permanent magnet 3a forming a first magnetic field and a second permanent magnet 3b forming a second magnetic field.
Is a ferrite permanent magnet, the third permanent magnet 6 forming the third magnetic field is a rare earth permanent magnet, and the first permanent magnet 3a generates the first yoke 2 through the space 8
The thickness of the first yokes 2a and 2b is sufficient for the magnetic fluxes flowing through the first and second yokes 2a and 2b and the magnetic fluxes generated by the second permanent magnet 3b and flowing through the space 8 through the first yokes 2a and 2b. The carriage 10 is made thick and the carriage 10 has one end A of the scale 1.
It shows the distribution of the magnetic field when moving to the other end B.
【0045】キャリッジ10を構成する磁電変換素子7
がスケール1の端部Aに位置する際の磁界の大きさはH
a[A/m]であり、キャリッジ10のスケール1の端
部Bへの移動に伴い磁界は所定の割合で減少し、磁電変
換素子7がスケール1の端部Bにて磁界の大きさはHb
[A/m]となる。磁電変換素子7がスケール1の中央
に位置する際の磁界の大きさは(Ha+Hb)/2[A
/m]である。Magnetoelectric conversion element 7 constituting the carriage 10.
Is H at the end A of the scale 1, the magnitude of the magnetic field is H
a [A / m], the magnetic field decreases at a predetermined rate as the carriage 10 moves to the end B of the scale 1, and the magnitude of the magnetic field at the magnetoelectric conversion element 7 at the end B of the scale 1 is reduced. Hb
[A / m]. The magnitude of the magnetic field when the magnetoelectric conversion element 7 is located at the center of the scale 1 is (Ha + Hb) / 2 [A
/ M].
【0046】図12は、第1の磁界を形成する第1の永
久磁石3aと、第2の磁界を形成する第2の永久磁石3
bと、第3の磁界を形成する第3の永久磁石6とを希土
類永久磁石で構成し、第1の永久磁石3aより発生して
空間8を介して第1のヨーク2a、2bを流れる磁束
と、第2の永久磁石3bより発生して空間8を介して第
1のヨーク2a、2bを流れる磁束に対して、第1のヨ
ーク2a、2bの厚さを十分に厚く構成し、キャリッジ
10がスケール1の一方の端部Aより他方の端部Bまで
移動した際の磁界の分布を示すものである。FIG. 12 shows a first permanent magnet 3a forming a first magnetic field and a second permanent magnet 3 forming a second magnetic field.
b and the third permanent magnet 6 that forms the third magnetic field are rare earth permanent magnets, and the magnetic flux generated from the first permanent magnet 3a flows through the space 8 in the first yokes 2a and 2b. With respect to the magnetic flux generated by the second permanent magnet 3b and flowing through the space 8 through the first yokes 2a, 2b, the thickness of the first yokes 2a, 2b is configured to be sufficiently thick, and the carriage 10 Shows the distribution of the magnetic field when moving from one end A of the scale 1 to the other end B thereof.
【0047】キャリッジ10を構成する磁電変換素子7
がスケール1の端部Aに位置する際の磁界の大きさはH
a[A/m]であり、キャリッジ10のスケール1の端
部Bへの移動に伴い磁界は所定の割合で減少し、磁電変
換素子7がスケール1の端部Bにて磁界の大きさは0
[A/m]となる。磁電変換素子7がスケール1の中央
部Cに位置する際の磁界の大きさはHa/2[A/m]
である。Magnetoelectric conversion element 7 constituting the carriage 10.
Is H at the end A of the scale 1, the magnitude of the magnetic field is H
a [A / m], the magnetic field decreases at a predetermined rate as the carriage 10 moves to the end B of the scale 1, and the magnitude of the magnetic field at the magnetoelectric conversion element 7 at the end B of the scale 1 is reduced. 0
[A / m]. The magnitude of the magnetic field when the magnetoelectric conversion element 7 is located at the central portion C of the scale 1 is Ha / 2 [A / m].
Is.
【0048】図10ないし図12に示す全ストロークに
わたる磁界の分布は、図示のように直線で示され、図3
に実線で示す磁界の分布に対して極めて高い直線度を有
するものであり、100[mm]のストロークに対して
±0.1%以上の直線度を有し、ストロークに関わら
ず、0.2[mm]以下の誤差で変位あるいは長さ等を
検出することを可能とするものである。The distribution of the magnetic field over the entire stroke shown in FIGS. 10 to 12 is shown as a straight line as shown in FIG.
Has extremely high linearity with respect to the distribution of the magnetic field indicated by the solid line, and has a linearity of ± 0.1% or more with respect to a stroke of 100 [mm]. It is possible to detect displacement, length, etc. with an error of [mm] or less.
【0049】本発明の位置検出装置において、第1のヨ
ーク2a、第1のヨーク2b、第2のヨーク4a及び第
2のヨーク2b等は、炭素成分の少ない一般構造用圧延
鋼材、機械構造用炭素鋼鋼材あるいは快削鋼鋼材等によ
り構成され、高い精度および高い直線度に対応する際に
は前記鋼材に熱処理を施し、更に、高い精度および高い
直線度に対応する際には、優れた磁気特性を有する電磁
軟鉄鋼材により構成される。In the position detecting device of the present invention, the first yoke 2a, the first yoke 2b, the second yoke 4a, the second yoke 2b, etc. are made of rolled steel for general structure or mechanical structure having a low carbon content. Composed of carbon steel or free-cutting steel, etc., it is subjected to heat treatment when high precision and high linearity are required, and it has excellent magnetic properties when high precision and high linearity is required. It is composed of electromagnetic soft steel material having characteristics.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように本発明の位置検出装
置は、スケールとキャリッジを主に構成され、キャリッ
ジの一部に永久磁石あるいは巻線よりなる第3の磁界を
形成する手段を装着することにより、低価格化と、精度
および直線度の向上と、精度および直線度を低下させる
ことなく100[mm]を越えるロング・ストローク化
と、スケール部とキャリッジ部との間の非接触化と、非
接触化に伴う保守の簡略化および長寿命化を可能とし、
構造が簡単であり、構成部品が少なく、強固な構造を有
し、校正に際しての調整が簡単であり、設置環境の制限
が少ない等の利点がある。更に、連続したアナログ信号
を出力するため、制御回路が極めて簡単であり、高精
度、高直線度および低価格の位置検出装置を実現するも
のである。位置検出装置として0.1[mm]以上の精
度を必要としない各種民生機器、各種産業機器及び各種
OA機器等の各種汎用機器への搭載が可能となる。As described above, the position detecting device of the present invention mainly comprises a scale and a carriage, and a means for forming a third magnetic field composed of a permanent magnet or a winding is attached to a part of the carriage. As a result, cost reduction, improvement in accuracy and linearity, long stroke exceeding 100 [mm] without degrading accuracy and linearity, and non-contact between the scale section and the carriage section are achieved. Enables maintenance and longer life with non-contact,
It has the advantages that the structure is simple, the number of components is small, the structure is strong, the adjustment for calibration is easy, and the installation environment is not restricted. Furthermore, since a continuous analog signal is output, the control circuit is extremely simple, and a position detecting device with high accuracy, high linearity and low cost is realized. The position detection device can be mounted on various general-purpose devices such as various consumer devices, various industrial devices, and various OA devices that do not require accuracy of 0.1 mm or more.
【図1】従来の位置検出装置の構造説明図である。FIG. 1 is a structural explanatory view of a conventional position detecting device.
【図2】従来の位置検出装置の構造説明図である。FIG. 2 is a structural explanatory view of a conventional position detecting device.
【図3】図1及び図2に示す従来の位置検出装置の磁界
分布図である。FIG. 3 is a magnetic field distribution diagram of the conventional position detecting device shown in FIGS. 1 and 2.
【図4】本発明の位置検出装置の第1の実施例の構造説
明図である。FIG. 4 is a structural explanatory view of the first embodiment of the position detecting device of the present invention.
【図5】本発明の位置検出装置の第2の実施例の構造説
明図である。FIG. 5 is a structural explanatory view of a second embodiment of the position detecting device of the invention.
【図6】本発明の位置検出装置の第3の実施例の構造説
明図である。FIG. 6 is a structural explanatory view of a third embodiment of the position detecting device of the invention.
【図7】本発明の位置検出装置の第4の実施例の構造説
明図である。FIG. 7 is a structural explanatory view of a fourth embodiment of the position detecting device of the invention.
【図8】本発明の位置検出装置の第5の実施例の構成説
明図である。FIG. 8 is a structural explanatory view of a fifth embodiment of the position detecting device of the invention.
【図9】本発明の位置検出装置の第6の実施例の構成説
明図である。FIG. 9 is a structural explanatory view of a sixth embodiment of the position detecting device of the invention.
【図10】本発明の位置検出装置の磁界の分布図であ
る。FIG. 10 is a magnetic field distribution diagram of the position detecting device of the present invention.
【図11】本発明の位置検出装置の磁界の分布図であ
る。FIG. 11 is a magnetic field distribution diagram of the position detecting device of the present invention.
【図12】本発明の位置検出装置の磁界の分布図であ
る。FIG. 12 is a magnetic field distribution diagram of the position detecting device of the present invention.
1 スケール 2a 第1のヨーク 2b 第1のヨーク 3a 第1の永久磁石 3b 第2の永久磁石 4a 第2のヨーク 4b 第2のヨーク 5a 第1の巻線 5b 第2の巻線 6 第3の永久磁石 7 磁電変換素子 8 空間 9 第3の巻線 10 キャリッジ 1 Scale 2a 1st yoke 2b 1st yoke 3a 1st permanent magnet 3b 2nd permanent magnet 4a 2nd yoke 4b 2nd yoke 5a 1st winding 5b 2nd winding 6 3rd Permanent magnet 7 Magnetoelectric conversion element 8 Space 9 Third winding 10 Carriage
Claims (1)
ヨークと、前記間隙が構成する空間内の一部に第1の磁
界を形成する手段と、前記間隙が構成する空間内の他の
一部に第2の磁界を形成する手段とを主に構成されるス
ケールと、前記間隙が構成する空間内を円滑に移動し得
る構造に配設され、前記間隙が構成する空間内に第3の
磁界を形成する手段と、前記第3の磁界を形成する手段
の移動方向の端部に装着される少なくても一つ以上の磁
電変換素子とを主に構成されるキャリッジとにより構成
され、第1の磁界と第2の磁界とがそぞれ異なる方向で
あり、第3の磁界が第1の磁界あるいは第2の磁界のど
ちらか一方と同方向であることを特徴とする位置検出装
置。1. A pair of first yokes facing each other with a predetermined gap, means for forming a first magnetic field in a part of the space defined by the gap, and other members in the space defined by the gap. A scale mainly including a means for forming a second magnetic field in a part of the space, and a structure that can smoothly move in the space defined by the gap, and are arranged in the space defined by the gap. No. 3 magnetic field forming means, and a carriage mainly composed of at least one or more magnetoelectric conversion elements mounted on an end portion in the moving direction of the third magnetic field forming means. Position detection, wherein the first magnetic field and the second magnetic field are in different directions, and the third magnetic field is in the same direction as either the first magnetic field or the second magnetic field. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12306095A JPH08297004A (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Position-detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12306095A JPH08297004A (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Position-detecting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297004A true JPH08297004A (en) | 1996-11-12 |
Family
ID=14851212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12306095A Pending JPH08297004A (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Position-detecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08297004A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151731A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Nippon Seiki Co Ltd | Position detector |
| US9057628B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-06-16 | Mahle International Gmbh | Position sensor and linear actuator |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP12306095A patent/JPH08297004A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151731A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Nippon Seiki Co Ltd | Position detector |
| US9057628B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-06-16 | Mahle International Gmbh | Position sensor and linear actuator |
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