JPH05175483A - 位置センサー - Google Patents
位置センサーInfo
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- JPH05175483A JPH05175483A JP3341133A JP34113391A JPH05175483A JP H05175483 A JPH05175483 A JP H05175483A JP 3341133 A JP3341133 A JP 3341133A JP 34113391 A JP34113391 A JP 34113391A JP H05175483 A JPH05175483 A JP H05175483A
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- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 86
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 24
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 磁気センサーに予め逆方向に磁気バイアスを
掛けておき、被検出磁石の磁界とバイアス磁石の磁界が
打ち消し合ってバランスし磁界強度がゼロになる点で、
磁気センサーの出力が原点になることを特徴とする位置
センサー。 【効果】 本発明の位置検出センサーは、磁石の検出位
置の温度による変化を大幅に改善することが可能にな
り、また被検出磁石とバイアス磁石に同一材質の磁石を
用いると、磁石の検出位置の温度による変化を無くすこ
とが可能になる。この様に本発明の磁石の位置検出セン
サーを用いると、温度に関わらずに正確な磁石の位置検
出が可能になるため、例えば、磁気記録用のハードディ
スク駆動用モータのインデックス検出用としてこのセン
サーを用いると、温度の変化によるインデックス位置の
変化が無いため記録密度を上げることが可能になり、大
容量化や小型化が可能になるなど、大きく性能を向上さ
せることができる。
掛けておき、被検出磁石の磁界とバイアス磁石の磁界が
打ち消し合ってバランスし磁界強度がゼロになる点で、
磁気センサーの出力が原点になることを特徴とする位置
センサー。 【効果】 本発明の位置検出センサーは、磁石の検出位
置の温度による変化を大幅に改善することが可能にな
り、また被検出磁石とバイアス磁石に同一材質の磁石を
用いると、磁石の検出位置の温度による変化を無くすこ
とが可能になる。この様に本発明の磁石の位置検出セン
サーを用いると、温度に関わらずに正確な磁石の位置検
出が可能になるため、例えば、磁気記録用のハードディ
スク駆動用モータのインデックス検出用としてこのセン
サーを用いると、温度の変化によるインデックス位置の
変化が無いため記録密度を上げることが可能になり、大
容量化や小型化が可能になるなど、大きく性能を向上さ
せることができる。
Description
【０００１】
【産業場の利用分野】本発明はモーター等の磁石の位置
を検出する位置センサーに関するものである。
を検出する位置センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のホール素子などの磁気センサーを
用いた磁石の位置検出方法は、磁気センサー１を磁気セ
ンサー１の表面から裏面に磁力線が通過すると磁気セン
サー１が正の出力を発生し、磁気センサー１の裏面から
表面に通過すると磁気センサー１が負の出力を発生する
ように配置した場合、図２に示すような被検出磁石の検
出側の単極から発生する磁界強度により比例して生じる
磁気センサーの出力電圧値ＶH を制御回路で予め設定さ
れた設定値ＶTHになったときをもって磁石の位置を検出
する方法（検出出力電圧ＶOUT ）と、図３に示すような
検出側にＮ極とＳ極を有する被検出磁石４で磁界強度が
極の境界でゼロになることを磁気センサー１の出力が原
点になることで検出する方法（検出出力電圧ＶOUT ）が
あった。
用いた磁石の位置検出方法は、磁気センサー１を磁気セ
ンサー１の表面から裏面に磁力線が通過すると磁気セン
サー１が正の出力を発生し、磁気センサー１の裏面から
表面に通過すると磁気センサー１が負の出力を発生する
ように配置した場合、図２に示すような被検出磁石の検
出側の単極から発生する磁界強度により比例して生じる
磁気センサーの出力電圧値ＶH を制御回路で予め設定さ
れた設定値ＶTHになったときをもって磁石の位置を検出
する方法（検出出力電圧ＶOUT ）と、図３に示すような
検出側にＮ極とＳ極を有する被検出磁石４で磁界強度が
極の境界でゼロになることを磁気センサー１の出力が原
点になることで検出する方法（検出出力電圧ＶOUT ）が
あった。
【０００３】前者の方法では、磁気センサー１の出力電
圧が予め設定された設定値ＶTHになったときをもって磁
石の位置を検出しているため、磁気センサー１の感度や
磁石の磁界の大きさや制御回路の設定値ＶTHが温度など
の環境変化などによって変化したときに検出位置が変化
するため検出精度を大きく低下させる欠点があった。後
者の方法では、被検出磁石４は移動方向に対して極性の
境界持つＮ極とＳ極を少なくとも１組以上検出側に持つ
磁石を用意する必要があるため被検出磁石４が大きくな
り、モーター全体を大型化する欠点があった。また、検
出制御回路は、磁界強度による磁気センサーの出力電圧
がヒステリシス設定電圧ＶHYS を越えると検出準備状態
になり、磁界強度がゼロ以下になり磁気センサー１の出
力が原点以下になることをもって位置検出出力としてい
るため、回路が複雑になる欠点があった。さらに、被検
出磁石４の極性が１組の場合１方向だけでのみ動作が可
能で他の方向では正常に動作せず多方向から移動してく
る被検出磁石４の位置検出には極数を増やさなければな
らないという欠点があった。
圧が予め設定された設定値ＶTHになったときをもって磁
石の位置を検出しているため、磁気センサー１の感度や
磁石の磁界の大きさや制御回路の設定値ＶTHが温度など
の環境変化などによって変化したときに検出位置が変化
するため検出精度を大きく低下させる欠点があった。後
者の方法では、被検出磁石４は移動方向に対して極性の
境界持つＮ極とＳ極を少なくとも１組以上検出側に持つ
磁石を用意する必要があるため被検出磁石４が大きくな
り、モーター全体を大型化する欠点があった。また、検
出制御回路は、磁界強度による磁気センサーの出力電圧
がヒステリシス設定電圧ＶHYS を越えると検出準備状態
になり、磁界強度がゼロ以下になり磁気センサー１の出
力が原点以下になることをもって位置検出出力としてい
るため、回路が複雑になる欠点があった。さらに、被検
出磁石４の極性が１組の場合１方向だけでのみ動作が可
能で他の方向では正常に動作せず多方向から移動してく
る被検出磁石４の位置検出には極数を増やさなければな
らないという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の技術の欠点を解消した磁石の位置検出センサーを提供
する事を目的とするものである。
の技術の欠点を解消した磁石の位置検出センサーを提供
する事を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、この様な目的
を達成するために、例えば図１に示すように磁気センサ
ー１に予め磁気バイアスを掛けるためのバイアス磁石３
を備え、被検出磁石２の磁界とバイアス磁界がバランス
して磁界がゼロになった時点、即ち磁気センサーの出力
が原点になったとき制御回路が検出信号を発生すること
によって磁石の位置を検出することを特徴としている。
を達成するために、例えば図１に示すように磁気センサ
ー１に予め磁気バイアスを掛けるためのバイアス磁石３
を備え、被検出磁石２の磁界とバイアス磁界がバランス
して磁界がゼロになった時点、即ち磁気センサーの出力
が原点になったとき制御回路が検出信号を発生すること
によって磁石の位置を検出することを特徴としている。
【０００６】本発明の磁石の位置検出点、即ち磁気セン
サーの出力が原点になる点は、被検出磁石２とバイアス
磁石３の磁界の大きさの関係で決定し、磁気センサー１
の感度によらなくなる。またバイアス磁石３により検出
位置が決定されるため、制御回路で設定値ＶTHを設定す
る必要が無くなり、ホール素子の出力信号が原点になる
点で検出出力信号を発生すれば良いことになる。つまり
磁石の位置検出点は、磁気センサーの感度と従来必要で
あった制御回路の設定値ＶTHの温度などによる変化の影
響を受けなくなり、被検出磁石２とバイアス磁石３の磁
界の大きさの温度特性によってのみ変化することにな
る。よって温度による磁界の大きさの変化の小さい磁石
を用いることにより、磁石の検出位置の温度による変化
を大幅に改善することが可能になる。
サーの出力が原点になる点は、被検出磁石２とバイアス
磁石３の磁界の大きさの関係で決定し、磁気センサー１
の感度によらなくなる。またバイアス磁石３により検出
位置が決定されるため、制御回路で設定値ＶTHを設定す
る必要が無くなり、ホール素子の出力信号が原点になる
点で検出出力信号を発生すれば良いことになる。つまり
磁石の位置検出点は、磁気センサーの感度と従来必要で
あった制御回路の設定値ＶTHの温度などによる変化の影
響を受けなくなり、被検出磁石２とバイアス磁石３の磁
界の大きさの温度特性によってのみ変化することにな
る。よって温度による磁界の大きさの変化の小さい磁石
を用いることにより、磁石の検出位置の温度による変化
を大幅に改善することが可能になる。
【０００７】又、被検出磁石２とバイアス磁石３に同一
材質の磁石を用いることにより、被検出磁石２とバイア
ス磁石３の磁界強度の温度特性は同一になるため、磁界
がバランスしてゼロになる相対点は一定になり、磁石の
検出位置の温度による変化を無くすことが可能になる。
又、バイアス磁石や制御回路を、磁気センサーに一体化
したハイブリッド構造にすることにより、モーター設計
者にとって従来の磁気センサーと本発明の位置センサー
とを置き換えるだけで精度向上を簡単に図ることができ
る。このように、本発明の位置センサーは磁気センサー
とバイアス磁石と制御回路を一体化したハイブリット構
造がもっとも望ましいが、それ以外も本発明の技術思想
を備えていれば本発明の技術範囲内であり、例えばバイ
アス磁石や制御回路を磁気センサーの外部に備えても良
い。
材質の磁石を用いることにより、被検出磁石２とバイア
ス磁石３の磁界強度の温度特性は同一になるため、磁界
がバランスしてゼロになる相対点は一定になり、磁石の
検出位置の温度による変化を無くすことが可能になる。
又、バイアス磁石や制御回路を、磁気センサーに一体化
したハイブリッド構造にすることにより、モーター設計
者にとって従来の磁気センサーと本発明の位置センサー
とを置き換えるだけで精度向上を簡単に図ることができ
る。このように、本発明の位置センサーは磁気センサー
とバイアス磁石と制御回路を一体化したハイブリット構
造がもっとも望ましいが、それ以外も本発明の技術思想
を備えていれば本発明の技術範囲内であり、例えばバイ
アス磁石や制御回路を磁気センサーの外部に備えても良
い。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図４に本
発明の位置センサーをモーターのローターのインデック
ス検出用に用いた場合の実施例を示す。この場合の被検
出磁石は、位置検出専用磁石を用意しても、モーター回
転用の磁石などの漏洩磁界を用いてもどちらでも本発明
の範囲内である。。
発明の位置センサーをモーターのローターのインデック
ス検出用に用いた場合の実施例を示す。この場合の被検
出磁石は、位置検出専用磁石を用意しても、モーター回
転用の磁石などの漏洩磁界を用いてもどちらでも本発明
の範囲内である。。
【０００９】図１に本発明の位置センサーの動作を示
す。磁気センサー１を磁気センサー１の表面から裏面に
磁力線が通過すると磁気センサー１が正の出力を発生
し、磁気センサー１の裏面から表面に通過すると磁気セ
ンサー１が負の出力を発生するように配置した場合、磁
気センサー１の裏面に逆方向バイアス用の磁石３を備え
ているため、被検出磁石２が無い場合は磁気センサーに
加わるバイアス磁界により磁気センサー出力電圧は負に
なる。被検出磁石２が有る場合は被検出磁石２の磁界に
よりバイアス磁界が打ち消され磁界がゼロになる点が存
在し、この点で磁気センサー１の出力は原点になる。磁
気センサーの出力が原点になった点を制御回路で検出す
ることによって磁石の位置を検出する様に構成してい
る。また、検出位置は、バイアス磁石３の磁界強度を変
えることにより、任意に設定することができる。
す。磁気センサー１を磁気センサー１の表面から裏面に
磁力線が通過すると磁気センサー１が正の出力を発生
し、磁気センサー１の裏面から表面に通過すると磁気セ
ンサー１が負の出力を発生するように配置した場合、磁
気センサー１の裏面に逆方向バイアス用の磁石３を備え
ているため、被検出磁石２が無い場合は磁気センサーに
加わるバイアス磁界により磁気センサー出力電圧は負に
なる。被検出磁石２が有る場合は被検出磁石２の磁界に
よりバイアス磁界が打ち消され磁界がゼロになる点が存
在し、この点で磁気センサー１の出力は原点になる。磁
気センサーの出力が原点になった点を制御回路で検出す
ることによって磁石の位置を検出する様に構成してい
る。また、検出位置は、バイアス磁石３の磁界強度を変
えることにより、任意に設定することができる。
【００１０】なお図１では磁気センサー１の裏面にバイ
アス磁石３を配置しているが、例えば、磁気センサー１
の表面に配置する、磁気センサーの裏面側に離して配置
するなど、被検出磁石２の磁界の逆方向にバイアスを掛
けられる位置ならばどこに配置しても本発明の範囲内で
ある。また、図１ではバイアス磁石３の大きさは磁気セ
ンサー１と同程度の大きさであるが、磁気バイアス磁石
の大きさは磁気センサー１より大きくとも小さくとも被
検出磁石２の磁界の逆方向にバイアスを掛けられるので
あればどんな大きさでも本発明の技術的範囲内である。
アス磁石３を配置しているが、例えば、磁気センサー１
の表面に配置する、磁気センサーの裏面側に離して配置
するなど、被検出磁石２の磁界の逆方向にバイアスを掛
けられる位置ならばどこに配置しても本発明の範囲内で
ある。また、図１ではバイアス磁石３の大きさは磁気セ
ンサー１と同程度の大きさであるが、磁気バイアス磁石
の大きさは磁気センサー１より大きくとも小さくとも被
検出磁石２の磁界の逆方向にバイアスを掛けられるので
あればどんな大きさでも本発明の技術的範囲内である。
【００１１】又、本実施例の磁気センサーとしては主に
ホール素子、ホールＩＣが用いられるが、強磁性体磁気
抵抗素子など他の磁気センサーであっても、被検出磁石
２の磁界とバイアス磁石３の磁界がバランスして磁界が
ゼロになり磁気センサーの出力が原点になる位置に磁気
センサー１を配置していればどこに位置しても本発明の
範囲内である。
ホール素子、ホールＩＣが用いられるが、強磁性体磁気
抵抗素子など他の磁気センサーであっても、被検出磁石
２の磁界とバイアス磁石３の磁界がバランスして磁界が
ゼロになり磁気センサーの出力が原点になる位置に磁気
センサー１を配置していればどこに位置しても本発明の
範囲内である。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による方法
で磁石の位置を検出すると、磁石の検出位置の温度など
による変化が無くなり、温度などに関わらずに正確な磁
石の位置検出が可能になる。このため、磁気記録用のハ
ードディスク駆動用モータのインデックス検出用として
この方法を用いると、温度などの変化によるインデック
ス位置の変化が無いため記録密度を上げることが可能に
なり、ハードディスクの大容量化や小型化が可能にな
る。
で磁石の位置を検出すると、磁石の検出位置の温度など
による変化が無くなり、温度などに関わらずに正確な磁
石の位置検出が可能になる。このため、磁気記録用のハ
ードディスク駆動用モータのインデックス検出用として
この方法を用いると、温度などの変化によるインデック
ス位置の変化が無いため記録密度を上げることが可能に
なり、ハードディスクの大容量化や小型化が可能にな
る。
【図１】本発明の位置センサーによる磁石の位置検出方
法例
法例
【図２】従来の位置センサーによる磁石の位置検出方法
例１
例１
【図３】従来の位置センサーによる磁石の位置検出方法
例２
例２
【図４】本発明の位置センサーの１実施態様
１ 磁気センサー ２ 被検出磁石 ３ バイアス磁石 ４ 被検出磁石 ５ 本発明の位置センサー ６ ローター
Claims (1)
- 【請求項１】 磁気センサーと磁気センサーに被検出磁
石の磁界の逆方向に予め磁気バイアスを掛けておくため
のバイアス磁石から構成され、被検出磁石の磁界とバイ
アス磁界が打ち消し合ってバランスし磁界強度がゼロに
なる点で、磁気センサーの出力が原点になることを特徴
とする位置センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341133A JPH05175483A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 位置センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341133A JPH05175483A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 位置センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175483A true JPH05175483A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18343561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341133A Pending JPH05175483A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 位置センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05175483A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352702C (zh) * | 2002-10-11 | 2007-12-05 | 西门子公司 | 磁性位置传感器 |
| WO2009038161A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Alps Electric Co., Ltd. | 原点検出装置 |
| WO2009038162A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Alps Electric Co., Ltd. | 原点検出装置 |
| JP2009074908A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Alps Electric Co Ltd | 原点検出装置 |
| US7521923B2 (en) * | 2002-04-23 | 2009-04-21 | Abas, Incorporated | Magnetic displacement transducer |
| WO2016031261A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | Tdk株式会社 | 磁気式位置検出装置 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341133A patent/JPH05175483A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521923B2 (en) * | 2002-04-23 | 2009-04-21 | Abas, Incorporated | Magnetic displacement transducer |
| CN100352702C (zh) * | 2002-10-11 | 2007-12-05 | 西门子公司 | 磁性位置传感器 |
| WO2009038161A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Alps Electric Co., Ltd. | 原点検出装置 |
| WO2009038162A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Alps Electric Co., Ltd. | 原点検出装置 |
| JP2009074908A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Alps Electric Co Ltd | 原点検出装置 |
| WO2016031261A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | Tdk株式会社 | 磁気式位置検出装置 |
| CN106461418A (zh) * | 2014-08-26 | 2017-02-22 | Tdk株式会社 | 磁式位置检测装置 |
| US20170122777A1 (en) * | 2014-08-26 | 2017-05-04 | Tdk Corporation | Magnetic position detection device |
| JPWO2016031261A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2017-06-08 | Tdk株式会社 | 磁気式位置検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010814 |