(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さは、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
【請求項４】
移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さは、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
【請求項５】
移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
【請求項６】
第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項７】
第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したことを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。
【請求項８】
固定磁性体と磁界発生体との対向面は平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項９】
磁界発生体は概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面は概略円筒状であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１０】
磁界発生体は概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１１】
移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１２】
請求項９記載の位置検出装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１３】
固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１４】
固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線運動をする物体の移動位置を検出する位置検出装置に関するものであり、とくに磁束変化を磁気センサにより検出して位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３３は、例えば特開２００１−７４４０９号公報記載の従来の位置検出装置を示す断面構成図である。図において、１００は２つの磁石対向辺１０１、１０２を有する第１の固定磁性体、２００は２つの磁石対向辺１０１、１０２を結ぶ軌跡上に１つの磁石対向辺２０１を有する第２の固定磁性体、３００は第１の固定磁性体１００と第２の固定磁性体２００との間に設けられたホール素子、４００は３つの磁石対向辺１０１、１０２、２０１と対向するように設けられた磁石であり、２つの磁石対向辺１０１、１０２を結ぶ軌跡に沿って移動自在な移動磁性体６００上に隣接配置された第１の磁石４００ａと第２の磁石４００ｂとからなる。
【０００３】
次に従来の位置検出装置の動作を説明する。
磁石４００と移動磁性体６００とからなる移動部は検出すべき物体に連結されており、上記移動部を第１の固定磁性体１００の磁石対向辺１０１、１０２、及び第２の固定磁性体２００の磁石対向辺２０１と一定距離を保って移動するように構成する。このような構成において、第１の磁石→移動磁性体→第２の磁石→第１の固定磁性体→ホール素子→第２の固定磁性体→第１の磁石とめぐる磁束９００の量と方向が移動部の移動に従って略線形に変化し、これを検出することによって物体の位置を検出することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検出装置は以上のように構成されており、位置検出方向における第１の固定磁性体の長さが検出範囲の２倍程度必要となり、装置が位置検出方向に長くなるといった問題があった。特に検出すべき距離が大きい場合、スペースの限られた場所では使用できないといった問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることのできる位置検出装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による位置検出装置は、Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたものである。
【０００７】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化するものである。
【０００８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であるものである。
【０００９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であるものである。
【００１０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されているものである。
【００１１】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたものである。
【００１２】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したものである。
【００１３】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体と磁界発生体との対向面が平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されたものである。
【００１４】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体が概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面が概略円筒状であるものである。
【００１５】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体が概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあるものである。
【００１６】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明の位置検出装置は、磁界発生体が概略リング状である位置検出装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたものである。
【００１９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の実施の形態１による位置検出装置を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の手前側から見た側面図、図２は図１（ａ）の右側（駆動軸側）から見た正面図、図３は図１（ａ）の上側から見た上面図であり、それぞれ要部以外は適宜省略して示されている。図において、１０は固定側に設けられた固定磁性体Ａ、２０は固定側に設けられた固定磁性体Ｂ、３はホール素子などの磁気センサ、４は永久磁石などの磁界発生体、６は永久磁石４に固定された移動磁性体、５は移動磁性体６に固定された駆動軸、５ａはバネ（付勢部材）、７は永久磁石４と移動磁性体６とからなる移動部を位置検出方向に移動可能に保持するための直動ベアリング、８は固定磁性体Ａと固定磁性体Ｂとの間の空隙部である。
【００２１】
固定磁性体Ａおよび固定磁性体Ｂは、それぞれ三角形状をした磁界検出部１０ａ、２０ａと、磁界検出部１０ａ、２０ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１０ｂ、２０ｂとからなる。固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａ、および固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａは、直角三角形の斜辺が向かい合うように逆向きに配置され、斜辺間の空隙部８の幅がほぼ一定になり、かつ２つの三角形が組み合わされて長方形状に形成された磁界検出部の全幅Ｗが位置検出方向に亘って一定となるように構成されている。また、磁界導出部１０ｂおよび２０ｂも対向して配置され、これらの間に磁気センサ３が配置されている。これらの固定側におかれた部材は、樹脂モールドなどの固定部材（図示しない）により固定されている。なお、図３に示すように、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣとからなり、固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａは領域ＢＢと領域ＢＣとからなる。領域ＡＡ及び領域ＢＢを通過する磁束は磁気センサで検出されるが、領域ＡＣ及び領域ＢＣには短絡磁束が通り、その磁束は検出されない。本実施の形態では、領域ＡＡと磁界導出部１０ｂとからなる第１の固定磁性体と、領域ＡＣからなる第３の固定磁性体とにより固定磁性体Ａが構成され、領域ＢＢと磁界導出部２０ｂとからなる第２の固定磁性体と、領域ＢＣからなる第３の固定磁性体とにより固定磁性体Ｂが構成される。すなわち、固定磁性体Ａは、第１の固定磁性体と第３の固定磁性体とが一体化したものであり、固定磁性体Ｂは、第２の固定磁性体と第３の固定磁性体とが一体化したものである。
【００２２】
永久磁石４は、固定磁性体の磁界検出部１０ａおよび２０ａに対向して設置され、磁界検出部１０ａおよび２０ａとの対向面に対し垂直方向に着磁がなされている。また、その着磁方向は幅方向（全幅Ｗの方向）に２分割されており、一方の永久磁石４ａは磁界検出部側の面をＮ極に着磁され、他方の永久磁石４ｂは磁界検出部側の面をＳ極にして着磁されている。磁界検出部１０ａおよび２０ａと反対側の永久磁石面には移動磁性体６が配置され、永久磁石４に固定されている。また、移動磁性体６には駆動軸５が固定されており、駆動軸５は永久磁石４と移動磁性体６を磁石のＮ極とＳ極が並ぶ方向と直交する方向に移動させる。また、固定磁性体Ａ、Ｂよりなる固定部と、永久磁石４および移動磁性体６よりなる移動部との間には、図１（ｂ）に示すように、移動部を駆動方向の適当な位置に配置するためのバネ（付勢部材）が設けられている。
【００２３】
次に、本発明の動作について、図４に基づいて説明する。
図４は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、移動部が図１のＸ１、Ｘ２、Ｘ３位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１の左側（反駆動軸側）から見た図を示している。ただし、磁界導出部１０ｂ、２２ｂ、及び磁気センサ３は、図１では移動部の下に設けたが、これらの位置については移動部の移動と磁界検出部１０ａ、２０ａにおける磁界分布を妨げない位置であれば任意であるため、ここでは見やすくするため磁界検出部１０ａ、２０ａの上側に記す。
【００２４】
ここでまず、図４（ａ）に示すように、移動部が図１（ａ）のＸ１の位置にあり、磁界検出部２０ａの方が磁界検出部１０ａよりも永久磁石４との対向面が広い場合について説明する。この場合には、永久磁石４ａから出た磁束のうち中央寄りの部分から出た磁束９２については、磁界検出部２０ａのみを通り、永久磁石４ｂに入り、さらに移動磁性体６を通って再び永久磁石４ａに戻る。すなわち、永久磁石４の中央付近から出た磁束のうち、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａの幅（移動方向に垂直な断面における磁石との対向辺の長さ）の差に相当する長さについては、磁界検出部２０ａの領域ＢＣ部分のみを通って短絡されることになる。一方、永久磁石４の幅方向両端部であって、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａのうち幅（移動方向に垂直な断面における磁石との対向辺の長さ）の狭いほうの幅に相当する部分から出た磁束９１については、２つの磁界検出部１０ａと２０ａとの間の空隙部８の幅を適当にとることにより、永久磁石４ａ→磁界検出部１０ａ（領域ＡＡ）→磁界導出部１０ｂ→磁気センサ３→磁界導出部２０ｂ→磁界検出部２０ａ（領域ＢＢ）→永久磁石４ｂ→移動磁性体６→永久磁石４ａとめぐる。
移動部が固定磁性体の中央付近（図１（ａ）のＸ２の位置）にある場合には、図４（ｂ）に示すように、永久磁石４ａは磁界検出部１０ａの領域ＡＡ部分とのみ対向し、永久磁石４ｂは磁界検出部２０ａの領域ＢＢ部分とのみ対向するため、磁界検出部１０ａまたは２０ａのいずれか一方のみしか通らない短絡磁束９２はほとんど存在しなくなる。この状態において磁気センサ３の検出磁束９１は最大となる。
移動部が図１（ａ）のＸ３の位置にある場合には、図４（ｃ）に示すように、磁界検出部１０ａの方が磁界検出部２０ａよりも永久磁石４との対向面が広くなり、永久磁石４の中央付近の磁束９２は磁界検出部１０ａの領域ＡＣ部分のみを通って短絡されることになり、「永久磁石４ａ→磁界検出部１０ａ（領域ＡＡ）→磁界導出部１０ｂ→磁気センサ３→磁界導出部２０ｂ→磁界検出部２０ａ（領域ＢＢ）→永久磁石４ｂ→移動磁性体６→永久磁石４ａ」とめぐる磁束９１は再び減少するため、磁気センサの検出磁束は減少する。
【００２５】
本実施の形態においては、移動部が移動範囲（位置検出範囲）のうちの中央付近に位置した場合において、２つの磁界検出部間の空隙部８と、永久磁石の中心、即ち極性が逆となる境界線とがほぼ等しい位置にあり、また、移動部が移動範囲の両端付近に位置した場合において、空隙部８は磁石４の幅方向端部に来ている。このような構成においては、磁気センサ３を通過する磁束は、移動範囲の中央部付近において最大となり、両端部付近において最小となる。また、両端部付近の位置において磁束の通過方向は等しくなる。図５は、本実施の形態１による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、中心に位置するときにセンサの出力信号が最大となり、そこから左右いずれに移動した場合でも出力信号が同様に線形に低下する。移動量から出力信号の大きさは一意に定まることになり、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００２６】
なお、２つの磁界検出部１０ａおよび２０ａの間の空隙部８の幅δは、磁気センサ３の厚みｔ（磁界導出部１０ｂと２０ｂとの対向面の距離）よりも大きくとることが望ましく、幅δが磁気センサ３の厚みに比べ十分に狭い場合には磁束が磁界導出部側に回り込まないため検出感度が極端に低下することとなる。
【００２７】
なお、本実施の形態において、移動磁性体６を永久磁石４の背面にバックヨークとして設けたが、無くても良い。ただしこの場合、磁束が漏れるため感度が低下する。
【００２８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。
図６は本発明の実施の形態２による位置検出装置を示す図であり、上側から見た上面図である。図７は本発明の実施の形態２による位置検出装置において、永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、移動部が図６のＸ４の位置まで移動したときの状態を、図６の左側（反駆動軸側）から見た図を示している。図６、図７は主要部のみを示し、要部以外は適宜省略している。
図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体であり、領域ＡＡで示される三角形状をした磁界検出部１１ａと、磁界検出部１１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１１ｂとからなる。２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、領域ＢＢで示される三角形状をした磁界検出部２１ａと、磁界検出部２１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部２１ｂとからなる。領域ＡＣで示される１２、及び領域ＢＣで示される２２は、永久磁石中央部付近の漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する第３の固定磁性体であり、第３の固定磁性体１２、２２には磁界導出部は設けられておらず、したがって磁気センサ３にもつながっていない。第１、第２、第３の固定磁性体間には、空隙部８ａおよび８ｂが設けられている。これらの幅は実施の形態１と同様に、磁気センサ３の厚みに対し極端に狭くならないように設定されている。また、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体１１、第２の固定磁性体２１、および第３の固定磁性体１２、２２の、永久磁石４に対向する対向辺の長さの合計値は移動部の移動方向に垂直な各断面で概略一定となるように設定されている。また、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）と、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）とは、移動方向のいずれの断面においても等しく、また上記各幅は移動部の移動位置により漸次変化する。永久磁石からの磁束９１は、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａから磁気センサ３を通過して第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａに至る。
【００２９】
このように、本実施の形態２では、実施の形態１の固定磁性体Ａ、Ｂにおいて、漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する固定磁性体部分（領域ＡＣ、ＢＣ）を、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）とは分断して、第３の固定磁性体１２、２２として独立して配置し、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）を第１の固定磁性体の磁界検出部（領域ＡＡ部分）および第２の固定磁性体の磁界検出部（領域ＢＢ部分）として、第３の固定磁性体１２、２２を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体１１、２１を通過する磁界のみを磁気センサ３で検出するようにしているので、出力信号の線形性が向上する。
また、磁界検出部１１ａおよび２１ａの形状を対称に設定できるため、位置に対する出力信号の線形性をさらに高めることができる。
【００３０】
本実施の形態における磁気センサ３の出力は、実施の形態１の図５と同様の出力を示し、移動部が移動範囲（位置検出範囲）のうちの中央付近に位置した場合において、第１及び第２の固定磁性体１１、２１の磁界検出部の幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）が最大となり、磁気センサ３を通過する磁束は最大となる。また、移動部が移動範囲の両端付近に位置した場合において、第１及び第２の固定磁性体１１、２１の磁界検出部の幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）は最小となり、磁気センサ３を通過する磁束は最小となる。即ち、移動部の移動範囲において、中心にあるときにセンサの出力信号が最大となり、そこから左右いずれに移動した場合でも出力信号が同様に線形に低下する。これにより、移動量から出力信号の大きさは一意に定まることになり、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００３１】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図を用いて説明する。
図８は本発明の実施の形態３による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。
本実施の形態においては、２つの固定磁性体Ａ及びＢは、それぞれ異なる形状の磁界検出部１０ａ、２０ａで構成されており、磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣよりなり、磁界検出部２０Ａは領域ＢＢよりなる。なお、領域ＡＡ、領域ＢＢ、及び領域ＡＣは実施の形態１と同様の機能を有する。また、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８が設けられている。また、この空隙部８は、移動部の移動範囲のうち一端（図８の右端）において、幅方向Ｗの中心にあり、他端（図８の左端）において幅方向Ｗの端部に来ている。このような構成とすることにより、磁気センサ３を通過する磁束は、移動部が移動範囲の右端に位置した場合において最大となり、左端に位置した場合において最小となる。図９は、本実施の形態３による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が最小値から最大値まで線形に増加する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。
【００３２】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について、図を用いて説明する。
図１０は本発明の実施の形態４による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体であり、三角形状をした磁界検出部１１ａと、磁界検出部１１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部１１ｂとからなる。２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、三角形状をした磁界検出部２１ａと、磁界検出部２１ａを通過した磁束を磁気センサ３に導くための磁界導出部２１ｂとからなる。１２は永久磁石中央部付近の漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する第３の固定磁性体であり、第３の固定磁性体１２には磁界導出部は設けられておらず、したがって磁気センサ３にもつながっていない。第１、第２、第３の固定磁性体間には、空隙部８ａおよび８ｂが設けられている。これらの幅は実施の形態１と同様に、磁気センサ３の厚みに対し極端に狭くならないように設定されている。また、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体１１、第２の固定磁性体２１、および第３の固定磁性体１２の、永久磁石４に対向する対向辺の長さの合計値は移動部の移動方向に垂直な各断面で概略一定となるように設定されている。また、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）と、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａの幅（移動方向に垂直な断面における対向辺の長さ）とは、移動方向のいずれの断面においても等しくなっている。また上記各幅は移動部の移動位置により漸次変化する。
【００３３】
本実施の形態においては、実施の形態３のものに対して、実施の形態２と同様に、漏れ磁束９２の短絡磁路を形成する固定磁性体部分（領域ＡＣ）を、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ）とは分断して、第３の固定磁性体として独立して配置し、位置検出に係わる磁界９１を検出する固定磁性体部分（領域ＡＡ、ＢＢ）を第１の固定磁性体の磁界検出部（領域ＡＡ部分）および第２の固定磁性体の磁界検出部（領域ＢＢ部分）として、第３の固定磁性体を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体を通過する磁界のみを磁気センサで検出するようにしている。
【００３４】
図１１は移動部が図１０のＸ５の位置まで移動したときの状態を、図１０の左側（反駆動軸側）から見た図であり、永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図である。第３の固定磁性体１２は、磁石中央部付近の磁束９２を短絡させるための部材として作用している。磁石端部の磁束９１は、固定磁性体１１の磁界検出部１１ａから磁気センサ３を通過して固定磁性体２１の磁界検出部２１ａに至る。
【００３５】
本実施の形態によれば、空隙部８ａ、８ｂは、移動部の移動範囲のうち一端（図１０の右端）において、幅方向Ｗの中心にあり、移動方向に垂直な断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部の幅（対向辺の長さ）は最大長さとなる。また、他端（図１０の左端）において、空隙部８ａ、８ｂは、幅方向の端部に来ており、移動方向に垂直な断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部の幅（対向辺の長さ）は最小長さとなる。このような構成とすることにより、実施の形態３と同様に、磁気センサを通過する磁束は、移動部が移動範囲の右端に位置した場合において最大となり、左端に位置した場合において最小となる。すなわち、図９に示すような出力特性を示す。従って、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が一意に定まることとなり、絶対位置センサとして利用することができる。
また、実施の形態２と同様、第３の固定磁性体１２を通過する磁界は検出せず、第１及び第２の固定磁性体１１、２１を通過する磁界のみを磁気センサ３で検出するようにしているので、出力信号の線形性が向上する。
また、磁界検出部１１ａおよび２１ａの形状を対称に設定できるため、位置に対する出力信号の線形性を実施の形態３よりも高めることができる。
【００３６】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について、図を用いて説明する。
図１２は本発明の実施の形態５による位置検出装置を示す図であり、磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見たものである。要部以外は適宜省略している。本実施の形態においては、実施の形態４に用いた、第１、第２および第３の固定磁性体１１、２１、１２と形状が等しく、それぞれの幅方向の位置関係を反転させた第４、第５および第６の固定磁性体１３、２３および１４を設けている。第４の固定磁性体１３は、領域ＡＡ’で示される磁界検出部１３ａから成り、第１の固定磁性体１１の磁界検出部１１ａと共に、磁界導出部１１ｂに接続される。一方、第５の固定磁性体２３は、領域ＢＢ’で示される磁界検出部２３ａから成り、第２の固定磁性体２１の磁界検出部２１ａと共に、磁界導出部２１ｂに接続される。第１の固定磁性体１１と接続される第４の固定磁性体１３を第１の固体磁性体の一部とみなし、第２の固定磁性体２１と接続される第５の固定磁性体２３を第２の固体磁性体の一部とみなせば、本実施の形態では、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小となるように構成されている。
【００３７】
また、第１の固定磁性体の磁界検出部１１ａと第５の固定磁性体（第２の固定磁性体の一部とみなす）の磁界検出部２３ａとはともに永久磁石４ａに対向し、第２の固定磁性体の磁界検出部２１ａと第４の固定磁性体（第１の固定磁性体の一部とみなす）の磁界検出部１３ａとはともに永久磁石４ｂに対向する。すなわち、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されている。よって、永久磁石が磁界検出部１１ａおよび２１ａに対向している時、磁気センサが正方向の磁界を検出しているとすれば、永久磁石が磁界検出部１３ａおよび２３ａに対向している時、磁気センサは負方向の磁界を検出することになる。図１３は、本実施の形態５による位置検出装置において、磁気センサ３により検出される検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図であり、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が正の値をもつ最大値から負の値を持つ最小値まで線形に変化する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。また、磁気センサには正方向および負方向の磁束が通過することになり、センサの検出範囲を有効に利用することにより位置検出装置としての感度を高めることができる。
【００３８】
なお、図１４に示したように、第１、第３、第４、第６の固定磁性体を一体にして第７の固定磁性体１５として構成しても、その効果はほぼ等しく得られる。
【００３９】
実施の形態６．
なお、上記各実施の形態１〜５において、磁界導出部及び磁気センサは、磁界検出部の上側、または磁界検出部の下側に設けられ、固定磁性体の磁界検出面とは３次元的に異なる平面上に設けたが、例えば図１５に示すように、固定磁性体の磁界検出面と同じ平面上に配設してもよい。このようにすることにより、移動方向の長さは実施の形態１〜５より多少長くなるが、設計、製造が容易となる。
【００４０】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７について、図を用いて説明する。
図１６（ａ）は本発明の実施の形態７による位置検出装置を示す斜視図であり、図１６（ｂ）はこれを真横からみた正面図である。また、図１７は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、各々、移動部が図１６（ａ）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１６の駆動軸側から見た図を示している。なお、図１６（ａ）及び図１７（ｂ）〜（ｄ）では図１６（ｂ）及び図１７（ａ）に示した磁気センサ部分を省略している。
【００４１】
図において、移動部は、外側をＮ極に着磁された永久磁石４１と外側をＳ極に着磁された永久磁石４２とで構成された概略リング状の永久磁石４０、バックヨーク部６０、及び駆動軸５から成る。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ、固定磁性体Ｂ、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａ、Ｂは、各々永久磁石４０に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａと、磁束を磁気センサ３に導く磁界導出部１０ｂ、２０ｂとから成り、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８がある。２つの磁界導出部１０ｂ、２０ｂの間には磁気センサ３が設けられ、ここを通過する磁束を測定する。磁界検出部１０ａ、２０ａはリング磁石４０に対向するため、各々、磁石４０との対向面が、移動方向に垂直な面内において概略円弧状をなし、磁界検出部１０ａ及び磁界検出部２０ａにより概略円筒を構成するような形状となっている。
２つの磁界検出部１０ａ、２０ａは、移動方向に垂直な任意の断面において、磁石に対向する対向面の周方向の長さが一定になっている。そして、磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａとの位置関係が、移動方向に対し漸次回転する構成となっている。
移動部は回転せず、直線状に移動するのみである。このとき、図１７に示したように、移動方向のある位置ｘにおいて、永久磁石のＮ極とＳ極の境界面に対し、第１の磁界検出部と第２の磁界検出部との境界面がなす角θ（ｘ）を、面の表裏も考慮して
θ（ｘ）＝（ｘ／Ｌ）π［ｒａｄ］
ただし、Ｌは移動方向のうち、位置検出範囲の長さ
となるようにした。
このとき、実施の形態１と同様に、磁界検出部１０ａ、２０ａのうち、永久磁石４１と４２との境界面を挟んで空隙部８までの長さに対応する長さの磁界検出部（領域ＡＣ、ＢＣ）、即ち、図１７の各断面において、０≦θ≦π／２のときには、−θ〜＋θ、及び（π−θ）〜（π＋θ）［ｒａｄ］の領域、π／２≦θ≦πのときには、−（θ−π／２）〜（θ−π／２）、及び（３π／２−θ）〜（θ＋π／２）［ｒａｄ］の領域では短絡磁路が形成され、残りの磁界検出部領域（ＡＡ、ＢＢ）に達した磁束のみが磁気センサで検出されることになる。位置関係が図１７（ａ）〜（ｄ）に示したように漸次変化するため、位置と磁束量とが比例し、位置検出が行えることになる。このとき、磁界検出部１０ａ、２０ａを平面上に展開したものが図１８（ａ）であり、これを実施の形態１〜６との対応が解りやすいように、磁界検出部１０ａの一部を移動して描いたものが図１８（ｂ）である。図１８（ｂ）において、領域ＡＣとＢＣとが同じものと考えれば、領域（ア）と（イ）、（ウ）と（エ）はそれぞれ対称であり、領域（イ）と（ウ）のみに注目すれば、図１４に示した実施の形態５と同じである。即ち、本実施の形態は、実施の形態５を円筒形状に改良したものであるといえる。
【００４２】
本実施の形態では、上記のように構成したので、位置と出力信号（磁束量）とが線型関係を持つほか、位置検出装置における移動方向の長さを短く構成することが可能となり、位置検出装置のコンパクト化が可能になるという効果がある。また、磁石をリング状とすることで幅方向端部の漏れ磁束が減り、線形性が向上する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、リング磁石４０に対向して設けられる磁界検出部は円筒形状であり、生産性を考慮して、円筒形状の磁界検出部を構成する磁界検出部１０ａと磁界検出部２０ａのそれぞれの形状が、円筒形状を展開した時、図１８に示した形状を示すものであったが、円筒形状の磁界検出部を展開した時、実施の形態１〜４と同様の形状を有し、実施の形態１〜４と同様の動作を行うように構成してもよい。
【００４４】
実施の形態８．
本発明の実施の形態８について、図を用いて説明する。
図１９は本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図であり、図２０はこれを真横からみた正面図である。また、図２１（ａ）（ｂ）は各々、本実施の形態の固定磁性体をＳ極側の正面及びＮ極側の正面から見た図である。また、図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、移動部が図２０のＸ１、Ｘ２、Ｘ３位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図１９の駆動軸側から見た図を示している。
【００４５】
本実施の形態の移動部は、概略直方体形状の永久磁石（磁界発生体）４と駆動軸５とで構成され、永久磁石４は駆動軸５に対して垂直に磁化されている。即ち、永久磁石４の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ直方体の相対向する面にある。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ１０、固定磁性体Ｂ２０、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａ、Ｂは、各々磁界検出部１０ａ、２０ａと磁界導出部１０ｂ、２０ｂとから成り、固定磁性体Ａの磁界検出部１０ａと固定磁性体Ｂの磁界検出部２０ａとの間には空隙部８ａ、８ｂがある。２つの磁界導出部１０ｂ、２０ｂの間には磁気センサ３が設けられ、ここを通過する磁束を測定する。磁界検出部１０ａ、２０ａは概略中空直方体形状をなし、直方体の永久磁石４の外周面に対向して配置されている。また、磁界検出部１０ａ、２０ａは、各々、上記移動部の移動範囲において、Ｎ極に対向する面とＳ極に対向する面とを有し、移動方向に垂直なある断面におけるＮ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さとが、それぞれ移動部の移動位置により漸次変化するように構成されている。また、上記対向辺の長さは、移動部の移動位置により漸次線形に変化する。また、本実施の形態において、図２１に示すように、磁界検出部１０ａは領域ＡＡと領域ＡＣが一体化して構成されたものであり、磁界検出部２０ａは領域ＢＢと領域ＢＣとが一体化して構成されたものである。領域ＡＡは上記各実施の形態において領域ＡＡで示された第１の固定磁性体の磁界検出部に、領域ＢＢは上記各実施の形態において領域ＢＢで示された第２の固定磁性体の磁界検出部に、領域ＡＣ、ＢＣは上記各実施の形態において領域ＡＣ、ＢＣで示された第３の固定磁性体に対応している。移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における領域ＡＡの長さと領域ＢＢの長さとは概略等しい。
【００４６】
次に、本実施の形態の動作について、図２２に基づいて説明する。
移動部が図２０のＸ１の位置にある時は、図２２（ａ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａを通り、磁界検出部２０ａを通過する磁束は、Ｎ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さの差分に対応する長さの対向辺を通過する磁束のみが磁界導出部２０ｂを通過して磁気センサ３を通り、磁界導出部１０ｂ及び磁界検出部１０ａに渡され、永久磁石４のＳ極に渡される。この時、磁気センサ３に対して磁束はマイナスＹ方向、即ち負の方向に流れるので、出力電圧は図２３のように負の電圧が検出できる。Ｎ極に対向する磁界検出部２０ａを通過する磁束のうち、Ｓ極に対向する対向辺の長さと同じ長さの対向辺を通過する磁束は磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部２０ａを通り、Ｓ極に渡される。また、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａを通過する磁束は、磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部１０ａを通り、Ｓ極に渡される。
【００４７】
移動部が図２０のＸ２の位置にある時は、図２２（ｂ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａにそれぞれ同量渡される。磁界検出部１０ａ、２０ａにそれぞれ渡された磁束は磁界導出部１０ｂ、２０ｂを介することなく、磁界検出部１０ａ、２０ａの、Ｓ極に対向する対向面より永久磁石４のＳ極に渡される。磁束は磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３を通過しないので、磁気センサ３の出力電圧は０となる。
【００４８】
移動部が図２０のＸ３の位置にある時は、図２２（ｃ）に示すように、永久磁石４のＮ極から出た磁束は、Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａ、２０ａを通り、磁界検出部１０ａを通過する磁束は、Ｎ極に対向する対向辺の長さとＳ極に対向する対向辺の長さの差分に対応する長さの対向辺を通過する磁束がのみが磁界導出部１０ｂを通過して磁気センサ３を通り、磁界導出部２０ｂ及び磁界検出部２０ａに渡され、永久磁石４のＳ極に渡される。この時、磁気センサ３に対して磁束はプラスＹ方向、即ち正の方向に流れるので、出力電圧は図２３のように正の電圧が検出できる。Ｎ極に対向する磁界検出部１０ａを通過する磁束のうち、Ｓ極に対向する対向辺の長さと同じ長さの対向辺を通過する磁束は磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部１０ａを通り、Ｓ極に渡される。また、Ｎ極に対向する磁界検出部２０ａを通過する磁束は、磁気センサ３を通過せず、Ｓ極に対向する磁界検出部２０ａを通り、Ｓ極に渡される。
【００４９】
以上のように、本実施の形態では、永久磁石４の位置により磁気センサ３を通過する磁束の量及び向きが変化し、位置に対して図２３に示すような直線的な出力信号が得られ、移動部の移動範囲において、センサの出力信号が正の値をもつ最大値から負の値を持つ最小値まで線形に変化する。これより、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。また、磁気センサには正方向および負方向の磁束が通過することになり、センサの検出範囲を有効に利用することにより位置検出装置としての感度を高めることができる。
【００５０】
なお、磁界検出部１０ａ、２０ａと、空隙部８ａ、８ｂとにより形成された、図１９に示すような中空直方体形状は、実施の形態５と同様、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されるものである。上記直方体形状として、実施の形態１〜４に対応するような形状、即ち、第３の固定磁性体に対応する領域ＡＣ、ＢＣ部分を第１及び第２の固定磁性体に対応する領域ＡＡ，ＢＢと分離した形状や、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小である形状や、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小である形状等としてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、位置と出力信号（磁束量）とが線型関係を持ち、位置検出が容易となる効果がある。
また、位置検出装置における移動方向の長さを短く構成することが可能となり、位置検出装置のコンパクト化が可能になるという効果がある。
また、磁石及び固定磁性体等を直方体形状とすることにより製造が容易となる効果がある。
【００５２】
実施の形態９．
図２４は本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図である。図２４においては、磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３が移動部の移動方向と同一方向の移動範囲外に取り付けられている。このようにすることにより、位置検出装置における移動方向の寸法は上記実施の形態８のものより長くなるが、磁界導出部１０ｂ、２０ｂ及び磁気センサ３が占有するスペースは固定磁性体が占有するスペースより小さいため、移動方向の寸法の増加は僅かであり、移動方向の寸法が多少長くなっても、移動方向と垂直な断面における位置検出装置の占有面積を小さく抑えることが可能となるので、小型の位置検出装置が得られる効果がある。
【００５３】
実施の形態１０．
図２５は本発明の実施の形態１０による位置検出装置を示す斜視図である。図２５においては、磁界導出部１０ｂ、２０ｂが各々磁界検出部１０ａ、２０ａと一体化された構成となっている。このようにすることで、製造時の部品点数を減少できる利点がある。
【００５４】
なお、図２５に示すものは実施の形態９に示すものに対して、磁界導出部と磁界検出部とを一体化したが、他の実施の形態に対しても同様に磁界導出部と磁界検出部とを一体化した構成としてもよい。
【００５５】
実施の形態１１．
図２６は本発明の実施の形態１１による位置検出装置の固定部を示す上面図、図２７は本発明の実施の形態１１による位置検出装置において、移動部の移動方向に垂直な断面を示す断面構成図である。本実施の形態１１における位置検出装置は、移動部と固定磁性体とからなるモジュールを複数組（図２６、２７では２組）備え、各モジュールにおける第１の固定磁性体の磁界導出部同士及び各モジュールにおける第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたものである。
【００５６】
図２６、２７において、１、１’は移動部と固定磁性体とからなるモジュールである。各モジュール１、１’において、それぞれの移動部及び固定磁性体は実施の形態３と同様の構成をしている。磁界導出部１０ｂ、２０ｂ、１０ｂ’、２０ｂ’はそれぞれの磁界検出部１０ａ、２０ａ、１０ａ’、２０ａ’に設けられており、磁界検出部１０ａ、１０ａ’に取り付けられた磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’は途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、磁界検出部２０ａ、２０ａ’に取り付けられた磁界導出部２０ｂ、２０ｂ’も同様に、途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、各モジュール１、１’の移動部を駆動する為の駆動軸（図示しない）も、途中で１つになって検出すべき物体に連結される。
【００５７】
このような構成とすることにより、モジュール数を調整して磁気センサを通過する磁束量を調整することができるので、製品ごとにセンサ感度の仕様が異なる場合等においても、センサ感度と移動量との関係を比較的容易に調整可能となる。
【００５８】
なお、上記実施の形態では実施の形態３と同様の構成のモジュールを複数設けたものを示したが、他の実施の形態と同様の構成を有するモジュールを複数設けたものであっても同様の効果がある。
【００５９】
実施の形態１２．
図２８（ａ）は本発明の実施の形態１２による位置検出装置を示す斜視図であり、図２８（ｂ）はこれを真横からみた正面図である。また、図２９は永久磁石の駆動軸方向中心を通り移動方向に垂直な断面を示す図であり、図２９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、各々、移動部が図２８（ａ）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４位置まで移動したときの状態を示しており、いずれも図２８の駆動軸側から見た図を示している。なお、図２８（ａ）及び図２９（ｂ）〜（ｄ）では図２８（ｂ）及び図２９（ａ）に示した磁気センサ部分を省略している。
【００６０】
本実施の形態１２における位置検出装置は、図１６で示した円筒型位置検出装置において、磁石のＮ極及びＳ極の数をそれぞれ複数とし、対向する第１および第２の固定磁性体における磁界検出部の数もそれに応じて複数に増やしたものである。磁界導出部はそれぞれの磁界検出部に１つづつ設けられており、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしている。
【００６１】
図２８、２９において、移動部は、外側をＮ極に着磁された永久磁石４１、４１’と外側をＳ極に着磁された永久磁石４２、４２’とで構成された概略リング状の永久磁石、バックヨーク部６０、及び駆動軸５から成る。
一方、固定部は、固定磁性体Ａ、固定磁性体Ｂ、及び磁気センサ３から成る。固定磁性体Ａは磁界検出部１０ａ、１０ａ’を有し、固定磁性体Ｂは磁界検出部２０ａ、２０ａ’を有し、各磁界検出部１０ａ、１０ａ’、２０ａ、２０ａ’にはそれぞれ磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’、２０ｂ、２０ｂ’が接続されている。２つの磁界導出部１０ｂ、１０ｂ’は途中で１つになって磁気センサ３に接続される。また、２つの磁界導出部２０ｂ、２０ｂ’も途中で１つになって磁気センサ３に接続される。
【００６２】
このような構成とした場合、固定磁性体の「ひねり角度」が小さくできるため、製造上の寸法誤差を小さくすることができ、精度の良い位置検出装置を得ることができる。即ち、本実施の形態の場合、移動方向の任意の位置における、移動方向に対して垂直な断面において、
θ（ｘ＝ｘｍａｘ）−θ（ｘ＝０）＝π／２
であり、しかも磁気センサを通過する磁束は、実施の形態７と同様、負の最大値から正の最大値まで変化させることができる。一方、実施の形態７においては
θ（ｘ＝ｘｍａｘ）−θ（ｘ＝０）＝π
であり、例えば固定磁性体を板材の丸め（曲げ）加工で得る場合には、本実施の形態は実施の形態７に比べ丸めの角度が小さいためプレス回数を減らすことができるなど加工が容易となる。あるいは、固定磁性体を板材の積層により得る場合でも、ひねり角度を小さくすることで移動方向の加圧加工ができ、板材同士の接合が容易になるため寸法精度を高めることができ、高精度の位置検出装置が得られる効果がある。
【００６３】
なお、上記実施の形態では永久磁石が４極、即ち対向面に４つの極を有するものを示したが、６極、８極、…としてもよい。
【００６４】
実施の形態１３．
上記各実施の形態１〜１２においては、第３の固定磁性体を設けたもの、あるいは第３の固定磁性体に相当する磁界検出部を有する固定磁性体を設けたものを示したが、第３の固定磁性体、あるいは第３の固定磁性体に相当する磁界検出部を有する固定磁性体が無く、第１の固定磁性体及び第２の固定磁性体のみのものであってもよい。図３０はこのような位置検出装置における磁界検出部を永久磁石対向面と反対側から見た図である。要部以外は適宜省略している。
図において、１１は固定側に設けられた第１の固定磁性体、２１は固定側に設けられた第２の固定磁性体であり、それぞれ同一の三角形状の磁界検出部１１ａ及び磁界検出部２１ａを有する。
本実施の形態では、第３の固定磁性体が無いため、漏れ磁界が増加するものの、コストを低減できると共に、位置検出装置の重量を減らすことができるという効果がある。
【００６５】
実施の形態１４．
上記各実施の形態においては、固定磁性体の支持として、樹脂モールド（図示しない）により保持する例について示したが、これに限られるものではなく、任意の非磁性体を用いてもよい。例えば図３１に示すように、固定磁性体１１、２１、１２、２２の磁界検出部間に設けられた空隙部８において、銅などの非磁性金属８８ａ、８８ｂを設けることでも保持が可能である。また、この場合、絶縁体である樹脂モールドを行った場合に比べ、非磁性金属８８ａ、８８ｂを通過する変動磁界を遮蔽する効果があるため、特に移動部の移動速度が速い場合には、漏れ磁束をより低減することができ、センサ出力信号の線形性をより高めることができる。
【００６６】
実施の形態１５．
上記各実施の形態においては、移動部の支持方法として、図２に示すような直動ベアリング７を用いる場合について示したが、これに限られるものではなく、例えば図３２に示すように、移動部と固定部との対向面において、球状スライド部材７ａを介入させることでも移動部を保持することができる。この場合には、直動ベアリングのように対向面から遠い場所で支持する場合に比べて、対向している面間の距離を安定して確実に保持できるという効果がある。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明による位置検出装置は、Ｎ極とＳ極の双方の極性を有する面を備えた磁界発生体と、上記Ｎ極と上記Ｓ極が並ぶ方向と直交する方向に、上記磁界発生体を上記面に沿って移動させる駆動軸とからなる移動部、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第１の固定磁性体、上記磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の上記極性を有する面に対向して配置された磁界検出部とこの磁界検出部に接続される磁界導出部とを有する第２の固定磁性体、並びに上記第１の固定磁性体の磁界導出部と上記第２の固定磁性体の磁界導出部との間に設けられ、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部を通過する上記磁界発生体からの磁界を検出する磁気センサを有する位置検出装置であって、上記移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１の固定磁性体の、上記磁界発生体の一方の極に対向する対向辺の長さと、上記断面における第２の固定磁性体の、上記磁界発生体の他方の極に対向する対向辺の長さとを概略等しくするとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の上記対向辺の長さが、上記移動部の移動位置により漸次変化するようにしたので、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることのできる位置検出装置を得ることができる。
【００６８】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動位置により線形に変化するように構成したので、移動部の移動位置に応じて容易に位置が検出可能となる。
【００６９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の中央部において最大長さであり、移動部の移動範囲の両端部において最小であるように構成したので、中央部からのずれ量を測定するための変位量センサとして利用することができる。
【００７０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の一端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の他端部において最小であるように構成したので、移動部の移動範囲において、移動量によりセンサの出力信号が一意に定まることになり、絶対位置センサとして利用することができる。
【００７１】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動方向に垂直なある断面における第１及び第２の固定磁性体の磁界発生体に対する対向辺の長さが、移動部の移動範囲の両端部において最大長さであり、移動部の移動範囲の中央部において最小であるとともに、上記第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部は、上記移動部の移動範囲の中央部を境に対向する磁界発生体の極性が逆になるように構成されているので、位置検出装置の感度を高めることができる。
【００７２】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向する磁界発生体とは異なる箇所で、上記磁界発生体の極性を有する面に対向して第３の固定磁性体を配置し、移動部の移動範囲において、移動方向に垂直なある断面における第１、第２、及び第３の固定磁性体の上記磁界発生体に対向する対向辺の長さの和を概略等しくしたので、第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部と対向していない磁界発生体から発生する漏れ磁束を低減できる効果がある。
【００７３】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、第３の固定磁性体を、第１または第２の固定磁性体と一体に構成したので、装置構成が簡略化されるため、位置検出装置の製造が容易、かつ低コスト化される効果がある。
【００７４】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体と磁界発生体との対向面は平面状であり、固定磁性体の磁界検出部と、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが概略同一平面上に配置されているので、製造しやすく、量産に適した安価な位置検出装置が得られる。
【００７５】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体は概略リング状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有し、固定磁性体と上記磁界発生体との対向面は概略円筒状であるので、幅方向端部における漏れ磁束の影響を減らすことができ、出力信号の線形性をより高めることができる。
【００７６】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、磁界発生体は概略直方体形状であり、上記磁界発生体の外周面にＮ極とＳ極の双方の極性を有すると共に、上記Ｎ極と上記Ｓ極はそれぞれ上記直方体の相対向する面にあるので、製造しやすく、量産に適した安価な位置検出装置が得られる効果がある。
【００７７】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、移動部と第１及び第２の固定磁性体とからなるモジュールを複数組備え、各モジュールにおける、移動部の駆動軸同士、第１の固定磁性体の磁界導出部同士、及び第２の固定磁性体の磁界導出部同士を接続し、各モジュールにおける第１及び第２の固定磁性体の磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたので、センサ感度と移動量との関係を比較的容易に調整可能となる。
【００７８】
また、本発明の位置検出装置は、円筒状の上記装置において、磁界発生体は、移動方向と垂直な断面において複数のＮ極と複数のＳ極を有し、第１及び第２の固定磁性体は、それぞれ複数の磁界検出部と複数の磁界導出部とを有し、第１の固定磁性体における各磁界導出部同士及び第２の固定磁性体における各磁界導出部同士を接続して第１及び第２の固定磁性体の各磁界検出部で検出された磁束の総和が磁気センサに導かれるようにしたので、製造上の寸法誤差を小さくすることができ、精度の良い位置検出装置を得ることができる。
【００７９】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、磁気センサとが、固定磁性体の側方で、かつ磁界発生体の移動範囲内に配置されたので、位置検出方向の長さを検出範囲と同程度に抑えることができ、移動方向の寸法を小さくできる効果がある。
【００８０】
また、本発明の位置検出装置は、上記装置において、固定磁性体の磁界導出部と、固定磁性体の磁界検出部とを一体にて形成したので、製造時の部品点数を減少でき、低コスト化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による位置検出装置を示す図である。
【図２】  図１の右側（駆動軸側）から見た正面図である。
【図３】  図１の上側から見た上面図である。
【図４】  本発明の実施の形態１による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図５】  本発明の実施の形態１による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図６】  本発明の実施の形態２による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図７】  本発明の実施の形態２による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図８】  本発明の実施の形態３による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図９】  本発明の実施の形態３による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態４による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態４による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図１２】  本発明の実施の形態５による位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１３】  本発明の実施の形態５による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図１４】  本発明の実施の形態５による他の位置検出装置を上側から見た上面図である。
【図１５】  本発明の実施の形態６による位置検出装置を示す斜視図である。
【図１６】  本発明の実施の形態７による位置検出装置を示す図である。
【図１７】  本発明の実施の形態７による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図１８】  本発明の実施の形態７による位置検出装置の磁界検出部を平面上に展開した図である。
【図１９】  本発明の実施の形態８による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２０】  本発明の実施の形態８による位置検出装置を真横から見た正面図である。
【図２１】  本発明の実施の形態８に係わる固定磁性体をＳ極側の正面及びＮ極側の正面から見た図である。
【図２２】  本発明の実施の形態８による位置検出装置の動作を説明する図である。
【図２３】  本発明の実施の形態８による位置検出装置における検出信号と移動部の移動位置（ｘ）との関係を示す図である。
【図２４】  本発明の実施の形態９による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２５】  本発明の実施の形態１０による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２６】  本発明の実施の形態１１による位置検出装置の固定部を示す上面図である。
【図２７】  本発明の実施の形態１１による位置検出装置において、移動部の移動方向に垂直な断面を示す断面構成図である。
【図２８】  本発明の実施の形態１２による位置検出装置を示す斜視図である。
【図２９】  本発明の実施の形態１２による位置検出装置の断面及びその動作を示す図である。
【図３０】  本発明の実施の形態１３による位置検出装置を示す上面図である。
【図３１】  本発明の実施の形態１４による位置検出装置を示す上面図である。
【図３２】  本発明の実施の形態１５による位置検出装置を側面から見た側面図である。
【図３３】  従来の位置検出装置を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１，１’  モジュール、１０  固定磁性体Ａ、２０  固定磁性体Ｂ、１１，１００  第１の固定磁性体、２１，２００  第２の固定磁性体、１０ａ，１０ａ’，１１ａ，１３ａ，１５ａ，２０ａ，２０ａ’，２１ａ，２３ａ  磁界検出部、１０ｂ，１０ｂ’，１１ｂ，２０ｂ，２０ｂ’，２１ｂ  磁界導出部、１２，２２  第３の固定磁性体、１３  第４の固定磁性体、１４  第６の固定磁性体、２３  第５の固定磁性体、１５  第７の固定磁性体、３  磁気センサ、４，４ａ，４ｂ，４０，４１，４１’，４２，４２’  永久磁石、５  駆動軸、５ａ  バネ、６，６００  移動磁性体、７  直動ベアリング、７ａ  球状スライド部材、８，８ａ，８ｂ  空隙部、９１，９００  検出磁束、９２  短絡磁束、６０  バックコア部、１０１，１０２，２０１  磁石対向辺、３００  ホール素子、４００，４００ａ，４００ｂ  磁石。
【図１】
0004154922.tif 000002
【図２】
0004154922.tif 000003
【図３】
0004154922.tif 000004
【図４】
0004154922.tif 000005
【図５】
0004154922.tif 000006
【図６】
0004154922.tif 000007
【図７】
0004154922.tif 000008
【図８】
0004154922.tif 000009
【図９】
0004154922.tif 000010
【図１０】
0004154922.tif 000011
【図１１】
0004154922.tif 000012
【図１２】
0004154922.tif 000013
【図１３】
0004154922.tif 000014
【図１４】
0004154922.tif 000015
【図１５】
0004154922.tif 000016
【図１６】
0004154922.tif 000017
【図１７】
0004154922.tif 000018
【図１８】
0004154922.tif 000019
【図１９】
0004154922.tif 000020
【図２０】
0004154922.tif 000021
【図２１】
0004154922.tif 000022
【図２２】
0004154922.tif 000023
【図２３】
0004154922.tif 000024
【図２４】
0004154922.tif 000025
【図２５】
0004154922.tif 000026
【図２６】
0004154922.tif 000027
【図２７】
0004154922.tif 000028
【図２８】
0004154922.tif 000029
【図２９】
0004154922.tif 000030
【図３０】
0004154922.tif 000031
【図３１】
0004154922.tif 000032
【図３２】
0004154922.tif 000033
【図３３】
0004154922.tif 000034