JPH1130502A - 位置検出機構 - Google Patents
位置検出機構Info
- Publication number
- JPH1130502A JPH1130502A JP18823197A JP18823197A JPH1130502A JP H1130502 A JPH1130502 A JP H1130502A JP 18823197 A JP18823197 A JP 18823197A JP 18823197 A JP18823197 A JP 18823197A JP H1130502 A JPH1130502 A JP H1130502A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable
- hall elements
- state
- magnet
- hall element
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- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動部の可動範囲を広くとりながら、安価で
高密度な位置検出を実現することを課題とする。 【解決手段】 所定の可動範囲を動作する可動部３と、
この可動部３を駆動して移動させる駆動部１とからな
り、任意の位置にある可動部３の位置検出を行う位置検
出機構において、可動部３に磁石を設け、可動範囲に沿
って相互に間隔をおいて配列され、可動部３の磁石４の
近接を検知する複数のホール素子５を設けることとし
た。
高密度な位置検出を実現することを課題とする。 【解決手段】 所定の可動範囲を動作する可動部３と、
この可動部３を駆動して移動させる駆動部１とからな
り、任意の位置にある可動部３の位置検出を行う位置検
出機構において、可動部３に磁石を設け、可動範囲に沿
って相互に間隔をおいて配列され、可動部３の磁石４の
近接を検知する複数のホール素子５を設けることとし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置検出機構に係
り、例えばマウンタやプロッタ等のように、移動する軸
を組み合わせた移動機構を有する装置に用いる位置検出
機構に関する。
り、例えばマウンタやプロッタ等のように、移動する軸
を組み合わせた移動機構を有する装置に用いる位置検出
機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスモータ等を有するマウンタやプロ
ッタ等の位置検出機構としては、 各軸の端にマイクロスイッチやフォトセンサを設置
し、各センサのオンオフする位置を機械的な原点とし、
その位置よりパルスモータへ送出したパルス数から、移
動距離を算出し、相対的に位置を検出する機構； 各軸にマグネットスケールのようなリニアスケールを
設置し、その読み取り値により絶対的な位置を検出する
機構； 可動部分に認識用マークを配置し、ＩＴＶ(industria
l television) カメラ等を用いて画像認識により、位置
を認識する機構； 可動部分に測定ターゲットを配置し、レーザセンサ等
を用いて直接距離を測定する機構； 等がある。
ッタ等の位置検出機構としては、 各軸の端にマイクロスイッチやフォトセンサを設置
し、各センサのオンオフする位置を機械的な原点とし、
その位置よりパルスモータへ送出したパルス数から、移
動距離を算出し、相対的に位置を検出する機構； 各軸にマグネットスケールのようなリニアスケールを
設置し、その読み取り値により絶対的な位置を検出する
機構； 可動部分に認識用マークを配置し、ＩＴＶ(industria
l television) カメラ等を用いて画像認識により、位置
を認識する機構； 可動部分に測定ターゲットを配置し、レーザセンサ等
を用いて直接距離を測定する機構； 等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の機構は、安価
に実現でき一般的ではあるが、センサを各軸端に配置す
るために、その分可動範囲が小さくなる。また、何らか
のトラブルによりパルスモータ等への電源供給を停止す
る必要がある場合には、位置認識の元となる原点位置が
わからなくなるために、原点復帰動作（極定速で各軸端
まで移動を行い、センサにより機械的な原点位置を検出
する動作）が必要となる。
に実現でき一般的ではあるが、センサを各軸端に配置す
るために、その分可動範囲が小さくなる。また、何らか
のトラブルによりパルスモータ等への電源供給を停止す
る必要がある場合には、位置認識の元となる原点位置が
わからなくなるために、原点復帰動作（極定速で各軸端
まで移動を行い、センサにより機械的な原点位置を検出
する動作）が必要となる。
【０００４】前記、、についても可動範囲外にセ
ンサを配置するので、装置全体が大きくなる。また、セ
ンサ自体も高価である。
ンサを配置するので、装置全体が大きくなる。また、セ
ンサ自体も高価である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の可動範
囲を動作する可動部と、この可動部を駆動して移動させ
る駆動部とからなり、任意の位置にある可動部の位置検
出を行う位置検出機構において、可動部に磁石を設け、
可動範囲に沿って相互に間隔をおいて配列され、可動部
の磁石の近接を検知する複数のホール素子を設けたこと
を特徴とする。
囲を動作する可動部と、この可動部を駆動して移動させ
る駆動部とからなり、任意の位置にある可動部の位置検
出を行う位置検出機構において、可動部に磁石を設け、
可動範囲に沿って相互に間隔をおいて配列され、可動部
の磁石の近接を検知する複数のホール素子を設けたこと
を特徴とする。
【０００６】また、あるホール素子が可動部の磁石が近
接していることを検知している場合、そのホール素子の
位置に可動部が配位していると判断し、どのホール素子
も可動部の磁石の近接を検知していない場合は、ひとつ
のホール素子が可動部の磁石の近接を検知するまで、駆
動部により可動部を移動させるように制御する制御部を
設けたことを特徴とする。
接していることを検知している場合、そのホール素子の
位置に可動部が配位していると判断し、どのホール素子
も可動部の磁石の近接を検知していない場合は、ひとつ
のホール素子が可動部の磁石の近接を検知するまで、駆
動部により可動部を移動させるように制御する制御部を
設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は実施の形態を示す説明図
である。図において、１は駆動部としてのパルスモータ
であり、駆動スクリュー２と結合し、可動部３を図の左
右方向へ移動させる。４は磁石であり、可動部３に組み
込まれている。５（ａ，ｂ，ｃ）はホール素子であり、
ここでは３つ用いた例を示しているが、必要に応じて任
意の数と配置により用いればよい。図１の例では、ベー
ス６上の可動範囲の動作限界となる両端にホール素子５
ａ，５ｃを設置し、その可動範囲の中央にホール素子５
ｂを設置してある。
て図を用いて説明する。図１は実施の形態を示す説明図
である。図において、１は駆動部としてのパルスモータ
であり、駆動スクリュー２と結合し、可動部３を図の左
右方向へ移動させる。４は磁石であり、可動部３に組み
込まれている。５（ａ，ｂ，ｃ）はホール素子であり、
ここでは３つ用いた例を示しているが、必要に応じて任
意の数と配置により用いればよい。図１の例では、ベー
ス６上の可動範囲の動作限界となる両端にホール素子５
ａ，５ｃを設置し、その可動範囲の中央にホール素子５
ｂを設置してある。
【０００８】７は制御部であり、ホール素子５に接続し
てこれらを制御し、パルスモータ１にも接続して駆動に
必要なパルスの発生を行う。以下に動作について説明す
る。まず、装置の電源を投入した直後は、装置は可動部
３がどの位置にあるか認識していない状態であり、動作
させるには位置検出を行う必要がある。制御部７は各ホ
ール素子５ａ，５ｂ，５ｃの状態（オンまたはオフ）の
確認を行う。この時点で例えば、ホール素子５ｂがオン
状態であったとすると、制御部７は可動部３が中央に位
置していると判断する。（この例では、ホール素子が可
動部３に組み込まれた磁石４による磁束密度が検出され
た状態をオン状態としている。）全てのホール素子５
ａ，５ｂ，５ｃがオフ状態であると制御部７が判断する
と、この制御部７はパルスモータ１に対してパルスを送
出し、可動部３を移動させ、各ホール素子５ａ，５ｂ，
５ｃの状況の変化を確認する。
てこれらを制御し、パルスモータ１にも接続して駆動に
必要なパルスの発生を行う。以下に動作について説明す
る。まず、装置の電源を投入した直後は、装置は可動部
３がどの位置にあるか認識していない状態であり、動作
させるには位置検出を行う必要がある。制御部７は各ホ
ール素子５ａ，５ｂ，５ｃの状態（オンまたはオフ）の
確認を行う。この時点で例えば、ホール素子５ｂがオン
状態であったとすると、制御部７は可動部３が中央に位
置していると判断する。（この例では、ホール素子が可
動部３に組み込まれた磁石４による磁束密度が検出され
た状態をオン状態としている。）全てのホール素子５
ａ，５ｂ，５ｃがオフ状態であると制御部７が判断する
と、この制御部７はパルスモータ１に対してパルスを送
出し、可動部３を移動させ、各ホール素子５ａ，５ｂ，
５ｃの状況の変化を確認する。
【０００９】ここではパルスモータ１側に可動部３が移
動する場合を考えると、可動部３がホール素子５ｂ，５
ｃの間にある場合にはホール素子５ｂがやがてオン状態
になり、可動部３が中央にあることが検出され、可動部
３がホール素子５ａ，５ｂの間にある場合には、ホール
素子５ａがやがてオン状態になり、可動部３がパルスモ
ータ１側の軸端にあることが検出される。
動する場合を考えると、可動部３がホール素子５ｂ，５
ｃの間にある場合にはホール素子５ｂがやがてオン状態
になり、可動部３が中央にあることが検出され、可動部
３がホール素子５ａ，５ｂの間にある場合には、ホール
素子５ａがやがてオン状態になり、可動部３がパルスモ
ータ１側の軸端にあることが検出される。
【００１０】前述の例のように、ホール素子５を３個用
いた位置検出機構では、最大でも可動範囲の１／２を移
動するだけで位置検出が可能であり、原点復帰に必要と
なる移動距離を短縮でき、それに伴い動作可能となるま
での時間も短縮される。また、ホール素子５自体が安価
であるため、より多くのホール素子５を配置することに
より、移動距離や時間をさらに短縮することが可能とな
る。
いた位置検出機構では、最大でも可動範囲の１／２を移
動するだけで位置検出が可能であり、原点復帰に必要と
なる移動距離を短縮でき、それに伴い動作可能となるま
での時間も短縮される。また、ホール素子５自体が安価
であるため、より多くのホール素子５を配置することに
より、移動距離や時間をさらに短縮することが可能とな
る。
【００１１】ホール素子５は可動範囲内に配置できるの
で、可動範囲を小さくすることなく、複数配置すること
ができる。また、ホール素子５は小型で軽量であるの
で、わずかな間隙に設置することができ、装置の小型化
を安価に実現することが可能となる。さらに、装置の動
作中にホール素子５を配置した部分を可動部３が通過す
るたびに位置の検出ができるので、必要に応じて補正を
かけることができ、ホール素子５自体、耐環境性（使用
温度範囲が広い）があるので、高温、低温環境下で動作
するような用途の装置にも適用可能となる。
で、可動範囲を小さくすることなく、複数配置すること
ができる。また、ホール素子５は小型で軽量であるの
で、わずかな間隙に設置することができ、装置の小型化
を安価に実現することが可能となる。さらに、装置の動
作中にホール素子５を配置した部分を可動部３が通過す
るたびに位置の検出ができるので、必要に応じて補正を
かけることができ、ホール素子５自体、耐環境性（使用
温度範囲が広い）があるので、高温、低温環境下で動作
するような用途の装置にも適用可能となる。
【００１２】なお、前記の例では、１軸での位置検出機
構について説明したが、直線的に移動する軸が複数ある
場合には、それぞれの軸にホール素子を追加して、各軸
毎の位置を検出することが可能である。例えば、ＸＹプ
ロッタは２軸あるので、Ｘ軸に３か所、Ｙ軸に３か所の
ホール素子を配置すると、各軸で３か所の位置検出が可
能となり、組み合わせれば３×３＝９か所の検出位置を
設定することが可能となる。このように、検出位置の数
は各軸に配置したホール素子数の積となる。
構について説明したが、直線的に移動する軸が複数ある
場合には、それぞれの軸にホール素子を追加して、各軸
毎の位置を検出することが可能である。例えば、ＸＹプ
ロッタは２軸あるので、Ｘ軸に３か所、Ｙ軸に３か所の
ホール素子を配置すると、各軸で３か所の位置検出が可
能となり、組み合わせれば３×３＝９か所の検出位置を
設定することが可能となる。このように、検出位置の数
は各軸に配置したホール素子数の積となる。
【００１３】また、可動範囲は直線に限らず、曲線や曲
面等としてもよい。
面等としてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、可動部に設
けた磁石の磁束密度をホール素子にて検知することとし
たため、そのホール素子を可動範囲内に配置することに
より、可動範囲を小さくすることなく複数配置可能とな
り、装置の小型化も実現する効果を有する。
けた磁石の磁束密度をホール素子にて検知することとし
たため、そのホール素子を可動範囲内に配置することに
より、可動範囲を小さくすることなく複数配置可能とな
り、装置の小型化も実現する効果を有する。
【００１５】また、ホール素子を複数配置することによ
り、位置検出のために可動部を移動させる距離および時
間を短縮する効果を有する。さらに、ホール素子は安価
であるので、低コストで高密度の配置が可能となる効果
を有する。
り、位置検出のために可動部を移動させる距離および時
間を短縮する効果を有する。さらに、ホール素子は安価
であるので、低コストで高密度の配置が可能となる効果
を有する。
【図１】実施の形態を示す説明図
１ 駆動部 ３ 可動部 ４ 磁石 ５ａ，５ｂ，５ｃ ホール素子 ７ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 克英 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の可動範囲を動作する可動部と、該
可動部を駆動して移動させる駆動部とからなり、任意の
位置にある可動部の位置検出を行う位置検出機構におい
て、 可動部に磁石を設け、 可動範囲に沿って相互に間隔をおいて配列され、可動部
の磁石の近接を検知する複数のホール素子を設けたこと
を特徴とする位置検出機構。 - 【請求項２】 請求項１において、あるホール素子が可
動部の磁石が近接していることを検知している場合、そ
のホール素子の位置に可動部が配位していると判断し、
どのホール素子も可動部の磁石の近接を検知していない
場合は、ひとつのホール素子が可動部の磁石の近接を検
知するまで、駆動部により可動部を移動させるように制
御する制御部を設けたことを特徴とする位置検出機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18823197A JPH1130502A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 位置検出機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18823197A JPH1130502A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 位置検出機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130502A true JPH1130502A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16220090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18823197A Pending JPH1130502A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 位置検出機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1130502A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009047425A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Konica Minolta Opto Inc | 位置検出装置及び電子機器 |
| CN102007366A (zh) * | 2007-06-27 | 2011-04-06 | 布鲁克斯自动化公司 | 多维位置传感器 |
| JP2012025269A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Yuhshin Co Ltd | 電動ステアリングロック装置 |
| US9024488B2 (en) | 2007-06-27 | 2015-05-05 | Brooks Automation, Inc. | Robot drive with magnetic spindle bearings |
| US9752615B2 (en) | 2007-06-27 | 2017-09-05 | Brooks Automation, Inc. | Reduced-complexity self-bearing brushless DC motor |
| US11002566B2 (en) | 2007-06-27 | 2021-05-11 | Brooks Automation, Inc. | Position feedback for self bearing motor |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18823197A patent/JPH1130502A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102007366A (zh) * | 2007-06-27 | 2011-04-06 | 布鲁克斯自动化公司 | 多维位置传感器 |
| JP2011517766A (ja) * | 2007-06-27 | 2011-06-16 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 多次元位置センサ |
| US9024488B2 (en) | 2007-06-27 | 2015-05-05 | Brooks Automation, Inc. | Robot drive with magnetic spindle bearings |
| US9752615B2 (en) | 2007-06-27 | 2017-09-05 | Brooks Automation, Inc. | Reduced-complexity self-bearing brushless DC motor |
| US11002566B2 (en) | 2007-06-27 | 2021-05-11 | Brooks Automation, Inc. | Position feedback for self bearing motor |
| JP2009047425A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Konica Minolta Opto Inc | 位置検出装置及び電子機器 |
| JP2012025269A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Yuhshin Co Ltd | 電動ステアリングロック装置 |
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