JPH02161310A - 位置検出用磁石体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一対の部材間の相対的位置変化を非接触方式
で検出する位置検出手段に使用される磁石体に関するも
のであって、特にアナログ信号で正確な位置検出を行う
ことができるのは勿論のこと１位置検出手段を小型、簡
便化することができるように工夫をこらした位置検出用
磁石体に関する。

［従来の技術］ 例えば精密工作機械及び精密測定器械等においては、そ
れらの加工部材や測定部材等が移動するときの変位量を
正確に検出することが加工及び測定する上で必要である
ため、多少大がかりで高価であっても、コンピューター
を使用したパルスカウント方式の位置検出手段が配備さ
れていた。

このパルスカウント方式の位置検出手段は、前記加工部
材及び測定部材と連動する磁気センサーと、この磁気セ
ンサー表面と少しの間隔を開けてかつ磁気センサーの可
動範囲に亘って延在する磁石体から構成されている。前
記磁気センサーとしては、ゲルマニウム、ＩｎＳｂ等の
物質の一方向に電流を流した状態で電流の方向と垂直方
向１こ磁場をかけると、磁場の強さに応じた起電力を発
生するというホール効果を利用したホール素子等がある
。

また、前記磁石体は、磁気センサーが移動する方向に沿
ってＮ極とＳ極とが交互に細かい間隔で着磁されたもの
である。

そして、前記磁気センサーが磁石体表面と少しの間隔を
開けて平行移動すると１例えば磁気センサーがＮ極の上
方にあるときはプラスの起電力を発生し、次に隣接した
Ｓ極の上方に移動するとマイナスの起電力を発生し、こ
うしてこれらのプラス及びマイナスの交互の信号は、パ
ルスカウンター回路においてデジタルパルスとして数え
られ。

次に演算回路において適宜な定数を掛けてアナログ量に
変換されて、起点からの変位量を表示したりまた、機器
を制御するためのデーターとして用いられていた。

また、コンピューターを使用した位置検出手段はどの位
置検出の正確性を必要としない製品にあっては、通常１
位置のデーターを抵抗値に変換する形態の可変抵抗器が
使用されている。

［発明が解決しようとするＷ題コ 前述した磁気を利用した位置検出手段は、非接触方式で
ありいわゆる磁石体と磁気センサーとが接触せずに、数
−程度の間隔を開けて使用できるため、摩耗したり接触
不良になることもなく、かつ非磁性体であれば磁石体と
磁気センサーとの間に介在物が存在しても良く、これら
の他の検出手段にない優れた特性から広範囲な重速が期
待されている。

しかしながら、磁気センサーとしては、プラス、マイナ
スの起電力を発生するだけでなく、磁場の強さに応じて
連続した量の、つまりアナログ量の起電力を出力できる
のであるが、前述した精密工作機械及び精密測定器械等
の位置検出手段における磁石体は、Ｎ極とＳ極とが交互
に連続したちのなので磁気センサーはパルスのデジタル
信号を出力するため、デジタルのカウンター回路とアナ
ログ量に変換する演算回路とが少なくとも必要となり、
したがってこのような構成の位置検出手段は大がかりで
高価なものとなっていた。

そのため、通常の多くの製品にあっては前述の如き位置
検出手段を用いることは叶わずに、可変抵抗器等の使用
を余儀なくされていた。可変抵抗器は安価でこれに必要
な回路も簡単で便利であるが、正確さにおいて他に劣り
、また基準位置となる絶対量としての原点を有していな
いので１回路で電気的原点設定の調整を行う必要があり
、更に抵抗体上をブラシが摺動して抵抗値を変化させる
構造であるので、長時間の使用においては接触不良とな
らざるを得なかった。

そこで、本発明にあっては、大がかりとなるデジタル回
路等を必要とせず、また原点設定も必要としない構造に
より小型でしかも簡便であり、そして耐久性を有し正確
な位置検出を行うことができる非接触方式の位置検出用
手段に用いられる磁石体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前述した８題は、磁石体の一方部分から他方部分に向か
って、磁束密度量を増方向若しくは減方向に変化せしめ
るべく着磁された磁石体において、前記磁石体の一方部
分から他方部分に至るまでの各距離に対する磁束密度の
変化を表わす変化特性線にあっては、少なくともその一
部に直線状部分が存在すべく着磁されてなることを特徴
とする位置検出用磁石体によって解決される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の位置検出用磁石体の一実施例を示す斜
視図、第２ｒＪＲ１第３ｖＩは本発明の他の実施例を示
す斜視図、第４図は本発明の位置検出用磁石体のＮ極か
らＳ極に至るまでの各距離に対する磁束密度の変化を示
す特性グラフである。

第１図において１は本発明の位置検出用磁石体であり、
本実施例にあっては長方形状の板体からなっている、そ
して磁石体１はその表面の一方をＮ極、他方をＳ極とし
て、また横方向の略中間をＮ極とＳ極との境界２とし、
第４図の左方に示されたごとくＮ極側の側縁から境界２
に至る磁石体１の磁束密度の変化を表わす変化特性１！
３が、減少方向に変化し、特にＯ近辺においては直線状
になるように着磁されており、そしてＳ極側の端縁から
境界２にかけての変化特性線３が、第４図の右方に示さ
れた如くマイナスからＯへ増加方向に変化し、特にＯ近
辺においては、直線状になるように着磁されてなるもの
である。

つまり、Ｎ極側の端縁からＳ極側の端縁に亘って磁石体
１の磁束密度は、はぼ一定の傾斜を有してプラスからマ
イナスへ減少し、中間の境界２においてＯとなる。

第２図は１本発明の位置検出用磁石体の他の実施例であ
り、１片を切欠したリング状の板体からなる永久磁石で
ある。切欠した個所の一方をＮ極。

他方をＳ極とし、前記切欠した個所と略対称位置にＮ極
とＳ極との境界２を有している。そして、前述の実施例
と同様に、Ｎ極側の端縁から境界２を経由してＳ極側の
端縁にかけてのその表面の磁束密度の変化を表わす変化
特性線３が、第４図に示すととくＯを含んでプラスから
マイナスへ変化し、特に中間部分においては直線状にな
るように着磁されてなるものである。

第３図は１本発明の他の実施例であり、同形の２つの三
角形の板体をそれぞれの頂点において接合した形状の磁
石体である。これは一方をＮ極。

他方をＳ極、中間をＮ極とＳ極との境界２となるように
磁性体を−様な強磁場の中において、−時的に大電流を
流して着磁することにより容易に製造することができる
。そしてこの磁石体のＮ極側。

Ｓ極側が、横方向の一定変位量ごとの表面積が漸減そし
て漸増するため、Ｎ極からＳ極に至る磁束密度の変化特
性線３は第４図に示すごとくプラスからＯを含んでマイ
ナスへほぼ一定の傾斜を有して変化するものである。

［発明の効果］ 以上詳述のごとく、本発明の位置検出用磁石体によれば
、磁石体の一方部分から他方部分に至るまでの各距離に
対応する磁束密度の変化を表わす変化特性線が、直線状
になるべく磁石体を着磁しているので、磁気センサーを
この磁石体表面において移動させると、磁気センサーが
移動した距離に比例して、磁気センサーが従来のごとく
デジタルパルスでなく、アナログ量を出力することが可
能になり、これにより従来のパルスカウント方式のデジ
タル回路や演算回路等の大掛かりな信号処理手段を必要
とせずに極めて簡単に正確な位置検出、及びそれに伴う
正確な位置制御を行うことができる位置検出手段を提供
できるものである。

更に本発明の位置検出用磁石体にあっては、Ｎ極とＳ極
との境界に原点となるＯを有することから、従来のデジ
タル式、アナログ式を問わず全ての位置検出手段におい
て必要とされていた起点。

つまり相対的Ｏを設定する部材をまったく必要としない
ため、小型でしかも簡便であり、そして耐久性を有し正
確な位置検出を行うことができる位置検出手段を提供す
ることが可能となり、比較的低価格であってスペース的
に余裕がない位置検出の必要性を有する各種製品にあっ
ても、前述の優れた諸特性を有する位置検出手段を配備
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置検出用磁石体の一実施例を示す斜
視図、第２図、第３図は本発明の他の実施例を示す斜視
図、第４図は本発明の位置検出用磁石体のＮ極からＳ極
に至るまでの各距離に対する磁束密度の変化を示す特性
グラフである。 １・・・位置検出用磁石体、２・・・境界。 ３・・・変化特性線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁石体の一方部分から他方部分に向かって、磁束
   密度量を増方向若しくは減方向に変化せしめるべく着磁
   された磁石体において、前記磁石体の一方部分から他方
   部分に至るまでの各距離に対する磁束密度の変化を表わ
   す変化特性線にあっては、少なくともその一部に直線状
   部分が存在すべく着磁されてなることを特徴とする位置
   検出用磁石体。
2. （２）磁石体の一面の一方部分をＮ極、他方部分をＳ極
   とし磁束密度がＯとなる境界を有することを特徴とする
   請求項１記載の位置検出用磁石体。
3. （３）磁石体が板状体であることを特徴とする請求項１
   記載の位置検出用磁石体。
4. （４）磁石体が一部を切欠したリング状の板体であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の位置検出用磁石体。
5. （５）磁石体が相似形の２つの三角形からなる板体のそ
   れぞれの頂点を接合した形状としたことを特徴とする請
   求項１記載の位置検出用磁石体。