JPH0236089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、磁電変換素子を利用した無接触式直
線変位型ポテンシヨメータに関するもので、より
大きな直線変位量を計測できるようにすることを
目的とするものである。

磁電変換素子と永久磁石との組合せにより構成
される無接触式ポテンシヨメータがより高い精度
を求められるポテンシヨメータとして利用される
ようになつている。

この上記した無接触式ポテンシヨメータのう
ち、直線変位型のものは、微少な力により直線変
位する物体の精度の高い位置検出に極めて有効に
利用されている。

このように磁電変換素子と永久磁石との組合せ
により構成される無接触式直線変位型ポテンシヨ
メータは、対象とする物体の直線変位量を極めて
高い精度で検出することができるのであるが、磁
電変換素子の大きさが極めて小さいものであり、
また従来のこの種のポテンシヨメータにおける磁
電変換素子と永久磁石との相対移動方向に対し
て、磁電変換素子がその受感部面の一辺を平行に
配置した構成により、ポテンシヨメータの出力曲
線における直線部分が短いので、測定できる直線
変位量は極めて小さいという欠点をもつていた。

事実、従来のこの種のポテンシヨメータにおけ
る磁電変換素子と永久磁石との計測に有効な相対
的変位範囲はせいぜい４mm程度しかなく、このた
め利用範囲を大幅に狭めることになつていた。

本考案は、上記した従来例における欠点、不満
点を解消すべく考案されたもので、磁極面と受感
部面とを平行に対向配置した永久磁石と磁電変換
素子との対向配置姿勢を、永久磁石の長手辺と磁
電変換素子の一辺とを平行とすることにより、磁
電変換素子と永久磁石とが相対的に直線変位した
際に、永久磁石の磁極面に対向する磁電変換素子
の受感部面面積の変化が零から全受感部面が対向
するまで直線変化特性を描くべく構成したもので
ある。

以下、本考案の一実施例を図面に従つて説明す
る。

本考案による無接触式直線変位型ポテンシヨメ
ータは、長方形の磁極面を持つ永久磁石１５と、
方形の受感部面を持つ磁電変換素子１０，１１
と、磁極面と受感部面とを平行にかつ磁極面の長
手辺と受感部面の一辺とを平行に保持する手段
と、永久磁石１５と磁電変換素子１０，１１と
を、磁極面の長手辺と０度よりも大きく90度より
も小さい角度θをなす方向に直線的に相対移動さ
せる手段とを有し、永久磁石１５と磁電変換素子
１０，１１との相対移動により、磁極面からの磁
束が貫通する受感部面の面積が変化し、磁束の貫
通によつて生じる磁気抵抗効果に基づく磁電変換
素子１０，１１の抵抗変化が相対移動に対して一
意的な対応関係であるようにしたものである。

すなわち、図中１は、本考案によるポテンシヨ
メータの外殻を構成するケース体で、このケース
体１の両端板２，２には軸孔が開孔されており、
この軸孔には被計測物に連結される直線棒状とな
つた軸棒３ががたつくことなく摺動自在に挿入組
付けされている。

このケース体１の上面開口部には、この開口部
を閉塞すべく蓋板６が不動に嵌入固定されている
が、この蓋板６のケース体１内側の表面には絶縁
板７を介して磁電変換素子１０，１１を有する素
子板９が固定されており、またこの蓋板６の前後
両端から垂下設されてケース体１内に位置する脚
板片６′，６′間には、一定の間隔をもて２本の直
線棒状となつたガイドロツド８，８が平行に架設
固定されている。

この両ガイドロツド８，８には、永久磁石１５
を固定したスライダー１３が、その両側面の前後
両端から突設した組付き腕片１４，１４によりが
たつくことなく摺動自在に組付けられている。

図示実施例の場合、スライダー１３の一方側
（第３図において右側）の組付き腕片１４には、
ガイドロツド８ががたつくことなく摺動自在に挿
入位置する摺動孔が形成されており、他方スライ
ダー１３の他方側（第３図において左側）の組付
き腕片１４には側方に開放した摺動溝が形成され
ている。

これは両ガイドロツド８，８に対するスライダ
ー１３の組付けを容易にすると共にスライダー１
３の成形材料（一般には、ナイロン等の比較的硬
質な合成樹脂材料）の弾性を利用して、スライダ
ー１３のガイドロツド８，８に対する組付きにが
たつきが生じないようにするためである。

前記したケース体１に組付けられた軸棒３のケ
ース体１内に位置する部分の適当な箇所にはボス
４が固着されており、このボス４に回転変位自在
に組付けられた断面コの字状のカツプリング５の
両端板上端間に前記スライダー１３が不動に固定
されている。

それゆえ、スライダー１３は、カツプリング５
とボス４とを介して軸棒３に連結されることにな
り、軸棒３が変位すればスライダー１３すなわち
このスライダー１３に固定された永久磁石１５も
ガイドロツド８，８に沿つて直線変位することに
なる。

なお、図中１６は一端をボス４に、そして他端
を端板２に弾接させて軸棒３に嵌装された復帰用
スプリングで、軸棒３の変位を元の状態に復帰さ
せるべくその弾力を作用させるものであるが、ポ
テンシヨメータの使用条件によつては設けなくて
も良いものである。

また図中１２は、蓋板６の上面に突出位置すべ
く設けられた磁電変換素子１０，１１の接続およ
び出力端子である。

さらにスライダー１３に固定された永久磁石１
５は、その一方の磁極面をスライダー１３の上面
に位置させており、これに対し、磁電変換素子１
０，１１は素子板９の下面にその受感部面を位置
させて固定されており、これによつて永久磁石１
５と磁電変換素子１０，１１とは、その磁極面と
受感部面とを平行に対向位置させることになり、
かつこの平行姿勢を保つたまま永久磁石１５が直
線移動できるようになつているわけである。

このように永久磁石１５と磁電変換素子１０，
１１とは、永久磁石１５の磁極面と磁電変換素子
１０，１１の受感部面とを平行に保持しながら相
対的に直線変位できるようになつているのである
が、スライダー１３に固定された永久磁石１５
は、第２図および第４図に示す如く、その変位方
向に対して長手辺を０度よりも大きく90度よりも
小さい角度傾斜した姿勢で取付けられており、同
様に磁電変換素子１０，１１も永久磁石１５の変
位方向に対して永久磁石１５と同一角度傾斜した
姿勢で配置固定されている。

すなわち、永久磁石１５は、長方形の磁極面を
有しており、この長方形となつた磁極面の長手辺
をその変位方向に対して傾斜させており、この永
久磁石１５の磁極面と同様に長方形の受感部面を
有する磁電変換素子１０，１１を、その受感部面
の一辺が永久磁石１５の磁極面の長手辺と平行と
なるように配置固定しているのである。

本考案は上記の如き構成となつているので、軸
棒３に被測定物を連結すると、この被測定物の変
位により軸棒３が直線変位し、この軸棒３の直線
変位により永久磁石１５が磁電変換素子１０，１
１に対して前記被測定物の変位量に応じて直線変
位し、この両磁電変換素子１０，１１に対する永
久磁石１５の変位により、永久磁石１５の磁極面
に対向する両磁電変換素子１０，１１の受感部面
の面積が、一方は減少、他方は増大変化し、この
変化が低抗値変化として取出される。

この両磁電変換素子１０，１１に対する永久磁
石１５の変位に際し、磁電変換素子１０，１１お
よび永久磁石１５共に、永久磁石１５の移動方向
に対して同一角度で傾斜しているために、永久磁
石１５の磁極面の長手辺と磁電変換素子１０，１
１の受感部面の一辺とは平行となつており、これ
がため磁電変換素子１０，１１の受感部面の永久
磁石１５の磁極面に対向位置する部分の面積は、
磁電変換素子１０，１１の受感部面が永久磁石１
５の磁極面に対向し始めた状態からその全域を永
久磁石１５の磁極面に対向させる状態までの間、
永久磁石１５の変位置に比例して変化することに
なる。

それゆえ、永久磁石１５の変位に対する磁電変
換素子１０，１１の出力特性は、磁電変換素子１
０，１１の受感部面が永久磁石１５の磁極面に対
向し始める位置からその全域を対向させる位置ま
での間直線変化することになる。

また第４図から明らかな如く、永久磁石１５の
変位に対する磁電変換素子１０，１１の出力特性
が直線状となるのは、磁電変換素子１０，１１の
一辺の全長範囲にわたることになり、これによつ
て磁電変換素子１０，１１に直線状の出力特性を
現出させることのできる永久磁石１５の直線変位
距離が大きくなる。

すなわち、第５図ないし第１０図に示した従来
例と本考案との比較説明図から明らかな如く、従
来の最も初期の磁電変換素子１０，１１と永久磁
石１５との配置関係を示す第５図ａ，ｂから明ら
かな如く、第６図に示した出力特性曲線の直線変
位部分は、永久磁石１５の移動方向に沿つた磁電
変換素子１０，１１の幅ｌと等しく、これがため
検出に利用できる直線変位範囲は幅ｌと等しい長
さとなり極めて小さな値に限定されてしまう。

この磁電変換素子１０，１１と永久磁石１５と
の配置関係の改良案である第７図ａ，ｂに示した
ものは、第５図ａ，ｂに示したものに比べて第８
図に示した出力特性曲線の直線変位部分の長さ
は、第７図ａからl′＝Ｌ・tanθとして、l′・cotθ
と大幅に大きくすることができるのであるが、第
７図ａ，ｂから明らかな如く、両磁電変換素子１
０，１１のエツヂ部に全く検出動作に作用しない
部分が生じてしまうことになり、高価な磁電変換
素子を有効に利用しているとは言い難いものであ
る。

そして、これらの従来例に比べて、第９図ａ，
ｂに示した本考案による磁電変換素子１０，１１
と永久磁石１５との配置関係は、第９図ａ，ｂか
ら明らかな如く、両磁電変換素子１０，１１の全
表面面積を有効に検出のために役立てることがで
き、当然のこととして、第１０図の出力特性曲線
から明らかな如く、その出力特性曲線の直線変位
部分はｌ／sinθとなり、最も長い値となる。

以上の説明から明らかな如く、本考案によるポ
テンシヨメータは、長方形をした磁極面と方形を
した受感部面とを平行に対向配置した永久磁石と
磁電変換素子との対向配置姿勢を、磁極面の長手
辺と受感部面の一辺とを平行にさせたものとした
ので、永久磁石と磁電変換素子との相対的な直線
変位に伴う、受感部面の磁極面との対向面積の変
化は直線変化となり、これにより磁電変換素子の
全範囲にわたつて磁電変換素子の出力特性を直線
状とすることができ、また磁電変換素子に直線状
の出力特性を現出させることのできる永久磁石の
直線変位距離を大きくすることかできるので、永
久磁石の大きな変位距離範囲にわたつて極めて精
度の高い計測を達成することができることにな
り、また磁電変換素子の出力特性のうち曲線部分
が極めて少ないかもしくは理論的には全く曲線部
分が発生しないものとなるので磁電変換素子のも
つ低抗値変化能力を極めて効率良く作用させてい
るものとなり、さらに単に磁電変換素子を永久磁
石と同一傾斜角度で配置固定したという簡単な構
成であるので、特徴な技術を要することなしに簡
単に実施することができる等多くの優れた作用効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本考案の一実施例を示
すもので、第１図は不規則縦断面図、第２図は第
３図中−線に沿つて切断矢視した平断面図、
第３図は第１図中−線に沿つて切断矢視した
側断面図である。第４図は永久磁石と磁電変換素
子との位置関係の一実施例を示す図である。第５
図ａ，ｂは、最も初期の磁電変換素子と永久磁石
との配置関係と永久磁石の移動限とを示す説明
図、第６図は、第５図に示した構成の出力特性線
図である。第７図ａ，ｂは最も改良された従来の
磁電変換素子と永久磁石との配置関係と永久磁石
の移動限とを示す説明図、第８図は第７図に示し
た構成の出力特性線図である。第９図ａ，ｂは、
本考案による磁電変換素子と永久磁石との配置関
係と永久磁石の移動限とを示す説明図、第１０図
は第９図に示した本考案の出力特性線図である。 符号の説明、１……ケース体、２……端板、３
……軸棒、４……ボス、５……カツプリング、６
……蓋板、６′……脚板片、８……ガイドロツド、
９……素子板、１０，１１……磁電変換素子、１
３……スライダー、１４……組付き腕片、１５…
…永久磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 長方形の磁極面を持つ永久磁石と、 方形の受感部面を持つ磁電変換素子と、 前記磁極面と受感部面とを平行にかつ前記磁極
   面の長手辺と受感部面の一辺とを平行に保持する
   手段と、 前記永久磁石と磁電変換素子とを、前記磁極面
   の長手辺と０度よりも大きく90度よりも小さい角
   度θをなす方向に直線的に相対移動させる手段
   と、 を有し、前記永久磁石と磁電変換素子との相対移
   動により、前記磁極面からの磁束が貫通する前記
   受感部面の面積が変化し、磁束の貫通によつて生
   じる磁気抵抗効果に基づく前記磁電変換素子の抵
   抗変化が前記相対移動に対して一意的な対応関係
   である無接触式直線変位型ポテンシヨメータ。