JPH0337514A - 地磁気の影響を除去した永久磁石素子 - 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、永久磁石素子と、これに対向する磁気感応素
子との相対的変位により磁気的変化を検出する磁気検出
装置等に使用され、特に、地磁気の影響を除去した永久
磁石素子に関するものである。

（従来の技術） 永久磁石素子と、これに対向する磁気感応素子との相対
的変位により磁気的変化を精密に検出しようとする時、
地磁気の影響を無視できない場合がある。例えば、永久
磁石を無拘束の状態に置いた場合、その永久磁石のＮ極
は北へ向き、Ｓ極は南へ向くように常に地磁気の作用を
受ける。従って、磁気検出装置の設置状態、即ち、地球
の南北に対する向きにより、初期設定条件が異なること
になり、精密な検出結果は得られない。まして、磁気検
出装置の設置場所が移動体上である場合は、検出不可能
となる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、そのような問題点を解決するためになされた
もので、地磁気の影響を完全に除去し、設置状態によら
ず、常に正確な検出結果が得られるようにした永久磁石
素子を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は、柱状若しくは環
状で軸に直角な一方向の両端がＮ極、Ｓ極になるように
着磁された２つの同一形状の永久磁石を、互いに極性を
逆にして同軸的に重ね合わせた構成とするものである。

（作　用） 上記構成によれば、各永久磁石に及ぼす地磁気の影響が
互いに相殺されるので、永久磁石素子全体として、地磁
気の影響はなくなることになる。

（実施例） 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の傾斜角度検出装置を示し
たもので、第１図（ａ）は軸に沿って水平に切断し、そ
れを上から見た図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＸ
−Ｘにおける縦断面図である。

１は円筒状の胴部１ａの両端開口部を蓋１ｂで密封し、
中空部２を有する、例えばアルミニウム等からなる非磁
性体ケースで、その軸が略水平になるようにして配置さ
れる。３ａ、３ｂは、円柱状で、軸に直角な一方向の両
端がＮ極、Ｓ極になるよう− に着磁された一対の永久磁石であり、互いに極性を逆に
して同軸的に重ねられ、その軸が中空部２の軸と同一方
向に向くようにして中空部２内に収容されている。４は
一対の永久磁石３ａ、３ｂに被着し、その被着力により
永久磁石を中空部の底面から浮上させ、非磁性体ケース
１に対して相対的に回動自在とした磁性流体、５は、非
磁性体ケース１の外側で、一対の永久磁石のうち一方の
永久磁石３ａのＮ極に対向する位置に配設された磁気感
応素子で、本実施例では差動型磁気抵抗素子が使用され
ている。

ここで、本実施例の動作原理を第４図を用いて説明する
。第４図で、第１図と同一名称の部分には同一の符号を
付しである。まず永久磁石３ａは、磁性流体４の永久磁
石に対する被着力により中空部の底面から浮上せしめら
れ、非磁性体ケース１に対して相対的に、軸の周りに自
由に回動できるようになっている。ここで、非磁性体ケ
ース１を矢印Ｄｌ又はＤ２方向に回動しても、永久磁石
３ａは、そのＮ極、Ｓ極が大地に対して常に水平の位− 置を維持し、そのとき、磁性流体４の作用により、永久
磁石３ａと非磁性体ケース１とはほとんど抵抗なく相対
的に回動する。

永久磁石３ａのＮ極、Ｓ極が大地に対して常に水平の位
置を維持する理由は、第５図によって説明される。磁性
流体４は永久磁石３ａのＮ極、Ｓ極部分により多く被着
する。被着した磁性流体も質量を有するから、全体の重
力バランス上安定した状態をとろうとする。そこで、第
５図（ａ）のような重心の高い不安定な姿勢はとり得す
、第５図（ｂ）のように、永久磁石のＮ極とＳ極が水平
の位置を維持する姿勢をとることになる。

しかしながら、永久磁石１個を無拘束の状態で置いたと
き、次のような不都合が生じる。即ち、第６図（ａ）に
示したように、永久磁石は、Ｎ極は北へ、Ｓ極は南へ向
くように回動する。つまり、地磁気の影響がある。そこ
で、その地磁気の影響をなくするために、本発明では、
２つの永久磁石を互いに極性が逆になるようにして同軸
的に重ねる。このようにすれば、第６図（ｂ）に示した
ように、各永久磁石に及ぼす地磁気の影響が相殺され、
全体として、地磁気の影響はなくなることになる。

本実施例では、磁気感応素子として、第２図に示したよ
うな差動型磁気抵抗素子６が使用されている。差動型磁
気抵抗素子は一般に周知であり、２つの抵抗パターン６
ａ、６ｂが互いに直交するように配置され、その中点す
で直列に接続され、端子ａ、ａ間に電圧Ｖｃを印加して
電流を流す。ここで、抵抗パターン６ａ、６ｂに飽和磁
界を印加した際、抵抗パターンに流れる電流の方向と印
加磁界の方向が平行になったとき抵抗値が最大となり、
直交したとき最小となり、そして両パターンの抵抗値の
和は、磁界の印加角度に依存せずに一定となることは、
一般によく知られている。従って、１つのパターン６ａ
の出力Ｖｍに着目すれば、磁気抵抗素子６が永久磁石３
ａのＮ極（又はＳ極）正面に対向したときの中点電位を
基準にして、第４図のＤｌ又はＤ２方向に回動すれば、
第３図に示したように出力が増減することになる。

即ち、永久磁石３ａは、中空部内でそのＮ極とＳ極が水
平の位置を維持するから、磁気抵抗素子６の出力から非
磁性体ケースｌが何度傾いたかを検出することができる
。

実施例では、永久磁石に円柱状（又は円盤状）のものを
使用したが、軸部分に貫通孔を有する環状（又はドーナ
ツ状）であってもよい。さらに、四角柱（又は多角柱）
状あるいは角筒状のものでもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、地磁気の影響を
完全に除去し得るので、地球の南北方向に対する設置の
向きの如何に関わらず、正確な検出が可能になるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の断面図で、（ａ）は
軸に沿って水平に切断し、それを上から見た図、（ｂ）
は第を図（ａ）のＸ−Ｘにおける縦断面図、第２図は、
同傾斜角度検出回路図、第３図は、同出力特性図、第４
図は、動作原理を説明する図、第５図は、永久磁石のＮ
極、Ｓ極か大地に対して常に水平の位置を維持する理由
の説明図、第６図は、地磁気の影響排除についての説明
図である。 ｌ・・　非磁性体ケース、　２・・・中空部、３．３ａ
、３ｂ・・・永久磁石、　４　・・磁性流体、５　・・
磁気感応素子、　６　・差動型磁気抵抗素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　永久磁石素子と磁気感応素子とを互いに対向させ、両
   者の相対的変位により磁気的変化を検出する磁気検出装
   置等に使用される永久磁石素子であって、 柱状若しくは環状で軸に直角な一方向の両端がＮ極、Ｓ
   極になるように着磁された２つの同一形状の永久磁石を
   、互いに極性を逆にして同軸的に重ね合わせてなること
   を特徴とする地磁気の影響を除去した永久磁石素子。