JPH0473721B2 - - Google Patents

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JPH0473721B2
JPH0473721B2 JP957086A JP957086A JPH0473721B2 JP H0473721 B2 JPH0473721 B2 JP H0473721B2 JP 957086 A JP957086 A JP 957086A JP 957086 A JP957086 A JP 957086A JP H0473721 B2 JPH0473721 B2 JP H0473721B2
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cylindrical member
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closed magnetic
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 閉磁気回路装置内の位置による漏洩磁束の変化
を検知して位置を検出する装置であつて、閉磁気
回路装置の筒部材と検知器が回動しつゝ移動する
中心軸との間に漏洩磁束が存在するような構成と
し、磁気検知器を直線的に移動可能に加えて回動
可能とし、前記磁気検知器が回動を伴つて移動し
ても精度良い位置検出を可能とする。
〔産業上の利用分野〕 本発明は位置検出装置に係り、特に閉磁気回路
装置と磁気検知器とよりなる位置検出装置の改善
に関する。
〔従来の技術〕
本出願人は、昭和60年9月13日付で、発明の名
称「ポテンシヨメータ」を特許出願(特願昭60−
202832号)した。このポテンシヨメータは、第1
2図に示す如く、閉磁気回路装置1の内側に、磁
気検知器2を矢印で示すように直線的に移動可能
に設けてなる構成である。閉磁気回路装置1は、
平行に配された細長の磁性金属板3,4と、左右
端に配された永久磁石5,6とよりなる。この閉
磁気回路装置1の内側には永久磁石5,6より離
れるにつれて弱まる漏洩磁束7が流れる。磁気検
知器2は、例えば強磁性金属の磁気抵抗を利用し
た磁気検知素子をケース内に収容してなる構成で
あり、被測定物の変位に応じて、非磁性のガイド
8により案内されつゝ且つ漏洩磁束7を検知し
つゝ直線的に移動する。磁気検知器2は、検知し
た漏洩磁束の方向及び量に応じた電圧を出力す
る。この出力された電圧に基づいて、磁気検知器
2(被測定物)の閉磁気回路装置1の長手方向上
における位置が検出される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の漏洩磁束7は、第13図に示すように互
いに平行に流れるものであり、ガイド8を中心と
する円周方向上の対称性は無い。このため、磁気
検知器2がガイド8を中心に例えば二点鎖線で示
すように回動すると、磁気検知器2を漏洩磁束7
とのなす角度が変化し、磁気検知器2よりの出力
電圧は上記の角度変化に応じた分変化してしま
う。従つて上記構成のポテンシヨメータでは、磁
気検知器2のガイド8を中心とする回動は厳に避
けなければならず、被測定物は直線的に変位する
ものに限られ、例えばシヨツクアブソーバの軸の
ように回動を伴いつゝ直動するようなものの位置
の検出には適用することが出来ず、適用範囲が制
限されていた。
また磁気検知器2は回動を制限されているが、
この孔とガイド8との間には必ず僅かの隙間があ
るため、被測定物が回動せずに直動するものであ
る場合であつても。磁気検知器2が移動中に僅か
に回動することもありうる。この場合にも、磁気
検知器2の出力電圧が変動し、これが検出位置の
誤差となり、ポテンシヨメータの分解能を低減さ
せてしまうという問題点もあつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、磁性材製であり、実質上円筒形状の
筒部材と、該筒部材の少なくとも一端に設けてあ
り、円環形状で且つ径方向に着磁されている永久
磁石と、該永久磁石の中心孔に固定されて前記筒
部材の中心を貫通するように配された磁性材製の
中心貫通部材とよりなり、前記筒状部材の内面と
前記中心貫通部材との間に磁束が漏洩し閉磁路を
形成する閉磁気回路装置と、 該閉磁気回路装置の内部に、該閉磁気回路装置
の長手方向に移動可能に且つ前記筒部材の周方向
に回動可能に配され、前記漏洩磁束を検知する磁
気検知器とよりなることを特徴とする。
〔作用〕
上記閉磁気回路装置は、磁気検知器が回動して
も、磁気検知器よりの出力電圧が全く変化しない
ような漏洩磁束を形成する。従つて磁気検知器が
如何なる回動位置にあつても、本来検出すべき磁
気検出器の閉磁気回路装置の長手方向上の位置を
正確に検出し得る。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例になる位置検出
装置の概略を示す一部切截斜視図、第2図は第1
図の閉磁気回路装置の長手方向の断面図、第3図
及び第4図は夫々第1図中−線及び−線
に沿う拡大断面矢視図である。
第1図乃至第4図中、10は閉磁気回路装置、
11は例えば強磁性金属の磁気抵抗を利用した磁
気検知素子を収容した磁気検出器である。
閉磁気回路装置10は、磁性材料製の円筒部材
12と、この円筒部材12の両端の開口に嵌着さ
れた円環形状の永久磁石13,14と、端部を永
久磁石13,14の中心孔に固定されて円筒部材
12の中心に円筒部材12を貫通するように設け
られた中心貫通部材15とよりなる。永久磁石1
3,14は、径方向に着磁されており、内周側が
S極(N極)、外周側がN極(S極)である。中
心貫通部材15は、磁性材料製であり、細長円柱
形状を有する。
第2図に示すように、円筒部材12には、永久
磁石13のN極から永久磁石14のS極に向かう
磁束16が通る。中心貫通部材15には、永久磁
石14のN極から永久磁石13のS極に向かう磁
束17が通る。円筒部材12の内側の空間には、
永久磁石13,14から離れるに従つて弱まる漏
洩磁束18,19が流れる。閉磁気回路装置10
のうち左半分の部分の漏洩磁束18は、第3図に
示すように、円筒部材12の内面より漏洩して中
心貫通部材15に向くように流れ、中心貫通部材
15に収束する如くに分布する。閉磁気回路装置
10の右半分の部分の漏洩磁束19は、第4図に
示すように、中心貫通部材15の周面より漏洩し
て円筒部材12の内面に向くように流れ、上記と
同じく中心貫通部材15を中心として放射状に分
布する。
第1図乃至第3図中、20は非磁性のリングで
あり、中心貫通部材15に摺動可能に且つ回動可
能に嵌合している。磁気検知器11は、リング2
0外周に、円筒部材12の内面に対向するように
固定してある。
磁気検知器11は、中心貫通部材15により案
内されつゝ第1図及び第2図中矢印Aで示すよう
に位置P0を中心に位置P1,P2間を直線的に移動
するとき、漏洩磁束18又は19の方向及び量を
検知し、電圧を出力する。第5図中ラインIは位
置検出器の特性を示す。この特性に基づいて、磁
気検知器11の閉磁気回路装置10の長手方向上
における位置が検出される。
こゝで、磁気検知器11が第1図中矢印Bで示
すように貫通部材15を中心に回動した場合につ
いて説明する。
まず、第3図より分かるように、磁気検知器1
1は、回動しても、円筒部材12の内面からの離
間距離mを等距離に保たれる。また既に述べたよ
うに、漏洩磁束18及び19は、夫々第3図及び
第4図に示すように、共に中心貫通部材15に収
束するように及び中心貫通部材15より放射する
ように分布している。このため第3図より分かる
ように磁気検知器11が、閉磁気回路装置10の
左側半分内の任意の位置で回動した場合に、磁気
検知器11とこれに作用する漏洩磁束18とのな
す角度は、磁気検知器11の回動角度の如何に関
係なく、常時90度に維持され、不変であり、よつ
て出力電圧も変化せず不変である。磁気検知器1
1が閉磁気回路装置10の右側半分内の任意の位
置で回動した場合にも、第4図より分かるよう
に、磁気検知器11とこれに作用する漏洩磁束1
9とのなす角度は、磁気検知器11の回動角度の
如何に関係なく、常時90度に維持され、不変であ
り、よつて出力電圧も変化せず不変である。
従つて、上記位置検出装置は、磁気検知器11
が上記回動を伴いつゝ閉磁気回路装置10の長手
方向に移動した場合にも、回動の程度の如何に関
係なく、回動を伴わずに移動したときに得られた
第5図中ラインIと全く同じ特性を呈する。従つ
て本実施例に位置検出器は、被測定物が回動を伴
わずに直動する場合には勿論、前記のシヨツクア
ブソーバの軸のように回動しつつ直動するものゝ
直動方向の位置検出にも何ら支障なく適用し得
る。
第6図、第7図、第8図は夫々本発明の第2の
実施例になる位置検出装置を示す。各図中、第1
図乃至第4図に示す構成部分と実質上同一部分に
は同一符号を付しその説明は省略する。
本実施例の位置検出装置は、閉磁気回路装置3
0を、上記の閉磁気回路装置10を構成する右側
の永久磁石14を無くし、円筒部材12の代わり
に、右側開口が蓋部31aで塞がれた円筒部材3
1を使用した構成である。即ち、閉磁気回路装置
30は、円筒部材31の左側の開口に永久磁石1
3が嵌着され、中心貫通部材15が左端を永久磁
石13の中心孔、右端を上記蓋部31aに接続固
定された構成である。円筒部材31及び中心貫通
部材15には、永久磁石13のS極からN極に向
かつて磁束32が通る。閉磁気回路装置30の内
側の漏洩磁束33は、円筒部材21の内面より漏
洩して中心貫通部材15に向くように流れ、周方
向についてみると、第8図に示すように分布す
る。
磁気検知器11は、貫通部材15に嵌合してい
るリング20に取り付けてあり、前記と同様に矢
印A方向に直線的に移動可能であると共に、矢印
B方向に回動可能である。
本実施例の位置検出器においても、前記と同様
に、磁気検知器11の回動によつては出力電圧が
変化せず、磁気検知器11が矢印A方向に移動す
るときに回動を伴う場合にも、その出力電圧に基
づいて、磁気検知器11の閉磁気回路装置30の
長手方向上の位置が高精度に検出される。
第9図、第10図、第11図は夫々本発明の第
3の実施例になる位置検出装置を示す。各図中、
第1図乃至第4図に示す構成部分と実質上同一部
分には同一符号を付しその説明は省略する。
本実施例の位置検出装置は、閉磁気回路装置1
0を囲むように磁性材料製のシールド用円筒部材
40を設けてなる構成である。このシールド用円
筒部材40は、中心貫通部材15のうち永久磁石
13,14より外側に突出した突出部分15a,
15bに固定されて設けられている。42はシー
ルド用円筒部材40内を通る磁束であり、43は
円筒部材12より漏洩してシールド用円筒部材4
0に向かう漏洩磁束である。
閉磁気回路装置10内には、第2図及び第3図
等に示すと同様の漏洩磁束18,19が流れるた
め、前記の場合と同様に、磁気検知器11が回動
を伴つて移動した場合でも、磁気検知器11の閉
磁気回路装置10の長手方向上の位置が精度良く
検出される。
なお、本実施例では、シールド用円筒部材12
により、外部からの不要磁界が閉磁気回路装置1
0に及ぼす影響は効果的に低減される。このた
め、本実施例の位置検出装置は、磁界が形成され
ている場所にも何ら支障なく設置可能である。な
お、このシールド用円筒部材12は、第12図に
示す従来の位置検出装置に適用しても効果があ
る。
なお、上記円筒部材12,31は、内周が円柱
周面に対応する面であれば良く、外周の形は必ず
しも円柱形状でなくてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、磁気検知
器の回動及び回動位置は、本来検出すべき閉磁気
回路装置の長手方向上の位置の検出に何ら影響を
及ぼさないため、例えば前記のシヨツクアブソー
バの軸のように回動を伴いつゝ直動する被測定物
の位置検出にも適用出来、然して用途の拡大を図
り得、また磁気検知器が停止した位置で回動した
場合にも位置の検出には何ら影響がないため、位
置検出精度の向上を図り得るという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例になる位置検出
装置の概略を示す一部切截斜視図、第2図は第1
図の位置検出装置の長手方向上の断面図、第3図
及び第4図は夫々漏洩磁束の分布を示す第1図中
−線及び−線に沿う断面矢視図、第5図
は第1図の位置検出装置の特性図、第6図は本発
明の第2の実施例になる位置検出装置の概略を示
す一部切截斜視図、第7図は第6図の位置検出装
置の長手方向上の断面図、第8図は漏洩磁束の分
布を示す第6図中−線に沿う断面矢視図、第
9図は本発明の第3の実施例になる位置検出装置
の概略を示す一部切截斜視図、第10図は第9図
の位置検出装置の長手方向上の断面図、第11図
は漏洩磁束の分布を示す第9図中XI−XI線に沿
う断面矢視図、第12図は従来技術になるポテン
シヨメータの斜視図、第13図は漏洩磁束の分布
を示す第12図中X−X線に沿う断面矢視
図、である。 第1図乃至第4図、第6図乃至第11図におい
て、10,30は閉磁気回路装置、11は磁気検
知器、12,31は円筒部材、13,14は永久
磁石、15は中心貫通部材、15a,15bは突
出部分、16,17,32,42は磁束、18,
19,33,43は漏洩磁束、31aは蓋部、4
0はシールド用円筒部材である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 実質上円筒形状の磁性材製筒部材12,31
    と、該筒部材12,31の少なくとも一端に設け
    てあり、円環形状で且つ径方向に着磁されている
    永久磁石13,14と、該永久磁石13,14の
    中心孔に固定されて前記筒部材12,31の中心
    を貫通するように配された磁性材製の中心貫通部
    材15とよりなり、前記筒状部材の内面と前記中
    心貫通部材との間に磁束が漏洩し閉磁路を形成す
    る閉磁気回路装置10,30と、 該閉磁気回路装置10,30の内部に、その長
    手方向に移動可能に且つ前記筒部材12,31の
    周方向に回動可能に配され、前記漏洩した磁束1
    8,19,33の方向及び量を検知する磁気検知
    器11とよりなることを特徴とする位置検出装
    置。 2 前記閉磁気回路装置10は、前記筒部材12
    がその両端が開口とされ、前記永久磁石13,1
    4が該筒部材12の両端に配され、前記中心貫通
    部材15がその両端を該永久磁石13,14の中
    心孔に固定されてなる構成であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の位置検出装置。 3 前記閉磁気回路装置30は、前記筒部材31
    がその一端が蓋部31aにより塞がれ、前記永久
    磁石13が該筒部材31の他端に配され、前記中
    心貫通部材15が一端を該永久磁石13の中心孔
    に固定され他端を前記蓋部31aに固定されてな
    る構成であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の位置検出装置。 4 前記閉磁気回路装置10がシールド用筒状部
    材40により囲まれていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の位置検出装置。
JP957086A 1985-09-13 1986-01-20 位置検出装置 Granted JPS62168002A (ja)

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JP957086A JPS62168002A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 位置検出装置
KR1019860007048A KR900004780B1 (ko) 1985-09-13 1986-08-25 자기(磁氣) 센서를 사용한 위치 검출장치
US06/906,027 US4810965A (en) 1985-09-13 1986-09-11 Position detecting apparatus using a magnetic sensor and a closed magnetic circuit with non-uniform magnetic flux distribution
DE8686112639T DE3668692D1 (de) 1985-09-13 1986-09-12 Positionsdetektor mit magnetischem sensor.
EP86112639A EP0215454B1 (en) 1985-09-13 1986-09-12 Position detecting apparatus utilizing a magnetic sensor

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JPS62168002A JPS62168002A (ja) 1987-07-24
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