JPH0635128Y2 - 位置検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は磁気検出素子を使用した位置検出器に関し、と
くに、小型リニアアクチュエータなどに利用される位置
検出器に関するものである。

［従来の技術］ 従来、可動部の変位を検出する変位検出部は、例えば第
４図に示すように、アクチュエータＬの可動部１の矢印
で示す変位方向に対し磁気抵抗素子などの磁気検出素子
２の感磁面21を直角に配置し、前記感磁面21に対向させ
て単一の永久磁石３を可動部に設けて構成され、前記磁
気検出素子２の感磁面21に加わる前記永久磁石３による
磁界の垂直成分の磁束密度の変化により磁気検出素子２
の出力が変化し、可動部１の変位を検出するようにして
ある。

また、実開昭57−86418号公報に開示されているよう
に、一枚の基板上に磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素子
に常時一定の磁界を付与する第１の永久磁石を並置して
固定した変位検出部と、変位検出部の近傍で磁気抵抗素
子の感磁面と直交する方向に相対的に位置が変位するよ
うに配置された第２の永久磁石の合成磁界によって磁気
抵抗素子の出力を変化させ、第２の永久磁石の変位を検
出するものがある。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、第４図に示した構成の永久磁石３による感磁
面21の磁束密度は、第３図に破線で示すように永久磁石
３と感磁面21との距離の変化に対し指数関数的に変化す
る。例えば、磁極面の面積が40平方ミリメートル、高さ
が20ミリメートルの希土類磁石を使用した例では、変位
が１〜２ミリメートルまでは比較的直線的に磁束密度が
変化し、磁束の検出が可能であるが、それ以上の変位の
大きい範囲では、磁束密度が低下するので制御装置など
のノイズによる影響で検出が難しかった。したがって、
感磁面21、と永久磁石３との距離が永久磁石３の寸法に
対して比較的大きい場合は永久磁石３の変位の検出精度
が急激に低下し、位置制御が困難である。

また、実開昭57−86418号公報に開示された方法も構造
が複雑であるなどの欠点があった。本考案は永久磁石を
固定する固定板の材質と永久磁石の配置を変えることに
より、変位が大きい領域まで検出できる高精度の位置検
出器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］ 本考案は、相対距離が変化する可動部または固定部のい
ずれか一方に平面状の磁極面を設けた永久磁石と、他方
に前記相対距離が変化する方向と平行に平面状の感磁面
を設けた磁気検出素子を備えた位置検出器において、相
対距離が変化する方向に対して直角方向に平板状の非磁
性体を設け、前記非磁性体の上に磁極面が前記非磁性体
と平行になるように、２個の永久磁石を感覚を設けて固
定し、かつ同じ方向に向いた前記２個の永久磁石の磁極
の極性が異極になるように配置し、前記磁気検出素子を
前記２個の永久磁石の外側面の間に配置した位置検出器
である。

また、磁極面が前記非磁性体と直角になるように１個の
永久磁石を前記非磁性体に固定し、前記磁気検出素子を
前記１個の永久磁石の磁極面の間に配置したものであ
る。

［作用］ 、相対距離が変化する方向に対して直角に設けた非磁性
体の上に磁極面が平面状の永久磁石を設けてあり、永久
磁石を２個設ける場合は、両磁極の方向が非磁性体の上
に移動方向に対し直角になるように置かれている。ま
た、永久磁石を１個設ける場合は、磁極面が移動方向に
対して平行に置かれている。

したがって、いずれの場合も両磁極面の間に形成される
磁力線は、一方の磁極面から出たあと、湾曲して他方の
磁極に入り、永久磁石から離れるにしたがって、ほぼ直
線的に磁力線の量が減少する。しかも、ネオジウム、
鉄、硼素系の永久磁石を使用すると、永久磁石によって
形成された磁力線を検出する感磁面の磁界の垂直成分の
磁束密度は比較的遠距離まで高い値で直線性を維持する
ので、遠距離の位置検出の精度が向上する。

［実施例］ 本考案を図に示す実施例について説明する。

第１図は本考案の実施例を示す側面図で、アクチュエー
タＬの可動部１の矢印で示す変位方向に対し垂直に非磁
性板11が可動部１に設けられている。非磁性板11の上に
は両磁極面が平板状の二つの永久磁石３、３′が、その
磁極面31、31′が異極になるように適宜間隔を置いて固
定されている。平板状の感磁面21を有する磁気検出素子
２は、アクチュエータＬの固定部４に感磁面21が永久磁
石３、３′の両磁極面31、31′の中間の位置で、かつ非
磁性板11に垂直になるように、非磁性台22を介して配置
されている。すなわち、可動部１の移動方向に対し平行
になるように感磁面21が配置されている。永久磁石３、
３′は残留磁束密度を大きくするために、材質がネオジ
ウム、鉄、硼素系である磁石を使用している。

上記のように磁気検出素子と永久磁石を配置すると、磁
極面31、31′から出る磁力線が長くなり、一方の磁極面
31から垂直に飛び出した後、湾曲して他方の磁極面31′
に入り、永久磁石３、３′から離れるにしたがってほぼ
直線的に磁力線の量が減少し、感磁面21が受ける磁束密
度は、第３図の実線（１）で示すように、さらに近距離
から遠距離までほぼ同じ勾配をもつ直線に近い変化で、
かつ高い磁束密度となる。例えば、前記従来例と同じ大
きさが半分の磁石を二つ、５ミリメートル離して配置し
た場合は変位が７〜８ミリメートルまでほぼ直線的に磁
束密度が変化し、制御装置のノイズにも影響されない大
きさになっている。

また、第２図に示すように、１個の永久磁石３のＮ極お
よびＳ極の磁極面32、32′の向く方向を、可動部１の移
動方向と直角になるように、言換えれば、１個の永久磁
石３のＮ極およびＳ極の磁極面32、32′が可動部１の移
動方向と平行で、かつ反対方向に向くように非磁性板11
の上に固定して、感磁面21を永久磁石３の両磁極面32、
32′の中間の位置で、かつ非磁性板11に垂直な平面上に
配置してもよい。

１個の永久磁石が非磁性体の上に置かれている場合は第
３図の実線（２）に示すように、従来例に比べて変位の
大きい範囲まで高い磁束密度が得られる。例えば、前記
従来例で述べた永久磁石と同じ大きさの磁石を使用した
例では、変位が７〜８ミリメートルまで磁束密度が検出
可能の大きさで、ほぼ二次関数的に変化する。

したがって、可動部の移動距離が比較的大きい範囲ま
で、制御装置のノイズに関係なく容易に、要求されるリ
ニアアクチュエータの可動部の位置検出が可能となる。

なお、磁気検出素子２を可動部２に、永久磁石３を固定
部４に固定しても良い。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、磁気検出素子と非磁性
体の上に置いた永久磁石とで硬性されるので構造が極め
て簡単な位置検出器を提供することができ、永久磁石か
らの変位によって生ずる磁気検出素子の感磁面の磁束密
度の変化は距離の変化に対してほぼ直線的であるので、
位置制御が容易であるとともに、リニアアクチュエータ
の移動距離が大きい場合でも、磁気検出素子の出力を大
きく出来るので位置検出精度の高い位置検出器を提供で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す側面図、第２図は他の実
施例を示す側面図、第３図は変位と磁束密度の関係図、
第４図は従来例を示す側面図である。 １……可動部、11……非磁性板、２……磁気検出素子、
21……感磁面、３、３′……永久磁石、31、31′、32、
32′……磁極面、４……固定部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相対距離が変化する可動部または固定部の
   いずれか一方に平面状の磁極面を設けた永久磁石と、他
   方に前記相対距離が変化する方向と平行に平面状の感磁
   面を設けた磁気検出素子を備えた位置検出器において、
   相対距離が変化する方向に対して直角方向に平板状の非
   磁性体を設け、前記非磁性体の上に磁極面が前記非磁性
   体と平行になるように、２個の永久磁石を間隔を設けて
   固定し、かつ同じ方向に向いた前記２個の永久磁石の磁
   極の磁性が異極になるように配置し、前記磁気検出素子
   を前記２個の永久磁石の外側面の間に配置したことを特
   徴とする位置検出器。
2. 【請求項２】相対距離が変化する可動部または固定部の
   いずれか一方に平面状の磁極面を設けた永久磁石と、他
   方に前記相対距離が変化する方向と平行に平面状の感磁
   面を設けた磁気検出素子を備えた位置検出器において、
   相対距離が変化する方向に対して直角方向になるように
   平板状の非磁性体を設け、磁極面が前記非磁性板と直角
   になるように１個の永久磁石を前記非磁性体に固定し、
   前記磁気検出素子を前記１個の永久磁石の磁極面の間に
   配置したことを特徴とする位置検出器。
3. 【請求項３】前記永久磁石にネオジウム、鉄、硼素系の
   磁石を使用した請求項１または２記載の位置検出器。