CN109661521A - 异物检测装置及线性引导件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,尽可能少量且高精度地对包含磁性体材料的异物进行检测。在本发明的异物检测装置中,第一轭部和第二轭部分别与永磁铁相邻,两个轭部以在其之间夹着基准空间的方式配置。此外,配置有迂回轭部,该迂回轭部隔着与基准空间不同的第一迂回空间而与第一轭部分离地配置,且隔着第二迂回空间而与第二轭部的第二轭规定部位分离地配置,该第一迂回空间的磁阻小于该规定的基准空间的磁阻,并且,该第二迂回空间与该第一迂回空间的磁阻大于该规定的基准空间的磁阻。在此基础上,基于与以贮存在第二迂回空间内的方式设置的贮存部中的异物的贮存量相应的、基准空间及第一迂回空间中的至少任一方空间内的磁通密度,来输出与该异物相关的检测信号。

Description

异物检测装置及线性引导件
技术领域
本发明涉及对包含磁性体材料的异物进行检测的装置及具备该装置的线性引导件。
背景技术
在对作为直动装置的线性引导件进行驱动时,在轨道面、滚动体的表面(滑动面)产生剥离,使线性引导件暴露。在线性引导件暴露于这样的剥离物等异物时,异物进入轨道面、滑动面,产生直动时的振动变得显著或线性引导件的寿命下降的问题。对此,例如在专利文献1中,公开了与具备对金属的异物进行检测的检测装置的直动装置相关的技术。在该技术中,在直动装置中容易积存异物的部位配置有一对电极。当异物积存于该部位时,由于该异物的导电性而使电极间电短路,结果是,检测到异物的存在。
另外,若异物包含铁等磁性体材料,则也能够利用永磁铁的磁力(磁通密度)来检测异物。例如,在利用霍尔元件对规定的磁路中的磁通密度进行检测的情况下,当包含磁性体材料的异物侵入到该磁路的结构的一部分时,来自永磁铁的磁通通过磁路中的异物串联地到达霍尔元件。其结果是,由霍尔元件检测到的磁通密度发生变化,因此,基于该变化来检测异物向磁路的进入。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-92204号公报
发明内容
发明要解决的课题
利用永磁铁的磁力来检测异物的结构在异物检测中不直接使用电力,因此,在使用冷却液的机床内等的限制了电力使用的环境下是有用的。但是,如现有技术那样,当从永磁铁到霍尔元件为止的异物检测用的磁路采用串联结构时,即便假设异物进入到该磁路,通常成为检测对象的异物的量也不会那么多,其结果是,由霍尔元件检测到的磁通密度的变化量不大。因此,在现有技术中,难以提高异物检测的精度。
另外,在线性引导件等的伴随直动动作的装置中进行异物检测的情况下,为了适当地维持该装置的动作环境,优选能够进行更加少量的异物的检测。但是,成为检测对象的异物的量越少,在现有技术中由霍尔元件检测到的磁通密度的变化量越小,因此,不容易高精度地检测少量的异物。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的,其目的在于,提供一种能够尽可能少量且高精度地对包含磁性体材料的异物进行检测的异物检测装置。
用于解决课题的方案
在本发明中,为了解决上述课题,以如下方式构筑了磁路:当在异物检测装置的形成磁路的一部分存在包含磁性体材料的异物时,磁路中的磁通的流动较大地变化。通过捕捉与这种磁路中的磁通的流动的变化相应而产生的尽可能大的磁通密度的变化,从而能够尽可能少量且高精度地检测异物的存在。
详细而言,本发明涉及一种异物检测装置,其对包含磁性体材料的规定的异物进行检测,其中,所述异物检测装置具备:永磁铁;第一轭部,其与所述永磁铁相邻地配置;第二轭部,其在与所述第一轭部不同的部位处与所述永磁铁相邻,且在与该相邻的部位不同的第二轭规定部位处,隔着规定的基准空间而与所述第一轭部分离地配置;迂回轭部,其隔着与所述规定的基准空间不同的第一迂回空间而与所述第一轭部分离地配置,并且,隔着第二迂回空间而与所述第二轭部的所述第二轭规定部位分离地配置,该第一迂回空间的磁阻小于该规定的基准空间的磁阻,并且,该第二迂回空间与该第一迂回空间的磁阻大于该规定的基准空间的磁阻;贮存部,其设置为,所述规定的异物能够经由在装置主体的外表面上设置的开口部分而进入该贮存部,并且,进入的该规定的异物贮存在所述第二迂回空间内;以及检测部,其基于与所述贮存部中的所述规定的异物的贮存量相应的、所述规定的基准空间及所述第一迂回空间中的至少任一方空间内的磁通密度,来输出与该规定的异物相关的检测信号。
在本发明的异物检测装置中,由永磁铁、第一轭部、第二轭部、迂回轭部及各轭部间的空间形成用于检测规定的异物的磁路。此外,该磁路包含由永磁铁、第一轭部、第二轭部及规定的基准空间形成的基准磁路和由永磁铁、第一轭部、第二轭部、迂回轭部及第一迂回空间、第二迂回空间形成的迂回磁路。
这里,在基准磁路中,隔着规定的基准空间而配置有第一轭部和第二轭部。此时,第二轭部的第二轭规定部位成为隔着规定的基准空间而与第一轭部大体对置的部位。另一方面,迂回磁路通过包含迂回轭部,从而第二轭部的第二轭规定部位隔着第二迂回空间而与迂回轭部大体对置,并且,该迂回轭部隔着第一迂回空间也与第一轭部对置。即,在本发明的异物检测装置中,来自永磁铁的磁通所流动的磁路包含从第二轭部的第二轭规定部位向第一轭部流动的副回路(基准磁路侧的副回路)、以及从该第二轭规定部位经由迂回轭部向第一轭部流动的副回路(迂回磁路侧的副回路),两个副回路相互并联地存在。
这里,在基准磁路侧的副回路包含规定的基准空间,在迂回磁路侧的副回路包含第一迂回空间和第二迂回空间。而且,第一迂回空间的磁阻设定为小于规定的基准空间的磁阻,并且,第二迂回空间与第一迂回空间的磁阻之和设定为大于该规定的基准空间的磁阻。需要说明的是,各空间的磁阻能够借助与磁阻关联的各种物理参数来调整。作为该物理参数,能够例示出各轭部间的分离距离、各轭部的剖面积、轭部彼此的重复面积等。此外,在第二迂回空间,形成有供从异物检测装置的外部进入的异物贮存的贮存部。在贮存于贮存部的异物为包含磁性体材料的异物的情况下,通过在贮存部贮存异物而使与第二迂回空间相关的磁阻下降。
在具有如此形成的磁路的异物检测装置中,当在贮存部未贮存异物时或者该贮存量较少时,规定的基准空间的磁阻小于第一迂回空间与第二迂回空间的磁阻之和,换言之,基准磁路侧的副回路中的磁阻小于迂回磁路侧的副回路中的磁阻,由此,来自永磁铁的磁通的大部分容易经由第二轭部的第二轭规定部位而流向基准磁路侧的副回路。其结果是,经由第二轭部的第二轭规定部位而流向迂回磁路侧的副回路的磁通变少。
而且,当异物进入贮存部且其贮存量增加时,在磁方面上,第二迂回空间的磁阻下降,理想上,通过在第二迂回空间贮存异物,从而第二迂回空间的磁阻下降至与各轭部相同程度的磁阻。这样,当由于贮存部中的异物的贮存而使第二迂回空间的磁阻下降时,基准磁路侧的副回路中的磁阻大于迂回磁路侧的副回路中的磁阻。其结果是,来自永磁铁的磁通的大部分经由第二轭部的第二轭规定部位而流向迂回磁路侧的副回路,经由第二轭部的第二轭规定部位而流向基准磁路侧的副回路的磁通变少。
即,在本发明的异物检测装置中,通过贮存部中的异物的贮存量,而切换为来自第二轭部的第二轭规定部位的磁通的大部分流向规定的基准空间的情况和流向第一迂回空间的情况。在该情况下,与异物的贮存量相应地切换供来自永磁铁的磁通流动的回路本身,因此,规定的基准空间、第一迂回空间的磁通密度较大地变化。对此,检测部能够基于与贮存部中的异物的贮存量相应的、规定的基准空间及第一迂回空间中的至少任一方空间内的磁通密度,高精度地输出与该贮存的异物相关的检测信号。另外,若在贮存部以使第二迂回空间的磁阻充分地下降的程度贮存有异物,则能够实现上述的高精度的检测信号的输出,因此,能够将异物的检测所需的该异物的量尽可能地抑制得较少。
发明效果
可提供能够尽可能少量且高精度地对包含磁性体材料的异物进行检测的异物检测装置。
附图说明
图1是示出具备本发明的异物检测装置的线性引导件的概要结构的第一图。
图2是示出具备本发明的异物检测装置的线性引导件的概要结构的第二图。
图3是示出本发明的异物检测装置的概要结构的图。
图4A是示出图3所示的异物检测装置中的形成磁路的各结构物的配置关系的第一图。
图4B是示出图3所示的异物检测装置中的形成磁路的各结构物的配置关系的第二图。
图5是示出在图3所示的异物检测装置中不存在异物时的、形成于该异物检测装置的磁路中的磁通分布的图。
图6是示出在图3所示的异物检测装置中存在异物时的、形成于该异物检测装置的磁路中的磁通分布的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。关于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,只要没有特别记载,就不意味着将发明的技术范围仅仅限定于此。
实施例1
图1是示出应用了本发明的异物检测装置10的作为滚动引导装置之一的线性引导件1的一实施方式的立体图。该线性引导件1由形成为直线状的作为轨道构件的导轨3和作为移动构件的移动块2构成,该移动块2经由作为多个滚动体的多个滚珠呈通道状地安装于导轨3,并且在内部具备滚珠的无限循环路,通过滚珠在移动块2的无限循环路内循环而使该移动块2在导轨3上沿长度方向相对移动。
导轨3形成为剖面呈大致矩形状。另外,在从导轨3的上表面33到下表面的方向上,沿着上表面33的长度方向中心轴以规定的间隔形成有螺栓安装孔32。通过向该螺栓安装孔32紧固钢制的固定螺栓,从而能够将导轨3固定于底座、立柱等固定构件。此外,在该导轨3的不与螺栓安装孔32干涉的左右侧面,沿着长度方向分别形成有供所述滚珠滚动的二条滚珠滚行面31,在该导轨3上形成有合计四条滚珠滚行面31。需要说明的是,在本实施方式的导轨3中形成有四条滚珠滚行面31,但这些滚珠滚行面31的条数及配置能够根据线性引导件1的用途及负载载荷的大小而适当地设定变更。
另外,移动块2由具有用于固定工作台等可动体的安装面41的块主体4、以及分别装配于该块主体4的相对移动方向的两端部41a、41b的作为一对盖体的端板5构成。需要说明的是,在端板5装配有未图示的密封构件,该密封构件将端板5与导轨3的上表面33之间的间隙密封,防止附着于导轨3的尘埃等异物进入移动块2的内部。另外,在将线性引导件1用于机床的内部等时,也有时导轨3暴露在包含铁片等的切削屑的冷却液中,利用上述密封构件来防止这样的切削屑等作为异物而进入移动块2的内部。
这里,如上所述,线性引导件1构成为,利用设置于端板5的密封构件来阻止异物进入移动块2的内部。然而,由于密封构件的密封能力,不容易挡住全部异物的进入。另外,当长期间地将线性引导件1放置在暴露于异物的环境下时,由于密封构件的经年劣化等而使异物容易进入移动块2的内部。当异物进入移动块2的内部时,对该直动动作可能造成影响。因此,优选在异物的影响表面化之前,检测移动块2处于以某种程度暴露于异物的状态,向用户通知线性引导件1的维护。对此,在线性引导件1中,在设置于块主体4的两侧端部的端板5中的设置于端部41a侧的端板5的外侧安装有异物检测装置10。
异物检测装置10是能够在装置主体10a的内部使用利用来自永磁铁15的磁通而形成的磁路来进行包含铁等磁性体材料的异物的检测的装置。需要说明的是,图2是为了使设置于异物检测装置10的内部的用于形成磁路的主要结构可视化而省略了装置主体10a的记载的透视图。另外,图3是异物检测装置10的沿着移动块2的相对移动方向(导轨3的长度方向)剖切的剖视图。因此,图3是从线性引导件1的侧方观察到异物检测装置10的情况下的剖面,在图3中的异物检测装置10的右侧,存在供异物检测装置10安装的端板5。在图3中,异物检测装置10的装置主体10a的下侧的部分在安装于端板5的状态下成为与导轨3的上表面33对置的状态。
这里,对异物检测装置10的详细结构进行说明。作为用于形成上述磁路的结构,异物检测装置10在装置主体10a内具有永磁铁15、第一轭部11、第二轭部12、迂回轭部13。永磁铁15作为用于对包含磁性体材料的异物进行检测的磁通的供给源发挥功能。本实施例中的永磁铁15形成为矩形状,以其一个面即面152被第一轭部11完全覆盖的方式将永磁铁15与第一轭部11在两者接触、相邻的状态下配置在装置主体10a内。此外,在永磁铁15中,以与由第一轭部11覆盖的面152相反的一侧的面151被第二轭部12完全覆盖的方式将永磁铁15与第二轭部12在两者接触、相邻的状态下配置在装置主体10a内。
而且,第一轭部11是具有固定厚度(图3中的上下方向的尺寸)的板状的轭构件。该板状的第一轭部11的一方的面111如上述那样覆盖永磁铁15的面152,并且,该板状的第一轭部11的另一方的面112如后述那样与第二轭部12的端部12b及迂回轭部13对置。需要说明的是,之后详细叙述各构件的相对位置关系及尺寸。
接着,第二轭部12具有与第一轭部11相同的固定厚度,在图3所示的剖面中,具有呈U字型弯曲的形状。在该U字型形状中,以标号121参照内侧的面,以标号122参照外侧的面。因此,与永磁铁15的面151接触的是第二轭部12的面121。更具体而言,第二轭部12在该剖面中的一方的端部12a中,其内侧的面121与永磁铁15的面151接触并覆盖于此。而且,第二轭部12从该端部12a朝向端板5延伸规定长度,进而向装置主体10a的下方向弯曲地延伸,由此形成直线部12c。该直线部12c的长度成为如下长度:其下方侧的端在图3所示的剖面中位于比第一轭部11更靠下方的位置。此外,第二轭部12从直线部12c的端朝向远离端板5的方向、即第一轭部11的方向而弯曲地延伸,由此最终到达第二轭部12的另一方的端部12b。需要说明的是,该端部12b相当于本发明的第二轭规定部位,在端部12b,第二轭部12的内侧的面121处于与第一轭部11的面112对置的位置关系。换言之,在第二轭部12的端部12b,面121处于隔着基准空间R0而与第一轭部11的面112分离的位置关系。
接着,迂回轭部13大体具有长方体的形状。在图3所示的剖面中,迂回轭部13的面131处于与第一轭部11的面112对置的位置关系。换言之,迂回轭部13的面131处于隔着第一迂回空间R1而与第一轭部11的面112分离的位置关系。需要说明的是,迂回轭部13与该第一轭部11的面112对置的对置位置不同于第二轭部12的端部12b与面112对置的对置位置。此外,在图3所示的剖面中,与迂回轭部13的面131相邻且朝向差别大体90度的面132处于与第二轭部12的端部12b的端面123对置的位置关系。换言之,迂回轭部13的面132处于隔着第二迂回空间R2而与第二轭部12的端部12b的端面123分离的位置关系。
另外,在第一轭部11与迂回轭部13之间的第一迂回空间R1配置有能够检测磁通密度的霍尔元件16。该霍尔元件16相当于本发明的传感器元件,其输出被送至未图示的检测电路,生成与检测到的磁通密度相应的检测信号。这样,由霍尔元件16及对应的检测电路形成本发明的检测部。需要说明的是,只要是能够检测磁通密度的器件即可,也可以代替霍尔元件16而作为本发明的传感器元件来采用。此外,在第二轭部12与迂回轭部13之间的第二迂回空间R2,以占据该第二迂回空间R2的几乎所有部分的方式形成有具有能够贮存规定量的异物的容积的凹部即贮存部17。贮存部17具有朝向装置主体10a的下方开设的开口部分17a。在异物检测装置10安装于端板5的线性引导件1的状态下,开口部分17a成为朝向导轨3的上表面33开口的状态。因此,存在于上表面33上的异物能够经由开口部分17a而进入贮存部17的内部。另外,在装置主体10a的下方的外表面,形成有沿移动块2的相对移动方向延伸且与贮存部17的开口部分17a相连的取入槽17b。根据这样的结构,在移动块2在导轨3上移动到图3的左侧的情况下(在图2中为移动块2移动到左下方向的情况),存在于导轨3的上表面33的异物容易经由取入槽17b、开口部分17a进入贮存部17而被贮存。需要说明的是,贮存部17大体位于永磁铁15的下侧,因此,在贮存部17内容易作用永磁铁15的磁力。其结果是,进入到贮存部17的异物(包含磁性体材料的异物)容易通过磁力而保持在贮存部17内,一旦进入到贮存部17的异物难以从开口部分17a再次脱离。
这里,在异物检测装置10中,在图3中形成有由单点划线的箭头和实线的箭头示出的两个磁路。具体而言,前者的磁路S1是经由永磁铁15、第二轭部12、基准空间R0、第一轭部11而形成的磁路,称为基准磁路S1。另外,后者的磁路S2是经由永磁铁15、第二轭部12、第二迂回空间R2、迂回轭部13、第一迂回空间R1、第一轭部11而形成的磁路,称为迂回磁路S2。而且,上述的贮存部17及霍尔元件16配置在该迂回磁路S2上。由此,永磁铁15形成两个磁路,并且,如上所述,在贮存部17中也具有保持异物的功能。
这里,在图3的基础上还基于图4A及图4B对基准磁路S1及迂回磁路S2进行说明。图4A是在与图3相同的剖面上概要地示出形成磁路的永磁铁15和各轭部等的结构、并且示出各结构的尺寸和相对的位置关系的图。另外,图4B是概要地示出形成磁路的永磁铁15和各轭部等的结构的立体图。
在基准磁路S1中,形成该回路的结构中的基准空间R0内的磁阻mr0高于第一轭部11、第二轭部12中的磁阻。因此,基准磁路S1中的磁通的流动容易受到基准空间R0的磁阻mr0的影响。另外,在迂回磁路S2中,形成该回路的结构中的第一迂回空间R1内的磁阻mr1及第二迂回空间R2内的磁阻mr2高于第一轭部11、第二轭部12、迂回轭部13中的磁阻。因此,迂回磁路S2中的磁通的流动容易受到第一迂回空间R1的磁阻mr1及第二迂回空间R2的磁阻mr2的影响。对此,着眼于基准空间R0的磁阻mr0、第一迂回空间R1的磁阻mr1及第二迂回空间R2的磁阻mr2,对各磁路进行说明。需要说明的是,磁阻mr2是在贮存部17未贮存有包含磁性体材料的异物的状态下的磁阻。
如图4A所示,在隔着基准空间R0而对置配置的第一轭部11与第二轭部12的相对的位置关系中,两轭部间的距离成为最短的图4A中的上下方向(即,异物检测装置10的上下方向)上的分离距离为L0,并且,与该上下方向垂直的图4A中的左右方向(即,移动块2的相对移动方向)上的两轭部重叠的重复距离为a0。需要说明的是,如图4B所示,第一轭部11、第二轭部12、迂回轭部13的宽度全部为相同的W。因此,基准空间R0中的磁阻mr0满足以下的式1的关系。
[式1]
mr0∝L0/(a0·W)···式1
同样,在隔着第一迂回空间R1而对置配置的第一轭部11与迂回轭部13的相对的位置关系中,两轭部间的距离成为最短的图4A中的上下方向上的分离距离为L1,并且,与该上下方向垂直的图4A中的左右方向上的两轭部重叠的重复距离为a1。因此,第一迂回空间R1内的磁阻mr1满足以下的式2的关系。
[式2]
mr1∝L1/(a1·W)···式2
此外,在隔着第二迂回空间R2而对置配置的第二轭部12与迂回轭部13的相对的位置关系中,两轭部间的距离成为最短的图4A中的左右方向上的分离距离为L2,并且,与该左右方向垂直的图4A中的上下方向上的两轭部重叠的重复距离为a2。因此,第二迂回空间R2内的磁阻mr2满足以下的式3的关系。
[式3]
mr2∝L2/(a2·W)···式3
而且,在异物检测装置10中,关于基准空间R0的磁阻mr0、第一迂回空间R1的磁阻mr1及第二迂回空间R2的磁阻mr2,以下的式4所示的关系成立。
[式4]
mr1<mr0<mr1+mr2···式4
根据式4,基准空间R0的磁阻mr0比第一迂回空间R1的磁阻mr1与第二迂回空间R2的磁阻mr2之和小的关系(成为mr0<mr1+mr2的关系)成立的状态表示在贮存部17未贮存有包含磁性体材料的异物的情况下的、基准磁路S1中的磁通的流动容易度与迂回磁路S2中的磁通的流动容易度的关系。因此,在贮存部17未贮存有包含磁性体材料的异物的情况下,形成了来自永磁铁15的磁通在基准磁路S1中比在迂回磁路S2中更容易流动的状况。
另一方面,根据式4,第一迂回空间R1的磁阻mr1比基准空间R0的磁阻mr0小的关系(成为mr1<mr0的关系)成立的状态设想为在贮存部17贮存有包含磁性体材料的异物的状态。即,当在贮存部17贮存有异物时,在与贮存部17大致重叠的第二迂回空间R2存在异物。因此,当异物的贮存量增加时,第二迂回空间R2的磁阻下降。而且,当贮存部17被异物占据时,第二迂回空间R2的磁阻接近于第二轭部12和迂回轭部13内的磁阻,理想地成为相同程度的磁阻。这样的状态可以说是通过在贮存部17贮存异物而能够在磁方面忽略第二迂回空间R2的磁阻的状态。在这样的状态下,当第一迂回空间R1的磁阻mr1比基准空间R0的磁阻mr0小的关系成立时,形成了来自永磁铁15的磁通在迂回磁路S2中比在基准磁路S1中更容易流动的状况。
这样,在异物检测装置10形成的两个磁路中,根据贮存部17中的异物的贮存量,在各磁路流动的磁通的量发生变化。在此,图5及图6示出使用具有规定磁力的永磁铁15而构成异物检测装置10时的、与在各轭部、各空间流动的磁通的流动相关的利用计算机进行的数值解析的结果。图5及图6的与异物检测装置10的结构相关的条件(永磁铁15的磁力、各轭部的尺寸等)是相同的。图5示出在贮存部17未贮存有异物的状态下的数值解析的结果,图6示出在贮存部17充分地贮存有异物的状态下的数值解析的结果。
具体而言,在图5的上段(a),表示在贮存部17未贮存有异物的状态下的沿着规定的轴线X的磁通密度的推移,在下段(b),概要地示出模型化了的异物检测装置(在与图3相同的剖面中显示的异物检测装置)内的磁通密度。需要说明的是,规定的轴线X是从第一迂回空间R1内的第一轭部11与迂回轭部13的大体中间位置朝向第二轭部12沿着移动块2的相对移动方向而延伸的假想线。另外,对于下段(b)所示的磁通密度而言,其磁通的朝向对应于箭头的朝向,磁通密度的大小对应于箭头的大小。另外,在图6的上段(a),表示在贮存部17充分地贮存有异物的状态下的沿着规定的轴线X的磁通密度的推移,在下段(b),概要地示出模型化了的异物检测装置内的磁通密度。
根据图5与图6的比较可理解,在贮存部17不存在异物的情况下,由于比各轭部内的磁阻大的第二迂回空间R2的磁阻和第一迂回空间R1的磁阻的存在,在包含基准空间R0的基准磁路S1流动较多的磁通。其结果是,设置于第一迂回空间R1的霍尔元件16的检测值变得比较低(参照图5(a))。另一方面,当异物进入贮存部17而其贮存量不断增加时,第二迂回空间R2的磁阻接近于各轭部内的磁阻,因此,在包含第一迂回空间R1的迂回磁路S2流动较多的磁通。其结果是,设置于第一迂回空间R1的霍尔元件16的检测值比图5所示的情况的检测值大(参照图6(a))。这样,在异物检测装置10中,通过在贮存部17贮存异物,霍尔元件16的检测值的变动幅度变大。这是因为,由于上述的式4所示的各空间的磁阻的关系,当贮存部17的异物的贮存量增加某种程度时,较大地切换磁通的流动。其结果是,通过利用设置于第一迂回空间R1的霍尔元件16来检测与异物的贮存量相应的磁通密度的变化,从而能够高精度地检测贮存部17中的异物的贮存量、即异物的贮存状态。另外,如上所述,在异物检测装置10中,按照异物的贮存量而得到磁通密度的较大的变化,因此,即便是较少的贮存量,也能够可靠地检测异物的存在。
另外,如图2所示,以如下方式将异物检测装置10安装在端板5上:当移动块2在导轨3上相对移动时,异物检测装置10中的贮存部17的开口部分17a未与设置于导轨3的上表面33的螺栓安装孔32重叠,且处于与导轨3的长度方向的中心轴相比在该导轨3的宽度方向上错开了的位置。这是考虑到在螺栓安装孔32中为了导轨3的固定而使用的螺栓由磁性体材料形成的情况下,由于该螺栓的存在,开口部分17a的附近的贮存部17内的磁阻、即第二迂回空间R2的磁阻被扰乱,其结果是,与贮存部17中的异物的贮存量无关联性的磁通密度的变化可能被霍尔元件16检测,而进行了错误的异物检测。因此,如上所述,通过将开口部分17a的位置设为从螺栓安装孔32偏移了的位置,从而实现了更加准确的异物检测。
另外,从异物检测装置10输出的异物的检测信号可以是与贮存部17中的异物的贮存量相应的检测信号,作为其他方法,也可以为如下的信号:与和规定的贮存量对应的基准值进行比较,该信号表示在贮存部17是否贮存有规定的贮存量以上的异物。另外,该检测信号从异物检测装置10向外部的装置可以以无线的形式发送,另外,也可以以有线的形式发送。用户基于从异物检测装置10发送来的检测信号,能够进行与线性引导件1的维护相关的判断。假设在基于该检测信号来进行线性引导件1的维护的情况下,与该维护配合地通过清洗对贮存在贮存部17内的异物进行冲洗,由此,能够再次利用异物检测装置10。
<变形例>
在上述的实施例中,将霍尔元件配置在第一迂回空间R1内,但是代替该方式,也可以配置在基准空间R0内。如图5及图6所示,通过贮存部17中的异物的贮存量增加,产生了从基准磁路S1向迂回磁路S2的磁通流动的切换,因此,基准空间R0内的磁通密度的变化也变得比较大。即,当异物的贮存量增加时,基准空间R0内的磁通密度从比较大的状态较大地变化到比较小的状态。通过利用霍尔元件16来检测该较大的磁通密度的下降,从而与上述实施例同样地,能够高精度地检测贮存部17中的异物的贮存量、即异物的贮存状态,并且,即便是较少的贮存量,也能够可靠地检测异物的存在。此外作为其他方法,也可以将霍尔元件配置在第一迂回空间R1及第二迂回空间R2这两方,利用两个空间内的磁通密度的变化来检测贮存部17中的异物的贮存状态。
附图标记说明:
1...线性引导件,2...移动块,3...导轨,4...块主体,5...端板,10...异物检测装置,10a...装置主体,11...第一轭部,12...第二轭部,12b...端部,13...迂回轭部,15...永磁铁,16...霍尔元件,17...贮存部,17a...开口部分,17b...取入槽,31...滚珠滚行面,32...螺栓安装孔,33...上表面,41...安装面,41a、41b...端部,R0...基准空间,R1...第一迂回空间,R2...第二迂回空间。

Claims (7)

1.一种异物检测装置,其对包含磁性体材料的规定的异物进行检测,其中,所述异物检测装置具备:
永磁铁;
第一轭部,其与所述永磁铁相邻地配置;
第二轭部,其在与所述第一轭部不同的部位处与所述永磁铁相邻,且在与该相邻的部位不同的第二轭规定部位处,隔着规定的基准空间而与所述第一轭部分离地配置;
迂回轭部,其隔着与所述规定的基准空间不同的第一迂回空间而与所述第一轭部分离地配置,并且,隔着第二迂回空间而与所述第二轭部的所述第二轭规定部位分离地配置,该第一迂回空间的磁阻小于该规定的基准空间的磁阻,并且,该第二迂回空间与该第一迂回空间的磁阻大于该规定的基准空间的磁阻;
贮存部,其设置为,所述规定的异物能够经由在装置主体的外表面上设置的开口部分而进入该贮存部,并且,进入的该规定的异物贮存在所述第二迂回空间内;以及
检测部,其基于与所述贮存部中的所述规定的异物的贮存量相应的、所述规定的基准空间及所述第一迂回空间中的至少任一方空间内的磁通密度,来输出与该规定的异物相关的检测信号。
2.根据权利要求1所述的异物检测装置,其中,
所述检测部具有能够对所述第一迂回空间内的磁通密度进行检测的传感器元件,
当贮存于所述贮存部的所述规定的异物的贮存量变多时,与该贮存量较少的情况相比,所述第一迂回空间内的磁通密度增加,
所述检测部基于由所述传感器元件检测的所述第一迂回空间内的磁通密度输出所述检测信号。
3.根据权利要求1所述的异物检测装置,其中,
所述检测部具有能够对所述规定的基准空间内的磁通密度进行检测的传感器元件,
当贮存于所述贮存部的所述规定的异物的贮存量变多时,与该贮存量较少的情况相比,所述规定的基准空间内的磁通密度下降,
所述检测部基于由所述传感器元件检测的所述规定的基准空间内的磁通密度输出所述检测信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的异物检测装置,其中,
进入到所述贮存部的所述规定的异物通过所述永磁铁的磁力而保持在该贮存部内。
5.一种线性引导件,其中,
所述线性引导件具备:
权利要求1至4中任一项所述的异物检测装置;
轨道构件,其沿着长度方向延伸;
移动构件,其以隔着多个滚动体而与所述轨道构件对置的方式配置,并且能够沿着该轨道构件的所述长度方向相对地移动,
所述异物检测装置以所述开口部分与所述轨道构件对置地开设的方式设置在所述移动构件的相对移动方向上的规定端部。
6.根据权利要求5所述的线性引导件,其中,
沿所述移动构件的相对移动方向延伸且与所述开口部分相连的取入槽设置于所述异物检测装置的所述装置主体的外表面。
7.根据权利要求5或6所述的线性引导件,其中,
所述轨道构件在所述移动构件与该轨道构件对置且所述多个滚动体不滚行的对置面上,具有用于将该轨道构件安装于规定的固定构件的安装孔,
所述异物检测装置以如下方式设置于该移动构件的规定端部,即,当所述移动构件相对于所述轨道构件进行相对移动时,所述开口部分不与所述安装孔重叠。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019212557A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Linearwälzlager mit Wegmesssystem und Schadendetektion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138518A (ja) * 1988-11-16 1990-05-28 Hitachi Ltd 摺動部材および摺動装置
JP2000074615A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Toyota Motor Corp 回転角度センサ
JP2003080107A (ja) * 2001-09-11 2003-03-18 Magnetec Japan Ltd マグネットフィルタ及びその製造方法
CN104065188A (zh) * 2013-03-21 2014-09-24 株式会社捷太格特 磁铁嵌入型转子、磁铁嵌入型转子的制造方法、以及定向磁化装置
CN105518324A (zh) * 2013-09-09 2016-04-20 Thk株式会社 带磁尺的运动引导装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62276454A (ja) * 1986-02-05 1987-12-01 Furukawa Electric Co Ltd:The 強磁性体の異物の検出方法
JPH08338220A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Toyo Electric Mfg Co Ltd 警報用センサ付き磁気栓
JP2001227542A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Thk Co Ltd 運動案内装置
US7893689B2 (en) * 2007-10-03 2011-02-22 Denso Corporation Displacement measuring device
JP2009092204A (ja) 2007-10-11 2009-04-30 Nsk Ltd 直動装置
DE102009035091A1 (de) * 2009-07-28 2011-02-10 Mahle International Gmbh Positionssensor und Linearaktuator
JP5653262B2 (ja) * 2011-03-16 2015-01-14 株式会社デンソー ストローク量検出装置
JP6132085B2 (ja) * 2013-02-04 2017-05-24 横河電機株式会社 磁気検出装置
JP6325327B2 (ja) * 2013-04-23 2018-05-16 国立大学法人豊橋技術科学大学 磁性金属異物を検出するための装置
JP2015034743A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 国立大学法人豊橋技術科学大学 磁性金属異物を検出するための検出器
JP6331012B2 (ja) * 2014-04-30 2018-05-30 マイクロマグネ有限会社 異物検出装置
JP6952652B2 (ja) 2018-06-28 2021-10-20 株式会社クボタ コンバイン

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138518A (ja) * 1988-11-16 1990-05-28 Hitachi Ltd 摺動部材および摺動装置
JP2000074615A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Toyota Motor Corp 回転角度センサ
JP2003080107A (ja) * 2001-09-11 2003-03-18 Magnetec Japan Ltd マグネットフィルタ及びその製造方法
CN104065188A (zh) * 2013-03-21 2014-09-24 株式会社捷太格特 磁铁嵌入型转子、磁铁嵌入型转子的制造方法、以及定向磁化装置
CN105518324A (zh) * 2013-09-09 2016-04-20 Thk株式会社 带磁尺的运动引导装置

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