JP2002333467A - 磁界検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性に優れているにもかかわらず、構
造が簡単で寸法が小さい磁界検出部とすることにある。 【解決手段】 磁界検出装置は、磁心及び該磁心の外周
に配置されたコイルを備える磁界検出部と、前記コイル
に交流を供給する電源と、前記コイルに流れる電流又は
前記コイルの両端間の電圧を検出する検出回路とを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁チャックや磁
気吸着保持装置のような磁気応用機器の作動状態を知る
ためにその磁気応用機器から発生される磁界を検出する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気応用機器から発生される磁界を検出
する装置の１つとして、中空の円形状又は矩形状に形成
された磁心に励磁用コイルと検出用コイルとの２種類の
コイルを配置した磁界検出部を用いるものがある（実公
平６−２３９８０号公報、実用新案登録第２５５３２３
７号公報）。

【０００３】

【解決しようとする課題】上記磁界検出装置において、
磁界検出部は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁気セン
サを用いる場合に比べ、耐熱性には優れているが、２種
類のコイルを磁心に配置しているから、構造が複雑で、
寸法が大きくなる。

【０００４】本発明の目的は、耐熱性に優れているにも
かかわらず、構造が簡単で寸法が小さい磁界検出部とす
ることにある。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明に係る磁界検出装置
は、磁心及び該磁心の外周に配置されたコイルを備える
磁界検出部と、前記コイルに交流を供給する電源と、前
記コイルに流れる電流又は前記コイルの両端間の電圧を
検出する検出回路とを含む。

【０００６】電源の交流電圧がコイルに供給されると共
に、磁気応用機器からの磁界が磁界検出部に作用する
と、その磁界の強さに応じて、磁心の透磁率が減少する
と共に、コイルのインピーダンスが減少し、それにより
コイルに流れる電流は増加し、コイルの両端間の電圧は
減少する。したがって、コイルに流れる電流又はコイル
の両端間の電圧を検出回路によって検出することによ
り、磁界検出部に作用する磁界の強さを知ることができ
る。

【０００７】本発明によれば、従来のように２種類のコ
イルを用いることなく、同じコイルを励磁用コイルと検
出用コイルとの両者に共通に使用するから、磁界検出部
が耐熱性に優れているにもかかわらず、磁界検出部の構
造が簡単になると共にその寸法が小さくなる。

【０００８】磁界検出装置は、さらに、前記コイルと直
列に接続されたコンデンサを含むことができる。そのよ
うにすれば、電源の交流電圧がコイルに供給されると共
に、磁気応用機器からの磁界が磁界検出部に作用する
と、コイルとコンデンサとを含む共振回路の共振周波数
が磁界の強さに応じて変化し、それによりコイルに流れ
る電流は増加し、コイルの両端間の電圧は減少する。し
たがって、コイルに流れる電流又はコイルの両端間の電
圧を検出回路によって検出することにより、磁界検出部
に作用する磁界の強さを知ることができる。また、上記
のような共振回路とすることにより、磁界の強さの検出
精度が向上する。

【０００９】磁界検出装置は、さらに、前記コイルと並
列に接続されたコンデンサを含むことができる。そのよ
うにすれば、コイルに電源の交流電圧を作用させると共
に、磁界検出部に磁界を作用させると、コイルとコンデ
ンサとを含む共振回路の共振周波数が磁界の強さに応じ
て変化し、それによりコイルに流れる電流は増加し、コ
イルの両端間の電圧は減少する。したがって、コイルに
流れる電流又は前記コイルの両端間の電圧を検出回路に
よって検出することにより、磁界検出部に作用する磁界
の強さを知ることができる。また、上記のような共振回
路とすることにより、磁界の強さの検出精度が向上す
る。

【００１０】磁界検出装置は、さらに、前記検出回路の
検出信号を基に、前記磁界の強さとその基準値との大小
関係を判定し、判定結果に対応する判定信号を出力する
判定回路を含むことができる。そのようにすれば、判定
信号により、磁気応用機器の運転が正常に行われている
か否かを判断することができる。また、判定信号を、他
の機械のインターロックを作動させる信号として使用す
ることもできる。

【００１１】磁界検出装置は、さらに、前記コイルに直
列に接続された抵抗器を含み、前記検出回路は前記抵抗
器の両端間の電圧を検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、磁界検出装置
１０は、棒状の磁心１２の外周にコイル１４を巻き付け
て磁界検出部を構成し、コイル１４を交流電源１６に接
続して電源１６からの交流をコイル１４に供給し、所定
の抵抗値を有する抵抗器１８をコイル１４にこれと直列
に接続し、抵抗器１８の両端間の電圧を検出回路２０で
検出して検出信号２４を端子２２に出力する。

【００１３】磁心１２及びコイル１４は、磁界検出部に
作用する磁界の強さに応じて、磁心１２の透磁率及びコ
イル１２のインピーダンスが変化するように、適宜な材
料で適宜な構造に構成されている。磁心１２及びコイル
１４として、市販されているインダクタやチョークコイ
ル等を用いることができる。

【００１４】電源１６は、交流電圧発生源であり、適宜
な周波数を有する交流電圧を発生してその交流電圧をコ
イル１４に印加する。検出回路２０は、後に説明するよ
うに、抵抗器１８の両端間の電圧をコイル１４に流れる
電流すなわち磁界検出部に作用する磁界の強さに対応す
る信号として検出する。

【００１５】磁界検出装置１０において、電源１６の交
流電圧がコイル１４に印加されると、コイル１４に流れ
る交流電流によりその交流電流に応じた交流磁界が発生
し、抵抗器１８の両端間にコイル１４に流れる電流に応
じた交流電圧が発生する。

【００１６】交流電圧がコイル１４に印加されると共
に、磁界検出部が磁気応用機器の磁界内におかれると、
磁界検出装置１０は図２に示すようなＢＨ特性を持つか
ら、図３に示すように磁界検出部に作用する磁界の強さ
に応じて、磁心１２の透磁率が減少し、コイル１４のイ
ンピーダンスが減少する。これにより、コイル１４に流
れる電流は増加し、コイル１４の両端間の電圧は減少す
る。なお、図３において、符号Ｇは磁束密度の単位「ガ
ウス」である。

【００１７】それゆえに、磁界検出装置１０において
は、抵抗器１８の両端間の電圧を検出回路２０により検
出して、アナログ的な検出信号２４を端子２２に出力す
る。検出信号２４は、図示の例では、コイル１４に流れ
る電流を表しており、また磁界検出部に作用する磁界の
強さを表している。したがって、検出信号２４の値によ
り磁界検出部に作用する磁界の強さを知ることができ
る。

【００１８】上記の磁界検出装置のように、従来のよう
に２種類のコイルを用いることなく、１つのコイル１４
を励磁用コイルと検出用コイルとの両者に共通に使用す
るならば、磁界検出部の耐熱性が優れているにもかかわ
らず、磁界検出部の構造が簡単になると共に、その寸法
が小さくなる。

【００１９】図４を参照するに、磁界検出装置３０は、
さらに、コンデンサ３２をコイル１４と電源１６との間
に直列に配置している。磁界発生装置３０においても、
磁界発生装置１０と同様に、磁界検出部に作用する磁界
の強さに応じて所定のＢＨ特性を有するように、回路定
数が設定されている。

【００２０】磁界検出装置３０において、電源１６の交
流電圧がコイル１４に印加されると共に、磁界検出部が
磁気応用機器の磁界内におかれると、コイル１４とコン
デンサ３２とを含む共振回路が形成され、その共振回路
の共振周波数が図５に示すように磁界の強さに応じて変
化する。これにより、コイル１４に流れる電流は増加
し、コイル１４の両端間の電圧は減少する。なお、図５
において符号Ｇは、磁束密度の単位「ガウス」である。

【００２１】それゆえに、磁界検出装置３０において
は、磁界検出装置１０と同様に、抵抗器１８の両端間の
電圧を検出回路２０により検出し、検出信号２４を磁界
検出部に作用する磁界の強さを表わす信号として端子２
２に出力する。したがって、検出信号２４の値により磁
界検出部に作用する磁界の強さを知ることができる。

【００２２】磁界検出装置３０においては、抵抗器１８
の両端間の電圧を検出回路２０により検出する代わり
に、コンデンサ３２の両端間の電圧を検出回路２０によ
り検出してもよい。この場合も、端子２２に出力される
検出信号は、コイル１４に流れる電流と、磁界検出部に
作用する磁界の強さとを表す。

【００２３】磁界検出装置３０によれば、磁界検出装置
１０と同様の作用効果が得られるのみならず、コイル１
４とコンデンサ３２とを含む共振回路が形成されること
により、磁界の強さの検出精度が向上する、という作用
効果が得られる。

【００２４】図６を参照するに、磁界検出装置４０は、
さらに、コンデンサ４２をコイル１４に直列に接続する
代わりに、コンデンサ４２をコイル１４と並列に接続し
ている点で、磁界検出装置３０と相違する。

【００２５】しかし、磁界検出装置４０においても、電
源１６の交流電圧がコイル１４に印加されると共に、磁
界検出部が磁気応用機器の磁界内におかれると、コイル
１４とコンデンサ４２とを含む共振回路が形成され、そ
の共振回路の共振周波数が磁界の強さに応じて変化する
から、コイル１４に流れる電流は増加し、コイル１４の
両端間の電圧は減少する。

【００２６】それゆえに、磁界検出装置４０において
も、磁界検出装置１０及び３０と同様に、抵抗器１８の
両端間の電圧を検出回路２０により検出し、検出信号２
４を磁界検出部に作用する磁界の強さを表わす信号とし
て端子２２に出力する。したがって、検出信号２４の値
により磁界検出部に作用する磁界の強さを知ることがで
きる。

【００２７】磁界検出装置４０によれば、磁界検出装置
３０と同様の作用効果が得られる。

【００２８】図７を参照するに、検出回路２０は、図
１、図４及び図６に示す抵抗器１８の両端間に得られる
電圧信号を増幅器５０で増幅し、増幅器５０の出力信号
を整流器５２で整流して、整流器５２の出力信号をアナ
ログ的な検出信号２４として端子２２に出力する。

【００２９】アナログ的な検出信号２４は、他の処理回
路に入力し、その処理回路において、アナログ信号の形
のまま処理してもよいし、ディジタル信号に変換して処
理してもよい。

【００３０】磁界検出装置１０，３０及び４０は、いず
れも、図８に示す判定回路５４を検出回路２０の出力側
に接続することができる。判定回路５４は、検出回路２
０の検出信号２４を基に、磁界検出部に作用する磁界の
強さ（検出信号２４）が予め設定された基準値に対して
大であるか小であるかを判定し、判定結果に対応する判
定信号５６を端子５８に出力する。判定回路５４は、比
較器を含むことができる。

【００３１】判定回路５４を用いれば、磁気応用機器の
運転が正常に行われているか否かの判断を判定信号５６
により行うことができるし、他の機械・装置のインター
ロック機能を作動させる信号として判定信号５６を用い
ることができる。

【００３２】上記実施例では、磁界検出部に作用する磁
界の強さを表す信号として、コイルに流れる電流を検出
しているが、その代わりにコイル１４の両端間の電圧を
検出してもよい。また、棒状の磁心を用いる代わりに、
適宜なブロック状や板状の磁心を用いてもよい。

【００３３】本発明は、直流磁界の強さを検出する装置
に適用すると好適である。したがって磁気応用機器は磁
気チャックのように直流磁界を発生する。しかし、本発
明は、交流磁界の強さを検出する装置にも適用すること
ができる。

【００３４】本発明は、上記実施例に限定されず、その
趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁界検出装置の第１の実施例を示
すブロック図である。

【図２】本発明で用いる磁心のＢＨ曲線の一例を示す図
である。

【図３】図１に示す磁界検出装置の磁界検出部が磁界内
におかれたときの磁界検出部のインピーダンスの変化例
を示す図である。

【図４】本発明に係る磁界検出装置の第２の実施例を示
すブロック図である。

【図５】図４に示す磁界検出装置の磁界検出部が磁界内
におかれたときの磁界検出部のインピーダンスの変化例
を示す図である。

【図６】本発明に係る磁界検出装置の第３の実施例を示
すブロック図である。

【図７】検出回路の具体例を示すブロック図である。

【図８】判定回路を用いた場合の具体例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１０，３０，４０ 磁界検出装置 １２ 磁心 １４ コイル １６ 電源 １８ 抵抗器 ２０ 検出回路 ２４ 検出信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁心及び該磁心の外周に配置されたコイ
   ルを備える磁界検出部と、前記コイルに交流を供給する
   電源と、前記コイルに流れる電流又は前記コイルの両端
   間の電圧を検出する検出回路とを含む、磁界検出装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記コイルと直列に接続された
   コンデンサを含む、請求項１に記載の磁界検出装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記コイルと並列に接続された
   コンデンサを含む、請求項１に記載の磁界検出装置。
4. 【請求項４】 さらに、前記検出回路の検出信号を基
   に、前記磁界の強さとその基準値との大小関係を判定
   し、判定結果に対応する判定信号を出力する判定回路を
   含む、請求項１に記載の磁界検出装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記コイルに直列に接続された
   抵抗器を含み、前記検出回路は前記抵抗器の両端間の電
   圧を検出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の
   磁界検出装置。