JP2007155537A

JP2007155537A - 無接触型直線変位検出装置

Info

Publication number: JP2007155537A
Application number: JP2005352115A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Shimoda; 達郎下田; Shoji Maruyama; 正二丸山
Original assignee: SAKAE TSUSHIN KOGYO CO Ltd
Current assignee: SAKAE TSUSHIN KOGYO CO Ltd
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】磁石と磁石による磁束を感受して電気信号に変換する磁気センサとが相対的に直線移動されるように配置されてなる無接触型直線変位検出装置において、演算器等を使うことなく簡単に直線的な出力が得られる無接触型直線変位検出装置を提供する。
【解決手段】磁気センサを、磁石と磁気センサの相対移動方向と平行な直線上に対向して配置される第１及び第２の磁気センサにより構成すると共に、磁石を第１の磁気センサと第２の磁気センサとの間において磁極面が上記直線に対して直交した状態に配置し、磁石と磁気センサの相対移動による第１の磁気センサ出力と第２の磁気センサ出力とを合成して出力する構成とする。この構成で、第１及び第２の磁気センサが感受する磁束密度は、磁気センサと磁石の距離の２乗に反比例する形となるが、その第１の磁気センサと第２の磁気センサの出力を合成するだけで、簡単に直線的な出力特性を得ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁石と磁気センサを利用して直線変位量を検出するようにした無接触型直線変位検出装置に関する。

従来、無接触型直線変位検出装置としては、例えば下記の特許文献１に開示される装置のように、直線移動される磁石と、この磁石による磁束を感受して電気信号に変換する磁気センサと、を備え、磁石の直線移動に伴う磁気センサからの出力変化によって直線変位量を検出するようにしたものが提案されている。
特開平６−２０７８０４号公報

しかしながら、このような従来の無接触型直線変位検出装置では、変位量に比例した直線的な出力特性を得ることが難しく、この直線的な出力特性を得るには演算器等を使った補正を必要としていたため、コスト高になっていた。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、演算器等を使うことなく簡単に直線的な出力が得られる無接触型直線変位検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
磁石と、この磁石による磁束を感受して電気信号に変換する磁気センサと、が相対的に直線移動されるように配置されてなる無接触型直線変位検出装置であって、
ここで磁気センサは、磁石と磁気センサの相対移動方向と平行な直線上に対向して配置される第１及び第２の磁気センサにより構成されるとともに、
磁石は、第１の磁気センサと第２の磁気センサとの間において磁極面が上記直線に対して直交した状態に配置されてなり、
磁石と磁気センサの相対移動による第１の磁気センサの出力と第２の磁気センサの出力とを合成して出力する構成としたものである。

上記の如く構成される本発明の無接触型直線変位検出装置では、第１及び第２の磁気センサが感受する磁束密度は、磁気センサと磁石の距離の２乗に反比例する形となるが、その第１の磁気センサと第２の磁気センサの出力を合成するだけで、演算器等を使うことなく、簡単に直線的な出力特性を得ることが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１は本発明による無接触型直線変位検出装置の構成を示す斜視図、図２は同、側面図、図３は回路構成図、図４は出力特性図である。

図１及び図２に示す如く、本発明による無接触型直線変位検出装置は、磁石１と、この磁石による磁束を感受して電気信号に変換する磁気センサ２と、が相対的に直線移動されるように配置されてなる。ここで本例においては、磁石１が可動側、磁気センサ２が固定側に配置されており、即ち磁石１は直線移動アクチュエータの可動部に取り付けられ、磁気センサ２は固定部に設置された回路基板４上に実装されている。なお、この構成において可動側と固定側を逆にした配置、つまり磁石１を固定側、磁気センサ２を可動側に配置した構成とすることも可能である。

上記構成において磁気センサ２は、磁石１と磁気センサ２の相対移動方向と平行な直線ａ上に対向して配置される第１及び第２の磁気センサ２(Ａ)及び２(Ｂ)により構成されている。この第１及び第２の磁気センサ２(Ａ)及び２(Ｂ)は、何れも感受素子としてホール素子３を内蔵したホールＩＣが用いられ、夫々上記直線ａ上に感受素子３が位置するように対向して配置される。

一方、磁石１は、第１の磁気センサ２(Ａ)と第２の磁気センサ２(Ｂ)との間において磁極(Ｓ極、Ｎ極)の面が上記の直線ａに対して直交した状態で移動可能に配置される。そしてこの磁石１が直線移動されることによって第１の磁気センサ２(Ａ)と第２の磁気センサ２(Ｂ)の夫々のホール素子３で感受される磁束密度が変化し、その変化が出力信号として取り出される。

ここで本発明による無接触型直線変位検出装置は、図３に示すように、第１の磁気センサ２(Ａ)の出力と第２の磁気センサ２(Ｂ)の出力とを固定抵抗器５を介して合成して出力する回路構成となっている。

この場合、第１の磁気センサ２(Ａ)と第２の磁気センサ２(Ｂ)を構成するホールＩＣには、オフセット、ゲイン、出力反転等が自在に設定できるプログラマブルホールＩＣを使用して、これらを共に磁石１の可動範囲(本例では１０ｍｍ)において図４に示すような目的の出力特性(変位量に比例した直線的な出力特性)となるように調整設定する。

この構成において、第１の磁気センサ２(Ａ)及び第２の磁気センサ２(Ｂ)の夫々のホール素子３が感受する磁石１の磁束密度は、ホール素子３と磁石１との間の距離の２乗に反比例する形となるが、その第１の磁気センサ２(Ａ)と第２の磁気センサ２(Ｂ)の出力を合成するだけで、演算器等を使うことなく、簡単に図４に示すような直線的な出力特性を得ることが可能となる。

さらにこの無接触型直線変位検出装置では、図３に示す如く、第１の磁気センサ２(Ａ)の出力と第２の磁気センサ２(Ｂ)の出力とが合成された出力を、バッファ回路６を通して出力する回路構成としてあり、これによって出力インピーダンスを下げることで、より直線に近い実用的な出力特性を得ることができる。

以上に説明した如き本発明による無接触型直線変位検出装置は、あらゆる装置における直線移動変位量の検出に幅広く適用することが可能であり、従来は難しかった直線的な出力特性を、演算器等を使うことなく、簡単かつローコストで実現するものである。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。前述したように実施例では、磁石１を可動側、第１及びの第２の磁気センサ２(Ａ)及び２(Ｂ)を固定側に配置してあるが、これを逆の構成、即ち磁石１を固定側、第１及びの第２の磁気センサ２(Ａ)及び２(Ｂ)を可動側に配置した構成とした場合にも同様の作用効果が得られるものである。

本発明による無接触型直線変位検出装置の構成を示す斜視図である。本発明による無接触型直線変位検出装置の構成を示す側面図である。本発明による無接触型直線変位検出装置の回路構成図である。本発明による無接触型直線変位検出装置の出力特性図である。

符号の説明

１…磁石、２…磁気センサ〔２(Ａ)…第１の磁気センサ、２(Ｂ)…第２の磁気センサ〕、３…ホール素子(感受素子)

Claims

磁石と、この磁石による磁束を感受して電気信号に変換する磁気センサと、が相対的に直線移動されるように配置されてなる無接触型直線変位検出装置であって、
上記磁気センサは、上記磁石と上記磁気センサの相対移動方向と平行な直線上に対向して配置される第１及び第２の磁気センサにより構成されるとともに、
上記磁石は、上記第１の磁気センサと上記第２の磁気センサとの間において磁極面が上記直線に対して直交した状態に配置されてなり、
上記磁石と上記磁気センサの相対移動による上記第１の磁気センサの出力と上記第２の磁気センサの出力とを合成して出力する構成としたことを特徴とする無接触型直線変位検出装置。
上記磁気センサは、感受素子としてホール素子を内蔵して構成されることを特徴とする請求項１に記載の無接触型直線変位検出装置。
上記第１の磁気センサの出力と上記第２の磁気センサの出力とが合成された出力を、バッファ回路を通して出力するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の無接触型直線変位検出装置。