JP3386723B2 - 磁気検知装置 - Google Patents
磁気検知装置Info
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Description
めた磁気検知装置及びそれを用いたシリンダ装置に関す
る。
位置を検知するために、ピストンに取り付けられた永久
磁石の磁界を検知する検知装置が用いられる。検知装置
には、磁界(磁束)によって動作する素子として、MR
素子、ホ−ル素子、又はリ−ドスイッチなどが内蔵され
ている。
は、ピストンの外径よりも若干小さい径の環状のものが
用いられる。シリンダ装置は、シリンダチューブの内径
の種々異なるものが提供されるので、それぞれの内径に
応じて種々異なる径の永久磁石が製作され用いられる。
においては環状の永久磁石が用いられるが、検知装置は
シリンダチューブの周囲の一部に取り付けられて作動す
るものであるから、永久磁石から全周囲の方向に向かっ
て出る磁束のうち、ごく一部の磁束のみが検知装置を作
動させるために使用され、残りの大部分の磁束は有効に
利用されない。つまり、永久磁石の利用効率が悪い。
能の永久磁石を使用していることとなり、検知装置を作
動させるために必要な永久磁石が全体として大型化して
いた。
リンダチューブの肉厚を薄くする必要があり、シリンダ
チューブの材料として強度の高い高価な材料を用いる必
要があった。
ので、ピストンなどに装着される永久磁石の利用効率を
高め、永久磁石の小型化又はシリンダチューブのコスト
低減などを図ることの可能な磁気検知装置を提供するこ
とを目的とする。
置は、シリンダチューブの外側の表面に取り付けられ、
前記シリンダチューブの軸方向に沿った方向にN極及び
S極が配されて前記シリンダチューブの内側の表面に沿
うように移動する永久磁石の磁界を検知するための磁気
検知装置であって、前記永久磁石から出る磁束によって
作動する磁気センサと、前記永久磁石から出る磁束を集
束して前記磁気センサに導くものであって、前記シリン
ダチューブの表面に沿った裏面形状を有し且つ周方向に
延びており前記シリンダチューブの軸方向に沿って配置
される2つの脚部と前記各脚部から連続する棒状の2つ
の作用部とを有し、軟磁性体からなる集磁部材と、を有
してなり、前記磁気センサは、前記永久磁石の前記シリ
ンダチューブの軸方向に通過する磁束を最高感度で検知
するようにかつ両端面が前記2つの作用部で挟まれるよ
うに配置され、てなる。
置のシリンダチューブに請求項1記載の磁気検知装置が
取り付けられており、前記シリンダ装置のピストンに
は、前記磁気検知装置の取り付けられた側にのみ、前記
永久磁石が装着されてなる。
金、パーマロイ、ケイ素鋼、鉄コバルト合金、鉄ニッケ
ル合金、及びパーマロイクラッドステンレスなどが用い
られる。
C、磁気抵抗効果素子(MR素子)、磁気トランジス
タ、リードスイッチ、近接センサ、及びコイルなどが用
いられる。
が取り付けられた流体圧シリンダ1の断面正面図、図2
は流体圧シリンダ1の断面側面図である。
は、シリンダチューブ11、ピストン12、ピストンロ
ッド13、永久磁石14、パッキン15、検知装置1
6、及び図示しないシリンダカバーなどから構成されて
いる。
アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は合成樹脂などの
非磁性材料からなる。しかし、後述の理由によって、炭
素鋼鋼管などの磁性材料を用いることも可能である。
ンレス鋼などの非磁性材料からなり、外周に設けられた
環状の溝に、永久磁石14及びパッキン15が装着され
ている。
り、その先端部に設けられたネジなどによりピストン1
2と一体に連結されている。永久磁石14は、環状であ
り、ピストンロッド13の軸方向に沿った方向に、N極
及びS極が設けられている。永久磁石14の材料とし
て、種々のものを用いることが可能であるが、フェライ
トや合成樹脂を用いるとコスト的に有利である。永久磁
石14は、その外径がシリンダチューブ11の内径より
もかなり小さく、その隙間にパッキン15が装着され
る。パッキン15は、シリンダチューブ11の内周面と
ピストン12との間を気密に保持する。
知し、これによってピストン12の位置を検知するため
のものである。検知装置16は、ケーシング30、集磁
部材31,32、磁気センサ34、ケーブル37、及
び、電気回路を実装した図示しない基板、その他の部材
から構成されている。
り、その内部に集磁部材31,32及び基板などの部品
を収納する。集磁部材31,32は、永久磁石14から
出る磁束を集束して磁気センサ34に導くためのもので
あり、磁路中に切り欠きなどがなく、できるだけ滑らか
に且つ大きな曲率で変化する形状が望ましい。2つの集
磁部材31,32は互いに同じ形状である。各集磁部材
31,32は、シリンダチューブ11に近い位置に配置
されるようにシリンダチューブ11の表面に沿った裏面
形状を有し且つ周方向に延びる脚部51、及び、脚部5
1から連続して磁気センサ34の表面の近辺に至る作用
部52を有する。これら作用部52,52の間隙GP
に、磁気センサ34が挟み込まれている。
ブ11の表面と接触するか又は十分の数ミリメートル程
度の間隙を有して配置されることとなる。作用部52
は、図1の左右方向に延びる棒状のものであり、2つの
集磁部材31,32の作用部52,52は、それらの先
端の各表面が磁気センサ34の各表面と接触するか又は
十分の数ミリメートル程度の間隙を有して配置されるこ
ととなる。
に通過する磁束を最高感度で検知するので、一方の作用
部52から他方の作用部52に至る磁束を高感度で検知
することとなる。これら集磁部材31,32は、全体と
して永久磁石14の両磁極の方向、つまりシリンダチュ
ーブ11の軸方向に沿って配置されている。
て、磁束の通り易い高透磁率材料又は強磁性体が用いら
れる。例えば、アモルファス合金、パーマロイ、ケイ素
鋼、鉄コバルト合金、鉄ニッケル合金、又はパーマロイ
クラッドステンレスなどが用いられる。これらの材料
は、磁気シールドや磁気へッドコアなどに使用される材
料であり、最大比透磁率が10000以上と大きい。ま
た、保磁力が小さく、したがって軟磁性体でもある。
ルIC、磁気抵抗効果素子(MR素子)、磁気トランジ
スタ、リードスイッチ、又は近接センサなどが用いられ
る。
の機能を果たすための回路パターンが設けられ、その回
路パターンに、図示しない電源回路、増幅回路、出力回
路、表示回路、及び磁気センサ34が実装される。
気センサ34の動作に基づく出力信号の取り出しなどを
行うためのものであり、通常、電源の供給と出力とを共
通で行う場合には2本の電線が、それらを別個に行う場
合には3本の電線が、それぞれ用いられる。
いて説明する。図1において、永久磁石14のN極から
出た磁束は、その周囲の空間を通過してS極へ戻る。そ
れらの磁束のうち、多くは集磁部材31,32に集束さ
れ、集磁部材31,32を通過する。2つの作用部5
2,52の対向部分において、磁束は磁気センサ34を
通過する。つまり、磁気センサ34には多くの磁束が通
過する。
磁界の強さが一定以上になると、検知装置16は、検知
信号を出力するとともに、表示回路の表示素子が点灯す
る。検知信号は、外部の負荷をオンするためのスイッチ
ング信号である。検知信号を、検知した磁界の強さに応
じた信号とすることもできる。
石14から出る磁束が集磁部材31,32によって集束
され、永久磁石14の出す磁束の多くの部分が効率よく
磁気センサ34を通過する。したがって、永久磁石14
の磁力がそれほど強くなくとも、また永久磁石14が検
知装置16から離れていても、永久磁石14の存在によ
って検知装置16を作動させることができる。
コスト化を図ることができる。また、シリンダチューブ
11の肉厚を厚くし、強度を向上させたり、シリンダチ
ューブ11に廉価な材料を用いることが可能となる。ま
た、図1に示すように永久磁石14の外径を小さくし、
その外周面にパッキン15を装着することが可能とな
る。そのため、同じ大きさの永久磁石14を、内径の異
なる流体圧シリンダのピストンに装着して用いることが
できる。そうすると、永久磁石14の標準化が促進され
コストの低減が図られる。
置16Aの集磁部材31A,32Aの斜視図、図4は図
3に示す集磁部材31A,32Aを流体圧シリンダ1A
に取り付けた状態を示す正面図、図5は図4に示す集磁
部材31A,32Aの側面図である。
いられる集磁部材31A,32Aは、シリンダチューブ
11に近い位置に配置されるようにシリンダチューブ1
1の表面に沿った裏面形状を有し且つ周方向に延びる脚
部61、及び、脚部61から連続して磁気センサ34A
の表面の近辺に至る作用部62を有する。
いて、軸方向に幅広となっており、脚部61の裏面から
集束した磁束を効率よく作用部62の端面に導くように
なっている。したがって、永久磁石14Aの磁束は、効
率よく磁気センサ34Aを通過する。
トン12Aには、パッキン15の内側において、軸方向
に複数の穴が設けられ、そこに柱状の複数の永久磁石1
4Aが埋め込まれている。ピストン12Aがシリンダチ
ューブ11に対して回転しない場合には、これら永久磁
石14Aをピストン12Aの全周に設ける必要はなく、
検知装置16Aの配置される側に適当数設ければよい。
これによっても、永久磁石14Aの磁束の有効利用が図
られる。
ブ11の材料として、炭素鋼鋼管などの磁性材料を用い
た場合でも、検知装置16,16Aによる検知が可能で
ある。
32Aとして比透磁率が10000以上の材料を用いた
場合には、炭素鋼鋼管などの比透磁率は数百程度である
ので、集磁部材は炭素鋼鋼管からなるシリンダチューブ
と比較して透磁率が数十倍以上と桁違いに大きく、集磁
部材の脚部51,61の近辺の磁力線のほとんどが集磁
部材に流れ込む。つまり、集磁部材31,32,31
A,32Aは、シリンダチューブ11に流れる磁力線を
バイパスし、磁気センサ34,34Aに多くの磁束を通
過させる作用を有することとなる。シリンダチューブ1
1の材料として炭素鋼鋼管を用いると、シリンダチュー
ブ11の肉厚を薄くすることができ、外径を小さくし、
流体圧シリンダ1,1Aの全体を小型化することができ
る。また、シリンダチューブ11の肉厚が薄くなるの
で、材料費の低減及び軽量化を図ることができる。
集磁部材31,32の脚部51がケーシング30の下面
から外部に露出するように構成したが、集磁部材31,
32がケーシング30の内部に納まるように構成しても
よい。脚部51,61の裏面形状をシリンダチューブ1
1の表面に沿った形状としたが、余り長くなければ直線
状(平面状)としてもよい。また、永久磁石14,14
Aの形状、材質、寸法、個数は、種々のものとすること
ができる。1つの流体圧シリンダ1,1Aに複数個の検
知装置16,16Aを取り付けることができる。検知装
置16,16A及び流体圧シリンダ1,1Aの構造、形
状、及び寸法などは、本発明の主旨に沿って適宜変更す
ることができる。本発明の検知装置は、流体圧シリンダ
1,1A以外の種々のシリンダ装置、その他の装置の位
置の検出に適用することができる。
れる永久磁石の利用効率を高め、永久磁石の小型化又は
シリンダチューブのコスト低減などを図ることができ
る。
シリンダの断面正面図である。
材の斜視図である。
けた状態を示す正面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】シリンダチューブの外側の表面に取り付け
られ、前記シリンダチューブの軸方向に沿った方向にN
極及びS極が配されて前記シリンダチューブの内側の表
面に沿うように移動する永久磁石の磁界を検知するため
の磁気検知装置であって、 前記永久磁石から出る磁束によって作動する磁気センサ
と、 前記永久磁石から出る磁束を集束して前記磁気センサに
導くものであって、前記シリンダチューブの表面に沿っ
た裏面形状を有し且つ周方向に延びており前記シリンダ
チューブの軸方向に沿って配置される2つの脚部と前記
各脚部から連続する棒状の2つの作用部とを有し、軟磁
性体からなる集磁部材と、 を有してなり、 前記磁気センサは、前記永久磁石の前記シリンダチュー
ブの軸方向に通過する磁束を最高感度で検知するように
かつ両端面が前記2つの作用部で挟まれるように配置さ
れ、 てなることを特徴とする磁気検知装置。 - 【請求項2】シリンダ装置のシリンダチューブに請求項
1記載の磁気検知装置が取り付けられており、 前記シリンダ装置のピストンには、前記磁気検知装置の
取り付けられた側にのみ、前記永久磁石が装着されてな
る、 ことを特徴とするシリンダ装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP23377698A JP3386723B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | 磁気検知装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23377698A Expired - Fee Related JP3386723B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | 磁気検知装置 |
Country Status (1)
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