JPH01180416A - リニアポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 永久磁石と磁電変換素子を用いたリニアボジシ四すに関
し、 検出可能な距離的変化の範囲°を大幅に拡大できると同
時に、磁気的ノイズに強く磁電変換素子の引出線が断線
しないリニアポジショナの提供を目的とし、 平行な直線部２とその両端をそれぞれ結合する接続部３
からなり、空間４を取り囲む閉磁気回路を形成する磁性
部材５と、接続部３の一部を切除しそこに装着されてな
る磁電変換素子６と、直線部２に沿って空間４の内部を
移動可能な永久磁石７とで構成され、磁性部材５によっ
て伝播される永久磁石７からの磁束を磁電変換素子６で
検知するように構成する。

（産業上の利用分野〕 本発明は物体間の距離的変化を検知する検知器に係り、
特に永久磁石と磁電変換素子を用いたリニアポジショナ
に関する。

物体間の距離の変化を検知する手段として対向する永久
磁石と磁電変換素子からなり、永久磁石が発生する磁界
の強さを磁電変換素子で検知して、磁界の強さの変化か
ら物体間の距離の変化を検知する検知器がある。

しかし距離の変化と磁電変換素子の出力信号がほぼ比例
する範囲は、４〜３０ｍｍ程度であってその用途は極め
て狭い範囲に限定される。そこで検出可能な距離的変化
の範囲を更に拡大できるリニアポジショナの実現が要望
されている。

〔従来の技術〕

本願出願人が昭和６０年９月１３日付けで出願した特願
昭６０−２０２８３２号は、検出可能な距離的変化の範
囲を更に拡大できるリニアポジショナに関するものであ
る。その際提案されたリニアポジショナを従来技術とし
て以下に詳述する。

第４図は従来のリニアポジショナを示す斜視図、第５図
は従来のリニアポジショナの特性図である。

第４図において従来のリニアポジショナは帯状の板材を
Ｕ字状に折り曲げてなる磁性部材１１と、Ｕ字状磁性部
材１１の開口部に嵌着され磁性部材１１と共に閉磁気回
路を形成する永久磁石１２と、磁性部材１１と永久磁石
１２とで形成される空間１３に嵌挿され、磁性部材１１
に沿って移動可能なように支持された磁電変換素子１４
とで構成されている。

永久磁石１２のＮ極とＳ極は磁性部材１１の平行な直線
部１１ａ、ｌｌｂの先端に当接しており、Ｎ極から出た
磁束は直線部１１ａおよびｔｔｂを経由してＳ極に戻る
。その際大半の磁束即ち主磁束は磁性部材１１の円弧部
１１ｃを経由するが、一部は漏洩□磁束となって直線部
１１ａから空間１３を横切り直線部１１ｂを経由してＳ
極に戻る。

この漏洩磁束は永久磁石１２から離れるに伴って弱くな
る性質があり、空間１３に嵌挿された磁電変換素子１４
で漏洩磁束の強さを検知することによって、永久磁石１
２から磁電変換素子１４までの距離を検知することがで
きる。

かかる構成になるリニアポジショナの特性は第５図に示
す如（，５Ｉｌ１１から１００ｍ−の間で距離的変化と
磁電変換素子の出力信号がほぼ比例し、対向する永久磁
石と磁電変換素子からなる検知器に比べ、検出可能な距
離的変化の範囲を大幅に拡大することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし上記のリニアポジショナは磁電変換素子を移動さ
せており、繰り返し使用している間に磁電変換素子の引
出線が断線する可能性がある。また閉磁気回路からの低
レベルの漏洩磁束を磁電変換素子で検知しているために
、地磁気等による磁気的ノイズの影響を受は易いという
問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理を示す斜視図である。なお企図を
通し同じ対象物は同一記号で表している。

上記問題点は平行な直線部２とその両端をそれぞれ結合
する接続部３からなり、空間４を取り囲む閉磁気回路を
形成する磁性部材５と、接続部３の一部を切除しそこに
装着されてなる磁電変換素″：Ｆ６と、直線部２に沿っ
て空間４の内部を移動可能な永久磁石７とで構成され、
゛磁性部材５によって伝播される永久磁石７からの磁束
を、磁電変換素子６で検知する本発明のリニアポジショ
ナによって解決され゛る。

〔作用〕

第１図において平行な直線部２は永久磁石７ＯＮ極若し
くはＳ極と対向しており、Ｎ極から出た磁束は永久磁石
７を共有する二つの閉磁気回路を経由してＳ極に戻る。

二つの閉磁気回路における磁気抵抗をそれぞれＲ＋　Ｓ
Ｒ２とするとＲ＋　＋Ｒ２は常に一定であり、永久磁石
７ＯＮ極から出る磁束はＲ＋とＲ２の比率に分割されそ
れぞれの閉磁気回路を伝播される。

直線部２に沿って空間４の内部を永久磁石７が移動する
とＲ＋とＲ２の比率が変わり、それぞれの閉磁気回路を
伝播される磁束の強さが変化する。

したがっていずれか一方の閉磁気回路内に磁電変換素子
、例えば磁気抵抗素子を装着し、閉磁気回路を伝播され
る磁束の強さを検出することによって、磁電変換素子を
装着した接続部から永久磁石までの距離を検知すること
が可能である。

永久磁石のＮ極から出て磁性部材を経由しＳ極に戻る磁
束の強さは、磁束が伝播される磁性部材の磁気抵抗に対
応してほぼ直線的に変化するため、直線部を長くするこ
とによって検出可能な距離的変化の範囲を大幅に拡大で
きる。

しかも漏洩磁束に比べ高レベルの主磁束が磁電変換素子
に印加されるため、地磁気等による磁気的ノイズが印加
されてもその影響は極めて小さ（、磁電変換素子が接続
部に固定されるために引出線の断線が防止される。

即ち平行な直線部と接続部からなり空間を取り囲む閉磁
気回路を形成する磁性部材と、接続部の一部を切除しそ
こに装着されてなる磁電変換素子と、直線部に沿って空
間の内部を移動可能な永久磁石とでリニアポジショナを
構成し、磁性部材によって伝播される永久磁石からの磁
束を磁電変換素子で検知することによって、検出可能な
距離的変化の範囲を大幅に拡大できると同時に、磁気的
ノイズに強く磁電変換素子の引出線が断線しないリニア
ポジショナを実現することができる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
２図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第３図は一
実施例における特性図である。

本発明の一実施例は第２図に示す如（相対する接続部に
、それぞれ磁電変換素子として磁気抵抗素子６ａ、６ｂ
が装着されており、磁気抵抗素子６ａ、６ｂはそれぞれ
差動アンプ８に接続されている。このように構成された
リニアポジショナにおいて永久磁石７が移動すると、そ
れぞれの磁気抵抗素子６ａ、６ｂの抵抗値が第３図（ａ
）に示す如く変化する。

それぞれの磁気抵抗素子６ａ、６ｂにおける抵抗値の変
化は、同図において明らかなように直線的で無く湾曲し
ている。したがって磁電変換素子として１個の磁気抵抗
素子を用いた、第１図に示すリニアポジショナは出力信
号の直線性に若干の問題がある。また磁気的ノイズに強
いがその影響を皆無にすることはできない。本発明の一
実施例は２個の磁気抵抗素子６ａ、６ｂによってががる
問題点の改良を図ったものである。

相対する接続部に装着された２個の磁気抵抗素子は互い
に補完関係にあり、永久磁石７の移動に伴って一方の磁
気抵抗素子における抵抗値が増加すると、他方の磁気抵
抗素子における抵抗値が減少しその合計値はほぼ一定し
ている。言い替えれば第３図（ｂ）に示す可変抵抗器と
等価である。　　゛したがって永久磁石がリニアポジシ
ョナの中央に位置している際、即ち可変抵抗器の摺動片
が抵抗素子の中央に位置している際は、差動アンプ８に
入力される二つの電圧は等しくなり出力電圧は０になる
。しかし可変抵抗器の摺動片がどちらか一方に移動する
と二つの電圧に差が生じ、第３図（Ｃ）に示す如くその
差に対応する電圧が差動アンプ８から出力される。

即ち相対する接続部に装着された磁気抵抗素子をそれぞ
れ差動アンプに接続し、その抵抗値の差に対応する電圧
を差動アンプから出力させることによって、それぞれの
磁気抵抗素子６ａ、　６ｂにおける抵抗値の変化が直線
的で無くても、差動アンプから出力される電圧はほぼ直
線的に変化し出力信号の直線性が改良される。

また磁気的ノイズの影響は２個の磁電変換素子に等しく
作用する。したがって第３図（ｂ）に示す可変抵抗器に
おいて摺動片によって分割された、二つの抵抗における
抵抗値が同時に同じ方向に同じ量だけ変化した場合と等
しく、その場合の二つの抵抗における抵抗値の差は変化
しない。即ち差動アンプから出力される電圧は磁気的ノ
イズの影響が完全に除去されている。

このように平行な直線部と接続部からなり空間を取り囲
む閉磁気回路を形成する磁性部材と、接続部の一部を切
除しそこに装着されてなる磁電変換素子と、直線部に沿
って空間の内部を移動可能な永久磁石とでリニアポジシ
ョナを構成し、磁性部材によって伝播される永久磁石か
らの磁束を磁電変換素子で検知することによって、検出
可能な　□距離的変化の範囲を大幅に拡大できると同時
に、磁気的ノイズに強く磁電変換素子の引出線が断線し
ないリニアポジショナを実現することができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば検出可能な距離的変化の範囲
を大幅に拡大できると同時に、磁気的ノイズに強く磁電
変換素子の引出線が断線しないリニアポジショナを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す斜視図、 第２図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第３図は
一実施例における特性図、 第４図は従来のリニアポジショナを示す斜視図、第５図
は従来のリニアポジショナの特性図、である。図におい
て ２は直線部、　　　　　　３は接続部、４は空間、　　
　　　　５は磁性部材、６．６ａ、６ｂは磁電変換素子
（磁気抵抗素子）、７は永久磁石、　　　　　８は差動
アンプ、をそれぞれ表す。 （０，２ ｉ　及　距　肱 ｌｎ 離　μ　距　離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平行な直線部（２）とその両端をそれぞれ結合する接続
   部（３）からなり、空間（４）を取り囲む閉磁気回路を
   形成する磁性部材（５）と、該接続部（３）の一部を切
   除しそこに装着されてなる磁電変換素子（６）と、該直
   線部（２）に沿って該空間（４）の内部を移動可能な永
   久磁石（７）とで構成され、該磁性部材（５）によって
   伝播される該永久磁石（７）からの磁束を、該磁電変換
   素子（６）で検知することを特徴としたリニアポジショ
   ナ。