JPH02106837A - 近接センサ - 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】 産業上の利用分野 本発明は近接センサ、特に鉄片等の磁性体の近接を検知
する近接センサに関する。

従来の技術 従来、鉄片等の磁性体の近接を検知する近接センサとし
ては、永久磁石と磁気抵抗素子とを組み合わせたものが
知られている。この磁気抵抗素子は、ＩｎＳｂ　（イン
ジウムアンチモン）等の半導体材料が用いられ、磁束を
加えるとその磁界強度に比例して電気抵抗が増大する現
象を有するものである。磁気抵抗素子は、通常薄板状に
形成され、第６図に示す様に、永久磁石１１の磁極面１
１ｂに密着固定される。この永久磁石１１は、一般に円
柱状や角柱状に形成され、扁平な磁極面１１ｂに接着剤
層１４、基板１３を介して磁気抵抗素子１２が接着され
ている。なお、磁気抵抗素子１２の両端には、被検出体
１５の近接を測定する測定装置のリード線が接続され、
測定のための電流が通電される。

以上の構成において、永久磁石１１の磁極面１１ｂから
出る磁力線は磁気抵抗素子１２に直交して通過し、この
磁気抵抗素子１２の扁平な面に平行して被検出体１５が
近付くと、磁力線が被検出体１５側に集中するため、磁
気抵抗素子１２の抵抗値が増大してゆく。従って、抵抗
値の変化を測定することにより、近接ないし離間を検知
する。

発明が解決しようとする課題 ところが、この種の近接センサは、永久磁石１１の磁極
面１１ｂが他の部分と同径と詐れているため、磁極面１
１ｂの中央部から出る磁力線は直進するが、両端付近か
らは左右にほぼ均等に分流して拡散きれる。従って、磁
気抵抗素子１２を通過する磁力線は線状態となり、磁気
抵抗素子１２は低抵抗値を示す。このため、被検出体１
５を接近させたとき、該被検出体１５に対する磁力線の
集中が低下し、低磁束密度となり、抵抗値の増加も少な
い状態となる。

これにより、被検出体１５が近接センサに接近する際と
、直近にある場合との抵抗値の著しい変化が見られない
ため、近接の検知や被検出体１５のサイズの判別等が困
難で近接センサとしての検知感度が悪く、信頼性に劣る
ものであった。

そこで、本発明は永久磁石の形状を改良して磁気抵抗素
子を通過する磁束密度を高め、磁気抵抗素子の抵抗値を
増加させることにより、近接センサの検知感度を向」ニ
させることを課題とする。

課題を解決するための手段 本発明は、前記課題を解決するため、永久磁石の先端側
を先細り状に形成してその先端面を磁極面とし、該磁極
面に磁気抵抗素子を密着又は所定間隔をあげて設げたこ
とを特徴とする。

１川 前記構成からなる近接センサは、永久磁石の先端側を先
細り状とし、その磁極面に磁気抵抗素子を密着又は所定
間隔をあけて設けているので、磁極面から出される磁力
線は先端側で絞り込みにより集束し、磁気抵抗素子を高
磁束密度で通過する。

従って、磁性体からなる被検出体を接近させると、磁力
線は被検出体に集中して供給され、被検出体が直近にあ
るとき磁気抵抗素子の抵抗値が著しく増大する。このた
め、被検出体が接近した際と直近にある場合との抵抗値
が大幅に相違する。よって、抵抗変化が明確となり、近
接、離間の測定が容易となる。

実施例 以下、本発明に係る近接センサの実施例を添付図面に基
づいて説明する。

第１ａ図、第１ｂ図において、近接センサは、永久磁石
１に磁気抵抗素子２を設けてなり、鉄片等の磁性体を被
検出体５として、その近接を検知するもので、近接回数
、サイズ等を測定記録する測定装置（図示せず）に接続
きれる構成となっている。

永久磁石１は、円柱状の強磁性体を用いており、その先
端側１８は先細り状に形成されている。この様に胴部よ
りも小径とされている先端面は扁平に加工され、この先
端面がＮ極側の磁極面１ｂとなっている。磁気抵抗素子
２は、薄板状でＩｎＳｂ　（インジウムアンチモン）の
様な磁気抵抗効果の高い半導体材料を用い、基板３と一
体化されている。そして、基板３を前記磁極面１ｂに設
けた接着剤層４に接着することにより、永久磁石１に対
し磁気抵抗素子２が密着固定される。なお、磁気抵抗素
子２の両端には電極が形成され、この電極には、前記測
定装置のリード線が接続され、被検出体５の検知信号が
測定装置に送られる様になっている。

以−にの構成により、被検出体５を検出するに際しては
、磁気抵抗素子２に測定のための微小電流が通電される
。そして、近接センサの定常状態においては、永久磁石
１から出る磁力線が先細りの先端側１ａで絞り込まれる
ので、第２図に矢印細線で示す如く集束し、磁極面１ｂ
からの漏れ磁束は殆となくなる。換言すれば、集束きれ
た高磁束密度の磁束が磁気抵抗素子２を通過するので、
この磁気抵抗素子２は高抵抗値を示す。

次に、被検出体５を第３図の矢印ａ方向に移動させると
、被検出体５が接近するに伴って、磁極面ｌｂ中から出
る磁力線は被検出体５側に集中し、磁気抵抗素子２を通
過する磁力線よりなる磁界の強さに比例して抵抗値が増
加する。そして、被検出体５が磁気抵抗素子２の直近に
達したとき、抵抗が最大となり、遠ざかるに伴って抵抗
値が低下する。この様に、磁気抵抗素子２の抵抗値は、
被検出体５の接近距離に応じて著しい変化を示し、その
差異が明確となり、検知感度は大きく向ト１−る。よっ
て、測定装置においては被検出体５の検出が適正になさ
れる。

ところで、この近接センサは、第４ａ図、第４ｂ図に第
２実施例として示す様に、角柱状の永久磁石１を用いて
その先端側１日を先細り状とし、その磁極面１ｂに接着
剤層４、基板３を介して磁気抵抗素子２を密着固定した
ものであってもよい。

この構成によれば、永久磁石１から出された磁力線は、
先細り状の先端側１ａにて集束し、高磁束密度で磁気抵
抗素子２を貫通ずるため、前記円柱状の永久磁石１と同
様に、磁気抵抗素子２の抵抗変化が顕著となって、被検
出体５の検知感度が向上する。

第５図は、近接センサの第３実施例を示す正面図である
。この近接センサも永久磁石１の先端側１ａを先細り状
とし、その先端面を磁極面１ｂとしている。そして、こ
の磁極面１ｂに対向し、所定間隔をあけて基板３上に設
げた磁気抵抗素子２が配置される。基板３は、磁性体材
料からなる金属板６等に接着剤層４を介して密着固定さ
れている。また、磁気抵抗素子２の両端には、前記各実
施例と同様に測定装置からのリード線が接続される。な
お、永久磁石１は円柱状もしくは角柱状のいずれでもよ
いことは勿論である。

以上の構成により、磁極面１ｂから出る磁力線は、先端
側１ａで集束し、磁極面１ｂに対向する金属板６側に供
給される。このとき、磁気抵抗素子２を高磁束密度の磁
束が通過し、磁気抵抗素子２においては強磁界となり、
抵抗値が増加する。

次に、被検出体５を第５図の左右方向において矢印ａ方
向に移動させ、永久磁石１と金属板６との間を通過させ
ると、被検出体５が接近するに伴って永久磁石１から出
る磁力線は被検出体５側に供給されてゆく。この際、磁
気抵抗素子２を通過する磁力線は、被検出体５の移動に
影響きれ、磁気抵抗素子２の抵抗値も変化する。そして
、被検出体５が磁気抵抗素子２の直近に達したとき、抵
抗値が減少し、測定装置において被検出体５の接近が適
正に検知される。また、被検出体５が遠ざかるに伴って
磁力線は磁気抵抗素子２側に集中し、抵抗値も増加する
。この様に、磁気抵抗素子２の抵抗値は被検出体５の接
近と共に、形状によっても変化するので、測定装置にお
いて、予め各種データを入力しておき、近接センサから
の測定データと比較することにより、被検出体５の“す
゛イス等も判別できる。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明に係る近接センサは
、永久磁石の先端側を先細り状に形成してその磁極面に
磁気抵抗素子を密着又は所定間隔をあけて設けたため、
永久磁石から出される磁力線を先端側に集束させること
ができ、磁気抵抗素子を通過する磁束が高磁束密度とな
る。よって、磁性体からなる被検出体を接近させると、
磁気抵抗素子においては磁界の変化により抵抗値が大き
く変化し、この抵抗変化の差異が明確となり、近接セン
サとしての検知感度は従来に比して大幅に向」−する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の第１実施例である近接センサの正面
図、第１ｂ図は同近接センサの底面図、第２図及び第３
図は同近接センサの作用説明図である。第４ａ図は本発
明の第２実施例である近接センサの正面図、第４ｂ図は
同近接センサの底面図である。第５図は本発明の第３実
施例である近接センサの正面図である。第６図は従来の
近接センサの作用説明図である。 １・・・永久磁石、１ａ・・・先端側、１ｂ・・・磁極
面、２・・・磁気抵抗素子、３・・・基板、５・・・被
検出体。 特許出願人　　株式会社村田製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、永久磁石の先端側を先細り状に形成してその先端面
   を磁極面とし、該磁極面に磁気抵抗素子を密着又は所定
   間隔をあけて設けたことを特徴とする近接センサ。