JPH043265Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転方向の角変位量または直線方向
の移動量などを磁気的に検出する磁気検出器に関
する。

先行技術は、合成樹脂材料から成るボビンに巻
回されたコイルを強磁性材料から成る着磁された
コアに挿着して構成される。着磁されたコアの磁
界が変化すると、電磁誘導によつてコア内部に渦
電流が生じてコア周壁付近に移動する。そして、
渦電流がコア周壁付近に生じた結果、電磁誘導に
よつてコア周壁付近くにおるコイルに起電力が生
じる。コアから磁束が強磁性材料などから成る被
検出物体に流れるように設定されている場合を想
定する。被検出物体が移動してコアの磁界を乱す
と上述の起電力がコイルに生じる。この原理を利
用して、被検出物体の移動量などを前記起電力に
よつて検出する。

このような先行技術において、ボビンはコイル
がコアに直接接触して、損傷などを防ぐために用
いられるが、電気絶縁性を確実にするために複雑
な構造となる。

本考案の目的は、コイルの電気絶縁性を向上
し、しかも構造が簡単で安価な磁気検出器を提供
することである。

本考案は、 (a) 熱加塑性合成樹脂と強磁性材料から成る微細
粒子との混合物から成り、軸線方向に着磁され
ているコア３であつて、 （a1）直円柱軸部６と、 （a2） 軸部６の軸線方向一方端部に同軸に
形成され、軸部６よりも大径の円板状フラン
ジ部７と、 （a3） 軸部６の軸線方向他方端部に形成さ
れ、軸直角断面が小判形である柱状の基部８
であつて、 （a31） 軸部６に同軸に形成され、一直径線
２３の方向に対応して形成され、フランジ部
７とほぼ同一の外径を有する２つの円弧面８
ｃ，８ｄと、 （a32） 円弧面８ｃ，８ｄの周方向両端部８
c1，８c2，８d1，８d2にそれぞれ連なり、
前記一直径線２３に平行であつて、軸線方向
に延びて矩形に形成される一対の平面部８
ａ，８ｂとを有する、そのような基部８と、 （a4） フランジ部７の軸部６とは反対側の端
面７ａから軸部６と同軸に軸線方向外方に突
出して形成され、フランジ部７よりも小径の
円錐状の突設部１０とを備えるコア３と、 (b) 軸部６に直接に巻回されるコイル２と、 (c) 各平面部８ａ，８ｂにそれぞれ固着され、各
平面部８ａ，８ｂよりも小さく形成され、コイ
ル２の出力端部がそれぞれ接続される端子板９
ａ，９ｂと、 (d) 高透磁率であり、かつ電気良導体である材質
から成り、有底管状であり、コア３とコイル２
とを収納し、底２４は、突設部１０が露出する
露出孔２５を有し、底２４の内面２４ａには、
フランジ部７の前記端面７ａが当接し、この底
２４の厚みは、突設部１０の頂部１０ａが底２
４から軸線方向に外方に突出しない値に定めら
れる外囲器５と、 (e) 外囲器５に収納され、端子板９ａ，９ｂに接
続され、コイル２の出力をパルスに変換する処
理回路４と、 (f) 外囲器５内の隙間に充填され、電気絶縁性で
ある充填剤１２とを含むことを特徴とする磁気
検出器である。

第１図は、本考案の一実施例の断面図である。
磁気検出器１は、コア３と、コア３に直接巻回さ
れたコイル２と、コイル２から導出される電気信
号を処理する処理回路４と、これらを保護する外
囲器５とを含む。

第２図はコア３の平面図であり、第３図は第２
図の側面図であり、第４図は第２図の底面図であ
る。コア３は、第３図示のように大略的にボビン
形状に成形される。コイル２は直円柱状の軸部６
に直接巻回され、ボビンの顎状部にあたるフラン
ジ部７と基部８によつて巻回された端側面が保持
される。フランジ部７は軸部６と同じ軸線を有し
円板状に形成され、コイル２の巻回量に応じて直
径が定められる。基部８は、軸直角断面が小判形
である柱状であり、フランジ部７の直径と同一の
直径を有する。基部８は２つの円弧面と一対の平
行な矩形の平面部８ａ，８ｂを有する。基部８の
各平面部８ａ，８ｂには、電気絶縁体から成る端
子板９ａ，９ｂが貼着され、コイル２の出力端子
と処理回路４の入力端子が前記端子板９ａ，９ｂ
に固着される。前記フランジ部７のコイル２と当
接しない端面７ａには、軸部６と同じ軸線を有し
て外方に突出する円錐状の突設部１０が設けられ
る。この突設部１０のフランジ部７に接する底面
は軸部６の軸直角断面と同一に形成され、先端の
頂部１０ａは適宜に丸みが付けられる。

コア３は強磁性材料の粉体を混入した電気絶縁
性材料である合成樹脂などで形成される。強磁性
材料としては、鉄酸化物であるフエライトや希土
類コバルト化合物などが選ばれる。フエライトや
希土類コバルト化合物は焼結された後、１〜
10μm程度に粉砕して微細粒子にされる。電気絶
縁性材料である合成樹脂には、たとえばナイロン
やポリエチレンなどの熱加塑性合成樹脂が選ば
れ、強磁性材料から成る前記粉体が適度に混入さ
れて、コア３が上述のような形状に射出成形され
る。コア３は成形された後、突設部１０から磁束
が出るように矢符１１の方向に着磁され、いわゆ
るプラスチツク磁石となる。

コア３に巻回されたコイル２の出力端部は、上
述の端子板９ａ，９ｂに固着され、同様に前記端
子板９ａ，９ｂに固着された処理回数４の入力端
子に接続される。処理回路４は、後述するように
トランジスタや抵抗などで構成された電子回路
で、コイル２から出力された電気信号をパルスに
変換し、増幅する。処理回路４には出力用および
処理回路作動電源用の接続線Ｃが接続される。

コイル２が巻回されたコア３および処理回路４
には、これらが保護されるように管状の外囲器５
が外嵌される。外囲器５とコア３および処理回路
４の隙間には充填剤１２が充填されて、コア３お
よび処理回路４が固定される。外囲器５は、外部
の磁界の影響が内部におよばないよう磁気遮蔽す
るために透磁率が高く、また電気的ノイズが内部
配線に混入しないように電気良導体である材質、
たとえばパーマロイなどから成る。充填剤１２に
は電気絶縁性材料であるエポキシ樹脂やシリコン
ゴムが好適である。外囲器５の第１図示の左側端
部は、底２４となつており、この底２４の内面２
４ａ、すなわち第１図のようにその端面内面とコ
ア３の突設部１０が形成されているフランジ部７
の端面７ａとが当接するように、コア３が固着さ
れている。コア３の軸線は外囲器５の軸線と一致
する。外囲器５の第１図示の右側端部は、接続線
Ｃが引き出されるように、円板状端面に小孔が設
けられる。

コア３は、直円柱状の軸部６と、フランジ部７
と、基部８と、突設部１０とを備える。フランジ
部７は、軸部６の軸線方向一方端部に同軸に形成
され、軸部６よりも大径の円板状である。基部８
は、軸部６の軸線方向他方端部に形成される。こ
の基部８は、２つの円弧面８ｃ，８ｄと、一対の
平面部８ａ，８ｂとを有する。円弧面８ｃ，８ｄ
は、軸部６と同軸に形成され、一直径線２３の方
向に対応して、すなわち第２図および第４図の左
右に対応して180°ずれて形成される。これらの円
弧面８ｃ，８ｄは、フランジ部７とほぼ同一の外
径を有する。一対の平面部８ａ，８ｂは、円弧面
８ｃ，８ｄの周方向両端部８c1，８c2，８d1，
８d2にそれぞれ連なる。これらの平面部８ａ，
８ｂは、前記一直径線２３に平行でり、軸線方向
（第３図の上下方向）に延びており、矩形に形成
される。突設部１０は、フランジ部７の軸部６と
は反対側（第３図の上方）の端面７ａから軸部６
と同軸に軸線方向外方（第３図の上方）に突出し
て形成される。

端子板９ａ，９ｂは、各平面部８ａ，８ｂにそ
れぞれ固着されており、これらの端子板９ａ，９
ｂは、各平面部８ａ，８ｂよりも小さく形成され
る。

外囲器５は、有底管状であり、その底２４は、
突設部１０が露出する露出孔２５を有する。底２
４の厚みは、第１図から明らかなように、突設部
１０の頂部１０ａが底２４から軸線方向外方（第
１図の左方）に突出しない値に定められる。

以下、磁気検出器１の動作状態について説明す
る。磁気検出器１の軸線は、被検出物体１３の移
動方向Ｄに垂直な位置に配置され、またコア３の
突設部１０がギヤツプＧを隔てて被検出物体３に
臨むように固定される。ギヤツプＧは検出に最適
なように予め設定される。コア３の突設部１０か
ら出た磁束は、ギヤツプＧを介して被検出物体１
３に流れる。被検出物体１３が移動方向Ｄに移動
して、コア３からの磁束が流れ込む被検出領域に
被検出物体３の切欠部３ａがくるとコア３の磁界
が変化する。磁界が変化することによつて、コア
３に渦電流が誘導され、またこの渦電流によつて
コア３に巻回されたコイル２に電流が誘発され
る。コイル２の出力は、たとえば第５図(1)のよう
な波形となる。このようなコイル２の出力は処理
回路４で、コンピユータなどの入力信号に好適な
第６図(2)のようなパルスに変換増幅される。

第７図は、処理回路４の一実施例の回路図であ
る。電源Vccは反転増幅回路Ａと、抵抗R1を介
してトランジスタQ1のコレクタおよびトランジ
スタQ2のベースと、また抵抗R2を介してトラン
ジスタQ2のコレクタにそれぞれ与えられる。反
転増幅回路Ａの反転端子は、抵抗R3を介して入
力端子２０に接続され、非反転端子は抵抗R4を
介して接地される。また反転増幅回路Ａの出力
は、抵抗R5を介して反転増幅回路Ａの反転端子
に負帰還されるとともにトランジスタQ1のベー
スに与えられる。トランジスタQ1およびトラン
ジスタQ2の各エミツタは、接地される。

コア３の突設部１０は、軸線方向外方に突出し
て形成され、フランジ部７よりも小径の円錐状で
あり、このコア３は軸線方向に着磁されており、
したがつてこの突設部１０に磁束が集中し、した
がつて検出の分解能を向上することができる。

また一対の平面部８ａ，８ｂは、軸線方向に延
びて矩形に形成され、この平面部８ａ，８ｂに
は、それらの各平面部８ａ，８ｂよりも小さい端
子板９ａ，９ｂがそれぞれ固着されるので、外囲
器５内に電気絶縁性の充填剤１２を充填したと
き、その充填剤１２が平面部８ａ，８ｂに接触す
ることになり、したがつてコア３が外囲器５内で
その軸線まわりに不所望に角変位することがな
く、コア３は、外囲器５と一体的に固定されるこ
とになる。

さらにこのコア３の軸部６には、コイル２が直
接に巻回され、したがつてこのような一対の平面
部８ａ，８ｂを保持してコイル２を巻回する作業
を容易に行うことができ、生産性の向上を図るこ
とができる。

さらにまた外囲器５の底２４の厚みは、突設部
１０の頂部１０ａが底２４から軸線方向外方に突
出しない値に定められており、したがつてその頂
部１０ａが被検出物体１３に接触することがな
く、頂部１０ａの摩耗および損傷などを防ぐこと
ができ、したがつて検出特性の変化を防ぐことが
できる。

入力端子２０に与えられたコイル２からの出力
は、反転増幅回路Ａおよび反転増幅回路Ａに接続
されている抵抗R3〜R5によつて、反転増幅され
る。反転増幅された反転増幅回路Ａからの出力
は、トランジスタQ1およびトランジスタQ2の
0N／0FF動作によつてパルスに変換され、端子
２１に出力される。

このようにして、磁気検出器１によつて被検出
物体１３の切欠部１３ａを検出することができ
る。さらに被検出物体１３に切欠部１３ａを等間
隔に適宜設けることなどによつて被検出物体１３
の移動量を検出することができる。また磁気検出
器１によつて、同様に歯車やプーリなどの回転体
の凹凸部を検出して、これらの回転角や回転数な
どを検出することができる。

以上のように本考案によれば、コアを合成樹脂
などのような電気絶縁性材料と強磁性材料の粉体
とを混合して成る磁石で形成することによつて、
構成が簡単で、電気絶縁性が向上され、しかも生
産コストの低減が図れることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
コア３の平面図、第３図は第２図の側面図、第４
図は第２図の底面図、第５図はコイル２からの出
力の波形図、第６図は処理回路４の電気回路図で
ある。 ２……コイル、３……コア。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (a) 熱加塑性合成樹脂と強磁性材料から成る微細
   粒子との混合物から成り、軸線方向に着磁され
   ているコア３であつて、 （a1） 直円柱軸部６と、 （a2） 軸部６の軸線方向一方端部に同軸に
   形成され、軸部６よりも大径の円板状フラン
   ジ部７と、 （a3） 軸部６の軸線方向他方端部に形成さ
   れ、軸直角断面が小判形である柱状の基部８
   であつて、 （a31） 軸部６に同軸に形成され、一直径線
   ２３の方向に対して形成され、フランジ部７
   とほぼ同一の外径を有する２つの円弧面８
   ｃ，８ｄと、 （a32） 円弧面８ｃ，８ｄの周方向両端部８
   c1，８c2，８d1，８d2にそれぞれ連なり、
   前記一直径線２３に平行であつて、軸線方向
   に延びて矩形に形成される一対の平面部８
   ａ，８ｂとを有する、そのような基部８と、 （a4） フランジ部７の軸部６とは反対側の
   端面７ａから軸部６と同軸に軸線方向外方に
   突出して形成され、フランジ部よりも小径の
   円錐状の突設部１０とを備えるコア３と、 (b) 軸部６に直接に巻回されるコイル２と、 (c) 各平面部８ａ，８ｂにそれぞれ固着され、各
   平面部８ａ，８ｂよりも小さく形成され、コイ
   ル２の出力端部がそれぞれ接続される端子板９
   ａ，９ｂと、 (d) 高透磁率であり、かつ電気良導体である材質
   から成り、有底管状であり、コア３とコイル２
   とを収納し、底２４は、突設部１０が露出する
   露出孔２５を有し、底２４の内面２４ａには、
   フランジ部７の前記端面７ａが当接し、この底
   ２４の厚みは、突設部１０の頂部１０ａが底２
   ４から軸線方向に外方に突出しない値に定めら
   れる外囲器５と、 (e) 外囲器５に収納され、端子板９ａ，９ｂに接
   続され、コイル２の出力をパルスに変換する処
   理回路４と、 (f) 外囲器５内の隙間に充填され、電気絶縁性で
   ある充填剤１２とを含むことを特徴とする磁気
   検出器。