JPH058962B2 - - Google Patents

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JPH058962B2
JPH058962B2 JP956986A JP956986A JPH058962B2 JP H058962 B2 JPH058962 B2 JP H058962B2 JP 956986 A JP956986 A JP 956986A JP 956986 A JP956986 A JP 956986A JP H058962 B2 JPH058962 B2 JP H058962B2
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JP956986A
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Yoshiaki Fujiwara
Michiko Endo
Juji Kojima
Noboru Wakatsuki
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 閉磁気回路内の位置による漏洩磁束の変化を検
知して位置を検出する装置であつて、閉磁気回路
を位置変化と漏洩磁束の変化とが直線的となるよ
うに構成し、高精度の位置検出を可能とする。
[産業上の利用分野] 本発明は、位置検出装置に係り、特に並設され
た二つの細長磁性部材とこの両端の永久磁石とよ
りなる閉磁気回路と、この内側において細長磁性
部材の長手方向に移動可能な磁気検知器とよりな
る位置検出装置の改善に関する。
[従来の技術] 永久磁石の直接磁界を磁気検知器により測定す
る構造のポテンシヨメータは、測定可能な距離が
短いという問題点がある。
これらの問題点を解決すべく、本出願人は昭和
60年9月13日付で発明の名称「ポテンシヨメー
タ」を特許出願(特願昭60−202832号)した。こ
のポテンシヨメータは、第8図に示す如く、二つ
の細長の磁性部材1,2と、これに挾まれて左右
端側に配されたフエライト又はアルニコ等の永久
磁石3,4とよりなる閉磁気回路5と、閉磁気回
路5内においてその細長磁性部材1の長手方向へ
移動可能な磁気検知器6とよりなる。磁検知出器
6は、例えば強磁性金属(パーマロイ等)の磁気
抵抗を利用した磁気検知素子を収容した構成であ
り、被測定物の変位に応じて非磁性のガイド7に
案内されつつ移動する。また閉磁気回路5の細長
磁性部材1,2には、永久磁石3,4のN極から
S極に向かつて磁束8,9が通り、閉磁気回路5
の内側には、細長磁性部材1,2より漏洩し、永
久磁石3,4から離れるにつれて弱まる漏洩磁束
10が流れる。
第9図のラインIは第8図中細長磁性部材1の
内側面近傍における漏洩磁束10による磁界の強
さを示す。磁気検知器6が漏洩磁束10の方向及
び量を検知しつつ第8図中P1を中心としてP2
P3の間を直線的に移動するとき、磁気検知器6
よりは、第10図中ラインで示す電圧が出力さ
れる。この出力電圧に基づいて、磁気検知器6、
即ち、被測定物の位置が検出される。
ところで、上記の細長磁性部材1は、その断面
積が全長に亘つて一定である形状であるため、上
記磁界の強さaは、上記ラインで示すように、
永久磁石3及び4より離れるにつれてa=1/
l3/2(ここでlは永久磁石3,4よりの離反距離)
の割合で減じ、左右の永久磁石3,4の中間位置
P1では零となる如くになり、ラインは曲線と
なる。従つて、磁気検知器6の出力特性は、上記
ラインに対応したラインで示される如くにな
り、ラインは中心位置P1からの距離に対して
略対数的に変化する曲線となる。
第11図は、第8図のポテンシヨメータを使用
した位置測定装置の1例を示す。磁気検知器6よ
りの出力電圧は、増幅器11により増幅され、
波器12を通してノイズを除去された後、直線化
回路13を通り、A/D変換器15でA/D変換
されてマイクロプロセツサユニツト16に供給さ
れて処理される。
[発明が解決しようとする問題点] 磁気検知器6の出力特性はラインで示す如く
に曲線であり、永久磁石3,4よりの離反距離l
(第8図参照)に対して比例関係にない。このた
め、位置測定装置には、高価な直線化回路13が
不可欠であり、位置測定装置がコスト高となると
いう問題点があつた。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、離間対向して配された細長の磁性部
材と、該細長磁性部材20,21,30,31の
両端側の各々に該細長磁性部材20,21,3
0,31により挟まれ且つ互いに磁極の向きを逆
方向にすると共に、該磁極の向きが閉磁気回路の
磁束の流れに沿うように配された永久磁石とより
なる閉磁気回路と、該閉磁気回路の内側にあつて
該細長磁性部材の長手方向へ移動可能であり、上
記閉磁気回路の内側に漏洩している磁束の方向及
び量を検知する磁気検知器とよりなる位置検出装
置であつて、 該細長磁性部材を、その長手方向に直角な断面
の面積が、両端で最大であり、中央部に向かうに
つれて減少し、中央部で最小となる形状としたこ
とを特徴とし、 さらには、前記細長磁性部材は、両端が厚く、
中央部に向かうにつれて厚さが減少し、中央部が
最も薄い形状としたこと、 前記細長磁性部材は、前記閉磁気回路の内側に
向く面が平面であり、該閉磁気回路の外側に向く
面が、中央部が谷部となるように傾斜した一対の
平面で形成されていること、 前記閉磁気回路の内側に向く面が平面であり、
該閉磁気回路の外側に向く面が、中央部が谷部と
なるように湾曲した曲面で形成されていることを
特徴とし構成したものである。
[作用] 前記形状の細長磁性部材は、磁束の漏洩状況を
変え、漏洩磁束による磁界の強さが細長磁性部材
の長手方向上の位置に対して比例関係となるよう
にし、磁気検知器の出力特性の直線性を改善す
る。
[実施例] 以下図面と共に本発明の実施例について説明す
るに、各図中、第8図及び第11図に示す構成部
分と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。
第1図は本発明の第1の実施例による位置検出
装置の概略を示す平面図である。
同図中、20,21はパーマロイ、磁性ステン
レス、又は珪素鋼板等を用いた細長磁性部材であ
り、左右端で永久磁石3,4を挾んでいる。細長
磁性部材20,21及び永久磁石3,4が閉磁気
回路23を構成する。
細長磁性部材20,21は、夫々閉磁気回路2
3の内側に向く面20a,21aが平面であり、
外側の面20b,21bが中央位置P1を谷部2
0b−1,21b−1とされた一対の傾斜した平面
20b−2,20b−3,21b−2,21b−3
りなる形状を有する。換言すれば、細長磁性部材
20,21は、永久磁石3,4に近い両端部で最
も厚い板厚T2を有し、永久磁石3,4より離れ
るにつれて板厚が漸次減少し、永久磁石3,4よ
り最も離れた中央位置P1において最も薄い板厚
T1を有し、且つ内側面20a,21aが平面と
された形状を有する。こゝでT2とT1とは、T2
T1×(2.0〜5.0)なる関係を満足するように定め
てある。なお、閉磁気回路23は、中心点oを通
る横軸及び縦軸に関して対称な形状となつてい
る。
上記の閉磁気回路23において、細長磁性部材
20,21には、永久磁石3,4のS極からN極
に向かつて磁束24,25が通り、閉磁気回路2
3の内側には細長磁性部材20,21より漏洩し
た漏洩磁束26が流れる。
こゝで、細長磁性部材20,21は上記のよう
な形状であり、長手方向に直角な面での断面積は
両端で最大で永久磁石3,4より遠くなるにつれ
て減少し、中央位置P1で最小となる。断面積の
減少は磁束の漏洩を促し、永久磁石3,4より離
れても磁束は効果的に漏洩し、前記従来の場合よ
りも余分に漏洩する。これにより、細長磁性部材
20の内側面20a近傍における漏洩磁束による
磁界の強さと、細長磁性部材20の長手方向上の
各位置との関係は、第2図中ラインで示される
如くになり、第9図のラインに比べて直線性が
改善される。
磁気検知器6は、被測定物の動きに応じて、ガ
イド7により案内されつゝ、且つ漏洩磁束26の
方向及び量を検知しつゝ、位置P1を中心として
P2−P3間を直線的に移動する。このとき、磁気
検知器6より、第3図中ラインで示す電圧が出
力される。ラインは上記ラインに略対応し、
第10図中のラインに比べて直線性が改善され
ている。
直線性が改善されたことにより、第1図の位置
検出器を使用した位置測定装置は第4図に示す如
くになり、前記の直線化回路13は設けられてい
ず、波器12の出力がA/D変換器15に供給
される安価な回路構成となつており、測定精度が
向上する。
第7図は本発明の第2の実施例になる位置検出
装置の概略を示す平面図である。
同図中、30,31は細長磁性部材であり、永
久磁石3,4と組み合わせて閉磁気回路32を構
成している。33,34は夫々細長磁性部材内を
通る磁束、35は細長磁性部材30,31より閉
磁気回路32の内側に漏洩した漏洩磁束である。
細長磁性部材30,31の相対向する内側の面
30a,31aは平面である。細長磁性部材30
の外側の面30bは、中央を原点とするx−y座
標においてy=Ax3/2(Aは定数)の曲線に一致し
た曲面30b−1と、y軸に関してこれと対称な
曲面30b−2とが組み合わされた、中央部が谷
部30b−3となる湾曲した曲面となつている。
別の細長磁性部材31の外側の面31bも上記面
30bと同じ形状の曲面となつている。従つて、
細長磁性部材30,31は、両端が厚く、中央部
が薄く、断面積が永久磁石3,4より離れるにつ
れて小さくなる形状となつている。なお、y=
Ax3/2は、前記した厚さの変化のない細長の磁性
部材よりの漏洩磁束による磁界の強さと磁性部材
の長手方向位置との関係を考慮して定めてある。
細長磁性部材30,31の上記の形状とされて
いることにより、細長磁性部材30の内側面30
a近傍における漏洩磁束による磁界の強さと、細
長磁性部材30の長手方向の各位置との関係は、
第6図中ラインで示す如くになり、第2図のラ
インに比べて直線性が更に改善される。
磁気検知器6は、被測定物の動きに応じて、ガ
イド7により案内されつつ、且つ漏洩磁束35の
方向及び量を検出しつゝ、位置P1を中心として
P2−P3間を直線的に移動する。このとき磁気検
知器6よりは、第7図中ラインで示す電圧が出
力される。ラインは上記ラインに略対応し、
第3図のラインに比べて更に良い直線性となつ
ている。
このため、第5図の位置検出器を使用すること
により、位置測定装置は第4図に示すと同様に、
直線化回路13を設けずに構成でき、安価とな
り、しかも、良好な測定精度を保証しうる。
なお、細長磁性部材の幅寸法を変えても、更に
は厚さと併せて幅寸法を変えても、磁気検出装置
の特性の直線性を改善しうる。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明によれば、磁気検知
器の移動位置と磁気検知器の出力電圧との関係で
表わされる磁気検出装置の特性の直線性を改善出
来、これにより、従来は不可欠とされた直線化回
路を省略して位置測定装置を構成出来、位置測定
装置のコストの低減を図り得、しかも、部材を付
加することなくして上記直線性の改善を図り得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例になる位置検出
装置の概略を示す平面図、第2図は第1図中の閉
磁気回路の内側への漏洩磁束による磁界の強さの
分布を示す図、第3図は前記第1の実施例になる
位置検出装置の特性図、第4図は前記第1の実施
例になる位置検出装置を使用した位置測定装置の
一実施例を示すブロツク図、第5図は本発明の第
2の実施例になる位置検出装置の概略を示す平面
図、第6図は第5図中の閉磁気回路の内側への漏
洩磁束による磁界の強さの分布を示す図、第7図
は前記第2の実施例になる位置検出装置の特性
図、第8図は従来技術になるポテンシヨメータの
概略を示す平面図、第9図は第8図中の閉磁気回
路の内側への漏洩磁束による磁界の強さの分布を
示す図、第10図は前記従来技術になるポテンシ
ヨメータの特性図、第11図は前記従来技術にな
るポテンシヨメータを使用した位置測定装置の1
例を示すブロツク図、である。 第1図、第5図において、3,4は永久磁石、
6は磁気検知器、7はガイド、13は直線化回
路、20,21,30,31は細長磁性部材、2
0a,21a,30a,31aは内側面、20
b,21b,30b,31bは外側面、20b−
,21b−1,30b−3は谷部、20b−2,2
0b−3,21b−2,21b−3は傾斜平面、3
0b−1,31b−1は曲面、23,32は閉磁気
回路、24,25,33,34は磁束、26,3
5、は漏洩磁束である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 離間対向して配された細長の磁性部材20,
    21,30,31と、該細長磁性部材20,2
    1,30,31の両端側の各々に該細長磁性部材
    20,21,30,31により挟まれ且つ互いに
    磁極の向きを逆方向にすると共に、該磁極の向き
    が閉磁気回路の磁束の流れに沿うように配された
    永久磁石3,4とよりなる閉磁気回路23,32
    と、該閉磁気回路23,32の内側にあつて該細
    長磁性部材20,21,30,31の長手方向へ
    移動可能に設けてあり、上記閉磁気回路の内側に
    漏洩している磁束の方向及び量を検知する磁気検
    知器6とよりなる位置検出装置であつて、 該細長磁性部材20,21,30,31を、そ
    の長手方向に直角な断面の面積が、両端で最大で
    あり、中央部に向かうにつれて減少し、中央部で
    最小となる形状としたことを特徴とする位置検出
    装置。 2 前記細長磁性部材20,21,30,31
    は、両端が厚く、中央部に向かうにつれて厚さが
    減少し、中央部が最も薄い形状としたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の位置検出装
    置。 3 前記細長磁性部材20,21は、前記閉磁気
    回路23の内側に向く面20a,21が平面であ
    り、該閉磁気回路23の外側に向く面20b,2
    1bが、中央部が谷部20b−1,21b−1とな
    るように傾斜した一対の平面20b−2,20b
    3,21b−2,21b−3で形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の位置
    検出力装置。 4 前記細長磁性部材30,31は、前記閉磁気
    回路32の内側に向く面30a,31が平面であ
    り、該閉磁気回路32の外側に向く面30b,3
    1bが、中央部が谷部30b−3となるように湾
    曲した曲面30b−1,30b−2で形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    位置検出装置。
JP61009569A 1985-09-13 1986-01-20 位置検出装置 Granted JPS62168001A (ja)

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KR1019860007048A KR900004780B1 (ko) 1985-09-13 1986-08-25 자기(磁氣) 센서를 사용한 위치 검출장치
US06/906,027 US4810965A (en) 1985-09-13 1986-09-11 Position detecting apparatus using a magnetic sensor and a closed magnetic circuit with non-uniform magnetic flux distribution
DE8686112639T DE3668692D1 (de) 1985-09-13 1986-09-12 Positionsdetektor mit magnetischem sensor.
EP86112639A EP0215454B1 (en) 1985-09-13 1986-09-12 Position detecting apparatus utilizing a magnetic sensor

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JP5861898B2 (ja) * 2013-06-04 2016-02-16 株式会社デンソー 位置検出装置

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