JPH06258006A - 変位センサ - Google Patents
変位センサInfo
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- JPH06258006A JPH06258006A JP4146193A JP4146193A JPH06258006A JP H06258006 A JPH06258006 A JP H06258006A JP 4146193 A JP4146193 A JP 4146193A JP 4146193 A JP4146193 A JP 4146193A JP H06258006 A JPH06258006 A JP H06258006A
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- magnet
- displacement
- magnets
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁電変換素子と磁石を用いた変位センサの検
出感度を改善する。 【構成】 被測定物と対向する方向と平行でない方向に
着磁した複数の磁石を面対称に配置し、前記対称面上で
前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を配置した構成
で、磁性体である被測定物の変位を検出する。あるい
は、被測定物と対向する方向と平行でない方向で、か
つ、磁石中央面に対して対称となるように着磁した磁石
を配置し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の
間に磁電変換素子を配置した構成で、磁性体である被測
定物の変位を検出する。また、被測定物と対向する方向
に平行に着磁した複数の磁石を、面対称で、かつ、一定
間隔おいて配置し、前記対称面上で前記磁石と被測定物
の間に磁電変換素子を配置した構成で、磁性体である被
測定物の変位を検出する。さらに、磁気反発して接する
複数の磁石を、磁石形状の組合せによって、或は、他の
部材を用いることによって固定する。
出感度を改善する。 【構成】 被測定物と対向する方向と平行でない方向に
着磁した複数の磁石を面対称に配置し、前記対称面上で
前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を配置した構成
で、磁性体である被測定物の変位を検出する。あるい
は、被測定物と対向する方向と平行でない方向で、か
つ、磁石中央面に対して対称となるように着磁した磁石
を配置し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の
間に磁電変換素子を配置した構成で、磁性体である被測
定物の変位を検出する。また、被測定物と対向する方向
に平行に着磁した複数の磁石を、面対称で、かつ、一定
間隔おいて配置し、前記対称面上で前記磁石と被測定物
の間に磁電変換素子を配置した構成で、磁性体である被
測定物の変位を検出する。さらに、磁気反発して接する
複数の磁石を、磁石形状の組合せによって、或は、他の
部材を用いることによって固定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鉄などの磁性体
である被測定物の変位を検出する変位センサに関する。
である被測定物の変位を検出する変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁石と磁電変換素子を使用して磁性体の
変位を検出するものとしては、特開平４−４７２６９等
で示される、モータなどの回転数を検出するもので、モ
ータなどに組み込まれた磁性体の歯車を被検出物とし、
磁石をこの歯車と対向、或はヨークを介して設置し、そ
の間に磁電変換素子を設置し、回転にともなう磁束密度
の変化を検出することで回転数の検出をおこなう回転セ
ンサなどが知られている。また特開昭５９−７０９７
８、特開昭５９−１２６２０２等で示される、変位量を
検出するもので、凹凸を持つ磁性体を被検出物とし、磁
石をこの被測定物と対向して設置し、その間に磁電変換
素子を設置し、被測定物の横方向の変位量の検出をおこ
なう変位センサなどが知られている。
変位を検出するものとしては、特開平４−４７２６９等
で示される、モータなどの回転数を検出するもので、モ
ータなどに組み込まれた磁性体の歯車を被検出物とし、
磁石をこの歯車と対向、或はヨークを介して設置し、そ
の間に磁電変換素子を設置し、回転にともなう磁束密度
の変化を検出することで回転数の検出をおこなう回転セ
ンサなどが知られている。また特開昭５９−７０９７
８、特開昭５９−１２６２０２等で示される、変位量を
検出するもので、凹凸を持つ磁性体を被検出物とし、磁
石をこの被測定物と対向して設置し、その間に磁電変換
素子を設置し、被測定物の横方向の変位量の検出をおこ
なう変位センサなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なセンサは、磁石と磁電変換素子と被測定物との相対位
置によって決まる検出感度によって検出距離が制限され
てしまうため、用途が限定されるという問題点を有して
いる。また、十分な感度を得るために必要なだけの磁束
を発生させなければならないため、磁石使用量が多くな
ってしまうという問題点を有している。
なセンサは、磁石と磁電変換素子と被測定物との相対位
置によって決まる検出感度によって検出距離が制限され
てしまうため、用途が限定されるという問題点を有して
いる。また、十分な感度を得るために必要なだけの磁束
を発生させなければならないため、磁石使用量が多くな
ってしまうという問題点を有している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の変位センサは、
磁石と磁電変換素子を有し、磁性体である被測定物の変
位を検出する変位センサにおいて、被測定物と対向する
方向と平行でない方向に着磁した複数の磁石を面対称に
配置し、前記対称面上で前記磁石と被測定物の間に前記
磁電変換素子を配置した構成とすることによって、被測
定物の変位を求める構造である。
磁石と磁電変換素子を有し、磁性体である被測定物の変
位を検出する変位センサにおいて、被測定物と対向する
方向と平行でない方向に着磁した複数の磁石を面対称に
配置し、前記対称面上で前記磁石と被測定物の間に前記
磁電変換素子を配置した構成とすることによって、被測
定物の変位を求める構造である。
【０００５】また、磁石と磁電変換素子を有し、磁性体
である被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、
被測定物と対向する方向と平行でない方向で、かつ、磁
石中央面に対して対称となるように着磁した磁石を配置
し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の間に前
記磁電変換素子を配置した構成によって、被測定物の変
位を求める構造である。
である被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、
被測定物と対向する方向と平行でない方向で、かつ、磁
石中央面に対して対称となるように着磁した磁石を配置
し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の間に前
記磁電変換素子を配置した構成によって、被測定物の変
位を求める構造である。
【０００６】また、磁石と磁電変換素子を有し、磁性体
である被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、
被測定物と対向する方向と平行に着磁した複数の磁石
を、面対称で、かつ、一定間隔おいて配置し、前記対称
面上で前記磁石と被測定物の間に前記磁電変換素子を配
置した構成とすることによって、被測定物の変位を求め
る構造である。
である被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、
被測定物と対向する方向と平行に着磁した複数の磁石
を、面対称で、かつ、一定間隔おいて配置し、前記対称
面上で前記磁石と被測定物の間に前記磁電変換素子を配
置した構成とすることによって、被測定物の変位を求め
る構造である。
【０００７】また、磁気反発して接する複数の磁石を使
用する場合、磁石形状の組合せによって、あるいは、他
の部材を用いることによって、磁石を固定する構造であ
る。
用する場合、磁石形状の組合せによって、あるいは、他
の部材を用いることによって、磁石を固定する構造であ
る。
【０００８】
【作用】磁石と磁電変換素子を使用して磁性体の変位を
検出するセンサは、変位によって生じる磁束密度の変化
を磁電変換素子によって検出するものである。センサの
検出感度を磁性体の変位によって生じる磁束密度の変化
割合で評価した場合、感度を高くするためには、この変
化割合を高くする必要がある。本発明の構成によれば、
磁束分布を制御することができるため、磁石と磁電変換
素子と被測定物との相対位置が同じであっても、検出感
度を高めることができる。すなわち本発明で磁電変換素
子は磁束密度の垂直方向成分Ｂｙを検出するものであ
り、本発明の構成により磁束分布を制御することで、被
検出物の磁気的影響が小さな状態、すなわち変位量が大
きな場合のＢｙが小さく、磁気的影響が大きな状態、す
なわち変位量が小さな場合のＢｙが大きくなる構成とし
ている。検出感度を高めることで検出距離を大きくする
ことができる。さらに、検出感度を低下させることなく
磁石量を低減することができる。
検出するセンサは、変位によって生じる磁束密度の変化
を磁電変換素子によって検出するものである。センサの
検出感度を磁性体の変位によって生じる磁束密度の変化
割合で評価した場合、感度を高くするためには、この変
化割合を高くする必要がある。本発明の構成によれば、
磁束分布を制御することができるため、磁石と磁電変換
素子と被測定物との相対位置が同じであっても、検出感
度を高めることができる。すなわち本発明で磁電変換素
子は磁束密度の垂直方向成分Ｂｙを検出するものであ
り、本発明の構成により磁束分布を制御することで、被
検出物の磁気的影響が小さな状態、すなわち変位量が大
きな場合のＢｙが小さく、磁気的影響が大きな状態、す
なわち変位量が小さな場合のＢｙが大きくなる構成とし
ている。検出感度を高めることで検出距離を大きくする
ことができる。さらに、検出感度を低下させることなく
磁石量を低減することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の第一実施例を図に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】図１は本実施例の変位センサ１の検出部２
の断面図を示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケ
ース３の内部に、面対称に配置した永久磁石４と永久磁
石５と、対称面上で永久磁石４及び永久磁石５の上端面
と所定の距離だけ離れた位置に配置されたホール素子
（磁電変換手段）６と、が設置されている。永久磁石４
と永久磁石５の間は、接していても、あるいは、空間ま
たは非磁性体が存在していてもよい。永久磁石４と永久
磁石５の着磁方向は、対称面と平行でなく、互いに対向
している。尚、永久磁石４及び永久磁石５の磁極の向き
は、各々この逆でも差し支えない。本実施例では永久磁
石に表面磁束密度が４３００ＧのＰｒＦｅＢ磁石を、磁
電変換素子にＧａＡｓホール素子を使用した。
の断面図を示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケ
ース３の内部に、面対称に配置した永久磁石４と永久磁
石５と、対称面上で永久磁石４及び永久磁石５の上端面
と所定の距離だけ離れた位置に配置されたホール素子
（磁電変換手段）６と、が設置されている。永久磁石４
と永久磁石５の間は、接していても、あるいは、空間ま
たは非磁性体が存在していてもよい。永久磁石４と永久
磁石５の着磁方向は、対称面と平行でなく、互いに対向
している。尚、永久磁石４及び永久磁石５の磁極の向き
は、各々この逆でも差し支えない。本実施例では永久磁
石に表面磁束密度が４３００ＧのＰｒＦｅＢ磁石を、磁
電変換素子にＧａＡｓホール素子を使用した。
【００１１】次に、図２に基づいて、被測定物の変位に
より磁束の分布が変化し、それによって変位が検出され
る原理を説明する。図２（ａ）、（ｂ）において、永久
磁石４、永久磁石５、ホール素子６は図１と同じであ
る。図１で示したケース３は図２では示していない。被
測定物は磁性体である鋼鉄のワイヤ７である。この例で
は、被測定物７はセンサから垂直方向に一定の距離を保
ちながら横方向に変位する場合を説明する。変位が垂直
方向の場合でも同様に変位検出ができる。
より磁束の分布が変化し、それによって変位が検出され
る原理を説明する。図２（ａ）、（ｂ）において、永久
磁石４、永久磁石５、ホール素子６は図１と同じであ
る。図１で示したケース３は図２では示していない。被
測定物は磁性体である鋼鉄のワイヤ７である。この例で
は、被測定物７はセンサから垂直方向に一定の距離を保
ちながら横方向に変位する場合を説明する。変位が垂直
方向の場合でも同様に変位検出ができる。
【００１２】図２（ａ）はワイヤが対称面上にあるとき
で、この位置を変位０とする。図２（ａ）、（ｂ）にお
いて磁力線を示したように、磁束はＮ極を出てＳ極へ向
かい、一部はワイヤを通る。磁性体は空気より透磁率が
高いので磁束はワイヤ７に吸いよせられる。磁束分布は
磁石の着磁方向を変えることによって任意に調節するこ
とができる。図２（ｂ）はワイヤ７が横方向へ変位した
ときの磁束の様子を磁力線で示している。磁束は変位方
向へは磁性体であるワイヤ７に引っ張られるように変化
し、反対方向へは元に戻るように変化している。従っ
て、ホール素子６の位置での磁束密度は変位０のときよ
りも小さくなる。
で、この位置を変位０とする。図２（ａ）、（ｂ）にお
いて磁力線を示したように、磁束はＮ極を出てＳ極へ向
かい、一部はワイヤを通る。磁性体は空気より透磁率が
高いので磁束はワイヤ７に吸いよせられる。磁束分布は
磁石の着磁方向を変えることによって任意に調節するこ
とができる。図２（ｂ）はワイヤ７が横方向へ変位した
ときの磁束の様子を磁力線で示している。磁束は変位方
向へは磁性体であるワイヤ７に引っ張られるように変化
し、反対方向へは元に戻るように変化している。従っ
て、ホール素子６の位置での磁束密度は変位０のときよ
りも小さくなる。
【００１３】センサの検出感度を磁性体の変位によって
生じる磁束密度の変化割合で評価し、以下のように定義
する。
生じる磁束密度の変化割合で評価し、以下のように定義
する。
【００１４】 検出感度； Ｓ＝（Ｂｙ（０）−Ｂｙ（∞））／Ｂｙ（０）×１００ （％） ここでＢｙ（０）は変位０のときのホール素子６の位置
での磁束密度の垂直方向成分、Ｂｙ（∞）は変位が無限
遠のとき、すなわちワイヤがないときのホール素子６の
位置での磁束密度の垂直方向成分である。
での磁束密度の垂直方向成分、Ｂｙ（∞）は変位が無限
遠のとき、すなわちワイヤがないときのホール素子６の
位置での磁束密度の垂直方向成分である。
【００１５】感度を上げるためにはこの変化割合を大き
くする必要がある。
くする必要がある。
【００１６】一般に、磁石と磁電変換素子で被測定物の
変位を検出する場合は、図１を用いて説明すると、着磁
方向が対称面と平行でない２つの磁石を面対称に配置す
る代わりに、着磁方向が前記対称面と平行な１つの磁石
を中央に配置したものと考えられる。例えば寸法が３０
×３０×２５ｍｍの磁石を使用し、磁石上面とホール素
子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下端面間の
距離を１２ｍｍとし、径３９ｍｍのワイヤの変位を検出
する場合について測定を行うと、検出感度は１２．１％
となる。このセンサを用いて、ホール素子とワイヤ下端
面間の距離を２７ｍｍと大きくすると検出感度は３．５
％と極端に低下してしまい十分な検出ができない。
変位を検出する場合は、図１を用いて説明すると、着磁
方向が対称面と平行でない２つの磁石を面対称に配置す
る代わりに、着磁方向が前記対称面と平行な１つの磁石
を中央に配置したものと考えられる。例えば寸法が３０
×３０×２５ｍｍの磁石を使用し、磁石上面とホール素
子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下端面間の
距離を１２ｍｍとし、径３９ｍｍのワイヤの変位を検出
する場合について測定を行うと、検出感度は１２．１％
となる。このセンサを用いて、ホール素子とワイヤ下端
面間の距離を２７ｍｍと大きくすると検出感度は３．５
％と極端に低下してしまい十分な検出ができない。
【００１７】本発明は、着磁方向が被測定物と対向する
方向と平行でない複数の磁石を用いた構成であり、磁束
分布を任意に調節することができる。例えば寸法が１５
×３０×２５ｍｍの磁石で、着磁方向が対称面と異な
り、着磁角が各々θ＝５５°、ψ＝５５°となる２つの
磁石を互いに対向させて接するように設置したセンサ
（使用する磁石の体積は従来例と同じ）で、磁石上面と
ホール素子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下
端面間の距離を１２ｍｍとし、径３９ｍｍのワイヤの変
位を検出する場合について測定を行うと、検出感度は表
１で示すように、３０．３％となる。
方向と平行でない複数の磁石を用いた構成であり、磁束
分布を任意に調節することができる。例えば寸法が１５
×３０×２５ｍｍの磁石で、着磁方向が対称面と異な
り、着磁角が各々θ＝５５°、ψ＝５５°となる２つの
磁石を互いに対向させて接するように設置したセンサ
（使用する磁石の体積は従来例と同じ）で、磁石上面と
ホール素子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下
端面間の距離を１２ｍｍとし、径３９ｍｍのワイヤの変
位を検出する場合について測定を行うと、検出感度は表
１で示すように、３０．３％となる。
【００１８】
【表１】
【００１９】従来の構成によるセンサと比べ２．５倍の
検出感度が得られ、検出感度が向上する。さらにこのセ
ンサを用いて、ホール素子とワイヤ下端面間の距離を２
７ｍｍと大きくすると検出感度は１２．４％となる。従
来の構成によるセンサでホール素子とワイヤ下端面間の
距離が１２ｍｍのときと同等の検出感度が２７ｍｍで実
現できる。
検出感度が得られ、検出感度が向上する。さらにこのセ
ンサを用いて、ホール素子とワイヤ下端面間の距離を２
７ｍｍと大きくすると検出感度は１２．４％となる。従
来の構成によるセンサでホール素子とワイヤ下端面間の
距離が１２ｍｍのときと同等の検出感度が２７ｍｍで実
現できる。
【００２０】なお、永久磁石４と永久磁石５の間に、空
間または非磁性の物質を設けた場合についても、同様に
検出を行うことができる。
間または非磁性の物質を設けた場合についても、同様に
検出を行うことができる。
【００２１】このように、本発明によれば、磁石の着磁
方向を調節することでセンサの検出感度を向上させるこ
とができる。そして検出距離を大きくすることが可能と
なり応用範囲を広げることができる。
方向を調節することでセンサの検出感度を向上させるこ
とができる。そして検出距離を大きくすることが可能と
なり応用範囲を広げることができる。
【００２２】次に本発明の第２実施例を図に基づいて説
明する。
明する。
【００２３】図３は変位センサ１の検出部２の断面図を
示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケース３の内
部に、磁石の中心面に対して平行でない方向で、かつ、
磁石の中心面に対して対称となるように着磁した永久磁
石８と、前記中心面の延長上でこの永久磁石８の上端面
と所定の距離だけ離れた位置に配置されたホール素子
（磁電変換素子）６と、が設置されている。尚、永久磁
石８の磁極の向きは、この逆でも差し支えない。永久磁
石には、磁場中成形した異方性のＳｍＣｏ磁石を使用し
た。ホール素子は第１実施例と同じ種類のものを使用し
た。
示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケース３の内
部に、磁石の中心面に対して平行でない方向で、かつ、
磁石の中心面に対して対称となるように着磁した永久磁
石８と、前記中心面の延長上でこの永久磁石８の上端面
と所定の距離だけ離れた位置に配置されたホール素子
（磁電変換素子）６と、が設置されている。尚、永久磁
石８の磁極の向きは、この逆でも差し支えない。永久磁
石には、磁場中成形した異方性のＳｍＣｏ磁石を使用し
た。ホール素子は第１実施例と同じ種類のものを使用し
た。
【００２４】本実施例によれば、ただ１つの磁石によっ
て、第１実施例と同じ検出原理で、磁束分布を制御する
ことがでる。従って、第１実施例と同様に検出感度を向
上させることができる。そして検出距離を大きくするこ
とが可能となり応用範囲を広げることができる。
て、第１実施例と同じ検出原理で、磁束分布を制御する
ことがでる。従って、第１実施例と同様に検出感度を向
上させることができる。そして検出距離を大きくするこ
とが可能となり応用範囲を広げることができる。
【００２５】次に、本発明の第３実施例を図に基づいて
説明する。
説明する。
【００２６】図４は変位センサ１の検出部２の断面図を
示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケース３の内
部に、面対称で、かつ一定間隔おいて配置した永久磁石
４と、永久磁石５と、対称面上でこの永久磁石４及び永
久磁石５の上端面と所定の距離だけ離れた位置に配置さ
れたホール素子（磁電変換素子）６と、が設置されてい
る。永久磁石４と永久磁石５の着磁方向は、前記対称面
と平行である。尚、永久磁石４及び永久磁石５の磁極の
向きは、各々この逆でも差し支えない。永久磁石および
ホール素子は第１実施例と同じ種類のものを使用した。
示す。本実施例の検出部２は、非磁性体のケース３の内
部に、面対称で、かつ一定間隔おいて配置した永久磁石
４と、永久磁石５と、対称面上でこの永久磁石４及び永
久磁石５の上端面と所定の距離だけ離れた位置に配置さ
れたホール素子（磁電変換素子）６と、が設置されてい
る。永久磁石４と永久磁石５の着磁方向は、前記対称面
と平行である。尚、永久磁石４及び永久磁石５の磁極の
向きは、各々この逆でも差し支えない。永久磁石および
ホール素子は第１実施例と同じ種類のものを使用した。
【００２７】図５は、被測定物の変位により磁束の分布
が変化し、それによって変位が検出される原理を示した
ものである。検出原理は実施例１と同様であり、磁束密
度を任意に調節することによって磁電変換素子の位置で
の磁束密度の垂直方向成分Ｂｙの変化量を大きくし、被
検出物の変位量を検出するものである。
が変化し、それによって変位が検出される原理を示した
ものである。検出原理は実施例１と同様であり、磁束密
度を任意に調節することによって磁電変換素子の位置で
の磁束密度の垂直方向成分Ｂｙの変化量を大きくし、被
検出物の変位量を検出するものである。
【００２８】本発明は、着磁方向が被測定物と対向する
方向と平行な複数の磁石を用いた構成である。例えば、
寸法が１５×３０×２５ｍｍの磁石で着磁方向が対称面
と平行な２つの磁石を、３０ｍｍ間隔をおいて配置した
センサを考える。この場合、間隔は磁石の幅１５ｍｍに
対して２倍となる。磁石上面とホール素子間の距離を１
７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下端面間の距離を２７ｍｍ
とし、径３９ｍｍのワイヤの変位を検出する場合につい
て測定を行うと、検出感度は表２に示すように１４．２
％となる。これに対して、磁石の間隔を磁石の幅１５ｍ
ｍに対して０．５倍の７．５ｍｍと小さくした場合は、
検出感度は４．２％となり、また、磁石の間隔を磁石の
幅に対して７倍の１０５ｍｍと大きくした場合には、検
出感度は１．９％となる。磁石の間隔を、磁石の幅の
０．５倍から７倍の間とすることにより、磁束分布を調
節することができ、検出感度を向上することができる。
方向と平行な複数の磁石を用いた構成である。例えば、
寸法が１５×３０×２５ｍｍの磁石で着磁方向が対称面
と平行な２つの磁石を、３０ｍｍ間隔をおいて配置した
センサを考える。この場合、間隔は磁石の幅１５ｍｍに
対して２倍となる。磁石上面とホール素子間の距離を１
７ｍｍ、ホール素子とワイヤ下端面間の距離を２７ｍｍ
とし、径３９ｍｍのワイヤの変位を検出する場合につい
て測定を行うと、検出感度は表２に示すように１４．２
％となる。これに対して、磁石の間隔を磁石の幅１５ｍ
ｍに対して０．５倍の７．５ｍｍと小さくした場合は、
検出感度は４．２％となり、また、磁石の間隔を磁石の
幅に対して７倍の１０５ｍｍと大きくした場合には、検
出感度は１．９％となる。磁石の間隔を、磁石の幅の
０．５倍から７倍の間とすることにより、磁束分布を調
節することができ、検出感度を向上することができる。
【００２９】先にも挙げた３０×３０×２５ｍｍの１つ
の磁石（体積は同じ）を用いた、従来の構成によるセン
サと比べ、本発明では約４倍の検出感度が得られ、検出
感度が向上する。従来の構成によるセンサでホール素子
とワイヤ下端面間の距離が１２ｍｍのときと同等の検出
感度が２７ｍｍで実現できる。
の磁石（体積は同じ）を用いた、従来の構成によるセン
サと比べ、本発明では約４倍の検出感度が得られ、検出
感度が向上する。従来の構成によるセンサでホール素子
とワイヤ下端面間の距離が１２ｍｍのときと同等の検出
感度が２７ｍｍで実現できる。
【００３０】
【表２】
【００３１】このように、本発明によれば、着磁方向が
被測定物と対向する方向と平行な２つの磁石を用い、磁
石の間隔を磁石の幅の０．５倍から７倍の間とすること
で、センサの検出感度を向上させることができる。そし
て検出距離を大きくすることが可能となり応用範囲を広
げることができる。
被測定物と対向する方向と平行な２つの磁石を用い、磁
石の間隔を磁石の幅の０．５倍から７倍の間とすること
で、センサの検出感度を向上させることができる。そし
て検出距離を大きくすることが可能となり応用範囲を広
げることができる。
【００３２】次に、本発明の第４実施例を図に基づいて
説明する。本実施例は、先の第３実施例と同じ構成で、
磁石量の低減を行ったものである。
説明する。本実施例は、先の第３実施例と同じ構成で、
磁石量の低減を行ったものである。
【００３３】磁石寸法が１０×３０×２５ｍｍの磁石
で、着磁方向が対称面と平行な２つの磁石を１０ｍｍ間
隔をおいて設置したセンサを考える。この場合、磁石の
間は、磁石の幅１０ｍｍと同じ間隔（１倍）とした。磁
石上面とホール素子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子と
ワイヤ下端面間の距離を２７ｍｍとし、径３９ｍｍのワ
イヤの変位を検出する場合について測定を行うと、検出
感度は表３に示すように３．７％となる。
で、着磁方向が対称面と平行な２つの磁石を１０ｍｍ間
隔をおいて設置したセンサを考える。この場合、磁石の
間は、磁石の幅１０ｍｍと同じ間隔（１倍）とした。磁
石上面とホール素子間の距離を１７ｍｍ、ホール素子と
ワイヤ下端面間の距離を２７ｍｍとし、径３９ｍｍのワ
イヤの変位を検出する場合について測定を行うと、検出
感度は表３に示すように３．７％となる。
【００３４】
【表３】
【００３５】先に挙げた３０×３０×２５ｍｍの１つの
磁石を用いた、従来の構成によるセンサと比べ、検出感
度を低下することなく磁石の体積を２／３に減少するこ
とができる。
磁石を用いた、従来の構成によるセンサと比べ、検出感
度を低下することなく磁石の体積を２／３に減少するこ
とができる。
【００３６】このように、本発明によれば、着磁方向が
被測定物と磁石と磁電変換素子とを結ぶ方向と等しい２
つの磁石を用い、磁石の間隔を磁石の幅の０．５倍から
７倍の間とすることで、磁石の使用量を減少することが
できる。
被測定物と磁石と磁電変換素子とを結ぶ方向と等しい２
つの磁石を用い、磁石の間隔を磁石の幅の０．５倍から
７倍の間とすることで、磁石の使用量を減少することが
できる。
【００３７】次に、本発明の第５実施例を図に基づいて
説明する。本実施例は、磁気反発して接する複数の磁石
を、磁石形状の組合せによって固定し、磁石の位置ずれ
を防止するものである。本実施例では加工性に優れたＰ
ｒＦｅＢ磁石を使用した。
説明する。本実施例は、磁気反発して接する複数の磁石
を、磁石形状の組合せによって固定し、磁石の位置ずれ
を防止するものである。本実施例では加工性に優れたＰ
ｒＦｅＢ磁石を使用した。
【００３８】磁気反発して接する複数の磁石を、例えば
図１で示したケース３等に設置する場合、磁石とケース
の間にはクリアランスがかならず存在する。従って、外
部からの振動、衝撃によって、磁石が位置ずれを生じ磁
束分布が変化してしまう恐れがある。そこで、本発明で
は、磁気反発して接する複数の磁石の接触面を加工し、
形状の組合せによって磁石を固定した。
図１で示したケース３等に設置する場合、磁石とケース
の間にはクリアランスがかならず存在する。従って、外
部からの振動、衝撃によって、磁石が位置ずれを生じ磁
束分布が変化してしまう恐れがある。そこで、本発明で
は、磁気反発して接する複数の磁石の接触面を加工し、
形状の組合せによって磁石を固定した。
【００３９】図６は、本実施例の永久磁石４および永久
磁石５の形状の一例を示したものである。対称面に対し
て各々角度θ及びψで着磁された２つの磁石を、図で示
すようにはめ込みによって固定し、磁気反発力に対して
磁石の位置ずれを生じない構成となっている。このよう
な構成で組み合わせた磁石を用いることにより、外部か
らの振動や衝撃に対して安定なセンサを実現することが
できる。
磁石５の形状の一例を示したものである。対称面に対し
て各々角度θ及びψで着磁された２つの磁石を、図で示
すようにはめ込みによって固定し、磁気反発力に対して
磁石の位置ずれを生じない構成となっている。このよう
な構成で組み合わせた磁石を用いることにより、外部か
らの振動や衝撃に対して安定なセンサを実現することが
できる。
【００４０】次に、本発明の第６実施例を図に基づいて
説明する。本実施例は、磁気反発して接する複数の磁石
を、他の部材によって固定し、磁石の位置ずれを防止す
るものである。本実施例では加工性に優れたＰｒＦｅＢ
磁石を使用した。
説明する。本実施例は、磁気反発して接する複数の磁石
を、他の部材によって固定し、磁石の位置ずれを防止す
るものである。本実施例では加工性に優れたＰｒＦｅＢ
磁石を使用した。
【００４１】図７は、本実施例の永久磁石４および永久
磁石５と非磁性体からなるボルト９と非磁性体からなる
ナット１０を示したものである。対称面に対して各々角
度θ及びψで着磁された２つの磁石に図で示すような穴
をあけ、ボルト９とナット１０によって２つの磁石を固
定し、磁気反発力に対して磁石の位置ずれを生じない構
成となっている。このような構成で組み合わせた磁石を
用いることにより、外部からの振動や衝撃に対して安定
なセンサを実現することができる。なお、本実施例で挙
げた以外の部材、例えば、バンド等によって磁石の周囲
を締め付けて固定する等の方法を用いることも可能であ
る。
磁石５と非磁性体からなるボルト９と非磁性体からなる
ナット１０を示したものである。対称面に対して各々角
度θ及びψで着磁された２つの磁石に図で示すような穴
をあけ、ボルト９とナット１０によって２つの磁石を固
定し、磁気反発力に対して磁石の位置ずれを生じない構
成となっている。このような構成で組み合わせた磁石を
用いることにより、外部からの振動や衝撃に対して安定
なセンサを実現することができる。なお、本実施例で挙
げた以外の部材、例えば、バンド等によって磁石の周囲
を締め付けて固定する等の方法を用いることも可能であ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の本発明
の変位センサによれば、被測定物と対向する方向と平行
でない方向に着磁した複数の磁石を面対称に配置し、前
記対称面上で前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を
配置した構成とすることによって、磁性体からなる被測
定物の変位を感度良く検出することができる。あるい
は、被測定物と対向する方向と平行でない方向で、か
つ、磁石中央面に対して対称となるように着磁した磁石
を配置し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の
間に磁電変換素子を配置した構成によって、磁性体から
なる被測定物の変位を感度良く検出することができる。
さらに、従来のセンサと比べ検出距離を大きくすること
ができる。
の変位センサによれば、被測定物と対向する方向と平行
でない方向に着磁した複数の磁石を面対称に配置し、前
記対称面上で前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を
配置した構成とすることによって、磁性体からなる被測
定物の変位を感度良く検出することができる。あるい
は、被測定物と対向する方向と平行でない方向で、か
つ、磁石中央面に対して対称となるように着磁した磁石
を配置し、前記中央面の延長上で前記磁石と被測定物の
間に磁電変換素子を配置した構成によって、磁性体から
なる被測定物の変位を感度良く検出することができる。
さらに、従来のセンサと比べ検出距離を大きくすること
ができる。
【００４３】また、請求項４の本発明の変位センサによ
れば、被測定物と対向する方向と平行に着磁した複数の
磁石を、面対称で、かつ、一定間隔おいて配置し、前記
対称面上で前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を配
置した構成とすることによって、磁性体からなる被測定
物の変位を感度良く検出することができる。さらに、従
来のセンサと比べ検出距離を大きくすることができる。
また、従来のセンサと比べ磁石の使用量を減少すること
ができる。
れば、被測定物と対向する方向と平行に着磁した複数の
磁石を、面対称で、かつ、一定間隔おいて配置し、前記
対称面上で前記磁石と被測定物の間に磁電変換素子を配
置した構成とすることによって、磁性体からなる被測定
物の変位を感度良く検出することができる。さらに、従
来のセンサと比べ検出距離を大きくすることができる。
また、従来のセンサと比べ磁石の使用量を減少すること
ができる。
【００４４】また、請求項６の本発明によれば、磁気反
発して接する複数の磁石について磁気反発力に対して磁
石の位置ずれを生じないセンサを得ることができる。
発して接する複数の磁石について磁気反発力に対して磁
石の位置ずれを生じないセンサを得ることができる。
【図１】 本発明の第１実施例による変位センサの検出
部の断面図である。
部の断面図である。
【図２】 第１実施例における被測定物の変位の検出原
理を説明する図である。
理を説明する図である。
【図３】 本発明の第２実施例による変位センサの検出
部の断面図である。
部の断面図である。
【図４】 本発明の第３実施例および第４実施例による
変位センサの検出部の断面図である。
変位センサの検出部の断面図である。
【図５】 第３実施例および第４実施例における被測定
物の変位の検出原理を説明する図である。
物の変位の検出原理を説明する図である。
【図６】 本実施例の第５実施例による磁石の構造を説
明する図である。
明する図である。
【図７】 本実施例の第６実施例による磁石の構造を説
明する図である。
明する図である。
１ 変位センサ ２ 検出部 ３ 非磁性体のケース ４ 永久磁石 ５ 永久磁石 ６ ホール素子
Claims (8)
- 【請求項１】 磁石と磁電変換素子を有し、磁性体であ
る被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、前記
磁石を被測定物と対向して配置し、前記磁石と被測定物
の間に前記磁電変換素子を配置し、前記磁石の着磁方向
が、対向する方向と平行でないことを特徴とする変位セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記磁石が、任意の方向に着磁した複数
の磁石を面対称に配置したものであり、前記対称面上で
前記磁石と被測定物の間に前記磁電変換素子を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の変位センサ。 - 【請求項３】 前記磁石が、磁石中央面に対して対称と
なるように着磁したものであり、前記中央面の延長上で
前記磁石と被測定物の間に前記磁電変換素子を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の変位センサ。 - 【請求項４】 磁石と磁電変換素子を有し、磁性体であ
る被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、一方
向に着磁した複数の磁石を面対称で、かつ、一定間隔お
いて配置し、前記対称面上で前記磁石と被測定物の間に
前記磁電変換素子を配置し、前記磁石の着磁方向が、被
測定物と対向する方向と平行であることを特徴とする変
位センサ。 - 【請求項５】 前記磁石間隔が、磁石の幅の０．５倍か
ら７倍の間であることを特徴とする請求項４記載の変位
センサ。 - 【請求項６】 磁石と磁電変換素子を有し、磁性体であ
る被測定物の変位を検出する変位センサにおいて、磁気
反発して接する複数の磁石を固定する固定手段を設けた
ことを特徴とする変位センサ。 - 【請求項７】 前記固定手段が、磁石形状の組合せであ
ることを特徴とする請求項６記載の変位センサ。 - 【請求項８】 前記固定手段が、非磁性体からなるボル
トとナットであることを特徴とする請求項６記載の変位
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146193A JPH06258006A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146193A JPH06258006A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258006A true JPH06258006A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12609015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4146193A Pending JPH06258006A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258006A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007538401A (ja) * | 2004-05-19 | 2007-12-27 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 磁気検出器構成及び対称磁界を得るための方法 |
| JP2007538367A (ja) * | 2004-05-19 | 2007-12-27 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 磁気スイッチ構成、及び差動磁気スイッチを得るための方法 |
| JP2013515234A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 可動な構成部材におけるストローク検出のための磁界センサ装置 |
| JP2013092522A (ja) * | 2011-10-10 | 2013-05-16 | Methode Electronics Inc | 非接触型磁気線形位置センサー |
| WO2015022864A1 (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP4146193A patent/JPH06258006A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007538401A (ja) * | 2004-05-19 | 2007-12-27 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 磁気検出器構成及び対称磁界を得るための方法 |
| JP2007538367A (ja) * | 2004-05-19 | 2007-12-27 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 磁気スイッチ構成、及び差動磁気スイッチを得るための方法 |
| JP2007538366A (ja) * | 2004-05-19 | 2007-12-27 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 磁気スイッチ装置 |
| JP2013515234A (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 可動な構成部材におけるストローク検出のための磁界センサ装置 |
| JP2013092522A (ja) * | 2011-10-10 | 2013-05-16 | Methode Electronics Inc | 非接触型磁気線形位置センサー |
| WO2015022864A1 (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
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