JPH09264703A - 永久磁石式リニアセンサー用磁気回路 - Google Patents
永久磁石式リニアセンサー用磁気回路Info
- Publication number
- JPH09264703A JPH09264703A JP7573796A JP7573796A JPH09264703A JP H09264703 A JPH09264703 A JP H09264703A JP 7573796 A JP7573796 A JP 7573796A JP 7573796 A JP7573796 A JP 7573796A JP H09264703 A JPH09264703 A JP H09264703A
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- JP
- Japan
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- magnetic
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- magnetic flux
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- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動部変位が広範囲の場合においても、可動
部の変位量とセンサーが感知する磁束密度との直線性お
よびセンサーの高出力化。 【解決手段】 磁気センサーと磁性体ヨークによって形
成される可動部と、永久磁石とこの永久磁石を連結する
磁性体支柱によって形成される非可動部によって構成す
る磁気回路において、磁性体支柱の磁気特性が、Ｂ３≦
４０００Ｇ、Ｂ５≧１１０００Ｇである磁気回路。
部の変位量とセンサーが感知する磁束密度との直線性お
よびセンサーの高出力化。 【解決手段】 磁気センサーと磁性体ヨークによって形
成される可動部と、永久磁石とこの永久磁石を連結する
磁性体支柱によって形成される非可動部によって構成す
る磁気回路において、磁性体支柱の磁気特性が、Ｂ３≦
４０００Ｇ、Ｂ５≧１１０００Ｇである磁気回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一軸方向の変位量
及び位置を検出する非接触型リニアセンサー用磁気回路
に関し、変位量が広範囲の場合においても、変位量と磁
気センサーが感知する磁束密度に直線性をもたせた磁気
回路を提供するものである。
及び位置を検出する非接触型リニアセンサー用磁気回路
に関し、変位量が広範囲の場合においても、変位量と磁
気センサーが感知する磁束密度に直線性をもたせた磁気
回路を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の非接触型リニアセンサー用磁気回
路においては、変位量が広範囲の場合、変位量に対する
センサーの出力の直線性の保持やセンサーの高出力化が
困難であった。例えば図１に示す構成において、可動部
の変位範囲を広げる、即ち、磁性体支柱が長くなると、
センサーが感知する磁性体支柱からの漏洩磁束密度（図
中のＺ軸方向の磁束密度成分）が磁性体支柱の端部から
中央に近づくにつれて著しく低下し、直線性や磁束密度
が低下していた。これは、漏洩磁束密度分布において磁
性体支柱から漏洩する磁束が磁性体支柱の端部で集中し
ていることに起因する。また、実開平１−１６８８３４
号公報には、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）と磁界発生
手段とフロートからなる液位検出装置が開示されてい
る。この装置における問題点は、可動部変位量とＭＲ素
子が感知する磁束密度との直線性に難があることの他に
更に、ＭＲ素子による検出値が常に正の値となり磁性体
支柱中央からの移動方向を判断できず、支柱長さの半分
しか有効に使用できない。
路においては、変位量が広範囲の場合、変位量に対する
センサーの出力の直線性の保持やセンサーの高出力化が
困難であった。例えば図１に示す構成において、可動部
の変位範囲を広げる、即ち、磁性体支柱が長くなると、
センサーが感知する磁性体支柱からの漏洩磁束密度（図
中のＺ軸方向の磁束密度成分）が磁性体支柱の端部から
中央に近づくにつれて著しく低下し、直線性や磁束密度
が低下していた。これは、漏洩磁束密度分布において磁
性体支柱から漏洩する磁束が磁性体支柱の端部で集中し
ていることに起因する。また、実開平１−１６８８３４
号公報には、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）と磁界発生
手段とフロートからなる液位検出装置が開示されてい
る。この装置における問題点は、可動部変位量とＭＲ素
子が感知する磁束密度との直線性に難があることの他に
更に、ＭＲ素子による検出値が常に正の値となり磁性体
支柱中央からの移動方向を判断できず、支柱長さの半分
しか有効に使用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
欠点を解消し、可動部変位が広範囲の場合においても、
可動部の変位量とセンサーが感知する磁束密度との直線
性及び、センサーが感知する磁束密度の高出力化を兼ね
備えた永久磁石式リニアセンサー用磁気回路を提供す
る。
欠点を解消し、可動部変位が広範囲の場合においても、
可動部の変位量とセンサーが感知する磁束密度との直線
性及び、センサーが感知する磁束密度の高出力化を兼ね
備えた永久磁石式リニアセンサー用磁気回路を提供す
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気センサー
と磁性体ヨークによって形成される可動部と、永久磁石
とこの永久磁石を連結する磁性体支柱によって形成され
る非可動部によって構成され、可動部の位置を磁気セン
サーで感知される磁束密度の値によって計測する永久磁
石式リニアセンサー用磁気回路において、磁性体支柱の
磁気特性が、Ｂ３（磁界強度３Ｏｅにおける磁束密度）
≦４０００Ｇａｕｓｓであり、Ｂ５（磁界強度５Ｏｅに
おける磁束密度）≧１１０００Ｇａｕｓｓであることを
特徴とする。また、磁性体支柱の長さが４００ｍｍ以上
という可動部の移動範囲が広い場合に特に効果があり、
磁気センサーとしてホール素子を用いるものである。
と磁性体ヨークによって形成される可動部と、永久磁石
とこの永久磁石を連結する磁性体支柱によって形成され
る非可動部によって構成され、可動部の位置を磁気セン
サーで感知される磁束密度の値によって計測する永久磁
石式リニアセンサー用磁気回路において、磁性体支柱の
磁気特性が、Ｂ３（磁界強度３Ｏｅにおける磁束密度）
≦４０００Ｇａｕｓｓであり、Ｂ５（磁界強度５Ｏｅに
おける磁束密度）≧１１０００Ｇａｕｓｓであることを
特徴とする。また、磁性体支柱の長さが４００ｍｍ以上
という可動部の移動範囲が広い場合に特に効果があり、
磁気センサーとしてホール素子を用いるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に、永久磁石式リニアセンサ
ー用磁気回路の構成を示す。図１において、１は可動
部、２は永久磁石、３は磁性体支柱である。図２に可動
部１の詳細を示す。図２において、４は磁気センサー
（ホール素子）、５は磁性体ヨークである。本発明、永
久磁石式リニアセンサー用磁気回路は種々の用途で利用
可能であるが、例として、液位の検出として動作を説明
する。液体が収容されている容器内の液位に応じて昇降
動作するフロートがアームを介して（図示せず）可動部
１に接続されている。フロートの移動に応じて可動部１
が磁性体支柱３の間を移動し、可動部１の磁気センサー
が磁性体支柱３から磁束密度を感知して、液位を検出す
る。
ー用磁気回路の構成を示す。図１において、１は可動
部、２は永久磁石、３は磁性体支柱である。図２に可動
部１の詳細を示す。図２において、４は磁気センサー
（ホール素子）、５は磁性体ヨークである。本発明、永
久磁石式リニアセンサー用磁気回路は種々の用途で利用
可能であるが、例として、液位の検出として動作を説明
する。液体が収容されている容器内の液位に応じて昇降
動作するフロートがアームを介して（図示せず）可動部
１に接続されている。フロートの移動に応じて可動部１
が磁性体支柱３の間を移動し、可動部１の磁気センサー
が磁性体支柱３から磁束密度を感知して、液位を検出す
る。
【０００６】本構成の磁気回路においては、磁気センサ
ーが感知する磁性体支柱からの漏洩磁束密度は、磁性体
支柱を通る磁束量の分布に大きく関係する。磁気センサ
ーの各々の位置において感知する漏洩磁束密度を上げる
ためには、同Ｘ座標点において、磁性体支柱を通過する
磁束量を上げることが必要である。磁性体支柱の中央に
近づくにつれて漏洩磁束密度が著しく低下することを抑
えるには、第１に磁性体支柱端部における漏洩磁束を抑
えることであり、これは磁性体支柱の磁気特性である磁
束密度を上げること、即ち磁性体支柱端部にかかる磁界
強度が５Ｏｅ以上であることから、磁性体支柱の磁気特
性の磁界強度５Ｏｅにおける磁束密度Ｂ５が１１０００
Ｇａｕｓｓ以上で実現できる。１１０００Ｇａｕｓｓ未
満であると、磁性体支柱の端部における漏洩磁束密度が
大きく、磁性体中央付近に近づくにつれて減少する度合
いが大きくなり直線性が悪くなる。第２に磁性体支柱の
磁気特性であるＢ３（磁界強度３Ｏｅにおける磁束密
度）を４０００Ｇａｕｓｓ以下にすることにより、磁性
体支柱の中央から端部付近に至る間の磁性体支柱の透磁
率を低く設定することになり、磁性体支柱からの漏洩磁
束密度を上げることになる。Ｂ３が４０００Ｇａｕｓｓ
を越えると磁性体支柱から磁束が漏洩しにくくなり、磁
気センサーが感知する漏洩磁束密度が低下し、直線性が
悪くなる。
ーが感知する磁性体支柱からの漏洩磁束密度は、磁性体
支柱を通る磁束量の分布に大きく関係する。磁気センサ
ーの各々の位置において感知する漏洩磁束密度を上げる
ためには、同Ｘ座標点において、磁性体支柱を通過する
磁束量を上げることが必要である。磁性体支柱の中央に
近づくにつれて漏洩磁束密度が著しく低下することを抑
えるには、第１に磁性体支柱端部における漏洩磁束を抑
えることであり、これは磁性体支柱の磁気特性である磁
束密度を上げること、即ち磁性体支柱端部にかかる磁界
強度が５Ｏｅ以上であることから、磁性体支柱の磁気特
性の磁界強度５Ｏｅにおける磁束密度Ｂ５が１１０００
Ｇａｕｓｓ以上で実現できる。１１０００Ｇａｕｓｓ未
満であると、磁性体支柱の端部における漏洩磁束密度が
大きく、磁性体中央付近に近づくにつれて減少する度合
いが大きくなり直線性が悪くなる。第２に磁性体支柱の
磁気特性であるＢ３（磁界強度３Ｏｅにおける磁束密
度）を４０００Ｇａｕｓｓ以下にすることにより、磁性
体支柱の中央から端部付近に至る間の磁性体支柱の透磁
率を低く設定することになり、磁性体支柱からの漏洩磁
束密度を上げることになる。Ｂ３が４０００Ｇａｕｓｓ
を越えると磁性体支柱から磁束が漏洩しにくくなり、磁
気センサーが感知する漏洩磁束密度が低下し、直線性が
悪くなる。
【０００７】以下、本発明に関し、実施例を示すが、本
発明はこれに限定されるものではない。 （実施例）本実施例における磁気回路の寸法は図１、２
においてｌ＝４４０ｍｍ、ａ＝５ｍｍ、ｂ＝６ｍｍ、ｃ
＝１０ｍｍ、ｄ＝５ｍｍ、ｅ＝１０ｍｍ、ｆ＝２ｍｍ、
ｇ＝１．６ｍｍ、ｈ＝５ｍｍである。各構成部材の材質
は、永久磁石としてＮｄ−ＦｅーＢ系磁石を、磁性体ヨ
ークにはＰＣパーマロイを使用し、磁性体支柱としてＳ
１０Ｃを使用し、比較例としてＰＣパーマロイ、ＳＵＳ
４３０を使用した。図３に各材質の磁気特性を示す。ま
た図４に各材質における可動部位置と磁気センサーが感
知する磁束密度の関係をしめす。図からわかるように、
Ｂ３≦４０００Ｇ、Ｂ５≧１１０００Ｇの磁気特性であ
るＳ１０Ｃを磁性体支柱に使用した場合は、可動部位置
と磁気センサーが感知する磁束密度との直線性が良く、
更にセンサーが感知する磁束密度が高い。それに対して
ＳＵＳ４３０を使用した場合は、可動部が中央（Ｘ＝０
ｍｍ）に近づくにつれて磁束密度が著しく低下し、直線
性が悪くなっている。ＰＣパーマロイの場合も磁束密度
は低く、直線性も悪い。
発明はこれに限定されるものではない。 （実施例）本実施例における磁気回路の寸法は図１、２
においてｌ＝４４０ｍｍ、ａ＝５ｍｍ、ｂ＝６ｍｍ、ｃ
＝１０ｍｍ、ｄ＝５ｍｍ、ｅ＝１０ｍｍ、ｆ＝２ｍｍ、
ｇ＝１．６ｍｍ、ｈ＝５ｍｍである。各構成部材の材質
は、永久磁石としてＮｄ−ＦｅーＢ系磁石を、磁性体ヨ
ークにはＰＣパーマロイを使用し、磁性体支柱としてＳ
１０Ｃを使用し、比較例としてＰＣパーマロイ、ＳＵＳ
４３０を使用した。図３に各材質の磁気特性を示す。ま
た図４に各材質における可動部位置と磁気センサーが感
知する磁束密度の関係をしめす。図からわかるように、
Ｂ３≦４０００Ｇ、Ｂ５≧１１０００Ｇの磁気特性であ
るＳ１０Ｃを磁性体支柱に使用した場合は、可動部位置
と磁気センサーが感知する磁束密度との直線性が良く、
更にセンサーが感知する磁束密度が高い。それに対して
ＳＵＳ４３０を使用した場合は、可動部が中央（Ｘ＝０
ｍｍ）に近づくにつれて磁束密度が著しく低下し、直線
性が悪くなっている。ＰＣパーマロイの場合も磁束密度
は低く、直線性も悪い。
【０００８】
【発明の効果】本発明の磁気回路によれば、可動部変位
が広範囲の場合においても、可動部の変位量とセンサー
が感知する磁束密度との直線性及び磁気センサーが感知
する磁束密度の高出力化を実現することができる。
が広範囲の場合においても、可動部の変位量とセンサー
が感知する磁束密度との直線性及び磁気センサーが感知
する磁束密度の高出力化を実現することができる。
【図１】永久磁石式リニアセンサー用磁気回路の構成。
【図２】可動部の詳細。
【図３】磁性体支柱の材質の磁気特性。
【図４】可動部位置と磁気センサーの感知する磁束密度
の関係。
の関係。
１ 可動部、２ 永久磁石、３ 磁性体支柱、４ 磁気
センサー、５ 磁性体ヨーク
センサー、５ 磁性体ヨーク
Claims (3)
- 【請求項１】 磁気センサーと磁性体ヨークによって形
成される可動部と、永久磁石とこの永久磁石を連結する
磁性体支柱によって形成される非可動部によって構成す
る磁気回路において、磁性体支柱の磁気特性が、Ｂ３
（磁界強度３Ｏｅにおける磁束密度）≦４０００Ｇａｕ
ｓｓであり、Ｂ５（磁界強度５Ｏｅにおける磁束密度）
≧１１０００Ｇａｕｓｓであることを特徴とする永久磁
石式リニアセンサー用磁気回路。 - 【請求項２】 磁性体支柱の長さが４００ｍｍ以上であ
ることを特徴とする第１項記載の永久磁石式リニアセン
サー用磁気回路。 - 【請求項３】 磁気センサーがホール素子であることを
特徴とする第１項記載の永久磁石式リニアセンサー用磁
気回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7573796A JPH09264703A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 永久磁石式リニアセンサー用磁気回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7573796A JPH09264703A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 永久磁石式リニアセンサー用磁気回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264703A true JPH09264703A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13584901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7573796A Pending JPH09264703A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 永久磁石式リニアセンサー用磁気回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264703A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010534A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Murata Mach Ltd | 移動体システム |
| CN100338430C (zh) * | 2005-11-03 | 2007-09-19 | 重庆交通学院 | 霍尔效应非接触式直线位移线性测量方法 |
| WO2008084946A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Kyungdong Network Co., Ltd. | Accurate pressure sensor |
| JP2013500484A (ja) * | 2009-07-28 | 2013-01-07 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 位置センサ及びリニアアクチュエータ |
| CN103900452A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 株式会社电装 | 位置检测器 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP7573796A patent/JPH09264703A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010534A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Murata Mach Ltd | 移動体システム |
| JP4591694B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2010-12-01 | 村田機械株式会社 | 移動体システム |
| CN100338430C (zh) * | 2005-11-03 | 2007-09-19 | 重庆交通学院 | 霍尔效应非接触式直线位移线性测量方法 |
| WO2008084946A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Kyungdong Network Co., Ltd. | Accurate pressure sensor |
| JP2013500484A (ja) * | 2009-07-28 | 2013-01-07 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 位置センサ及びリニアアクチュエータ |
| US9057628B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-06-16 | Mahle International Gmbh | Position sensor and linear actuator |
| EP2459969B1 (de) * | 2009-07-28 | 2016-07-06 | Mahle International GmbH | Positionssensor und linearaktuator |
| CN103900452A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 株式会社电装 | 位置检测器 |
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