JPH1090002A

JPH1090002A - 変位検出器

Info

Publication number: JPH1090002A
Application number: JP24525596A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hiramatsu; 秀樹平松
Original assignee: Sanmei Electric Co Ltd
Current assignee: Sanmei Electric Co Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JP3671313B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気発生体の直線方向長さを減少させること
ができ、高速応答性に優れ、小型化可能な変位検出器を
提供すること。【解決手段】変位検出器６は、可動体としての弁体３
側に配される磁気発生体６４Ａと固定側に配される磁気
センサとしてのホール素子６９とを備える。磁気発生体
６４Ａは、弁体３の直線移動方向に対し直交して配され
ると共に、直線方向の両端部で一対の磁極を形成する円
環状に形成される。ホール素子６９は、環状の磁気発生
体６４Ａの内側であって磁気発生体６４Ａの中心線ＣＬ
からずれた位置に配されると共に、磁気発生体６４Ａが
発生する磁束の半径方向磁束密度に応じた電気信号を発
生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直線移動可能な可
動体例えば電磁弁の弁体の直線方向位置を検出する変位
検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体の圧力又は流量を高精度に
調整するための電磁弁は、流路の開口面積を調整する弁
体をリニアアクチュエータによって直線移動させると共
に、弁体の直線方向位置を変位検出器により検出し、こ
の検出値の目標値からの偏差に応じてリニアアクチュエ
ータをフィードバック制御することにより、流体の圧力
又は流量を高精度に調整するよう構成されている。

【０００３】この種の電磁弁のみに限られるものではな
いが、従来から、弁体のような直線移動可能な可動体の
直線方向位置を検出する変位検出器として種々のタイプ
のものが考案されている。それらのうちの一つのタイプ
として、周知の磁気センサを用いた変位検出器が知られ
ており、その一例が特開平４−３２３５０１号公報に開
示されている。

【０００４】上記公報に開示されている変位検出器は、
直線移動可能な可動体側に円筒状のケースを設けると共
に、このケースの内周面に少なくとも２個の永久磁石を
軸方向即ち直線方向に並んで配し、さらに、固定側に、
可飽和コイルなどの磁気センサをケースの中心位置に配
し、可飽和コイルを横切る磁束の軸方向磁束密度、即
ち、可動体の直線移動による永久磁石の直線移動に伴い
変化する可飽和コイルを横切る磁束の軸方向磁束密度、
を可飽和コイルで検出することにより可動体の直線方向
位置を検出するよう構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の変位検出器によると、少なくとも２個の永
久磁石をケースの軸方向（直線方向）に並べているた
め、ケースとして軸方向長さ（直線方向長さ）が比較的
大きなものが必要とされる。このため、ケースの重量が
比較的大きくなることからケースの慣性が大きくなり、
変位検出器として要請される高速応答性、小型化の点で
問題がある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、磁気発生
体（上記永久磁石に限定されるものではない。）の直線
方向長さを減少させることができ、高速応答性に優れ、
小型化可能な変位検出器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の変位検出器
は、直線移動可能な可動体の直線方向位置を検出するた
めの変位検出器であって、該変位検出器は、前記可動体
側に配される磁気発生体と固定側に配される磁気センサ
とを備え、前記磁気発生体は、前記直線方向に対し直交
して配されると共に、前記直線方向の両端部で一対の磁
極を形成する円環状に形成され、前記磁気センサは、前
記環状の磁気発生体の内側であって前記磁気発生体の中
心線からずれた位置に配されると共に、前記磁気発生体
が発生する磁束の半径方向磁束密度に応じた電気信号を
発生することを特徴とする。

【０００８】請求項２の変位検出器は、請求項１の変位
検出器において、前記磁気発生体は円環状の１個の永久
磁石からなることを特徴とする。

【０００９】請求項３の変位検出器は、請求項１の変位
検出器において、前記磁気発生体は、円環状の１個の永
久磁石と、該永久磁石の両端面にそれぞれ接触して配さ
れる一対の円環状の磁性部材とからなることを特徴とす
る。

【００１０】請求項４の変位検出器は、請求項３の変位
検出器において、前記各々の磁性部材は、前記直線方向
に対し直交する断面が前記永久磁石の同断面と略同一に
形成されているものであることを特徴とする。

【００１１】請求項５の変位検出器は、請求項３の変位
検出器において、前記各々の磁性部材は、内径が前記永
久磁石の内径と略等しく形成されていると共に、永久磁
石側部位の外径が前記永久磁石の外径と略等しく形成さ
れ、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石側部位の
外径よりも小さく形成されているものであることを特徴
とする。

【００１２】請求項６の変位検出器は、請求項３の変位
検出器において、前記各々の磁性部材は、内径が前記永
久磁石の内径よりも小さく形成されていると共に、外径
が前記永久磁石の外径と略等しく形成されているもので
あることを特徴とする。

【００１３】請求項７の変位検出器は、請求項３の変位
検出器において、前記各々の磁性部材は、内径が前記永
久磁石の内径よりも小さく形成されていると共に、永久
磁石側部位の外径が前記永久磁石の外径と略等しく形成
され、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石側部位
の外径よりも小さく形成されているものであることを特
徴とする。

【００１４】請求項８の変位検出器は、請求項５又は７
の変位検出器において、前記各々の磁性部材の外径は、
永久磁石側から非永久磁石側に向かって徐々に減少して
いることを特徴とする。

【００１５】

【発明の作用効果】請求項１の変位検出器によると、可
動体側に配される磁気発生体を、直線方向の両端部で一
対の磁極を形成する円環状に形成したため、磁気発生体
の直線方向長さを小さくすることができる。このため、
磁気発生体を保持する保持部材（従来のケースに相当す
る。）の直線方向長さを小さく設定することでき、保持
部材の軽量化により保持部材の慣性が小さくなり、従っ
て、高速応答性が向上する。また、磁気発生体の直線方
向長さの短縮により変位検出器の小型化が可能になる。
なお、磁気発生体を直線方向の両端部で一対の磁極を形
成する円環状に形成したことに伴い、磁気センサを磁気
発生体の中心線からずれた位置に配すると共に磁気セン
サにより半径方向磁束密度に応じた電気信号を発生させ
るようにしており、これにより可動体の直線方向位置を
検出することが可能になる。

【００１６】請求項２の変位検出器によると、磁気発生
体を円環状の１個の永久磁石から構成したため、従来の
変位検出器と比べ永久磁石の使用個数が減少し、コスト
低減を期待できる。

【００１７】請求項３の変位検出器によると、円環状の
１個の永久磁石の両端面にそれぞれ円環状の磁性部材を
接触して配したため、磁気発生体を円環状の１個の永久
磁石のみで構成した場合と比べ、一方の磁性部材の内周
面から出て他方の磁性部材の内周面に入る磁束の発生に
よって、磁気センサを横切る磁束の半径方向磁束密度を
増大させることができる。この半径方向磁束密度の増大
により、磁気センサによる直線方向の検出範囲が拡大
し、しかも、変位に対する半径方向磁束密度の変化割合
が増大し、変位検出器の特性としての直線性が向上す
る。

【００１８】請求項５の変位検出器によると、各々の磁
性部材の内径を永久磁石の内径と略等しく形成すると共
に、永久磁石側部位の外径を永久磁石の外径と略等しく
形成し、かつ、非永久磁石側部位の外径を永久磁石側部
位の外径よりも小さく形成したため、このような磁性部
材の外周面形状により、永久磁石から出る磁束のうち磁
気センサが存在している内側に向かって出る成分を増大
させることができる。このため、請求項４の変位検出器
のように磁性部材の断面を永久磁石の断面と略同一に形
成した場合と比べ、磁気センサによる直線方向の検出範
囲が拡大し、しかも、変位に対する半径方向磁束密度の
変化割合が増大し直線性が向上する。

【００１９】請求項６の変位検出器によると、磁性部材
の内径を永久磁石の内径よりも小さく形成したため、永
久磁石から出る磁束のうち磁気センサが存在している内
側に向かって出る成分を増大させることができる。この
ため、請求項４の変位検出器のように磁性部材の断面を
永久磁石の断面と略同一に形成した場合と比べ、磁気セ
ンサによる直線方向の検出範囲が拡大し、しかも、変位
に対する半径方向磁束密度の変化割合が増大し直線性が
向上する。

【００２０】請求項７の変位検出器によると、磁性部材
の内径を永久磁石の内径よりも小さく形成すると共に、
非永久磁石側部位の外径を永久磁石側部位の外径よりも
小さく形成したため、請求項５の変位検出器および請求
項６の変位検出器と比べ、永久磁石から出る磁束のうち
磁気センサが存在している内側に向かって出る成分をよ
り一層増大させることができる。このため、磁気センサ
による直線方向の検出範囲がより一層拡大し、しかも、
変位に対する半径方向磁束密度の変化割合がより一層増
大し直線性がより一層向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。

【００２２】図１は、一実施例による変位検出器を用い
た電磁弁の概略断面図、図２は、図１に示す電磁弁の具
体的要部拡大断面図、図３は、磁気発生体の断面図、図
４は図２図示IV-IV 断面図をそれぞれ示している。

【００２３】電磁弁１は、流体の圧力又は流量を高精度
に調整可能なものであり、図１に示すように、バルブハ
ウジング２と、バルブハウジング２に形成された流路
（図示せず）の開口面積を調整する弁体３と、弁体３を
図示矢印ａのように直線的に移動させるプランジャ４を
有するリニアアクチュエータ５と、弁体３の直線方向位
置を検出する変位検出器６とを備える。電磁弁１には制
御駆動回路７が電気的に接続され、制御駆動回路７は、
変位検出器６による検出値の目標値からの偏差に応じて
リニアアクチュエータ５をフィードバック制御する。

【００２４】変位検出器６は、図２に示すように、バル
ブハウジング２の端面に第１のＯリング６１によりシー
ル性を確保しながら配設された中空円筒状の第１ハウジ
ングケース６２と、プランジャ４に連結固定され第１ハ
ウジングケース６２内に空隙をもって配された非磁性材
料からなる有底円筒状の保持部材６３と、保持部材６３
の内周面に保持された円環状の磁気発生体６４Ａとを備
える。

【００２５】磁気発生体６４Ａは、図２に示すように、
円環状の永久磁石４１Ａと、永久磁石４１Ａの両端面に
配される一対の円環状の磁性部材４２Ａと４３Ａとから
構成されている。磁気発生体６４Ａは、一方の端面が保
持部材６３の内部底面と接触状態にある円環状の非磁性
材料からなるスぺーサ部材６５の他方の端面側に配さ
れ、保持部材６３の開口端面部に固定された円環状の非
磁性材料からなる押え部材６６によって保持部材６３の
内周面に固定して配設されている。各々の磁性部材４２
Ａ、４３Ａは、図３に示すように、内径が永久磁石４１
Ａの内径よりも小さく形成されていると共に、永久磁石
側部位の外径が永久磁石４１Ａの外径と略等しく形成さ
れ、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石側部位の
外径よりも小さく形成されている。そして、磁性部材４
２Ａ、４３Ａの外径は、永久磁石４１Ａ側から非永久磁
石側に向かって徐々に減少している。換言すると、磁性
部材４２Ａ、４３Ａの外周面４２Ａａ、４３Ａａは非永
久磁石側に向かって縮径した傾斜面で構成されている。

【００２６】さらに、変位検出器６は、図２に示すよう
に、非磁性材料からなる有底円筒状の第２ハウジングケ
ース６７を備える。第２ハウジングケース６７は、第１
ハウジングケース６２の先端部に第２のＯリング６８に
よりシール性を確保しながら配設され、先端部が保持部
材６３の中空部に非接触状態で侵入している。第２ハウ
ジングケース６７の内部には、磁気センサとしてのホー
ル素子６９がプリント基板７０に実装されて配されてい
る。プリント基板７０は、第２ハウジングケース６７の
端部に収容されたアンプ回路７１に接続されている。な
お、アンプ回路７１は図１図示制御駆動回路７の一部を
構成し、後述するように、ホール素子６９に対し直流電
流Ｉを流すと共に、ホール素子６９が発生するホール電
圧Ｖ_H を増幅するためのものである。

【００２７】ホール素子６９は、周知のように、磁界の
強度を直接電気信号に変換できる固体素子であり、図５
に示すように、対向する入力電極ｐ１，ｐ２間に電流Ｉ
が流れているとき、ホール素子６９の表面６９ａに垂直
に磁束Ｂが印加されると、ローレンツ力によって電子は
出力端子ｔ１の方向に曲げられ、この結果、出力端子ｔ
１はｔ２に比べて負に帯電し、出力端子ｔ１，ｔ２間に
ホール電圧Ｖ_H が誘起されるものである。

【００２８】本実施例のホール素子６９は、磁気発生体
６４Ａが発生する磁束のうち半径方向磁束密度Ｂ_r に応
じた電気信号を発生するよう、図１、図２および図４に
示すように、ホール素子６９の表面６９ａを磁気発生体
６４Ａの中心線ＣＬに対し平行に配置すると共に、弁体
３の直線移動に従い直線移動する磁気発生体６４Ａの直
線方向位置を検出できるよう、磁気発生体６４Ａの中心
線ＣＬからずれた位置に配置させてある。また、ホール
素子６９は、弁体３が中性点Ｏに位置しているとき、磁
気発生体６４Ａの直線方向における中心Ｏ’に位置する
よう配置させてある。

【００２９】次に、上記のように構成された変位検出器
６の動作を説明する。

【００３０】磁気発生体６４Ａは、上述したように、円
環状の永久磁石４１Ａと、永久磁石４１Ａの両端面に配
される一対の円環状の磁性部材４２Ａと４３Ａとから構
成され、各々の磁性部材４２Ａ、４３Ａは、内径が永久
磁石４１Ａの内径よりも小さく形成されていると共に、
永久磁石側部位の外径が永久磁石４１Ａの外径と略等し
く形成され、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石
側部位の外径よりも小さく形成されている。そして、磁
性部材４２Ａ、４３Ａの外径は、永久磁石４１Ａ側から
非永久磁石４１Ａ側に向かって徐々に減少している。こ
のように磁気発生体６４Ａが構成されていることから、
磁気発生体６４Ａが発生する磁束のうちホール素子６９
が位置している内側に向かう成分を図６に示す実線矢印
で概略的に表すことができる。

【００３１】電磁弁１の作動時、変位検出器６は弁体３
の直線方向位置を検出し、制御駆動回路７は変位検出器
６による検出値の目標値からの偏差に応じてリニアアク
チュエータ５を駆動し、弁体３の直線方向位置を目標値
に一致させる。

【００３２】ここで、変位検出器６においては、弁体３
が中性点Ｏに位置するときには、ホール素子６９は、図
６に符号６９Ａで示すように、磁気発生体６４Ａの直線
方向における中心Ｏ’に位置する。そして、この位置に
あるホール素子６９を横切る磁束の半径方向磁束密度Ｂ
_r は、図７の（Ａ）に示すように、ホール素子６９に入
る磁束密度Ｂ_riとホール素子６９から出る磁束密度Ｂ_ro
とが等しくなることから、零（Ｔ）となり、ホール電圧
Ｖ_H は零（Ｖ）となる。

【００３３】また、弁体３が中性点Ｏより図２の図面左
側に位置するときには、ホール素子６９は、図６に符号
６９Ｂで示すように、磁気発生体６４Ａに対し相対的に
右側に位置する。そして、この位置にあるホール素子６
９を横切る磁束の半径方向磁束密度Ｂ_r は、図７の
（Ｂ）に示すように、ホール素子６９に入る磁束密度Ｂ
_riのみとなり、ホール電圧Ｖ_H は例えば正の値となる。
この磁束密度Ｂ_riはホール素子６９の中性点Ｏ’からの
変位量Ｌに比例して増大し、ホール電圧Ｖ_H は弁体３の
変位量Ｌに比例して正方向に増大する。

【００３４】また、弁体３が中性点Ｏより図２の図面右
側に位置するときには、ホール素子６９は、図６に符号
６９Ｃで示すように、磁気発生体６４Ａに対し相対的に
左側に位置する。そして、この位置にあるホール素子６
９を横切る磁束の半径方向磁束密度Ｂ_r は、図７の
（Ｂ）に示すように、ホール素子６９から出る磁束密度
Ｂ _roのみとなり、ホール電圧Ｖ_H は例えば負の値とな
る。この磁束密度Ｂ_roはホール素子６９の中性点Ｏ’か
らの変位量Ｌに比例して増大し、ホール電圧Ｖ_H は弁体
３の変位量Ｌに比例して負方向に増大する。

【００３５】従って、弁体３の中性点Ｏからの変位量Ｌ
に対し、ホール素子６９を横切る磁束の半径方向磁束密
度Ｂ_r は、図８に実線で示すように直線的に変化し、ホ
ール電圧Ｖ_H も変位量Ｌに対し直線的に変化するため、
ホール電圧Ｖ_H によって弁体３の直線方向位置を検出す
ることができる。なお、半径方向磁束密度Ｂ_r は変位量
Ｌが大きくなるに従って飽和する傾向を示すため、図８
に示す半径方向磁束密度Ｂ_r のグラフにおいて直線部分
のみが弁体３の位置検出のために有効なものとなる。

【００３６】以上説明したように、本実施例の変位検出
器６は、直線移動可能な可動体としての弁体３の直線方
向位置を検出するための変位検出器６であり、本実施例
の変位検出器６は、可動体としての弁体３側に配される
磁気発生体６４Ａと固定側に配される磁気センサとして
のホール素子６９とを備え、磁気発生体６４Ａは、直線
方向に対し直交して配されると共に、直線方向の両端部
で一対の磁極を形成する円環状に形成され、磁気センサ
としてのホール素子６９は、環状の磁気発生体６４Ａの
内側であって磁気発生体６４Ａの中心線ＣＬからずれた
位置に配されると共に、磁気発生体６４Ａが発生する磁
束の半径方向磁束密度Ｂ_r に応じた電気信号を発生する
ことを特徴とする。

【００３７】従って、本実施例の変位検出器６による
と、可動体としての弁体３側に配される磁気発生体６４
Ａを、直線方向の両端部で一対の磁極を形成する円環状
に形成したため、磁気発生体６４Ａの直線方向長さを小
さくすることができる。このため、磁気発生体６４Ａを
保持する保持部材６３の直線方向長さを小さく設定する
ことでき、保持部材６３の軽量化により保持部材６３の
慣性が小さくなり、従って、高速応答性が向上する。ま
た、磁気発生体６４Ａの直線方向長さの短縮により変位
検出器６の小型化が可能になる。なお、磁気発生体６４
Ａを直線方向の両端部で一対の磁極を形成する円環状に
形成したことに伴い、磁気センサとしてのホール素子６
９を磁気発生体６４Ａの中心線ＣＬからずれた位置に配
すると共に磁気センサとしてのホール素子６９により半
径方向磁束密度Ｂ_r に応じた電気信号を発生させるよう
にしており、これにより可動体としての弁体３の直線方
向位置を検出することが可能になる。

【００３８】図９、図１０、図１１、図１２は、それぞ
れ磁気発生体の他の実施例を示している。

【００３９】図９に示す磁気発生体６４Ｂは、上述した
実施例の磁気発生体６４Ａが円環状の永久磁石４１Ａと
一対の円環状の磁性部材４２Ａ、４３Ａとから構成され
ているのに対し、円環状の永久磁石４１Ｂのみから構成
されている。

【００４０】図１０に示す磁気発生体６４Ｃは、上述し
た磁気発生体６４Ａと同様、円環状の永久磁石４１Ｃ
と、永久磁石４１Ｃの両端面に配される一対の円環状の
磁性部材４２Ｃと４３Ｃとから構成される。ただし、各
々の磁性材料４２Ｃ、４３Ｃは、直線方向に対し直交す
る断面が永久磁石４１Ｃの同断面と略同一に形成されて
いる。

【００４１】図１１に示す磁気発生体６４Ｄは、上述し
た磁気発生体６４Ａと同様、円環状の永久磁石４１Ｄ
と、永久磁石４１Ｄの両端面に配される一対の円環状の
磁性部材４２Ｄと４３Ｄとから構成され、各々の磁性部
材４２Ｄ、４３Ｄの永久磁石側部位の外径は永久磁石４
１Ｄの外径と略等しく形成され、かつ、非永久磁石側部
位の外径は永久磁石側部位の外径よりも小さく形成さ
れ、磁性部材４２Ｄ、４３Ｄの外径は、永久磁石４１Ｄ
側から非永久磁石側に向かって徐々に減少している。た
だし、磁気発生体６４Ａの磁性材料４２Ａ、４３Ａと異
なり、各々の磁性部材４２Ｄ、４３Ｄの内径は、永久磁
石４１Ｄの内径と略等しく形成されている。

【００４２】図１２に示す磁気発生体６４Ｅは、上述し
た磁気発生体６４Ａと同様、円環状の永久磁石４１Ｅ
と、永久磁石４１Ｅの両端面に配される一対の円環状の
磁性部材４２Ｅと４３Ｅとから構成され、各々の磁性部
材４２Ｅ、４３Ｅの外径は永久磁石４１Ｅの外径と略等
しく形成されている。ただし、磁性部材４２Ｅ、４３Ｅ
の内径は、永久磁石４１Ｅの内径よりも小さく形成され
ている。

【００４３】次に、上記各実施例の磁気発生体６４Ａ、
６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｅが発生する磁束の相違
について、図１３、図１４、図１５、図１６および図１
７に基づいて説明する。ここで、図１３は、図９図示の
磁気発生体６４Ｂによる磁束、図１４は、図１０図示の
磁気発生体６４Ｃによる磁束、図１５は、図１１図示の
磁気発生体６４Ｄによる磁束、図１６は、図１２図示の
磁気発生体６４Ｅによる磁束、図１７は、図３図示の磁
気発生体６４Ａによる磁束をそれぞれ表している。

【００４４】図９図示の磁気発生体６４Ｂの場合、図１
３に示すように、内側に向かう磁束は、永久磁石４１Ｂ
のＮ極端面から垂直方向に出てから内側に向かって鋭く
湾曲するような曲線を描く。この磁気発生体６４Ｂによ
ると、磁気発生体を円環状の１個の永久磁石４１Ｂから
構成したため、従来の磁気発生体と比べ永久磁石の使用
個数が減少し、コスト低減を期待できる。なお、図６に
破線で示した磁束は、当該磁気発生体６４Ｂを用いた場
合に発生する磁束を表しており、また、図８に破線で示
したグラフは、当該磁気発生体６４Ｂを用いた場合にお
ける、変位量Ｌに対する半径方向磁束密度Ｂ_r の変化を
表している。図８から明らかなように、上記実施例の磁
気発生体６４Ａの方が変位量Ｌに対する磁束密度Ｂ_r の
勾配が大きく、従って、変位検出器としての直線性に優
れていることが分かる。

【００４５】図１０図示の磁気発生体６４Ｃの場合、図
１４に示すように、内側に向かう磁束は、磁性材料４３
Ｃを設けたことにより、磁性材料４３Ｃの内周面から垂
直方向に出て湾曲するような曲線を描く。この磁気発生
体６４Ｃによると、図９図示の磁気発生体６４Ｂと比
べ、一方の磁性部材４３Ｃの内周面から出て他方の磁性
部材４２Ｃの内周面に入る磁束の発生によって、磁気セ
ンサとしてのホール素子６９を横切る磁束の半径方向磁
束密度Ｂ_r を増大させることができる。この半径方向磁
束密度Ｂ_r の増大により、磁気センサとしてのホール素
子６９による直線方向の検出範囲が拡大し、しかも、変
位量Ｌに対する半径方向磁束密度Ｂ_r の変化割合が増大
し、変位検出器の特性としての直線性が向上する。

【００４６】図１１図示の磁気発生体６４Ｄの場合、各
々の磁性部材４２Ｄ、４３Ｄの非永久磁石側部位の外径
を永久磁石側部位の外径よりも小さく形成したため、こ
のような磁性部材４２Ｄ、４３Ｄの外周面形状により、
図１５に示すように、永久磁石４１Ｄから出る磁束のう
ち磁気センサとしてのホール素子６９が存在している内
側に向かって出る成分が増大する。このため、図１０図
示の磁気発生体６４Ｃと比べ、磁気センサとしてのホー
ル素子６９による直線方向の検出範囲が拡大し、しか
も、変位量Ｌに対する半径方向磁束密度Ｂ_r の変化割合
が増大し直線性が向上する。

【００４７】図１２図示の磁気発生体６４Ｅの場合、各
々の磁性部材４２Ｅ、４３Ｅの内径を永久磁石４１Ｅの
内径よりも小さく形成したため、図１６に示すように、
永久磁石４１Ｅから出る磁束のうち磁気センサとしての
ホール素子６９が存在している内側に向かって出る成分
が増大する。このため、図１０図示の磁気発生体６４Ｃ
と比べ、磁気センサとしてのホール素子６９による直線
方向の検出範囲が拡大し、しかも、変位量Ｌに対する半
径方向磁束密度Ｂ_r の変化割合が増大し直線性が向上す
る。

【００４８】図３図示の磁気発生体６４Ａの場合、磁性
部材の内径を永久磁石の内径よりも小さく形成すると共
に、非永久磁石側部位の外径を永久磁石側部位の外径よ
りも小さく形成したため、図１７に示すように、図１１
図示の磁気発生体６４Ｄ、図１２図示の磁気発生体６４
Ｅと比べ、永久磁石６４Ａから出る磁束のうち磁気セン
サとしてのホール素子６９が存在している内側に向かっ
て出る成分がより一層増大する。このため、磁気センサ
としてのホール素子６９による直線方向の検出範囲がよ
り一層拡大し、しかも、変位量Ｌに対する半径方向磁束
密度Ｂ_r の変化割合がより一層増大し直線性がより一層
向上する。

【００４９】なお、上記各実施例では磁気センサとして
ホール素子６９を用いたが、本発明の磁気センサはホー
ル素子に限定されるものではなく、他に、磁気抵抗素
子、可飽和コイルなどであってもよい。また、磁気セン
サとしてのホール素子６９の設置箇所としては、磁気発
生体６４Ａの中心線に近い位置（図４図示二点鎖線で示
すホール素子６９Ｄの位置）を設定した場合には、図１
８図示破線で示すグラフが得られ、磁気発生体６４Ａの
中心線から遠方位置（図４図示実線で示すホール素子６
９の位置）を設定した場合には、図１８図示実線で示す
グラフが得られたことから、ホール素子６９の設置箇所
は、磁気発生体６４Ａの中心線からなるべく遠く離れて
いることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による変位検出器を用いた電磁弁の概
略断面図

【図２】図１に示す電磁弁の具体的要部拡大断面図

【図３】磁気発生体の断面図

【図４】図２図示IV-IV 断面図

【図５】ホール素子の原理説明図

【図６】磁気発生体が発生する磁束とホール素子の相対
的位置との関係を示す説明図

【図７】ホール素子を横切る磁束の説明図

【図８】変位量に対する半径方向磁束密度の変化を示す
グラフ

【図９】他の実施例による磁気発生体の断面図

【図１０】さらに他の実施例による磁気発生体の断面図

【図１１】さらに他の実施例による磁気発生体の断面図

【図１２】さらに他の実施例による磁気発生体の断面図

【図１３】図９図示の磁気発生体が発生する磁束の説明
図

【図１４】図１０図示の磁気発生体が発生する磁束の説
明図

【図１５】図１１図示の磁気発生体が発生する磁束の説
明図

【図１６】図１２図示の磁気発生体が発生する磁束の説
明図

【図１７】図３図示の磁気発生体が発生する磁束の説明
図

【図１８】ホール素子の設置箇所を説明するための半径
方向磁束密度の特性図

【符号の説明】

３弁体（可動体）６変位検出器４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ、４１Ｅ永久磁石４２Ａ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、４３Ａ、４３Ｃ、４
３Ｄ、４３Ｅ磁性部材６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｅ磁気発生
体６９ホール素子（磁気センサ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線移動可能な可動体の直線方向位置を
検出するための変位検出器であって、該変位検出器は、前記可動体側に配される磁気発生体と
固定側に配される磁気センサとを備え、前記磁気発生体は、前記直線方向に対し直交して配され
ると共に、前記直線方向の両端部で一対の磁極を形成す
る円環状に形成され、前記磁気センサは、前記環状の磁気発生体の内側であっ
て前記磁気発生体の中心線からずれた位置に配されると
共に、前記磁気発生体が発生する磁束の半径方向磁束密
度に応じた電気信号を発生することを特徴とする変位検
出器。
【請求項２】前記磁気発生体は円環状の１個の永久磁
石からなることを特徴とする請求項１に記載の変位検出
器。
【請求項３】前記磁気発生体は、円環状の１個の永久
磁石と、該永久磁石の両端面にそれぞれ接触して配され
る一対の円環状の磁性部材とからなることを特徴とする
請求項１に記載の変位検出器。
【請求項４】前記各々の磁性部材は、前記直線方向に
対し直交する断面が前記永久磁石の同断面と略同一に形
成されているものであることを特徴とする請求項３に記
載の変位検出器。
【請求項５】前記各々の磁性部材は、内径が前記永久
磁石の内径と略等しく形成されていると共に、永久磁石
側部位の外径が前記永久磁石の外径と略等しく形成さ
れ、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石側部位の
外径よりも小さく形成されているものであることを特徴
とする請求項３に記載の変位検出器。
【請求項６】前記各々の磁性部材は、内径が前記永久
磁石の内径よりも小さく形成されていると共に、外径が
前記永久磁石の外径と略等しく形成されているものであ
ることを特徴とする請求項３に記載の変位検出器。
【請求項７】前記各々の磁性部材は、内径が前記永久
磁石の内径よりも小さく形成されていると共に、永久磁
石側部位の外径が前記永久磁石の外径と略等しく形成さ
れ、かつ、非永久磁石側部位の外径が永久磁石側部位の
外径よりも小さく形成されているものであることを特徴
とする請求項３に記載の変位検出器。
【請求項８】前記各々の磁性部材の外径は、永久磁石
側から非永久磁石側に向かって徐々に減少していること
を特徴とする請求項５又は７に記載の変位検出器。