JPS62168002A

JPS62168002A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPS62168002A
Application number: JP957086A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Fujiwara; 嘉朗藤原; Michiko Endou; みち子遠藤; Yuji Kojima; 雄次小島; Noboru Wakatsuki; 昇若月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1986-01-20
Publication date: 1987-07-24
Also published as: JPH0473721B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕閉磁気回路装置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って、閉磁気回路装置の筒部
材と検知器が回動しつ）移動する中心軸との間に漏洩磁
束が存在するような構成とし、磁気検知器を直線的に移
動可能に加えて回動可能とし、前記磁気検知器が回動を
伴って移動しても精度良い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、特に閉磁気回路装置と磁
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〕

本出願人は、昭和６０年９月１３日付で、発明の名称「
ポテンショメータ」を特許出願（特願昭６０−２０２８
３２号）した。このポテンショメータは、第１２図に示
す如く、閉磁気回路装置１の内側に、磁気検知器２を矢
印で示すように直線的に移動可能に設けてなる構成であ
る。閉磁気回路装置１は、平行に配された細長の磁性金
属板３゜４と、左右端に配された永久磁石５，６とより
なる。この閉磁気回路装置１の内側には永久磁石５゜６
より離れるにつれて弱まる漏洩磁束７が流れる。

磁気検知器２は、例えば強磁性金属の磁気抵抗を利用し
た磁気検知素子をケース内に収容してなる構成であり、
被測定物の変位に応じて、非磁性のガイド８により案内
されつ）且つ漏洩磁束７を検知しつ）直線的に移動する
。磁気検知器２は、検知した漏洩磁束に応じた電圧を出
力する。この出力された電圧に基づいて、磁気検知器２
（被測定物）の閉磁気回路装置１の長手方向上における
位置が検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の漏洩磁束７は、第１３図に示すように互いに平行
に流れるものであり、ガイド８を中心とする円周方向上
の対称性は無い。このため、磁気検知器２がガイド８を
中心に例えば二点鎖線で示すように回動すると、磁気検
知器２を漏洩磁束７とのなす角度が変化し、磁気検知器
２よりの出力電圧は上記の角度変化に応じた分変化して
しまう。

従って上記構成のポテンショメータでは、磁気検知器２
のガイド８を中心とする回動は厳に避けなければならず
、被測定物はａａ的に変位するものに限られ、例えばシ
ョックアブソーバの軸のように回動を伴いつ）直動する
ようなものの位置の検出には適用することが出来ず、適
用範囲が制限されていた。

また磁気検知器２は回動を制限されているが、この孔と
ガイド８との間には必ず僅かの隙間があるため、被測定
物が回動せずに直動するものである場合であっても。磁
気検知器２が移動中に僅かに回動することもありうる。

この場合にも、磁気検知器２の出力電圧が変動し、これ
が検出位置の誤差となり、ポテンショメータの分解能を
低減させてしまうという問題点もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、磁性材製であり、実質上円筒形状の筒部材と
、該筒部材の少なくとも一端に設けてあり、円環形状で
且つ径方向に＠磁されている永久磁石と、該永久磁石の
中心孔に固定されて前記筒部材の中心を貢通ずるように
配された磁性材製の中心貫通部材とよりなり、前記筒状
部材の内面と前記中心貫通部材との間に磁束が漏洩し閉
磁路を形成する閉磁気回路装置と、該閉磁気回路装置の内部に、該閉磁気回路装置の長手方
向に移動可能に且つ前記筒部材の周方向に回動可能に配
され、前記漏洩磁束を検知する磁気検知器とよりなるこ
とを特徴とする。

〔作用〕

上記閉磁気回路装置は、磁気検知器が回動しても、磁気
検知器よりの出力電圧が全く変化しないような漏洩磁束
を形成する。従って磁気検知器が如何なる回動位置にあ
っても、本来検出すべき磁気検出器の閉磁気回路装置の
長手方向上の位置を正確に検出し得る。

（実施例〕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
略を示す一部切截斜視図、第２図は第１図の閉磁気回路
装置の長手方向の断面図、第３図及び第４図は夫々第１
図中■−四線及びＩＶ　−■線に沿う拡大断面矢視図で
ある。

第１図乃至第４図中、１０は閉磁気回路装置、１１は例
えば強磁性金屈の磁気抵抗を利用した磁気検知素子を収
容した磁気検出器である。

閉磁気回路装置１０は、磁性材料製の円筒部材１２と、
この円筒部材１２の両端の開口に嵌着された円環形状の
永久磁石１３．１４と、端部を永久磁石１３．１４の中
心孔に固定されて円筒部材１２の中心に円筒部材１２を
貫通するように設けられた中心貫通部材１５とよりなる
。永久磁石１３．１４は、径方向に着磁されており、内
周側がＳ極（Ｎ極）、外周側がＮ極（Ｓ極）である。

中心貫通部材１５は、磁性材料製であり、細長円柱形状
を有する。

第２図に示すように、円筒部材１２には、永久磁石１３
のＮ極から永久磁石１４のＳ極に向かう磁束１６が通る
。中心貫通部材１５には、永久磁石１４のＮ極から永久
磁石１３のＳ極に向かう磁束１７が通る。円筒部材１２
の内側の空間には、永久磁石１３．１４から離れるに従
って弱まる漏洩磁束１８．１９が流れる。閉磁気回路装
置１０のうち左半分の部分の漏洩磁束１８は、第３図に
示すように、円筒部材１２の内面より漏洩して中心貫通
部材１５に向くように流れ、中心貫通部材１５に収束す
る如くに分布する。閉磁気回路装置１０の右半分の部分
の漏洩磁束１９は、第４図に示すように、中心貫通部材
１５の周面より漏洩して円筒部材１２の内面に向くよう
に流れ、上記と同じく中心貫通部材１５を中心として放
射状に分布する。

第１図乃至第３図中、２０は非磁性のリングであり、中
心貫通部材１５に摺動可能に且つ回動可能に嵌合してい
る。磁気検知器１１は、リング２０外周に、円筒部材１
２の内面に対向するように固定しである。

磁気検知器１１は、中心貫通部材１５により案内されつ
）第１図及び第２図中矢印Ａで示すように位置Ｐｏを中
心に位置Ｐ＋　、Ｐ２間を直線的に移動するとき、漏洩
磁束１８又は１９を検知し、電圧を出力する。第５図中
ラインＩは位置検出器の特性を示す。この特性に基づい
て、磁気検知器１１の閉磁気回路装置１０の長手方向上
における位置が検出される。

こ）で、磁気検知器１１が第１図中矢印Ｂで示すように
貫通部材１５を中心に回動した場合について説明する。

まず、第３図より分かるように、磁気検知器１１は、回
動しても、円筒部材１２の内面からの離間路１ｍを等距
離に保たれる。また既に述べたように、漏洩磁束１８及
び１９は、夫々第３図及び第４図に示すように、共に中
心貫通部材１５に収束するように及び中心貫通部材１５
より放射するように分布している。このため第３図より
分がるように磁気検知器１１が、閉磁気回路装置１０の
左側半分内の任意の位置で回動した場合に、磁気検知器
１１とこれに作用する漏洩磁束１８とのなす角度は、磁
気検知器１１の回動角度の如何に関係なく、常時９０度
に維持され、不変であり、よって出力電圧も変化せず不
変である。磁気検知器１１が閉磁気回路装置１０の右側
半分内の任意の位置で回動した場合にも、第４図より分
かるように、磁気検知器１１とこれに作用する漏洩磁束
１９とのなす角度は、磁気検知器１１の回動角度の如何
に関係なく、常時９０度に維持され、不変であり、よっ
て出力電圧も変化せず不変である。

従って、上記位置検出装置は、磁気検知器１１が上記回
動を伴いつ）閉磁気回路装置１０の長手方向に移動した
場合にも、回動の程度の如何に関係なく、回動を伴わず
に移動したときに得られた第５図中ラインエと全く同じ
特性を呈する。従って本実施例の位置検出器は、被測定
物が回動を伴わずに直動する場合には勿論、前記のショ
ックアブソーバの軸のように回動しつつ直動するもの蔦
直動方向の位置検出にも何ら支障なく適用し得る。

第６図、第７図９第８図は夫々本発明の第２の実施例に
なる位置検出装置を示す。各図中、第１図乃至第４図に
示す構成部分と実質上同一部分には同一符号を付しその
説明は省略する。

本実施例の位置検出装置は、１３Ｊ１ｖｉ１気回路装置
３０を、上記の閉磁気回路装置１０を構成する右側の永
久磁石１４を無くし、円筒部材１２の代わりに、右側開
口が蓋部３１ａで塞がれた円筒部材３１を使用した構成
である。即ち、閉磁気回路装置７３０は、円筒部材３１
の左端の開口に永久磁石１３が嵌着され、中心貫通部材
１５が左端を永久磁石１３の中心孔、右端を上記蓋部３
１ａに接続固定された構成である。円筒部材３１及び中
心貫通部材１５には、永久磁石１３のＳ極からＮ極に向
かって磁束３２が通る。閉磁気回路装置３０の内側の漏
洩磁束３３は、円筒部材２１の内面より漏洩して中心貫
通部材１５に向くように流れ、周方向についてみると、
第８図に示すように分布する。

磁気検知器１１は、ｄ退部材１５に嵌合しているリング
２０に取り付けてあり、前記と同様に矢印六方向に直線
的に移動可能であると共に、矢印Ｂ方向に回動可能であ
る。

本実施例の位置検出器においても、前記と同様に、磁気
検知器１１の回動によっては出力電圧が変化せず、磁気
検知器１１が矢印六方向に移動するときに回動を伴う場
合にも、その出力電圧に基づいて、磁気検知器１１の閉
磁気回路装置３０の長手方向上の位置が高精度に検出さ
れる。

第９図、第１０図′、第１１図は夫々本発明の第３の実
施例になる位置検出装置を示す。各図中、第１図乃至第
４図に示す構成部分と実質上同一部分には同一符号を付
しその説明は省略する。

本実施例の位置検出装置は、閉磁気回路装置１０を囲む
ように磁性材料製のシールド用円筒部材４０を設けてな
る構成である。このシールド用円筒部材４０は、中心貫
通部材１５のうち永久磁石１３．１４より外側に突出し
た突出部分１５ａ。

１５ｂに固定されて設けられている。４２はシールド用
円筒部材４０内を通る磁束であり、４３は円筒部材１２
より漏洩してシールド用円筒部材４０に向かう漏洩磁束
である。

閉磁気回路装置１０内には、第２図及び第３図等に示す
と同様の漏洩磁束１８．１９が流れるため、前記の場合
と同様に、磁気検知器１１が回動を伴って移動した場合
でも、磁気検知器１１の閉磁気回路装置１０の長手方向
上の位置が精度良く検出される。

なお、本実施例では、シールド用円筒部材１２ににす、
外部からの不要磁界が閉磁気回路装置１０に及ぼす影響
は効果的に低減される。このため、本実施例の位置検出
装置は、磁界が形成されている場所にも何ら支障なく設
置可能である。なＪ３、このシールド用円筒部材１２は
、第１２図に示す従来の位置検出装置に適用しても効果
がある。

なお、上記円筒部材１２．３１は、内周が円柱周面に対
応する面であれば良く、外周の形は必ずしも円柱形状で
なくてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、磁気検知器の回動
及び回動位置は、本来検出すべき閉磁気回路装置の長手
方向上の位置の検出に何ら影響を及ぼさないため、例え
ば前記のショックアブソーバの軸のように回動を伴いつ
１直動する被測定物の位置検出にも適用出来、然して用
途の拡大を図り得、また磁気検知器が停止した位置で回
動した場合にも位置の検出には何ら影響がないため、位
置検出精度の向上を図り得るという効果を有する。

【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
略を示す一部切截斜視図、第２図は第１図の位置検出装置の長手方向上の断面図、第３図及び第４図は夫々漏洩磁束の分布を示す第１図中
１（線及びＩＶ　−ＩＶ線１．：沿う断面矢視図、第５図は第１図の位置検出装置の特性図、第６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一部
切截斜視図、第７図は第６図の位置検出装置の長手方向上の断面図、第８図は漏洩磁束の分布を示す第６図中■−■線に沿う
断面矢視図、第９図は本発明の第３の実施例になる位置検出装置の概
略を示す一部切截斜視図、第１０図は第９図の位置検出装置の長手方向上の断面図
、第１１図は漏洩磁束の分布を示す第９図中ＸＩ−ＸＩ線
に沿う断面矢視図、第１２図は従来技術になるポテンショメータの斜視図、第１３図は漏洩磁束の分布を示す第１２図中ｘｍ−ｘｍ
線に沿う断面矢視図、である。第１図乃至第４図、第６図乃至第１１図において、１０．３０は閉磁気回路装置、１１は磁気検知器、１２．３１は円筒部材、１３．１４は永久磁石、１５は中心貫通部材、１５ａ、１５ｂ突出部分、１６．１７．３２．４２は磁束、１８．１９，３３．４３は漏洩磁束、３１ａは蓋部、４０はシールド用円筒部材である。木七用→茅１Ｑ火斃卆１」；なるＪｉｆ検す咬僅ンＩ叫
視凹箭１１ｉｆｆｌ弄１訃、ＡＥ−Ｕやと表置の眸菌回朶２、二Ｊ繍イ末９．ｆ）髄【ホ亨図シ昼〜は東ｎ＋年１常Ｔ口第４図勺ぜ一１団１２ノす乙骸ｄ二資虻イ悩］の１やｉ’、）
ｔ［さ９Ｊ５図努発明り千２の大！ｊ１；なシ仇鰍ど蝦量の倒図第６図竿６凹のＡｉ餅と４（量の−ｒ幻凹第７図頒横確束／７介布【示↑凹第Ｓ図本免絹の多３Ｆｌス堤夛ト；譬る旗重快記鐵１）襠り見
目吊９回九位ｆｆｉ吟昌兼量−−回鶴ｕＯ図漏弐趨弐〇へ布〔示す田＠Ｕ図捉来棧（朧；な３ぜテンンタ　メづの才十視゛司第１１
２図ワ漏梯Ｉし分布１右オ図第ｉ１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質上円筒形状の磁性材製筒部材（１２、３１）
と、該筒部材（１２、３１）の少なくとも一端に設けて
あり、円環形状で且つ径方向に着磁されている永久磁石
（１３、１４）と、該永久磁石（１３、１４）の中心孔
に固定されて前記筒部材（１２、３１）の中心を貫通す
るように配された磁性材製の中心貫通部材（１５）とよ
りなり、前記筒状部材の内面と前記中心貫通部材との間
に磁束が漏洩し閉磁路を形成する閉磁気回路装置（１０
、３０）と、該閉磁気回路装置（１０、３０）の内部に、その長手方
向に移動可能に且つ前記筒部材（１２、３１）の周方向
に回動可能に配され、前記漏洩した磁束（１８、１９、
３３）を検知する磁気検知器（１１）とよりなることを
特徴とする位置検出装置。
（２）前記閉磁気回路装置（１０）は、前記筒部材（１
２）がその両端が開口とされ、前記永久磁石（１３、１
４）が該筒部材（１２）の両端に配され、前記中心貫通
部材（１５）がその両端を該永久磁石（１３、１４）の
中心孔に固定されてなる構成であ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。
（３）前記閉磁気回路装置（３０）は、前記筒部材（３
１）がその一端が蓋部（３１ａ）により塞がれ、前記永
久磁石（１３）が該筒部材（３１）の他端に配され、前
記中心貫通部材（１５）が一端を該永久磁石（１３）の
中心孔に固定され他端を前記蓋部（３１ａ）に固定され
てなる構成であ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。
（４）前記閉磁気回路装置（１０）がシールド用筒状部
材（４０）により囲ま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。