JPWO2016031261A1 - 磁気式位置検出装置 - Google Patents

Abstract

対象磁石が１個であっても好適な位置検出が可能な磁気式位置検出装置を提供する。磁気式位置検出装置は、バイアス磁石１と、検磁素子２と、対象磁石３と、移動体４とを備える。バイアス磁石１と対象磁石３は、相互に異極対向する。検磁素子２は、バイアス磁石１の対象磁石３との対向磁極面の前方に設けられる。検磁素子２は、バイアス磁石１に対して固定配置され、バイアス磁石１との相対位置関係が固定される。対象磁石３の移動に許ない、検磁素子２の位置における磁界の向きが変化する。検磁素子２は、自身に印加された磁界の向きを検出する。

Description

本発明は、例えばポジションセンサやストロークセンサとして利用される、検磁素子を用いた磁気式位置検出装置に関する。

磁気式位置検出装置としては、従来から、Ｎ極とＳ極が交互に着磁された磁気部材の磁極配列方向に対して同一位置に４個のスピンバルブ型磁気抵抗素子を配置したものが知られている。

特許第５０１３１４６号公報 特開２００６−２３１７９号公報

従来技術では、検出対象となる磁石（対象磁石）が複数必要であるが、スペースの制約によっては複数の対象磁石を配置できない場合もある。対象磁石を１個にすると、検出可能なストローク範囲が狭くなる問題がある。また、検出対象は磁石に限定されていた。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その第１の目的は、対象磁石が１個であっても好適な位置検出が可能な磁気式位置検出装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、検出対象が軟磁性体であっても好適な位置検出が可能な磁気式位置検出装置を提供することにある。

本発明の第１の態様は、磁気式位置検出装置である。この磁気式位置検出装置は、
バイアス磁石と、対象磁石と、印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化し、
前記バイアス磁石と前記対象磁石が相互に最も近接したとき、前記検磁素子の位置において、前記対象磁石の発生する磁界が、前記バイアス磁石の発生する磁界より大きい。

前記バイアス磁石と前記対象磁石とが正対したときに、前記対象磁石が前記バイアス磁石と同極対向してもよい。

前記バイアス磁石の前記対象磁石側の磁極面、及び前記対象磁石の前記バイアス磁石側の磁極面が、相互に略平行かつ同極であり、さらに前記対象磁石の相対移動方向と略平行であってもよい。

前記バイアス磁石の前記対象磁石側の磁極面、及び前記対象磁石の前記バイアス磁石側の磁極面が、相互に略平行かつ異極であり、さらに前記対象磁石の相対移動方向と略平行であってもよい。

前記バイアス磁石の磁極面及び前記対象磁石の磁極面が、相互に略平行であり、かつ前記対象磁石の相対移動方向と略垂直であってもよい。

前記バイアス磁石の磁極面及び前記対象磁石の磁極面が相互に略垂直であってもよい。

本発明の第２の態様は、磁気式位置検出装置である。この磁気式位置検出装置は、
バイアス磁石と、
前記バイアス磁石と異極対向する対象磁石と、
印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化する。

前記対象磁石の磁極面の前記相対移動の方向に関する長さが、前記バイアス磁石の磁極面の前記相対移動の方向に関する長さより長くてもよい。

前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の位置を一意に特定可能であってもよい。

前記検磁素子は、前記バイアス磁石と前記対象磁石とが正対したときに前記バイアス磁石より前記対象磁石に近くなる位置に設けられていてもよい。

前記対象磁石が１個のみであってもよい。

本発明の第３の態様は、磁気式位置検出装置である。この磁気式位置検出装置は、
バイアス磁石と、軟磁性体と、印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
前記バイアス磁石に対する前記軟磁性体の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化し、
前記バイアス磁石に対する前記軟磁性体の位置を一意に特定可能である。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の第１及び第２の態様によれば、対象磁石が１個であっても好適な位置検出が可能な磁気式位置検出装置を提供することができる。

本発明の第３の態様によれば、検出対象が軟磁性体であっても好適な位置検出が可能な磁気式位置検出装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る磁気式位置検出装置の概略構成図。 図１の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフ。 図１の磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 本発明の実施の形態２に係る磁気式位置検出装置の概略構成図。 本発明の実施の形態３に係る磁気式位置検出装置の概略構成図。 図５の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフ。 図５の磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 本発明の実施の形態４に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 図８の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフ。 本発明の実施の形態５に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 本発明の実施の形態６に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 本発明の実施の形態７に係る磁気式位置検出装置における、軟磁性体５の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 図１２の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と軟磁性体５の移動量との関係の一例を示すグラフ。 本発明の実施の形態８に係る磁気式位置検出装置における、軟磁性体５の移動に伴う磁力線の変化の説明図。 図１４の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と軟磁性体５の移動量との関係の一例を示すグラフ。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る磁気式位置検出装置の概略構成図である。図１において、直交する３方向であるＸＹＺ方向を定義する。また、図１において、バイアス磁石１と対象磁石３による磁力線の一部を併せて示している。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、バイアス磁石１と、検磁素子２と、対象磁石３と、移動体４とを備える。

バイアス磁石１と対象磁石３は、好ましくはネオジム磁石等の希土類磁石であり、例えば円柱状ないし角柱状であって相互に異極対向する。図示の例では、バイアス磁石１のＳ極面と対象磁石３のＮ極面が相互に対向する。バイアス磁石１と対象磁石３の対向磁極面は、共にＸＺ平面と平行である。また、バイアス磁石１と対象磁石３の非対向磁極面も共にＸＺ平面と平行である。好ましくは、対象磁石３の対向磁極面の相対移動方向（Ｘ方向、又はＸ方向及びＺ方向）に関する長さは、バイアス磁石１の対向磁極面の相対移動方向（Ｘ方向、又はＸ方向及びＺ方向）に関する長さより長い。また、好ましくは、対象磁石３は、バイアス磁石１より偏平形状とする。

検磁素子２は、バイアス磁石１のＳ極面（対象磁石３との対向磁極面）の前方に設けられる。検磁素子２は、バイアス磁石１に対して固定配置され、バイアス磁石１との相対位置関係が固定される。検磁素子２のＸ方向位置は、好ましくはバイアス磁石１の中心のＸ方向位置と一致する。検磁素子２は、自身に印加された磁界の向きを検出するものであり、例えば、複数のホール素子と磁性体ヨークの組合せ、あるいは複数のスピンバルブ型磁気抵抗素子の組合せによって実現される（必要に応じて上記特許文献１参照）。好ましくは、検磁素子２は、図１のようにバイアス磁石１と対象磁石３とが正対したとき（相互に最も近接したとき）にバイアス磁石１より対象磁石３に近くなる位置に設けられる。また、好ましくは、対象磁石３は、バイアス磁石１より磁力が強いものとする。検磁素子が２成分検知（ＸＹ成分検知）の場合は、バイアス磁石１、検磁素子２、及び対象磁石３の各中心のＺ方向位置は、好ましくは相互に一致させる。対象磁石３は、移動体４に固定され、移動体４の移動に伴ってＸ方向に移動する。一方、検磁素子が３成分検知（ＸＹＺ成分検知）の場合は、対象磁石３のＸＺ平面内での２次元的な位置検出も可能であり、対象磁石３は移動体４と共にＸＺ平面内で移動してもよい。対象磁石３の移動により、検磁素子２の位置における磁界の向きが変化する。

図２は、図１の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフである。図２において、縦軸の角度（θ）は、＋Ｙ方向を起点とする時計回り方向の角度としている。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、図１の磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、対象磁石３のストローク範囲の中心近傍の一部を示しており、実際には図２に示すように、検磁素子２の位置における磁界の向きは±８０度を超える範囲まで変化する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、対象磁石３及び移動体４が右方向（＋Ｘ方向）に移動するにつれて、検磁素子２の位置における磁界は左回りに回転する。逆に対象磁石３及び移動体４が左方向（−Ｘ方向）に移動すれば、検磁素子２の位置における磁界は右回りに回転する。このように、バイアス磁石１と対象磁石３との間の磁束は、対象磁石３及び移動体４の±Ｘ方向への移動により、バイアス磁石１を支点として振り子のようにベクトル変化する。このベクトル変化を検磁素子２によって検出することで、対象磁石３及び移動体４の位置検出が可能となる。図２より、対象磁石３のＸ方向移動量の変化に伴い検磁素子２の位置における磁界の向きが変化しており、対象磁石３のＸ方向移動量と磁界の向き（角度）が１対１の関係で対応するため、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて対象磁石３及び移動体４の移動量（位置）を検出（一意に特定）できることが分かる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 検磁素子２の背後にバイアス磁石１を設け、バイアス磁石１を対象磁石３と異極対向させているため、対象磁石３が１個であっても、検出可能なストローク範囲を広くすることができる。このため、複数の対象磁石３を配置できないようなスペースの制約があっても好適な位置検出が可能となる。

(2) バイアス磁石１を設けたことで検磁素子２の位置における磁界が強められるため、バイアス磁石１が無い場合と比較して検磁素子２を対象磁石３から離間させても検出に必要な磁界の強さを確保でき、レイアウトの自由度が高められる。

(3) 対象磁石３をバイアス磁石１より偏平形状とし、対象磁石３の対向磁極面の移動方向に関する長さをバイアス磁石１の対向磁極面の同方向に関する長さより長くしているため、対象磁石３の磁束がＸ方向に広がると共に、バイアス磁石１は狭い範囲で磁束をＹ方向に強く引き寄せることになる。そして、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したときにバイアス磁石１より対象磁石３に近くなる位置に検磁素子２を設けているため、検磁素子２の位置において、対象磁石３の移動に伴って回転する磁界を広いストローク範囲で得ることができる。また、対象磁石３をバイアス磁石１より磁力が強いものとしており、これによってもストローク範囲が広げられる（検磁素子２の位置において対象磁石３の移動に伴い１８０度に近い磁界の向きの変化が得られる）。

実施の形態２
図４は、本発明の実施の形態２に係る磁気式位置検出装置の概略構成図である。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１等に示した実施の形態１のものと比較して、バイアス磁石１が２個になった点で相違する。バイアス磁石１を２個とする場合、検磁素子２のＸ方向位置はバイアス磁石１同士の隙間の中心と一致させ、その他の点は図１に示した場合と同様とする。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

実施の形態３
図５は、本発明の実施の形態３に係る磁気式位置検出装置の概略構成図である。図５において、直交する３方向であるＸＹＺ方向を図１と同様に定義する。また、図５において、バイアス磁石１と対象磁石３による磁力線の一部を併せて示している。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１等に示した実施の形態１のものと異なり、バイアス磁石１と対象磁石３とが、相互に同極対向する。図示の例では、バイアス磁石１のＮ極面と対象磁石３のＮ極面が相互に対向する。バイアス磁石１と対象磁石３の対向磁極面は、共にＸＺ平面と平行である。また、バイアス磁石１と対象磁石３の非対向磁極面も共にＸＺ平面と平行である。

検磁素子２は、バイアス磁石１のＮ極面（対象磁石３との対向磁極面）の前方に設けられる。検磁素子２は、バイアス磁石１に対して固定配置され、バイアス磁石１との相対位置関係が固定される。検磁素子２のＸ方向位置は、好ましくはバイアス磁石１の中心のＸ方向位置と一致する。好ましくは、検磁素子２は、図５のようにバイアス磁石１と対象磁石３とが正対したとき（相互に最も近接したとき）にバイアス磁石１より対象磁石３に近くなる位置に設けられる。これは、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したときに、検磁素子２の位置において、対象磁石３の発生する磁界が、バイアス磁石１の発生する磁界より大きくなるようにするためである。このようにすることで、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したときに、検磁素子２の位置における磁界の向きを＋Ｙ方向（上向き）にすることができ、後述のように、対象磁石３の移動に伴い検磁素子２の位置において磁界の向きを約３６０度回転させることができる。検磁素子が２成分検知（ＸＹ成分検知）の場合は、バイアス磁石１、検磁素子２、及び対象磁石３の各中心のＺ方向位置は、好ましくは相互に一致させる。対象磁石３は、移動体４に固定され、移動体４の移動に伴ってＸ方向に移動する。一方、検磁素子が３成分検知（ＸＹＺ成分検知）の場合は、対象磁石３のＸＺ平面内での２次元的な位置検出も可能であり、対象磁石３は移動体４と共にＸＺ平面内で移動してもよい。対象磁石３の移動により、検磁素子２の位置における磁界の向きが変化する。

図６は、図５の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフである。図６において、縦軸の角度（θ）は、＋Ｘ方向を起点とする反時計回り方向の角度としている。図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、図５の磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。なお、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、対象磁石３のストローク範囲の一部を示しており、実際には図６に示すように、検磁素子２の位置における磁界の向きは、対象磁石３の相対移動により約３６０度変化する。図７（Ａ）〜図７（Ｆ）に示すように、対象磁石３及び移動体４が右方向（＋Ｘ方向）に移動するにつれて、検磁素子２の位置における磁界は左回りに回転する。逆に対象磁石３及び移動体４が左方向（−Ｘ方向）に移動すれば、検磁素子２の位置における磁界は右回りに回転する。このように、バイアス磁石１と対象磁石３との間の磁束は、対象磁石３及び移動体４の±Ｘ方向への移動により、検磁素子２の位置を中心として回転するようにベクトル変化する。このベクトル変化を検磁素子２によって検出することで、対象磁石３及び移動体４の位置検出が可能となる。図６より、対象磁石３のＸ方向移動量の変化に伴い検磁素子２の位置における磁界の向きが変化しており、対象磁石３のＸ方向移動量と磁界の向き（角度）が１対１の関係で対応するため、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて対象磁石３及び移動体４の移動量（位置）を検出（一意に特定）できることが分かる。

本実施の形態によれば、対象磁石３の相対移動により、検磁素子２の位置における磁界の向きが約３６０度変化するため、磁界の向きの変化が１８０度以下である実施の形態１と比較して更にストローク範囲を広く確保することができる。

実施の形態４
図８（Ａ）〜図８（Ｈ）は、本発明の実施の形態４に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。図８において、対象磁石３が固定されて対象磁石３と共に移動する移動体の図示は省略している。図９は、図８の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と対象磁石３の移動量との関係の一例を示すグラフである。図９において、縦軸の角度（θ）は、−Ｘ方向を起点とする反時計回り方向の角度としている。

本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１等に示した実施の形態１のものと異なり、バイアス磁石１の磁極面及び対象磁石３の磁極面が相互に略垂直である。ここでは、バイアス磁石１の磁極面がＹＺ平面と平行であり、対象磁石３の磁極面がＸＺ平面と平行である。検磁素子２は、バイアス磁石１の対象磁石３側に臨む非磁極面の前方に設けられる。検磁素子２は、バイアス磁石１に対して固定配置され、バイアス磁石１との相対位置関係が固定される。検磁素子２のＸ方向位置は、好ましくはバイアス磁石１の中心のＸ方向位置と一致する。好ましくは、検磁素子２は、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したとき（相互に最も近接したとき）にバイアス磁石１より対象磁石３に近くなる位置に設けられる。検磁素子が２成分検知（ＸＹ成分検知）の場合は、バイアス磁石１、検磁素子２、及び対象磁石３の各中心のＺ方向位置は、好ましくは相互に一致させる。一方、検磁素子が３成分検知（ＸＹＺ成分検知）の場合は、対象磁石３のＸＺ平面内での２次元的な位置検出も可能であり、対象磁石３はＸＺ平面内で移動してもよい。対象磁石３の移動により、検磁素子２の位置における磁界の向きが変化する。

図８（Ａ）〜図８（Ｅ）に示す範囲では、対象磁石３が右方向（＋Ｘ方向）に移動するにつれて、検磁素子２の位置における磁界は左回りに回転する。同範囲において逆に対象磁石３が左方向（−Ｘ方向）に移動すれば、検磁素子２の位置における磁界は右回りに回転する。このように、バイアス磁石１と対象磁石３との間の磁束は、対象磁石３の±Ｘ方向への移動により、検磁素子２の位置を中心として回転するようにベクトル変化する。

図８（Ｅ）〜図８（Ｈ）に示す範囲では、対象磁石３の±Ｘ方向への移動により検磁素子２の位置における磁界は１８０度以内の範囲における図中上下方向の振り子のようなベクトル変化になる。

これらのベクトル変化を検磁素子２によって検出することで、対象磁石３の位置検出が可能となる。なお、図９に示すように、検磁素子２の位置における磁界の向きは、図８（Ａ）〜図８（Ｈ）に示す範囲の対象磁石３の相対移動では約４００度変化するため、対象磁石３のストローク範囲は、図９に示す例えばＸ１の範囲、もしくはＸ２の範囲に限定する。これにより、対象磁石３のＸ方向移動量と磁界の向き（角度）が１対１の関係で対応し、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて対象磁石３の移動量（位置）を検出（一意に特定）できる。

実施の形態５
図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）は、本発明の実施の形態５に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。図１０において、対象磁石３が固定されて対象磁石３と共に移動する移動体の図示は省略している。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１等に示した実施の形態１のものと異なり、バイアス磁石１の磁極面及び対象磁石３の磁極面が、相互に略平行であり、かつ対象磁石３の相対移動方向（Ｘ方向）と略垂直（ＹＺ平面と略平行）である。また、バイアス磁石１と対象磁石３は、相互に同極対向する。具体的には、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の状態ではＳ極同士が対向し、図１０（Ｆ）及び図１０（Ｇ）の状態ではＮ極同士が対向する。検磁素子２は、バイアス磁石１の対象磁石３側に臨む非磁極面の前方に設けられる。検磁素子２は、バイアス磁石１に対して固定配置され、バイアス磁石１との相対位置関係が固定される。検磁素子２のＸ方向位置は、好ましくはバイアス磁石１の中心のＸ方向位置と一致する。好ましくは、検磁素子２は、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したとき（相互に最も近接したとき）にバイアス磁石１より対象磁石３に近くなる位置に設けられる。これは、図１０（Ｄ）のようにバイアス磁石１と対象磁石３とが正対したときに、検磁素子２の位置において、対象磁石３の発生する磁界が、バイアス磁石１の発生する磁界より大きくなるようにするためである。このようにすることで、バイアス磁石１と対象磁石３とが正対したときに、検磁素子２の位置における磁界の向きを＋Ｘ方向（右向き）にすることができ、対象磁石３の移動に伴い検磁素子２の位置において磁界の向きを約３６０度回転させることができる。検磁素子が２成分検知（ＸＹ成分検知）の場合は、バイアス磁石１、検磁素子２、及び対象磁石３の各中心のＺ方向位置は、好ましくは相互に一致させる。一方、検磁素子が３成分検知（ＸＹＺ成分検知）の場合は、対象磁石３のＸＺ平面内での２次元的な位置検出も可能であり、対象磁石３はＸＺ平面内で移動してもよい。対象磁石３の移動により、検磁素子２の位置における磁界の向きが変化する。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）に示すように、対象磁石３が右方向（＋Ｘ方向）に移動するにつれて、検磁素子２の位置における磁界は左回りに回転する。同範囲において逆に対象磁石３が左方向（−Ｘ方向）に移動すれば、検磁素子２の位置における磁界は右回りに回転する。このように、バイアス磁石１と対象磁石３との間の磁束は、対象磁石３の±Ｘ方向への移動により、検磁素子２の位置を中心として回転するようにベクトル変化する。このベクトル変化を検磁素子２によって検出することで、対象磁石３の位置検出が可能となる。対象磁石３の移動に伴う検磁素子２の位置における磁界の向き（−Ｚ方向を起点とする反時計回り方向の角度θ）の変化は図６と同様となり、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて対象磁石３の移動量（位置）を検出（一意に特定）できる。

実施の形態６
図１１（Ａ）〜（Ｇ）は、本発明の実施の形態６に係る磁気式位置検出装置における、対象磁石３の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。図１１において、対象磁石３が固定されて対象磁石３と共に移動する移動体の図示は省略している。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１０に示した実施の形態５のものと比較して、対象磁石３のＮ極とＳ極が逆になっている点で相違し、その他の点で一致する。図１１（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、対象磁石３が右方向（＋Ｘ方向）に移動するにつれて、検磁素子２の位置における磁界は左回りに回転する。同範囲において逆に対象磁石３が左方向（−Ｘ方向）に移動すれば、検磁素子２の位置における磁界は右回りに回転する。このように、バイアス磁石１と対象磁石３との間の磁束は、対象磁石３の±Ｘ方向への移動により、振り子のようにベクトル変化する。このベクトル変化を検磁素子２によって検出することで、対象磁石３の位置検出が可能となる。対象磁石３の移動に伴う検磁素子２の位置における磁界の向き（−Ｘ方向を起点とする時計回り方向の角度θ）の変化は図２と同様となり、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて対象磁石３の移動量（位置）を検出（一意に特定）できる。本実施の形態においても、対象磁石３をバイアス磁石１より磁力が強いものとすることで、ストローク範囲が広げられる（検磁素子２の位置において対象磁石３の移動に伴い１８０度に近い磁界の向きの変化が得られる）。

実施の形態７
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、本発明の実施の形態７に係る磁気式位置検出装置における、軟磁性体５の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。図１３は、図１２の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と軟磁性体５の移動量との関係の一例を示すグラフである。図１３において、縦軸の角度（θ）は、＋Ｘ方向を起点とする反時計回り方向の角度としている。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図５等に示した実施の形態３のものと比較して、対象磁石３が軟磁性体５に変わった点で相違し、その他の点で一致する。軟磁性体５は、不図示の移動体に固定され、移動体の移動に伴ってＸ方向に移動する。図１３に示すように、軟磁性体５のＸ方向移動量と磁界の向き（角度）が１対１の関係で対応するため、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて軟磁性体５及び移動体の移動量（位置）を検出（一意に特定）できる。本実施の形態によれば、対象磁石３が軟磁性体５に変わったことにより検磁素子２の位置において得られる磁界の角度変化が小さくストローク範囲が小さくなるものの、検出対象が軟磁性体５であっても好適な位置検出が可能である。

実施の形態８
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、本発明の実施の形態８に係る磁気式位置検出装置における、軟磁性体５の移動に伴う磁力線の変化の説明図である。図１５は、図１４の磁気式位置検出装置における、検磁素子２の位置（検出位置）での磁界の向き（角度）と軟磁性体５の移動量との関係の一例を示すグラフである。図１４において、縦軸の角度（θ）は、＋Ｘ方向を起点とする反時計回り方向の角度としている。本実施の形態の磁気式位置検出装置は、図１２に示した実施の形態７のものと比較して、バイアス磁石１の向きが右回りに９０度変化した点で相違し、その他の点で一致する。図１５に示すように、軟磁性体５のＸ方向移動量と磁界の向き（角度）が１対１の関係で対応するため、磁界の向きに応じた検磁素子２の出力に基づいて軟磁性体５及び移動体の移動量（位置）を検出（一意に特定）できる。本実施の形態も、実施の形態７と同様の効果を奏することができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

バイアス磁石１と対象磁石３又は軟磁性体５の相対的な寸法関係、及び検磁素子２の相対配置は、実施の形態で示した例に限定されず、検磁素子２の位置において対象磁石３の移動に伴って回転する磁界が得られる限り任意である。

実施の形態１から６において、対象磁石３は、移動体の回りをＸ軸回りに周回するリング状磁石であってもよい。この場合、実施の形態１では、対象磁石３をＹＺ平面で切断した断面をバイアス磁石１の同断面より偏平にするとよい。実施の形態ではバイアス磁石１と検磁素子２が固定で対象磁石３又は軟磁性体５が移動する場合を説明したが、対象磁石３又は軟磁性体５が固定でバイアス磁石１と検磁素子２が移動してもよい。すなわち、バイアス磁石１及び検磁素子２の組と対象磁石３又は軟磁性体５とが互いに対して相対移動すればよく、実際にどちらが移動するかは任意である。

１ バイアス磁石、２ 検磁素子、３ 対象磁石、４ 移動体、５ 軟磁性体

Claims (12)

1. バイアス磁石と、対象磁石と、印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
   前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化し、
   前記バイアス磁石と前記対象磁石が相互に最も近接したとき、前記検磁素子の位置において、前記対象磁石の発生する磁界が、前記バイアス磁石の発生する磁界より大きい、磁気式位置検出装置。
2. 前記バイアス磁石と前記対象磁石とが正対したときに、前記対象磁石が前記バイアス磁石と同極対向する、請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
3. 前記バイアス磁石の前記対象磁石側の磁極面、及び前記対象磁石の前記バイアス磁石側の磁極面が、相互に略平行かつ同極であり、さらに前記対象磁石の相対移動方向と略平行である、請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
4. 前記バイアス磁石の前記対象磁石側の磁極面、及び前記対象磁石の前記バイアス磁石側の磁極面が、相互に略平行かつ異極であり、さらに前記対象磁石の相対移動方向と略平行である、請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
5. 前記バイアス磁石の磁極面及び前記対象磁石の磁極面が、相互に略平行であり、かつ前記対象磁石の相対移動方向と略垂直である、請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
6. 前記バイアス磁石の磁極面及び前記対象磁石の磁極面が相互に略垂直である、請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
7. バイアス磁石と、
   前記バイアス磁石と異極対向する対象磁石と、
   印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
   前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化する、磁気式位置検出装置。
8. 前記対象磁石の磁極面の前記相対移動の方向に関する長さが、前記バイアス磁石の磁極面の前記相対移動の方向に関する長さより長い、請求項７に記載の磁気式位置検出装置。
9. 前記バイアス磁石に対する前記対象磁石の位置を一意に特定可能である、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。
10. 前記検磁素子は、前記バイアス磁石と前記対象磁石とが正対したときに前記バイアス磁石より前記対象磁石に近くなる位置に設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。
11. 前記対象磁石が１個のみである請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。
12. バイアス磁石と、軟磁性体と、印加磁界の向きを検出する検磁素子とを備え、
    前記バイアス磁石に対する前記軟磁性体の相対移動により、前記検磁素子の位置における磁界の向きが変化し、
    前記バイアス磁石に対する前記軟磁性体の位置を一意に特定可能である、磁気式位置検出装置。

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