WO1998033041A1

WO1998033041A1 - Detecteur de deplacement magnetique et detecteur d'ouverture de carburateur

Info

Publication number: WO1998033041A1
Application number: PCT/JP1998/000318
Authority: WO
Inventors: Yasuo Nekado; Masaaki Kusumi; Kiyoshi Himuro; Hideki Tsuchiya; Kenichi Sato
Original assignee: Sony Precision Technology Inc.
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1998-07-30
Also published as: EP0896205A1; JP4367966B2

Description

明細書磁気式変位検出装置及び気化器の開度検出装置技術分野本発明は、例えば工作機械や精密測定機器等において相対移動する 2部材間の絶対変位量を検出するために用いられる磁気式変位検出装置及びこの磁気式変位検出装置により気化器のスロットルバルブの開度を検出するようにした気化器の開度検出装置に関する。

背景技術従来、工作機械や精密測定機器等において相対移動する 2部材問の絶対変位量を検出する磁気式の変位検出装置として、以下のような各種のものが存在していた。

( 1 ) アブソリュートスケール方式

これには、例えばスケールにおける相対移動方向上の各位置にそれぞれ所定桁の 2値コード（ b i n a r yコ一ド又は g r a yコード等）を印しておき、このコードを読み取ることにより絶対位置を検出する方式や、あるいは、相互に波長の異なる複数のスケールを相対移動方向に沿って並置し、それらのスケールの位相差を検出することにより絶対値信号を生成する方式（バーニア方式）がある。図 1は、 4桁の g r a yコード（白地部分が論理， 0，に相当し. 斜線部分が論理' 1，に相当する）をスケール 1に印し、それぞれの桁に対応した検出部を有するへッド 2を用いてこの g r a yコードを読み取る例を示す。

( 2 ) 差動トランス方式

これは、図 2に例示するように、相対移動方向に沿って 2個のコィル 3 , 4を同一直線上に配置するとともに高透磁率材料からなるコア 5をこれらのコイル 3， 4の内側に相対移動可能に挿入し、コァ 5の移動に応じてコイル 3， 4のインダク夕ンスが変化することに基づき、コイル 3， 4の差動出力を取ってリニアリティの高い絶対変位量を検出するものである。

( 3 ) 抵抗式ポテンショメ一夕方式

これは、図 3に例示するように、相対移動方向に沿って延びた抵抗線 7に電流を流すとともにこの抵抗線 7に接触子 8を相対移動可能に接触させ、接触位置の変化による接触子 8 と抵抗線 Ίの端部 Ί aとの間の電圧 V oの変化により絶対変位量を検出するものである。

( 4 ) 磁歪線方式

これは、金属磁歪の遅延時間に基づいて絶対変位量を算出するものである。図 4に例示するように、相対移動方向に沿って延びた金属線 1 0の一方の端部 1 0 aにコイル 1 1 を固定して取り付けるとともに、検出コイル 1 2を金属線 1 0に対して相対移動可能に取り付ける。コイル 1 1にパルス電流を入力すると、金属が磁化されることにより金属線 1 0に磁歪が発生し、その磁歪パルスが端部 1 0 aから他方の端部 1 0 bに向けて金属線 1 0を音速で伝搬していく (金属内での音速は金属の材質によって異なる）ので、検出コイル 1 2も磁歪により誘起される。パルス電流の入力時刻から検出コィル 1 2が誘起された時刻までの遅延時間を計測し、この遅延時間に基づいて絶対変位量を算出する。

しかし、上記のような従来の絶対変位量を検出方式には、それぞれ次のような問題があった。

( 1 ) アブソリュートスケール方式

検出精度や分解能の面では優れているが、回路構成が複雑になるので検出装置の小型化や低コスト化が困難である。

( 2 ) 差動トランス方式

構造が比較的簡単なので低コスト化が可能であるが、絶対移動方向上でのコイル 3 , 4の長さが各々有効長（検出可能な絶対変位量の大きさ）以上必要であるとともに、コア 5を移動させるための口ッド 6の長さもこの有効長以上必要なので、検出装置の全長が有効長の 3倍以上になってしまう。したがって、有効長と比較してそれ以外の無効長部分が長くなつてしまうとともに装置が大型化してしまう

( 3 ) 抵抗式ポテンショメ一夕方式

接触子 8を抵抗線 7に接触させる接触型なので、耐久性が低く、振動の激しい機械等に用いるのには適さない。

( 4 ) 磁歪線方式

磁歪の伝搬速度が音速であることや、パルス減哀器 1 3により磁歪パルスの反射波が減哀するまで次の計測を持たなければならないこと等を原因として、検出に要する時間がかなり長くなつてしまう (すなわち応答速度が遅くなつてしまう）。また、無効長部分はコィル 1 1のみで済むが、コイルドライブや時間計測用回路等を必要とするので、回路点数が多くなるとともに回路構成が複雑になり、したがって装置の小型化や低コスト化はやはり困難である。

また、従来より、自動二輪車等では、エンジンの出力や燃費の向上、排気ガスの浄化を図るためにエンジンの点火時期の制御が行われている。例えば、このような自動二輪車等では、エンジンの回転数ゃスロットルバルブの閧度等に基づきエンジンの負荷状態を検出し、エンジンの点火時期が最適となるように制御している。

例えば、直動式のスロットルバルブによる気化器が備えられた自動二輪車では、気化器にスロットルバルブの移動量を回転量に変換するポテンショメ一夕等を設けて、このポテンショメ一夕の回転量からこのスロヅトルバルブの開度を検出し、エンジンの点火時期の制御が行われている。

しかしながら、このような気化器が備えられた自動二輪車等でェンジンの点火時期の制御を行う場合には、上述のようにポテンショメ一夕等を別途設けなければならないため、部品点数が多くなり、コスト高を招いてしまっていた。

そこで、このような問題を解決するために、例えば、特開平 7— 3 1 7 5 7 1号公報に開示されているように、磁気センサによりバルプ開度を検出することができる直動式ス口ットルバルブを備えた気化器の開度検出装置が提案されている。

図 5及び図 6に、この特開平 7 - 3 1 7 5 7 1号公報に記載されている従来のスロットバルブの開度検出装置が適用された気化器を示し、以下、この気化器について具体的に説明する。なお、図 5は上記従来の気化器の側面図であり、図 6は図 5の Z— Z ' 線断面図である。

従来の気化器 2 1は、本体部 2 2 と、この本体部 2 2の燃料導入通路 3 4と接続され液体燃料が注入されるチャンバ 2 3とを備えている。

本体部 2 2は、キヤブボディ 2 4と、このキヤブボディ 2 4内に形成されるバルブ室 3 2内に挿入され、キヤブボディ 2 4に形成されるベンチユリ通路 3 1を開閉するビストンバルブ 2 5と、上記バルブ室 3 2を閉塞するようにキヤブボディ 2 4の上部開口に装着される蓋 2 6と、この蓋 2 6 とピストンバルブ 2 5との間に設けられこのビス卜ンバルブ 2 5を付勢するパネ 2 7とを備えている。

キヤプボディ 2 4は、例えば、亜鉛ダイキャスト製のものであり、図 5に示す a方向に吸入空気が流れるベンチュリ通路 3 1が形成されている。このキヤブボディ 2 4は、上記ベンチュリ通路 3 1から上方垂直に延び、且つ、上記ベンチユリ通路 3 1に開口し上記ビストンバルブ 2 5が挿入されるバルプ室 3 2を形成するシリンダ部 3 3が設けられている。このキヤブボディ 2 4には、このシリンダ部 3 3 と同軸をなすようにベンチユリ通路 3 1から下方垂直に延び、且つ、ビストンバルブ 2 5に設けられる後述するジエツトニ一ドル 3 6が挿入される燃料導入通路 3 4が形成されている。また、このキヤブボディ 2 4は、上記燃料導入通路 3 4に一体とされて上記チヤンバ 2 3内に延びる燃料導入部 3 5が設けられている。

上記シリンダ部 3 3に形成されるバルブ室 3 2には、略楕円形の有底筒状のビストンバルブ 2 5が、ベンチュリ通路 3 1に流れる吸入空気の方向に対して直角方向に揷入される。このビストンバルブ 2 5は、このシリンダ部 3 3に対して摺動自在となっており、移動軸がずれないようにこのシリンダ部 3 3に保持されている。このピストンバルブ 2 5は、バルブ室 3 2内で上下に移動することにより、ベンチュリ通路 3 1の通路面積を変化させ、このベンチュリ通路 3 1に流れる吸入空気の量を調整する。

上記シリンダ部 3 3の上端開口には、上記シリンダ部 3 3に対応した形状の有底の筒状の蓋 2 6が装着され、シリンダ部 3 3に形成されたバルブ室 3 2を閉塞している。そして、この蓋 2 6 とピストンバルブ 2 5との間には、バネ 2 7が設けられている。このバネ 2 7は、ベンチユリ通路 3 1を閉塞する方向にピストンバルブ 2 5を付勢している。

また、上記シリンダ部 3 3の上端開口には上記ビストンバルブ 2 5の閉塞する方向への移動を制限する係合部 3 3 aが形成され、この係合部 3 3 aに対応するようにビストンバルブ 2 5の上端開口にはつば部 2 5 aが形成されている。このピストンバルブ 2 5が上記パネ 2 7によりベンチユリ通路 3 1を閉塞する方向に付勢されることにより、上記つば部 2 5 aと上記係合部 3 3 aが係合する。したがって、ピストンバルブ 2 5は、ベンチユリ通路 3 1を開放する方向への力が加わっていない場合においては、ベンチユリ通路 3 1を最も閉じた位置で維持される。なお、この位置におけるピストンバルブ 2 5の開度を、アイドリング開度と呼ぶ。

ピストンバルブ 2 5の底面の外側には、ジェットニードル 3 6が設けられている。このジェットニードル 3 6は、ベンチュリ通路 3 1に対して下方垂直に形成されている燃料導入通路 3 4に挿入され、ビストンバルブ 2 5に伴って上下方向の移動を行う。このようなジエツトニ一ドル 3 6は、チャンバ 2 3からベンチユリ通路 3 1内に吸引される燃料量を調整するようになっている。

このような構成の従来の気化器 2 1が例えば自動二輪車等に適用された場合、上記ビストンバルブ 2 5の底部に図示しないスロヅトルケ一ブルの一端が係止され、このスロットケ一ブルの延長端がァクセルグリップに連結される。そして、このアクセルグリップの操作により、上記ピストンバルブ 2 5が上下方向に移動して、上記べンチユリ通路 3 1の通路面積を全閉から全開の間で変化させ、且つ、このベンチユリ通路 3 1内に吸引される燃料量を調整する。このことにより、この気化器 2 1では、燃料を吸入空気に混合してェンジンに供給することができ、そして、このエンジンの回転速度を変化させることができる。

なお、この気化器 2 1では、ビストンバルブ 2 5がアイドリング開度となった状態であってもベンチュリ通路 3 1が完全に閉塞されておらず、そのため、チャンバ 2 3からこのベンチユリ通路 3 1内に燃料が所定量吸引される。したがって、この気化器 2 1では、ピス卜ンバルブ 2 5がアイドリング開度の状態において、エンジンに対し所定量の燃料が混合された吸入空気を供給することができる。

ところで、この従来の気化器 2 1には、ピストンバルブ 2 5の開度を検出する開度検出部が設けられている。

この開度検出部は、ピストンバルブ 2 5の下縁に設けられた永久磁石 4 1 と、シリンダ部 3 3の隔壁の外面に設けら、第 1から第 3 の磁気センサ 4 3〜4 5が備えられた検出ュニット 4 2 とからなる。上記永久磁石 4 1は、ベンチュリ通路 3 1内に流れる吸入空気の方向 aと垂直方向におけるビストンバルブ 2 5の下縁に配置されている。そして、この永久磁石 4 1は、ピストンバルブ 2 5の移動に伴って、このビストンバルブ 2 5の中心軸と平行に移動する。

検出ュニット 4 2は、シリンダ部 3 3の隔壁の外面に当接されている。この検出ユニット 4 2の内部には、第 1から第 3の磁気センサ 4 3〜 4 5が設けられている。この第 1から第 3の磁気センサ 4 3〜 4 5は、上記ビストンバルブ 2 5に設けられた永久磁石 4 1 とシリンダ部 3 3の隔壁を挟んで位置される。そして、この第 1から第 3の磁気センサ 4 3〜 4 5は、永久磁石 4 1がピストンバルブ 2 5に伴って上下移動した際に対向するようにビストンバルブ 2 5の軸方向に平行に一列に配置されている。具体的には、ピストンバルブ 2 5の開度が、最も閉じられている状態すなわちアイドリング閧度より僅かに開いた第 1開度、これよりさらに開いた第 2開度、第 3開度になった場合に、それぞれ永久磁石 4 1 と対向するように、上記第 1から第 3の磁気センサ 4 3〜 4 5が設けられている。

このような開度検出部では、ビストンバルブ 2 5の開度が変化した場合に、第 1開度、第 2開度、第 3開度のそれぞれで対応する磁気センサが永久磁石 4 1の磁界を検出する。例えば、永久磁石 4 1 が、第 1の閧度の近傍にあるときは第 1の磁気センサ 4 3がオンとなり、第 2の開度の近傍にあるときは第 2の磁気センサ 4 4がオンとなり、また、第 3の閧度の近傍にあるときは第 3の磁気センサ 4 5がオンとなる。

このことにより、特開平 7— 3 1 7 5 7 1号公報に記載されている従来のスロツトバルブの開度検出装置が適用された気化器 2 1では、ピストンバルブ 2 5の開度を 3段階で検出することができ、この検出出力を制御回路等に供給することによって、例えば、ェンジンの点火時期の制御を行うことができる。

ところが、このような従来の気化器 2 1では、ピストンバルブ 2 5の閧度を 3段階で、段階的にしか検出することができなかった。したがって、ビストンバルブ 2 5のさらに詳細な閧度を検出することはできなかった。また、磁気センサがオンオフの動作をするので、ビストンバルブ 2 5に振動等が生じた場合、センサ出力のオン及びオフの変化点の近傍では、激しい出力変動が生じてしまっていた。そのため、エンジンの点火時期の制御が不正確となり、出力や燃費の向上の妨げとなってしまっていた。

また、ビストンバルブ 2 5の開口状態を精度良く検出するには、上述した検出ュニット 4 2や永久磁石 4 1の取付け位置の調整機構を設けなければならず、そのため、気化器 2 1のコストが高くなり、また、気化器 2 1を製造する場合における作業工程も多くなってしまっていた。

発明の開示本発明は、上述の如き従来の磁気式変位検出装置の実状に鑑みてなされたもので、従来の各方式における不都合を解消し、回路構成が簡単で小型化や低コスト化が容易であり、無効長と比較して有効長を長くとることができる、磁気式の絶対変位量の検出装置を提供しょうとするものである。

すなわち、本発明の目的は、絶対変位量を高い精度で検出することができる磁気式変位検出装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、センサ，被検出部間のクリアランスを大きくとることができる磁気式変位検出装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、回路構成が簡単で検出装置全体を小型化 ·低コスト化することができる磁気式変位検出装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、有効長を増大させることができるとともに、無効長に比較して有効長が長くなることにより限られたスペースを有効に活かすことができる磁気式変位検出装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、耐久性が高く、振動の激しい機械等にも適用することができる磁気式変位検出装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、応答速度が速い磁気式変位検出装置を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、センサの出力のリニアリティを向上させることにより絶対変位量を高い精度で検出できるようにした磁気式の変位検出装置を提供しょうとするものである。

さらに、本発明は、上述の如き従来の気化器の開度検出装置の実状に鑑みてなされたものであり、バルブ開口の全領域に亘つてバルブの開度を正確に、また、簡単な構成で検出を行うことができる気化器の開度検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る磁気式変位検出装置は、外部磁界の強さによりインピ一ダンスが変化する 2個の感磁部を有するィンピーダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出部と、上記磁界検出部との相対移動方向に沿って連続的に変化する磁界を発生する磁界発生手段を有する被検出部と、上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、上記磁界発生手段により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサのインピーダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部とを備え、上記出力信号により上記磁界検出部と上記被検出部との絶対変位量を検出するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る磁気式変位検出装置において、上記磁界検出部は、例えば、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向に沿つて相互に離隔して配置されており、上記検出回路部において上記 2個の感磁部のィンピーダンス変化を差動検出して出力信号を取り出す。

また、上記磁界検出部は、例えば、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向では同一の位置に配置されており、上記検出回路部において上記 2個の感磁部のィンピーダンス変化を差動検出して出力信号を取り出す。上記磁界発生手段の磁化の方向と上記磁界検出部の感磁方向とは平行とされる。

また、上記磁界検出部は、例えば、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向に直交する方向上では同一の位置に配置される。

また、上記磁界検出部は、例えば、上記 2個の感磁部として高透磁率材料からなるコアの回りに卷かれた 2個のコイルを備えるインピ一ダンス変化型の磁気センサからなる。あるいは、上記磁界検出部は、例えば、上記 2個の感磁部として 2本のアモルファス磁性体線を備えるィンピーダンス変化型の磁気センサからなる。

また、上記被検出部には、例えば、 2個の磁界発生手段が、磁化の方向を相互に反対に向けた状態で、上記磁界検出部との相対移動方向に沿って、上記磁気センサを挟んで相互に離隔して配置される。上記 2個の磁界発生手段は、例えば、磁化の方向を磁界検出部との相対移動方向と平行にして配置される。あるいは、上記 2個の磁界発生手段は、例えば、磁化の方向を磁界検出部との相対移動方向と直交させて配置される。

また、上記 2個の磁界発生手段は、例えば、高透磁率材料によつて磁気的に接続される。

さらに、上記被検出部の磁界発生手段は、例えば、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対である 2つの磁極を含むとともに、上記絶対変位量の検出の有効長以上の長さを有しており、上記磁界発生手段の 2つの磁極の境界を上記磁界検出部との相対移動方向から所定の角度だけ傾け、且つ、上記相対移動方向上での上記磁界発生手段の長さを上記有効長以上とした状態で、上記磁界検出部と上記被検出部とを相対移動させる。

本発明は、ベンチュリ通路と該通路に開口するように形成されたバルブ室とを有するキヤブボディと、上記バルブ室内に摺動自在に配置されベンチユリ通路面積を変化させる面積可変バルブとを備えた気化器の開度検出装置において、上記面積可変バルブの移動範囲に亘つて、連続的に変化する磁界を発生する磁界発生手段と、外部磁界の強さによりィンピーダンスが変化する 2個の感磁部を有するィンピ一ダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出手段と、上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、上記磁界発生手段により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサのィンピ一ダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部とを備え、上記磁界発生手段と上記磁界検出手段は、上記面積可変バルブの移動に応じて相対位置が変化するように上記キヤブボディとこの面積可変バルブに設けられていることを特徴とする。

本発明に係る気化器の開度検出装置において、上記磁界発生手段は、例えば、磁化方向が上記面積可変バルブの摺動方向に対して垂直に設けられた 2つの磁界発生部からなり、この 2つの磁界発生部は、磁極面の極性が反対であり、且つ、上記面積可変バルブの移動範囲以上離れて設けられる。

また、上記磁界発生手段は、例えば、上記磁界検出手段の相対的な移動軌跡に対し交差する境界をもって互いに逆極性に着磁された 2つの磁極面を有する。

図面の簡単な説明図 1は、従来の絶対変位量検出方式の一例を示す図である。図 2は、従来の絶対変位量検出方式の他の例を示す図である。図 3は、従来の絶対変位量検出方式の他の例を示す図である。図 4は、従来の絶対変位量検出方式の他の例を示す図である。図 5は、従来の気化器の開度検出装置の側面図である。

図 6は、上記従来の気化器の開度検出装置の断面図である。図 7は、本発明に係る磁気式変位検出装置の一実施例を示す正面図である。

図 8は、上記磁気式変位検出装置に用いられる磁気センサの構成の一例を示す正面図である。

図 9 A及び図 9 Bは、上記磁気式変位検出装置における外部磁界発生手段として用いられる永久磁石の構成の一例を示す図であり、図 9 Aは正面図、図 9 Bは側面図である。

図 1 0は、上記磁気式変位検出装置に用いられる発振回路部と検出回路部の構成の一例を示す回路図である。

図 1 1は、上記磁気式変位検出装置における変位一出力特性の一例を示す図である。

図 1 2は、磁界の強さとコィルのィンピ一ダンスとの関係の一例を示す図である。

図 1 3は、磁気センサの構成の別の例を示す正面図である。図 1 4は、磁気センサの構成の別の例を示す正面図である。図 1 5は、図 1に示した磁気式変位検出装置の変更例を示す正面図である。

図 1 6は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。

図 1 7は、磁界発生手段からの距離と各コィルの出力との関係の一例を示す図である。

図 1 8 A及び図 1 8 Bは、図 1 6に示した磁気式変位検出装置の変更例を示す図であり、図 1 8 Aは正面図、図 1 8 Bは平面図である。

図 1 9 A及び図 1 9 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置における外部磁界発生手段として用いられる永久磁石の構成の別の例を示す図であり、図 1 9 Aは正面図、図 1 9 Bは側面図である。図 2 0は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。

図 2 1は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。図 2 2 A及び図 2 2 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す図であり、図 2 2 Aは斜視図、図 2 2 Bは正面図である。

図 2 3 A及び図 2 3 Bは、磁気センサの構成の別の例を示す図であり、図 2 3 Aは断面図、図 2 3 Bは平面図である。

図 2 4 A及び図 2 4 Bは、は、永久磁石の構成の別の例を示す図であり、図 2 4 Aは正面図、図 2 4 Bは側面図である。

図 2 5は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す斜視図である。

図 2 6は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す斜視図である。

図 2 7は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。

図 2 8は、図 2 7に示した磁気式変位検出装置における変位一出力特性の一例を示す図である。

図 2 9は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。

図 3 0は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す正面図である。

図 3 1 A及び図 3 1 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す図であり、図 3 1 Aは斜視図、図 3 1 Bは正面図である。

図 3 2は、本発明に係る磁気式変位検出装置に用いられる磁気センサにおけるコィルの配置の変更例を示す正面図である。

図 3 3 A及び図 3 3 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置における被検出部の外部磁界発生手段として用いられる磁石の構成の一例を示す図であり、図 3 3 Aは正面図、図 3 3 Bは側面図である。図 3 4 A及び図 3 4 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例における磁界検出部の磁気センサと被検出部の磁石との位置関係を示す図であり、図 3 4 Aは正面図、図 3 4 Bは側面図である。

図 3 5 A及び図 3 5 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置に用いられる磁気センサの構成の一例を示す図であり、図 3 5 Aはコアの正面図、図 3 5 Bは磁気センサの正面図である。

図 3 6は、本発明に係る磁気式変位検出装置に用いられる回路部の構成の一例を示す図である。

図 3 7は、検出回路部の出力特性の一例を示す図である。

図 3 8 A及び図 3 8 Bは、相対移動距離とセンサ出力との関係の実測例を、比較例の磁気式変位検出装置と本発明に係る磁気式変位検出装置とで対比して示す図であり、図 3 8 Aは比較例の実測結果、図 3 8 Bは実施例の実測結果を示す図である。

図 3 9は、上記図 3 8 A及び図 3 8 Bに実測結果を示した各センサ出力のリニアリティ誤差を示す図である。

図 4 0 A及び図 4 0 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置における被検出部の外部磁界発生手段として用いられる磁石の構成の変更例を示す図であり、図 4 O Aは正面図、図 4 0 Bは側面図である。図 4 1 A及び図 4 1 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置における被検出部の外部磁界発生手段として用いられる磁石の構成の変更例を示す図であり、図 4 1 Aは正面図、図 4 1 Bは側面図である。図 4 2 A及び図 4 2 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置における被検出部の外部磁界発生手段として用いられる磁石の構成の変更例を示す図である。図 4 2 Aは正面図、図 4 2 Bは側面図である。図 4 3は、上記図 3 4 A及び図 3 4 Bに示した本発明に係る磁気式変位検出装置の応用例を示す図である。

図 4 4は、本発明に係る磁気式変位検出装置が組み込まれたゲージの一部切り欠いた斜視図である。

図 4 5 A及び図 4 5 Bは、図 4 4に示したゲージに組み込んだ磁気式変位検出装置の構成を示す図であり、図 4 5 Aは正面図、図 4 5 Bは側面図である。

図 4 6 A及び図 4 6 Bは、上記ゲージに組み込んだ磁気式変位検出装置における磁気センサの構成を示す図であり、図 4 6 Aはコアの正面図、図 4 6 Bは磁気センサの正面図である。

図 4 7は、上記ゲージに組み込んだ磁気式変位検出装置における変位一磁場特性を示す図である。

図 4 8は、本発明に係る磁気式変位検出装置が組み込まれたゲ一ジの一部切り欠いた斜視図である。

図 4 9 A及び図 4 9 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置の構成を示す図であり、図 4 9 Aは平面図、図 4 9 Bは側面図である。図 5 0は、図 4 8に示したゲージに組み込んだ磁気式変位検出装置における変位—磁場特性を示す図である。

図 5 1は、本発明に係る磁気式変位検出装置における磁気センサの他の配置例を示す図である。

図 5 2は、本発明に係る磁気式変位検出装置における磁気センサのコィルの他の卷き例を示す図である。

図 5 3は、本発明に係る磁気式変位検出装置に用いられる他の磁気センサの一例を説明する図である。

図 5 4は、本発明を適用した気化器の側面図である。

図 5 5は、上記気化器の断面図である。

図 5 6 A及び図 5 6 Bは、上記気化器で用いられる磁気センサの構成を示す図であり、図 5 6 Aはコアの正面図、図 5 6 Bは磁気センサの正面図である。

図 5 7は、上記気化器で用いられる磁石の斜視図である。

図 5 8は、上記気化器に設けられる磁気センサ及び磁石の取付け位置を説明する図である。

図 5 9は、上記磁気センサと上記磁石の位置関係を説明する図である。

図 6 0は、上記気化器のビストンバルブに対する磁気センサの出力を表す出力特性図である。

図 6 1 A及び図 6 1 Bは、上記気化器に設けられる他の磁気センサ及び磁石の取付け位置を説明する図であり、図 6 1 Aは正面図、図 6 1 Bは側面図である。

図 6 2は、本発明を適用した他の気化器の側面図である。

図 6 3は、図 6 2に示した気化器の断面図である。

図 6 4は、上記気化器で用いられる磁石を説明する図である。図 6 5 A , 図 6 5 B及び図 6 5 Cは、上記気化器に設けられる磁気センサ及び磁石の取付け位置を説明する図であり、図 6 5 Aは正面図、図 6 5 Bは平面図、図 6 5 Cは側面図である。

図 6 6は、上記気化器のビストンバルブに対する磁気センサの出力を表す出力特性図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図 7乃至図 1 2は、本発明に係る磁気式変位検出装置の一実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 0 0は、例えば図 7に示すように、ィンピーダンス変化型の磁気センサ 1 0 4からなる磁界検出部と、上記磁界検出部との相対移動方向に沿って連続的に変化する磁界を発生する磁界発生手段として機能する永久磁石 1 0 5 , 1 0 6を有する被検出部と、上記磁気センサ 1 0 4を励振駆動するための発振回路部 1 0 7と、上記永久磁石 1 0 5 , 1 0 6により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサ 1 04のィンピ一ダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部 1 0 8 とを備える。

磁気センサ 1 04は、図 8に示すように、閉磁路を形成して円環状のコア 1 0 1の対極位置にそれぞれコイル 1 02 , 1 0 3を卷くことにより構成されている。コア 1 0 1は、一例として、パ一マロィ P Cから成っており、円環の外径，内径がそれぞれ 1 0 mm, 9 mm、コァ厚が 5 0〃mである。コイル 1 0 2 , 1 0 3は、一例として、それぞれ直径 0. 0 8 mmの銅線を 5 0回卷いたものである, また、この磁気式変位検出装置 1 0 0では、図 9 A及び図 9 Bに示すように、厚さ方向に磁化された円柱状の永久磁石（例えば Sm C o ) 1 0 5， 1 0 6により、 2個の磁界発生手段が構成されている。永久磁石 1 0 5 , 1 0 6の寸法は、一例として、直径，厚さがそれぞれ 1 0 mm, 3 mmである。

そして、この磁気式変位検出装置 1 0 0では、図 7に示すように、永久磁石 1 0 5， 1 0 6は、工作機械又は精密測定機器等において相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、相対移動方向に沿って所定距離だけ離隔し且つ円の中心を相対移動方向上の同一直線状に位置させ、同じ極（図 7では S極）同士を向け合った配置状態、換言すれば、磁化の方向を、相対移動方向と平行にし且つ相互に反対に向けた配置状態で取り付けられている。この永久磁石 1 0 5 , 1 0 6と、それらを上記部材に取り付けるための周知の手段等により被検出部が構成されているが、永久磁石 1 0 5 , 1 0 6以外の図示は省略している。

また、磁気センサ 1 04は、上記 2部材のうちの残りの一方の部材に、永久磁石 1 0 5 , 1 0 6に挟まれ、永久磁石 1 0 5 , 1 0 6 の円の中心を結ぶ線上にコア 1 0 1の円環の中心が位置し、且つこの円環を含む平面を相対移動方向と平行にした配置状態で取り付けられている。磁気センサ 1 04におけるコイル 1 0 2 , 1 0 3の配置は、相対移動方向上でのコイル 1 0 2とコイル 1 0 3との位置が等しく、すなわち永久磁石 1 0 5， 1 0 6からコイル 1 0 2までの距離と永久磁石 1 0 5 , 1 0 6からコイル 1 0 3までの距離とが等しくなつている。この磁気センサ 1 04と、それを上記残りの部材に取り付ける周知の手段ゃケ一シング等により磁界検出部が構成されているが、磁気センサ 1 04以外の図示は省略している。

そして、磁気センサ 1 04には、コイル 1 0 2 , 1 0 3を励振駆動するための発振回路部 1 0 7と、磁気センサ 1 04から出力信号を取り出すための検出回路部 1 0 8とが接続されている。

発振回路部 1 0 7及び検出回路部 1 0 8の構成の一例を図 1 0に示してある。

発振回路部 1 0 7は、マルチバイブレー夕回路を応用して抵抗器，コンデンサやスイッチングトランジスタ等とによって構成されており、周波数約 1 Μ Η ζ、ビーク間のレベル差 5 Vのパルス波電圧をコイル 1 0 2 ， 1 0 3に供給するようにしている。このパルス波のデューティ比は図 1 0における抵抗器 R 1によって決定されるものであり、ここでは約 1 / 1 0に設定されている。また発振回路部 1 0 7では、ヒステリシスを持ったシュミツトインバ一夕 I Cを用いることにより、チヤ夕リングを除去している。

なお、パルス波に替えて正弦波電圧をコイル 1 0 2 ， 1 0 3に供給する構成にしてもよい。しかし、パルス波を供給すればデューティ比を調整することにより消費電流を削減することができ、また正弦波を供給する場合には D Cバイァスをかける必要があるので、ノルス波の方が好適である。

検出回路部 1 0 8は、磁気センサ 1 0 4のコイル 1 0 2 , 1 0 3 と抵抗 R 4 , R 5により構成したブリッジ回路 1 0 8 Aによりコィル 1 0 2 ， 1 0 3のィンピーダンス変化に応じた不平衡電圧出力を得て、このブリッジ回路の不平衡電圧出力をダイオード D 1 , D 2 で検波し、その検波出力を抵抗器とコンデンサによる C R平滑回路 1 0 8 Bで平滑して、コイル 1 0 2のインピーダンス変化による電圧変化とコイル 1 0 3のィンピーダンス変化による電圧変化の差動出力 V。を得るように構成されている。このように 2個のコイル 1 0 2 ， 1 0 3のィンピ一ダンス変化による電圧変化の差動出力 V。から絶対変位量を検出することにより、外界からのノイズの影響を減少させて高い精度で検出を行うことが可能となる。なお、コイル

1 0 2 , 1 0 3のインピ一ダンス変化が大きいので、検出回路部 1 0 8には出力信号の増幅器は設けられておらず、その分検出回路部 1 0 8の構成が簡単になっている。

これらの発振回路部 1 0 7及び検出回路部 1 0 8の基本的な構成及び原理自体は周知のものなので、その詳細説明は省略する。

検出回路部 1 0 8からの出力は図示しない制御装置に送られ、当該制御装置において周知の方式により磁界検出部と被検出部との絶対変位量が求められる。

このような構成の磁気式変位検出装置では、相対移動方向上での磁気センサ 1 0 4の変位量と検出回路部 1 0 8での差動出力のレべルとの関係（変位一出力特性）の一例を示すと、図 1 1の通りである。この図 1 1における変位量 1 8 . 0 m mの位置は、永久磁石 1 0 5からコア 1 0 1の円環の中心までの距離と永久磁石 1 0 6からコア 1 0 1の円環の中心までの距離とが等しい位置に相当している。この位置では、永久磁石 1 0 5からの外部磁界と永久磁石 1 0 6からの反対向きの外部磁界との大きさが等しいので、コイル 1 0 2からの出力とコイル 1 0 3からの出力とは大きさが等しくなり、したがって差動出力のレベルはゼロとなる。この位置を中心として、差動出力はリニアリティの高い変化をすることが図 1 1にも表れている。この点からも、絶対変位量を高い精度で検出することが可能となる。

すなわち、この磁気式変位検出装置では、磁化の方向を相互に反対にした 2個の永久磁石 1 0 5 , 1 0 6カ磁界検出部との相対移動方向に沿って相互に離間して配置されているので、これらの磁界発生手段の間に発生する磁界の分布は、両永久磁石 1 0 5， 1 0 6 から等しい距離を中心として左右対称となるとともに、相対移動方向上の位置に応じてリニアリティの高い変化をするものになる。これらの永久磁石 1 0 5 , 1 0 6に挟まれた磁気センサ 1 04では、発振回路部 1 0 7によりコイル 1 0 2 , 1 0 3が励振駆動されると、外部磁界に対するコア 1 0 1の透磁率が変化することによりコイル 1 0 2， 1 03のインピ一ダンスが変化するので、外部磁界に応じた信号がコイルから出力される。したがって、永久磁石 1 0 5 , 1 0 6による外部磁界が上述のような分布となることにより、相対移動方向上の位置に応じてリニアリティの高い変化をする信号が磁気センサ 1 04から検出回路部 1 0 8に取り出されるようになる。これにより、磁界検出部と被検出部との絶対変位量が高い精度で検出される。

ここで、コイル式の磁気センサ 1 04は非常に感度が高く、地磁気程度の磁界によってもィンピ一ダンスが変化する。図 1 2は、磁界の強さとコイルのインピーダンスとの関係の一例を示しており、磁界の変化量 1エルステッド（O e ) に対してコイルのインピ一ダンスが約 1 0 %変化し、磁界が約一 1 2ェルステツドから + 1 2ェルステツドまで変化する間にはコイルのインピーダンスが約 5 0 % 変化することが表されている。このように磁気センサ 1 04の感度が高いので、磁界の検出に通常使用される MR (磁気抵抗）素子やホール素子等では検出不能であった微弱な磁界も検出可能となる。したがって、磁界発生手段から遠く離れた位置においても磁界発生手段が及ぼす磁界を確実に検出でき、その磁界の強さに応じた出力を得ることができる。また、インピーダンスの変化が非常に大きいので、ィンピーダンスに合わせて適当な値の抵抗器を選んでプリッジ出力を得ることにより、増幅器で増幅する必要のない大きな出力を得ることができる。

これに対し、こうしたコイル式以外の方式では、通常こうした増幅器が必要である。また、上述の磁歪線方式のような複雑な回路を多数必要とすることもない。したがって、回路構成が簡単となり、検出装置全体の小型化 ·低コスト化が容易となる。

また、上述の差動トランス方式のような長い無効長部分が存在しないので、無効長に比較して有効長を長くとることができる。また、上述の抵抗式ポテンショメ一夕方式と異なり非接触型なので、耐久性が高く、振動の激しい機械等にも適用することができる。また、上述の磁歪線方式のように応答速度が遅くなることがない。さらに、コイルの駆動周波数を例えば数 1 0 k H z〜数 M H zの高い周波数にした場合には、コイルのインピーダンスを、外部磁界に対するィンピ一ダンス変化特性を変えることなく容易に増加させることができるので、周辺回路に合わせて容易にィンピ一ダンスを調整することができるようになる。しかも、応答速度は駆動周波数に依存する (駆動周波数の約 1 / 1 0程度になる）ので、このような高周波数化により、応答速度を一層速めて非常に高速に絶対変位量の検出を行うことができるようになる。

なお、磁界検出部の磁気センサ 1 0 4は、図 8に示した構成に替えて、図 1 3に示すように方形の環状のコア 1 1 1の対向する 2辺にコイル 1 1 2 , 1 1 3を卷いて構成した磁気センサ 1 1 4や、あるいは図 1 4に示すように所定距離離隔した平行な 2本の棒状のコァ 1 2 1 A, 1 2 1 Bにそれぞれコイル 1 22 , 1 23を卷くことによって構成した磁気センサ 1 24を用いるようにしてもよい。これらのコア 1 1 1 , 12 1 A, 12 1 Βの材質及びコア厚やコイル 1 1 2 , 1 1 3 , 12 1， 122の材質及び卷数は、上述の図 8に示したコア 1 0 1やコイル 102， 103と同じであってよい。また、被検出部の磁界発生手段としては、永久磁石以外の適宜の手段（例えば電磁石等）を用いるようにしてもよい。また、磁気センサのコアの部材としては、ァモルファス等の高透磁率材料を用いるようにしてもよい。

ここで、上述の図 7乃至図 1 2に示した実施例において図 14に示した構成の磁気センサ 1 24を用いた変更例を図 1 5に示す。この図 1 5に示した変更例の磁気式変位検出装置 1 20では、磁界検出部の磁気センサ 124は、コイル 1 22 , 1 23の卷装された 2 本の棒状のコア 1 2 1 Α, 1 2 1 Βが磁界検出部と被検出部の相対移動方向と平行な状態で互いに所定距離離隔して平行に配されている。

次に、図 1 6は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 30において、磁気センサ 1 04は、工作機械又は精密測定機器等において相対移動する 2部材 (図示せず）一方の部材に、永久磁石 105， 106に挟まれ、永久磁石 105 , 1 06の円の中心を結ぶ線上にコア 1 0 1の円環の中心が位置し、且つこの円環を含む平面を相対移動方向と平行にした配置状態で取り付けられている。磁気センサ 104におけるコィル 1 02 , 1 03の配置は、コイル 102とコイリレ 1 03とが、相対移動方向に沿って相互に離隔し、相対移動方向に直交する方向上では同一の位置にある状態になっている。この磁気センサ 1 04と、それを上記残りの部材に取り付ける周知の手段ゃケ一シング等により磁界検出部が構成されているが、磁気センサ 1 04以外の図示は省略している。その他の箇所の構成は図 7乃至図 1 2に示した実施例と全く同様であってよいので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

このような構成の磁気式変位検出装置 1 3 0においても、相対移動方向上での磁気センサ 1 04の変位量と、検出回路部 1 0 8での差動出力のレベルとの関係（変位—出力特性）は、上述の実施例と同様に図 1 1のようになる。すなわち、永久磁石 1 0 5からコア 1 0 1の円環の中心までの距離と永久磁石 1 0 6からコア 1 0 1の円環の中心までの距離とが等しい位置に相当する変位量 1 8. 0 mm の位置では、永久磁石 1 0 5， 1 0 6からコイル 1 0 2に及ぼされる外部磁界とコイル 1 0 3に及ぼされる外部磁界とは大きさが等しく向きが反対になるので、コイル 1 0 2からの出力とコイル 1 0 3 からの出力とは大きさが等しくなり、したがって差動出力のレベルはゼロとなる。この位置を中心として、差動出力はリニアリティの高い変化をする。これにより、絶対変位量を高い精度で検出できるようになる。

すなわち、この磁気式変位検出装置 1 3 0では、発振回路部 1 0 7により磁気センサ 1 04のコイル 1 0 2 , 1 03が励振駆動されると、外部磁界に対するコア 1 0 1の透磁率が変化することによりコイル 1 0 2， 1 0 3のィンピ一ダンスが変化するので、外部磁界に応じた信号が出力される。そして、 2個のコイル 1 0 2 , 1 0 3 が、被検出部との相対移動方向に沿って相互に離隔して配置されているので、磁界発生手段からこれらのコイル 1 0 2 , 1 0 3に及ぼされる磁界の強さは、磁界発生手段から遠い方のコイルでは、磁界発生手段に近い方のコイルよりも弱くなる。これにより、磁気センサ 1 0 4が磁界発生手段に接近することにより磁界発生手段に近い方のコイルの出力が飽和した位置においても、磁界発生手段から遠い方のコイルの出力は飽和しなくなる。したがって、このように磁界発生手段に接近した位置においても、これらのコイルの差動出力から絶対変位量を検出することができるので、有効長を増大させることができるようになる。

さらに、磁界発生手段からの磁界の強さは磁界発生手段との距離に応じて曲線的に変化するので、各コイル 1 0 2 , 1 0 3の出力も、その特性を図 1 7におおまかに示すように、磁界発生手段との距離に応じて曲線的に変化する。したがって、これらのコイル 1 0 2 , 1 0 3の差動出力（例えば図 1 7において一定の間隔 Aに対応する差動出力厶）は、相対移動方向上での磁気センサ 1 0 4の位置に応じてリニアリティの高い変化をする。これにより、磁界検出部と被検出部との絶対変位量が高い精度で検出されるようになる。

ここで、上述の図 1 6に示した実施例において図 1 4に示した構成の磁気センサ 1 2 4を用いた変更例を図 1 8 A及び図 1 8 Bに示す。この変更例の磁気式変位検出装置 1 4 0では、磁界検出部の磁気センサ 1 2 4は、コイル 1 2 2 , 1 2 3の巻装された 2本の棒状のコア 1 2 1 A , 1 2 1 Bが磁界検出部と被検出部の相対移動方向と直交する状態で互いに所定距離離隔して平行に配されている。次に、図 1 9 A , 図 1 9 B及び図 2 0は、本発明に係る磁気式変位検出装置の別の実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 50では、図 19 A，図 19 Bに示すように、厚さ方向に磁化された平板状の永久磁石 1 1 5， 1 1 6により、 2個の磁界発生手段がそれぞれ構成されている。永久磁石 1 1 5 , 1 1 6の寸法は、一例として縦，横，厚さがそれぞれ 1 0mm, 5mm, 3mmである。

この永久磁石 1 1 5, 1 1 6は、磁化の方向を図 1の永久磁石 1 05 , 1 06とは異なる方向に向けて配置されている。すなわち、永久磁石 1 1 5, 1 1 6は、図 20に示すように、磁化の方向を、相互に反対にし且つ相対移動方向と直交させて配置されている。これにより、磁気センサ 104のコイル 1 02， 103の長手方向と永久磁石 1 1 5, 1 1 6による磁界の方向とは直交するようになつている。その他の箇所の構成は図 7乃至図 1 2に示した実施例と全く同様であってよいので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

このようにコイル 102 , 1 03の長手方向と磁界の方向とを直交させたことにより、磁気センサ 1 04が永久磁石 1 1 5 , 1 1 6 に接近した位置に置いて、コイル 102 , 1 03の長手方向に入り込む磁束量が図 7に示した実施例の場合よりもはるかに少なくなる。その結果、図 7の場合にはコイル 102， 1 03の出力が飽和してインピーダンス変化が起こらなくなる位置でも飽和が抑制されてィンピ一ダンス変化が起こるようになるので、図 7の場合よりも有効長すなわち検出可能な絶対変位量の大きさを増大させることができるようになる。

次に、図 2 1は、本発明に係る磁気式変位検出装置のさらに別の実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 6 0では、永久磁石 1 1 5， 1 1 6が、磁化の方向を、相互に反対にし且つ相対移動方向と直交させて配置されている。そして、磁気センサ 1 0 4におけるコイル 1 0 2とコイル 1 0 3 とが、相対移動方向に沿って相互に離隔し、相対移動方向に直交する方向上では同一の位置にある状態になっている。この磁気センサ 1 0 4 と、それを上記残りの部材に取り付ける周知の手段ゃケ一シング等により磁界検出部が構成されているが、磁気センサ 1 0 4以外の図示は省略している。その他の箇所の構成は図 1 9及び図 2 0に示した実施例と全く同様であってよいので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

次に、図 2 2 A及び図 2 2 Bは、本発明に係る磁気式変位検出装置のさらに別の実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 7 0では、磁気センサ 1 0 4 の配置が図 7や図 2 0に示した実施例とは異なっている。すなわち、磁気センサ 1 0 4は、円環を含む平面を相対移動方向に直交させて配置されている。永久磁石 1 1 5 , 1 1 6は、図 2 0に示した実施例と同じ状態で配置されている。その他の箇所の構成は、図 7乃至図 1 2に示した実施例と全く同様であってよいので重複説明を省略する。なお、発振回路部及び検出回路部の図示も省略している。次に、図 2 3乃至図 2 5は、本発明に係る磁気式変位検出装置のさらに別の一実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 1 8 0では、図 2 3 A及び図 2 3 Bに示すように、基板 1 3 1上で、細長い薄板状の高透磁率材 1 3 2 (コアに相当するもの）が絶縁膜 1 3 3と絶縁膜 1 3 4とに挟まれている。絶縁膜 1 3 3の上側には、複数本の細長い薄板状の上部電極 1 3 5が、高透磁率材 1 3 2 と直交するようにして所定間隔おきに設けられている。絶縁膜 1 3 4の下側には、複数本の細長い薄板状の下部電極 1 3 6が、両端が隣り合う 2本の上部電極 1 3 5 の端部に重ね合わさるように、高透磁率材 1 3 2と斜交して設けられている。そして、上部電極 1 3 5の各端部と下部電極 1 3 6の各端部とが接続されることにより、高透磁率材 1 3 2の周囲に薄型のコイル 1 3 7が形成されている。コイル 1 3 7の上側には、保護膜 1 3 8が成膜されている。

このようにコイル 1 3 7を巻いた高透磁率材 1 3 2が基板 1 3 1 上に 2本平行に配置されることにより、図 2 5に示すように、薄型の磁気センサ 1 3 9が構成されている。

また、図 2 4 A及び図 2 4 Bに示すように板面に平行な方向に磁化された平板状の永久磁石 1 2 5 , 1 2 6により、 2個の磁界発生手段がそれぞれ構成されている。

そして、永久磁石 1 2 5 , 1 2 6は、図 2 5に示すように、相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、相対移動方向に沿って所定距離だけ離隔し、板面を相互に平行にし且つ同じ極 (図 2 5では S極）同士を向け合った配置状態で取り付けられている。また磁気センサ 1 3 9は、上記 2部材のうちの残りの一方の部材に、基板 1 3 1の板面が永久磁石 1 2 5 . 1 2 6の板面と平行になり且つ高透磁率材 1 3 2の長手方向と相対移動方向とが平行になるような配置状態で取り付けられている。磁気センサ 1 3 9 と発振回路部及び検出回路部（図示せず）とは、薄型のフレキシブルプリントケ一ブル F P Cを介して接続されている。その他の箇所の構成は図 Ί乃至図 1 2に示した実施例と全く同様であってよい。

この実施例によれば、図 2 5に示したように磁気センサ 1 3 9を有する磁界検出部が薄型化しており、相対移動方向に直交する平面での磁気式変位検出装置 1 8 0の大きさはこの磁界検出部の寸法によって決定されることから、装置全体の薄型化が図られている。したがって、磁気式変位検出装置を一層小型化することが可能となる。ここで、磁気センサ 1 3 9は、図 2 6に示す磁気式変位検出装置 1 9 0ように、上記 2部材のうちの残りの一方の部材に、基板 1 3 1の板面が永久磁石 1 2 5 , 1 2 6の板面と平行になり且つ高透磁率材 1 3 2の長手方向と相対移動方向とが直交するような配置状態で取り付けるようにしてもよい。

ここまでは、いずれも被検出部に 2個の磁界発生手段を設けた実施例を挙げてきたが、以下では、被検出部に 1個の磁界発生手段のみを設けた実施例を幾つか列挙する。

図 2 7は、図 7に示した実施例において磁界発生手段の数を 1個にした場合に相当する実施例を示す。

すなわち、図 2 7に示す実施例の磁気式変位検出装置 2 0 0では、 1個の永久磁石 1 0 5 (図 9 Α及び図 9 Bに示した構成のもの）が、相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、磁化の方向を相対移動方向と平行に向けた配置状態で取り付けられている。また磁気センサ 1 0 4 (図 8に示した構成のもの）が、永久磁石 1 0 5の円の中心とコア 1 0 1の円環の中心が相対移動方向上で同一直線状に位置し、且つこの円環を含む平面と相対移動方向とが平行となる配置状態で、上記 2部材のうちの残りの一方の部材に取り付けられている。磁気センサ 1 0 4におけるコイル 1 0 2 , 1 0 3の配置は、相対移動方向上でのコイル 1 0 2 とコイル 1 0 3との位置が等しい状態、すなわち永久磁石 1 0 5からコイル 1 0 2までの距離と永久磁石 1 0 5からコイル 1 0 3までの距離とが等しい状態になっている。磁気センサ 1 0 4には、コイル 1 0 2 , 1 0 3を励振駆動するための発振回路部 1 0 7 と、磁気センサ 1 0 4から出力信号を取り出すための検出回路部 1 0 8 とが接続されている。これらの発振回路部 1 0 7及び検出回路部 1 0 8の構成は、図 1 0に例示した通りである。このような構成の磁気式変位検出装置 2 0 0において、相対移動方向上での磁気センサ 1 0 4の変位量と検出回路部 1 0 8での差動出力のレベルとの関係（変位—出力特性）の一例を示すと、図 2 8 の通りである。磁界発生手段の数を 1個にした場合でも、差動出力はある程度リニアリティの高い変化をすることが図 2 8に表れている。

次に、上述の図 1 6に示した実施例において磁界発生手段の数を 1個にした場合に相当する実施例を図 2 9に示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 2 1 0では、図 2 9に具体的に示すように、工作機械や精密測定機器等において相対移動する 2部材のうちの一方の部材に、相対移動方向に延びたロッド 1 2 1が取り付けられており、このロッド 1 2 1の先端に永久磁石 1 0 5が取り付けられている。すなわち、永久磁石 1 0 5及び口ッド 2 1 1を有する被検出部が当該部材に取り付けられている。永久磁石 1 0 5 の配置は、磁化の方向が相対移動方向と平行になる状態になっている。また、上記 2部材のうちの残りの一方の部材に、軸受け 2 1 2 を介してロッド 2 1 1を長手方向に移動可能に挿入したケース 2 1 3が取り付けられている。磁気センサ 1 0 4は、このケース 2 1 3 の内部に、永久磁石 1 0 5の円の中心とコア 1 0 1の円環の中心とが相対移動方向上の同一線上に位置し且つこの円環を含む平面と相対移動方向とが平行になる配置状態で取り付けられている。すなわち、磁気センサ 1 0 4 , 軸受け 2 1 2及びケース 2 1 3を有する磁界検出部が当該残りの部材に取り付けられている。

そして、磁気センサ 1 0 4におけるコイル 1 0 2 , 1 0 3の配置は、コイル 1 0 2とコイル 1 0 3が、相対移動方向に沿って相互に離隔し、相対移動方向に直交する方向上では同一の位置にある状態になっている。すなわち、コイル 1 0 2 , 1 0 3の長手方向が相対移動方向に直交する状態になっている。これにより、コイル 1 0 2， 1 0 3の長手方向と永久磁石 1 0 5による磁界の方向とが直交するようになつている。

次に、図 3 0は、図 1 9及び図 2 0に示した実施例において磁界発生手段の数を 1個にした場合に相当する実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 2 2 0では、 1個の永久磁石 1 1 5 (図 1 9 A及び図 1 9 Bに示した構成のもの）が、磁化の方向を図 2 7に示した実施例における永久磁石 1 0 5とは異なる方向に向けて配置されている。すなわち、永久磁石 1 1 5は、磁化の方向を、相対移動方向と直交させて配置されている。これにより、磁気センサ 1 0 4のコイル 1 0 2 , 1 0 3の長手方向と永久磁石 1 1 5 による磁界の方向とは直交するようになっている。その他の箇所の構成は図 2 7に示した実施例と全く同様であってよいので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

このようにコイル 1 0 2 , 1 0 3の長手方向と磁界の方向とを直交させたことにより、磁気センサ 1 0 4が永久磁石 1 1 5に接近した位置において、コイル 1 0 2 , 1 0 3の長手方向に入り込む磁束量が図 2 7の場合よりもはるかに少なくなる。その結果、図 2 7の場合にはコイル 1 0 2 , 1 0 3の出力が飽和してィンピ一ダンス変化が起こらなくなる位置でも飽和が抑制されてィンピーダンス変化が起こるようになるので、図 2 7の場合よりも有効長を増大させることができるようになる。

次に、図 3 1は、図 2 2に示した実施例において磁界発生手段の数を 1個にした場合に相当する実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 2 3 0では、磁気センサ 1 0 4 の配置が図 2 7や図 3 0とは異なっている。すなわち、磁気センサ 1 0 4は、円環を含む平面を磁界検出部と被検出部との相対移動方向に直交させて配置されている。永久磁石 1 1 5は、図 3 0に示した実施例と同じ状態で配置されている。その他の箇所の構成は、図 2 7に示した実施例と全く同様であってよいので重複説明を省略する。なお、発振回路部及び検出回路部の図示も省略している。他の実施例においても、同様にして磁界発生手段の数を 1個にするようにしてよい。また、磁気センサ 1 ◦ 4における 2個のコイル 1 0 2 , 1 0 3の配置を、相対移動方向に沿った方向上だけでなくこれに直交する方向上でも離隔する状態、例えば、図 3 2に示すように、コイル 1 0 2 , 1 0 3の長手方向が相対移動方向に対して 4 5度傾いた状態で配置するようにしてもよい。

次に、磁気センサの出力のリニアリティをさらに向上させることにより絶対変位量を高い精度で検出できるようにした磁気式変位検出装置の実施例について説明する。図 3 3乃至図 3 9は、本発明に係る磁気式変位検出装置の実施例を示す。

この実施例の磁気式変位検出装置 3 0 0では、図 3 3 A及び図 3 3 Bに示すような構成の磁界発生手段が用いられる。すなわち、図 3 3 A及び図 3 3 Bは、この磁気式変位検出装置 3 0 0の被検出部に設けられる磁界発生手段の一例を示すものであり、図 3 3 Aは平面図、図 3 3 Bは側面図である。この磁界発生手段は、磁気式変位検出装置における絶対変位量の検出の有効長（使用者が必要とする長さ） L以上の長さの薄板状の磁石 3 0 1 (例えばゴム磁石，フエライト磁石，合金磁石等の永久磁石）からなつており、その長さ方向上の中心線を境にして板面の左半分と右半分とが、互いの磁極面の極性が反対となるように着磁されている。これにより、磁石 3 0 1には、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対となる 2つの磁極が含まれている。

この磁石 3 0 1は、検出対象の工作機械等において相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、長さ方向を相対移動軸 Xから角度 0だけ傾け、且つ、相対移動軸 X上での磁石 3 0 1の長さが有効長 L以上となる状態で取り付けられている。ただし、ここでは有効長 Lは、一方の磁極の幅方向上での中心と相対移動軸 Xとが交わる位置と、もう一方の磁極の幅方向上での中心と相対移動軸 Xとが交わる位置との間の距離として設定される。また、 0は、この 2つの磁極の中心間の距離を wとして、 O < ≤ t a n— ¹ ( w / L ) の範囲内で設定した角度である。

この磁石 3 0 1 と、それを上記部材に取り付けるための周知の手段等により被検出部が構成されているが、磁石 3 0 1以外の図示は省略している。

磁界検出部の磁気センサ 3 0 2は、図 3 3 A及び図 3 3 B図に示す磁石 3 0 1 との相対移動軸 Xに平行で且つ図面に垂直な平面上に位置している。図 3 4 A及び図 3 4 Bは、この磁気センサ 3 0 2と磁石 3 0 1 との位置関係を別の視点から示すものであり、図 3 4 A は正面図、図 3 4 Bは側面図である。上記工作機械等において相対移動する 2部材のうちの残りの部材に、磁石 3 0 1 との間に距離 k のクリアランスをあけるようにして、磁気センサ 3 0 2が取り付けられている。この磁気センサ 3 0 2と、それを上記残りの部材に取り付ける周知の手段ゃケ一シング等により磁界検出部が構成されているが、磁気センサ 3 0 2以外の図示は省略している。

磁気センサ 3 0 2の構成の具体例を示すと、図 3 5 A及び図 3 5 Bの通りである。すなわち、図 3 5 Aに示すような閉磁路を形成した方形の環状のコア 3 0 3 (例えばパーマロイ等の磁性材料からなり、縦方向の外径，内径がそれぞれ 5 m m , 2 m m, 横方向の外径，内径がそれぞれ 2 m m , l m m、コア厚が 5 0〃mのもの）の対極位置に、図 3 5 Bに示すように、ボビン 3 0 4を用いてコイル 3 0 5 , 3 0 6を所定回数（例えば 5 0回）卷装することにより、コア型の磁気センサ 3 0 2が構成されている。こうしたコア型の磁気センサ 3 0 2は、 M R素子や F G素子やホール素子等を用いた他の磁気センサよりも、安価であるとともに簡単な構造のものである。なお、磁気センサ 3 0 2にコイルを 2っ卷装したのは、後述の検出回路部において両コイルからの信号の差動をとるためであり、電気的なノィズの影響をキャンセルして、より高精度の出力を得るためである。磁気センサ 3 0 2のコアの形状は、このように 2つのコイルを卷装できるものであればよいので、図 3 5 A及び図 3 5 Bに示したような方形の環状のものに限らず、例えば円環状のものや、あるいは所定距離離隔した平行な 2本の棒状のコアにそれぞれコイルを巻くようにしたものであってもよい。

図 3 6は、磁気センサ 3 0 2のコイル 3 0 5， 3 0 6を励振駆動するための発振回路部 3 0 7 と、磁気センサ 3 0 2から出力信号を取り出すための検出回路部 3 0 8とからなる回路部 3 0 9の構成の具体例を示す。発振回路部 3 0 7は、マルチバイブレー夕回路を応用したものであり、例えばピーク間のレベル差 1 2 V、周波数約 1 M H z , デューティ比 1 / 1 0のパルス波電圧を発生してコイル 3 0 5 , 3 0 6に供給する。検出回路部 3 0 8は、ブリッジ回路を用いたものであり、コイル 3 0 5， 3 0 6からの信号をそれぞれ整流した直流出力の差動をとるように構成されている。

これらの発振回路部 3 0 7及び検出回路部 3 0 8の基本的な構成及び原理自体は周知のものなので、その詳細説明は省略する。検出回路部からの出力は図示しない制御装置に送られ、当該制御装置において周知の方式により磁界検出部と被検出部との絶対変位量が求められる。

磁気センサ 3 0 2のコイル 3 0 5， 3 0 6をこの回路部 3 0 9の発振回路部 3 0 7で励振駆動した際の検出回路部 3 0 8の出力特性 (外部磁界の強さと出力電圧との関係）の一例を示すと図 3 7の通りである。

図 3 3に示した磁極の中心間距離 wよりも有効長 Lがかなり長い場合には、前述の 0 < 6»≤ t a n— ¹ ( w/ L ) という関係から角度 6>はかなり小さくなり、また、磁界の変化の直線性は磁極の中心付近よりも磁極の変化点（ 2つの磁極の境界）付近の方が高くなる。したがって、磁界検出部に設ける磁気センサには、磁極の変化点における微少な磁界変化を検出することが要求される。図 3 7に示すように、磁気センサ 3 0 2は、コイル 3 0 5 , 3 0 6の長手方向 (図 3 3における X方向）に入射する磁界成分のみを検出し、且つ、地磁気程度の弱い磁界中でもィンピーダンス変化を示すので、こうした磁極の変化点における微少な磁界変化を十分に検出できる高感度なものとなっている。

この磁気式変位検出装置 3 0 0によれば、磁石 3 0 1に含まれる 2つの磁極が互いに近接しているので、これらの磁極間における磁界変化の直線性が非常に高い。

そして、磁界検出部と被検出部との相対移動に伴い、相対移動軸 X上での長さが有効長 L以上の磁石 3 0 1の 2つの磁極のうちの一方から残りの一方にかけて高い直線性をもって変化する磁界が、磁気センサ 3 0 2により検出される。

これにより、有効長 Lの全域に亘つてリニアリティの高い出力信号が磁気センサ 3 0 2から取り出されるので、検出回路部 3 0 8の出力もリニアリティの高いものとなる。

なお、磁石 3 0 1 と磁気センサ 3 0 2 との間のクリアランス kを狭くした場合には、出力のリニアリティは向上するが、磁石 3 0 1 から磁気センサ 3 0 2に及ぶ磁界が強くなり磁気センサ 3 0 2が飽和しやすくなるので、有効長 Lを長くとることができなくなる。他方、クリアランス kを広くした場合には、出力のリニアリティは低下してしまうが、磁石 3 0 1から磁気センサ 3 0 2に及ぶ磁界が弱くなり磁気センサ 3 0 2が飽和しにくくなるので、有効長 Lを長くとることができるようになる。

そこで、クリアランス kの大きさは、磁石 3 0 1の磁界の強さと磁気センサ 3 0 2の感度とに応じて適切に設定することが好ましい。一例として、磁石 3 0 1に長さ，幅，厚さそれぞれ 5 0 m m , 1 0 mm , 0 . 7 m mのゴム磁石を用い、有効長 L = 3 0 m m以上という条件のもとでクリァランス kの大きさを変化させつつ実測を行つた結果、 k = 1 0 ± 2 mm、角度 0 = 2度に設定したとき、出力のリニアリティを最も向上させることができた。

図 3 8 Aは上述の図 7に示した構成の比較例における相対移動距離とセンサ出力との関係を示し、図 3 8 Bはこの実施例における相対移動距離とセンサ出力との関係をそれぞれ示す。また、図 3 9はそれらにおけるリニアリティ誤差を比較して示す。図 3 9から明らかなように、比較例ではリニアリティ誤差が 2 %程度存在するのに対し、この実施例ではリニアリティ誤差は 1 %未満に抑えられている。したがって、この実施例の磁気式変位検出装置 3 0 0によれば、出力のリニアリティを向上させることができる。

なお、図 3 4では、磁気センサ 3 0 2は、コアの閉磁路を含む平面を相対移動軸 Xと平行にした配置状態にあるが、これに限らず、例えばこの閉磁路を含む平面を相対移動軸 Xに直交させた状態に磁気センサ 3 0 2を配置するようにしてもよい。

次に、被検出部に設けられる磁石の構成の変更例を、図 4 0乃至図 4 3に示す。

図 4 O A及び図 4 0 Bに示す変更例では、有効長 L以上の長さの薄板形状の 1個の磁石 3 1 1が、その長さ方向上から角度 0だけ傾けた線を境にして板面の左半分と右半分とが、互いの磁極面の極性が反対となるように着磁されている。これにより、磁石 3 1 1にも、磁石 3 0 1 と同様、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対となる 2つの磁極が含まれている。そして、この磁石 3 1 1が、相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、長さ方向を相対移動軸 Xに平行にした状態で取り付けられている。したがって、相対移動軸 X上での磁石 3 1 1の長さはやはり有効長 L以上になつている。

この磁石 3 1 1を用いた場合にも、磁界検出部と被検出部との相対移動に伴い、磁石 3 1 1の 2つの磁極のうちの一方から残りの一方にかけて高い直線性をもって変化する磁界が、有効長 Lの全域に亘つてセンサ 3 0 2により検出される。したがって、やはり有効長 Lの全域に亘つてリニアリティの高い出力信号が磁気センサ 3 0 2 から取り出されるようになる。

図 4 1 A及び図 4 1 Bに示す変更例では、それぞれ有効長 Lよりも長い細長形状の 2個の磁石 3 1 2 , 3 1 3が、互いの磁極面の極性が反対となるように着磁されている。これにより、磁石 3 1 2， 3 1 3にも、磁石 3 0 1 と同様、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対となる 2つの磁極が含まれている。そして、これらの磁石 3 1 2 , 3 1 3が、相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、長さ方向を相対移動軸 Xからそれぞれ角度 6>だけ傾け、且つ、相対移動軸 X上での磁石 3 1 2 , 3 1 3の長さが有効長 L以上となる状態で、互いに所定距離 a (—例として 2 m m ) だけ離隔させて取り付けられている。

この磁石 3 1 2， 3 1 3を用いた場合にも、磁界検出部と被検出部との相対移動に伴い、磁石 3 1 2の磁極と磁石 3 1 3の磁極とのうちの一方から残りの一方にかけて高い直線性をもって変化する磁界が、有効長 Lの全域に亘つてセンサ 3 0 2により検出されるので、やはり有効長 Lの全域に亘つてリニアリティの高い出力信号が磁気センサ 3 0 2から取り出されるようになる。

しかも、このように別々の磁石 3 1 2， 3 1 3の磁極を利用することにより、図 3 3 A及び図 3 3 Bに示した磁石 3 0 1や図 4 O A 及び図 4 0 Bに示した磁石 3 1 1のように 1個の磁石を互いの磁極面の極性が反対となるように着磁する場合よりも、磁極の境界が明確になる。したがって、出力のリニアリティを一層向上させることができるようになる。

なお、図 4 1 A及び図 4 1 Bに示した変更例では磁石 3 1 2 と磁石 3 1 3 とを離隔しているが、これらを接触させるようにしてもよい。

図 4 2に示す変更例では、有効長 Lよりも長い薄板形状の 1個の磁石 3 1 4が、その幅方向上の中心線を境にして板面の左半分と右半分とが、互いの磁極面の極性が反対となるように着磁されている。これにより、磁石 3 1 4にも、磁石 1 と同様、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対となる 2つの磁極が含まれている。そして、この磁石 3 1 4が、相対移動する 2部材（図示せず）のうちの一方の部材に、長さ方向を磁気センサ 3 0 2に対する相対移動軸 Xからそれぞれ角度 Sだけ傾け、且つ、相対移動軸 X上での磁石 3 1 4の長さが有効長 L以上となる状態で取り付けられている。

この磁石 3 1 4を用いた場合にも、磁界検出部と被検出部との相対移動に伴い、磁石 3 1 4の 2つの磁極のうちの一方から残りの一方にかけて高い直線性をもって変化する磁界が、有効長 Lの全域に亘つて磁気センサ 3 0 2により検出されるので、やはり有効長の全域に亘つてリニアリティの高い出力信号が磁気センサ 3 0 2から取り出されるようになる。

さらに、本発明に係る磁気式変位検出装置の応用例を、図 4 3に示す。

この応用例では、以上の実施例に示したような磁石 3 1 5 , 3 1 6と、それに対応して、図 4 3に示す相対移動軸 X 1 , X 2に平行で且つ図面に垂直な平面上に位置する磁気センサ（図示せず）とが、 2組設けられている。そして、検出回路部（図示せず）では、各組の磁気センサから取り出した出力信号の差動をとるようにしている。なお、図 4 3では、磁石 3 1 5 , 3 1 6 としては図 3 3 A，図 3 3 Bに示した磁石 3 0 1 と同様な構成のものを用いているが、図 4 0 乃至図 4 2に示したのと同様な構成のものを用いてもよいことはもちろんである。

実際に工作機械等の検出対象に変位検出装置を設置する場合には、スペースの都合等により、回動可能な部材の回動中心軸から離隔した位置に磁石又は磁気センサの一方を取り付けなければならない場合がある。そうした場合に、その部材が回動すると、磁石と磁気センサとの間のクリアランスが変化するので、磁気センサの出力信号が変化してしまい、これによつて検出精度が悪化してしまう。

そこで、この応用例のように 2組の磁石及び磁気センサを設け、それらを回動中心軸を挟んで対称な位置に取り付けるようにする。各磁気センサの出力信号の差動信号に対して、回動がない状態での出力を基準とすれば、回動が発生した場合、この基準出力からのずれが生じるので、これをオフセット信号として基準値となるように信号処理すれば、検出精度の悪化を防止することができるようになる。

なお、以上の実施例では、被検出部の磁界発生手段として永久磁石を用いているが、磁界発生手段として例えば電磁石等を用いるようにしてもよい。また、以上の実施例では、磁気センサのコアの材料としてパ一マロイを用いているが、コアの材料として例えばァモルファス等の高透磁率材料を用いるようにしてもよい。

また、以上の実施例では磁気センサに 2個のコイルを設けてそれらのコィルの差動出力に基づいて絶対変位量を検出するようにしているが、磁気センサにコイルを 1個だけ設けてそのコイルの出力自体に基づいて絶対変位量を検出するようにしてもよい。その場合には、検出回路部に差動をとるための回路を設ける必要がないことはもちろんである。

次に、本発明に係る磁気式変位検出装置をゲージ 4 0 1に組み込んだ具体例を図 4 4乃至図 4 7に示す。

この具体例では、図 4 4に示すように、ゲージ 4 0 1の筐体 4 0 2に設けられた軸受部 4 0 3， 4 0 4にはスピンドル軸 4 0 5が軸方向に摺動可能に揷通支持されている。

またスピンドル軸 4 0 5にはその軸方向と直交する方向に突出するガイド軸 4 0 6が筐体 4 0 2内において設けられており、このガイド軸 4 0 6の先端部が、筐体 4 0 2の側部にスピンドル軸 4 0 5 の摺動方向と平行に形成されたガイド長孔 4 0 7に挿入係合されている。したがってスピンドル軸 4 0 5は、このガイド長孔 4 0 7内をガイド軸 4 0 6が移動する範囲内で摺動可能となされている。さらにガイド軸 4 0 6と筐体 4 0 2の側部の内面側に突設された爪片 4 0 8との間にはスプリング 40 9が張架されており、このスプリング 40 9の力によってスピンドル軸 4 0 5は常に一方向、すなわち軸受部 40 3から突出する方向に偏倚されている。

そして、このゲージ 40 1においては、このスピンドル軸 40 5 と筐体 4 0 2との間に磁気式変位検出装置 4 0 0が組み込まれている。

この磁気式変位検出装置 4 0 0は、磁気センサ 4 1 0を有する磁界検出部と、磁界発生手段として 2個の永久磁石 4 1 5 , 4 1 6を有する被検出部とを備えてなるものであり、その詳細な構成を図 4 5 A及び図 4 5 Bに示す。

磁界検出部の磁気センサ 4 1 0は、閉磁路を形成した短形環状のコア 4 1 1の対極位置にそれぞれコィル 4 1 2 , 4 1 3を巻くことにより構成されている。

コア 4 1 1は高透磁率材料例えばパーマロイによりなり、その寸法は一例として図 4 6 Aに示す如く外径が縦 5 mm、横 2 mm、内径が縦 2 mm、横 1 mmであり、また厚さは 5 0 /mである。またコイル 4 1 2， 4 1 3は直径 0. 0 6 mmの導線を 5 0回巻いたものであり、実際には図 46 Bに示すようにボビン 4 1 4を介してコァ 4 1 1に卷かれるものである。

磁界発生手段としての 2個の永久磁石 4 1 5， 4 1 6は例えば S mC oによりなり、その寸法は一例として縦 7 mm、横 5 mm、厚さ 1 mmである。そしてこの 2個の永久磁石 4 1 5 , 4 1 6は、図 4 5 Aに示す如く磁化の方向を相互に反対に向けた状態で、磁気センサ 4 1 0との相対移動方向に沿って、磁気センサ 4 1 0を挟んで相互に所定距離だけ離隔して配置されている。

一方、磁気センサ 4 1 0は、上記 2個の永久磁石 4 1 5 , 4 1 6 に挟まれ、この永久磁石 4 1 5 , 4 1 6の中心を通る直線状にコア 4 1 1の環の中心が位置し、且つこの環を含む平面が相対移動方向と直交する状態に配置されている。

このゲージ 4 0 1では、図 4 4に示す如く磁気センサ 4 1 0はセンサホルダ 4 1 7を介して筐体 2の底部に固定され、一方永久磁石 4 1 5 , 4 1 6はスケールホルダ 4 1 8を介してスピンドル軸 4 0 5に固定されており、すなわちスピンドル軸 4 0 5が筐体 4 0 2に対し出し入れ方向に摺動されるとこのスピンドル軸 4 0 5と一体に永久磁石 4 1 5， 4 1 6が磁気センサ 4 1 0に対し移動される構造となっている。

またゲージ 4 0 1の筐体 4 0 2の内部には、磁気センサ 4 1 0のコイルを励振駆動するための発振回路と、磁気センサ 4 1 0から出力信号を取り出すための検出回路とを有する回路基板 4 2 1が取り付けられており、この回路基板 4 2 1 と上記磁気センサ 4 1 0とが電気的に接続されていると共に、この回路基板 4 2 1から筐体 4 0 2の外部にケーブル 4 2 2が導出されている。

この回路基板 4 2 1上は、上述の図 1 0に示した発振回路部 1 0 7と検出回路部 1 0 8が設けられている。

検出回路部 1 0 8からの出力は図示しない制御装置に送られ、当該制御装置において周知の方式により磁界検出部の磁気センサ 4 1 0と被検出部の永久磁石 4 1 5， 4 1 6との絶対変位量が求められる。

この磁気式変位検出装置 4 0 0における 2個の永久磁石 4 1 5 , 3 P

46

4 1 6の間でセンサ 4 1 0が受ける磁場の強さを変位位置ごとに実際に測定して得られた変位—磁場特性を図 4 7に示す。

さらに、本発明に係る磁気式変位検出装置をゲージ 4 0 1に組み込んだ他の具体例を図 48乃至図 5 0に示す。

この具体例の磁気式変位検出装置 4 5 0は、上述の図 44乃至図 47に示した具体例を改良したもので、この具体例では、上述の具体例における 2個の永久磁石 4 1 5， 4 1 6を、図 4 9 A及び図 4 9 Bに示すように、対向する 2枚の高透磁率材料によりなる接続板 4 1 9 , 4 2 0によって接続してある。

この接続板 4 1 9， 42 0の高透磁率材料としては、例えばパーマロイが好適に用いられ、その寸法は一例として縦 5 mm、横 3 0 mm、厚さ 0. 1 mmである。本例ではこの 2枚の接続板 4 1 9 , 20を、磁気センサ 4 1 0と永久磁石 4 1 5， 4 1 6との相対移動方向に沿って、磁気センサ 4 1 0を挟む状態で 2個の永久磁石 4 1 5 , 4 1 6の間にブリッジするように固定してある。

この具体例におけるその他の箇所の構成は、上述の具体例と全く同様であってよいので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

この具体例の磁気式変位検出装置 4 5 0では、 2個の永久磁石 4 1 5， 4 1 6を高透磁率材料によりなる接続板 4 1 9， 42 0で接続したことにより、図 5 0に示す如く変位—磁場特性のリニアリティが大幅に向上することが認められた。

すなわちこの図 5 0は、 2個の永久磁石 4 1 5， 4 1 6の間で磁気センサ 4 1 0が受ける磁場の強さを変位位置ごとに測定したもので、この特性図から明らかなように、図 44に示した改良前の具体例と比べて磁場の強さは減少するものの、磁場の直線領域は広くなり、すなわちほぼ完全なリニアリティが確保される。したがって、磁気センサ 4 1 0と永久磁石 4 1 5 , 4 1 6との絶対変位量をより高い精度で検出することが可能となり、磁気式変位検出装置の高性能化に大きな効果が得られるものである。

なお、磁界検出部の磁気センサ 4 10はコア 4 1 1の平面が相対移動方向と直交した状態で取り付けられているが、図 5 1に示す磁気式変位検出装置 460のようにコア 4 1 1の平面が相対移動方向と平行になる状態で取り付けてもよい。

また、コア 4 1 1に巻かれるコイル 4 1 2, 4 1 3の位置を図 5 2に示す磁気式変位検出装置 470のように変更してもよい。

ここで、上述の各実施例では、本発明に係る磁気式変位検出装置における磁気検出部の磁気センサとして、高周波パルスにより駆動され、外部磁界に対してィンピ一ダンスが変化するコイル式の磁気センサを用いたが、上記磁気検出部の磁気センサは、外部磁界の強さによりィンビ一ダンスが変化する 2個の感磁部を有するィンピ一ダンス変化型の磁気センサであればよく、例えば、特開平 6— 28 17 1 2号公報で提案されているようないわゆる磁気ィンピ一ダンス効果（Ml ) 素子を用いてもよい。この M l素子は、材質が F e、 S i、 C o、 B等で構成されたアモルファス合金からなる。この M I素子は、図 53に示すように、略ワイヤ形状となっている。この Ml素子ば、長手方向に対して高周波通電すると、この長手方向に入射する外部磁界に対してィンピ一ダンス変化が生じる。

この M I素子を用いた磁気センサ 480は、図 53に示すように、差動出力をとるように 2つの素子 48 1， 482で構成される。こ PC 1

48 の M I素子を用いた磁気センサ 4 8 0は、上述の図 1 0や図 3 6に示した構成の発振回路及び検出回路部を用いて、駆動及び信号検出をすることができる。

このような M l素子を用いた磁気センサ 4 8 0は、コス卜が安くまた特性がよいので、磁気式変位検出装置の検出精度を向上することができ、また、コストを安くすることができる。

次に、本発明を適用した気化器について説明する。

本発明を適用した気化器の側面図を図 5 4に示し、この図 5 4に示した気化器の X— X ' 線断面図を図 5 5に示す。

気化器 5 0 1は、いわゆる直動式のバルブを備えたものであって、本体部 5 0 2 と、この本体部 5 0 2の燃料導入通路 5 1 4 と接続され液体燃料が注入されるチャンバ 5 0 3とを備えている。

本体部 5 0 2は、キヤブボディ 5 0 4と、このキヤブボディ 5 0 4内に形成されるバルブ室 5 1 2内に挿入され、キヤブボディ 5 0 4に形成されるベンチュリ通路 5 1 1を開閉する直動式のビストンバルブ 5 0 5 と、上記バルブ室 5 1 2を閉塞するようにキヤブボディ 5 0 4の上部開口に装着される蓋 5 0 6 と、この蓋 5 0 6 とビストンバルブ 5 0 4との間に設けられこのビス卜ンバルブ 5 0 5を付勢するパネ 5 0 7とを備えている。

キヤブボディ 5 0 4は、例えば、亜鉛ダイキャスト製のものであり、図 5 4に矢印を付して示す a方向に吸入空気が流れるベンチュリ通路 5 1 1が形成されている。このキヤブボディ 5 0 4は、上記ベンチユリ通路 5 1 1から上方垂直に延び、且つ、上記ベンチュリ通路 5 1 1に開口し上記ビストンバルブ 5 0 5が挿入されるバルブ室 5 1 2を形成するシリンダ部 5 1 3が設けられている。このキヤブボディ 5 0 4には、このシリンダ部 5 1 3と同軸をなすようにべンチユリ通路 5 1 1から下方垂直に延び、且つ、ピストンバルブ 5 0 5に設けられる後述するジエツトニ一ドル 5 1 6が挿入される燃料導入通路 5 1 4が形成されている。また、このキヤブボディ 5 0 4は、上記燃料導入通路 5 1 4に一体とされて上記チャンバ 5 0 3 内に延びる燃料導入部 5 1 5が設けられている。

上記シリンダ部 5 1 3に形成されるバルブ室 5 1 2には、略楕円形の有底筒状のビストンバルブ 5 0 5が、ベンチュリ通路 5 1 1に流れる吸入空気の方向に対して直角方向に挿入される。このビストンバルブ 5 0 5は、このシリンダ部 5 1 3に対して摺動自在となつており、上下動の移動軸がずれないようにこのシリンダ部 5 1 3に保持されている。このピストンバルブ 5 0 5は、バルブ室 5 1 2内で上下に移動することにより、ベンチユリ通路 5 1 1の通路面積を変化させ、このベンチュリ通路 5 1 1に流れる吸入空気の量を調整する。

上記シリンダ部 5 1 3の上端開口には、上記シリンダ部 5 1 3に対応した形状の有底の筒状の蓋 5 0 6が装着され、シリンダ部 5 1 3に形成されたバルブ室 5 1 2を閉塞している。そして、この蓋 5 0 6とビストンバルブ 5 0 5 との間には、バネ 5 0 7が設けられている。このパネ 5 0 7は、ベンチュリ通路 5 1 1を閉塞する方向にピストンバルブ 5 0 5を付勢している。

また、上記シリンダ部 5 1 3の上端開口には上記ビストンバルブ 5 0 5の閉塞する方向への移動を制限する係合部 5 1 3 aが形成され、この係合部 5 1 3 aに対応するようにビストンバルブ 5 0 5の上端開口にはつば部 5 0 5 aが形成されている。このビストンバルプ 5 0 5が上記パネ 5 0 7によりベンチュリ通路 5 1 1を閉塞する方向に付勢されることにより、上記つば部 5 0 5 aと上記係合部 5 1 3 aが係合する。したがって、ピストンバルブ 5 0 5は、ベンチュリ通路 5 1 1を閧放する方向への力が加わっていない場合においては、ベンチユリ通路 5 1 1 を最も閉じた位置で維持される。なお、この位置におけるビストンバルブ 5 0 5の開度を、アイドリング開度と呼ぶ。

ピストンバルプ 5 0 5の底面の外側には、ジエツトニードル 5 1 6が設けられている。このジエツトニ一ドル 5 1 6は、ベンチユリ通路 5 1 1に対して下方垂直に形成されている燃料導入通路 5 1 4 に揷入され、ビストンバルブ 5 0 5に伴って上下方向の移動を行う。このようなジエツトニ一ドル 5 1 6は、チャンバ 5 0 3からベンチユリ通路 5 1 1内に吸引される燃料量を調整するようになっている。このような構成の気化器 5 0 1が例えば自動二輪車等に適用された場合、上記ビストンバルブ 5 0 5の底部に図示しないスロットルケ一ブルの一端が係止され、このスロットケーブルの延長端がァクセルグリップに連結される。そして、このアクセルグリップの操作により、上記ピストンバルブ 5 0 5が上下方向に移動して、上記べンチュリ通路 5 1 1の通路面積を全閉から全開の間で変化させ、且つ、このベンチユリ通路 5 1 1内に吸引される燃料量を調整する。このことにより、この気化器 5 0 1では、燃料を吸入空気に混合してエンジンに供給することができ、そして、このエンジンの回転速度を変化させることができる。

なお、この気化器 5 0 1では、ピストンバルブ 5 0 5がアイドリング開度になった状態となった場合であっても、ベンチユリ通路 1 T

51

1が完全に閉塞されておらず、そのため、チャンバ 5 0 3からこのベンチュリ通路 5 1 1内に燃料が所定量吸引される。したがって、この気化器 5 0 1では、ビストンバルブ 5 0 5がアイドリング開度となっている状態において、エンジンに対し所定量の燃料が混合された吸入空気を供給することができる。

以上のように構成される気化器 5 0 1には、ビストンバルブ 5 0 5の開度を検出する開度検出部が設けられている。

この開度検出部は、ビストンバルブ 5 0 5の下縁に埋め込まれた第 1の磁石 5 2 1 と、この第 1の磁石 5 2 1からピストンバルブ 5 の移動可能な距離の範囲以上離れた位置に埋め込まれた第 2の磁石 5 2 2と、シリンダ部 5 1 3の隔壁の外面に設けられる磁気センサ 5 2 3 と、この磁気センサ 5 2 3の検出信号を取得し電気的な処理を行う検出回路 5 2 4とからなる。

なお、ここで、アイドリング開度におけるピストンバルブ 5 0 5 の位置と、ベンチユリ通路 5 1 1を最も開放した開度におけるビストンバルブ 5 0 5の位置との間の距離、すなわち、ピストンバルブ 5 0 5の上下動作の移動可能距離を最大開口長 Lと呼ぶ。

上記第 1及び第 2の磁石 5 2 1 ， 5 2 2は、例えば、バリウムフェライト製で、表面磁束密度が約 1 0 0 0 Gの永久磁石である。なお、これら第 1及び第 2の磁石 5 2 1 , 5 2 2は、ノ 'リウムフェライト製に限らず、例えば、 S m C o等の焼結、プラスチック、ゴム等の永久磁石であってもよいし、また、電磁石等を用いてもよい。例えば、電磁石を用いれば、永久磁石に見られるような発生する磁界のばらつきを解消することができる。

上記第 1の磁石 5 2 1は、ビストンバルブ 5 0 5の下縁であって、 P T 8

52 ベンチユリ通路 5 1 1内に流れる吸入空気の方向 aに対して垂直方向に配置されている。そして、この磁石 5 2 1は、ピストンバルブ 5 0 5の移動に伴って、このビス卜ンバルブ 5 0 5の中心軸と平行に移動する。また、上記第 2の磁石 5 2 2は、この第 1の磁石 5 2 1から最大開口長 L以上の距離をおいた垂直上方のビス卜ンバルブ 5 0 5の縁に配置されている。そして、この第 2の磁石 5 2 2も、ビストンバルブ 5 0 5の移動に伴って、上記第 1の磁石 5 2 1 と同様にビストンバルブ 5 0 5の中心軸に平行に移動する。

すなわち、この第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2とは、その移動軌跡がビストンバルブ 5 0 5の中心軸と平行であって、その延長線が互いに重なり合うように配置される。そして、この第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2 とを結ぶ直線が、吸入空気の方向 aに対して垂直となるように配置される。

また、上記第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2は、それぞれ、ビストンバルブ 5 0 5の移動方向に対して垂直に磁界を発生させるように設けられ、磁気センサ 5 2 3に対して互いに逆方向の磁界を発生するように着磁されている。

このように、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2を配置することにより、この第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2の間に空間的に閉磁路が形成される。したがって、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2の間を結ぶ直線に平行な直線上、すなわち、ピストンバルブ 5 0 5の移動軸に対して平行な直線上では、所定方向の磁界の強さの変化が直線的となる。

磁気センサ 5 2 3は、上記第 1の磁石 5 2 1及び第 2の磁石 5 2 2から与えられる所定方向の磁界の強さを検出して、検出した磁界 98

53 の強さを電気信号に変換するものである。この磁気センサ 5 2 3は、例えば、磁気抵抗（M R ) 素子、ホール素子等からなる。この磁気センサ 5 2 3は、上記ビストンバルブ 5 0 5に設けられた第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2に対して隔壁を挟んでシリンダ部 5 1 3の外面側に配置され、且つ、上記第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2を結ぶ直線とビストンバルブ 5 0 5の中心軸とを結ぶ直線上に配置される。さらに、この磁気センサ 5 2 3は、ピストンバルブ 5 0 5がアイドリング開度となった場合に第 2の磁石 5 2 2の位置より低い位置とし、そして、ピストンバルブ 5 0 5がベンチユリ通路 5 1 1を最も開放した位置となった場合に第 1の磁石 5 2 1の位置より高い位置として配置される。

このような磁気センサ 5 2 3は、ピストンバルブ 5 0 5の開度が変化した場合に、上記第 1の磁石 5 2 1及び第 2の磁石 5 2 2から与えられる磁界の強さを検出し、この磁界の強さに応じた信号を検出回路 5 2 4に供給する。

検出回路 5 2 4は、上記磁気センサ 5 2 3を駆動するための回路や、磁気センサ 5 2 3が出力する信号を検出する回路から構成される。この検出回路 5 2 4は、磁気センサ 5 2 3が検出した信号を、例えば、エンジンの点火時期を制御する制御回路に供給する。

以上のような開度検出部では、磁気センサ 5 2 3が、ピストンバルプ 5 0 5に設けられた第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2から与えられる磁界を検出し、このビストンバルブ 5 0 5の開度を検出することができる。また、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2の間を結ぶ直線に対して平行な直線上では、所定方向の磁界の強さの変化が直線的となるため、この直線上に設けられた磁気センサ 5 2 3は、ピストンバルブ 50 5の閧度を直線的に検出することが可能となる。

次に、上記気化器 5 0 1に設けられる磁気センサ 5 2 3等の一例を具体的に説明する。

磁気センサ 5 2 3は、例えば、図 5 6 Aに示すように、閉磁路を形成した方形の環状のコア 5 3 1と、このコア 5 3 1の長手方向の相対する 2辺に卷かれたコイル 5 3 2 , 5 3 3と、コイル 5 3 2 , 5 3 3のガイドとなるボビン 5 34とにより構成されている。コア 5 3 1は、図 5 6 Bに示すような、外形寸法が 5. 0 mm X 2. 0 mm、内形寸法が 2. 0 mm X 1. 0 mm、厚さが 5 0 mの方形環状に成形されている。このコア 5 3 1は、例えば、パーマロイを使用し、上記の形状にエッチングした後に、熱処理がされ作成される。そして、磁気センサ 5 2 3は、このコア 5 3 1にナイロン製のボビン 5 34が装着し、外形寸法が 5. 0 mmの長手方向の平行した 2辺に 00. 0 6 mmの C u線を左右 5 0回ずっ卷きつけて形成する。さらに、この磁気センサ 5 2 3は、保護のため及び方向を定めるために、 2 mmx 5 mm x 1 2 mmのアルミケースをかぶせ、エポキシ樹脂で封入している。なお、コア 5 3 1に卷いたコイル 5 3 2 , 5 3 3は、互いに逆方向に磁界が発生するように、高周波のパルス電流 Iが流される。

このような磁気センサ 5 2 3は、例えば、高周波のパルス電流で、コア 5 3 1の長手方向（図 5 6 Bに示す X方向）へ入射する外部磁界に対する感度が非常に高く、加えて、外部磁界に対するインピーダンス変化が大きい。また、この磁気センサ 5 2 3では、コア 5 3 1を環状に構成し、 2つのコイルを卷いているので、差動出力をとることによって電気的にノイズをキャンセルすることができる。また、このような磁気センサ 5 2 3は、上述の図 1 0や図 3 6に示した構成の発振回路部と検出回路部とからなる検出回路 5 24によりダイナミックレンジの大きい出力を得ることができる。

一方、第 1及び第 2の磁石 5 2 1， 5 2 2は、図 5 7に示すように、図 5 7に矢印で示す方向に磁化された 2. 0 mm 4. 0 mm x 1. 5 mmの直方体となっている。

以上のような磁気センサ 5 2 3及び第 1及び第 2の磁石 5 2 1 , 5 2 2は、図 5 8及び図 5 9に示すように、気化器 5 0 1上に配置される。

例えばビストンバルブ 5 0 5の最大開口長 Lが 3 0 mmであるとした場合、図 5 8に示すように、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2を、その間隔（磁極間距離 D) を 50 mmとしてこのピストンバルブ 5 0 5の側面に配置する。このとき、その磁化方向を磁気センサ 5 2 3の感磁方向に対して平行に且つ互いに逆方向を向けて配置する。なお、この第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2は、例えば、ピストンバルブ 5 0 5の側面から内部に挿入し、樹脂等で接着している。

磁気センサ 5 2 3は、キヤブボディ 504のシリンダ部 5 1 3の外面に、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2を結ぶ直線に対して対向するように配置する。この磁気センサ 5 2 3は、ピストンバルブ 5 0 5がアイドリング開度となっている状態において、第 2の磁石 5 2 2が配置されている位置から下方 1 0 mmの位置に配置する。また、この磁気センサ 5 2 3は、第 1及び第 2の磁石 5 2 1 , 5 2 2とのクリアランス 1を例えば 1 0 m mとするように、横幅 2. 2 m m x縦幅 5 . 2 m m x深さ 5 m mの溝をシリンダ部 5 1 3の外面に作り、この溝の中に挿入する。

また、磁気センサ 5 2 3は、磁石 5 2 1， 5 2 2に対する感度を最大とするため、図 5 9に示すように、コイル 5 3 2， 5 3 3による磁界発生方向と、磁石 5 2 1 , 5 2 2の磁化方向とを平行とするように配置する。また、この磁気センサ 5 2 3は、この 2つのコィル 5 3 2 , 5 3 3に対して同じ量の磁束が流入するように、幅方向 (図 5 6 Bに示す y方向）とバルブの移動方向とを垂直に配置する。以上のように磁気センサ 5 2 3及び各磁石 5 2 1， 5 2 2を気化器 5 0 1 に配置することによって、この磁気センサ 5 2 3は、ビストンバルブ 5 0 5が、最大開口長 Lの範囲内で上下に移動した場合、両磁石から 1 0 m mの部分を無効部分として検出せず、中央部分の 3 0 m mの間の磁界を検出することとなる。

なお、磁気センサ 5 2 3と、第 1及び第 2の磁石 5 2 1 , 5 2 2 とのクリアランス 1は、取り付ける気化器 5 0 1の構造とビストンバルブ 5 0 5の構造及び位置関係に応じて定められるものである。したがって、上記磁極間距離 Dは、このクリアランス 1、磁気センサ 5 2 3の感度、第 1及び第 2の磁石 5 2 1 , 5 2 2の磁界の強さに基づいて決定する。なお、この磁極間距離 Dは、磁石の近傍の磁界の無効部分を考慮して、最大開口長 L以上にとると良好な感度を得ることができる。

図 6 0に、ビストンバルブ 5 0 5が最大開口長 Lの範囲で移動した場合の、磁気センサ 5 2 3の出力特性図を示す。磁気センサ 5 2 3は、この特性図に示すように、ピストンバルブ 5 0 5の移動に伴い出力が直線的に増加、減少する。したがって、この気化器 5 0 1 では、磁気センサ 5 2 3の出力信号を検出することによって、ビストンバルブ 5 0 5の開度をリニアに検出することができる。

ところで、この実施例の気化器 5 0 1では、高周波パルスにより駆動され、外部磁界に対してィンピ一ダンスが変化するコイル式の磁気センサ 5 2 3を用いた例を説明したが、例えば磁気ィンビーダンス効果（M l ) 素子を磁気センサとして用いてもよい。

M l素子は、材質が F e、 S i、 C o、 B等で構成されたァモルファス合金からなり、上述の図 5 3に示したように、略ワイヤ形状となっている。この M l素子は、長手方向に対して高周波通電すると、この長手方向に入射する外部磁界に対してィンピ一ダンス変化が生じる。

この M I素子を用いた磁気センサは、上述の図 1 0や図 3 6に示した構成の発振回路部及び検出回路部からなる検出回路 5 2 4を用いて、駆動及び信号検出をすることができる。

このような M l素子を用いた磁気センサ 5 2 3は、コス卜が安くまた特性がよいので、ビストンバルブ 5 0 5の開度を高い精度で検出し、また、コストを安くすることができる。

この M I素子を用いた磁気センサ 5 2 3を備える本発明に係る磁気式変位検出装置を上記気化器 5 0 1に適用した場合の配置関係を図 6 1 A及び図 6 1 Bに示す。

以上のように、本発明を適用した気化器 5 0 1では、第 1の磁石 5 2 1 と第 2の磁石 5 2 2により与えられる磁界を磁気センサ 5 2 3により検出するため、ピストンバルブ 5 0 5の開度を、このビストンバルブ 5 0 5の移動範囲の全領域に亘つて直線的に且つ正確に検出することができる。したがって、この気化器 5 0 1では、ェン W 9

58 ジンの点火時期の制御を正確に行うことができ、また、エンジンの出力や燃費の向上を図ることができる。また、この気化器 5 0 1では、ピストンバルブ 5 0 5の開度を直線的に検出するので、磁気センサ 5 2 3の配置の調整機構や製造工程における微調整を必要としない。さらに、磁気センサ 5 2 3やその検出回路 5 2 4の大型化を招くことがない。

次に、本発明を適用した気化器の他の実施例について説明する。本発明を適用した気化器の側面図を図 6 2に示し、この図 6 2で示した気化器の Y— Y ' 線断面図を図 6 3に示す。

なお、この実施例の気化器を説明するに当たり、上述の気化器 5 0 1 と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

すなわち、この実施例の気化器 5 4 1では、図 6 2及び図 6 3に示すように、上記第 1の磁石 5 2 1及び第 2の磁石 5 2 2に代えて、磁石 5 4 2をこのピストンバルブ 5 0 5の側面に設けている。

この磁石 5 4 2は、図 6 4に示すように、材質がフェライト系ゴム等からなり、例えば 5 0 m m x 9 m mの主面 5 4 3をもつた全体略板状の形状を有している。この磁石 5 4 2は、この主面 5 4 3に対して垂直に磁化されており、互いに逆極性の着磁面 5 4 4 a， 5 4 4 bを有している。着磁面 5 4 4 aと着磁面 5 4 4 bとの境界は、直線で区切られ、境界線 mを形成している。この境界線 mは、主面 5 4 3の長手方向の中心線 n (以下、単に中心線 nとする。）に対して、この主面 5 4 3の中心 oで交差している。この交差角 0は、例えば 2 ° である。

このような磁石 5 4 2は、図 6 5 A乃至図 6 5 Cに示すように、気化器 5 4 1上に配置される。

すなわち、磁石 5 4 2は、図 6 5 Aに示すように、中心線 nをピストンバルブ 5 0 5の中心軸と平行に、このビストンバルブ 5 0 5 の側面に配置される。また、磁石 5 4 2は、例えばピストンバルブ 5 0 5の最大開口長 Lが 3 0 m mであるとした場合、ピストンバルブ 5 0 5がアイドリング開度となっている状態において、その上端が、磁気センサ 5 2 3の上方 1 0 m mの位置となるように配置される。このように磁石 5 4 2を配置して、ビストンバルブ 5 0 5が最大開口長 Lの範囲内で上下に移動した場合、磁気センサ 5 2 3が、上下 1 0 m mの部分の磁界を無効部分とし検出せず、中央部分の 3 0 m mの間の磁界を検出することとなる。

また、この磁石 5 4 2は、図 6 5 Bに示すように、ピストンバルブ 5 0 5が上下に移動した場合、磁気センサ 5 2 3の相対位置が、主面 5 4 3の中心線 n上にくるように配置する。このように磁石 5 4 2を配置することによって、ビストンバルブ 5 0 5が上下に移動した場合、磁気センサ 5 2 3が、この磁石 5 4 2の主面 5 4 3の中心線状を通ることとなる。

また、磁石 5 4 2は、磁気センサ 5 2 3の感度を最大とするため、図 6 5 Cに示すように、コイル 5 3 2， 5 3 3による磁界発生方向と、磁石 5 4 2の磁化方向を平行にするように配置する。

図 6 6に、上記気化器 5 4 1のピストンバルブ 5 0 5が最大開口長 Lの範囲で移動した場合の、磁気センサ 5 2 3の出力特性図を示す。磁気センサ 5 2 3は、この特性図に示すように、ピストンバルブ 5 0 5の移動に伴い出力が直線的に増加 '減少する。したがって、この気化器 5 4 1では、磁気センサ 5 2 3の出力をピストンバルブ 5 0 5の開度を示す信号として検出することができる。

なお、この気化器 5 4 1では、以上のような磁石 5 4 2を用いることによって、より高い精度で、ピストンバルブ 5 0 5の開口度を検出することができる。

すなわち、極性の異なる 2つの着磁面を近づけていくと、 2つの着磁面から発生される磁界が互いに影響を及ぼし合い、この 2つの着磁面の中心部分の磁界変化が急峻となる。したがって、磁石 5 4 2を用いることによって磁界変化が急峻となった部分を使用することができるので、より高い精度で、ピストンバルブ 5 0 5の開口度を検出することができる。

以上のように、この気化器 5 4 1では、磁石 5 4 2により与えられる磁界を磁気センサ 5 2 3により検出するため、ピストンバルブ 5 0 5の閧度を、このビストンバルブ 5 0 5の移動範囲の全領域に亘つて連続的（好ましくは直線的）に且つ正確に検出することができる。したがって、この気化器 5 4 1では、エンジンの点火時期の制御を正確に行うことができ、また、エンジンの出力や燃費の向上を図ることができる。

また、この気化器 5 4 1では、ピストンバルブ 5 0 5の開度を直線的に検出するので、磁気センサ 5 2 3の配置の調整機構や製造ェ程における微調整を必要としない。さらに、磁気センサ 5 2 3ゃ検出回路 5 2 4の大型化を招くことがない。

なお、以上、実施例ではピストンバルブ 5 0 5が上下に移動するとして説明したが、本発明では、バルブの移動方向が上下動に限られず限定されるものではない。例えば、パルプの移動方向は、左右方向等であってもよい。また、磁石 5 4 2の 2つの着磁面 5 4 4 a , 5 4 4 bの境界線 m と、中心線 nとの交差角 6>は、特に限定されるものではなく、最大開口長 Lや磁気センサ 5 2 3のクリアランス 1又は磁気センサ 5 2 3の形状等に応じて変わるものである。例えば、この交差角 0は、 0 ° < 0 < 1 0 ° といった値をとる。

なお、本発明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。

Claims

請求の範囲

1 . 外部磁界の強さによりィンピーダンスが変化する 2個の感磁部を有するィンビーダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出部と、

上記磁界検出部との相対移動方向に沿って連続的に変化する磁界を発生する磁界発生手段を有する被検出部と、

上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、

上記磁界発生手段により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサのインピーダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部とを備え、

上記出力信号により上記磁界検出部と上記被検出部との絶対変位量を検出するようにした磁気式変位検出装置。

2 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向に沿って相互に離隔して配置されており、上記検出回路部において上記 2個の感磁部のィンピ一ダンス変化を差動検出して出力信号を取り出すことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

3 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向では同一の位置に配置されており、上記検出回路部において上記 2個の感磁部のィンピーダンス変化を差動検出して出力信号を取り出すことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

4 . 上記磁界発生手段の磁化の方向と上記磁界検出部の感磁方向とが平行であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の磁気式変位検出装置。

5 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向に直交する方向上では同一の位置に配置されていることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の磁気式変位検出装置。

6 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部として高透磁率材料からなるコアの回りに巻かれた 2個のコイルを備えるインピーダンス変化型の磁気センサからなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

7 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部として 2本のァモルファス磁性体線を備えるィンピーダンス変化型の磁気センサからなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

8 . 上記被検出部には、 2個の磁界発生手段が、磁化の方向を相互に反対に向けた状態で、上記磁界検出部との相対移動方向に沿つて、上記磁気センサを挟んで相互に離隔して配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

9 . 上記 2個の磁界発生手段が、磁化の方向を磁界検出部との相対移動方向と平行にして配置されていることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の磁気式変位検出装置。

1 0 . 上記 2個の磁界発生手段が、磁化の方向を磁界検出部との相対移動方向と直交させて配置されていることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の磁気式変位検出装置。

1 1 . 上記 2個の磁界発生手段が、高透磁率材料によって磁気的に接続されていることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の磁気式変位検出装置。

1 2 . 上記被検出部の磁界発生手段は、互いに近接し且つ互いの磁極面の極性が反対である 2つの磁極を含むとともに、上記絶対変位量の検出の有効長以上の長さを有しており、

上記磁界発生手段の 2つの磁極の境界を上記磁界検出部との相対移動方向から所定の角度だけ傾け、且つ、上記相対移動方向上での上記磁界発生手段の長さを上記有効長以上とした状態で、上記磁界検出部と上記被検出部とを相対移動させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

1 3 . ベンチュリ通路と該通路に開口するように形成されたバルブ室とを有するキヤブボディと、上記バルブ室内に摺動自在に配置されベンチュリ通路面積を変化させる面積可変バルブとを備えた気化器の閧度検出装置において、

上記面積可変バルブの移動範囲に亘つて、連続的に変化する磁界を発生する磁界発生手段と、

外部磁界の強さによりィンピーダンスが変化する 2個の感磁部を有するインピーダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出手段と、上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、

上記磁界発生手段により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサのィンピ一ダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部とを備え、

上記磁界発生手段と上記磁界検出手段は、上記面積可変バルブの移動に応じて相対位置が変化するように上記キヤプボディとこの面積可変バルブに設けられていることを特徴とする気化器の開度検出

1 4 . 上記磁界発生手段は、磁化方向が上記面積可変バルブの摺動方向に対して垂直に設けられた 2つの磁界発生部からなり、この

2つの磁界発生部は、磁極面の極性が反対であり、且つ、上記面積可変バルブの移動範囲以上離れて設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の気化器の開度検出装置。

1 5 . 上記磁界発生手段は、上記磁界検出手段の相対的な移動軌跡に対し交差する境界をもって互いに逆極性に着磁された 2つの磁極面を有することを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の気化器の開度検出装置。

補正書の請求の範囲

[ 1 9 9 8年 6月 1 5日（1 5 . 0 6 . 9 8 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1及び i 3 は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（4頁） ]

1 . (補正後）外部磁界の強さによりインピーダンスが変化する 2個の高透磁率材料からなる感磁部を有するィンピーダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出部と、

上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、

上記磁界発生手段により与えられる外部磁界の強さに応じた上記磁気センサのィンピーダンス変化を電気信号に変換した出力信号を取り出す検出回路部とを備え、

2 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部が、上記被検出部との相対移動方向に沿って相互に離隔して配置されており、上記検出回路部において上記 2個の感磁部のィンピーダンス変化を差動検出して出力信号を取り出すことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

4 . 上記磁界発生手段の磁化の方向と上記磁界検出部の感磁方向

補正された用紙（条約第 19条）とが平行であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の磁気式変位検出装置。

7 . 上記磁界検出部は、上記 2個の感磁部として 2本のァモルファス磁性体線を備えるインピーダンス変化型の磁気センサからなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

8 . 上記被検出部には、 2個の磁界発生手段が、磁化の方向を相互に反対に向けた状態で、上記磁界検出部との相対移動方向に沿つて、上記磁気センサを挾んで相互に離隔して配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気式変位検出装置。

補正された用紙（条約第 19条）

1 3 . (補正後）ベンチユリ通路と該通路に開口するように形成されたバルブ室とを有するキヤブボディと、上記バルブ室内に摺動自在に配置されベンチユリ通路面積を変化させる面積可変バルブとを備えた気化器の閧度検出装置において、

外部磁界の強さによりィンピ一ダンスが変化する高透磁率材料からなる 2個の感磁部を有するィンピ一ダンス変化型の磁気センサからなる磁界検出手段と、

上記磁気センサを励振駆動するための発振回路部と、

上記磁界発生手段と上記磁界検出手段は、上記面積可変バルブの移動に応じて相対位置が変化するように上記キヤブボディとこの面積可変バルブに設けられていることを特徴とする気化器の閧度検出

補正された用紙（条約第 19条）

1 5 . 上記磁界発生手段は、上記磁界検出手段の相対的な移動軌跡に対し交差する境界をもって互いに逆極性に着磁された 2つの磁極面を有することを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の気化器の閧度検出装置。

補正された用紙（条約第 19条）