WO2001044757A1 - Capteur de position sans contact - Google Patents

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WO2001044757A1
WO2001044757A1 PCT/JP2000/008860 JP0008860W WO0144757A1 WO 2001044757 A1 WO2001044757 A1 WO 2001044757A1 JP 0008860 W JP0008860 W JP 0008860W WO 0144757 A1 WO0144757 A1 WO 0144757A1
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magnetic body
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magnet
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Yasunori Matsukawa
Akira Matsuura
Shinjiro Ueda
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact type position sensor for detecting a rotation angle or a position of an object to be detected by a change in magnetism.
  • FIG. 34 is an exploded perspective view of a conventional non-contact position sensor
  • FIG. 35 is a side sectional view of the same non-contact position sensor.
  • the conventional non-contact type position sensor includes a first magnetic body 2 having a magnet 1 fixed thereto, and a second magnetic body provided at a position where one end 3a is opposed to one end 2a of the first magnetic body 2.
  • the magnetic detection element 4 is provided on a side surface of the magnetic body 3 and is provided at a position facing the magnet 1.
  • the resin case 5 houses the magnet 1, the magnetic body 2, the magnetic body 3, and the magnetic detection element 4 inside, and has a connector section 6.
  • One end of the connector terminal 7 is electrically connected to a lead terminal 8 drawn from the magnetic detection element 4.
  • the resin lid 9 closes the opening of the case 5.
  • the conventional non-contact type position sensor includes a gap portion in which one end 2a of the magnetic body 2 and one end 3a of the magnetic body 3 face each other, and a magnet 1 and a magnetic detection element 4 which are opposed to each other.
  • Lines of magnetic force 10b are inserted into the opposing gaps.
  • the magnetic field shirt 10b is attached to a rotating shaft (not shown) of the detected object, and rotates together with the detected member 10a.
  • the magnetic flux density of the magnet 1 arriving at the magnetic sensing element 4 changes due to the radial movement of the magnetic field shirt 10b in the radial direction.
  • the change in the magnetic flux density is output as an output signal by the magnetic detection element 4, and the output signal is output to a computer or the like via the lead terminal 8 and the connector terminal 7, and the rotation angle of the detected member 10a is detected. Things.
  • the magnetic force lines are formed in the gap between one end 2 a of the magnetic body 2 and the one end 3 a of the magnetic body 3 and in the gap between the magnet 1 and the magnetic detection element 4. 0b is inserted. Therefore, when the rotating shaft 10a is eccentric, the degree of insertion of the line of magnetic force 1Ob attached to the tip of the rotating shaft into the gap greatly varies. If the insertion degree fluctuates in this way, a non-contact type position sensor that turns on / off the magnetic flux to the magnetic detection element 4 at the magnetic field line 10b cannot accurately detect the rotation angle of the rotating shaft. There was a problem that.
  • the conventional non-contact type position sensor has a configuration in which the magnetic field line shutter 1 Ob is vertically attached to the tip end side of the rotating shaft, so that the configuration becomes complicated.
  • the non-contact type position sensor in order to assemble the non-contact type position sensor with high accuracy to the object to be detected, it is necessary to assemble them close to each other.
  • the magnetic flux shirt due to the presence of the magnetic flux shirt, there was a problem that the non-contact type position sensor could not be easily assembled near the object to be detected.
  • the magnetic field line shutter 10b since the magnetic field line shutter 10b is inserted between the magnet 1 and the magnetic detection element 4 to rotate, there is a problem that hysteresis occurs in output characteristics.
  • the magnetic field line shirt 1 1 Ob is electromagnetically induced by the magnetic field line of the magnet 1, and as a result, as shown in Fig. 36 (a).
  • the magnetic field line shutter 10b when the magnetic field line shutter 10b rotates in the positive direction, the magnetic field line shutter 10b takes on N-pole magnetism.
  • the magnetic field line shutter 1Ob takes on the S pole as shown in FIG. 36 (b).
  • the line of magnetic force applied to the magnetic detection element 4 changes depending on the rotation direction of the magnetic field line shutter 10b.
  • the output changes between the rotation of the detected member 10a in the forward direction and the rotation in the reverse direction, causing hysteresis in the output characteristics.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems. Even when the rotation axis of the object is eccentric, the amount of movement of the rotation axis of the object can be minimized, and the rotation angle can be detected. It is an object of the present invention to provide a non-contact type position sensor which can be accurately assembled and which can be easily assembled by bringing the non-contact type position sensor close to the rotating shaft of an object to be detected when the non-contact type position sensor is mounted on the object. .
  • Another object of the present invention is to provide a non-contact type position sensor having improved characteristics in which no hysteresis is generated in an output signal due to rotation of a detection object in forward and reverse directions.
  • Still another object of the present invention is to provide a non-contact position sensor having excellent output linearity. Disclosure of the invention
  • a non-contact position sensor includes: a magnetic circuit including at least one magnet and a magnetically continuous magnetic body; at least one magnetic detection element disposed in the magnetic circuit; And an object to be detected arranged in the circuit.
  • a non-contact position sensor detects a change in output of a magnetic detection element due to rotation or movement of an object disposed in a magnetic circuit, and detects the position of the object.
  • a non-contact type position sensor includes a magnetic body having a magnetically closed circuit and two magnets disposed inside the magnetic body of the closed circuit. The magnetic detection element is arranged inside a magnetic body in a closed circuit, and an object to be detected is arranged between the two magnets.
  • the magnetic circuit in the non-contact position sensor, includes a first U-shaped magnetic body, a second U-shaped magnetic body, and two magnets. ing.
  • the two magnets are arranged between two U-shaped magnetic bodies arranged vertically, and the magnetic detection element is arranged between substantially the center portions of the two U-shaped magnetic bodies.
  • the object to be detected is placed inside the U-shape of the two U-shaped magnetic bodies or between the extended U-shaped magnetic bodies, and moves linearly.
  • FIG. 1 is a top view of the non-contact type position sensor according to Embodiment 1 of the present invention with a cover and a circuit board removed
  • FIG. 2 is a side sectional view of the contact type position sensor of FIG.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the rotation axis of the object is inserted into the non-contact position sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • Figs. 4 (a;) and (b) show the non-contact position sensor.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation angle of an object to be detected and a magnetic flux density
  • FIG. 6 is a top view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation angle of an object to be detected and a magnetic flux density
  • FIG. 6 is a top view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 7 is a side sectional view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a non-contact type position sensor according to Embodiment 2 of the present invention, in which a rotating shaft of an object to be detected is inserted.
  • 9 (a), 9 (b), and 9 (c) are explanatory views showing the operation state of the non-contact type position sensor, and
  • FIG. 10 is a sectional view showing the rotation angle of the object to be detected.
  • FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between bundle densities
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG.
  • FIG. 12 is a non-contact type position sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 is a side sectional view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 3 of the present invention, and
  • FIG. 14 is a view showing a non-contact type position sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 15 (a), (b), (c) are explanatory views showing the operation state of the non-contact type position sensor, and
  • FIG. FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation angle of the detected object and the magnetic flux density.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state where the detected object is passed through the non-contact position sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state where the detected object is passed through the non-contact position sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing the operating state of the non-contact type position sensor
  • FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation angle of the detected object and the output voltage
  • FIG. 20 is a diagram showing the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of a non-contact type position sensor
  • FIG. 21 is a perspective view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. 22 is a non-contact type position sensor of Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 23 is a perspective view of a position sensor
  • FIG. 23 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into a non-contact type position sensor according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 24 is an embodiment of the present invention.
  • 7 of FIG. 25 is a perspective view of a contact type position sensor
  • FIG. 25 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into the non-contact type position sensor according to Embodiment 8 of the present invention
  • FIG. 26 is a non-contact type position sensor.
  • FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the detected object and the output voltage
  • FIG. 28 is a diagram showing another non-contact type position sensor according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a perspective view showing a state where an object is inserted, FIG.
  • FIG. 29 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into a non-contact type position sensor according to Embodiment 9 of the present invention
  • FIG. FIG. 31 is a perspective view showing a state where an object is passed through the non-contact type position sensor according to the tenth embodiment.
  • FIG. 31 is a perspective view showing a state where the object is detected by the non-contact type position sensor according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a perspective view showing the inserted state from the back
  • FIG. 32 is a view showing an operation state of the non-contact type position sensor
  • FIG. Fig. 34 is an exploded perspective view of a conventional non-contact type position sensor, Fig.
  • b) is a schematic diagram showing a state in which the magnetic shutter of the conventional non-contact type position sensor is magnetized.
  • FIG. 1 is a top view of the non-contact type position sensor according to Embodiment 1 of the present invention with a lid and a circuit board removed
  • FIG. 2 is a side sectional view of the non-contact type position sensor.
  • the L-shaped first magnetic body 24 is in contact with the N pole 22 of the magnet 21.
  • the L-shaped second magnetic body 25 is in contact with the S pole 23 of the magnet 21.
  • the magnetic sensing element 26 is fixed to the L-shaped tip 24 a of the first magnetic body 24 so as to face the L-shaped tip 25 a of the second magnetic body 25. I have.
  • a Hall element is used as the magnetic detection element 26.
  • a magnetoresistive element MR element
  • GMR element or CMR element giant magnetoresistive element
  • These magnetoresistive elements have smaller outputs than Hall elements, but have excellent resistance-temperature characteristics.
  • the circuit board 27 is provided with a processing circuit 28 made of electronic components. The processing circuit 28 is electrically connected to the magnetic detection element 26 via a lead terminal 26a, and converts an output signal generated by the magnetic detection element 26 into an output voltage.
  • the resin case 29 has a hole 29a, and the top surface of the bracket hole 29a has an end face 24a of the tip 24a of the magnetic body 24 and an end face 25a of the tip 25a of the magnetic body 25. Is exposed.
  • the case 29 contains the magnet 21, the magnetic body 24, the magnetic body 25, and the circuit board 27 inside.
  • the case 29 has a connector portion 30 on the outer surface, and the connector portion 30 is provided with a connector terminal 31 on the body.
  • the connector terminal 31 has one end electrically connected to the processing circuit 28 and the other end protruding outward.
  • the resin lid 32 closes the opening of the case 29.
  • the magnetic material 24 and the magnetic material 25 are fixed to the N and S poles of the magnet 21 prepared in advance with an adhesive or the like, and the magnet 21 is sandwiched between the magnetic material 24 and the magnetic material 25.
  • the magnetic body 24, the magnetic body 25 and the magnet 21 are provided with holes 29a in advance. In case 29.
  • a circuit board 27 on which a processing circuit 28 is formed in advance is placed on the top surfaces of the magnetic body 24, the magnetic body 25, and the magnet 21 in the case 29.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the rotation axis of the object is inserted into the hole of the non-contact type position sensor according to the first embodiment.
  • the most characteristic feature of the non-contact type position sensor of the present invention is that an object to be detected is directly inserted and its angle, position, and the like are directly measured.
  • the rotating shaft 33 is inserted into the hole 29 a of the case 29, and the fan-shaped portion 34 having a fan-shaped cross section provided at the tip of the rotating shaft 33 is a magnetic member 24. It is arranged between the tip 24 a and the tip 25 a of the magnetic body 25.
  • the rotation of the rotation shaft 33 rotates the fan-shaped portion 34, and this rotation causes the magnetic flux density generated in the gap formed between the front end portion 24 a and the front end portion 25 a to be reduced. It changes.
  • the magnetic flux density is about 0.15 T as shown in FIG. Fig. 4 (b) As shown in FIG. 5, when the rotation angle is 90 degrees, the magnetic flux density becomes about 0.32 T as shown in FIG.
  • the magnetic flux density between the tip 24 a and the tip 25 a Increases as the distance from the magnet 21 increases.
  • the changing speed of the volume of the fan-shaped portion 34 occupying the space between the tip end portion 24a and the tip end portion 25a decreases with the rotation angle of the rotating shaft 33. This makes it possible to improve the linearity of the magnetic flux density passing through the magnetic detection element 26 according to the rotation angle of the counterpart rotating shaft 33.
  • the change in the flux density is detected as an output signal by the magnetic detection element 26, converted into an output voltage by the processing circuit 28, and output to a computer or the like via the connector terminal 31 and the rotation angle of the rotating shaft 33 Is to be detected.
  • the rotating shaft 33 is provided in the space formed between the distal end portion 24a and the distal end portion 25a.
  • the configuration is such that the magnetic flux density generated in the air gap formed between the tips 24a and 25a is changed according to the rotation angle. Therefore, the rotation angle of the rotating shaft 33 can be easily detected without providing a complicated member such as a magnetic flux shirt as in the related art.
  • Even when the rotating shaft 33 is eccentric, the moving amount of the rotating shaft 33 is very small because the magnetic flux shutter is not vertically attached to the tip of the rotating shaft as in the conventional case. Can be suppressed. As a result, the rotation angle of the rotation shaft 33 can be accurately detected. Further, when assembling the non-contact type position sensor to the object to be detected, since there is no complicated member such as a magnetic flux shirt as in the related art, the two can be easily assembled in close proximity to each other.
  • the tip portions 24 a and 25 a depend on the rotation angle of the rotating shaft 33.
  • the magnetic flux density of the air gap formed therebetween changes.
  • the magnetic flux This has the effect that the rotation angle of the counterpart rotating shaft 33 can be easily detected without requiring a complicated member such as a housing.
  • the front end 24 a and the front end 25 a are substantially L-shaped, and the magnetic body 24 and the magnetic body 25 are provided so as to be in contact with the magnet 21. Therefore, the magnet 21 is sandwiched between the magnetic body 24 and the magnetic body 25. ing.
  • the magnetic material 24 and the magnetic material 25 and the magnet 21 are firmly fixed, so that the impact resistance of the non-contact position sensor is improved. It can be improved.
  • the cross-sectional shape of the rotation shaft 33 in the sensor is a fan shape. However, even when the cross-sectional shape is configured to be a semicircular shape, the same effect as in the first embodiment can be obtained. It is.
  • FIG. 6 is a top view of the non-contact type position sensor according to Embodiment 2 of the present invention with a cover and a circuit board removed
  • FIG. 7 is a side sectional view of the non-contact type position sensor.
  • the magnetic body 44 has the S pole 43 of the magnet 41 fixed substantially at the center, and the ends of both ends of the magnetic body 44 have an L-shape. ing.
  • the magnetic detection element 45 is attached to one end 44 a of the magnetic body 44.
  • the magnetic sensing element 45 is located in a gap formed between the N pole 42 of the magnet 41 and the end 44a.
  • the magnetic flux density generated at the time is detected.
  • the circuit board 46 is provided with a processing circuit 47, and the processing circuit 47 is electrically connected to the magnetic detection element 45 via the lead terminal 48, and an output signal generated by the magnetic detection element 45 is provided. Is converted to an output voltage.
  • the resin case 49 houses the magnet 41 and the magnetic body 44 inside, and has a hole 49a on the bottom surface.
  • the case 49 is provided with a connector portion 50, and outputs an output voltage generated in the processing circuit 47 from a connector terminal 51 provided integrally with the case.
  • a resin lid 52 closes the opening of the case 49.
  • the S pole 43 of the magnet 41 prepared in advance is fixed to the approximate center of the magnetic body 44 with an adhesive or the like.
  • the magnetic body 44 and the magnet 41 are placed inside the case 49 in which a hole 49 a is provided in advance. To be stored.
  • a circuit board 46 on which a processing circuit 47 is previously placed is placed on the upper surface of the magnetic body 44 and the magnet 41 inside the case 49.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where a rotating shaft 53 of an object to be detected is inserted into a hole 49a of the non-contact type position sensor according to the second embodiment.
  • the rotating shaft 53 is disposed in a gap formed between one end 44 a, the other end 44 b, and the N pole of the magnet 41.
  • the cross section of the rotation shaft 53 in the sensor has an I shape.
  • the I-shaped portion 54 Due to the rotation, the magnetic flux density generated in the air gap formed between the tip 44 a of the magnetic body 44 and the N pole of the magnet 41 changes.
  • the magnetic flux density is about 0.15 T as shown in FIG. As shown in (b), when the rotation angle is 45 degrees, the magnetic flux density is about 0.4 T as shown in Fig. 10 and the rotation is as shown in Fig. 9 (c). When the angle is 90 degrees, the magnetic flux density is about 0.67 T as shown in Fig. 10.
  • the shape of the rotating shaft 53 located in the gap formed between the distal end portion 44a and the N pole of the magnet 41 is an I shape. Therefore, when both ends in the longitudinal direction of the I-shaped portion 54 are located near the magnet 41 and the tip 44 a, the rotating shaft 53 does not exist near the other tip 44 b. Will be. On the other hand, when both ends in the longitudinal direction of the I-shaped portion 54 are located near the magnet 41 and the other tip 44 b, the pivot shaft 53 does not exist near the one tip 44a. Will be.
  • the magnetic force of one end portion 44 a becomes dense
  • the magnetic force of the other end portion 44 b becomes sparse, so that the magnetic force passes through the magnetic detecting element 45 accompanying the rotation angle of the rotating shaft 53.
  • the linearity of the magnetic flux density can be improved.
  • the change in magnetic flux density is detected as an output signal by the magnetic detection element 45, and this output signal is converted into an output voltage by the processing circuit 47, and output to the computer or the like via the connector terminal 51.
  • This is to detect the rotation angle of the counterpart rotating shaft 53.
  • the rotating shaft 53 is provided in a gap formed between one end 44a, the other end 44b, and the N pole of the magnet 41.
  • the configuration is such that the magnetic flux density generated in the gap is changed according to the rotation angle of the rotation shaft 53. For this reason, it has the same advantageous effects as in the first embodiment as compared with the conventional same type sensor. (Embodiment 3)
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 12 is a top view of the non-contact type position sensor with a cover removed
  • FIG. It is a sectional side view of a contact type position sensor.
  • the first magnet 61 faces the second magnet 64, and the N pole is formed on the inner surface on one end side of the U-shaped magnetic body 67. 62 is fixed.
  • the S pole 66 of the second magnet 66 is fixed to the inner surface on the other end side of the magnetic body 67.
  • the magnetic body 67 is formed in a U-shape, the first magnet 61 provided on one end side of the magnetic body 67 and the other end side of the magnetic body 67 are provided.
  • the second magnets 64 provided at the same time are arranged perpendicularly to the lines of magnetic force. As a result, the lines of magnetic force flowing in the magnetic circuit are increased, so that the output sensitivity of the non-contact type position sensor is improved.
  • the U-shape described in the present invention includes a square with one side missing or a C-shape, and does not necessarily mean exactly a U-shape.
  • the magnetic detection element 68 is provided on the inner side surface of the intermediate part 69 of the magnetic body 67.
  • the thickness of the portion where the magnetic detection element 68 is provided in the intermediate portion 69 of the magnetic body 67 is smaller than the thickness of the portion where the magnetic detection element 68 is not provided. For this reason, the magnetic lines of force flowing through the magnetic body 67 are concentrated at the portion where the magnetic detecting element 68 is provided, thereby further increasing the amount of magnetic lines of force passing through the magnetic detecting element 68.
  • the present embodiment has an effect that the output sensitivity of the non-contact type position sensor is improved.
  • the one end side and the other end side of the magnetic body 67 are connected magnetically continuously by the reinforcing magnetic body 70.
  • the reinforcement connecting the one end side and the other end side of the magnetic body 67 When the magnetic body 70 is provided, a magnetic circuit can be formed by absorbing the lines of magnetic force that tend to leak to the outside from the gap between the one end side and the other end side by the reinforcing magnetic body 70. For this reason, the amount of lines of magnetic force passing through the magnetic detection element 68 is increased, and the output sensitivity of the non-contact type position sensor is improved.
  • a processing circuit composed of electronic components 72 such as capacitors is provided on the upper surface of the circuit board 71, and the processing circuit is electrically connected to the magnetic detection element 68 via the lead terminal 68a. 6. Convert the output signal generated in step 8 to an output voltage.
  • the resin case 73 has a cylindrical portion 75 provided with a slit 74 upward from the bottom surface, and a void 76 is provided inside the cylindrical portion 75 of the bracket.
  • the air gap 76 is provided with the S pole 63 of the magnet 61, the N pole 65 of the magnet 64, and the magnetic sensing element 68 in close proximity.
  • a connector terminal 77 is provided on the outer bottom surface of the case 73 so as to protrude downward, and one end of the connector terminal 77 is electrically connected to the circuit board.
  • a resin lid 78 blocks the opening of the case 73.
  • the N pole 62 of the magnet 61 prepared in advance is fixed to the inner surface on one end side of the magnetic body 67 with an adhesive or the like, and then the S pole 66 of the magnet 64 is similarly attached to the magnetic body 67. Is fixed to the inner surface on the other end side with an adhesive or the like.
  • the tip on the one end side and the tip on the other end side of the magnetic body 67 are connected with the reinforcing magnetic body 70 using an adhesive.
  • the magnetic detection element 68 and the electronic component 72 are electrically connected to the circuit board 71 by soldering.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state in which the rotating shaft of the object to be detected is inserted into the gap of the non-contact type position sensor according to the third embodiment.
  • a rotating shaft 8 of an object to be detected is inserted into a cylindrical portion 75 of a case 73, and has a semicircular portion 79 provided at the tip end and having a semicircular cross section.
  • the semicircular portion 79 is arranged in a gap 76 formed between the magnetic detection element 68 and the magnets 61 and 64.
  • the widths of the magnets 61 and 64 are made substantially equal to the diameter of the rotating shaft 0.78.
  • the line of magnetic force passing between the magnets 61 and 64 does not pass through the portion without the rotating shaft 78, thereby improving the output characteristics of the non-contact type position sensor.
  • the rotating shaft 78 rotates, the semicircular portion 79 of the rotating shaft 78 rotates, so that the magnetic flux density generated in the air gap 76 changes.
  • the change in the magnetic flux density is detected as an output signal by the magnetic detection element 68, and the output signal is converted into an output voltage by the electronic component 72 on the circuit board 71, and is output to a computer or the like via the connector terminal 77.
  • the rotating shaft 78 is provided in the gap 76 formed between the magnetism detecting element 68, the magnet 61 and the magnet 64, and the rotating shaft 78 is provided.
  • the magnetic flux density generated in the air gap 76 is changed by the rotation angle of 8. For this reason, it has the same advantageous effects as in the first embodiment as compared with the conventional same type sensor.
  • the cross-sectional shape of the portion located in the gap 76 of the rotating shaft 78 is a semicircular shape. However, the same effect can be obtained even when the cross-sectional shape is configured as a fan shape. It is.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state where an object to be detected has been inserted into the non-contact type position sensor according to Embodiment 4 of the present invention.
  • a first magnetic body 111 having a U-shape has a first magnetic detection unit 113 provided on an upper surface of an intermediate part 112, and a first magnetic detection unit 113 is provided on the first magnetic detection unit.
  • a first protrusion 114 protruding upward is provided on the upper surface of one end side 1 1 1a of the magnetic body 1 1 1, for example, the N pole 1 17 of the first magnet 1 16 mainly composed of S mC 0 is fixed.
  • the S pole 119 of the second magnet 118 mainly composed of SmCo is fixed to the other end 111b of the magnetic body 111.
  • the second U-shaped magnetic body 120 has the S pole 121 of the magnet 116 fixed to the lower surface of one end 120 a and the magnet 1 120 fixed to the lower surface of the other end 120 b.
  • a second magnetic detection section 124 is provided on the lower surface of the intermediate section 123 so as to be fixed to the N pole 22 of 18 and opposed to the first magnetic detection section 113. Further, the second magnetic detecting section 124 has a second convex section 125 protruding downward, and further has a concave section 126 opposite to the convex section 125. Similarly, a concave portion (not shown) is provided on the opposite side of the first convex portion 114.
  • the magnetic detecting element 127 is provided between the first magnetic detecting part 13 and the second magnetic detecting part 124.
  • a first protrusion 114 protruding upward is provided on the magnetic detection unit 113
  • a second protrusion 114 protruding downward is provided on the second magnetic detection unit 124.
  • Two convex portions 1 2 5 are provided.
  • the magnetic detecting element 127 has a power supply terminal 128, an output terminal 129, and a GND terminal 130.
  • the power supply terminal 128 is electrically connected to a power supply (not shown)
  • the GND terminal 130 is electrically connected to GND (not shown)
  • the output terminal 129 is It is electrically connected to a computer or the like.
  • a first convex portion 114 and a concave portion are formed by drawing at an intermediate portion of a first magnetic body 111 formed in a U-shape in advance.
  • a second convex portion 125 and a concave portion 126 are formed in the intermediate portion 123 of the second magnetic body 120 previously formed in a U-shape.
  • the convex portion 125 is provided by drawing and the concave portion 126 is formed on the opposite side of the convex portion 125, the concave portion 126 is generated by the magnets 116 and 118.
  • the magnetic lines of force concentrate on the second magnetic detection unit 124.
  • the lines of magnetic force passing through the magnetic detecting element 127 increase, and the sensitivity of the output output from the output terminal 129 of the magnetic detecting element 127 increases, and the output characteristics of the non-contact type position sensor can be improved. Is improved.
  • one end 120 a of the magnetic body 120 is fixed to the S pole 121 of the magnet 1 16 with an adhesive, and the other end 120 b of the magnetic body 120 is fixed to the N pole of the magnet 118. It is fixed to poles 1 and 2 with an adhesive.
  • the magnetic sensing element 1 27 with the power terminal 1 2 8, the output terminal 1 2 9, and the GND terminal 1 30 integrated in advance is connected to the magnetic sensing section 1 1 3 of the magnetic body 1 1 1 and the magnetic body 1 It is installed by a separate member (not shown) so as to be located between the magnetic detection section 124 and the magnetic detection section 124 of FIG.
  • a power supply is connected to the power supply terminal 128 of the magnetic detection element 127, and the GND terminal 130 is grounded to GND. Then, after inserting an object 13 3 composed of a rotating shaft having a semicircular portion 13 1 and a cutout 13 2 into the inner surfaces of the magnetic body 11 1 and the magnetic body 120, Rotate 1 3 3
  • the semicircular portion 13 1 of the object 13 3 6 and the notch 1332 is positioned so as to be near the magnet 118.
  • the magnetic The magnetic field lines generated from the N pole 1 1 7 of the stone 1 1 6 move from one end 1 1 1 a of the magnetic substance 1 1 1 to the semicircular part 1 3 1 of the object 1 3 3 and one end 1 of the magnetic substance 1 Return to S pole 1 2 1 of magnet 1 16 via 20 a.
  • the magnetic lines of force generated from the N pole 122 of the magnet 118 are transmitted from the second magnetic detecting unit 124 to the magnetic detecting element 127 through the other end 120 b of the magnetic body 120.
  • the semicircular section 1 3 1 runs perpendicular to the magnets 1 1 6 and 1 1 8 as shown in Fig. 18 (b).
  • the magnetic field lines hardly flow through the object 1 3 3.
  • the magnetic field lines generated from the N pole 1 17 of the magnet 1 16 are transmitted from the one end 1 1 1a of the magnetic body 1 1 1 to the other end 1 1 1b, and the S pole 1 of the magnet 1 1 8
  • the loop is formed from the other end side 120 b of the magnetic body 120 to the one end side 120 a via the north pole 122, and returns to the south pole 121 of the magnet 16.
  • the lines of magnetic force do not pass through the magnetic detecting elements 127.
  • the output voltage from the output terminal 129 of the magnetic sensing element 127 becomes about 2.5 V as shown in FIG.
  • the object 133 rotates and is positioned near the magnet 118 as shown in FIG. Becomes At this time, the line of magnetic force generated from the N pole 1 2 2 of the magnet 1 1 8 passes through the other end 1 2 0 b of the magnetic body 1 2 Return to S pole 1 19 at magnet 1 18 via side 1 1 1b.
  • the magnetic field lines generated from the N pole 1 17 of the magnet 16 pass from the lower end to the upper end of the magnetic sensing element 1 27 from the one end 1 11 a of the magnetic body 1 11 via the magnetic sensing section 1 13.
  • the output voltage from the output terminals 12 9 is about 4.3 V. That is, when the semicircular portion 13 1 is located near the magnet 116, the lines of magnetic force pass from above to below the magnetic detection element 127, whereas the semicircular portion 1 31 In the state where 31 is located in the vicinity of the magnet 1 18, the lines of magnetic force pass from below to above the magnetic detecting element 1 27. Therefore, with the rotation of the object 1 3 3 As shown in FIG. 19, an output signal corresponding to the rotation angle is output, and this output signal is input to a computer (not shown) or the like to detect the rotation angle of the object 133. Things.
  • the magnetic detection element 127 since the magnetic detection element 127 is provided between the first magnetic detection part 113 and the second magnetic detection part 124, the magnet From N pole 1 17 to S 1 of magnet 1 1 1, S pole 1 1 9 of magnet 1 1 8, N pole 1 2 of magnet 1 1 8 and S pole 1 of magnet 1 1 6 via magnet 1 20 The flow of the magnetic flux returning to 2 1 is independent of the flow of the magnetic flux acting on the test object 1 3 3. As a result, the magnetic detection element 127 does not directly detect the influence of the magnetization of the object 133 generated by the electromagnetic induction of the magnets 116 and 118.
  • the magnetic body 11 1 and the magnetic body 120 are U-shaped, the magnet 116 and the second magnet 118 face substantially parallel to each other. Therefore, when the semicircular portion 1 3 1 of the object 1 3 3 approaches the magnet 1 16 at the maximum, the cutout 1 3 2 approaches the magnet 1 18 side, and the magnet 1 1 8 Lines of magnetic force are less likely to pass through the object 13. As a result, the maximum magnetic field lines As a result, the sensitivity of the output from the magnetic sensing element 127 is improved.
  • the magnetic detecting unit 1 is provided at substantially the center of the intermediate portion 112 between the one end to which the magnet 116 is fixed and the other end to which the magnet 118 is fixed.
  • 13 is provided, a similar effect can be obtained by providing a magnetic detection unit at a position biased to one end or the other end of the intermediate unit 112.
  • a convex portion 114 protruding upward is provided on the magnetic detecting portion 113 of the magnetic member 111 so that the magnetic member 120 detects the magnetic force of the magnetic member 120.
  • the convex portion 125 protruding downward is provided in the portion 124, the same effect can be obtained by forming the magnetic detecting portions 113 and 124 in a planar shape.
  • FIG. 20 is an exploded perspective view of the non-contact position sensor according to the fifth embodiment, and FIG. 21 is a perspective view thereof.
  • the non-contact type position sensors shown in FIGS. 20 and 21 have basically the same configuration as the non-contact type position sensor shown in the fourth embodiment. And a detailed description will be omitted.
  • the non-contact type position sensor includes an upper surface of the first magnetic detection unit 14 1 of the magnetic body 11 1 and a lower surface of the second magnetic detection unit 14 2 of the second magnetic body 120.
  • the magnetic detecting element 127 is sandwiched between them. According to this configuration, there is no clearance between the magnetic detection element 127 and the magnetic detection part 141 and the magnetic detection element 127 and the magnetic detection part 142.
  • Output signal to be output Has the effect of improving the sensitivity of
  • the non-contact type position sensor includes one end 11a of the magnetic body 111, the other end 11b, the one end 12a of the magnetic body 120, and the other end.
  • the inner surface of the side 120b has an arc shape, and one end 1 1a of the magnetic body 111, the other end 111b, one end of the magnetic body 120a and others
  • the inner surface of the end side 120 b is arranged along the outer periphery of the detection object 133.
  • the gap between the magnetic body 1 1 1 and the object 1 3 3 and the gap between the magnetic body 1 20 and the object 1 3 3 are reduced, and the lines of magnetic force pass through the air. Loss due to passing is eliminated. Therefore, the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 127 is improved.
  • FIG. 22 is a perspective view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 23 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into the sensor.
  • the non-contact position sensor of the present embodiment shown in FIGS. 22 and 23 has basically the same configuration as the non-contact type position sensor shown in the fourth embodiment.
  • the same numbers are given to the components and the detailed description is omitted.
  • the first magnetic body 15 1 and the second magnetic body 15 2 are formed in a stepped shape, and the first magnet 1 16 and the first magnet 1 16 are provided substantially parallel to each other.
  • the second magnets 118 are provided on different planes so as not to face each other. According to this configuration, the line of magnetic force does not pass directly through the air between the magnets 116 and 118 without passing through the magnetic bodies 151 and 152. . As a result, the lines of magnetic force passing through the magnetic sensing elements 127 increase. Therefore, the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 127 is improved. (Embodiment 7)
  • FIG. 24 is a perspective view of a non-contact type position sensor according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the non-contact type position sensor according to the present embodiment shown in FIG. 24 has basically the same configuration as the non-contact type position sensor shown in the fourth embodiment. Numbers are given and detailed description is omitted.
  • the first magnet support member 16 1 is provided on the other end 11 b of the first magnetic body 11 1, and the second magnetic body 1 2
  • the second magnet support member 162 is provided on one end side 120a of the zero.
  • the second magnet 1 18 is sandwiched between the magnet support member 16 1 and the other end 12 0 b of the magnetic body 12 0, and the magnet support member 16 2 and one end 1 of the magnetic body 11 1
  • the first magnet 1 16 is held between 1a.
  • the magnets 116 and 118 provided in parallel with each other are provided on different planes so as not to face each other.
  • a first convex portion 114 protruding upward is provided on the first magnetic detecting portion 113 of the magnetic body 111, and a second magnetic detecting portion 122 of the magnetic body 120 is provided. 4 is provided with a second convex portion 125 protruding downward.
  • the magnetic field lines pass directly through the air between the magnets 116 and 118 without passing through the magnetic bodies 111 and 120. Disappears. Further, a first convex portion 114 protruding upward is provided on the magnetic detecting portion 113, and a second convex portion 125 protruding downward is provided on the magnetic detecting portion 124. Therefore, the magnetic lines of force generated by the magnets 116 and 118 concentrate on the convex portions 114 and 125. As a result, it passes through the magnetic sensing element 1 2 7 Since the lines of magnetic force increase, the sensitivity of the output from the magnetic detection element 127 improves.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into the non-contact type position sensor according to Embodiment 8 of the present invention.
  • the non-contact type position sensor according to the present embodiment is provided with a protrusion 21 at a substantially center of the magnetic detection element support portion 21 so as to protrude inside the sensor.
  • a concave portion 214 is provided on the opposite side, and a magnetic detection element 215 is provided at the tip of the convex portion 214.
  • the magnetic sensing element 2 15 is provided with a power supply terminal 2 15 a, a GND terminal 2 15 b and an output terminal 2 15 c, and the power supply terminal 2 15 a is electrically connected to a power supply (not shown).
  • the GND terminal 215b is electrically connected to GND (not shown), and the output terminal 215c is electrically connected to a computer or the like (not shown).
  • a first magnet support 2 16 is provided, and at the other end, a second magnet support 2 17 is provided, and the magnetic sensing element support 2 1 2 It is configured to have a U-shape as a whole.
  • the first magnet 218 having S m Co as a main component has an N pole fixed to the outer surface of the first magnet support portion 216.
  • the second magnet 219 mainly composed of SmCo has an S pole fixed to the outer side surface of the magnet support portion 217.
  • the U-shaped reinforcing magnetic body 220 is provided above the first magnetic body 211, has a hole 222 in the intermediate part 222, and is provided inside the one end 222.
  • the south pole of magnet 2 18 is fixed.
  • the N pole of the magnet 219 is fixed inside the other end 224 of the reinforcing magnetic body 220.
  • the reinforcing magnetic body 220 is disposed above the first magnetic body 211, the hole 222 is provided in the reinforcing magnetic body 220, and the hole 222 is detected in the hole 222.
  • Object 2 25 is penetrated.
  • the reinforcing magnetic body 220 was constructed by directly connecting the magnets 21 and 21 to each other, and as a result, the magnetic body 211, the magnet 219 and the reinforcing magnetic body 2 were formed. Since the amount of magnetic lines of force in the magnetic circuit including the magnet 20 and the magnet 218 increases, the sensitivity of the output from the magnetism detecting element 215 is improved.
  • a convex portion 2 13 protruding inside the magnetic detecting element support portion 2 12 is provided, and the magnetic detecting element 2 15 is disposed at the tip of the convex portion 2 13.
  • the magnetic lines of force generated by the magnets 218 and 219 are concentrated on the magnetic field, and the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 215 is further improved.
  • a convex portion 2 13 and a concave portion 14 projecting inward by drawing are formed substantially at the center of the magnetic sensing element support portion 212 of the first magnetic body 211 formed in a U-shape in advance.
  • the concave portion 2 14 was formed on the opposite side of the convex portion 2 13, the magnetic lines of force generated by the magnet 2 18 and the magnet 2 19 do not pass through this concave portion 2 14, and the tip of the convex portion 13 Lines of magnetic force concentrate on the part. Therefore, the number of lines of magnetic force passing through the magnetic detection element 215 further increases, and the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 215 further increases.
  • an adhesive is applied to the outer surface of the first magnet support portion 216 at one end of the magnetic body 211 and the outer surface of the second magnet support portion 217 at the other end, After the N pole of the first magnet 218 is fixed to the outer surface of the part 216, the S pole of the second magnet 219 is fixed to the outer surface of the magnet support part 217.
  • the inner surface of one end 2 23 of the reinforcing magnetic body 220 in which the hole 222 is formed in advance is The inner surface of the other end portion 224 of the reinforcing magnetic body 220 is fixed to the S pole of the magnet 218 and the N pole of the magnet 219. At this time, the reinforcing magnetic body 220 is fixed so as to be located above the magnetic body 211.
  • the magnetic detecting element 215 provided integrally with the power terminal 215a, the GND terminal 215b, and the output terminal 215c in advance is fixed to the tip of the convex portion 213.
  • the rotation angle of the detection object 225 is set to 10 degrees.
  • the semicircular portion 228 of the detected object 225 is located near the magnet 218, and the notch 229 is located near the magnet 219.
  • Part of the magnetic field lines generated from the N pole of the magnet 2 18 passes through the magnetic sensing element 2 15 via the object 2 25 to flow to the convex portion 2 13, and the magnetic material 2 1 1 It reaches the end magnet support part 217 and reaches the S pole of the magnet 219.
  • the output voltage of the output terminal 215c becomes about 0.7 V as shown in FIG. Further, as shown in FIG.
  • the semicircular portion 228 becomes the magnet support portion 216 and the magnet support portion 216. It will be located in the direction perpendicular to both parts 2 17. Since the distance between the object 2 25 and the magnet support 2 16 and the distance between the object 2 25 and the magnet support 2 17 are both small, the distance is generated from the N pole of the magnet 2 18 The lines of magnetic force reach the S pole of the magnet 219 via the object 2 25 and the magnet support 217. As a result, the magnetic field lines do not pass through the magnetic detection elements 2 15. At this time, the output voltage of the output terminal 2 15 c becomes about 2.5 V as shown in FIG. 27. .
  • the semicircular portion 2 28 is located near the magnet 2 19 and The notch 229 is located near the magnet 218.
  • part of the magnetic field lines generated from the N pole of the magnet 2 18 flows through the magnet support 2 16 to the protrusion 2 13, and passes through the magnetic detecting element 2 15 and the object 2 25 to be detected.
  • the output voltage of the output terminal 215c becomes about 4.3 V as shown in FIG.
  • the object 2 25 is provided inside the magnetic body 211, the object 2 25 is determined by the rotation angle of the object 2 25. In this case, the magnetic flux density between the first and second convex portions changes. For this reason, it has the same advantageous effects as those of the first embodiment as compared with the conventional same type sensor.
  • the magnetic body 211 is formed in a U-shape, the semicircular portion 228 is maximally magnetic because the magnet support portion 216 and the magnet support portion 217 face substantially parallel to each other.
  • the cutout 2 2 9 approaches the magnet support 2 17.
  • the maximum magnetic field lines generated by the magnets 2 18 and 2 19 pass through the magnetic detecting element 2 15 and flow into the convex section 2 13, so that the output from the magnetic detecting element 2 15 Sensitivity is improved.
  • the reinforcing magnetic body 22 0 is provided above the magnetic body 211, but the same applies when the reinforcing magnetic body 230 is provided on the same plane as the magnetic body 211 as shown in FIG. It has the following effects.
  • FIG. 29 is a perspective view showing a state where an object to be detected is inserted into the non-contact type position sensor according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the non-contact type position sensor of the present embodiment shown in FIG. 29 has the same configuration as that of FIG. 25 shown in Embodiment 8, and therefore the same components are given the same numbers. Detailed description is omitted.
  • the S pole of the first magnet 218 is fixed at one end and the first magnetic pole is fixed at the other end.
  • a second magnetic body 231 is provided above the first magnet support portion 216 of the body 211.
  • the N pole of the second magnet 2 19 and one end are fixed, and the other end is a third magnetic body disposed above the second magnet support portion 2 17 of the magnetic body 211.
  • 2 3 2 is provided.
  • An object 2 25 composed of a rotation axis of the object is provided inside the magnetic body 2 1 1 and in a gap formed between the magnetic body 2 3 1 and the magnetic body 2 3 2. .
  • the object 2 25 is provided in the gap formed inside the magnetic body 2 1 1 and in the gap formed between the magnetic body 2 3 1 and the magnetic body 2 3 2. .
  • the directions of the lines of magnetic force passing through the object 2 25 by the magnetic body 2 11 and the directions of the lines of magnetic force passing through the object 2 25 by the magnetic body 2 31 and the magnetic body 2 32 are opposite to each other.
  • the inner surfaces of the magnetic bodies 2 31 and 2 32 that are in contact with the object 2 25 are formed in an arc shape, and the inner surfaces of the magnetic bodies 2 3 1 and 2 3 Because of the alignment with 2 25, the gap between the magnetic body 2 31 and the object 2 25 and the gap between the magnetic body 2 32 and the object 2 25 are reduced. As a result, the loss due to the magnetic flux passing through the air is reduced, so that the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 215 is improved.
  • FIG. 30 is a perspective view showing a state where an object to be detected is disposed on the non-contact type position sensor according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 31 is a perspective view of the same sensor as viewed from the back. .
  • the U-shaped first magnetic body 3 11 is provided with a first magnetic detection section 3 13 on the upper surface of the intermediate section 3 12 and a magnetic detection section 3 1.
  • a first projection 3 14 protruding upward is provided on 3, and a recess 3 15 is provided on the opposite side of the first projection 14.
  • the N pole 317 of the first magnet 316 mainly composed of SmCo is fixed to the upper surface of one end side 311a of the magnetic body 311, and the magnetic body 311
  • the S pole 319 of the second magnet 318 mainly composed of SmCo is fixed to the other end 311b of 1.
  • the U-shaped second magnetic body 3 20 has the S pole 3 2 1 of the magnet 3 16 fixed to the lower surface of one end 3 2 0 a and the magnet 3 1 2 attached to the lower surface of the other end 3 2 0 b. 8 N poles 3 2 2 are fixed.
  • a second magnetic detector 324 is provided on the lower surface of the intermediate portion 323 of the magnetic member 320 so as to face the magnetic detector 313 of the magnetic member 311.
  • the magnetic detecting portion 3 24 of the magnetic body 3 A convex portion 325 is provided, and a concave portion 326 is provided on the opposite side of the convex portion 325.
  • the magnetic detecting element 327 is sandwiched between the magnetic detecting unit 313 and the magnetic detecting unit 324.
  • the magnetic detecting element 3 27 is sandwiched between the upper surface of the magnetic detecting section 3 13 and the lower surface of the magnetic detecting section 3 24, the magnetic detecting element 3 2 7 and the magnetic detecting section 3 1 3
  • the clearance between the magnetic detection element 327 and the magnetic detection section 324 is eliminated, and the sensitivity of the output signal output from the magnetic detection element 327 is improved.
  • the magnetic detecting section 3 13 is provided with the convex section 3 14 protruding upward, and the magnetic detecting section 3 2 4 is provided with the convex section 3 25 protruding downward, the convex section 3 1
  • the lines of magnetic force of the magnets 3 16 and 3 18 are concentrated on 4 and the projection 3 2 5. Accordingly, the output characteristics of the non-contact position sensor are improved because the sensitivity of the output from the magnetic detection element 327 is improved.
  • the magnetic detecting element 327 is provided with a power supply terminal 3228, an output terminal 3229, and a GND terminal 3330, and the connection is the same as in the above embodiment.
  • the detected object 3 3 1 is provided with a detected portion 3 3 2 having a large outer diameter at the center, and the length of the detected portion 3 3 2 is one end side and the other end side of the magnetic body 3 1 1 and the magnetic body 3 2 0 It is set longer than the width of. Also, the width of one end 311a of the magnetic body 311 is made substantially equal to the width of one end 3200a of the magnetic body 320 and the other end 311b of the magnetic body 311 Is made substantially equal to the width of the other end 320 b of the magnetic body 320.
  • the detectable distance of the object 3 311 is set to the width of one end 311a, the width of the other end 311b, the one end 311a, and the other end.
  • the distance is obtained by subtracting the length of the detected part 332 from the sum of the gap with 311b.
  • the magnetic substance 311 and the magnetic substance 3200 are moved from the end where the one end of the detection target 332 is located at the end in the movement direction of the detection target 331 to the magnetic substance 311.
  • the object 3 3 1 moves to the position where the other end of the object 3 3 2 is located at the end of the object 3 3 1 in the moving direction of the object 3 3 1 on the other end side of 3 1 1 and the magnetic body 3 2 0 I do. Therefore, the travel distance This has the effect that the linearity of the output characteristics is stabilized over the entire area of separation.
  • a first convex portion 314 and a concave portion 315 are formed in an intermediate portion of a first magnetic body 311 previously formed in a U shape.
  • an adhesive is applied to the upper surface of the one end 311a and the upper surface of the other end 311b of the magnetic body 311, and the first magnet 311 is applied to the upper surface of the one end 311a.
  • the N pole 3 17 of 6 is fixed, and the S pole 3 19 of the second magnet 3 18 is fixed to the upper surface of the other end 3 11 b.
  • a second convex portion 325 and a concave portion 326 are formed in the intermediate portion 323 of the second magnetic body 320 previously formed in a U-shape.
  • the concave portion 3 26 is formed in the magnetic body 3 20, the magnetic field lines of the magnet 3 16 and the magnet 3 18 hardly pass through the concave portion 3 26, and therefore, the second magnetic detection unit Lines of magnetic force concentrate on 3 2 4.
  • the lines of magnetic force passing through the magnetic detecting element 327 increase, and the sensitivity of the output output from the output terminal 329 of the magnetic detecting element 327 increases, so that the output of the non-contact position sensor increases.
  • one end side 320 a of the magnetic body 320 is fixed to the S pole 321 of the magnet 316 with an adhesive, and the other end 320 b of the magnetic body 320 is fixed to the N pole of the magnet 318. It is fixed to pole 3 2 2 with adhesive.
  • the magnetic sensing element 3 27 having the power supply terminal 3 2 8, the output terminal 3 2 9, and the GND terminal 3 30 formed in advance is connected to the magnetic sensing section 3 13 and the magnetic sensing section 3 2 4. It is supported by another member (not shown) so that it is located between them.
  • a power supply (not shown) is connected to the power supply terminal 328, and the GND terminal 330 is grounded to GND (not shown).
  • the detected part provided with the detected part 3 3 2
  • the object 3 3 2 is removed. Move in the direction of the arrow.
  • the width of one end 311a is A
  • the width of the gap between one end 311a and the other end 311b is B
  • the other end is B
  • the width of the side 311b is C
  • the length of the detected part 32 is D.
  • the magnetic field lines generated from the N pole 3 17 of the magnet 3 16 pass through the magnetic detecting element 3 27 from the magnetic detecting section 3 1 3 via the one end 3 11 a, and the magnetic detecting section 3 2 4 and then return to the S pole 21 of the magnet 3 16 from the one end 3 2 0 a force.
  • the output voltage of the output terminal 29 of the magnetic detection element 327 becomes about 0.7 V.
  • the detected portion 332 is Even in the state of being located near 11 or the magnetic body 320, the magnetic field passing through the magnetic body 311 and the magnetic body 320 is not affected by the minute linear displacement of the detected part 332. This has the effect of stabilizing the output characteristics.
  • the detected part 332 is at the position of 0 mm, the detected part 332 is positioned equidistant from the magnets 316 and 318 as shown in FIG. 32 (b). As a result, the lines of magnetic force to the detected part 3 32 are cancelled.
  • the non-contact type position sensor in the non-contact type position sensor of the present embodiment, one end 311a and the other end 311b and one end 3 An object to be detected 331 is provided between or near 20 a and the other end 32 0 b. Therefore, the object to be detected 3 3 1 moves with respect to the non-contact type position sensor. No sliding contact. Therefore, the distance between the magnetic body 311 and the magnetic body 3220 and the object 3331 does not change due to sliding wear. Therefore, it is possible to provide a non-contact type position sensor capable of detecting a position with high accuracy for a long time.
  • the magnetic body 311 and the magnetic body 3200 are U-shaped, the one end 311a and the other end 311b are provided in a straight line in the width direction with each other, and the one end 3 0a and the other end side 320b can be provided on a straight line in the width direction. For this reason, the direction from one end to the other end of the magnetic body and the moving direction of the detected object 331 can be arranged substantially in parallel. Therefore, since the detected part 332 can be moved close to one end and the other end of the magnetic body, the output sensitivity of the non-detection position sensor is improved.
  • a portion between one end to which the magnet 316 is fixed and the other end to which the magnet 318 is fixed is defined as an intermediate portion 312.
  • the magnetic detection section 3 13 is provided substantially at the center of 12, the same effect can be obtained by providing the magnetic detection section 3 13 at a position biased to one end or the other end of the intermediate section 3 12. You have.
  • the magnetic detecting section 3 13 is provided with the convex section 3 14 which protrudes upward, and the magnetic detecting section 3 2 4 protrudes downward.
  • the configuration is such that the projections 325 are provided, the same effect can be obtained even when the magnetic detection sections 313 and 324 are formed in a planar shape.
  • the detected portion 332 is formed in a cylindrical shape, but a semi-cylindrical shape or a prismatic shape has the same effect. Industrial applicability
  • the magnetic flux density of the position sensor changes, it is possible to easily detect the rotation angle and the moving speed of the object to be measured without providing a complicated member such as a magnetic flux shutter as in the related art.
  • the rotation axis of the DUT is eccentric, since the magnetic flux shirt is not attached vertically to the tip of the rotation axis as in the conventional case, the rotation angle of the rotation axis Can be detected accurately.
  • the non-contact type position sensor is mounted on the counterpart rotary shaft, since there is no complicated member such as a magnetic flux shut-off as in the related art, the object to be measured can be mounted close to the position sensor. .
  • the non-contact type position sensor of the present invention can be widely used for various rotation angle detection and position detection that require long-term reliability.

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Description

明 細 書 非接触型位置センサ 技術分野
本発明は、 磁気の変化により被検出物の回転角度または位置を検出する非接触 型位置センサに関するものである。 背景技術
従来のこの種の非接触型位置センサとしては、 特開平 2 _ 2 4 0 5 8 5号公報 に開示されたものが知られている。
以下、 従来の非接触型位置センサについて、 図面を参照しながら説明する。 第 3 4図は従来の非接触型位置センサの分解斜視図、 第 3 5図は同非接触型位 置センサの側断面図である。
従来の非接触型位置センサは、 磁石 1を固着した第 1の磁性体 2と、 一端部 3 aが第 1の磁性体 2の一端部 2 aと対向する位置に設けられた第 2の磁性体 3を 有する。 磁気検出素子 4は磁性体 3の側面に設けられるとともに、 前記磁石 1と 対向する位置に設けられている。 樹脂製のケース 5は、 磁石 1、 磁性体 2、 磁性 体 3および磁気検出素子 4を内側に収納するとともに、 コネクタ部 6を有する。 コネクタ端子 7の一端は前記磁気検出素子 4から引き出されたリード端子 8と電 気的に接続されている。 樹脂製の蓋 9は前記ケース 5の開口部を閉塞している。 以上のように構成された従来の非接触型位置センサについて、 次にその動作を 説明する。
上記従来の非接触型位置センサは、 第 3 5図に示す様に磁性体 2の一端部 2 a と磁性体 3の一端部 3 aが対向するギヤップ部および磁石 1と磁気検出素子 4が 対向するギャップ部に、 磁力線シャツタ 1 0 bが挿入されている。 磁力線シャツ 夕 1 0 bは被検出物の回動軸 （図示せず） に取り付けられ、 かつ被検出部材 1 0 aと一体に回転する。 この磁力線シャツ夕 1 0 bのラジアル方向への移動により 磁気検出素子 4に到達する磁石 1の磁束密度が変化する。 この磁束密度の変化を 磁気検出素子 4により出力信号として出力し、 そしてこの出力信号をリード端子 8およびコネクタ端子 7を介してコンピュータ等に出力し、 被検出部材 1 0 aの 回転角度を検出するものである。
上記従来の構成においては、 磁性体 2の一端部 2 aと磁性体 3の一端部 3 aと の間のギャップ部、 および磁石 1と磁気検出素子 4との間のギャップ部に磁力線 シャツ夕 1 0 bが挿入される構成となっている。 このため、 回動軸 1 0 aが偏芯 した場合、 回動軸の先端部に取り付けられた磁力線シャツ夕 1 O bのギャップ部 への挿入度合は大きく変動する。 このように挿入度合が大きく変動すると、 磁力 線シャツ夕 1 0 bで磁気検出素子 4に対する磁束をオン、 オフさせる非接触型位 置センサでは、 回動軸の回転角度の検出が正確に行えないという課題を有してい た。
また、 従来の非接触型位置センサは回動軸の先端部側に垂直方向に磁力線シャ ッ夕 1 O bを取り付けた構成であるため、 構成的にも複雑になる。 また、 非接触 型位置センサを被検出物に精度良く組み付けるためには、 両者を近接させて組み 付けることが必要である。 しかし、 磁束シャツ夕の存在により、 非接触型位置セ ンサを被検出物の近傍に容易に組み付けることができないという課題を有してい た。
さらに、 上記従来の構成においては磁石 1および磁気検出素子 4との間に磁力 線シャッター 1 0 bが挿入され回転する構成となっているため、 出力特性にヒス テリシスが生じてしまうという課題を有していた。 すなわち、 磁力線シャツ夕一 1 O bが磁石 1の磁力線により電磁誘導され、 結果として、 第 3 6図 （a ) に示 すように、 磁力線シャッ夕一 1 0 bが正方向に回転する場合には磁力線シャッタ —1 0 bが N極の磁気を帯びる。 逆に、 磁力線シャッター 1 0 bが逆方向に回転 する場合には第 3 6図 （b ) に示すように、 磁力線シャッター 1 O bが S極の磁 気を帯びる。 このため、 磁力線シャッター 1 0 bの回転方向により磁気検出素子 4に加わる磁力線が変化する。 これにより、 被検出部材 1 0 aの正方向への回転 と逆方向への回転とでは出力が変化して、 出力特性にヒステリシスが生じてしま ラ。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、 被検出物の回動軸が偏芯した場合 でも被検出物の回動軸の移動量を微小に抑えることができ、 その回転角度の検出 が正確に行えるとともに、 非接触型位置センサを被検出物の回動軸に組み付ける 場合に、 両者を近接させて容易に組み付けることができる非接触型位置センサを 提供することを目的とするものである。
さらに、 本発明は、 被検出物の正方向および逆方向の回転により出力信号にヒ ステリシスが生じるということのない特性の向上した非接触型位置センサを提供 することを目的とするものである。
さらに、 本発明は、 出力の直線性に優れた非接触型位置センサを提供すること を目的とするものである。 発明の開示
本発明の非接触型位置センサは、 少なくとも 1個の磁石および磁気的に連続し た磁性体とから構成された磁気回路と、 磁気回路中に配置された少なくとも 1個 の磁気検出素子と、 磁気回路中に配置された被検出物とから構成されたものであ る。 本発明の非接触型位置センサは、 磁気回路中に配置された被検出物の回転ま たは移動による磁気検出素子の出力変化を検出し、 被検出物の位置を検出するも のである。 さらに、 本発明の他の実施形態の非接触型位置センサは、 磁気的に閉回路の磁 性体と、 閉回路の磁性体の内側に配置された 2つの磁石とから構成されている。 磁気検出素子は閉回路の磁性体の内側に配置され、 被検出物が前記 2つの磁石の 間に配置されたものである。
本発明のさらに他の実施形態め非接触型位置センサは、 前記磁気回路が、 第 1 の U字形状の磁性体と、 第 2の U字形状の磁性体と、 2つの磁石とから構成され ている。 2つの磁石は上下に配置された 2つの U字形状の磁性体の間に配置され、 磁気検出素子は、 2つの U字形状の磁性体の略中央部分の間に配置されている。 被検出物は 2つの U字形状の磁性体の Uの字の内部または、 延長された U字形状 の磁性体の間に配置され、 直動する。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の実施の形態 1における非接触型位置センサの蓋および回路基 板を外した状態の上面図、 第 2図は第 1図の接触型位置センサの側断面図、 第 3 図は本発明の実施の形態 1の非接触型位置センサに被検出物の回動軸を挿入した 状態を示す断面図、 第 4図 （a；)、 （b ) は非接触型位置センサの動作状態を示す 説明図、 第 5図は、 被検出物の回転角度と磁束密度の関係を示す特性図、 第 6図 は、 本発明の実施の形態 2の非接触型位置センサの上面図、 第 7図は本発明の実 施の形態 2の非接触型位置センサの側断面図、 第 8図は本発明の実施の形態 2の 非接触型位置センサに被検出物の回動軸を挿入した状態を示す断面図、 第 9図 ( a )、 （b )、 ( c ) は非接雠型位置センサの動作状態を示す説明図、 第 1 0図は 被検出物の回転角度と磁束密度の関係を示す特性図、 第 1 1図は本発明の実施の 形態 3の非接触型位置センサの分解斜視図、 第 1 2図は本発明の実施の形態 3の 非接触型位置センサの上面図、 第 1 3図は本発明の実施の形態 3の非接触型位置 センサの側断面図、 第 1 4図は本発明の実施の形態 3の非接触型位置センサに被 検出物の回動軸を挿入した状態を示す斜視図、 第 1 5図 （a )、 ( b ) , ( c ) は非 接触型位置センサの動作状態を示す説明図、 第 1 6図は被検出物の回転角度と磁 束密度の関係を示す特性図、 第 1 7図は本発明の実施の形態 4の非接触型位置セ ンサに被検出物を揷通した状態を示す斜視図、 第 1 8図は非接触型位置センサの 動作状態を示す図、 第 1 9図は被検出物の回転角度と出力電圧の関係を示す特性 図、 第 2 0図は本発明の実施の形態 5の非接触型位置センサの分解斜視図、 第 2 1図は、 本発明の実施の形態 5の非接触型位置センサの斜視図、 第 2 2図は本発 明の実施の形態 6の非接触型位置センサの斜視図、 第 2 3図は本発明の実施の形 態 6の非接触型位置センサに被検出物が挿通された状態を示す斜視図、 第 2 4図 は本発明の実施の形態 7の非接触型位置センサの斜視図、 第 2 5図は本発明の実 施の形態 8の非接触型位置センサに被検出物を挿通した状態を示す斜視図、 第 2 6図は非接触型位置センサの動作状態を示す図、 第 2 7図は被検出物の回転角度 と出力電圧との関係を示す図、 第 2 8図は本発明の実施の形態 8の他の非接触型 位置センサに被検出物を挿通した状態を示す斜視図、 第 2 9図は本発明の実施の 形態 9の非接触型位置センサに被検出物を挿通した状態を示す斜視図、 第 3 0図 は本発明の実施の形態 1 0の非接触型位置センサに被検出物を揷通した状態を示 す斜視図、 第 3 1図は本発明の実施の形態 1 0の非接触型位置センサに被検出物 を挿通した状態を背面から示す斜視図、 第 3 2図は非接触型位置センサの動作状 態を示す図、 第 3 3図は被検出物の移動距離と出力電圧との関係を示す図、 第 3 4図は従来の非接触型位置センサの分解斜視図、 第 3 5図は従来の非接触型位置 センサの側断面図、 第 3 6図 （a )、 ( b ) は従来の非接触型位置センサの磁気シ ャッターが着磁された状態を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態 (実施の形態 1 )
以下、 本発明の実施の形態 1における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 1図は本発明の実施の形態 1における非接触型位置センサの蓋および回路基 板を外した状態の上面図、 第 2図は同非接触型位置センサの側断面図である。 第 1図、 第 2図において、 L字形状の第 1の磁性体 2 4は磁石 2 1の N極 2 2 に当接している。 L字形状の第 2の磁性体 2 5は磁石 2 1の S極 2 3に当接して いる。 このように磁石 2 1は第 1の磁性体 2 4および第 2の磁性体 2 5により両 側から挟持されている。 磁気検出素子 2 6は第 2の磁性体 2 5の L字形状の先端 部 2 5 aと対向するように、 第 1の磁性体 2 4の L字形状の先端部 2 4 aに固着 されている。 磁気検出素子 2 6には例えばホール素子が使用される。 ホール素子 以外の磁気検出素子 2 6として、 磁気抵抗効果素子 （M R素子） や巨大磁気抵抗 効果素子 （GMRそしまたは C MR素子） も使用できる。 これらの磁気抵抗効果 素子はホール素子に比較して出力は小さいが、 抵抗温度特性に優れている。 回路 基板 2 7には電子部品からなる処理回路 2 8が設けられている。 処理回路 2 8は 磁気検出素子 2 6にリード端子 2 6 aを介して電気的に接続され、 前記磁気検出 素子 2 6で生じた出力信号を出力電圧に変換するものである。 樹脂製のケース 2 9は孔 2 9 aが設けており、 かっこの孔 2 9 aの上面には、 磁性体 2 4の先端部 2 4 aおよび磁性体 2 5の先端部 2 5 aの端面が露出している。 ケース 2 9は磁 石 2 1、 磁性体 2 4、 磁性体 2 5および回路基板 2 7を内側に収納している。 ケ ース 2 9は外側面にコネクタ部 3 0を有し、 コネクタ部 3 0にはコネクタ端子 3 1がー体に設けられている。 コネクタ端子 3 1は一端を処理回路 2 8と電気的に 接続するとともに、 他端を外方に向かって突出している。 樹脂製の蓋 3 2はケー ス 2 9の開口部を閉塞している。
次に、 以上のように構成された非接触型位置センサの組立方法を説明する。 まず、 予め準備された磁石 2 1の N極および S極に磁性体 2 4および磁性体 2 5を接着剤等により固着し、 磁性体 2 4および磁性体 2 5により磁石 2 1を挟持 する。
次に、 磁性体 2 4の L字形状の先端部 2 4 aに磁気検出素子 2 6を貼り付けた 後、 磁性体 2 4、 磁性体 2 5および磁石 2 1を予め孔 2 9 aを設けたケース 2 9 に収納する。
次に、 ケース 2 9内の磁性体 2 4、 磁性体 2 5および磁石 2 1の上面に予め処 理回路 2 8を形成した回路基板 2 7を載置する。
次に、 磁気検出素子 2 6のリード端子 2 6 aと処理回路 2 8とをはんだ付けに より電気的に接続した後、 処理回路 2 8とコネクタ端子 3 1とをはんだ付けによ り電気的に接続する。
最後に、 ケース 2 9の開口部を蓋 3 2で閉塞する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた非接触型位置センサについて、 次 にその動作を図面を参照しながら説明する。
第 3図は実施の形態 1の非接触型位置センサの孔に被検出物の回動軸を挿入し た状態を示す断面図である。 このように本発明の非接触型位置センサは被検出物 を直接挿入してその角度、 位置などを直接測定することが最大の特徴である。 第 3図において、 回動軸 3 3はケース 2 9の孔 2 9 aに挿入され、 かつ回動軸 3 3の先端部に設けた断面が扇形の扇形状部 3 4は磁性体 2 4の先端部 2 4 aと 磁性体 2 5の先端部 2 5 aとの間に配置されている。
回動軸 3 3の回転に伴い、 扇形状部 3 4が回転するため、 この回転により、 先 端部 2 4 aと先端部 2 5 aとの間に形成される空隙内に生じる磁束密度が変化す るものである。
すなわち、 第 4図 （a ) に示す回動軸 3 3の扇形状部 3 4の回転角度を 0度と したときは、 磁束密度は第 5図に示すように約 0 . 1 5 Tであるが、 第 4図（b ) に示すように、回転角度が 9 0度のときは、磁束密度は第 5図に示すように約 0 . 3 2 Tとなる。
本実施の形態では、 先端部 2 4 aおよび先端部 2 5 aは磁石の N _ S軸に対し て傾斜させているため、 先端部 2 4 aと先端部 2 5 aとの間の磁束密度は磁石 2 1に近づくにしたがって大きくなる。 一方で、 扇形状部 3 4が先端部 2 4 aと先 端部 2 5 aとの間の空隙内に占める容積の変化速度が回動軸 3 3の回転角度とと もに小さくなる。 これにより、 相手側回動軸 3 3の回転角度に伴う磁気検出素子 2 6を通過する磁束密度の直線性を向上させることができるものである。
そして 束密度の変化を磁気検出素子 2 6により出力信号として検出し、 処理 回路 2 8により出力電圧に変換し、 コネクタ端子 3 1を介してコンピュータ等に 出力し、 回動軸 3 3の回転角度を検出するものである。
上記のように本発明の実施の形態 1においては、 先端部 2 4 aと先端部 2 5 a との間に形成される空隙内に回動軸 3 3を設け、 この回動軸 3 3の回転角度によ り、 先端部 2 4 a， 2 5 a間に形成される空隙内に生じる磁束密度を変化させる 構成としている。 このため、 従来のような磁束シャツ夕等の複雑な部材を設ける ことなく、 回動軸 3 3の回転角度を容易に検出することができるものである。 また回動軸 3 3が偏芯した場合でも、 従来のように回動軸の先端部に磁束シャ ッ夕を垂直方向に取り付けた構成ではないため、 回動軸 3 3の移動量を微小に抑 えることができる。 これにより、 回動軸 3 3の回転角度の検出も正確に行えるも のである。 そしてまた非接触型位置センサを被検出物に組み付ける場合に、 従来 のような磁束シャツ夕等の複雑な部材がないため、 両者を近接させて容易に組み 付けることができるものである。
また上記実施の形態 1においては、 回動軸 3 3の空隙に位置する部分の断面形 状を扇形状としているため、 回動軸 3 3の回転角度により、 先端部 2 4 a , 2 5 a間に形成される空隙の磁束密度は変化する。 これにより、 従来のような磁束シ ャッ夕等の複雑な部材を必要とすることなく、 相手側回動軸 3 3の回転角度を容 易に検出することができるという効果を有するものである。
また上記実施の形態 1において、 非接触型位置センサに強い衝撃が加わった場 合を考えてみると、 本発明の非接触型位置センサにおいては、 先端部 2 4 aと先 端部 2 5 aをそれぞれ略 L字形状にするとともに、 磁性体 2 4および磁性体 2 5 とを磁石 2 1に接するように設けているため、 磁石 2 1は磁性体 2 4と磁性体 2 5とにより挟持されている。 これにより、 非接触型位置センサに強い衝撃が加わ つた場合でも、 磁性体 2 4および磁性体 2 5と磁石 2 1とが強固に固着されてい るため、 非接触型位置センサの耐衝擊性を向上させることができるものである。 なお、 上記説明においては、 回動軸 3 3のセンサ内の断面形状を扇形状とした が、 断面形状を半円形状に構成した場合でも、 実施の形態 1と同様の効果を有す るものである。
さらに、 上記説明においては、 磁気検出素子を 1個使用する例について記載し たが、 2個の磁気検出素子を、 磁性体の先端部 2 4 aおよび、 先端部 2 5 aに設 け、 その出力の差を検出すれば、 さらに高精度の測定が可能となる。
(実施の形態 2 )
以下、 本発明の実施の形態 2における非接触型位置センサについて図面を参照 しながら説明する。
第 6図は本発明の実施の形態 2の非接触型位置センサの蓋および回路基板を外 した状態の上面図、 第 7図は同非接触型位置センサの側断面図である。
第 6図、 第 7図において、 磁性体 4 4は略中央に磁石 4 1の S極 4 3を固着す るとともに、 磁性体 4 4の両端の先端部は L字形状になるように構成している。 磁気検出素子 4 5は磁性体 4 4の一方の端部 4 4 aに貼り付けられている。 この 磁気検出素子 4 5は磁石 4 1の N極 4 2と端部 4 4 aとの間に形成される空隙内 に生じた磁束密度を検出する。回路基板 4 6には処理回路 4 7を設けられており、 処理回路 4 7は磁気検出素子 4 5にリード端子 4 8を介して電気的に接続され、 磁気検出素子 4 5で生じた出力信号を出力電圧に変換する。 樹脂製のケース 4 9 は内側に磁石 4 1および磁性体 4 4を収納するとともに、 底面に孔 4 9 aを有す る。 ケース 4 9は、 コネクタ部 5 0を設けており、 ケースと一体に設けられたコ ネクタ端子 5 1から処理回路 4 7に生じる出力電圧を出力する。 樹脂製の蓋 5 2 は前記ケース 4 9の開口部を閉塞している。
以上のように構成された実施の形態 2における非接触型位置センサについて、 次にその組立方法を説明する。
まず、 予め準備された磁石 4 1の S極 4 3を磁性体 4 4の略中央に接着剤等に より固着する。
次に、 磁性体 4 4の一方の端部 4 4 aに磁気検出素子 4 5を貼り付けた後、 磁 性体 4 4および磁石 4 1を予め孔 4 9 aを設けたケース 4 9の内側に収納する。 次に、 ケース 4 9の内側の磁性体 4 4および磁石 4 1の上面に予め処理回路 4 7を設置した回路基板 4 6を載置する。
次に、 リード端子 4 8と処理回路 4 7とをはんだ付けにより電気的に接続した 後、 処理回路 4 7とコネクタ端子 5 1とをはんだ付けにより電気的に接続する。 最後に、 ケース 4 9の開口部を蓋 5 2で閉塞する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた実施の形態 2における非接触型位 置センサについて、 次にその動作を図面を参照しながら説明する。
第 8図は実施の形態 2の非接触型位置センサの孔 4 9 aに被検出物の回動軸 5 3を挿入した状態を示す断面図である。
第 8図において、 回動軸 5 3は一方の端部 4 4 a、 他方の端部 4 4 bおよび磁 石 4 1の N極との間に形成される空隙内に配置されている。 そして回動軸 5 3の センサ内の断面が I形状となっている。 本実施の形態においては、 I形状部 5 4 の回転により磁性体 4 4の先端部 4 4 aと磁石 4 1の N極との間に形成される空 隙内に生じる磁束密度が変化するものである。
すなわち、 第 9図 （a ) に示す I形状部 5 4の回転角度を 0度としたとき、 磁 束密度は第 1 0図に示すように約 0 . 1 5 Tであるが、 第 9図 （b ) に示すよう に、 回転角度が 4 5度のときは、 磁束密度は第 1 0図に示すように約 0 . 4 Tと なり、 また第 9図 （c ) に示すように、 回転角度が 9 0度のときは、 磁束密度は 図 1 0に示すように約 0 . 6 7 Tとなるものである。
上記実施の形態 2においては、 先端部 4 4 aと磁石 4 1の N極との間に形成さ れる空隙に位置する回動軸 5 3の形状を I形状としている。 このため、 I形状部 5 4の長手方向の両端部が磁石 4 1および先端部 4 4 aの近傍に位置するときに は他方の先端部 4 4 bの近傍に回動軸 5 3が存在しないことになる。 一方、 I形 状部 5 4の長手方向の両端部が磁石 4 1および他方の先端部 4 4 bの近傍に位置 するときには一方の先端部 4 4 aの近傍に回動軸 5 3が存在しないことになる。 このように、 一方の先端部 4 4 aの磁力が密になると他方の先端部 4 4 bの磁力 が疎となるため、 回動軸 5 3の回転角度に伴う磁気検出素子 4 5を通過する磁束 密度の直線性を向上させることができる。
このように、磁束密度の変化を磁気検出素子 4 5により出力信号として検出し、 この出力信号を処理回路 4 7により出力電圧に変換し、 コネクタ端子 5 1を介し てコンピュー夕等に出力し、相手側回動軸 5 3の回転角度を検出するものである。 上記実施の形態 2においては、 一方の端部 4 4 a、 他方の端部 4 4 bおよび磁 石 4 1の N極との間に形成される空隙内に回動軸 5 3を設け、 この回動軸 5 3の 回転角度により、 前記空隙内に生じる磁束密度を変化させる構成としている。 こ のため、 従来の同種センサに比して、 上記実施の形態 1と同様の有利な効果を有 する。 (実施の形態 3 )
以下、 本発明の実施の形態 3における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 1 1図は本発明の実施の形態 3における非接触型位置センサの分解斜視図、 第 1 2図は非接触型位置センサの蓋を外した状態の上面図、 第 1 3図は同非接触 型位置センサの側断面図である。
第 1 1図〜第 1 3図において、 第 1の磁石 6 1は第 2の磁石 6 4と対向すると ともに、 U字形状に構成された磁性体 6 7の一端部側の内側面に N極 6 2が固着 されている。 磁性体 6 7の他端部側の内側面には第 2の磁石 6 6の S極 6 6が固 着されている。 本実施の形態においては、 磁性体 6 7は U字形状に構成されてい るため、 磁性体 6 7の一端部側に設けられた第 1の磁石 6 1と磁性体 6 7の他端 部側に設けられた第 2の磁石 6 4とが磁力線に対して垂直に配設されることにな る。 これにより、 磁気回路内を流れる磁力線が増加するため、 非接触型位置セン サの出力感度が向上するという効果を有するものである。
なお、 本発明で述べる U字形状とは、 一辺が欠けた四角形や、 C字の形状を含 むものであり、 必ずしも厳密に U字を意味するものではない。
磁気検出素子 6 8は磁性体 6 7の中間部 6 9の内側面に設けている。 そして本 実施の形態においては、 磁性体 6 7の中間部 6 9における磁気検出素子 6 8を設 ける部分の厚みを磁気検出素子 6 8を設けない部分の厚みより小さくしている。 このため、 磁性体 6 7を流れる磁力線は磁気検出素子 6 8を設ける部分で集中さ れることになり、 これにより、 磁気検出素子 6 8を通過する磁力線の量がさらに 増加する。 このように、 本実施の形態においては、 非接触型位置センサの出力感 度が向上するという効果を有するものである。
また磁性体 6 7の一端部側と他端部側は補強磁性体 7 0により磁気的に連続し て接続されている。 このように磁性体 6 7の一端部側と他端部側を接続する補強 磁性体 7 0を設けると、 一端部側と他端部側との間隙から外部に漏れようとする 磁力線をこの補強磁性体 7 0により吸収して磁気回路を構成することができる。 このため、 磁気検出素子 6 8を通過する磁力線の量は増加することになり、 非 接触型位置センサの出力感度が向上するという効果を有するものである。
回路基板 7 1の上面にはコンデンサ等の電子部品 7 2からなる処理回路を設け ており、 処理回路は磁気検出素子 6 8にリード端子 6 8 aを介して電気的に接続 され、 磁気検出素子 6 8で生じた出力信号を出力電圧に変換する。 樹脂製のケー ス 7 3は底面から上方に向かってスリット 7 4を設けた円筒部 7 5を有しており、 かっこの円筒部 7 5の内側に空隙 7 6が設けられている。 空隙 7 6には磁石 6 1 の S極 6 3と磁石 6 4の N極 6 5および磁気検出素子 6 8が近接して設けられて いる。
また前記ケース 7 3の外底面には下方へ突出するようにコネクタ端子 7 7を設 けられ、 コネクタ端子 7 7は一端を回路基板と電気的に接続している。 樹脂製の 蓋 7 8はケース 7 3の開口部を閉塞している。
以上のように構成された実施の形態 3の非接触型位置センサについて、 次にそ の組立方法を説明する。
まず、 予め準備された磁石 6 1の N極 6 2を磁性体 6 7の一端部側の内側面に 接着剤等により固着した後、 同様に磁石 6 4の S極 6 6を磁性体 6 7の他端部側 の内側面に接着剤等により固着する。
次に、 磁性体 6 7の一端部側の先端と他端部側の先端とを、 補強磁性体 7 0に より接着剤を使用して接続する。
次に、 回路基板 7 1に磁気検出素子 6 8および電子部品 7 2を実装した後、 は んだにより回路基板 7 1に磁気検出素子 6 8および電子部品 7 2を電気的に接続 する。
次に、予めコネクタ端子 7 7を一体に成形したケース 7 3の内側に、磁石 6 1、 磁石 6 4、 磁性体 6 7、 磁気検出素子 6 8、 補強磁性体 7 0および回路基板 7 1 を収納する。 最後に、 ケース 7 3の開口部を蓋 7 8で閉塞する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた実施の形態 3の非接触型位置セン ザについて、 次にその動作を図面を参照しながら説明する。
第 1 4図は実施の形態 3における非接触型位置センサの空隙に被検出物の回 動軸を挿入した状態を示す斜視図である。
第 1 4図において、 被検出物の回動軸 Ί 8はケース 7 3の円筒部 7 5に挿入さ れ、 かつ先端部に設けた断面が半円形状の半円形状部 7 9を有する。 半円形状部 7 9は磁気検出素子 6 8と磁石 6 1および磁石 6 4との間に形成される空隙 7 6 内に配置されている。 このとき、 本実施の形態においては、 磁石 6 1および磁石 6 4の横幅を回動軸.7 8の直径に略一致させている。 このため、 磁石 6 1と磁石 6 4との間を通過する磁力線が回動軸 7 8のない部分を通過することはなくなり、 これにより、 非接触型位置センサの出力特性が向上するという効果を有する。 本実施の形態では、 回動軸 7 8が回転すると、 回動軸 7 8の半円形状部 7 9が 回転するため、 空隙 7 6内に生じる磁束密度が変化するものである。
すなわち、 第 1 5図 （a ) に示す回動軸 7 8の半円形状部 7 9の回転角度を 0 度としたとき、 磁束密度は第 1 6図に示すように約一 4 O mTであるが、 第 1 5 図 （b ) に示す回転角度が 4 5度のときは、 磁束密度は約 O mT、 第 1 5図 （c ) に示す回転角度が 9 0度のときは約 3 O mTとなるものである。
また、 半円形状部 7 9の回転角度が 0度のときは、 磁石 6 4から半円形状部 7 9を介して磁気検出素子 6 8に至るまでの間隙が小となるため、 図 1 5 ( a ) に 示すように、 回動軸 7 8側から磁気検出素子 6 8に磁力が流れることになるが、 半円形状部 7 9の回転角度が 4 5度のときは、 磁石 6 4から半円形状部 7 9を介 して第 1の磁石 6 1に至るまでの間隙が小となるため、 図 1 5 ( b ) に示すよう に、 磁気検出素子 6 8に磁力が流れなくなる。 そしてまた、 回動軸 7 8における 半円形状部 7 9の回転角度が 9 0度のときは、 磁気検出素子 6 8から半円形状部 7 9を介して磁石 6 1に至るまでの間隙が小となるため、 図 1 5 ( c ) に示すよ うに、 磁気検出素子 6 8側から回動軸 7 8側に磁力が流れることになる。
そして、 前記磁束密度の変化を磁気検出素子 6 8により出力信号として検出し 、 この出力信号を回路基板 7 1における電子部品 7 2により出力電圧に変換し、 コネクタ端子 7 7を介してコンピュータ等に出力し、 回動軸 7 8の回転角度を検 出する。
上記本発明の実施の形態 3においては、 磁気検出素子 6 8と磁石 6 1および磁 石 6 4との間に形成される空隙 7 6内に回動軸 7 8を設け、 この回動軸 7 8の回 転角度により、 空隙 7 6内に生じる磁束密度を変化させる構成としている。 この ため、 従来の同種センサに比して、 上記実施の形態 1と同様の有利な効果を有す る。
なお、 上記説明においては、 回動軸 7 8の空隙 7 6に位置する部分の断面形状 を半円形状としたが、 断面形状を扇形状に構成した場合でも、 同様の効果を有す るものである。
(実施の形態 4 )
以下、 本発明の実施の形態 4における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 1 7図は本発明の実施の形態 4における非接触型位置センサに被検出物が揷 入された状態を示す斜視図である。
第 1 7図において、 U字形状を有する第 1の磁性体 1 1 1は中間部 1 1 2の上 面に第 1の磁気検出部 1 1 3を設けるとともに、 この第 1の磁気検出部に上方へ 向かって突出する第 1の凸部 1 1 4を設けている。 磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 aの上面に、 例えば S mC 0を主成分とする第 1の磁石 1 1 6の N極 1 1 7を固 着するとともに、 磁性体 1 1 1における他端側 1 1 1 bに S mC oを主成分とす る第 2の磁石 1 1 8の S極 1 1 9を固着している。 第 2の U字形状を有する磁性 体 1 2 0は一端側 1 2 0 aの下面に磁石 1 1 6の S極 1 2 1を固着するとともに、 他端側 1 2 0 bの下面に磁石 1 1 8の N極 2 2を固着し、 かつ、 中間部 1 2 3の 下面に第 1の磁気検出部 1 1 3と対向するように第 2の磁気検出部 1 2 4を設け ている。 また、 第 2の磁気検出部 1 2 4には下方へ向かって突出する第 2の凸部 1 2 5を設け、 さらに凸部 1 2 5の反対側に凹部 1 2 6を設けている。 同様に第 1の凸部 1 1 4の反対側にも凹部 （図示せず） を設けている。 磁気検出素子 1 2 7は第 1の磁気検出部 1 3と第 2の磁気検出部 1 2 4との間に配設されている。 本実施の形態においては、 磁気検出部 1 1 3に上方に向かって突出する第 1の 凸部 1 1 4を設けるとともに、 第 2の磁気検出部 1 2 4に下方へ向かって突出す る第 2の凸部 1 2 5を設けている。 このため、 凸部 1 1 4および凸部 1 2 5に磁 石 1 1 6および磁石 1 1 8により発生する磁力線が集中することとなり、 結果と して、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力の感度が向上し、 非接触型位置セ ンサの出力特性が向上する。
また、 磁気検出素子 1 2 7には電源端子 1 2 8、 出力端子 1 2 9および GN D 端子 1 3 0が設けられている。 電源端子 1 2 8は電源 （図示せず） に電気的に接 続されるとともに、 G N D端子 1 3 0は G ND (図示せず） に電気的に接続され、 さらに出力端子 1 2 9は、 コンピュータ等に電気的に接続されている。
以上のように構成された実施の形態 4の非接触型位置センサについて、 次にそ の組立方法を説明する。
まず、 予め U字形状を有するに形成された第 1の磁性体 1 1 1の中間部に絞り 加工により第 1の凸部 1 1 4および凹部 （図示せず） を形成する。
次に、 磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 aの上面および他端側 1 1 1 bの上面に接 着剤を塗布し、 一端側 1 1 1 aの上面に磁石 1 1 6の N極 1 1 7を固着した後、 他端側 1 1 1 bの上面に磁石 1 1 8の S極 1 9を固着する。
次に、 予め U字形状に形成された第 2の磁性体 1 2 0の中間部 1 2 3に第 2の 凸部 1 2 5および凹部 1 2 6を形成する。
本実施の形態では、 凸部 1 2 5を絞り加工により設け、 凸部 1 2 5の反対側に 凹部 1 2 6を形成したため、 この凹部 2 6に磁石 1 1 6および磁石 1 1 8により 発生する磁力線が通過しなくなり、 結果として、 第 2の磁気検出部 1 2 4に磁力 線が集中する。 このため、 磁気検出素子 1 2 7を通過する磁力線が増加すること となり、 磁気検出素子 1 2 7の出力端子 1 2 9から出力される出力の感度が向上 し、 非接触型位置センザの出力特性が向上する。
次に、 磁石 1 1 6の S極 1 2 1に磁性体 1 2 0の一端側 1 2 0 aを接着剤によ り固着するとともに、 他端側 1 2 0 bを磁石 1 1 8の N極 1 2 2に接着剤により 固着する。
最後に、 予め電源端子 1 2 8、 出力端子 1 2 9および G N D端子 1 3 0を一体 に形成された磁気検出素子 1 2 7を磁性体 1 1 1の磁気検出部 1 1 3と磁性体 1 2 0の磁気検出部 1 2 4との間に位置するように別部材 （図示せず） により設置 する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた本発明の実施の形態 4の非接触型 位置センサについて、 次にその動作を図面を参照しながら説明する。
先ず、 磁気検出素子 1 2 7の電源端子 1 2 8に電源を接続するとともに、 G N D端子 1 3 0を G N Dに接地する。 そして、 半円部 1 3 1および切欠部 1 3 2を 有する回動軸からなる被検出物 1 3 3を磁性体 1 1 1および磁性体 1 2 0の内側 面に挿入した後、 被検出物 1 3 3を回動させる。
そして、 被検出物 1 3 3の回転角度が 1 0度の場合には、 第 1 8図 （a ) に示 すように、 被検出物 1 3 3の半円部 1 3 1が磁石 1 1 6の近傍に位置するととも に、 切欠部 1 3 2が磁石 1 1 8の近傍に位置するように配置する。 この場合、 磁 石 1 1 6の N極 1 1 7から生じる磁力線が磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 aから被 検出物 1 3 3の半円部 1 3 1、 磁性体 1 2 0の一端側 1 2 0 aを介して磁石 1 1 6の S極 1 2 1に戻る。 一方、磁石 1 1 8の N極 1 2 2から生じる磁力線は、磁 性体 1 2 0の他端側 1 2 0 bを介して第 2の磁気検出部 1 2 4から磁気検出素子 1 2 7を通過して、 磁性体 1 1 1の第 1の磁気検出部 1 1 3に到達し、 さらに磁 性体 1 1 1の他端側 1 1 1 bから磁石 1 1 8の S極 1 1 9に戻るものである。 こ の時、 磁気検出素子 2 7の出力端子 1 2 9の出力電圧は第 1 9図に示すように、 約 0 . 7 Vになる。
被検出物 1 3 3の回転角度が 5 0度の場合には、 第 1 8図 （b) に示すように 半円部 1 3 1が、 磁石 1 1 6および磁石 1 1 8と垂直に向かう方向に位置するこ ととなり、 ほとんど被検出物 1 3 3に磁力線が流れないこととなる。 この時、 磁 石 1 1 6の N極 1 1 7から発生する磁力線が磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 aから 他端側 1 1 1 bに伝わり、 磁石 1 1 8の S極 1 1 9、 N極 1 2 2を介して磁性体 1 2 0の他端側 1 2 0 bから一端側 1 2 0 aに向かい、 磁石 1 6の S極 1 2 1に 戻るようにループする。 結果として、 磁気検出素子 1 2 7には磁力線が通過しな い状態となっている。 この時、 磁気検出素子 1 2 7の出力端子 1 2 9からの出力 電圧は第 1 9図に示すように、 約 2 . 5 Vになる。
さらに、 被検出物 1 3 3の回転角度が 9 0度の場合には、 第 1 9図に示すよう に、 被検出物 1 3 3が回転して、 磁石 1 1 8の近傍に位置することとなる。 この時、 磁石 1 1 8の N極 1 2 2から発生する磁力線が磁性体 1 2 0の他端側 1 2 0 bを介して半円部 1 3 1、 さらに磁性体 1 1 1の他端側 1 1 1 bを介して 磁石 1 1 8における S極 1 1 9に戻る。 一方、 磁石 1 6の N極 1 1 7から生じる 磁力線は磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 aから磁気検出部 1 1 3を介して磁気検出 素子 1 2 7を下方から上方に向かって通過し、 磁気検出部 1 2 4、 磁性体 1 2 0 の一端側 1 2 0 aを介して磁石 1 1 6の S極 1 2 1に戻る。 この時、 第 1 9図に 示すように、 出力端子 1 2 9からの出力電圧は約 4. 3 Vになる。 " すなわち、 半円部 1 3 1が磁石 1 1 6の近傍に位置する状態においては磁気検 出素子 1 2 7に対し上方から下方に向かって磁力線が通過するのに対して、 半円 部 1 3 1が磁石 1 1 8の近傍に位置する状態においては、 磁気検出素子 1 2 7に 対し下方から上方に向かって磁力線が通過するものである。 従って、 被検出物 1 3 3の回転に伴い、 第 1 9図に示すように、 回転角度に応じた出力信号が出力さ れ、 この出力信号をコンピュータ （図示せず） 等に入力して、 被検出物 1 3 3の 回転角度を検出するものである。
ここで、 被検出物 1 3 3が磁石 1 1 6および磁石 1 1 8の近傍を通過すること により、 被検出物 1 3 3に電磁誘導による磁力が発生する場合を考える。
本実施の形態の非接触型位置センサにおいては、 第 1の磁気検出部 1 1 3と第 2の磁気検出部 1 2 4の間に磁気検出素子 1 2 7を設けたため、 磁石 1 1 6の N 極 1 1 7から磁性体 1 1 1、 磁石 1 1 8の S極 1 1 9、 磁石 1 1 8の N極 1 2 2 および磁性体 1 2 0を介して磁石 1 1 6の S極 1 2 1に戻る磁力線の流れが被検 出物 1 3 3に作用する磁力線の流れと独立している。 結果として、 磁石 1 1 6お よび磁石 1 1 8の電磁誘導により発生する被検出物 1 3 3の磁化の影響を磁気検 出素子 1 2 7が直接検出することがない。 このため、 従来の同種のセンサで発生 した、 被検出物 1 3 3の正方向および逆方向の回転により出力信号にヒステリシ スが生じるという現象を防止できる。 このように本実施の形態によれば、 従来に ない特性の向上した非接触型位置センサを提供できる。
また、 本実施の形態では磁性体 1 1 1および磁性体 1 2 0を U字形状としたた め、 磁石 1 1 6と第 2の磁石 1 1 8とが互いに略平行に向き合うことになる。 こ のため、 被検出物 1 3 3の半円部 1 3 1が最大に磁石 1 1 6に近づいたときには 磁石 1 1 8側に切欠部 1 3 2が近づくことになり、 磁石 1 1 8の磁力線が被検出 物 1 3 3を通過しにくくなる。 このため、 磁気検出素子 1 2 7に最大の磁力線が 通過することとなり、 結果として、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力の感 度が向上する。
また、 本実施の形態の非接触型位置センサにおいては、 磁石 1 1 6を固着する 一端側と磁石 1 1 8を固着する他端側との中間部 1 1 2の略中央に磁気検出部 1 1 3を設けたが、 中間部 1 1 2の一端側あるいは他端側に偏った位置に磁気検出 部を設けても同様の効果を有するものである。
さらに、 本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 磁性体 1 1 1 の磁気検出部 1 1 3に上方へ向かって突出する凸部 1 1 4を設け、 磁性体 1 2 0 の磁気検出部 1 2 4に下方へ向かって突出する凸部 1 2 5を設けたが、 磁気検出 部 1 1 3および磁気検出部 1 2 4を平面形状としても同様の効果を有するもので ある。
(実施の形態 5 )
以下、 実施の形態 5における非接触型位置センサについて、 図面を参照しなが ら説明する。
第 2 0図は実施の形態 5の非接触型位置センサの分解斜視図、 第 2 1図はその 斜視図である。
なお、 第 2 0図、 第 2 1図に示す非接触型位置センサは、 基本的に実施の形態 4に示した非接触型位置センサと同じ構成であるので、 同一構成部分には同一番 号を付与して詳細な説明を省略する。
本実施の形態における非接触型位置センサは、 磁性体 1 1 1の第 1の磁気検出 部 1 4 1の上面と第 2の磁性体 1 2 0の第 2の磁気検出部 1 4 2の下面とにより 磁気検出素子 1 2 7を挟持したものである。 この構成によれば、 磁気検出素子 1 2 7と磁気検出部 1 4 1および磁気検出素子 1 2 7と磁気検出部 1 4 2とのクリ ァランスがなくなり、 結果として、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力信号 の感度が向上するという作用効果を有するものである。
また、 本実施の形態における非接触型位置センサは、 磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 a、 他端側 1 1 1 b、 磁性体 1 2 0の一端側 1 2 0 aおよび他端側 1 2 0 b の内側面を円弧形状にするとともに、 磁性体 1 1 1の一端側 1 1 1 a、 他端側 1 1 1 b、 磁性体 1 2 0の一端側 1 2 0 aおよび他端側 1 2 0 bの内側面を被検出 物 1 3 3の外周に沿わせたものである。
この構成によれば、 磁性体 1 1 1と被検出物 1 3 3との間の空隙および磁性体 1 2 0と被検出物 1 3 3との間の空隙が少なくなり、 磁力線が空気中を通過する ことによる損失がなくなる。 このため、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力 信号の感度が向上する。
(実施の形態 6 )
以下、 本発明の実施の形態 6における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 2 2図は本発明の実施の形態 6における非接触型位置センサの斜視図、 第 2 3図はセンサに被検出物を挿入した状態を示す斜視図である。
なお、 第 2 2図、 第 2 3図に示す本実施の形態の非接触型位置センサは、 基本 的に本実施の形態 4に示した非接触型位置センサと同じ構成であるので、 同一構 成部分には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。
本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 第 1の磁性体 1 5 1お よび第 2の磁性体 1 5 2を段差形状とし、 互いに略平行に設けた第 1の磁石 1 1 6および第 2の磁石 1 1 8が互いに対向しないように異なる平面上に設ける構成 としたものである。 この構成によれば、 磁性体 1 5 1および磁性体 1 5 2を介さ ずに磁石 1 1 6と磁石 1 1 8との間の空気中を直接に磁力線が通過してしまうと いうことがなくなる。 この結果、 磁気検出素子 1 2 7を通過する磁力線が増加す るから、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力信号の感度が向上する。 (実施の形態 7 )
以下、 本発明の実施の形態 7における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 2 4図は本発明の実施の形態 7における非接触型位置センサの斜視図である。 なお、 第 2 4図に示す本実施の形態における非接触型位置センサは、 基本的に 本実施の形態 4に示した非接触型位置センサと同じ構成であるので、 同一構成部 分には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。
本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 第 1の磁性体 1 1 1の 他端側 1 1 1 bに第 1の磁石支持部材 1 6 1を設けるとともに、 第 2の磁性体 1 2 0の一端側 1 2 0 aに第 2の磁石支持部材 1 6 2を設けたものである。 磁石支 持部材 1 6 1と磁性体 1 2 0における他端側 1 2 0 bで第 2の磁石 1 1 8を挟持 するとともに、 磁石支持部材 1 6 2と磁性体 1 1 1の一端側 1 1 aで第 1の磁石 1 1 6を挟持している。 このため、 互いに平行に設けた磁石 1 1 6と磁石 1 1 8 とが互いに対向しないように異なる平面上に設けられている。 さらに磁性体 1 1 1の第 1の磁気検出部 1 1 3に上方に向かって突出する第 1の凸部 1 1 4を設け るとともに、 磁性体 1 2 0の第 2の磁気検出部 1 2 4に下方へ向かって突出する 第 2の凸部 1 2 5が設けられている。
本実施形態の構成によれば、 磁性体 1 1 1および磁性体 1 2 0を介さずに磁石 1 1 6と磁石 1 1 8との間の空気中を直接に磁力線が通過してしまうということ がなくなる。 さらに、 磁気検出部 1 1 3に上方に向かって突出する第 1の凸部 1 1 4を設けるとともに、 磁気検出部 1 2 4に下方へ向かって突出する第 2の凸部 1 2 5を設けたため、 凸部 1 1 4および凸部 1 2 5に磁石 1 1 6および磁石 1 1 8により発生する磁力線が集中する。 この結果、 磁気検出素子 1 2 7を通過する 磁力線が増加するから、 磁気検出素子 1 2 7から出力される出力の感度が向上す る。
(実施の形態 8 )
以下、 本発明の実施の形態 8における非接触型位置センサについて、 図面を参 照しながら説明する。
第 2 5図は本発明の実施の形態 8における非接触型位置センサに被検出物が挿 入された状態を示す斜視図である。
本実施の形態の非接触型位置センサは、 磁気検出素子支持部 2 1 2の略中央に センサの内側に突出するように凸部 2 1 3が設けられ、 かつ、 この凸部 2 1 3の 反対側に凹部 2 1 4が設けられ、 さらに、 凸部 2 1 3の先端に磁気検出素子 2 1 5を設けれられている。 また、 磁気検出素子 2 1 5には電源端子 2 1 5 a、 G N D端子 2 1 5 bおよび出力端子 2 1 5 cが設けら、 電源端子 2 1 5 aは電源 （図 示せず） に電気的に接続されるとともに、 G N D端子 2 1 5 bは G N D (図示せ ず） に電気的に接続され、 さらに出力端子 2 1 5 cは、 コンピュータ等 （図示せ ず） に電気的に接続されている。
磁気検出素子支持部 2 1 2の一端には第 1の磁石支持部 2 1 6を設けるととも に、 他端に第 2の磁石支持部 2 1 7を設け、 磁気検出素子支持部 2 1 2と合わせ た全体として U字形状になるように構成されている。 例えば S m C oを主成分と する第 1の磁石 2 1 8は、 第 1の磁石支持部 2 1 6の外側面に N極を固着してい る。 例えば S m C oを主成分とする第 2の磁石 2 1 9は、 磁石支持部 2 1 7の外 側面に S極を固着している。 U字形状の補強磁性体 2 2 0は、 第 1の磁性体 2 1 1の上方に設けられるとともに、 中間部 2 2 1に孔 2 2 2を有し、 かつ一端部 2 2 3の内側に磁石 2 1 8の S極を固着している。 補強磁性体 2 2 0の他端部 2 2 4の内側には磁石 2 1 9の N極を固着している。 本実施の形態では、 補強磁性体 2 2 0を第 1の磁性体 2 1 1の上方に配設する ともに、 補強磁性体 2 2 0に孔 2 2 2を設け、 孔 2 2 2に被検出物 2 2 5を貫通 させている。 このため、 磁石 2 1 8と磁石 2 1 9を直接的に結合した補強磁性体 2 2 0を構成したことになり、 結果として、 磁性体 2 1 1、 磁石 2 1 9、 補強磁 性体 2 2 0および磁石 2 1 8からなる磁気回路の磁力線の量が大となるから、 磁 気検出素子 2 1 5から出力される出力の感度が向上する作用を有する。
また、 磁気検出素子支持部 2 1 2の内側に突出する凸部 2 1 3を設け、 この凸 部 2 1 3の先端部に磁気検出素子 2 1 5を配設したため、 この凸部 2 1 3に磁石 2 1 8および磁石 2 1 9が発生する磁力線が集中することとなり、 磁気検出素子 2 1 5から出力される出力信号の感度がさらに向上する。
以上のように構成された非接触型位置センサについて、 次にその組立方法を説 明する。
まず、 予め U字形状に形成された第 1の磁性体 2 1 1の磁気検出素子支持部 2 1 2の略中央に、 絞り加工により内側に突出する凸部 2 1 3および凹部 1 4を形 成する。
このとき、 凸部 2 1 3の反対側に凹部 2 1 4を形成したため、 この凹部 2 1 4 に磁石 2 1 8および磁石 2 1 9により発生する磁力線が通過しなくなり、 凸部 1 3の先端部に磁力線が集中する。 このため、 磁気検出素子 2 1 5を通過する磁力 線がさらに増加することとなり、 磁気検出素子 2 1 5から出力される出力信号の 感度がさらに増加する。
次に、 磁性体 2 1 1の一端側の第 1の磁石支持部 2 1 6の外側面および他端側 の第 2の磁石支持部 2 1 7の外側面に接着剤を塗布し、 磁石支持部 2 1 6の外側 面に第 1の磁石 2 1 8の N極を固着した後、 磁石支持部 2 1 7の外側面に第 2の 磁石 2 1 9の S極を固着する。
次に、予め孔 2 2 2が形成された補強磁性体 2 2 0の一端部 2 2 3の内側面を、 磁石 2 1 8の S極に固着するとともに、 磁石 2 1 9の N極に補強磁性体 2 2 0の 他端部 2 2 4の内側面を固着する。 この時、 補強磁性体 2 2 0が磁性体 2 1 1の 上方に位置するように、 固着する。 - 最後に、 予め電源端子 2 1 5 a、 GND端子 2 1 5 bおよび出力端子 2 1 5 c を一体に設けた磁気検出素子 2 1 5を、 凸部 2 1 3の先端に固着する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた非接触型位置センサについて、 次 に、 その動作を図面を参照しながら説明する。
電源端子 2 1 5 aに電源 （図示せず） を接続するとともに、 GND端子 2 1 5 bを G N D (図示せず） に接続し、 5 Vの電圧を印加する。 そして、 半円部 2 2 8および切欠部 2 2 9を設けた被検出物 2 2 5磁性体 2 1 1の内側および補強磁 性体 2 2 0の孔 2 2 2に挿入した後、 前記被検出物 2 2 5を回動させる。
そして、 第 2 6図 （a ) に示す状態を、 被検出物 2 2 5の回転角度が 1 0度と する。 この時、 被検出物 2 2 5の半円部 2 2 8が磁石 2 1 8の近傍に位置すると ともに、 切欠部 2 2 9が磁石 2 1 9の近傍に位置することとなる。 磁石 2 1 8の N極から生じる磁力線の一部は被検出物 2 2 5を介して磁気検出素子 2 1 5を通 過して、凸部 2 1 3に流れ、磁性体 2 1 1の他端側の磁石支持部 2 1 7に到達し、 磁石 2 1 9の S極に到達する。 このとき出力端子 2 1 5 cの出力電圧は、 第 2 7 図に示すように約 0 . 7 Vになる。 また、 第 2 6図 （b) に示すように、 被検出 物 2 2 5の回転角度が 5 0度の場合には、 半円部 2 2 8が、 磁石支持部 2 1 6お よび磁石支持部 2 1 7の双方に対して垂直に向かう方向に位置することとなる。 そして、 被検出物 2 2 5と磁石支持部 2 1 6および、 被検出物 2 2 5と磁石支持 部 2 1 7との距離が双方ともに小となるため、 磁石 2 1 8の N極から生じる磁力 線が被検出物 2 2 5、磁石支持部 2 1 7を介して、磁石 2 1 9の S極に到達する。 この結果、 磁気検出素子 2 1 5には磁力線が通過しない状態となる。 そして、 こ のとき出力端子 2 1 5 cの出力電圧は、 第 2 7図に示すように約 2 . 5 Vになる 。 さらに、 第 2 6図 （c ) に示すように被検出物 2 2 5の回転角度が 9 0度の場 合には、 半円部 2 2 8が磁石 2 1 9の近傍に位置するとともに、 切欠部 2 2 9が 磁石 2 1 8の近傍に位置することとなる。 この時、 磁石 2 1 8の N極から生じる 磁力線の一部が磁石支持部 2 1 6を介して、 凸部 2 1 3に流れ、 磁気検出素子 2 1 5、 被検出物 2 2 5を介して磁石支持部 2 1 7に到達し、 磁石 2 1 9の S極に 到達する。 このとき、 出力端子 2 1 5 cの出力電圧は、 第 2 7図に示すように約 4. 3 Vになる。
すなわち、 半円部 2 2 8が磁石 2 1 8の近傍に位置する状態においては、 磁気 検出素子 2 1 5に対し被検出物 2 2 5から凸部 2 1 3に向かって磁力線が通過す るのに対して、 半円部 2 2 8が磁石 2 1 9の近傍に位置する状態においては、 磁 気検出素子 2 1 5に対し、 凸部 2 1 3から被検出物 2 2 5に向かって磁力線が通 過する。 従って、 被検出物 2 2 5の回転に伴い、 第 2 7に示すような回転角度に 応じた出力信号が出力される。 この出力信号をコンピュータ （図示せず） 等に入 力して、 被検出物 2 5の回転角度を検出するものである。
上記、 本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 磁性体 2 1 1の 内側に被検出物 2 2 5を設けたため、 被検出物 2 2 5の回転角度により、 被検出 物 2 2 5と凸部 2 1 3との間の磁束密度が変化するものである。 このため、 従来 の同種センサに比して、 上記実施の形態 1と同様の有利な効果を有する。
また、 本実施の形態では磁性体 2 1 1を U字形状としたため、 磁石支持部 2 1 6と磁石支持部 2 1 7が互いに略平行に向き合うため、 半円部 2 2 8が最大に磁 石支持部 2 1 6に近づいたときには、 磁石支持部 2 1 7に切欠部 2 2 9が近づく こととなる。 この結果、 磁石 2 1 8および磁石 2 1 9より発生する最大の磁力線 が磁気検出素子 2 1 5を通過して、 凸部 2 1 3に流れるから、 磁気検出素子 2 1 5から出力される出力の感度が向上する。
また、 本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 補強磁性体 2 2 0を磁性体 2 1 1の上方に位置して設ける構成としたが、第 2 8図に示すように、 補強磁性体 2 3 0を磁性体 2 1 1と同一の平面上に設けても同様の効果を有する ものである。
(実施の形態 9 )
以下、 本発明の実施の形態 9における非接触型位置センサについて図面を参照 しながら説明する。
第 2 9図は本発明の実施の形態 9における非接触型位置センサに被検出物が挿 入された状態を示す斜視図である。
なお、 第 2 9図に示す本実施の形態の非接触型位置センサにおいては、 実施の 形態 8に示した第 2 5図と同じ構成であるので、 同一構成部品には同一番号を付 与して詳細な説明は省略する。
本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 実施の形態 8の補強磁 性体のかわりに、 一端に第 1の磁石 2 1 8の S極が固着されるとともに他端が第 1の磁性体 2 1 1の第 1の磁石支持部 2 1 6の上方に配設された第 2の磁性体 2 3 1を設けている。また、第 2の磁石 2 1 9の N極と一端が固着されるとともに、 他端が磁性体 2 1 1の第 2の磁石支持部 2 1 7の上方に配設された第 3の磁性体 2 3 2を設けている。 そして、 磁性体 2 1 1の内側および磁性体 2 3 1と磁性体 2 3 2との間に形成される空隙内に被検出物の回動軸からなる被検出物 2 2 5を 設けている。
被検出物 2 2 5が磁石 2 1 8および磁石 2 1 9の近傍を通過することにより、 被検出物 2 2 5に電磁誘導による磁力が発生する場合を考える。本実施形態では、 磁性体 2 1 1の内側に形成される空隙内および磁性体 2 3 1と磁性体 2 3 2との 間に形成される空隙内に被検出物 2 2 5を設けている。 このため、 磁性体 2 1 1 により被検出物 2 2 5を通過する磁力線の方向と磁性体 2 3 1および磁性体 2 3 2により被検出物 2 2 5に通過する磁力線の方向とが互いに反対となる。 このよ うに、 被検出物 2 2 5の回転に伴い、 電磁誘導により被検出物 2 2 5に発生する 磁力の方向が互いに反対となるから、 被検出物 2 2 5に発生した磁力が打ち消さ れ、 被検出物 2 2 5を通過する磁力が安定するという作用効果を有するものであ る。
また、 磁性体 2 3 1および磁性体 2 3 2の被検出物 2 2 5に接する内側面を円 弧形状にするとともに、 磁性体 2 3 1および磁性体 2 3 2の内側面を被検出物 2 2 5に沿わせたため、 磁性体 2 3 1と被検出物 2 2 5との間の空隙および磁性体 2 3 2と被検出物 2 2 5との間の空隙が少なくなる。 結果として、 磁力線が空気 中を通過することによる損失が少なくなるため、 磁気検出素子 2 1 5から出力さ れる出力信号の感度が向上するという作用効果を有するものである。
(実施の形態 1 0 )
第 3 0図は本発明の実施の形態 1 0の非接触型位置センサに被検出物が配設さ れた状態を示す斜視図、 第 3 1図は同じセンサを裏側からみた斜視図である。 第 3 0図， 第 3 1図において、 U字形状の第 1の磁性体 3 1 1は中間部 3 1 2の 上面に第 1の磁気検出部 3 1 3を設けるとともに、 磁気検出部 3 1 3に上方へ向 つて突出する第 1の凸部 3 1 4を設け、 さらにこの第 1の凸部 1 4の反対側に凹 部 3 1 5を設けている。 また、 磁性体 3 1 1の一端側 3 1 1 aの上面に、 例えば S mC oを主成分とする第 1の磁石 3 1 6の N極 3 1 7を固着するとともに、 磁 性体 3 1 1の他端側 3 1 1 bに S mC oを主成分とする第 2の磁石 3 1 8の S極 3 1 9を固着している。 U字形状の第 2の磁性体 3 2 0は一端側 3 2 0 aの下面 に磁石 3 1 6の S極 3 2 1を固着するとともに、 他端側 3 2 0 bの下面に磁石 3 1 8の N極 3 2 2を固着している。 磁性体 3 2 0の中間部 3 2 3の下面には磁性 体 3 1 1の磁気検出部 3 1 3と対向するように第 2の磁気検出部 3 2 4を設けて いる。 また、 磁性体 3 2 0の磁気検出部 3 2 4には下方へ向って突出する第 2の 凸部 3 2 5を設け、さらに凸部 3 2 5の反対側に凹部 3 2 6を設けている。磁気検 出素子 3 2 7は、磁気検出部 3 1 3と磁気検出部 3 2 4とにより挟持されている。 本実施の形態では、 磁気検出部 3 1 3の上面と磁気検出部 3 2 4の下面とによ り磁気検出素子 3 2 7を挟持したため、 磁気検出素子 3 2 7と磁気検出部 3 1 3 および磁気検出素子 3 2 7と磁気検出部 3 2 4とのクリアランスがなくなり、 磁 気検出素子 3 2 7から出力される出力信号の感度が向上する。
また、磁気検出部 3 1 3に上方へ向かって突出する凸部 3 1 4を設けるとともに、 磁気検出部 3 2 4に下方へ向かって突出する凸部 3 2 5を設けたため、 凸部 3 1 4および凸部 3 2 5に磁石 3 1 6および磁石 3 1 8の磁力線が集中する。 したが つて、 磁気検出素子 3 2 7から出力される出力の感度が向上するため、 非接触型 位置センサの出力特性が向上する。
前記磁気検出素子 3 2 7には電源端子 3 2 8、 出力端子 3 2 9および GND端 子 3 3 0が設けられており、 その接続は上記実施の形態と同様である。
被検出物 3 3 1は中央に外径の大きな被検出部 3 3 2を設け、 被検出部 3 3 2 の長さは磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0の一端側および他端側の幅よりも長く 設定している。 また、 磁性体 3 1 1の一端側 3 1 1 aの幅を磁性体 3 2 0の一端 側 3 2 0 aの幅と略等しくするとともに、 磁性体 3 1 1の他端側 3 1 1 bの幅を 磁性体 3 2 0の他端側 3 2 0 bの幅と略等しくしている。
かつ、 本実施の形態では被検出物 3 3 1の検出可能距離を、 一端側 3 1 1 aの 幅と、 他端側の幅 3 1 1 bと、 一端側 3 1 1 aと他端側 3 1 1 bとの間隙との和 から被検出部 3 3 2の長さを差し引いた距離としている。
この構成によれば、 磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0の一端側の被検出物 3 3 1の移動方向の端部に被検出部 3 3 2の一端が位置する部分から、 磁性体 3 1 1 および磁性体 3 2 0の他端側の被検出物 3 3 1の移動方向の端部に被検出部 3 3 2の他端が位置する部分まで、 被検出物 3 3 1が移動する。 したがって、 移動距 離の全域にわたって出力特性の直線性が安定するという作用を有するものである。 以上のように構成された本発明の一実施の形態における非接触型位置センサに ついて、 次にその組立方法を説明する。
まず、 予め U字形状に形成された第 1の磁性体 3 1 1の中間部に第 1の凸部 3 1 4および凹部 3 1 5を形成する。
次に、 磁性体 3 1 1の一端側 3 1 1 aの上面および他端側 3 1 1 bの上面に接 着剤を塗布し、一端側 3 1 1 aの上面に第 1の磁石 3 1 6の N極 3 1 7を固着し、 他端側 3 1 1 bの上面に第 2の磁石 3 1 8の S極 3 1 9を固着する。
次に、 予め U字形状に形成された第 2の磁性体 3 2 0の中間部 3 2 3に第 2の 凸部 3 2 5および凹部 3 2 6を形成する。
本実施の形態では、 磁性体 3 2 0に凹部 3 2 6を形成したため、 凹部 3 2 6に 磁石 3 1 6および磁石 3 1 8の磁力線が通過しにくくなり、 したがって、 第 2の 磁気検出部 3 2 4に磁力線が集中する。 これにより、 磁気検出素子 3 2 7を通過 する磁力線が増加することとなり、 磁気検出素子 3 2 7の出力端子 3 2 9から出 力される出力の感度が向上するため、 非接触位置センサの出力特性が向上する。 次に、 磁石 3 1 6の S極 3 2 1に磁性体 3 2 0の一端側 3 2 0 aを接着剤によ り固着するとともに、 他端側 3 2 0 bを磁石 3 1 8の N極 3 2 2に接着剤により 固着する。
最後に、 予め電源端子 3 2 8、 出力端子 3 2 9および GND端子 3 3 0がー体 に形成された磁気検出素子 3 2 7を磁気検出部 3 1 3と磁気検出部 3 2 4との間 に位置するように別部材 （図示せず） により支持する。
以上のように構成され、 かつ組み立てられた非接触型位置センサについて、 次 にその動作を図面を参照しながら説明する。
先ず、 電源端子 3 2 8に電源 （図示せず） を接続するとともに、 GND端子 3 3 0を GND (図示せず） に接地する。 そして、 被検出部 3 3 2を設けた被検出 物 3 3 1を一端側 3 1 1 aおよび他端側 3 1 1 と一端側 3 2 0 aおよび他端側 3 2 0 bとの間に配設した後、 前記被検出物 3 3 2を矢印方法に直動させる。 この時、 第 3 2図 （a ) に示すように、 一端側 3 1 1 aの幅を A、 一端側 3 1 1 aと他端側 3 1 1 bとの間隙の幅を B、 他端側 3 1 1 bの幅を C、 被検出部 3 2の長さを Dとする。 そして、 一端側 3 1 1 aと他端側 3 1 1 bとの間隙の中点 に被検出部 3 3 2の中点が位置するときを、 被検出物 3 3 1の移動位置 0 mmと する。
まず、 第 3 2図 （a ) に示すように、 被検出部 3 3 2の他端側の端部が他端側 3 1 1 bの端部に位置する場合、 すなわち、 被検出部 3 3 2の位置が— （C + B Z 2 _ DZ 2 ) mmの状態においては、 被検出部 3 3 2が磁石 3 1 8の近傍に位 置するとともに、 磁石 3 1 6から最も遠ざかる。 この時、 磁石 3 1 8の N極 3 2 2から生じる磁力線が磁性体 3 2 0の他端側 3 2 O bから被検出部 3 3 2、 他端 側 3 1 1 bを介して磁石 3 1 8の S極 3 1 9に戻る。 また、 磁石 3 1 6の N極 3 1 7から生じる磁力線は、 一端側 3 1 1 aを介して磁気検出部 3 1 3から磁気検 出素子 3 2 7を通過して、 磁気検出部 3 2 4に到達し、 さらに一端側 3 2 0 a力、 ら磁石 3 1 6の S極 2 1に戻るものである。 この時、 第 3 3図に示すように、 磁 気検出素子 3 2 7の出力端子 2 9の出力電圧は約 0 . 7 Vとなる。
本実施の形態では、 被検出部 3 3 2の長さ Dを磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0の他端側の幅 Cよりも長くしたため、 被検出部 3 3 2が磁性体 3 1 1あるいは 磁性体 3 2 0の近傍に位置する状態においても、 被検出部 3 3 2の直線的な微小 な変位に対して、 磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0を通過する磁界が変化するこ ととなり、 したがって、出力特性が安定するという作用効果を有するものである。 また、 被検出部 3 3 2が位置 0 mmの場合には、 第 3 2図 （b ) に示すように 被検出部 3 3 2が、磁石 3 1 6および磁石 3 1 8と等距離に位置することとなり、 被検出部 3 3 2への磁力線が相殺される。 この時、 磁石 3 1 6の N極 3 1 7から 発生する磁力線が一端側 3 1 1 aから他端側 3 1 1 b (図示せず） に伝わり、 さ らに磁石 3 1 8の S極 3 1 9、 N極 3 2 2を介して他端側 3 2 0 bから一端側 3
2 0 aに向かい、 磁石 3 1 6の S極 3 2 1に戻るようにループする。 この時、 磁 気検出素子 3 2 7には磁力線が通過しない状態となっている。 そして、 出力端子 3 2 9からの出力電圧は第 3 3図に示すように、 約 2 . 5 Vになる。 さらに、 被 検出部 3 3 2の位置が （A+ B Z 2— D Z 2 ) mmの場合には、 第 3 2図 （c ) に示すように、 被検出部 3 3 2が磁石 3 1 6の近傍に位置することとなる。 この 時、 磁石 3 1 6の N極 3 1 7から発生する磁力線が一端側 3 1 1 aを介して被検 出部 3 3 2、 さらには一端側 3 2 0 aを介して磁石 3 1 6の S極 3 2 1に戻るこ ととなる。また、磁石 3 1 8の N極 3 2 2から生じる磁力線は他端側 3 2 0 から 磁気検出部 3 2 4を介して磁気検出素子 3 2 7を上方から下方に向かって通過し、 磁気検出部 3 1 3、 他端側 3 1 1 bを介して磁石 3 1 8の S極 3 1 9に戻るもの である。 この時、 出力端子 3 2 9からの出力電圧は第 3 3図に示すように、約 4 .
3 Vになる。 すなわち、 被検出部 3 3 2が磁石 3 1 8の近傍に位置する状態にお いては磁気検出素子 3 2 7に対し下方から上方に向かって磁力線が通過するのに 対して、 被検出部 3 3 2が磁石 3 1 6の近傍に位置する状態においては、 磁気検 出素子 3 2 7に対し上方から下方に向かって磁力線が通過するものである。 従つ て、 被検出部 3 3 2の直線的な往復運動に伴い、 第 3 3図に示すように、 出力端 子 2 9から被検出物の位置に応じた出力信号が出力される。 この出力信号をコン ピュー夕一 （図示せず） 等に入力して、 被検出部 3 3 2の位置を検出するもので ある。
ここで、 非接触型位置センサを長期にわたって使用する場合を考えると、 本実 施の形態の非接触型位置センサにおいては、 一端側 3 1 1 aおよび他端側 3 1 1 bと一端側 3 2 0 aおよび他端側 3 2 0 bとの間、 または近傍に位置して被検出 物 3 3 1を設けている。 このため、 被検出物 3 3 1が非接触型位置センサに対し て全く摺接しない。 したがって、 磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0と被検出物 3 3 1との距離が摺動磨耗により、 変動することがない。 このため、 長期にわたり 高精度に位置検出可能な非接触型位置センサを提供することができる。
また、 磁性体 3 1 1および磁性体 3 2 0を U字形状としたため、 一端側 3 1 1 aを他端側 3 1 1 bとを互いに幅方向に一直線上に設けるとともに、 一端側 3 2 0 aを他端側 3 2 0 bとを互いに幅方向に一直線上に設けることができる。 この ため、 磁性体の一端側から他端側の方向と被検出物 3 3 1の移動方向を略平行に 配置することができる。 したがって、 磁性体の一端側および他端側に近接させて 被検出部 3 3 2を移動させることができるから、 非検出位置センサの出力感度が 向上する。
また、 本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 磁石 3 1 6を固 着する一端側と磁石 3 1 8を固着する他端側との間を中間部 3 1 2とし、 中間部 3 1 2の略中央に磁気検出部 3 1 3を設ける構成としたが、 中間部 3 1 2の一端 側あるいは他端側に偏った位置に磁気検出部 3 1 3を設けても同様の効果を有す るものである。
さらに、 本実施の形態における非接触型位置センサにおいては、 磁気検出部 3 1 3に上方へ向かって突出する凸部 3 1 4を設けるとともに、 磁気検出部 3 2 4 に下方へ向かって突出する凸部 3 2 5を設ける構成としたが、 磁気検出部 3 1 3 および磁気検出部 3 2 4を平面形状としても同様の効果を有するものである。 さらに、 本実施の形態の非接触型位置センサにおいては、 被検出部 3 3 2を円 筒形状の構成としたが、 半円筒形状あるいは角柱形状としても同様の効果を有す るものである。 産業上の利用可能性
以上のように本発明の構成によれば、 被測定物自体の回転または直動により、 位置センサの磁束度密度が変化するため、 従来のような磁束シャッ夕等の複雑な 部材を設けることなく、 被測定物の回転角度や移動速度を容易に検出することが できる。 また被測定物の回動軸が偏芯した場合で.も、 従来のように回動軸の先端 部側に磁束シャツ夕を垂直方向に取り付けた構成ではないため、 回動軸の回転角 度の検出も正確に行うことができる。 さらに非接触型位置センサを相手側回動軸 に組み付ける場合においても、 従来のような磁束シャッ夕等の複雑な部材がない ため、 被測定物と、 位置センサとを近接させて組み付けることができる。
このため、 本発明の非接触型位置センサは長期信頼性を必要とする各種回転角 度検出、 位置検出などの用途に、 広く使用できるものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 少なくとも 1個の磁石および磁気的に連続した磁性体とから構成された磁気 回路と、 前記磁気回路中に配置された少なくとも 1個の磁気検出素子と、 前記磁 気回路中に配置された被検出物とから構成された非接触型位置センサ。
2 . 前記磁性体は非連続部分を有し、 前記非連続部分または前記非連続部分と前 記磁石との間に前記被検出物が配置された請求の範囲第 1項記載の非接触型位置 センサ。
3 . 前記磁性体は先端が略 L字形状を有する 2個の磁性体からなり、 前記 2個の 磁性体の先端の少なくとも一方に前記磁気検出素子が、 配置されてなる請求の範 囲第 1項記載の非接触型位置センサ。
4. 前記磁性体は前記磁石の一方の極を略中央に配置し、 前記磁性体は両端の先 端部を略 L字形状を有すると共に、 前記被検出物は前記磁石の前記一方の極と反 対の極と前記磁性体の先端との間に配置されてなる請求の範囲第 1項記載の非接 触型位置センサ。
5 . 前記磁気回路は、 磁気的に閉回路の磁性体と前記閉回路の磁性体の内側に配 置された 2つの磁石とから構成され、 前記磁気検出素子は前記閉回路の磁性体の 内側に配置され、 前記被検出物が前記 2つの磁石の間に配置される請求の範囲第 1項記載の非接触型位置センサ。
6 . 前記被検出物は、 断面が扇形状、 半円形状および I形状から選ばれた一つで ある請求の範囲第 1項ないし第 5項記載の非接触型位置センサ。
7 . 前記磁性体の先端が前記磁石の N極と S極を結ぶ軸に対して傾斜している請 求の範囲第 1項ないしは第 4項記載の非接触型位置センサ。
8 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記磁性体の厚みが前記磁性体の他の部 分の厚みより小さい請求の範囲第 5項記載の非接触型位置センサ。
9 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記磁性体が前記磁性体の他の部分と段 差を有する請求の範囲第 5項記載の非接触型位置センサ。
1 0 . 前記 2つの磁石の横幅が前記被検出物の直径に略一致している請求の範囲 第 5項記載の非接触型位置センサ。
1 1 . 前記磁気回路は、第 1の U字形状の磁性体と、第 2の U字形状の磁性体と、 2つの磁石とから構成されるとともに、 前記 2つの磁石は上下に配置された前記 2つの U字形状の磁性体の間に配置され、 前記磁気検出素子は、 前記 2つの U字 形状の磁性体の略中央部分の間に配置され、 前記被検出物は前記 2つの U字形状 の磁性体の Uの字の内部に配置されてなる請求の範囲第 1項記載の非接触型位置 センサ。
1 2 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記 U字形状の磁性体が前記 U字形状 の磁性体の他の部分と段差を有する請求の範囲第 1 1項記載の非接触型位置セン サ。
1 3 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記第 1および第 2の U字形状の磁性 体が前記磁気検出素子を介して相接している請求の範囲第 1 2項記載の非接触型 位置センサ。
1 4 . 前記 2つの U字形状の磁性体の少なくとも一つは、 前記被検出物の外形に 接する形状を有する請求の範囲第 1 1項記載の非接触型位置センサ。
1 5 . 前記 2つの U字形状の磁性体は段差を有し、 前記 2つの磁石が段差を持つ て対向する請求の範囲第 1 1項記載の非接触型位置センサ。
1 6 . 前記 2つの U字形状の磁性体はさらに磁石支持部分を有し、 前記 2つの磁 石が段差を持って対向する請求の範囲第 1 1項記載の非接触型位置センサ。
1 7 . 前記磁気回路は、 第 1の U字形状の磁性体と、 前記第 1の U字形状の磁性 体よりも大きな第 2の U字形状の磁性体と、 2つの磁石とから構成されるととも に、 前記 2つの磁石は前記 2つの U字形状の磁性体の間に配置され、 前記磁気検 出素子は、 前記第 1の U字形状の磁性体の Uの字の内側に配置された範囲第 1項 記載の非接触型位置センサ。
1 8 . 前記第 1の U字形状の磁性体と前記第 2の U字形状の磁性体とが同一平面 上に配置された範囲第 1 7項記載の非接触型位置センサ。
1 9 . 前記第 1の U字形状の磁性体と前記第 2の U字形状の磁性体とが略直角に 配置された範囲第 1 7項記載の非接触型位置センサ。
2 0 . 前記第 2の U字形状の磁性体の略中央に前記被検出物を挿入する孔を有す る範囲第 1 9項記載の非接触型位置センサ。
2 1 . 前記第 2の U字形状の磁性体が 2つの部分から構成され、 俞記 2つの部分 の接合部分に前記被検出物を挿入する部分を有する範囲第 1 9項記載の非接触型 位置センサ。
2 2 . 前記磁気回路は、第 1の U字形状の磁性体と、第 2の U字形状の磁性体と、 2つの磁石とから構成されるとともに、 前記 2つの磁石は上下に配置された前記 第 1と第 2の U字形状の磁性体の間に配置され、 前記磁気検出素子は、 前記第 1 と第 2の U字形状の磁性体の略中央部分の間に配置され、 前記被検出物は、 前記 第 1の U字形状の磁性体の両端部と前記第 2の U字形状の磁性体の両端部の間に 直動可能なように配置されてなる請求の範囲第 1項記載の非接触型位置センサ。
2 3 . 前記第 1の U字形状磁性体の一端側の幅を前記第 2の U字形状の磁性体の 一端側の幅と略等しくするとともに、 前記第 1の U字形状の磁性体の他端側の幅 を前記第 2の U字形状の磁性体の他端側の幅と略等しくし、 かつ前記被検出物の 検出可能距離を、 前記一端側の幅と、 前記他端側の幅と、 前記一端側と前記他端 側との間隙との和から、 前記被検出物の被検出部の長さを差し引いた距離とした 請求の範囲第 2 2項記載の非接触型位置センサ。
2 4 . 前記被検出部の長さを前記一端側の幅および前記他端側の幅よりも長くし た範囲第 2 3項記載の非接触型位置センサ。
2 5 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記第 1又は第 2の U字形状の磁性体 の一部が前記第 1又は第 2の U字形状の磁性体の他の部分と段差を有する請求の 範囲第 2 2項記載の非接触型位置センサ。
2 6 . 前記磁気検出素子を配置する部分の前記第 1又は第 2の U字形状の磁性体 が前記磁気検出素子を介して相接している請求の範囲第 2 5項記載の非接触型位 置センサ。
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