CN103308077A - 磁电位器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示的磁电位器在谋求小型化的同时，提高了装配的自由度。在磁铁（1）的与磁传感器（霍尔元件或MR元件）（2）的磁场的检测部（感磁面）（2a）的相对侧的反面一侧上，设置集磁板（3）。由于集磁板（3）吸入来自磁铁（1）的磁通的一部分，使作用于磁传感器（2）的磁通密度减少，不必加大宽度方向的尺寸（W），就能缩小磁铁（1）与磁传感器（2）之间的间隙（G），谋求小型化。又由于在磁铁（1）与磁传感器（2）之间不设置集磁板（3），故自由地设定磁铁（1）与磁传感器（2）之间的间隙（G）成为可能，提高了装配的自由度。由于做到小型化，故能减少磁铁（1）与磁传感器（2）的装配误差，其结果，便可减小检测误差。

Description

磁电位器

技术领域

本发明涉及采用了磁铁与磁传感器的磁电位器。

背景技术

在电动阀门执行机构等的旋转角度的检测方面，历来都使用电位器。该电位器的旋转角度的检测方式中，有接触式和非接触式。接触式中存在因磨损引起的劣化问题，与之相对，非接触式中没有这样的问题，寿命长。

在非接触式中，大致可分主要利用光的透射或反射的光学式与检测磁场方向变化的磁性式。光学式易受尘埃的影响，与之相对，磁性式不易受到尘埃的影响，有望作为电动阀门执行机构用的电位器。

专利文献

[专利文献1]特开2004-184319号公报

发明内容

然而，磁性式的电位器多半检测范围狭窄，且体积大。图6示出现有的磁电位器的主要部分。图中，1是圆板形的磁铁，2是检测该磁铁1形成的磁场的方向的磁传感器。磁铁1如图7所示，其径向的一方被磁化为S极，另一方被磁化为N极，以其中心O为轴心进行旋转。

作为磁传感器2，使用霍尔元件或MR元件（磁阻效应元件），具有规定的检测磁场范围。因此在磁铁1发出的磁场过大而不满足该检测磁场范围时，则有必要如图8的（a）所示那样，加大磁铁1与磁传感器2之间的间隙G，或如图8的（b）所示那样，加大磁铁1的直径φ。因此，在图8的（a）的情况，高度方向的尺寸L变大，在图8的（b）的情况，宽度方向的尺寸W变大，小型化变得困难。

基于上述原因，磁电位器多半体积较大，在没有充分的空间或可改造现有装配状态的自由度时，与小型的接触式电位器的置换是困难的，此前的电动阀门执行机构中，一直持续地使用接触式的电位器。

又，在专利文献1中，记述了在磁铁1与磁传感器2之间设置集磁器的结构。这时，因集磁器吸收来自磁铁1的磁通的一部分，所以减小了作用于磁传感器2的磁通密度，可以不加大宽度方向的尺寸W而使磁铁1与磁传感器2之间的间隙G减小。

然而，在该专利文献1所示的结构中，由于集磁器位于磁铁1与磁传感器2之间，因此不能将磁传感器2靠近磁铁1达到集磁器的厚度范围内。因此，不能自由地设定磁铁1与磁传感器2之间的间隙G，装配的自由度降低了。

本发明为解决这样的课题而作，其目的在于提供可以谋求小型化同时提高装配自由度的磁电位器。

又在于，通过小型化而能减少磁铁1与磁传感器2的装配误差，其结果，提供能减小检测误差的磁电位器。

为达到这种目的的本发明，在具备磁铁与检测该磁铁形成的磁场的方向的磁传感器的磁电位器中，其特征在于，在磁铁的与磁传感器的磁场的检测部相对侧的反面一侧上，设置集磁板。

根据本发明，由于集磁板吸入来自磁铁的磁通的一部分，因此减小作用于磁传感器的磁通密度，就可以不加大宽度方向的尺寸W而减小磁铁与磁传感器之间的间隙。由此，谋求磁电位器的小型化，在电动阀门执行机构中的使用成为可能。

又，根据本发明，由于在磁铁的与磁传感器的磁场检测部相对侧的反面一侧上设置集磁板，即由于不在磁铁与磁传感器之间设置集电板，因此自由地设定磁铁与磁传感器之间的间隙G成为可能，提高了装配的自由度。

发明的效果

根据本发明，由于在磁铁的与磁传感器的磁场检测部相对侧的反面一侧上设置集磁板，因此集磁板便吸入由磁铁形成的磁场的一部分，就可以不加大宽度方向的尺寸W而减小磁铁与磁传感器之间的间隙G，谋求小型化并在电动阀门执行机构中的使用。又，可以自由地设定磁铁与磁传感器之间的间隙G，装配的自由度就得到提高。又，通过小型化，能减小磁铁与磁传感器的装配误差，其结果就可以减小检测误差。

附图说明

图1示出本发明的磁电位器的一实施方式的主要部分的图。

图2为接合在该磁电位器的磁铁下表面的集磁板的俯视图。

图3示出使用该磁电位器的电动阀门执行机构的主要部分的构造图。

图4为该电动阀门执行机构中的开度检测部的立体图。

图5为该电动阀门执行机构中的开度检测部的分解立体图。

图6示出现有的磁电位器的主要部分的图。

图7为用于该磁电位器的磁铁的俯视图。

图8为加大磁铁与磁传感器之间的间隙G的例图和加大磁铁直径φ的例图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。

图1为本发明的磁电位器的一实施方式的主要部分的图。图中，与图8相同的符号表示与参照图8说明过的构成要素相同或同等的构成要素，其说明从略。

该磁电位器100中，在磁铁1的与磁传感器2的磁场检测部（感磁面）2a相对侧（上表面）的反面一侧（下表面）上，接合集磁板3。集磁板3为与磁铁1相同直径的圆板状（参照图2），具有厚度t。

又，集磁板3是强磁性体，由高导磁率材料构成。所谓强磁性体是指容易带上磁性的物质，且是导磁率μ非常大的物质。存在于地球上的物质之中且在常温下的强磁性体元素只有铁、镍、钴三种。

该磁电位器100中，作为集磁板3，一般使用称作电磁钢板的强磁性体的钢板。电磁钢板被进行调质处理、制造成使在与容易磁化的结晶方位同样方向或钢板的所有方向上得到均一的磁化特性，一般使用于电机或变压器等中。又，电磁钢板具有JISC2553中规定的厚度（0.23,0.27,0.30,0.35）的系列，在电场强度800[A/m]中的磁通密度（B_H）为1.78～1.88[T]以上(左面所说的情况的导磁率μ=1770～1870(由1[T]=795800[A/m],B=μH算得))。

该磁电位器100中，使集磁板3吸入来自磁铁1的磁通的一部分，减小作用于磁传感器2的磁通密度，使磁传感器2的感磁面2a的磁场不超过检测磁场范围。因此，无需加大宽度方向的尺寸W，并可以减小磁铁1与磁传感器2之间的间隙G，谋求磁电位器100的小型化，并能在电动阀门执行机构中使用。

又，该磁电位器100中，由于在磁铁1的与磁传感器2的感磁面2a相对侧的反面一侧上设置集磁板3，即由于不在磁铁1与磁传感器2之间设置集电板3，因此可以自由地设定磁铁1与磁传感器2之间的间隙G。即，通过调整集磁板3的厚度t等，可以调整集磁板3吸入的磁通的量，尽可能将磁传感器2靠近磁铁1等，能自由地设定间隙G。这样，就提高了装配的自由度。

图3示出使用该磁电位器100的电动阀门执行机构200的主要部分的构造。图中，4为阀体，5为连接到阀体4上的轴，6为结合到轴上的齿轮，7为壳体，8为作为壳体的上盖而设置的罩，9为挡圈，10为电机，11、12为将电机10的旋转力传递到齿轮6上的齿轮，13为电机10和壳体7等的安装板。

该电动阀执行机构200中，电机10的旋转力经齿轮11、12传递到未图示的阀体，另一方面，该旋转力被传递到齿轮6，轴5受到该旋转力而旋转。

在壳体7内，磁铁支架14嵌合固定于轴5的后端部，磁铁1被保持于该磁铁支架14上。集磁板3接合于磁铁1的下表面1b上。在壳体7的上部设置IC固定板（非磁性构件）15，印刷板16被固定于该IC固定板15之上。在印刷板16的下表面16a上设置磁传感器2，其感磁面2a隔着间隙G对着磁铁1的上表面1a。

图3中，称壳体17侧的构造为开度检测部，称电机10侧的构造为电机部，用符号201表示开度检测部，用符号202表示电机部。开度检测部201采用上述的磁电位器100的结构。图4示出开度检测部201的立体图。图5示出开度检测部201的分解立体图。

又，在上述的实施方式中，使集磁板3接合到磁铁1的下表面1b上，但也可以使对着磁铁1的下表面1b以分离的状态设置集磁板3。又，也可以不一定为与磁铁1相同直径的圆板形状，也可或缩小直径，或改变其形状。又，磁铁1也不一定限于圆板形，也可以为棒形等。

[实施方式的扩展]

以上参照实施方式说明了本发明。但本发明不限于上述实施方式。在本发明的结构和细节上，能在本发明的技术思想的范围内，作技术人员能理解的种种变更。

[符号的说明]

1磁铁，           1a上表面，             1b下表面，

2磁传感器，       2a感磁面，             3集磁板，

5轴，             6齿轮，                7壳体，

8罩，             9挡圈，                10电机，

11、12齿轮，      13安装板，             14磁铁支架，

15IC固定板，      16印刷板，             17返回弹簧，

100磁电位器，     200电动阀门执行机构，  201开度检测部，

202电机部。

Claims (3)

1.一种磁电位器，具备磁铁与检测该磁铁形成的磁场的方向的磁传感器，其特征在于，

在所述磁铁的与所述磁传感器的磁场检测部相对侧的反面一侧上，设置集磁板。

2.如权利要求1所述的磁电位器，其特征在于，

所述集磁板接合于所述磁铁上。

3.如权利要求1所述的磁电位器，其特征在于，

所述集磁板是强磁性体，且是高导磁率材料。

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