JP2898687B2 - 鉄物体近接センサー - Google Patents
鉄物体近接センサーInfo
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- JP2898687B2 JP2898687B2 JP2062470A JP6247090A JP2898687B2 JP 2898687 B2 JP2898687 B2 JP 2898687B2 JP 2062470 A JP2062470 A JP 2062470A JP 6247090 A JP6247090 A JP 6247090A JP 2898687 B2 JP2898687 B2 JP 2898687B2
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- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
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- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、速度が零の鉄製歯車あるいは鉄製羽根の歯
や切欠きを含む鉄物質を感知することができる鉄物質セ
ンサー組立体に関し、特に、感知面に加わる磁束密度の
変化の関数として変化する電気出力信号を提供する感知
面を有する磁束応答センサーを備えた鉄物質センサーに
関する。鉄物質センサーは、向い合う磁極面の中間に、
磁石の側面に隣接して配置され、側面から放射される半
径方向磁束成分に応答する。
や切欠きを含む鉄物質を感知することができる鉄物質セ
ンサー組立体に関し、特に、感知面に加わる磁束密度の
変化の関数として変化する電気出力信号を提供する感知
面を有する磁束応答センサーを備えた鉄物質センサーに
関する。鉄物質センサーは、向い合う磁極面の中間に、
磁石の側面に隣接して配置され、側面から放射される半
径方向磁束成分に応答する。
（従来技術） ホール効果センサーのようないくつかの知られた磁束
応答センサーは、近接センサーとして知られている。こ
のようなセンサーは、例えば、第１図に示すように、磁
石の存在の有無を検出するのに用いられる。これらのセ
ンサーは、センサーの感知面に加えられる磁束密度の変
化に依存する。
応答センサーは、近接センサーとして知られている。こ
のようなセンサーは、例えば、第１図に示すように、磁
石の存在の有無を検出するのに用いられる。これらのセ
ンサーは、センサーの感知面に加えられる磁束密度の変
化に依存する。
他の知られたホール効果センサーは、第２図に示すよ
うな鉄の羽根車の歯あるいは切欠きの存在の有無を検出
するため、広範囲の用途で使用されている。このような
センサーは組立体の中へ組み入れられ、例えば、ブレー
カーのない点火時期計測回路用に自動車産業で使用され
ている。この用途では、ホール効果センサー30は、キャ
リア38に取り付けられている。磁石34が感知面32から一
定距離のところに取り付けられ、空隙36を形成し、組立
体を形成している。この用途では、単数あるいは複数の
歯42を有する鉄羽根車40が空隙36に対して回転自在に取
り付けられており、歯42は、鉄羽根車40が回転するとき
に空隙36を通過する。歯42が空隙36にきたとき、磁場が
センサー30からそれて感知面に加わる磁束密度が変化す
る。この鉄羽根車の原理は、第４図及び第５図を参照し
て最も良く理解できる。第４図は、第２図に示す組立体
の、空隙36を横切る磁束パターンを示している。歯42が
ないときは、磁場は、センサー30の感知面32に直接加え
られる。第５図は、歯42が極面とセンサー30の感知面32
との間にきたときの状態を示している。この状態では、
歯42の磁気抵抗が空気の磁気抵抗よりもずっと小さいた
め、歯42は、ホール効果センサー30から磁場を遠ざけ
る。
うな鉄の羽根車の歯あるいは切欠きの存在の有無を検出
するため、広範囲の用途で使用されている。このような
センサーは組立体の中へ組み入れられ、例えば、ブレー
カーのない点火時期計測回路用に自動車産業で使用され
ている。この用途では、ホール効果センサー30は、キャ
リア38に取り付けられている。磁石34が感知面32から一
定距離のところに取り付けられ、空隙36を形成し、組立
体を形成している。この用途では、単数あるいは複数の
歯42を有する鉄羽根車40が空隙36に対して回転自在に取
り付けられており、歯42は、鉄羽根車40が回転するとき
に空隙36を通過する。歯42が空隙36にきたとき、磁場が
センサー30からそれて感知面に加わる磁束密度が変化す
る。この鉄羽根車の原理は、第４図及び第５図を参照し
て最も良く理解できる。第４図は、第２図に示す組立体
の、空隙36を横切る磁束パターンを示している。歯42が
ないときは、磁場は、センサー30の感知面32に直接加え
られる。第５図は、歯42が極面とセンサー30の感知面32
との間にきたときの状態を示している。この状態では、
歯42の磁気抵抗が空気の磁気抵抗よりもずっと小さいた
め、歯42は、ホール効果センサー30から磁場を遠ざけ
る。
第１図及び第２図に示す用途で用いるホール効果セン
サーは、磁束密度における変化の関数として作動する。
言い換えれば、ホール効果センサーは、所定の極性での
所定の磁束密度レベルに応答する。このようなレベルが
存在するとき、ホール効果センサーは、永久磁石体（第
１図）あるいは鉄物体（第２図）の存在の有無を示す出
力電圧信号を提供するであろう。従って、このようなホ
ール効果センサーは、典型的には、近接センサーとして
用いられる。
サーは、磁束密度における変化の関数として作動する。
言い換えれば、ホール効果センサーは、所定の極性での
所定の磁束密度レベルに応答する。このようなレベルが
存在するとき、ホール効果センサーは、永久磁石体（第
１図）あるいは鉄物体（第２図）の存在の有無を示す出
力電圧信号を提供するであろう。従って、このようなホ
ール効果センサーは、典型的には、近接センサーとして
用いられる。
第１図に示すホール効果センサーは、ホール効果セン
サーに対する磁石の動きに依存している。このような方
法は比較的不便であり、様々な技術上の困難性が存在す
る。例えば、回転部材を検出するためにはこのようなセ
ンサーを用いるためには、一連の磁石を、回転部材の周
囲に取り付けねばならないであろう。これは比較的高価
であり不便である。第２図に示すような用途は、鉄羽根
車、磁石及びセンサーの間の衝突を回避するため、空隙
に対して鉄羽根車をかなり正確に配置することが要求さ
れる。
サーに対する磁石の動きに依存している。このような方
法は比較的不便であり、様々な技術上の困難性が存在す
る。例えば、回転部材を検出するためにはこのようなセ
ンサーを用いるためには、一連の磁石を、回転部材の周
囲に取り付けねばならないであろう。これは比較的高価
であり不便である。第２図に示すような用途は、鉄羽根
車、磁石及びセンサーの間の衝突を回避するため、空隙
に対して鉄羽根車をかなり正確に配置することが要求さ
れる。
第３図は、鉄羽根の歯や切欠きを検出するのに用いる
従来のホール効果センサーの別の知られた用途を示して
いる。この用途では、磁石34の一方の極面が、組立体44
を形成するホール効果センサー30に隣接して配置され
る。組立体44は鉄羽根43に対して固定して取り付けられ
る。各々の歯45がセンサー30の感知面32の近傍を通過す
るとき、磁束が変化する。さらに詳しくは、歯45が感知
面32の近傍を通過するとき、磁束密度がセンサー30を通
って増加する。切欠き61（すなわち隣接する歯45の間の
領域）が感知面32の近傍にきたときは、感知面32に加わ
る磁束密度は減少する。かくして、このようなホール効
果センサー30は、歯45あるいは切欠き61の存在を表わす
出力電圧信号を提供することを可能にする。
従来のホール効果センサーの別の知られた用途を示して
いる。この用途では、磁石34の一方の極面が、組立体44
を形成するホール効果センサー30に隣接して配置され
る。組立体44は鉄羽根43に対して固定して取り付けられ
る。各々の歯45がセンサー30の感知面32の近傍を通過す
るとき、磁束が変化する。さらに詳しくは、歯45が感知
面32の近傍を通過するとき、磁束密度がセンサー30を通
って増加する。切欠き61（すなわち隣接する歯45の間の
領域）が感知面32の近傍にきたときは、感知面32に加わ
る磁束密度は減少する。かくして、このようなホール効
果センサー30は、歯45あるいは切欠き61の存在を表わす
出力電圧信号を提供することを可能にする。
しかしながら、第３図に示すようなときは、センサー
組立体が信号対雑音比が高い最終出力信号を提供するよ
うに、ホール効果センサー（及びMRE）が利用できる小
さな出力信号値を、さらに増幅することが望ましいこと
がしばしばある。このような増幅出力信号は、特定のフ
ィルター回路あるいは伝送ケーブルの必要性を軽減し、
かくして、全体の装置コストを小さくすることができ
る。従って、スプラグ型（Sprague type）UGN−3503Uに
みられるような周知のホール効果センサーは、出力電圧
信号をもっと高いレベルに上げる増幅器にコンデンサー
で接続される。接続されるコンデンサーは、抵抗容量時
定数によって現準化されているので、このようなホール
効果センサー組立体の出力は、時刻についての磁束密度
の変化を表わす出力電圧信号を提供する。従って、この
ようなホール効果センサー組立体は、速度が零あるいは
非常に高速の鉄羽根車の歯や切欠きを検出するのに用い
ることはできない。このような用途では、適当に作動さ
せても鉄製歯車の速度がコンデンサーの時定数に影響を
与えるであろう。従って、このようなホール効果センサ
ー組立体は近接センサーとして用いることはできない。
組立体が信号対雑音比が高い最終出力信号を提供するよ
うに、ホール効果センサー（及びMRE）が利用できる小
さな出力信号値を、さらに増幅することが望ましいこと
がしばしばある。このような増幅出力信号は、特定のフ
ィルター回路あるいは伝送ケーブルの必要性を軽減し、
かくして、全体の装置コストを小さくすることができ
る。従って、スプラグ型（Sprague type）UGN−3503Uに
みられるような周知のホール効果センサーは、出力電圧
信号をもっと高いレベルに上げる増幅器にコンデンサー
で接続される。接続されるコンデンサーは、抵抗容量時
定数によって現準化されているので、このようなホール
効果センサー組立体の出力は、時刻についての磁束密度
の変化を表わす出力電圧信号を提供する。従って、この
ようなホール効果センサー組立体は、速度が零あるいは
非常に高速の鉄羽根車の歯や切欠きを検出するのに用い
ることはできない。このような用途では、適当に作動さ
せても鉄製歯車の速度がコンデンサーの時定数に影響を
与えるであろう。従って、このようなホール効果センサ
ー組立体は近接センサーとして用いることはできない。
第１図乃至第３図に示した３つのホール効果センサー
の用途は、全て磁極面の磁性を利用している。言い換え
れば、磁極面から放射される磁束が、ホール効果センサ
ーを作動させるために必要な磁束密度を提供するのに用
いられる。しかし、磁極面においては、温度による磁束
密度変化が顕著であることが知られている。そのため、
このような装置は、自動車のトランスミッションやエン
ジンのような広範囲の温度環境で使用するときは、エラ
ー出力電圧信号を発生させることがある。
の用途は、全て磁極面の磁性を利用している。言い換え
れば、磁極面から放射される磁束が、ホール効果センサ
ーを作動させるために必要な磁束密度を提供するのに用
いられる。しかし、磁極面においては、温度による磁束
密度変化が顕著であることが知られている。そのため、
このような装置は、自動車のトランスミッションやエン
ジンのような広範囲の温度環境で使用するときは、エラ
ー出力電圧信号を発生させることがある。
（発明の効果） 本発明の目的は、従来技術に関連する問題を解決する
鉄物体センサー組立体を提供することである。
鉄物体センサー組立体を提供することである。
本発明の別の目的は、センサー組立体の近傍にきた鉄
製歯車の歯あるいは切欠きを感知することができる鉄物
体センサー組立体を提供することである。
製歯車の歯あるいは切欠きを感知することができる鉄物
体センサー組立体を提供することである。
本発明の別の目的は、センサーに対する磁石の移動を
利用しない鉄物体センサー組立体を提供することであ
る。
利用しない鉄物体センサー組立体を提供することであ
る。
さらに、本発明の別の目的は、近接センサーとして用
いることができる鉄物体センサー組立体を提供すること
ができる。
いることができる鉄物体センサー組立体を提供すること
ができる。
（発明の構成） 簡単には、本発明は、速度が零の鉄製羽根あるいは歯
車の歯あるいは切欠きの存在有無のような、様々な鉄物
体の感知が可能で、これら及び他の鉄物体の近接センサ
ーとして用いることもできる鉄物体センサー組立体に関
する。鉄物体センサー組立体は、感知面を有し、向い合
う磁極面の中間に、永久磁石の側面に隣接して配置さ
れ、前記側面にほぼ垂直な半径方向磁束成分が前記感知
面に加わるように、組立体を形成している磁束応答セン
サーから成る。鉄物体センサー組立体は、前記感知面に
加わる磁束密度の変化の関数として、電気出力信号を提
供する。センサー組立体の磁束応答センサーは磁極面に
配置されず、かつ、磁極面の磁束を実質的に利用しない
ため、温度による磁束密度変化は小さい。従って、出力
信号は、広い温度範囲で比較的安定している。本発明の
これら及び他の目的は、図面と図面の説明を参照して、
容易に理解できるであろう。
車の歯あるいは切欠きの存在有無のような、様々な鉄物
体の感知が可能で、これら及び他の鉄物体の近接センサ
ーとして用いることもできる鉄物体センサー組立体に関
する。鉄物体センサー組立体は、感知面を有し、向い合
う磁極面の中間に、永久磁石の側面に隣接して配置さ
れ、前記側面にほぼ垂直な半径方向磁束成分が前記感知
面に加わるように、組立体を形成している磁束応答セン
サーから成る。鉄物体センサー組立体は、前記感知面に
加わる磁束密度の変化の関数として、電気出力信号を提
供する。センサー組立体の磁束応答センサーは磁極面に
配置されず、かつ、磁極面の磁束を実質的に利用しない
ため、温度による磁束密度変化は小さい。従って、出力
信号は、広い温度範囲で比較的安定している。本発明の
これら及び他の目的は、図面と図面の説明を参照して、
容易に理解できるであろう。
（実施例） 様々な磁束応答センサーが知られており、ホール効果
センサー、ホール効果センサーから成る分割、ハイブリ
ッドあるいは集積回路、リードスイッチ、磁気抵抗要素
（MRE）、磁気抵抗センサー（MREを備えたハイブリッ
ド、分割あるいは集積回路のようなMRS）及び磁気軸線
接触スイッチなどがある。このようなセンサーは全て、
その感知面に加わる磁束密度の変化に応答して、電気出
力信号を発生する。
センサー、ホール効果センサーから成る分割、ハイブリ
ッドあるいは集積回路、リードスイッチ、磁気抵抗要素
（MRE）、磁気抵抗センサー（MREを備えたハイブリッ
ド、分割あるいは集積回路のようなMRS）及び磁気軸線
接触スイッチなどがある。このようなセンサーは全て、
その感知面に加わる磁束密度の変化に応答して、電気出
力信号を発生する。
例えば、ホール効果センサーは、半導体の磁場の影響
を利用している。さらに詳しくは、ホール効果センサー
では、半導体材料の薄いシートに一定電圧がかけられて
いれば、一定のホールバイアス電流が流れる。このよう
な半導体材料がホールバイアス電流の面にほぼ直角な磁
束線を有する磁場に置かれたとき、磁束密度に直接比例
する出力電圧が出力端子に生ずる。いくつかの知られた
ホール効果センサーは、集積回路（IC）の中に形成さ
れ、該回路は又、一定値の電流を供給するための電流レ
ギュレータと、電圧レギュレータと、信号調整回路と、
スイッチングタイプオペレーションのための出力トラン
ジスタとを備えていてもよい。
を利用している。さらに詳しくは、ホール効果センサー
では、半導体材料の薄いシートに一定電圧がかけられて
いれば、一定のホールバイアス電流が流れる。このよう
な半導体材料がホールバイアス電流の面にほぼ直角な磁
束線を有する磁場に置かれたとき、磁束密度に直接比例
する出力電圧が出力端子に生ずる。いくつかの知られた
ホール効果センサーは、集積回路（IC）の中に形成さ
れ、該回路は又、一定値の電流を供給するための電流レ
ギュレータと、電圧レギュレータと、信号調整回路と、
スイッチングタイプオペレーションのための出力トラン
ジスタとを備えていてもよい。
ここで用いるときは、「ホール効果IC」という述語
は、（前に定義した）ホール効果センサーと、スプラグ
モデルUGN−3040のような集積回路パッケージに設けら
れている増幅器、信号調整回路のような他の回路機構と
を組み入れたデバイスのことをいう。ホール効果組立体
とは、永久磁石及び他の部品と組み合わせたホール効果
IC（あるいは、ホール効果センサーそのもの、あるいは
ホール効果ICと等価なものを形成するハイブリッド回路
を備えたホール効果センサー）のことをいう。
は、（前に定義した）ホール効果センサーと、スプラグ
モデルUGN−3040のような集積回路パッケージに設けら
れている増幅器、信号調整回路のような他の回路機構と
を組み入れたデバイスのことをいう。ホール効果組立体
とは、永久磁石及び他の部品と組み合わせたホール効果
IC（あるいは、ホール効果センサーそのもの、あるいは
ホール効果ICと等価なものを形成するハイブリッド回路
を備えたホール効果センサー）のことをいう。
鉄物体センサー組立体とは、磁束応答センサーと永久
磁石との組み合わせをいい、磁束集中手段や電子回路機
構を備えていてもよい。鉄物体センサー組立体という述
語は、分割部品、集積回路、厚膜、薄膜技術あるいはそ
の組み合わせを備えた組み合わせの様々な実施態様を包
含することを意図するものである。
磁石との組み合わせをいい、磁束集中手段や電子回路機
構を備えていてもよい。鉄物体センサー組立体という述
語は、分割部品、集積回路、厚膜、薄膜技術あるいはそ
の組み合わせを備えた組み合わせの様々な実施態様を包
含することを意図するものである。
ここで用いるときは、磁気軸線55とは、第７図に示す
ように、向い合う磁極面の間の長手方向軸線のことをい
う。又、永久磁石34が、向い合う磁極面Ｐ′及びＰ″と
ともに示されている。これらの表示は、いずれかの極面
がＮ極、あるいはＳ極であることを示すために、一貫し
て用いられる。
ように、向い合う磁極面の間の長手方向軸線のことをい
う。又、永久磁石34が、向い合う磁極面Ｐ′及びＰ″と
ともに示されている。これらの表示は、いずれかの極面
がＮ極、あるいはＳ極であることを示すために、一貫し
て用いられる。
ホール効果ICの利用は様々である。例えば、磁場があ
るときに作動し、磁場が取り除かれたときに作動しなく
なるスイッチングタイプのホール効果ICがある。ホール
効果ICの別の種類は、ラッチングタイプデバイスであ
る。このデバイスでは、ICは、所定の極性の磁場がある
ときに作動して、反対の極性の磁場があるときに作動し
なくなる。又、加えられた磁場の変化に正比例して出力
電圧信号を発生するリニアホール効果ICがある。当業者
によって理解されるように、本発明の原理は、全ての種
類のホール効果センサー及びホール効果ICに適用でき
る。
るときに作動し、磁場が取り除かれたときに作動しなく
なるスイッチングタイプのホール効果ICがある。ホール
効果ICの別の種類は、ラッチングタイプデバイスであ
る。このデバイスでは、ICは、所定の極性の磁場がある
ときに作動して、反対の極性の磁場があるときに作動し
なくなる。又、加えられた磁場の変化に正比例して出力
電圧信号を発生するリニアホール効果ICがある。当業者
によって理解されるように、本発明の原理は、全ての種
類のホール効果センサー及びホール効果ICに適用でき
る。
第３図に示す鉄物体を感知するために用いるホール効
果センサーとICの周知の用途では、このようなデバイス
は適当な作動に対する極面磁気を利用している。極面磁
気とは、永久磁石の極面の一つからホール効果センサー
30の感知面32を通る磁場の方向をいう。当業者に周知の
ように、極面磁気は温度変化に敏感である。例えば、自
動車のトランスミッションや点火時期回路にホール効果
ICが用いられる用途では、このようなセンサーは、広い
温度範囲がこのような用途の磁束密度に影響を与える結
果、様々な応答を発生する。本発明によるホール効果組
立体は、温度によって比較的影響を受けない鉄物体セン
サー組立体を提供することによって、この問題を軽減し
ている。本発明による組立体のホール効果センサーは、
第３図に示すような知られた用途のように、極面磁気を
直接利用するものではなく、両極面の中間の、永久磁石
の側面から出ている磁気を利用している。
果センサーとICの周知の用途では、このようなデバイス
は適当な作動に対する極面磁気を利用している。極面磁
気とは、永久磁石の極面の一つからホール効果センサー
30の感知面32を通る磁場の方向をいう。当業者に周知の
ように、極面磁気は温度変化に敏感である。例えば、自
動車のトランスミッションや点火時期回路にホール効果
ICが用いられる用途では、このようなセンサーは、広い
温度範囲がこのような用途の磁束密度に影響を与える結
果、様々な応答を発生する。本発明によるホール効果組
立体は、温度によって比較的影響を受けない鉄物体セン
サー組立体を提供することによって、この問題を軽減し
ている。本発明による組立体のホール効果センサーは、
第３図に示すような知られた用途のように、極面磁気を
直接利用するものではなく、両極面の中間の、永久磁石
の側面から出ている磁気を利用している。
第６図及び第７図について説明する。鉄物体センサー
組立体50の２つの実施例が示されている。本発明の原理
は、複数のリード電気回路、あるいは３つのリードホー
ル効果ICと組み合わせたホール効果センサーに同様に適
用できることを理解しなければならない。ここでは、簡
略化のため、ホール効果ICのみを説明し図示する。鉄物
体センサー組立体50は、スプラグモデルUGN−3131、UGN
−3050や、シーメンス（Siemnes）TLE4903Fのような従
来のホール効果IC30と、永久磁石34とを備えている。こ
のようなホール効果ICは、以前は、第１図及び第２図に
示すような用途でのみ用いられてきた。これらのホール
効果IC30は、以前は、第３図に示すような組立体44のよ
うな配置のときに、用いられていない。スプラグモデル
UGN−3503Uのような他の知られたホール効果ICは、この
ような用途で従来から用いられていた。しかし、多くの
用途では比較的センサー出力信号が小さいため、このよ
うなICは、概ね、出力電圧信号を上げるために用いる増
幅器と、その増幅器に接続される分割コンデンサーとを
備えたホール効果センサーを有している。しかし、接続
コンデンサーを用いることにより、ホール効果ICは、時
間に関する磁束密度の変化に応答するようにする。従っ
て、第３図のような用途では、このような従来のホール
効果ICは、コンデンサーで増幅器に接続されていて、鉄
製歯車が非常にゆっくりあるいは静止しているときは、
即座に出力電圧信号を提供することができない。
組立体50の２つの実施例が示されている。本発明の原理
は、複数のリード電気回路、あるいは３つのリードホー
ル効果ICと組み合わせたホール効果センサーに同様に適
用できることを理解しなければならない。ここでは、簡
略化のため、ホール効果ICのみを説明し図示する。鉄物
体センサー組立体50は、スプラグモデルUGN−3131、UGN
−3050や、シーメンス（Siemnes）TLE4903Fのような従
来のホール効果IC30と、永久磁石34とを備えている。こ
のようなホール効果ICは、以前は、第１図及び第２図に
示すような用途でのみ用いられてきた。これらのホール
効果IC30は、以前は、第３図に示すような組立体44のよ
うな配置のときに、用いられていない。スプラグモデル
UGN−3503Uのような他の知られたホール効果ICは、この
ような用途で従来から用いられていた。しかし、多くの
用途では比較的センサー出力信号が小さいため、このよ
うなICは、概ね、出力電圧信号を上げるために用いる増
幅器と、その増幅器に接続される分割コンデンサーとを
備えたホール効果センサーを有している。しかし、接続
コンデンサーを用いることにより、ホール効果ICは、時
間に関する磁束密度の変化に応答するようにする。従っ
て、第３図のような用途では、このような従来のホール
効果ICは、コンデンサーで増幅器に接続されていて、鉄
製歯車が非常にゆっくりあるいは静止しているときは、
即座に出力電圧信号を提供することができない。
本発明は、接続コンデンサーを備えていないスプラグ
モデルUGN−3131、UGN−3050、あるいはシーメンスモデ
ルTLE4903Fのようなホール効果IC30を用いることによっ
て、この問題を解決している。接続コンデンサーを省く
ことによって、本発明による鉄物体センサー組立体50
は、回転自在に取り付けられた鉄製歯車43の歯45あるい
は切欠き61の存在の有無を、比較的速度が遅い、又は速
度が零のときでも検出することができ、従って、目標物
を動かさずに、即座に適当な出力を提供する近接センサ
ーとしても機能する。
モデルUGN−3131、UGN−3050、あるいはシーメンスモデ
ルTLE4903Fのようなホール効果IC30を用いることによっ
て、この問題を解決している。接続コンデンサーを省く
ことによって、本発明による鉄物体センサー組立体50
は、回転自在に取り付けられた鉄製歯車43の歯45あるい
は切欠き61の存在の有無を、比較的速度が遅い、又は速
度が零のときでも検出することができ、従って、目標物
を動かさずに、即座に適当な出力を提供する近接センサ
ーとしても機能する。
本発明の作動原理は、第８図及び第９図を参照して最
も良く理解できる。第８図は、従来の永久磁石34の向い
合う磁極面の間の磁場パターンを描いたものである。永
久磁石34は両極面Ｐ′、Ｐ″を備えており、磁気軸線55
はほぼ向い合う磁極面Ｐ′、Ｐ″に垂直である。第８図
に示されているように、半径方向すなわち法線方向磁束
成分（磁気軸線55にほぼ垂直な成分）は、鉄物体によっ
て影響を受けていないときは、磁石34のほぼ中間点に位
置する。L1で示された磁石表面における中立面で零であ
る。又、磁束密度の半径方向成分は、第14図に示すよう
に、磁極面に向かうにつれて、反対の極性で増加するこ
とがわかる。
も良く理解できる。第８図は、従来の永久磁石34の向い
合う磁極面の間の磁場パターンを描いたものである。永
久磁石34は両極面Ｐ′、Ｐ″を備えており、磁気軸線55
はほぼ向い合う磁極面Ｐ′、Ｐ″に垂直である。第８図
に示されているように、半径方向すなわち法線方向磁束
成分（磁気軸線55にほぼ垂直な成分）は、鉄物体によっ
て影響を受けていないときは、磁石34のほぼ中間点に位
置する。L1で示された磁石表面における中立面で零であ
る。又、磁束密度の半径方向成分は、第14図に示すよう
に、磁極面に向かうにつれて、反対の極性で増加するこ
とがわかる。
鉄物体が磁極面Ｐ′あるいはＰ″に接近すると、中立
面は、鉄物体の方向の第９図のL2で示す位置に移動す
る。鉄物体が磁極面から移動して離れたときは、中立面
は、元の位置L1に戻る。前述の説明に基いて、中立帯L1
と向い合う磁極面との間の、磁石の側面に沿った位置に
おける磁束密度は、鉄物体が、向き合う磁極の一方に接
近して移動したとき、比較的大きな変化を受ける。本発
明の原理は、磁石の側面に沿って見られるこの現象を、
磁束応答センサーに利用したものである。
面は、鉄物体の方向の第９図のL2で示す位置に移動す
る。鉄物体が磁極面から移動して離れたときは、中立面
は、元の位置L1に戻る。前述の説明に基いて、中立帯L1
と向い合う磁極面との間の、磁石の側面に沿った位置に
おける磁束密度は、鉄物体が、向き合う磁極の一方に接
近して移動したとき、比較的大きな変化を受ける。本発
明の原理は、磁石の側面に沿って見られるこの現象を、
磁束応答センサーに利用したものである。
よく知られた磁束応答センサーでは、このようなセン
サー組立体が実質的にホール効果センサーに向けられた
磁極面磁気を利用しているため、温度変化は、正しい機
能に悪い影響を与える。向い合う磁極の中間にある磁石
の側面では、磁石の温度変化による磁束密度変化は小さ
い。本発明による鉄物体センサーは、温度変化による影
響が比較的小さな出力信号を提供するため、向い合う磁
極の中間の永久磁石の側面から出ている磁束密度の半径
方向成分を実質的に利用している。
サー組立体が実質的にホール効果センサーに向けられた
磁極面磁気を利用しているため、温度変化は、正しい機
能に悪い影響を与える。向い合う磁極の中間にある磁石
の側面では、磁石の温度変化による磁束密度変化は小さ
い。本発明による鉄物体センサーは、温度変化による影
響が比較的小さな出力信号を提供するため、向い合う磁
極の中間の永久磁石の側面から出ている磁束密度の半径
方向成分を実質的に利用している。
鉄物体センサー50の一実施例を第６図及び第７図に示
す。この実施例は、向い合う磁極面の間の永久磁石34の
側面に取り付けられた、感知面32を有する、スプラグモ
デルUGN−3131、UGN−3050あるいはシーメンスモデルTL
E4903Fのようなホール効果IC30を備えており、その結
果、前記感知面32は、半径方向磁束成分にほぼ垂直とな
る。ICに必要な磁束密度レベルに応じて、ホール効果IC
30は、中立面と一方の磁極面との間で磁束密度が要求を
満たす位置に配置されてもよい。
す。この実施例は、向い合う磁極面の間の永久磁石34の
側面に取り付けられた、感知面32を有する、スプラグモ
デルUGN−3131、UGN−3050あるいはシーメンスモデルTL
E4903Fのようなホール効果IC30を備えており、その結
果、前記感知面32は、半径方向磁束成分にほぼ垂直とな
る。ICに必要な磁束密度レベルに応じて、ホール効果IC
30は、中立面と一方の磁極面との間で磁束密度が要求を
満たす位置に配置されてもよい。
鉄物体センサー組立体50がデジタル出力信号を提供す
るための限界値デバイスとして用いられるときは、向い
合う磁極の中間の磁石34の側面に沿って、ホール効果IC
30の感知面32が作動可能な位置を決定する必要がある。
さらに詳しくは、ホール効果ICを、制止抵抗を介して発
光ダイオード（LED）に電気的に接続する。もしホール
効果IC30が磁石34の適当な磁性の比較的高い磁束密度域
近傍に最初に配置されたときは、LEDは発光するであろ
う。次いで、ホール効果IC30を中立面L1の方向へLEDが
消えるまで移動し、その位置で離す。鉄物体が磁極面の
近くにきたときは、ホール効果ICの電気出力信号が変化
しなければならない。しかし、もし磁束密度の変化が、
有用な出力変化を発生させるのに十分でないときは、磁
石を、もっと大きなエネルギーをもつ磁石に交換し、次
いで、センサーを再配置して前述の手順を繰り返さなけ
ればならない。
るための限界値デバイスとして用いられるときは、向い
合う磁極の中間の磁石34の側面に沿って、ホール効果IC
30の感知面32が作動可能な位置を決定する必要がある。
さらに詳しくは、ホール効果ICを、制止抵抗を介して発
光ダイオード（LED）に電気的に接続する。もしホール
効果IC30が磁石34の適当な磁性の比較的高い磁束密度域
近傍に最初に配置されたときは、LEDは発光するであろ
う。次いで、ホール効果IC30を中立面L1の方向へLEDが
消えるまで移動し、その位置で離す。鉄物体が磁極面の
近くにきたときは、ホール効果ICの電気出力信号が変化
しなければならない。しかし、もし磁束密度の変化が、
有用な出力変化を発生させるのに十分でないときは、磁
石を、もっと大きなエネルギーをもつ磁石に交換し、次
いで、センサーを再配置して前述の手順を繰り返さなけ
ればならない。
鉄物体センサー組立体が線形出力信号を提供するよう
に用いられるときは、ホール効果センサー、線形ホール
効果IC、MRE、線形MRS等の線形センサーが用いられる。
このような線形センサーの出力は、各々によって、出力
信号値がわずかに変化する。本発明の重要な利点は、磁
石の側面に沿った感知位置としているため、センサー組
立体の最終的な出力信号値が所望の値に修正されるま
で、磁気軸線55に平行な側面に沿ってセンサーの位置を
調整することができることである。この簡易な位置調整
は、個々のセンサーの種類によって生ずるであろう最終
的な出力信号値のエラーを少なくする。
に用いられるときは、ホール効果センサー、線形ホール
効果IC、MRE、線形MRS等の線形センサーが用いられる。
このような線形センサーの出力は、各々によって、出力
信号値がわずかに変化する。本発明の重要な利点は、磁
石の側面に沿った感知位置としているため、センサー組
立体の最終的な出力信号値が所望の値に修正されるま
で、磁気軸線55に平行な側面に沿ってセンサーの位置を
調整することができることである。この簡易な位置調整
は、個々のセンサーの種類によって生ずるであろう最終
的な出力信号値のエラーを少なくする。
ホール効果IC30あるいは他の磁束応答センサーは、エ
ポキシあるいは他の知られた通常の接着材で磁石34の側
面に取り付けてもよい。磁束集中手段、すなわち鉄片54
が、感知範囲を最適化し、あるいは組立体の空隙を最大
にするために、磁束応答センサーに向かう磁束を高めた
り、あるいは低減したりするのに用いられてもよい。鉄
片54は、接着材のような周知手段で磁束応答センサーに
取り付けられてもよい。
ポキシあるいは他の知られた通常の接着材で磁石34の側
面に取り付けてもよい。磁束集中手段、すなわち鉄片54
が、感知範囲を最適化し、あるいは組立体の空隙を最大
にするために、磁束応答センサーに向かう磁束を高めた
り、あるいは低減したりするのに用いられてもよい。鉄
片54は、接着材のような周知手段で磁束応答センサーに
取り付けられてもよい。
鉄片54、永久磁石34及び磁束応答センサー30は又、プ
ラスチック、セラミック、紙、繊維、あるいは金属で形
成されたキャリア38や、良く知られた様々な接着剤や、
テープや、収縮チューブのような様々なキャリアから成
る手段によって相互に配置されてもよい。部品を配置す
るのにカプセル封入物を用いてもよい。鉄物体センサー
組立体50は又、封入コンパウンドあるいは嵌込みコンパ
ウンドとともにあるいは、それらを用いずに、プラスチ
ック、金属、セラミックあるいは紙繊維ハウジング58で
取り囲んで保護してもよい。鉄物体センサー組立体は
又、熱硬化性あるいは、熱可塑性材料で鋳造され、オー
バー成形され、あるいはインサート成形されてもよい。
ラスチック、セラミック、紙、繊維、あるいは金属で形
成されたキャリア38や、良く知られた様々な接着剤や、
テープや、収縮チューブのような様々なキャリアから成
る手段によって相互に配置されてもよい。部品を配置す
るのにカプセル封入物を用いてもよい。鉄物体センサー
組立体50は又、封入コンパウンドあるいは嵌込みコンパ
ウンドとともにあるいは、それらを用いずに、プラスチ
ック、金属、セラミックあるいは紙繊維ハウジング58で
取り囲んで保護してもよい。鉄物体センサー組立体は
又、熱硬化性あるいは、熱可塑性材料で鋳造され、オー
バー成形され、あるいはインサート成形されてもよい。
本発明による鉄物体センサー組立体は第10図乃至第12
図に示すように様々な用途で用いることができる。第10
図では、ホール効果センサー組立体50は、目標鉄物体56
の近接感知を行なうため、近接センサーとして用いられ
ている。図示されているように、目標鉄物体56は、磁気
軸線55に平行あるいは垂直な方向のどちらに動いてもよ
い。
図に示すように様々な用途で用いることができる。第10
図では、ホール効果センサー組立体50は、目標鉄物体56
の近接感知を行なうため、近接センサーとして用いられ
ている。図示されているように、目標鉄物体56は、磁気
軸線55に平行あるいは垂直な方向のどちらに動いてもよ
い。
第11図及び第11図は、回転軸線が磁気軸線55にほぼ垂
直である回転鉄物体の感知を示しているが、回転軸線が
磁気軸線とほぼ平行であるときの本発明の原理を、同様
に適用できる。
直である回転鉄物体の感知を示しているが、回転軸線が
磁気軸線とほぼ平行であるときの本発明の原理を、同様
に適用できる。
第11図では、鉄物体センサー組立体50は、鉄製歯車43
の歯45の存在の有無を検出するのに用いられる。この用
途で普通用いる鉄物体センサーは内部あるいは分割コン
デンサーを用いているのと異なり、本発明による鉄物体
センサー組立体は、第12図に示しているように、鉄歯車
43の歯45の有無を検出することができる。
の歯45の存在の有無を検出するのに用いられる。この用
途で普通用いる鉄物体センサーは内部あるいは分割コン
デンサーを用いているのと異なり、本発明による鉄物体
センサー組立体は、第12図に示しているように、鉄歯車
43の歯45の有無を検出することができる。
第６図及び第７図に示すように、棒すなわち円筒磁石
34が使用できる。しかし、永久磁石34の断面は本発明の
実施には重要ではないことは、当業者にとって明らかで
ある。さらに詳しくは、Ｄ形、円形、矩形、不規則形な
どのような様々な断面を有していて、両端で第13図に示
すような磁極面で磁性を帯びている磁石34を用いてもよ
い。又、磁石34の断面は、磁気軸線55に沿って均一であ
る必要はない。又、例えば、先細形、たる形でもよい。
34が使用できる。しかし、永久磁石34の断面は本発明の
実施には重要ではないことは、当業者にとって明らかで
ある。さらに詳しくは、Ｄ形、円形、矩形、不規則形な
どのような様々な断面を有していて、両端で第13図に示
すような磁極面で磁性を帯びている磁石34を用いてもよ
い。又、磁石34の断面は、磁気軸線55に沿って均一であ
る必要はない。又、例えば、先細形、たる形でもよい。
ホール効果センサーを使った実施例に加えて、本発明
の原理は又、リードスイッチ、磁気で変化自在な抵抗要
素（MRE）、磁気で変化自在な抵抗センサー（MRS）、磁
気軸線接触スイッチ等のような様々な他の磁束応答セン
サーにも適用できる。
の原理は又、リードスイッチ、磁気で変化自在な抵抗要
素（MRE）、磁気で変化自在な抵抗センサー（MRS）、磁
気軸線接触スイッチ等のような様々な他の磁束応答セン
サーにも適用できる。
第15図は、磁束応答センサーにリードスイッチ100を
利用した代わりの実施例を示している。リードスイッチ
100は、ハウジング103に配置された、磁性材料で形成さ
れている一対のリード部材102を備えている。リード部
材102は端部104が（第15図に示すように）わずかに重な
るように配置され、小さな空隙で隔てられて接触部を形
成する。他端106は、リードスイッチ100が外部の電気回
路（図示せず）に接続できるように電気端子を形成す
る。
利用した代わりの実施例を示している。リードスイッチ
100は、ハウジング103に配置された、磁性材料で形成さ
れている一対のリード部材102を備えている。リード部
材102は端部104が（第15図に示すように）わずかに重な
るように配置され、小さな空隙で隔てられて接触部を形
成する。他端106は、リードスイッチ100が外部の電気回
路（図示せず）に接続できるように電気端子を形成す
る。
本発明により、リードスイッチ100は、その感知面32
（第15図）が磁気軸線55にほぼ垂直になるように配置さ
れる。従って、リードスイッチ100は、長手方向軸線107
が磁気軸線55とほぼ垂直になるように、磁石34の磁極面
の中間面に隣接して配置される。さらに、リードスイッ
チ100は、第15図で示すように、一方のリード部材102の
みがそのほとんどの長さを磁石34の頂部面110の平面の
下方にくるように配置される。さらに詳しくは、リード
スイッチ100は、接触点、すなわち、リード部材102が重
なる位置が、磁石34の頂部面110の平面の上方にくるよ
うに配置される。リードスイッチ100は、磁極面Ｐ′あ
るいはＰ″に遠ざかりあるいは接近して動く目標鉄物体
によって生ずる磁束密度の変化に応答してリードスイッ
チ100を開閉することができるように、向い合う磁極面
の中間の磁石表面に沿った適当な位置に配置される。
（第15図）が磁気軸線55にほぼ垂直になるように配置さ
れる。従って、リードスイッチ100は、長手方向軸線107
が磁気軸線55とほぼ垂直になるように、磁石34の磁極面
の中間面に隣接して配置される。さらに、リードスイッ
チ100は、第15図で示すように、一方のリード部材102の
みがそのほとんどの長さを磁石34の頂部面110の平面の
下方にくるように配置される。さらに詳しくは、リード
スイッチ100は、接触点、すなわち、リード部材102が重
なる位置が、磁石34の頂部面110の平面の上方にくるよ
うに配置される。リードスイッチ100は、磁極面Ｐ′あ
るいはＰ″に遠ざかりあるいは接近して動く目標鉄物体
によって生ずる磁束密度の変化に応答してリードスイッ
チ100を開閉することができるように、向い合う磁極面
の中間の磁石表面に沿った適当な位置に配置される。
第16図、第17図及び第18図は、（磁気抵抗要素すなわ
ちMREとしても知られている）磁気で変化する抵抗要素
や、MREと電子回路とを備えた磁気抵抗センサー（MRS）
を利用した他の代わりの実施例を示したものである。さ
らに詳しくは、第16図はMRE112を示しており、小さな矢
印は要素の内部磁化方向を、矢印114は外部磁場をかけ
る方向を示している。MRE112の感知面32は、第16図乃至
第18図に示すように、表面116に平行である。言いかえ
れば、第18図にさらに明快に示されているように、感知
面32は磁気軸線56に垂直に向けられている。これらのデ
バイスでは、リードスイッチと同様、作動は磁束密度の
半径方向成分に基いている。
ちMREとしても知られている）磁気で変化する抵抗要素
や、MREと電子回路とを備えた磁気抵抗センサー（MRS）
を利用した他の代わりの実施例を示したものである。さ
らに詳しくは、第16図はMRE112を示しており、小さな矢
印は要素の内部磁化方向を、矢印114は外部磁場をかけ
る方向を示している。MRE112の感知面32は、第16図乃至
第18図に示すように、表面116に平行である。言いかえ
れば、第18図にさらに明快に示されているように、感知
面32は磁気軸線56に垂直に向けられている。これらのデ
バイスでは、リードスイッチと同様、作動は磁束密度の
半径方向成分に基いている。
第19図は感知面32を有する軸線方向接触スイッチ114
を示している。第20図は、感知面32を有する磁気リーフ
スイッチ118を示す別の実施例を示している。これらの
実施例ではともに、センサーは、感知面32が向い合う磁
極の中間の磁石表面から出る磁束密度の半径方向成分に
平行になり、それらの感知面が磁気軸線55に垂直になる
ように配置されることが重要である。これらのセンサー
組立体や磁気軸線に沿ったセンサー組立体の位置決め
は、前述した内容と同様である。
を示している。第20図は、感知面32を有する磁気リーフ
スイッチ118を示す別の実施例を示している。これらの
実施例ではともに、センサーは、感知面32が向い合う磁
極の中間の磁石表面から出る磁束密度の半径方向成分に
平行になり、それらの感知面が磁気軸線55に垂直になる
ように配置されることが重要である。これらのセンサー
組立体や磁気軸線に沿ったセンサー組立体の位置決め
は、前述した内容と同様である。
本発明による鉄物体センサー組立体の作動を示すた
め、約0.5cm（0.2インチ）×0.5cm、磁気軸線55で0.64c
m（0.25インチ）の寸法を有し、約3550ガウスの強度を
もつ棒磁石34が、線形ホール効果IC、例えば、スプラグ
から販売されているモデルUGN3503とともに使用され
た。磁石34の端面から強磁性体56が次に示す距離だけ離
れた場合のホール効果ICの出力は、以下の表１に示され
た通りである。
め、約0.5cm（0.2インチ）×0.5cm、磁気軸線55で0.64c
m（0.25インチ）の寸法を有し、約3550ガウスの強度を
もつ棒磁石34が、線形ホール効果IC、例えば、スプラグ
から販売されているモデルUGN3503とともに使用され
た。磁石34の端面から強磁性体56が次に示す距離だけ離
れた場合のホール効果ICの出力は、以下の表１に示され
た通りである。
この磁気近接センサーの範囲が拡がる第６図の磁束集
中体54の効果を示すため、次の表２に、磁石34の端面か
ら強磁性体56が所定の距離だけ離れた前述のホール効果
ICの出力信号を示す。
中体54の効果を示すため、次の表２に、磁石34の端面か
ら強磁性体56が所定の距離だけ離れた前述のホール効果
ICの出力信号を示す。
ここで、磁束集中体は、直径約0.4cm（0.15イン
チ）、長さ約0.7cm（0.275インチ）の円筒形であった。
チ）、長さ約0.7cm（0.275インチ）の円筒形であった。
感知面32にほぼ垂直な磁束密度を増加させると、その
感知位置での磁束密度の変化の値を一定にしたまま、磁
極面の端部と目標物との空隙を増加させることができ
る。従って、鉄物体センサー組立体の有効作動範囲を増
加させることによって、目標鉄物体と鉄物体センサー組
立体との間の比較的正確な取り付けの必要性が減少す
る。
感知位置での磁束密度の変化の値を一定にしたまま、磁
極面の端部と目標物との空隙を増加させることができ
る。従って、鉄物体センサー組立体の有効作動範囲を増
加させることによって、目標鉄物体と鉄物体センサー組
立体との間の比較的正確な取り付けの必要性が減少す
る。
かくして、速度が零の鉄物体の存在の有無を検出可能
な新規な鉄物体センサー組立体が説明された。本発明
は、リードスイッチのような様々な異なる実施態様で実
施することが可能であり、その全てが特許請求の範囲及
び精神に含まれる。
な新規な鉄物体センサー組立体が説明された。本発明
は、リードスイッチのような様々な異なる実施態様で実
施することが可能であり、その全てが特許請求の範囲及
び精神に含まれる。
第１図は、磁石の動きを利用した従来のホール効果セン
サーを示す斜視図である。 第２図は、磁石がホール効果センサーから隔てられて、
鉄羽根車の歯が通過する空隙を形成している、ホール効
果組立体の別の従来用途を示す斜視図である。 第３図は、鉄車の歯あるいは切欠きの存在を感知するた
めの、ホール効果組立体の別の従来用途を示す斜視図で
ある。 第４図は、第２図の磁石とホール効果センサー組立体と
の間の空隙を横切る磁場パターンを示す図である。 第５図は、鉄の歯が磁石とホール効果センサーの間にき
たときの、第４図の磁場パターンを示す図である。 第６図は、ホール効果センサーを備える、本発明による
鉄物体センサー組立体の実施例を示す斜視図である。 第７図は、第６図に示した鉄物体センサー組立体の別の
実施例を示す斜視図である。 第８図は、永久磁石の磁場パターンを示す図である。 第９図は、極面近傍に鉄物体があるときの、永久磁石の
磁場パターンを示す図である。 第10図は、鉄物体の近接センサーとして用いた、本発明
による鉄物体センサー組立体を示す図である。 第11図は、鉄車の歯を感知するために用いた、本発明に
よる鉄物体センサーを示す図である。 第12図は、鉄車の切欠きを感知するために用いた、本発
明による鉄物体センサーを示す図である。 第13図は、本発明によって提案されたホール効果センサ
ーの一部を形成するのに用いることができる磁石の様々
な形状のいくつかを示した図である。 第14図は、磁石の軸線に平行で磁石側面に沿った位置に
対する、垂直軸線に均一な断面を有する磁石表面におけ
る磁束密度の半径方向成分を示すグラフである。 第15図は、リードスイッチを備えた本発明の別の実施例
の斜視図である。 第16図は、磁気抵抗要素（MRE）を利用した、本発明の
別の実施例の斜視図であり、小さな矢印は、外部の磁束
が存在するときの要素の磁化方向を示している。 第17図は、MREを組み入れた磁気抵抗センサー（MRS）の
立面図である。 第18図は、MRSを備えた本発明の別の実施例の斜視図で
ある。 第19図は、軸線方向接触スイッチを備えた本発明の別の
実施例の斜視図である。 第20図は、マグネティックリーフスイッチを備えた本発
明の別の実施例の斜視図である。 30……センサー手段、 32……感知面、 34……永久磁石、 43……歯車、 45……歯、 50……センサー組立体、 54……鉄片、 55……磁気軸線、 61……切欠き、 Ｐ′、Ｐ″……磁極面。
サーを示す斜視図である。 第２図は、磁石がホール効果センサーから隔てられて、
鉄羽根車の歯が通過する空隙を形成している、ホール効
果組立体の別の従来用途を示す斜視図である。 第３図は、鉄車の歯あるいは切欠きの存在を感知するた
めの、ホール効果組立体の別の従来用途を示す斜視図で
ある。 第４図は、第２図の磁石とホール効果センサー組立体と
の間の空隙を横切る磁場パターンを示す図である。 第５図は、鉄の歯が磁石とホール効果センサーの間にき
たときの、第４図の磁場パターンを示す図である。 第６図は、ホール効果センサーを備える、本発明による
鉄物体センサー組立体の実施例を示す斜視図である。 第７図は、第６図に示した鉄物体センサー組立体の別の
実施例を示す斜視図である。 第８図は、永久磁石の磁場パターンを示す図である。 第９図は、極面近傍に鉄物体があるときの、永久磁石の
磁場パターンを示す図である。 第10図は、鉄物体の近接センサーとして用いた、本発明
による鉄物体センサー組立体を示す図である。 第11図は、鉄車の歯を感知するために用いた、本発明に
よる鉄物体センサーを示す図である。 第12図は、鉄車の切欠きを感知するために用いた、本発
明による鉄物体センサーを示す図である。 第13図は、本発明によって提案されたホール効果センサ
ーの一部を形成するのに用いることができる磁石の様々
な形状のいくつかを示した図である。 第14図は、磁石の軸線に平行で磁石側面に沿った位置に
対する、垂直軸線に均一な断面を有する磁石表面におけ
る磁束密度の半径方向成分を示すグラフである。 第15図は、リードスイッチを備えた本発明の別の実施例
の斜視図である。 第16図は、磁気抵抗要素（MRE）を利用した、本発明の
別の実施例の斜視図であり、小さな矢印は、外部の磁束
が存在するときの要素の磁化方向を示している。 第17図は、MREを組み入れた磁気抵抗センサー（MRS）の
立面図である。 第18図は、MRSを備えた本発明の別の実施例の斜視図で
ある。 第19図は、軸線方向接触スイッチを備えた本発明の別の
実施例の斜視図である。 第20図は、マグネティックリーフスイッチを備えた本発
明の別の実施例の斜視図である。 30……センサー手段、 32……感知面、 34……永久磁石、 43……歯車、 45……歯、 50……センサー組立体、 54……鉄片、 55……磁気軸線、 61……切欠き、 Ｐ′、Ｐ″……磁極面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 英国公開817553（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34
Claims (17)
- 【請求項１】感知面（32）に加わる磁束を感知し、前記
感知面（32）に加わる磁束密度の変化の関数として出力
電圧信号を発生させるための、単数あるいは複数の感知
面（32）を有するセンサー手段（30、100、112、114、1
18）と、 向い合う磁極面（Ｐ′及びＰ″）を結ぶ磁気軸線（55）
を有する、前記センサー手段（30、100、112、114、11
8）に磁束を供給するための永久磁石（34）とから成
り、前記センサー手段（30、100、112、114、118）が前
記向い合う磁極面（Ｐ′及びＰ″）の中間の前記磁石
（34）の側面に取り付けられていることを特徴とする、
自動車に用いるための鉄物体近接センサー組立体（5
0）。 - 【請求項２】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）にしっかりと取り付けられた鉄片（54）をさらに備
えることを特徴とする請求項（１）に記載の鉄物体近接
センサー組立体（50）。 - 【請求項３】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）が接着剤で前記磁石（34）に取り付けられているこ
とを特徴とする請求項（１）に記載の鉄物体近接センサ
ー組立体（50）。 - 【請求項４】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）がホール効果センサー（30）から成ることを特徴と
する請求項（１）に記載の鉄物体近接センサー組立体
（50）。 - 【請求項５】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）が、リードスイッチ（100）から成ることを特徴と
する請求項（１）に記載の鉄物体近接センサー組立体
（50）。 - 【請求項６】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）が、磁気リーフスイッチ（118）から成ることを特
徴とする請求項（１）に記載の鉄物体近接センサー組立
体（50）。 - 【請求項７】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）が、軸線方向磁気接触スイッチ（114）から成るこ
とを特徴とする請求項（１）に記載の鉄物体近接センサ
ー組立体（50）。 - 【請求項８】前記センサー手段（30、100、112、114、1
18）が、磁気で変化自在な抵抗要素（112）から成るこ
とを特徴とする請求項（１）に記載の鉄物体近接センサ
ー組立体（50）。 - 【請求項９】前記感知面（32）が前記磁気で変化自在な
抵抗要素（112）の内部磁化面に平行であることを特徴
とする請求項（１）に記載の鉄物体近接センサー組立体
（50）。 - 【請求項１０】前記感知面（32）が、前記磁極面（Ｐ′
及びＰ″）の間の磁石表面から出る磁束密度の半径方向
成分に平行であることを特徴とする請求項（１）に記載
の鉄物体近接センサー組立体（50）。 - 【請求項１１】前記感知面（32）が、前記磁極面（Ｐ′
及びＰ″）の間の磁石表面から出る磁束密度の半径方向
成分に垂直であることを特徴とする請求項（１）に記載
の鉄物体近接センサー組立体（50）。 - 【請求項１２】磁石（34）の一方の磁極面（Ｐ′あるい
はＰ″）の近傍に配置された鉄製羽根あるいは歯車（4
3）の歯（45）あるいは切欠き（61）があるときに出力
電圧信号を発生するための、磁束に応答する手段（30、
100、112、114、118）と、 向い合う磁極面（Ｐ′及びＰ″）を有し、それらの間に
磁気軸線（55）を定めている、前記応答手段（30、10
0、112、114、118）に磁束を供給するための磁石（34）
と、 前記磁石（34）の表面に隣接し、向い合う磁極面（Ｐ′
及びＰ″）の間に前記応答手段を配置するための手段
と、 前記鉄製羽根あるいは歯車（43）の反対側の前記向い合
う磁極面の一方（Ｐ′あるいはＰ″）に接触する非金属
物体と から成る、鉄製羽根あるいは歯車（43）の歯（45）ある
いは切欠き（61）の存在を感知するための近接センサー
組立体（50）。 - 【請求項１３】前記非金属物体が空気であることを特徴
とする請求項（12）に記載の近接センサー組立体（5
0）。 - 【請求項１４】前記非金属物体がカプセル封入されたコ
ンパウンドであることを特徴とする請求項（12）に記載
の近接センサー組立体（50）。 - 【請求項１５】前記非金属物体がカプセル封入されたプ
ラスチック材料であることを特徴とする請求項（12）に
記載の近接センサー組立体（50）。 - 【請求項１６】前記応答手段（30、100、112、114、11
8）が、ある極性のみの磁束に応答することを特徴とす
る請求項（12）に記載の近接センサー組立体（50）。 - 【請求項１７】前記応答手段（30、100、112、114、11
8）が、両方の極性の磁束に応答することを特徴とする
請求項（12）に記載の近接センサー組立体（50）。
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