JP3395402B2 - 移動量検出器 - Google Patents
移動量検出器Info
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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-
- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、検出対象の移動量を
検出する移動量検出器に関する。
検出する移動量検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知技術として、例えば特開平２−７５
９０１号公報に記載されたストロークセンサがある。こ
のセンサは油圧シリンダのピストンなどとともに移動す
るロッドの先端に磁石を設け、この磁石の移動域に沿っ
て磁気伝達手段を設け、感磁素子で磁石の移動量を検出
するようにしたものである。
９０１号公報に記載されたストロークセンサがある。こ
のセンサは油圧シリンダのピストンなどとともに移動す
るロッドの先端に磁石を設け、この磁石の移動域に沿っ
て磁気伝達手段を設け、感磁素子で磁石の移動量を検出
するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術に示さ
れるような、磁石の移動を検出する移動量検出器におい
ては、移動する磁石と磁気伝達手段の形状的な対称性が
低く、磁石にガタや回転が生じると出力が変化するた
め、加工精度を高めて検出方向以外の動きを機械的に押
さえる必要があった。また、これらのような検出原理に
基づいた検出器は移動距離に対する出力が直線的ではな
く、コンピューターなどによって補正する必要があっ
た。
れるような、磁石の移動を検出する移動量検出器におい
ては、移動する磁石と磁気伝達手段の形状的な対称性が
低く、磁石にガタや回転が生じると出力が変化するた
め、加工精度を高めて検出方向以外の動きを機械的に押
さえる必要があった。また、これらのような検出原理に
基づいた検出器は移動距離に対する出力が直線的ではな
く、コンピューターなどによって補正する必要があっ
た。
【０００４】上記特開平２−７５９０１号公報に示され
るような磁気伝達手段はその形状で直線に近く補正する
ことも可能であるが高精度を要し、複雑な板状部材の加
工にはかなりのコスト増が避けられないという問題があ
った。
るような磁気伝達手段はその形状で直線に近く補正する
ことも可能であるが高精度を要し、複雑な板状部材の加
工にはかなりのコスト増が避けられないという問題があ
った。
【０００５】この発明の課題は上記の従来技術のような
高い加工精度を不要としつつ移動距離に対して直線的な
出力が得られる移動距離検出器を提供することである。
高い加工精度を不要としつつ移動距離に対して直線的な
出力が得られる移動距離検出器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、リング形状の磁石と、このリング形
状の磁石に対して同芯に配置され、一端に感磁素子を固
定した棒状の磁性体からなり、上記リング形状の磁石と
その磁石の磁気を前記感磁素子に伝達する棒状の磁性体
とを、上記リング形状の磁石内を上記棒状の磁性体が貫
く位置関係を保って相対的に移動させるようにした移動
量検出器と、磁石と、この磁石に対して同芯に配置さ
れ、一端に感磁素子を固定した中空の円筒状の磁性体と
からなり、上記磁石と円筒状の磁性体とを、前記磁石が
前記円筒状の磁性体の内部を、その中心軸芯に平行に移
動するように相対的に移動させるようにした移動量検出
器および上記各検出器の磁性体の上記磁石に対向する面
を、上記磁石の移動方向に径が変化するテーパ面とし
て、前記磁性体と磁石との対向する面の距離が磁性体に
対する磁石の移動とともに変化するようにした移動量検
出器を提供する。
めに、この発明は、リング形状の磁石と、このリング形
状の磁石に対して同芯に配置され、一端に感磁素子を固
定した棒状の磁性体からなり、上記リング形状の磁石と
その磁石の磁気を前記感磁素子に伝達する棒状の磁性体
とを、上記リング形状の磁石内を上記棒状の磁性体が貫
く位置関係を保って相対的に移動させるようにした移動
量検出器と、磁石と、この磁石に対して同芯に配置さ
れ、一端に感磁素子を固定した中空の円筒状の磁性体と
からなり、上記磁石と円筒状の磁性体とを、前記磁石が
前記円筒状の磁性体の内部を、その中心軸芯に平行に移
動するように相対的に移動させるようにした移動量検出
器および上記各検出器の磁性体の上記磁石に対向する面
を、上記磁石の移動方向に径が変化するテーパ面とし
て、前記磁性体と磁石との対向する面の距離が磁性体に
対する磁石の移動とともに変化するようにした移動量検
出器を提供する。
【０００７】
【作用】上記の移動量検出器において、第１の発明のも
のは棒状磁性体に対してリング形状の磁石が移動する
と、磁石に対しては棒状磁性体が貫入していく状態とな
り、それに伴って磁性体に固定した感磁素子からの磁気
信号が信号処理回路に送られ、この回路で磁気信号が電
圧などに増幅されて移動量を検知する。
のは棒状磁性体に対してリング形状の磁石が移動する
と、磁石に対しては棒状磁性体が貫入していく状態とな
り、それに伴って磁性体に固定した感磁素子からの磁気
信号が信号処理回路に送られ、この回路で磁気信号が電
圧などに増幅されて移動量を検知する。
【０００８】第２の発明のものは磁石が円筒状の磁性体
内に入り、この磁性体の軸芯に沿って移動し、それに伴
って磁性体に固定した感磁素子からの磁気信号が信号処
理回路に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに増幅
されて移動量を検知する。
内に入り、この磁性体の軸芯に沿って移動し、それに伴
って磁性体に固定した感磁素子からの磁気信号が信号処
理回路に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに増幅
されて移動量を検知する。
【０００９】また、第３の発明は上記のような棒状や円
筒状の磁性体の磁石に対向する面をテーパ状とするもの
で、これにより磁石が磁性体に対して移動する際の磁石
と磁性体間の距離を精度よく変化し、検出器出力の非直
線性の補正が容易となる。
筒状の磁性体の磁石に対向する面をテーパ状とするもの
で、これにより磁石が磁性体に対して移動する際の磁石
と磁性体間の距離を精度よく変化し、検出器出力の非直
線性の補正が容易となる。
【００１０】
【実施例】図１は、第１の発明に対応する実施例１を示
すもので、１はリング状の磁石で、その寸法の一例を示
すと、外径φ１６ｍｍ、内径φ９ｍｍ、厚み２ｍｍであ
り、材料として稀土類磁石を用い、ＮＳの磁極は磁石の
進行方向と平行な方向としている。
すもので、１はリング状の磁石で、その寸法の一例を示
すと、外径φ１６ｍｍ、内径φ９ｍｍ、厚み２ｍｍであ
り、材料として稀土類磁石を用い、ＮＳの磁極は磁石の
進行方向と平行な方向としている。
【００１１】２は磁気を伝達する棒状の磁性体で、その
材料としては電磁軟鉄を用い、外径φ６ｍｍ、長さ３０
ｍｍの棒状磁性体の端部１／３程度にテーパを形成し、
端部でφ４ｍｍ程度となっている。そして、磁性体２の
テーパを形成していない側の端部に感磁素子３としてＭ
Ｒ素子（磁気抵抗素子）を固定する。
材料としては電磁軟鉄を用い、外径φ６ｍｍ、長さ３０
ｍｍの棒状磁性体の端部１／３程度にテーパを形成し、
端部でφ４ｍｍ程度となっている。そして、磁性体２の
テーパを形成していない側の端部に感磁素子３としてＭ
Ｒ素子（磁気抵抗素子）を固定する。
【００１２】上記の実施例１において、棒状磁性体２を
任意の固定部に固定し、磁石１を移動量を検出したい対
象物に固定して、棒状磁性体２に対して磁石１が同芯を
保ちつつ移動すると、磁石１に対しては棒状磁性体２が
貫入していく状態となり、それに伴って、磁性体２に固
定した感磁素子３からの磁気信号が図示省略してある信
号処理回路に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに
変換増幅されて移動量を検知する。
任意の固定部に固定し、磁石１を移動量を検出したい対
象物に固定して、棒状磁性体２に対して磁石１が同芯を
保ちつつ移動すると、磁石１に対しては棒状磁性体２が
貫入していく状態となり、それに伴って、磁性体２に固
定した感磁素子３からの磁気信号が図示省略してある信
号処理回路に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに
変換増幅されて移動量を検知する。
【００１３】図２は第２の発明に対応する実施例２を示
すもので、磁石４は外径φ６ｍｍ、厚み２ｍｍの小円板
状で、その材料として稀土類磁石を用いている。磁気を
伝達する磁性体５としては電磁軟鉄を用い、外径φ１４
ｍｍ、内径は端部の最大部分でφ１０ｍｍである。この
端部から１／３程度におよぶテーパを形成し、それに続
く非テーパ部分はφ８ｍｍとなる。そして、内径の長さ
３０ｍｍの円筒形部分を形成する。感磁素子６としては
ホールＩＣを磁性体５の開口部分とは反対側に固定す
る。
すもので、磁石４は外径φ６ｍｍ、厚み２ｍｍの小円板
状で、その材料として稀土類磁石を用いている。磁気を
伝達する磁性体５としては電磁軟鉄を用い、外径φ１４
ｍｍ、内径は端部の最大部分でφ１０ｍｍである。この
端部から１／３程度におよぶテーパを形成し、それに続
く非テーパ部分はφ８ｍｍとなる。そして、内径の長さ
３０ｍｍの円筒形部分を形成する。感磁素子６としては
ホールＩＣを磁性体５の開口部分とは反対側に固定す
る。
【００１４】この実施例２では、円筒状の磁性体５を任
意の固定部に固定し、磁石４を移動量を検出したい対象
物に固定して、磁性体５に対して磁石４を同芯を保ちつ
つ磁性体５の端部開口から内部に向けて移動させる。
意の固定部に固定し、磁石４を移動量を検出したい対象
物に固定して、磁性体５に対して磁石４を同芯を保ちつ
つ磁性体５の端部開口から内部に向けて移動させる。
【００１５】磁性体５内を磁石４が移動すると、磁性体
５に固定した感磁素子６からの磁気信号が信号処理回路
に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに変換増幅さ
れて移動量を検知する。上記何れの実施例も２０ｍｍ以
上の直線移動量が検出可能である。
５に固定した感磁素子６からの磁気信号が信号処理回路
に送られ、この回路で磁気信号が電圧などに変換増幅さ
れて移動量を検知する。上記何れの実施例も２０ｍｍ以
上の直線移動量が検出可能である。
【００１６】なお、磁石を固定位置とし、移動量を検出
したい対象物に棒状や円筒状の磁性体を取付けてもよ
い。また、磁性体として、パーマロイその他の軟磁性材
料、磁石として、フェライトやアルニコ磁石などの利用
も可能である。
したい対象物に棒状や円筒状の磁性体を取付けてもよ
い。また、磁性体として、パーマロイその他の軟磁性材
料、磁石として、フェライトやアルニコ磁石などの利用
も可能である。
【００１７】
【効果】この発明は上記の構成と作用により、磁石と磁
性体を相対的に移動させて移動量を検出できるが、リン
グ状の磁石と棒状の磁性体とが同芯状を保ちつつ軸方向
に相対運動を行うものでは、リングの磁石が軸芯を中心
に回転しても磁石と、磁性体の位置関係は全く変わら
ず、軸芯がわずかにずれた場合でも、磁石と磁性体間の
距離が近づく部分と遠ざかる部分が存在して出力変化を
相殺するため磁石に多少のガタがある場合も出力に対す
る影響は小さい。
性体を相対的に移動させて移動量を検出できるが、リン
グ状の磁石と棒状の磁性体とが同芯状を保ちつつ軸方向
に相対運動を行うものでは、リングの磁石が軸芯を中心
に回転しても磁石と、磁性体の位置関係は全く変わら
ず、軸芯がわずかにずれた場合でも、磁石と磁性体間の
距離が近づく部分と遠ざかる部分が存在して出力変化を
相殺するため磁石に多少のガタがある場合も出力に対す
る影響は小さい。
【００１８】また、中空の円筒形磁性体とその内部を移
動する磁石との構成の場合も同じような効果がある。さ
らに、上記棒状の磁性体の外周や、上記円筒部分を持つ
磁性体の内周部分に磁石の移動方向と平行な方向に適当
なテーパ面を形成することにり、簡単な加工で磁性体と
磁石間の距離を精度よく変えることが可能なため、検出
器出力の非直線性の補正も容易となる。
動する磁石との構成の場合も同じような効果がある。さ
らに、上記棒状の磁性体の外周や、上記円筒部分を持つ
磁性体の内周部分に磁石の移動方向と平行な方向に適当
なテーパ面を形成することにり、簡単な加工で磁性体と
磁石間の距離を精度よく変えることが可能なため、検出
器出力の非直線性の補正も容易となる。
【図１】実施例１の一部縦断側面図（ａ）と正面図
（ｂ）
（ｂ）
【図２】実施例２の一部縦断側面図（ａ）と正面図
（ｂ）
（ｂ）
１ 磁石
２ 磁性体
３ 感磁素子
４ 磁石
５ 磁性体
６ 感磁素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/00
G01D 5/18
Claims (3)
- 【請求項１】 リング形状の磁石と、このリング形状の
磁石に対して同芯に配置され、一端に感磁素子を固定し
た棒状の磁性体からなり、上記リング形状の磁石とその
磁石の磁気を前記感磁素子に伝達する棒状の磁性体と
を、上記リング形状の磁石内を上記棒状の磁性体が貫く
位置関係を保って相対的に移動させるようにしたことを
特徴とする移動量検出器。 - 【請求項２】 磁石と、この磁石に対して同芯に配置さ
れ、一端に感磁素子を固定した中空の円筒状の磁性体と
からなり、上記磁石とその磁石の磁気を前記感磁素子に
伝達する円筒状の磁性体とを、前記磁石が前記円筒状の
磁性体の内部を、その中心軸芯に平行に移動するように
相対的に移動させるようにしたことを特徴とする移動量
検出器。 - 【請求項３】 上記磁性体の上記磁石に対向する面を、
上記磁石の移動方向に径が変化するテーパ面として、前
記磁性体と磁石との対向する面の距離が磁性体に対する
磁石の移動とともに変化するようにした請求項１または
請求項２に記載の移動量検出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24898894A JP3395402B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 移動量検出器 |
| EP94120284A EP0707195B1 (en) | 1994-10-14 | 1994-12-21 | Magnetic detector of movement of an object |
| DE69409807T DE69409807T2 (de) | 1994-10-14 | 1994-12-21 | Magnetischer Detektor der Bewegung eines Gegenstands |
| US08/361,223 US5574365A (en) | 1994-10-14 | 1994-12-21 | Travel sensor having a magnetic sensor attached to a truncated pyramid and a movable magnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24898894A JP3395402B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 移動量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114403A JPH08114403A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3395402B2 true JP3395402B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17186361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24898894A Expired - Fee Related JP3395402B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 移動量検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5574365A (ja) |
| EP (1) | EP0707195B1 (ja) |
| JP (1) | JP3395402B2 (ja) |
| DE (1) | DE69409807T2 (ja) |
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| DE19712833C2 (de) * | 1997-03-26 | 1999-10-14 | Siemens Ag | Einrichtung zur berührungslosen Positionserfassung eines Objektes und Verwendung der Einrichtung |
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| DE20018538U1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-03-07 | Mannesmann Vdo Ag | Sensormodul |
| JPWO2002052221A1 (ja) * | 2000-12-27 | 2004-04-30 | 株式会社ブリヂストン | 変位センサ |
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-
1994
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