JPH0688702A - 変位センサー用磁石構造 - Google Patents
変位センサー用磁石構造Info
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- JPH0688702A JPH0688702A JP5064770A JP6477093A JPH0688702A JP H0688702 A JPH0688702 A JP H0688702A JP 5064770 A JP5064770 A JP 5064770A JP 6477093 A JP6477093 A JP 6477093A JP H0688702 A JPH0688702 A JP H0688702A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—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
- 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
- G01D5/14—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 influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—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 influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—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 influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
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- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エアギャップ６を介して互いに分離された２
つの磁気回路によって構成され、各磁気回路は一連の永
久磁石の組(1, 2, 3, 4 および1', 2', 3', 4')で構成
され、各組の永久磁石はエアギャップ６の方に向いた面
を有する戻り磁束用継鉄によって互いに剛体連結されて
いる線形移動を検出するための磁石構造。 【構成】 互いに対向(1, 1■; 2, 2'; 3, 3'; 4, 4')
し且つ互いに連結(1,2; 2,3, 3,4; 1',2■; 2',3'; 3',
4')された永久磁石の磁化方向が互いに反平行で、各永
久磁石の長さＬがエアギャップ６の幅ｄの約２倍であ
る。
つの磁気回路によって構成され、各磁気回路は一連の永
久磁石の組(1, 2, 3, 4 および1', 2', 3', 4')で構成
され、各組の永久磁石はエアギャップ６の方に向いた面
を有する戻り磁束用継鉄によって互いに剛体連結されて
いる線形移動を検出するための磁石構造。 【構成】 互いに対向(1, 1■; 2, 2'; 3, 3'; 4, 4')
し且つ互いに連結(1,2; 2,3, 3,4; 1',2■; 2',3'; 3',
4')された永久磁石の磁化方向が互いに反平行で、各永
久磁石の長さＬがエアギャップ６の幅ｄの約２倍であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエアギャップ中で測定軸
線に沿って直線的に変化する磁場を生じる変位センサー
用の磁石構造に関するものである。
線に沿って直線的に変化する磁場を生じる変位センサー
用の磁石構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インダクションＢを生じさせる１つまた
は複数の磁石と、相対運動によって生じるインダクショ
ンを測定する素子（ホール素子、磁気抵抗等) とによっ
て構成される磁石式変位センサーは公知である。この磁
石式変位センサの分解能はインダクションを測定する素
子の感度と移動空間でのインダクションの勾配に比例す
る。この勾配は磁石の種類、磁気回路の形状および測定
素子に対する相対位置に依存する。
は複数の磁石と、相対運動によって生じるインダクショ
ンを測定する素子（ホール素子、磁気抵抗等) とによっ
て構成される磁石式変位センサーは公知である。この磁
石式変位センサの分解能はインダクションを測定する素
子の感度と移動空間でのインダクションの勾配に比例す
る。この勾配は磁石の種類、磁気回路の形状および測定
素子に対する相対位置に依存する。
【０００３】最も一般的な磁石式変位センサーでは磁石
が位置を測定すべき被測定装置に固定されているが、こ
の場合の磁石の質量は被測定装置の移動を妨げないだけ
の大きさにする必要がある。磁石の正面に検出子（ゾン
デ）を配置した場合には、磁場は移動量に対して非直線
的に大きく変化するので、検出子の信号を参照信号と比
較する必要がある。この型の変位センサーでは、例えば
容量 400 mm3のサマリウム−コバルト磁石の場合、約10
0mm の移動量を精度 0.1mmで測定することができる。
が位置を測定すべき被測定装置に固定されているが、こ
の場合の磁石の質量は被測定装置の移動を妨げないだけ
の大きさにする必要がある。磁石の正面に検出子（ゾン
デ）を配置した場合には、磁場は移動量に対して非直線
的に大きく変化するので、検出子の信号を参照信号と比
較する必要がある。この型の変位センサーでは、例えば
容量 400 mm3のサマリウム−コバルト磁石の場合、約10
0mm の移動量を精度 0.1mmで測定することができる。
【０００４】磁場が直線的に変化する領域内に検出子を
配置する場合には、検出子を磁石の分極軸線Ｊと平行に
配置して磁石を分極軸線Ｊ上を移動させるか、検出子を
分極軸線Ｊに垂直に配置することができる。この場合の
検出子の信号は移動量に比例し、インダクションの勾配
は磁石の形状および種類と、磁石から検出子まで距離に
依存し、0.1 mmから数ミリメートルの距離の場合、約
0.1Ｔ／mmから１Ｔ／mmになる。検出子と磁石とを用い
たこの変位量の測定装置は、フェロマグネティック (強
磁場) 環境に対して感応する。
配置する場合には、検出子を磁石の分極軸線Ｊと平行に
配置して磁石を分極軸線Ｊ上を移動させるか、検出子を
分極軸線Ｊに垂直に配置することができる。この場合の
検出子の信号は移動量に比例し、インダクションの勾配
は磁石の形状および種類と、磁石から検出子まで距離に
依存し、0.1 mmから数ミリメートルの距離の場合、約
0.1Ｔ／mmから１Ｔ／mmになる。検出子と磁石とを用い
たこの変位量の測定装置は、フェロマグネティック (強
磁場) 環境に対して感応する。
【０００５】特許出願第91−01609 号には、エアギャッ
プ中の約 100〜500 μｍの測定範囲で大きなインダクシ
ョン変化を示す磁気回路が記載されている。ヨーロッパ
特許出願第 0,215,454号には磁石とＵ字形継鉄とを組み
合わせた磁気閉回路が記載されている。継鉄に沿ったセ
ンサの位置はセンサによって検出された漏れ磁場の強度
の関数で決められ、継鉄の形状は磁場が直線的に変化す
るように調節される。
プ中の約 100〜500 μｍの測定範囲で大きなインダクシ
ョン変化を示す磁気回路が記載されている。ヨーロッパ
特許出願第 0,215,454号には磁石とＵ字形継鉄とを組み
合わせた磁気閉回路が記載されている。継鉄に沿ったセ
ンサの位置はセンサによって検出された漏れ磁場の強度
の関数で決められ、継鉄の形状は磁場が直線的に変化す
るように調節される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エア
ギャップ中に三角形プロフィルの磁場を生じさせて１〜
２mmまでの移動量を測定することができる磁気回路を有
する磁気構造を提供することにある。本発明の磁気構造
は直線移動領域が大きいので、感応素子の寸法が大きい
測定装置を使用することができ、従って、センサの感度
を上げることができる。また、戻り磁束用継鉄によって
磁束を構造内部に閉じ込めることができる。
ギャップ中に三角形プロフィルの磁場を生じさせて１〜
２mmまでの移動量を測定することができる磁気回路を有
する磁気構造を提供することにある。本発明の磁気構造
は直線移動領域が大きいので、感応素子の寸法が大きい
測定装置を使用することができ、従って、センサの感度
を上げることができる。また、戻り磁束用継鉄によって
磁束を構造内部に閉じ込めることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気構造は、エ
アギャップの両側に配置された２つの磁気開回路によっ
て構成され、各磁気開回路は並置されかつ戻り磁束用継
鉄によって互いに剛性連結された永久磁石からなり、互
いに配置された２つの永久磁石の磁化方向は反対で且つ
戻り磁束用継鉄との接触面およびエアギャップの接触面
に対して垂直であり、エアギャップとの接触面にＮ極と
Ｓ極とが連続して交互に表れる。
アギャップの両側に配置された２つの磁気開回路によっ
て構成され、各磁気開回路は並置されかつ戻り磁束用継
鉄によって互いに剛性連結された永久磁石からなり、互
いに配置された２つの永久磁石の磁化方向は反対で且つ
戻り磁束用継鉄との接触面およびエアギャップの接触面
に対して垂直であり、エアギャップとの接触面にＮ極と
Ｓ極とが連続して交互に表れる。
【０００８】本発明の他の特徴は、対向する磁石の極性
が同一となるように２つの磁気開回路がエアギャップの
両側に配置されている点にある。従って、これら２つの
磁気開回路は互いに反発する。この型の構造では、垂直
成分Ｂy がゼロで、タンジェント (正接) 成分Ｂx が周
期的に変化する誘導磁場Ｂが測定軸線上にできる。この
誘導磁場Ｂx の変化は磁石の長さＬ／エアギャップの幅
ｄの比の関数であり、このＬ／ｄの比が約２に等しい時
にほぼ三角形の変化が得られる。この変化の特徴は大き
な勾配および大きな線形変化範囲にある。
が同一となるように２つの磁気開回路がエアギャップの
両側に配置されている点にある。従って、これら２つの
磁気開回路は互いに反発する。この型の構造では、垂直
成分Ｂy がゼロで、タンジェント (正接) 成分Ｂx が周
期的に変化する誘導磁場Ｂが測定軸線上にできる。この
誘導磁場Ｂx の変化は磁石の長さＬ／エアギャップの幅
ｄの比の関数であり、このＬ／ｄの比が約２に等しい時
にほぼ三角形の変化が得られる。この変化の特徴は大き
な勾配および大きな線形変化範囲にある。
【０００９】本発明の他の特徴は、永久磁石と戻り磁束
用継鉄とが同軸なリング形状をしており、エアギャップ
の幅方向および永久磁石の分極方向が軸線方向または半
径方向である点にある。この構造にした場合には玉軸受
等の回転装置の２つの要素の間に軸線方向（半径方向の
エアギャップ）または半径方向（軸線方向のエアギャッ
プ）の線形ピックアップを構成することができる。本発
明の上記以外の特徴と利点は添付図面を参照した以下の
実施例の説明から明らかになろう。しかし、本発明が下
記実施例に限定されるものではない。
用継鉄とが同軸なリング形状をしており、エアギャップ
の幅方向および永久磁石の分極方向が軸線方向または半
径方向である点にある。この構造にした場合には玉軸受
等の回転装置の２つの要素の間に軸線方向（半径方向の
エアギャップ）または半径方向（軸線方向のエアギャッ
プ）の線形ピックアップを構成することができる。本発
明の上記以外の特徴と利点は添付図面を参照した以下の
実施例の説明から明らかになろう。しかし、本発明が下
記実施例に限定されるものではない。
【００１０】
【実施例】図１では長方形の２つの磁気開回路が幅ｄの
エアギャップ６を介して互いに分離されている。各磁気
回路は、戻り磁束用継鉄 5, 5'によって互いに剛体連結
された長方形断面の一連の永久磁石 1, 2, 3, 4 および
1', 2', 3', 4' によって構成されている。各永久磁石
の磁化方向は戻り磁束用継鉄 5, 5'との接触面に対して
垂直であり且つエアギャップ６の方を向いた面に対して
垂直である。互いに隣接した２つの磁石 1-2，2-3, 3-4
および 1'-2', 2'-3', 3'-4'の磁場方向は反平行であ
る。エアギャップ６によって互いに隔てられた２つの対
向磁石 1-1', 2-2', 3-3', 4-4' の磁場方向も反平行で
ある。互いに対向する磁石が対向する極性は同一（Ｎま
たはＳ）であり、これらの磁石は互いに反発する。図示
していない付属手段によって２つの磁気回路の間には間
隙が維持されている。永久磁石 1, 2, 3, 4 および 1',
2', 3', 4' はネオジウム−鉄−ホウ素セラミクスのよ
うな相対透磁性が約１の硬い磁石である。戻り磁束用継
鉄 5, 5'は透磁率が高い軟強磁性材料、例えば純鉄で作
られている。この構造はエアギャップ内で測定軸線 (Ｏ
x ) 上に通常はゼロな垂直成分Ｂy と周期的なタンジェ
ント成分Ｂx とによって特徴付けられる誘導磁場を生じ
させる。このタンジェント成分Ｂx の変化は磁石の長さ
Ｌ対エアギャップの幅ｄの比が約２の時には三角形のプ
ロフィルで表される（このプロフィルは図２に示してあ
る）。このプロフィルは経験式ｐ＝Ｃ・Ｊ／ｄ（ここ
で、Ｃ＝0.7 、Ｊは材料の残留磁化、ｄはエアギャップ
の幅である）から得られる勾配ｐによって特徴付けられ
る。高エネルギー (Ｊ＝12,000 Gauss) の磁石でエアギ
ャップが小さい（ｄ＝１mm) 場合、8.4 Gauss ／μｍの
勾配ｐが得られる。線型移動の測定範囲は磁石の長さＬ
の70％である。磁石の長さＬが２mmで、エアギャップｄ
が１mmの場合、線型範囲は約 1.4mmである。この結果は
厚さｌが長さＬ以上である磁石で得られる。
エアギャップ６を介して互いに分離されている。各磁気
回路は、戻り磁束用継鉄 5, 5'によって互いに剛体連結
された長方形断面の一連の永久磁石 1, 2, 3, 4 および
1', 2', 3', 4' によって構成されている。各永久磁石
の磁化方向は戻り磁束用継鉄 5, 5'との接触面に対して
垂直であり且つエアギャップ６の方を向いた面に対して
垂直である。互いに隣接した２つの磁石 1-2，2-3, 3-4
および 1'-2', 2'-3', 3'-4'の磁場方向は反平行であ
る。エアギャップ６によって互いに隔てられた２つの対
向磁石 1-1', 2-2', 3-3', 4-4' の磁場方向も反平行で
ある。互いに対向する磁石が対向する極性は同一（Ｎま
たはＳ）であり、これらの磁石は互いに反発する。図示
していない付属手段によって２つの磁気回路の間には間
隙が維持されている。永久磁石 1, 2, 3, 4 および 1',
2', 3', 4' はネオジウム−鉄−ホウ素セラミクスのよ
うな相対透磁性が約１の硬い磁石である。戻り磁束用継
鉄 5, 5'は透磁率が高い軟強磁性材料、例えば純鉄で作
られている。この構造はエアギャップ内で測定軸線 (Ｏ
x ) 上に通常はゼロな垂直成分Ｂy と周期的なタンジェ
ント成分Ｂx とによって特徴付けられる誘導磁場を生じ
させる。このタンジェント成分Ｂx の変化は磁石の長さ
Ｌ対エアギャップの幅ｄの比が約２の時には三角形のプ
ロフィルで表される（このプロフィルは図２に示してあ
る）。このプロフィルは経験式ｐ＝Ｃ・Ｊ／ｄ（ここ
で、Ｃ＝0.7 、Ｊは材料の残留磁化、ｄはエアギャップ
の幅である）から得られる勾配ｐによって特徴付けられ
る。高エネルギー (Ｊ＝12,000 Gauss) の磁石でエアギ
ャップが小さい（ｄ＝１mm) 場合、8.4 Gauss ／μｍの
勾配ｐが得られる。線型移動の測定範囲は磁石の長さＬ
の70％である。磁石の長さＬが２mmで、エアギャップｄ
が１mmの場合、線型範囲は約 1.4mmである。この結果は
厚さｌが長さＬ以上である磁石で得られる。
【００１１】移動量を線形に検出するピックアップを作
る場合には、上記三角形プロフィルの直線部分、従って
図１の構造の周期が重要で、選択した磁気回路の周期数
に応じて成分Ｂx を測定する１つまたは複数の装置をエ
アギャップ内に配置する。図３は３つの磁石 1-2-3、1'
-2'-3'からなる２組の磁気回路を有するピックアップ８
の横断面で、各磁石は各戻り磁束用継鉄 5、5'に接続さ
れ、エアギャップ６の両側に配置されている。この磁気
回路は図１の周期ＡＡ’で延びている。側方の磁石 1-3
および 1'-3'の移動方向に沿った長さは、隣接する中心
の磁石2 および2'の長さの少なくとも半分の長さであ
る。測定装置７は、磁石2 および2'から（ｙ軸に沿っ
て）等距離で、磁石2 および2'の中心（ｘ軸に沿って）
に、エアギャップ６の中心に配置される。測定装置７は
誘導磁場のタンジェント成分ＢXに垂直に配置されたホ
ール効果素子か、この成分に対して平行に配置されてい
た磁気抵抗素子にすることができる。
る場合には、上記三角形プロフィルの直線部分、従って
図１の構造の周期が重要で、選択した磁気回路の周期数
に応じて成分Ｂx を測定する１つまたは複数の装置をエ
アギャップ内に配置する。図３は３つの磁石 1-2-3、1'
-2'-3'からなる２組の磁気回路を有するピックアップ８
の横断面で、各磁石は各戻り磁束用継鉄 5、5'に接続さ
れ、エアギャップ６の両側に配置されている。この磁気
回路は図１の周期ＡＡ’で延びている。側方の磁石 1-3
および 1'-3'の移動方向に沿った長さは、隣接する中心
の磁石2 および2'の長さの少なくとも半分の長さであ
る。測定装置７は、磁石2 および2'から（ｙ軸に沿っ
て）等距離で、磁石2 および2'の中心（ｘ軸に沿って）
に、エアギャップ６の中心に配置される。測定装置７は
誘導磁場のタンジェント成分ＢXに垂直に配置されたホ
ール効果素子か、この成分に対して平行に配置されてい
た磁気抵抗素子にすることができる。
【００１２】図４は誘導磁場のタンジェント成分ＢX の
変化プロフィルを示す図で、垂直成分Ｂy はゼロであ
る。このプロフィルは図１に示した磁気回路の周期Ａ
Ａ’の中央線形部分のプロフィルに等しい。また、磁石
1-2-3、1'-2'-3'の代わりに磁石2-3-4および2'-3'-4'
等の磁石を選択することによって構成した別のピックア
ップ８の誘導磁場の変化Ｂx は図４の変化と反対にな
る。
変化プロフィルを示す図で、垂直成分Ｂy はゼロであ
る。このプロフィルは図１に示した磁気回路の周期Ａ
Ａ’の中央線形部分のプロフィルに等しい。また、磁石
1-2-3、1'-2'-3'の代わりに磁石2-3-4および2'-3'-4'
等の磁石を選択することによって構成した別のピックア
ップ８の誘導磁場の変化Ｂx は図４の変化と反対にな
る。
【００１３】図５は２つの磁石の組 1-2および 1'-2'に
よって構成された磁気回路を備えたピックアップ９の横
断面図で、各組の磁石は各戻り磁束用継鉄 5、5'に接続
され且つエアギャップ６の両側に配置され、図１のＢ
Ｂ’のような周期性を有している。２つの測定装置７は
垂直な２つの座標軸Ｏx 、Ｏy に沿って磁石 1-1' およ
び 2-2' から等距離（軸Ｏy に沿って) で且つ磁石 1-
1' および 2-2' の側面からほぼ中間の距離（軸Ｏx に
沿って）にエアギャップ内に配置されている。
よって構成された磁気回路を備えたピックアップ９の横
断面図で、各組の磁石は各戻り磁束用継鉄 5、5'に接続
され且つエアギャップ６の両側に配置され、図１のＢ
Ｂ’のような周期性を有している。２つの測定装置７は
垂直な２つの座標軸Ｏx 、Ｏy に沿って磁石 1-1' およ
び 2-2' から等距離（軸Ｏy に沿って) で且つ磁石 1-
1' および 2-2' の側面からほぼ中間の距離（軸Ｏx に
沿って）にエアギャップ内に配置されている。
【００１４】図６は誘導磁場Ｂx のタンジェント成分の
変化プロフィルで、垂直成分Ｂy はゼロである。このプ
ロフィルは中心が図１に図示した装置の周期ＢＢ’のプ
ロフィルに等しい。このプロフィル側方部分は「端縁効
果(l'effet de bord) 」によって減衰される。等価装置
では磁石 1-2および 1'-2■の代りに、磁石 2-3および
2'-3'が使用される。この場合、図６のプロフィルは軸
Ｏx に対して逆向きになる。図５の位置検出装置の感度
は図３に示したピックアップ８の２倍である。２つの測
定装置７を使用することによって回路に対する熱変化の
影響を小さくすることができる。
変化プロフィルで、垂直成分Ｂy はゼロである。このプ
ロフィルは中心が図１に図示した装置の周期ＢＢ’のプ
ロフィルに等しい。このプロフィル側方部分は「端縁効
果(l'effet de bord) 」によって減衰される。等価装置
では磁石 1-2および 1'-2■の代りに、磁石 2-3および
2'-3'が使用される。この場合、図６のプロフィルは軸
Ｏx に対して逆向きになる。図５の位置検出装置の感度
は図３に示したピックアップ８の２倍である。２つの測
定装置７を使用することによって回路に対する熱変化の
影響を小さくすることができる。
【００１５】図７は本発明の構造の別の実施例の横断面
図である。２つの磁気開回路はエアギャップ16の両側に
配置されている。各磁気回路は断面が三角形の一連の主
永久磁石11-12-13-14 と11'-12'-13'-14' とによって構
成されている。これらの主永久磁石は断面が三角形の副
永久磁石20-21-22-23 と20'-21'-22'-23' とによって互
いに剛体接続されている。各（主及び副）永久磁石の三
角形断面は同一で、二等辺三角形であり、その等角の値
は約 67.5 °である。各主永久磁石(11-12-13-14と11'-
12'-13'-14')の磁化方向は底辺（エアギャップの方を向
いている）に対して垂直である。互いに連続した２つの
主永久磁石(11-12, 12-13, 13-14; 11'-12', 12'-13',
13'-14')の磁化方向は反平行である。互いに対向する２
つの主永久磁石(11-11', 12-12', 13-13', 14-14')の磁
化方向もまた反平行で、互いに向い合う極（Ｎ極または
Ｓ極）は同一であり、従って、２つずつ対向する磁石は
互いに反発する。副永久磁石(20-21-22-23と20'-21'-2
2'-23')の磁化方向はそれらの断面の底辺に対して平行
で、その磁束は主永久磁石の磁束と連続している。
図である。２つの磁気開回路はエアギャップ16の両側に
配置されている。各磁気回路は断面が三角形の一連の主
永久磁石11-12-13-14 と11'-12'-13'-14' とによって構
成されている。これらの主永久磁石は断面が三角形の副
永久磁石20-21-22-23 と20'-21'-22'-23' とによって互
いに剛体接続されている。各（主及び副）永久磁石の三
角形断面は同一で、二等辺三角形であり、その等角の値
は約 67.5 °である。各主永久磁石(11-12-13-14と11'-
12'-13'-14')の磁化方向は底辺（エアギャップの方を向
いている）に対して垂直である。互いに連続した２つの
主永久磁石(11-12, 12-13, 13-14; 11'-12', 12'-13',
13'-14')の磁化方向は反平行である。互いに対向する２
つの主永久磁石(11-11', 12-12', 13-13', 14-14')の磁
化方向もまた反平行で、互いに向い合う極（Ｎ極または
Ｓ極）は同一であり、従って、２つずつ対向する磁石は
互いに反発する。副永久磁石(20-21-22-23と20'-21'-2
2'-23')の磁化方向はそれらの断面の底辺に対して平行
で、その磁束は主永久磁石の磁束と連続している。
【００１６】この磁気構造では、測定軸（Ｏx ）上での
垂直成分Ｂy がゼロで、タンジェント成分Ｂx が周期的
に変化する誘導磁場がエアギャップ16内に発生する。こ
のタンジェント成分の変化プロフィルは、磁石の底辺の
長さＬとエアギャップの幅ｄとの比が約２である時に図
２のプロフィルと同じになる。この勾配は同じ経験式ｐ
＝Ｃ・Ｊ／ｄになるが、その係数Ｃは 0.9である。高エ
ネルギー（Ｊ＝12,000Gauss)の磁石でエアギャップの寸
法が小さい（ｄ＝１mm) 場合の勾配ｐは 10.8Gauss／μ
ｍである。この勾配は図１の装置で得られる勾配より約
20％大きく、線形領域の長さは変らない。この結果の向
上は、戻し磁束用継鉄(5, 5') の代わりに使用した集磁
束器の役目をする副磁石（20-21-22-23 と20'-21'-22'-
23')が存在することによる。この集磁束器の効果は角度
67.5 °で最大になる。この角度を例えば45°に減少さ
せると、磁石の底辺での磁束漏れは最小になるが、集磁
束機の効果が小さくなる。
垂直成分Ｂy がゼロで、タンジェント成分Ｂx が周期的
に変化する誘導磁場がエアギャップ16内に発生する。こ
のタンジェント成分の変化プロフィルは、磁石の底辺の
長さＬとエアギャップの幅ｄとの比が約２である時に図
２のプロフィルと同じになる。この勾配は同じ経験式ｐ
＝Ｃ・Ｊ／ｄになるが、その係数Ｃは 0.9である。高エ
ネルギー（Ｊ＝12,000Gauss)の磁石でエアギャップの寸
法が小さい（ｄ＝１mm) 場合の勾配ｐは 10.8Gauss／μ
ｍである。この勾配は図１の装置で得られる勾配より約
20％大きく、線形領域の長さは変らない。この結果の向
上は、戻し磁束用継鉄(5, 5') の代わりに使用した集磁
束器の役目をする副磁石（20-21-22-23 と20'-21'-22'-
23')が存在することによる。この集磁束器の効果は角度
67.5 °で最大になる。この角度を例えば45°に減少さ
せると、磁石の底辺での磁束漏れは最小になるが、集磁
束機の効果が小さくなる。
【００１７】上記磁気構造の要素を用いることによっ
て、変位センサー（ピックアップ）を作ることができ
る。その場合にはエアギャップ内に、選択した周期数に
応じて１つまたは複数の誘導磁界のタンジェント成分を
測定する装置を配置する。図８に示すピックアップ18の
横断面では、磁気回路が、図７に示した磁気構造の周期
ＡＡ’の範囲でエアギャップ16の両側に配置された２組
の５つの磁石(11-12-13, 21-22および11'-12'-13', 21'
-22') によって構成されている。分割された側方の磁石
11−13と11'-13' の底辺の長さは中央の磁石12、12' の
半分になっている。測定装置17は磁石12、12' から等距
離（軸Ｏy に沿って）で且つ磁石12および12'(軸Ｏx に
沿って）の中心のエアギャップ16の中心に配置されてい
る。この測定装置17は誘導磁場のタンジェント成分Ｂx
に垂直に配置されたホール素子またはジェント成分Ｂx
に対して平行に配置された磁気抵抗素子にすることがで
きる。
て、変位センサー（ピックアップ）を作ることができ
る。その場合にはエアギャップ内に、選択した周期数に
応じて１つまたは複数の誘導磁界のタンジェント成分を
測定する装置を配置する。図８に示すピックアップ18の
横断面では、磁気回路が、図７に示した磁気構造の周期
ＡＡ’の範囲でエアギャップ16の両側に配置された２組
の５つの磁石(11-12-13, 21-22および11'-12'-13', 21'
-22') によって構成されている。分割された側方の磁石
11−13と11'-13' の底辺の長さは中央の磁石12、12' の
半分になっている。測定装置17は磁石12、12' から等距
離（軸Ｏy に沿って）で且つ磁石12および12'(軸Ｏx に
沿って）の中心のエアギャップ16の中心に配置されてい
る。この測定装置17は誘導磁場のタンジェント成分Ｂx
に垂直に配置されたホール素子またはジェント成分Ｂx
に対して平行に配置された磁気抵抗素子にすることがで
きる。
【００１８】タンジェント成分Ｂx の変化プロフィルは
図７に示した磁気構造の周期ＡＡ’の変化のプロフィル
と同じである。なお、永久磁石11-12-13および11'-12'-
13'の代わりに磁石21- 22と21'-22' を用いて図９に示
すような別の変位センサーにすることもできる。ピック
アップ18の感度は測定装置の感度と誘導磁場勾配（ｐ＝
0.9 Ｊ／ｄ）との積で、測定範囲は±0.7 ｄに対応す
る。
図７に示した磁気構造の周期ＡＡ’の変化のプロフィル
と同じである。なお、永久磁石11-12-13および11'-12'-
13'の代わりに磁石21- 22と21'-22' を用いて図９に示
すような別の変位センサーにすることもできる。ピック
アップ18の感度は測定装置の感度と誘導磁場勾配（ｐ＝
0.9 Ｊ／ｄ）との積で、測定範囲は±0.7 ｄに対応す
る。
【００１９】図９に示すピックアップ19の横断面では、
磁気回路がエアギャップ16の両側に配置された２組の５
つの磁石(11-12, 20-21-22および11'-12', 20'-21'-2
2'）によって構成されている。この磁気回路は図７に示
した装置の周期ＢＢ’に対応する。側方の磁石20−22と
20'-22' の底辺の長さは中央の磁石21、21' の半分であ
る。２つの測定装置17は互いに対向する主永久磁石11−
11' および12−12' から等距離（軸Ｏy に沿って）で且
つ主永久磁石11−11' および12−12' （軸Ｏx に沿っ
て）の中心のエアギャップ16の中心に配置されている。
磁気回路がエアギャップ16の両側に配置された２組の５
つの磁石(11-12, 20-21-22および11'-12', 20'-21'-2
2'）によって構成されている。この磁気回路は図７に示
した装置の周期ＢＢ’に対応する。側方の磁石20−22と
20'-22' の底辺の長さは中央の磁石21、21' の半分であ
る。２つの測定装置17は互いに対向する主永久磁石11−
11' および12−12' から等距離（軸Ｏy に沿って）で且
つ主永久磁石11−11' および12−12' （軸Ｏx に沿っ
て）の中心のエアギャップ16の中心に配置されている。
【００２０】誘導成分Ｂx の変化プロフィルは図７に示
した磁気構造の周期ＢＢ’の誘導変化のプロフィルと同
じであるが、端縁効果によって側方部分が僅かに異な
る。また、図９で磁石(11-12, 20-21-22および11'-12',
20'-21'-22') の代りに図７の磁石(12-13, 21-22-23お
よび12'-13', 21'-22'-23') を使用して等価な測定装置
を構成することができる。２つの測定装置17を備えたこ
の位置センサー19の感度は１つの測定装置17を備えた位
置センサー18の感度の２倍である。
した磁気構造の周期ＢＢ’の誘導変化のプロフィルと同
じであるが、端縁効果によって側方部分が僅かに異な
る。また、図９で磁石(11-12, 20-21-22および11'-12',
20'-21'-22') の代りに図７の磁石(12-13, 21-22-23お
よび12'-13', 21'-22'-23') を使用して等価な測定装置
を構成することができる。２つの測定装置17を備えたこ
の位置センサー19の感度は１つの測定装置17を備えた位
置センサー18の感度の２倍である。
【００２１】上記ピックアップ18、19は戻り磁束用継鉄
を使用しない硬い永久磁石（μｒ＝１）の磁気回路で作
られている。また、分極方向を90°ずらすことによって
別の磁気回路を作ることもできる。図10は、このように
してピックアップ18の分極方向を同じ方向に＋90°ずら
したピックアップ 180を示している。この場合のエアギ
ャップ16内の磁場は−90°回転する。磁石の寸法が同じ
時には測定軸Ｏx 上でピックアップ 180の磁気回路によ
って生じる誘導垂直成分Ｂy はピックアップ18の磁気回
路によって生じる誘導正接成分Ｂx に等しい。従って、
ピックアップ 180ではホール素子ゾンデを使用し、ピッ
クアップ18では磁気抵抗を使用するのが好ましい。
を使用しない硬い永久磁石（μｒ＝１）の磁気回路で作
られている。また、分極方向を90°ずらすことによって
別の磁気回路を作ることもできる。図10は、このように
してピックアップ18の分極方向を同じ方向に＋90°ずら
したピックアップ 180を示している。この場合のエアギ
ャップ16内の磁場は−90°回転する。磁石の寸法が同じ
時には測定軸Ｏx 上でピックアップ 180の磁気回路によ
って生じる誘導垂直成分Ｂy はピックアップ18の磁気回
路によって生じる誘導正接成分Ｂx に等しい。従って、
ピックアップ 180ではホール素子ゾンデを使用し、ピッ
クアップ18では磁気抵抗を使用するのが好ましい。
【００２２】図11はピックアップ19を変形したピックア
ップ 190を示している。ピックアップ190 の磁気抵抗の
幾何学的形状はピックアップ19の磁気回路と同じで、そ
の分極方向は＋90°回転し、エアギャップ内の磁場は−
90°回転している。同一寸法の場合には、測定軸Ｏx 上
でピックアップ 190の磁気回路で生じる誘導垂直成分Ｂ
y はピックアップ19の磁気回路で生じる誘導正接成分Ｂ
x に等しい。従って、ピックアップ 190では感応素子と
ともにホール素子ゾンデを使用し、ピックアップ18では
磁気抵抗を使用するのが好ましい。
ップ 190を示している。ピックアップ190 の磁気抵抗の
幾何学的形状はピックアップ19の磁気回路と同じで、そ
の分極方向は＋90°回転し、エアギャップ内の磁場は−
90°回転している。同一寸法の場合には、測定軸Ｏx 上
でピックアップ 190の磁気回路で生じる誘導垂直成分Ｂ
y はピックアップ19の磁気回路で生じる誘導正接成分Ｂ
x に等しい。従って、ピックアップ 190では感応素子と
ともにホール素子ゾンデを使用し、ピックアップ18では
磁気抵抗を使用するのが好ましい。
【００２３】図12は、軸線方向のエアギャップ32を有す
る環状の対称磁気構造30を直径方向で切った斜視図であ
る。この磁気構造は、環状継鉄によって互いに連結され
たリング型の３つの磁石を有する２つの磁気回路34、36
を有している。この磁気回路の横断面は図３に示してあ
る。図13は、半径方向のエアギャップ42を有する環状の
対称磁気構造40の１実施例を直径方向で切った斜視図で
ある。この磁気構造は、円筒形継鉄によって互いに連結
されたリング型の３つの磁石を有する２つの回路44、46
を有している。この磁気回路の横断面は図３に示してあ
る。
る環状の対称磁気構造30を直径方向で切った斜視図であ
る。この磁気構造は、環状継鉄によって互いに連結され
たリング型の３つの磁石を有する２つの磁気回路34、36
を有している。この磁気回路の横断面は図３に示してあ
る。図13は、半径方向のエアギャップ42を有する環状の
対称磁気構造40の１実施例を直径方向で切った斜視図で
ある。この磁気構造は、円筒形継鉄によって互いに連結
されたリング型の３つの磁石を有する２つの回路44、46
を有している。この磁気回路の横断面は図３に示してあ
る。
【００２４】図14は、軸線方向のエアギャップ52を有す
る環状の対称磁気回路50を直径方向で切った斜視図であ
る。この磁気回路は、環状継鉄によって互いに連結され
た２つの磁石を有する２つの回路54、56を有している。
この磁気回路の横断面は図５に示してある。図15は、半
径方向のエアギャップ62を有する環状の対称磁気回路60
の１実施例を示している。この磁気回路は、円筒形の継
鉄によって互いに連結されたリング型の２つの磁石を有
する２つの回路64、66を有している。この磁気回路の横
断面は図５に示してある。
る環状の対称磁気回路50を直径方向で切った斜視図であ
る。この磁気回路は、環状継鉄によって互いに連結され
た２つの磁石を有する２つの回路54、56を有している。
この磁気回路の横断面は図５に示してある。図15は、半
径方向のエアギャップ62を有する環状の対称磁気回路60
の１実施例を示している。この磁気回路は、円筒形の継
鉄によって互いに連結されたリング型の２つの磁石を有
する２つの回路64、66を有している。この磁気回路の横
断面は図５に示してある。
【００２５】図16は、軸線方向の微小移動を検出する線
形ピックアップ72を備えた玉軸受70の横断面である。こ
の玉軸受70は回転シャフトに取付けられる内側カラー74
と、軸受のボール80を取囲む環状ボールケージ78と、図
示していない支持体に連結された外側カラー74とを有し
ている。内側カラー74には図13に示すような環状磁気回
路が接着によって固定されている。内側磁気リングは透
磁性の高い鋼鉄によって作られた内側カラー74に直接接
着されている。２つの磁気回路は、半径方向の環状エア
ギャップ90を区画するように、非磁性材料で作られたリ
ング88によって互いに剛体接続されている。玉軸受70の
外側カラー82には、エアギャップ90の中心でリング間に
配置された測定ゾンデ94の支持体92が固定されている。
支持体92の半径方向断面はＦ字形で、その下方枝部がゾ
ンデ94を支持している。
形ピックアップ72を備えた玉軸受70の横断面である。こ
の玉軸受70は回転シャフトに取付けられる内側カラー74
と、軸受のボール80を取囲む環状ボールケージ78と、図
示していない支持体に連結された外側カラー74とを有し
ている。内側カラー74には図13に示すような環状磁気回
路が接着によって固定されている。内側磁気リングは透
磁性の高い鋼鉄によって作られた内側カラー74に直接接
着されている。２つの磁気回路は、半径方向の環状エア
ギャップ90を区画するように、非磁性材料で作られたリ
ング88によって互いに剛体接続されている。玉軸受70の
外側カラー82には、エアギャップ90の中心でリング間に
配置された測定ゾンデ94の支持体92が固定されている。
支持体92の半径方向断面はＦ字形で、その下方枝部がゾ
ンデ94を支持している。
【００２６】測定ゾンデ94は接続ケーブル96を介して図
示していない処理回路に接続されている。内側カラー74
の回転時に環状エアギャップ90内に発生する高い磁気勾
配によって測定ゾンデ94はカラー74、82の軸方向の相対
的な微小移動(10 〜100 μｍの幅）を表す相対的に大き
なアナログ信号を出す。そのような移動は、例えばカラ
ー74、82およびボール80が、シャフトまたは軸受の外側
カラー82の支持体に加わる軸線方向の応力の作用で弾性
変形する結果に起こる。
示していない処理回路に接続されている。内側カラー74
の回転時に環状エアギャップ90内に発生する高い磁気勾
配によって測定ゾンデ94はカラー74、82の軸方向の相対
的な微小移動(10 〜100 μｍの幅）を表す相対的に大き
なアナログ信号を出す。そのような移動は、例えばカラ
ー74、82およびボール80が、シャフトまたは軸受の外側
カラー82の支持体に加わる軸線方向の応力の作用で弾性
変形する結果に起こる。
【００２７】図17は、半径方向の微小移動を検出する線
形ピックアップ 102を備えた玉軸受100 の横断面であ
る。この玉軸受 100は、回転シャフトに固定された内側
カラー104 と軸受のボール 110を取囲む環状ボールケー
ジ 108と、図示していない固定された支持体に連結され
た外側カラー 112とを有している。内側カラー 104には
非磁性材料で作られたスペーサーリング 114が接着によ
って固定されており、このスペーサーリング 114上に
は、各々３つの磁性リングからなる各磁石の層が接着に
よって固定されている。各磁石は軸線方向に分極されて
おり、図12に示すような環状リングの形の継鉄 115、12
1 に固定されている。２つの層状磁石は軸線方向のエア
ギャップ 120を介して互いに分離されている。軸受 100
の外側カラー112 には、リングの間で、エアギャップ 1
20の中心に配置された測定ゾンデ 122のＴ字形支持体 1
23が固定接続されている。測定ゾンデ 122は接続ケーブ
ル 124を介して図示していない処理回路に接続されてい
る。
形ピックアップ 102を備えた玉軸受100 の横断面であ
る。この玉軸受 100は、回転シャフトに固定された内側
カラー104 と軸受のボール 110を取囲む環状ボールケー
ジ 108と、図示していない固定された支持体に連結され
た外側カラー 112とを有している。内側カラー 104には
非磁性材料で作られたスペーサーリング 114が接着によ
って固定されており、このスペーサーリング 114上に
は、各々３つの磁性リングからなる各磁石の層が接着に
よって固定されている。各磁石は軸線方向に分極されて
おり、図12に示すような環状リングの形の継鉄 115、12
1 に固定されている。２つの層状磁石は軸線方向のエア
ギャップ 120を介して互いに分離されている。軸受 100
の外側カラー112 には、リングの間で、エアギャップ 1
20の中心に配置された測定ゾンデ 122のＴ字形支持体 1
23が固定接続されている。測定ゾンデ 122は接続ケーブ
ル 124を介して図示していない処理回路に接続されてい
る。
【００２８】シャフトが回転すると、測定ゾンデ 122
は、シャフトおよび／または軸受の外側カラー 112の支
持体 (図示せず) に加わる半径方向の応力で生じる軸受
110のカラー 104および 112の相対的な半径方向の微小
移動 (10〜100 μｍの幅）を表す相対的に大きいアナロ
グ信号を出す。
は、シャフトおよび／または軸受の外側カラー 112の支
持体 (図示せず) に加わる半径方向の応力で生じる軸受
110のカラー 104および 112の相対的な半径方向の微小
移動 (10〜100 μｍの幅）を表す相対的に大きいアナロ
グ信号を出す。
【００２９】図18は、軸方向の微小移動を検出する線形
ピックアップ72を備えた玉軸受70の横断面である。この
軸受70は回転シャフトに固定された内側カラー74と、軸
受のボール80を取り囲む環状ボールケージ78と、図示し
ていない固定された支持体に連結された外側カラー82と
を有している。内側カラー74には、図15で示したものと
類似するが半径方向に分極した環状の対称磁気回路が接
着によって固定されている。この磁気回路は二重の内側
磁性リングと二重の外側磁性リングとで構成されてい
る。図15の磁気回路と違う点は、内側磁性リングに戻り
磁束用継鉄が無い点で、戻り磁束用継鉄の代りに、透磁
性の高い鋼鉄で作られた軸受70の内側カラー74が用いら
れている。
ピックアップ72を備えた玉軸受70の横断面である。この
軸受70は回転シャフトに固定された内側カラー74と、軸
受のボール80を取り囲む環状ボールケージ78と、図示し
ていない固定された支持体に連結された外側カラー82と
を有している。内側カラー74には、図15で示したものと
類似するが半径方向に分極した環状の対称磁気回路が接
着によって固定されている。この磁気回路は二重の内側
磁性リングと二重の外側磁性リングとで構成されてい
る。図15の磁気回路と違う点は、内側磁性リングに戻り
磁束用継鉄が無い点で、戻り磁束用継鉄の代りに、透磁
性の高い鋼鉄で作られた軸受70の内側カラー74が用いら
れている。
【００３０】上記の磁性リングは、非磁性材料で作られ
たリング88によって互いに剛体接続されて、半径方向に
環状エアギャップ90を区画している。玉軸受70の外側カ
ラー82には、磁性リング間で、エアギャップ90の中心に
配置された２つの測定ゾンデの支持体92が固定接続され
ている。支持体92の断面はＦ字形である。測定ゾンデは
接続ケーブル96を介して図示していない処理回路に接続
されている。シャフトが回転すると環状エアギャップ90
内に生じる高い磁気勾配によって２つの測定ゾンデには
軸受70のカラー74、82の相対的軸線方向微小移動 (10〜
100 μｍの幅）を表す相対的に大きなアナログ信号が生
じる。この相対移動はカラー74、82とボール80がシャフ
トおよび／または軸受の外側カラー82の支持体（図示せ
ず）に加わる軸線方向応力の作用で弾性変形した時に生
じる。
たリング88によって互いに剛体接続されて、半径方向に
環状エアギャップ90を区画している。玉軸受70の外側カ
ラー82には、磁性リング間で、エアギャップ90の中心に
配置された２つの測定ゾンデの支持体92が固定接続され
ている。支持体92の断面はＦ字形である。測定ゾンデは
接続ケーブル96を介して図示していない処理回路に接続
されている。シャフトが回転すると環状エアギャップ90
内に生じる高い磁気勾配によって２つの測定ゾンデには
軸受70のカラー74、82の相対的軸線方向微小移動 (10〜
100 μｍの幅）を表す相対的に大きなアナログ信号が生
じる。この相対移動はカラー74、82とボール80がシャフ
トおよび／または軸受の外側カラー82の支持体（図示せ
ず）に加わる軸線方向応力の作用で弾性変形した時に生
じる。
【００３１】図19は、半径方向の微小移動を検出する線
形ピックアップ 102を備えた玉軸受100 の横断面であ
る。この軸受 100は回転シャフトに固定された内側カラ
ー 104と、軸受のボール 110を取り囲む環状ボールケー
ジ 108と、図示していない固定された支持体に連結され
た外側カラー 112とを有している。内側カラー 104には
非磁性材料で作られたスペーサーリング 114が接着によ
って固定されており、このスペーサーリング 114には軸
線方向に分極した２組の磁性リングが接着によって固定
されている。各組の磁性リングは図14のリング54、56の
組と同様に、環状継鉄 115, 121 に固定され、軸線方向
のエアギャップ 120を介して互いに分離されている。軸
受 100の外側カラー 112には、磁気リングの組の間で、
エアギャップ 120の中心に配置された２つの測定ゾンデ
122のＴ字形支持体 123が固定装着されている。測定ゾ
ンデ 122は接続ケーブル 124を介して図示していない処
理回路に接続されている。この構造は感度が高いので、
シャフトが回転した時に、２つの測定ゾンデからは軸受
110のカラー 104, 112 の相対的半径方向微小移動 (10
〜100 μｍの幅）を表す相対的に大きいアナログ信号が
出る。この微小移動はシャフト 106および／または軸受
の外側カラー 112の支持体（図示せず）に加わる半径方
向の応力から生じる。
形ピックアップ 102を備えた玉軸受100 の横断面であ
る。この軸受 100は回転シャフトに固定された内側カラ
ー 104と、軸受のボール 110を取り囲む環状ボールケー
ジ 108と、図示していない固定された支持体に連結され
た外側カラー 112とを有している。内側カラー 104には
非磁性材料で作られたスペーサーリング 114が接着によ
って固定されており、このスペーサーリング 114には軸
線方向に分極した２組の磁性リングが接着によって固定
されている。各組の磁性リングは図14のリング54、56の
組と同様に、環状継鉄 115, 121 に固定され、軸線方向
のエアギャップ 120を介して互いに分離されている。軸
受 100の外側カラー 112には、磁気リングの組の間で、
エアギャップ 120の中心に配置された２つの測定ゾンデ
122のＴ字形支持体 123が固定装着されている。測定ゾ
ンデ 122は接続ケーブル 124を介して図示していない処
理回路に接続されている。この構造は感度が高いので、
シャフトが回転した時に、２つの測定ゾンデからは軸受
110のカラー 104, 112 の相対的半径方向微小移動 (10
〜100 μｍの幅）を表す相対的に大きいアナログ信号が
出る。この微小移動はシャフト 106および／または軸受
の外側カラー 112の支持体（図示せず）に加わる半径方
向の応力から生じる。
【図１】 本発明の一般的な磁気構造の実施例の横断面
図。
図。
【図２】 図１の磁気構造のエアギャップ内の誘導磁場
の変化を示す曲線。
の変化を示す曲線。
【図３】 図１の磁気構造を用いた移動量検出器の横断
面図。
面図。
【図４】 図３の移動量検出器のエアギャップ内での磁
場磁場の変化を示す曲線。
場磁場の変化を示す曲線。
【図５】 図１の磁気構造を用いた他の移動量検出器の
横断面図。
横断面図。
【図６】 図５の移動量検出器のエアギャップ内での誘
導磁場の変化を示す曲線。
導磁場の変化を示す曲線。
【図７】 プリズム形磁石構造の一般的な実施例の横断
面図。
面図。
【図８】 図７の磁気構造を用いた移動量検出器の横断
面図。
面図。
【図９】 図７の磁気構造を用いた別の移動量検出器の
横断面図。
横断面図。
【図１０】 図８の移動量検出器の変形実施例を示す
図。
図。
【図１１】 図９の移動量検出器の変形実施例を示す
図。
図。
【図１２】 軸線方向に分極した環状磁気回路の直径方
向に切った斜視図。
向に切った斜視図。
【図１３】 半径方向に分極した環状磁気回路を直径方
向に切った斜視図。
向に切った斜視図。
【図１４】 軸線方向に分極した他の実施例の環状磁気
回路の直径方向に切った斜視図。
回路の直径方向に切った斜視図。
【図１５】 半径方向に分極した他の実施例の環状磁気
回路を直径方向に切った斜視図。
回路を直径方向に切った斜視図。
【図１６】 半径方向を感知する変位センサーを備えた
玉軸受の断面図。
玉軸受の断面図。
【図１７】 軸線方向を感知する変位センサーを備えた
玉軸受の断面図。
玉軸受の断面図。
【図１８】 半径方向を感知する変位センサーを備えた
玉軸受の断面図。
玉軸受の断面図。
【図１９】 軸線方向を感知する変位センサーを備えた
玉軸受の断面図。
玉軸受の断面図。
１、２、３、４、１’、２’、３’、４’ 永久磁石 ５、５’戻り磁束用継鉄 ６、16 エア
ギャップ ７、17 測定ゾンデ 18、19、180
、190 検出子 70、100 玉軸受 72、102 線
形ピックアップ 74、82、104 、112 カラー 78、108 ボ
ールケージ 80、110 ボール 90、120 エ
アギャップ 92、123 支持体 94、122 測
定ゾンデ 96、124 接続ケーブル 114 スペー
サーリング 115、121 環状リング
ギャップ ７、17 測定ゾンデ 18、19、180
、190 検出子 70、100 玉軸受 72、102 線
形ピックアップ 74、82、104 、112 カラー 78、108 ボ
ールケージ 80、110 ボール 90、120 エ
アギャップ 92、123 支持体 94、122 測
定ゾンデ 96、124 接続ケーブル 114 スペー
サーリング 115、121 環状リング
Claims (7)
- 【請求項１】 エアギャップ(6) を介して互いに分離さ
れた２つの磁気回路によって構成され、各磁気回路は一
連の永久磁石の組(1, 2, 3, 4 および1', 2',3', 4')
で構成され、各組の永久磁石はエアギャップ(6) の方に
向いた面を有する戻り磁束用継鉄によって互いに剛体連
結されている線形移動を検出するための磁石構造におい
て、 互いに対向(1, 1■; 2, 2'; 3, 3'; 4, 4')し且つ互い
に連結(1,2; 2;3, 3;4,1',2■; 2',3'; 3',4')された永
久磁石の磁化方向は互いに反平行であり、各永久磁石の
長さＬがエアギャップ(6) の幅(d) の約２倍であること
を特徴とする磁石構造。 - 【請求項２】 各永久磁石回路(1, 2, 3および 1', 2',
3')が移動方向に沿って周期的に反復され、少なくとも
１つの測定装置(7) が座標軸Ｏy に沿って永久磁石回路
(1, 1'; 2, 2'; 3, 3') から等距離に配置されている請
求項１に記載の構造。 - 【請求項３】 側方の磁石 (1, 1';3, 3')の幅が互いに
隣接した永久磁石(2,2') の幅の約半分である請求項２
に記載の構造。 - 【請求項４】 エアギャップ(16)によって互いに分離さ
れた２つの磁気回路からなり、各磁気回路は同一断面の
主永久磁石の組 (11, 12, 13, 14; 11', 12',13', 14')
と、この主永久磁石に剛体連結され且つそれと同じ断
面を有する副永久磁石の組(20, 21, 22, 23; 20', 21',
22', 23')とによって構成された線形移動を検出するた
めの磁石構造において、 主永久磁石の断面は二等辺三角形であり、この二等辺三
角形の底辺はエアギャップ(16)の方を向いており、 互いに対向(11, 11'; 12, 12'; 13, 13'; 14, 14')し且
つ互いに隣接(11, 12;12, 13; 13, 14；11', 12'; 12',
13'; 13', 14') した主永久磁石の磁化方向が互いに反
平行であり、 ２つずつ対向する主永久磁石(11, 11'; 12, 12'; 13, 1
3'; 14, 14')の極性が同一であり、 副永久磁石(20, 21, 22, 23; 20', 21', 22', 23')の磁
化方向はそれらの断面の底辺と平行で、それらの磁束は
主永久磁石の磁束と連続しており、 各永久磁石の底辺の長さＬはエアギャップ(16)の幅の約
２倍であることを特徴とする構造。 - 【請求項５】 主永久磁石(11, 12; 11, 12, 13; 11',
12'; 11', 12', 13')と副永久磁石 (20、21、22; 21, 2
2；20', 21', 22'; 21', 22')とが周期的に分布し、主
永久磁石と副永久磁石との分極方向が各々同一方向に90
°ずれている請求項４に記載の磁石構造。 - 【請求項６】 上記構造が移動方向に沿って周期的に反
復しており、互いに対向した主永久磁石(11, 11'; 12,
12'; 13, 13') から等距離にあるエアギャップ(16)の中
心に少なくとも１つの測定装置(17)を有する請求項４ま
たは５に記載の構造。 - 【請求項７】 上記構造がカラー(74, 104) と一体化さ
れ且つ環状エアギャップ(90, 120) を区画しており、そ
の環状エアギャップの内部に他方のカラー(82,112) に
取付けられた支持体(92, 123) と一体な少なくとも１つ
の測定ゾンデ(94, 122) が配置されている請求項１〜６
のいずれか１項に記載の構造。
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