專利名稱：磁性位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用磁檢測元件來檢測測量對象物的位置的磁性位置傳 感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的磁性位置傳感器具有夾著副空氣隙而并列設(shè)置的一對第一 強磁性體定子；和隔著主空氣隙與第一強磁性體定子對置的第二強磁性 體定子。在主空氣隙中配置有被磁化成具有兩極的永久磁鐵。永久磁鐵 產(chǎn)生以其中央為分支點的兩個磁通環(huán)，并且該永久磁鐵可沿主空氣隙移 位。在磁鐵副空氣隙中配置有磁檢測元件。當永久磁鐵因測量對象物的 移位而在主空氣隙內(nèi)移位時，磁通環(huán)的位置發(fā)生變化，由磁檢測元件來 檢測該變化(例如，參照專利文獻l)。
專利文獻1:日本專利第3264929號公報
在上述那樣的現(xiàn)有磁性位置傳感器中，由于磁通環(huán)的分支點總是永 久磁鐵的中央，所以需要相對于原點位置使向兩個方向的行程均等。因 此，在原點位置與整個行程的中央不一致的情況下(偏離的情況下)，測 量精度會降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題而研制，其目的是提供可根據(jù)使用場所來 調(diào)整原點位置，并可抑制測量精度的降低的磁性位置傳感器。
本發(fā)明的磁性位置傳感器具有第一和第二檢測側(cè)芯，它們夾著檢 測間隙而彼此并列設(shè)置；磁鐵單元，其具有夾著原點間隙而彼此并列設(shè) 置的第一和第二磁鐵側(cè)芯、和在第一和第二檢測側(cè)芯與第一和第二磁鐵 側(cè)芯之間產(chǎn)生以原點間隙為分界的兩個磁通環(huán)的磁鐵，該磁鐵單元隨著測量對象物的移位而相對于第一和第二檢測側(cè)芯相對移位；以及磁檢測 元件，其配置在檢測間隙中，用于檢測通過檢測間隙的磁通。


圖1是本發(fā)明實施方式1的磁性位置傳感器的剖視圖。
圖2是表示圖1中的磁檢測元件的主視圖。
圖3是表示在圖1中的磁性位置傳感器中產(chǎn)生的磁通環(huán)的一個示例
的說明圖。
圖4是表示圖3中的可動體移位了的情況下的磁通環(huán)的一個示例的 說明圖。
圖5是表示在最大行程位置磁鐵的端部和第一固定芯不重疊的情況 下的磁通環(huán)的說明圖。
圖6是表示在最大行程位置第二可動芯比第二固定芯的端面向外側(cè) 突出的情況下的磁通環(huán)的說明圖。
圖7是表示將圖1中的磁性位置傳感器應(yīng)用于電梯的稱重裝置的示 例的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是將圖7中的WI部放大表示的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示將圖1中的磁性位置傳感器應(yīng)用于汽車的廢氣再循環(huán)閥 的開度測量器的示例的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示本發(fā)明實施方式2的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示本發(fā)明實施方式3的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示本發(fā)明實施方式4的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示本發(fā)明實施方式5的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是表示不設(shè)置圖13中的磁鐵端間隙的情況下的最大行程位置 的磁通環(huán)的說明圖。
6圖15是表示設(shè)置有圖13中的磁鐵端間隙的情況下的最大行程位置 的磁通環(huán)的說明圖。
圖16是表示圖13中的第一和第二可動芯及磁鐵向保持部件的裝配
結(jié)構(gòu)例的分解立體圖。
圖17是表示本發(fā)明實施方式6的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖18是表示本發(fā)明實施方式7的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是表示圖18中的第一和第二可動芯及磁鐵相對于第一和第二 固定芯傾斜的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖。
圖20是表示本發(fā)明實施方式8的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是本發(fā)明實施方式9的磁性位置傳感器的剖視圖。 圖22是沿圖21中的XXQ—XXn線的剖視圖。 圖23是表示圖21中的固定芯的立體圖。 圖24是表示圖21中的可動芯的立體圖。
圖25是表示本發(fā)明實施方式10的磁性位置傳感器的第一和第二固 定芯與磁檢測元件的關(guān)系的說明圖。
圖26是表示本發(fā)明實施方式11的磁性位置傳感器的可動芯8、 9的 立體圖。
圖27是表示本發(fā)明實施方式12的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié) 構(gòu)圖。
圖28是沿圖27中的X XVDI— X XVI線的剖視圖。 圖29是表示本發(fā)明實施方式13的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié) 構(gòu)圖。
圖30是沿圖29中的XXX — XXX線的剖視圖。
圖31是沿圖29中的XXXI—XXXI線的剖視圖。
圖32是本發(fā)明實施方式14的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。
圖33是表示本發(fā)明實施方式15的磁性位置傳感器的主要部分的分解立體圖。圖34是圖33中的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖35是本發(fā)明實施方式16的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖36是本發(fā)明實施方式17的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖37是表示本發(fā)明實施方式18的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié) 構(gòu)圖。圖38是沿圖37中的X X XVffl— X X XWI線的剖視圖。 圖39是表示本發(fā)明實施方式19的磁性位置傳感器的主要部分的結(jié) 構(gòu)圖。圖40是沿圖39中的XXXX — XXXX線的剖視圖。 圖41是表示圖39中的固定芯的立體圖。圖42是本發(fā)明實施方式20的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖43是本發(fā)明實施方式21的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖44是本發(fā)明實施方式22的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 圖45是表示圖44中的可動芯的主視圖。圖46是本發(fā)明實施方式23的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。
具體實施方式
下面參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。 實施方式l圖1是本發(fā)明實施方式1的磁性位置傳感器的剖視圖。在圖中，在 殼體1內(nèi)固定有由例如鐵等強磁性體構(gòu)成的平板狀的第一和第二固定芯 (檢測側(cè)芯)2、 3。固定芯2、 3夾著檢測間隙gl并列設(shè)置在一條直線 上。在檢測間隙gl中配置有磁檢測元件5。在殼體l內(nèi)，設(shè)有可沿固定芯2、3在與檢測間隙gl正交的方向(圖 中的左右方向)滑動移位的可動體(磁鐵單元)6?？蓜芋w6具有保持 部件7、由例如鐵等強磁性體構(gòu)成的第一和第二可動芯(磁鐵側(cè)芯)8、 9; 以及平板狀的磁鐵(永久磁鐵)10?？蓜有?、 9由保持部件7保持。此外可動芯8、 9的截面為L字形，可動芯8、 9朝向彼此相反的方向配置。再有，可動芯8、 9具有夾著原點間隙g2彼此對置的原點間隙面8a、 9a;和與固定芯2、 3對置并接 觸的固定芯對置面8b、 9b。磁鐵10被夾持于固定芯2、 3和可動芯8、 9之間。磁鐵10被磁化 成具有兩極，其磁化方向為圖中的上下方向。在可動體6的移位方向的兩端部，固定有非磁性材料制的第一和第 二軸11、 12。在第一軸11上抵接有測量對象物13。第二軸12貫穿插入 在彈簧14中。彈簧14設(shè)置于殼體1和可動體6之間，對可動體6及第 一軸11向測量對象物13側(cè)施力。圖2是表示圖1中的磁檢測元件5的主視圖。作為磁檢測元件5， 使用例如霍耳集成電路等僅具有一軸靈敏度的磁傳感器。在磁檢測元件5 上設(shè)有由例如霍耳元件構(gòu)成的磁敏部5a。此外，磁檢測元件5的感磁方 向是圖l中的左右方向、即與可動體6的移動方向平行的方向。圖3是表示在圖1中的磁性位置傳感器中產(chǎn)生的磁通環(huán)的一個示例 的說明圖，圖4是表示圖3中的可動體6移位了的情況下的磁通環(huán)的一 個示例的說明圖。在上述那樣的磁性位置傳感器中，以原點間隙g2為分 界產(chǎn)生了兩個磁通環(huán)?？蓜有?、 9與磁體10—體化，通過它們在圖中 左右方向的移動，磁通環(huán)也向左右移動。此時，由于通過磁檢測元件5 的磁通與可動體6的位置成比例地變化，所以可根據(jù)磁檢測元件5所檢 測到的磁通來檢測測量對象物13的位置。例如，圖4表示在最大行程位置的磁通環(huán)。此外，例如如圖3所示， 在磁通環(huán)的分支點(原點間隙g2)與磁檢測元件5的位置一致的情況下， 通過磁檢測元件5的磁通僅為圖中的上下方向，通過具有一軸靈敏度的 磁檢測元件5檢測到的磁通為零。這里，由于磁檢測元件5所產(chǎn)生的誤差(絕對值)與磁檢測元件5 的輸出成比例地增加，所以通過調(diào)整成使磁檢測元件5的原點(零點) 來到最想測量的部分，可抑制測量精度的降低。例如，在磁檢測元件5 的原點從測量對象位置偏離了 5mm的情況下，即使進行5mm的位置的 測量，也相當于離磁檢測元件5的原點10mm的位置，所以誤差的絕對量為2倍。根據(jù)上述磁性位置傳感器，可通過原點間隙g2的位置來調(diào)整磁通環(huán) 的分支點的位置，可根據(jù)使用場所來調(diào)整原點位置，能夠抑制測量精度 的降低。此外，在實施方式l中，如圖4所示，即使在可動體6移動到了可進行位置檢測的最大行程位置的情況下，磁鐵io仍與第一和第二固定芯2、 3重疊。即，磁鐵10的端部與第一固定芯2重疊。因此，即使在最大 行程位置，也可將通過檢測間隙gl的磁通保持為與磁檢測元件5的感磁 方向平行。由此，可提高最大行程位置附近的傳感器輸出的線性度。與此相對，如圖5所示，當在最大行程位置磁鐵10的端部與第一固 定芯2不重疊的情況下，通過檢測間隙gl的磁通相對于磁檢測元件5的 感磁方向傾斜。由此，最大行程位置附近的傳感器輸出的線性度降低。再有，在實施方式l中，如圖4所示，即使在可動體6移動到了可 進行位置檢測的最大行程位置的情況下，第一和第二可動芯8、 9仍位于 第一和第二固定芯2、 3的范圍內(nèi)。即，第二可動芯9不從第二固定芯3 的端面向外側(cè)突出。因此，即使在最大行程位置，也可防止漏磁通的產(chǎn) 生，可防止測量精度的降低。與此相對，如圖6所示，當在最大行程位置第二可動芯9從第二固 定芯3的端面向外側(cè)突出的情況下，在磁路的一部分產(chǎn)生磁通飽和，會 產(chǎn)生漏磁通。圖7是表示將圖1中的磁性位置傳感器應(yīng)用于電梯的稱重裝置的示 例的結(jié)構(gòu)圖。圖8是將圖7中的WI部放大表示的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，容納 乘客的轎廂15通過主繩索16懸吊在井道內(nèi)，并通過曳引機(未圖示) 的驅(qū)動力升降。轎廂15具有轎廂架17和由轎廂架17支撐的轎廂室18。在轎廂室18的地板部和轎廂架17的下梁之間設(shè)有根據(jù)轎廂室18 內(nèi)的裝載重量而伸縮的彈簧(彈性體)19;和檢測轎廂室18的地板部的 移位的作為稱重裝置的磁性位置傳感器20。磁性位置傳感器20的基本原 理與圖1相同，測量對象物13相當于轎廂室18。從磁性位置傳感器20 獲得與轎廂室18的地板部的位置對應(yīng)的信號、即與裝載重量對應(yīng)的信號。因此，可將磁性位置傳感器20作為稱重裝置使用。再有，稱重裝置也可設(shè)置在例如繩頭或繩索固定部等電梯的其它場所。接下來，圖9是表示將圖1中的磁性位置傳感器應(yīng)用于汽車的廢氣 再循環(huán)閥的開度測量器的示例的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，經(jīng)空氣濾清器22和節(jié) 流閥23向發(fā)動機21供給空氣。來自發(fā)動機21的廢氣通過催化劑24而 向外部排出。此外，廢氣的一部分經(jīng)廢氣再循環(huán)閥25而再次向發(fā)動機21 供給。廢氣再循環(huán)閥25通過致動器26開閉。致動器26中設(shè)有磁性位置傳 感器27來作為用于測量廢氣再循環(huán)閥25的開度的開度測量器。磁性位 置傳感器27的基本原理與圖1相同，測量對象物13相當于廢氣再循環(huán) 閥25或致動器26的驅(qū)動軸。從磁性位置傳感器27獲得與廢氣再循環(huán)閥25的開度對應(yīng)的信號。因此，可使用磁性位置傳感器27來作為開度測量祖 益。這樣，本發(fā)明的磁性位置傳感器可應(yīng)用于一切用途，可根據(jù)使用場所來調(diào)整原點位置，能夠抑制測量精度的降低。 實施方式2接下來，圖10是表示本發(fā)明實施方式2的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，第一可動芯8的長度尺寸比第二可動芯9的 長度尺寸要短。由此，行程在原點的兩側(cè)為非對稱的。其它結(jié)構(gòu)與實施 方式1相同。這樣，也可使行程為非對稱，能夠根據(jù)使用場所來調(diào)整原點位置， 能夠抑制測量精度的降低。 實施方式3下面，圖11是表示本發(fā)明實施方式3的磁性位置傳感器的主要部分 的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，在固定芯2、 3與可動芯8、 9及磁鐵10之間， 設(shè)有變動抑制間隙g3。即，可動體6 (圖1)隔開間隔地與固定芯2、 3 對置。因此，使用引導可動體6的移位的導引部件(未圖示)。其它結(jié)構(gòu) 與實施方式l相同。在這樣的磁性位置傳感器中，通過變動抑制間隙g3,針對因可動芯
8、 9及磁鐵10在與固定芯2、 3接觸和遠離的方向(圖中的上下方向)
上的移位而引起的間隙變動的耐性提高。
例如，在作為初始狀態(tài)而使可動芯8、 9及磁體10與固定芯2、 3接 觸的情況下，當在兩者之間產(chǎn)生間隙時，哪怕是O.lmm，由于與強磁性 體相比空氣的磁阻高出三個數(shù)量級以上，所以整體的磁阻的變動增大很 多倍。與此相對，在預先存在變動抑制間隙g3的情況下，即使變動抑制 間隙g3從例如l.Omm變動O.lmm，整體的磁阻的變化率被抑制為10% 左右。
這里，雖然磁檢測元件5根據(jù)通過檢測間隙gl的磁通來產(chǎn)生信號， 但上述磁阻變化的影響也不小。因此，通過預先設(shè)置變動抑制間隙g3， 相對于可動芯8、 9及磁鐵10在與固定芯2、 3接觸和遠離的方向上的移 位能夠獲得穩(wěn)定的輸出。
此外，通過調(diào)整變動抑制間隙g3的大小，可調(diào)整為適于磁檢測元件 5的靈敏度的磁通密度。
實施方式4
下面，圖12是表示本發(fā)明實施方式4的磁性位置傳感器的主要部分 的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，在磁鐵10的靠可動芯8、 9側(cè)的磁極面與可動 芯8、 9之間，設(shè)有變動抑制間隙g4。其它結(jié)構(gòu)與實施方式l相同。
即使是這樣的磁性位置傳感器，由于在磁通環(huán)的一部分預先設(shè)有磁 性間隙，所以與實施方式3—樣，相對于可動芯8、 9及磁鐵10在與固 定芯2、 3接觸和遠離的方向上的移位可獲得穩(wěn)定的輸出。
實施方式5
接下來，圖13是表示本發(fā)明實施方式5的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，在磁鐵10的移動方向的兩端面與可動芯8、 9 之間設(shè)有磁鐵端間隙g5。其它結(jié)構(gòu)與實施方式l相同。
這里，圖14是表示不設(shè)置圖13中的磁鐵端間隙g5的情況下的最大 行程位置的磁通環(huán)的說明圖，圖15是表示設(shè)置有圖13中的磁鐵端間隙 g5的情況下的最大行程位置的磁通環(huán)的說明圖。在不設(shè)置磁鐵端間隙g5的情況下，在最大行程位置，通過檢測間隙 gl的磁通相對于磁檢測元件5的感磁方向傾斜。由此，最大行程位置附 近的傳感器輸出的線性度降低。與此相對，在設(shè)置了磁鐵端間隙g5的情 況下，即使在最大行程位置，也能夠?qū)⑼ㄟ^檢測間隙gl的磁通保持為與
磁檢測元件5的感磁方向平行。由此，可提高最大行程位置附近的傳感
器輸出的線性度。
圖16是表示圖13中的第一和第二可動芯8、 9及磁鐵10向保持部 件7的裝配結(jié)構(gòu)例的分解立體圖。在保持部件7上設(shè)有插入磁鐵10的 磁鐵插入孔7a;和插入可動芯8、 9的端部的芯插入孔7b、 7c。通過設(shè) 置磁鐵端間隙g5，磁鐵10的兩端部對磁通密度的大小幾乎不產(chǎn)生影響， 所以通過將保持部件7插入到磁鐵端間隙g5中，可容易地將可動芯8、 9 及磁鐵10—體化。
實施方式6
接著，圖17是表示本發(fā)明實施方式6的磁性位置傳感器的主要部分 的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，原點間隙g2在可動芯8、 9及磁鐵10的移動方 向上的尺寸，比檢測間隙gl在同方向上的尺寸要大(g2〉gl)。其它結(jié) 構(gòu)與實施方式l相同。
在這樣的磁性位置傳感器中，由于原點間隙g2比檢測間隙gl要大， 所以原點間隙g2的磁阻增高，可使磁通環(huán)的分支明確，能夠容易地進行 原點的設(shè)定。
實施方式7
下面，圖18是表示本發(fā)明實施方式7的磁性位置傳感器的主要部分 的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，在磁鐵10的靠固定芯2、 3側(cè)的磁極面與固定 芯2、 3之間設(shè)有變動抑制間隙g3。
此外，磁鐵10的靠固定芯2、 3側(cè)的磁極面比固定芯對置面8b、 9b 向固定芯2、 3側(cè)突出。反過來說，固定芯對置面8b、 9b與固定芯2、 3 之間的間隔，比磁鐵10與固定芯2、 3之間的間隔要大。其它結(jié)構(gòu)與實 施方式1相同。
在這樣的磁性位置傳感器中，可減小可動芯8、 9及磁鐵10相對于固定芯2、 3傾斜的情況下的誤差。例如，如圖19所示，在可動芯8、 9 及磁鐵10傾斜的情況下，變動抑制間隙g3的間隙變動在固定芯對置面 8b、 9b附近變大。與此相對，通過增大固定芯對置面8b、 9b與固定芯2、 3之間的距離，可提高對間隙變動的耐性。 實施方式8
下面，圖20是表示本發(fā)明實施方式8的磁性位置傳感器的主要部分 的結(jié)構(gòu)圖。在該示例中，在可動芯8、 9及磁鐵10與固定芯2、 3之間設(shè) 有變動抑制間隙g3。
此外，磁檢測元件5的端部從固定芯2、 3向磁鐵10側(cè)及其相反側(cè) 突出。反過來說，固定芯2、 3的厚度尺寸比磁檢測元件5在同方向上的 尺寸要小。其它結(jié)構(gòu)與實施方式l相同。
固定芯2、 3的厚度設(shè)定成能夠向磁檢測元件5供給平行的磁通。此 外，在設(shè)有變動抑制間隙g3的情況下，即便使磁檢測元件5的一部分從 固定芯2、 3突出，也不會與磁鐵10干涉。因此，即便使固定芯2、 3的 厚度尺寸比同方向的磁檢測元件5的尺寸要小，也可向磁敏部5a供給平 行的磁通，能夠?qū)崿F(xiàn)磁性位置傳感器的小型輕量化及低成本化(材料費 用)。
實施方式9
接下來，圖21是本發(fā)明實施方式9的磁性位置傳感器的剖視圖，圖 22是沿圖21中的XXC—XXfl線的剖視圖，圖23是表示圖21中的固定芯 的立體圖，圖24是表示圖21中的可動芯的立體圖。
在圖中，在圓筒狀的殼體31內(nèi)，固定有由例如鐵等強磁性體構(gòu)成的 圓筒狀的第一和第二固定芯(檢測側(cè)芯)32、 33。固定芯32、 33夾著環(huán) 狀的檢測間隙gl配置在同一軸線上。在檢測間隙gl的周向的一處，配 置有磁檢測元件5。
在固定芯32、 33內(nèi)，設(shè)有可沿固定芯32、 33在固定芯32、 33的軸 向(圖中的左右方向)上滑動移位的可動體(磁鐵單元)36。可動體36 具有由例如鐵等強磁性體構(gòu)成的圓筒狀的第一和第二可動芯(磁鐵側(cè) 芯)38、 39;及圓筒狀的磁鐵(永久磁鐵)40。在可動芯38、39的軸向的一端部，如圖24所示設(shè)有凸緣部38a、39a。 凸緣部38a、 39a的直徑比可動芯38、 39的除了凸緣部38a、 39a以外的 部分的直徑要大。可動芯38、 39以凸緣部38a、 39a的相反側(cè)的端面夾 著環(huán)狀的原點間隙g2彼此對置的方式，朝向彼此相反的方向地配置在同 一軸線上。
磁鐵40圍繞可動芯38、 39的除凸緣部38a、 39a之外的部分和原點 間隙g2 。磁鐵40被磁化成具有兩極，其磁化方向為半徑方向(壁厚方向)。
在可動體36中貫穿有非磁性材料制的軸41。在軸41上固定有可動 芯38、 39。測量對象物13抵接在軸41上。在殼體31與可動體36之間， 設(shè)有對可動體36及軸41向測量對象物13側(cè)施力的彈簧44。
這樣的磁性位置傳感器的固定芯32、 33、可動芯38、 39及磁鐵40 的結(jié)構(gòu)是通過使實施方式1中的固定芯2、 3、可動芯8、 9和磁鐵10回 轉(zhuǎn)形成為圓筒形而得到的。因此，位置檢測的基本原理與實施方式1相 同，可根據(jù)使用場所來調(diào)整原點位置，能夠抑制測量精度的降低
此外，通過使固定芯32、 33、可動芯38、 39及磁鐵40分別形成為 圓筒形，相對于間隙變動所致的誤差，成為差動構(gòu)造，所以可提高測量 精度。
再有，無論可動芯38、39及磁鐵40偏向固定芯32、 33的哪個方向， 與固定芯32、 33相比，空氣的磁阻都非常大，所以可使通過檢測間隙gl 的磁通密度大致均勻。因此，即使僅在檢測間隙gl的周向的一處配置磁 檢測元件5，也可得到足夠的測量精度。
再有，在實施方式9中，雖然使固定芯32、 33、可動芯38、 39及 磁鐵40分別為圓筒形，但也可以成為截面具有三個以上的角部的多邊形 筒部。
此外，也可以如實施方式2所示，使行程在原點兩側(cè)為非對稱的。 還有，也可以如實施方式3所示，在固定芯32、 33與可動芯38、
39及磁鐵40之間設(shè)置變動抑制間隙。
再有，也可以如實施方式4所示，在磁鐵40的靠可動芯38、 39側(cè)
的磁極面與可動芯38、 39之間設(shè)置變動抑制間隙。此外，也可以如實施方式5所示，在磁鐵40的移動方向的兩端面與
可動芯38、 39之間設(shè)置磁鐵端間隙。
再有，也可以如實施方式6所示，使原點間隙在可動芯38、 39及磁 鐵40的移動方向上的尺寸比檢測間隙在同方向上的尺寸要大。
另外，也可以如實施方式7所示，使可動芯38、 39的與固定芯32、 33對置的面和固定芯32、 33之間的間隔，比磁鐵40和固定芯32、 33之 間的間隔要大。
此外，也可以如實施方式8所示，使磁檢測元件5的端部從固定芯 32、 33向磁鐵40側(cè)及其相反側(cè)突出。 實施方式10
下面，圖25是表示本發(fā)明實施方式10的磁性位置傳感器的第一和 第二固定芯32、 33與磁檢測元件5的關(guān)系的說明圖。在該示例中，在固 定芯32、 33的周向上彼此隔開相等間隔地配置有四個磁檢測元件5。其 它結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
在這樣的磁性位置傳感器中，通過使來自四個磁檢測元件5的輸出 平均化，可修正通過檢測間隙gl間的磁通密度因位置所致的微小誤差， 能夠進一步提高測量精度。
實施方式ll
接下來，圖26是表示本發(fā)明實施方式11的磁性位置傳感器的可動 芯38、 39的立體圖。在該示例中，沒有在可動芯38、 39中設(shè)置中空部， 而使可動芯38、 39為圓柱狀。其它結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
這樣，通過省略可動芯38、 39的通孔，可動芯38、 39的構(gòu)造被簡 化，可減少制造成本。
實施方式12
下面，圖27是表示本發(fā)明實施方式12的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖，圖28是沿圖27中的XXVI—XXVni線的剖視圖。在圖中， 在固定芯32、 33的彼此對置的端面的周向的一部分，設(shè)有向磁檢測元件 5突出的突起部32a、 33a。其它結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
在此類磁性位置傳感器中，可減小突起部32a、 33a間的磁阻，即使在使用磁力弱的磁鐵40 (圖21)的情況下，也能獲得足夠的測量精度。
實施方式13
接著，圖29是表示本發(fā)明實施方式13的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖，圖30是沿圖29中的XXX — XXX線的剖視圖。圖31是 沿圖29中的XXXI—XXXI線的剖視圖。
在圖中，在固定芯32、 33的彼此對置的端部，設(shè)有向徑向外側(cè)突出 的突起部32b、 33b。突起部32b、 33b設(shè)置在固定芯32、 33的周向的與 磁檢測元件5相同的位置。即，磁檢測元件5的一部分配置在突起部32b、 33b之間。其它結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
在此類磁性位置傳感器中，在固定芯32、 33的外周部設(shè)有突起部 32b、 33b，在突起部32b、 33b之間配置有磁檢測元件5，所以可確保磁 通向磁檢測元件5的供給，同時，能夠使固定芯32、33的除了突起部32b、 33b之外的部分的壁厚變薄。由此，可實現(xiàn)傳感器整體的小型輕量化。
實施方式14
下面，圖32是本發(fā)明實施方式14的磁性位置傳感器的主要部分剖 視圖。在該示例中，代替實施方式13的突起部32b、 33b，在固定芯32、 33的外周部安裝有與固定芯32、 33分體的突起部45、 46。突起部45、 46通過例如粘接劑47粘接在固定芯32、 33上。
這樣，只要固定芯32、 33同突起部45、 46之間的間隙與檢測間隙 gl相比足夠小，就可與固定芯32、 33分體地構(gòu)成使突起部45、 46，不 會使固定芯32、 33的構(gòu)造變復雜，可使固定芯32、 33的壁厚變薄。
實施方式15
下面，圖33是表示本發(fā)明實施方式15的磁性位置傳感器的主要部 分的分解立體圖，圖34是圖33中的磁性位置傳感器的主要部分剖視圖。 在圖中，在殼體31的軸向中間部，設(shè)有開口部(窗部)31a。突起部45、 46插入在開口部31a中，并粘接在固定芯32、 33的外周部。磁檢測元件 5穿過開口部31a配置在檢測間隙gl中。
在此類磁性位置傳感器中，由于在殼體31上設(shè)有開口部31a，所以 能夠在將固定芯32、 33插入殼體31中后進行突起部45、 46及磁檢測元件5的安裝，可使殼體31及固定芯32、 33的形狀簡化，且突起部45、 46及磁檢測元件5與固定芯32、 33的對位容易。
再有，磁檢測元件5也可在將突起部45、 46插入到開口部31a中之 前預先固定在突起部45、 46間。該情況下，在突起部45、 46與磁檢測 元件5之間，也可介入有粘接劑或非磁性墊片等。
實施方式16
下面，圖35是本發(fā)明實施方式16的磁性位置傳感器的主要部分剖 視圖。在該示例中，突起部45、 46之間的間隔(檢測間隙gl)比固定芯 32、 33之間的間隔要小。其它結(jié)構(gòu)與實施方式15相同。
通過如此構(gòu)成，與實施方式12—樣，可減小突起部45、 46之間的 磁阻，即使在使用磁力弱的磁鐵40 (圖21)的情況下，也能獲得足夠的 測量精度。
實施方式17
接下來，圖36是表示本發(fā)明實施方式17的磁性位置傳感器的主要 部分剖視圖。在該示例中，突起部45、 46不是粘接在固定芯32、 33的 外周部，而是粘接在軸向的端面上。通過此類結(jié)構(gòu)，也能得到與實施方 式15同樣的效果。
實施方式18
接著，圖37是表示本發(fā)明實施方式18的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖，圖38是沿圖37中的XXXVl—XXXVin線的剖視圖。在 圖中，在固定芯32、 33的彼此對置的端部，設(shè)有向徑向外側(cè)突出的突起 部32c、 33c。突起部32c、 33c設(shè)置在固定芯32、 33的整周范圍內(nèi)。其 它結(jié)構(gòu)與實施方式13相同。
在此類磁性位置傳感器中，由于在固定芯32、 33的外周部設(shè)置突起 部32c、 33c，且在突起部32c、 33c之間配置磁檢測元件5，所以在確保 了磁通向磁檢測元件5的供給的同時，能夠使固定芯32、 33的除了突起 部32b、 33b之外的部分的壁厚變薄。由此，可實現(xiàn)傳感器整體的小型輕 量化。此外，由于在固定芯32、 33的整周范圍內(nèi)設(shè)置突起部32b、 33b， 所以可使固定芯32、 33的形狀簡化。實施方式19
下面，圖39是表示本發(fā)明實施方式19的磁性位置傳感器的主要部 分的結(jié)構(gòu)圖，圖40是沿圖39中的XXXX — XXXX線的剖視圖，圖 41是表示圖39中的固定芯32、 33的立體圖。
在該示例中，使固定芯32、 33的外徑沿固定芯32、 33的軸向連續(xù) 地變化，以代替在固定芯32、 33的端部設(shè)置突起部32c、 33c。 S卩，固定 芯32、 33的彼此對置的端部的外徑比相反側(cè)的端部的外徑要大。但是， 固定芯32、 33的內(nèi)徑沿軸向為固定的。該結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
在此類磁性位置傳感器中，由于使固定芯32、 33的靠磁檢測元件5 側(cè)的端部的外徑比相反側(cè)的端部的外徑要大，所以在確保了磁通向磁檢 測元件5的供給的同時，能夠使固定芯32、 33的壁厚朝向與磁檢測元件 5相反的一側(cè)的端部逐漸變薄。由此，可實現(xiàn)傳感器整體的小型輕量化。
實施方式20
下面，圖42是本發(fā)明實施方式20的磁性位置傳感器的主要部分剖 視圖。在圖中，磁鐵40在周向上被分割為多個。即，磁鐵40被分割為 截面為半圓狀的第一和第二磁鐵片段40a、 40b。在磁鐵片段40a、 40b之 間，設(shè)有磁鐵片段間隙g6、 g7。在可動芯38、 39及磁鐵40與固定芯32、 33之間，設(shè)有實施方式3中說明的那樣的變動抑制間隙g3。
固定芯32、 33的截面為橢圓形狀。此外，變動抑制間隙g3的大小 在傳感器的周向上，在磁鐵片段間隙g6、 g7的附近為最小(dl)、在離 磁鐵片段間隙g6、 g7最遠的位置為最大(d2)。其它結(jié)構(gòu)與實施方式9 相同。
這樣，通過將圓筒形的磁鐵40分割為磁鐵片段40a、 40b，可容易地 制作磁鐵40。此外，通過在磁鐵片段40a、 40b之間設(shè)置磁鐵片段間隙 g6、 g7，可降低磁鐵片段40a、 40b的制作精度，并且能夠容易地將磁鐵 片段40a、 40b裝配到可動芯38、 39上。
但是，在設(shè)置了磁鐵片段間隙g6、 g7的情況下，在磁鐵片段間隙 g6、 g7的部分，磁通密度降低，因此，通過使傳感器為圓筒形而成的差 動構(gòu)造的效果降低。與此相對，通過使變動抑制間隙g3的大小在磁鐵片
19段間隙g6、 g7的位置比其它位置小，可使磁通環(huán)的強度在傳感器的周向 上均等化，可抑制差動構(gòu)造所成的效果的降低。 實施方式21
接下來，圖43是本發(fā)明實施方式21的磁性位置傳感器的主要部分 剖視圖。在該示例中，固定芯32、 33的截面為圓形。此外，磁鐵片段40a、 40b的截面的厚度尺寸在鄰近磁鐵片段間隙g6、 g7的兩端部最大，在中 間部最小。其它結(jié)構(gòu)與實施方式20相同。
在此類磁性位置傳感器中，由于磁通密度與磁鐵40的壁厚成比例， 所以，通過使磁鐵片段間隙g6、 g7附近的磁鐵片段40a、 40b的壁厚比 其它部分的壁厚要厚，可提高磁鐵片段間隙g6、 g7附近的磁通密度，使 磁通環(huán)的強度在傳感器的周向上均等化。
實施方式22
下面，圖44是本發(fā)明實施方式22的磁性位置傳感器的主要部分剖 視圖，圖45是表示圖44中的可動芯38、 39的主視圖。在圖中，可動芯 38、 39的凸緣部38a、 39a的截面為橢圓形狀。即，凸緣部38a、 39a的 外周面與固定芯32、 33的內(nèi)周面之間的距離，在傳感器的周向上，在磁 鐵片段間隙g6、 g7附近為最小，在離磁鐵片段間隙g6、 g7最遠的位置 為最大。其它結(jié)構(gòu)與實施方式20相同。
這樣，在使凸緣部38a、39a的外周形狀變化以提高磁鐵片段間隙g6、 g7的位置的磁通密度的情況下，也可使磁通環(huán)的強度在傳感器的周向上 均等化。
實施方式23
接下來，圖46是本發(fā)明實施方式23的磁性位置傳感器的主要部分 剖視圖。在圖中，磁鐵40被分割為截面呈圓弧狀的第一至第三磁鐵片段 40c 40e。在磁鐵片段40c 40e之間，設(shè)有磁鐵片段間隙g8 gl0。在 可動芯38、 39及磁鐵40與固定芯32、 33之間，設(shè)有實施方式3說明的 那樣的變動抑制間隙g3。
固定芯32、 33的截面為三角形。此外，變動抑制間隙g3的大小， 在傳感器的周向上，在磁鐵片段間隙g8 gl0附近為最小，在離磁鐵片段間隙g8 gl0最遠的位置為最大。其它結(jié)構(gòu)與實施方式9相同。
這樣，通過使固定芯32、 33的截面形狀為與磁鐵片段間隙g8 g10 的數(shù)量對應(yīng)的多邊形，也可使變動抑制間隙g3的大小在磁鐵片段間隙g6、 g7的位置比其它位置小，能夠使磁通環(huán)的強度在傳感器的周向上均等化， 抑制差動構(gòu)造所成的效果的減小。
再有，本發(fā)明的磁性位置傳感器的用途并不限定于電梯的稱重裝置 和閥的開度測量器。
此外，在上述示例中，雖然將第一和第二檢測側(cè)芯固定，使磁鐵單 元可以移動，但也可使該結(jié)構(gòu)反過來。
再有，在使第一和第二檢測側(cè)芯、第一和第二磁鐵側(cè)芯及磁鐵為筒 狀的情況下，也可將第一和第二檢測側(cè)芯配置在磁鐵單元的內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種磁性位置傳感器，其特征在于，所述磁性位置傳感器具有第一和第二檢測側(cè)芯，它們夾著檢測間隙而彼此并列設(shè)置；磁鐵單元，其具有夾著原點間隙而彼此并列設(shè)置的第一和第二磁鐵側(cè)芯、和在上述第一和第二檢測側(cè)芯與上述第一和第二磁鐵側(cè)芯之間產(chǎn)生以上述原點間隙為分界的兩個磁通環(huán)的磁鐵，所述磁鐵單元隨著測量對象物的移位而相對于上述第一和第二檢測側(cè)芯相對移位；以及磁檢測元件，其配置在上述檢測間隙中，用于檢測通過上述檢測間隙的磁通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 即使在上述磁鐵單元移動到了可進行位置檢測的最大行程位置的情況下，上述磁鐵的靠上述磁檢測元件側(cè)的端部仍與上述第一和第二檢測 側(cè)芯重疊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 即使在上述磁鐵單元移動到了可進行位置檢測的最大行程位置的情況下，上述第一和第二磁鐵側(cè)芯仍位于上述第一和第二檢測側(cè)芯的范圍 內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁鐵側(cè)芯及上述磁鐵與上述第一和第二檢測側(cè)芯之間，設(shè)有變動抑制間隙，該變動抑制間隙抑制因上述磁鐵單元在與上 述第一和第二檢測側(cè)芯接觸和遠離的方向上的移位所致的磁通密度的變 動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 上述磁檢測元件的端部從上述第一和第二檢測側(cè)芯向上述磁鐵側(cè)突出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 在上述磁鐵的靠上述第一和第二磁鐵側(cè)芯側(cè)的磁極面與上述第一和第二磁鐵側(cè)芯之間，設(shè)有變動抑制間隙，該變動抑制間隙抑制因上述磁鐵單元在與上述第一和第二檢測側(cè)芯接觸和分離的方向上的移位所致的 磁通密度的變動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 在上述磁鐵單元的移動方向上的上述磁鐵的端面與上述第一和第二磁鐵側(cè)芯之間，設(shè)有磁鐵端間隙。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 上述原點間隙在上述磁鐵單元的移動方向上的尺寸比上述檢測間隙在同方向上的尺寸要大。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 上述第一和第二檢測側(cè)芯、上述第一和第二磁鐵側(cè)芯及上述磁鐵為筒狀，在上述第一和第二檢測側(cè)芯的內(nèi)側(cè)配置有上述磁鐵單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感器，其特征在于，在上述第一和第二檢測側(cè)芯的彼此對置的端面的周向的一部分，分 別設(shè)有朝向上述磁檢測元件突出的突起部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感器，其特征在于，在上述第一和第二檢測側(cè)芯的彼此對置的端部，分別設(shè)有向徑向外 側(cè)突出的突起部，上述磁檢測元件配置在上述突起部之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 上述突起部與上述第一和第二檢測側(cè)芯分體地構(gòu)成，并且安裝在上述第一和第二檢測側(cè)芯上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁鐵側(cè)芯與上述第一和第二檢測側(cè)芯之間，以及在上述磁鐵與上述第一和第二檢測側(cè)芯之間，設(shè)有變動抑制間隙，該變 動抑制間隙抑制因上述磁鐵單元在與上述第一和第二檢測側(cè)芯接觸和遠 離的方向上的移位所致的磁通密度的變動，上述磁鐵在周向上被分割為多個磁鐵片段，在上述磁鐵片段之間設(shè)有至少一個磁鐵片段間隙，上述第一和第二檢測側(cè)芯的截面形狀以使上述變動抑制間隙的大小 在上述磁鐵片段間隙的位置比其它位置小的方式變形。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 上述第一和第二檢測側(cè)芯的截面形狀為多邊形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感器，其特征在于，上述磁鐵在周向上被分割為多個磁鐵片段，在上述磁鐵片段之間設(shè)有至少一個磁鐵片段間隙，上述磁鐵片段的壁厚在上述磁鐵片段間隙附近比其它部分要厚。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁鐵側(cè)芯與上述第一和第二檢測側(cè)芯之間，以及在上述磁鐵與上述第一和第二檢測側(cè)芯之間，設(shè)有變動抑制間隙，該變 動抑制間隙抑制因上述磁鐵單元在與上述第一和第二檢測側(cè)芯接觸和遠 離的方向上的移位所致的磁通密度的變動，上述第一和第二磁鐵側(cè)芯分別具有與上述第一和第二檢測側(cè)芯的內(nèi) 周面對置的凸緣部，上述磁鐵在周向上被分割為多個磁鐵片段，在上述磁鐵片段之間設(shè)有至少 一個磁鐵片段間隙，上述凸緣部的外周形狀以使與上述第一和第二檢測側(cè)芯的內(nèi)周面之 間的距離在上述磁鐵片段間隙附近變小的方式變形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁性位置傳感器。在磁性位置傳感器中，第一和第二檢測側(cè)芯夾著檢測間隙彼此并列設(shè)置。磁鐵單元隨著測量對象物的移位而相對于第一和第二檢測側(cè)芯相對地移位。此外，磁鐵單元具有夾著原點間隙而彼此并列設(shè)置的第一和第二磁鐵側(cè)芯；和在第一和第二檢測側(cè)芯與第一和第二磁鐵側(cè)芯之間產(chǎn)生以原點間隙為分界的兩個磁通環(huán)的磁鐵。
文檔編號G01D5/14GK101317072SQ200680044870
公開日2008年12月3日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者上田隆美, 西沢博志, 西浦竜一 申請人:三菱電機株式會社