磁性位置传感器的制作方法

专利名称：磁性位置传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用磁检测元件来检测测量对象物的位置的磁性位置传 感器。
背景技术：
现有的磁性位置传感器具有夹着副空气隙而并列设置的一对第一 强磁性体定子；和隔着主空气隙与第一强磁性体定子对置的第二强磁性 体定子。在主空气隙中配置有被磁化成具有两极的永久磁铁。永久磁铁 产生以其中央为分支点的两个磁通环，并且该永久磁铁可沿主空气隙移 位。在磁铁副空气隙中配置有磁检测元件。当永久磁铁因测量对象物的 移位而在主空气隙内移位时，磁通环的位置发生变化，由磁检测元件来 检测该变化(例如，参照专利文献l)。
专利文献1:日本专利第3264929号公报
在上述那样的现有磁性位置传感器中，由于磁通环的分支点总是永 久磁铁的中央，所以需要相对于原点位置使向两个方向的行程均等。因 此，在原点位置与整个行程的中央不一致的情况下(偏离的情况下)，测 量精度会降低。

发明内容
本发明为了解决上述问题而研制，其目的是提供可根据使用场所来 调整原点位置，并可抑制测量精度的降低的磁性位置传感器。
本发明的磁性位置传感器具有第一和第二检测侧芯，它们夹着检 测间隙而彼此并列设置；磁铁单元，其具有夹着原点间隙而彼此并列设 置的第一和第二磁铁侧芯、和在第一和第二检测侧芯与第一和第二磁铁 侧芯之间产生以原点间隙为分界的两个磁通环的磁铁，该磁铁单元随着测量对象物的移位而相对于第一和第二检测侧芯相对移位；以及磁检测 元件，其配置在检测间隙中，用于检测通过检测间隙的磁通。


图1是本发明实施方式1的磁性位置传感器的剖视图。
图2是表示图1中的磁检测元件的主视图。
图3是表示在图1中的磁性位置传感器中产生的磁通环的一个示例
的说明图。
图4是表示图3中的可动体移位了的情况下的磁通环的一个示例的 说明图。
图5是表示在最大行程位置磁铁的端部和第一固定芯不重叠的情况 下的磁通环的说明图。
图6是表示在最大行程位置第二可动芯比第二固定芯的端面向外侧 突出的情况下的磁通环的说明图。
图7是表示将图1中的磁性位置传感器应用于电梯的称重装置的示 例的结构图。
图8是将图7中的WI部放大表示的结构图。
图9是表示将图1中的磁性位置传感器应用于汽车的废气再循环阀 的开度测量器的示例的结构图。
图10是表示本发明实施方式2的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图11是表示本发明实施方式3的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图12是表示本发明实施方式4的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图13是表示本发明实施方式5的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图14是表示不设置图13中的磁铁端间隙的情况下的最大行程位置 的磁通环的说明图。
6图15是表示设置有图13中的磁铁端间隙的情况下的最大行程位置 的磁通环的说明图。
图16是表示图13中的第一和第二可动芯及磁铁向保持部件的装配
结构例的分解立体图。
图17是表示本发明实施方式6的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图18是表示本发明实施方式7的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图19是表示图18中的第一和第二可动芯及磁铁相对于第一和第二 固定芯倾斜的状态的结构图。
图20是表示本发明实施方式8的磁性位置传感器的主要部分的结构图。
图21是本发明实施方式9的磁性位置传感器的剖视图。 图22是沿图21中的XXQ—XXn线的剖视图。 图23是表示图21中的固定芯的立体图。 图24是表示图21中的可动芯的立体图。
图25是表示本发明实施方式10的磁性位置传感器的第一和第二固 定芯与磁检测元件的关系的说明图。
图26是表示本发明实施方式11的磁性位置传感器的可动芯8、 9的 立体图。
图27是表示本发明实施方式12的磁性位置传感器的主要部分的结 构图。
图28是沿图27中的X XVDI— X XVI线的剖视图。 图29是表示本发明实施方式13的磁性位置传感器的主要部分的结 构图。
图30是沿图29中的XXX — XXX线的剖视图。
图31是沿图29中的XXXI—XXXI线的剖视图。
图32是本发明实施方式14的磁性位置传感器的主要部分剖视图。
图33是表示本发明实施方式15的磁性位置传感器的主要部分的分解立体图。图34是图33中的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图35是本发明实施方式16的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图36是本发明实施方式17的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图37是表示本发明实施方式18的磁性位置传感器的主要部分的结 构图。图38是沿图37中的X X XVffl— X X XWI线的剖视图。 图39是表示本发明实施方式19的磁性位置传感器的主要部分的结 构图。图40是沿图39中的XXXX — XXXX线的剖视图。 图41是表示图39中的固定芯的立体图。图42是本发明实施方式20的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图43是本发明实施方式21的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图44是本发明实施方式22的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 图45是表示图44中的可动芯的主视图。图46是本发明实施方式23的磁性位置传感器的主要部分剖视图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的优选实施方式。 实施方式l图1是本发明实施方式1的磁性位置传感器的剖视图。在图中，在 壳体1内固定有由例如铁等强磁性体构成的平板状的第一和第二固定芯 (检测侧芯)2、 3。固定芯2、 3夹着检测间隙gl并列设置在一条直线 上。在检测间隙gl中配置有磁检测元件5。在壳体l内，设有可沿固定芯2、3在与检测间隙gl正交的方向(图 中的左右方向)滑动移位的可动体(磁铁单元)6。可动体6具有保持 部件7、由例如铁等强磁性体构成的第一和第二可动芯(磁铁侧芯)8、 9; 以及平板状的磁铁(永久磁铁)10。可动芯8、 9由保持部件7保持。此外可动芯8、 9的截面为L字形，可动芯8、 9朝向彼此相反的方向配置。再有，可动芯8、 9具有夹着原点间隙g2彼此对置的原点间隙面8a、 9a;和与固定芯2、 3对置并接 触的固定芯对置面8b、 9b。磁铁10被夹持于固定芯2、 3和可动芯8、 9之间。磁铁10被磁化 成具有两极，其磁化方向为图中的上下方向。在可动体6的移位方向的两端部，固定有非磁性材料制的第一和第 二轴11、 12。在第一轴11上抵接有测量对象物13。第二轴12贯穿插入 在弹簧14中。弹簧14设置于壳体1和可动体6之间，对可动体6及第 一轴11向测量对象物13侧施力。图2是表示图1中的磁检测元件5的主视图。作为磁检测元件5， 使用例如霍耳集成电路等仅具有一轴灵敏度的磁传感器。在磁检测元件5 上设有由例如霍耳元件构成的磁敏部5a。此外，磁检测元件5的感磁方 向是图l中的左右方向、即与可动体6的移动方向平行的方向。图3是表示在图1中的磁性位置传感器中产生的磁通环的一个示例 的说明图，图4是表示图3中的可动体6移位了的情况下的磁通环的一 个示例的说明图。在上述那样的磁性位置传感器中，以原点间隙g2为分 界产生了两个磁通环。可动芯8、 9与磁体10—体化，通过它们在图中 左右方向的移动，磁通环也向左右移动。此时，由于通过磁检测元件5 的磁通与可动体6的位置成比例地变化，所以可根据磁检测元件5所检 测到的磁通来检测测量对象物13的位置。例如，图4表示在最大行程位置的磁通环。此外，例如如图3所示， 在磁通环的分支点(原点间隙g2)与磁检测元件5的位置一致的情况下， 通过磁检测元件5的磁通仅为图中的上下方向，通过具有一轴灵敏度的 磁检测元件5检测到的磁通为零。这里，由于磁检测元件5所产生的误差(绝对值)与磁检测元件5 的输出成比例地增加，所以通过调整成使磁检测元件5的原点(零点) 来到最想测量的部分，可抑制测量精度的降低。例如，在磁检测元件5 的原点从测量对象位置偏离了 5mm的情况下，即使进行5mm的位置的 测量，也相当于离磁检测元件5的原点10mm的位置，所以误差的绝对量为2倍。根据上述磁性位置传感器，可通过原点间隙g2的位置来调整磁通环 的分支点的位置，可根据使用场所来调整原点位置，能够抑制测量精度 的降低。此外，在实施方式l中，如图4所示，即使在可动体6移动到了可进行位置检测的最大行程位置的情况下，磁铁io仍与第一和第二固定芯2、 3重叠。即，磁铁10的端部与第一固定芯2重叠。因此，即使在最大 行程位置，也可将通过检测间隙gl的磁通保持为与磁检测元件5的感磁 方向平行。由此，可提高最大行程位置附近的传感器输出的线性度。与此相对，如图5所示，当在最大行程位置磁铁10的端部与第一固 定芯2不重叠的情况下，通过检测间隙gl的磁通相对于磁检测元件5的 感磁方向倾斜。由此，最大行程位置附近的传感器输出的线性度降低。再有，在实施方式l中，如图4所示，即使在可动体6移动到了可 进行位置检测的最大行程位置的情况下，第一和第二可动芯8、 9仍位于 第一和第二固定芯2、 3的范围内。即，第二可动芯9不从第二固定芯3 的端面向外侧突出。因此，即使在最大行程位置，也可防止漏磁通的产 生，可防止测量精度的降低。与此相对，如图6所示，当在最大行程位置第二可动芯9从第二固 定芯3的端面向外侧突出的情况下，在磁路的一部分产生磁通饱和，会 产生漏磁通。图7是表示将图1中的磁性位置传感器应用于电梯的称重装置的示 例的结构图。图8是将图7中的WI部放大表示的结构图。在图中，容纳 乘客的轿厢15通过主绳索16悬吊在井道内，并通过曳引机(未图示) 的驱动力升降。轿厢15具有轿厢架17和由轿厢架17支撑的轿厢室18。在轿厢室18的地板部和轿厢架17的下梁之间设有根据轿厢室18 内的装载重量而伸縮的弹簧(弹性体)19;和检测轿厢室18的地板部的 移位的作为称重装置的磁性位置传感器20。磁性位置传感器20的基本原 理与图1相同，测量对象物13相当于轿厢室18。从磁性位置传感器20 获得与轿厢室18的地板部的位置对应的信号、即与装载重量对应的信号。因此，可将磁性位置传感器20作为称重装置使用。再有，称重装置也可设置在例如绳头或绳索固定部等电梯的其它场所。接下来，图9是表示将图1中的磁性位置传感器应用于汽车的废气 再循环阀的开度测量器的示例的结构图。在图中，经空气滤清器22和节 流阀23向发动机21供给空气。来自发动机21的废气通过催化剂24而 向外部排出。此外，废气的一部分经废气再循环阀25而再次向发动机21 供给。废气再循环阀25通过致动器26开闭。致动器26中设有磁性位置传 感器27来作为用于测量废气再循环阀25的开度的开度测量器。磁性位 置传感器27的基本原理与图1相同，测量对象物13相当于废气再循环 阀25或致动器26的驱动轴。从磁性位置传感器27获得与废气再循环阀25的开度对应的信号。因此，可使用磁性位置传感器27来作为开度测量祖 益。这样，本发明的磁性位置传感器可应用于一切用途，可根据使用场所来调整原点位置，能够抑制测量精度的降低。 实施方式2接下来，图10是表示本发明实施方式2的磁性位置传感器的主要部 分的结构图。在该示例中，第一可动芯8的长度尺寸比第二可动芯9的 长度尺寸要短。由此，行程在原点的两侧为非对称的。其它结构与实施 方式1相同。这样，也可使行程为非对称，能够根据使用场所来调整原点位置， 能够抑制测量精度的降低。 实施方式3下面，图11是表示本发明实施方式3的磁性位置传感器的主要部分 的结构图。在该示例中，在固定芯2、 3与可动芯8、 9及磁铁10之间， 设有变动抑制间隙g3。即，可动体6 (图1)隔开间隔地与固定芯2、 3 对置。因此，使用引导可动体6的移位的导引部件(未图示)。其它结构 与实施方式l相同。在这样的磁性位置传感器中，通过变动抑制间隙g3,针对因可动芯
8、 9及磁铁10在与固定芯2、 3接触和远离的方向(图中的上下方向)
上的移位而引起的间隙变动的耐性提高。
例如，在作为初始状态而使可动芯8、 9及磁体10与固定芯2、 3接 触的情况下，当在两者之间产生间隙时，哪怕是O.lmm，由于与强磁性 体相比空气的磁阻高出三个数量级以上，所以整体的磁阻的变动增大很 多倍。与此相对，在预先存在变动抑制间隙g3的情况下，即使变动抑制 间隙g3从例如l.Omm变动O.lmm，整体的磁阻的变化率被抑制为10% 左右。
这里，虽然磁检测元件5根据通过检测间隙gl的磁通来产生信号， 但上述磁阻变化的影响也不小。因此，通过预先设置变动抑制间隙g3， 相对于可动芯8、 9及磁铁10在与固定芯2、 3接触和远离的方向上的移 位能够获得稳定的输出。
此外，通过调整变动抑制间隙g3的大小，可调整为适于磁检测元件 5的灵敏度的磁通密度。
实施方式4
下面，图12是表示本发明实施方式4的磁性位置传感器的主要部分 的结构图。在该示例中，在磁铁10的靠可动芯8、 9侧的磁极面与可动 芯8、 9之间，设有变动抑制间隙g4。其它结构与实施方式l相同。
即使是这样的磁性位置传感器，由于在磁通环的一部分预先设有磁 性间隙，所以与实施方式3—样，相对于可动芯8、 9及磁铁10在与固 定芯2、 3接触和远离的方向上的移位可获得稳定的输出。
实施方式5
接下来，图13是表示本发明实施方式5的磁性位置传感器的主要部 分的结构图。在该示例中，在磁铁10的移动方向的两端面与可动芯8、 9 之间设有磁铁端间隙g5。其它结构与实施方式l相同。
这里，图14是表示不设置图13中的磁铁端间隙g5的情况下的最大 行程位置的磁通环的说明图，图15是表示设置有图13中的磁铁端间隙 g5的情况下的最大行程位置的磁通环的说明图。在不设置磁铁端间隙g5的情况下，在最大行程位置，通过检测间隙 gl的磁通相对于磁检测元件5的感磁方向倾斜。由此，最大行程位置附 近的传感器输出的线性度降低。与此相对，在设置了磁铁端间隙g5的情 况下，即使在最大行程位置，也能够将通过检测间隙gl的磁通保持为与
磁检测元件5的感磁方向平行。由此，可提高最大行程位置附近的传感
器输出的线性度。
图16是表示图13中的第一和第二可动芯8、 9及磁铁10向保持部 件7的装配结构例的分解立体图。在保持部件7上设有插入磁铁10的 磁铁插入孔7a;和插入可动芯8、 9的端部的芯插入孔7b、 7c。通过设 置磁铁端间隙g5，磁铁10的两端部对磁通密度的大小几乎不产生影响， 所以通过将保持部件7插入到磁铁端间隙g5中，可容易地将可动芯8、 9 及磁铁10—体化。
实施方式6
接着，图17是表示本发明实施方式6的磁性位置传感器的主要部分 的结构图。在该示例中，原点间隙g2在可动芯8、 9及磁铁10的移动方 向上的尺寸，比检测间隙gl在同方向上的尺寸要大(g2〉gl)。其它结 构与实施方式l相同。
在这样的磁性位置传感器中，由于原点间隙g2比检测间隙gl要大， 所以原点间隙g2的磁阻增高，可使磁通环的分支明确，能够容易地进行 原点的设定。
实施方式7
下面，图18是表示本发明实施方式7的磁性位置传感器的主要部分 的结构图。在该示例中，在磁铁10的靠固定芯2、 3侧的磁极面与固定 芯2、 3之间设有变动抑制间隙g3。
此外，磁铁10的靠固定芯2、 3侧的磁极面比固定芯对置面8b、 9b 向固定芯2、 3侧突出。反过来说，固定芯对置面8b、 9b与固定芯2、 3 之间的间隔，比磁铁10与固定芯2、 3之间的间隔要大。其它结构与实 施方式1相同。
在这样的磁性位置传感器中，可减小可动芯8、 9及磁铁10相对于固定芯2、 3倾斜的情况下的误差。例如，如图19所示，在可动芯8、 9 及磁铁10倾斜的情况下，变动抑制间隙g3的间隙变动在固定芯对置面 8b、 9b附近变大。与此相对，通过增大固定芯对置面8b、 9b与固定芯2、 3之间的距离，可提高对间隙变动的耐性。 实施方式8
下面，图20是表示本发明实施方式8的磁性位置传感器的主要部分 的结构图。在该示例中，在可动芯8、 9及磁铁10与固定芯2、 3之间设 有变动抑制间隙g3。
此外，磁检测元件5的端部从固定芯2、 3向磁铁10侧及其相反侧 突出。反过来说，固定芯2、 3的厚度尺寸比磁检测元件5在同方向上的 尺寸要小。其它结构与实施方式l相同。
固定芯2、 3的厚度设定成能够向磁检测元件5供给平行的磁通。此 外，在设有变动抑制间隙g3的情况下，即便使磁检测元件5的一部分从 固定芯2、 3突出，也不会与磁铁10干涉。因此，即便使固定芯2、 3的 厚度尺寸比同方向的磁检测元件5的尺寸要小，也可向磁敏部5a供给平 行的磁通，能够实现磁性位置传感器的小型轻量化及低成本化(材料费 用)。
实施方式9
接下来，图21是本发明实施方式9的磁性位置传感器的剖视图，图 22是沿图21中的XXC—XXfl线的剖视图，图23是表示图21中的固定芯 的立体图，图24是表示图21中的可动芯的立体图。
在图中，在圆筒状的壳体31内，固定有由例如铁等强磁性体构成的 圆筒状的第一和第二固定芯(检测侧芯)32、 33。固定芯32、 33夹着环 状的检测间隙gl配置在同一轴线上。在检测间隙gl的周向的一处，配 置有磁检测元件5。
在固定芯32、 33内，设有可沿固定芯32、 33在固定芯32、 33的轴 向(图中的左右方向)上滑动移位的可动体(磁铁单元)36。可动体36 具有由例如铁等强磁性体构成的圆筒状的第一和第二可动芯(磁铁侧 芯)38、 39;及圆筒状的磁铁(永久磁铁)40。在可动芯38、39的轴向的一端部，如图24所示设有凸缘部38a、39a。 凸缘部38a、 39a的直径比可动芯38、 39的除了凸缘部38a、 39a以外的 部分的直径要大。可动芯38、 39以凸缘部38a、 39a的相反侧的端面夹 着环状的原点间隙g2彼此对置的方式，朝向彼此相反的方向地配置在同 一轴线上。
磁铁40围绕可动芯38、 39的除凸缘部38a、 39a之外的部分和原点 间隙g2 。磁铁40被磁化成具有两极，其磁化方向为半径方向(壁厚方向)。
在可动体36中贯穿有非磁性材料制的轴41。在轴41上固定有可动 芯38、 39。测量对象物13抵接在轴41上。在壳体31与可动体36之间， 设有对可动体36及轴41向测量对象物13侧施力的弹簧44。
这样的磁性位置传感器的固定芯32、 33、可动芯38、 39及磁铁40 的结构是通过使实施方式1中的固定芯2、 3、可动芯8、 9和磁铁10回 转形成为圆筒形而得到的。因此，位置检测的基本原理与实施方式1相 同，可根据使用场所来调整原点位置，能够抑制测量精度的降低
此外，通过使固定芯32、 33、可动芯38、 39及磁铁40分别形成为 圆筒形，相对于间隙变动所致的误差，成为差动构造，所以可提高测量 精度。
再有，无论可动芯38、39及磁铁40偏向固定芯32、 33的哪个方向， 与固定芯32、 33相比，空气的磁阻都非常大，所以可使通过检测间隙gl 的磁通密度大致均匀。因此，即使仅在检测间隙gl的周向的一处配置磁 检测元件5，也可得到足够的测量精度。
再有，在实施方式9中，虽然使固定芯32、 33、可动芯38、 39及 磁铁40分别为圆筒形，但也可以成为截面具有三个以上的角部的多边形 筒部。
此外，也可以如实施方式2所示，使行程在原点两侧为非对称的。 还有，也可以如实施方式3所示，在固定芯32、 33与可动芯38、
39及磁铁40之间设置变动抑制间隙。
再有，也可以如实施方式4所示，在磁铁40的靠可动芯38、 39侧
的磁极面与可动芯38、 39之间设置变动抑制间隙。此外，也可以如实施方式5所示，在磁铁40的移动方向的两端面与
可动芯38、 39之间设置磁铁端间隙。
再有，也可以如实施方式6所示，使原点间隙在可动芯38、 39及磁 铁40的移动方向上的尺寸比检测间隙在同方向上的尺寸要大。
另外，也可以如实施方式7所示，使可动芯38、 39的与固定芯32、 33对置的面和固定芯32、 33之间的间隔，比磁铁40和固定芯32、 33之 间的间隔要大。
此外，也可以如实施方式8所示，使磁检测元件5的端部从固定芯 32、 33向磁铁40侧及其相反侧突出。 实施方式10
下面，图25是表示本发明实施方式10的磁性位置传感器的第一和 第二固定芯32、 33与磁检测元件5的关系的说明图。在该示例中，在固 定芯32、 33的周向上彼此隔开相等间隔地配置有四个磁检测元件5。其 它结构与实施方式9相同。
在这样的磁性位置传感器中，通过使来自四个磁检测元件5的输出 平均化，可修正通过检测间隙gl间的磁通密度因位置所致的微小误差， 能够进一步提高测量精度。
实施方式ll
接下来，图26是表示本发明实施方式11的磁性位置传感器的可动 芯38、 39的立体图。在该示例中，没有在可动芯38、 39中设置中空部， 而使可动芯38、 39为圆柱状。其它结构与实施方式9相同。
这样，通过省略可动芯38、 39的通孔，可动芯38、 39的构造被简 化，可减少制造成本。
实施方式12
下面，图27是表示本发明实施方式12的磁性位置传感器的主要部 分的结构图，图28是沿图27中的XXVI—XXVni线的剖视图。在图中， 在固定芯32、 33的彼此对置的端面的周向的一部分，设有向磁检测元件 5突出的突起部32a、 33a。其它结构与实施方式9相同。
在此类磁性位置传感器中，可减小突起部32a、 33a间的磁阻，即使在使用磁力弱的磁铁40 (图21)的情况下，也能获得足够的测量精度。
实施方式13
接着，图29是表示本发明实施方式13的磁性位置传感器的主要部 分的结构图，图30是沿图29中的XXX — XXX线的剖视图。图31是 沿图29中的XXXI—XXXI线的剖视图。
在图中，在固定芯32、 33的彼此对置的端部，设有向径向外侧突出 的突起部32b、 33b。突起部32b、 33b设置在固定芯32、 33的周向的与 磁检测元件5相同的位置。即，磁检测元件5的一部分配置在突起部32b、 33b之间。其它结构与实施方式9相同。
在此类磁性位置传感器中，在固定芯32、 33的外周部设有突起部 32b、 33b，在突起部32b、 33b之间配置有磁检测元件5，所以可确保磁 通向磁检测元件5的供给，同时，能够使固定芯32、33的除了突起部32b、 33b之外的部分的壁厚变薄。由此，可实现传感器整体的小型轻量化。
实施方式14
下面，图32是本发明实施方式14的磁性位置传感器的主要部分剖 视图。在该示例中，代替实施方式13的突起部32b、 33b，在固定芯32、 33的外周部安装有与固定芯32、 33分体的突起部45、 46。突起部45、 46通过例如粘接剂47粘接在固定芯32、 33上。
这样，只要固定芯32、 33同突起部45、 46之间的间隙与检测间隙 gl相比足够小，就可与固定芯32、 33分体地构成使突起部45、 46，不 会使固定芯32、 33的构造变复杂，可使固定芯32、 33的壁厚变薄。
实施方式15
下面，图33是表示本发明实施方式15的磁性位置传感器的主要部 分的分解立体图，图34是图33中的磁性位置传感器的主要部分剖视图。 在图中，在壳体31的轴向中间部，设有开口部(窗部)31a。突起部45、 46插入在开口部31a中，并粘接在固定芯32、 33的外周部。磁检测元件 5穿过开口部31a配置在检测间隙gl中。
在此类磁性位置传感器中，由于在壳体31上设有开口部31a，所以 能够在将固定芯32、 33插入壳体31中后进行突起部45、 46及磁检测元件5的安装，可使壳体31及固定芯32、 33的形状简化，且突起部45、 46及磁检测元件5与固定芯32、 33的对位容易。
再有，磁检测元件5也可在将突起部45、 46插入到开口部31a中之 前预先固定在突起部45、 46间。该情况下，在突起部45、 46与磁检测 元件5之间，也可介入有粘接剂或非磁性垫片等。
实施方式16
下面，图35是本发明实施方式16的磁性位置传感器的主要部分剖 视图。在该示例中，突起部45、 46之间的间隔(检测间隙gl)比固定芯 32、 33之间的间隔要小。其它结构与实施方式15相同。
通过如此构成，与实施方式12—样，可减小突起部45、 46之间的 磁阻，即使在使用磁力弱的磁铁40 (图21)的情况下，也能获得足够的 测量精度。
实施方式17
接下来，图36是表示本发明实施方式17的磁性位置传感器的主要 部分剖视图。在该示例中，突起部45、 46不是粘接在固定芯32、 33的 外周部，而是粘接在轴向的端面上。通过此类结构，也能得到与实施方 式15同样的效果。
实施方式18
接着，图37是表示本发明实施方式18的磁性位置传感器的主要部 分的结构图，图38是沿图37中的XXXVl—XXXVin线的剖视图。在 图中，在固定芯32、 33的彼此对置的端部，设有向径向外侧突出的突起 部32c、 33c。突起部32c、 33c设置在固定芯32、 33的整周范围内。其 它结构与实施方式13相同。
在此类磁性位置传感器中，由于在固定芯32、 33的外周部设置突起 部32c、 33c，且在突起部32c、 33c之间配置磁检测元件5，所以在确保 了磁通向磁检测元件5的供给的同时，能够使固定芯32、 33的除了突起 部32b、 33b之外的部分的壁厚变薄。由此，可实现传感器整体的小型轻 量化。此外，由于在固定芯32、 33的整周范围内设置突起部32b、 33b， 所以可使固定芯32、 33的形状简化。实施方式19
下面，图39是表示本发明实施方式19的磁性位置传感器的主要部 分的结构图，图40是沿图39中的XXXX — XXXX线的剖视图，图 41是表示图39中的固定芯32、 33的立体图。
在该示例中，使固定芯32、 33的外径沿固定芯32、 33的轴向连续 地变化，以代替在固定芯32、 33的端部设置突起部32c、 33c。 S卩，固定 芯32、 33的彼此对置的端部的外径比相反侧的端部的外径要大。但是， 固定芯32、 33的内径沿轴向为固定的。该结构与实施方式9相同。
在此类磁性位置传感器中，由于使固定芯32、 33的靠磁检测元件5 侧的端部的外径比相反侧的端部的外径要大，所以在确保了磁通向磁检 测元件5的供给的同时，能够使固定芯32、 33的壁厚朝向与磁检测元件 5相反的一侧的端部逐渐变薄。由此，可实现传感器整体的小型轻量化。
实施方式20
下面，图42是本发明实施方式20的磁性位置传感器的主要部分剖 视图。在图中，磁铁40在周向上被分割为多个。即，磁铁40被分割为 截面为半圆状的第一和第二磁铁片段40a、 40b。在磁铁片段40a、 40b之 间，设有磁铁片段间隙g6、 g7。在可动芯38、 39及磁铁40与固定芯32、 33之间，设有实施方式3中说明的那样的变动抑制间隙g3。
固定芯32、 33的截面为椭圆形状。此外，变动抑制间隙g3的大小 在传感器的周向上，在磁铁片段间隙g6、 g7的附近为最小(dl)、在离 磁铁片段间隙g6、 g7最远的位置为最大(d2)。其它结构与实施方式9 相同。
这样，通过将圆筒形的磁铁40分割为磁铁片段40a、 40b，可容易地 制作磁铁40。此外，通过在磁铁片段40a、 40b之间设置磁铁片段间隙 g6、 g7，可降低磁铁片段40a、 40b的制作精度，并且能够容易地将磁铁 片段40a、 40b装配到可动芯38、 39上。
但是，在设置了磁铁片段间隙g6、 g7的情况下，在磁铁片段间隙 g6、 g7的部分，磁通密度降低，因此，通过使传感器为圆筒形而成的差 动构造的效果降低。与此相对，通过使变动抑制间隙g3的大小在磁铁片
19段间隙g6、 g7的位置比其它位置小，可使磁通环的强度在传感器的周向 上均等化，可抑制差动构造所成的效果的降低。 实施方式21
接下来，图43是本发明实施方式21的磁性位置传感器的主要部分 剖视图。在该示例中，固定芯32、 33的截面为圆形。此外，磁铁片段40a、 40b的截面的厚度尺寸在邻近磁铁片段间隙g6、 g7的两端部最大，在中 间部最小。其它结构与实施方式20相同。
在此类磁性位置传感器中，由于磁通密度与磁铁40的壁厚成比例， 所以，通过使磁铁片段间隙g6、 g7附近的磁铁片段40a、 40b的壁厚比 其它部分的壁厚要厚，可提高磁铁片段间隙g6、 g7附近的磁通密度，使 磁通环的强度在传感器的周向上均等化。
实施方式22
下面，图44是本发明实施方式22的磁性位置传感器的主要部分剖 视图，图45是表示图44中的可动芯38、 39的主视图。在图中，可动芯 38、 39的凸缘部38a、 39a的截面为椭圆形状。即，凸缘部38a、 39a的 外周面与固定芯32、 33的内周面之间的距离，在传感器的周向上，在磁 铁片段间隙g6、 g7附近为最小，在离磁铁片段间隙g6、 g7最远的位置 为最大。其它结构与实施方式20相同。
这样，在使凸缘部38a、39a的外周形状变化以提高磁铁片段间隙g6、 g7的位置的磁通密度的情况下，也可使磁通环的强度在传感器的周向上 均等化。
实施方式23
接下来，图46是本发明实施方式23的磁性位置传感器的主要部分 剖视图。在图中，磁铁40被分割为截面呈圆弧状的第一至第三磁铁片段 40c 40e。在磁铁片段40c 40e之间，设有磁铁片段间隙g8 gl0。在 可动芯38、 39及磁铁40与固定芯32、 33之间，设有实施方式3说明的 那样的变动抑制间隙g3。
固定芯32、 33的截面为三角形。此外，变动抑制间隙g3的大小， 在传感器的周向上，在磁铁片段间隙g8 gl0附近为最小，在离磁铁片段间隙g8 gl0最远的位置为最大。其它结构与实施方式9相同。
这样，通过使固定芯32、 33的截面形状为与磁铁片段间隙g8 g10 的数量对应的多边形，也可使变动抑制间隙g3的大小在磁铁片段间隙g6、 g7的位置比其它位置小，能够使磁通环的强度在传感器的周向上均等化， 抑制差动构造所成的效果的减小。
再有，本发明的磁性位置传感器的用途并不限定于电梯的称重装置 和阀的开度测量器。
此外，在上述示例中，虽然将第一和第二检测侧芯固定，使磁铁单 元可以移动，但也可使该结构反过来。
再有，在使第一和第二检测侧芯、第一和第二磁铁侧芯及磁铁为筒 状的情况下，也可将第一和第二检测侧芯配置在磁铁单元的内侧。
权利要求
1.一种磁性位置传感器，其特征在于，所述磁性位置传感器具有第一和第二检测侧芯，它们夹着检测间隙而彼此并列设置；磁铁单元，其具有夹着原点间隙而彼此并列设置的第一和第二磁铁侧芯、和在上述第一和第二检测侧芯与上述第一和第二磁铁侧芯之间产生以上述原点间隙为分界的两个磁通环的磁铁，所述磁铁单元随着测量对象物的移位而相对于上述第一和第二检测侧芯相对移位；以及磁检测元件，其配置在上述检测间隙中，用于检测通过上述检测间隙的磁通。
2. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 即使在上述磁铁单元移动到了可进行位置检测的最大行程位置的情况下，上述磁铁的靠上述磁检测元件侧的端部仍与上述第一和第二检测 侧芯重叠。
3. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 即使在上述磁铁单元移动到了可进行位置检测的最大行程位置的情况下，上述第一和第二磁铁侧芯仍位于上述第一和第二检测侧芯的范围 内。
4. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁铁侧芯及上述磁铁与上述第一和第二检测侧芯之间，设有变动抑制间隙，该变动抑制间隙抑制因上述磁铁单元在与上 述第一和第二检测侧芯接触和远离的方向上的移位所致的磁通密度的变 动。
5. 根据权利要求4所述的磁性位置传感器，其特征在于， 上述磁检测元件的端部从上述第一和第二检测侧芯向上述磁铁侧突出。
6. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 在上述磁铁的靠上述第一和第二磁铁侧芯侧的磁极面与上述第一和第二磁铁侧芯之间，设有变动抑制间隙，该变动抑制间隙抑制因上述磁铁单元在与上述第一和第二检测侧芯接触和分离的方向上的移位所致的 磁通密度的变动。
7. 根据权利要求l所述的磁性位置传感器，其特征在于， 在上述磁铁单元的移动方向上的上述磁铁的端面与上述第一和第二磁铁侧芯之间，设有磁铁端间隙。
8. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 上述原点间隙在上述磁铁单元的移动方向上的尺寸比上述检测间隙在同方向上的尺寸要大。
9. 根据权利要求1所述的磁性位置传感器，其特征在于， 上述第一和第二检测侧芯、上述第一和第二磁铁侧芯及上述磁铁为筒状，在上述第一和第二检测侧芯的内侧配置有上述磁铁单元。
10. 根据权利要求9所述的磁性位置传感器，其特征在于，在上述第一和第二检测侧芯的彼此对置的端面的周向的一部分，分 别设有朝向上述磁检测元件突出的突起部。
11. 根据权利要求9所述的磁性位置传感器，其特征在于，在上述第一和第二检测侧芯的彼此对置的端部，分别设有向径向外 侧突出的突起部，上述磁检测元件配置在上述突起部之间。
12. 根据权利要求ll所述的磁性位置传感器，其特征在于， 上述突起部与上述第一和第二检测侧芯分体地构成，并且安装在上述第一和第二检测侧芯上。
13. 根据权利要求9所述的磁性位置传感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁铁侧芯与上述第一和第二检测侧芯之间，以及在上述磁铁与上述第一和第二检测侧芯之间，设有变动抑制间隙，该变 动抑制间隙抑制因上述磁铁单元在与上述第一和第二检测侧芯接触和远 离的方向上的移位所致的磁通密度的变动，上述磁铁在周向上被分割为多个磁铁片段，在上述磁铁片段之间设有至少一个磁铁片段间隙，上述第一和第二检测侧芯的截面形状以使上述变动抑制间隙的大小 在上述磁铁片段间隙的位置比其它位置小的方式变形。
14. 根据权利要求13所述的磁性位置传感器，其特征在于， 上述第一和第二检测侧芯的截面形状为多边形。
15. 根据权利要求9所述的磁性位置传感器，其特征在于，上述磁铁在周向上被分割为多个磁铁片段，在上述磁铁片段之间设有至少一个磁铁片段间隙，上述磁铁片段的壁厚在上述磁铁片段间隙附近比其它部分要厚。
16. 根据权利要求9所述的磁性位置传感器，其特征在于， 在上述第一和第二磁铁侧芯与上述第一和第二检测侧芯之间，以及在上述磁铁与上述第一和第二检测侧芯之间，设有变动抑制间隙，该变 动抑制间隙抑制因上述磁铁单元在与上述第一和第二检测侧芯接触和远 离的方向上的移位所致的磁通密度的变动，上述第一和第二磁铁侧芯分别具有与上述第一和第二检测侧芯的内 周面对置的凸缘部，上述磁铁在周向上被分割为多个磁铁片段，在上述磁铁片段之间设有至少 一个磁铁片段间隙，上述凸缘部的外周形状以使与上述第一和第二检测侧芯的内周面之 间的距离在上述磁铁片段间隙附近变小的方式变形。
全文摘要
本发明提供一种磁性位置传感器。在磁性位置传感器中，第一和第二检测侧芯夹着检测间隙彼此并列设置。磁铁单元随着测量对象物的移位而相对于第一和第二检测侧芯相对地移位。此外，磁铁单元具有夹着原点间隙而彼此并列设置的第一和第二磁铁侧芯；和在第一和第二检测侧芯与第一和第二磁铁侧芯之间产生以原点间隙为分界的两个磁通环的磁铁。
文档编号G01D5/14GK101317072SQ200680044870
公开日2008年12月3日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者上田隆美, 西沢博志, 西浦竜一 申请人:三菱电机株式会社