磁気変位センサ
磁気センサ(1)において、改善された測定特性を得るために、磁石(4,5)は、x軸の方向に、磁束密度のz成分(Bz)が行程の範囲において実質的に直線的な特性曲線を持つように、形成され、かつ/又は磁石(4,5)は、y軸の方向に、z成分(Bz)が横ずれの範囲において実質的に一定であるように、形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念に記載の磁気変位センサに関する。
【背景技術】
【0002】
公知の磁気変位センサは、無接触変位測定に使用される。これらのセンサは、互いに空隙の間隔をおいて設けられかつ相対移動可能な磁気発生器及び磁束密度センサを持っている。磁気発生器は、直方体状に形成されて磁石保持体上に設けられる2つの磁石を持っている。磁束密度センサは磁束密度のz成分を評価し、こうして測定すべき変位の程度を与える。測定すべき変位はできるだけ正確に求められるようにするので、磁気変位センサにおいて、測定特性の改善に対する不断の希望がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従って本発明の基礎になっている課題は、測定特性を改善された磁気変位センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この課題は請求項1の特徴を持つ磁気変位センサによって解決される。本発明によれば、x軸の方向(x方向)及び/又はy軸の方向(y方向)における磁石の適切な形成により、改善された測定特性から得られることがわかった。x方向における適切な形成により、変位センサのx方向における行程の範囲における磁束密度のz成分が直線化される。こうして変位センサは、所望の行程内で許容最大磁束密度を持つz成分に対する直線状特性曲線を持つ。これにより行程の各箇所で、変位センサの同じ最大分解能が保証される。更に変位測定に基く制御システムを簡単に設計することができる。なぜならば、特性曲線が直線的に延びているからである。y方向における適切な形成により、取付け公差によりy方向に生じる横ずれの範囲において、z成分が実質的に一定であるようにすることができる。従って直線状特性曲線は、y方向における磁石の横ずれとは実質的に無関係である。これにより高度の強さ及び取付け公差に対する不感性が得られる。必要に応じて選択的にx方向及び/又はy方向に形成を行うことができる。
【0005】
請求項2による変位センサは、x方向における簡単な形成を可能にする。磁石のz寸法従って磁石の厚さがy軸の方へ減少することによって、磁石は、y軸から遠い方の縁に、y軸に近い方の縁におけるより大きい磁石厚さを持っている。これにより行程の両方の縁におけるz成分の特性曲線の扁平化が相殺される。
【0006】
請求項3による変位センサは、y方向における簡単な形成を可能にする。磁石のz寸法従って磁石の厚さがx軸の方へ減少することによって、磁石は、x軸から遠い方の縁に、x軸に近い方の縁におけるより大きい磁石厚さを持っている。これにより両方の縁の方への磁束密度のz成分の低下が保証され、それによりz成分の特性曲線が、y方向における磁石の位置とは実質的に無関係である。従って磁石の横ずれはz成分の変化を生じない。なぜならば、z成分の特性曲線は実質的にy方向に一定だからである。
【0007】
請求項4〜6の1つによる変位センサは簡単に製造可能である。
【0008】
請求項7による変位センサは、x方向及びy方向における簡単な形成を可能にする。
【0009】
請求項8による変位センサは、z成分の改善された磁界推移を持っている。なぜならば、磁石はz方向に先細になっているからである。
【0010】
請求項9による変位センサは、z成分の規定された磁界推移を持ち、同時に簡単に製造可能である。なぜならば、磁石はz方向に先細になり、簡単に製造される幅の狭い縁を持っているからである。
【0011】
請求項10による変位センサは、x方向及びy方向におけるz成分の規定された調節を可能にする。この場合内側輪郭縁は特に凹又は凸に延びている。
【0012】
請求項11による変位センサは、磁石の簡単な製造を可能にしながら、規定されかつ必要に応じて調節可能な磁界推移を可能にする。
【0013】
請求項12による変位センサは、x方向及びy方向に互いに無関係な形成を可能にする。内側輪郭縁はなるべく同じ形状を持ち、例えば直線状に形成されている。軌道は例えば長方形半分、半円又は楕円半分であってもよい。長方形半分の場合、両方の断面輪郭の間の移行部は、不連続的又は連続的である。半円又は楕円半分の場合、両方の断面輪郭の間の移行部は連続的である。断面輪郭は請求項7〜11に従って形成することができる。
【0014】
請求項13による変位センサは高い機械的安定性を持っている。
【0015】
請求項14による変位センサは簡単に構成される。特に両方の磁石に対する共通の保持体は必要でない。なぜならば、これらの磁石は一体だからである。
【0016】
請求項15による変位センサは、磁束密度センサの側の有効磁界を増大する。
【0017】
請求項16による変位センサは簡単にかつこじんまり構成される。特に磁束密度センサの範囲に高い有効磁界が存在し、それにより磁石材料を節約することができる。
【0018】
本発明のそれ以外の特徴、利点及び詳細は、複数の実施例の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】 第1実施例による磁気変位センサの側面図を示す。
【図2】 図1の変位センサの磁気発生器の平面図を示す。
【図3】 図2の磁気発生器の斜視図を示す。
【図4】 磁束密度にz成分の特性曲線を示す。
【図5】 第2実施例による磁石の斜視図を示す。
【図6】 図5の磁石の平面図を示す。
【図7】 第3実施例による2つの磁石の斜視図を示す。
【図8】 第4実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図9】 第5実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図10】 第6実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図11】 第7実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図12】 第8実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図13】 第9実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図1〜4を参照して本発明の第1実施例を以下に説明する。磁気変位センサ1は磁気発生器2及び付属する磁束密度センサ3を持っている。磁気発生器2は、磁界を形成するため、永久磁石として形成される第1の磁石4及び永久磁石として形成される第2の磁石5を持ち、図1及び2に示す静止状態でこれらの磁石4,5は、x軸に沿って磁石保持体6上のほぼ中心に設けられている。更に磁石4,5は静止状態でy軸に軸対象に磁石保持体6上に設けられている。従ってy軸は、静止状態で磁石4,5の間のほぼ中心に延びている。磁石4,5はx軸の方向(以下x方向という)に磁石間隔Lを持っている。x軸及びy軸に対して直角に延びるz軸の方向において、磁束密度センサ3は磁気発生器2から間隔を置いている。この間隔は空隙Sと称される。磁束密度センサ3はホールセンサとして構成され、z軸の方向(以下z方向という)に延びる磁界の磁束密度のz成分を測定するため、静止状態でz軸にある検出範囲7を持っている。z成分は以下Bzで示す。
【0021】
磁束は軟磁性材料から成り、有効磁界即ち磁束密度センサ3の側でz成分Bzを増幅する。
【0022】
磁気発生器2と磁束密度センサ3はx方向に相対移動可能であり、磁束密度センサ3は異なるx位置で異なるz成分を測定する。こうして変位センサ1により、変位センサ1の行程ΔXにわたってx方向における変位Xの測定が可能である。
【0023】
磁石4,5は収容空間Aを規定する。磁束密度センサ3は収容空間A外に設けられている。その代わりに、磁束密度センサを一部収容空間A内に設けることもできる。
【0024】
磁石4,5は、図4に示すように、z成分Bzが行程ΔXの範囲内でほぼ直線的な特性曲線を持つように、x方向に形成されている。このため磁石4,5は楔状に形成されているので、磁石4,5のz方向に延びる第1のz寸法Z1は、y軸の方へ減少している。各磁石4,5は、内側輪郭縁Kを有する付属する断面輪郭Qを持つ輪郭体8を形成している。断面輪郭Qは3つの直角を持つ五角形である。付属する内側輪郭縁Kは直線的に延びている。従って輪郭体8は、x−y面に対して鋭角をなして延びる斜面9及びx−y面に対して平行に延びる第1の縁面10及びy−z面に対して平行に延びる第2の縁面11を持つ楔として形成されている。
【0025】
磁石4,5が第1の縁面10の範囲で第2の縁面11の範囲におけるより大きいz寸法Z1、従って大きい材料厚さを持っていることによって、行程ΔXにわたってz成分Bzの直線的推移が得られる。図4には、本発明によって得られる直線的推移が実線で示され、これに反し従来の変位センサにより得られる推移は破線で示されている。
【0026】
図5及び6を参照して、本発明の第2実施例を以下に説明する。磁石4,5は、底12及びその上に設けられる輪郭体8を持っている。これらの磁石は1片から形成さえている。磁石4,5はx方向に、行程ΔXの範囲におけるz成分Bzが第1の実施例に一致してほぼ直線的な特性曲線を持つように、形成されている。更に磁石4,5はy軸の方向(以下y方向という)に、y方向における横ずれΔYの範囲におけるz成分Bzがほぼ一定であるように、形成されている。このため磁石4,5はy方向に、z方向に延びる第2のz寸法Z2がx軸の方へ減少するように、形成されている。輪郭体8は、2つの直角と1つの直線的内側輪郭縁Kを持つ四角形である断面輪郭Qが長方形半分Rの形の軌道に沿って描かれるように、形成される。それによりU字状の斜面9及びU字状の第1の縁面10が生じる。
【0027】
磁石4,5は、輪郭体8及び底12により区画される収容空間Aを規定している。磁束密度センサ3は、収容空間A外に間隔Sを置いて設けられている。その代わりに、磁束密度センサ3を少なくとも一部収容空間A内に設けることができる。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0028】
図7を参照して、本発明の第3実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、磁石4,5は1片から形成されている。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0029】
図8を参照して、本発明の第4実施例が以下に説明される。第2及び第3の実施例とは異なり、断面輪郭Qが三角形である。これにより、第1の縁面10が数学的に見てU字状の縁を生じる。これにより磁界推移を改善することができる。
【0030】
図9を参照して、本発明の第5実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、輪郭体8は、直線状内側輪郭縁Kを持つ三角形の断面輪郭Qが半円Hに沿って描かれるように、形成される。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0031】
図10を参照して、本発明の第6実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、磁石4,5は底を持っていない。従って輪郭体8は磁石4,5に一致する。2つの直角と1つの直線状内側輪郭縁Kを持つ四角形である断面輪郭Qは、半円Hに沿って描かれる。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0032】
図11を参照して、本発明の第7実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、2つの直角を持つ四角形として形成される断面輪郭Qは、非直線状内側輪郭縁Kを持っている。内側輪郭縁Kは、x軸及び/又はy軸からの間隔の増大と共に次第に急峻に延びている。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0033】
図12を参照して、本発明の第8実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、輪郭体8は、断面輪郭Qが直線状内側輪郭縁Kを有する長方形の形を持ち、この長方形が長方形半分Rに沿って描かれるように、形成されている。磁石4,5は1片から形成され、底を持っていない。従って磁石4,5は、x−y面に対してほぼ直角に延びる面9を持つ長方形枠を形成している。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0034】
図13を参照して、本発明の第9実施例を以下に説明する。前の実施例とは異なり、第1の内側輪郭縁K1を持つ第1の断面輪郭Q1及びそれとは異なり第2の内側輪郭縁K2を持つ第2の断面輪郭Q2により、輪郭体8が形成されている。断面輪郭Q1及びQ2は2つのほぼ直角を持つ四角形の形状を持っている。内側輪郭縁K1及びK2は直線状であり、内側輪郭縁K1は内側輪郭縁K2と比較して一層急峻に延びている。輪郭体8は、第1の断面輪郭Q1がx方向に2つの平行な直線部分R1及びR3に沿って描かれ、第2の輪郭断面R2がそれに対して直角に延びる軌道Rの部分R2に沿って描かれる。軌道Rは長方形半分の形状を持っている。断面輪郭Q1とQ2との間の移行部は不連続である。それ以外の作用に関しては前の説明が参照される。
【0035】
本発明に対して原理的に次のことが当てはまる。
まず磁石4,5は、x方向に、必要な行程ΔX内に許容最大磁束密度Bzを持つ直線状特性曲線が生じるように形成されている。磁石4,5は更に又はその代わりに、y方向に、磁束密度低下が規定された範囲内の横ずれΔYによって起こらないように、形成されている。x方向の形態付与により、検出される磁束密度の直線状特性曲線が全行程ΔXにわたって得られ、従って行程ΔXの各個所で、変位センサ1の最大分解能が得られる。y方向における形態付与によって、変位センサ1は取付け公差に対して不感である。
【0036】
磁石4,5は永久磁石である。磁石保持体6の軟磁性材料はなるべく鋼である。電磁石4,5は個別磁石として又は1片から形成することができる。磁束密度センサ3は、個別磁石でも1片構成でも、受入れ空間A外又は部分的に空間内に設けることができる。輪郭体8では、輪郭高さが外壁の方へ上昇しているのがよい。磁石4,5はなるべく互いに同じに形成されている。
【0037】
断面輪郭Qは直線状又は非直線状内側輪郭縁Kを持つことができる。断面輪郭Qは2つのほぼ直角を持つ四角形であるか、又は三角形であってもよい。輪郭体8は、長方形半分R、半円H又は楕円半分Eの形の軌道に沿って断面輪郭Qを描くことによって形成することができる。輪郭体8が互いに異なる複数の断面輪郭Q1,Q2により形成されている場合、同じことが当てはまる。
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念に記載の磁気変位センサに関する。
【背景技術】
【0002】
公知の磁気変位センサは、無接触変位測定に使用される。これらのセンサは、互いに空隙の間隔をおいて設けられかつ相対移動可能な磁気発生器及び磁束密度センサを持っている。磁気発生器は、直方体状に形成されて磁石保持体上に設けられる2つの磁石を持っている。磁束密度センサは磁束密度のz成分を評価し、こうして測定すべき変位の程度を与える。測定すべき変位はできるだけ正確に求められるようにするので、磁気変位センサにおいて、測定特性の改善に対する不断の希望がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従って本発明の基礎になっている課題は、測定特性を改善された磁気変位センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この課題は請求項1の特徴を持つ磁気変位センサによって解決される。本発明によれば、x軸の方向(x方向)及び/又はy軸の方向(y方向)における磁石の適切な形成により、改善された測定特性から得られることがわかった。x方向における適切な形成により、変位センサのx方向における行程の範囲における磁束密度のz成分が直線化される。こうして変位センサは、所望の行程内で許容最大磁束密度を持つz成分に対する直線状特性曲線を持つ。これにより行程の各箇所で、変位センサの同じ最大分解能が保証される。更に変位測定に基く制御システムを簡単に設計することができる。なぜならば、特性曲線が直線的に延びているからである。y方向における適切な形成により、取付け公差によりy方向に生じる横ずれの範囲において、z成分が実質的に一定であるようにすることができる。従って直線状特性曲線は、y方向における磁石の横ずれとは実質的に無関係である。これにより高度の強さ及び取付け公差に対する不感性が得られる。必要に応じて選択的にx方向及び/又はy方向に形成を行うことができる。
【0005】
請求項2による変位センサは、x方向における簡単な形成を可能にする。磁石のz寸法従って磁石の厚さがy軸の方へ減少することによって、磁石は、y軸から遠い方の縁に、y軸に近い方の縁におけるより大きい磁石厚さを持っている。これにより行程の両方の縁におけるz成分の特性曲線の扁平化が相殺される。
【0006】
請求項3による変位センサは、y方向における簡単な形成を可能にする。磁石のz寸法従って磁石の厚さがx軸の方へ減少することによって、磁石は、x軸から遠い方の縁に、x軸に近い方の縁におけるより大きい磁石厚さを持っている。これにより両方の縁の方への磁束密度のz成分の低下が保証され、それによりz成分の特性曲線が、y方向における磁石の位置とは実質的に無関係である。従って磁石の横ずれはz成分の変化を生じない。なぜならば、z成分の特性曲線は実質的にy方向に一定だからである。
【0007】
請求項4〜6の1つによる変位センサは簡単に製造可能である。
【0008】
請求項7による変位センサは、x方向及びy方向における簡単な形成を可能にする。
【0009】
請求項8による変位センサは、z成分の改善された磁界推移を持っている。なぜならば、磁石はz方向に先細になっているからである。
【0010】
請求項9による変位センサは、z成分の規定された磁界推移を持ち、同時に簡単に製造可能である。なぜならば、磁石はz方向に先細になり、簡単に製造される幅の狭い縁を持っているからである。
【0011】
請求項10による変位センサは、x方向及びy方向におけるz成分の規定された調節を可能にする。この場合内側輪郭縁は特に凹又は凸に延びている。
【0012】
請求項11による変位センサは、磁石の簡単な製造を可能にしながら、規定されかつ必要に応じて調節可能な磁界推移を可能にする。
【0013】
請求項12による変位センサは、x方向及びy方向に互いに無関係な形成を可能にする。内側輪郭縁はなるべく同じ形状を持ち、例えば直線状に形成されている。軌道は例えば長方形半分、半円又は楕円半分であってもよい。長方形半分の場合、両方の断面輪郭の間の移行部は、不連続的又は連続的である。半円又は楕円半分の場合、両方の断面輪郭の間の移行部は連続的である。断面輪郭は請求項7〜11に従って形成することができる。
【0014】
請求項13による変位センサは高い機械的安定性を持っている。
【0015】
請求項14による変位センサは簡単に構成される。特に両方の磁石に対する共通の保持体は必要でない。なぜならば、これらの磁石は一体だからである。
【0016】
請求項15による変位センサは、磁束密度センサの側の有効磁界を増大する。
【0017】
請求項16による変位センサは簡単にかつこじんまり構成される。特に磁束密度センサの範囲に高い有効磁界が存在し、それにより磁石材料を節約することができる。
【0018】
本発明のそれ以外の特徴、利点及び詳細は、複数の実施例の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】 第1実施例による磁気変位センサの側面図を示す。
【図2】 図1の変位センサの磁気発生器の平面図を示す。
【図3】 図2の磁気発生器の斜視図を示す。
【図4】 磁束密度にz成分の特性曲線を示す。
【図5】 第2実施例による磁石の斜視図を示す。
【図6】 図5の磁石の平面図を示す。
【図7】 第3実施例による2つの磁石の斜視図を示す。
【図8】 第4実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図9】 第5実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図10】 第6実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図11】 第7実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図12】 第8実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【図13】 第9実施例による1つの磁石の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図1〜4を参照して本発明の第1実施例を以下に説明する。磁気変位センサ1は磁気発生器2及び付属する磁束密度センサ3を持っている。磁気発生器2は、磁界を形成するため、永久磁石として形成される第1の磁石4及び永久磁石として形成される第2の磁石5を持ち、図1及び2に示す静止状態でこれらの磁石4,5は、x軸に沿って磁石保持体6上のほぼ中心に設けられている。更に磁石4,5は静止状態でy軸に軸対象に磁石保持体6上に設けられている。従ってy軸は、静止状態で磁石4,5の間のほぼ中心に延びている。磁石4,5はx軸の方向(以下x方向という)に磁石間隔Lを持っている。x軸及びy軸に対して直角に延びるz軸の方向において、磁束密度センサ3は磁気発生器2から間隔を置いている。この間隔は空隙Sと称される。磁束密度センサ3はホールセンサとして構成され、z軸の方向(以下z方向という)に延びる磁界の磁束密度のz成分を測定するため、静止状態でz軸にある検出範囲7を持っている。z成分は以下Bzで示す。
【0021】
磁束は軟磁性材料から成り、有効磁界即ち磁束密度センサ3の側でz成分Bzを増幅する。
【0022】
磁気発生器2と磁束密度センサ3はx方向に相対移動可能であり、磁束密度センサ3は異なるx位置で異なるz成分を測定する。こうして変位センサ1により、変位センサ1の行程ΔXにわたってx方向における変位Xの測定が可能である。
【0023】
磁石4,5は収容空間Aを規定する。磁束密度センサ3は収容空間A外に設けられている。その代わりに、磁束密度センサを一部収容空間A内に設けることもできる。
【0024】
磁石4,5は、図4に示すように、z成分Bzが行程ΔXの範囲内でほぼ直線的な特性曲線を持つように、x方向に形成されている。このため磁石4,5は楔状に形成されているので、磁石4,5のz方向に延びる第1のz寸法Z1は、y軸の方へ減少している。各磁石4,5は、内側輪郭縁Kを有する付属する断面輪郭Qを持つ輪郭体8を形成している。断面輪郭Qは3つの直角を持つ五角形である。付属する内側輪郭縁Kは直線的に延びている。従って輪郭体8は、x−y面に対して鋭角をなして延びる斜面9及びx−y面に対して平行に延びる第1の縁面10及びy−z面に対して平行に延びる第2の縁面11を持つ楔として形成されている。
【0025】
磁石4,5が第1の縁面10の範囲で第2の縁面11の範囲におけるより大きいz寸法Z1、従って大きい材料厚さを持っていることによって、行程ΔXにわたってz成分Bzの直線的推移が得られる。図4には、本発明によって得られる直線的推移が実線で示され、これに反し従来の変位センサにより得られる推移は破線で示されている。
【0026】
図5及び6を参照して、本発明の第2実施例を以下に説明する。磁石4,5は、底12及びその上に設けられる輪郭体8を持っている。これらの磁石は1片から形成さえている。磁石4,5はx方向に、行程ΔXの範囲におけるz成分Bzが第1の実施例に一致してほぼ直線的な特性曲線を持つように、形成されている。更に磁石4,5はy軸の方向(以下y方向という)に、y方向における横ずれΔYの範囲におけるz成分Bzがほぼ一定であるように、形成されている。このため磁石4,5はy方向に、z方向に延びる第2のz寸法Z2がx軸の方へ減少するように、形成されている。輪郭体8は、2つの直角と1つの直線的内側輪郭縁Kを持つ四角形である断面輪郭Qが長方形半分Rの形の軌道に沿って描かれるように、形成される。それによりU字状の斜面9及びU字状の第1の縁面10が生じる。
【0027】
磁石4,5は、輪郭体8及び底12により区画される収容空間Aを規定している。磁束密度センサ3は、収容空間A外に間隔Sを置いて設けられている。その代わりに、磁束密度センサ3を少なくとも一部収容空間A内に設けることができる。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0028】
図7を参照して、本発明の第3実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、磁石4,5は1片から形成されている。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0029】
図8を参照して、本発明の第4実施例が以下に説明される。第2及び第3の実施例とは異なり、断面輪郭Qが三角形である。これにより、第1の縁面10が数学的に見てU字状の縁を生じる。これにより磁界推移を改善することができる。
【0030】
図9を参照して、本発明の第5実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、輪郭体8は、直線状内側輪郭縁Kを持つ三角形の断面輪郭Qが半円Hに沿って描かれるように、形成される。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0031】
図10を参照して、本発明の第6実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、磁石4,5は底を持っていない。従って輪郭体8は磁石4,5に一致する。2つの直角と1つの直線状内側輪郭縁Kを持つ四角形である断面輪郭Qは、半円Hに沿って描かれる。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0032】
図11を参照して、本発明の第7実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、2つの直角を持つ四角形として形成される断面輪郭Qは、非直線状内側輪郭縁Kを持っている。内側輪郭縁Kは、x軸及び/又はy軸からの間隔の増大と共に次第に急峻に延びている。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0033】
図12を参照して、本発明の第8実施例が以下に説明される。前の実施例とは異なり、輪郭体8は、断面輪郭Qが直線状内側輪郭縁Kを有する長方形の形を持ち、この長方形が長方形半分Rに沿って描かれるように、形成されている。磁石4,5は1片から形成され、底を持っていない。従って磁石4,5は、x−y面に対してほぼ直角に延びる面9を持つ長方形枠を形成している。それ以外の作用に関しては前の実施例が参照される。
【0034】
図13を参照して、本発明の第9実施例を以下に説明する。前の実施例とは異なり、第1の内側輪郭縁K1を持つ第1の断面輪郭Q1及びそれとは異なり第2の内側輪郭縁K2を持つ第2の断面輪郭Q2により、輪郭体8が形成されている。断面輪郭Q1及びQ2は2つのほぼ直角を持つ四角形の形状を持っている。内側輪郭縁K1及びK2は直線状であり、内側輪郭縁K1は内側輪郭縁K2と比較して一層急峻に延びている。輪郭体8は、第1の断面輪郭Q1がx方向に2つの平行な直線部分R1及びR3に沿って描かれ、第2の輪郭断面R2がそれに対して直角に延びる軌道Rの部分R2に沿って描かれる。軌道Rは長方形半分の形状を持っている。断面輪郭Q1とQ2との間の移行部は不連続である。それ以外の作用に関しては前の説明が参照される。
【0035】
本発明に対して原理的に次のことが当てはまる。
まず磁石4,5は、x方向に、必要な行程ΔX内に許容最大磁束密度Bzを持つ直線状特性曲線が生じるように形成されている。磁石4,5は更に又はその代わりに、y方向に、磁束密度低下が規定された範囲内の横ずれΔYによって起こらないように、形成されている。x方向の形態付与により、検出される磁束密度の直線状特性曲線が全行程ΔXにわたって得られ、従って行程ΔXの各個所で、変位センサ1の最大分解能が得られる。y方向における形態付与によって、変位センサ1は取付け公差に対して不感である。
【0036】
磁石4,5は永久磁石である。磁石保持体6の軟磁性材料はなるべく鋼である。電磁石4,5は個別磁石として又は1片から形成することができる。磁束密度センサ3は、個別磁石でも1片構成でも、受入れ空間A外又は部分的に空間内に設けることができる。輪郭体8では、輪郭高さが外壁の方へ上昇しているのがよい。磁石4,5はなるべく互いに同じに形成されている。
【0037】
断面輪郭Qは直線状又は非直線状内側輪郭縁Kを持つことができる。断面輪郭Qは2つのほぼ直角を持つ四角形であるか、又は三角形であってもよい。輪郭体8は、長方形半分R、半円H又は楕円半分Eの形の軌道に沿って断面輪郭Qを描くことによって形成することができる。輪郭体8が互いに異なる複数の断面輪郭Q1,Q2により形成されている場合、同じことが当てはまる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気変位センサであって、磁界を形成する第1の磁石(4)及び第2の磁石(5)と、磁束密度センサ(3)とを持ち、
両方の磁石(4,5)が静止状態でx軸にそって実質的に中心に設けられ、
両方の磁石(4,5)が静止状態でy軸に対して実質的に対称に設けられ、
磁束密度センサ(3)と両方の磁石(4,5)が、x軸の方向に相対移動可能であり、
磁束密度センサ(3)が、z軸の方向に延びる磁界の磁束密度のz成分(Bz)を測定する
ように構成されているものにおいて、
行程(ΔX)の範囲においてz成分(Bz)が実質的に直線の特性曲線を持つように両方の磁石(4,5)がx軸の方向に形成され、かつ/又は
z成分が横ずれ(ΔY)の範囲で実質的に一定であるように両方の磁石(4,5)がy軸の方向に形成されている
ことを特徴とする、磁気変位センサ。
【請求項2】
z軸の方向に延びる各磁石(4,5)の第1のz寸法(Z1)がy軸の方へ減少するように、各磁石(4,5)がx軸の方向に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の磁気変位センサ。
【請求項3】
z軸の方向に延びる各磁石(4,5)の第2のz寸法(Z2)がx軸の方へ減少するように、各磁石(4,5)がy軸の方向に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁気変位センサ。
【請求項4】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が長方形半分に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項5】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が半円(H)に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項6】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が楕円半分(E)に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項7】
内側輪郭縁(K)が直線状であることを特徴とする、請求項4〜6の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項8】
断面輪郭(Q)が三角形であることを特徴とする、請求項4〜7の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項9】
断面輪郭(Q)が2つの実質的な直角を持つ四角形であることを特徴とする、請求項4〜7の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項10】
内側輪郭縁(K)が非直線状であることを特徴とする、請求項4〜6の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項11】
断面輪郭(Q)が2つの実質的な直角を持つ四角形であることを特徴とする、請求項10に記載の磁気変位センサ。
【請求項12】
各磁石(4,5)が、1つの軌道(R)の2つの部分に沿って描かれる、第1の内側輪郭縁(K1)を持つ第1の断面輪郭(Q1)及び第2の内側輪郭縁(K2)を持つ第2の断面輪郭(Q2)により形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項13】
輪郭体(8)が底(12)と共に1片から形成されていることを特徴とする、請求項4〜12の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項14】
両方の磁石(4,5)が1片から形成されていることを特徴とする、請求項1〜13の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項15】
両方の磁石(4,5)が軟磁性の磁石保持体(6)上に設けられていることを特徴とする、請求項1〜14の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項16】
磁束密度センサ(3)が、両方の磁石(4,5)により区画される収容室間(A)内に少なくとも部分的に設けられていることを特徴とする、請求項1〜15の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項1】
磁気変位センサであって、磁界を形成する第1の磁石(4)及び第2の磁石(5)と、磁束密度センサ(3)とを持ち、
両方の磁石(4,5)が静止状態でx軸にそって実質的に中心に設けられ、
両方の磁石(4,5)が静止状態でy軸に対して実質的に対称に設けられ、
磁束密度センサ(3)と両方の磁石(4,5)が、x軸の方向に相対移動可能であり、
磁束密度センサ(3)が、z軸の方向に延びる磁界の磁束密度のz成分(Bz)を測定する
ように構成されているものにおいて、
行程(ΔX)の範囲においてz成分(Bz)が実質的に直線の特性曲線を持つように両方の磁石(4,5)がx軸の方向に形成され、かつ/又は
z成分が横ずれ(ΔY)の範囲で実質的に一定であるように両方の磁石(4,5)がy軸の方向に形成されている
ことを特徴とする、磁気変位センサ。
【請求項2】
z軸の方向に延びる各磁石(4,5)の第1のz寸法(Z1)がy軸の方へ減少するように、各磁石(4,5)がx軸の方向に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の磁気変位センサ。
【請求項3】
z軸の方向に延びる各磁石(4,5)の第2のz寸法(Z2)がx軸の方へ減少するように、各磁石(4,5)がy軸の方向に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁気変位センサ。
【請求項4】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が長方形半分に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項5】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が半円(H)に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項6】
各磁石(4,5)は、内側輪郭縁(K)を持つ断面輪郭(Q)が楕円半分(E)に沿って描かれるように形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項7】
内側輪郭縁(K)が直線状であることを特徴とする、請求項4〜6の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項8】
断面輪郭(Q)が三角形であることを特徴とする、請求項4〜7の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項9】
断面輪郭(Q)が2つの実質的な直角を持つ四角形であることを特徴とする、請求項4〜7の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項10】
内側輪郭縁(K)が非直線状であることを特徴とする、請求項4〜6の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項11】
断面輪郭(Q)が2つの実質的な直角を持つ四角形であることを特徴とする、請求項10に記載の磁気変位センサ。
【請求項12】
各磁石(4,5)が、1つの軌道(R)の2つの部分に沿って描かれる、第1の内側輪郭縁(K1)を持つ第1の断面輪郭(Q1)及び第2の内側輪郭縁(K2)を持つ第2の断面輪郭(Q2)により形成される輪郭体(8)を持っていることを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項13】
輪郭体(8)が底(12)と共に1片から形成されていることを特徴とする、請求項4〜12の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項14】
両方の磁石(4,5)が1片から形成されていることを特徴とする、請求項1〜13の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項15】
両方の磁石(4,5)が軟磁性の磁石保持体(6)上に設けられていることを特徴とする、請求項1〜14の1つに記載の磁気変位センサ。
【請求項16】
磁束密度センサ(3)が、両方の磁石(4,5)により区画される収容室間(A)内に少なくとも部分的に設けられていることを特徴とする、請求項1〜15の1つに記載の磁気変位センサ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公表番号】特表2011−514976(P2011−514976A)
【公表日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−500038(P2011−500038)
【出願日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【国際出願番号】PCT/DE2009/000297
【国際公開番号】WO2009/109177
【国際公開日】平成21年9月11日(2009.9.11)
【出願人】(503355292)コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (79)
【氏名又は名称原語表記】Conti Temic microelectronic GmbH
【住所又は居所原語表記】Sieboldstrasse 19, D−90411 Nuernberg, Germany
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【国際出願番号】PCT/DE2009/000297
【国際公開番号】WO2009/109177
【国際公開日】平成21年9月11日(2009.9.11)
【出願人】(503355292)コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (79)
【氏名又は名称原語表記】Conti Temic microelectronic GmbH
【住所又は居所原語表記】Sieboldstrasse 19, D−90411 Nuernberg, Germany
【Fターム(参考)】
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