JPH041449B2 - - Google Patents
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- JPH041449B2 JPH041449B2 JP62290879A JP29087987A JPH041449B2 JP H041449 B2 JPH041449 B2 JP H041449B2 JP 62290879 A JP62290879 A JP 62290879A JP 29087987 A JP29087987 A JP 29087987A JP H041449 B2 JPH041449 B2 JP H041449B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強磁性体磁気抵抗素子を用いた磁気
近接スイツチ装置に関するもので、さらに詳言す
れば、検出能力が優れかつ充分に小型化が可能で
ある近接スイツチを安価に得ることができるよう
にすることを目的とするものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetic proximity switch device using a ferromagnetic magnetoresistive element. The object of the present invention is to provide a proximity switch that can be used at a low cost.
位置出し装置とか検出装置の主要部として利用
されている近接スイツチ装置としては、リードス
イツチ型、高周波発振型、静電容量型、そして光
スイツチ型等がある。
Proximity switch devices used as a main part of positioning devices and detection devices include reed switch types, high frequency oscillation types, capacitance types, and optical switch types.
リードスイツチ型のものは、構造が簡単である
と共に安価であると云う利点を持つており、高周
波発振型のものは、あらゆる金属体を極めて高い
精度で検出することができると共に検出動作が安
定していると云う利点を持つており、静電容量型
のものは、金属に限らずあらゆる物体を検出する
ことができると云う利点を持つており、そして光
スイツチ型のものは、比較的大きな検出距離範囲
を得ることができると共に被検出物までの距離を
正確に検出することができると云う利点を持つて
いる。 The reed switch type has the advantage of having a simple structure and low cost, while the high frequency oscillation type can detect all metal objects with extremely high accuracy and has stable detection operation. The capacitive type has the advantage of being able to detect all kinds of objects, not just metals, and the optical switch type has the advantage of being able to detect relatively large objects. This method has the advantage of being able to obtain a range of distances and accurately detecting the distance to the object to be detected.
しかしながら、上記した従来の近接スイツチ装
置には、それぞれに基本動作上の、または使用機
能上の、そして実用上の不都合を持つている。
However, each of the above-mentioned conventional proximity switch devices has disadvantages in terms of basic operation, function of use, and practical use.
すなわち、リードスイツチ型のものは、リード
スイツチそのものが有接点構造体であるため、外
部から作用する振動とか衝撃に弱く、時としてチ
ヤタリングを起こすことがあり、常に安定したそ
して正確な検出動作を得ることができるとは限ら
ないと云う不都合があつた。 In other words, since the reed switch type is a contact structure, it is susceptible to external vibrations and shocks, and may sometimes cause chattering, ensuring stable and accurate detection operation at all times. There was the inconvenience that it was not always possible to do so.
また、高周波発振型のものは、その検出動作の
安定性および正確性により、現在最も多数使用さ
れているのであるが、高価であると共に小型化に
限界があると云う不満がある。 Furthermore, the high-frequency oscillation type is currently in most use due to its stability and accuracy of detection operation, but there are complaints that it is expensive and there is a limit to miniaturization.
さらに、静電容量型のものは、スイツチ装置を
構成するための必要構成部品数が多く、このため
近接スイツチ装置とはかなり大型とならざるを得
ないと共に、かなり高価なものとなると云う不都
合がある。 Furthermore, the capacitive type requires a large number of components to construct the switch device, and therefore has the disadvantage of being considerably larger and more expensive than a proximity switch device. be.
そして、光スイツチ型のものは、ホコリ等の汚
れの付着による検出動作不能と云う動作機能上の
致命的な欠点を持つていると共に、装置全体が大
型となり、価格も高いと云う欠点を持つている。 The optical switch type has a fatal drawback in terms of its operational function, in that detection cannot be performed due to adhesion of dust and other contaminants, and it also has the disadvantages that the entire device is large and expensive. There is.
これらのリードスイツチ型、高周波発振型、静
電容量型、そして光スイツチ型の近接スイツチ装
置の欠点を解消するものとして、実開昭60−
90745号公報および実開昭62−120239号公報に示
された磁気抵抗素子を利用した磁気近接スイツチ
装置がある。 In order to eliminate the drawbacks of these reed switch type, high frequency oscillation type, capacitance type, and optical switch type proximity switch devices,
There is a magnetic proximity switch device using a magnetoresistive element disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 90745 and Japanese Utility Model Application Publication No. 120239/1983.
実開昭60−90745号公報に示された磁気近接ス
イツチ装置は、一対の永久磁石を、各永久磁石の
両磁極を結ぶ仮想される線がほぼ平行であると共
に同一磁極を同一向きにした姿勢で間隔を開けて
配置し、この両永久磁石の一方端間を強磁性体で
連結し、さらにこの強磁性体で連結されていない
側の永久磁石の他方端間にホール素子等の感磁性
体を位置させた構成となつている。 The magnetic proximity switch device disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 60-90745 arranges a pair of permanent magnets in a posture in which the imaginary lines connecting both magnetic poles of each permanent magnet are almost parallel, and the same magnetic poles are oriented in the same direction. one end of both permanent magnets is connected with a ferromagnetic material, and a magnetically sensitive material such as a Hall element is connected between the other end of the permanent magnet on the side that is not connected with this ferromagnetic material. The structure is such that the
この実開昭60−90745号公報に示された磁気近
接スイツチ装置は、磁性体の接近離反の検出動作
が安定して確実であり、かつ検出の応答が迅速で
あると言う利点を有すると共に、全体を安価にか
つ小型に製造できると言う利点を発揮するものと
なつている。 The magnetic proximity switch device disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 60-90745 has the advantage that the detection operation of approaching and separating magnetic bodies is stable and reliable, and the detection response is quick. It has the advantage of being able to manufacture the entire device at low cost and in a small size.
また、実開昭62−120239号公報に示された磁気
近接スイツチ装置は、電子部品が取付けられた回
路基板と、この回路基板に取着された磁電変換素
子と、回路基板に取着され被検出体の接近に応じ
て変化する磁束を磁電変換素子に作用させる永久
磁石とを具備した構成となつている。 Furthermore, the magnetic proximity switch device disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 62-120239 includes a circuit board on which electronic components are attached, a magnetoelectric transducer attached to the circuit board, and a magnetoelectric transducer attached to the circuit board. The sensor is configured to include a permanent magnet that causes a magnetic flux that changes depending on the approach of a detection object to act on the magnetoelectric conversion element.
この実開昭62−120239号公報に示された磁気近
接スイツチ装置は、磁気近接スイツチ装置を構成
する磁電変換素子および永久磁石を単一の回路基
板に取付けると共に、電気的な接続もこの回路基
板を介して達成するので、製造作業性を向上でき
てコストを安くできると言う利点を有するものと
なつている。 The magnetic proximity switch device disclosed in Japanese Utility Model Application No. 62-120239 has the magnetoelectric transducer and permanent magnet constituting the magnetic proximity switch device mounted on a single circuit board, and electrical connections are also made on this circuit board. Since this is achieved through the process, it has the advantage of improving manufacturing workability and reducing costs.
このように、上記磁気抵抗素子を利用した従来
の磁気近接スイツチ装置は、安価で小型でさらに
低いコストで製造できると言う優れた効果を発揮
することができるのであるが、磁気近接スイツチ
装置を構成する複数の永久磁石の相互間に作用す
る磁力が、相互位置関係を変化させる方向に作用
するので、複数の永久磁石を正確に位置出しして
固定するのが難しく、永久磁石の正確な位置出し
固定に充分な留意を要すると共に、永久磁石の不
動で強固な固定達成に長い作業時間と専用の固定
治具とを必要とし、このため装置組立ての作業性
が悪いと言う問題があつた。
In this way, the conventional magnetic proximity switch device using the above-mentioned magnetoresistive element can exhibit the excellent effects of being inexpensive, small, and manufactured at a lower cost. The magnetic force that acts between multiple permanent magnets acts in a direction that changes their mutual positional relationship, making it difficult to accurately position and fix multiple permanent magnets. In addition to requiring sufficient attention to fixation, achieving immovable and strong fixation of the permanent magnets requires a long working time and a special fixing jig, which poses a problem in that the workability of assembling the device is poor.
また、検出面側の表面面積が大きいので、その
取付け使用できるスペース的な条件が大幅に制限
され、このため狭い場所に挿入して使用すること
ができないと言う問題があつた。 Furthermore, since the surface area on the detection surface side is large, the space conditions in which it can be installed and used are greatly limited, and there is a problem in that it cannot be inserted and used in a narrow place.
そして、上記したように、検出面側の表面面積
が大きいので、当然のこととして、使用される永
久磁石としては表面ガウス量の大きいものを必要
とし、このため装置全体の小型化に限界が生じる
と言う問題があつた。 As mentioned above, since the surface area on the detection surface side is large, it is natural that the permanent magnet used must have a large surface Gaussian amount, which limits the miniaturization of the entire device. There was a problem.
さらに、磁電変換素子の表面全体を検出面に露
出させる構成となつているので、外部からの磁気
的な影響を受け易く、このため設置場所の周囲環
境条件の影響を強く受けるので、設置後に検出位
置の設定をし直す必要があり、設置現場での面倒
で困難な調整作業を必要とすると言う問題があつ
た。 Furthermore, since the entire surface of the magnetoelectric conversion element is exposed to the detection surface, it is easily susceptible to external magnetic influences, and is therefore strongly influenced by the surrounding environmental conditions of the installation location. There was a problem in that the position needed to be reset, which required troublesome and difficult adjustment work at the installation site.
そこで、本発明は、上記した従来技術における
問題点を解消すべく創案されたもので、磁気近接
スイツチ装置を構成する複数の永久磁石の相互位
置関係を、永久磁石自体の磁力により一定に規制
されるようにすると共に、検出面側の表面面積を
小さくすることを技術的課題とし、もつて永久磁
石相互間の正確な位置出しを達成しての組立作業
を容易にすると共に、充分な小型化を達成するこ
とを目的とする。 Therefore, the present invention was devised to solve the problems in the prior art described above, and the mutual positional relationship of a plurality of permanent magnets constituting a magnetic proximity switch device is regulated to be constant by the magnetic force of the permanent magnets themselves. The technical challenge is to reduce the surface area on the detection surface side, thereby facilitating assembly work by achieving accurate positioning between the permanent magnets, and achieving sufficient miniaturization. The purpose is to achieve the following.
以下、本発明を、本発明の一実施例を示す図面
を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to drawings showing one embodiment of the present invention.
本発明の手段は、
リング形状をし、端面に磁極を位置させた第1
および第2の永久磁石2,3を、非磁性材料製の
スペーサ4を介して同軸状にかつ異なる磁極を対
向させて配置した磁石体1を有すること、
この磁石体1に対し、磁石体1の中心軸である
直線Kに沿つて相対変位可能に組付けられた強磁
性体磁気抵抗素子体(以下、簡単のため単にMR
素子体と記す)6を有すること、
このMR素子体6に、両磁極を結ぶ直線が直線
Kに直交する姿勢で一体的に組付けられたバイア
ス磁石5を有すること、
MR素子体6の出力端子が接続される比較器7
を有すること、
そして磁石体1とMR素子体6とバイアス磁石
5との組合せ物に対して接近離反移動可能に設け
た磁性材料製の検出体9を有すること、
にある。 The means of the present invention includes a first ring-shaped ring with magnetic poles located on the end surface.
and a magnet body 1 in which second permanent magnets 2 and 3 are arranged coaxially with different magnetic poles facing each other via a spacer 4 made of a non-magnetic material; A ferromagnetic magnetoresistive element (hereinafter simply referred to as MR for simplicity) is assembled so as to be relatively displaceable along straight line K, which is the central axis of
This MR element body 6 has a bias magnet 5 integrally assembled with the straight line connecting both magnetic poles perpendicular to the straight line K; The output of the MR element body 6 Comparator 7 to which the terminal is connected
and a detection body 9 made of a magnetic material that is movable toward and away from the combination of the magnet body 1, MR element body 6, and bias magnet 5.
磁石体1に対してMR素子体6を変位可能に設
けたのは、この磁石体1に対するMR素子体6の
変位により、磁石体1からMR素子体6に作用す
る磁束の作用形態を変化させ、この磁束の作用形
態の変化に従つてMR素子体6の出力、すなわち
抵抗値を変化させるためであるから、MR素子体
6の磁石体1に対する組付け姿勢は、その両表面
を直線Kに沿わせたものとなる。 The reason why the MR element body 6 is displaceable with respect to the magnet body 1 is that by displacing the MR element body 6 with respect to the magnet body 1, the mode of action of the magnetic flux acting from the magnet body 1 to the MR element body 6 can be changed. , since the output of the MR element 6, that is, the resistance value, is to be changed in accordance with the change in the mode of action of this magnetic flux, the assembly posture of the MR element 6 with respect to the magnet 1 is such that both surfaces thereof are aligned with a straight line K. It will be in line with that.
同軸芯上に配置された第1の永久磁石2と第2
の永久磁石3は、スペーサ4を介して異なる磁極
を対向させているので、両永久磁石2,3間には
磁気吸引力が作用することになり、このためこの
両永久磁石2,3は、それ自体の磁力により相互
位置関係を保持して組合さることになる。
A first permanent magnet 2 and a second permanent magnet arranged on a coaxial core.
Since the permanent magnets 3 have different magnetic poles facing each other via the spacer 4, a magnetic attraction force acts between both the permanent magnets 2 and 3. Therefore, the permanent magnets 2 and 3 Due to their own magnetic force, they maintain their mutual positional relationship and are combined.
磁石体1に対してMR素子体6は直線K上に位
置すること、および第1および第2の永久磁石2
と3は、同軸芯状に配置されたリング形状をして
いると共に異なる磁極を対向位置させていること
とにより、第3図に示すように、MR素子体6を
直線K上の特定される箇所に位置させると、直線
Kに沿つた両永久磁石2,3からの磁力の作用が
正負均等(第3図b参照)となり、実質的にMR
素子体6には直線Kに沿つて両永久磁石2,3か
ら磁力が作用していない状態となる。 The MR element body 6 is located on the straight line K with respect to the magnet body 1, and the first and second permanent magnets 2
and 3 have a ring shape arranged coaxially and have different magnetic poles facing each other, so that the MR element body 6 can be located on a specified line K as shown in FIG. When the permanent magnets 2 and 3 are placed at the same position, the magnetic forces from both permanent magnets 2 and 3 along the straight line K become equal in positive and negative (see Fig. 3b), and the MR is substantially
Magnetic force from both permanent magnets 2 and 3 is not acting on the element body 6 along the straight line K.
この状態、すなわちMR素子体6に磁石体1か
らの磁力が実質的に作用していない状態から、第
4図に示すように、この磁石体1とMR素子体6
との組合せ物の近傍に磁性体である検出体9が位
置すると、磁石体1からの磁束の一部がこの検出
体9側に引かれて、磁石体1からMR素子体6に
作用していた磁束の作用分布が変化し、直線Kに
沿つた正負何れかの方向への磁力の作用量が増大
し、この磁力の作用量の増大によりMR素子体6
の出力電圧が増減変化(第4図bを参照)する。
すなわち、磁石体1とMR素子体6との組合せ物
に対して、検出体9が遠方から接近するに従つ
て、MR素子体6の出力は減少し、MR素子体6
と検出体9との距離Lが零となつたところでMR
素子体6の出力が最小となる、第5図の特性曲線
Sで示されるような動作特性を描く。このMR素
子体6の出力電圧の増減変化を検出することによ
り、検出体9が接近したことを検出できることに
なる。 From this state, that is, the state in which the magnetic force from the magnet body 1 is not substantially acting on the MR element body 6, as shown in FIG.
When the detection body 9, which is a magnetic material, is located near the combination with the magnetic body, a part of the magnetic flux from the magnet body 1 is drawn toward the detection body 9, and acts from the magnet body 1 on the MR element body 6. The action distribution of the magnetic flux changes, and the amount of action of the magnetic force in either the positive or negative direction along the straight line K increases, and this increase in the amount of action of the magnetic force causes the MR element body 6 to
The output voltage of is increased or decreased (see FIG. 4b).
That is, as the detection object 9 approaches the combination of the magnet 1 and the MR element 6 from a distance, the output of the MR element 6 decreases, and the output of the MR element 6 decreases.
When the distance L between the object 9 and the detection object 9 becomes zero, MR
An operating characteristic is drawn as shown by a characteristic curve S in FIG. 5, in which the output of the element body 6 is minimum. By detecting increases and decreases in the output voltage of the MR element body 6, it is possible to detect that the detection object 9 has approached.
このように、第1の永久磁石2の一方の端面側
を検出面としているので、装置としての検出面の
面積は充分に小さいものとなる。また、MR素子
体6は、筒状となつた磁石体1内に配置されるの
で、第1の永久磁石2および第2の永久磁石3か
らMR素子体6に対して磁力が極めて有効に作用
することになり、これにより両永久磁石2,3と
しては低磁力のもので充分である。さらに、この
ようにMR素子体6を筒状の磁石体1内に配置し
ているので、外部からの磁力に対して磁石体1が
磁気シールドの作用を発揮し、このため外部から
の磁気の影響を受けることが少なくなる。 In this way, since one end surface side of the first permanent magnet 2 is used as the detection surface, the area of the detection surface of the device is sufficiently small. Furthermore, since the MR element body 6 is arranged within the cylindrical magnet body 1, the magnetic force from the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 acts extremely effectively on the MR element body 6. As a result, permanent magnets 2 and 3 with low magnetic force are sufficient. Furthermore, since the MR element body 6 is disposed within the cylindrical magnet body 1 in this way, the magnet body 1 exerts a magnetic shielding effect against magnetic force from the outside. be less affected.
また、この検出動作とは別に、MR素子体6に
対する磁石体1の相対移動変位に伴うMR素子体
6の出力特性は、MR素子体6の表面沿つて位置
すると仮想されるy軸(MR素子体6に作用する
磁力の内、このy軸に沿つた方向の磁力が増大す
るとMR素子体6の出力値は減少する)に直線K
を一致させ、このy軸すなわち直線Kに沿つて磁
石体1とMR素子体6とを相対移動させると、第
6図bのT′曲線のようになる。すなわち、MR素
子体6に対する印加電圧を、y軸方向への磁力が
増大することにより出力が減少し、x軸方向への
磁力が増大すると出力が増大するように印加して
おくと、両永久磁石2,3からのy軸に沿つて作
用する磁力が正負方向に等しくなる、磁石体1の
中心O′とMR素子体6の中心Oとが距離Δlだけ変
位した位置で最大出力値となり、この位置からの
y軸、すなわち直線Kに沿つた変位が大きくなる
ほどMR素子体6の出力電圧値は減少する出力特
性を描く。 In addition, apart from this detection operation, the output characteristics of the MR element body 6 due to the relative displacement of the magnet body 1 with respect to the MR element body 6 are determined along the y-axis (MR element Among the magnetic forces acting on the body 6, when the magnetic force in the direction along the y-axis increases, the output value of the MR element body 6 decreases) along a straight line K.
When the magnet body 1 and the MR element body 6 are moved relative to each other along the y-axis, that is, the straight line K, the result is a T' curve shown in FIG. 6b. In other words, if the voltage applied to the MR element body 6 is applied so that the output decreases as the magnetic force in the y-axis direction increases, and the output increases as the magnetic force increases in the x-axis direction, both permanent The maximum output value is reached at a position where the center O' of the magnet body 1 and the center O of the MR element body 6 are displaced by a distance Δl, where the magnetic forces acting along the y-axis from the magnets 2 and 3 are equal in the positive and negative directions. An output characteristic is drawn in which the output voltage value of the MR element body 6 decreases as the displacement from this position along the y-axis, that is, along the straight line K, increases.
この変位量lの変化によるMR素子体6の出力
値の変化と、前記した磁石体1とMR素子体6と
の組合せ物に対する検出体9の接近離反による距
離Lの変化によるMR素子体6の出力値の変化と
は全く等しい(第5図と第6図bとでは、出力電
圧の極性を逆にしている)ので、予め変位量lを
設定してMR素子体6の出力値を一定値に設定
し、この状態から検出体9の接近によるMR素子
体6の出力の低下を知ることにより、検出体9の
検出を達成できることになる。 The change in the output value of the MR element body 6 due to the change in the amount of displacement l and the change in the distance L due to the approach and separation of the detection body 9 from the combination of the magnet body 1 and the MR element body 6 described above. Since the change in the output value is exactly the same (the polarity of the output voltage is reversed in Figures 5 and 6b), the displacement l is set in advance to keep the output value of the MR element 6 at a constant value. , and by knowing from this state that the output of the MR element 6 decreases due to the approach of the detecting object 9, detection of the detecting object 9 can be achieved.
しかしながら、第3図に示した、磁石体1と
MR素子体6との組合せだけでは、MR素子体6
にx軸方向への磁力作用させることができず、こ
のためMR素子体6の最大出力値を零〔V〕以上
とすることができないため、MR素子体6の出力
電圧値の増減変化を比較器7で検出することがで
きないのであるが、MR素子体6には予めバイア
ス磁石5が一体的に組付けられており、このバイ
アス磁石5によりMR素子体6に対してx軸方向
の一定の磁力が常に作用しているので、MR素子
体6はy軸に沿つて作用する磁力が実質的に零と
なつている状態では、第6図bのT曲線で示すよ
うに、バイアス磁石5からの作用磁力による出力
値VBを出力することになる。 However, the magnet body 1 shown in FIG.
Only in combination with the MR element body 6, the MR element body 6
Since it is not possible to apply a magnetic force in the x-axis direction to the MR element body 6, and therefore the maximum output value of the MR element body 6 cannot be greater than zero [V], the increase or decrease in the output voltage value of the MR element body 6 is compared. Although it cannot be detected by the MR device 7, a bias magnet 5 is integrally attached to the MR element 6 in advance, and this bias magnet 5 causes a certain amount of force in the x-axis direction to be applied to the MR element 6. Since the magnetic force is always acting on the MR element body 6, when the magnetic force acting along the y-axis is substantially zero, the MR element body 6 is moved away from the bias magnet 5 as shown by the T curve in FIG. 6b. The output value VB will be output due to the acting magnetic force of .
それゆえ、変位量lを設定固定することにより
MR素子体6の出力値V6を予め設定すると共
に、このMR素子体6に接続された比較器7のし
きい値V7を、この出力値V6よりも小さい値に
設定しておくことにより、この状態から、磁石体
1とMR素子体6との組合せ物に対して検出体9
を接近させると、前記した説明のように、MR素
子体6に対する磁石体1からのy軸方向に沿つた
磁束の作用量が増大し、もつてMR素子体6の出
力値が出力値V6から低下し始める。検出体9が
或る一定の接近距離まで接近すると、MR素子体
6の出力値が比較器7のしきい値V7よりも小さ
くなり、このため比較器7はその出力のレベルを
変化させ、この比較器7の出力レベルの変化によ
り検出体9の接近を検知することになる。 Therefore, by fixing the displacement l,
By setting the output value V6 of the MR element body 6 in advance and setting the threshold value V7 of the comparator 7 connected to this MR element body 6 to a value smaller than this output value V6, this can be achieved. From the state, the detection object 9 is
As explained above, when the MR element 6 approaches the MR element 6, the amount of magnetic flux acting on the MR element 6 along the y-axis direction from the magnet 1 increases, causing the output value of the MR element 6 to change from the output value V6. begins to decline. When the detection object 9 approaches to a certain distance, the output value of the MR element body 6 becomes smaller than the threshold value V7 of the comparator 7, and therefore the comparator 7 changes the level of its output. The approach of the detection object 9 is detected by a change in the output level of the comparator 7.
このように本発明装置による検出体9の検出動
作は、一定値に設定された比較器7のしきい値V
7に対する検出体9によるMR素子体6の出力値
の変化によつて達成されるものであり、検出体9
によるMR素子体6の出力値の変化は、検出体9
の変位に従つて一定の線形に沿つて変化するもの
であるので、予め設定されるしきい値V7と出力
値V6と差を適当に設定変更することにより、検
出すべき検出体9の位置、すなわち検出距離Lを
自由に設定変更できることになる。 In this way, the detection operation of the detection object 9 by the device of the present invention is performed using the threshold value V of the comparator 7 set to a constant value.
This is achieved by changing the output value of the MR element body 6 due to the detection body 9 relative to the detection body 9.
The change in the output value of the MR element body 6 due to the detection body 9
The position of the detection object 9 to be detected can be determined by appropriately changing the difference between the preset threshold value V7 and the output value V6. In other words, the detection distance L can be changed freely.
また、極めて小さいMR素子体6および比較器
7と、小型化が充分可能である磁石体1と、そし
てバイアス磁石5とにより構成されるので、全体
を極めて小型にすることができると共に、構成部
品点数が少ないので組立製造が容易であり、かつ
各構成部品の何れもが安価なものであるので、装
置全体を安価に製作することができる。 In addition, since it is composed of an extremely small MR element body 6 and a comparator 7, a magnet body 1 that can be sufficiently miniaturized, and a bias magnet 5, the whole can be made extremely compact, and the components Since the number of parts is small, it is easy to assemble and manufacture, and since each component is inexpensive, the entire device can be manufactured at low cost.
第1図および第2図図示実施例の場合、磁石体
1は、第1の永久磁石2に対して第2の永久磁石
3を磁力の大きいものとし、もつてMR素子体6
に作用するy軸に沿つた正負方向の磁力の作用量
が等しくなる直線Kに沿つた位置が第1の永久磁
石2に大きく偏るようにしている。また、MR素
子体6の電源8に対する接続は、MR素子体6に
外部磁力が作用していない状態における出力値、
すなわち不平衡電圧が0〔V〕となるように設定
されている。このように、MR素子体6の不平衡
電圧を0〔V〕を設定することにより、バイアス
磁石5による出力電圧値VBの設定が容易となる
と共に正確に設定できる。第6図に示した実施例
において、比較器7のしきい値V7は0〔V〕に
設定されているので、磁石体1に対するMR素子
体6の直線Kに沿つた位置設定は、この位置設定
によるMR素子体6の出力値V6が出力値VBよ
りも小さいが、しきい値V7よりも大きい値とな
るように達成される。
In the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the magnet body 1 has a second permanent magnet 3 having a larger magnetic force than the first permanent magnet 2, so that the MR element body 6
The position along the straight line K where the amount of action of the magnetic force in the positive and negative directions along the y-axis acting on the magnetic force is equal is made to be largely biased toward the first permanent magnet 2. In addition, the connection of the MR element body 6 to the power supply 8 is such that the output value when no external magnetic force is acting on the MR element body 6,
That is, the unbalanced voltage is set to be 0 [V]. In this manner, by setting the unbalanced voltage of the MR element body 6 to 0 [V], the output voltage value VB by the bias magnet 5 can be set easily and accurately. In the embodiment shown in FIG. 6, the threshold value V7 of the comparator 7 is set to 0 [V], so the position of the MR element body 6 along the straight line K with respect to the magnet body 1 is set at this position. The output value V6 of the MR element body 6 is set to be smaller than the output value VB, but larger than the threshold value V7.
このMR素子体6の出力値V6の設定に際し
て、磁石体1に対するMR素子体6の変位位置
を、第6図bの点a付近に設定すると、検出体9
のわずかな影響によりMR素子体6の出力値がし
きい値V7よりも低い値となるので、距離Lが大
きい状態で検出体9を検出することができ、反対
に特性曲線Tの頂点付近に対応する点b付近に設
定すると、検出体9の磁気的影響が大きくないと
MR素子体6の出力値をしきい値V7よりも低い
値にすることができないので、検出体9がMR素
子体6に充分に接近しなければ、すなわち距離L
が小さくならなければ検出体9を検出することが
できないので、検出範囲を小さくすることができ
る。 When setting the output value V6 of the MR element body 6, if the displacement position of the MR element body 6 with respect to the magnet body 1 is set near point a in FIG.
The output value of the MR element body 6 becomes a value lower than the threshold value V7 due to the slight influence of When set near the corresponding point b, the magnetic influence of the detecting object 9 is not large.
Since the output value of the MR element body 6 cannot be lower than the threshold value V7, unless the detection object 9 approaches the MR element body 6 sufficiently, that is, the distance L
Since the detection object 9 cannot be detected unless it becomes small, the detection range can be made small.
例えば、磁石体2を内径4mm、外径7mm、厚さ
1mmのリング形状体で、表面磁力が100ガウスと
し、磁石体3を内径4mm、外径7mm、厚さ3.5mm
のリング形状体で、表面磁力が400ガウスとし、
バイアス磁石5を両磁極を結ぶ直線に沿つた方向
の幅および奥行き幅を2.5mm、厚さ幅を1mmの直
方体状で、表面磁力が100ガウスとし、比較器7
のしきい値V7を0mVに設定した状態で、変位
量lと検出距離との関係は、変位量lが1.5mmで
検出距離が3mm、変位量lが1.7mmで検出距離が
3.5mm、変位量lが1.8mmで検出距離が4mmとな
り、精度の高い検出能力を得ることができた。 For example, the magnet body 2 is a ring-shaped body with an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 7 mm, and a thickness of 1 mm, and the surface magnetic force is 100 Gauss, and the magnet body 3 has an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 7 mm, and a thickness of 3.5 mm.
A ring-shaped body with a surface magnetic force of 400 Gauss,
The bias magnet 5 has a rectangular parallelepiped shape with a width and depth of 2.5 mm in the direction along the straight line connecting both magnetic poles, a thickness of 1 mm, and a surface magnetic force of 100 Gauss, and the comparator 7
With the threshold value V7 set to 0mV, the relationship between displacement l and detection distance is as follows: when displacement l is 1.5 mm, the detection distance is 3 mm, and when displacement l is 1.7 mm, the detection distance is
3.5 mm, the displacement l was 1.8 mm, and the detection distance was 4 mm, achieving highly accurate detection capability.
以上の説明から明らかなごとく、本発明は、接
近する検出体の正確で確実な検出動作機能を充分
に発揮することができ、また装置全体を極めて小
型にすることができると共に、極めて安価に製造
することができ、さらに検出体の検出したい距離
を容易にかつ広範囲にそして正確に設定できる。
また、組立てが容易にかつ正確に達成できるの
で、製造コストを充分に安くすることができ、ま
た検出面の表面面積が極めて小さく、外部からの
磁気的影響を受けることが少ないので、狭い箇所
に周囲からの影響を受けることなく取付けること
ができると共に、取付け現場での面倒な調整操作
を必要としない等の優れた効果を発揮するもので
ある。多くの優れた効果を発揮するものである。
As is clear from the above description, the present invention can fully exhibit the accurate and reliable detection function of an approaching detection object, can make the entire device extremely compact, and can be manufactured at an extremely low cost. Furthermore, the distance at which the object is to be detected can be set easily, over a wide range, and accurately.
In addition, since assembly can be achieved easily and accurately, manufacturing costs can be sufficiently reduced, and since the surface area of the detection surface is extremely small and is less susceptible to external magnetic influences, it can be used in narrow spaces. It can be installed without being influenced by the surroundings, and has excellent effects such as not requiring troublesome adjustment operations at the installation site. It exhibits many excellent effects.
第1図は、本発明装置の一実施例の構成を示す
電気結線要領をも示した断面図である。第2図
は、磁石体とMR素子体とバイアス磁石との組合
せ物の構成の基本例を示すもので、第2図aは正
面図、第2図bは側面図、第2図cは側断面図で
ある。第3図aは、磁石体のMR素子体に対する
磁力の作用形態を示す説明図、第3図bはMR素
子体に作用する磁力の方向と大小関係を示す説明
図である。第4図aは、磁石体のMR素子体に対
する磁力の作用に対する検出体の影響を説明する
ための説明図、第4図bはMR素子体に作用する
磁力の方向と大小関係を示す説明図である。第5
図は、第4図に示した検出体によるMR素子体に
対する磁力の作用形態の変化特性を示す特性線図
である。第6図は、第1図に示した実施例の動作
特性を説明するためのもので、第6図aは磁石体
に対するMR素子体の変位形態を示す説明図、第
6図bは検出動作特性を示す説明図である。
符号の説明、1;磁石体、2;第1の永久磁
石、3;第2の永久磁石、4;スペーサ、5;バ
イアス磁石、6;強磁性体磁気抵抗素子体(MR
素子体)、7;比較器、8;電源、K;直線、
l;変位量、L;距離、V6;出力値、VB;出
力値、V7;しきい値、O,O′;中心。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the device of the present invention and also showing the electrical connection procedure. Figure 2 shows a basic example of the configuration of a combination of a magnet body, an MR element body, and a bias magnet. Figure 2a is a front view, Figure 2b is a side view, and Figure 2c is a side view. FIG. FIG. 3a is an explanatory diagram showing how the magnetic force of the magnet body acts on the MR element body, and FIG. 3b is an explanatory diagram showing the direction and magnitude relationship of the magnetic force acting on the MR element body. Figure 4a is an explanatory diagram for explaining the influence of the detection object on the magnetic force of the magnet body on the MR element body, and Figure 4b is an explanatory diagram showing the direction and magnitude relationship of the magnetic force acting on the MR element body. It is. Fifth
The figure is a characteristic line diagram showing the changing characteristics of the form of action of the magnetic force on the MR element body by the detecting body shown in FIG. 4. Fig. 6 is for explaining the operating characteristics of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 6a is an explanatory diagram showing the displacement form of the MR element body with respect to the magnet body, and Fig. 6b is an explanatory diagram showing the detection operation. FIG. 3 is an explanatory diagram showing characteristics. Explanation of the symbols: 1; magnet body; 2; first permanent magnet; 3; second permanent magnet; 4; spacer; 5; bias magnet; 6; ferromagnetic magnetoresistive element (MR
element body), 7; comparator, 8; power supply, K; straight line,
l: Displacement amount, L: Distance, V6: Output value, VB: Output value, V7: Threshold value, O, O': Center.
Claims (1)
および第2の永久磁石2,3を、非磁性材料製の
スペーサ4を介して同軸状にかつ異なる磁極を対
向させて配置した磁石体1と、該磁石体1に対
し、該磁石体1の中心軸である直線Kに沿つて相
対変位可能に組付けられた強磁性体磁気抵抗素子
体6と、該強磁性体磁気抵抗素子体6に両磁極を
結ぶ直線が前記直線Kに直交する姿勢で一体的に
組付けられたバイアス磁石5と、前記強磁性体磁
気抵抗素子体6の出力端子が接続される比較器7
と、前記磁石体1と強磁性体磁気抵抗素子体6と
バイアス磁石5との組合せ物に対して接近離反移
動可能に設けた磁性材料製の検出体9とから成る
磁気近接スイツチ装置。1 The first ring is shaped like a ring and has magnetic poles located on the end surface.
and a magnet body 1 in which second permanent magnets 2 and 3 are arranged coaxially with different magnetic poles facing each other via a spacer 4 made of a non-magnetic material; A ferromagnetic magnetoresistive element body 6 is assembled so as to be relatively displaceable along a straight line K, which is a central axis, and a straight line connecting both magnetic poles of the ferromagnetic magnetoresistive element body 6 is perpendicular to the straight line K. A comparator 7 to which the bias magnet 5 integrally assembled with the output terminal of the ferromagnetic magnetoresistive element body 6 is connected.
and a detection body 9 made of a magnetic material and provided movably toward and away from the combination of the magnet body 1, the ferromagnetic magnetoresistive element body 6, and the bias magnet 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290879A JPH01132183A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Magnetic proximity switch device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290879A JPH01132183A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Magnetic proximity switch device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132183A JPH01132183A (en) | 1989-05-24 |
| JPH041449B2 true JPH041449B2 (en) | 1992-01-13 |
Family
ID=17761689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62290879A Granted JPH01132183A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Magnetic proximity switch device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01132183A (en) |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP62290879A patent/JPH01132183A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01132183A (en) | 1989-05-24 |
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