[发明专利]磁传感器模块以及活塞位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁传感器模块以及检测缸筒内的活塞位置的活塞位置检测装置，详细地说，是涉及从缸筒的外侧检测油缸、气缸等流体压力缸内的活塞位置的活塞位置检测装置。

本申请主张于2007年2月26日在日本提出的专利申请特愿2007-045295号、以及于2007年7月20日在日本提出的专利申请特愿2007-189692号的优先权，并在此援引其内容。

背景技术

磁传感器是检测磁通密度的高低的传感器，作为开闭传感器以及接近铁板等磁性体而使用的接近传感器被使用。至今为止的磁传感器大多是将霍尔传感器作为电磁转换元件使用。在将至今为止的磁传感器作为接近传感器使用时，大多是如图13A、图13B、图14那样的构成(例如参考专利文献1～3、非专利文献1～3)。

在图13A、图13B中，作为接近传感器使用的磁传感器具有以下的构成。即、如图13A所示，按照磁通4在与霍尔元件(或包含开关功能的霍尔IC)2的长度方向垂直的方向上贯穿霍尔元件2的方式，相对霍尔元件2配置磁铁1。当磁性体3接近该磁传感器时，如图13B所示，由于磁通4被磁性体3吸收，所以施加到霍尔元件2的磁通的密度变低。因此，通过检测该输出变化，能够检测磁性体3的接近。而且，在包含开关功能的霍尔IC的情况下，将规定的磁通密度作为阈值，能够得到以该阈值为边界的反转后的输出。

而且，如图14所示，作为接近传感器使用的磁传感器的动作也是相同的。在该磁传感器中，相对霍尔元件6设置磁铁5，以使磁通8在与霍尔元件(或包含开关功能的霍尔IC)6的长度方向垂直的方向上贯穿霍尔元件6。该磁传感器能够得到与磁性体7的接近程度对应的输出变化。

但是，在使用现有的霍尔元件的磁传感器中，存在以下的问题：

(1)由于霍尔元件2、6和磁铁1、5这样的成对构造是不可少的，因此需要多个部件，而且，使磁传感器的尺寸变大(例如专利文献2)。特别是在图13A、图13B的构成中，在磁铁1和霍尔元件2之间需要用于使磁性体3通过的狭缝S(例如专利文献2)。

(2)需要对用于施加偏置磁场的磁铁和霍尔元件进行定位(例如作为偏差防止对策，专利文献3)。

(3)通常，由于磁铁特性的偏差大，所以需要估计到磁铁特性的偏差而进行设计(例如作为偏差防止对策，专利文献3)。

现有的活塞位置检测装置的构造如图15所示(例如专利文献4)。磁铁101设置在活塞100上，磁传感器103(该磁传感器103不具有磁铁)设置在由非磁性材料构成的缸筒102的外侧。通过活塞100的移动，磁铁101接近磁传感器103时，磁传感器103检测到磁铁101，能够检测出活塞100的位置。

但是，在上述那样的现有的活塞位置检测装置中，由于需要在活塞中设置磁铁，所以活塞的构造复杂，制造工序也增多。

需要考虑到磁铁和磁传感器的特性来设计缸体。具体而言，根据磁通的朝向垂直于或平行于缸筒的长度方向，需要使用霍尔元件的磁传感器或磁阻元件(MR元件)的磁传感器中的哪个磁传感器是不同的。并且，在磁阻元件的情况下，需要匹配磁通的朝向和磁传感器的感磁方向。而且，相反在磁传感器确定的情况下，需要注意磁铁的磁极的朝向。而且，由于将磁铁设置在活塞中，所以使活塞以及缸筒变粗。

专利文献1：日本特开昭61-172075号公报

专利文献2：日本特开平6-76706号公报

专利文献3：日本特开2004-186040号公报

专利文献4：日本专利第2616783号公报

非专利文献1：山田剛良、“磁場の乱れでオンオフ，タイコ  エレが耐熱性が高い非接触の近接スイツチ”、[online]、平成18年10月5日、日経エレクトロニクス、[平成19年2月6日検索]、インタ一ネツト<URL:http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20061005/121974/>

非专利文献2：“鉄板近接スイツチME-301”、[online]、[平成19年2月6日検索]、株式会社エヌエ一、インタ一ネツト<URL:http://www.na-web.co.jp/products/me/pr_02_21.html>

非专利文献3：武内章太郎、今野秀人、友常薫、涌坪勉、前田豊、“MRセンサモジユ一ル”、NEC技報、日本電気株式会社、1998年、第51巻、第4号、第106-110頁

发明内容