(57)【要約】【課題】  磁界強度を低下させることなく、磁極間領域において合成磁界の直線性（リニアリティ）を高める。【解決手段】  複数極（例えばＮ極２ａとＳ極２ｂの２極）に着磁された永久磁石２を有する永久磁石ユニット１を備えた磁石構造体である。永久磁石２の少なくとも１つの磁極において、当該磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように永久磁石２と離間して補助磁性体５または補助磁石１３，１４が配置されている。これにより拡大された磁束密度直線変化領域Ｌにおいて、磁気検出手段（例えばホール素子）４によって位置検出が行われる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数極に着磁された永久磁石を有する永久磁石ユニットを備え、
前記永久磁石の少なくとも１つの磁極において、当該磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように前記永久磁石と離間して補助磁性体または補助磁石が配置されていることを特徴とする磁石構造体。
【請求項２】
前記永久磁石は２極着磁されており、各磁極において、それぞれ各磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように前記永久磁石と離間して補助磁性体または補助磁石が配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁石構造体。
【請求項３】
前記永久磁石の各磁極の磁界ピーク位置から前記補助磁性体または補助磁石の中心までの距離は、前記永久磁石の幅をＥとしたときにＥ／２の１．８倍以下であることを特徴とする請求項２記載の磁石構造体。
【請求項４】
前記補助磁性体または補助磁石は、少なくとも一部が前記永久磁石と対向するように配置されていることを特徴とする請求項３記載に磁石構造体。
【請求項５】
前記永久磁石ユニットは、前記永久磁石の底面側に設置されるヨークを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の磁石構造体。
【請求項６】
磁性体からなるヨークが前記永久磁石ユニットの永久磁石と所定の距離をもって対向配置されるとともに、
当該ヨークに前記補助磁石が設置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の磁石構造体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の磁石構造体と、前記磁石構造体に組み込まれた永久磁石の磁界を検出する磁気検出手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
前記磁気検出手段がホール素子であることを特徴とする請求項７記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記磁気検出手段は、前記永久磁石の磁界を横切る方向に移動し、検出された磁界に基づいて位置を検出することを特徴とする請求項７または８記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記磁気検出手段を前記永久磁石に対して相対的に移動する駆動機構を有することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載の位置検出装置。
【請求項１１】
前記駆動機構は、前記永久磁石の磁力によって駆動されることを特徴とする請求項１０記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石構造体及びこれを用いた位置検出装置に関するものであり、特に、多極着磁された永久磁石の隣接する磁極の境界領域における合成磁界の直線性（リニアリティ）を改善するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
相対運動する物体の運動を適当な信号に変換してその位置制御を正確に行う位置センサ（位置検出装置）の開発が進められており、例えば磁気検出手段と磁石とを用いた位置監視装置が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。
【０００３】
特許文献１には、１部材が一定経路に沿い他部材に対して可動であるそれら１対の部材間の位置関係を監視するための位置監視装置において、前記１部材に固定された磁気装置であって前記経路とある角度をなして広がる一定の磁界強度をもった逆極性の隣接した磁界を発生するようになっておりそれによって該磁界の隣接箇所を横切って延長する経路上においてほぼ直線的に磁界強度を実現するようになっている前記磁気装置と、前記他部材に固定されていることにより前記両部材の相対運動に応答して前記延長経路に沿って運動しうるようになっている磁界強度センサ装置であって、該センサ装置が該両部材の該相対運動中に実質的に直線的な応答を行うようになっている前記磁界強度センサ装置と、を備えた位置監視装置が開示されている。
【０００４】
前記特許文献１記載の位置監視装置は、２極の永久磁石において、その境界に合成磁界の磁束密度が直線的に変化する領域を形成し、この領域を利用して位置制御を可能とするものである。この位置監視装置は、磁気センサ装置が電磁アクチュエータの制御要素の一部としての働きも有しており、例えば工作機械の制御系の他、ＡＶ機器やＯＡ機器等、様々な分野への応用が期待されている。
【０００５】
ただし、前記特許文献１記載の方式を採用した場合、大きな磁石を用いることができれば、位置検出において有効な手段になり得るが、数ｍｍ角程度の小さな磁石を使用した場合には、位置検出機能を十分に発揮させることができず、小型化には適していないという問題がある。これは、磁石が小さくなると、磁束密度が直線的に変化する部分が実質的に狭くなる上、磁束密度強度も併せて低下するため、微小な位置変化しか検出できなくなるからである。各種電子機器の小型化に伴い、これら電子機器に搭載される部品についても小型化が進められているが、前記問題が大きな障害となり、用途が制約されているのが実情である。
【０００６】
このような状況から、磁束密度の直線的に変化する領域を拡大することが試みられている（例えば、特許文献２等を参照）。特許文献２には、隣接して配置されたＳ極とＮ極の磁石と、これら磁石に対して相対的に移動可能な部材に、初期状態で前記各磁石の間に位置するように固定され、前記部材の相対位置を検出する為の少なくとも１個以上の磁気検出手段とを備え、前記Ｓ極とＮ極の磁石の間には、これら磁石と前記部材の相対位置検出保証範囲に応じた大きさを持つ無磁極部分が設けられることを特徴とする位置検出装置が開示されている。
【０００７】
特許文献２記載の発明では、Ｓ極とＮ極の間に相対的位置検出保証範囲に応じた大きさを持つ無磁極部分を設け、例えば、ホール素子が変位する幅に応じてＳ極とＮ極の間の無磁極部分を広げたり、さらには複数のホール素子の出力の直線性の良い部分を切り換えて制御する方法が採られている。
【特許文献１】特開昭５９−８８６０２号公報
【特許文献２】特開平８−１３６２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献２記載の発明のように、Ｓ極とＮ極の間の無磁極部分を広げると、合成磁界の磁束密度において、直線性を有する領域を広げることはできるものの、磁界強度が低下してしまい、駆動系において十分な駆動力が得られないという問題が生ずるおそれがある。また、複数のホール素子の出力の直線性の良い部分を切り換えて制御する方法では、装置構成が煩雑になり、コスト上昇の要因となるおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、磁界強度を低下させることなく、磁極間領域において合成磁界の直線性（リニアリティ）を高めることが可能な磁石構造体を提供することを目的とし、これにより広範な位置検出が可能で、且つ十分な駆動磁界を得ることが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、複数の磁気検出手段（例えばホール素子）を用いることなく、前記目的を達成することが可能な磁石構造体及び位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明の磁石構造体は、複数極に着磁された永久磁石を有する永久磁石ユニットを備え、前記永久磁石の少なくとも１つの磁極において、当該磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように前記永久磁石と離間して補助磁性体または補助磁石が配置されていることを特徴とする。また、本発明の位置検出装置は、前記磁石構造体と、前記磁石構造体に組み込まれた永久磁石の磁界を検出する磁気検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、各磁極の磁界のピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように補助磁性体（あるいは補助磁石）を配置することで、多極（例えば２極）に着磁された永久磁石の表面磁束密度波形を制御する。前記表面磁束密度波形において、各磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる方向（すなわち対極から離れる方向）に前記補助磁性体（あるいは補助磁石）を配置することで、各磁極の磁界のピーク位置が互いに離れる方向にシフトし、前記２極間に発生する合成磁界において、直線性を有する領域が拡大される。
【００１２】
このとき、着磁する強度を変更しているわけではないため、いわゆるニュートラルゾーン（自然発生的な無着磁部分）が広がることがなく、磁界強度が低下することはない。そればかりか、本発明の場合、前記補助磁性体（あるいは補助磁石）と永久磁石との磁気的な相互作用により、磁界強度が増加する方向となる。
【００１３】
また、前記補助磁性体あるいは補助磁石の設置により、直線性を有する領域が拡大された磁石構造体を用いることで、複数の磁気検出手段（例えばホール素子）を用いることなく位置検出可能領域が拡大され、装置構成の簡略化や低コスト化等が実現される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁石構造体においては、補助磁性体あるいは補助磁石を適正に配置しているので、磁界強度を低下させることなく、磁極間領域において合成磁界の直線性（リニアリティ）を高めることが可能である。したがって、本発明の磁石構造体を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができ、且つ十分な駆動磁界を得ることが可能な位置検出装置を提供することが可能である。また、前記位置検出装置では、位置検出可能な範囲が拡大されることから、例えば複数の磁気検出手段（ホール素子等）を用いる必要がなく、したがって装置構成を簡略化することが可能であり、コストの低減を図ることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した磁石構造体及びこれを用いた位置検出装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
先ず、本発明の磁石構造体が用いられる位置検出装置の基本的な構成、及び位置検出原理について説明する。図１は、位置検出装置の基本構造を示す模式的な図面である。位置検出装置は、図１に示すように、多極着磁（ここでは２極着磁）された永久磁石２と、その背面に設置されるヨーク３とを備えた永久磁石ユニット１を磁界発生手段とし、永久磁石２の各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）から発生する磁界（磁束）を横切って相対移動する磁気検出手段（例えばホール素子）４とから構成されるものである。
【００１７】
永久磁石２は、水平方向において多極着磁（２極着磁）されており、図中左側部分の表面がＮ極２ａとなるように着磁されるとともに、図中右側部分の表面がＳ極２ｂとなるように着磁されている。前記Ｎ極２ａとＳ極２ｂの境界部分には、いわゆるニュートラルゾーンＮＺが発生するが、これはＮ極２ａとＳ極２ｂの境界において不可避なものであり、前記特許文献２記載の発明で積極的に形成される無磁極部分とは異なる。なお、ここでは１組のＮ極２ａとＳ極２ｂが配置されているが、これらＮ極２ａとＳ極２ｂの組み合わせが水平方向（図中横方向）に複数組配置されていてもよい。
【００１８】
また、本例の場合、前記永久磁石２の背面側にヨーク３が配されているが、当該ヨーク３は、永久磁石２の背面側において各着磁領域間の磁束の通りを円滑にする役割を果たし、効率的な磁界形成を可能とするとともに、永久磁石２の背面側の磁束が周囲に悪影響を与えることがないようにシールドとしての機能も有する。なお、前記ヨーク３は省略することも可能である。
【００１９】
前記永久磁石２を備えた永久磁石ユニット１においては、前記Ｎ極２ａとＳ極２ｂの合成磁界が発生する。この合成磁界（表面磁束密度波形）を図２に示す。図２においては、永久磁石ユニット１上に表面磁束密度波形を示してあり、この表面磁束密度波形における縦軸は磁束密度（Ｂ）、横軸は位置である。
【００２０】
前記合成磁界は、近くに磁性体が存在しない場合、各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）のほぼ中央位置にピーク値を有する。これらピーク値を示す位置をピーク位置ｐ１，ｐ２とする。また、Ｎ極２ａとＳ極２ｂの境界部分には、磁束密度が直線的に変化する磁束密度直線変化領域Ｌが形成されており、前記磁気検出手段４は、この磁束密度直線変化領域Ｌ内において位置検出を行う。前記磁束密度直線変化領域Ｌ内において、磁気検出手段４が図中左右方向に移動すると、その位置によって磁束密度（磁界強度）が変化する。したがって、検出された磁界強度を電気信号に変換することで、その強度に基づいて位置を確定することができる。
【００２１】
前記磁気検出手段４による位置検出においては、前記磁束密度直線変化領域Ｌの範囲が広いほど位置検出可能範囲が広くなる。また、磁束密度直線変化領域Ｌの直線性（以下、リニアリティと称する。）が優れるほど、簡単な演算処理で正確な位置検出が可能になる。磁束密度直線変化領域Ｌのリニアリティが低い場合、表面磁束密度波形に応じた煩雑な演算をしなければ正確な位置検出は難しい。さらに、例えば前記磁気検出手段４を設置した部材の移動を前記永久磁石２の磁力を利用して行う場合、前記永久磁石２から発生する磁束密度は大きい方が好ましい。
【００２２】
そこで本発明においては、補助磁性体あるいは補助磁石を適正な位置に配置し、これら補助磁性体や補助磁石を永久磁石ユニット１と組み合わせて磁石構造体とすることで、前記磁束密度直線変化領域Ｌの幅を広げるとともに、永久磁石２の各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）における発生磁界のピーク値を高めることとする。
【００２３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、補助磁性体５の設置位置を説明するための図面である。前記の通り、各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）から発生する磁界においては、各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）ほぼ中央位置にピークを有する。本発明では、この各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）の磁界のピーク位置よりも外側位置（極間から離れる位置）に補助磁性体５を設置する。図３（ａ）に示すように、例えば、Ｎ極２ａ側においては、前記補助磁性体５の中心位置ＣがＮ極２ａにおける磁界のピーク位置ｐ１よりも図中左側になるように配置する。ここで、前記補助磁性体５の中心位置ＣとＮ極２ａにおける磁界のピーク位置ｐ１との間の距離をｄとすると、ｄ＞０である。同様に、Ｓ極２ｂ側においては、前記補助磁性体５の中心位置ＣがＳ極２ｂにおける磁界のピーク位置ｐ２よりも図中右側になるように配置する。前記補助磁性体５の中心位置ＣとＳ極２ｂにおける磁界のピーク位置ｐ２との間の距離をｄとすると、やはりｄ＞０である。
【００２４】
各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）の磁界のピーク位置よりも外側位置に補助磁性体５を設置すると、その磁気的相互作用により、各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）の磁界のピーク位置が図中破線で示すように外側にシフトし、磁束密度直線変化領域Ｌの幅が拡大されるととも、リニアリティも向上する。また、前記補助磁性体５の作用により、磁界のピーク値も向上し、永久磁石２の磁力を向上することも可能である。
【００２５】
前記補助磁性体５の位置は、各磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）の磁界のピーク位置よりも外側位置であれば任意の位置に設定することができるが、前記ピーク位置からあまり離れすぎると、十分な効果が得られなくなるおそれがある。このような観点から、図３（ｂ）に示すように、前記永久磁石２の寸法をＥ、前記永久磁石２の各磁極の磁界ピーク位置から補助磁性体５の中心位置Ｃまでの距離を前記の通りｄとしたときに、ｄ≦１．８（Ｅ／２）とすることが好ましい。より好ましくは、ｄ≦１．５（Ｅ／２）である。さらに好ましくはｄ≦１．０（Ｅ／２）である。ｄ≦１．８（Ｅ／２）とすることで、磁束密度直線変化領域Ｌを拡大し、リニアリティを改善することが可能である。リニアリティに対しては、永久磁石２の磁力影響が高いため、各磁極の幅、すなわち２極である場合には永久磁石の幅Ｅの１／２に対してが基準となる。
【００２６】
前記補助磁性体５は、前記図３（ａ），（ｂ）に示す例では、両方の磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）の対してそれぞれ設置するようにしたが、いずれか一方のみでも構わない。ただし、前記補助磁性体５を左右対称に設置することで、表面磁束密度波形の対称性が向上し、磁気検出手段４の感知制御が行い易くなることから、補助磁性体５は両方の磁極（Ｎ極２ａ及びＳ極２ｂ）に対してそれぞれ設置することが好ましい。
【００２７】
また、前記補助磁性体５の代わりに補助磁石を用いることも可能であり、この場合には、前記永久磁石２の各磁極に対して反対極が対向するように補助磁石を設置する。さらに、補助磁石を用いる場合には、ヨークと組み合わせることも可能である。なお、補助磁石をヨークと組み合わせる場合には、補助磁石が前述の位置関係を満足すればよい。
【００２８】
次に、前記補助磁性体あるいは補助磁石の具体的な設置形態について説明する。図４〜図９は、それぞれ補助磁性体や補助磁石の設置形態例を示すものである。
【００２９】
先ず、図４は、例えば透磁率や飽和磁束密度が高い軟磁性材料からなり、ヨークとして機能する板状磁性体１１を、永久磁石２から所定の間隔を離間して設置した例を示すものである。前記板状磁性体１１には、前記磁束密度直線変化領域Ｌに対応して矩形の切り欠き１１ａが形成されており、この切り欠き１１ａを挟んで両側に対峙する磁性体片１１ｂ，１１ｃが前記補助磁性体として機能する。したがって、これら磁性体片１１ｂ，１１ｃが前述の位置関係を満たすように、前記板状磁性体１１を永久磁石２に対して位置決めして設置する。
【００３０】
図５は、図４に示す例と同様、板状磁性体１１を用いた例であるが、一方の磁極（ここではＮ極２ａ）側の磁性体片１１ｂが下方に拡張され折り返し部１１ｄが形成されている点が図４に示す例とは異なる。図５に示す例においても、磁性体片１１ｂ，１１ｃが前記補助磁性体として機能することは同様であるが、前記折り返し部１１ｄが形成されていることにより、Ｎ極２ａ側において、さらにピーク位置を反対極（Ｓ極２ｂ）から離れる方向にシフトさせることが可能である。
【００３１】
図６は、ヨーク１２の両端部分に補助磁石１３，１４を配置した例である。この場合には、前記補助磁石１３，１４が補助磁性体としての役割を果たす。なお、前記補助磁石１３，１４は、対向する永久磁石２の各磁極と反対極とする。例えば、Ｎ極２ａと対向する補助磁石１３は対向面がＳ極となるように着磁し、Ｓ極２ｂと対向する補助磁石１４は対向面がＮ極となるように着磁する。補助磁石１３，１４は、別途作製して前記ヨーク１２の両側に設置してもよいし、ヨーク１２の代わりに比較的保磁力の高い硬質磁性材料からなる硬質磁性板を設置し、その両端部をそれぞれ着磁することで前記補助磁石１３，１４とすることも可能である。本例では、永久磁石ユニット１と補助磁性体とから構成される磁石構造体の薄型化が可能である。なお、よりリニアリティを向上させるためには、前記ヨーク１２を非磁性板とすることが好ましい。
【００３２】
図７は、前記ヨーク１５に直接補助磁石１３，１４を設置した例である。これら実施形態の場合、永久磁石ユニット１と補助磁石１３，１４とから構成される磁石構造体がヨーク３，１５によって挟まれた形になり、効率的な磁界形成と、良好なシールド効果が実現される。
【００３３】
図８は、図４に示す板状磁性体１１と、図６または図７に示す補助磁石１３，１４とを組み合わせた例である。本例の場合、設定された範囲内で、さらなる磁力の向上を図りながら直線性領域を増加させることが可能である。
【００３４】
前記各実施形態においては、ヨーク１１、１２、１５と永久磁石２側のヨーク３とが連係された構造とすることも可能である。ただし、この場合には、永久磁石２から発生する磁界の影響がないように連係部材は非磁性部材とすることが好ましい。また、前記磁石構造体を位置検出装置に用いる場合、駆動機構を（小型）マグネットの磁力で駆動させる必要があり、前記各実施形態においては、使用する永久磁石２は希土類磁石であることが好ましい。特に、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素、Ｔは遷移金属元素、Ｂはホウ素である。）焼結磁石や、その他Ｓｍ−Ｃｏ系焼結磁石等が好ましい。補助磁石１３，１４にも希土類磁石を用いてもよいが、補助磁石１３，１４は表面磁束密度波形を制御することができればよく、フェライト磁石やボンド磁石等も使用可能である。
【００３５】
前述の磁石構造体は、先に説明した位置検出装置に用いることができる。位置検出装置は、図１にも示す通り、前述の磁石構造体と、前記磁石構造体に組み込まれた永久磁石の磁界を検出する磁気検出手段とを備えるものであり、磁気検出手段が永久磁石の磁界を横切る方向に移動し、検出された磁界に基づいて位置を検出する。磁気検出手段４としては、ホール素子の他、ＭＲセンサ等も用いることができる。
【００３６】
前記位置検出装置においては、磁気検出手段４が永久磁石２に対して相対移動し、各位置において検出される磁界強度に基づいて位置を算出する。この場合、前記永久磁石２を固定し磁気検出手段４を移動するようにしても良いし、逆に磁気検出手段４を固定し永久磁石２を移動するようにしてもよい。したがって前記相対移動のための駆動機構が必要であり、例えば図９に示すように、磁気検出手段４を基板２１上に設置するとともに、磁気検出手段４の周囲に巻き線を巻回する等して磁気検出手段４と一体に駆動コイル２２を形成し、当該駆動コイル２２と永久磁石２間に働く磁気的相互作用を駆動力として利用して相対移動させる。図９は、図７に示す磁石構造体に磁気検出手段４を組み込んだ例である。この場合、磁気検出手段４が設置された基板２１を可動部材として、あるいは永久磁石２の設置側を可動部材として互いに相対移動させればよい。前記永久磁石２の磁力を利用して駆動コイル２２を駆動することができる。
【００３７】
本発明の磁石構造体は、小型化された位置検出装置へ適用することが有効であり、例えば上下ヨーク間の距離が１．０ｍｍ〜５ｍｍ程度の位置検出装置に適用することが効果的である。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の効果について、実験により検証する。
【００３９】
永久磁石ユニットの作製
永久磁石としてＮｄＦｅＢ系永久磁石（１０ｍｍ×４ｍｍ×１．５ｍｍ）を用い、その主面（１０ｍｍ×４ｍｍの面）を２極着磁した。この時、ニュートラルゾーンが前記永久磁石の幅４ｍｍ方向の中心となるようにしている。着磁は、Ｕ字形のヨークに巻線（銅線）を巻回し、各端面から反対極が発生するようにしたものを対向させて行った。この際、永久磁石底面にヨークを設置した後に前記着磁を行うようにしてもよい。この方法（ヨークを設置した後に着磁する方法）は、薄型の永久磁石を着磁する際に有効である。前記着磁した永久磁石の背面側に鉄製のヨークを配置し、永久磁石ユニットを作製した。ヨークは、永久磁石のサイズとほぼ等しいサイズを有し、厚さ１．０ｍｍとした。
【００４０】
補助磁性体または補助磁石の設置
前記永久磁石ユニットの永久磁石上部に補助磁性体または補助磁石を設置し、磁石構造体サンプル（サンプル１〜サンプル５）を作製した。各サンプルの構成は下記の通りである。
サンプル１：永久磁石の上部に何も設置しない（比較例に相当）。
サンプル２：永久磁石の上部に永久磁石と同サイズの鉄製ヨークを配置（比較例に相当）。永久磁石からヨークまでの距離は１．６ｍｍとした。
サンプル３：サンプル２の鉄製ヨークに補助磁石を各磁極に対応して２個配置（実施例に相当）。使用した補助磁石は、２．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．５ｍｍであり、設置に際しては、補助磁石の中心位置が、各磁極における磁界のピーク位置から外側に０．４ｍｍ移動した位置となるように設定した。
サンプル４：永久磁石の上部に図４と同様の板状磁性体を設置。板状磁性体における切り欠きの寸法は７ｍｍ×２ｍｍ、補助磁性体として機能する磁性体片の幅は１ｍｍとした（実施例に相当）。永久磁石表面から板状磁性体下面までの距離は１．６ｍｍとした。
サンプル５：サンプル４の板状磁性体にサンプル３と同様に補助磁石を配置（実施例に相当）。
【００４１】
これらサンプル１〜５について、永久磁石表面から０．５mmの位置で表面磁束密度波形を計測した。結果を図１０に示す。そして、これら表面磁束密度波形について、それぞれリニアリティを計測した。リニアリティの計測方法は次の通りである。
【００４２】
先ず、図１１に示すように、表面磁束密度波形を測定し、中心から左右対称に０．５ｍｍの位置と原点とを通る直線Ａを引く。その時に、前記０．５ｍｍの位置の磁力を基準値αとする。次に、各測定ポイントにおいて（例えばｘ軸において０．０５ｍｍおきに）、表面磁束密度波形の磁束密度値（Ｙ軸値）Ｂを計測し、さらに同様の測定ポイントにおいて前記直線ＡのＹ軸値Ｃを計測する。そして、各測定点における１００×（Ｂ−Ｃ）／αの値（％）を算出し、これらの中で最大値をリニアリティ指数とする。計測されたリニアリティ指数を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
この表１から明らかな通り、比較例（サンプル１、２）に比べて実施例（サンプル３〜５）では、リニアリティ指数の値が小さくなっている。リニアリティ指数の値が小さいということは、直線性に優れているということを示している。また、表面磁束密度波形がリニアリティに優れていれば、位置検出に使用可能な領域の拡大に繋がる。
【００４５】
補助磁石の設置位置に関する検討
図１２に示すように、永久磁石２と対向して非磁性部材を配置し、その上に永久磁石２のＮ極２ａ、Ｓ極２ｂと対向して補助磁石Ｍ１、Ｍ２を設置した。この補助磁石Ｍ１、Ｍ２の中心と永久磁石２のＮ極２ａ、Ｓ極２ｂにおける磁界のピーク位置との距離ｄを変え、Ｎ極側のリニアリティ指数及びＳ極側のリニアリティ指数を計測し、最大値を図１３に示すリニアリティ指数とした。
【００４６】
補助磁石Ｍ１，Ｍ２を設置しないときのリニアリティ指数は４．１％であり、前記距離ｄが０ｍｍ（補助磁石Ｍ１，Ｍ２の中心位置がピーク位置と一致）の時（基準位置とする。）には、リニアリティはほとんど変化していない。これに対して、補助磁石Ｍ，Ｍ２を極間から離れる方向にずらしていくと、リニアリティが向上することがわかる。ただし、前記距離ｄが３．５ｍｍで基準位置と同じ程度のリニアリティに戻る。本実施例の場合、永久磁石２の寸法Ｅは４ｍｍであり、したがって前記距離ｄの上限はＥ／２（＝２ｍｍ）の約１．８倍となる。したがって、前記距離ｄは、永久磁石２の幅をＥとしたときに、Ｅ／２の１．８倍以内となるように設置することが好ましいと言える。より好ましくは、ｄ≦１．５（Ｅ／２）であり、さらに好ましくはｄ≦１．０（Ｅ／２）である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】位置検出装置の基本構成を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】永久磁石ユニット上に形成される合成磁界の波形（表面磁束密度波形）を示す図である。
【図３】補助磁性体の設置位置を説明する図面であり、（ａ）は極間に近い部分での設置限界を示し、（ｂ）は極間から遠い部分での設置限界を示す。
【図４】補助磁性体または補助磁石を設置した磁石構造体の実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】補助磁性体または補助磁石を設置した磁石構造体の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図６】補助磁性体または補助磁石を設置した磁石構造体のさらに他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図７】補助磁性体または補助磁石を設置した磁石構造体のさらに他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図８】補助磁性体または補助磁石を設置した磁石構造体のさらに他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図９】駆動コイルを備えた位置検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】補助磁性体または補助磁石の設置による表面磁束密度波形の変化の様子を示す特性図である。
【図１１】リニアリティの測定を説明する図である。
【図１２】リニアリティの測定の際の補助磁石中心位置を説明する図である。
【図１３】補助磁石の中心位置（距離ｄ）とリニアリティ指数の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  永久磁石ユニット、２  永久磁石、３  ヨーク、４  磁気検出手段、５  補助磁性体、１１  板状磁性体、１１ｂ  磁性体片、１２  ヨーク、１３，１４  補助磁石、１５  ヨーク、２１  基板、２２  駆動コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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