特開 2022-182012 変位測定システム及び変位測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182012

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】変位測定システム及び変位測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

G01B7/00 101H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089289

(22)【出願日】2021-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000201869

【氏名又は名称】倉敷化工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】守安 信夫

(72)【発明者】

【氏名】橋本 亘平

(72)【発明者】

【氏名】笹舘 敦弥

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩毅

【テーマコード（参考）】

2F063

【Ｆターム（参考）】

2F063AA02

2F063BB03

2F063BD15

2F063CA08

2F063DA12

2F063DA21

2F063DC08

2F063DD03

2F063GA52

(57)【要約】

【課題】ホール素子と磁石を用いた変位測定システムにて、変位の測定誤差を低減する。
【解決手段】変位測定システム１は、外側部材１０に対する内側部材２０の所定方向Ｘにおける基準位置からの変位ｘを測定する。外側部材は、所定方向に対向配置される第１対向部１１及び第２対向部１２を有する。内側部材は、第１対向部と第２対向部との間に配置される。第１測定部２は、第１対向部における内側部材側の内面に固定される第１ホール素子３０と、内側部材における第１対向部側の外面に固定される第１磁石４０とを有し、第１ホール素子が第１磁石の磁束密度を検出することで、第１距離ｄ１を測定する。第２測定部３は、第２対向部における内側部材側の内面に固定される第２ホール素子３１と、内側部材における第２対向部側の外面に固定される第２磁石４１とを有し、第２ホール素子が第２磁石の磁束密度を検出することで、第２距離ｄ２を測定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外側部材に対する内側部材の、所定方向における基準位置からの変位を測定する変位測定システムであって、
前記外側部材は、前記所定方向に対向配置される第１対向部及び第２対向部を有し、
前記内側部材は、前記第１対向部と前記第２対向部との間に配置され、
前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の一方に設けられる第１ホール素子と、前記第１ホール素子に対向するように前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の他方に設けられる第１磁石とを有し、前記第１ホール素子が前記第１磁石の磁束密度を検出することで、前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１距離を測定する第１測定部と、
前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の一方に設けられる第２ホール素子と、前記第２ホール素子に対向するように前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の他方に設けられる第２磁石とを有し、前記第２ホール素子が前記第２磁石の磁束密度を検出することで、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２距離を測定する第２測定部と、を備える、変位測定システム。

【請求項2】

請求項１に記載の変位測定システムにおいて、
前記第１測定部により測定された第１距離と前記第２測定部により測定された第２距離とに基づいて、前記変位を算出する算出部を、さらに備える、変位測定システム。

【請求項3】

請求項２に記載の変位測定システムにおいて、
前記変位をｘ、前記第１距離から前記基準位置における前記第１距離の初期値を引いた第１変位をｘ１、前記第２距離から前記基準位置における前記第２距離の初期値を引いた第２変位をｘ２とすると、
前記算出部は、以下の式で前記変位を算出する、変位測定システム。
ｘ＝（ｘ１－ｘ２）／２

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の変位測定システムにおいて、
前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１対向方向と、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２対向方向とは、互いに平行である、変位測定システム。

【請求項5】

請求項４に記載の変位測定システムにおいて、
前記第１対向方向及び前記第２対向方向は、前記所定方向に一致している、変位測定システム。

【請求項6】

請求項５に記載の変位測定システムにおいて、
前記第１ホール素子、前記第１磁石、前記第２ホール素子及び前記第２磁石は、前記所定方向に延びる同一直線上に配置される、変位測定システム。

【請求項7】

外側部材に対する内側部材の、所定方向における基準位置からの変位を測定する変位測定方法であって、
前記外側部材は、前記所定方向に対向配置される第１対向部及び第２対向部を有し、
前記内側部材を、前記第１対向部と前記第２対向部との間に配置し、
前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の一方に設けられる第１ホール素子と、
前記第１ホール素子に対向するように前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の他方に設けられる第１磁石と、
前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の一方に設けられる第２ホール素子と、
前記第２ホール素子に対向するように前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の他方に設けられる第２磁石と、を設け、
前記第１ホール素子が前記第１磁石の磁束密度を検出することで、前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１距離を測定する第１測定ステップと、
前記第２ホール素子が前記第２磁石の磁束密度を検出することで、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２距離を測定する第２測定ステップと、
前記第１測定ステップにより測定された前記第１距離と前記第２測定ステップにより測定された前記第２距離とに基づいて、前記変位を算出する算出ステップと、を含む、変位測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変位測定システム及び変位測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ホール素子及び磁石を用いた変位測定システムが知られている。例えば、特許文献１に係るサスペンション用防振ゴム変位測定装置は、サスペンションブッシュにおける内筒の外周部に磁石を配置し、その磁石に相対する外筒の内周部にホール素子を配置する。内筒と外筒との間には、ゴム弾性体が介在している。ゴム弾性体に変形が生じた場合、磁石とホール素子との間の距離が変化し、ホール素子が磁束密度の変化を電気量に変換して出力を行う。これにより、サスペンションブッシュの変位を迅速、容易に且つ効率よく出力することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－２９２０７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に係る変位測定装置では、防振ゴムは所定方向（ブッシュの軸直角方向）に変位しており、ホール素子及び磁石によって、所定方向における変位が測定される。ここで、防振ゴムは、所定方向だけでなく、所定方向に直交する方向（ブッシュの軸方向）にも変位することがある。この場合、所定方向における変位の測定値に誤差が生じる。

【0005】

すなわち、ホール素子は、ホール素子と磁石との距離を測定している。このため、所定方向に直交する方向への変位量も、所定方向への変位量に、誤差として含まれてしまう。このような誤差は、周囲温度の変化や電磁ノイズ等によっても生じ得る。

【0006】

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ホール素子及び磁石を用いた変位測定システムにおいて、変位の測定誤差を低減して測定精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る変位測定システムは、外側部材に対する内側部材の、所定方向における基準位置からの変位を測定する変位測定システムであって、前記外側部材は、前記所定方向に対向配置される第１対向部及び第２対向部を有し、前記内側部材は、前記第１対向部と前記第２対向部との間に配置され、前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の一方に設けられる第１ホール素子と、前記第１ホール素子に対向するように前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の他方に設けられる第１磁石とを有し、前記第１ホール素子が前記第１磁石の磁束密度を検出することで、前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１距離を測定する第１測定部と、前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の一方に設けられる第２ホール素子と、前記第２ホール素子に対向するように前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の他方に設けられる第２磁石とを有し、前記第２ホール素子が前記第２磁石の磁束密度を検出することで、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２距離を測定する第２測定部と、を備える。

【0008】

かかる構成によれば、第１測定部（第１ホール素子及び第１磁石のペア）と、第２測定部（第２ホール素子及び第２磁石のペア）とは、所定方向において、内側部材を挟んで互いに反対側に配置される。このため、内側部材が外側部材に対して所定方向に変位すると、第１距離及び第２距離は、互いに逆位相（正負が逆）に変動する。

【0009】

ここで、内側部材は、外側部材に対して、所定方向だけでなく、所定方向に直交する方向にも、変位することがある。この場合、第１距離及び第２距離は、所定方向に直交する方向への変位の影響をも受けて、互いに同位相（正負が同じ）に測定誤差が生じる。なお、このような同位相の測定誤差は、周囲温度の変化や電磁ノイズ等によっても生じ得る。

【0010】

ここで、第１距離から基準位置における第１距離の初期値を引いた値を第１変位とし、第２距離から基準位置における第２距離の初期値を引いた値を第２変位とする。

【0011】

測定誤差は、第１変位と第２変位とで互いに同位相に現われるので、第１変位から第２変位を差し引くことによって、相殺される。一方、所定方向における変位は、第１変位と第２変位とで互いに逆位相に現われるので、第１変位から第２変位を差し引いても相殺されず、当該差し引いた値を一定の値（例えば２）で割ることによって得られる。

【0012】

以上の通り、ホール素子及び磁石を用いた変位測定システムにおいて、変位の測定誤差を低減して測定精度を向上させることができる。

【0013】

一実施形態では、前記第１測定部により測定された第１距離と前記第２測定部により測定された第２距離とに基づいて、前記変位を算出する算出部を、さらに備える。

【0014】

かかる構成によれば、ユーザが手計算しなくても、算出部によって、自動的に変位を算出することができる。

【0015】

一実施形態では、前記変位をｘ、前記第１距離から前記基準位置における前記第１距離の初期値を引いた第１変位をｘ１、前記第２距離から前記基準位置における前記第２距離の初期値を引いた第２変位をｘ２とすると、前記算出部は、以下の式で前記変位を算出する。ｘ＝（ｘ１－ｘ２）／２。

【0016】

かかる構成によれば、簡単な計算式によって、変位を算出することができる。

【0017】

一実施形態では、前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１対向方向と、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２対向方向とは、互いに平行である。

【0018】

かかる構成によれば、所定方向への変位に起因する（すなわち測定誤差を含まない）、第１変位及び第２変位の絶対値は、互いに同じになる。これにより、第１変位から第２変位を差し引く際に、第１変位及び第２変位に対して互いに異なる補正係数を掛ける等の必要がないので、変位の計算が簡単になる。

【0019】

一実施形態では、前記第１対向方向及び前記第２対向方向は、前記所定方向に一致している。

【0020】

かかる構成によれば、第１変位及び第２変位を、所定方向に対応するように角度変換する必要がなく、変位の計算がより簡単になる。

【0021】

一実施形態では、前記第１ホール素子、前記第１磁石、前記第２ホール素子及び前記第２磁石は、前記所定方向に延びる同一直線上に配置される。

【0022】

かかる構成によれば、内側部材が外側部材に対して回転したり傾いたりした場合等であっても、変位の測定精度を維持する上で有利である。

【0023】

本発明に係る変位測定方法は、外側部材に対する内側部材の、所定方向における基準位置からの変位を測定する変位測定方法であって、前記外側部材は、前記所定方向に対向配置される第１対向部及び第２対向部を有し、前記内側部材を、前記第１対向部と前記第２対向部との間に配置し、前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の一方に設けられる第１ホール素子と、前記第１ホール素子に対向するように前記第１対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第１対向部側の部分の他方に設けられる第１磁石と、前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の一方に設けられる第２ホール素子と、前記第２ホール素子に対向するように前記第２対向部における前記内側部材側の部分、及び、前記内側部材における前記第２対向部側の部分の他方に設けられる第２磁石と、を設け、前記第１ホール素子が前記第１磁石の磁束密度を検出することで、前記第１ホール素子と前記第１磁石との第１距離を測定する第１測定ステップと、前記第２ホール素子が前記第２磁石の磁束密度を検出することで、前記第２ホール素子と前記第２磁石との第２距離を測定する第２測定ステップと、前記第１測定ステップにより測定された第１距離と前記第２測定ステップにより測定された第２距離とに基づいて、前記変位を算出する算出ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、ホール素子及び磁石を用いた変位測定システムにおいて、変位の測定誤差を低減して測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、変位測定システムを模式的に示す正面図である。

【図2】図２は、測定部における出力電圧と距離との関係を示すグラフである。

【図3】図３は、変位測定システムによる変位測定方法を示す正面図である。

【図4】図４は、変位測定システムを防振部材に適用した場合の第１の態様を示す斜視図である。

【図5】図５は、図４におけるＶ矢視図である。

【図6】図６は、変位測定システムを防振部材に適用した場合の第２の態様を示す斜視図である。

【図7】図７は、図６におけるＶＩＩ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

【0027】

（変位測定システムの基本構成）
図１は、変位測定システム１を示す。変位測定システム１は、外側部材１０に対する内側部材２０の、所定方向Ｘにおける基準位置からの変位ｘ（図３参照）を測定する。外側部材１０は、固定部材であり、図示しない基礎に固定されている。外側部材１０は、正面視で略コ字状に形成されており、所定方向Ｘに間隔を空けて対向配置されるとともに同方向に延びる第１対向部１１及び第２対向部１２と、各対向部１１，１２の長手方向端部同士を互いに接続する接続部１３と、を有する。所定方向Ｘにおける第１対向部１１側を、所定方向Ｘ一方側という。所定方向Ｘにおける第２対向部１２側を、所定方向Ｘ他方側という。

【0028】

内側部材２０は、略直方体状のブロックで形成されている。内側部材２０は、第１対向部１１と第２対向部１２との間に、配置される。内側部材２０は、可動部材であり、外側部材１０に対して、所定方向Ｘに変位可能である。図１において、内側部材２０は、外側部材１０に対して、所定方向Ｘにおける基準位置に位置付けられている（変位ゼロ）。

【0029】

変位測定システム１は、第１測定部２と、第２測定部３と、算出部６と、を備える。第１測定部２は、第１対向部１１における内側部材２０側の内面（部分）に固定される第１ホール素子３０と、内側部材２０における第１対向部１１側の外面（部分）に固定される第１磁石４０とを、有する。第１ホール素子３０と第１磁石４０とは、互いに対向する。

【0030】

第２測定部３は、第２対向部１２における内側部材２０側の内面（部分）に固定される第２ホール素子３１と、内側部材２０における第２対向部１２側の外面（部分）に固定される第２磁石４１とを、有する。第２ホール素子３１と第２磁石４１とは、互いに対向する。

【0031】

第１測定部２は、第１ホール素子３０が第１磁石４０の磁束密度を検出することで、第１ホール素子３０と第１磁石４０との第１距離ｄ１を測定する。第２測定部３は、第２ホール素子３１が第２磁石４１の磁束密度を検出することで、第２ホール素子３１と第２磁石４１との第２距離ｄ２を測定する。

【0032】

図２は、ホール素子３０，３１の出力電圧［Ｖ］と距離ｄ１，ｄ２［ｍｍ］との関係を示すグラフである。ホール素子３０，３１は、磁束密度を電気量に変換して出力する。ホール素子３０，３１は、コンピュータで構成された算出部６に接続されている。図２に示すように、距離ｄ１，ｄ２は、ホール素子３０，３１の出力電圧の関数である。図２に示す関数（グラフ）は、実験又は数値シミュレーションによって、例えば多項式の形で、あるいはマップとして、予め用意されている。

【0033】

ホール素子３０，３１の出力電圧を、図２に示す関数（グラフ）に当てはめることによって、距離ｄ１，ｄ２が得られる。ここで、内側部材２０が外側部材１０に対して所定方向Ｘにおける基準位置に位置するときの、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２の値を、初期値とする。本実施形態では、図１に示すように、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２の初期値は、同じ値ｄ０である。

【0034】

第１測定部２（第１ホール素子３０及び第１磁石４０）と第２測定部３（第２ホール素子３１及び第２磁石４１）とは、所定方向Ｘにおいて、内側部材２０を挟んで互いに反対側に、配置される。詳細には、第１測定部２と第２測定部３とは、所定方向Ｘにおいて、内側部材２０を挟んで互いに正反対側（１８０°反対側）に、配置される。

【0035】

第１ホール素子３０と第１磁石４０との第１対向方向Ｓ１と、第２ホール素子３１と第２磁石４１との第２対向方向Ｓ２とは、互いに平行である。第１対向方向Ｓ１及び第２対向方向Ｓ２は、所定方向Ｘに一致している。第１ホール素子３０、第１磁石４０、第２ホール素子３１及び第２磁石４１は、所定方向Ｘに延びる同一直線上に配置される。

【0036】

（変位測定方法）
図３は、変位測定システム１による変位測定方法を示す。上述したように、第１測定部２（第１ホール素子３０及び第１磁石４０のペア）と、第２測定部３（第２ホール素子３１及び第２磁石４１のペア）とは、所定方向Ｘにおいて、内側部材２０を挟んで互いに正反対側（１８０°反対側）に配置される。このため、内側部材２０が外側部材１０に対して所定方向Ｘに変位すると、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２は、互いに逆位相（正負が逆）且つ同じ絶対値で変動する。

【0037】

図３において、内側部材２０は、外側部材１０に対して、基準位置から所定方向Ｘ他方側（第２対向部１２側）に、ｘだけ変位している。すなわち、後述する測定誤差ｅの影響がなければ、第１距離ｄ１はｄ０＋ｘ、第２距離ｄ２はｄ０－ｘとなる。

【0038】

ここで、内側部材２０は、外側部材１０に対して、所定方向Ｘだけでなく、所定方向Ｘに直交する方向（以下、「直交方向Ｙ」という）にも、変位することがある。なお、直交方向Ｙとして図３における左右方向を例示しているが、直交方向Ｙとして図３における紙面垂直方向を含んでもよい。すなわち、直交方向Ｙは、所定方向Ｘに直交する全ての方向を含んでもよい。この場合、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２は、直交方向Ｙへの変位の影響をも受けて、互いに同位相（正負が同じ）且つ同じ絶対値で測定誤差ｅが生じる。

【0039】

測定誤差ｅの影響を考慮すると、第１距離ｄ１はｄ０＋ｘ＋ｅ、第２距離ｄ２はｄ０－ｘ＋ｅとなる。ここで、第１距離ｄ１から基準位置における第１距離ｄ１の初期値ｄ０を引いた値を第１変位ｘ１とし、第２距離ｄ２から基準位置における第２距離ｄ２の初期値ｄ０を引いた値を第２変位ｘ２とする。すなわち、第１変位ｘ１はｘ＋ｅであり、第２変位ｘ２は－ｘ＋ｅである。

【0040】

測定誤差ｅは、第１変位ｘ１と第２変位ｘ２とで互いに同位相且つ同じ絶対値で現われるので、第１変位ｘ１から第２変位ｘ２を差し引くことによって、相殺されて、ゼロになる。一方、所定方向Ｘにおける変位ｘは、第１変位ｘ１と第２変位ｘ２とで互いに逆位相且つ同じ絶対値で現われるので、第１変位ｘ１から第２変位ｘ２を差し引いても相殺されず、当該差し引いた値を２で割ることによって得られる。数式で表すと、ｘ＝（ｘ１－ｘ２）／２となる（ｘ１＝ｘ＋ｅ，ｘ２＝－ｘ＋ｅ）。

【0041】

上述の計算は、算出部６によって行われる。すなわち、算出部６は、第１測定部２により測定された第１距離ｄ１と第２測定部３により測定された第２距離ｄ２とに基づいて、詳細には第１距離ｄ１から初期値ｄ０を引いた第１変位ｘ１と第２距離ｄ２から初期値ｄ０を引いた第２変位ｘ２とに基づいて、式ｘ＝（ｘ１－ｘ２）／２で、変位ｘを算出する。

【0042】

このように、変位測定システム１は、第１測定部２により測定された第１距離ｄ１と第２測定部３により測定された第２距離ｄ２とに基づいて、変位ｘを算出可能である。

【0043】

（防振部材への適用）
図４～図７は変位測定システム１を防振部材５０に適用した場合を示し、図４，５は第１の態様、図６，７は第２の態様を示す。図４，６において、Ｈ１は水平方向のうちの左右方向、Ｈ２は水平方向のうちの前後方向、Ｖは水平方向に直交する鉛直方向である。

【0044】

図４，６に示すように、防振部材５０は、基礎４に対して被支持体５を弾性支持する。防振部材５０は、基礎４に載置されたロアプレート５１と、ロアプレート５１の鉛直方向上側に配置されたアッパープレート５２と、ロアプレート５１とアッパープレート５２との間に介在する４つのゴム弾性体５３と、を備える。

【0045】

ロアプレート５１及びアッパープレート５２は、略正方形板状であり、鉛直方向に互いに対向して、水平方向に延びている。アッパープレート５２の上には、被支持体５が載置されている。ゴム弾性体５３は、ロアプレート５１とアッパープレート５２との間の四隅に配置されている。ゴム弾性体５３は、ロアプレート５１及びアッパープレート５２を介して、被支持体５を基礎４に対して弾性支持する。被支持体５（アッパープレート５２）は、ゴム弾性体５３の弾性変形によって、基礎４（ロアプレート５１）に対して、鉛直方向及び水平方向に変位可能である。

【0046】

図４，６に示すように、防振部材５０には、変位測定システム１が適用される。変位測定システム１の外側部材１０は、ブラケット５４を介して基礎４に固定されている。図４に示すように、第１の態様では、外側部材１０における第１対向部１１及び第２対向部１２は、鉛直方向に対向配置される。図６に示すように、第２の態様では、外側部材１０における第１対向部１１及び第２対向部１２は、左右方向に対向配置される。

【0047】

図５，７に示すように、第１対向部１１の内面には、第１ホール素子３０が固定されている。第２対向部１２の内面には、第２ホール素子３１が固定されている。

【0048】

変位測定システム１の内側部材２０は、被支持体５側のアッパープレート５２に固定されている。内側部材２０は、第１対向部１１と第２対向部１２との間に、配置されている。 第１の態様では、内側部材２０の４つの外側面のうち鉛直方向下側の外側面には、第１磁石４０が固定されている。内側部材２０の４つの外側面のうち鉛直方向上側の外側面には、第２磁石４１が固定されている。

【0049】

第２の態様では、内側部材２０の４つの外側面のうち左右方向一方側の外側面には、第１磁石４０が固定されている。内側部材２０の４つの外側面のうち左右方向他方側の外側面には、第２磁石４１が固定されている。

【0050】

図５に示すように、第１の態様は、鉛直方向の変位を測定する装置であり、所定方向Ｘが鉛直方向に一致し、直交方向Ｙが前後方向に一致する。なお、第１の態様において、直交方向Ｙとして左右方向を含んでもよい。図７に示すように、第２の態様は、水平方向のうちの左右方向の変位を測定する装置であり、所定方向Ｘが左右方向に一致し、直交方向Ｙが前後方向に一致する。なお、第２の態様において、直交方向Ｙとして鉛直方向を含んでもよい。

【0051】

図示しないが、変位測定システム１を防振部材５０に適用した場合において、水平方向のうちの前後方向の変位を測定する態様を含んでもよい。この場合、所定方向Ｘが前後方向に一致し、直交方向Ｙが左右方向に一致する。なお、当該態様において、直交方向Ｙとして鉛直方向を含んでもよい。

【0052】

（作用効果）
ホール素子３０，３１及び磁石４０，４１を用いた変位測定システム１において、所定方向Ｘにおける変位ｘの測定誤差ｅを低減して測定精度を向上させることができる。

【0053】

ユーザが手計算しなくても、算出部６によって、自動的に変位ｘを算出することができる。

【0054】

上述の簡単な計算式によって、変位ｘを算出することができる。

【0055】

第１対向方向Ｓ１と第２対向方向Ｓ２とが互いに平行なので、所定方向Ｘへの変位ｘに起因する（すなわち測定誤差ｅを含まない）、第１変位ｘ１及び第２変位ｘ２の絶対値は、互いに同じになる（ｘ，－ｘ）。これにより、第１変位ｘ１から第２変位ｘ２を差し引く際に、第１変位ｘ１及び第２変位ｘ２に対して互いに異なる補正係数を掛ける等の必要がないので、変位ｘの計算が簡単になる。

【0056】

第１対向方向Ｓ１及び第２対向方向Ｓ２が所定方向Ｘに一致しているので、第１変位ｘ１及び第２変位ｘ２を、所定方向Ｘに対応するように角度変換する必要がなく、変位ｘの計算がより簡単になる。

【0057】

第１ホール素子３０、第１磁石４０、第２ホール素子３１及び第２磁石４１が、所定方向Ｘに延びる同一直線上に配置されるので、内側部材２０が外側部材１０に対して回転したり傾いたりした場合等であっても、変位ｘの測定精度を維持する上で有利である。

【0058】

変位測定システム１を、ゴム弾性体５３を有する防振部材５０に適用することによって、ゴム弾性体５３の状態（例えば永久ひずみ）をより正確に監視することができる。また、振動状態を時刻歴データあるいは周波数分析により把握でき、防振部材の異常検知や、最適な防振部材の選定、設計に有効である。

【0059】

ホール素子３０，３１及び磁石４０，４１を用いた変位測定システム１は、光学式（レーザ式）変位センサや渦電流式変位センサを用いた変位測定システムに比較して、小型・軽量且つ安価という利点がある。変位測定システム１を軽量化することによって、変位測定システム１自体の質量増加による振動測定精度への悪影響を、抑制することができる。また、変位測定システム１を小型化することによって、狭いスペースに変位測定システム１を配置する上で有利になる。

【0060】

（その他の実施形態）
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

【0061】

外側部材１０（第１対向部１１及び第２対向部１２）に磁石（第１磁石４０、第２磁石４１）を設けるとともに、内側部材２０にホール素子（第１ホール素子３０、第２ホール素子３１）を設けてもよい。

【0062】

すなわち、第１測定部２が、第１対向部１１における内側部材２０側の内面（部分）に設けられる第１磁石４０と、内側部材２０における第１対向部１１側の外面（部分）に設けられる第１ホール素子３０とを、有するとともに、第２測定部３が、第２対向部１２における内側部材２０側の内面（部分）に設けられる第２磁石４１と、内側部材２０における第２対向部１２側の外面（部分）に設けられる第２ホール素子３１とを、有してもよい。なお、ホール素子３０，３１は、周囲の鉄やアルミ等の磁性体や導体から極力遠ざけられる方がよい。

【0063】

また、ホール素子３０，３１及び磁石４０，４１の配置構成（ホール素子３０，３１及び磁石４０，４１が外側部材１０及び内側部材２０のうちのどちらに設けられるか）が、第１測定部２と第２測定部３とで、互いに逆になってもよい。例えば、第１対向部１１における内側部材２０側の内面（部分）に第１磁石４０が設けられ、内側部材２０における第１対向部１１側の外面（部分）に第１ホール素子３０が設けられ、第２対向部１２における内側部材２０側の内面（部分）に第２ホール素子３１が設けられ、内側部材２０における第２対向部１２側の外面（部分）に第２磁石４１が設けられてもよい。

【0064】

なお、図１，３に示すように、ホール素子３０，３１及び磁石４０，４１の配置構成が、第１測定部２と第２測定部３とで互いに同じ方が好ましい。

【0065】

第１ホール素子３０、第１磁石４０、第２ホール素子３１及び第２磁石４１は、所定方向Ｘに延びる同一直線上に配置されるのではなく、直交方向Ｙ（図１における左右方向）において互いにずれて配置されてもよい。

【0066】

第１対向方向Ｓ１及び第２対向方向Ｓ２は、所定方向Ｘに一致するのではなく、所定方向Ｘに対して斜め方向に延びてもよい。なお、この場合、第１変位ｘ１及び第２変位ｘ２を、所定方向Ｘに対応するように、角度変換する必要がある。

【0067】

第１対向方向Ｓ１と第２対向方向Ｓ２とは、互いに平行でなくてもよい。換言すると、第１測定部２（第１ホール素子３０及び第１磁石４０）と第２測定部３（第２ホール素子３１及び第２磁石４１）とは、所定方向Ｘにおいて、内側部材２０を挟んで互いに正反対側（１８０°反対側）に、配置される必要はなく、１８０°から多少ずれてもよい。すなわち、測定誤差ｅが第１変位ｘ１と第２変位ｘ２とで互いに同位相に生じるとともに、所定方向Ｘへの変位ｘによって第１変位ｘ１と第２変位ｘ２とが互いに逆位相に変動するように、第１対向方向Ｓ１と第２対向方向Ｓ２とが設定されればよい。

【0068】

なお、この場合、第１変位ｘ１から第２変位ｘ２を差し引く際に、第１変位ｘ１及び第２変位ｘ２に対して、互いに異なる補正係数等を掛ける必要が生じ得る。例えば、ｘ＝（ａｘ１－ｂｘ２）／２となる（ａ，ｂは補正係数）。

【0069】

変位測定システム１の外側部材１０は、ブラケット５４を介して基礎４に固定されるのではなく、例えば、基礎４側のロアプレート５１に固定されてもよい。

【0070】

変位測定システム１の内側部材２０が防振部材５０における基礎４側に含まれるとともに、外側部材１０が防振部材５０における被支持体５側に含まれてもよい。すなわち、外側部材１０が可動部材であるとともに、内側部材２０が固定部材であってもよい。外側部材１０の移動によって、外側部材１０に対して内側部材２０が相対的に移動すればよい。

【0071】

防振部材５０は、弾性体として、ゴム弾性体５３ではなく、例えば、コイルばねや空気ばね等を備えてもよい。

【0072】

同位相の測定誤差ｅは、直交方向Ｙへの変位だけでなく、周囲温度の変化や電磁ノイズ等によっても生じ得る。

【0073】

第１磁石４０と第２磁石４１とは、互いに別個の部材で形成される必要はなく、例えば、１つの部材で構成されてもよい。この場合、当該１つの部材（磁石）は、第１磁石４０の機能と、第２磁石４１の機能と、を含む。

【0074】

第１距離ｄ１の初期値と第２距離ｄ２の初期値とは、互いに異なってもよい。

【0075】

変位測定システム１は、防振ブッシュ（図示せず）に適用されてもよい。防振ブッシュは、内筒（内側部材）と外筒（外側部材）との間にゴム弾性体が介在している。例えば、外筒の内周面には、第１ホール素子３０及び第２ホール素子３１が、内筒を径方向両側から挟むように、設けられる。内筒の外周面には、第１磁石４０及び第２磁石４１が、第１ホール素子３０及び第２ホール素子３１に対向するように、設けられる。なお、外筒の内周面に磁石４０，４１が設けられるとともに、内筒の外周面にホール素子３０，３１が設けられてもよい。また、磁石及びホール素子のうちの一方又は両方が、ゴム弾性体の中に設置されてもよい。

【0076】

本発明に係る変位測定方法は、外側部材１０に対する内側部材２０の、所定方向Ｘにおける基準位置からの変位ｘを測定する変位測定方法であって、外側部材１０は、所定方向Ｘに対向配置される第１対向部１１及び第２対向部１２を有し、内側部材２０を、第１対向部１１と第２対向部１２との間に配置し、第１対向部１１における内側部材２０側の部分、及び、内側部材２０における第１対向部１１側の部分の一方に設けられる第１ホール素子３０と、第１ホール素子３０に対向するように第１対向部１１における内側部材２０側の部分、及び、内側部材２０における第１対向部１１側の部分の他方に設けられる第１磁石４０と、第２対向部１２における内側部材２０側の部分、及び、内側部材２０における第２対向部１２側の部分の一方に設けられる第２ホール素子３１と、第２ホール素子３１に対向するように第２対向部１２における内側部材２０側の部分、及び、内側部材２０における第２対向部１２側の部分の他方に設けられる第２磁石４１と、を設け、第１ホール素子３０が第１磁石４０の磁束密度を検出することで、第１ホール素子３０と第１磁石４０との第１距離ｄ１を測定する第１測定ステップと、第２ホール素子３１が第２磁石４１の磁束密度を検出することで、第２ホール素子３１と第２磁石４１との第２距離ｄ２を測定する第２測定ステップと、第１測定ステップにより測定された第１距離ｄ１と第２測定ステップにより測定された第２距離ｄ２とに基づいて、変位ｘを算出する算出ステップと、を含む。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、変位測定システムに適用できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

【符号の説明】

【0078】

Ｘ 所定方向
Ｙ 直交方向
ｘ 変位
ｅ 測定誤差
ｄ１ 第１距離
ｄ２ 第２距離
ｘ１ 第１変位
ｘ２ 第２変位
Ｓ１ 第１対向方向
Ｓ２ 第２対向方向
１ 変位測定システム
２ 第１測定部
３ 第２測定部
６ 算出部
１０ 外側部材
１１ 第１対向部
１２ 第２対向部
２０ 内側部材
３０ 第１ホール素子
３１ 第２ホール素子
４０ 第１磁石
４１ 第２磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】