JP2004333137A

JP2004333137A - 無接触磁気式ポテンショメータおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2004333137A
Application number: JP2003124939A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tsuboi; 義博坪井; Atsushi Kawamoto; 淳川本
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】温度特性に優れ、薄型、小型でかつ高速回転時にも振動や騒音の少ない無接触のポテンショメータを提供する。
【解決手段】回転基板上に永久磁石を配置し、該永久磁石に対向して空隙もしくは媒体を介して磁界検出素子を配置して、回転基板の回転に伴い出力信号が得られる無接触磁気式ポテンショメータにおいて、回転基板が非磁性基板であり、該回転基板上の−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲に、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の２個の永久磁石を有し、各永久磁石が互いに異なる磁極が表面に着磁されており、磁界検出素子で得られる出力信号が−θｄ°〜＋θｄ°（０＜θｄ≦θ≦１８０°）の範囲で一次関数となるように２個の永久磁石と磁界検出素子が配置されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機、ＦＡ機器、自動車等の制御部品の回転移動時や直線移動時の位置の変化を電圧出力として取り出す無接触磁気式ポテンショメータおよびその製造方法に関し、詳しくは温度安定性に優れた磁気式の無接触ポテンショメータおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、角度センサーの一つとして、無接触型ポテンショメータが知られている。その中で、磁気式の無接触ポテンショメータとしては、例えば、図９に示すように、回転軸１を中心とする円周上に配置された磁気抵抗効果素子ＭＲ１およびＭＲ２と、回転軸１に取り付けられた半円盤状の永久磁石２で構成され、永久磁石２の１回転で１サイクルの出力電圧が得られるように構成された構造のものが良く知られている（特許文献１参照）。図９に示す無接触ポテンショメータでは構造が複雑になることに加えて永久磁石２の回転角度と出力電圧との関係は図１３に示すようになり、有効直線部としては、たかだか９０°程度しか得られず、更に、高速回転時などでは偏芯が振動や騒音の問題となることが指摘されていた。
【０００３】
また、図１０は、ホール素子３を使用した例であり、ホール素子３と円筒状回転ヨーク４と、この回転ヨーク４に取り付けた永久磁石５とから構成され、回転ヨーク４の端壁とホール素子３との間隙Ｇを変化させることによりホール素子３から１回転で１サイクルの出力電圧が得られるように構成されている。しかし、図１０に示すものは回転ヨーク４の形状加工が難しく、加えて間隙Ｇの精微な調整が必要であり、得られる出力電圧が小さいなどの問題があった（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、図１１および図１２に示すホール素子３を使用した例であり、外径の大きさが次第に変化する外周を有する回転ヨークと空隙を介して互いに対向配置した永久磁石８およびホール素子３から成り、永久磁石８と対向する反対側の面に磁性体９を配置して、永久磁石８と磁性体９の間の空隙に形成される磁界を回転ヨーク６で一部を遮断することでホール素子３から出力が得られる（特許文献１参照）構造を持っている。この構造から、回転ヨーク６の回転位置によってホール素子３の出力電圧は、１回転で１サイクルとなり、回転ヨークの形状から有効直線部をほぼ３６０°とすることができるようにしている。このことによって、ホール素子の位置調整が不要な無接触ポテンショメータが得られている。しかし、この構造の無接触ポテンショメータでは、永久磁石８と対向する反対側の面にある磁性体９の間に円筒状回転ヨーク６を配置する必要があるため、最近のポテンショメータの小型化、薄型化の要請の中では、全体の厚さが厚くなることは大きな課題となっている。
【０００５】
その他、特開２００１−４１７６８号公報（特許文献２）には、磁気検出素子と、基板と、基板に設けられた磁性部材とを備え、磁性部材が磁気検出素子との対向方向に単極着磁された永久磁石であり、磁性部材の磁気検出素子との対向面積が相対的移動方向に沿い規則的に変化し、磁気検出素子の出力電圧が、回転角度又は移動距離に対してリニアに変化するものも提案されている。
【０００６】
図１０、図１１および図１２に示す構造の無接触磁気式ポテンショメータは、角度や位置の変化に対して永久磁石のパーミアンス、もしくは磁気回路のパーミアンス、あるいはその両方が変化する構造である。永久磁石の温度に対する特性の変化は、パーミアンスにより変わるため、図１０、図１１および図１２のいずれの構造の無接触磁気式ポテンショメータでも温度変化がある場合は、角度や位置により出力の変化の度合いが異なり、角度誤差の原因となる問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３００４１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−４１７６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無接触磁気式ポテンショメータにおける上記課題を解決するもので、温度特性に優れ、薄型、小型でかつ高速回転時にも振動や騒音の少ない無接触のポテンショメータを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、永久磁石形状と、永久磁石に対する磁界検出素子の配置を適切にすることで、角度や位置の変化が永久磁石のパーミアンスに無関係で、かつ構造が簡単な無接触磁気式ポテンショメータの構造を見いだし、本発明に至った。
【００１０】
すなわち、本発明の請求項１は、回転基板上に永久磁石を配置し、該永久磁石に対向して空隙もしくは媒体を介して磁界検出素子を配置して、回転基板の回転に伴い出力信号が得られる無接触磁気式ポテンショメータにおいて、回転基板が非磁性基板であり、該回転基板上の−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲に、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の２個の永久磁石を有し、各永久磁石が互いに異なる磁極が表面に現れるように、回転基板に垂直な方向に着磁されており、磁界検出素子で得られる出力信号が−θｄ°〜＋θｄ°（０＜θｄ≦θ≦１８０°）の範囲で一次関数となるように２個の永久磁石と磁界検出素子が配置されていることを特徴とする無接触磁気式ポテンショメータである。
【００１１】
本発明の請求項２は、非磁性基板上の各永久磁石の半径方向における単位角度の表面積Ｓと該永久磁石の厚さＬの比Ｌ／Ｓの変化が２０％以下であることを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータである。
【００１２】
本発明の請求項３は、前記回転基板上に２個の薄膜永久磁石を付着させたことを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータである。
【００１３】
本発明の請求項４は、前記回転基板に凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填し固化および着磁して、２個の薄膜永久磁石を設けたことを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータである。
【００１４】
本発明の請求項５は、無接触磁気式ポテンショメータに用いられる非磁性の回転基板で、該回転基板上の−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲に、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填し、固化および着磁して、または前記形状の範囲に薄膜永久磁石を付着させて、２個の薄膜永久磁石を形成することを特徴とする無接触磁気式ポテンショメータの製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータは、いずれの角度や位置においても非磁性基板上の各永久磁石の半径方向における単位角度の表面積Ｓと該永久磁石の厚さＬの比Ｌ／Ｓの変化が２０％以下になるようにし、かつ、永久磁石に対向してパーミアンスを変えるヨーク材を近くに持たないため、永久磁石のパーミアンスは常に一定となる。したがって、永久磁石の温度に対する特性の変化はパーミアンスにより変わるので、永久磁石のパーミアンスが一定であることは、パーミアンス起因の永久磁石の温度特性変化が無いことを示し、温度変化時の永久磁石自体の特性変化のみ補償すれば温度安定性の優れた無接触ポテンショメータを構成できるものである。
【００１６】
また、前記永久磁石は、薄膜状に形成された永久磁石を回転基板上に接着したり、回転基板に所望の凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填して形成されるため、作製が容易で、かつ形成後の直線性の構成などもレーザー等を用いたトリミング処理で実現できる。
【００１７】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータに用いられる回転基板には、アルミニウム板、シリコンウエハ非磁性体のみならず、強磁性体以外の常磁性体などを用いることができる。
【００１８】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータに用いられる永久磁石は、一方向に単極着磁した永久磁石を使用する。即ち、永久磁石は磁気検出素子（磁界検出素子）との対向方向に単極着磁すれば良く、例えば一方の永久磁石は、磁気検出素子と対向する基板表面側がＮ極及びその反対側（基板裏面側）がＳ極となるように配向させ、他方を、基板表面側がＳ極及びその反対側（基板裏面側）がＮ極となるように配向させて着磁する。つまり、各永久磁石が、互いに異なる磁極が表面に現れるように、回転基板面に概ね垂直な方向にそれぞれ着磁されている。
【００１９】
基板上に設ける永久磁石は、上記のように単極着磁でよく、基板に所定の形状の永久磁石を埋め込むことでも形成できるが、ペースト状の磁石組成物を用いて所定形状に形成したボンド磁石が好ましい。例えば、予め基板に形成した所定形状の凹部に磁石組成物を充填するか、又は基板に磁石組成物を所定のパターンで印刷した後、加熱固化させ、その後着磁するだけでよい。
【００２０】
なお、ボンド磁石は磁性粉をバインダー樹脂で結合したものであり、磁性粉としてはＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系、フェライト系などの通常の磁性粉を１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。特に、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系等の希土類元素を含有するボンド磁石を用いれば磁束密度が高いことから、一層精度の良いポテンショメータを提供することができる。
【００２１】
また、永久磁石として、回転基板上に薄膜作成方法により永久磁石薄膜を形成し、その後薄膜を着磁することで永久磁石を形成することもできる。例えば、フェライト磁石、希土類元素と鉄，コバルト等遷移金属から選ばれた少なくとも１種の金属元素を主に用いるいわゆる希土類磁石材料を薄膜状に形成したものであり、特に、ＳｍＣｏ_５系磁石材料、ＮｄＦｅＢ系磁石材料、ＳｍＦｅＮ系磁石材料等を用いることが好ましい。重量等を勘案すると、厚さ０．５ｍｍ以下の薄膜状であることが好ましい。
【００２２】
この薄膜状の永久磁石を形成する方法には、スクリーン印刷、ディッピング法あるいはスパッタリング法等などがあり、これらの方法で円形基板上に薄膜状の永久磁石を形成すれば、基板と永久磁石とを接着する必要もなくなり、簡便に薄膜状の永久磁石を形成することができる。回転基板に所望の凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填して形成することもできる。
【００２３】
特に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダーとＳｍＣｏ_５系磁性粉、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７系磁性粉、ＳｍＦｅＮ系磁性粉、ＮｄＦｅＢ系磁性粉から選ばれた少なくとも１種を含有する組成物を、スクリーン印刷又はディッピングして硬化もしくは固化させ、基板上に厚さ０．５ｍｍ以下の薄膜を形成する方法は、大型の成膜装置等を必要とせず、安価に硬磁性体層を形成できるので特に好ましい。
【００２４】
また、ＳｍＣｏ_５系磁性体、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７系磁性体、ＳｍＦｅＮ系磁性体、ＮｄＦｅＢ系磁性体から選ばれた少なくとも１種を含有したターゲットを用い、スパッタリングあるいは蒸着によって、厚さ０．５ｍｍ以下の薄膜をシリコン基板上に形成することで、基板と永久磁石を接着する必要もなく、簡易に薄膜状の永久磁石を形成することができる。
【００２５】
また、本発明の、回転基板の回転で出力信号が得られる無接触磁気式ポテンショメータにおいては、非磁性の基板上の、−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲内で、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の２個の永久磁石を有し、該永久磁石が互いに異なる磁極が表面に現れており、磁界検出素子で得られる出力信号が、−θｄ°〜＋θｄ°（０＜θｄ≦θ≦１８０°）の範囲で一次関数となるように２個の永久磁石と磁気検出素子が配置されている点に大きな特徴がある。
【００２６】
具体的な永久磁石の形状として、例えば図１に示すような無接触磁気式ポテンショメータにおいて、非磁性の基板上の、−６０°〜＋６０°の角度範囲内で、回転基板の中心とは異なる、基板の中心よりｙ軸方向に、磁気検出素子による検出位置の径に対して１／６ずれた中心を有する、２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる永久磁石１０４と、同様に、回転基板の中心とは異なる、基板の中心よりｘ軸方向に、検出位置の径に対して１／３０およびｙ軸方向に検出位置の径に対して６／２５ずれた中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる永久磁石１０５の、２個の永久磁石を有し、磁気検出素子１０１による検出位置の半径に対して永久磁石幅が１／１５となるように形成している。
【００２７】
この例では、永久磁石１０４の角度は−６０〜＋１０°、永久磁石２の角度は−１０〜＋６０°である。そして、基板の中心と同心となるように磁気検出素子１０１を設置することにより、−３０〜＋３０°、すなわち６０°の範囲で得られる出力信号が一次関数となるロータリーポテンショメータを構成することができる。
【００２８】
磁気検出素子１０１としては、公知のホール素子や磁気抵抗素子等が利用できる。しかも、２個の永久磁石１０４、１０５の形状を上記のごとく形成してあり、永久磁石１０４、１０５の移動に伴って磁気検出素子が検知する磁束密度の変化もリニアになるので、複雑な形状の磁気検出素子を用いる必要がなく、通常市販されているＩｎＳｂ系やＧａＡｓ系などの安価なホール素子を用いて正確な検出が可能である。
【００２９】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータは、通常、基板１００とホール素子１０１がセットされた形態で提供される。
ポテンショメータの有効角度範囲に対する出力電圧は個々のポテンショメータにより異なるが、例えば、図１〜図３で示す場合、−３０°〜＋３０°の６０°の角度範囲に対して０．８Ｖ〜４．２Ｖの３．４Ｖの出力電圧が得られる。この例では出力電圧が約２．５Ｖの時にホール素子に加わる磁界がゼロとなる、いわゆる中点となる。実際の使用では、実使用時の検出角度範囲がポテンショメータの有効角度範囲内であり、実使用時の検出角度範囲の中点とポテンショメータの有効角度範囲の中点を一致させて使用するほうが望ましい。
【００３０】
本発明のポテンショメータは、角度に対する出力電圧が一意に決まるため、出力電圧の値で基準位置からの絶対角度、例えば中点位置からの絶対角度を知ることができる。
【００３１】
また、本発明の無接触磁気式ポテンショメータは、いずれの角度や位置においても非磁性基板上の各永久磁石の半径方向における単位角度の表面積Ｓと該永久磁石の厚さＬの比Ｌ／Ｓの変化が２０％以下になるようにし、かつ、永久磁石に対向してパーミアンスを変えるヨーク材を近くに持たないため、永久磁石のパーミアンスは常に一定となる。したがって、上記のように、永久磁石の温度に対する特性の変化は、パーミアンスにより変わるため、永久磁石のパーミアンスが一定であることは、パーミアンス起因の永久磁石の温度特性変化が無いことを示し、温度変化時の永久磁石自体の特性変化のみ補償すれば温度安定性の優れた無接触ポテンショメータを構成できるのである。
【００３２】
なお、図１４に示すように、ホール素子に加わる磁界がゼロとなる中心位置にホール素子があるとき、ホール素子位置を通る中心位置Ｐ２からの半径方向と、各永久磁石１０４，１０５とそれぞれ、一方の端部との角度をθｋ（実施例では、１０°）とし、ホール素子位置を通る中心位置Ｐ２からの半径方向における、永久磁石の円弧間の距離をｄａとし、中心位置Ｐ２からホール素子位置間での長さを半径とする円の−θｋ〜＋θｋで区切られる円弧の長さをｄｂとすると、下記の式が成立するようにθｋを決めるのが好ましい。
０＜θｋ＜θｄ≦θ＜１８０°でかつｄｂ≧０．５ｄａ
その理由はｄｂ＜０．５ｄａでは、中心付近でポテンショメータ角度に対するセンサ出力電圧の線形性を保つのが難しくなるためである。
【００３３】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
最初に、図１を参照して、本発明の無接触磁気式ポテンショメータの全体の構成を説明する。図１は本発明の無接触磁気式ポテンショメータを示す側面図である。図１において、無接触磁気式ポテンショメータ１２０は固定したプリント基板１００に水平方向の磁界成分を検出するホール素子（磁界検出素子）１０１を固定している。プリント基板１００には回転軸１０３を介して好ましくは非磁性の基板１０２が回転可能に取り付けられている。基板１０２のホール素子１０１に対抗する表面には２個の永久磁石１０４、１０５が設けられている。永久磁石１０４、１０５は、基板１０２の表面に対してほぼ垂直方向に、それぞれ逆方向に着磁されている。
なお、２個の永久磁石の形状、永久磁石とホール素子の配置関係は図２以下を参照して詳述する。
【００３４】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータ１２０は、例えば、幾何学的配置を示す図２に示すように回転基板１０２の中心軸座標Ｐ２に対して中心軸を異にする中心軸座標Ｐ１に基づく円弧と中心軸座標を通る半径で区切られて構成された永久磁石１０４および１０５と、回転時に所定の位置で前記永久磁石１０４および１０５と交差するように該永久磁石と適当な空隙を介して配置したホール素子１０１（このホール素子の回転基板に対する相対的な軌跡を点線で示す）から成る。この構成での磁石部の表面積と厚さの比の変化は約１．３％である。
【００３５】
具体的には、φ３０で厚さ５ｍｍの樹脂基板１０２に、中心軸座標Ｐ２とは異なる中心軸座標Ｐ１に基づいて２つの円弧状空間を形成し、この円弧状空間内にサマリウムコバルト系磁石を充填している。磁石部の角度は、−４０°から＋４０°の範囲である。これら磁石はそれぞれ異なる磁極が磁石表面で現れるように、基板面にほぼ垂直に着磁されている。なお、円弧状空間の両端は中心軸座標Ｐ２の半径方向に向くように形成されている。
【００３６】
この回転基板１０２とギャップ２ｍｍ隔てて、回転軸に対してφ１８．７５ｍｍの位置にサマリウムコバルト系磁石に対して温度補償されたアレグロ社製ホール素子１０１を配置した。このように構成した磁気式ポテンショメータは、２５°Ｃの測定温度で図３の特性を示した。
【００３７】
更に該磁気式ポテンショメータは１４５°Ｃの測定温度でも図３と同じ特性を示した。
【００３８】
（実施例２）
φ３０のＳＵＳ３０１基板に、２つの円弧状磁石１０４、１０５をサマリウムコバルト系磁石を含むペースト状の磁石組成物をスクリーン印刷法により形成した。磁石部の角度は、−４０°から＋４０°の範囲とした。これら磁石をそれぞれ異なる磁極が磁石表面に現れるように、基板面にほぼ垂直に着磁して回転基板１０２を形成した。この回転基板１０２とギャップ２ｍｍ隔てて、回転軸に対してφ１８．７５ｍｍの位置にサマリウムコバルト系磁石に対して温度補償されたアレグロ社製ホール素子１０１を配置した。このように構成した磁気式ポテンショメータ１２０は、２５°Ｃの測定温度で図４の特性を示した。
【００３９】
更に該磁気式ポテンショメータは１４５°Ｃの測定温度でも図４と同じ特性を示した。
【００４０】
（比較例１）
図５に比較例１の構成を示す。回転基板の中心に対して中心軸Ｐ４を同じにする弧１０６ａと中心軸Ｐ４を異にする中心軸Ｐ５に基づく弧１０６ｂとそれらを結ぶ半径方向の直線部で囲まれるパターンで構成された永久磁石１０６を円周側に磁極が現れるように着磁し、該磁石の円周側に対向するように適当な空隙を介してホール素子（図示せず、ただしホール素子の回転基板に対する相対的な軌跡を点線で示す）を配置した。この構成でのパーミアンスは磁石部の単位角度あたりの断面積と半径方向の長さの比であり、その変化は約９０％である。
【００４１】
具体的には、φ３０の樹脂基板に中心座標を回転軸と同じにする弧と異にする弧で円弧状空間を形成し、この円弧状空間にサマリウムコバルト系磁石を充填した。この磁石を回転軸の外周部がＮ極になるように反発ラジアル着磁コイルを用いて着磁して回転基板１０２を形成した。この回転基板１０２とギャップ０．５ｍｍ隔てて回転基板の外周に対向するようにサマリウムコバルト系磁石に対して温度補償されたアレグロ社製ホール素子を配置した。このように構成した磁気ポテンショメータは、図６のように９０°Ｃ付近と２０°Ｃ付近で傾きの異なる温度特性を示した。
【００４２】
（比較例２）
図７に本発明の第２の比較例の構成を示す。回転円形基板の中心に対して中心軸Ｐ６を同じにする弧（外周側の弧）と中心軸Ｐ６と異なる中心軸Ｐ５にする弧（内周側の弧）とそれらを結ぶ直線部で囲まれるパターンで構成された２つの永久磁石１０７、１０８を円周側に磁極が現れるように着磁し、該磁石の円周側に対向するように適当な空隙を介してホール素子を配置した。この構成でのパ−ミアンスは磁石部の単位角度あたりの断面積と半径方向の長さの比であり、その変化は約２１％である。
【００４３】
具体的には、φ３０の樹脂基板に中心座標を回転軸と同じにする弧と異にする弧で円弧状空間を形成し、この円弧状空間にサマリウムコバルト系磁石を充填した。磁石部の角度は、−６０°から＋６０°の範囲とした。
【００４４】
この磁石を回転軸の外周部がＮ極になるように反発ラジアル着磁コイルを用いて着磁して回転円形基板を形成した。この回転円形基板とギャップ０．５ｍｍ隔てて回転円形基板の外周に対向するようにサマリウムコバルト系磁石に対して温度補償されたアレグロ社製ホール素子を配置した。このように構成した磁気ポテンショメータでは、図８のように、温度変化によって出力電圧の角度依存性が変化し、８０℃と２０℃では出力の角度依存性が異なっていることがわかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の無接触磁気式ポテンショメータは、いずれの角度や位置においても永久磁石を半径方向に切断した時の表面積Ｓと厚さＬの比Ｌ／Ｓの変化が２０％以下になるようにし、かつ、永久磁石に対向してパーミアンスを変えるヨーク材を近くに持たないため、永久磁石のパーミアンスは常に一定となり、パーミアンス起因の永久磁石の温度特性変化が無く、温度変化時の永久磁石自体の特性変化のみ補償するだけで温度安定性の優れており、薄型、小型でかつ高速回転時にも振動や騒音の少ない無接触磁気式ポテンショメータを容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例１の無接触磁気式ポテンショメータの側面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１の無接触磁気式ポテンショメータを幾何学的に見た平面図である。
【図３】図３は図１に示す基板を用いて得られる回転角度に対するホール素子出力を示すグラフである。
【図４】図４は実施例２のポテンショメータで得られる回転角度に対するホール素子出力を示すグラフである。
【図５】図５は比較例１のポテンショメータの幾何学的平面図である。
【図６】図６は比較例１のポテンショメータで得られる回転角度に対するホール素子出力を示すグラフである。
【図７】図７は比較例２のポテンショメータの幾何学的平面図である。
【図８】図８は比較例２のポテンショメータで得られる回転角度に対するホール素子出力を示すグラフである。
【図９】図９は従来の無接触ポテンショメータを示す断面図である。
【図１０】図１０は従来の他の無接触ポテンショメータを示す説明図である。
【図１１】図１１は従来の他の無接触ポテンショメータを示す断面図である。
【図１２】図１２は図１１に示す無接触ポテンショメータの縦断面図である。
【図１３】図１３は図９の無接触ポテンショメータの出力電圧を示す線図である。
【図１４】図１４は本発明の無接触ポテンショメータにおける各永久磁石に対する磁気検出素子の位置決めを説明するための幾何学的平面図である。
【符号の説明】
１回転軸
２永久磁石
３ホール素子
４円筒状回転ヨーク
６回転ヨーク
８永久磁石
９磁性体
１００基板
１０１磁気検出素子
１０２回転基板
１０４永久磁石
１０５永久磁石
１０６永久磁石
１０７永久磁石
１０８永久磁石
１２０無接触磁気式ポテンショメータ

Claims

回転基板上に永久磁石を配置し、該永久磁石に対向して空隙もしくは媒体を介して磁界検出素子を配置して、回転基板の回転に伴い出力信号が得られる無接触磁気式ポテンショメータにおいて、回転基板が非磁性基板であり、該回転基板上の−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲に、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の２個の永久磁石を有し、各永久磁石が互いに異なる磁極が表面に現れるように、回転基板に垂直な方向に着磁されており、磁界検出素子で得られる出力信号が−θｄ°〜＋θｄ°（０＜θｄ≦θ≦１８０°）の範囲で一次関数となるように２個の永久磁石と磁界検出素子が配置されていることを特徴とする無接触磁気式ポテンショメータ。
非磁性基板上の各永久磁石の半径方向における単位角度の表面積Ｓと該永久磁石の厚さＬの比Ｌ／Ｓの変化が２０％以下であることを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータ。
前記回転基板上に２個の薄膜永久磁石を付着させたことを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータ。
前記回転基板に凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填し固化および着磁して、２個の薄膜永久磁石を設けたことを特徴とする請求項１記載の無接触磁気式ポテンショメータ。
無接触磁気式ポテンショメータに用いられる非磁性の回転基板で、該回転基板上の−θ°〜＋θ°（０＜θ≦１８０°）の角度範囲に、回転基板の中心とは異なる中心を有する２本の円弧と回転基板の中心から引かれた半径の一部２本で囲まれる形状の凹部を形成し、該凹部に流動性を有する磁石材料を充填し、固化および着磁して、または前記形状の範囲に薄膜永久磁石を付着させて、２個の薄膜永久磁石を形成することを特徴とする無接触磁気式ポテンショメータの製造方法。