JP2005003549A - 回転位置検出器 - Google Patents

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Koji Fujita
浩司 藤田
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Abstract

【目的】本発明の目的は、回転運動をする磁性体の回転位置を検出することができる安価な回転位置検出器を提供する。
【構成】回転位置検出器Aは、回転運動をする磁性体100の回転位置を検出する回転位置検出器であって、磁性体100の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体100の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置であると共に、当該回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならない位置に配置されており、磁性体100により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子210、220と、これらの磁気検出素子210、220の各出力を磁性体100の回転位置検出結果として出力する出力部300とを有する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転スイッチとして利用可能な回転位置検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の回転位置検出器としては、円周上に固定された複数個のホール素子と、前記ホール素子に対向する可動円周部の設けられた磁石とを有しており、前記ホール素子が前記磁石と対向すると、信号を出力するようになっているもの( 特許文献1参照) 、円周状にN極、S極が連続するように構成されており、円周方向に回転する磁石と、この磁石の外周面に対向配置された磁気検出素子とを有しており、前記磁気検出素子は前記磁石の回転に伴ってパルス信号を出力し、これにより当該磁石の位置を検出するようになっているものがある( 特許文献2参照) 。
【0003】
【特許文献1】
特開昭59−105225号公報
【特許文献2】
特開2001−245812号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1記載の回転位置検出器は、前記ホール素子が前記磁石と対向した際に信号を出力するようになっている。このため、磁石の検出すべき回転位置が増加すると、これに伴ってホール素子を増設することが必要になり、その結果、コスト高になるという欠点がある。
【0005】
一方、特許文献2記載の回転位置検出器は、円周状にN極、S極が連続するように構成された特別な磁石が必要になることから、コスト高になるという欠点がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、特別な磁石を必要とせず、回転運動をする磁性体の回転位置を検出することができる安価な回転位置検出器を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転位置検出器は、回転運動をする磁性体の回転位置を検出する回転位置検出器であって、磁性体の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置に複数配置されており、磁性体により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子と、これらの磁気検出素子の各出力を磁性体の回転位置検出結果として出力する出力部とを有することを特徴としている。
【0008】
2つの磁気検出素子を用いて回転運動をする磁性体の回転位置を複数の位置検出ポイントで検出する場合には、前記磁気検出素子は前記位置検出ポイント上であり且つ磁性体の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置されていることが望ましい。
【0009】
前記磁気検出素子についてはホール素子を用いる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る回転位置検出器を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態に係る回転位置検出器の模式的正面図、図2は同回転位置検出器の回転体の模式的底面図、図3は同回転位置検出器の基板の模式的平面図、図4は同回転位置検出器のデータテーブルを示す表、図5は図3上に磁気検出素子の出力電圧のレベルを円で示した図である。
【0011】
ここに掲げる本発明の実施の形態に係る回転位置検出器Aは、回転運動をする磁性体100の回転位置を検出するのに使用する機器であって、具体的には、リモートコントロール装置、カメラ、カーステレオ等の回転スイッチとして用いられるものである。この回転位置検出器Aは、磁性体100の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体100の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置に配置されており、磁性体100により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子210、220と、これらの磁気検出素子210、220の各出力を磁性体100の回転位置検出結果として出力する出力部300とを有している。以下、各部を詳しく説明する。
【0012】
磁性体100としては永久磁石を使用する。この磁性体100は、図1及び2に示すように、円盤状の回転体400の底面に取り付けられている。回転体400の中心位置には回転軸410が設けられている。この駆動軸410は図示しない駆動手段に取り付けられており、この駆動手段を駆動させることにより、回転体400が回転するようになっている。このように回転体400を回転させることにより磁性体100が回転運動をする。
【0013】
磁気検出素子210、220としては磁性体100の磁界の大きさを電圧に変換するホール素子を使用する。この磁気検出素子210、220は、図1及び3に示すように、回転体400と対向配置される基板500の面上に取り付けられる。この基板500の面上には12カ所の位置検出ポイントa、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、lが設けられている。磁気検出素子210、220は、位置検出ポイントa〜l上であり且つ磁性体100の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置される。ここでは、磁気検出素子210が位置検出ポイントaに、磁気検出素子220が位置検出ポイントjに配置されている。
【0014】
磁気検出素子210、220を磁性体100の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置したのは、仮に線対称になるように配置する( 例えば、磁気検出素子210を位置検出ポイントaに、磁気検出素子220を位置検出ポイントgに配置する) と、磁性体100が位置検出ポイントd又はjに位置するときに、磁気検出素子210、220の出力電圧のレベルが同じになり、その結果、磁性体100が位置検出ポイントd上に位置しているのか、位置検出ポイントj上に位置しているのか判別できなくなるからである。
【0015】
磁気検出素子210、220については、温度特性が優れた定電圧制御と、出力電圧のリニアリティが優れた定電流制御との双方の制御方法が可能であるが、ここでは磁界の大きさの変化を重視しているので、定電流方式を採用している。即ち、磁気検出素子210、220は図示しない定電流回路にて生成された定電流が入力されると、これにより駆動状態になり、磁性体100の磁界の大きさを検出し、この検出結果を出力電圧として出力するようになっている。
【0016】
出力部300としてはここではアナログ入力ポートを有する1チップマイコンが用いられている。出力部300のアナログ入力ポートには、磁気検出素子210、220が各々接続されている。この出力部300のメモリには、磁気検出素子210、220の出力電圧のレベル( 6段階) と位置検出ポイントa〜lとの対応関係を示すデータテーブル( 図4参照) が予め記憶されている。出力部300は、入力された磁気検出素子210、220の信号をアドレスとして前記データテーブルに入力し、これにより磁性体100の位置検出ポイントa〜lを出力するようになっている。
【0017】
このように構成された回転位置検出器Aは、次のような動作となる。例えば、磁性体100が位置検出ポイントa上に位置しているときには、図4及び図5に示すように、磁気検出素子210の出力電圧のレベルは出力レベルr0、磁気検出素子220の出力電圧のレベルは出力レベルr3となり、その結果、出力部300から位置検出ポイントaが出力される。このようにして磁性体100が位置検出ポイントa〜lのいずれに位置しているかを検出するようになっている。
【0018】
このような回転位置検出器Aによる場合、磁性体100により生じる磁界の大きさを磁気検出素子210、220で電圧に変換し、この出力電圧のレベルを磁性体100の位置検出ポイントa〜lとして出力するようになっている。このため、従来例のごとく、検出したい位置検出ポイントすべてに磁気検出素子を備える必要がなく、しかも、特別な磁石を必要としないことから、低コスト化を図ることができる。
【0019】
回転位置検出器Aについては、回転運動をする磁性体の回転位置を検出する回転位置検出器であって、磁性体の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置に複数配置されており、磁性体により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子と、これらの磁気検出素子の各出力を磁性体の回転位置検出結果として出力する出力部とを有する限り、どのような構成にしてもかまわない。例えば、回転体400の回転軸410の一部にスプリングを設け、回転体400を押下操作可能に構成する。このように設計変形した場合、回転体400が押下されることにより、磁性体100の位置が下方向に移動するので、この移動を磁気検出素子210、220で検出すれば、押下スイッチの機能を付加することができる。
【0020】
磁性体100、磁気検出素子210、220及び出力部300については、上記機能を実現可能である限り、どのようなものを用いてもかまわない。例えば、磁性体100については、電磁石を用いることも可能である。この場合、電磁石を励磁するための励磁回路が必要になる。また、出力部300については、アナログ入力ポート付きの1チップマイコンではなく、同一機能を電子回路で構成しても良いし、磁気検出素子210、220の各出力を磁性体100の回転位置検出結果としてそのまま外部出力する端子であっても良い。
【0021】
なお、ここでは、位置検出ポイントは、a〜lの12箇所であるとして説明したが、12箇所に限定されず、用途に応じて6、8、24箇所等、適宜設計変形が可能であることは言うまでもない。
【0022】
【発明の効果】
以上説明とおり、本発明の請求項1の回転位置検出器は、回転運動をする磁性体の回転位置を検出する回転位置検出器であって、磁性体の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置に複数配置されており、磁性体により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子と、これらの磁気検出素子の各出力を磁性体の回転位置検出結果として出力する出力部とを有することを特徴としている。
【0023】
このような請求項1の回転位置検出器による場合、磁性体により生じる磁界の大きさを磁気検出素子でアナログ的に検出し、これらの磁気検出素子の各出力を磁性体の回転位置検出結果として出力部から出力するようになっている。このため、磁気検出素子を少なくとも2箇所に配置すれば、磁性体の回転位置を複数箇所検出することが可能になる。即ち、従来例のごとく、検出したしたい箇所毎に磁気検出素子を配置する必要がなく、しかも、特別な磁石を必要としないことから、低コスト化を図ることができる。
【0024】
本発明の請求項2の回転位置検出器は、2つの磁気検出素子を用いて回転運動をする磁性体の回転位置を複数の位置検出ポイントで検出する請求項1記載の回転位置検出器において、前記磁気検出素子は前記位置検出ポイント上であり且つ磁性体の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置されていることを特徴としている。
【0025】
このような請求項2の回転位置検出器による場合、磁気検出素子を複数の位置検出ポイント上であり且つ磁性体の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置しているので、複数の位置検出ポイントのうち、2箇所の位置検出ポイントにおいて前記磁気検出素子の出力電圧のレベルが同じレベルを示し、その結果、磁性体が前記2箇所のいずれの位置検出ポイント上位置しているのか判別できなくなるのを防止している。
【0026】
本発明の請求項3の回転位置検出器は、請求項1又は2記載の回転位置検出器において、前記磁気検出素子はホール素子であることを特徴としている。
【0027】
このような請求項3の回転位置検出器による場合、前記磁気検出素子がホール素子であるので、磁性体から生じる磁界の大きさの変化を安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る回転位置検出器の模式的正面図である。
【図2】同回転位置検出器の回転体の模式的底面図である。
【図3】同回転位置検出器の基板の模式的平面図である。
【図4】同回転位置検出器のデータテーブルを示す表である。
【図5】図3上に磁気検出素子の出力電圧のレベルを円で示した図である。
【符号の説明】
A 回転位置検出器
100 磁性体
210 磁気検出素子
220 磁気検出素子
300 出力部

Claims (3)

  1. 回転運動をする磁性体の回転位置を検出する回転位置検出器であって、磁性体の軌道円上の面に対向し、且つ磁性体の回転軸線を中心とした同心円上の互いに異なる位置に複数配置されており、磁性体により生じる磁界の大きさをアナログ的に検出する磁気検出素子と、これらの磁気検出素子の各出力を磁性体の回転位置検出結果として出力する出力部とを有することを特徴とする回転位置検出器。
  2. 2つの磁気検出素子を用いて回転運動をする磁性体の回転位置を複数の位置検出ポイントで検出する請求項1記載の回転位置検出器において、前記磁気検出素子は前記位置検出ポイント上であり且つ磁性体の回転軸線の中心位置を中心とした線対称とならないように配置されていることを特徴とする回転位置検出器。
  3. 請求項1又は2記載の回転位置検出器において、前記磁気検出素子はホール素子であることを特徴とする回転位置検出器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006258728A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Komatsu Ltd 回転角度の計測装置
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