JPH01256102A - 回転ポテンシオメータ - Google Patents
回転ポテンシオメータInfo
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- JPH01256102A JPH01256102A JP1046696A JP4669689A JPH01256102A JP H01256102 A JPH01256102 A JP H01256102A JP 1046696 A JP1046696 A JP 1046696A JP 4669689 A JP4669689 A JP 4669689A JP H01256102 A JPH01256102 A JP H01256102A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C10/00—Adjustable resistors
- H01C10/16—Adjustable resistors including plural resistive elements
- H01C10/20—Contact structure or movable resistive elements being ganged
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、円筒軸に平行な抵抗通路の端部に少なくと
も一対の電極を配設し、この電極対を介して前記抵抗通
路に電位を印加する円筒状ないしは部分系的に円筒状の
抵抗通路と、円筒状の軸の同りに回転可能な駆動部に保
持してある抵抗通路に截る慴動子を備えた回転ポテンシ
オメータに関する。
も一対の電極を配設し、この電極対を介して前記抵抗通
路に電位を印加する円筒状ないしは部分系的に円筒状の
抵抗通路と、円筒状の軸の同りに回転可能な駆動部に保
持してある抵抗通路に截る慴動子を備えた回転ポテンシ
オメータに関する。
この種の回転ポテンシオメータは、ヨーロッパ特許第0
15766641号公報に記載されている。
15766641号公報に記載されている。
この回転ポテンシオメータを用いて、回転部材、例えば
ミシンの部材の回転位置を検出できる。このためには、
前記部材が前記駆動部に連結している。部材の直線運動
も検出する場合、慴動ポテンシオメータだけでなく、回
転運動を回転ポテンシオメータにまた直線運動を慴動ポ
テンシオメータに伝達する高価な連結機構も必要である
。
ミシンの部材の回転位置を検出できる。このためには、
前記部材が前記駆動部に連結している。部材の直線運動
も検出する場合、慴動ポテンシオメータだけでなく、回
転運動を回転ポテンシオメータにまた直線運動を慴動ポ
テンシオメータに伝達する高価な連結機構も必要である
。
西独特許第2317144号公報には、球によって旋回
可能に支持されている位置決めレーバによって多数の抵
抗状態を設定する装置が記載されている。従って、位置
決めレーバの移動はxy力方向検出され、その長手軸の
回りの回転は検出されない。類似な装置は、西独特許第
2162853号公報に記載されている。
可能に支持されている位置決めレーバによって多数の抵
抗状態を設定する装置が記載されている。従って、位置
決めレーバの移動はxy力方向検出され、その長手軸の
回りの回転は検出されない。類似な装置は、西独特許第
2162853号公報に記載されている。
回転運動及び慴動運動を検出するためには、無接触で駆
動する装置、例えば差動トランス、誘導ないしは容量装
置、及び空圧差動装置の様な電動系も公知である。しか
し、この様な装置では組込経費が高い。加えて、獲得で
きる信号電圧又は信号電流が供給電圧又は供給電流に比
べて非常に小さい。この事情は、上記の装置を擾乱に対
して敏感にする。
動する装置、例えば差動トランス、誘導ないしは容量装
置、及び空圧差動装置の様な電動系も公知である。しか
し、この様な装置では組込経費が高い。加えて、獲得で
きる信号電圧又は信号電流が供給電圧又は供給電流に比
べて非常に小さい。この事情は、上記の装置を擾乱に対
して敏感にする。
この発明の課題は、駆動部を直線運動にも導入できて検
出もできる巻頭に述べた種類に属する回転ポテンシオメ
ータを形成することにある。
出もできる巻頭に述べた種類に属する回転ポテンシオメ
ータを形成することにある。
上記の課題は、この発明により巻頭に述べた種類に属す
る回転ポテンシオメータの場合、駆動部を抵抗通路に対
して相対的に円筒軸に軸平行に一昇降ストロークだけ移
動でき、抵抗通路の軸方向の幅が駆動部の前記昇降スト
ロークに一致し、円筒の周囲方向に延びる抵抗通路の二
つの端部に少なくとも一対の他の電極が装備してあり、
両方の電極対に交互に電圧を印加することによって解決
されている。
る回転ポテンシオメータの場合、駆動部を抵抗通路に対
して相対的に円筒軸に軸平行に一昇降ストロークだけ移
動でき、抵抗通路の軸方向の幅が駆動部の前記昇降スト
ロークに一致し、円筒の周囲方向に延びる抵抗通路の二
つの端部に少なくとも一対の他の電極が装備してあり、
両方の電極対に交互に電圧を印加することによって解決
されている。
従って、駆動部は回転と直線運動成分を有する運動を検
出するか、あるいはこの運動を実行する。
出するか、あるいはこの運動を実行する。
この場合、慴動子は抵抗通路で対応する位置を占める。
円筒軸に平行に延びる端部の電極対と周囲の方向に延び
る端部の電極対の交互切換によって、電圧の切換に同期
して回転運動と直線運動に対応する抵抗が有効になる。
る端部の電極対の交互切換によって、電圧の切換に同期
して回転運動と直線運動に対応する抵抗が有効になる。
構造はコンパクトである。何故なら、可動部材に要する
経費が少ないからである。
経費が少ないからである。
他の利点は、抵抗通路を走査する電圧の最大値がほぼ印
加した給電電圧に等しく、中間値を給電電圧の対応する
部分で示せる点にある。無接触装置と比較して、高い電
圧を得ることができるので、この装置は擾乱に対して比
較的鈍感である。
加した給電電圧に等しく、中間値を給電電圧の対応する
部分で示せる点にある。無接触装置と比較して、高い電
圧を得ることができるので、この装置は擾乱に対して比
較的鈍感である。
この発明の有利な構成によれば、抵抗値は全体の抵抗通
路上で一様である。従って、端子から取り出した電圧は
各慴動位置及び各回転位置に直接比例している。
路上で一様である。従って、端子から取り出した電圧は
各慴動位置及び各回転位置に直接比例している。
この発明による構成では、抵抗通路がケースの内周に装
備してあり、駆動部はその中心に設置してある。従って
、抵抗通路に対してポテンシオメータの大きな面が利用
できる。しかし、抵抗通路を内部円筒部分に装備し駆動
部よしてこの駆動部を取り巻く外筒を構成することもで
きる。運動を検出する部材によって駆動を移動させる必
要はない。同様に、この部材が抵抗通路を駆動部に対し
て移動させてもよい。
備してあり、駆動部はその中心に設置してある。従って
、抵抗通路に対してポテンシオメータの大きな面が利用
できる。しかし、抵抗通路を内部円筒部分に装備し駆動
部よしてこの駆動部を取り巻く外筒を構成することもで
きる。運動を検出する部材によって駆動を移動させる必
要はない。同様に、この部材が抵抗通路を駆動部に対し
て移動させてもよい。
全体の回転範囲又は昇降ストローク範囲にわたって直線
性の歪みを防止するため、抵抗通路の端部にそれぞれ多
数の電極対が配設してある。その場合、電極は端部の長
さに比べて短い。電極はダイオードによって接続してあ
る。電極対のこの種の装置は、西独特許第324371
2号公報に記載されている。
性の歪みを防止するため、抵抗通路の端部にそれぞれ多
数の電極対が配設してある。その場合、電極は端部の長
さに比べて短い。電極はダイオードによって接続してあ
る。電極対のこの種の装置は、西独特許第324371
2号公報に記載されている。
反転積層技術で適当な抵抗通路を作製することは、西独
特許第3322382号公報から理解することができる
。
特許第3322382号公報から理解することができる
。
説明する回転ポテンシオメータは、例えば回転運動と慴
動運動を行い、位置の表示が要求される操作装置の場合
に採用できる。この様な操作装置は、例えば制御ハンド
ル、弁操作装置、遮断系又は変速機の制御ユニットであ
る。
動運動を行い、位置の表示が要求される操作装置の場合
に採用できる。この様な操作装置は、例えば制御ハンド
ル、弁操作装置、遮断系又は変速機の制御ユニットであ
る。
この発明の他の有利な構成は、以下の説明から理解でき
る。
る。
円筒状で、パイプ状のケース部分1は、二つの盈2,3
で閉じである。これ等のM2.3には回転軸6用の支持
個所4,5が配設してある。この回転軸6はケース部分
10円筒軸7に同心状に延びている。
で閉じである。これ等のM2.3には回転軸6用の支持
個所4,5が配設してある。この回転軸6はケース部分
10円筒軸7に同心状に延びている。
ケース部分1のところの内側に、支持フォイル8が配設
してある。このフォイルには、抵抗通路9と端子区間I
Oがある。抵抗通路9は、180゜より小さい角度にわ
たって延びている。この抵抗通路は幅Bを有する。端子
区間10、抵抗通路9のケース部分1の内周に対向して
設置してあり、抵抗通路の同じ面積を有する。
してある。このフォイルには、抵抗通路9と端子区間I
Oがある。抵抗通路9は、180゜より小さい角度にわ
たって延びている。この抵抗通路は幅Bを有する。端子
区間10、抵抗通路9のケース部分1の内周に対向して
設置してあり、抵抗通路の同じ面積を有する。
回転軸6には、駆動部11が支持されている。
この駆動部は接触子12を保持している。接触子12の
接触舌部13は抵抗通路9に載っている。
接触舌部13は抵抗通路9に載っている。
回転軸6又は接触子12は、単に円筒軸7の同りに回転
できるだけでなく、−昇降ストロークHだけ慴動もする
。この昇降ストロークHは大体抵抗通路9の幅Bに等し
い。
できるだけでなく、−昇降ストロークHだけ慴動もする
。この昇降ストロークHは大体抵抗通路9の幅Bに等し
い。
第3図に示した実施例では、円筒軸7に平行な端部15
.16に各−個の電極17.18が配設してある。これ
等の電極17.18は一対の電極を形成している。これ
等の電極は前記端部15又は16に上にほぼ貫通して延
びている。
.16に各−個の電極17.18が配設してある。これ
等の電極17.18は一対の電極を形成している。これ
等の電極は前記端部15又は16に上にほぼ貫通して延
びている。
円筒状のケース部分lの周囲の方向に延びる抵抗通路9
の二つの端部19.20は、他の電極対を形成する電極
21.22を装備している。これ等の電極21.22は
端部19,20の長さに比べて点状になっている。
の二つの端部19.20は、他の電極対を形成する電極
21.22を装備している。これ等の電極21.22は
端部19,20の長さに比べて点状になっている。
電極対16,17;21,22は、切換開閉器(23)
(第5図参照)を介して給電電圧を送る直流電圧源24
に交互に接続される。第3図の装置では、回転方向りに
向けて、抵抗値の推移の充分な直線性が保証される。し
かし、昇降ストロークHの方向では抵抗値の推移はそれ
ぞれの図に依存する。このことを避けることのできる可
能性は、第4図の抵抗通路9の場合に示してある。
(第5図参照)を介して給電電圧を送る直流電圧源24
に交互に接続される。第3図の装置では、回転方向りに
向けて、抵抗値の推移の充分な直線性が保証される。し
かし、昇降ストロークHの方向では抵抗値の推移はそれ
ぞれの図に依存する。このことを避けることのできる可
能性は、第4図の抵抗通路9の場合に示してある。
第3回の抵抗通路9は矩形状にしてある。この通路の長
手方向の部分は回転運動りのためにある。
手方向の部分は回転運動りのためにある。
しかし、長手方向の部分を昇降クトロークHに配設する
こともできる。
こともできる。
第4図の実施例の場合には、抵抗通路9は正方形にして
ある。端部15,16,19.20の何れにも、多数の
電極17.18,21.22が装備してある。これ等の
電極は、端部15.16の長さに比べて短い。接触子の
端部13を抵抗通路9上に当てる接触面は、電極間隔に
比べて短い。
ある。端部15,16,19.20の何れにも、多数の
電極17.18,21.22が装備してある。これ等の
電極は、端部15.16の長さに比べて短い。接触子の
端部13を抵抗通路9上に当てる接触面は、電極間隔に
比べて短い。
これ等の電極は、互いに同じ間隔を有する。
電極17は、ダイオード25を経由して支持フォイル8
の導電通路26に接続されている。電極21は、ダイオ
ード27を経由して導電通路26に繋がっている。電極
22は、ダイオード28を経由して別な導電通路29に
繋がっている。電極18は、ダイオード30を経由して
導電通路29に接続されている。一方のダイオード27
とダイオード28、及び他方のダイオード30とダイオ
ード25はそれぞれ同極であるが、ダイオード25は同
じ導電通路26の隣のダイオード27に対して逆極であ
る。
の導電通路26に接続されている。電極21は、ダイオ
ード27を経由して導電通路26に繋がっている。電極
22は、ダイオード28を経由して別な導電通路29に
繋がっている。電極18は、ダイオード30を経由して
導電通路29に接続されている。一方のダイオード27
とダイオード28、及び他方のダイオード30とダイオ
ード25はそれぞれ同極であるが、ダイオード25は同
じ導電通路26の隣のダイオード27に対して逆極であ
る。
導電通路26とその接続個所31の間には、抵抗R1が
、また導電通路29とその接続個所32の間に抵抗R2
が配設してある。抵抗R1,R2は、ダイオードの温度
動作を補償する。
、また導電通路29とその接続個所32の間に抵抗R2
が配設してある。抵抗R1,R2は、ダイオードの温度
動作を補償する。
抵抗通路9を正方形に形成すると、全ての電極に同じダ
イオードが、また両方の導電通路に同じ抵抗R1,R2
を使用でき、その場合、回転運動と昇降運動を行う時、
同じ電圧比が生じる利点がある。
イオードが、また両方の導電通路に同じ抵抗R1,R2
を使用でき、その場合、回転運動と昇降運動を行う時、
同じ電圧比が生じる利点がある。
第4図の装置では、接続個所31.32の外にただ一個
の別な接続個所33を端子区間10に装備する必要があ
る点も望ましいことである。
の別な接続個所33を端子区間10に装備する必要があ
る点も望ましいことである。
第5図では、RHは抵抗通路9の昇降方向で働く抵抗で
ある。RDは、抵抗通路9の回転方向で働く抵抗である
。接続個所33には、評価回路34が接続してある。こ
の回路は切換装置23のタイミングに応じて抵抗RHと
抵抗RDで取り出せる電圧を交互に切換えて検出し、こ
の電圧は接触子12を昇降方向に移動させるか、あるい
は接触子I2を回転方向に回転させることに対応してい
る。
ある。RDは、抵抗通路9の回転方向で働く抵抗である
。接続個所33には、評価回路34が接続してある。こ
の回路は切換装置23のタイミングに応じて抵抗RHと
抵抗RDで取り出せる電圧を交互に切換えて検出し、こ
の電圧は接触子12を昇降方向に移動させるか、あるい
は接触子I2を回転方向に回転させることに対応してい
る。
記載した回転・慴動ポテンシオメータの機能はほぼ次の
ようになる。
ようになる。
回転軸6を一方である軸に回転させ、他方で軸方向に慴
動させる部材に連結させると、接触子12は抵抗通路9
上で対応する運動を行う。この場合、評価回路34はそ
れぞれの回転位置及び慴動位置に相当する電圧を検出す
る。正確な評価ができるには、切換開閉器23が交互に
電極対17゜18又は21.22に給電電圧を印加する
タイミングが運動速度より早い。
動させる部材に連結させると、接触子12は抵抗通路9
上で対応する運動を行う。この場合、評価回路34はそ
れぞれの回転位置及び慴動位置に相当する電圧を検出す
る。正確な評価ができるには、切換開閉器23が交互に
電極対17゜18又は21.22に給電電圧を印加する
タイミングが運動速度より早い。
他の実施例では、抵抗通路9が実際上360°にわたっ
て延ばすこともできる。端子区間10は抵抗通路9の傍
でケース部分lの軸方向に配設できる。しかし、端子区
間10の代わりに接触子12によって検出される電圧が
、例えば他の接触子によって駆動部11又は回転軸6に
繋がるか、あるいはスパイラル・バネによってケース1
に案内させることも出来る。
て延ばすこともできる。端子区間10は抵抗通路9の傍
でケース部分lの軸方向に配設できる。しかし、端子区
間10の代わりに接触子12によって検出される電圧が
、例えば他の接触子によって駆動部11又は回転軸6に
繋がるか、あるいはスパイラル・バネによってケース1
に案内させることも出来る。
温度依存するダイオードの導通電圧を補償するため、温
度依存抵抗の代わりに、ダイオード導通電圧の一既知の
一温度係数も評価回路中で補償できる。温度補償は、ダ
イオードの電圧降下を別な測定導線を介して評価回路3
4に繋ぐことによっても達成できる。
度依存抵抗の代わりに、ダイオード導通電圧の一既知の
一温度係数も評価回路中で補償できる。温度補償は、ダ
イオードの電圧降下を別な測定導線を介して評価回路3
4に繋ぐことによっても達成できる。
矩形状で、正方形でない一様な抵抗通路9の場合には、
電圧降下は補償に使用される抵抗R1゜R2のところで
それ自体具なっているので、これ等の抵抗は温度依存す
るダイオードの導通電圧を不充分にしか補償できない。
電圧降下は補償に使用される抵抗R1゜R2のところで
それ自体具なっているので、これ等の抵抗は温度依存す
るダイオードの導通電圧を不充分にしか補償できない。
この点の平衡を保つため、両方の抵抗R1,R2が対応
する異なった値を有するか、あるいはその中に流れ込む
電流を、異なった供給電圧を印加して、異なるように選
ぶことができる。
する異なった値を有するか、あるいはその中に流れ込む
電流を、異なった供給電圧を印加して、異なるように選
ぶことができる。
第1回は、この発明によるポテンショメータの縦断面図
。 第2図は、第1図の線分■−■に沿った断面図。 第3図は、巻き付けをほどいた位置での抵抗通路の模式
図。 第4図は、巻き付けをほどいた位置での抵抗通路と端子
区間を有する支持体の模式図。 第5図は、回路図面。 図中引用記号: l・・・ケース部分、 2.3・・・蓋、 4.5・・・支持個所、 6・・・回転軸、 7・・・円筒軸、 8・・・支持フォイル、 9・・・抵抗通路、 10・・・端子区間、 12・・・接触子、 13.14・・・接触子の舌部、 15.16・・・7に平行な端部、 17.1B、21.22・・・電極、 19.20・・・周囲方向の端部、 23・・・切換開閉器、 24・・・直流電源、 25.27,28.30 ・ ・ ・ダイオード、26
.29・・・導電通路、 31.32.33・・・接続個所、 34・・・評価回路、 RD・・・回転方向の抵抗、 RH・・・4降方向の抵抗、 R1,R2・・・抵抗、 D・・・回転運動、 H・ ・ ・昇降ストローク、 B・・・抵抗通路の幅。
。 第2図は、第1図の線分■−■に沿った断面図。 第3図は、巻き付けをほどいた位置での抵抗通路の模式
図。 第4図は、巻き付けをほどいた位置での抵抗通路と端子
区間を有する支持体の模式図。 第5図は、回路図面。 図中引用記号: l・・・ケース部分、 2.3・・・蓋、 4.5・・・支持個所、 6・・・回転軸、 7・・・円筒軸、 8・・・支持フォイル、 9・・・抵抗通路、 10・・・端子区間、 12・・・接触子、 13.14・・・接触子の舌部、 15.16・・・7に平行な端部、 17.1B、21.22・・・電極、 19.20・・・周囲方向の端部、 23・・・切換開閉器、 24・・・直流電源、 25.27,28.30 ・ ・ ・ダイオード、26
.29・・・導電通路、 31.32.33・・・接続個所、 34・・・評価回路、 RD・・・回転方向の抵抗、 RH・・・4降方向の抵抗、 R1,R2・・・抵抗、 D・・・回転運動、 H・ ・ ・昇降ストローク、 B・・・抵抗通路の幅。
Claims (8)
- 1.円筒軸に平行な抵抗通路の端部に少なくとも一対の
電極を配設し、この電極対を介して前記抵抗通路に電位
を印加する円筒状ないしは部分的に円筒状の抵抗通路と
、円筒状の軸の同りに回転可能な駆動部に保持してある
抵抗通路に載る慴動子を備えた回転ポテンシオメータに
おいて、 駆動部(11)を抵抗通路(9)に対して相対的に円筒
軸(7)に軸平行に一昇降ストローク(H)だけ移動で
き、抵抗通路(9)の軸方向の幅(B)が駆動部(11
)の前記昇降ストローク(H)に一致し、円筒の周囲方
向に延びる抵抗通路(9)の二つの端部(19,20)
に少なくとも一対の他の電極(21,22)が装備して
あり、両方の電極対(17,18;21,22)に交互
に電圧を印加することを特徴とする回転ポテンシオメー
タ。 - 2.抵抗通路(9)は一様であることを特徴とする請求
項1記載の回転ポテンシオメータ。 - 3.抵抗通路(9)はケース部分(1)の内周に設置し
てあり、駆動部(11)はケース部分の中心に支承して
あることを特徴とする請求項1又は2記載の回転ポテン
シオメータ。 - 4.抵抗通路(9)は、180゜以下にわたって延び、
接触子(12)には抵抗通路(9)と同じ表面積を有し
、抵抗通路(9)の円周上に対向する端子区間(10)
が配設してあることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の回転ポテンシオメータ。 - 5.抵抗通路(9)の端部(15,16,19,20)
には、それぞれ多数の電極対(17,18;21,22
)が配設してあり、これ等の電極は端部(15,16,
19,20)に比べて短く、これ等の電極(17,18
,21,22)はダイオード(25,27,28,30
)によって連結していることを特徴とする請求項1〜4
のいずれか1項に記載の回転ポテンシオメータ。 - 6.ダイオード(25,27,28,30)の温度に依
存する導通電圧を補償するため、抵抗(R_1,R_2
)は正の温度係数を有することを特徴とする請求項5記
載の回転ポテンシオメータ。 - 7.接触子(12)が抵抗通路(9)に接する接触面は
隣合う二つの電極(17,18,21,22)の間の間
隔より短いことを特徴とする請求項5又は6記載の回転
ポテンシオメータ。 - 8.巻き付けた抵抗通路(9)は正方形であることを特
徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転ポテ
ンシオメータ。
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