JPH0414735B2 - - Google Patents
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- JPH0414735B2 JPH0414735B2 JP20283285A JP20283285A JPH0414735B2 JP H0414735 B2 JPH0414735 B2 JP H0414735B2 JP 20283285 A JP20283285 A JP 20283285A JP 20283285 A JP20283285 A JP 20283285A JP H0414735 B2 JPH0414735 B2 JP H0414735B2
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- magnetic
- permanent magnet
- potentiometer
- detector
- magnetic circuit
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段
作用
実施例
第１の実施例
第２の実施例
第３の実施例
第４の実施例
第５の実施例
発明の効果
〔概要〕
永久磁石と磁気検出器を用いたポテンシヨメー
タにおいて、 永久磁石に接続した閉磁気回路の内側にて、該
磁気回路からの漏洩磁束を磁気検出器で測定しそ
の測定値から該検出器の位置および移動量を検知
することにより、 該ポテンシヨメータの測定領域を拡大し高性能
化したものである。
タにおいて、 永久磁石に接続した閉磁気回路の内側にて、該
磁気回路からの漏洩磁束を磁気検出器で測定しそ
の測定値から該検出器の位置および移動量を検知
することにより、 該ポテンシヨメータの測定領域を拡大し高性能
化したものである。
本発明はポテンシヨメータ、特に永久磁石と磁
気検出器を用いたポテンシヨメータの改善に関す
る。
気検出器を用いたポテンシヨメータの改善に関す
る。
永久磁石と磁気検出器を用いた従来のポテンシ
ヨメータは、第１５図に示す如く自由空間に永久
磁石１と磁気検出器２を対向配置し、その一方が
対向方向に移動するようにした方式であり、永久
磁石１が発生し自由空間を伝播する磁界の強さを
磁気検出器２が検出し、その対向間隔ｌを知るこ
とができる。
ヨメータは、第１５図に示す如く自由空間に永久
磁石１と磁気検出器２を対向配置し、その一方が
対向方向に移動するようにした方式であり、永久
磁石１が発生し自由空間を伝播する磁界の強さを
磁気検出器２が検出し、その対向間隔ｌを知るこ
とができる。
第１６図は磁気力が8000eの永久磁石１と強磁
性金属薄膜にてなる磁気抵抗検出素子を収容した
磁気検出器２とを組み合わせたポテンシヨメータ
の特性図である。
性金属薄膜にてなる磁気抵抗検出素子を収容した
磁気検出器２とを組み合わせたポテンシヨメータ
の特性図である。
第１６図において、縦軸は第１４図に示す出力
特性の素子を収容した磁気検出器２の出力を定電
流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧V1（Ｖ）、
横軸は永久磁石１と磁気検出器２の対向距離ｌ
（mm）、Ａは対向距離ｌと磁気検出器２の出力電圧
V1との関係を実測により求めた特性曲線であり、
該ポテンシヨメータで検知可能な距離l1は、特性
曲線Ａより４〜30mm程度である。
特性の素子を収容した磁気検出器２の出力を定電
流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧V1（Ｖ）、
横軸は永久磁石１と磁気検出器２の対向距離ｌ
（mm）、Ａは対向距離ｌと磁気検出器２の出力電圧
V1との関係を実測により求めた特性曲線であり、
該ポテンシヨメータで検知可能な距離l1は、特性
曲線Ａより４〜30mm程度である。
なお、磁気検出器２に収容する磁気検出素子に
は、コイルによる誘導磁界を検出するもの、半導
体のホール効果を利用したもの、半導体の磁気抵
抗を利用したもの、強磁性金属の磁気抵抗を利用
したもの等がある。
は、コイルによる誘導磁界を検出するもの、半導
体のホール効果を利用したもの、半導体の磁気抵
抗を利用したもの、強磁性金属の磁気抵抗を利用
したもの等がある。
そこで、パーマロイ等からなる強磁性金属の磁
気抵抗を利用した磁気検出素子は、温度変化に対
し他のものより安定であり、かつ、微小磁束の検
知能力に優れるという特徴がある。
気抵抗を利用した磁気検出素子は、温度変化に対
し他のものより安定であり、かつ、微小磁束の検
知能力に優れるという特徴がある。
第１４図はパーマロイからなる強磁性金属の磁
気検出素子を収容した磁気検出器２の特性であ
り、縦軸を出力電圧V0（mV）、横軸を外部磁界Ω
（Oe）とした第１４図において、磁気検出器２の
出力電圧V0は外部磁界Ωの極性および強さに対
応しほぼ直線的である。
気検出素子を収容した磁気検出器２の特性であ
り、縦軸を出力電圧V0（mV）、横軸を外部磁界Ω
（Oe）とした第１４図において、磁気検出器２の
出力電圧V0は外部磁界Ωの極性および強さに対
応しほぼ直線的である。
第１７図は磁気検出器２に収容した磁気抵抗検
出素子の一例のパターン構成を示す平面図、第１
８図は前記素子の断面図、第１９図は前記素子を
収容した磁気検出器の検出回路である。
出素子の一例のパターン構成を示す平面図、第１
８図は前記素子の断面図、第１９図は前記素子を
収容した磁気検出器の検出回路である。
第１７図および第１８図において、Si等の基板
３上に形成されたSiO2等の酸化膜からなる絶縁
層４の上に、パーマロイ（Fe−Ni）等の磁性薄
膜５が付着形成されている。この磁性薄膜５は、
通常のリソグラフイ技術を用いて、つづら折りの
パターンに形成される。
３上に形成されたSiO2等の酸化膜からなる絶縁
層４の上に、パーマロイ（Fe−Ni）等の磁性薄
膜５が付着形成されている。この磁性薄膜５は、
通常のリソグラフイ技術を用いて、つづら折りの
パターンに形成される。
次いで、磁性薄膜５の長手方向に一軸磁気異方
性を付与させるために、磁界中で熱処理したの
ち、TiやCr等からなる密着層６とAuの導電性薄
膜７を、一定間隔で斜めに付着形成することで、
所謂バーバーポール（barbepole）状のパターン
が形成される。その際、外部と導通をはかるため
のリードパターン９も同時に作成される。
性を付与させるために、磁界中で熱処理したの
ち、TiやCr等からなる密着層６とAuの導電性薄
膜７を、一定間隔で斜めに付着形成することで、
所謂バーバーポール（barbepole）状のパターン
が形成される。その際、外部と導通をはかるため
のリードパターン９も同時に作成される。
最後に、半田またはボンデイングにてリードフ
レームに固定し、保護樹脂８を樹脂封止すること
により磁気検出器２が完成する。
レームに固定し、保護樹脂８を樹脂封止すること
により磁気検出器２が完成する。
このように構成された素子は、磁性薄膜５に並
行に付与された磁化Ｍの方向と導電性薄膜７を流
れる電流ｉがなす角度（θ1）が、π／４＋nπ（ま
たは７／4π−nπ）（ｎ＝０，１）であれば、磁気
抵抗ρが同じ関係にあることに着目し、出力を増
大させたものである。そして第１９図に示す如
く、つづら折り状に形成された磁性薄膜５の往復
両方向に導電性薄膜７を斜め配設した素子をブリ
ツジに組み、両出力端子間の電位差を測定するこ
とで、高感度な磁気検出器が得られる。
行に付与された磁化Ｍの方向と導電性薄膜７を流
れる電流ｉがなす角度（θ1）が、π／４＋nπ（ま
たは７／4π−nπ）（ｎ＝０，１）であれば、磁気
抵抗ρが同じ関係にあることに着目し、出力を増
大させたものである。そして第１９図に示す如
く、つづら折り状に形成された磁性薄膜５の往復
両方向に導電性薄膜７を斜め配設した素子をブリ
ツジに組み、両出力端子間の電位差を測定するこ
とで、高感度な磁気検出器が得られる。
永久磁石と磁気検出器を用いた従来の前記ポテ
ンシヨメータにおいて、永久磁石の磁界強度は永
久磁石からの距離の二乗に反比例して減衰する。
そのため、前述した如く測定可能な距離が数10mm
程度であり、該ポテンシヨメータの用途が限定さ
れるという問題点があつた。
ンシヨメータにおいて、永久磁石の磁界強度は永
久磁石からの距離の二乗に反比例して減衰する。
そのため、前述した如く測定可能な距離が数10mm
程度であり、該ポテンシヨメータの用途が限定さ
れるという問題点があつた。
なお、磁気記憶媒体と磁気検出器とを組み合わ
せたマグネツト・スケールが実用されているが、
該スケールは磁気検出器の移動距離を容易に検知
できる反面、停止する磁気検出素子の位置検知が
できない、または停止位置検知用に煩わしい手段
を必要とする欠点があつた。
せたマグネツト・スケールが実用されているが、
該スケールは磁気検出器の移動距離を容易に検知
できる反面、停止する磁気検出素子の位置検知が
できない、または停止位置検知用に煩わしい手段
を必要とする欠点があつた。
磁気問題点の解決を目的とした本発明は、
永久磁石と接続し該永久磁石の一側方向に長さ
を有する閉磁気回路の内側で、該磁気回路からの
漏洩磁束を該長さ方向へ移動可能な磁気検知器に
て検知することを特徴とし、 さらには、前記磁気検知器の移動が前記閉磁気
回路の一方の辺に沿うことを特徴とした方法、 並びに、少なくとも永久磁石および該永久磁石
に接続し該永久磁石の一側方向に長さを有する磁
性薄板にてなる閉磁気回路と、該閉磁気回路の内
側で該長さ方向へ移動可能な磁気検知器とを具え
たことを特徴とし、 さらには、前記閉磁気回路が前記長さ方向に２
辺の並行するＵ字形状に形成してなる磁性材料の
薄板と、該Ｕ字形状の開口部に嵌着した永久磁石
とでなること、 前記閉磁気回路が一対の磁性材料の帯状薄板
と、並行し対向する該薄板の両端部それぞれに挟
着した一対の永久磁石とでなること、 前記永久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長
さ方向にほぼ一致し嵌着したこと、 前記永久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長
さ方向にほぼ直交し嵌着したこと、 前記磁気検出器が前記閉磁気回路の中心部を長
さ方向に貫通し移動可能な軸に装着してなるこ
と、 前記磁気検出器がバーバーポール型磁気抵抗素
子の磁気検出素子を収容してなること、 前記磁気検出器が複数個の磁気検出素子を収容
してなることを特徴とし構成したものである。
を有する閉磁気回路の内側で、該磁気回路からの
漏洩磁束を該長さ方向へ移動可能な磁気検知器に
て検知することを特徴とし、 さらには、前記磁気検知器の移動が前記閉磁気
回路の一方の辺に沿うことを特徴とした方法、 並びに、少なくとも永久磁石および該永久磁石
に接続し該永久磁石の一側方向に長さを有する磁
性薄板にてなる閉磁気回路と、該閉磁気回路の内
側で該長さ方向へ移動可能な磁気検知器とを具え
たことを特徴とし、 さらには、前記閉磁気回路が前記長さ方向に２
辺の並行するＵ字形状に形成してなる磁性材料の
薄板と、該Ｕ字形状の開口部に嵌着した永久磁石
とでなること、 前記閉磁気回路が一対の磁性材料の帯状薄板
と、並行し対向する該薄板の両端部それぞれに挟
着した一対の永久磁石とでなること、 前記永久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長
さ方向にほぼ一致し嵌着したこと、 前記永久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長
さ方向にほぼ直交し嵌着したこと、 前記磁気検出器が前記閉磁気回路の中心部を長
さ方向に貫通し移動可能な軸に装着してなるこ
と、 前記磁気検出器がバーバーポール型磁気抵抗素
子の磁気検出素子を収容してなること、 前記磁気検出器が複数個の磁気検出素子を収容
してなることを特徴とし構成したものである。
上記手段によれば、永久磁石と接続し該永久磁
石の一側方向に長さを有する閉磁気回路の内側に
漏洩する漏洩磁束、即ち永久磁石が自由空間に構
成する磁界よりも永久磁石からの離反距離に対す
る減衰が少ない漏洩磁束を、該長さ方向へ移動可
能な磁気検知器にて検知するため、ポテンシヨメ
ータの検知領域が拡大される。
石の一側方向に長さを有する閉磁気回路の内側に
漏洩する漏洩磁束、即ち永久磁石が自由空間に構
成する磁界よりも永久磁石からの離反距離に対す
る減衰が少ない漏洩磁束を、該長さ方向へ移動可
能な磁気検知器にて検知するため、ポテンシヨメ
ータの検知領域が拡大される。
第１図は本発明の第１の実施例になるポテンシ
ヨメータの概略を示す斜視図、第２図は該ポテン
シヨメータを装置に装着した要部を示す側面図、
第３図は閉磁気回路の漏洩磁束を説明するための
平面図である。
ヨメータの概略を示す斜視図、第２図は該ポテン
シヨメータを装置に装着した要部を示す側面図、
第３図は閉磁気回路の漏洩磁束を説明するための
平面図である。
第１図において、１１は永久磁石、１２は磁性
材料にてなる薄板（例えば厚さ0.4mmの鉄板）、１
３は例えば強磁性金属（パーマロイ等）の磁気抵
抗を利用した磁気検出素子を収容した磁気検出器
である。
材料にてなる薄板（例えば厚さ0.4mmの鉄板）、１
３は例えば強磁性金属（パーマロイ等）の磁気抵
抗を利用した磁気検出素子を収容した磁気検出器
である。
帯状の板材をＵ字状に折曲げしてなる薄板１２
は、該Ｕ字状の開口部に永久磁石１１を嵌着し、
永久磁石１１と薄板１２とは、永久磁石１１の一
側に長さＬを有する閉磁気回路１４を構成し、閉
磁気回路１４は第２図に示す如く所要の方向と長
さＬとが並行するように支持される。
は、該Ｕ字状の開口部に永久磁石１１を嵌着し、
永久磁石１１と薄板１２とは、永久磁石１１の一
側に長さＬを有する閉磁気回路１４を構成し、閉
磁気回路１４は第２図に示す如く所要の方向と長
さＬとが並行するように支持される。
永久磁石１１はＳおよびＮの磁極面が薄板１２
に当接しており、閉磁気回路１４の内側に位置す
る磁気検出器１３は、例えば第２図に示す如く支
柱１６を介して台１７に支持される。そして、閉
磁気回路１４を支持する構成部材または台１７
が、長さＬの方向に移動可能である。
に当接しており、閉磁気回路１４の内側に位置す
る磁気検出器１３は、例えば第２図に示す如く支
柱１６を介して台１７に支持される。そして、閉
磁気回路１４を支持する構成部材または台１７
が、長さＬの方向に移動可能である。
このように構成されたポテンシヨメータにおい
て、閉磁気回路１４には第３図に示す如く、薄板
１２には永久磁石１１のＳ極からＮ極に向かつて
磁束１８が通ると共に、閉磁気回路１４の内側に
は永久磁石１１から離れるに従つて弱まる漏洩磁
束１９が流れるようになる。
て、閉磁気回路１４には第３図に示す如く、薄板
１２には永久磁石１１のＳ極からＮ極に向かつて
磁束１８が通ると共に、閉磁気回路１４の内側に
は永久磁石１１から離れるに従つて弱まる漏洩磁
束１９が流れるようになる。
第４図は第１図のポテンシヨメータに磁気力が
8000eの永久磁石１１を使用し、第１４図に示す
特性の磁気検出素子を収容した磁気検出器１３に
て漏洩磁束１９を検出した出力特性図である。
8000eの永久磁石１１を使用し、第１４図に示す
特性の磁気検出素子を収容した磁気検出器１３に
て漏洩磁束１９を検出した出力特性図である。
第４図において、縦軸は磁気検出器１３の出力
を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧V2
（Ｖ）、横軸は永久磁石１１と磁気検出器１３との
離反距離ｌ（mm）、Ｂは実測により求めた特性曲線
であり、該ポテンシヨメータで検知可能な距離l2
は、特性曲線Ｂより５〜90mm程度である。
を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧V2
（Ｖ）、横軸は永久磁石１１と磁気検出器１３との
離反距離ｌ（mm）、Ｂは実測により求めた特性曲線
であり、該ポテンシヨメータで検知可能な距離l2
は、特性曲線Ｂより５〜90mm程度である。
ただし、磁気検出器１３に収容した磁気検出素
子は、永久磁石１１のＳ極に端部が当接する側の
薄板１２に近接かつ沿つて移動させている。そし
てかかる移動は、検知位置以外の漏洩磁界に影響
されることなく検知させるための配慮に基づくも
のであり、そのことで検知精度が確保される。
子は、永久磁石１１のＳ極に端部が当接する側の
薄板１２に近接かつ沿つて移動させている。そし
てかかる移動は、検知位置以外の漏洩磁界に影響
されることなく検知させるための配慮に基づくも
のであり、そのことで検知精度が確保される。
第５図は装置に搭載した磁気検出器１３の測定
系の構成例を示す回路図である。
系の構成例を示す回路図である。
第５図において、２１はパーマロイの磁気抵抗
を利用した磁気検出素子の等価回路、２２は定電
流源、２３は不平衡電圧の調整増幅回路、２４は
差動増幅回路である。定電流源２２の入力端子２
５に印加する電圧V22を変えることで磁気検出素
子２１に印加する電流Ｉが変化可能であり、磁気
検出素子２１が有するブリツジ抵抗のアンバラン
スにより外部磁界と関係なく生じる不平衡電圧
は、可変抵抗Ｒによつて調整することができる。
そして、磁気検出素子２１の出力は差動増幅回路
２４を通つて例えば約100倍に増幅され、出力端
子２６に接続されるデジタルマルチメータやＸ−
Ｙレコーダ等にて、測定および記録されるように
なる。
を利用した磁気検出素子の等価回路、２２は定電
流源、２３は不平衡電圧の調整増幅回路、２４は
差動増幅回路である。定電流源２２の入力端子２
５に印加する電圧V22を変えることで磁気検出素
子２１に印加する電流Ｉが変化可能であり、磁気
検出素子２１が有するブリツジ抵抗のアンバラン
スにより外部磁界と関係なく生じる不平衡電圧
は、可変抵抗Ｒによつて調整することができる。
そして、磁気検出素子２１の出力は差動増幅回路
２４を通つて例えば約100倍に増幅され、出力端
子２６に接続されるデジタルマルチメータやＸ−
Ｙレコーダ等にて、測定および記録されるように
なる。
第６図は本発明の第２の実施例になるポテンシ
ヨメータの概略を示す平面図、第７図は本発明の
第３の実施例になるポテンシヨメータの概略を示
す平面図、第８図は本発明の第４の実施例になる
ポテンシヨメータの概略を示す平面図、第９図は
本発明の第５の実施例になるポテンシヨメータの
概略を示す平面図、第１０図は第９図の一方の磁
性薄板を除去した側面図である。
ヨメータの概略を示す平面図、第７図は本発明の
第３の実施例になるポテンシヨメータの概略を示
す平面図、第８図は本発明の第４の実施例になる
ポテンシヨメータの概略を示す平面図、第９図は
本発明の第５の実施例になるポテンシヨメータの
概略を示す平面図、第１０図は第９図の一方の磁
性薄板を除去した側面図である。
第６図において、３１，３２は永久磁石、３
３，３４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、３５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した第１４図に示す特
性の磁気検出素子を収容した磁気検出器である。
３，３４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、３５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した第１４図に示す特
性の磁気検出素子を収容した磁気検出器である。
帯状をした一対の薄板３３，３４は両端に永久
磁石３１，３２を嵌着して閉磁気回路３６を構成
し、閉磁気回路３６の内側に磁気検出器３５を配
置してなる。ただし、薄板３３，３４の端部に当
接する永久磁石３１と３２の極性は逆方向であ
り、閉磁気回路３６の長さＬ方向に移動可能な磁
気検出器３５は、収容した磁気検出素子が薄板３
３，３４の何れか（図は薄板３３）に近接し対向
して移動するようになる。
磁石３１，３２を嵌着して閉磁気回路３６を構成
し、閉磁気回路３６の内側に磁気検出器３５を配
置してなる。ただし、薄板３３，３４の端部に当
接する永久磁石３１と３２の極性は逆方向であ
り、閉磁気回路３６の長さＬ方向に移動可能な磁
気検出器３５は、収容した磁気検出素子が薄板３
３，３４の何れか（図は薄板３３）に近接し対向
して移動するようになる。
このように構成し、永久磁石３１，３２の各磁
気力が10000eまたは16000eであり、その間隔が
260mmであるポテンシヨメータの出力特性を第１
１図に示す。
気力が10000eまたは16000eであり、その間隔が
260mmであるポテンシヨメータの出力特性を第１
１図に示す。
第１１図において、縦軸は磁気検出器３５の出
力を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧
V3（Ｖ）、横軸は永久磁石３１と３２の対向中心
を零とし該零位置から磁気検出器３５までの離反
距離ｌ（mm）、Ｃは磁気力が10000eである永久磁石
３１，３２を使用したときの実測特性曲線、Ｄは
磁気力が16000eである永久磁石３１，３２を使用
したときの実測特性曲線であり、特性曲線Ｃより
検知可能な距離l3および特性曲線Ｄより検知可能
な距離l4は、それぞれ−100〜＋100mm程度、即ち
200mmの範囲となる。
力を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧
V3（Ｖ）、横軸は永久磁石３１と３２の対向中心
を零とし該零位置から磁気検出器３５までの離反
距離ｌ（mm）、Ｃは磁気力が10000eである永久磁石
３１，３２を使用したときの実測特性曲線、Ｄは
磁気力が16000eである永久磁石３１，３２を使用
したときの実測特性曲線であり、特性曲線Ｃより
検知可能な距離l3および特性曲線Ｄより検知可能
な距離l4は、それぞれ−100〜＋100mm程度、即ち
200mmの範囲となる。
なお、点線で示す特性曲線Ｄは、永久磁石３
１，３２の磁気力が特性曲線Ｃのそれより高いた
め、特性Ｃよりも約45％だけ高出力になつてい
る。
１，３２の磁気力が特性曲線Ｃのそれより高いた
め、特性Ｃよりも約45％だけ高出力になつてい
る。
第７図において、４１，４２は永久磁石、４
３，４４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、４５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した磁気検出素子を収
容した磁気検出器である。
３，４４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、４５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した磁気検出素子を収
容した磁気検出器である。
帯状をした一対の薄板４３，４４は両端に永久
磁石４１，４２を嵌着して閉磁気回路４６を構成
し、閉磁気回路４６の内側に磁気検出器４５を配
置してなる。ただし、薄板４３、４４の端部に当
接する永久磁石４１と４２の極性は閉磁気回路４
６の長さＬと同じ方向であり、かつ永久磁石４１
のＳ極（またはＮ極）が永久磁石４１のＮ極（ま
たはＳ極）と対向し、閉磁気回路４６の長さＬ方
向に移動可能な磁気検出器４５は、収容した磁気
検出素子が薄板４３，４４の何れか（図は薄板４
３）に近接し対向して移動するようになつてい
る。
磁石４１，４２を嵌着して閉磁気回路４６を構成
し、閉磁気回路４６の内側に磁気検出器４５を配
置してなる。ただし、薄板４３、４４の端部に当
接する永久磁石４１と４２の極性は閉磁気回路４
６の長さＬと同じ方向であり、かつ永久磁石４１
のＳ極（またはＮ極）が永久磁石４１のＮ極（ま
たはＳ極）と対向し、閉磁気回路４６の長さＬ方
向に移動可能な磁気検出器４５は、収容した磁気
検出素子が薄板４３，４４の何れか（図は薄板４
３）に近接し対向して移動するようになつてい
る。
このように構成し、永久磁石４１，４２の磁気
力が16000eでありその間隔が260mmであるポテン
シヨメータの出力特性を第１２図に示す。
力が16000eでありその間隔が260mmであるポテン
シヨメータの出力特性を第１２図に示す。
第１２図において、縦軸は磁気検出器４５の出
力を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧
V4（Ｖ）、横軸は永久磁石４１と４２の対向中心
を零とし該零位置から磁気検出器４５までの離反
距離ｌ（mm）、Ｅは実測により求めた特性曲線であ
り、該ポテンシヨメータで検出可能な距離l5は、
特性曲線Ｅより±80mm程度であり、検出範囲は
160mm以上となる。
力を定電流増幅器で約100倍に増幅した出力電圧
V4（Ｖ）、横軸は永久磁石４１と４２の対向中心
を零とし該零位置から磁気検出器４５までの離反
距離ｌ（mm）、Ｅは実測により求めた特性曲線であ
り、該ポテンシヨメータで検出可能な距離l5は、
特性曲線Ｅより±80mm程度であり、検出範囲は
160mm以上となる。
そして、特性Ｅは特性ＣおよびＤよりも検知領
域が狭くなるが、第１１図と第１２図を比較して
明らかなように、特性Ｅのリニアリテイが特性Ｃ
およびＤのそれより優れている。
域が狭くなるが、第１１図と第１２図を比較して
明らかなように、特性Ｅのリニアリテイが特性Ｃ
およびＤのそれより優れている。
第８図において、５１，５２は永久磁石、５
３，５４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、５５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した磁気検出素子を収
容した磁気検出器、５６は磁気検出器５５を中間
部に装着した可動軸である。
３，５４は磁性材料にてなる薄板（例えば厚さ
0.4mmの鉄板）、５５は例えば強磁性金属（パーマ
ロイ等）の磁気抵抗を利用した磁気検出素子を収
容した磁気検出器、５６は磁気検出器５５を中間
部に装着した可動軸である。
帯状をした一対の薄板５３，５４は、両端に永
久磁石５１、５２を嵌着し閉磁気回路５７を構成
しており、閉磁気回路５７の内側に磁気検出器５
５を支持する可動軸５６は、閉磁気回路５７の長
さＬ方向へ移動可能である。ただし、薄板５３，
５４の端部に当接する永久磁石５１と５２の磁極
は逆方向であり、閉磁気回路５７の長さＬ方向に
移動可能な磁気検出器５５は、収容した磁気検出
素子が薄板５３，５４の何れか（図は薄板５３）
に近接し対向して移動するようになる。
久磁石５１、５２を嵌着し閉磁気回路５７を構成
しており、閉磁気回路５７の内側に磁気検出器５
５を支持する可動軸５６は、閉磁気回路５７の長
さＬ方向へ移動可能である。ただし、薄板５３，
５４の端部に当接する永久磁石５１と５２の磁極
は逆方向であり、閉磁気回路５７の長さＬ方向に
移動可能な磁気検出器５５は、収容した磁気検出
素子が薄板５３，５４の何れか（図は薄板５３）
に近接し対向して移動するようになる。
このように構成したポテンシヨメータの出力特
性は、第６図に示すポテンシヨメータのそれと同
じであるも、磁気検出器５５の移動は磁気検出器
３５より安定するため、ばらつきが小さくなると
いう利点がある。
性は、第６図に示すポテンシヨメータのそれと同
じであるも、磁気検出器５５の移動は磁気検出器
３５より安定するため、ばらつきが小さくなると
いう利点がある。
第９図および第１０図において、６１，６２，
６３は永久磁石、６４，６５は磁性材料にてなる
薄板（例えば厚さ0.4mmの鉄板）、６６は例えば強
磁性金属（パーマロイ等）の磁気抵抗を利用した
一対の磁気検出素子６７，６８を並列に収容した
磁気検出器、６９は磁気検出器６６を中間部に装
着した可動軸、７２は一対の永久磁石６１の間に
嵌挿し可動軸６９の摺動孔の明けられた絶縁体、
７３は一対の永久磁石６３の間に嵌挿し可動軸６
９の摺動孔の明けられた絶縁体である。
６３は永久磁石、６４，６５は磁性材料にてなる
薄板（例えば厚さ0.4mmの鉄板）、６６は例えば強
磁性金属（パーマロイ等）の磁気抵抗を利用した
一対の磁気検出素子６７，６８を並列に収容した
磁気検出器、６９は磁気検出器６６を中間部に装
着した可動軸、７２は一対の永久磁石６１の間に
嵌挿し可動軸６９の摺動孔の明けられた絶縁体、
７３は一対の永久磁石６３の間に嵌挿し可動軸６
９の摺動孔の明けられた絶縁体である。
帯状をした一対の薄板６４，６５は、両端と中
央部に各一対の永久磁石６１，６２，６３を嵌着
し、一対の閉磁気回路７０と７１を直列に構成し
ており、磁気検出器６６を支持する可動軸６９
は、閉磁気回路７０の長さＬ方向へ移動可能であ
る。ただし、薄板５３，５４の端部に磁極面が当
接する一対の永久磁石６１と６３の磁極は同方向
であり、磁気検出器６６の貫通可能な対向間隔で
嵌着され閉磁気回路７０と７１に仕切る一対の永
久磁石６２は、永久磁石６１および６３と逆方向
になつている。そして、磁気検出器６６に収容さ
れた磁気検出素子６７，６８が薄板６４，６５の
何れか（図は薄板６４）に近接し対向して移動す
るようになつている。
央部に各一対の永久磁石６１，６２，６３を嵌着
し、一対の閉磁気回路７０と７１を直列に構成し
ており、磁気検出器６６を支持する可動軸６９
は、閉磁気回路７０の長さＬ方向へ移動可能であ
る。ただし、薄板５３，５４の端部に磁極面が当
接する一対の永久磁石６１と６３の磁極は同方向
であり、磁気検出器６６の貫通可能な対向間隔で
嵌着され閉磁気回路７０と７１に仕切る一対の永
久磁石６２は、永久磁石６１および６３と逆方向
になつている。そして、磁気検出器６６に収容さ
れた磁気検出素子６７，６８が薄板６４，６５の
何れか（図は薄板６４）に近接し対向して移動す
るようになつている。
このように構成したポテンシヨメータの出力特
性を第１３図により説明する。
性を第１３図により説明する。
第１３図において、縦軸は漏洩磁束密度（磁気
検出器の出力）、横軸は漏洩磁束の検出位置（磁
気検出器の位置）であり、Ｆは閉磁気回路７０内
で漏洩磁束を模式化した特性、Ｇは閉磁気回路７
１内で漏洩磁束を模式化した特性である。そこ
で、磁気検出素子６７の検出出力をV7とし、磁
気検出素子６８の検出出力をV8とすれば、磁気
検出素子６７は磁気検出素子６８より永久磁石６
１に近く配設されているため、閉磁気回路７０内
のV7とV8は、 V7＞V8 である。
検出器の出力）、横軸は漏洩磁束の検出位置（磁
気検出器の位置）であり、Ｆは閉磁気回路７０内
で漏洩磁束を模式化した特性、Ｇは閉磁気回路７
１内で漏洩磁束を模式化した特性である。そこ
で、磁気検出素子６７の検出出力をV7とし、磁
気検出素子６８の検出出力をV8とすれば、磁気
検出素子６７は磁気検出素子６８より永久磁石６
１に近く配設されているため、閉磁気回路７０内
のV7とV8は、 V7＞V8 である。
しかし、磁気検出器６６が閉磁気回路７１内に
移動すると、磁気検出素子６７の出力V7と磁気
検出素子６８の出力V8の大小関係は逆転し、 V7＞V8 となる。
移動すると、磁気検出素子６７の出力V7と磁気
検出素子６８の出力V8の大小関係は逆転し、 V7＞V8 となる。
従つて、差動増幅器を使用してV7とV8の各出
力と大小関係を検出すれば、閉磁気回路７０と７
１に渡つて移動する磁気検出器６６の移動範囲の
検出が可能であり、出力V7とV8を積算すること
で該ポテンシヨメータの検出出力を増大できるこ
とになる。そして、閉磁気回路７０と７１は第８
図のポテンシヨメータとほぼ同一の検出可能範囲
にできることにより、第５の実施例になるポテン
シヨメータの検出範囲は、400mm程度になる。
力と大小関係を検出すれば、閉磁気回路７０と７
１に渡つて移動する磁気検出器６６の移動範囲の
検出が可能であり、出力V7とV8を積算すること
で該ポテンシヨメータの検出出力を増大できるこ
とになる。そして、閉磁気回路７０と７１は第８
図のポテンシヨメータとほぼ同一の検出可能範囲
にできることにより、第５の実施例になるポテン
シヨメータの検出範囲は、400mm程度になる。
以上説明した如く本発明によれば、永久磁石と
磁気検出器とを用いたポテンシヨメータの検出領
域が、従来の数倍以上に拡大され高性能化され、
構成が簡易であつて温度特性および検出能力に優
れる該ポテンシヨメータの用途を、拡大し得た効
果は極めて大きい。
磁気検出器とを用いたポテンシヨメータの検出領
域が、従来の数倍以上に拡大され高性能化され、
構成が簡易であつて温度特性および検出能力に優
れる該ポテンシヨメータの用途を、拡大し得た効
果は極めて大きい。
第１図は本発明の第１の実施例になるポテンシ
ヨメータの概略を示す斜視図、第２図は該ポテン
シヨメータを装置に装着した要部を示す側面図、
第３図は閉磁気回路の漏洩磁束を説明するための
平面図、第４図は前記第１の実施例になるポテン
シヨメータの出力特性、第５図はポテンシヨメー
タの測定系を示す回路図、第６図は本発明の第２
の実施例になるポテンシヨメータの概略を示す平
面図、第７図は本発明の第３の実施例になるポテ
ンシヨメータの概略を示す平面図、第８図は本発
明の第４の実施例になるポテンシヨメータの概略
を示す平面図、第９図は本発明の第５の実施例に
なるポテンシヨメータの概略を示す平面図、第１
０図は第９図の一方の磁性薄板を除去した側面
図、第１１図は本発明の第２の実施例になるポテ
ンシヨメータの出力特性、第１２図は本発明の第
３の実施例になるポテンシヨメータの出力特性、
第１３図は本発明の第５の実施例になるポテンシ
ヨメータの出力特性を説明するための図、第１４
図は強磁性金属薄膜の磁気抵抗を用いた磁気検出
素子の出力特性、第１５図は永久磁石と磁気検出
器を用いた従来のポテンシヨメータを説明するた
めの斜視図、第１６図は従来のポテンシヨメータ
の出力特性、第１７図は磁気検出器に収容した磁
気抵抗検出素子ののパターン構成例を示す平面
図、第１８図は前記素子の断面図、第１９図は前
記素子を収容した磁気検出器の検出回路、であ
る。 図中において、１，１１，３１，３２，４１，
４２，５１，５２，６１，６２，６３は永久磁
石、２，１３，３５，４５，６６は磁気検出器、
１２，３３，３４，４３，４４，５３，５４，６
４，６５は磁性金属の薄板、１４，３６，４６，
５７，７０，７１は閉磁気回路、５６，６９は可
動軸、６７，７８は磁気検出素子、を示す。
ヨメータの概略を示す斜視図、第２図は該ポテン
シヨメータを装置に装着した要部を示す側面図、
第３図は閉磁気回路の漏洩磁束を説明するための
平面図、第４図は前記第１の実施例になるポテン
シヨメータの出力特性、第５図はポテンシヨメー
タの測定系を示す回路図、第６図は本発明の第２
の実施例になるポテンシヨメータの概略を示す平
面図、第７図は本発明の第３の実施例になるポテ
ンシヨメータの概略を示す平面図、第８図は本発
明の第４の実施例になるポテンシヨメータの概略
を示す平面図、第９図は本発明の第５の実施例に
なるポテンシヨメータの概略を示す平面図、第１
０図は第９図の一方の磁性薄板を除去した側面
図、第１１図は本発明の第２の実施例になるポテ
ンシヨメータの出力特性、第１２図は本発明の第
３の実施例になるポテンシヨメータの出力特性、
第１３図は本発明の第５の実施例になるポテンシ
ヨメータの出力特性を説明するための図、第１４
図は強磁性金属薄膜の磁気抵抗を用いた磁気検出
素子の出力特性、第１５図は永久磁石と磁気検出
器を用いた従来のポテンシヨメータを説明するた
めの斜視図、第１６図は従来のポテンシヨメータ
の出力特性、第１７図は磁気検出器に収容した磁
気抵抗検出素子ののパターン構成例を示す平面
図、第１８図は前記素子の断面図、第１９図は前
記素子を収容した磁気検出器の検出回路、であ
る。 図中において、１，１１，３１，３２，４１，
４２，５１，５２，６１，６２，６３は永久磁
石、２，１３，３５，４５，６６は磁気検出器、
１２，３３，３４，４３，４４，５３，５４，６
４，６５は磁性金属の薄板、１４，３６，４６，
５７，７０，７１は閉磁気回路、５６，６９は可
動軸、６７，７８は磁気検出素子、を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石と接続し該永久磁石の一側方向に長
さを有する閉磁気回路の内側で、該磁気回路から
の漏洩磁束を該長さ方向へ移動可能な磁気検知器
にて検知することを特徴としたポテンシヨメー
タ。 ２ 前記特許請求の範囲第１項において、前記磁
気検知器の移動が前記閉磁気回路の一方の辺に沿
うことを特徴としたポテンシヨメータ。 ３ 少なくとも永久磁石および該永久磁石に接続
し該永久磁石の一側方向に長さを有する磁性薄板
にてなる閉磁気回路と、 該閉磁気回路の内側で該長さ方向へ移動可能な
磁気検知器とを具えたことを特徴としたポテンシ
ヨメータ。 ４ 前記特許請求の範囲第３項において、前記閉
磁気回路が前記長さ方向に２辺の並行するＵ字形
状に形成してなる磁性材料の薄板と、該Ｕ字形状
の開口部に嵌着した永久磁石とでなることを特徴
としたポテンシヨメータ。 ５ 前記特許請求の範囲第３項において、前記閉
磁気回路が一対の磁性材料の帯状薄板と、並行し
対向する該薄板の両端部それぞれに挟着した一対
の永久磁石とでなることを特徴としたポテンシヨ
メータ。 ６ 前記特許請求の範囲第３項において、前記永
久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長さ方向に
ほぼ一致し嵌着したことを特徴とするポテンシヨ
メータ。 ７ 前記特許請求の範囲第３項において、前記永
久磁石の磁極方向が前記閉磁気回路の長さ方向に
ほぼ直交し嵌着したことを特徴とするポテンシヨ
メータ。 ８ 前記特許請求の範囲第３項において、前記磁
気検出器が前記閉磁気回路の中心部を長さ方向に
貫通し移動可能な軸に装着してなることを特徴と
したポテンシヨメータ。 ９ 前記特許請求の範囲第３項において、前記磁
気検出器が強磁性金属の磁気抵抗を利用した磁気
検出素子を収容してなることを特徴としたポテン
シヨメータ。 １０ 前記特許請求の範囲第３項において、前記
磁気検出器が複数個の磁気検出素子を収容してな
ることを特徴としたポテンシヨメータ。 １１ 前記特許請求の範囲第８項において、前記
閉磁気回路の中間部が前記磁気検出器の貫通可能
な永久磁石で仕切られてなることを特徴としたポ
テンシヨメータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202832A JPS6263811A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ポテンショメ−タ |
| KR1019860007048A KR900004780B1 (ko) | 1985-09-13 | 1986-08-25 | 자기(磁氣) 센서를 사용한 위치 검출장치 |
| US06/906,027 US4810965A (en) | 1985-09-13 | 1986-09-11 | Position detecting apparatus using a magnetic sensor and a closed magnetic circuit with non-uniform magnetic flux distribution |
| EP86112639A EP0215454B1 (en) | 1985-09-13 | 1986-09-12 | Position detecting apparatus utilizing a magnetic sensor |
| DE8686112639T DE3668692D1 (de) | 1985-09-13 | 1986-09-12 | Positionsdetektor mit magnetischem sensor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202832A JPS6263811A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ポテンショメ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6263811A JPS6263811A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH0414735B2 true JPH0414735B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=16463928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60202832A Granted JPS6263811A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ポテンショメ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6263811A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9522683D0 (en) | 1995-11-06 | 1996-01-10 | Coates Brothers Plc | Photoinitiator |
| JP4276645B2 (ja) | 2005-08-05 | 2009-06-10 | 株式会社東海理化電機製作所 | センサ装置 |
| DE102009035091A1 (de) | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Mahle International Gmbh | Positionssensor und Linearaktuator |
| JP5757285B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2015-07-29 | 株式会社デンソー | 位置検出装置 |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP60202832A patent/JPS6263811A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263811A (ja) | 1987-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |