JPH04172217A - 回転ポジショナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は被測定物の回転角度を検出する回転ポジショナ
に係り、特に漏洩磁界と回転角度との対応関係を利用で
被測定物の回転角度を検出する漏洩磁界壓の回転ポジシ
ョナに関する。

【従来の技術】

この種の回転角度を検出する回転ポジショナとしては、
例えば特開平１−２，４４３１４号公報にて開示されて
なる回転ポジショナか公知である。 以下、この従来例をその基本構成例を示す平面図の第４
図と第５図とを参照しなから説明する。 先ず、第４図に示す回転ポジショナ１１は、円環形状の
磁性部材１２の一部に永久磁石１３を設けた閉磁路構成
体１４と、閉磁路構造体１４からの漏洩磁界Ｍを検知す
る磁気センサ１５とを備え、閉磁路構造体１４または該
磁気センサ１５の少なくとも一方か該閉磁路構造体】４
の中心軸Ｃを回転中心として回転可能であり、磁気セン
サ１５の検知出力に基づいてその回転角度を検知する構
成で、磁性部材１２か、幅Ｗの変化により永久磁石１３
から離れるに従って連続的に断面積か減少する形状にな
っている。 次に、第５図に示す回転ポジショナ２１は、円環形状の
磁性部材２２の一部に永久磁石２３を設けた閉磁路構造
体２４と、閉磁路構造体２４からの漏洩磁界Ｍを検知す
る磁気センサ２５とを備え、閉磁路構造体２４または該
磁気センサ２５の少なくとも一方か閉磁路構造体２４の
中心軸Ｃを回転中心として回転可能てあり、磁気センサ
２５の検知出力に基づいてその回転角度を検知する構成
とし、磁気センサ２５の磁気検出用磁性体パターンの内
部磁化方向Ｍ１が、検出角度範囲内において、該漏洩磁
界Ｍと同一方向に形成されるようにしている。 そして、回転ポジショナＩＩおよび２１の何れも、その
外周か磁気シールド部材（図示省略）によって覆われて
なる構成になっている。 従って、上記閉磁路構造体の断面積を永久磁石から離れ
る方向に小さくすることによって、±３０度または±６
０度の如く限定した角度範囲における用途に対して、漏
洩磁界は直線性を損なうことなくこの角度範囲で増加す
るため、高精度の角度測定か実現され、また磁気センサ
に磁気検出用磁性体パターンを利用したものを使用する
ときは、この磁性体パターンの内部磁化方向を上記手段
の如（にして、漏洩磁界の検出か効率的となり測定精度
の向上および安定化か図れ、さらに磁気ソールド部材で
回転ポジショナを覆うことによって外部からの撹乱磁界
に対して回転ポジショナを安定化させている。

【発明か解決しようとする課題］ 上記従来技術になる回転ポジショナは有用であるか、経
済や精度確保の観点からすると未だに以下に説明するよ
うな解決すべき課題を持っている。 即ち、この回転ポジショナは永久磁石を必要とするもの
てあって、磁性部材に焼きばめ、冷やしばめ等の手段で
固定されているため、外れ防止として固定手段により永
久磁石を磁性部材に固定する必要かある。また、例えば
永久磁石と磁性素材への永久磁石の嵌め込み部位の精度
か慝いとエアギャップか生じて磁気抵抗か大きくなる結
果、漏洩磁界か減少するのに加えて磁気センサの検出出
力にばらつきか生しるので、永久磁石を始め磁性部材の
永久磁石酸め込み部位には極めて高精度か要求される。 さらに、磁性部材ては断面積の連続的減少の精度か悪い
と左右の対称か損なわれて０点の調整か困難になるので
、検出精度を確保するために、磁性部材の製造に高度の
加工技術か要求される。故に、製造費に関して経済的に
不利にならざるを得ないという解決すべき課題があった
。 従って、本発明は構造か簡単で、しかも高精度の検出精
度を有する漏洩磁界型の回転ポジショナの提供を目的と
する。 【課題を解決するための手段】 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、従っ
て本発明に係る回転ポジショナの構成は、円環形状の磁
性部材を備え、この磁性部材の円環の内側に、漏洩磁界
を検出する磁気センサを備えこの磁気センサによる検出
出力に基づいて磁性部材と磁気センサとの相対回転角度
を検出する回転ポジショナにおいて、前記磁性部材を、
断面形状が変化しない円環形状となし、かつ径方向に着
磁し、この磁性部材の径方向の中心に磁気センサを配設
すると共に、上記磁性部材と磁気センサのうちの何れか
一方をこの磁性部材の径方向の中心の軸心回りに回転可
能に支持してなることを特徴とする。

【作用】

上記構成になる回転ポジショナによれば、径方向に着磁
した断面形状か変化しない円環形状の磁性部材の径方向
の中心に磁気センサを配設すると共に、上記磁性部材と
磁気センサのうちの何れか一方をこの磁性部材の径方向
の中心の軸心回りに回転可能に支持した構成としたので
、磁性部材と磁気センサのうちの何れか一方の相対的回
転角度の変化により、磁気センサからこの回転角度の変
化に対応した出力か得られ、この出力によって被測定物
の回転角度を検知し得るが、磁性部材の断面形状は変化
せず、また永久磁石を存する構造でないので、その断面
積が連続的に減少する従来の回転ポジショナに比較して
構造が簡単である。

【実施例】

以下、回転ポジショナの磁性部材と磁気センサの配置状
態を示す模式的配置説明斜視図の第１図と、磁束線方向
と基準角度の取り方説明図の第２図と、検出角度に対す
る出力の一例を示す出力特性線図の第３図とを参照しな
から、本発明の実施例に係る回転ポジショナを説明する
。 第１図および第２図において、図に示す符号Ｉは、外径
か３０闘、内径か２０Ｍ、厚さか５闘の断面形状か同一
な円環形状の磁性部材である。 上記した磁性部材Ｉは、硬質磁性材料或いは磁性複合材
からなり、残留磁束密度Ｂｒが２．０ＫＧ、保磁力Ｈｃ
が１．８　ＫＯｅ　、最大エネルギー積（Ｉ（Ｂ）、、
。 か０．９　ＭＧＯｅ、ｍｘの特性を有するものである。 また、着磁方向は磁性部材１の円環形の直径方向に沿っ
て横切る方向で、磁束線の向きは第２図において破線矢
印で示すように、その向は磁性部材１の円環形の直径方
向に沿って横切る向きとしている。そして、この磁性部
材１の径方向の中心には、磁気センサとして、長方形の
板状のビスマス、ゲルマニウム等の半導体からなる、周
知のホール素子２か、磁性部材１の径方向の中心におい
てこの磁性部材１の円環形と直交する回転軸３の回転軸
心０回りに回転可能に支持されている。 このホール素子２は、第２図に示すように、磁性部材Ｉ
の中心部における漏洩磁束Φの方向と、このホール素子
２の磁束密度検出方向とか直交するように配設され、こ
の位置を０点として＋６０度の範囲内で自在に回転し得
、そして＋６０度の範囲内におけるホール素子２の回転
角度と内部漏洩磁束密度は１対１て対応する構成！ニな
っている。 なお、この実施例では磁気センサＳとしてホール素子を
用いたか、磁界による抵抗値の変化を検出する磁気抵抗
素子を用いることも可能である。 従って、この回転ポジショナＳは、ホール素子２の回転
によるその磁束検出面の向きの変化によって、ホール素
子２を透過する漏洩磁束の強さか変化するから、これを
回転角度の変化として検出して出力する。 因みに、検出した回転角度に対する出力特性の一例を、
横軸を検出角度（度）で示し、また縦軸を漏洩磁界（Ｇ
）で示す第３図によって示す。 この第３図によれば、ホール素子２の回転角度か一６０
度て一５０Ｇ強の出力か、また回転角度か＋６０度で＋
５０Ｇ強の出力かそれぞれ検出され、そして＋６０度範
囲内の回転角度変化に対する出力は若干ループを描く曲
線状を呈している。 しかしながら、予め回転角度と検出出力との対応関係を
求めておけば、この検出出力により何らの支障なくホー
ル素子２の回転角度、つまり被測定物の回転角度を知る
ことができる。 以上の説明から良く理解されるように、この実施例にな
る回転ポジショナＳは、従来の回転ポジショナと異なり
、磁性部材の断面形状か変化しない単純な円環形状であ
って、しかも永久磁石を有する構成でないので、従来の
それに比較してその構造か簡単であるか故に、それ程高
度な加工技術を用いる必要がなく加工費は極めて低置に
なる。 加えて、永久磁石や磁性部材の加工精度不良に基づくエ
アギャップか生じる恐れかないので、回転ポジショナの
相違に起因する出力のばらつきか減少する結果、検出精
度が優れしかも安定した品質の回転ポジショナか得られ
、回転ポジショナ製品の品質管理の容易化も可能になる
。 なお、以上ではホール素子２を回転させる例について説
明したか、ホール素子２を固定し、逆に磁性部材ｌをそ
の径方向の中心軸心回りに回転させる構成にしても、磁
性部材ｌとホール素子２との相対的な回転角度か変化す
るから、上記実施例と同等の作用・効果を期待すること
かできる。

【発明の効果】

以上詳述したように、本発明に係る回転ボジンヨナによ
れば、着磁されてなる断面形状か変化しない円環形状の
磁性部材の径方向の中心に磁気センサを配設すると共に
、上記磁性部材と磁気センサのうちの何れか一方をこの
磁性部材の径方向の中心の軸心回りに回転可能に支持し
た構成としているので、磁性部材と磁気センサのうちの
何れか一方の相対的回転角度の変化により、磁気センサ
から回転角度の変化に対応した出力が得られ、そしてこ
の出力によって被測定物の回転角度を検知し得るが、磁
性部材の断面積は変化せず、また永久磁石を有する構造
でないので、従来の回転ポジショナに比較してその構造
か簡単になるので、従来の回転ポジショナに比較して、
その製造原価の低減に対して極めて多大な効果を期待し
得る。 さらに、検出出力のばらつきの減少に伴い高検出精度か
得られ、加えて回転ポジショナの品質管理の容易化も実
現し得るという品質管理上の効果も派生してきた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例に係り、第１図は回
転ポジショナの磁性部材と磁気センサの配置状態を示す
模式的配置説明斜視図、第２図は磁束線方向と基準角度
の取り方説明図、第３図は検出角度に対する出力の一例
を示す出力特性線図、第４図は第１従来例になる回転ポ
ジショナの基本構成を示す平面図、第５図は第２従来例
になる回転ポジショナの基本構成を示す平面図である。 １・・・円環形状の磁性部材、２・・・ホール素子、３
・・・回転軸、Ｃ・・・回転軸心、Ｓ・・・回転ポジシ
ョナ、Φ・・・漏洩磁束。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　金　丸　章　− 第３図 横８角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　円環形状の磁性部材を備え、この磁性部材の円環の
   内側に、漏洩磁界を検出する磁気センサを備え、この磁
   気センサによる検出出力に基づいて磁性部材と磁気セン
   サとの相対回転角度を検出する回転ポジショナにおいて
   、前記磁性部材を、断面形状が変化しない円環形状とな
   し、かつ径方向に着磁し、この磁性部材の径方向の中心
   に磁気センサを配設すると共に、上記磁性部材と磁気セ
   ンサのうちの何れか一方をこの磁性部材の径方向の中心
   の軸心回りに回転可能に支持してなることを特徴とする
   回転ポジショナ。