JPH0666508A - 位置検知装置 - Google Patents
位置検知装置Info
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- JPH0666508A JPH0666508A JP5157164A JP15716493A JPH0666508A JP H0666508 A JPH0666508 A JP H0666508A JP 5157164 A JP5157164 A JP 5157164A JP 15716493 A JP15716493 A JP 15716493A JP H0666508 A JPH0666508 A JP H0666508A
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- magnetic
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁性部材の磁気的結合の面積の変化によって
変位を検出する磁気位置検知装置の提供。 【構成】 相互に軸線８の回りに回転可能な第１26、38
及び第２48、50の磁界誘導手段を有する。各々は透磁性
部材からなり軸線に直角方向に延びるギャップ54、56を
有する面によって、ギャップｈを隔てて互いに対面して
いる。これらの表面の形、位置及び面積は、両者の磁気
結合によって必要な角度範囲で必要な出力波形が得られ
るように設計される。第３の磁界誘導手段40及び第４の
磁界誘導手段52が設けられ、それぞれ第１及び第２の磁
界誘導手段を磁気的に結合する。磁界生成手段44、46か
らの磁束が実質的に軸線に平行に第１及び第２の手段を
通る。検知ギャップにホール素子14のようなセンサーが
設けられ、その出力によって、第１及び第２の手段の相
対的な角変位を検知する。
変位を検出する磁気位置検知装置の提供。 【構成】 相互に軸線８の回りに回転可能な第１26、38
及び第２48、50の磁界誘導手段を有する。各々は透磁性
部材からなり軸線に直角方向に延びるギャップ54、56を
有する面によって、ギャップｈを隔てて互いに対面して
いる。これらの表面の形、位置及び面積は、両者の磁気
結合によって必要な角度範囲で必要な出力波形が得られ
るように設計される。第３の磁界誘導手段40及び第４の
磁界誘導手段52が設けられ、それぞれ第１及び第２の磁
界誘導手段を磁気的に結合する。磁界生成手段44、46か
らの磁束が実質的に軸線に平行に第１及び第２の手段を
通る。検知ギャップにホール素子14のようなセンサーが
設けられ、その出力によって、第１及び第２の手段の相
対的な角変位を検知する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界を生成するための
磁界生成手段、該磁界生成手段に磁気的に結合され且つ
少なくともその一部が１つの軸線について回転可能であ
るようにマウントされている磁界誘導アセンブリ、及び
該磁界誘導アセンブリによって決められるギャップに生
成される磁界を検知するための検知手段を有する位置検
知装置に関するものである。
磁界生成手段、該磁界生成手段に磁気的に結合され且つ
少なくともその一部が１つの軸線について回転可能であ
るようにマウントされている磁界誘導アセンブリ、及び
該磁界誘導アセンブリによって決められるギャップに生
成される磁界を検知するための検知手段を有する位置検
知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】動く金属部材の接近を検知するためにホ
ール素子のような磁界検知素子を用いることは一般的に
なっている。このような検知素子を用いた磁気位置検知
装置も、例えば英国特許GB-A-1,297,363のように公知で
ある。しかしながら、これらの装置は、一般的にフリン
ジ磁界を検知するものであって、漂遊磁界によって逆の
影響を受ける。従って、自動車のフードの下のように、
発電機、点火装置及びその他の部品からかなりの強さの
外部磁界が生じるようなノイズのある環境では、正確な
位置測定はできない。
ール素子のような磁界検知素子を用いることは一般的に
なっている。このような検知素子を用いた磁気位置検知
装置も、例えば英国特許GB-A-1,297,363のように公知で
ある。しかしながら、これらの装置は、一般的にフリン
ジ磁界を検知するものであって、漂遊磁界によって逆の
影響を受ける。従って、自動車のフードの下のように、
発電機、点火装置及びその他の部品からかなりの強さの
外部磁界が生じるようなノイズのある環境では、正確な
位置測定はできない。
【０００３】このような既知の磁気位置検知装置は、さ
らに機能的に限界がある。一般的によく知られた型は、
特定の位置の範囲で直線的に変化する出力信号等、１つ
の型の出力信号のみを生成し得るものである。磁気位置
検知装置が、選択し得る位置範囲において、種々の出力
波形（例えば直線、指数曲線、正弦曲線等）のうちのい
ずれでも１つを生成するようになされておれば好都合で
ある。
らに機能的に限界がある。一般的によく知られた型は、
特定の位置の範囲で直線的に変化する出力信号等、１つ
の型の出力信号のみを生成し得るものである。磁気位置
検知装置が、選択し得る位置範囲において、種々の出力
波形（例えば直線、指数曲線、正弦曲線等）のうちのい
ずれでも１つを生成するようになされておれば好都合で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、外部
磁界によって殆ど影響されない磁気位置検知装置を提供
することにある。本発明の他の目的は、選択し得る位置
範囲において、種々の出力信号波形のうちのいずれでも
１つを生成するようにすることのできる装置を提供する
ことである。
磁界によって殆ど影響されない磁気位置検知装置を提供
することにある。本発明の他の目的は、選択し得る位置
範囲において、種々の出力信号波形のうちのいずれでも
１つを生成するようにすることのできる装置を提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、後に述
べる位置検知装置は、所定の形状を持ち且つ第１のギャ
ップによって隔てられ、軸線を横切って広がるそれぞれ
の表面を持ち、透磁性材料よりなる第１及び第２の部材
を含む第１磁界誘導手段と、所定の形状を持ち且つ第２
のギャップによって相互に隔てられ、軸線を横切って広
がるそれぞれの表面を持ち、該表面は第１磁界誘導手段
の表面に対面し且つ第３のギャップによって第１磁界誘
導手段の表面から隔てられており、透磁性材料よりなる
第３及び第４の部材を含む第２磁界誘導手段と、第４の
ギャップを通して第１及び第２の部材を磁気的に結合す
るための第３磁界誘導手段と、第３及び第４の部材を直
接磁気的に結合するための第４磁界誘導手段と、磁界
が、実質的に軸線に平行方向に第１及び第２の磁界誘導
手段を通過する磁力線を持つように配置された磁界生成
手段と、少なくとも１つの磁界誘導手段が、軸線につい
て他の部分と相対的に回転可能であるようにマウントさ
れている第１及び第２の磁界誘導手段と、第４のギャッ
プに配置され、他の部分に対する第１磁界誘導手段の相
対的な角位置を表すギャップ中の磁界の強さを検知する
ための検知手段と、を含むことを特徴とするものであ
る。センサーは、種々の磁界誘導手段によって形成され
る磁気回路の直接の磁路中にあって、その電気出力は、
かなりの強さの外部磁界によっても殆ど影響を受けな
い。
べる位置検知装置は、所定の形状を持ち且つ第１のギャ
ップによって隔てられ、軸線を横切って広がるそれぞれ
の表面を持ち、透磁性材料よりなる第１及び第２の部材
を含む第１磁界誘導手段と、所定の形状を持ち且つ第２
のギャップによって相互に隔てられ、軸線を横切って広
がるそれぞれの表面を持ち、該表面は第１磁界誘導手段
の表面に対面し且つ第３のギャップによって第１磁界誘
導手段の表面から隔てられており、透磁性材料よりなる
第３及び第４の部材を含む第２磁界誘導手段と、第４の
ギャップを通して第１及び第２の部材を磁気的に結合す
るための第３磁界誘導手段と、第３及び第４の部材を直
接磁気的に結合するための第４磁界誘導手段と、磁界
が、実質的に軸線に平行方向に第１及び第２の磁界誘導
手段を通過する磁力線を持つように配置された磁界生成
手段と、少なくとも１つの磁界誘導手段が、軸線につい
て他の部分と相対的に回転可能であるようにマウントさ
れている第１及び第２の磁界誘導手段と、第４のギャッ
プに配置され、他の部分に対する第１磁界誘導手段の相
対的な角位置を表すギャップ中の磁界の強さを検知する
ための検知手段と、を含むことを特徴とするものであ
る。センサーは、種々の磁界誘導手段によって形成され
る磁気回路の直接の磁路中にあって、その電気出力は、
かなりの強さの外部磁界によっても殆ど影響を受けな
い。
【０００６】
【実施例】図１及び図２は、固定ハウジング10に対して
軸線8 の回りのシャフトの相対的な角位置を磁気的に検
知する装置の例示図である。ハウジング10は、好ましく
は熱可塑性樹脂のモールドからなり、軸線8 についてシ
ャフト6 の角位置を表す位置信号を生成する印刷回路ボ
ード12を含む。印刷回路ボード12は、ハウジング10中の
定められた位置に確実に固定されている。ホール素子14
は、印刷回路ボード12の開口部を通してリード線16によ
って確実に吊り下げられ、以下に述べる方法で印刷回路
ボード12に対するシャフト6 の相対的な角位置を検知す
る。
軸線8 の回りのシャフトの相対的な角位置を磁気的に検
知する装置の例示図である。ハウジング10は、好ましく
は熱可塑性樹脂のモールドからなり、軸線8 についてシ
ャフト6 の角位置を表す位置信号を生成する印刷回路ボ
ード12を含む。印刷回路ボード12は、ハウジング10中の
定められた位置に確実に固定されている。ホール素子14
は、印刷回路ボード12の開口部を通してリード線16によ
って確実に吊り下げられ、以下に述べる方法で印刷回路
ボード12に対するシャフト6 の相対的な角位置を検知す
る。
【０００７】印刷回路ボード12は、電気コネクタ18の接
続端子に電気的に接続されており、電気コネクタ18は、
ケーブル19（線図で表示）を通してコンピュータ20に電
気的に接続されている。位置信号は、ケーブル19を通し
て伝送され、コンピュータ20で処理されてアクチュエー
タ（図示せず）の動作のための制御信号となる。コンピ
ュータからのディジタルパルスによって直接制御される
に適したアクチュエータの型の１つは、ディジタルリニ
アアクチュエータとして知られているステップモーター
である。この型のモーターは、モーターの巻線に電気パ
ルスを印加することによって生じる回転運動をモーター
のシャフト部材の直線運動に変換する。典型的な応用
は、スロットルアームのようなエンジン制御部材の厳密
な位置合わせである。
続端子に電気的に接続されており、電気コネクタ18は、
ケーブル19（線図で表示）を通してコンピュータ20に電
気的に接続されている。位置信号は、ケーブル19を通し
て伝送され、コンピュータ20で処理されてアクチュエー
タ（図示せず）の動作のための制御信号となる。コンピ
ュータからのディジタルパルスによって直接制御される
に適したアクチュエータの型の１つは、ディジタルリニ
アアクチュエータとして知られているステップモーター
である。この型のモーターは、モーターの巻線に電気パ
ルスを印加することによって生じる回転運動をモーター
のシャフト部材の直線運動に変換する。典型的な応用
は、スロットルアームのようなエンジン制御部材の厳密
な位置合わせである。
【０００８】図２に示したように、アーム22は、コンピ
ュータが生成した制御信号に従うアクチュエータ（図示
せず）によって駆動される部材の位置を検知するため、
シャフト6 に固着されている。シャフト6 は、1018鋼の
ような金属製であり、回転可能の熱可塑性樹脂環状部材
26の中に、軸線8 と同心的に固定されている。樹脂部材
26は、金属シャフト6 に射出被覆成型によって固着され
ている。
ュータが生成した制御信号に従うアクチュエータ（図示
せず）によって駆動される部材の位置を検知するため、
シャフト6 に固着されている。シャフト6 は、1018鋼の
ような金属製であり、回転可能の熱可塑性樹脂環状部材
26の中に、軸線8 と同心的に固定されている。樹脂部材
26は、金属シャフト6 に射出被覆成型によって固着され
ている。
【０００９】環状部材26の一端は、ポリタールアミドの
ような熱可塑性物質からなる円筒形スリーブベアリング
27によって、ハウジング10の固定環状部分28の中に、軸
線8について回転可能にマウントされている。トーショ
ンスプリング30は、一端は回転可能な環状部材26に固定
され、他端は、環状部分28に関して環状部材26を所定の
角位置に弾性的にバイアスして、環状ハウジング部分28
に固定されている。図２には図示されていないが、実施
例の１つとしては、この固定は部材26とハウジング部分
28に設けられ、スプリングの各端部のそれに対応した形
と寸法を持った溝にトーションスプリングの両端を固定
することによって行われる。
ような熱可塑性物質からなる円筒形スリーブベアリング
27によって、ハウジング10の固定環状部分28の中に、軸
線8について回転可能にマウントされている。トーショ
ンスプリング30は、一端は回転可能な環状部材26に固定
され、他端は、環状部分28に関して環状部材26を所定の
角位置に弾性的にバイアスして、環状ハウジング部分28
に固定されている。図２には図示されていないが、実施
例の１つとしては、この固定は部材26とハウジング部分
28に設けられ、スプリングの各端部のそれに対応した形
と寸法を持った溝にトーションスプリングの両端を固定
することによって行われる。
【００１０】磁気アセンブリ32は、環状部材26の空洞の
中に保持され、アーム22の動きに応じてシャフト6 と共
に回転する。磁気アセンブリ32の上側表面は、ハウジン
グ10の部分を形造る熱可塑性平板部材34と滑動的に接触
している。平板部材34は、回転可能の磁気アセンブリ32
と、平板型の２つの磁極36及び38からなる固定磁気アセ
ンブリ35との間の磁気ギャップを決める厚さを持ってい
る。（図２には磁極36のみが図示されているが、図１及
び図３には両者が図示されている。）
中に保持され、アーム22の動きに応じてシャフト6 と共
に回転する。磁気アセンブリ32の上側表面は、ハウジン
グ10の部分を形造る熱可塑性平板部材34と滑動的に接触
している。平板部材34は、回転可能の磁気アセンブリ32
と、平板型の２つの磁極36及び38からなる固定磁気アセ
ンブリ35との間の磁気ギャップを決める厚さを持ってい
る。（図２には磁極36のみが図示されているが、図１及
び図３には両者が図示されている。）
【００１１】図２、３及び４によって更に明らかなよう
に、固定磁気アセンブリ35は、更に例えば低炭素鉄のよ
うな高透磁率で低保磁率の磁性材料からなり、磁極38の
一端に磁束誘導コンタクトに保持されている片持ちアー
ムを有する。アーム40の他端42は、ホールセンサー14が
その上に位置している磁極36の範囲を越えて延びてい
る。磁極36及び38は、プリント回路板12に相対的に固定
した位置に接着されている。
に、固定磁気アセンブリ35は、更に例えば低炭素鉄のよ
うな高透磁率で低保磁率の磁性材料からなり、磁極38の
一端に磁束誘導コンタクトに保持されている片持ちアー
ムを有する。アーム40の他端42は、ホールセンサー14が
その上に位置している磁極36の範囲を越えて延びてい
る。磁極36及び38は、プリント回路板12に相対的に固定
した位置に接着されている。
【００１２】図５は、２つの同寸法で、鏡像で、円板切
片の磁石44及び46からなる磁気アセンブリ32の構成部品
を示す。磁石44及び46は、例えばアルニコ８材料から作
ることができる。磁石44の周囲寸法に対応する周囲寸法
を持つ高透磁率の鉄板48は、磁石44の上側表面にエポキ
シなどによって接着される。同様に、磁石46の周囲寸法
に対応する周囲寸法を持ち、板材48と同一の第２の板材
50は、磁石46の上側表面に接着される。低炭素鋼板52
は、アセンブルされた磁気アセンブリ32の外部寸法を決
める外囲寸法を有する。磁石44、46は、同様に比較的高
透磁率を持つ板材52に接着される。板材48、50及び52
は、磁石の中ではかなり不均一であるにもかかわらず、
磁石44及び46から均一な分布の磁束を導くのに役立つ。
典型的な実施例では、磁極36及び38は、低炭素（例えば
0.04％）鉄材料で、それぞれ約0.20インチの厚さで、両
者で直径約0.750 インチの円を形成するようなものであ
る。板材48及び50は、0.18％炭素の冷間圧延鋼（1018鋼
と称される）で、約0.030 インチの厚さを有する。熱可
塑性平板部材34は、ポリタールアミドのような材料であ
り、約0.040 インチの厚さを有する。
片の磁石44及び46からなる磁気アセンブリ32の構成部品
を示す。磁石44及び46は、例えばアルニコ８材料から作
ることができる。磁石44の周囲寸法に対応する周囲寸法
を持つ高透磁率の鉄板48は、磁石44の上側表面にエポキ
シなどによって接着される。同様に、磁石46の周囲寸法
に対応する周囲寸法を持ち、板材48と同一の第２の板材
50は、磁石46の上側表面に接着される。低炭素鋼板52
は、アセンブルされた磁気アセンブリ32の外部寸法を決
める外囲寸法を有する。磁石44、46は、同様に比較的高
透磁率を持つ板材52に接着される。板材48、50及び52
は、磁石の中ではかなり不均一であるにもかかわらず、
磁石44及び46から均一な分布の磁束を導くのに役立つ。
典型的な実施例では、磁極36及び38は、低炭素（例えば
0.04％）鉄材料で、それぞれ約0.20インチの厚さで、両
者で直径約0.750 インチの円を形成するようなものであ
る。板材48及び50は、0.18％炭素の冷間圧延鋼（1018鋼
と称される）で、約0.030 インチの厚さを有する。熱可
塑性平板部材34は、ポリタールアミドのような材料であ
り、約0.040 インチの厚さを有する。
【００１３】図３に示すように、磁極36及び38は、半円
形であり、エアギャップ54によって隔てられている。下
層側の磁気アセンブリ32は、磁石44並びに46及びこれら
に対応し、約0.050 インチのエアギャップ56によって隔
てられた板材48並びに50を有する。ギャップ56は、下部
の板材52上の範囲58に重なっている。（図５）
形であり、エアギャップ54によって隔てられている。下
層側の磁気アセンブリ32は、磁石44並びに46及びこれら
に対応し、約0.050 インチのエアギャップ56によって隔
てられた板材48並びに50を有する。ギャップ56は、下部
の板材52上の範囲58に重なっている。（図５）
【００１４】図６Ａは、回転可能な磁気アセンブリ32に
対して相対的に固定した磁気アセンブリ35の配置を示す
図であって、それぞれを誇張して離間させて軸線8 に沿
って配置している。図６Ｂは、簡略化した平面図で、板
材48、50の表面範囲に面して重なっている板材36、38の
表面範囲を示す。非磁性板部材34（図４）で決められる
ギャップによつて互いに離間されている２つの磁気アセ
ンブリは、可変リラクタンス磁気回路を形成する。この
磁気回路は、その動作の理解を容易にするために以下に
詳細に記述される。等価磁気回路が図７に図式的に示さ
れている。この回路図において（そして本明細書をとお
して）、文字Ｒは線形リラクタンス（即ち、磁界強度に
よっては実質的に変化しないリラクタンス）を表し、文
字Ｚは非線形リラクタンス（即ち、磁界強度によって実
質的に変化するリラクタンス）を表すために用いられて
いる。
対して相対的に固定した磁気アセンブリ35の配置を示す
図であって、それぞれを誇張して離間させて軸線8 に沿
って配置している。図６Ｂは、簡略化した平面図で、板
材48、50の表面範囲に面して重なっている板材36、38の
表面範囲を示す。非磁性板部材34（図４）で決められる
ギャップによつて互いに離間されている２つの磁気アセ
ンブリは、可変リラクタンス磁気回路を形成する。この
磁気回路は、その動作の理解を容易にするために以下に
詳細に記述される。等価磁気回路が図７に図式的に示さ
れている。この回路図において（そして本明細書をとお
して）、文字Ｒは線形リラクタンス（即ち、磁界強度に
よっては実質的に変化しないリラクタンス）を表し、文
字Ｚは非線形リラクタンス（即ち、磁界強度によって実
質的に変化するリラクタンス）を表すために用いられて
いる。
【００１５】ここでの主リラクタンスは、磁気回路図の
右側にあるブリッジに含まれている。これらは、４つの
可変リラクタンスRN、RM、RL、RP、アーム端42と磁極36
との間（図４）に配置されたホール素子14のリラクタン
スRH、アーム自身のリラクタンスZA及びギャップリラク
タンスZg54を含む。この後者のリラクタンスは、一般的
には図６Ａでエアギャップ54に相当するものとして存在
し、磁極36から下層板材48、50を通して磁極38に至る磁
路のリラクタンスを表す。板材36及び38の面の端部は、
端部アーム40の下面にある平面部分を除いてテーパー状
になっており、効果的にギャップ幅を増加させ、それに
よってギャップからの磁束漏洩を減らしている。可変リ
ラクタンスRN、RM、RL、RPは、それぞれが面積Ｎ、Ｍ、
Ｌ、Ｐを有する範囲で対面している板材36、38と板材4
8、50との間の磁路のリラクタンスを表す。これらの範
囲の面積（及び従ってリラクタンスRN、RM、RL、RP）
は、磁気アセンブリ32が軸線8 の回りを回転するときは
板材48、50の角位置と共に変化する。
右側にあるブリッジに含まれている。これらは、４つの
可変リラクタンスRN、RM、RL、RP、アーム端42と磁極36
との間（図４）に配置されたホール素子14のリラクタン
スRH、アーム自身のリラクタンスZA及びギャップリラク
タンスZg54を含む。この後者のリラクタンスは、一般的
には図６Ａでエアギャップ54に相当するものとして存在
し、磁極36から下層板材48、50を通して磁極38に至る磁
路のリラクタンスを表す。板材36及び38の面の端部は、
端部アーム40の下面にある平面部分を除いてテーパー状
になっており、効果的にギャップ幅を増加させ、それに
よってギャップからの磁束漏洩を減らしている。可変リ
ラクタンスRN、RM、RL、RPは、それぞれが面積Ｎ、Ｍ、
Ｌ、Ｐを有する範囲で対面している板材36、38と板材4
8、50との間の磁路のリラクタンスを表す。これらの範
囲の面積（及び従ってリラクタンスRN、RM、RL、RP）
は、磁気アセンブリ32が軸線8 の回りを回転するときは
板材48、50の角位置と共に変化する。
【００１６】リラクタンスZPM1、ZPM2、ZLN1、ZLN2は、
板材36及び38に結合した非線形リラクタンスを表す。特
に、ZPM1及びZPM2は、板材36を通り板材50の範囲Ｐから
板材48の範囲Ｍへの磁路の結合リラクタンスを表す。同
様に、ZLN1及びZLN2は、板材38を通り板材50の範囲Ｌか
ら板材48の範囲Ｎへの磁路の結合リラクタンスを表す。
これらのリラクタンスは、RN、RM、RL、RP（それらは磁
気直列である）に比べて小さく、ホール素子を通る磁束
の大きさに対しては２次的な効果を有するに過ぎない。
板材36及び38に結合した非線形リラクタンスを表す。特
に、ZPM1及びZPM2は、板材36を通り板材50の範囲Ｐから
板材48の範囲Ｍへの磁路の結合リラクタンスを表す。同
様に、ZLN1及びZLN2は、板材38を通り板材50の範囲Ｌか
ら板材48の範囲Ｎへの磁路の結合リラクタンスを表す。
これらのリラクタンスは、RN、RM、RL、RP（それらは磁
気直列である）に比べて小さく、ホール素子を通る磁束
の大きさに対しては２次的な効果を有するに過ぎない。
【００１７】図７の左側部分には、磁石44、46によって
生成された磁界（例えば各2000ガウス）EM44、EM46、及
び磁石自身と隣接板材48、50並びに52との結合されたリ
ラクタンスが示されている。Z44 及び Z46は、磁石44並
びに46及び隣接板材48、50、52を貫通する磁路のリラク
タンスを表す。Rf44は、磁石44の周囲を通り板材48から
板材52の対応する範囲52A の端部に至るフリンジ磁束の
磁路のリラクタンスを表す。同様に、Rf46は、磁石46の
周囲を回り板材50から板材52の対応する範囲52B の端部
に至るフリンジ磁束の磁路のリラクタンスを表す。Z52
は、範囲52A と52B との間に位置する板材52の範囲を通
る磁路のリラクタンスを表す。Rg56は、板材48と50の間
のギャップ56を通る磁路のリラクタンスを表す。種々の
線形−非線形特性と位置検知装置の動作に対するこれら
の影響は、図５乃至８を用いて以下に説明する。一般的
に、種々のリラクタンスを通して通過する磁束量は、４
つのリラクタンスRN、RM、RL、RPの互いに等しい零位置
から磁気アセンブリ32が回転するにつれて、変化する。
零位置ではホール素子を通る磁束は存在しない。
生成された磁界（例えば各2000ガウス）EM44、EM46、及
び磁石自身と隣接板材48、50並びに52との結合されたリ
ラクタンスが示されている。Z44 及び Z46は、磁石44並
びに46及び隣接板材48、50、52を貫通する磁路のリラク
タンスを表す。Rf44は、磁石44の周囲を通り板材48から
板材52の対応する範囲52A の端部に至るフリンジ磁束の
磁路のリラクタンスを表す。同様に、Rf46は、磁石46の
周囲を回り板材50から板材52の対応する範囲52B の端部
に至るフリンジ磁束の磁路のリラクタンスを表す。Z52
は、範囲52A と52B との間に位置する板材52の範囲を通
る磁路のリラクタンスを表す。Rg56は、板材48と50の間
のギャップ56を通る磁路のリラクタンスを表す。種々の
線形−非線形特性と位置検知装置の動作に対するこれら
の影響は、図５乃至８を用いて以下に説明する。一般的
に、種々のリラクタンスを通して通過する磁束量は、４
つのリラクタンスRN、RM、RL、RPの互いに等しい零位置
から磁気アセンブリ32が回転するにつれて、変化する。
零位置ではホール素子を通る磁束は存在しない。
【００１８】リラクタンスZ44,Z46,Z52 及びZAの大きさ
は、磁気回路を通過する磁束量によって非線形に変化す
る。この非線形の変化は、それぞれ図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
及び８Ｄに、磁気アセンブリ32の零位置（θ＝０°）か
らの回転角を表すθとの関係を表す曲線で示されてい
る。図８Ａ、８Ｂ及び８Ｄから、リラクタンスZ44,Z46
及びZAはθに関して双曲線状に変化することが分かる。
図８Ｃでは、リラクタンスZ52 について２つの曲線（Ｉ
及びII）が示されている。曲線Ｉは、板材52が第１の厚
さを持つときのリラクタンスZ52 を表し、一方、曲線II
は、板材52がより厚い第２の厚さを持つときのリラクタ
ンスZ52 を表す。厚さが更に増した場合には、やがて、
板材52を通過する磁束の量に関係なくリラクタンスが一
定になる厚さに達する。図８Ｄには、リラクタンスZAに
ついても２つの曲線（Ｉ及びII）が示されている。曲線
Ｉは、アーム40が第１のより小さい断面積を持つときの
リラクタンスZAを表し、一方、曲線IIは、アームがより
大きい第２の断面積を持つときのリラクタンスZAを表
す。板材52については、アーム40の断面積が更に増した
場合には、やがて、アームを通過する磁束の量に関係な
くリラクタンスが一定になる面積に達する。
は、磁気回路を通過する磁束量によって非線形に変化す
る。この非線形の変化は、それぞれ図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
及び８Ｄに、磁気アセンブリ32の零位置（θ＝０°）か
らの回転角を表すθとの関係を表す曲線で示されてい
る。図８Ａ、８Ｂ及び８Ｄから、リラクタンスZ44,Z46
及びZAはθに関して双曲線状に変化することが分かる。
図８Ｃでは、リラクタンスZ52 について２つの曲線（Ｉ
及びII）が示されている。曲線Ｉは、板材52が第１の厚
さを持つときのリラクタンスZ52 を表し、一方、曲線II
は、板材52がより厚い第２の厚さを持つときのリラクタ
ンスZ52 を表す。厚さが更に増した場合には、やがて、
板材52を通過する磁束の量に関係なくリラクタンスが一
定になる厚さに達する。図８Ｄには、リラクタンスZAに
ついても２つの曲線（Ｉ及びII）が示されている。曲線
Ｉは、アーム40が第１のより小さい断面積を持つときの
リラクタンスZAを表し、一方、曲線IIは、アームがより
大きい第２の断面積を持つときのリラクタンスZAを表
す。板材52については、アーム40の断面積が更に増した
場合には、やがて、アームを通過する磁束の量に関係な
くリラクタンスが一定になる面積に達する。
【００１９】リラクタンスZ44,Z46 及びZAの曲線はよく
似ているが、リラクタンスZ52 の曲線はこれらと逆にな
っている。板材52の厚さとアーム40の断面積を調整し、
リラクタンス52を実質的に直列に磁気結合することによ
って、リラクタンス52の非線形性をリラクタンスZ44,Z4
6 及びZAのそれと実質的に相殺することが可能である。
板材36及び38間のギャップ54の幅を最大にすることによ
って、非線形性漏洩リラクタンスZg54を最小にすること
ができる。ギャップ幅を大きくすると、しかしながら、
この線形性は減少し、回転角θの関数として面積比Ｎ：
Ｌ及びＭ：Ｐの変化率は増加する。従って、ギャップ54
は小さく作られ（例えば0.040 インチ）、且つギャップ
54を形成している板材36、38の端部は、テーパーによっ
て互いに隔離し、ギャップを横切る磁束漏洩を最小にす
るようになっている。これは、板材36、38及び48、50が
対面する表面によって決まる面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐの比
に、明確な影響は及ぼさない。
似ているが、リラクタンスZ52 の曲線はこれらと逆にな
っている。板材52の厚さとアーム40の断面積を調整し、
リラクタンス52を実質的に直列に磁気結合することによ
って、リラクタンス52の非線形性をリラクタンスZ44,Z4
6 及びZAのそれと実質的に相殺することが可能である。
板材36及び38間のギャップ54の幅を最大にすることによ
って、非線形性漏洩リラクタンスZg54を最小にすること
ができる。ギャップ幅を大きくすると、しかしながら、
この線形性は減少し、回転角θの関数として面積比Ｎ：
Ｌ及びＭ：Ｐの変化率は増加する。従って、ギャップ54
は小さく作られ（例えば0.040 インチ）、且つギャップ
54を形成している板材36、38の端部は、テーパーによっ
て互いに隔離し、ギャップを横切る磁束漏洩を最小にす
るようになっている。これは、板材36、38及び48、50が
対面する表面によって決まる面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐの比
に、明確な影響は及ぼさない。
【００２０】リラクタンスRf44、Rf46及びRg56は、回路
の線形性に影響せず、もしそれらが主要の磁束をブリッ
ジのリアクタンスからシャントすれば、回路の感度に大
きく影響する筈である。しかしながら、全部で３つのこ
のリアクタンスは低透磁率のエアギャップを通り、そし
て全体としてブリッジから僅かな磁束をシャントするに
過ぎない。リラクタンスRN、RM、RL、RPの大きさは、各
面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐに反比例する。面積自身は、磁気ア
センブリ32の２つの半片の形状と回転位置によって定ま
る。この実施例においては、各磁石44、46及び各板材4
8、50は、位置検知装置が所定の角度範囲で動作するた
めのデザインの制作を容易にするため、ログスパイラル
形状を持っていることに注意すべきである。
の線形性に影響せず、もしそれらが主要の磁束をブリッ
ジのリアクタンスからシャントすれば、回路の感度に大
きく影響する筈である。しかしながら、全部で３つのこ
のリアクタンスは低透磁率のエアギャップを通り、そし
て全体としてブリッジから僅かな磁束をシャントするに
過ぎない。リラクタンスRN、RM、RL、RPの大きさは、各
面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐに反比例する。面積自身は、磁気ア
センブリ32の２つの半片の形状と回転位置によって定ま
る。この実施例においては、各磁石44、46及び各板材4
8、50は、位置検知装置が所定の角度範囲で動作するた
めのデザインの制作を容易にするため、ログスパイラル
形状を持っていることに注意すべきである。
【００２１】ログスパイラル形状は、次式：
【数１】 で決められる。図９は、この式について、角度 180°に
わたり磁気アセンブリ32の２つの半片の各々の形状に対
応してプロットしたものである。 180°の扇形の非対称
の度合いは、γの値に依存する。特別の興味は、γ＝１
の値であり、このときログスパイラル形状は半径Ａの半
円になり、その形状を２つの等しい面積に分割する線が
角度φ＝90°に位置する。このような半円形状は、零位
置が位置検知装置の動作の角度範囲のセンターで生ずる
ように設計するために有用である。しかしながら、零位
置がセンターを外れた方が望ましい場合には、次式をγ
について解けば妥当な 180°ログスパイラル形状を定め
ることができる。
わたり磁気アセンブリ32の２つの半片の各々の形状に対
応してプロットしたものである。 180°の扇形の非対称
の度合いは、γの値に依存する。特別の興味は、γ＝１
の値であり、このときログスパイラル形状は半径Ａの半
円になり、その形状を２つの等しい面積に分割する線が
角度φ＝90°に位置する。このような半円形状は、零位
置が位置検知装置の動作の角度範囲のセンターで生ずる
ように設計するために有用である。しかしながら、零位
置がセンターを外れた方が望ましい場合には、次式をγ
について解けば妥当な 180°ログスパイラル形状を定め
ることができる。
【数２】 上記の式は、ログスパイラル形状を２つの等しい面積に
分割する角度φを表している。
分割する角度φを表している。
【００２２】図１０の曲線は、回転可能の磁気アセンブ
リ32の角位置θによつてホール素子の出力電圧Ｅが変化
する様子を、γの値を変えて示したものである。γ＝１
（即ち円形ログスパイラル形状）については、零位置
（Ｅ＝０）はθ＝０°で生じ、出力電圧の直線範囲は磁
気アセンブリ32の回転の両方向に等角度に延びる。γの
値が１より大きい場合については、零位置は負の角度で
起き、出力電圧の直線範囲は負方向の回転より正方向の
回転の方が大きい範囲にわたって延びる。γの値が１よ
り小さい場合については、零位置は正の角度で起き、出
力電圧の直線範囲は正方向の回転より負方向の回転の方
が大きい範囲にわたって延びる。
リ32の角位置θによつてホール素子の出力電圧Ｅが変化
する様子を、γの値を変えて示したものである。γ＝１
（即ち円形ログスパイラル形状）については、零位置
（Ｅ＝０）はθ＝０°で生じ、出力電圧の直線範囲は磁
気アセンブリ32の回転の両方向に等角度に延びる。γの
値が１より大きい場合については、零位置は負の角度で
起き、出力電圧の直線範囲は負方向の回転より正方向の
回転の方が大きい範囲にわたって延びる。γの値が１よ
り小さい場合については、零位置は正の角度で起き、出
力電圧の直線範囲は正方向の回転より負方向の回転の方
が大きい範囲にわたって延びる。
【００２３】前記実施例のテストバージョンにおいて
は、γ＝１のログスパイラル形状部品を持つ磁気アセン
ブリ32を有し、ホール素子としてはWashingtonのCamos
にあるSharp Electronics Corporation 製のLT135A型を
用い、このホール素子は、回転角度がθ＝−70°からθ
＝＋70°までの範囲で、−0.28ボルトから＋0.28ボルト
の範囲で変化する線形性出力を生じた。零位置は、θ＝
０°で生じた。このテストバージョンにおいては、ホー
ル素子の出力は、ケーブル19を通してコンピュータ20に
伝送する前に利得14.3で増幅した。
は、γ＝１のログスパイラル形状部品を持つ磁気アセン
ブリ32を有し、ホール素子としてはWashingtonのCamos
にあるSharp Electronics Corporation 製のLT135A型を
用い、このホール素子は、回転角度がθ＝−70°からθ
＝＋70°までの範囲で、−0.28ボルトから＋0.28ボルト
の範囲で変化する線形性出力を生じた。零位置は、θ＝
０°で生じた。このテストバージョンにおいては、ホー
ル素子の出力は、ケーブル19を通してコンピュータ20に
伝送する前に利得14.3で増幅した。
【００２４】図１１は、図２の位置検知装置に利用でき
る磁気アセンブリ構造の第２の実施例を示しており、２
つのアセンブリ32及び35を変えたものである。図１１の
部分には図６の対応する部分に付した数字より100 だけ
大きい数字を付した。磁気アセンブリ132 及び135 は、
ログスパイラル形状部品（この場合は円形）を有し、図
７に示した回路図によって表される磁気回路を形成し、
磁気アセンブリ32及び35と同様の動作特性を持つ。しか
しながら、図１１Ａの断面図によく示されているよう
に、各磁気アセンブリ132 及び135 は楔形を持つ。この
形は、回転可能磁気アセンブリ132 のための磁石144 、
146 及び静止磁気アセンブリ135のための磁極板材136
、138 によって決められる。
る磁気アセンブリ構造の第２の実施例を示しており、２
つのアセンブリ32及び35を変えたものである。図１１の
部分には図６の対応する部分に付した数字より100 だけ
大きい数字を付した。磁気アセンブリ132 及び135 は、
ログスパイラル形状部品（この場合は円形）を有し、図
７に示した回路図によって表される磁気回路を形成し、
磁気アセンブリ32及び35と同様の動作特性を持つ。しか
しながら、図１１Ａの断面図によく示されているよう
に、各磁気アセンブリ132 及び135 は楔形を持つ。この
形は、回転可能磁気アセンブリ132 のための磁石144 、
146 及び静止磁気アセンブリ135のための磁極板材136
、138 によって決められる。
【００２５】図１１Ａ、Ｂ、Ｃの３つの図に示されてい
る回転位置においては、板材136,138 は板材148,150 に
対して直角（即ちθ＝０°）に配向し、２対の板材によ
って定められる対向平面は、軸線距離ｈ（軸線８に平行
測定）で均一に隔離している。軸線距離ｄは、図２及び
４に示された熱可塑性板材34の厚さを表す。回転可能の
磁気部材132 は、板材138 と150 との対向平面の間の平
均距離が一方向（例えば減少）に変化するか、或いは、
板材136 と148 との対向平面の間の平均距離が他方向
（例えば増加）に変化するか、いずれかの方向に回転さ
れる。これらの距離の変化は、面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐの変
化より顕著に、リラクタンスRN、RM、RL、RPのθによる
変化に影響すると考えられる。これは、リラクタンスが
それぞれの面積の変化と反比例して変化し、距離ｈの二
乗に比例して変化するからである。
る回転位置においては、板材136,138 は板材148,150 に
対して直角（即ちθ＝０°）に配向し、２対の板材によ
って定められる対向平面は、軸線距離ｈ（軸線８に平行
測定）で均一に隔離している。軸線距離ｄは、図２及び
４に示された熱可塑性板材34の厚さを表す。回転可能の
磁気部材132 は、板材138 と150 との対向平面の間の平
均距離が一方向（例えば減少）に変化するか、或いは、
板材136 と148 との対向平面の間の平均距離が他方向
（例えば増加）に変化するか、いずれかの方向に回転さ
れる。これらの距離の変化は、面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐの変
化より顕著に、リラクタンスRN、RM、RL、RPのθによる
変化に影響すると考えられる。これは、リラクタンスが
それぞれの面積の変化と反比例して変化し、距離ｈの二
乗に比例して変化するからである。
【００２６】図１２の曲線は、磁気アセンブリ132 の回
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、θ＝０°で出力零になり、
図６の実施例と殆ど等しい角度範囲にわたって正弦曲線
である。
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、θ＝０°で出力零になり、
図６の実施例と殆ど等しい角度範囲にわたって正弦曲線
である。
【００２７】図１３は、磁気アセンブリの第３の実施例
を示し、図２のような位置検知装置に利用できるもので
ある。図１３では、図６の部分に対応した部分について
は200 を加えた数字で示している。磁気アセンブリ232
及び235 は、円形ログスパイラル形状部材からなり、図
７の回路図で示された磁気回路を形成し、磁気アセンブ
リ32及び35と類似の動作特性を持つ。しかしながら、図
１３Ｂは、磁気アセンブリの相対位置θ＝０°の最良の
例であるが、面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐは全体を合わせても２
つのアセンブリの 360°全面積の比較的小さな部分を占
めるに過ぎず、磁気部材232 の比較的小さな回転角度に
重なって存在するに過ぎない。
を示し、図２のような位置検知装置に利用できるもので
ある。図１３では、図６の部分に対応した部分について
は200 を加えた数字で示している。磁気アセンブリ232
及び235 は、円形ログスパイラル形状部材からなり、図
７の回路図で示された磁気回路を形成し、磁気アセンブ
リ32及び35と類似の動作特性を持つ。しかしながら、図
１３Ｂは、磁気アセンブリの相対位置θ＝０°の最良の
例であるが、面積Ｎ、Ｍ、Ｌ、Ｐは全体を合わせても２
つのアセンブリの 360°全面積の比較的小さな部分を占
めるに過ぎず、磁気部材232 の比較的小さな回転角度に
重なって存在するに過ぎない。
【００２８】図１４の曲線は、磁気アセンブリ232 の回
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、θ＝０°で出力零になり、
小さい回転角度範囲に限って延びる大きな傾斜の直線部
分を持つ。この構造は、小さい範囲の動きを最大の感度
で検知する必要がある場合に有効である。
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、θ＝０°で出力零になり、
小さい回転角度範囲に限って延びる大きな傾斜の直線部
分を持つ。この構造は、小さい範囲の動きを最大の感度
で検知する必要がある場合に有効である。
【００２９】図１５は、磁気アセンブリの第４の実施例
を示し、図２のような位置検知装置に利用できるもので
ある。図１５では、図６の部分に対応した部分について
は300 を加えた数字で示している。磁気アセンブリ335
は、円形ログスパイラル形状部材336 及び338 からな
り、それぞれが、これらの部材の間のギャップを埋める
ホール素子14の両端部を挟持するスロットを有する。磁
気アセンブリ332 は、各円形部分344 及び346 から軸方
向に延びるタブ344A及び346Aを持ち、永久磁化された部
材の集合からなる。これらのタブは、部材336 及び338
の対応する面積に対面する部分344 及び346 のそれぞれ
の表面積に加わる。このタブは、ギャップ354 及び356
が互いに直交即ちθ＝０°である回転位置に関する零位
置の角度オフセットに影響する。
を示し、図２のような位置検知装置に利用できるもので
ある。図１５では、図６の部分に対応した部分について
は300 を加えた数字で示している。磁気アセンブリ335
は、円形ログスパイラル形状部材336 及び338 からな
り、それぞれが、これらの部材の間のギャップを埋める
ホール素子14の両端部を挟持するスロットを有する。磁
気アセンブリ332 は、各円形部分344 及び346 から軸方
向に延びるタブ344A及び346Aを持ち、永久磁化された部
材の集合からなる。これらのタブは、部材336 及び338
の対応する面積に対面する部分344 及び346 のそれぞれ
の表面積に加わる。このタブは、ギャップ354 及び356
が互いに直交即ちθ＝０°である回転位置に関する零位
置の角度オフセットに影響する。
【００３０】図１６は、図１５の磁気アセンブリによっ
て形成される磁気回路のブリッジ部分を示す図である。
タブと部材336 及び338 の対応対面範囲との間のギャッ
プのリラクタンスを表すRT1 及びRT2 を含めて全てのリ
ラクタンスが線形である。リラクタンスRgは、部材336
及び338 間のギャップ354 のリラクタンスを表す。
て形成される磁気回路のブリッジ部分を示す図である。
タブと部材336 及び338 の対応対面範囲との間のギャッ
プのリラクタンスを表すRT1 及びRT2 を含めて全てのリ
ラクタンスが線形である。リラクタンスRgは、部材336
及び338 間のギャップ354 のリラクタンスを表す。
【００３１】図１７の実線は、磁気アセンブリ332 の回
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、タブ344A,346A の角位置に
よってθ＝０°からオフセットした位置で出力零にな
る。点線は、タブが除かれるか、又はタブがそれぞれの
部材344,346 の表面中央部分にあると仮定した場合のホ
ール素子の出力を示す。両曲線とも正弦曲線である。
転位置θによる一般的なホール素子の出力電圧Ｅの変化
を示している。その曲線は、タブ344A,346A の角位置に
よってθ＝０°からオフセットした位置で出力零にな
る。点線は、タブが除かれるか、又はタブがそれぞれの
部材344,346 の表面中央部分にあると仮定した場合のホ
ール素子の出力を示す。両曲線とも正弦曲線である。
【図１】図１は、本発明による位置検知装置の一実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図２】図２は、図１の装置のII−II線に沿った部分断
面図である。
面図である。
【図３】図３は、図１の装置の拡大部分平面図である。
【図４】図４は、図３の装置のIV−IV線に沿った部分断
面図である。
面図である。
【図５】図５は、図１の位置検知装置の回転可能の磁気
アセンブリ部分の分解斜視図である。
アセンブリ部分の分解斜視図である。
【図６】図６Ａは、図１の位置検知装置の回転可能の磁
気アセンブリ部分と固定された磁気アセンブリ部分の分
解斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示された部品をア
センブルして造られた磁気アセンブリ組立体の簡略化し
た平面図である。
気アセンブリ部分と固定された磁気アセンブリ部分の分
解斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示された部品をア
センブルして造られた磁気アセンブリ組立体の簡略化し
た平面図である。
【図７】図７は、磁気アセンブリ組立体によって形成さ
れる磁気回路の説明図である。
れる磁気回路の説明図である。
【図８】図８Ａ乃至８Ｄは、図７の磁気回路におけるリ
ラクタンスの非線形を表す図である。
ラクタンスの非線形を表す図である。
【図９】図９は、本発明の種々の実施例に用いられる磁
気アセンブリの形を説明するために有用な幾何学形状の
グラフである。
気アセンブリの形を説明するために有用な幾何学形状の
グラフである。
【図１０】図１０は、図６Ａの磁気アセンブリにおける
種々の応答曲線を示す図である。
種々の応答曲線を示す図である。
【図１１】図１１Ａ乃至１１Ｃは、本発明による位置検
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第２の実施
例を示す図である。
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第２の実施
例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１の磁気アセンブリ組立体に
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
【図１３】図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明による位置検
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第３の実施
例を示す図である。
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第３の実施
例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の磁気アセンブリ組立体に
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
【図１５】図１５Ａ乃至１５Ｃは、本発明による位置検
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第４の実施
例を示す図である。
知装置に利用可能な磁気アセンブリ組立体の第４の実施
例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５の磁気アセンブリ組立体に
よって形成される磁気回路の説明図である。
よって形成される磁気回路の説明図である。
【図１７】図１７は、図１５の磁気アセンブリ組立体に
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
ついての典型的な応答曲線を示す図である。
６ シャフト ８ 軸線 １０ ハウジング １２ 印刷回路ボード １４ ホール素子 １６ リード線 １８ 電気コネクタ ２０ コンピュータ ２２ アーム ２６ 熱可塑性樹脂環状部材 ２７ 円筒形スリーブベアリング ２８ 固定環状部分 ３０ トーションスプリング ３２、３５、１３２、１３５、２３２、２３５、３３
２、３３５ 磁気アセンブリ ３４ 熱可塑性樹脂平板部材 ３６、３８、１３６、１３８、２３６、２３８、３３
６、３３８ 磁極 ４０ アーム ４４、４６、１４４、１４６、２４４、２４６、３４
４、３４６ 磁石 ４８、５０、５２、１４８、１５０、２４８、２５０
板材 ５４、５６ エアギャップ ＲＮ、ＲＭ、ＲＬ、ＲＰ 可変リラクタンス ＲＨ、Ｒｆ４４、Ｒｆ４６、ＲＴ１、ＲＴ２ 線形リラ
クタンス ＺＡ、ＺＰＮ１、ＺＰＭ２、ＺＬＮ１、ＺＬＮ２、Ｚ４
４、Ｚ４６、Ｚ５２非線形リラクタンス Ｚｇ、Ｒｇ ギャップリラクタンス Ｍ、Ｎ、Ｌ、Ｐ 重なり部分
２、３３５ 磁気アセンブリ ３４ 熱可塑性樹脂平板部材 ３６、３８、１３６、１３８、２３６、２３８、３３
６、３３８ 磁極 ４０ アーム ４４、４６、１４４、１４６、２４４、２４６、３４
４、３４６ 磁石 ４８、５０、５２、１４８、１５０、２４８、２５０
板材 ５４、５６ エアギャップ ＲＮ、ＲＭ、ＲＬ、ＲＰ 可変リラクタンス ＲＨ、Ｒｆ４４、Ｒｆ４６、ＲＴ１、ＲＴ２ 線形リラ
クタンス ＺＡ、ＺＰＮ１、ＺＰＭ２、ＺＬＮ１、ＺＬＮ２、Ｚ４
４、Ｚ４６、Ｚ５２非線形リラクタンス Ｚｇ、Ｒｇ ギャップリラクタンス Ｍ、Ｎ、Ｌ、Ｐ 重なり部分
Claims (8)
- 【請求項１】 磁界を生成するための磁界生成手段、該
磁界生成手段に磁気的に結合され且つ少なくともその一
部が１つの軸線について回転可能であるようにマウント
されている磁界誘導アセンブリ、及び該磁界誘導アセン
ブリによって決められるギャップに生成される磁界を検
知するための検知手段を有する位置検知装置において、 所定の形状を持ち且つ第１のギャップによって隔てら
れ、軸線を横切って広がるそれぞれの表面を持ち、透磁
性材料よりなる第１及び第２の部材を含む第１磁界誘導
手段と、 所定の形状を持ち且つ第２のギャップによって相互に隔
てられ、軸線を横切って広がるそれぞれの表面を持ち、
該表面は第１磁界誘導手段の表面に対面し且つ第３のギ
ャップによって第１磁界誘導手段の表面から隔てられて
おり、透磁性材料よりなる第３及び第４の部材を含む第
２磁界誘導手段と、 第４のギャップを通して第１及び第２の部材を磁気的に
結合するための第３磁界誘導手段と、 第３及び第４の部材を直接磁気的に結合するための第４
磁界誘導手段と、 磁界が、実質的に軸線に平行方向に第１及び第２の磁界
誘導手段を通過する磁力線を持つように配置された磁界
生成手段と、 少なくとも１つの磁界誘導手段が、軸線について他の部
分と相対的に回転可能であるようにマウントされている
第１及び第２の磁界誘導手段と、 第４のギャップに配置され、他の部分に対する第１磁界
誘導手段の相対的な角位置を表すギャップ中の磁界の強
さを検知するための検知手段とを含むことを特徴とする
位置検知装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の位置検知装置におい
て、該検知手段がホールセンサーを含むことを特徴とす
る位置検知装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の位置検知装置におい
て、該磁界生成手段が少なくとも１つの永久磁石を含む
ことを特徴とする位置検知装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の位置検知装置におい
て、該磁界生成手段が第１及び第２の磁界誘導手段の１
つに付設した永久磁石を含むことを特徴とする位置検知
装置。 - 【請求項５】 請求項３に記載の位置検知装置におい
て、該磁界生成手段が第１及び第２の磁界誘導手段の１
つの永久磁化部分を含むことを特徴とする位置検知装
置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の位置検知装置におい
て、第１、第２、第３及び第４の部材の対面する表面が
それぞれログスパイラル形状であることを特徴とする位
置検知装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の位置検知装置におい
て、第１及び第２のギャップの各々がそれぞれの表面の
間隔を一定に定めることを特徴とする位置検知装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の位置検知装置におい
て、第３のギャップが該角位置によって変化するそれぞ
れの表面の間隔を定めることを特徴とする位置検知装
置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/906973 | 1992-06-30 | ||
| US07/906,973 US5300883A (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Position sensor with variably coupled magnetic field conducting means |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666508A true JPH0666508A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3361567B2 JP3361567B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=25423325
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15716493A Expired - Lifetime JP3361567B2 (ja) | 1992-06-30 | 1993-06-28 | 位置検知装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3361567B2 (ja) |
| DE (1) | DE69310820T2 (ja) |
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1993
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- 1993-06-22 DE DE69310820T patent/DE69310820T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-28 JP JP15716493A patent/JP3361567B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP3361567B2 (ja) | 2003-01-07 |
| US5300883A (en) | 1994-04-05 |
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