JPH07119619B2 - 角度センサ - Google Patents
角度センサInfo
- Publication number
- JPH07119619B2 JPH07119619B2 JP2104659A JP10465990A JPH07119619B2 JP H07119619 B2 JPH07119619 B2 JP H07119619B2 JP 2104659 A JP2104659 A JP 2104659A JP 10465990 A JP10465990 A JP 10465990A JP H07119619 B2 JPH07119619 B2 JP H07119619B2
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- JP
- Japan
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- shaft
- permanent magnet
- magnetoresistive element
- detected
- angle sensor
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、磁気抵抗素子（MR素子）を用いて被検出軸
の回転角度を検出する角度センサに関するものである。
の回転角度を検出する角度センサに関するものである。
「従来の技術」 従来、磁気抵抗素子を用いた角度センサは、第４図に示
すように構成されていた。この図において、１は図示せ
ぬベアリングによって、図に示す軸芯Ｏを中心に矢印Ｍ
方向に回転自在に支持されたシャフトであり、このシャ
フト１の一端部には、円板状の永久磁石２が固着されて
いる。この場合、永久磁石２は、その円周上の一端がＮ
極となり、他端がＳ極となるように配置されている。３
は永久磁石２と一定の空隙を隔てて対向配置された磁気
抵抗素子であり、軸芯Ｏ上に配置され、図示せぬケーシ
ングに固定されている。磁気抵抗素子３は、磁界の強さ
に応じて固有抵抗が変化する現象（磁気抵抗効果）を有
する素子材料によって構成され、この場合、素子材料と
しては、Insb（インジウム・アンチモン）などの半導
体、もしくはNi−Fe（ニッケル・鉄）やNi−Co（ニッケ
ル・コバルト）などの強磁性材料が用いられる。
すように構成されていた。この図において、１は図示せ
ぬベアリングによって、図に示す軸芯Ｏを中心に矢印Ｍ
方向に回転自在に支持されたシャフトであり、このシャ
フト１の一端部には、円板状の永久磁石２が固着されて
いる。この場合、永久磁石２は、その円周上の一端がＮ
極となり、他端がＳ極となるように配置されている。３
は永久磁石２と一定の空隙を隔てて対向配置された磁気
抵抗素子であり、軸芯Ｏ上に配置され、図示せぬケーシ
ングに固定されている。磁気抵抗素子３は、磁界の強さ
に応じて固有抵抗が変化する現象（磁気抵抗効果）を有
する素子材料によって構成され、この場合、素子材料と
しては、Insb（インジウム・アンチモン）などの半導
体、もしくはNi−Fe（ニッケル・鉄）やNi−Co（ニッケ
ル・コバルト）などの強磁性材料が用いられる。
このような構成において、永久磁石２が矢印Ｍ方向に回
転すると、その回転角度に応じて、磁気抵抗素子３に作
用する磁界の強さが変化し、これにより磁気抵抗素子３
の抵抗が変化する。この抵磁気抵抗素子３の抵抗変化を
電圧変化として検出することにより、第４に示すよう
に、シャフト１の回転角度に応じた出力電圧が得られ
る。この場合、磁気抵抗素子３の出力電圧は、シャフト
１が一方向に90度回転する毎に、直線的に増加と現象を
交互に繰り返す。そして、この出力電圧波形の直線部分
が、回転角度に比例した部分として利用される。
転すると、その回転角度に応じて、磁気抵抗素子３に作
用する磁界の強さが変化し、これにより磁気抵抗素子３
の抵抗が変化する。この抵磁気抵抗素子３の抵抗変化を
電圧変化として検出することにより、第４に示すよう
に、シャフト１の回転角度に応じた出力電圧が得られ
る。この場合、磁気抵抗素子３の出力電圧は、シャフト
１が一方向に90度回転する毎に、直線的に増加と現象を
交互に繰り返す。そして、この出力電圧波形の直線部分
が、回転角度に比例した部分として利用される。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の角度センサにおいては、出力
電圧の直線性を有する範囲が90度未満であるため、シャ
フト１の回転角度を有効に判別することができる範囲が
90度未満に限られてしまうという問題があった。また、
円板状の永久磁石２を用いているため、高価な永久磁石
材料を多量に必要とし、これが製造コストを高める一要
因となっていた。
電圧の直線性を有する範囲が90度未満であるため、シャ
フト１の回転角度を有効に判別することができる範囲が
90度未満に限られてしまうという問題があった。また、
円板状の永久磁石２を用いているため、高価な永久磁石
材料を多量に必要とし、これが製造コストを高める一要
因となっていた。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、回転
角度を90度以上に亙って有効に判別することができると
共に、製造コストの低減を図った角度センサを提供する
ことを目的としている。
角度を90度以上に亙って有効に判別することができると
共に、製造コストの低減を図った角度センサを提供する
ことを目的としている。
「課題を解決するための手段」 この発明は、被検出軸に保持部材を介して取り付けられ
た永久磁石の磁界を、前記保持部材と一定の空隙を隔て
て対向配置された磁気抵抗素子によって検出することに
より、前記被検出軸の回転角度を検出する角度センサで
あって、前記永久磁石および前記磁気抵抗素子を前記被
検出軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置したことを特
徴としている。
た永久磁石の磁界を、前記保持部材と一定の空隙を隔て
て対向配置された磁気抵抗素子によって検出することに
より、前記被検出軸の回転角度を検出する角度センサで
あって、前記永久磁石および前記磁気抵抗素子を前記被
検出軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置したことを特
徴としている。
「作用」 上記の構成によれば、永久磁石と磁気抵抗素子が被検出
軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置されているので、
被検出軸が１回転する毎に、永久磁石が１回だけ磁気抵
抗阻止に接近して離間し、これにより、被検出軸が180
度回転する毎に、磁気抵抗素子の抵抗に応じて変化する
出力電圧が直線的に増加と減少を交互に繰り返す。
軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置されているので、
被検出軸が１回転する毎に、永久磁石が１回だけ磁気抵
抗阻止に接近して離間し、これにより、被検出軸が180
度回転する毎に、磁気抵抗素子の抵抗に応じて変化する
出力電圧が直線的に増加と減少を交互に繰り返す。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す斜視図であ
る。この図において、10は非磁性金属によって構成され
た円板状の保持部材であり、図示せぬベアリングによっ
て図に示す矢印Ｍ方向へ回転自在に支持されたシャフト
１の端部に固着されている。この保持部材10には、その
円周上の一部から軸芯Ｏの方向へ延びる切欠10aが形成
されており、この切欠部10a内に永久磁石11が嵌入され
ている。これにより、永久磁石11は軸芯Ｏに対して、そ
の半径方向へ偏心して配置されている。また、永久磁石
11は、軸芯Ｏに沿う一端側がＮ極、その他端側がＳ極と
なるように配置されている。一方、13は保持部材10と一
定の空隙を隔てて対向配置され、かつ、軸芯Ｏから半径
方向へ偏心して配置された磁気抵抗素子である。
る。この図において、10は非磁性金属によって構成され
た円板状の保持部材であり、図示せぬベアリングによっ
て図に示す矢印Ｍ方向へ回転自在に支持されたシャフト
１の端部に固着されている。この保持部材10には、その
円周上の一部から軸芯Ｏの方向へ延びる切欠10aが形成
されており、この切欠部10a内に永久磁石11が嵌入され
ている。これにより、永久磁石11は軸芯Ｏに対して、そ
の半径方向へ偏心して配置されている。また、永久磁石
11は、軸芯Ｏに沿う一端側がＮ極、その他端側がＳ極と
なるように配置されている。一方、13は保持部材10と一
定の空隙を隔てて対向配置され、かつ、軸芯Ｏから半径
方向へ偏心して配置された磁気抵抗素子である。
このような構成において、シャフト１が回転すると、こ
のシャフト１が１回転する毎に、永久磁石11が１回だけ
磁気抵抗素子13に接近して離間する。これにより、第３
図に示すように、シャフト１が180度回転する毎に、磁
気抵抗素子13の抵抗に応じて変化する出力電圧が直線的
に増加と減少を交互に繰り返し、この結果、出力電圧の
直線性の有する範囲が90度以上となり、回転角度を有効
に判別することができる範囲が90度以上となる。
のシャフト１が１回転する毎に、永久磁石11が１回だけ
磁気抵抗素子13に接近して離間する。これにより、第３
図に示すように、シャフト１が180度回転する毎に、磁
気抵抗素子13の抵抗に応じて変化する出力電圧が直線的
に増加と減少を交互に繰り返し、この結果、出力電圧の
直線性の有する範囲が90度以上となり、回転角度を有効
に判別することができる範囲が90度以上となる。
次に、第２図はこの発明の他の実施例の構成を示す図で
ある。この実施例においては、軸芯Ｏに対して半径方向
へ偏心して配置されている永久磁石11が、その半径方向
に沿って内側がＮ極、外側がＳ極となるように配置され
ている。このような構成においても、前述した一実施例
と同様に、シャフト１が180度回転する毎に、出力電圧
が直線的に増加と減少を交互に繰り返し（第３図参
照）、これにより、回転角度を有効に判別することがで
きる範囲が90度以上となる。
ある。この実施例においては、軸芯Ｏに対して半径方向
へ偏心して配置されている永久磁石11が、その半径方向
に沿って内側がＮ極、外側がＳ極となるように配置され
ている。このような構成においても、前述した一実施例
と同様に、シャフト１が180度回転する毎に、出力電圧
が直線的に増加と減少を交互に繰り返し（第３図参
照）、これにより、回転角度を有効に判別することがで
きる範囲が90度以上となる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、永久磁石と磁
気抵抗素子が被検出軸の半径方向全周に亘ってではな
く、被検出軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置されて
いるので、被検出軸が１回転する毎に、永久磁石が１回
だけ磁気抵抗素子に対して接近して離間し、これによ
り、被検出軸が180度回転する毎に、磁気抵抗素子の抵
抗に応じて変化する出力電圧が、直線的に増加と減少を
交互に繰り返し、この結果、出力電圧の直線性を有する
範囲が90度以上となり、回転角度を有効に判別すること
ができる範囲が90度以上となる。さらに、被検出軸に保
持部材を介して取り付けられた永久磁石としては、従来
と比べて小さなもので済み、製造コストを低減すること
ができるという効果も得られる。
気抵抗素子が被検出軸の半径方向全周に亘ってではな
く、被検出軸の軸芯の特定の半径方向にのみ配置されて
いるので、被検出軸が１回転する毎に、永久磁石が１回
だけ磁気抵抗素子に対して接近して離間し、これによ
り、被検出軸が180度回転する毎に、磁気抵抗素子の抵
抗に応じて変化する出力電圧が、直線的に増加と減少を
交互に繰り返し、この結果、出力電圧の直線性を有する
範囲が90度以上となり、回転角度を有効に判別すること
ができる範囲が90度以上となる。さらに、被検出軸に保
持部材を介して取り付けられた永久磁石としては、従来
と比べて小さなもので済み、製造コストを低減すること
ができるという効果も得られる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す斜視図、第２
図はこの発明の他の実施例の構成を示す斜視図、第３図
はこの発明の各実施例における回転角度と出力電圧の関
係を示すグラフ、第４図は従来の角度センサの構成を示
す斜視図、第５図は同角度センサの回転角度と出力電圧
の関係を示すグラフである。 １……シャフト、10……保持部材、 11……永久磁石、13……磁気抵抗素子。
図はこの発明の他の実施例の構成を示す斜視図、第３図
はこの発明の各実施例における回転角度と出力電圧の関
係を示すグラフ、第４図は従来の角度センサの構成を示
す斜視図、第５図は同角度センサの回転角度と出力電圧
の関係を示すグラフである。 １……シャフト、10……保持部材、 11……永久磁石、13……磁気抵抗素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−24110（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−124770（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−980（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−16432（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−14941（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】被検出軸に保持部材を介して取り付けられ
た永久磁石の磁界を、前記保持部材と一定の空隙を隔て
て対向配置された磁気抵抗素子によって検出することに
より、前記被検出軸の回転角度を検出する角度センサで
あって、 前記永久磁石および前記磁気抵抗素子を前記被検出軸の
軸芯の特定の半径方向にのみ配置したことを特徴とする
角度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104659A JPH07119619B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 角度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104659A JPH07119619B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 角度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042914A JPH042914A (ja) | 1992-01-07 |
| JPH07119619B2 true JPH07119619B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=14386593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104659A Expired - Fee Related JPH07119619B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 角度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2284553A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-16 | TDK Corporation | Magneto-resistance effect element and sensor |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19757008A1 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-24 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung von Winkeländerungen |
| WO2000063650A1 (de) * | 1999-04-21 | 2000-10-26 | Robert Bosch Gmbh | Messvorrichtung zur berührungslosen erfassung eines drehwinkels |
| JP2001304805A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-10-31 | Tokai Rika Co Ltd | 回転角度検出装置 |
| JP4178006B2 (ja) * | 2002-07-25 | 2008-11-12 | 朝日電装株式会社 | 角度センサ |
| DE102008028618B3 (de) * | 2008-06-18 | 2009-11-12 | Ecs Engineered Control Systems Ag | Elektromechanische Gebereinrichtung |
| JP5479695B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2014-04-23 | 株式会社東海理化電機製作所 | 回転検出装置 |
| JP2011052985A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Nsk Ltd | 回転角検出装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49980U (ja) * | 1972-04-06 | 1974-01-07 | ||
| JPS5516432U (ja) * | 1978-07-19 | 1980-02-01 | ||
| JPS6224110A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 非接触全周形ポテンシヨメ−タ |
| JPH01124770A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Kanbayashi Seisakusho:Kk | 回転検出方法及び回転検出装置 |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2104659A patent/JPH07119619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2284553A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-16 | TDK Corporation | Magneto-resistance effect element and sensor |
| US8786280B2 (en) | 2009-07-31 | 2014-07-22 | Tdk Corporation | Magneto-resistance effect element and sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH042914A (ja) | 1992-01-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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