JPH11142183A - 回転角度検出センサ - Google Patents
回転角度検出センサInfo
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- JPH11142183A JPH11142183A JP30602297A JP30602297A JPH11142183A JP H11142183 A JPH11142183 A JP H11142183A JP 30602297 A JP30602297 A JP 30602297A JP 30602297 A JP30602297 A JP 30602297A JP H11142183 A JPH11142183 A JP H11142183A
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- magnet
- permanent magnet
- magnetoresistive element
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転角度に対して電圧または電流の値が直線
的に比例して変化する回転角度検出センサを得る。 【解決手段】 回転可能で、回転軸に対して円周方向ま
たは平行な方向に磁束がでる永久磁石と、その永久磁石
の磁束を横切る方向に配置された磁気抵抗素子と、磁気
抵抗素子の抵抗値を検出するブリッジ回路とを備え、永
久磁石を回転軸に対して回転させたとき、その永久磁石
の回転角に応じて磁気抵抗素子を横切る磁束量が変化す
るように永久磁石の形状を加工し、永久磁石の回転角に
応じて直線的に比例して変化する磁気抵抗素子の抵抗値
を検出することにより永久磁石の回転角度を検出する。
的に比例して変化する回転角度検出センサを得る。 【解決手段】 回転可能で、回転軸に対して円周方向ま
たは平行な方向に磁束がでる永久磁石と、その永久磁石
の磁束を横切る方向に配置された磁気抵抗素子と、磁気
抵抗素子の抵抗値を検出するブリッジ回路とを備え、永
久磁石を回転軸に対して回転させたとき、その永久磁石
の回転角に応じて磁気抵抗素子を横切る磁束量が変化す
るように永久磁石の形状を加工し、永久磁石の回転角に
応じて直線的に比例して変化する磁気抵抗素子の抵抗値
を検出することにより永久磁石の回転角度を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転角度検出セ
ンサに関し、さらに詳しくは、回転体の回転角度の絶対
位置を電圧値または電流値に変換して検出する非接触型
の回転角度検出センサに関する。
ンサに関し、さらに詳しくは、回転体の回転角度の絶対
位置を電圧値または電流値に変換して検出する非接触型
の回転角度検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、回転体の回転角度を検出する回転角度検出センサ
としては、可変抵抗器を用いたものがよく知られてい
る。この回転角度検出センサは、表面を導電性にした抵
抗体の一端に接点を設け、もう一方の接点を抵抗体の表
面を滑らせながら移動させ、両接点間の抵抗値の変化を
モニタするものである。
より、回転体の回転角度を検出する回転角度検出センサ
としては、可変抵抗器を用いたものがよく知られてい
る。この回転角度検出センサは、表面を導電性にした抵
抗体の一端に接点を設け、もう一方の接点を抵抗体の表
面を滑らせながら移動させ、両接点間の抵抗値の変化を
モニタするものである。
【０００３】しかしながら、このような可変抵抗器を用
いた回転角度検出センサは、抵抗体の塗りむらによる回
転角と抵抗値との比例関係に精度が取りにくく、また、
接点と抵抗体が接触して相互に移動するため、接触部分
の磨耗による寿命および信頼性の点で問題がある。
いた回転角度検出センサは、抵抗体の塗りむらによる回
転角と抵抗値との比例関係に精度が取りにくく、また、
接点と抵抗体が接触して相互に移動するため、接触部分
の磨耗による寿命および信頼性の点で問題がある。
【０００４】したがって、近年では、このような可変抵
抗器を用いた回転角度検出センサにかえて、非接触型の
回転角度検出センサがよく用いられている。この回転角
度検出センサでは、２組の磁気抵抗素子を平面上に互い
に直交するように配列した磁気センサを用い、この磁気
センサに対し、僅かな間隙をあけて、磁気抵抗素子を形
成した平面と磁極が平行になるように永久磁石を配置
し、永久磁石を回転させることによって、永久磁石の回
転角度と磁気抵抗素子の抵抗値の変化との関係で回転角
度の検出を行う。
抗器を用いた回転角度検出センサにかえて、非接触型の
回転角度検出センサがよく用いられている。この回転角
度検出センサでは、２組の磁気抵抗素子を平面上に互い
に直交するように配列した磁気センサを用い、この磁気
センサに対し、僅かな間隙をあけて、磁気抵抗素子を形
成した平面と磁極が平行になるように永久磁石を配置
し、永久磁石を回転させることによって、永久磁石の回
転角度と磁気抵抗素子の抵抗値の変化との関係で回転角
度の検出を行う。
【０００５】しかしながら、この方法では、磁極の方向
と磁気抵抗素子の方向のなす角度をθとしたとき、ブリ
ッジ回路によって抵抗変化を電圧Ｖとして取り出せば、 Ｖ＝ＫＶ0ｃｏｓ２θ （ただし、Ｋは定数、Ｖ0は供給電圧）となる。すなわ
ち回転軸が１／２回転すると電圧の値は余弦カーブにそ
って１周する。そのため、回転角度と電圧の直線的な比
例関係はなく、さらに余弦カーブの変曲点の近傍におい
ては、回転角度の変化に対する電圧の分解能が極端に悪
化する。
と磁気抵抗素子の方向のなす角度をθとしたとき、ブリ
ッジ回路によって抵抗変化を電圧Ｖとして取り出せば、 Ｖ＝ＫＶ0ｃｏｓ２θ （ただし、Ｋは定数、Ｖ0は供給電圧）となる。すなわ
ち回転軸が１／２回転すると電圧の値は余弦カーブにそ
って１周する。そのため、回転角度と電圧の直線的な比
例関係はなく、さらに余弦カーブの変曲点の近傍におい
ては、回転角度の変化に対する電圧の分解能が極端に悪
化する。
【０００６】このような問題を解決するために、近年で
は、軸の回転角を、軸の回転角に比例した電圧または電
流出力として取り出すリニア型の回転角度検出センサが
要望されている。
は、軸の回転角を、軸の回転角に比例した電圧または電
流出力として取り出すリニア型の回転角度検出センサが
要望されている。
【０００７】これは、被検出物の回転角度に対して電圧
または電流の値がほぼ直線的に比例し、かつ停電時にお
ける回転角度のずれに対しても、停電復帰時に回転角度
に対応した電圧または電流の値を示すことが可能な回転
角度検出センサであり、構造的には回転軸とセンサ部分
が非接触で、寿命および信頼性のあるものが要望されて
いる。
または電流の値がほぼ直線的に比例し、かつ停電時にお
ける回転角度のずれに対しても、停電復帰時に回転角度
に対応した電圧または電流の値を示すことが可能な回転
角度検出センサであり、構造的には回転軸とセンサ部分
が非接触で、寿命および信頼性のあるものが要望されて
いる。
【０００８】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、回転角度に対して電圧または電流の値が
直線的に比例するとともに、回転位置を常に検出でき、
かつ寿命および信頼性のある、しかも安価で入手容易な
磁気抵抗素子を使用できる、製作が容易な回転角度検出
センサを提供するものである。
されたもので、回転角度に対して電圧または電流の値が
直線的に比例するとともに、回転位置を常に検出でき、
かつ寿命および信頼性のある、しかも安価で入手容易な
磁気抵抗素子を使用できる、製作が容易な回転角度検出
センサを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、回転可能
で、回転軸に対して円周方向または平行な方向に磁束が
でる磁石と、その磁石の磁束を横切る方向に固定された
磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子の抵抗値を検出する検出
手段とを備え、磁石を回転軸に対して回転させたとき、
その磁石の回転角に応じて磁気抵抗素子を横切る磁束量
が変化するように磁石の形状を加工し、磁石の回転角に
応じて直線的に比例して変化する磁気抵抗素子の抵抗値
を検出することにより磁石の回転角度を検出する回転角
度検出センサである。
で、回転軸に対して円周方向または平行な方向に磁束が
でる磁石と、その磁石の磁束を横切る方向に固定された
磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子の抵抗値を検出する検出
手段とを備え、磁石を回転軸に対して回転させたとき、
その磁石の回転角に応じて磁気抵抗素子を横切る磁束量
が変化するように磁石の形状を加工し、磁石の回転角に
応じて直線的に比例して変化する磁気抵抗素子の抵抗値
を検出することにより磁石の回転角度を検出する回転角
度検出センサである。
【００１０】この発明において、磁石としては、軟磁性
体の半円柱状のヨーク（切片）に永久磁石を取り付け、
ヨークの円周方向に磁力線が出るようにしたものを用い
ることが望ましい。
体の半円柱状のヨーク（切片）に永久磁石を取り付け、
ヨークの円周方向に磁力線が出るようにしたものを用い
ることが望ましい。
【００１１】すなわち、例えば磁石の磁極の方向に対し
て垂直な面に、磁石と一定の間隔で磁気抵抗素子を配置
すると、磁気抵抗素子の抵抗値は、その変化が飽和に達
するまで磁気抵抗素子を貫通する磁束量に比例して変化
するが、磁石の形状を抵抗値の変化特性に合わせるより
は、磁石の磁極の方向に軟磁性体のヨークを取り付け、
抵抗値の変化特性に合わせた磁束量が得られる形状にし
ておく方が経済的である。
て垂直な面に、磁石と一定の間隔で磁気抵抗素子を配置
すると、磁気抵抗素子の抵抗値は、その変化が飽和に達
するまで磁気抵抗素子を貫通する磁束量に比例して変化
するが、磁石の形状を抵抗値の変化特性に合わせるより
は、磁石の磁極の方向に軟磁性体のヨークを取り付け、
抵抗値の変化特性に合わせた磁束量が得られる形状にし
ておく方が経済的である。
【００１２】磁石の形状は、磁石を回転軸に対して回転
させたとき、その磁石の回転角に応じて磁気抵抗素子を
横切る磁束量がほぼ直線的に比例して変化するように加
工する。すなわち、磁石の回転角に対し磁気抵抗素子の
抵抗値が直線的に比例して変化するように磁石の形状を
加工する。
させたとき、その磁石の回転角に応じて磁気抵抗素子を
横切る磁束量がほぼ直線的に比例して変化するように加
工する。すなわち、磁石の回転角に対し磁気抵抗素子の
抵抗値が直線的に比例して変化するように磁石の形状を
加工する。
【００１３】このような磁石の形状は、例えば、磁石の
回転角に応じて、磁気抵抗素子に対向する面積が徐々に
広く、あるいは狭くなるように磁石を加工することによ
って得ることができる。あるいは、例えば、磁石の回転
角に応じて、磁気抵抗素子との間の距離が徐々に広く、
あるいは狭くなるように磁石を加工することによっても
得ることができる。
回転角に応じて、磁気抵抗素子に対向する面積が徐々に
広く、あるいは狭くなるように磁石を加工することによ
って得ることができる。あるいは、例えば、磁石の回転
角に応じて、磁気抵抗素子との間の距離が徐々に広く、
あるいは狭くなるように磁石を加工することによっても
得ることができる。
【００１４】磁気抵抗素子としては、９０度交差させた
２つの抵抗体を内装した市販の磁気抵抗素子を用いるこ
とができる。磁気抵抗素子の抵抗値を検出する検出手段
としては、従来公知のブリッジ回路を適用することがで
きる。
２つの抵抗体を内装した市販の磁気抵抗素子を用いるこ
とができる。磁気抵抗素子の抵抗値を検出する検出手段
としては、従来公知のブリッジ回路を適用することがで
きる。
【００１５】この発明によれば、磁石の回転角に応じて
磁気抵抗素子を横切る磁束量が変化するように磁石の形
状を加工しているので、従来のエンコーダのような磁石
が磁気抵抗素子を横切った回数をカウントするような方
式と異なり、回転角度の絶対位置を電圧値または電流値
として取り出すことができる。
磁気抵抗素子を横切る磁束量が変化するように磁石の形
状を加工しているので、従来のエンコーダのような磁石
が磁気抵抗素子を横切った回数をカウントするような方
式と異なり、回転角度の絶対位置を電圧値または電流値
として取り出すことができる。
【００１６】これにより、磁石が回転したまま回転角度
検出センサの通電が停止されたような場合でも、通電復
帰時には、電圧値または電流値を検出することにより、
磁石の回転角度を直ちに知ることができる。
検出センサの通電が停止されたような場合でも、通電復
帰時には、電圧値または電流値を検出することにより、
磁石の回転角度を直ちに知ることができる。
【００１７】また、磁石の回転角と磁気抵抗素子を横切
る磁束量とが直線的に比例するように磁石の形状を加工
しておけば、磁気抵抗素子の抵抗値は磁石の回転角に直
線的に比例して変化する。したがって、従来のように磁
気抵抗素子の抵抗値が正弦あるいは余弦カーブに沿って
変化しないので、変曲点の近傍において回転角度の変化
に対する電圧または電流値の分解能が悪化することがな
い。
る磁束量とが直線的に比例するように磁石の形状を加工
しておけば、磁気抵抗素子の抵抗値は磁石の回転角に直
線的に比例して変化する。したがって、従来のように磁
気抵抗素子の抵抗値が正弦あるいは余弦カーブに沿って
変化しないので、変曲点の近傍において回転角度の変化
に対する電圧または電流値の分解能が悪化することがな
い。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。
【００１９】図１はこの発明による回転角度検出センサ
の一実施例を示す内部構成説明図、図２は図１の平面状
態を示す内部構成説明図、図３は回転角度検出センサの
回転軸と磁気抵抗素子との関係を示す説明図、図４は回
転角度検出センサのヨークと磁気抵抗素子との関係を示
す説明図、図５は回転角度検出センサの回路ブロック
図、図６は回転角度検出センサのヨークの回転角度とヨ
ークに対応する磁気抵抗素子との関係を示すグラフであ
る。
の一実施例を示す内部構成説明図、図２は図１の平面状
態を示す内部構成説明図、図３は回転角度検出センサの
回転軸と磁気抵抗素子との関係を示す説明図、図４は回
転角度検出センサのヨークと磁気抵抗素子との関係を示
す説明図、図５は回転角度検出センサの回路ブロック
図、図６は回転角度検出センサのヨークの回転角度とヨ
ークに対応する磁気抵抗素子との関係を示すグラフであ
る。
【００２０】これらの図において、１は回転角度検出セ
ンサ、２１，２２は磁束の検出方向が異なる一対の磁気
抵抗素子、３は磁気抵抗素子２１，２２を保持するホル
ダ、４はベース、５は回転角度を検出するための回転
軸、６は永久磁石、７は永久磁石に取り付けられた軟磁
性体の半円柱状のヨーク、８はプレート、９ａ，９ｂは
ベース４とプレート８にそれぞれ取り付けられ回転軸５
を支持する一対の軸受け、１０は信号処理回路、１１は
ケースカバー、１２は出力リード線である。
ンサ、２１，２２は磁束の検出方向が異なる一対の磁気
抵抗素子、３は磁気抵抗素子２１，２２を保持するホル
ダ、４はベース、５は回転角度を検出するための回転
軸、６は永久磁石、７は永久磁石に取り付けられた軟磁
性体の半円柱状のヨーク、８はプレート、９ａ，９ｂは
ベース４とプレート８にそれぞれ取り付けられ回転軸５
を支持する一対の軸受け、１０は信号処理回路、１１は
ケースカバー、１２は出力リード線である。
【００２１】この回転角度検出センサ１の構成を製作手
順に沿って説明する。図１および図２に示すように、２
個の磁気抵抗素子２１，２２をホルダ３の溝部に、厚さ
方向に段差が出ないよう、また先端部が同一面に並ぶよ
うに嵌合させ、接着などにより固定する。
順に沿って説明する。図１および図２に示すように、２
個の磁気抵抗素子２１，２２をホルダ３の溝部に、厚さ
方向に段差が出ないよう、また先端部が同一面に並ぶよ
うに嵌合させ、接着などにより固定する。
【００２２】一方、回転軸５に溝を設け、この溝に永久
磁石６を、磁極がヨーク７に接するように嵌合・接着
し、この回転軸５を、ベース４およひプレート８に嵌着
された一対の軸受９ａ，９ｂで回転可能に支持する。永
久磁石６はＮ極、Ｓ極のいずれがヨーク７に接していて
もよい。ヨーク７の形状は平面的にみた場合、半円状で
あり、この半円の円芯は回転軸５の軸芯と一致してい
る。
磁石６を、磁極がヨーク７に接するように嵌合・接着
し、この回転軸５を、ベース４およひプレート８に嵌着
された一対の軸受９ａ，９ｂで回転可能に支持する。永
久磁石６はＮ極、Ｓ極のいずれがヨーク７に接していて
もよい。ヨーク７の形状は平面的にみた場合、半円状で
あり、この半円の円芯は回転軸５の軸芯と一致してい
る。
【００２３】これにより、ヨーク７と永久磁石６とが軸
受け９ａ，９ｂで回転可能に支持された状態となるが、
図３に示すように、このヨーク７に対し、磁気抵抗素子
２１，２２を接着したホルダ３を、ヨーク７から磁気抵
抗素子２１，２２までの間隔がヨーク７の回転にかかわ
らず一定の間隔ｇとなるように、ベース４に取付ける。
受け９ａ，９ｂで回転可能に支持された状態となるが、
図３に示すように、このヨーク７に対し、磁気抵抗素子
２１，２２を接着したホルダ３を、ヨーク７から磁気抵
抗素子２１，２２までの間隔がヨーク７の回転にかかわ
らず一定の間隔ｇとなるように、ベース４に取付ける。
【００２４】磁気抵抗素子２１，２２は、図４に示すよ
うに、全く同じものであり、市販で入手可能な磁気抵抗
素子である。この磁気抵抗素子は、異なる方向の磁束を
検出できるように、９０度交差させた２つの抵抗体を内
装したものであり、３本のリード線のどの間の抵抗値を
検出するかによって、９０度異なる方向の磁束を検出す
ることができる。
うに、全く同じものであり、市販で入手可能な磁気抵抗
素子である。この磁気抵抗素子は、異なる方向の磁束を
検出できるように、９０度交差させた２つの抵抗体を内
装したものであり、３本のリード線のどの間の抵抗値を
検出するかによって、９０度異なる方向の磁束を検出す
ることができる。
【００２５】ここで、回転軸５の軸方向における磁気抵
抗素子２１，２２とヨーク７との位置関係は、磁気抵抗
素子２１の内部における抵抗体のうちヨーク７の周側面
に平行なものを抵抗体２１ａ、垂直なものを抵抗体２１
ｂとし、同様に磁気抵抗素子２２の内部における抵抗体
のうちヨーク７の周側面に平行なものを抵抗体２２ａと
し、垂直なものを抵抗体２２ｂとする。なお、これらの
抵抗体の内、抵抗体２１ｂ，２２ｂは、ヨーク７の周側
面に垂直であり、磁束を横切ることがないため抵抗値は
変化しない。
抗素子２１，２２とヨーク７との位置関係は、磁気抵抗
素子２１の内部における抵抗体のうちヨーク７の周側面
に平行なものを抵抗体２１ａ、垂直なものを抵抗体２１
ｂとし、同様に磁気抵抗素子２２の内部における抵抗体
のうちヨーク７の周側面に平行なものを抵抗体２２ａと
し、垂直なものを抵抗体２２ｂとする。なお、これらの
抵抗体の内、抵抗体２１ｂ，２２ｂは、ヨーク７の周側
面に垂直であり、磁束を横切ることがないため抵抗値は
変化しない。
【００２６】そして、ヨーク７の回転検出の開始点であ
る一方の端辺を−辺とすると、この−辺におい
ては、角部が抵抗体２１ａの上端と揃い、角部が抵
抗体２２ａの上端と揃う位置関係で、−辺と磁気抵
抗素子２１，２２との間が間隔ｇだけ離れた状態にす
る。
る一方の端辺を−辺とすると、この−辺におい
ては、角部が抵抗体２１ａの上端と揃い、角部が抵
抗体２２ａの上端と揃う位置関係で、−辺と磁気抵
抗素子２１，２２との間が間隔ｇだけ離れた状態にす
る。
【００２７】そして、ヨーク７の回転検出の終了点であ
る他方の端辺を−辺とすると、この−辺におい
ては、角部が抵抗体２１ａの下端と揃い、角部が抵
抗体２２ａの下端と揃う位置関係で、−辺と磁気抵
抗素子２１，２２との間が間隔ｇだけ離れた状態にす
る。
る他方の端辺を−辺とすると、この−辺におい
ては、角部が抵抗体２１ａの下端と揃い、角部が抵
抗体２２ａの下端と揃う位置関係で、−辺と磁気抵
抗素子２１，２２との間が間隔ｇだけ離れた状態にす
る。
【００２８】ヨーク７の外周縁−と外周縁−は
平行となっており、このため、外周縁−の軸方向座
標と円周方向座標により、回転軸５の回転角度と抵抗体
２１ａの抵抗値の関係が決まる。同様に外周縁−の
軸方向座標と円周方向座標により、回転軸５の回転角度
と抵抗体２２ａの抵抗値の関係が決まる。
平行となっており、このため、外周縁−の軸方向座
標と円周方向座標により、回転軸５の回転角度と抵抗体
２１ａの抵抗値の関係が決まる。同様に外周縁−の
軸方向座標と円周方向座標により、回転軸５の回転角度
と抵抗体２２ａの抵抗値の関係が決まる。
【００２９】外周縁−と外周縁−の外側面は、
軸線に対して平行にしているので、抵抗体２１ａと抵抗
体２２ａの抵抗値の変化は、回転軸５が回転するにした
がい増減逆の値を示す。
軸線に対して平行にしているので、抵抗体２１ａと抵抗
体２２ａの抵抗値の変化は、回転軸５が回転するにした
がい増減逆の値を示す。
【００３０】すなわち、回転検出の開始点である−
辺が磁気抵抗素子２１，２２と対面している状態では、
抵抗体２１ａは横切る磁束が最大であるため最小の抵抗
値を示し、抵抗体２２ａは横切る磁束が最小であるため
最大の抵抗値を示す。また、回転検出の終了点である
−辺が磁気抵抗素子２１，２２と対面している状態で
は、抵抗体２１ａは横切る磁束が最小であるため最大の
抵抗値を示し、抵抗体２２ａは横切る磁束が最大である
ため最小の抵抗値を示す。
辺が磁気抵抗素子２１，２２と対面している状態では、
抵抗体２１ａは横切る磁束が最大であるため最小の抵抗
値を示し、抵抗体２２ａは横切る磁束が最小であるため
最大の抵抗値を示す。また、回転検出の終了点である
−辺が磁気抵抗素子２１，２２と対面している状態で
は、抵抗体２１ａは横切る磁束が最小であるため最大の
抵抗値を示し、抵抗体２２ａは横切る磁束が最大である
ため最小の抵抗値を示す。
【００３１】図５に示したものは、この抵抗体２１ａ，
２２ａの抵抗値の変化を電圧出力として取り出すための
ブリッジ回路であり、このようなブリッジ回路により、
ヨーク７の形状にそった電圧出力を取り出すことができ
る。図５において、２３は定電流回路、２４は増幅回路
であり、これらの回路は、信号処理回路１０と共に回転
角度検出センサ１内に組み込まれている。
２２ａの抵抗値の変化を電圧出力として取り出すための
ブリッジ回路であり、このようなブリッジ回路により、
ヨーク７の形状にそった電圧出力を取り出すことができ
る。図５において、２３は定電流回路、２４は増幅回路
であり、これらの回路は、信号処理回路１０と共に回転
角度検出センサ１内に組み込まれている。
【００３２】いま、磁気抵抗素子２１，２２の抵抗体２
１ａ，２１ｂ，２２ａの前面の寸法を、図４に示したよ
うに、それぞれｒ1a，ｒ1b，ｒ2aとすると、回転角度に
対するヨーク７の傾斜は、図６に示すように、外周縁
−、外周縁−間を直線で結んだ形状であり、この
ような形状であれば、回転軸５の回転角度に対してリニ
アな抵抗値の変化が得られる。すなわち、回転軸５の回
転角度に対してリニアな電圧出力を得ることができ、ま
た、電圧／電流変換回路を用いると、リニアな電流出力
を得ることができる。
１ａ，２１ｂ，２２ａの前面の寸法を、図４に示したよ
うに、それぞれｒ1a，ｒ1b，ｒ2aとすると、回転角度に
対するヨーク７の傾斜は、図６に示すように、外周縁
−、外周縁−間を直線で結んだ形状であり、この
ような形状であれば、回転軸５の回転角度に対してリニ
アな抵抗値の変化が得られる。すなわち、回転軸５の回
転角度に対してリニアな電圧出力を得ることができ、ま
た、電圧／電流変換回路を用いると、リニアな電流出力
を得ることができる。
【００３３】このように、従来からの技術では、回転角
度を電気的出力（電圧または電流出力）するものでかつ
非接触で検出するものでは、（１）コイルを用いたレゾ
ルバ、（２）磁気抵抗素子と永久磁石を用いたポテンシ
ョメータなどがあるが、いずれもセンサ部分の出力とし
ては、軸の回転角度に対して正弦波出力となっており、
後段の処理回路で色々な信号に加工して出力している。
度を電気的出力（電圧または電流出力）するものでかつ
非接触で検出するものでは、（１）コイルを用いたレゾ
ルバ、（２）磁気抵抗素子と永久磁石を用いたポテンシ
ョメータなどがあるが、いずれもセンサ部分の出力とし
ては、軸の回転角度に対して正弦波出力となっており、
後段の処理回路で色々な信号に加工して出力している。
【００３４】これに対して、本発明であれば、センサ部
分からの出力が回転角度に対して直線的に比例した出力
を得ることができるため、正弦波出力における回転角度
毎に出力の分解能が変化することもなく、後段において
の電気的な制御にも回転角に対する精度が一定し、かつ
出力の観測にも判断のし易さがあり便利である。
分からの出力が回転角度に対して直線的に比例した出力
を得ることができるため、正弦波出力における回転角度
毎に出力の分解能が変化することもなく、後段において
の電気的な制御にも回転角に対する精度が一定し、かつ
出力の観測にも判断のし易さがあり便利である。
【００３５】また、本発明の場合、ヨーク７の形状を変
更して、例えば図６において外周縁−および外周縁
−の直線部分を適当な曲線にすることにより、回転
軸５の回転角度に対しての出力変化を任意に設定するこ
とができる。
更して、例えば図６において外周縁−および外周縁
−の直線部分を適当な曲線にすることにより、回転
軸５の回転角度に対しての出力変化を任意に設定するこ
とができる。
【００３６】
【発明の効果】この発明によれば、回転角度の絶対位置
を電気的出力として取り出すことができるので、磁石が
回転したまま回転角度検出センサの通電が停止されたよ
うな場合でも、通電復帰時には、電気的出力を取り出す
ことにより、磁石の現在の回転角度を直ちに知ることが
できる。また、磁気抵抗素子の抵抗値が磁石の回転角に
直線的に比例して変化するので、回転角度の変化に対す
る電気的出力の分解能が悪化することがない。
を電気的出力として取り出すことができるので、磁石が
回転したまま回転角度検出センサの通電が停止されたよ
うな場合でも、通電復帰時には、電気的出力を取り出す
ことにより、磁石の現在の回転角度を直ちに知ることが
できる。また、磁気抵抗素子の抵抗値が磁石の回転角に
直線的に比例して変化するので、回転角度の変化に対す
る電気的出力の分解能が悪化することがない。
【図１】この発明による回転角度検出センサの一実施例
を示す内部構成説明図である。
を示す内部構成説明図である。
【図２】図１の平面状態を示す内部構成説明図である。
【図３】この発明による回転角度検出センサの回転軸と
磁気抵抗素子との関係を示す説明図である。
磁気抵抗素子との関係を示す説明図である。
【図４】この発明による回転角度検出センサのヨークと
磁気抵抗素子との関係を示す説明図である。
磁気抵抗素子との関係を示す説明図である。
【図５】この発明による回転角度検出センサの回路ブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】この発明による回転角度検出センサのヨークの
回転角度とヨークに対応する磁気抵抗素子との関係を示
すグラフである。
回転角度とヨークに対応する磁気抵抗素子との関係を示
すグラフである。
１ 回転角度検出センサ ３ ホルダ ４ ベース ５ 回転軸 ６ 永久磁石 ７ ヨーク ８ プレート ９ａ，９ｂ 軸受け １０ 信号処理回路 １１ ケースカバー １２ 出力リード線 ２１，２２ 磁気抵抗素子 ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 抵抗体
Claims (2)
- 【請求項１】 回転可能で、回転軸に対して円周方向ま
たは平行な方向に磁束がでる磁石と、その磁石の磁束を
横切る方向に固定された磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子
の抵抗値を検出する検出手段とを備え、磁石を回転軸に
対して回転させたとき、その磁石の回転角に応じて磁気
抵抗素子を横切る磁束量が変化するように磁石の形状を
加工し、磁石の回転角に応じて直線的に比例して変化す
る磁気抵抗素子の抵抗値を検出することにより磁石の回
転角度を検出する回転角度検出センサ。 - 【請求項２】 磁石が、軟磁性体の半円柱状のヨークに
永久磁石を取り付け、ヨークの円周方向に磁力線が出る
ようにしたものである請求項１記載の回転角度検出セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30602297A JPH11142183A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 回転角度検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30602297A JPH11142183A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 回転角度検出センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142183A true JPH11142183A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17952143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30602297A Pending JPH11142183A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 回転角度検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142183A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1070654A3 (en) * | 1999-07-23 | 2002-12-18 | Macome Corporation | Non-contact type rotation angle and torque detection apparatus |
| US9381641B2 (en) | 2013-06-10 | 2016-07-05 | Seiko Epson Corporation | Robot and method of operating robot |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP30602297A patent/JPH11142183A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1070654A3 (en) * | 1999-07-23 | 2002-12-18 | Macome Corporation | Non-contact type rotation angle and torque detection apparatus |
| US9381641B2 (en) | 2013-06-10 | 2016-07-05 | Seiko Epson Corporation | Robot and method of operating robot |
| US10300597B2 (en) | 2013-06-10 | 2019-05-28 | Seiko Epson Corporation | Robot and method of operating robot |
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