JPH11325956A - Now-contact variable voltmeter - Google Patents

Now-contact variable voltmeter

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Publication number
JPH11325956A
JPH11325956A JP10140325A JP14032598A JPH11325956A JP H11325956 A JPH11325956 A JP H11325956A JP 10140325 A JP10140325 A JP 10140325A JP 14032598 A JP14032598 A JP 14032598A JP H11325956 A JPH11325956 A JP H11325956A
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JP
Japan
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magnet
magnetic sensor
output
variable voltage
contact variable
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Application number
JP10140325A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Kai
勲 甲斐
Toshiyuki Kobayashi
敏幸 小林
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SENSOR TEC KK
Original Assignee
SENSOR TEC KK
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Publication date
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Publication of JPH11325956A publication Critical patent/JPH11325956A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact variable voltmeter for providing cost-down, long service life, simple structure, high reliability and satisfactory workability (especially 0 point control). SOLUTION: A rod 20 is attached to a case 10 so as to be rotated, a magnet 30 is fixed at the terminal part of the rod 20 inside the case 10, and a magnetic sensor 41 is arranged while proximately facing the magnet 30. A printed circuit board 40 mounting the magnetic sensor 41 is provided with a circuit part for converting the output change of the magnetic sensor 41 to a voltage change, and the magnet 30 is provided on the side in counter to the magnetic sensor 41 and shaped to an irreducible minimum while having a section within a rotation angle range and a supporting section.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石と磁気センサ
によって構成される無接触可変電圧器に関し、特にパソ
コンやゲーム機器等の入力装置として使用されるスティ
ックコントローラ等に組み込まれる可変抵抗器の代わり
に用いられる無接触可変電圧器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact variable voltage device comprising a magnet and a magnetic sensor, and more particularly to a non-contact variable voltage device which is incorporated in a stick controller used as an input device of a personal computer or a game machine. The present invention relates to a non-contact variable voltage device used in the present invention.

【0002】[0002]

【従来の技術】パソコン等のディスプレイに表示される
絵(キャラクタ)やカーソル等の位置を移動させるため
の入力装置に使用されるスティックコントローラ等に
は、一般的に可変抵抗器が用いられている。即ち、ステ
ィックコントローラは、スティックレバーを操作するこ
とで、レバーに連動して可変抵抗器の回転軸が回転し、
その抵抗値の変化に応じて電圧を変化させるものであ
る。
2. Description of the Related Art Generally, a variable resistor is used in a stick controller or the like used for an input device for moving a position of a picture (character) or a cursor displayed on a display of a personal computer or the like. . That is, by operating the stick lever, the stick controller rotates the rotation axis of the variable resistor in conjunction with the lever,
The voltage is changed according to the change in the resistance value.

【0003】又、特開昭53−17082号公報に記載
された「無接触電位制御装置」は、可変抵抗器の代わり
に永久磁石と感磁性素子を使用するもので、円板状の永
久磁石を回転可能に支持し、この永久磁石に対向して感
磁性素子を配置し、永久磁石の回転による磁束の変化を
感磁性素子の出力電圧の変化とするものである。これに
より、簡素な構造、寿命の向上、低価格を実現してい
る。
A "non-contact potential control device" described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-17082 uses a permanent magnet and a magnetic-sensitive element instead of a variable resistor. Are rotatably supported, and a magnetically sensitive element is disposed opposite to the permanent magnet, and a change in magnetic flux due to rotation of the permanent magnet is a change in an output voltage of the magnetically sensitive element. As a result, a simple structure, an improved life, and a low price are realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可変抵
抗器を使用した入力装置では、次のような問題点〜
がある。 寿命が可変抵抗器の回転軸の回転数にして1〜2万回
と大変短く、特にゲーム機器等の入力装置として組み込
んで使用した場合、頻繁に交換する必要がある。 交換時の0点調整が難しい。即ち、可変抵抗器の中間
位置(基準位置)の抵抗値がばらつくため、ゲーム機器
本体の回路部を調整する必要があり、作業性が非常に悪
い。 可変抵抗器の接触子が接触不良を起こし易く、信頼性
に劣る。
However, an input device using a variable resistor has the following problems.
There is. The life of the variable resistor is very short, from 10,000 to 20,000 times as the number of rotations of the rotary shaft, and it is necessary to frequently replace the resistor, particularly when it is used as an input device for a game machine or the like. It is difficult to adjust the zero point at the time of replacement. That is, since the resistance value at the intermediate position (reference position) of the variable resistor varies, it is necessary to adjust the circuit section of the game device main body, and the workability is very poor. The contact of the variable resistor is liable to cause a contact failure, resulting in poor reliability.

【0005】又、前記公報に記載された装置では、次の
ような問題点〜がある。 磁気センサに係る回路部(磁気センサの出力変化を電
圧変化に変換する回路部)が装置の外部に設けられてい
るため、装置単体での0点調整ができない。従って、前
記の通り、特にゲーム機器等の入力装置として組み込ん
で使用した場合、作業性が非常に悪い。 大きな円形の磁石を使用しているため、コストが高
い。 必要な出力特性(磁石の回転角度に応じて感磁性素子
の出力電圧が直線的に低下する特性)を得るには、磁石
を特殊形状に着磁する必要があり、コスト高になる。
The apparatus described in the above publication has the following problems. Since the circuit unit related to the magnetic sensor (the circuit unit that converts the output change of the magnetic sensor into a voltage change) is provided outside the apparatus, zero point adjustment cannot be performed by the apparatus alone. Therefore, as described above, the workability is extremely poor particularly when used as an input device such as a game machine. High cost due to the use of large circular magnets. In order to obtain necessary output characteristics (a characteristic in which the output voltage of the magnetic sensitive element decreases linearly in accordance with the rotation angle of the magnet), it is necessary to magnetize the magnet in a special shape, which increases the cost.

【0006】従って、本発明は、そのような従来の問題
点に着目してなされたもので、低コスト化、長寿命化、
簡素な構造、高信頼性、良好な作業性(特に0点調整作
業)を実現する無接触可変電圧器を提供することを目的
とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and has been made to reduce the cost and extend the life.
An object of the present invention is to provide a non-contact variable voltage device that realizes a simple structure, high reliability, and good workability (particularly, zero-point adjustment work).

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の無接触可変電圧器は、回転
可能に支持された磁石と、この磁石に対向して配置され
た磁気センサとを備え、磁石の回転による磁束の変化で
磁気センサの出力を変化させるものにおいて、前記磁気
センサの出力変化を電圧変化に変換する回路部を内蔵し
たことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a contactless variable voltage generator comprising: a rotatably supported magnet; and a magnet opposed to the magnet. A magnetic sensor for changing an output of the magnetic sensor by a change in magnetic flux due to rotation of the magnet, wherein a circuit unit for converting an output change of the magnetic sensor into a voltage change is built in.

【0008】この電圧器では、磁気センサの出力変化を
電圧変化に変換する回路部が内蔵されているので、その
回路部を外部に備える前記公報記載の装置に比べて、装
置単体での0点調整が可能となり、ゲーム機器等の入力
装置に組み込んで使用した場合でも、0点調整等の作業
性が良い。請求項2記載の無接触可変電圧器は、回転可
能に支持された磁石と、この磁石に対向して配置された
磁気センサとを備え、磁石の回転による磁束の変化で磁
気センサの出力を変化させるものにおいて、前記磁石
が、少なくとも磁気センサに対向する側にあって回転角
度範囲内の部分と軸支部分とを有する形状であることを
特徴とする。
In this voltmeter, a circuit for converting a change in output of the magnetic sensor into a change in voltage is built in. Therefore, compared to the device described in the above-mentioned publication having the circuit portion outside, a zero point of the device alone is obtained. Adjustment is possible, and workability such as zero-point adjustment is good even when used by incorporating it into an input device such as a game machine. A non-contact variable voltage device according to a second aspect includes a rotatably supported magnet and a magnetic sensor arranged to face the magnet, and the output of the magnetic sensor changes according to a change in magnetic flux due to rotation of the magnet. The magnet is characterized in that the magnet has at least a portion facing the magnetic sensor and has a portion within a rotation angle range and a pivot portion.

【0009】この電圧器では、磁石が必要最小限の部分
を有するものであるため、即ち高価な磁石の使用量が少
なくてよいので、コストを削減できる。請求項3記載の
無接触可変電圧器は、回転可能に支持された磁石と、こ
の磁石に対向して配置された磁気センサとを備え、磁石
の回転による磁束の変化で磁気センサの出力を変化させ
るものにおいて、前記磁気センサの出力変化を電圧変化
に変換する回路部を内蔵し、前記磁石が、少なくとも磁
気センサに対向する側にあって回転角度範囲内の部分と
軸支部分とを有する形状であることを特徴とする。
In this voltage generator, the cost can be reduced because the magnet has a minimum necessary portion, that is, the amount of the expensive magnet used can be small. According to a third aspect of the present invention, there is provided a non-contact variable voltage device, comprising: a rotatably supported magnet; and a magnetic sensor arranged to face the magnet, and the output of the magnetic sensor is changed by a change in magnetic flux due to the rotation of the magnet. A circuit portion for converting an output change of the magnetic sensor into a voltage change, wherein the magnet has at least a portion within a rotation angle range and a pivot portion on a side facing the magnetic sensor. It is characterized by being.

【0010】この電圧器は、請求項1と請求項2の構成
を備えるもので、0点調整等の作業性が良い上に、コス
トを削減できる。なお、本発明において、磁気センサと
しては、磁界の強さの変化を電気信号として取り出すこ
とができるものであればよく、ホール素子、磁気抵抗素
子〔例えばマグネティック・レジスタンス・センサ(M
Rセンサ)〕が例示される。
[0010] This voltage device is provided with the structure of claim 1 and claim 2, and has good workability such as zero point adjustment and can reduce the cost. In the present invention, any magnetic sensor may be used as long as it can extract a change in the strength of a magnetic field as an electric signal, and may be a Hall element, a magnetoresistive element [for example, a magnetic resistance sensor (M
R sensor)].

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。一実施形態に係る無接触可変電圧器の外
観斜視図を図1の(a)に、その要部断面図を図1の
(b)に示す。この無接触可変電圧器1では、底部が開
口する円形状のケース10と、このケース10の底部開
口を塞ぐように底部に嵌着されたシールドカバー11と
でハウジングが構成される。ケース10は、この電圧器
1をスティックコントローラ等の入力装置に組み込むと
きの位置決めに用いる位置決めボス12を上部に有す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. FIG. 1A is an external perspective view of a non-contact variable voltage device according to an embodiment, and FIG. In the non-contact variable voltage device 1, a housing is constituted by a circular case 10 having an open bottom, and a shield cover 11 fitted to the bottom so as to cover the bottom opening of the case 10. The case 10 has a positioning boss 12 at an upper portion used for positioning when the voltage device 1 is incorporated into an input device such as a stick controller.

【0012】ケース10の上部中央には、軸受21が例
えば圧入により取付けられ、この軸受21により軸20
が回転可能に支持されている。軸20は、切欠き部20
aと段部20bとを有し、段部20bに軸受21が嵌合
されている。又、ケース10内部において、軸受21の
端部に沿ってEリング22が軸20の周溝に嵌合してい
る。従って、軸20は、その段部20bとEリング22
により、軸受21から外れないように軸受21で確実に
支持される。
A bearing 21 is attached to the upper center of the case 10 by, for example, press fitting.
Are rotatably supported. The shaft 20 has a notch 20
a and a step 20b, and the bearing 21 is fitted to the step 20b. Further, inside the case 10, an E-ring 22 is fitted into the circumferential groove of the shaft 20 along the end of the bearing 21. Therefore, the shaft 20 has its stepped portion 20 b and the E-ring 22
Accordingly, the bearing 21 securely supports the bearing 21 so as not to come off.

【0013】軸受21は、ケース10から突出する部分
の外周に、この電圧器1をスティックコントローラ等の
入力装置にナットで固定するためのネジ部21aを有す
る。なお、ケース10に対する軸受21の固定は、イン
サート成形による一体化や接着剤による固着等によって
も構わない。ケース10内部において、軸20の端部に
は図3に示すような形状の磁石30が取付けられ、磁石
30は軸20と一体に回転する。又、ケース10内部に
は、プリント基板40がシールドスペーサ15と基板押
え16で所定位置に挟持・配置されている。このプリン
ト基板40の一方側には、磁石30の磁束変化を検知す
る磁気センサ41及び外部回路接続用のコネクタ42
が、他方側には、磁気センサ41の出力変化を電圧変化
に変換する回路部等を構成する各種電子部品43が実装
されている。磁気センサ41は、磁石30の外周に僅か
な間隙を置いて対向する。磁気センサ41は、軸20、
即ち磁石30が基準位置にあるときに、感磁部が磁石3
0のN極とS極の境界に対面するように位置決めされて
おり、この状態のときには磁気センサ41は磁気変化を
検知せず、出力しない。
The bearing 21 has, on the outer periphery of a portion protruding from the case 10, a screw portion 21a for fixing the voltage generator 1 to an input device such as a stick controller with a nut. The fixing of the bearing 21 to the case 10 may be performed by integration by insert molding, fixing by an adhesive, or the like. Inside the case 10, a magnet 30 having a shape as shown in FIG. 3 is attached to an end of the shaft 20, and the magnet 30 rotates integrally with the shaft 20. Further, a printed board 40 is sandwiched and arranged at a predetermined position by the shield spacer 15 and the board presser 16 inside the case 10. A magnetic sensor 41 for detecting a change in magnetic flux of the magnet 30 and a connector 42 for connecting an external circuit are provided on one side of the printed circuit board 40.
However, on the other side, various electronic components 43 constituting a circuit section for converting a change in output of the magnetic sensor 41 into a change in voltage are mounted. The magnetic sensor 41 faces the outer periphery of the magnet 30 with a slight gap. The magnetic sensor 41 includes a shaft 20,
That is, when the magnet 30 is at the reference position, the magnetically sensitive part
The magnetic sensor 41 is positioned so as to face the boundary between the N pole and the S pole of 0. In this state, the magnetic sensor 41 does not detect a magnetic change and does not output.

【0014】コネクタ42はケース10の外部に突出
し、例えばシールドケーブル等が接続される。なお、磁
気センサ41とプリント基板40を別個に配置し、両者
をリード線で接続してもよい。又、シールドカバー11
とシールドスペーサ15は共に磁性体からなり、磁性体
で磁石30及び磁気センサ41を包囲することで、外部
磁気の影響を受け難くすると共に、内部磁石30の磁気
が外部に漏れるのを少なくしている。
The connector 42 projects out of the case 10 and is connected to, for example, a shielded cable. Note that the magnetic sensor 41 and the printed circuit board 40 may be separately arranged, and both may be connected by a lead wire. Also, the shield cover 11
The shield spacer 15 and the shield spacer 15 are both made of a magnetic material, and by surrounding the magnet 30 and the magnetic sensor 41 with the magnetic material, the influence of external magnetism is reduced, and the leakage of the magnetism of the internal magnet 30 to the outside is reduced. I have.

【0015】ここで、磁石30の形状について、図3
〔平面図(a)、別形態の平面図(b)、別形態の平面
図(c)〕を参照してもう少し詳しく説明する。磁石3
0は、少なくとも磁気センサ41に対向する側にあって
回転角度範囲θ内の部分と軸支部分(軸20の取付穴3
1の周囲部分)とを有する形状である。つまり、磁石3
0は、必要最小限の部分を有するものであり、二点鎖線
で示す通常サイズの円形磁石において斜線部分を不要と
したものである。
Here, the shape of the magnet 30 is shown in FIG.
This will be described in more detail with reference to [a plan view (a), a plan view (b) of another embodiment, and a plan view (c) of another embodiment]. Magnet 3
Reference numeral 0 denotes a portion at least on the side facing the magnetic sensor 41 and within the rotation angle range θ and a shaft support portion (the mounting hole 3 of the shaft 20).
1 peripheral portion). That is, magnet 3
Numeral 0 has a necessary minimum portion, and does not require a shaded portion in a circular magnet of a normal size indicated by a two-dot chain line.

【0016】具体的には、当該電圧器1を例えばスティ
ックコントローラに組み込んだ場合、スティックコント
ローラのレバーの一般的な最大傾斜角度は約30°であ
るので、軸20の回転可能な角度範囲θは約60°とな
る。従って、磁石30は、磁気センサ41に対向する側
にあって回転角度範囲θ=60°内の部分と取付穴31
の周囲部分とを有していればよく、それ以外の部分(斜
線部分)は不要となり、コストを削減できる。勿論、磁
石30のN極とS極は線対称であり、特殊形状に着磁す
る必要もない。
Specifically, when the voltage generator 1 is incorporated in, for example, a stick controller, the general maximum tilt angle of the lever of the stick controller is about 30 °, and therefore, the rotatable angle range θ of the shaft 20 is About 60 °. Therefore, the magnet 30 is located on the side facing the magnetic sensor 41 and within the rotation angle range θ = 60 ° and the mounting hole 31.
, And the other portions (hatched portions) become unnecessary, and the cost can be reduced. Of course, the N pole and the S pole of the magnet 30 are axisymmetric, and there is no need to magnetize the magnet into a special shape.

【0017】図3の(a)に示す磁石30Aでは、回転
角度範囲θ内であって磁気センサ41との対向面30a
が円弧状であり、磁石30Aが回転しても、磁石30A
の対向面30aと磁気センサ41との距離が一定に保た
れるようになっている。この場合、軸20の回転角度に
対する磁気センサ41の出力は図4に実線で示すように
直線的であり、回転角度に比例して出力電圧が変化す
る。
The magnet 30A shown in FIG. 3A has a surface 30a facing the magnetic sensor 41 within the rotation angle range θ.
Are arc-shaped, and even if the magnet 30A rotates, the magnet 30A
The distance between the opposing surface 30a and the magnetic sensor 41 is kept constant. In this case, the output of the magnetic sensor 41 with respect to the rotation angle of the shaft 20 is linear as shown by the solid line in FIG. 4, and the output voltage changes in proportion to the rotation angle.

【0018】但し、直線的な出力特性を得る場合は、図
3の(a)に示すような円弧状の対向面30aにすれば
よいが、例えば図3の(b)に示すように磁石30Bの
対向面30bを直線状にすれば、図5に点線で示すよう
な出力特性が得られる。又、図5の点線の出力特性をよ
り強調した出力特性を得るためには、図3の(c)に示
すように磁石30Cの対向面30cを凹湾曲線状にすれ
ば、図5に実線で示すような出力特性が得られる。図5
の点線や実線で示す特性曲線によると、図4に示す直線
的特性に比べて、回転角度が或る一定以上になると、出
力電圧が急激に変化することになる。図5のような特性
曲線が得られる無接触可変電圧器を用いることで、操作
難易度をソフト上で自由に変えることができる。このよ
うに、直線的な特性以外の特性を得る場合には、それに
応じて磁気センサ41に対する磁石30の対向面の形状
を変更すればよい。
However, in order to obtain a linear output characteristic, an arc-shaped facing surface 30a as shown in FIG. 3A may be used. For example, as shown in FIG. If the opposing surface 30b is made linear, the output characteristics shown by the dotted line in FIG. 5 can be obtained. In order to obtain an output characteristic in which the output characteristic indicated by the dotted line in FIG. 5 is more emphasized, if the facing surface 30c of the magnet 30C is formed into a concave curved line as shown in FIG. The output characteristics as shown by are obtained. FIG.
According to the characteristic curves indicated by the dotted line and the solid line, when the rotation angle exceeds a certain value or more, the output voltage sharply changes as compared with the linear characteristic shown in FIG. By using a non-contact variable voltage device capable of obtaining a characteristic curve as shown in FIG. 5, the difficulty of operation can be freely changed on software. As described above, when characteristics other than the linear characteristics are obtained, the shape of the surface of the magnet 30 facing the magnetic sensor 41 may be changed accordingly.

【0019】上記のように構成した無接触可変電圧器1
は、スティックコントローラ等の入力装置に組み込まれ
るが、スティックコントローラに組み込んだ状態の外観
斜視図を図2に示す。図2のスティックコントローラ5
0は、ハウジング51の上部からレバー52が突出し、
ハウジング51の側部に、それぞれ軸20がハウジング
51内に入り込むように2つの電圧器1A,1Bが取付
けられたものである。電圧器1A,1Bは、それぞれ例
えばX軸及びY軸方向の検出に係るものである。
Non-contact variable voltage generator 1 constructed as described above
Is incorporated in an input device such as a stick controller or the like, and FIG. Stick controller 5 of FIG.
0 indicates that the lever 52 projects from the upper part of the housing 51,
Two voltage generators 1 </ b> A and 1 </ b> B are attached to the side of the housing 51 such that the shaft 20 enters the housing 51. The voltmeters 1A and 1B relate to, for example, detection in the X-axis and Y-axis directions, respectively.

【0020】スティックコントローラ50に対する各電
圧器1A,1Bの取付けは、特に図示していないが、電
圧器1A,1Bをハウジング51に位置決めするとき
は、ケース10の位置決めボス12をハウジング51の
所定箇所に形成された位置決め穴に差し込めばよい。そ
して、軸受21のネジ部21aとナットでハウジング5
1に固定する。又、軸20とレバー52は連結され、こ
の連結機構は、レバー52を傾斜操作したときに軸20
を回転させるものであり、レバー52をX軸方向(電圧
器1A側)又はY軸方向(電圧器1B側)に真っ直ぐに
傾斜させたときは、電圧器1A又は電圧器1Bの軸20
だけを傾斜度合に応じた回転量だけ回転させ、それ以外
の方向に傾けた場合は、その方向と傾斜度合に応じて電
圧器1A,1Bの各々の軸20をそれぞれ所定角度だけ
回転させるものである。
The mounting of each of the voltage generators 1A and 1B to the stick controller 50 is not particularly shown, but when positioning the voltage generators 1A and 1B in the housing 51, the positioning bosses 12 of the case 10 are fixed to predetermined positions of the housing 51. May be inserted into the positioning holes formed in the holes. Then, the housing 5 is fixed to the screw portion 21a of the bearing 21 and the nut.
Fix to 1. The shaft 20 and the lever 52 are connected to each other.
When the lever 52 is tilted straight in the X-axis direction (voltage unit 1A side) or the Y-axis direction (voltage unit 1B side), the shaft 20 of the voltage unit 1A or the voltage unit 1B is rotated.
Is rotated by an amount of rotation according to the degree of inclination, and in the other direction, the shafts 20 of the voltage generators 1A and 1B are rotated by a predetermined angle in accordance with the direction and the degree of inclination. is there.

【0021】ここに、電圧器1A,1Bは、それぞれ磁
気センサ41の出力変化を電圧変化に変換する回路部を
内蔵しているので、軸20が基準位置にあるときの0点
調整を容易に行うことができ、0点調整を含む一連の組
み込み作業が簡便になる。このように構成したスティッ
クコントローラ50の電圧器1A,1Bにおいて、レバ
ー52を操作しないとき、即ち軸20が基準位置にある
ときは、磁石30は回転せず、磁石30のN極とS極の
境界が磁気センサ41の感磁部に対面するため、磁気セ
ンサ41は磁気変化を検知せず、出力しない。
Since each of the voltmeters 1A and 1B has a built-in circuit for converting the output change of the magnetic sensor 41 into a voltage change, the zero point adjustment when the shaft 20 is at the reference position can be easily performed. A series of assembling operations including zero-point adjustment can be performed easily. In the voltage devices 1A and 1B of the stick controller 50 configured as described above, when the lever 52 is not operated, that is, when the shaft 20 is at the reference position, the magnet 30 does not rotate, and the N and S poles of the magnet 30 are not rotated. Since the boundary faces the magnetic sensing part of the magnetic sensor 41, the magnetic sensor 41 does not detect a magnetic change and does not output.

【0022】ここで、レバー52の傾斜操作により、軸
20が反時計方向に回転すると、軸20の回転角度に応
じて磁石30のN極とS極の境界より、N極が徐々に磁
気センサ41に接近する(図3参照)。従って、磁気セ
ンサ41は、磁石30のN極の接近度合(軸20の回転
角度)に比例した電圧を出力する(図4及び図5参
照)。又、軸20が時計方向に回転すると、軸20の回
転角度に応じて磁石30のN極とS極の境界より、S極
が徐々に磁気センサ41に接近する。従って、磁気セン
サ41は、磁石30のS極の接近度合に比例した電圧を
出力する。
Here, when the shaft 20 rotates counterclockwise by the tilting operation of the lever 52, the N pole is gradually increased from the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 30 according to the rotation angle of the shaft 20. 41 (see FIG. 3). Therefore, the magnetic sensor 41 outputs a voltage proportional to the degree of approach of the N pole of the magnet 30 (the rotation angle of the shaft 20) (see FIGS. 4 and 5). When the shaft 20 rotates clockwise, the S pole gradually approaches the magnetic sensor 41 from the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 30 according to the rotation angle of the shaft 20. Accordingly, the magnetic sensor 41 outputs a voltage proportional to the degree of approach of the S pole of the magnet 30.

【0023】このように、レバー52の任意方向への傾
斜操作に応じて、電圧器1A及び/又は電圧器1Bの軸
20が所定角度だけ回転し、各電圧器1A,1Bが対応
の電圧を出力する。この両電圧器1A,1Bからの出力
に基づいて、レバー52の傾斜方向と傾斜角度が検出さ
れる。次に、上記無接触可変電圧器1における磁気セン
サ41に係る回路例について記載する。図6は、磁気セ
ンサとしてホール素子を用いた場合の一例である。図6
の回路において、VCC−VEE間に印加された電圧は、抵
抗R1 ,R2 を経て、ホール素子に流れる。ホール素子
に磁気がない場合、抵抗R3 ,R4 に接続される出力部
には、電圧は発生しない。これは、ホール素子の感磁部
に磁石30のN極とS極との境界が対面する無磁力の場
合も同様である。ここで、軸20が回転し、ホール素子
にN極が近づくと、抵抗R4 に接続されたホール素子の
端子側にプラス電圧が、抵抗R3 に接続された端子側に
マイナス電圧が発生する。このホール素子の出力電圧
は、増幅器IC2 に入力され、抵抗R5 により定められ
た増幅率によってOUTよりプラス電圧として出力され
る。
As described above, in response to the tilting operation of the lever 52 in an arbitrary direction, the shaft 20 of the voltmeter 1A and / or the voltmeter 1B rotates by a predetermined angle, and each of the voltmeters 1A and 1B applies the corresponding voltage. Output. The inclination direction and the inclination angle of the lever 52 are detected based on the outputs from the two voltage generators 1A and 1B. Next, a circuit example of the magnetic sensor 41 in the non-contact variable voltage device 1 will be described. FIG. 6 shows an example in which a Hall element is used as a magnetic sensor. FIG.
In the circuit of the above, the voltage applied between V CC -V EE flows through the resistors R 1 and R 2 to the Hall element. If the Hall element has no magnetism, no voltage is generated at the output connected to the resistors R 3 and R 4 . This is the same in the case of a non-magnetic force in which the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 30 faces the magnetic sensing part of the Hall element. Here, the shaft 20 is rotated, when the N pole approaches the Hall element, the positive voltage on the terminal side of the connected Hall elements to the resistor R 4 is, negative voltage is generated in the connected terminal side to the resistor R 3 . The output voltage of the Hall element is inputted to the amplifier IC 2, is output as the positive voltage than OUT by an amplification factor determined by the resistor R 5.

【0024】反対に、軸20が回転し、ホール素子にS
極が近づくと、抵抗R3 に接続されたホール素子の端子
側にプラス電圧が、抵抗R4 に接続されたホール素子の
端子側にマイナス電圧が発生する。このホール素子の出
力電圧は、増幅器IC2 に入力されるため、抵抗R5
より定められた増幅率によってOUTよりマイナス電圧
として出力される。
Conversely, the shaft 20 rotates, and S
When poles approaches, the positive voltage on the terminal side of the connected Hall elements to the resistor R 3 is a negative voltage terminal of the Hall element is connected to the resistor R 4 is generated. The output voltage of the Hall element, since the input to the amplifier IC 2, is outputted as a negative voltage than OUT by an amplification factor determined by the resistor R 5.

【0025】勿論、ホール素子の出力端子を入れ換えれ
ば、N極とS極の検知を逆にすることも可能である。
又、ホール素子の出力を増幅器IC2 の入力部のプラス
・マイナスに逆に入力することによっても、逆の出力を
取り出すことが可能である。なお、可変抵抗VR1 は、
増幅器IC2 のオフセットやホール素子のバランスを調
整するためのもので、軸20が基準位置に位置するとき
OUTを0Vに調整するためのものである。
Of course, it is also possible to reverse the detection of the N pole and the S pole by exchanging the output terminals of the Hall element.
Also, by inputting reversing the output of the Hall element in positive and negative input of the amplifier IC 2, it is possible to retrieve the reverse output. Note that the variable resistor VR 1 is
It intended to balance the offset and the Hall element of the amplifier IC 2, is used to adjust the OUT to 0V when the shaft 20 is located at the reference position.

【0026】次に、磁気センサ41のスイッチ機能につ
いて説明する。勿論、磁気センサそのものにスイッチン
グ機能を持たせたICでもよいが、ここでは一般的なも
のについて説明する。図7にその回路の一例を示す。基
本的な回路の働きは前記図6に示す回路と同様であるた
め、図6の回路に追加された部分について説明する。図
7の回路において、IC2 より出力された電圧は、アナ
ログ比較回路を構成するIC3 ,IC4 に入力される。
例えば、GNDに対し、VCC=+5V、VEE=−5Vと
すると、IC2 の出力は、軸20が非操作時の基準位置
に位置するときは、0Vとなっている。このGNDに対
する0Vは、VEEを基準にするIC3,IC4 で構成さ
れるコンパレータからみると、VEEに対して+5Vとな
る。仮に、抵抗R7 ,R8 の分圧比でCV1 をVEEに対
し+7Vに設定し、抵抗R9 ,R10の分圧比でCV2
EEに対し+3Vに設定したとすると、軸20が基準位
置に位置するときは、ホール素子の出力は0Vであるか
ら、IC2 の入力は0Vとなり、IC2 の出力はGND
に対して0Vとなる。この0Vは、コンパレータの基準
であるVEEに対しては+5Vとなっている。
Next, the switch function of the magnetic sensor 41 will be described. Of course, an IC in which the magnetic sensor itself has a switching function may be used, but here, a general one will be described. FIG. 7 shows an example of the circuit. Since the operation of the basic circuit is the same as that of the circuit shown in FIG. 6, only the parts added to the circuit of FIG. 6 will be described. In the circuit of FIG. 7, the voltage output from the IC 2 is input to the IC 3, IC 4 which constitutes the analog comparator circuit.
For example, assuming that V CC = + 5 V and V EE = −5 V with respect to GND, the output of IC 2 is 0 V when the shaft 20 is at the non-operating reference position. 0V for the GND, when viewed from the comparator constituted by IC 3, IC 4 to reference the V EE, the + 5V with respect to V EE. Assuming that CV 1 is set to +7 V with respect to V EE by the division ratio of the resistors R 7 and R 8 , and CV 2 is set to +3 V with respect to V EE by the division ratio of the resistors R 9 and R 10. Is located at the reference position, the output of the Hall element is 0 V, the input of IC 2 is 0 V, and the output of IC 2 is GND.
To 0V. This 0V is + 5V with respect to VEE which is the reference of the comparator.

【0027】従って、この出力+5Vは、IC3 の比較
電圧CV1 =+7Vより低いため、IC3 の出力OUT
+=L(Low)であり、また比較電圧CV2 =+3V
より高いため、IC4 の出力OUT−=Lとなる。次
に、軸20が反時計方向に回転し、ホール素子にN極が
近づくと、ホール素子の出力はプラスとなり、IC2
増幅された電圧がGNDに対し+3Vになる。この電圧
は、VEEに対し+8Vであるから、IC3 の比較電圧C
1 より高いため、IC4 の出力OUT−=Lとなる。
逆に、軸20が時計方向に回転すると、ホール素子にS
極が近づき、ホール素子の出力がマイナスになる。ここ
で、仮にIC2 の出力がGNDに対して−3Vになる
と、この電圧は、VEEに対し+2Vであるから、出力O
UT+=L、出力OUT−=Hとなる。このように、軸
20の回転方向に従ったスイッチング出力を得ることが
できる。
[0027] Accordingly, the output + 5V is lower than the comparison voltage CV 1 = + 7V of IC 3, the output OUT of the IC 3
+ = L (Low), and the comparison voltage CV 2 = + 3V
For higher output of IC 4 OUT- = a L. Next, the shaft 20 is rotated in the counterclockwise direction, when the N pole approaches the Hall element, the output of the Hall element becomes positive, the voltage amplified by the IC 2 is + 3V with respect to GND. Since this voltage is + 8V to V EE, comparison of IC 3 voltage C
Higher than V 1, the output of the IC 4 OUT- = a L.
Conversely, when the shaft 20 rotates clockwise, the Hall element
As the pole approaches, the output of the Hall element becomes negative. Here, if the output of IC 2 becomes −3 V with respect to GND, this voltage is +2 V with respect to V EE ,
UT + = L and output OUT− = H. Thus, a switching output according to the rotation direction of the shaft 20 can be obtained.

【0028】なお、図2は、無接触可変電圧器1をステ
ィックコントローラに適用した場合を示すが、スティッ
クコントローラ以外の入力装置にも適用可能であり、或
いは通常の可変抵抗器の代わりに使用することも可能で
ある。
FIG. 2 shows a case where the non-contact variable voltage device 1 is applied to a stick controller. However, the non-contact variable voltage device 1 can also be applied to an input device other than the stick controller, or is used in place of a normal variable resistor. It is also possible.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の無接触可変電圧器は、以上説明
したように構成されるので、次の効果を有する。 (1)請求項1,3の構成では、磁気センサの出力変化
を電圧変化に変換する回路部を内蔵するので、当該電圧
器単体で0点調整ができる。従って、スティックコント
ローラ等に組み込んだ場合、当該電圧器を取付けるだけ
でよいため、0点調整等の作業性が非常に良い。 (2)請求項2,3の構成では、磁石が必要最小限の部
分を有するものであるため、高価な磁石の使用量が少な
くなり、コストを削減できる。 (3)磁石と磁気センサとの組合せにより、磁石(その
回転軸)の回転角度を検出するので、接触子を用いた可
変抵抗器等を使用する入力装置に比べて、大幅な長寿命
化を実現できる。 (4)簡素な構造であり、信頼性及び耐久性が向上す
る。 (5)磁石の回転軸の中位(基準位置)が存在するた
め、スティックコントローラ等に組み込んだ場合、絶対
位置を出すことができる。 (6)磁気センサに対する磁石の対向面の形状を変更す
ることで、必要な出力特性(磁石の回転角度と磁気セン
サの出力電圧との関係)が簡単に得られる。 (7)磁石の回転軸の回転量に応じて直線的な出力が得
られるようにすることにより、操作性を簡単にしたり、
或いは極端に誇張された出力が得られるようにすること
により、操作難易度を向上させたりすることが可能であ
る。従って、各種ゲーム機器に組み込めば、最適な入力
装置を提供できる。 (8)請求項6の構成とすることで、外部磁気の影響を
受け難くなり、検出精度の信頼性が一層増すだけでな
く、内部磁石の磁気が外部に漏れ難くなり、磁気を利用
した記憶媒体等の機器に磁気の影響が及ばない。
The contactless variable voltage device of the present invention has the following effects because it is configured as described above. (1) In the configuration of the first and third aspects, since a circuit section for converting an output change of the magnetic sensor into a voltage change is built in, zero point adjustment can be performed by the voltage unit alone. Therefore, when it is incorporated in a stick controller or the like, it is only necessary to attach the voltmeter, and workability such as zero point adjustment is very good. (2) In the configuration of the second and third aspects, since the magnet has a minimum necessary portion, the amount of expensive magnet used is reduced, and the cost can be reduced. (3) The combination of a magnet and a magnetic sensor detects the rotation angle of the magnet (its rotation axis), so that the life is greatly extended as compared with an input device using a variable resistor or the like using a contact. realizable. (4) A simple structure improves reliability and durability. (5) Since there is a middle position (reference position) of the rotation axis of the magnet, an absolute position can be obtained when incorporated in a stick controller or the like. (6) By changing the shape of the surface of the magnet facing the magnetic sensor, required output characteristics (the relationship between the rotation angle of the magnet and the output voltage of the magnetic sensor) can be easily obtained. (7) By making it possible to obtain a linear output according to the rotation amount of the rotating shaft of the magnet, operability can be simplified,
Alternatively, it is possible to improve the difficulty of operation by obtaining an extremely exaggerated output. Therefore, an optimal input device can be provided by incorporating it into various game machines. (8) By adopting the configuration of claim 6, the influence of external magnetism is reduced, not only the reliability of the detection accuracy is further increased, but also the magnetism of the internal magnet is hardly leaked to the outside, and the storage using magnetism is used. There is no magnetic influence on devices such as media.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施形態に係る無接触可変電圧器の外観斜視
図(a)、及びその要部断面図(b)である。
FIG. 1A is an external perspective view of a non-contact variable voltage device according to an embodiment, and FIG.

【図2】同無接触可変電圧器をスティックコントローラ
に組み込んだ状態の外観斜視図である。
FIG. 2 is an external perspective view showing a state where the non-contact variable voltage device is incorporated in a stick controller.

【図3】同無接触可変電圧器に使用される磁石の平面図
(a)、別形態に係る磁石の平面図(b)、及び更に別
形態に係る磁石の平面図(c)である。
3A is a plan view of a magnet used in the non-contact variable voltage generator, FIG. 3B is a plan view of a magnet according to another embodiment, and FIG. 3C is a plan view of a magnet according to another embodiment.

【図4】図3の(a)に示すような形態の磁石を有する
無接触可変電圧器における軸の回転角度と磁気センサの
出力電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a rotation angle of a shaft and an output voltage of a magnetic sensor in a non-contact variable voltage device having a magnet as shown in FIG.

【図5】図3の(b),(c)に示すような形態の磁石
を有する無接触可変電圧器における軸の回転角度と磁気
センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a rotation angle of a shaft and an output voltage of a magnetic sensor in a non-contact variable voltage device having a magnet as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c).

【図6】磁気センサにホール素子を用い、軸の回転角度
をアナログ出力する場合の回路例である。
FIG. 6 is a circuit example in the case where a Hall element is used as a magnetic sensor and the rotation angle of a shaft is output in analog form.

【図7】図6の回路にコンパレータ回路を追加し、軸の
回転をスイッチ出力する場合の回路例である。
FIG. 7 is a circuit example in which a comparator circuit is added to the circuit of FIG. 6 and a rotation of a shaft is output as a switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 無接触可変電圧器 10 ケース 11 シールドカバー(磁性材) 15 シールドスペーサ(磁性材) 20 軸 30 磁石 41 磁気センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact variable voltage device 10 Case 11 Shield cover (magnetic material) 15 Shield spacer (magnetic material) 20 Axis 30 Magnet 41 Magnetic sensor

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転可能に支持された磁石と、この磁石に
対向して配置された磁気センサとを備え、磁石の回転に
よる磁束の変化で磁気センサの出力を変化させる無接触
可変電圧器において、 前記磁気センサの出力変化を電圧変化に変換する回路部
を内蔵したことを特徴とする無接触可変電圧器。
1. A non-contact variable voltage device comprising: a rotatably supported magnet; and a magnetic sensor arranged to face the magnet, wherein the output of the magnetic sensor is changed by a change in magnetic flux due to rotation of the magnet. A non-contact variable voltage device having a built-in circuit for converting an output change of the magnetic sensor into a voltage change.
【請求項2】回転可能に支持された磁石と、この磁石に
対向して配置された磁気センサとを備え、磁石の回転に
よる磁束の変化で磁気センサの出力を変化させる無接触
可変電圧器において、 前記磁石は、少なくとも磁気センサに対向する側にあっ
て回転角度範囲内の部分と軸支部分とを有する形状であ
ることを特徴とする無接触可変電圧器。
2. A non-contact variable voltage device comprising: a rotatably supported magnet; and a magnetic sensor arranged to face the magnet, wherein the output of the magnetic sensor is changed by a change in magnetic flux due to rotation of the magnet. The non-contact variable voltage device, wherein the magnet has at least a portion facing the magnetic sensor and having a portion within a rotation angle range and a pivot portion.
【請求項3】回転可能に支持された磁石と、この磁石に
対向して配置された磁気センサとを備え、磁石の回転に
よる磁束の変化で磁気センサの出力を変化させる無接触
可変電圧器において、前記磁気センサの出力変化を電圧
の変化に変換する回路部を内蔵し、前記磁石は、少なく
とも磁気センサに対向する側にあって回転角度範囲内の
部分と軸支部分とを有する形状であることを特徴とする
無接触可変電圧器。
3. A non-contact variable voltage device comprising: a rotatably supported magnet; and a magnetic sensor arranged to face the magnet, wherein the output of the magnetic sensor is changed by a change in magnetic flux due to rotation of the magnet. A circuit portion for converting an output change of the magnetic sensor into a voltage change, wherein the magnet has a shape having at least a portion within a rotation angle range and a pivot portion on a side facing the magnetic sensor. Non-contact variable voltage device characterized by the above-mentioned.
【請求項4】前記磁石は、N極とS極が線対称的に着磁
されたものであることを特徴とする請求項1、請求項2
又は請求項3記載の無接触可変電圧器。
4. The magnet according to claim 1, wherein the N pole and the S pole are magnetized line-symmetrically.
Or the non-contact variable voltage device according to claim 3.
【請求項5】前記磁気センサは、磁石が基準位置にある
ときに、感磁部が磁石のN極とS極の境界に対面するよ
うに位置決めされていることを特徴とする請求項1、請
求項2、請求項3又は請求項4記載の無接触可変電圧
器。
5. The magnetic sensor according to claim 1, wherein, when the magnet is at the reference position, the magnetic sensing portion is positioned so as to face a boundary between the north pole and the south pole of the magnet. 5. The non-contact variable voltage device according to claim 2, 3 or 4.
【請求項6】前記磁石及び磁気センサは、磁性材で包囲
されていることを特徴とする請求項1、請求項2、請求
項3、請求項4又は請求項5記載の無接触可変電圧器。
6. The non-contact variable voltage device according to claim 1, wherein the magnet and the magnetic sensor are surrounded by a magnetic material. .
【請求項7】前記磁気センサは、磁石の回転角度が一定
量以上になった場合にスイッチング出力することを特徴
とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求
項5又は請求項6記載の無接触可変電圧器。
7. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor outputs a switching output when the rotation angle of the magnet becomes a predetermined amount or more. Or the non-contact variable voltage device according to claim 6.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010139351A (en) * 2008-12-11 2010-06-24 Tokyo Cosmos Electric Co Ltd Rotation angle sensor
JP2016100043A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 ホーチキ株式会社 Operation device

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