JPS5818298Y2 - ポテンシヨメ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は感磁性素子例えば磁気抵抗効果素子等を用いた
ポテンショメータに関するものである。

一般に、感磁性素子を用いたポテンショメータは、素子
に印加する磁界を発生するための永久磁石と、磁界を素
子に対して集中するための磁性ヨークとの組合せから磁
気回路を構成し、素子に対し磁界を相対的に移動して素
子の抵抗値を変化させ、これによって磁界の相対的移動
に関連した出力電圧を得るものであることが知られてい
る。

従来の感磁性素子を用いたポテンショメータの例をあげ
ると、第１図に示す如く、基板２上に軸受１を介して回
転自在に軸支された磁性材料からなる回転軸３と、基板
２に固定され回転軸３の周面に密着した磁性材料からな
る第１のヨーク４と、回転軸３の先端部３１に空隙を介
して配置された磁性材料からなる第２のヨーク５と、第
１のヨーク４と第２のヨーク５に磁気的に結合する数個
の例えば４個の柱状永久磁石６，６・・・・・・と、第
２のヨーク５上の回転軸３の先端部３１に対向する位置
に先端部３１と空隙ｄを介して配置され、回転軸３の回
転に応じて抵抗値が変化する感磁性素子７とから構成さ
れるものであった。

しかしながら、斯かる構成のポテンショメータにおいて
は、空隙ｄに対する磁束密度Ｂの特性が、第２図の曲線
ａで示す如く、空隙ｄが小さい程高磁束密度を得ること
ができるが、その部分における曲線ａの傾きも大きく、
空隙ｄのわずかな変化により磁束密度は著しく変化する
ものであった。

このため、効率等を考慮して空隙ｄの値を小さく設定す
る実際の構成においては、構成部分のバラツキや、組立
時等に生ずる空隙ｄの寸法のバラツキ等が出力特注に与
える影響は大きく、安定した出力特性を得るためには、
回転軸３の回転成は広い温度範囲にわたる場合は構成材
料の熱膨張係数の違い等も考慮して、空隙ｄの寸法を常
に精度良く維持しなければならず、これは非常に難しい
ものであった。

また、閉磁気回路を構成するので、部品点数が多くなっ
て組立工程が複雑化し、また組立精度を要し、価格的に
も高くなる等、種々の欠点を有するものであった。

本考案は上記欠点を除去することを目的とした閉磁気回
路型のポテンショメータを提供するものである。

以下本考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第３図において、鉄等の磁性材料からなる基板１１には
、合成樹脂等の絶縁材からなる支持部１４がネジ等で固
定され、この支持部１４に非磁性材料からなる回転軸１
２がベアリング等の軸受１３を介して支持され回転自在
に軸子される。

回転軸１２の先端部２１には、長手方向に磁化された断
面半円形状の高表面磁束密度の永久磁石１５が、一方の
磁極例えばＳ極側を回転軸２の内部に埋設して取着され
る。

永久磁石１５の他方の磁極Ｎ極側には、磁石１５の先端
に対向して、純鉄、パーマロイ等の強磁性材料からなる
バックヨーク１６が空隙を介して配置される。

バンクヨーク１６は、合成樹脂等の絶縁性非磁性材の基
台１８中に嵌入装着され、この基台１８は、ビスや接着
剤或は溶着法等の固定手段１７により基板１１に固定さ
れた支持部１４の下端に、上記同様の固定手段にて固定
さる。

バンクヨーク１６上には、感磁性素子１９例えば磁気抵
抗効果素子が永久磁石５の先端に空隙ｄを介し対向して
載置固定され、また基台１８の上には素子基板２０が固
定される。

バンクヨーク１６は、感磁性素子１９と対接する表面積
が感磁性素子の表面積とほぼ同−若しくは若干大きめに
設定するほか、基台１８より厚く形威し、また図の如く
、素子基板２０の表面より突出することがないように基
台１８に固定して構成する。

而して、このとき形成される凹部内に感磁性素子１９を
配設し、該感磁性素子１９のリード線を素子基板２０上
で端子ピンに接続する。

上記の主要構成部品は磁性材料からなるケース２２の中
に収納される。

上記の如き閉磁気回路構成のポテンショメータの動作は
、第４図Ａに示す如く、回転軸１２の回転に伴って永久
磁石１５を回転させ、磁石の先端を素子１９に対して位
置的に変位させて、素子１９の各抵抗部Ｒ１，Ｒ２の抵
抗値を変化させ、第４図Ｂに示す如く、抵抗部Ｒ２両端
の電圧Ｖｏｕｔを変化させる。

尚、図中素子１９の各抵抗部Ｒ１，Ｒ２と各々並列に接
続された抵抗ｒ１ｊ ｒ２は素子の温度補償作用をなす
ものである。

上記の構成によって、永久磁石１５の先端面と感磁性素
子１９との空隙ｄに対する磁束密度Ｂの特性は、第２図
の曲線すで示す如く、閉磁気回路構成の従来のポテンシ
ョメータに比し、空隙ｄの変化に対する磁束密度Ｂの変
化量が一段となだらかな特性となる。

また、バンクヨーク１６は感磁性素子１９とほぼ同じか
或は若干大きい程度の表面積を有するから、磁石１５か
らの磁束が素子１９に集中し大きな出力電圧Ｖｏｕｔを
発生する。

更に、主要構成部品を収納する磁性材料からなるケース
２２は、内部磁界の外部への漏れ防止と磁束の有効なバ
ックリターンパスを形成し、また外部磁界の不用意な接
近に伴うポテンショメータ内部への悪影響を確実に防止
する。

以上の如く、本考案のポテンショメータは、回転軸先端
部に永久磁石の一方磁極を固着し、他方磁極に対向して
感磁性素子を磁性材料からなり且つ素子に相応する大き
さの表面積のヨーク上に載置固定し、これらを磁性材料
から作られたケース内に収納する構成であるから、以下
のような効果を有する。

（１）感磁性素子と磁石の間の空隙ｄに対する磁束密ｉ
Ｂに関する特性曲線は従来の閉磁路型のポテンショメー
タに比べなだらかとなり、空隙ｄの長さが変化したとき
出力特注に与える影響が小さくなるから、組立時の空隙
長のバラツキを殆ど考慮する必要はすく、ポテンショメ
ータの製造を容易にする。

（２）感磁性素子を載置したバンクヨークの表面積が素
子とほぼ同じか若干大きい程度の大きさであるため、磁
石からの磁束が分散されず素子に集中するので、磁電変
換効率が良く大きな出力電圧を得ることが出来る。

（３）感磁性素子、磁石、バンクヨーク等を磁性材料か
ら作られたケースの内に収納したから、ケースが磁束の
バックリターンパスを構成し、また外部磁界を遮蔽する
ので、ポテンショメータの磁路が安定し、どのような使
用環境下でも安定した出力を得ることが出来る。

（４）従来のこの種ポテンショメータに比し、部品点数
の削減による省材化と共に小型化を促進し、また組立工
数や構造が簡略化され、価格的にも大幅な低減ができる
。

ここに、本考案の実施例に於て、永久磁石の一方の磁極
を回転軸内に埋設固定する場合について説明したが、上
記磁石は、単に回転軸先端に或は磁性材を介在させて接
着剤等の手段で固定しても良いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のポテンショメータの概略構成図、第２図
は磁石先端面と感磁性素子間の空隙に対する磁束密度の
変化を示す特注曲線図、第３図は本考案の一実施例にお
けるポテンショメータの概略構成断面図、第４図Ａは感
磁性素子と磁石の関連を示す動作説明図で、同Ｂは感磁
性素子の接続回路図である。 図中の１２は回転軸、１５は永久磁石、１６はバンクヨ
ーク、１９は感磁性素子、２２は磁性材ケースである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸受を介して基板に回転自在に軸支された回転軸と、該
   回転軸の先端部に一方磁極が固着された永久磁石と、該
   永久磁石の他方磁極に対向し且つ一定の空隙を介して配
   置された感磁性素子と、該素子を載置すると共に前記素
   子とほぼ同じか或は若干大きい表面積を有する磁性材料
   のバンクヨークと、少くとも該ヨークおよび前記磁石並
   びに前記素子を収納する磁性材料から作られたケースと
   を具備することを特徴とするポテンショメータ。