JPS6224110A - 非接触全周形ポテンシヨメ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、　３６０°全周を有効使用範囲とすることが
可能な非接触全周形ポテンショメータに関するものであ
る。

［従来の技術］ 木発明者らは、先に、特開昭５７−１１３２４０５号公
報によって非接触全周形のポテンショメータについて提
案している。この全周形ポテンショメータは、従来から
知られている一般的なポテンショメータの出力電圧の直
線有効部分が非常に狭いことから、ポテンショメータの
１回転の全周を計測可能にするため、磁気抵抗素子と永
久磁石からなる回転子とを実質的に２組備え、これらの
磁気抵抗素ｆと回転子によって位相が９０°異なる二つ
の電圧出力を取り出し、これらの出力電圧の有効直線部
分を利用するようにしたものである。

しかしながら、このような構成の非接触形ポテンショメ
ータは、有効且つ適切な回転角度の検出を行うことがで
きても、特殊な磁気抵抗素子パターンを製作する必要が
あり、そのため比較的高額な初期投資が必要になるとい
う点で問題がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、市販されている安価な直線移動量検出
用の磁気抵抗素子センサを利用して、３８０°全周を有
効使用範囲とする安価な非接触全周形ポテンショメータ
を得ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の非接触全周形ポテン
ショメータは、入力軸に固定した円盤に、磁石に対向す
るヨークまたは磁石によって形成した磁性リングを設け
、この磁性リングの設置位置は、入力軸の回転角に比例
して半径方向に移動し、且つ入力軸が１回転する間にそ
の半径方向に１往復するように形成し、上記磁性リング
に対向する位置に、直線移動量検出用の磁気抵抗素子セ
ンサを、磁性リングの半径方向の位置を検出可能に設置
したことを特徴とするものである。

［作　用］ 上記構成を有する非接触全周形ポテンショメータにおい
ては、円盤が１回転する間にセンサからの出力が２回だ
け同一の値をとることになるが、人力軸がどのような回
転角度領域にあるかを適宜手段によって求めれば、直線
移動量検出用の磁気抵抗素子センサの出力から、入力軸
の回転角度を求めることができる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面を参照しながら詳述する。

第１図に示す非接触全周形ポテンショメータにおいて、
入力軸ｌに固定した円盤２は、その表面に磁性リング３
を閉ループ状の凸条として設けている。この磁性リング
３は、センサ５を介して磁石４に対向するヨークとし゛
Ｃ構成され、第２図Ａ、Ｂかられかるように、円盤２上
において、その円盤２の回転角に比例して磁性リング３
の円盤中心０からの距離が増加または減少し、且つ円盤
２が１回転する間にその位置が半径方向に１往復するよ
うに形成している。従って、上記磁性リング３は、結果
的に同図Ａに示すようなハート型となる。

なお、第２図Ａにおいて、中心Ｏのまわりの多数の同心
円は、それらの半径差が一定の値を有するものであり、
同図Ｂは中心Ｏのまわりの磁性リング３の配設位置を展
開して示すものである。

また、上記磁性リング３に対向する位置に設けた直線移
動量検出用の磁気抵抗素子センサ５は。

第３図に例示するような構成を有するものである。即ち
、上記センサ５は、基板６上に受感部を構成する一対の
磁気抵抗素子７．７を配列させ、それらの磁気抵抗素子
７．７の中間及び両端に配設した電極８，９．９からそ
れぞれ端子１０，１１．１１を導出している。

従って、例えば、センサ５上に磁石１２をその磁束が受
感部の面に対して垂直に通るように配置し、磁石１２を
センサ５に対して矢印方向に相対変位させると、その変
位を端子１０．１１間の電気抵抗の変化としで検出する
ことができる。即ち、磁石１２から出た磁束が、磁石１
２とセンサ５との相対的移動によって受感部の二つの磁
気抵抗素子７．７を差動的に通過し、その際、磁気抵抗
素子の磁極の下にある部分のみが磁気抵抗効果によって
抵抗が変化するため、その変化を端子１０．１１間の抵
抗の変化として検出するものである。

第１図に示すポテンショメータにおいては、磁性リング
３の半径方向の位置を検出可能にするため、ｉ：、述し
た磁気抵抗素子センサ５を、一対の磁気抵抗素子７．７
の配列方向が円盤２の半径方向を向くように配置してい
る。また、そのセンサ５の背後に永久磁石１３を配置し
、これをセンサ５の″受感部を挟んでヨークを構成する
磁性リング３に対向させているが、その磁性リング３を
磁石によって構成することもできる。

上記構成を有する非接触全周形ボテンショメー夕におい
ては１円盤２が１回転する間にセンサからの出力が２回
だけ同一の値をとることになる。

従って、センサの出力に基づいて入力軸ｌの回転角度を
測定しようとすると、入力軸ｌかどのような回転角度領
域にあるかを別途判定するとか、あるいは北記センサ５
をＳＯ°位相をずらした位置にも設置して、両センサ５
，５の出力からの論理的判断により上記角度領域を判定
するなどの手段が必要になるが、この角度領域の判定は
、単に入力軸が第２図Ａにおける左右いずれの領域にあ
るかを求める程度でよく、従って比較的簡単な各種手段
により容易に検出することができる。

このような非接触全周形ポテンショメータにおいては、
第２図Ｂに示すような磁性リングの形状に応じた有効直
線部分をもつセンサ出力を得ることができ、従って入力
軸ｌが適宜回転位置にあるときに、それがどのような角
度領域にあるかを適宜手段で概略的に求めれば、磁気抵
抗素子センサ５の出力から、入力軸１の回転角度を求め
ることができる。

また、一つの磁気抵抗素子センサ５，５を９０°位相を
ずらした位とに設置し、それらのセンサ出力から、その
入力軸ｌがどのような角度領域にあるかを論理的に判断
するように構成すれば、検出した領域内に有効直線部分
をもつセンサ出力から、磁性リング３の屈曲部（第２図
Ａにおける上下中央部）を含めて正確に回転角度を求め
ることができる。

［発明の効果］ 以上に詳述したところかられかるように、本発明の非接
触全周形ポテンショメータによれば、非常に安価、な直
線移動量検出用の磁気抵抗素子センサを用いて、全周に
わたる回転角度を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非接触全周形ボテンシ□メータの
実施例を示す断面図、第２図Ａ、Ｂは上記ポテンショメ
ータにおける磁性リングの形状についての説明図、第３
図は上記ポテンショメータにおいて利用している磁気抵
抗素子センサの構成を示す斜視図である。 １・・入力軸、　　　　　　２・・円盤、３・・磁性リ
ング、 ５・轡磁気抵抗素子センナ、１３・・磁石。 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力軸に固定した円盤に、磁石に対向するヨークま
   たは磁石によって形成した磁性リングを設け、この磁性
   リングの設置位置は、入力軸の回転角に比例して半径方
   向に移動し、且つ入力軸が１回転する間にその半径方向
   に１往復するように形成し、上記磁性リングに対向する
   位置に、直線移動量検出用の磁気抵抗素子センサを、磁
   性リングの半径方向の位置を検出可能に設置したことを
   特徴とする非接触全周形ポテンショメータ。