JPS63145903A

JPS63145903A - 回転ポジシヨナ

Info

Publication number: JPS63145903A
Application number: JP29258786A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Kurashima; 茂美倉島; Shinkichi Shimizu; 信吉清水; Noboru Wakatsuki; 昇若月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-18
Also published as: JPH0529241B2

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】〔概　　要〕本発明は、永久磁石と磁性部材とからなる閉磁路構造体
からの漏洩磁束を磁気センサで検知することによって回
転角を検出する回転ポジショナにおいて、磁気センサ出
力と回転角との関係を直線性良くするため、上記磁気セ
ンサを上記閉磁路構造体とで挟み込むように新たに磁性
部材を設けることで、上記磁気センサを通過する漏洩磁
束を増加させ上記直線性を改善したものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、被測定物の回転角を検出する回転ポジショナ
に係り、特には漏洩磁束と回転角との対応関係を利用し
た漏洩磁束検出型回転ポジショナに関する。

〔従来の技術〕

従来の漏洩磁束検出型回転ポジショナの概略構成を第６
図に示す（特願昭６１−９５６６号参照）。

この回転ポジショナは、円環形状の磁性部材１の一部に
永久磁石２を備えた閉磁路構造体３を有しており、その
中心軸Ｃを中心として回転可能な軸４に腕部５を介して
支持された磁気センサ６で、磁性部材１の内側に生じた
漏洩磁束Ｍを検知するようにしたものである。

上記漏洩磁束Ｍの密度は永久磁石２に近づくにつれて大
きくなるので、磁気センサ６の検知出力もその回転角に
応じて変化する。従って、閉磁路構造体３を回転不能に
固定し、軸４を不図示の被測定物に対して固定すれば、
被測定物の回転に応じた位置に磁気センサ６が移動する
ので、その検知出力に基づき回転角（正確には、被測定
物の基準位置に対する絶対的な角度位置）を検出するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の回転ポジショナでは、実際には永久磁石２の
近傍（第６図中のＱ３’付近）においてだけ、ある程度
大きな漏洩磁束が得られ、それ以外の位置（第６図中の
Ｑ＋’〜Ｑ２１．Ｑ、／〜Ｑａ’の範囲）では磁束の漏
れがほとんど生じない。そのため、磁気センサ６の検知
出力と回転角（角度位置）との関係は、第７図に示すよ
うに、±１８０°付近（Ｑ３′付近）では大きな出力変
化が得られるが、−９０°〜＋９０°　（Ｑ１′〜Ｑ２
１　、　Ｑ　、　／〜Ｑ４′）の範囲ではほとんど出力
変化がな（、すなわち直線性が悪いという問題があった
。

本発明は、上記問題点に鑑み、磁気センサ出力と回転角
との関係を改善して直線性を良（した回転ポジショナを
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の回転ポジショナは、これまでの閉磁路構造体と
同一の中心軸を有する円環形状の磁性部材を新たに備え
、この磁性部材と上記閉磁路構造体とで磁気センサを両
側から挾み込むように構成したものである。

〔作　　　用〕

上記手段において、新たな磁性部材の存在により、閉磁
路構造体からの漏洩磁束は上記新たな磁性部材との間に
大きく生じることになる。すなわち、それらに挾まれた
位置にある磁気センサを通過する漏洩磁束が、増加する
。従って、閉磁路構造体の永久磁石の近傍以外の領域に
おいても、回転角の変化に伴う磁束の大きな変化が得ら
れ、よって磁気センサ出力と回転角との関係は直線性が
良くなる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図（ａ）および世）は、それぞれ本発明の一実施例
の概略構成を示す平面図および斜視図である。

本実施例は、第６図に示した従来の回転ポジショナに対
して、新たに磁性部材（例えば鉄板等）７を設けた構成
である。この磁性部材７は、閉磁路構造体３よりも小さ
な径の円環形状であり、閉磁路構造体３と共にその中心
軸Ｃを中心とする同心円状であって、磁気センサ６を外
側と内側から挾み込むように配置されている。閉磁路構
造体３および磁性部材７は回転不能に固定され、一方磁
気センサ６は、軸４に固定された被測定物（不図示）の
回転に伴い、軸４および腕部５を介し中心軸Ｃを中心に
回転可能となっている。なお、磁気センサ６は、例えば
強磁性金運（パーマロイ等）の磁気抵抗を利用したバー
バーポール型磁気抵抗素子を用いたものであり、軸４お
よび腕部５は共に非磁性体である。

上記構成において、磁性部材ｌ内には永久磁石２のＮ極
からＳ極に向かう磁束が生じると共に、磁性部材１の内
側には永久磁石２から離れるにつれて弱まる漏洩磁束が
生じる。本実施例では、磁性０部材１の内側に新たな磁
性部材７が存在するため、上記漏洩磁束は磁性部材１．
７間に大きく現れる。すなわち、磁気センサ６を通過す
る漏洩磁束は、第６図の場合よりも非常に増加する。

その結果、永久磁石２の近傍以外の領域においても、回
転角の変化に伴う磁束の大きな変化が得られる。そこで
、本実施例の回転ポジショナの特性、すなわち磁気セン
サ６の出力（磁界の強さ）と回転角（角度位置）との関
係を、第４図に破線Ｉで示す。同図から明らかなように
、磁気センサ出力と角度位置との関係は、一対一に対応
する関係であると共に、第７図に示した特性が改善され
て非常に良好な直線性を示している。従って、上記の関
係に基づき、磁気センサ６の出力結果から、磁気センサ
６の角度位置（すなわち被測定物の回転角の絶対位置）
を一段と正確に検出することができる。

次に、第２図（ａｌ〜（Ｃ）に、それぞれ本発明の他の
実施例の概略構成を示す。

第２図（ａ）に示した実施例は、第１図の実施例におい
て、磁性部材７の一部であって永久磁石２と対向する位
置に、新たに永久磁石８を設けたものである。このよう
に永久磁石８を磁性部材７が備えたことにより、閉磁路
構造体３の内側に新たな閉磁路が構成される。よって、
磁性部材１．７からのそれぞれの漏洩磁束が互いに加え
られて磁気センサ６を通過するため、磁気センサ６の出
力レベルを、第４図の実線■で示すように上げることが
できる。

なお、上記永久磁石８は、第２図（ｂ）に示すように、
第２図（ａ）の位置とは反対側に設けてあってもよい。

第２図（Ｃ）に示した実施例は、第１図の実施例におい
て、磁性部材７の径を大きくし、閉磁路構造体３の径を
小さくすることにより、閉磁路構造体３を内側に、磁性
部材７を外側に配置したものである。このような構成に
した場合にも、磁性部材１．７間で漏洩磁束が増加する
ため、やはり磁気センサ６を通過する磁束が増加し、よ
って第４図に示したと同様に直線性を示す特性が得られ
る。

なお、この構成においても、第２図（ａ）または（ｂ）
に示したような永久磁石８を磁性部材７に設けることに
より、磁気センサ６の出力レベルを上げることができる
。

次に、本発明の更に他の実施例を第３図に示す。

本実施例は、閉磁路構造体３と磁性部材７とを互いに等
しい径とし、中心軸Ｃに沿って一定間隔を持たせて配置
したものである。このように構成した場合であっても、
磁性部材１からの漏洩磁束は、磁気センサ６の存在する
磁性部材１．７間に多く現れる。従って、磁気センサ出
力と回転角との関係は、第４図に示したと同様に直線性
が良くなる。

しかも本実施例では、磁性部材１．７を上下に配置した
ので、更に径の小さいポジシッナを実現することができ
る。また、本実施例においても、第２図（ａｌまたは（
ｂｌに示したような永久磁石８を磁性部材７の一部に設
けて、磁気センサ６の出力レベルを高めることができる
。

なお、上記の各実施例では、閉磁路構造体３および磁性
部材７が固定で、磁気センサ６が被測定物の回転に応じ
て回転する構成としたが、これとは逆に磁気センサ６を
固定し、閉磁路構造体３および磁性部材７を回転可能に
支持し、これら閉磁路構造体３および磁性部材７が被測
定物の回転に応じて回転する構成としてもよい。例えば
第３図に示した実施例に対しては、第５図に示すように
一体化して構成できる。すなわち、筺体１０内に中心軸
Ｃを中心に回転可能な回転体１１をベアリング１２ａ、
１２ｂを介して取付け、この回転体１１にスペーサ１３
を介して閉磁路構造体３および磁性部材７を固定すると
共に、磁気センサ６を腕部１４を介して筺体１０の内壁
に固定し、更に回転体１１の軸１１ａに対して被測定部
を取付けるようにすればよい。

〔発明の効果〕

本発明の回転ポジショナによれば、被測定物の回転角の
絶対位置を非接触的に検出できるばかりでなく、更には
磁気センサを通過する漏洩磁束を増加させて、磁気セン
サ出力と回転角との関係を直線性良くすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例
の概略構成を示す平面図および斜視図、第２図（ａ）〜
（Ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施例の概略構成を示す
平面図、第３図は本発明の更に他の実施例の概略構成を示す斜視
図、第４図は本発明の実施例による回転ポジショナの特性（
磁気センサ出力と角度位置との関係）の−例を示す図、第５図は第３図に示した実施例の一体化例を示す縦断面
図、第６図は従来の回転ポジショナの概略構成を示す平面図
、第７図は上記従来の回転ポジショナの特性（磁気センサ
出力と角度位置との関係）を示す図である。１・・・磁性部材、２・・・永久磁石、３・・・閉磁路構造体、６・・・磁気センサ、７・・・磁性部材、８・・・永久磁石、Ｃ・・・中心軸。特許出願人　　　富士通株式会社（０）平面図（ｂ）斜視図本発明の一大地利第１図本Ｎ５′ＰＩの更にイもの大力色佼］第３図オＪυ月の大ガ凰４り引こよる回軸ホ゛ジ％すの特性第
４図ィ足来の［］申ム本°レンヨナ第６図従来の回転ノｔ゛シショナの特４生第７図

Claims

【特許請求の範囲】１）円環形状の磁性部材（１）の一部に永久磁石（２）
を備えてなる閉磁路構造体（３）と、該閉磁路構造体か
らの漏洩磁束を検知する磁気センサ（６）とを有し、前記閉磁路構造体および前記磁気センサを前記閉磁路構
造体の中心軸（Ｃ）を中心として互いに回転可能とし、
前記磁気センサの検知出力に基づき回転角を検出する回
転ポジショナにおいて、前記閉磁路構造体（３）と同一
の中心軸を有する円環形状の他の磁性部材（７）を、該
他の磁性部材（７）と前記閉磁路構造体（３）とで前記
磁気センサ（６）を挟み込むように配置したことを特徴
とする回転ポジショナ。２）前記閉磁路構造体（３）と前記他の磁性部材（７）
とは互いに異なる径を有し、前記中心軸（Ｃ）を中心と
する同心円状に配置されたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の回転ポジショナ。３）前記他の磁性部材（７）は前記閉磁路構造体（３）
の外側に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の回転ポジショナ。４）前記他の磁性部材（７）は前記閉磁路構造体（３）
の内側に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の回転ポジショナ。５）前記閉磁路構造体（３）と前記他の磁性部材（７）
とは互いに等しい径を有し、前記中心軸（Ｃ）に沿って
一定間隔を持たせて配置されたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の回転ポジショナ。６）前記他の磁性部材（７）は、その円環形状の一部に
永久磁石（８）を備え、閉磁路を構成するようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいず
れか１つに記載の回転ポジショナ。７）前記他の磁性部材の前記永久磁石（８）は、前記閉
磁路構造体（３）の前記永久磁石（２）と対向する位置
に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記
載の回転ポジショナ。８）前記他の磁性部材の前記永久磁石（８）は、前記閉
磁路構造体（３）の前記永久磁石（２）と対向する位置
の反対側の位置に設けられたことを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の回転ポジショナ。９）前記磁気センサ（６）はバーバーポール型磁気抵抗
素子を用いたセンサであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第８項のいずれか１つに記載の回転ポジ
ショナ。