JPH0140928B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は回転角を電気信号に変換する回転角セ
ンサーに関するものである。 この種の従来のものの１つに、回転角変位する
可動体とこの可動体にスライダーが連結されたポ
テンシヨメータを備えるものがある。これにおい
ては可動体の角変位量に対応したアナログ電圧が
ポテンシヨメータより得られる。この回転角セン
サーにおいては、ポテンシヨメータの薄膜抵抗の
耐摩耗性が高くしかもスライダーポジシヨンに対
する出力電圧レベルが安定していることが望まれ
ており、更には、可動体とスライダーの連結機構
におけるガタが少なく、しかも振動や衝撃に対し
ても、スライダーと薄膜抵抗との接触が十分に安
定していることが望まれている。 しかしながら、ポテンシヨメータにおけるスラ
イダーと薄膜抵抗との接続は圧接であるため、摩
耗、振動等により、回転角に対していずれは不安
定な出力電圧を生ずるようになる。 また、従来のセンサの１つに、磁心と、この磁
心に巻回された巻線およびこの巻線を一部に用い
た発振回路を備えたセンサがある。この種センサ
は、例えば、ロータの回転位置を検出する装置を
開示した実公昭51−3018号公報、特開昭50−
65275号公報、位置、動きの測定装置を開示した
特公昭43−9793号公報、圧力を位置の変位に変換
する装置を開示した実開昭54−56990号公報等に
開示されている。これらのセンサは、磁心に加わ
る外部磁界の変化により発振回路の発振周波数が
変化することを用い、変位を周波数に変換するも
のである。 このような周波数の変化を利用したセンサは、
検出結果が周波数で出力されるため周波数測定器
が必要となる。また、検出結果の出力には測定に
は最低でも、発振の起点（ＨレベルからＬレベル
へ、またはＬレベルからＨレベルへ移り変わる
点）から1/2周期必要である。したがつて、測定
の開始時には、開始点から発振の起点までの間の
遅れが生ずる。 更に、従来のセンサの１つに、位置の変化を磁
界の変化に換算し、磁界の変化をコイルにより電
圧に変換するセンサがある。この種のセンサは、
外圧を磁歪素子により磁束の変化に変換する装置
を開示した特開昭52−21875号公報、実用新案登
録第353311号明細書、バイメタルの変位を用いて
温度を検出する装置を開示した実開昭48−20481
号公報、圧力に応じて磁石を変位させた装置を開
示した特公昭46−23674号公報等に開示されてい
る。 このような磁界の変化を電圧に変換するセンサ
は、電圧値を出力とするため、電気ノイズに対し
て弱く、誤差が大きくなる。 本発明の第１の目的は、機械的変位を電気信号
に変換する機械−電気変換系に機械的な接触機構
を有しない、非接触変換手段を備える回転角セン
サーを提供することである。 本発明の第２の目的は、耐振物、耐衝撃性が高
い堅牢な回転角センサーを提供することである。 本発明の第３の目的は、回転角検出信号の電気
処理が比較的に簡単な回転角センサーを提供する
ことである。 本発明の第４の目的は、最近目覚しい進歩をと
げたマイクロコンピユータなどのLSIにて、比較
的に簡単な読取ロジツクで回転角データを読み取
り得る回転角センサーを提供することである。 本発明によれば、可動体を回転可能に軸受けし
たケーシングの内部に電気コイルが巻回された軟
磁性体が固定的に配設され、この軟磁性体の近傍
に位置する関係に永久磁石が配置され可動体に固
定される。１つの実施例においては、可動体の回
転角変位により軟磁性体と永久磁石が相対回転を
する如く軟磁性体及び永久磁石が可動体の回転軸
線と交叉する如く配置される。他の１つ又はそれ
以上の実施例においては、可動体の回転角変位に
より軟磁性体と永久磁石が接近及び離間する如く
軟磁性体及び永久磁石が可動体に対し偏心関係に
配置される。軟磁性体の横断面面積は磁気飽和を
生じやすいように小面積とされ、電気コイルの巻
回数は比較的に低い印加電圧すなわち比較的に低
い通電電流レベルで軟磁性体が磁気飽和するに十
分に多い巻回数とされ、永久磁石は、その予定移
動範囲内において軟磁性体に、その移動量に対応
した強度の磁界を与える程度の小形のものとされ
る。 軟磁性体に巻回したコイルに電圧を印加し、電
圧印加始点より、軟磁性体が磁気飽和するまでの
時間をＴとすると、概略では、 Ｔ＝Ｎ／Ｅ・（φm−φx） …(1) となる。但し、Ｅ：電気コイル印加電圧 Ｎ：電気コイルの巻回数 φm：最大磁束（≒飽和磁束） φx：外部磁界による磁束 である。そこで、永久磁石の移動によりφxが変
化するとＴが変化する。すなわち、回転角に応じ
て永久磁石が変位し、これに対応して軟磁性体に
加わる外部磁束φxが変化し、コイルに電圧を印
加してからコイル電流が所定レベルになるまでの
時間Ｔが変化する。それ故本発明の回転角センサ
ーには、Ｔを計測しそれを電圧レベル、デジタル
コード等の電気信号で表わす電気回路又は半導体
電子装置を接続する。本発明の好ましい実施例に
おいては、軟磁性体をアモーフアス
（amorphous：非晶質）磁性体とする。アモーフ
アス磁性体は、液相金属を急冷して作らざるを得
ないため薄板であり、しかも磁気的には強磁性で
あつて透磁率及び飽和磁化は大きく、そして保持
力が小さく、また機械的には破断強さがきわめて
高く、弾力性および復元性に優れる。このような
アモーフアス磁性体の特性は、本発明の回転角セ
ンサーにきわめて好都合であり、これを用いると
電気的にはＴの計測において信号処理が簡単かつ
高精度となるというメリツトがあり、機械的には
製造が簡単になり、耐振、耐衝撃性が向上する。 本発明の他の目的および特徴は、図面を参照し
た以下の実施例説明において明確にする。 第１ａ図及び第１ｂ図に示す一実施例におい
て、回転角センサー１のケーシング２は樹脂等の
非磁性体より成るカツプ状部材３及び蓋部材４を
結合具５により結合して成る。カツプ状部材３と
蓋部材４の接合部には環状シール材６が介在さ
れ、外部より水や塵が該接合部からケーシング２
内へ侵入しないようにしてある。蓋部材４の外面
中心部にはボス部７が設けられており、このボス
部７と同心的な段付貫通孔８が蓋部材４に設けら
れている。この段付貫通孔８には可動体９の入力
軸部材１０が嵌合され軸受けされる。可動体９は
入力軸部材１０と該軸部材１０の内端に小ねじ１
１により固着された永久磁石保持部材１２とより
成る。入力軸部材１０と永久軸部材１０と永久磁
石保持部材１２はいずれも非磁性体より成り、蓋
部材４に対する可動体９のケーシング内方向への
移動は軸部１０の外周段部１３により、またケー
シング外方向への移動は永久磁石保持部材１２に
よりそれぞれ規制されている。軸部１０の外周に
は環状シール部材１４が配設され、軸部１０の外
周間隙から外部の水や塵がケーシング内へ侵入し
ないようになつている。可動体９の永久磁石保持
部材１２は永久磁石１５を固定的に保持する。一
方、カツプ状部材３の内壁には導電性と非磁性を
有する材料より成る一対ターミナル板１６，１７
が小ねじ１８，１９によりそれぞれ固定されてい
る。ターミナル板１６，１７はこの両者間に配置
された非磁性体製ボビン２０を固定的に支持して
いる。このボビン２０の中心孔内には細長い軟磁
性体２１とこの軟磁性体２１を孔内で固定しかつ
ターミナル板１６，１７に対し電気的に絶縁する
絶縁材２２が配置されている。ボビン２０の外周
には電気コイル２３が巻回され、該コイル２３の
一端及び他端はターミナル板１６及び１７にそれ
ぞれ電気的に接続されている。ターミナル板１
６，１７に電気的に接続されたリード線２４，２
５はカツプ状部材３の孔２６に嵌入されたシール
材２７内を液密的に通過してケーシング２外へ延
在している。カツプ状部材３の内壁に小ねじ２
８，２９により固定されたホルダ３０はシール材
２７の抜け止めとリード線２４，２５の姿勢保持
を兼ねる。第１ａ図及び第１ｂ図に示される如
く、永久磁石１５はその両極を結ぶ直線が可動部
材９の回転軸線と直交するように配置され、電気
コイル２３を巻回した軟磁性体２１はコイル２３
の軸線が可動部材９の回転軸線と直交するように
配置されている。図示されていない被検出体から
可動体９の入力軸部材１０に回転角変位が伝達さ
れた時には可動体９の回転角変位により永久磁石
１５が軟磁性体２１に対し回転角変位する。永久
磁石１５のこの変位位置は電気処理回路もしくは
論理処理電子装置で検出される。 第２ａ図は１つの電気処理回路１００を示す。
回路１００の定電圧電源端子１０１には一定レベ
ルの直流電圧（たとえば＋5V）が印加される。
入力端子１０２には、たとえば５〜25KHzの電圧
パルスが印加され、該電圧パルスのプラス電圧区
間にNPNトランジスタ１０３が導通し、アース
レベルの間NPNトランジスタ１０３は非導通と
なる。PNPトランジスタ１０４はトランジスタ
１０３がオンの間オンとなり、オフの間オフとな
る。したがつて電気コイル２３には、入力端子１
０２に印加される電圧パルスのプラスレベル区間
に定電圧（Vcc）が印加され、アースレベル区間
には電圧は加わらない。コイル２３に流れる電流
に比例した電圧が抵抗１０５に現われ、この電圧
が抵抗１０６とキヤパシタ１０７でなる積分回路
で積分され、積分電圧が出力端１０８に現われ
る。第２ｂ図は第２ａ図に示す回路の入、出力電
圧波形を示す。入力電圧（IN）がプラスレベル
に立上つてから、抵抗１０５の電圧があるレベル
以上に立上るまでの時間tdおよび抵抗１０５の電
圧ａの積分電圧Vxは磁石１５の位置に対応する。 第３ａ図は他の１つの電気処理回路１２０を示
す。入力電圧（IN）がプラスレベルの間NPNト
ランジスタ１０３がオン、PNPトランジスタ１
０４がオンして、コイル２３には電圧が印加され
る。入力電圧（IN）がアースレベルの間トラン
ジスタ１０３がオフ、PNPトランジスタ１０４
がオフして、コイル２３には電圧が印加されな
い。コイル電流は定電流接続とした接合形Ｎチヤ
ンネルFET１およびFET２に流れ、FET１およ
びFET２で一定レベル電流値に制御される。
FET２を流れる電流のレベルは可変抵抗１２２
で設定される。FET１およびFET２に接続され
たコイル端子の電圧は、反転増幅器IN１および
IN２で増幅および波形成形される。第３ｂ図は
第３ａ図に示す回路の入、出力電圧波形を示す。
回路１２０の出力（OUT）は、入力パルス
（IN）よりもtdだけ遅れて立上る電圧パルスであ
り、この が磁石１５の位置に対応する。tdは第
４図に示す計数回路１４０でデジタルコードで表
わされる。回路１４０において、入力電圧（IN）
の立上りでフリツプフロツプＦ１がセツトされて
そのＱ出力が高レベル「１」となり、アンドゲー
トＡ１がゲート開（オン）となつてクロツクパル
ス発振器１４１の発生パルスがカウンタ１４２の
カウントパルス入力端CKに印加される。出力パ
ルス（OUT）とＦ１のＱ出力がアンドゲートＡ
２に印加され、出力パルス（OUT）が立上ると
アンドゲートＡ２が高レベル「１」に立上り、そ
の立上り点でフリツプフロツプＦ１がリセツトさ
れそのＱ出力が低レベル「０」となる。これによ
りアンドゲートＡ１がゲート閉（オフ）となり、
カウンタ１４２へのクロツクパルスは遮断され
る。アンドゲートＡ２の出力が「１」になつたと
き、ラツチ１４３にカウンタ１４２のカウントコ
ードが取り込まれる。フリツプフロツプＦ１がリ
セツトされ、ラツチ１４３にカウントコードが取
り込まれた後に、アンドゲートＡ３がクロツクパ
ルスを出力し、カウンタ１４２をクリアする。ラ
ツチ１４３の出力コードはtdの間のクロツクパル
ス発生個数を示し、このコードがtdを示すことに
なる。 第５図に示す電子処理ユニツト１６０は、１チ
ツプマイクロコンピユータ（大規模集積半導体装
置）１６１、増幅器１６２、定電流制御用の接合
形ＮチヤンネルFET１、抵抗１６３、キヤパシ
タ１６４、増幅器１６５およびクロツクパルス発
振器１６６で構成する。抵抗１６３とキヤパシタ
１６４は、入、出力パルス周波数よりも高い周波
数の電圧振動を吸収するフイルタを構成してい
る。マイクロコンピユータ１６１はクロツクパル
スを基本に5KHz〜30KHzの範囲内の一定周波数
のパルスを形成しこれを増幅器１６２に与える。
一方、マイクロコンピユータ１６１はＮチヤンネ
ルFET１とコイル２３の一端との接続点の電圧
（増幅器１６５の出力電圧）を監視し、それ自身
が出力したパルスの立上り点から増幅器１６５の
出力電圧の立上り点まで（td）の間のクロツクパ
ルスをカウントし、tdを示すコードを出力する
（DATA OUT）。 以上のように、第１ａ図及び第１ｂ図に示す回
転角センサー１には、各種の電気処理回路及び論
理処理電子装置を接続して、回転角センサー１の
永久磁石１５の位置に対応した電気信号を得るこ
とができる。次に第１ａ図及び第１ｂ図に示す回
転角センサー１および前述の電気処理回路１０
０，１２０，１４０又は論理処理電子装置１６０
で回転角に応じた電気信号が得られることを説明
する。まず、界転角センサー１の可動体９で回転
角が永久磁石１５のポジシヨンに変換される。そ
こで次に永久磁石１５のポジシヨンが電気信号に
変換される点を第６ｂ図及び第６ｃ図に示す実験
データを参照して説明する。発明者は、第６ａ図
に示す如く、軟磁性体２１を固定し、それに対し
て永久磁石１５を平行に維持し、軟磁性体２１及
び永久磁石１５の中央を通りそれらの長軸に直交
する軸をＸ−Ｘ線とし、永久磁石１５の長軸
Y′−Y′と軟磁性体２１の長軸Ｙ−ＹとがＸ−Ｘ
線方向で重なりかつ永久磁石１５の極性とコイル
２３の電流による極性とが同じとなる点を原点と
して永久磁石１５のＸ−Ｘ線周りの回転角θに対
するV〓およびtdを測定した。形状および配置位
置を示す寸法ａ〜ｆ、および軟磁性体の材質等と
測定データの対応関係を次のテーブルのケースNo.
１及び２に示す。

【表】 電圧印加モードのＮ−Ｎは第６ａ図において軟
磁性体２１の上端がＮ極となるようにコイル２３
を電気回路１００又は１２０に接続したことを示
し、Ｓ−Ｎは軟磁性体の上端がＳ極となるように
コイル２２を電気回路１００又は１２０に接続し
たことを示すもので、本実施例ではθが０〜90と
270〜360のところでＮ−Ｎとなり、θが90〜270
のところでＳ−Ｎとなる。 ケースNo.１の場合には第６ｂ図に示すデータよ
り、θが100〜170の範囲と190〜260の範囲におい
て永久磁石回転角θに対する比例精度が高い電圧
V〓が得られる。またケースNo.２のデータより、
θが30〜70の範囲と100〜140の範囲でθに対する
比例精度の高い遅れ時間tdが得られる。第１ａ
図、第１ｂ図に示すセンサー１においては、θに
対する電圧V〓もしくは遅れ時間tdの比例精度が
高い範囲に磁石１５の動作範囲を定める。 第７ａ図〜第７ｃ図に示す本発明の回転角セン
サー１では、ケーシング２は樹脂製のカツプ状部
材３と蓋部材４とを超音波溶着して成る。非磁性
体より成る可動体９は蓋部材４により軸受けされ
る入力軸部１０とケーシング２内に位置する永久
磁石収容筒部１２とを一体に有する。蓋部材４に
対する可動体９の軸方向移動を規制するため止め
輪１３が入力軸部１０上に取付けられている。永
久磁石収容筒部１２は可動体９の回軸中心に対し
偏心位置関係にあり、該筒部１２の開口は永久磁
石１５を挿置した後充填材３１で閉じられる。永
久磁石１５はその両極を結ぶ直線が可動体９の回
転軸線と平行になるように配置されている。一
方、ケーシング２のカツプ状部材３にはケーシン
グ２内に突出する一対の軟磁性体収容筒部３２，
３３が設けられている。これらの筒部３２，３３
は可動体９の筒部１２の偏心量と同じ距離だけ可
動体９の回転中心から離間され、かつ互に可動体
９の回転方向に離間されている。筒部３２及び３
３内にはコイル２３及び３４を巻回した軟磁性体
２１及び３５とこれを固定する充填材３６及び３
７がそれぞれ配置されている。軟磁性体２１はコ
イル２３の軸線が可動体９の回転軸線と平行にな
るように配置されている。この回転角センサー１
では、可動体９の回転角変位により永久磁石１５
が一対の軟磁性体２１間を回転移動し、一方の軟
磁性体２１に対して接近すると同時に他方の軟磁
性体２１に対して遠ざかる。一対の軟磁性体２１
に対する永久磁石１５の移動は第８ａ図、第８ｂ
図の電気処理回路１８０，２００や第８ｃ図の論
理処理電子装置２２０により検出される。 第８ａ図に示す電気処理回路１８０は、第７ａ
図〜第７ｃ図に示す回転角センサー１における永
久磁石１５の位置に対応したアナログ電圧Ｖを生
ずる。回路１８０において、入力電圧パルス
（IN）のプラスレベルの間NPNトランジスタ１
０３がオン、アースレベルの間１０３がオフとな
る。トランジスタ１０３のコレクタ電圧は、２個
の反転増幅器IN３およびIN４を通じて増幅およ
び波形整形されてNPNトランジスタ１２１のベ
ースに印加される。それ故入力電圧パルス（IN）
のプラスレベルの間トランジスタ１０３がオン、
１２１がオフでPNPトランジスタ１０４がオフ、
アースレベルの間トランジスタ１０３がオフ、１
２１がオンでトランジスタ１０４がオフとなる。
つまりコイル２３には、第３ａ図の回路１２０の
動作と同様な動作でパルス状に電圧が印加され、
抵抗１０５に、永久磁石１５の軟磁性体２１から
の距離X₁＝f₍〓₎に対応した、入力電圧パルス
（IN）に対応した、入力電圧パルス（IN）の立
下りからtd₁遅れて立上る電圧パルスが現われる。
もう一方の電気コイル３４にはPNPトランジス
タ１８１を介して定電圧が印加される。このトラ
ンジスタ１８１は、入力電圧パルス（IN）がプ
ラスレベルの間、トランジスタ１０３がオンで反
転増幅器IN５の出力がプラスレベルでNPNトラ
ンジスタ１８２がオンであるため、オンであり、
トランジスタ１８１は入力電圧パルス（IN）が
アースレベルの間オフである。これにより、第２
の電気コイル３４には、第１の電気コイル２３に
電圧が印加されていない間に一定電圧が印加さ
れ、コイル２３に電気が印加されている間には電
圧は印加されない。つまり入力電圧パルス（IN）
に応じて、第１および第２のコイル２３，３４に
は交互に一定電圧が印加される。第２の電気コイ
ル３４には抵抗１８３が接続されており、この抵
抗に、永久磁石１５の軟磁性体３５よりの距離
X₂＝f₍〓₎に対応した、入力電圧パルス（IN）の立
上りからtd₂遅れて立上る電圧パルスが現われる。
抵抗１０５の電圧Vx₁はキヤパシタ１８４の一方
の電極に、また抵抗１８３の電圧Vx₂はキヤパシ
タ１８４の他方の電極に印加される。永久磁石１
５と第１および第２の軟磁性体２１および３４と
の距離がそれぞれx₁およびx₂であり、x₁＋x₂＝Ｋ
（定数）であるので、また、Vx₁∝x₁およびVx₂
∝x₂であるので、キヤパシタ１８４の両端間の電
位差はx₁−x₂に対応する。キヤパシタ１８４と抵
抗１８５で積分回路が構成されているので、キヤ
パシタ１８４の電圧はx₁−x₂に対応する。ここで
x₂＝Ｋ−x₁であるから、x₁−x₂＝2x₁＋Ｋで、キ
ヤパシタ１８４の電圧は2x₁に対応する。つまり、
第１の軟磁性体２１を基点にとつた永久磁石１５
の移動量x₁の２倍に対応するアナログ電圧が得ら
れる。キヤパシタ１８４の両端電圧は、差動増幅
設定とした演算増幅器１８６に印加される。増幅
器１８６のアナログ出力V〓は、したがつて2x₁に
対応する。第８ｂ図に示す電気処理回路２００
は、２つの回路１２０のそれぞれで入力パルスの
立上りよりtd₁およびtd₂遅れたパルスが得られ、
これらは２個の計数回路１４０のそれぞれに印加
され、td₁およびtd₂を示すコードＳ２１およびＳ
３４に変換され、引算器２０１に印加される。引
算器２０１はＳ２１とＳ３４を用いてtd₁−td₂の
減算して、td₁−td₂つまり2x₁を表わすデジタル
コードSx＝Ｓ１８−Ｓ２９を出力する。第８ｃ
図に示す論理処理電子装置２２０では、１チツプ
マイクロコンピユータ２２１が、まず、電気コイ
ル２３に接続された回路１２０に１パルスを与え
て、その立上りから時間カウントを開始してtd₁
カウントデータＳ２１を作成して保持し、次に電
気コイル３４に接続された回路１２０に１パルス
を与えてその立上りから時間カウントを開始して
td₂カウントデータＳ３４を作成して、td₁−td₂を
演算してそれを示すコードSx＝Ｓ２１−Ｓ３４
を出力し、測定指令信号が与えられている間、こ
れを継続する。 本発明者は、第９ａ図に示す如く、単一の円弧
上に軟磁性体２１及び３５を互に平行にして固定
すると共に該円弧上でかつ軟磁性体２１，３５間
に永久磁石１５を軟磁性体と平行に配置し、永久
磁石１５が軟磁性体２１，３５の中間にあると
き、それは回転中心Ｏ周りの回転角がゼロにある
として、永久磁石１５の回転角θに対するＶ及び
tdを測定した。形状及び寸法ａ〜ｅ，ｒ，θ₀及び
軟磁性体の材質等と測定データとの関係を次のテ
ーブルに示す。

【表】 ケースNo.３及びNo.４より、θが−15〜＋15の範
囲においてθに対する比例精度の高い電圧Ｖ及び
遅れ時間tdが得られる。θ−V〓特性及びθ−td
特性は永久磁石１５が軟磁性体２１，３５に及ぼ
す磁界の強さに影響されるもので、これらの特性
はθ₀，ｒや磁石１５の発生磁界の強さ等の変更に
よつて適宜変更し得る。 第１０ａ及び第１０ｂ図に示す本発明のセンサ
ー１は第７ａ図〜第７ｃ図に示されるセンサー１
から一方の軟磁性体を取り去つたもので、第２ａ
図の回路１００、第３ａ図の回路１２０、第４図
の装置１４０と組み合わせて用いる。 以上説明した実施例においては、軟磁性体２１
および３５は、透磁率が高く、弾性が高く、変形
しにくいアモーフアス磁性体を数枚重ねたもので
あるが、本発明においては、ミユーメタル（Ni
−Fe−Mo合金）やスーパーパーマロイ（Ni−
Fe合金）等の他の軟磁性体を用いることができ
る。 以上数例の実施例及び実験データを参照した説
明から理解されるように、本発明の回転角センサ
ーは摺動接点を有せず、可動体の回転角変位を電
気コイルの入力パルスと電気コイルの通電電流パ
ルスの時間差tdに変換し、tdをアナログ電圧もし
くは時間カウントコードで得る電気的処理で回転
角変位検出信号が得られるので、耐振動性が高
く、しかも機械的な摩耗等の劣化が少ない。可動
体とトランスデユーサとの間に連結機構が無いの
で、ガタなどを生ぜず、安定して回転角検出をお
こなう。特筆すべきは、センサーに接続される電
気処理回路の構成が簡単であり、特に、１チツプ
マイクロコンピユータなどの大規模半導体装置
で、回転角検出用パルスを作成し、そのパルスと
電気コイルの通電電流検出パルスの時間差をデジ
タルコードで簡単に得ることができるということ
である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明に係る回転角センサーの一実
施例の縦断面図、第１ｂ図は第１ａ図中のＡ−Ａ
線に沿う断面図、第２ａ図は第１ａ図及び第１ｂ
図に示された回転角センサー１に接続され、検出
用に対応したレベルのアナログ電圧を生ずる回路
図、第２ｂ図は第２ａ図に示す電気処理回路１０
０の入、出力信号を示す波形図、第３ａ図は第１
ａ図及び第１ｂ図に示す回転角センサー１に接続
され、検出角に対応した時間差のパルスを生ずる
電気処理回路１２０を示す回路図、第３ｂ図は第
３ａ図に示す電気処理回路１２０の入、出力信号
を示す波形図、第４図は第３ａ図に示す電気処理
回路１２０の入、出力パルス時間差tdをデジタル
コードに変換する計数回路１４０をすブロツク
図、第５図は第１ａ図及び第１ｂ図に示す回転角
センサーに接続され、１チツプマイクロコンピユ
ータで回転角センサー１の電気コイルに印加する
パルス電圧に対する電気コイルに流れる電流の立
上りの遅れ時間を計数する電子処理ユニツト１６
０を示すブロツク図、第６ａ図は軟磁性体２１に
対する永久磁石１５の回転位置に対応したパルス
時間差tdを実験で求めたときの、軟磁性体２１と
永久磁石１５の相対位置関係を示す斜視図、第６
ｂ図は第６ａ図に示す配置関係で永久磁石１５を
Ｘ−Ｘ線周りに回転させ、電気コイル２３には第
２ａ図に示す電気処理回路を接続して、永久磁石
１５の回転角θに対する時間差td表示電圧V〓を
測定したデータを示すグラフ、第６ｃ図は第６ａ
図に示す配置関係で永久磁石１５をＸ−Ｘ線周り
に回転させ、電気コイル２３には第３ａ図に示す
電気処理回路１２０を接続して、その入、出力パ
ルス波形をシンクロスコープで観測し両者の時間
差tdを測定して得られたデータを示すグラフ、第
７ａ図は本発明に係る回転角センサーの他実施例
の縦断面図、第７ｂ図は第７ａ図中のＢ−Ｂ線に
沿う断面図、第７ｃ図は第７ｂ図中のＣ−Ｃ線に
沿う断面図、第８ａ図は第７ａ図〜第７ｃ図に示
す回転角センサー１に接続されれ、検出角に対応
したレベルのアナログ電圧を生ずる電気処理回路
１８０を示す回路図、第８ｂ図は第７ａ図〜第７
ｃ図に示す回転角センサー１に接続され、検出角
に対応したデジタルコードを生ずる電気処理回路
２００の構成を示すブロツク図、第８ｃ図は第７
ａ図〜第７ｃ図に示す回転角センサー１に接続さ
れ、検出角に対応したデジタルコードを生ずる論
理処理電子装置２２０の構成を示すブロツク図、
第９ａ図は軟磁性体２１，３４に対する永久磁石
１５の回転位置に対応した各電気コイル２３，３
５の遅れ時間の差を実験で求めたときの、軟磁性
体２１，３４と永久磁石１５の相対位置関係を示
す斜視図、第９ｂ図は第９ａ図に示す配置関係で
永久磁石１５を中心Ｏの周りに回転させ、コイル
２３，３５には第８ａ図に示す電気処理回路１８
０を接続して、永久磁石１５の回転角θに対する
時間差td表示電圧V〓を測定したデータを示すグ
ラフ、第９ｃ図は第９ａ図に示す配置関係で永久
磁石１５を中心Ｏの周りに回転させ、コイル２
３，２５には第８ｂ図に示す電気処理回路２００
を接続して、その入、出力パルス波形をシンクロ
スコープで観測し両者の時間差tdを測定して得ら
れたデータを示すグラフ、第１０ａ図は本発明に
係る回転角センサーの更なる実施例の縦断面図、
第１０ｂ図は第１０ａ図中のＤ−Ｄ線に沿う断面
図である。 ２……ケーシング、９……可動体、１５……永
久磁石、２１……軟磁性体、２３……電気コイ
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシング、 該ケーシングにより回転可能に軸受けされ、外
   部より回転角変位を入力される可動体、 ケーシング内にて可動体に固定された永久磁
   石、永久磁石の移動範囲の近傍に永久磁石の磁力
   線に沿つて配置された軟磁性体コア手段、 該軟磁性体コア手段に巻回された電気コイル手
   段、 電圧発生手段、 指示に応じて電圧発生手段の発生電圧を電気コ
   イル手段に印加する電圧切換手段、および 電気コイル手段に流れる電流を検出する電流検
   出手段、 を備え、指示から電流検出手段の測定電流の飽和
   までの時間を出力値とする回転角センサー。