JPH0733131Y2 - 無接触形角度センサユニット及びその応用製品 - Google Patents
無接触形角度センサユニット及びその応用製品Info
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- JPH0733131Y2 JPH0733131Y2 JP10228089U JP10228089U JPH0733131Y2 JP H0733131 Y2 JPH0733131 Y2 JP H0733131Y2 JP 10228089 U JP10228089 U JP 10228089U JP 10228089 U JP10228089 U JP 10228089U JP H0733131 Y2 JPH0733131 Y2 JP H0733131Y2
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多目的に利用できる高性能の無接触形角度セン
サユニット及びその応用製品に関するものである。
サユニット及びその応用製品に関するものである。
磁気抵抗素子と永久磁石を組み合わせた無接触形の角度
センサは接触形(摺動形)に比べて摺動ノイズがゼロで
あり且つ耐久性及び防爆性に優れているため、角度セン
サ,傾斜計等に広く利用されており、用途に応じて種々
の構造のものが提案されている。
センサは接触形(摺動形)に比べて摺動ノイズがゼロで
あり且つ耐久性及び防爆性に優れているため、角度セン
サ,傾斜計等に広く利用されており、用途に応じて種々
の構造のものが提案されている。
第15図ないし第19図は従来の一般用角度センサの一例を
示すもので、この角度センサは蓋体1の中心部に軸受材
2,2を介して回動自在に支持した軸4と、この軸4の内
端部に取り付けた永久磁石3と、前記軸4と同心に且つ
永久磁石3に近接して配置した磁気抵抗素子部5と、こ
の磁気抵抗素子部5の背面側に配置したヨーク等からな
り、この磁気抵抗素子部5は前記蓋体1に結合した本体
6の中心部に固定されている。
示すもので、この角度センサは蓋体1の中心部に軸受材
2,2を介して回動自在に支持した軸4と、この軸4の内
端部に取り付けた永久磁石3と、前記軸4と同心に且つ
永久磁石3に近接して配置した磁気抵抗素子部5と、こ
の磁気抵抗素子部5の背面側に配置したヨーク等からな
り、この磁気抵抗素子部5は前記蓋体1に結合した本体
6の中心部に固定されている。
尚、7はセンサを図示しない固定部に取り付けるための
ねじ、8,9,10は端子板、11はケーシング、12,13,14は前
記端子板8,9,10から導いた端子であり、図示しない被測
定部が軸4を回動すると、磁気抵抗素子部5が軸4の角
変位に対応した電圧を出力し、この出力電圧が図示しな
いメータに表示されるようになっている。
ねじ、8,9,10は端子板、11はケーシング、12,13,14は前
記端子板8,9,10から導いた端子であり、図示しない被測
定部が軸4を回動すると、磁気抵抗素子部5が軸4の角
変位に対応した電圧を出力し、この出力電圧が図示しな
いメータに表示されるようになっている。
第20図及び第21図は従来の傾斜計の一例を示すもので、
この傾斜計はダンピングオイルを封入した密閉容器15
と、この密閉容器15の内部にピン16,16を介して揺動自
在に吊り下げた門形の垂下板17と、この垂下板17の内側
に取り付けた一対の永久磁石18,18と、この永久磁石18,
18のうちの一方に対面するように取付板20の下部に取り
付けた磁気抵抗素子部5a,5a、等からなり、前記取付板2
0の頂部は蓋19の下面に固着されている。
この傾斜計はダンピングオイルを封入した密閉容器15
と、この密閉容器15の内部にピン16,16を介して揺動自
在に吊り下げた門形の垂下板17と、この垂下板17の内側
に取り付けた一対の永久磁石18,18と、この永久磁石18,
18のうちの一方に対面するように取付板20の下部に取り
付けた磁気抵抗素子部5a,5a、等からなり、前記取付板2
0の頂部は蓋19の下面に固着されている。
尚、図中の21,21は前記磁気抵抗素子部5a,5aから導いた
端子であり、図示しない被測定物の傾斜動作によって前
記密閉容器15が傾斜すると、垂下板17がピン16,16を支
点として矢印a方向に相対的に揺動し、磁気抵抗素子部
が垂下板17の傾斜角度に対応した電圧を出力し、この出
力電圧が図示しないメータに表示されるようになってい
る。
端子であり、図示しない被測定物の傾斜動作によって前
記密閉容器15が傾斜すると、垂下板17がピン16,16を支
点として矢印a方向に相対的に揺動し、磁気抵抗素子部
が垂下板17の傾斜角度に対応した電圧を出力し、この出
力電圧が図示しないメータに表示されるようになってい
る。
〔考案が解決しようとする課題〕 しかし、従来の角度センサには次に述べるような問題点
があった。
があった。
〔i〕角度センサ,または傾斜計等用途が異なるとその
都度、センサの構造が全面的に変化するので、製品の基
本的な性能及び品質が不揃いになり、また顧客の注文に
備えて常時、多種類の部品をストックする必要があるの
で、生産管理上、不都合である。
都度、センサの構造が全面的に変化するので、製品の基
本的な性能及び品質が不揃いになり、また顧客の注文に
備えて常時、多種類の部品をストックする必要があるの
で、生産管理上、不都合である。
〔ii〕第15図に示す角度センサでは、永久磁石3が1個
しか装備されていないので、磁気抵抗素子5aに作用する
磁束密度が小さく、また軸4に無理な荷重が加った場
合、磁束分布が変動する。従ってセンサとしての出力感
度が低く、また温度特性についても不充分な点がある。
しか装備されていないので、磁気抵抗素子5aに作用する
磁束密度が小さく、また軸4に無理な荷重が加った場
合、磁束分布が変動する。従ってセンサとしての出力感
度が低く、また温度特性についても不充分な点がある。
本考案は前述の問題点に鑑み、各種用途の角度センサに
多目的に利用することができ、しかも性能の良い角度セ
ンサユニットを提供すると共に、この角度センサユニッ
トを応用した各種の製品を提供することを課題とする。
多目的に利用することができ、しかも性能の良い角度セ
ンサユニットを提供すると共に、この角度センサユニッ
トを応用した各種の製品を提供することを課題とする。
前記の課題を解決するため、本考案では次の4通りの手
段を構成した。
段を構成した。
1.被測定物に連動して回動するヨークの角度を測定する
無接触形角度センサユニットであって、透磁性を有する
細長い板状の部材を湾曲してつくられ両端部の内側に一
対の永久磁石を相対して取り付けたヨークと、複数個か
らなる同心円上に多数の磁気抵抗素子を積層し且つそれ
等が前記同心円の直径の両側に線対称な2つの素子部分
を形成するようにそれ等を直列に接続してなる磁気抵抗
素子部とを備え、前記ヨークはその両端部に設けた軸受
を介して所定の角度範囲内で回動するように本体に支持
されており、前記磁気抵抗素子部はヨークの回動軸線と
同心に且つ永久磁石に近接した状態で前記一対の永久磁
石の間に介在するように前記本体に固定されており、ヨ
ークが真中の角度位置にあるとき、各永久磁石から発生
した磁束が、前記2つの素子部分の約半分に且つ等分に
交差するように前記一対の永久磁石をヨークの各端部に
形成したことを特徴とする無接触形角度センサユニッ
ト。
無接触形角度センサユニットであって、透磁性を有する
細長い板状の部材を湾曲してつくられ両端部の内側に一
対の永久磁石を相対して取り付けたヨークと、複数個か
らなる同心円上に多数の磁気抵抗素子を積層し且つそれ
等が前記同心円の直径の両側に線対称な2つの素子部分
を形成するようにそれ等を直列に接続してなる磁気抵抗
素子部とを備え、前記ヨークはその両端部に設けた軸受
を介して所定の角度範囲内で回動するように本体に支持
されており、前記磁気抵抗素子部はヨークの回動軸線と
同心に且つ永久磁石に近接した状態で前記一対の永久磁
石の間に介在するように前記本体に固定されており、ヨ
ークが真中の角度位置にあるとき、各永久磁石から発生
した磁束が、前記2つの素子部分の約半分に且つ等分に
交差するように前記一対の永久磁石をヨークの各端部に
形成したことを特徴とする無接触形角度センサユニッ
ト。
2.透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲してつくられ
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した無接触形の角度センサであっ
て、 前記ヨークの外側に取り付けられ先端に鋭角部を形成し
たストリップ状の駆動部材と、前記駆動部材とヨークを
取り囲むように本体に固定したケーシングと、ヨークの
回動軸線と同心になるように前記ケーシングに回動自在
に支持した駆動軸と、前記駆動軸の先端部に固定され前
記駆動部材の鋭角部に係合する係合部を設けた板状の弾
性部材とを備え、前記駆動部材の鋭角部が前記弾性部材
を弾性変形させた状態で前記係合部に係合していること
を特徴とする一般用角度センサ。
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した無接触形の角度センサであっ
て、 前記ヨークの外側に取り付けられ先端に鋭角部を形成し
たストリップ状の駆動部材と、前記駆動部材とヨークを
取り囲むように本体に固定したケーシングと、ヨークの
回動軸線と同心になるように前記ケーシングに回動自在
に支持した駆動軸と、前記駆動軸の先端部に固定され前
記駆動部材の鋭角部に係合する係合部を設けた板状の弾
性部材とを備え、前記駆動部材の鋭角部が前記弾性部材
を弾性変形させた状態で前記係合部に係合していること
を特徴とする一般用角度センサ。
3.透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲してつくられ
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した無接触形角度センサであっ
て、 金属製のストリップをほぼL字形に折曲してつくった取
付部と立上り部とを有し、前記立上り部の先端部にスリ
ットを設けた駆動部材を備え、 前記駆動部材は立上り部がヨークの外方に突出するよう
に取付部を介してヨークの外側に取り付けられており、
前記角度センサユニットの本体は、ヨークが真中の角度
位置にあるときにヨークが鉛直面内に起立するように固
定部に固定されており、前記駆動部材のスリットは、水
平方向に変位する被測定物のピンに嵌合していることを
特徴とする軽トルク用角度センサ。
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した無接触形角度センサであっ
て、 金属製のストリップをほぼL字形に折曲してつくった取
付部と立上り部とを有し、前記立上り部の先端部にスリ
ットを設けた駆動部材を備え、 前記駆動部材は立上り部がヨークの外方に突出するよう
に取付部を介してヨークの外側に取り付けられており、
前記角度センサユニットの本体は、ヨークが真中の角度
位置にあるときにヨークが鉛直面内に起立するように固
定部に固定されており、前記駆動部材のスリットは、水
平方向に変位する被測定物のピンに嵌合していることを
特徴とする軽トルク用角度センサ。
4.透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲してつくられ
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した傾斜計であって、 吊り下げ部材を介してヨークの外方に取り付けた重錘
と、ヨーク及び重錘を揺動可能に包囲し且つ内部にダン
ピングオイルを封入したケーシングとを備え、前記傾斜
計の本体は、ヨークと重錘が鉛直面内で懸垂状態にある
ときヨークが真中の角度位置にあるように固定部に取り
付けられていることを特徴とする傾斜計。
両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨ
ークと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子
を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称
な2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続
してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨークはその両
端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内で回動する
ように本体に支持されており、前記磁気抵抗素子部はヨ
ークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接した状態で
前記一対の永久磁石の間に介在するように前記本体に固
定されており、ヨークが真中の角度位置にあるとき、各
永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素子部分の約
半分に且つ等分に交差するように前記一対の永久磁石を
ヨークの各端部に形成した傾斜計であって、 吊り下げ部材を介してヨークの外方に取り付けた重錘
と、ヨーク及び重錘を揺動可能に包囲し且つ内部にダン
ピングオイルを封入したケーシングとを備え、前記傾斜
計の本体は、ヨークと重錘が鉛直面内で懸垂状態にある
ときヨークが真中の角度位置にあるように固定部に取り
付けられていることを特徴とする傾斜計。
〔i〕ヨークに取り付けた一対の永久磁石の磁極間に磁
気抵抗素子部を介在させたので、磁気抵抗素子部は磁束
密度が大きく、且つ安定した磁気回路内で作動する。従
って出力感度が大きく、且つ温度特性の良い角度センサ
ユニットを提供できる。
気抵抗素子部を介在させたので、磁気抵抗素子部は磁束
密度が大きく、且つ安定した磁気回路内で作動する。従
って出力感度が大きく、且つ温度特性の良い角度センサ
ユニットを提供できる。
〔ii〕ヨークに駆動部材を取り付け、この駆動部材を介
して被測定物の動きをヨークに伝達することにより、各
種用途の角度センサを容易に提供することができる。
して被測定物の動きをヨークに伝達することにより、各
種用途の角度センサを容易に提供することができる。
〔iii〕第〔ii〕項に述べたように、各種のセンサは角
度センサユニットを共用するので、センサの基本的な性
能及び品質が均一化され、また製品ごとにストックすべ
き部品の種類が激減するので生産態勢を合理化すること
ができる。
度センサユニットを共用するので、センサの基本的な性
能及び品質が均一化され、また製品ごとにストックすべ
き部品の種類が激減するので生産態勢を合理化すること
ができる。
〔iv〕本角度センサユニットを利用した一般用角度セン
サは駆動軸に固定した弾性部材に係合部を設け、更にヨ
ークに取り付けた駆動部材の先端に鋭角部を設けて前記
鋭角部を前記係合部に係合させたので、駆動部材と弾性
部材間にバックラッシュを生ずることがない。従って駆
動軸の角変位を正確にヨークに伝達することができ、測
定精度が向上する。
サは駆動軸に固定した弾性部材に係合部を設け、更にヨ
ークに取り付けた駆動部材の先端に鋭角部を設けて前記
鋭角部を前記係合部に係合させたので、駆動部材と弾性
部材間にバックラッシュを生ずることがない。従って駆
動軸の角変位を正確にヨークに伝達することができ、測
定精度が向上する。
〔v〕本角度センサユニットを利用した軽トルク用角度
センサはヨークに駆動部材を取り付け、ヨークを鉛直面
内に起立させた状態で駆動部材の先端部を駆動できるよ
うに構成したので、被測定物の微弱な動きを正確に検出
することができる。
センサはヨークに駆動部材を取り付け、ヨークを鉛直面
内に起立させた状態で駆動部材の先端部を駆動できるよ
うに構成したので、被測定物の微弱な動きを正確に検出
することができる。
〔vi〕本角度センサユニットを利用した傾斜計は重錘の
傾斜角度をヨークの回動角として把握するので、被測定
物の傾斜角度を正確に検出することができる。
傾斜角度をヨークの回動角として把握するので、被測定
物の傾斜角度を正確に検出することができる。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図ないし第6図は本考案の一実施例を示すもので、本考
案の主要部は透磁性物質でつくったコの形のヨーク31
と、このヨーク31の両端部内側に相対して取り付けた一
対の永久磁石32,32と、第5図に示すように多数の磁気
抵抗素子(図示せず)を5重の同心円状に積層して形成
した磁気抵抗素子部33と、合成樹脂製の本体34等からな
り、前記ヨーク31はその両端部外側に突設した軸35,35
及び該軸35,35に外嵌する軸受材36,36を介して本体34に
回動自在に支持されている。尚、ヨーク31の回動範囲α
は本体34に設けた壁37,37によって約120度に規制されて
おり、後述するように、この回動範囲α内では出力電圧
がほぼ直線状に変化するようになっている(第6図参
照)。
図ないし第6図は本考案の一実施例を示すもので、本考
案の主要部は透磁性物質でつくったコの形のヨーク31
と、このヨーク31の両端部内側に相対して取り付けた一
対の永久磁石32,32と、第5図に示すように多数の磁気
抵抗素子(図示せず)を5重の同心円状に積層して形成
した磁気抵抗素子部33と、合成樹脂製の本体34等からな
り、前記ヨーク31はその両端部外側に突設した軸35,35
及び該軸35,35に外嵌する軸受材36,36を介して本体34に
回動自在に支持されている。尚、ヨーク31の回動範囲α
は本体34に設けた壁37,37によって約120度に規制されて
おり、後述するように、この回動範囲α内では出力電圧
がほぼ直線状に変化するようになっている(第6図参
照)。
磁気抵抗素子部33は第5図に示すように半円形に配設し
た2つの素子部分33a,33bからなり、その入力端子38,39
と中間端子40はそれぞれ端子板43,42,44に接続されてお
り、この端子板42,43,44を介して磁気抵抗素子部33は、
その中心45がヨーク31の回動軸線46と同心になるように
本体34に支持されている。そして、各端子板42,43,44の
末端から導いた3本の端子47,48,49が本体34を貫通して
外方に突出している。
た2つの素子部分33a,33bからなり、その入力端子38,39
と中間端子40はそれぞれ端子板43,42,44に接続されてお
り、この端子板42,43,44を介して磁気抵抗素子部33は、
その中心45がヨーク31の回動軸線46と同心になるように
本体34に支持されている。そして、各端子板42,43,44の
末端から導いた3本の端子47,48,49が本体34を貫通して
外方に突出している。
永久磁石32,32は第1図に示すようにその端面(磁極
面)が磁気抵抗素子部33の上面及び端子板42,43,44の下
面に近接している。また、その断面は第4図に示すよう
に長方形を形成して磁気抵抗素子部33の半分を覆ってお
り、ヨーク31が回動範囲αの真中の角度位置にあると
き、磁力線が半円状の素子部分33a,33bを等分に貫通し
ている。
面)が磁気抵抗素子部33の上面及び端子板42,43,44の下
面に近接している。また、その断面は第4図に示すよう
に長方形を形成して磁気抵抗素子部33の半分を覆ってお
り、ヨーク31が回動範囲αの真中の角度位置にあると
き、磁力線が半円状の素子部分33a,33bを等分に貫通し
ている。
尚、ヨーク31はコの字形に形成する代りにU字形,円弧
状等所望の形状に形成してもよく、また永久磁石32,32
の断面は長方形に形成する代りに、半円形としてもよ
い。
状等所望の形状に形成してもよく、また永久磁石32,32
の断面は長方形に形成する代りに、半円形としてもよ
い。
次に、本角度センサユニットの作動原理及び動作につい
て説明する。入力端子38と39の間に入力電圧Eを印加す
ると、端子38と40間の出力電圧eは、第6図のように変
化する。
て説明する。入力端子38と39の間に入力電圧Eを印加す
ると、端子38と40間の出力電圧eは、第6図のように変
化する。
第6図を詳述すると、第6図のAでは、永久磁石32が素
子部分33b側にあるので、素子部分33aの抵抗値(Ra)は
素子部分33bの抵抗値(Rb)より小さく、e<Eで出力
電圧比は小さい。
子部分33b側にあるので、素子部分33aの抵抗値(Ra)は
素子部分33bの抵抗値(Rb)より小さく、e<Eで出力
電圧比は小さい。
次に、ヨーク31(第3図参照)の角度を時計方向に廻し
て、永久磁石32がBの位置にくると、磁界は素子部分33
a及び33bに均等にかかり、Ra=Rbとなり、e=1/2・E
となる。すなわち出力電圧比は50パーセントになる。
て、永久磁石32がBの位置にくると、磁界は素子部分33
a及び33bに均等にかかり、Ra=Rbとなり、e=1/2・E
となる。すなわち出力電圧比は50パーセントになる。
同様にCでは、Ra>Rbであるからeは増大し、出力電圧
比は大きくなる。
比は大きくなる。
このようにして端子38,39間に直流電圧を印加し、ヨー
クを回転させると、端子38,40間から第6図のように正
強波に近い出力電圧eが得られる。
クを回転させると、端子38,40間から第6図のように正
強波に近い出力電圧eが得られる。
前述したように一対の永久磁石32,32がヨーク31の両端
部内側に取り付けてあるので、閉じた磁気回路が形成さ
れており、磁極間には強力な磁場が形成されている。
部内側に取り付けてあるので、閉じた磁気回路が形成さ
れており、磁極間には強力な磁場が形成されている。
従って、温度特性が良好であり、また、ヨーク31が回動
した際、出力電圧(第6図参照)は急勾配で変化するの
で出力感度が大きい。
した際、出力電圧(第6図参照)は急勾配で変化するの
で出力感度が大きい。
次に、本角度センサユニットを利用した一般用角度セン
サについて説明する。この角度センサは第7図ないし第
10図に示すように、前述した角度センサユニットと、こ
の角度センサユニットのヨーク31を回動可能に包囲する
ケーシング52と、前記ケーシング52の中心部に軸受材5
3,53を介して回動自在に支持した駆動軸54と、この駆動
軸54の内端部に固定した弾力性に富む板部材55と、ヨー
ク31の外側に固定したストリップ状の駆動部材56等から
なる。
サについて説明する。この角度センサは第7図ないし第
10図に示すように、前述した角度センサユニットと、こ
の角度センサユニットのヨーク31を回動可能に包囲する
ケーシング52と、前記ケーシング52の中心部に軸受材5
3,53を介して回動自在に支持した駆動軸54と、この駆動
軸54の内端部に固定した弾力性に富む板部材55と、ヨー
ク31の外側に固定したストリップ状の駆動部材56等から
なる。
駆動部材56の一方の先端部には鋭角部57が形成されてお
り、この鋭角部57は前記板部材55の外周に設けた切欠き
58の中に前記板部材55を図の左方に弾性変形させた状態
で係合している。
り、この鋭角部57は前記板部材55の外周に設けた切欠き
58の中に前記板部材55を図の左方に弾性変形させた状態
で係合している。
この係合構造によると、鋭角部57と切欠き58の間にバッ
クラッシュを生じないので、駆動軸54の角変位を正確に
伝達することができる。また前記の係合構造によると、
図示しない被測定部によって不都合な外力が駆動軸54に
加わった場合でも、駆動軸54の変形が板部材55の変形に
よって吸収されるので、角変位を正確に伝達することが
できる。
クラッシュを生じないので、駆動軸54の角変位を正確に
伝達することができる。また前記の係合構造によると、
図示しない被測定部によって不都合な外力が駆動軸54に
加わった場合でも、駆動軸54の変形が板部材55の変形に
よって吸収されるので、角変位を正確に伝達することが
できる。
尚、図中の59は角度センサを図示しない固定部に取り付
けるためのねじ部、60は、板部材55を介してヨークの回
動角を小範囲(約100度)に規制するストッパの役割を
果すと共に、本体34をケーシング52に留め付ける止ねじ
である。
けるためのねじ部、60は、板部材55を介してヨークの回
動角を小範囲(約100度)に規制するストッパの役割を
果すと共に、本体34をケーシング52に留め付ける止ねじ
である。
次に、本角度センサユニットを利用した軽トルク用角度
センサについて説明する。この角度センサは第11図ない
し第12図に示すように、前述した角度センサユニットと
ほぼ同構造の角度センサユニット(端子を3本のケーブ
ル62,63,64として取り出した以外はすべて同じ)と、ヨ
ーク31を回動自在に包囲するケーシング65と、押しボル
ト66を介して本体34の背面側に取り付けた取付金物67
と、ヨーク31の外側に固定した駆動部材56a等からな
る。
センサについて説明する。この角度センサは第11図ない
し第12図に示すように、前述した角度センサユニットと
ほぼ同構造の角度センサユニット(端子を3本のケーブ
ル62,63,64として取り出した以外はすべて同じ)と、ヨ
ーク31を回動自在に包囲するケーシング65と、押しボル
ト66を介して本体34の背面側に取り付けた取付金物67
と、ヨーク31の外側に固定した駆動部材56a等からな
る。
駆動部材56aは金属製のストリップを図示のようにほぼ
L字形に折り曲げて取付部56bと立上り部56cとを形成し
ており、立上り部56cの先端部には、被測定物(図示せ
ず)からのピン71に連動するためのスリット68が設けら
れている。尚、図中の69はケーシング65を本体34に固定
するための止めねじ、70,70は本体34に固定した取付金
物67を固定部(図示せず)に固定するためのボルト孔で
ある。
L字形に折り曲げて取付部56bと立上り部56cとを形成し
ており、立上り部56cの先端部には、被測定物(図示せ
ず)からのピン71に連動するためのスリット68が設けら
れている。尚、図中の69はケーシング65を本体34に固定
するための止めねじ、70,70は本体34に固定した取付金
物67を固定部(図示せず)に固定するためのボルト孔で
ある。
この角度センサを使用する際はヨーク31及び駆動部材56
aが上方に向って鉛直面内で起立するように駆動部材56a
の先端を被測定物に係止すると共に、ヨーク31が回動範
囲αをほぼ2等分するように本体34の姿勢を整えたのち
取付金物67を固定部に固定する。
aが上方に向って鉛直面内で起立するように駆動部材56a
の先端を被測定物に係止すると共に、ヨーク31が回動範
囲αをほぼ2等分するように本体34の姿勢を整えたのち
取付金物67を固定部に固定する。
この状態では駆動部材56aの先端部を駆動するための駆
動力が最小で済むので(あたかも天秤の針の先端を横方
向に駆動する場合と同じ)、被測定物の微弱な動きを正
確に検出することができる。
動力が最小で済むので(あたかも天秤の針の先端を横方
向に駆動する場合と同じ)、被測定物の微弱な動きを正
確に検出することができる。
次に、本角度センサユニットを利用した傾斜計について
説明する。この傾斜計は第13図及び第14図に示すよう
に、前述した角度センサユニット(第1図参照)と、吊
り下げ部材72を介してヨーク31に吊り下げた重錘73と、
ヨーク31及び重錘73を揺動可能に包囲する油密のケーシ
ング74等からなり、前記ケーシング74の内部にはダンピ
ングオイルが封入されている。
説明する。この傾斜計は第13図及び第14図に示すよう
に、前述した角度センサユニット(第1図参照)と、吊
り下げ部材72を介してヨーク31に吊り下げた重錘73と、
ヨーク31及び重錘73を揺動可能に包囲する油密のケーシ
ング74等からなり、前記ケーシング74の内部にはダンピ
ングオイルが封入されている。
この傾斜計を使用する際は、ヨーク31が下方に向かって
鉛直面内に懸架され且つその回動範囲αをほぼ2等分す
るように本体34の姿勢を整えたのち固定部に固定する。
この状態では重錘73の傾斜角度がヨーク31の回動角に等
しくなるので、被測定物の傾斜角度を正確に測定するこ
ができる。
鉛直面内に懸架され且つその回動範囲αをほぼ2等分す
るように本体34の姿勢を整えたのち固定部に固定する。
この状態では重錘73の傾斜角度がヨーク31の回動角に等
しくなるので、被測定物の傾斜角度を正確に測定するこ
ができる。
尚、本考案は前述の実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば本角度センサユニットを角度センサ,傾斜計
以外の別種のセンサに適用してもよいこと等、その他本
考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得る
ことは勿論である。
く、例えば本角度センサユニットを角度センサ,傾斜計
以外の別種のセンサに適用してもよいこと等、その他本
考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得る
ことは勿論である。
以上に述べたごとく本考案は次の優れた効果を発揮す
る。
る。
〔i〕ヨークに取り付けた一対の永久磁石の磁極間に磁
気抵抗素子部を介在させたので、磁気抵抗素子部は磁束
密度が大きく、且つ安定した磁気回路内で作動する。従
って出力感度が大きく、且つ温度特性の良い角度センサ
ユニットを提供することができる。
気抵抗素子部を介在させたので、磁気抵抗素子部は磁束
密度が大きく、且つ安定した磁気回路内で作動する。従
って出力感度が大きく、且つ温度特性の良い角度センサ
ユニットを提供することができる。
〔ii〕ヨークに駆動部材を取り付け、この駆動部材を介
して被測定物の動きをヨークに伝達することにより、各
種用途のセンサを容易に提供することができる。
して被測定物の動きをヨークに伝達することにより、各
種用途のセンサを容易に提供することができる。
〔iii〕第〔ii〕項に述べたように、各種のセンサは角
度センサユニットを共用するので、角度センサの基本的
な性能及び品質が均一化され、また製品ごとにストック
すべき部品の種類が激減するので生産態勢を合理化する
ことができる。
度センサユニットを共用するので、角度センサの基本的
な性能及び品質が均一化され、また製品ごとにストック
すべき部品の種類が激減するので生産態勢を合理化する
ことができる。
〔iv〕本角度センサユニットを利用した一般用角度セン
サは駆動軸に固定した弾性部材に係合部を設け、更にヨ
ークに取り付けた駆動部材の先端に鋭角部を設けて前記
鋭角部を前記係合部に係合させたので、駆動部材と弾性
部材間にバックラッシュを生ずることがない。従って駆
動軸の角変位を正確にヨークに伝達することができ、測
定精度が向上する。
サは駆動軸に固定した弾性部材に係合部を設け、更にヨ
ークに取り付けた駆動部材の先端に鋭角部を設けて前記
鋭角部を前記係合部に係合させたので、駆動部材と弾性
部材間にバックラッシュを生ずることがない。従って駆
動軸の角変位を正確にヨークに伝達することができ、測
定精度が向上する。
〔v〕本角度センサユニットを利用した軽トルク用角度
センサはヨークに駆動部材を取り付け、ヨークと駆動部
材を鉛直面内に起立させた状態で駆動部材の先端部を駆
動できるように構成したので、被測定物の微弱な動きを
正確に検出することができる。
センサはヨークに駆動部材を取り付け、ヨークと駆動部
材を鉛直面内に起立させた状態で駆動部材の先端部を駆
動できるように構成したので、被測定物の微弱な動きを
正確に検出することができる。
〔vi〕本角度センサユニットを利用した傾斜計は重錘の
傾斜角度をヨークの回動角として検出するので、被測定
物の傾斜角度を正確に測定することができる。
傾斜角度をヨークの回動角として検出するので、被測定
物の傾斜角度を正確に測定することができる。
第1図ないし第6図は本考案の実施例を示し、第1図は
一部切断側面図、第2図及び第3図は第1図におけるII
−II方向及びIII−III方向から矢視図、第4図は第1図
におけるIV−IV方向から拡大矢視図(磁気抵抗素子部と
端子等を示す)、第5図は磁気抵抗素子部の構造を示す
概念図、第6図は本角度センサユニットの特性図、 第7図ないし第10図は一般用角度センサの一例を示し、
第7図は一部切断側面図、第8図及び第9図は第7図に
おけるVIII−VIII方向及びIX−IX方向からの矢視図、第
10図は駆動部材と弾性部材の係合状況を示す平面図、 第11図及び第12図は軽トルク用角度センサを示し、第11
図は一部切断側面図、第12図は第11図におけるXII−XII
方向からの矢視図、 第13図及び第14図は傾斜計の一例を示し、第13図は一部
切断側面図、第14図は第13図におけるXIV−XIV方向のか
らの矢視図、 第15図ないし第19図は従来の一般用角度センサを示し、
第15図は切断側面図、第16図及び第17図は第15図におけ
るXVI−XVI方向及びXVII−XVII方向からの矢視図、第18
図は第17図におけるXVIII−XVIIIからの矢視図、第19図
は磁気抵抗素子部と端子板の平面図、 第20図及び第21図は従来の傾斜計を示し、第20図は切断
正面図、第21図は切断側面図である。 31……ヨーク、32……永久磁石 33……磁気抵抗素子部、34……本体 54……駆動軸、55……弾性部材 56,56a……駆動部材 57……鋭角部、58……切欠き 73……重錘、74……ケーシング
一部切断側面図、第2図及び第3図は第1図におけるII
−II方向及びIII−III方向から矢視図、第4図は第1図
におけるIV−IV方向から拡大矢視図(磁気抵抗素子部と
端子等を示す)、第5図は磁気抵抗素子部の構造を示す
概念図、第6図は本角度センサユニットの特性図、 第7図ないし第10図は一般用角度センサの一例を示し、
第7図は一部切断側面図、第8図及び第9図は第7図に
おけるVIII−VIII方向及びIX−IX方向からの矢視図、第
10図は駆動部材と弾性部材の係合状況を示す平面図、 第11図及び第12図は軽トルク用角度センサを示し、第11
図は一部切断側面図、第12図は第11図におけるXII−XII
方向からの矢視図、 第13図及び第14図は傾斜計の一例を示し、第13図は一部
切断側面図、第14図は第13図におけるXIV−XIV方向のか
らの矢視図、 第15図ないし第19図は従来の一般用角度センサを示し、
第15図は切断側面図、第16図及び第17図は第15図におけ
るXVI−XVI方向及びXVII−XVII方向からの矢視図、第18
図は第17図におけるXVIII−XVIIIからの矢視図、第19図
は磁気抵抗素子部と端子板の平面図、 第20図及び第21図は従来の傾斜計を示し、第20図は切断
正面図、第21図は切断側面図である。 31……ヨーク、32……永久磁石 33……磁気抵抗素子部、34……本体 54……駆動軸、55……弾性部材 56,56a……駆動部材 57……鋭角部、58……切欠き 73……重錘、74……ケーシング
Claims (4)
- 【請求項1】被測定物に連動して回動するヨークの角度
を測定する無接触形角度センサユニットであって、 透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲してつくられ両
端部の内側に一対の永久磁石を相対して取り付けたヨー
クと、複数個からなる同心円上に多数の磁気抵抗素子を
積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両側に線対称な
2つの素子部分を形成するようにそれ等を直列に接続し
てなる磁気抵抗素子部とを備え、 前記ヨークはその両端部に設けた軸受を介して所定の角
度範囲内で回動するように本体に支持されており、 前記磁気抵抗素子部はヨークの回動軸線と同心に且つ永
久磁石に近接した状態で前記一対の永久磁石の間に介在
するように前記本体に固定されており、 ヨークが真中の角度位置にあるとき、各永久磁石から発
生した磁束が、前記2つの素子部分の約半分に且つ等分
に交差するように前記一対の永久磁石をヨークの各端部
に形成したことを特徴とする無接触形角度センサユニッ
ト。 - 【請求項2】透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲し
てつくられ両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取
り付けたヨークと、複数個からなる同心円上に多数の磁
気抵抗素子を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両
側に線対称な2つの素子部分を形成するようにそれ等を
直列に接続してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨー
クはその両端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内
で回動するように本体に支持されており、前記磁気抵抗
素子部はヨークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接
した状態で前記一対の永久磁石の間に介在するように前
記本体に固定されており、ヨークが真中の角度位置にあ
るとき、各永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素
子部分の約半分に且つ等分に交差するように前記一対の
永久磁石をヨークの各端部に形成した無接触形の角度セ
ンサであって、 前記ヨークの外側に取り付けられ先端に鋭角部を形成し
たストリップ状の駆動部材と、前記駆動部材とヨークを
取り囲むように本体に固定したケーシングと、ヨークの
回動軸線と同心になるように前記ケーシングに回動自在
に支持した駆動軸と、前記駆動軸の先端部に固定され前
記駆動部材の鋭角部に係合する係合部を設けた板状の弾
性部材とを備え、 前記駆動部材の鋭角部が前記弾性部材を弾性変形させた
状態で前記係合部に係合していることを特徴とする一般
用角度センサ。 - 【請求項3】透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲し
てつくられ両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取
り付けたヨークと、複数個からなる同心円上に多数の磁
気抵抗素子を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両
側に線対称な2つの素子部分を形成するようにそれ等を
直列に接続してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨー
クはその両端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内
で回動するように本体に支持されており、前記磁気抵抗
素子部はヨークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接
した状態で前記一対の永久磁石の間に介在するように前
記本体に固定されており、ヨークが真中の角度位置にあ
るとき、各永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素
子部分の約半分に且つ等分に交差するように前記一対の
永久磁石をヨークの各端部に形成した無接触形の角度セ
ンサであって、 金属製のストリップをほぼL字形に折曲してつくった取
付部と立上り部とを有し、前記立上り部の先端部にスリ
ットを設けた駆動部材を備え、 前記駆動部材は立上り部がヨークの外方に突出するよう
に取付部を介してヨークの外側に取り付けられており、 前記角度センサユニットの本体は、ヨークが真中の角度
位置にあるときにヨークが鉛直面内に起立するように固
定部に固定されており、 前記駆動部材のスリットは、水平方向に変位する被測定
物のピンに嵌合していることを特徴とする軽トルク用角
度センサ。 - 【請求項4】透磁性を有する細長い板状の部材を湾曲し
てつくられ両端部の内側に一対の永久磁石を相対して取
り付けたヨークと、複数個からなる同心円上に多数の磁
気抵抗素子を積層し且つそれ等が前記同心円の直径の両
側に線対称な2つの素子部分を形成するようにそれ等を
直列に接続してなる磁気抵抗素子部とを備え、前記ヨー
クはその両端部に設けた軸受を介して所定の角度範囲内
で回動するように本体に支持されており、前記磁気抵抗
素子部はヨークの回動軸線と同心に且つ永久磁石に近接
した状態で前記一対の永久磁石の間に介在するように前
記本体に固定されており、ヨークが真中の角度位置にあ
るとき、各永久磁石から発生した磁束が、前記2つの素
子部分の約半分に且つ等分に交差するように前記一対の
永久磁石をヨークの各端部に形成した傾斜計であって、 吊り下げ部材を介してヨークの外方に取り付けた重錘
と、ヨーク及び重錘を揺動可能に包囲し且つ内部にダン
ピングオイルを封入したケーシングとを備え、 前記傾斜計の本体は、ヨークと重錘が鉛直面内で懸垂状
態にあるときヨークが真中の角度位置にあるように固定
部に取り付けられていることを特徴とする傾斜計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228089U JPH0733131Y2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 無接触形角度センサユニット及びその応用製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228089U JPH0733131Y2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 無接触形角度センサユニット及びその応用製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0340522U JPH0340522U (ja) | 1991-04-18 |
| JPH0733131Y2 true JPH0733131Y2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=31651186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228089U Expired - Lifetime JPH0733131Y2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 無接触形角度センサユニット及びその応用製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733131Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP10228089U patent/JPH0733131Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0340522U (ja) | 1991-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |