JPH0834141B2 - 非接触ポジシヨンセンサ - Google Patents
非接触ポジシヨンセンサInfo
- Publication number
- JPH0834141B2 JPH0834141B2 JP62023195A JP2319587A JPH0834141B2 JP H0834141 B2 JPH0834141 B2 JP H0834141B2 JP 62023195 A JP62023195 A JP 62023195A JP 2319587 A JP2319587 A JP 2319587A JP H0834141 B2 JPH0834141 B2 JP H0834141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- generating means
- field generating
- contact position
- magnetoresistive element
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Adjustable Resistors (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強磁性磁気抵抗素子（以下、「MR素子」と
いう）を用いた非接触ポジションセンサに関する。
いう）を用いた非接触ポジションセンサに関する。
非接触式ポテンショメータの磁気回路は、従来より有
底円筒状コアや回転磁性体および永久磁石とともに、閉
磁路として構成され、回転磁性体の先端部分に形成した
間隙に磁気抵抗素子であるInSbを配置して回転磁性体の
回転に応じた出力を発生するようになっており、そして
回転磁性体の先端部分に形成した間隙の大きさを変える
ことにより換言すれば回転磁性体の先端を所定の関数加
工することにより前述したようなInSb製の磁気抵抗素子
から所定の関数出力を得ている。
底円筒状コアや回転磁性体および永久磁石とともに、閉
磁路として構成され、回転磁性体の先端部分に形成した
間隙に磁気抵抗素子であるInSbを配置して回転磁性体の
回転に応じた出力を発生するようになっており、そして
回転磁性体の先端部分に形成した間隙の大きさを変える
ことにより換言すれば回転磁性体の先端を所定の関数加
工することにより前述したようなInSb製の磁気抵抗素子
から所定の関数出力を得ている。
しかしながら、上記従来技術に示す非接触ポテンショ
メータにおいて、回転磁性体の先端を所定の関数形状に
なるように加工することは非常に困難であり、また間隙
に狭い部分と広い部分があると磁束が狭い部分に集中
し、磁束密度の均一性が得られない。このため、磁気抵
抗素子であるInSbの出力の直線性がばらついてしまい、
非接触ポテンショメータの製造歩留りは非常に低いもの
であった。
メータにおいて、回転磁性体の先端を所定の関数形状に
なるように加工することは非常に困難であり、また間隙
に狭い部分と広い部分があると磁束が狭い部分に集中
し、磁束密度の均一性が得られない。このため、磁気抵
抗素子であるInSbの出力の直線性がばらついてしまい、
非接触ポテンショメータの製造歩留りは非常に低いもの
であった。
このような点に鑑み本発明者達は、特願昭61−72201
号に開示した如くMR素子を適用し、そのMR素子に磁界を
印加する磁界発生手段として、例えば扇形でその磁極が
径方向に指向するように着磁した永久磁石を使用した非
接触ポジションセンサを提案した。この場合、出力の直
線性を良く、製造歩留りも比較的高くできるものの、扇
形の永久磁石に着磁する事は容易ではなく、着磁させに
くいという問題があった。
号に開示した如くMR素子を適用し、そのMR素子に磁界を
印加する磁界発生手段として、例えば扇形でその磁極が
径方向に指向するように着磁した永久磁石を使用した非
接触ポジションセンサを提案した。この場合、出力の直
線性を良く、製造歩留りも比較的高くできるものの、扇
形の永久磁石に着磁する事は容易ではなく、着磁させに
くいという問題があった。
そこで本発明は、上記の特願昭61−72201号に開示し
た非接触ポジションセンサを改善すべく創案されたもの
で、磁界発生手段への着磁を容易に行え、しかも、出力
の直線性をより良くし得る非接触ポジションセンサを提
供する事を目的としている。
た非接触ポジションセンサを改善すべく創案されたもの
で、磁界発生手段への着磁を容易に行え、しかも、出力
の直線性をより良くし得る非接触ポジションセンサを提
供する事を目的としている。
上記の目的を達成する為に本発明は、回転可能に設け
られた可動部と、該可動部に同心的で該可動部から所定
の間隔を隔てるようにして配設された全体的に環状とな
る強磁性磁気抵抗素子と、その磁極を前記可動部の回転
軸方向に指向した磁界発生手段とを備え、 前記磁界発生手段からの磁界を、前記強磁性磁気抵抗
素子の一部には径方向に指向し、該強磁性磁気抵抗素子
の他部には垂直方向に指向し、 且つ、前記磁界発生手段を、前記回転軸方向における
その中心軸が、前記強磁性磁気抵抗素子上を通るように
回転移動可能とした事を特徴とする非接触ポジションセ
ンサを採用している。
られた可動部と、該可動部に同心的で該可動部から所定
の間隔を隔てるようにして配設された全体的に環状とな
る強磁性磁気抵抗素子と、その磁極を前記可動部の回転
軸方向に指向した磁界発生手段とを備え、 前記磁界発生手段からの磁界を、前記強磁性磁気抵抗
素子の一部には径方向に指向し、該強磁性磁気抵抗素子
の他部には垂直方向に指向し、 且つ、前記磁界発生手段を、前記回転軸方向における
その中心軸が、前記強磁性磁気抵抗素子上を通るように
回転移動可能とした事を特徴とする非接触ポジションセ
ンサを採用している。
そこで本発明によると、磁界発生手段の着磁方向が可
動部の回転軸と平行な方向ですむようになり、その着磁
が容易となる。又、回転軸方向における磁界発生手段の
中心軸を、MR素子上を通るように回転移動可能としてい
る事により、該中心軸近辺のMR素子には、磁界発生手段
から何らMR素子の成す平面と平行な成分の磁界を印加す
る事なく、垂直な成分だけの磁界を印加する事ができ
る。従って、その中心軸近辺におけるMR素子の抵抗値の
減少はなくなり、MR素子の抵抗値が減少する一部との抵
抗値の差が大きくなり、その分出力の直線性がより良く
なる。
動部の回転軸と平行な方向ですむようになり、その着磁
が容易となる。又、回転軸方向における磁界発生手段の
中心軸を、MR素子上を通るように回転移動可能としてい
る事により、該中心軸近辺のMR素子には、磁界発生手段
から何らMR素子の成す平面と平行な成分の磁界を印加す
る事なく、垂直な成分だけの磁界を印加する事ができ
る。従って、その中心軸近辺におけるMR素子の抵抗値の
減少はなくなり、MR素子の抵抗値が減少する一部との抵
抗値の差が大きくなり、その分出力の直線性がより良く
なる。
以下、本発明を図面に示す実施例を用いて説明する。
第１図は本発明の第１実施例であり、同図（ａ）にその
断面図、同図（ｂ）に同図（ａ）における部分的上面
図、同図（ｃ）に同図（ｂ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
図において、絶縁基板１上に開口部を持つ円形または多
角形で（図は前者）全体的に環状のNi−Fe,Ni−Coなど
の薄膜から成るMR素子2a,2bを形成し、両端子部、およ
び中点部にそれぞれ電極端子3,4,5を形成する。
第１図は本発明の第１実施例であり、同図（ａ）にその
断面図、同図（ｂ）に同図（ａ）における部分的上面
図、同図（ｃ）に同図（ｂ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
図において、絶縁基板１上に開口部を持つ円形または多
角形で（図は前者）全体的に環状のNi−Fe,Ni−Coなど
の薄膜から成るMR素子2a,2bを形成し、両端子部、およ
び中点部にそれぞれ電極端子3,4,5を形成する。
かかるMR素子2a,2bの電極端子３に電源端子Vcc、電極
端子４を接地GNDとし、中点部の電極端子５から出力V
outを導出する。そして、MR素子2a,2bの成す環状パター
ンの中心に対応して、ハウジング９のボールベアリング
から成る軸受８が設けられている。軸受８には可動部６
の回転軸6aまわりに回転可能に枢支されている。この可
動部６には回転軸6a方向に沿って着磁された角柱状の永
久磁石７が磁界発生手段として使用され、回転軸方向に
おけるその中心軸ｃが環状のMR素子2a,2bのパターン上
を通って回転移動するように可動部６に取り付けられて
いる。なお、10は絶縁基板１を搭載する基板、11はワイ
ヤハーネス、12はハウジング９の蓋である。
端子４を接地GNDとし、中点部の電極端子５から出力V
outを導出する。そして、MR素子2a,2bの成す環状パター
ンの中心に対応して、ハウジング９のボールベアリング
から成る軸受８が設けられている。軸受８には可動部６
の回転軸6aまわりに回転可能に枢支されている。この可
動部６には回転軸6a方向に沿って着磁された角柱状の永
久磁石７が磁界発生手段として使用され、回転軸方向に
おけるその中心軸ｃが環状のMR素子2a,2bのパターン上
を通って回転移動するように可動部６に取り付けられて
いる。なお、10は絶縁基板１を搭載する基板、11はワイ
ヤハーネス、12はハウジング９の蓋である。
そして、例えばMR素子2a,2bに対して永久磁石７が図
のように配置している場合、永久磁石７からの磁界は、
主に回転軸6aに対して反対側に配置するMR素子2aに対し
て、MR素子2a,2bの環状パターンの成す平面と平行で且
つ電流の流れる方向に対して直交する方向、すなわち本
発明のいう径方向に指向した磁界H2が印加され、又、主
に回転軸6aに対して同じ側に配置するMR素子2bに対して
は、MR素子2a,2bの環状パターンの成す平面に垂直方向
（中心軸ｃと平行方向）に指向した磁界H1が印加され
る。尚、永久磁石７を回転移動する事により、磁界H1,H
2の印加する部分はMR素子2a,2b間で連続的に変化する。
又、永久磁石７がMR素子2a,2bに印加する磁界H2,H1の磁
界強度の絶対値はMR素子2a,2bの飽和磁界強度以上とな
っている。
のように配置している場合、永久磁石７からの磁界は、
主に回転軸6aに対して反対側に配置するMR素子2aに対し
て、MR素子2a,2bの環状パターンの成す平面と平行で且
つ電流の流れる方向に対して直交する方向、すなわち本
発明のいう径方向に指向した磁界H2が印加され、又、主
に回転軸6aに対して同じ側に配置するMR素子2bに対して
は、MR素子2a,2bの環状パターンの成す平面に垂直方向
（中心軸ｃと平行方向）に指向した磁界H1が印加され
る。尚、永久磁石７を回転移動する事により、磁界H1,H
2の印加する部分はMR素子2a,2b間で連続的に変化する。
又、永久磁石７がMR素子2a,2bに印加する磁界H2,H1の磁
界強度の絶対値はMR素子2a,2bの飽和磁界強度以上とな
っている。
さて、MR素子2a,2bにおいては下記の事実が知られて
いる。すなわち、MR素子は電流の流れる方向に対して直
交する方向から磁界を受けると、その部分の抵抗値が減
少する特性を有しており、また、飽和磁界以上の磁界を
受けたときには、抵抗値の減少は一定となり、半導体式
磁気抵抗素子やホール素子と相違して安定な出力が得ら
れる特徴を有している。
いる。すなわち、MR素子は電流の流れる方向に対して直
交する方向から磁界を受けると、その部分の抵抗値が減
少する特性を有しており、また、飽和磁界以上の磁界を
受けたときには、抵抗値の減少は一定となり、半導体式
磁気抵抗素子やホール素子と相違して安定な出力が得ら
れる特徴を有している。
そこで本実施例では、上述のようにMR素子2aは径方向
から磁界H2を受けており、その抵抗値は減少する。又、
MR素子2bは垂直方向から磁界H1を受けており、その抵抗
値は変化しない。そして、永久磁石７の回転移動に伴い
MR素子2a,2bの抵抗値は連続的に変化し、非接触ポジシ
ョンセンサの出力Voutは第２図の可動部６の回転角度と
出力Voutとの関係をあらわすグラフの実線に示すように
略直線状態となる。
から磁界H2を受けており、その抵抗値は減少する。又、
MR素子2bは垂直方向から磁界H1を受けており、その抵抗
値は変化しない。そして、永久磁石７の回転移動に伴い
MR素子2a,2bの抵抗値は連続的に変化し、非接触ポジシ
ョンセンサの出力Voutは第２図の可動部６の回転角度と
出力Voutとの関係をあらわすグラフの実線に示すように
略直線状態となる。
ここで本実施例では、永久磁石７の中心軸ｃがMR素子
2a,2bのパターン上を通って回転移動するようになって
おり、第１図のように配置している場合、中心軸ｃ近辺
のMR素子2bには永久磁石７から、MR素子2bの抵抗値を減
少させる径方向成分を含んだ磁界を印加する事なく、そ
の抵抗値に変化のない垂直成分だけの磁界H1を印加する
事ができる。従って、MR素子2aとMR素子2bとの抵抗値の
差を最も大きくできるので、出力Voutの大きさを大き
く、又、その回転角度に対する直線性を最も良好な状態
にし得る。尚、中心軸ｃとMR素子2bとが相対的にずれて
いる場合、MR素子2bの中心軸ｃ近辺の抵抗値が部分的に
減少するため、その出力は第２図中点線で示すようにそ
の直線性が多少悪化する。
2a,2bのパターン上を通って回転移動するようになって
おり、第１図のように配置している場合、中心軸ｃ近辺
のMR素子2bには永久磁石７から、MR素子2bの抵抗値を減
少させる径方向成分を含んだ磁界を印加する事なく、そ
の抵抗値に変化のない垂直成分だけの磁界H1を印加する
事ができる。従って、MR素子2aとMR素子2bとの抵抗値の
差を最も大きくできるので、出力Voutの大きさを大き
く、又、その回転角度に対する直線性を最も良好な状態
にし得る。尚、中心軸ｃとMR素子2bとが相対的にずれて
いる場合、MR素子2bの中心軸ｃ近辺の抵抗値が部分的に
減少するため、その出力は第２図中点線で示すようにそ
の直線性が多少悪化する。
又、磁界発生手段として角柱状の永久磁石７を用いて
おり、本実施例のように構成する事により、その着磁は
回転軸6aと平行な方向ですみ、着磁が容易となる。
おり、本実施例のように構成する事により、その着磁は
回転軸6aと平行な方向ですみ、着磁が容易となる。
さらに、永久磁石７はMR素子2a,2bの飽和磁界強度以
上の磁界を印加しているので、抵抗値の減少が一定とな
り、MR素子2a,2bと永久磁石７との間隔のばらつき等に
よる磁界強度の多少のばらつきに依存する事なく安定し
た出力Voutを得るという効果がある。
上の磁界を印加しているので、抵抗値の減少が一定とな
り、MR素子2a,2bと永久磁石７との間隔のばらつき等に
よる磁界強度の多少のばらつきに依存する事なく安定し
た出力Voutを得るという効果がある。
次に、本発明の第２実施例を第３図を用いて説明す
る。同図（ａ）に部分的上面図、同図（ｂ）に同図
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。この第２実施例が第１
実施例と相違するところは、第２実施例では、磁界発生
手段として円柱状の永久磁石7aを使用している事であ
り、本実施例においても第１実施例と同様の効果が期待
できる。本実施例にも示すように本発明でいう磁界発生
手段の形状は限定される事なく、その中心軸がMR素子に
沿って回転可能となっておればよい。又、中心軸ｃはMR
素子2a,2bのパターンの中心を通らなくても、そのパタ
ーンの線巾内を通っておればよい。
る。同図（ａ）に部分的上面図、同図（ｂ）に同図
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。この第２実施例が第１
実施例と相違するところは、第２実施例では、磁界発生
手段として円柱状の永久磁石7aを使用している事であ
り、本実施例においても第１実施例と同様の効果が期待
できる。本実施例にも示すように本発明でいう磁界発生
手段の形状は限定される事なく、その中心軸がMR素子に
沿って回転可能となっておればよい。又、中心軸ｃはMR
素子2a,2bのパターンの中心を通らなくても、そのパタ
ーンの線巾内を通っておればよい。
以上述べたように本発明の非接触ポジションセンサに
よれば、磁界発生手段の着磁方向が可動部の回転軸と平
行な方向ですむようになり、その着磁が容易となる。
又、回転軸方向における磁界発生手段の中心軸を、MR素
子上を通るように回転移動可能とした事により、出力の
回転角度に対する直線性をより良くする事ができるとい
う優れた効果がある。
よれば、磁界発生手段の着磁方向が可動部の回転軸と平
行な方向ですむようになり、その着磁が容易となる。
又、回転軸方向における磁界発生手段の中心軸を、MR素
子上を通るように回転移動可能とした事により、出力の
回転角度に対する直線性をより良くする事ができるとい
う優れた効果がある。
第１図（ａ）は本発明の第１実施例の断面図、第１図
（ｂ）は同図（ａ）における部分的上面図、第１図
（ｃ）は同図（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図、第２図は
第１実施例の出力の特性をあらわすグラフ、第３図
（ａ）は本発明の第２実施例の部分的上面図、第３図
（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 １……絶縁基板,2a,2b……MR素子,3,4,5……電極端子,6
……可動部,6a……回転軸,7,7a……永久磁石。
（ｂ）は同図（ａ）における部分的上面図、第１図
（ｃ）は同図（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図、第２図は
第１実施例の出力の特性をあらわすグラフ、第３図
（ａ）は本発明の第２実施例の部分的上面図、第３図
（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 １……絶縁基板,2a,2b……MR素子,3,4,5……電極端子,6
……可動部,6a……回転軸,7,7a……永久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊澤 一朗 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 松下 利和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 有賀 勝彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】回転可能に設けられた可動部と、該可動部
に同心的で該可動部から所定の間隔を隔てるようにして
配設された全体的に環状となる強磁性磁気抵抗素子と、
その磁極を前記可動部の回転軸方向に指向した磁界発生
手段とを備え、 前記磁界発生手段からの磁界を、前記強磁性磁気抵抗素
子の一部には径方向に指向し、該強磁性磁気抵抗素子の
他部には垂直方向に指向し、 且つ、前記磁界発生手段を、前記回転軸方向におけるそ
の中心軸が、前記強磁性磁気抵抗素子上を通るように回
転移動可能とした事を特徴とする非接触ポジションセン
サ。 - 【請求項２】前記磁界発生手段が前記強磁性磁気抵抗素
子に印加する磁界強度の絶対値が前記強磁性磁気抵抗素
子の飽和磁界強度以上である特許請求の範囲第１項記載
の非接触ポジションセンサ。 - 【請求項３】前記磁界発生手段が永久磁石から成ってい
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の非接触ポジ
ションセンサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62023195A JPH0834141B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 非接触ポジシヨンセンサ |
| EP87110695A EP0255052B1 (en) | 1986-07-29 | 1987-07-23 | Noncontact potentiometer |
| DE3788831T DE3788831T2 (de) | 1986-07-29 | 1987-07-23 | Kontaktloses Potentiometer. |
| US07/076,891 US4835509A (en) | 1986-07-29 | 1987-07-23 | Noncontact potentiometer |
| KR1019870008259A KR900007100B1 (ko) | 1986-07-29 | 1987-07-29 | 무접점 전위차계 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62023195A JPH0834141B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 非接触ポジシヨンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190392A JPS63190392A (ja) | 1988-08-05 |
| JPH0834141B2 true JPH0834141B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=12103885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62023195A Expired - Lifetime JPH0834141B2 (ja) | 1986-07-29 | 1987-02-02 | 非接触ポジシヨンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834141B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931879B2 (ja) * | 1976-11-01 | 1984-08-04 | 電気音響株式会社 | ポテンシヨメ−タ |
| JPS5721882A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-04 | Fujitsu Ltd | Magnetic reluctance element |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP62023195A patent/JPH0834141B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190392A (ja) | 1988-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |