JPS59159578A - 無接触式ポテンシヨメ−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】 本発明は、磁気抵抗素子を用いた無接触式のポテンショ
メータに関するもので、さらに詳言すれば、より妬いＷ
ＩＩＪ定精度を得ることを目的としたものである。

磁気抵抗素子を利用した無接触式ポテンショメータが、
測定積度が高いことおよび寿命が長いという優れた特性
のため各分野で使用されるようになってきている。

従来の無接触式ポテンショメータの基本的な構造は、第
１図および第２図に示す如く、透磁率の高い軟磁性体製
のヨーク５の平坦な上面に、素子台２上に固定された第
１の磁気抵抗素子３と第２の磁気抵抗素子４とを並列に
配列固定し、この再磁気抵抗素子３．４の表面との間に
、一定の狭い間隙をあけて、永久磁石１を、その一方の
磁極面を磁気抵抗素子３．４に対向させた姿勢で配置し
、再磁気抵抗素子３．４と永久磁石１とを、相対的に一
定の線形に沿って移動させるものとなっている。

そして、この無接触式ポテンショメータで測定出来る変
位量は、第２図（ａ）から第２図（ｂ）までの距離、す
なわぢ配列された再磁気抵抗素子３．４の幅と永久磁石
１の磁極面の幅との差となっている。

周知の如く、磁気抵抗素子は極めて小さいものであるの
で、配列された再磁気抵抗素子３．４の幅も小さい値に
しかならず、このため測定出来る変位量は極めて小さか
った。

また、より大きな変位量を測定できるように、永久磁石
１をその移動力向に対して斜めに配置し。

た構成のものが考えられていイ）が、”このものは永久
磁石１が細長いものとなってしまうので、永久磁イ１１
の磁オ・９シ而全域におりる磁束の分布を均一にするこ
とか出来ず、測定積度を低下さゼる欠点があり、磁気１
１（抗素子３．４に対向するのば永久磁子ｊ１の磁極面
のほんの−部であるの−Ｃ１永久磁石１の磁束を自効に
使用しているとわいえず、これがため強力でｉ烏（ｉｉ
ｌｉな永久磁石を使用しなげればならなかった。

さらに、磁気抵抗素子３．４には、その抵抗値変化を出
力としてとりたずためのリード線が必藝であるので、一
般には磁気抵抗素子３．４を不動に固定し、永久磁石１
を可υ〕に３−る構成とするが、周知の如く、永久磁石
は機械的に脆いものであるの−Ｃその組みつり保持が面
倒となる欠点がある。

本発明は、−［記した従来例に於りる不満および欠点を
）Ｗ消ずべく創案されたもので、磁気抵抗素子を永久（
６石に固定して構成したものである。

以−ト、本発明のｊコ施例を第３図ないし第１４図を参
照して説明する。

なお、第１および２図Ｇこおし」る符号と同一符号は、
同−一部分を示すものとする。

本発明による無接触式ポテンショ３メ−汐は、第３図お
よび第４図に示す如く、永久磁石１の一力の磁極面に第
１の磁気抵抗素子３と第２の磁気抵抗素子４とを配列固
定し、この両磁気抵抗素子３．４との間に一定の間隙を
もって、軟磁性体製のヨーク５を、前記磁気抵抗素子３
．４に対向配置し７、この両磁気抵抗素子３．４とヨー
ク５とを前記一定の間隙を保ったまま、一定の線形に沿
って相対的に移動さ−Ｕるようにしたものである。

本発明による無接触式ボテンンヨメ−夕は１．上記の如
き構成となっているので、磁気抵抗素子３、・１に作用
する磁束は、常に一定した値となると共に、永久磁石１
の磁束の全てを有効に利用するものとなっている。

また１、磁気抵抗素子（３，４は、永久磁石１の磁極面
に配列固定されているので、使用される永久磁石１の大
きさは、配列固定された磁気抵抗素子（３，４の占める
面積と同程度の大きさの磁極面を１．４つもので良いの
で、極めて小さなもので良いこと（、こなる。

さらに、永久磁石１と磁気抵抗素子３．４とは−・体向
に組みつげられるで、機械的に脆い性質のある永久θり
石１を磁気抵抗素子３．４に対して可動に構成する必要
がなく、これによって無接触式ボデンソヨメー　夕とし
ての全体的な構成をより簡１゛１１なものとすることか
できる。

本発明による無接触式ボラーンショメ−タの上記した特
徴を利用した好ましい実ｆｉｆε例を以下説明する。

第５し１ないし第９図に示した実施例は、直線変位型の
無接触代ボテンシ日メータを丞ずもので、一方の端壁Ｏ
こ軸ｆ１９ｉを設けたう−−−ス７の前記軸筒に、。

軸受１（＋を介し２゛（ンヤフト９を、前記軸筒の軸心
Ｇこ沿って慴動自在に組みつり、このジャ７１−９のケ
ース７内に位置した先端にジョインｈｌｌ’＆介してス
ライダー１２を取りつげる。

スライダ−１２は、ゲーース７の両端壁間ζこ、前記シ
ャフト９の軸心と平行乙こ架設された２本の力１ドＩＩ
ＩＩＩ１１３にかたつくことなく慴りｊ自在に絹のつり
られでいる。

ケ−スフの本体部分の上面には、上面に磁気抵抗素子３
．４を配列固定した永久磁石１か固定されており、前記
スライダー１２の下面には、前記磁気抵抗素子３．４に
一定の間隙で対向ずべくヨーり５か固定されている。

ヨ−−−り５ば、スライダー１２の移動力向に対して（
頃余１した姿勢とな、っ゛（いて、ごのヨ−−−−り５
と磁気抵抗素ｊ′−３，４とは、第７図に示す如き姿勢
関係となっ−こいる。

なお、第５１ス１中、８（ｊ、カバ　−であり、１４は
磁気抵抗素子３．４の☆ｊ４１イごある。

また、第８図は、測定すべき直線変位か７ヤフト９乙こ
対して引張力を作用させる場合に好適７：１構成例を示
すもので、両端をジョイン１Ｎ１とゲ−ス’Ｈ））−一
方の端壁に弾接さゼたスプリンタ１５をソヤソト９に嵌
装さ−ｌ、ごのスプリンタ１５の弾力により、無接触式
ポう−ンショメータの１ｊＪ！ｌｉ１ノ部を復帰移動さ
・けるようにしたものであり、第９図は、測定すべき直
線変位が、シャツｌ−９に対して押イ」け力を作用させ
る場合に好適な構成例う示ずもので、ケース７外に位置
したシャツ１〜９の先端とケース９との間に、シャフト
９に嵌装させた状態で、弾発スプリング１５を組みつＬ
Ｊ、このスプリング１５の弾力により、無接触式ポテン
ショメータの可動部を復帰移動させるようにしたもので
ある。

この第５図ていし第９図に示した実施例は、ヨーク５を
その移動方向に対して傾斜させることによって、大きな
直線変位量を測定出来るようにされている。

第１０図ないし第１２図に示した実施例は、回動変位量
を測定すべく構成されたもので、ケース７の対向した両
端壁に、軸受ｌＯを介してシャフト９を、両端壁を突き
抜いた状態で、回転自在に組みつげ、ケース７の両端壁
間に位置するシャフト９部分に設りられたヨーク台１６
の周面に螺旋状となったヨーク５を設け、このヨーク５
に対向するケース７の内面に、一方の磁極面に磁気抵抗
素子３．４を固着した永久磁石１を、磁気抵抗素子３．
４とヨーク５との間に一定の間隙をもたせて固定して構
成されている。

螺旋状となっているヨーク５は、第１２図に示す如（、
シャフト９か一回転することにより磁気抵抗素子３．４
の全幅範囲にり・］向できるピッチに設定されている。

そして、この第１０図ないし第１２図に示した実施例は
、回転変位量を測定するものであるにもかかわらず、磁
気抵抗素子３．４とヨーク５との対向面の変化関係は、
前記した直線変位型の場合と全く同じで、両磁気抵抗素
子３．４からの出力は、回動変位量と正比例関係となっ
て、直線に沿って変化するものとなる。

第１３図ないし第１４図に示した実施例は、第１０図な
いし第１２図に示した実施例と同様に、回動変位量を測
定すべく構成されたもので、ケース等に軸受１０を介し
て回転自在に組みつりられたシャフト９に、平円板状の
ヨーク台１６を取りつけ、このヨーク台１６の上面にリ
ング板状となったヨーク５を固着し、このヨーク５に一
定の間隙で対向ずべく、永久磁石１の一方の磁極面に固
定された磁気抵抗素子３．４を配置固定して構成されて
いる。

ヨーり５は、第１４図の（ａ）に示す如く、ヘリカル曲
線に沿ったリング構造をし゛（おり、それゆえ第１４図
（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）から明らかなように、シャフト
９の回動量の変化に応じて、ヨーク５が対向する磁気抵
抗素子３．４の位置が変化するごとになる。

この第１３図ないし第１４図に示１した実施例の場合も
、前記した第１０図ないし第１２図の実施例の場合と同
様に、磁気抵抗素子３．４の出力はシャフト９の回動変
化量に完全に正比例し、直線状に変化する。

このように、本発明による無接触式ボテンショメ〜りは
、磁気抵抗素子３．４が永久磁石１に固着されていて、
磁気抵抗素子３．４に作用する永久磁石１からの磁束が
當に安定したものとなるので、ヨーク５をより長いもの
にしても、永久磁石■から磁気抵抗素子３．４に作用す
る磁束は、ヨーク５の位置に応じて作用位置か変化する
だけで、その量は常に一定している。

このため、ヨーク５をより長いものにすることができ、
これによってより大きな変位量を正確に測定することが
できることになる。

以上の説明から明らかなように、本発明による無接触式
ポテンショメータは、より大きな変位量を正確に測定す
ることができ、また永久磁石と磁気抵抗素子とを一体に
組みつけたので、無接触式ポテンショメータの構造を簡
単にすることが容易になるばかりか組立作業が容易とな
り、さらに永久磁石を極めて小ざくすることができるの
で、小型化が容易である等多くの優れた効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来の無接触式ポテンショメー
タの基本的な構成を示すもので、第１図はその変位動作
形態を示す側面図、第２図はその平面図である。 第３図才、ダよひ第１１図は、本発明Ｇこよる無接触式
ポテンショ５メータの基本的な構成を示すもので、第３
図はその変（）ン動作形態を示す側面図、第４図はその
３１′面図−（ある。 第５図ないし第９図は、本発明の−実施例を示すもので
、第５図は縦断面図、第〔；図は側Ｉ１１面図、第゛１
図はヨー　りと磁気１１（抗素子との位１ｉ１６′関係
を示す平面し１、第８図および第１９図は異なる復帰構
成例を示すものである。 第１０図ないし第１２図は、本発明の他の実施例を示す
もので、第１０図も一口（Ｙ…１而し１、第１１図は永
久磁石と磁気抵抗素子とＥ＋−りとの関係を２■ヘ一４
゛部分し１、第１２図（ａ）、（ｂ）、（（１）は磁気
抵抗素ｊ′と：ト−りとの料量１）装置関係の変化を示
″」展開図である。 第１３図ないし７第１４図は、本発明のさらに他の−Ｊ
ｊ施例を示すもので、第１３１ｆｆ＋は主要部の縦断面
図、第１４図は磁気抵抗素−」４とり−−−−−りとの
対向０置関係の変化を示すものである。 ９１号の説明 １：永久磁石、２；素子台、３．４；磁気抵抗素子、５
；ヨー　クー、７；ゲ−ス、９；シ中フＩＺ１２；スラ
イター、１３；カイＩ・軸、１５；スプリング、１（３
；ヨー一−り台、 出１の′１人　株式会ン１　緑　測　器）ｉｍ （Ｏ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（ｃ）丁２で
’？？／ラクフ （０）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）ズクプｌ
功 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）（ａ）　
　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）２タツク勿 フッ４与り （０） （ｂ）　　　　　　　　　（ｃ） ら １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願　第３３１３４号２、発明の名
称 無接触式ポテンショメータ ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 チョウフシコクリョゲマチ 住所　東京都稠布市国領町２丁目１７番地の１ミドリソ
ツキ 名称　　株式会社　　緑　測　器 ４、代理人 住所　東京都杉並区高円寺南−Ｙ目２９番１６号６．１
ｉｆｉ正の内容 （１）上記本願明細書中、第２ページ１６行に。 Ｆ・・磁気抵抗素子は極めて小さい・・Ｊとあるは。 ［−・・磁気抵抗素子は、高１ｉ１１ｉ　（例えば、２
Ｘ４１１１寸法で１５００〜・２０００円程度０価格と
なる）であると云う経済的な理由によって、極めて小さ
い・・Ｊと？ｌｉ圧する。 （２）同第４ページ１５行から１６行にかげて。 ［−・・常に一定し７た値となると共に１　・・」とあ
るは、これを削除する。 以−Ｆ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石の一方の磁極面に配列固定された第１および第
   ２の磁気抵抗素子と、軟磁性体製のヨークとを、一定の
   狭い間隙で対向位置させ、前記再磁気抵抗素子とヨーク
   とを、前記一定の間隙を保ったまま、一定の線形に沿っ
   て相対移動さ−Ｈる無接触式ポテンショメータ。