JPS62282202A - 角度センサ - 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】 ６、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は全方位を複数個に分割し、各分割区劃を識別
する信号を発生する角度センナに関する。

〔従来の技術〕

第８図は例えば従来の角度センサの購造全示す上面図、
第９図は第８図に示す角度上／すの側面であυ、全周３
６０’ｔ−４等分した分割区ＩＦ１１の信号を発生する
角度センナで、図において、６は分割区劃線、２０は分
割区劃９０の範囲に凸起を有する円板で中心部に回転軸
２１が設けられている。

円板２００周辺には凸起に感応するマイクロスイッチ２
２，２３，２４．２５が円板２０の分割区劃線乙の位置
に均一な間隔で配置されている。

従来の角度センナは上記のようＫｇ成され、回転軸２１
が時計方向に回転すると円板２０の凸起に感応して、分
割区側入のＯ〜９０の角度範囲マイノロスイッチ２２が
「接」となる信号を発生する。分割区［Ｂの９０〜１８
０の角度範囲マイクロスイッチ２６が「接」となる信号
を発生する。

分割区劃Ｃの１８０〜２７００角度範囲マイクコスイッ
チ２４が「接」となる信号を発生する０分割区劃りの２
７０〜６６０の角度範囲マイクロスイッチ２５が「接」
となる信号全発生する。この角度センサは回転軸２１の
反時計方向の回転についても各マイクロスイッチ２２，
２３，２４．２５は同様の動作を行う。

上記のとおシ角度センサは時計方向及び反時計方向の何
れの方向に回転しても各分割区劃に対応したマイクロス
イッチにより独立した「接」となる信号が供給できる。

この角度センサは全方位を９０毎の等分分割の例を示し
たが等分でないときは適用できない。

第１０図は例えば分割角度が異なるときの角度センナの
構造を示す説明図であシ、全周３６０を中心を通る分割
区劃線６により２種類の分割角度紮有する４分割した分
割区劃信号を発生する角度センサである。

図において、６，２２〜２５は第８図に示すものと同一
であシ、２６は角度６０の範囲の凸起と分割区劃線６と
中心部取付穴を有する円板で分割区劃線６の位置に設け
られたマイクロスイッチ２２．２４がこの凸起に感応し
て動作する。２７は１２０の範囲の凸起と分割区劃線６
と中心部に取付穴を有する円板で分割区劃線６の位置に
設けられたマイクロスイッチ２３．２５がこの凸起に感
応して動作する。

円板２６と２７はスペーサ２９を介して夫々分割区劃ｌ
ｌ８６と回転軸２８の関係が一致するように座金３０と
ナツト３１によ）回転軸２８へ取付ける＠ 上記の溝成において、 「接」となる信号を発生する。

「接」となる信号を発生する。

「接」となる信号を発生する。

「接」となる信号を発生する。

その他の動作は第８図に示す角度センサと同一である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の角度センサでは円板２０の凸起に対
し分割区劃数のマイクロスイッチ２２〜２５を設け、更
に分割区劃が等分でないとき凸起の糧類が増加し円板２
６．２７は複数個必要となる。また本構造ではフィクロ
スイッチ２２〜２５は根域的作用を行うので、低速回転
時に「接」。

「断」の中間位置のとき切換動作が不安定で、寿命制限
があり、更にマイクロスイッチと円板の凸起との相対位
置の調整個所が多く、全体の寸法が太きくなυ分割区劃
の変更が複雑である問題点がおった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、円板に感応するスイッチを非接触とし、分割区劃の
変更が容易に行え構造が簡単で寸法が小さく、低速回転
時にも安定に動作し、長寿命で信頼性の高い角度七ンサ
七得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

中心を・通る直線より成る分割区劃線により２ｎ個に分
割された分割区劃を有し且つ中心部に回転軸を設けた円
板と、分割区劃線により決められる円板上の半周面に固
着され且つ厚さ方向に分極された板状マグネットと、板
状マグネットの時計方向に対し第１の分割区劃線を除い
た各分割区劃線の板状マグネットに感応する位置に磁気
抵抗素子を用いた磁性スイッチを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、円板の分割区劃線の半周面の位Ｒ
Ｋ板状マグネットヲ固着し、円板上の分割区劃線に対応
した位置に板状マグネットに感応する複数個の磁性抵抗
素子を用いた磁性スイッチを設けたので、円板の時計方
向及び反時計方向の低速回転に対しても非接触で作動し
、各分割区劃に個有のディジタル信号を発生する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す９０の分割区劃をも
った角度センサの上面図、ｖｌＪ２図は第１図に示す角
度センサの側面図であυ、図において１は周面にｆｉｔ
もった円板、２は円板１の半周回置に設けられた板状マ
グネット２に感応して動作する磁気抵抗素子を用いた第
１及び第２の磁性スイッチ、５は円板１を回転させる回
転軸、６は分割区側線を示している。

上図のように構成された角度センナにおいては、円板１
は全方位を４等分に分割され、Ｏ〜９００分割区劃をＡ
１９０〜１８００分割区劃を８１１８０〜２７００分割
区劃全２７０２７０〜３６０の分割区劃をＤとし、円板
１０半周面９０〜２７０の範囲に互って接着される板状
マグネット２は例えばフェライト粉末と合成ゴムとの複
合材料に異方性を付与した板状の一方の面がＳ極で他方
の面がＮ極になる磁石を形成しており、円板１０周面に
接着すると例えば内面がＳ極、外面がＮ極となる。磁気
抵抗素子を用いた磁性スイッチ６．４はヒステレシスが
小さく円板１０分割区劃線６の１８０及び２７０位置に
板状マグネット２と約１簡の間隔にて正対するように配
置する。磁性スイッチ６．４は板状マグネット２０発磁
体が接近するとこれに感応してスイッチ動作を行い、離
れるとスイッチが解除されるようになっている。磁性ス
イッチ６．４はディジタルの出力信号全発生しスイッチ
動作時は「１」の信号を発生し、スイッチ非動作時はｒ
ＯＪの信号を発生する。

磁気抵抗素千金用いた磁性スイッチより他の磁性スイッ
チではヒステレシスが大きく感応位置が不安定となυ角
度センナに使用したとき十分の精度が得られない。

第１図に示す円板１が回転角度０の位置としたとき、第
１磁性スイツチ３と第２磁性スイツチ４は共に板状マグ
ネット２と正対しスイッチは動作状態で共に出力信号「
１」を発生する、以下つぎの通９２ビットの信号にて構
成される。

上記の動作は円板１が時計方向に回転したときの第１磁
性スイツチ６及び第２磁性スイツチ４のディジタル出力
信号を示したが、円板１が反時計方向に回転した場合に
於ても第１磁性スイツチ３及び第２磁性スイツチ４は各
分割区劃に対応して上表に示すディジタル出力信号を発
生する。

度に厚さ方向に分極された板状マグネツ）２’ｔ−固着
し、円板１０２７０分割区劃線６の側置に磁気抵抗素子
を用いた第１磁性スイツチ６及び１８０分割区劃線６の
位置に磁気抵抗素子を用いた第２磁性スイツチ４を設け
ることにより、９“０毎に分割されたＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの
各分割区劃に個有のディジタル出力信号全発生する。

第３図は本発明の他の実施例として分割区劃が等分でな
いときの角度センサの一例を示す上面図、第４図は第３
図に示す角度センサの側面図である。

図において、１〜６は第１図と同一であり、円板１０分
割区ｆｉｌを とし、第１磁性スイッチ３才上記１５０°分割区劇線６
の位置に、第２磁性スイツチ４を６０分割区ｉ１１線乙
の位置にて板状マグネット２からそれぞれ間隔１闘の位
置に固定すると、円板１が時計方向及び反時計方向に回
転したとき第１磁性スイツチ６及び第２磁性スイツチ４
は分割区１’ｌＪＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄに対応し上表に示す出力信号と全く同一のディジタル
信号を発生する。

上記の通り本発明は分割区劃の角度が異なっても分割区
劃か゛円板の中心を通る直線より成る分割区＊ｌＪ　＃
＊て構成されることにより角度センサは各分割区１１１
１１　ｋ識別するディジタル信号全発生する。

上記実施例は全方位全４分割に分割した例を示したが、
更に全方位を多分割に分割した例金欠に示す。

第５図は８分割例の上面図、第６図は第５図の側面図で
あり、円板１は中心を通る直線により８１６０に設け、
板状マグネット２全円板１の３４Ｑ〜１６０の周面に固
着し、磁性スイッチ３−１〜３−４を上記分割区劃線６
の位置に板状マグネット２に感応する位置に４個設ける
、円板１が時言１方向に回転したときの各磁性スイッチ
６−１〜３−４の動作は下記の通シ ツチを４個設けることにより、円板１０時計４ｔよび反
時計方向の回転に対し、磁性スイッチからのディジタル
信号のビット数を増加して各分割区劃を識別できる角度
センサを製作できる。

また、分割区劃数ならびに分割区劃の角度の変更に際し
、円板１への板状マグネット２の固着位置と磁性スイッ
チ６．４の設置位置を変えることにより容易に行える。

このように本発明を適用して２ｎ分割された分割区劃を
ヒステレシスの小さい磁気抵抗素子を用いた磁性スイッ
チを用いることにより低速回転時においても安定に動作
し正しく分割区劃を識別することができる。

各磁性スイッチからの出力信号をディジタル制御回路の
制御信号として適用することにより各分割区劃を識別し
て制御を行なうことができる。

第７図は各磁性スイッチの発生する各分割区劃毎のディ
ジタル信号を単一信号に変換する信号変換回路の一例を
示すもので、図において８，９は第１及び第２磁性スイ
ツチ出力のディジタル信号増幅器、１０，１１，１２．
１３は分割口ｌ＆ＦＩＩＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの出力信号を発生するＡＮＤ回路、１４は極性反
転回路である。増幅器８及び９に第１磁性スイツチ６及
び第２磁性スイツチ４の出力信号「１」及び「０」が加
えられると、 分割区劃Ａのとき増幅器８及び９に「１」、「１」の信
号が加わるとＡＮＤ回路１０が動作。

分割口１１ＴＩＢのとき増幅器８及び９Ｋｒ１　Ｊ、ｒ
ｏＪの信号が加わるとＡＮＤ回路１１が動作。

分割口＠Ｃのとき増幅器８及び９にｒｏｂ、ｒＯＪの信
号が加わるとＡＮＤ回路１２が動作。

分割区劃りのとき増幅器８及び９にｒ［）」、ｒｌ」の
信号が加わるとＡＮＤ回路１６が動作。

ＡＮＤ回路１０，１１，１２．１３の出力信号は表示回
路や制御回路に利用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、回転軸を有す□　　る
円板の半周面に厚さ方向に分極された板状マグネット金
固潰し、この板状マグネットに感応する複数個の磁気抵
抗素子を用いた磁性スイッチを円板の分割区劃線の対応
する位置に設置するという簡単な構造により、全方位の
多分割区１ｔｌｊ　ｋ識別する信号を円板の時計方向及
び反時計方向の低速回転において非接触で再現性良く且
つ精度高く発生する、更に分割区劃数や分割角度の変更
に際し、−個の円板を用いて板状マグネットの固盾位１
ｎならびに磁性スイッチの数量と設置位置を変えるのみ
で容易に行え、寸法も小聾にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す上面図、第２図は第
１図の側面図、第６図はこの発明の他の実施例を示す上
面図、第４図は第３図の側面図、第５図は８分割例の上
面図、第６図は第５図の側面図、第７図はこの発明の磁
性スイッチ出力信号の信号変換器の系統図、第８図は従
来の角度センナの構造を示す上面図、第９図は第８図の
側面図、第１０図は従来の他の角度センサの構造を示す
説明図である。 図において、１は円板、２は板状マグネット、６．４は
磁性スイッチ、５は回転軸、６は分割区劃線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す・ 特許出願人　　株式会社　東京計器 第５図 ＠６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心を通る直線より成る分割区劃線により２ｎ個に分割
   された分割区劃を有し且つ中心部に回転軸を設けた円板
   と、前記分割区劃線により決められる前記円板上の半周
   面に固着され且つ厚さ方向に分極された板状マグネット
   と、前記板状マグネットの時計方向に対し第１の前記分
   割区劃線を除いた各分割区劃線の対応する位置に前記板
   状マグネットに感応する磁気抵抗素子を用いた磁性スイ
   ッチを設けたことを特徴とする角度センサ。