JPH01296101A - マルチターンシャフト位置センサ - Google Patents
マルチターンシャフト位置センサInfo
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- JPH01296101A JPH01296101A JP63332738A JP33273888A JPH01296101A JP H01296101 A JPH01296101 A JP H01296101A JP 63332738 A JP63332738 A JP 63332738A JP 33273888 A JP33273888 A JP 33273888A JP H01296101 A JPH01296101 A JP H01296101A
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- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 15
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/22—Detecting rotary movement by converting the rotary movement into a linear movement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/26—Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明の技術分野はシャフト位置センサで、とくに車両
のステアリングホイール等のマルチターンシャフトの位
置を検知するためのものである。
のステアリングホイール等のマルチターンシャフトの位
置を検知するためのものである。
(従来の技術・発明が解決しようとする課題)本発明1
士シャフト位置センサの分野に属するものである。特に
問題があるのは、マルチターンシャフトに影響を及ぼす
シャフト位置である。回転したシャフトの位置を検知す
るためのシャフト符号装置から確かな信号を供給するこ
とは技術的に可能である。しかし、回転を重ねる゛こと
で作動可能なシャフトの場合はそうではない。マルチタ
ーンシャフトに関してそのような出力信号を提供するこ
とが望まれることがよくある。自動車のステアリングホ
イールの位置を検知する場合がそうである。一般にステ
アリングホイールは左−杯から右−杯に回ることをいう
マルチターン(複数回転)とするように作動可能である
。−杯に回転したか確かではないシャフトの位置を単に
検知することだけでは、操作したホイールに位置を確実
に検知することにはならない、このように、それだけし
かしないこのようなシステムは車両の旋回の表示を与え
るのには不十分である。
士シャフト位置センサの分野に属するものである。特に
問題があるのは、マルチターンシャフトに影響を及ぼす
シャフト位置である。回転したシャフトの位置を検知す
るためのシャフト符号装置から確かな信号を供給するこ
とは技術的に可能である。しかし、回転を重ねる゛こと
で作動可能なシャフトの場合はそうではない。マルチタ
ーンシャフトに関してそのような出力信号を提供するこ
とが望まれることがよくある。自動車のステアリングホ
イールの位置を検知する場合がそうである。一般にステ
アリングホイールは左−杯から右−杯に回ることをいう
マルチターン(複数回転)とするように作動可能である
。−杯に回転したか確かではないシャフトの位置を単に
検知することだけでは、操作したホイールに位置を確実
に検知することにはならない、このように、それだけし
かしないこのようなシステムは車両の旋回の表示を与え
るのには不十分である。
この問題はセンサ装置の一部として補助装置を用いて解
決できる0機械式減速ギアを使用してマルチターン運動
を第二シャフトの一回転未満の運動に変えて減速するこ
とができた。この第二シャフトのシャフトエンコーダは
そのあいまいさをこのように解決可能とした0代わりに
、第一シャフトのシャフトエンコーy ハ”t %系統
に連結して左右両方の回転数を記録し、あいまいさの解
決を提供できた0機械式減速システムの場合の機械式バ
ックラッシュや電気系統用にさらに複雑な回路の必要性
等この様なシステムの欠点のために、簡単なシステムで
マルチターンシャフトの位置を確実に検知するという課
題を達成することが本発明の目的である。
決できる0機械式減速ギアを使用してマルチターン運動
を第二シャフトの一回転未満の運動に変えて減速するこ
とができた。この第二シャフトのシャフトエンコーダは
そのあいまいさをこのように解決可能とした0代わりに
、第一シャフトのシャフトエンコーy ハ”t %系統
に連結して左右両方の回転数を記録し、あいまいさの解
決を提供できた0機械式減速システムの場合の機械式バ
ックラッシュや電気系統用にさらに複雑な回路の必要性
等この様なシステムの欠点のために、簡単なシステムで
マルチターンシャフトの位置を確実に検知するという課
題を達成することが本発明の目的である。
(課題を解決するための手段)
本発明はマルチターンシャフトの位置検知用のシャフト
の位置センサである。このようなマルチターンシャフト
は、例えば、車両のステアリングホイールで使用される
0本発明は2段階で作動する。
の位置センサである。このようなマルチターンシャフト
は、例えば、車両のステアリングホイールで使用される
0本発明は2段階で作動する。
まず、マルチターンシャフトの回転は直線運動に変換さ
れる。これはマルチターンスクリュと非回転ナツトを用
いて達成される。非回転ナツトは位置が検知されるシャ
フトと同じ回り方をするマルチターンスクリュに取り付
けられる。このマルチターンスクリュで非回転ナツトの
線運動を生じる。
れる。これはマルチターンスクリュと非回転ナツトを用
いて達成される。非回転ナツトは位置が検知されるシャ
フトと同じ回り方をするマルチターンスクリュに取り付
けられる。このマルチターンスクリュで非回転ナツトの
線運動を生じる。
次に、この線運動は電気的シャフト位置信号に変換され
る0本発明の実施例に従い、これは変動磁束の結果とし
て起きる。磁石は、永久磁石が好ましく、非回転ナツト
に取り付けられ非回転ナツトの線運動により動く、磁石
の線運動は一つ以上の複数の磁気抵抗構造体を用いて電
気信号に変換される。
る0本発明の実施例に従い、これは変動磁束の結果とし
て起きる。磁石は、永久磁石が好ましく、非回転ナツト
に取り付けられ非回転ナツトの線運動により動く、磁石
の線運動は一つ以上の複数の磁気抵抗構造体を用いて電
気信号に変換される。
第1実施例では磁気抵抗構造体−個が使用される。フラ
ックスプレート1組が磁石のリニアバスの両側面に配置
される。このフラックスプレートは磁石のリニアバスの
一端とで向かい合って狭い隙間を伴って形成される。磁
気抵抗構造体が一つこの狭い隙間に配置される。磁石か
らの磁束は、フラックスプレート間の狭い隙間の磁気抵
抗構造体により検知され、リニアバスに沿った磁石に位
置によって変化する。電気回路は磁気抵抗構造体の抵抗
を測定し、この抵抗値は磁束によって変化し、マルチタ
ーンシャフトの回転位置を示す電気位置信号を発生する
。
ックスプレート1組が磁石のリニアバスの両側面に配置
される。このフラックスプレートは磁石のリニアバスの
一端とで向かい合って狭い隙間を伴って形成される。磁
気抵抗構造体が一つこの狭い隙間に配置される。磁石か
らの磁束は、フラックスプレート間の狭い隙間の磁気抵
抗構造体により検知され、リニアバスに沿った磁石に位
置によって変化する。電気回路は磁気抵抗構造体の抵抗
を測定し、この抵抗値は磁束によって変化し、マルチタ
ーンシャフトの回転位置を示す電気位置信号を発生する
。
第2実施例では一対の磁気抵抗構造体が使用される。フ
ラックスプレート1組は、狭い隙間2つを磁石のリニア
バスの各端に1つづつ伴つて形成される。磁気抵抗構造
体は各々の狭い隙間に配置される。磁石からの磁束はそ
れぞれの磁気抵抗構造体により検知される。リニアバス
に沿った磁石の位置によって変化する。電気回路は2個
の磁気抵抗構造体の抵抗差を測定する。この抵抗差は磁
石の位置によって変化する。電気回路はこの抵抗差に対
応する位置信号を発する。
ラックスプレート1組は、狭い隙間2つを磁石のリニア
バスの各端に1つづつ伴つて形成される。磁気抵抗構造
体は各々の狭い隙間に配置される。磁石からの磁束はそ
れぞれの磁気抵抗構造体により検知される。リニアバス
に沿った磁石の位置によって変化する。電気回路は2個
の磁気抵抗構造体の抵抗差を測定する。この抵抗差は磁
石の位置によって変化する。電気回路はこの抵抗差に対
応する位置信号を発する。
応答における直線性はいくつかの技術により提供可能で
ある。フシックスシャフトは磁気抵抗構造体の位置と磁
石のバス間に配置される。
ある。フシックスシャフトは磁気抵抗構造体の位置と磁
石のバス間に配置される。
これで磁気抵抗構造体を通る磁束は本来フラックスプレ
ート1組を通るフラックスによるものであり磁石近くの
磁場によるものではないこと形抵抗応答を提供するため
に制御される。これによってフラックスプレート回内の
磁石からの磁束は、その距離が遠くなるほど或いは近く
なるほど強く或いは弱くなる。応答における直線性を提
供する3番目の方法はリニアバス沿いの位置にあるフラ
ックスプレートの透磁率を変えることである。この透磁
率の変動はフラックスプレートの厚みを変えることでも
っとも簡単に成し遂げられる。
ート1組を通るフラックスによるものであり磁石近くの
磁場によるものではないこと形抵抗応答を提供するため
に制御される。これによってフラックスプレート回内の
磁石からの磁束は、その距離が遠くなるほど或いは近く
なるほど強く或いは弱くなる。応答における直線性を提
供する3番目の方法はリニアバス沿いの位置にあるフラ
ックスプレートの透磁率を変えることである。この透磁
率の変動はフラックスプレートの厚みを変えることでも
っとも簡単に成し遂げられる。
(作 用)
本発明はマルチターンシャフトの位置検知用シャフト位
置センサである。マルチターンシャフト(10)の回転
はマルチターンスクリュ(15)と非回転ナラl (3
0)を経て線運動に変換される。磁石(40)は非回転
ナット (30)に取り付けられる。磁石(40)の線
運動は一つ以にの磁気抵抗構造体(70)を用いて電気
信号に変換される。フラックスプレート(50、55)
は磁石(40)のリニアバス(45)の両側に配置され
、磁石(40)のリニアバスの端と向かい合わせとなる
一つ以上の狭い隙間(53)を有する。
置センサである。マルチターンシャフト(10)の回転
はマルチターンスクリュ(15)と非回転ナラl (3
0)を経て線運動に変換される。磁石(40)は非回転
ナット (30)に取り付けられる。磁石(40)の線
運動は一つ以にの磁気抵抗構造体(70)を用いて電気
信号に変換される。フラックスプレート(50、55)
は磁石(40)のリニアバス(45)の両側に配置され
、磁石(40)のリニアバスの端と向かい合わせとなる
一つ以上の狭い隙間(53)を有する。
磁気抵抗構造体一体(70)はこのような狭い隙間(5
3)に配置される。電気回路(100)は一つ以上の磁
気抵抗構造体の、磁束によって変動する抵抗を測定し、
マルチターンシャフト(10)の回転位置を示す電気位
置信号を発生する。応答における直線性は磁石(40)
から直接〈る磁束をさえぎるフラックスシャフト(6o
) 、 16石(40)のリニアバスからのフラックス
プレート(50、55)の距離制御、あるいは例えばフ
ラックスプレート)(50,55)の厚みを変えて、リ
ニアバス(45)に沿った位置につれてフラックスプレ
ート(50,55)を変動させることで、提供可能とな
る。
3)に配置される。電気回路(100)は一つ以上の磁
気抵抗構造体の、磁束によって変動する抵抗を測定し、
マルチターンシャフト(10)の回転位置を示す電気位
置信号を発生する。応答における直線性は磁石(40)
から直接〈る磁束をさえぎるフラックスシャフト(6o
) 、 16石(40)のリニアバスからのフラックス
プレート(50、55)の距離制御、あるいは例えばフ
ラックスプレート)(50,55)の厚みを変えて、リ
ニアバス(45)に沿った位置につれてフラックスプレ
ート(50,55)を変動させることで、提供可能とな
る。
(発明の効果)
本発明はマルチターンシャフトで回転するスクリュに非
回転ナツトを取り付け、フラックスプレートの隙間に磁
束に従う抵抗値を示す磁気抵抗構造体を設けて、非回転
ナツトに固定された磁束をシャフトの回転に対して線形
移動させるようにしたので、前記構造体の電気抵抗に比
例するマルチターンシャフトのシャフト位置を確実に検
出することができる。
回転ナツトを取り付け、フラックスプレートの隙間に磁
束に従う抵抗値を示す磁気抵抗構造体を設けて、非回転
ナツトに固定された磁束をシャフトの回転に対して線形
移動させるようにしたので、前記構造体の電気抵抗に比
例するマルチターンシャフトのシャフト位置を確実に検
出することができる。
また、磁石からの磁束を直接磁気抵抗構造体に届かない
ように磁石と磁気抵抗構造体の間にフラックスシャフト
を設けたので、磁気抵抗構造体の抵抗と磁石の位置との
間の応答直線性を増加することができる。
ように磁石と磁気抵抗構造体の間にフラックスシャフト
を設けたので、磁気抵抗構造体の抵抗と磁石の位置との
間の応答直線性を増加することができる。
(実施例)
第1図はシャフトのマルチターン運動を線運動に変換す
る本発明の機械的部分を示す。マルチターンシャフト1
0は位置が検知されるシャフトに機械的に連結される。
る本発明の機械的部分を示す。マルチターンシャフト1
0は位置が検知されるシャフトに機械的に連結される。
この連結はある意味では、位置が検知されるシャフトと
マルチターンシャフト10との回転運動の一致を保証す
るものである。マルチターンシャフト10が、位置が検
知されるシャフトの一部として構成されることは可能で
ある0代わりに、マルチターンシャフト10はギア或い
はベルトシステムを経てこのようなシャフトに連結され
ることもできる。
マルチターンシャフト10との回転運動の一致を保証す
るものである。マルチターンシャフト10が、位置が検
知されるシャフトの一部として構成されることは可能で
ある0代わりに、マルチターンシャフト10はギア或い
はベルトシステムを経てこのようなシャフトに連結され
ることもできる。
マルチターンシャフト10はスレッド15を具備する。
エンドストップ20および25はスレッド15の各端で
マルチターンシャフト10に取り付けられる。エンドス
トップ20および25は、非回転ナット3Gがスレッド
15の両端から抜けるのを防ぐ、好ましい実施例では、
エンドストップ20および25は位置が検知されるシャ
フトの運動の許容範囲に応答する。磁石40はシャフト
35を経て非回転ナツト30に連結される。磁石40は
永久磁石が好ましい。
マルチターンシャフト10に取り付けられる。エンドス
トップ20および25は、非回転ナット3Gがスレッド
15の両端から抜けるのを防ぐ、好ましい実施例では、
エンドストップ20および25は位置が検知されるシャ
フトの運動の許容範囲に応答する。磁石40はシャフト
35を経て非回転ナツト30に連結される。磁石40は
永久磁石が好ましい。
第1図かられかることは、回転遅動が線運動に変換され
ることである。マルチターンシャフト10が回転すると
スレッド15が非回転ナツト30をエンドストップ20
および25間を直線状に動かす、このことが原因となっ
て、次には、磁石40が第1エンド43と第2エンド4
7間のリニアバス45に沿って移動する。磁石40の線
M動は以下に詳述される方法で電気位置信号を発するた
めに使用される。第2図は本発明の第1実施例による磁
気部品を示す、フラックスプレート50および55の1
組は磁石40のバス45の両側に配置される。このフラ
ックスプレート50および55は第1エンド43から第
2エンド47までの磁石40のバスを囲む、マルチター
ンシャフト10、スレッド15、エンドストップ20お
よび25、ならびに非回転ナツト30は明瞭性のために
第2図には示されないが、これらの部分は第2図に表さ
れるフラックスプレート50および55の下にある。フ
ラックスプレート50および55は狭い隙間53を第1
エンド43に対向してそのプレートの間に形成するよう
に配置される。磁気抵抗構造体70はこの狭い隙間53
内に配置される。フラックスシャント60は磁気抵抗構
造体70と磁石40の間にあるバス45の第1エンド4
3に対向して配置される。
ることである。マルチターンシャフト10が回転すると
スレッド15が非回転ナツト30をエンドストップ20
および25間を直線状に動かす、このことが原因となっ
て、次には、磁石40が第1エンド43と第2エンド4
7間のリニアバス45に沿って移動する。磁石40の線
M動は以下に詳述される方法で電気位置信号を発するた
めに使用される。第2図は本発明の第1実施例による磁
気部品を示す、フラックスプレート50および55の1
組は磁石40のバス45の両側に配置される。このフラ
ックスプレート50および55は第1エンド43から第
2エンド47までの磁石40のバスを囲む、マルチター
ンシャフト10、スレッド15、エンドストップ20お
よび25、ならびに非回転ナツト30は明瞭性のために
第2図には示されないが、これらの部分は第2図に表さ
れるフラックスプレート50および55の下にある。フ
ラックスプレート50および55は狭い隙間53を第1
エンド43に対向してそのプレートの間に形成するよう
に配置される。磁気抵抗構造体70はこの狭い隙間53
内に配置される。フラックスシャント60は磁気抵抗構
造体70と磁石40の間にあるバス45の第1エンド4
3に対向して配置される。
マルチターンシャフト10の位置は狭い隙間53内の磁
束を検知することで検知される。フラックスプレート5
0および55.ならびにフラックスシャント60は、ス
チール等の、透磁率が高い材料から形成される。このよ
うに、フラックスプレート50および55、ならびにフ
ラックスシャント60で磁石40からの磁力線がこの構
造体に追随するように生じる傾向にある。第2図に示さ
れるように、バス45とフラックスプレート55間の距
離57はバス45に沿った位置によって変化する。バス
45からのフラックスプレート50の距離も同様に変化
する。結果として、磁石40がバス45の第1エンド4
3に近づくと、フラックスプレート50および55に接
する磁石40の磁力線の数は多くなる。フラックスプレ
ート50および55は透磁率の高い材料で形成されてい
るので、実質−Lフラックスプレート50および55に
接するこの磁力線全体はこのフラックスプレートに追随
し従って狭い隙間53を横切って現れる。磁気抵抗構造
体70は磁束の大きさを検出するために狭い隙間53に
配置される。磁気抵抗構造体70は磁束の強さが異なれ
ば電気抵抗が異なることを示す。
束を検知することで検知される。フラックスプレート5
0および55.ならびにフラックスシャント60は、ス
チール等の、透磁率が高い材料から形成される。このよ
うに、フラックスプレート50および55、ならびにフ
ラックスシャント60で磁石40からの磁力線がこの構
造体に追随するように生じる傾向にある。第2図に示さ
れるように、バス45とフラックスプレート55間の距
離57はバス45に沿った位置によって変化する。バス
45からのフラックスプレート50の距離も同様に変化
する。結果として、磁石40がバス45の第1エンド4
3に近づくと、フラックスプレート50および55に接
する磁石40の磁力線の数は多くなる。フラックスプレ
ート50および55は透磁率の高い材料で形成されてい
るので、実質−Lフラックスプレート50および55に
接するこの磁力線全体はこのフラックスプレートに追随
し従って狭い隙間53を横切って現れる。磁気抵抗構造
体70は磁束の大きさを検出するために狭い隙間53に
配置される。磁気抵抗構造体70は磁束の強さが異なれ
ば電気抵抗が異なることを示す。
このように磁気抵抗構造体70の抵抗値はバス45に沿
う磁石40の位置つまりはマルチターンシャフト10の
位置の測定値となる。
う磁石40の位置つまりはマルチターンシャフト10の
位置の測定値となる。
フラックスシャント60は磁気抵抗構造体70の抵抗と
磁石40の位置との間の応答直線性を増加させるように
与えられる。フラックスシャント80は磁石40近くの
磁場の磁力が直接磁気抵抗構造体70に届くことを防ぐ
働きをし、フラックスプレート50および55に追随す
ることはない、フラックスシャントが無いと、特に磁石
40が第1エンド43に近い場合に、磁石40からの磁
束は磁石40から直接、磁気抵抗構造体70に届いてし
まう、磁束のこの直接入射は結果的に磁石40の位置に
対する磁気抵抗構造体70の抵抗値の非線形応答を生じ
る。
磁石40の位置との間の応答直線性を増加させるように
与えられる。フラックスシャント80は磁石40近くの
磁場の磁力が直接磁気抵抗構造体70に届くことを防ぐ
働きをし、フラックスプレート50および55に追随す
ることはない、フラックスシャントが無いと、特に磁石
40が第1エンド43に近い場合に、磁石40からの磁
束は磁石40から直接、磁気抵抗構造体70に届いてし
まう、磁束のこの直接入射は結果的に磁石40の位置に
対する磁気抵抗構造体70の抵抗値の非線形応答を生じ
る。
さらに線形調整はバス45とフラックスプレート50お
よび55の間の距@57を経てなされることもある。フ
ラックスプレート50および55のフレア形はバス45
に沿う磁石40の位置と狭い隙間53を横切って現れる
フラックスとの関係を決定する。磁束に対する磁気抵抗
構造体70の応答における非直線性を補うために、フラ
ックスプレート50および55の非線形フレアを提供す
ることは可能である。
よび55の間の距@57を経てなされることもある。フ
ラックスプレート50および55のフレア形はバス45
に沿う磁石40の位置と狭い隙間53を横切って現れる
フラックスとの関係を決定する。磁束に対する磁気抵抗
構造体70の応答における非直線性を補うために、フラ
ックスプレート50および55の非線形フレアを提供す
ることは可能である。
第3図は略図で、磁気抵抗構造体70の抵抗を検知する
ための電気回路を示す0本発明に従って、磁気抵抗構造
体(70)はホイーストンブリッジとして作られる。こ
れは磁界が変化すると生じる抵抗のどんな変化に対して
も感度を強くすることができる0本発明に従って、定電
流源100は磁気抵抗構造体70のホイーストンブリッ
ジの向かい合ったアームおよび4を駆動するために使用
される。電圧差はもう1組のアームlおよび3を横切っ
て現れ、 Jl一定される。アーム1の電圧は演算増幅
器110の変換入力にあてられ、アーム3の電圧は演算
増幅器110の非変換入力にあてられる。演算増幅器1
10はこのように出力ターミナル115での磁気抵抗構
造体70内の作動抵抗の測定値を提供する。
ための電気回路を示す0本発明に従って、磁気抵抗構造
体(70)はホイーストンブリッジとして作られる。こ
れは磁界が変化すると生じる抵抗のどんな変化に対して
も感度を強くすることができる0本発明に従って、定電
流源100は磁気抵抗構造体70のホイーストンブリッ
ジの向かい合ったアームおよび4を駆動するために使用
される。電圧差はもう1組のアームlおよび3を横切っ
て現れ、 Jl一定される。アーム1の電圧は演算増幅
器110の変換入力にあてられ、アーム3の電圧は演算
増幅器110の非変換入力にあてられる。演算増幅器1
10はこのように出力ターミナル115での磁気抵抗構
造体70内の作動抵抗の測定値を提供する。
第4図は2個の磁気抵抗構造体を使用する本発明の第2
実施例に従って磁気部品を示す、フラックスプレート5
1および58の1組は磁石40のバス45の両側に配置
される。このフラックスプレート51および5Bは第2
図に示されるフラックスプレート5oおよび55に類似
する。フラックスプレート51および56は実質上磁石
40のバス45を囲むように配置される。フラックスプ
レート51および56は第1の狭い隙間54を第1エン
ド43に対向してその1組のプレートの間に、第2の狭
い隙間58を第2エンド47に対向してその1組のプレ
ートの間に形成する。第1磁気抵抗構造体71は第1の
狭い隙間54に配置され、第2の磁気抵抗構造体73は
第2の狭い隙間58に配置される。第1フラックスシャ
ント61は第1磁気抵抗構造体71と磁石40間のバス
45の第1エンドに対向して配置される。同様に第2フ
ラックスシャント63は第2磁気抵抗構造体73と磁石
40の間のバス45の第2エンド47に対向して配置さ
れる。
実施例に従って磁気部品を示す、フラックスプレート5
1および58の1組は磁石40のバス45の両側に配置
される。このフラックスプレート51および5Bは第2
図に示されるフラックスプレート5oおよび55に類似
する。フラックスプレート51および56は実質上磁石
40のバス45を囲むように配置される。フラックスプ
レート51および56は第1の狭い隙間54を第1エン
ド43に対向してその1組のプレートの間に、第2の狭
い隙間58を第2エンド47に対向してその1組のプレ
ートの間に形成する。第1磁気抵抗構造体71は第1の
狭い隙間54に配置され、第2の磁気抵抗構造体73は
第2の狭い隙間58に配置される。第1フラックスシャ
ント61は第1磁気抵抗構造体71と磁石40間のバス
45の第1エンドに対向して配置される。同様に第2フ
ラックスシャント63は第2磁気抵抗構造体73と磁石
40の間のバス45の第2エンド47に対向して配置さ
れる。
マルチターンシャフト10の位置は狭い隙間54および
58内の磁束を検知することによって検知される。フラ
ンクスプl/−)51および56、ならびにフラックス
シャントB1および63は、スチール等の、透磁率が高
い材料で形成される。フラックスプレート51および5
Gは実質h m石40を囲むので、磁石40からの磁束
は第1の狭い隙間54あるいは第2の狭い隙間58を横
切って現れる。
58内の磁束を検知することによって検知される。フラ
ンクスプl/−)51および56、ならびにフラックス
シャントB1および63は、スチール等の、透磁率が高
い材料で形成される。フラックスプレート51および5
Gは実質h m石40を囲むので、磁石40からの磁束
は第1の狭い隙間54あるいは第2の狭い隙間58を横
切って現れる。
′:51の狭い隙間54と第2の狭い隙間58の磁束の
和は実質上一定である。しかし、第1の狭い隙)i11
54と第2の狭い隙間58の磁束の差は磁石40のバス
45に沿った位置を示す、このように第1Wi気抵抗構
造体71と第2磁気抵抗構造体73の電気抵抗の差はバ
ス45に沿った磁石40の位置つまりはマルチターンシ
ャフトの位置の測定値となる。
和は実質上一定である。しかし、第1の狭い隙)i11
54と第2の狭い隙間58の磁束の差は磁石40のバス
45に沿った位置を示す、このように第1Wi気抵抗構
造体71と第2磁気抵抗構造体73の電気抵抗の差はバ
ス45に沿った磁石40の位置つまりはマルチターンシ
ャフトの位置の測定値となる。
応答直線性は第2図に関して前述されたのと同じ技術で
使用されることも町俺である。特に、第1フラックスシ
ャント61および第2フラ7iスジヤント63は第1W
i気抵抗構造体71および第2磁気抵抗構造体73を、
それぞれ、磁石4゜から直接出る磁束からさえぎるよう
に与えられる。第4図はまた直線性制御をさらに提供可
能とするフラックスプレート56の変動厚み59を示す
、フラックスプレート51および56の厚み59を変え
ることはこのフラックスシャントの透磁率をバス45に
沿った位置機能として制御する技術である。透磁率のこ
のような制御はさらにセンサの応答線型性を調整する技
術をも提供する。
使用されることも町俺である。特に、第1フラックスシ
ャント61および第2フラ7iスジヤント63は第1W
i気抵抗構造体71および第2磁気抵抗構造体73を、
それぞれ、磁石4゜から直接出る磁束からさえぎるよう
に与えられる。第4図はまた直線性制御をさらに提供可
能とするフラックスプレート56の変動厚み59を示す
、フラックスプレート51および56の厚み59を変え
ることはこのフラックスシャントの透磁率をバス45に
沿った位置機能として制御する技術である。透磁率のこ
のような制御はさらにセンサの応答線型性を調整する技
術をも提供する。
第5図は第1磁気抵抗構造体71および第2磁気抵抗構
造体73間の電気抵抗差を検知するための、つまりはマ
ルチターンシャフト10の位置を検知するための、電気
回路を略図で示す、定電流源120は第1磁気抵抗構造
体71を駆動し、それは演算増幅器130に接続される
。同様に、定電流源125は演算増幅器135に連結さ
れる第2磁気抵抗構造体73を駆動する。これらの磁気
抵抗構造体は第3図で示されたのと同じ技術で接続され
る。演算増幅器130の出力は、磁気抵抗構造体71の
抵抗値を表し、演算増幅器140の非変換入力に接続さ
れる。演算増幅器135の出力は、磁気抵抗構造体73
の抵抗値を表し、演算増幅器140の非変換入力に接続
される。演算増幅器140はこの2つの信号の差異を作
る。磁石40が磁気抵抗構造体ハあるいは73のどちら
かに近づくよう駆動される場合、その構造体の信号は増
加し、と同時に磁石40が離れて行くもう一方の磁気抵
抗構造体の信号は比例して減少する。
造体73間の電気抵抗差を検知するための、つまりはマ
ルチターンシャフト10の位置を検知するための、電気
回路を略図で示す、定電流源120は第1磁気抵抗構造
体71を駆動し、それは演算増幅器130に接続される
。同様に、定電流源125は演算増幅器135に連結さ
れる第2磁気抵抗構造体73を駆動する。これらの磁気
抵抗構造体は第3図で示されたのと同じ技術で接続され
る。演算増幅器130の出力は、磁気抵抗構造体71の
抵抗値を表し、演算増幅器140の非変換入力に接続さ
れる。演算増幅器135の出力は、磁気抵抗構造体73
の抵抗値を表し、演算増幅器140の非変換入力に接続
される。演算増幅器140はこの2つの信号の差異を作
る。磁石40が磁気抵抗構造体ハあるいは73のどちら
かに近づくよう駆動される場合、その構造体の信号は増
加し、と同時に磁石40が離れて行くもう一方の磁気抵
抗構造体の信号は比例して減少する。
このように、出力ターミナル145に現れる演算増幅器
145の出力はバス45に沿った磁石40の位置、つま
りはマルチターンシャフト10の位置を表す二
145の出力はバス45に沿った磁石40の位置、つま
りはマルチターンシャフト10の位置を表す二
第1図は、マルチターンシャフトの駆動を線運動に変換
する方法を示す概略構成図、第2図は、本発明の第1実
施例に係わる単一の磁気抵抗構造体を用いる磁気部品を
示す図、第3図は、本発明の第1実施例の電気回路図、 第4図は、本発明の第2実施例に係わる2個の磁気抵抗
構造体を用いる磁気部品を示す図、第5図は1本発明の
第2実施例の電気回路図である。 10、、、、、、マルチターンシャフト15、、、、、
、マルチターンスクリュ30、、、、非回転ナツト tho、、、、、、76石 43 、、、、、第1エンド 47、、、、、、第2エンド 50・55・・・・フラックスプレート53、、、、、
、隙間 70、、、、、、磁気抵抗構造体 10G、、、、、、電気回路 特許出願人 イートン コーポレーション(ほか2名) 号・J 手続補正書(刀剣 平成元年5月22日
する方法を示す概略構成図、第2図は、本発明の第1実
施例に係わる単一の磁気抵抗構造体を用いる磁気部品を
示す図、第3図は、本発明の第1実施例の電気回路図、 第4図は、本発明の第2実施例に係わる2個の磁気抵抗
構造体を用いる磁気部品を示す図、第5図は1本発明の
第2実施例の電気回路図である。 10、、、、、、マルチターンシャフト15、、、、、
、マルチターンスクリュ30、、、、非回転ナツト tho、、、、、、76石 43 、、、、、第1エンド 47、、、、、、第2エンド 50・55・・・・フラックスプレート53、、、、、
、隙間 70、、、、、、磁気抵抗構造体 10G、、、、、、電気回路 特許出願人 イートン コーポレーション(ほか2名) 号・J 手続補正書(刀剣 平成元年5月22日
Claims (16)
- (1)マルチターンシャフトの位置を検知するためのマ
ルチターンシャフト位置センサであって、 マルチターンシャフト(10)で回転するように配置さ
れたマルチターンスクリュ(15)、該マルチターンス
クリュ(15)の回転による線移動のため該マルチター
ンスクリュ(15)に取付けられた非回転ナット(30
)、 第1エンド(43)から第2エンド(47)までの規定
の移動バス(45)に沿う線移動のための該非回転ナッ
ト(30)上に配置され、該非回転ナット(30)の該
線移動によって動く磁石(40)、透磁率が高い材質か
ら作られ、該磁石(40)の該移動バス(45)の両側
に配置され、狭い隙間(53)がそれにはさまれて該移
動バス(45)の第1エンド(43)の向かい側にある
、1組のフラックスプレート(50、55)、 該1組のフラックスプレート(50、55)間の該狭い
隙間(53)に配置され、そこを通る磁束に従った電気
抵抗を持つ、磁気抵抗構造体(70)、および 該磁気抵抗構造体(70)の電気抵抗を測定するために
磁気抵抗構造体(70)に接続され、該磁気抵抗構造体
の電気抵抗に比例するマルチターンシャフトの位置を示
す位置信号を発生する、電気回路(100)で構成され
ることを特徴とする、マルチターンシャフト位置センサ
。 - (2)マルチターンシャフト(10)が車両のステアリ
ングホィールに接続され、前記位置信号がそのステアリ
ングホィールの位置を示すことを特徴とする、請求項1
記載のマルチターンシャフト位置センサ。 - (3)前記磁石(40)が永久磁石であることを特徴と
する、請求項1記載のマルチターンシャフト位置センサ
。 - (4)さらに、透磁率の高い材料から作られ、前記磁気
抵抗構造体(70)を前記磁石(40)から直接でる磁
界からさえぎるために、前記移動バス(45)の第1エ
ンド(43)に対向して1組のフラックスプレート(5
0、55)の間に配置されるフラックスシャント(60
)で構成され、それによって該磁気抵抗構造体(70)
を通る磁束は前記フラックスプレート1組(50、55
)からでることを特徴とする、請求項1記載のマルチタ
ーンシャフト位置センサ。 - (5)前記フラックスプレート1組(50、55)の一
部が前記移動バス(45)の前記第1エンド(43)か
ら離れると該フラックスプレート1組(50、55)は
その間の距離が拡がり、それによって前記の狭い隙間
(53)内の前記磁石(40)からの磁束は該磁石が該
移動バスの第1エンドに近づくと増加し該移動バスの一
部が該移動バスの第1エンドから離れると減少すること
を特徴とする、請求項1記載のマルチターンシャフト位
置センサ。 - (6)前記1組のフラックスプレート(50、55)間
の距離が前記移動バス(45)の前記第1エンド(43
)からの距離によって変動し、それによって前記磁気抵
抗構造体(70)の電気抵抗は該移動バス(45)の第
1エンド(43)と磁石(40)との距離によって線形
に変化することを特徴とする、請求項5記載のマルチタ
ーンシャフト位置センサ。 - (7)前記1組のフラックスプレート(50、55)の
透磁率は前記移動バス(45)の第1エンド(43)か
らの距離により変動され、それによって前記磁気抵抗構
造体(70)の電気抵抗は該移動バス(45)の第1エ
ンド(43)と磁石(40)との距離によって線形に変
化することを特徴とする、請求項1記載のマルチターン
シャフト位置センサ。 - (8)前記1組のフラックスプレート(50、55)の
透磁率は前記移動バス(45)の第1エンド(43)か
らの距離によって該フラックスプレート(50、55)
の厚みを変えることにより変動されることを特徴とする
、請求項7記載のマルチターンシャフト位置センサ。 - (9)マルチターンシャフト位置を検知するためのマル
チターンシャフト位置センサであって、 マルチターンシャフト(10)を共に回転するように配
置されたマルチターンスクリュ(15)、該マルチター
ンシャフト(10)の回転による線運動のためマルチタ
ーンスクリュ(15)に取り付けられる非回転ナット(
30)、 該非回転ナット(30)の線運動による、第1エンド(
43)から第2エンド(47)までの規定の移動バス(
45)に沿った線運動のための該非回転ナット(30)
に配置されるマグネット(40)、透磁率が高い材料か
ら作られ、前記磁石(40)の移動バス(45)の両側
に配置され、第1の狭い隙間(54)を間にはさんで該
移動バス(45)の第1エンド(43)に対向させ、第
2の狭い隙間(58)を間にはさんで該移動バス(45
)の第2エンド(47)に対向させた、1組のフラック
スプレート(51、56)、 該1組のフラックスプレート(51、56)間の該第1
の狭い隙間(54)に配置され、そこを通る磁束に従っ
た電気抵抗を持つ第1磁気抵抗構造体(71)、 該1組のフラックスプレート(51、56)間の該第2
の狭い隙間(58)に配置され、そこを通る磁束に従っ
た電気抵抗を持つ第2磁気抵抗構造体(73)、および 該第1および第2磁気抵抗構造体(71、73)の該電
気抵抗を測定し、該第1抵抗構造体(71)および第2
磁気抵抗構造体(73)の電気抵抗値の差に比例するマ
ルチターンシャフトの位置を示す位置信号を発生するた
めに該第1および第2磁気抵抗構造体(71、73)に
接続された、電気回路で構成されることを特徴とする、
マルチターンシャフト位置センサ。 - (10)マルチターンシャフト(10)が車両のステア
リングホィールに接続され、前記位置信号がそのステア
リングホィールの位置を示すことを特徴とする、請求項
9記載のマルチターンシャフト位置センサ。 - (11)前記磁石(40)が永久磁石であることを特徴
とする、請求項9記載のマルチターンシャフト位置セン
サ。 - (12)さらに、透磁率の高い材料から作られ、前記第
1磁気抵抗構造体(71)を前記磁石(40)からの直
接磁界からさえぎるため、前記移動バス(45)の第1
エンド(43)に対向させて1組のフラックスプレート
(51、56)の間に配置される第1フラックスシャン
ト(61)と、透磁率の高い材料から作られ、前記第2
磁気抵抗構造体(73)を前記磁石(40)の直接磁界
からさえぎるために、前記移動バス(45)の第2エン
ド(47)に対向させて1組のフラックスプレート(5
1、56)の間に配置される第2フラックスシャント(
63)とを含み、 第1磁気抵抗構造体(71)を通る磁束および第2磁気
抵抗構造体(73)を通る磁束は、各々フラックスプレ
ート1組(51、56)からでることを特徴とする、請
求項9記載のマルチターンシャフト位置センサ。 - (13)前記フラックスプレート1組(51、56)間
の前記距離が前記移動バス(45)の前記第1エンド(
43)からの距離によって変動し、それによって前記第
1磁気抵抗構造体(71)の前記電気抵抗と前記第2磁
気抵抗構造体(73)の前記電気抵抗の差は該移動バス
(45)の第1エンド(43)からの前記磁石(40)
の距離によって線形に変化することを特徴とする、請求
項9記載のマルチターンシャフト位置センサ。 - (14)前記1組のフラックスプレート(51、56)
の透磁率は前記移動バス(45)の第1エンド(43)
からの距離により変動され、それによって前記第1磁気
抵抗構造体(71)の電気抵抗と前記第2磁気抵抗構造
体(73)の電気抵抗との差は該移動バス(45)の第
1エンド(43)と該磁石(40)との距離によって線
形に変化することを特徴とする、請求項9記載のマルチ
ターンシャフト位置センサ。 - (15)前記1組のフラックスプレート(51、56)
の透磁率は前記移動バス(45)の第1エンド(43)
からの距離によって該フラックスプレート (51、5
6)の厚みを変えることにより変動されることを特徴と
する、請求項14記載のマルチターンシャフト位置セン
サ。 - (16)マルチターンシャフトの位置を検知するための
マルチターンシャフト位置センサであって、 磁束を発生するための磁石(40)、 マルチターンシャフト(10)のマルチターン移動を所
定の移動バス(45)に沿った前記磁石(40)の線移
動に変換するためマルチターンシャフト(10)と該磁
石(40)に接続される手段(30)、 前記移動バス(45)に沿った磁石(40)の位置によ
り異なる、該磁石(40)からの磁束を受けるために配
置される一つ以上の磁気抵抗構造体(70)で、受け取
られる磁束の大きさにより変わる電気抵抗を持つ一つ以
上の該磁気抵抗構造体(70)、 前記の一つ以上の磁気抵抗構造体(70)の電気抵抗を
測定しかつ該一つ以上の磁気抵抗構造体(70)の電気
抵抗に比例するマルチターンシャフト(10)の位置を
示す位置信号を発するために、該一つ以上の磁気抵抗構
造体(70)に接続される電気回路(100)で構成さ
れることを特徴とする、マルチターンシャフト位置セン
サ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/139,218 US4841246A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Multiturn shaft position sensor having magnet movable with nonrotating linear moving nut |
US139218 | 1998-08-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01296101A true JPH01296101A (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=22485619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63332738A Pending JPH01296101A (ja) | 1987-12-29 | 1988-12-28 | マルチターンシャフト位置センサ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4841246A (ja) |
EP (1) | EP0325787B1 (ja) |
JP (1) | JPH01296101A (ja) |
DE (1) | DE3882962T2 (ja) |
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