JPH02502571A - 回転可能な部材の角度位置を感知するためのホール効果変換器 - 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】 本発明扛角度位置感知変換器に関し、より詳細にはホール効実装置を好ましく用 いるテープ張力腕（テンションアーム）位置感知変換６に一関する。

テレビジョンの分野九おいて、高度技術化局用ビデオ千−ブレコーダはテープの 磁気軌跡を記録及び再生する距離の蘭にテープ張力を制御するため、磁気テープ 通路（デーブ張力！ｌｉｔケ便用する。このような状況にあって、張力腕の位置 、即ちぞかかテープを押圧するｒｌＡＫ予め選択された変化する角度に渡って張 力腕の回転位、電圧に変更され、テーグＶＣ与Ａら仇る張力を制御するツ・−水 回路への１′Ｓ）の入力としく供給される。従って、電圧九関連して定められる ように張力腕の位置を感知する仁とによシ、テ・−プＶｃ′Ｆ？ける張力の相対 的な指示が与えられる。１デーブ張力に〆・−ブ上０研気馳、跡を記録及び再生 する精度に直接関連１，７た１１−・ＯｚＺラメータであるため、位懺感知変換 器ケ１極めで正確て、Ａるべくは角度位置に関プる極めて１線的な電圧出力含供 給し２更に温度に依存しないＣとが特Ｉｃ望まナムる。更に、張力腕感知器は構 造的に簡単であシ、容易Ｋ　ｇ造かつ組立てでき、その動作にあって機械的及び 電気的に信頼性おるものでなけれはならなｔｎ。

働えは、ビデオチーブレ１−ダに９ｆ用１みに−め堆りの形式の張力腕位置感知 変換器が利用可能である。これらの装置の内で有力なものは発光ダイオード（Ｌ ＥＤ）を用いる張力腕の相対角度位置を感知するフォトポテンショメータ変換器 である。ＬＥＤは光を予め選択された形の開***有するマスクに向け、これを通 して光抵抗性ボテンシ逼メータ感知器に与える。張力腕が回転すると、対応して 変化する光量はマスクを通過し、光抵抗器（フォトレジスタ）は回転量に比例し て変化する出力電圧を発生する。このようなフォトボテフシ９メータ変換器に、 広く使用されてにいるが、感知装置からプリント基板に装着された感知装置（Ｌ ＥＤ）ｔで伸びる電線を使用する必要がある。ＬＥＤは回転可能なシャフトに装 着されているために、接続線は引きず）込みが庄じ、このためシャフトの回転位 置を表わす出力電圧に対らする誤差が生じてしまう。更に、フォトポテンショメ ータ変換器の特性のため、発生され友出力は本質的に非線形で、４出力電圧に誤 差が生じてしまう。変換器ｒユ、更に、フォトポテンショメータ内の党抵抗器即 ちフォトニア・ジスタの変化あるい１ユ不均〜・〜・な線形特性（これ拡関連し たサー・水回路の精度を劣化させる）のため、テーブレコー・ダの実際の動作条 件下で均一・−な高精度の読みを４光ないとい“りた欠点を有している。

第２の形式の角度位置感知変換器に磁気抵抗性変換装嘴紮使用しており、回転は 磁界の移動忙よりて生ぜしめる。このような変換器に極めて温度感応性であり１ 、その構造のため、支持ハウジング内で巧に装着される必要がある。この磁気抵 抗性変換器ケ装着する上での複雑性に、感知されている回転全行なっているシャ フトで感知を行なう装置に必ＶＩな分離し、たシャフトを整合する上での困難性 によシ証明される。変換器は自己内蔵形のものではなく、このため組立て体に好 ましくない長さを加えてしまい、支持ハウジングの加えられた複雑さは製造及び 組立ての附加的なコストとして反映せしめられる。

第３の形式の角度位置感知変換器は選択された磁界を供給するための磁石に関連 してホール効実装置を使用する。このような変換器は上述した従来の形式の変換 器九対してはある範囲の長所を与える。しかしながら、現在のホール効果変換器 ｒ１種々の欠点を固有に含んだ構成を有している。例えば、このよりな変換器は 変化する磁束密度を達成するために変化するエアキャップを用いることによっで ある部材の回転を感知する。ホール効実装置は変化する磁束ｔ−感知して、その 部材の回転に比例する電圧全発生する。しかしながら、この構成によって発生さ れた電圧に、使用される変化するエアギャップ構成のため測定されている回転角 に渡って比較的に非線形となってしまう。

本発明に、現在入手可能なホール効果変換器の欠点を一相解消するホール効果変 換器を提供しり′２、上述した角度位置感知変換器の欠点全解決する。この目的 のために、本発明に、例えば、ビデオテープレコーダ張力腕構成の現存の支持ハ ウジングにシいて自己含有ユニットとして容易に装着され、かつ張力腕の全体の 角度回転に渡って極めて直線的な出力電圧金さらに与える比較的簡単な構成のも のを提供する。ま友、本発明は温度に対する不感応性であシ、その構成の単純さ の九め、極めて信頼性が大きい。また、この変換器扛容易に製造されることがで き、例えばビデオテープレコーダ内にあるいはその追加装置として加えられて容 易に組立てられることができる。

この目的のため、好適実施例において、本発明にオフセットが補償され、電圧調 整された増巾電子回路と組み合わせてテープ張力腕シャフトに結合されたホール 効実装置及び磁石を用いる。従来の張力腕のシャフトにハウジング内に装着され 円形構成に関して選択的に極性化されるリング磁石はそのシャフトの端部である いはその長さに沿ってそれと同時に回転を行なうように同軸的に固着されている 。ホール効実装置はこのホール効実装置リング磁石の周辺間でシャフトの可能な 回転に渡って予め選択された一定のギャップを与えるように回転可能なリング磁 石に近接して戸つジングによシ固着されている。

リング磁石に対するホール効実装置の密接してかつ一定の接近にニジホール効実 装置が見る磁界に最適化され、これにニジ線形電圧出力が最適化される。例えは 、磁極を１８０°離して定めるように径方向く渡って極性會附与されたリング磁 石を用いている好適実施例において、回転ｒｉａから回転可能な張力腕の中心位 置に対応するヌル位置まで±８０度で接近することができる。出力電圧の直線性 を更に最適化するために、ホール効実装置に、好ましくは、磁石の磁極の配向に 関して中央に位置決めされており、即ち張力腕がその中央位置にある時に、前孔 磁極によって発生される磁気ヌル状態位置に！質的に位置決めされる。従って、 リング磁石の回転を表わす電圧の変動に、エアギャップを変化することによって 生ぜしめられるような磁束密度の変化でになく、ホール効実装置に対する磁極片 の対の移動によって生ぜしめられる。

本発明におけるホール効実装置には調整された電圧が供給されホール効実装置か らの出力電圧はオフセット演算増巾器に供給され、この増巾器は、張力腕がその 中央位置にある時に、電圧′ｔ−ある選択されたヌル電圧、例えばＯＫ設定する ための調節を与える。第２の演算増巾器にこのオフセット演算増巾器に接続され 、関連したサーボ回路で後に使用するため出力信号を好ましく増巾する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の基本的な構成の簡略化された斜視図でおる。

第２図は単一の磁極片対リング磁石によって発生される磁界に対するホール効実 装置の配向を示す第１図に示された装置の一部の簡略化された図である。

第３及び４図に二重磁極片対リング磁石によって発生される磁界に対するホール 効実装置の配向の更に別の簡略化された図である。

第５図は第１．２図で表わされた本発明の変換器の直線性を示す電圧対角回転の グラフ図である。

第６及び第７図は相対ホール効実装置位置を含んだリング磁石の別の実施例の簡 略化された図である。

第８図は第７図の交互「Ｃ形」リング磁石によって発生される電圧対角回転のグ ラフ図である。

第９図にテープ張力組立て体の環境ＶＣある本発明のホール効果変換器の横断面 図である。

第１０図に第９図の断面線ｔｏ−１０に沿って取った横断面図である。

第１１及び１２図にリング磁石及び回転可能な部材に関してホール効実装置のた めの交互の位置を示す簡略化された斜視図である。

第１３図に本発明のオフセット、増巾及び電圧調整回路を表わす回路図でおる。

好適実施例の記載 第１図にお員て、テープローラガイド１２、張力腕１４及び張力腕シャフト１６ を含んだ簡略化されたテープ張力腕組立て体が示されている。本発明によれば、 リング磁石１８が、例えば加圧足看、おるいに任意の好ましい手段によシシャ７ ト１６の端部に関し同軸的に固着されてｈる図示されたリング磁石１８に、矢印 ２０によ夕示された磁界を対応して発生する両孔（Ｓ−Ｎ）ａ極対を有する端極 対リング磁石である。電圧出力線２４を有するホール効実装置２２にリング磁石 １８の周辺に密に接近してかつＮ−８狙界２０にほぼ垂直に伸びる磁石の極上で ハウジング（第９，１０図）Ｋ固着されている。従って、ホール効実装置２２は Ｎ−８磁極対にほぼ垂直に位置決めされ即ち、テープ張力腕で組立て体がライン ２１ｈＫよってここに図示された中央位置にある時に、磁界ヌル位置に対応する 中間点に位置決めされている。理論的にこの位置にホール効実装＠２２からのヌ ル（好ましくは０）電圧出力に対応する。実際上、この中央位置にホール効実装 置のオフセット誤差を供給電圧から＋あるいに−したものの半分のヌル化した電 圧出力に対応し、それくよシ第１３図更に示されるオフセット段を必要とする。

実際的なテープ送力装置への応用にあっては、ガイド１２／腕１４、従ってシャ ツ）１４ｒｉ中央位ｆＩｉＺ６に対して±３０度の程度の角度に渡って共に回転 する。しかしながら第１図に示されるように、変換器に後に記載するように、必 要な応用及び対応する構成によシ±８０度の程度のよシ大きな角回転で使用され てもよい。

第２図は番号２８で磁界のミ束１８′ｔ−示し、これらは単−局対リング磁石１ ８によって発生され、更に張力腕１４の中央位ｙｔに対応する位９２６に沿った 母東線に対する固定のホール効実装置２２の配向をも示す。従って、ホール効実 装ｒｋ２２は磁界２０にほぼ垂直な位置でかつＮ−Ｓ磁極対の磁気ヌル位置に位 置決めされる。しかしながらホール効実装置２２のような磁界変換装置は、点線 で示されるように１磁気ヌル位置から偏位した領域で磁界の磁束線に位置決めさ れてもよい。この構成は、回転可能な部材が中央位置に関して１つの方向で主に 回転するかあるいは位置方向ではわずかＫかつ他方向ではよシ大きく回転するよ うな状況において有用でちる。

第５図は同様の要素が同様に番号付けられた本発明の他の実施例を示す。二重極 片対リング磁石１８′が上述した記載の単一磁極対リング磁石１８０代シに使用 される。

この結果のＮ−８極界の対は番号３０．３２で示され、番号３４で表わされた二 重の対の磁束線に対応するパターンを発生する。ホール効実装置２２は、ここで は、近接したＮ−８Ｅｉ極５０，５２に関してほぼ４５°ではおるが依然として それらの間の中間で、かつ線２６で示された張力腕１４の中央位ｆｉＫ沿ってリ ング磁石１８′の極上の位置でその磁石１８′の周辺に密に近接して固定されて いる。

装置２２は近接しｆｃ磁極の他の対の間で、かつ第２図に示されるように磁気ヌ ル領域あるいにこのヌル領域から偏位して配置されてもよい。

第４図は二重磁極対リング磁石１８′を示し、その磁石は七の周シでの継続した ９０°の点で交互のＮ−８−Ｎ−８磁極で磁化されている。包東線５　Ａ’　ｒ ｉ第３図のものと同様であるが、ぺ−８伍界３１，５５．５５及び３７に磁石の 同心円環Ｐ３に存在する。図示されるように、ホール効実装ｆＩｔ２２は図示し た構成で磁界３１にほぼ垂直に存在するが、他の近接した磁極間に配置されても よい。

第５図のグラフは例えば約１８０°の回転に渡って第１．２図の単一磁極対構成 を用いて出力コネクタ（第１３図）にホール効果変換器によシ発生される電圧を 示す。このプロットにおいて、張力腕１４の中央位置に対応する０電圧に約９０ °で発生される。０°への角回転は約−６ポル）１−発生し１８０＠への角回転 に約＋６ボルトの電圧を発生する。このグラフは上述した中央位置２６の周シの 張力腕１４の±９０″の角回転の程度を表わす電圧出力を示す。図示されるよう に、ホール効実装置２２の電圧出力は特Ｋｌ線３９との比較から明らかなように ±７０°の角回転に渡って線形であシ、直線４１との比較にから明らかなように ±８０°の回転に渡って依然として比較的に線形である。第５．４図の二重殊極 対構成において、出力電圧の直線性は、第１．２図の単−ｉ極対リング磁石によ って発生される電圧の直線性と比較した時に、±３０゜の角位置の両端で幾分低 下する。

第６図にに別のリング磁石１８′の実施例が示され、これは磁石の製造時に磁石 において発生される南北の磁極の角度位置を選択することによって与えられる。

従って、第６図に示されるように、Ｎ−８＠極は径から例えば２０’に存在する 対称位置でリング磁石内に誘起され、それによ＃）磁界の磁束線４３のパターン に１８０’よシも大の磁石の周囲の周夛の弛張を伸びることとなる。これによシ ホール効実装置２２に対して磁石１８“のより大きな範囲の角回転が、ホール効 実装置２２からの出力信号の直線性を最適に維持して可能となる。明らかに、本 発明は他の角度の値と対応する他のＮ−８＠極配向を便用してもよい。

第７図は、図示する目的のため、中断リング磁石構造を示し、この構造に本明細 書で「Ｃ形」リング磁石１１Ｂとして規定される。磁石１１８は同一のほぼ円形 構造を有し、第２−４及び６図のリング磁石と容易に交換可能でおる。しかしな がら、磁石１１８はこの磁石の材料の連続性を中断するギャップ１２０ｔ−形成 するように、その横断面のスライスあるいに楔形の切シ欠きを有している。磁石 １１８に磁気材料の一端で北の磁極をかり他端で南の磁極を与えるように磁化さ れ、北−両磁極はギャップ１２Ｇの両端である。これによる磁界は北−両磁極で 発生しかつ磁石１１８の周シをほぼ同心状に伸びる円形磁界１２２で示されてｂ る。同心状の磁力線はギャップ１２０ｉ通って伸び、磁界のヌル位置はギャップ に対して径方向で対抗する点でかつギャップそれ自体で生じる。

磁石１１８は、ギャップ１２０が上述した張力腕の中央位置に対応する線２６に よって２等分されるような状態で、張力腕シャフト１６に固着されている。ホー ル効実装置２２ｒｉ上述したようにリング磁石１１８の周辺に密接しかつ均等に 接近するようにして線２６に沿って一定の位置で固着されている。明らかなよう に、ギャップ１２０が存在しかつギャップに北−両磁極が設けられて、ホール効 実装置が保持されることができる比較的に大きな弛張の不中断磁束線が利用可能 である。第６図に示されるように、ホール効実装置２２が線２４に線形電圧出力 を発生させることが依然として可能な状態で、よシ大きなシャフト／′ｆＩｉ石 １１８の回転が得られることができるようになる。上述したように、ホール効実 装置は磁気ヌル領域から偏位されてもよい。更に、装置２２は点線で示されたよ うにギャップ１２０で発生された磁界磁束線に配置されてもよい。

第８図は第６図のオフセット磁極構成あるいは第７図の「Ｃ形」中断リング磁石 １１８で与えられたホール効実装置２２の論理的出力信号を点線で示す。ギャッ プ１２０では２つの急速な磁界極性の反転があシ、６０°から３００’に渡って ほぼ対応して比較的直線の回転領域が存在する。

磁界のヌル位置は１８０°の点、０°の点で生じ、そこでは罹性反転が生じる。

この図から明らかなように、ギャップ１２０の領域でに、極めて小さな角回転は 比較的に大きな電圧変化を与える。従って、ギャップ１２０でのホール効実装＠ ２２ｒｉその結果として高い分解能の回転感知装置を与える。

比較のために、第１．２図の実施例のホール効実装置２２によって発生される第 ５図の出力信号も３６０°の全回転に渡って点線で第８図に示されている。この 点線の曲線で示されるよ５に、磁石１８の１８０＠の角位置では、ホール効実装 置２２は位相反転を伴なって磁気ヌル位置にある。２７０°では、両磁極は装置 ２２を通シ、最も大きな負の電圧が与えられ、３４０’（即ち０＠）でＦｉ第２ の磁気ヌル位置での逆の位相反転が生じる′。？０°では、北磁極がホール効実 装置を通シ、最も大きな正の電圧出力が与えられる。

第９及び１０図は例えばテープ張力腕組立て体と組み合わせられた現在のホール 効果変換器の構成を示し、図にシいて前の図面の同様の要素は同様に番号付けら れている。張力腕シャフト１６は１対の隔たった軸受５Ｂ、４０によってハウジ ング５６内に回転可能に装着されている。

このハウジングは関連したビデオテープレコーダの構造内に組立て体及び変換器 を固着するための装着７ランジ４２ｔ−含んでいる。この実施例において、シャ フト１６の端部はハウジング５６の溜部内での軸受４０を越えて伸びる。上述し たリング磁石１８（あるいは他の実施例のもの）は同軸構成でシャフト１６の端 部に圧接あるいは他の態様で固着されている。バネ４４はリング磁石をホール効 実装置に関して軸方向位置に維持するように軸受４０とリング磁石１８との間で 圧縮して配置されている。ホール効実装置２２はこの装置２２のリード線として 働くことができる好ましい剛体の支持体４７によって例えば回路基板４６に固着 されている。回路基板４６はハウジング３６の端部に例えば好ましいバネ４８に よシ着脱可能に固着されている。回路基板４６はホール効実装置２２と共に変換 器電子回路（第１３図）を含んでおシ、従って張力腕組立て体に容易に組立てら れることができるかあるいは修理あるいに補修を必要とする場合に取り除かれる ことができる自己内蔵形の変換器ユニットを与える。ホール効実装置２２は、リ ング磁石１８の周辺に密に接近させて装置２２を維持する剛体の支持体４７によ って回路基板４６に固着されている。従って、一定のギャップ５０がリング磁石 １８、即ち張力腕１４の全範囲の角回転に渡って周囲及び装置２２間で維持され る。

例えば、ギャップ５０の巾は約１インチのまで、はとんどリング磁石と接触する 程度の４のであってもよい。実際上、ホール効実装置２２は中央位置（第１０図 ）として線２６によって示された径に沿って固着され、これは上述した張力腕組 立て体の中央位置に対応する。第１０図の単−畠極対リング磁石１８によって発 生される磁界に番号２Ｂで示され、好適実施例において、ホール効実装置２２は 磁気ヌル位置においてＮ−８＠極間のほぼ中央の位置でこの磁界内に配置されて いる。

従って、明らかなように、種々の実施例でのホール効実装置の出力の電圧変動は 上述し友よ５にギャップを一定に維持した状態でＮ−８５極対及びホール効実装 置間の移動によって本質的に生ぜしめられる。ホール効実装置は磁界の強さおる いは磁束密匿の変化でになく磁界の極性化の変化を感知することとなる。

第１１図に示されるように、ホール効実装置２２はまた円周に近接せずにリング 磁石の種々の構成の最も外側の側部分の真ぐ下あるいは上の位置に固着されても よいということを理解されるべきである。更に第１２図に示されるように５シヤ フト１６が導磁性の材料から作られる場合には、ホール効実装置２２はそのシャ フト１６０円周に密接して配置されることができる。この構成において、Ｎ−８ 磁界２０はリング磁石１８によシシャフト１６に更に誘起され、ホール効実装置 ２２によって感知される。

第１Ｓ図において、ホール効実装置２２は関連した電子回路と組み合わせられて 示されておシ、これはテキサスインスツルメンツ社によって製造されているＴＬ ３１０３Ｃのような温度補償ホール効実装置を含んでいる。第１の入力は電圧調 ！Ｉ５３から伸びる線５２に接続されておシ、第２の入力に電圧ｍｌ！Ｉ器５５ から伸びる線５４に接続されている。従って、−例として、線５２．５４はそれ ぞれ−７，５ボルト及び＋１５ボルトの程度の調整された電圧を与える。出力電 圧に上述した線２４に４見られ、その出力に、張力腕組立て体がその中央位置に あシかつホール効実装置２２が上述したようＫＮ−８′ｍ極対の中間あるいにそ の磁気ヌル位１１１ｃある時に、はぼ０ボルトに設定される。シャフト１６、従 ってリング磁石１８の任意の角回転によシ固足のホール効実装置２２に対するへ 一８磁束の位置の対応する変化が生じ、このため装置に出力線２４の出力電圧に 対応する変化を生じさせる。腋２４はオフセット演算増巾器（ＯＦアンプ）段５ ８０反転入力に接続され、この増巾６段に、例えば、選択されたヌル化電圧（例 えばＯボルト）Ｋ回路が調節されるようにする。従って、０ボルト出力は、張力 腕組立て体が上述した中央位置にある時に回路によって供給される。オフセット ＯＰアンプ段５８の出力は増巾演算層中器（ＯＦアンプ）段６０の反転入力に接 続されている。ホール効実装置によって発生される全電圧範囲にわずか＋１２ボ ルトの程度でしか変化しないため、増巾器０２７７１段６０は第１３図の回路か ら±５ボルトの出力を供給するのに充分なゲインを与える。オフセット調節は可 変ポテンショメータ６５によって与えられ、ゲイン調節は可変ポテンショメータ ６９によって与えられる。０２７７１段６０の出力コネクタ６２はライン６５に 出力電圧を供給し、これはリング磁石１８０角回転、即ち張力腕１４の角回転を 表わす。負の電圧変化は第１の角度方向の回転を表わし、正の電圧変化は他の角 度方向の回転を表わす。

図から明らかなように、ホール効実装置２２は、正の電源と接地との聞く配置さ れているのではなく、２つの電源５３．５５及び線５２．５４間に配置されてい る。所望のオフセット調節機能を備えた調整電源が利用可能な時にこのような構 成は受は入れられ得るが、非調整電源が使用される場合及び／または単一の電源 間で不十分な電圧が利用できるような場合Ｋに、第１３図の回路構成全使用する ことが好ましい。これは装置２２に供給されている非調整電圧の問題を除去する 。これが除去されなければ、線６５の変換器出力に電圧変動が生じかつリールサ ーボにリールジッタが生じてしまう。

電圧調整器ｓｓ、５ｓＦｉ線５２．５４に正及び負の７．５ボルトのＤＣの電圧 を供給するために、それぞれの抵抗６４及び６６によって設定されることができ る調節可能な形式のものである。項中ＯＦアンプ段６００Å力でのコンデンサ７ ０によ〕、回路のＲＣ時足数に例えばビデオテープレコーダに使用されているか あるいにホール効果変換器ユニットが例えばフォトポテンショメータ形の張力腕 変換器の代シにレコーダに新たに加えられているような張力腕装置の周波数応答 をエミュレートするようになっている。コンデンサ７０は、例えば元の７オトボ テンシヨメータ変換器の低込周波数応答と整合するようにホール効実装置の約１ ００キロヘルツの通常の高い周波数応答をロールオフとすることを可能とする。

従って、第１３図の回路は、テープレコーダの電子回路を再設計する必要なく元 のテープ張力腕位置感知変換器と置換することが所望されるようなビデオテープ レコーダの分野での現行の張力Ｍ装置に容易に使用され得るよシになっている。

これら状況において、電子回路の電圧、オフセット電圧等にテープレコーダの現 行のあるいに利用可能な電圧に容易に合致せしめられる。

単に１つの実施例として中央位置でほぼ０ボルトの出力を有するホール効実装直 に±ｚ５ポル）ｋ供給する回路が記載され友。ホー〃効果装置に例えば接地電位 から＋１２ボルトの他の利用可能な電圧範囲Ｋｌｌ連して接続されて本よく、そ の場合出力は理論的に６ボルトとなる。

この状況におって、リング磁石が±７０″に渡って回転せしめられると、ホール 効実装置の出力電圧は例えばＳ８から＆２ポルトの範囲に渡って変化する。オフ セットＯＰアンプ段５８の抵抗値に、この場合張力腕が中央位置にある時に、オ フセット補償されたヌル化電圧（好ましくに０．ポルト）を与えるように選択さ れる。明らかに、ヌル化電圧に０ボルト以外になってしまう。荒いオフセット調 節が抵抗値を変化することによってこの回路においてなされ、細い調節が可変抵 抗を調節することによってなされることが理解されるであろう。

明らかに、本発明のホール効実装ｔｉｔａ本ＢＡ細書でビデオテープレコーダの テープ張力腕装置に関連して記載されたが、回転可能なシャフト、ディスクある いに他の同様の部材の角回転？正確に決定することが所望されるような他の電子 的あるいは機械的装ＯＩｔにそれが容易に使用できる。

上述したように、本発明のホール効果変換器に、更に、シャフトおるいに部材の よシ大きな角回転が感知されなければならないような応用にも使用可能である。

例えば、変換器に連続した５６０°の回転に渡ってシャフトの回転速度並びにそ のシャフトの角位置ｔ−詭別するためのタコメータとしても使用可能である。タ コメータとして、単−Ｓ極対磁石構成に１回転当ｂ１つの全サイン波形の出力電 圧を与え、二重磁極対磁石構成は１回転当シ２つの全サイン波形出力電圧を与え る。しかしながら、それ以上の回転に対しては、極めて多数の均一に隔てられた 磁極がリング磁石に導入されて１回転当シ対応した多数の完全サイン波を与える ようにすることができる。

本発明はホール効実装置を使用するものとして記載されたが、磁界の磁極変化を 感知しかつその変化ｔ−表わす電圧を供給することができる形式のエンジ変換装 置を本発明が意図していることは明らかである。また磁界の磁極の変化が第１Ｓ 図のような関連した回路の出力での電圧によって表わされる抵抗変化を生じさせ るような磁気抵抗変換装置によってホール効実装置に置換されてもよい。従って 、本発明に種々の磁界変換器、変換器が固着される種々の位置、種々の磁石構成 及び対応する磁界パターン並びに上述した以外の回路の使用を意図するものであ る。

Ｉ６　４ 下ＪドＩ６−７ ギヤツブＩ’ＺＯ ７Ｉ６−日 一ＩｊｌＥｉ　　ｌ：ｚ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項の規定による書面）平成　〕年　９月／？日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングに上つて支持された回転可能な部材の角位置を感知するための 装置において、 予め選択された円環長を備え、上記回転可能左部材と共に回転するよらに同軸的 に固着されかつ磁石手段の周りの対応する弧長の磁界を発生するための磁極対を 有する磁石手段と、 上記回転可能な部材が予め選択された角度位置にある時に、上記磁界の弧長内の 予め選択された位置で上記磁石手段の与えられた表面に一定に接近して固着され た磁界変換手段と、 上記磁界変換手段に結合して上記回転可能な部材の対応する角度位置を表わす実 質的に線形の範囲の電圧を発生するためのオフセット調節手段を含んだ回路手段 と、 を具備したことを特徴とする上記装置。
2. （２）上記磁界変換手段は上記回転可能左部材の回転に渡って一定のギヤツブを 備えて上記磁石手段の注意に密接して固着されたことを特徴とする請求項１記載 の装置。
3. （３）上記磁界発生手段は上記回転可能左部材の回転に渡つて一定なギヤツブを 備えて一上記磁石手段の最も外側の表面に密接して固着されたことを特徴とする 請求項１記載の装置。
4. （４）上記磁界変換手段な上記磁石手段に関して密接しかつ一定に近接して固着 されたホール効果装置であり、このホール効果装置はその近接した磁極間の磁界 内に選択的に配置され、 上記オフセツト調節手段は、上記回転可能な部材が選択された角度位置にある時 に予め選択されたヌル化電圧に設定されることを特徴とする請求項１記載の装置 。
5. （５）上記磁極は上記回転可能な部材の軸線に対してほほ垂直な平面に沿つて北 −南磁界を発生し、上記ホール効果装置は上記磁界の上記磁極間てかつ上記回転 可能な部材の上記予め選択された角度位置と一致した磁気ヌル領域に配置さされ たことを特徴とする請求項４記載の装置。
6. （６）上記磁石手段は上記回転可能た部材の軸線にほぼ垂直な平面に沿つて二重 北一南磁界を発生するための二重磁極対を有するリング磁石を含んでおり、上記 ホール効果装置は、上記回転可能な部材が上記予め選択された角度位置にある時 に、上記平面内てかつ上記近接した磁極の１つの対間て一般的に固着されている ことを特徴とする請求項４記載の装置。
7. （７）上記磁石手段は上記リング磁石の対接端を定めるよらに選択された部分が 横断面から除去されたリング磁石を含んでおり、 上記近接した磁極は上記リング磁石のそれぞれの端部に位置決めされた北一南磁 極であり、上記ホール効果装置が、上記回転可能左部材が上記予め選択された角 度位置にある時に上記選択された除去部分に対して径方向に対抗した関係で上記 リング磁石に密接しかつ一定に近接して配置されたことを特徴とする請求項４記 載の装置。
8. （８）上記北一南磁極は上記磁石手段の周囲の半分より越えて上記磁界弧長を定 めるように共通径と一致しないそれぞれの半径で上記磁石手段内に誘起され、上 記ホール効果装置は上記磁界のほぼ磁気ヌル位置て上記磁石手段と密接しかつ一 定に近接して固着されたことを特徴とする請求項４記載の装置。
9. （９）上記回路手段は、 上記ホール効果装置に選択された動作電圧を供給するための手段を含んでおり、 上記オフせツト調節手段は、上記回転可能な部材が上記予め選択された角度位置 にある時に上記予め選択されたヌル化電圧を供給するため上記ホール効果装置に 結合したオフセット演算増巾器を含んだことを特徴とする請求項４記載の装置。
10. （１０）上記供給手段は正及び負の調整電圧源からなり、上記オフセット演算増 巾器は０電圧の予め選択されたヌル化重圧に設定され、 上記回路手段は上記オフセツト演算増巾器に結合した増巾手段を更に含んだこと を特徴とする請求項９記載の装置。
11. （１１）上記予め選択したヌル化電圧は、上記回転可能な部材が上記予め選択さ れた角度位置にある時に０ボルト以外であることを特徴とする請求項９記載の装 置。
12. （１２）上記磁石手段に近接した上記ハウジングに固着された回路基板手段を更 に含んでおり、 上記磁石手段は連続した周囲を有するリング磁石からなり、 上記ホール効果装置は上記回路基板手段に固着されて上記ホール効果装置と上記 リング磁石の周囲との間て一定のギヤツノを雄持し、このようにして上記リング 磁石の形態に応じて上記回転可能左部材の回転に渡つて上記ホール効果装置を横 切る磁束を決定するようにしたことを特徴とする請求項４記載の装置。
13. （１３）上記回転可能な部材は予め選択された中央角度位置に関して予め選択さ れた角回転に渡つて回転するテープ張力腕のシヤフトであることを特徴とする請 求項１２記載の装置。
14. （１４）上記ポシエツト調節手段はほぼ１８０°に渡つて０からの上記回転可能 左部材の角回路の範囲に対応する、上記予め選択されたヌル化電圧に対する予め 選択された電圧範囲を発生することを特徴とする請求項４記載の装置。
15. （１５）上記ホール効果装置は上記磁界によつて発生される磁気ヌル位置の領域 に配置されたことを特徴とする請求項４記載の装置。
16. （１６）上記ホール効果装置は上記磁界によつて発生される磁気位置から偏位し た領域で上記磁界内に配置されたことを特徴とする請求項４記載の装置。
17. （１７）ハウジクによつて支持された回転可能な部材の角度位置を感知するため の装置において、弧状の磁界を発生するため選択的に誘起される１対の北一南磁 極を有し、上記回転可能な部材と共に回転するように同軸的に固着された選択さ れた円周の円形磁石と、 上記円形磁石の上記周囲と密接しかつ一定に近接して、上記回転可能左部材の予 め選択された位置を表わす上記北一南磁極間の上記磁界の予め選択された位置に おいて上記ハウジングに選択的に固着された磁界変換手段と、 上記磁界変換手段に応じて、上記回転可能左部材が上記予め選択された位置にあ る時に予め選択されたヌル電圧を供給しかつ上記予め選択された位置から上記部 材が角度的に偏位した時に上記回転可能な部材の回転の程度を表わす変化する電 圧を供給するためのオフセツト調節増巾器を含んだ回路手段と、を具備したこと を特徴とする上記装置。
18. （１８）上記ハウジググ内で上記回転可能に支持するための軸受け手段を含んで おり、 上記円形磁石は上記ハウジングの一端内で上記回転可能左部材に固着され、 上記回路手段は上記円形磁石に近接して上記ハウジングの一端に固着された回路 基板を含み、上記磁界変換手段は上記円形磁石に対して密着しかつ一定に近接し て上記変換手段を維持するように上記回路基板に固着されたことを特徴とする請 求項１７記載の装置。
19. （１９）上記磁界変換手段はホール効果装置であり、上記回路手段は上記ホール 効果装置に結合された正反び負の調整電圧源を含み、 ポテンシヨメータ手段が上記オフヒツト調節手段に結合して、上記回転可能左手 段が上記選択された位置にある時に上記予め選択されたヌル電圧を０に設定する ことを特徴とする請求項１８記載の装置。
20. （２０）上記磁界変換手段は上記磁界の対応する移動に応じて上記変化する電圧 を供給するための電磁変換器であることを特徴とする請求項１８記載の装置。
21. （２１）上記磁界変換手段は上記変換器に関する上記磁界の対応する移動に応じ て上記変化する電圧を供給するための磁気抵抗変換器であることを特徴とする請 求項１８記載の装置。