JPH11211410A - 非接触型位置センサ - Google Patents
非接触型位置センサInfo
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- JPH11211410A JPH11211410A JP1858298A JP1858298A JPH11211410A JP H11211410 A JPH11211410 A JP H11211410A JP 1858298 A JP1858298 A JP 1858298A JP 1858298 A JP1858298 A JP 1858298A JP H11211410 A JPH11211410 A JP H11211410A
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- magnetic
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転変位位置、直線変位位置を検出する非接
触型位置センサにおいて、磁気発生体と磁気感応素子と
の物理的動きによる影響を受け難く、自動車中の使用に
適し、高精度で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサ
を提供することを目的とする。 【解決手段】 外部からの回転操作に応動して回転する
回転軸８上に配置され、かつ前記回転軸８に対し垂直方
向に磁化された磁気発生体３を前記回転軸８の軸方向及
び前記回転軸８と直交する方向のエアギャップの存在下
で、第１ヨーク１及び第２ヨーク２の内周内に回転可能
に収容し、前記回転軸８を通る第１平面に平行に形成さ
れた第１ヨーク１と第２ヨーク２間の空隙５内に前記磁
気発生体３の回転に伴う前記空隙５内の磁束の変化に感
応する磁気感応素子４を配設した。
触型位置センサにおいて、磁気発生体と磁気感応素子と
の物理的動きによる影響を受け難く、自動車中の使用に
適し、高精度で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサ
を提供することを目的とする。 【解決手段】 外部からの回転操作に応動して回転する
回転軸８上に配置され、かつ前記回転軸８に対し垂直方
向に磁化された磁気発生体３を前記回転軸８の軸方向及
び前記回転軸８と直交する方向のエアギャップの存在下
で、第１ヨーク１及び第２ヨーク２の内周内に回転可能
に収容し、前記回転軸８を通る第１平面に平行に形成さ
れた第１ヨーク１と第２ヨーク２間の空隙５内に前記磁
気発生体３の回転に伴う前記空隙５内の磁束の変化に感
応する磁気感応素子４を配設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転変位位置、直
線変位位置を検出する非接触型位置センサに関する。
線変位位置を検出する非接触型位置センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば車載用内燃機関のスロット
ル開度センサとして用いられるロータリポジションセン
サ、或いは同機関のバルブストロークセンサとして用い
られるリニアポジションセンサ等、被検出体の回転角度
や直線移動量を検出するセンサには摺動式抵抗器が用い
られることが多かった。
ル開度センサとして用いられるロータリポジションセン
サ、或いは同機関のバルブストロークセンサとして用い
られるリニアポジションセンサ等、被検出体の回転角度
や直線移動量を検出するセンサには摺動式抵抗器が用い
られることが多かった。
【０００３】しかし、この摺動式抵抗器は、摺動部の摩
擦や汚損によって、その出力特性が変動したりノイズが
発生するなど、それらセンサとしての精度上、多くの問
題を抱えるものであった。
擦や汚損によって、その出力特性が変動したりノイズが
発生するなど、それらセンサとしての精度上、多くの問
題を抱えるものであった。
【０００４】そこで現在では、例えば特公昭６３−６６
４０４号公報記載の位置センサのように、電気的に直列
接続された２つの磁気抵抗体（素子）を用いて、上記被
検出体の回転角度や直線移動量を非接触にて検出するい
わゆる非接触型位置センサが用いられるようになってき
ている。
４０４号公報記載の位置センサのように、電気的に直列
接続された２つの磁気抵抗体（素子）を用いて、上記被
検出体の回転角度や直線移動量を非接触にて検出するい
わゆる非接触型位置センサが用いられるようになってき
ている。
【０００５】因みにこうした非接触型位置センサでは、
上記磁気抵抗体の配設面に対向する位置に配される磁石
が上記被検出体の回転若しくは移動に伴って変位すると
きの磁界の強度変化に対応した磁気抵抗体の抵抗値変化
としてそれら被検出体の位置が検出される。このため、
センサ素子自身には摺動部が存在せず、したがって、摩
擦や汚損によって出力特性が変動したりノイズが発生す
る等の懸念もない。
上記磁気抵抗体の配設面に対向する位置に配される磁石
が上記被検出体の回転若しくは移動に伴って変位すると
きの磁界の強度変化に対応した磁気抵抗体の抵抗値変化
としてそれら被検出体の位置が検出される。このため、
センサ素子自身には摺動部が存在せず、したがって、摩
擦や汚損によって出力特性が変動したりノイズが発生す
る等の懸念もない。
【０００６】その他、公表特許第９２１０７２２号公報
に記載の非接触型位置センサが知られている。このセン
サは、回転するシャフトを囲む磁石、この磁石の対向す
る側に配置される固定子から構成される。固定子は取付
け具によりケーシングに固定され、固定子の凹部内にホ
ールゾンデと励磁巻線が向かい合って配置されている。
に記載の非接触型位置センサが知られている。このセン
サは、回転するシャフトを囲む磁石、この磁石の対向す
る側に配置される固定子から構成される。固定子は取付
け具によりケーシングに固定され、固定子の凹部内にホ
ールゾンデと励磁巻線が向かい合って配置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来技術の磁気回路において、センサは半径方向及
び軸方向双方への力を受け、これらの力は磁気抵抗体に
関する被検出体の整合状態を変化させる。装置には少な
くとも１つの軸受けが設けられており、この軸受けは一
定量の遊び又は動きを持っている。この遊びの結果、被
検出体が磁気抵抗体に対して動く。
１の従来技術の磁気回路において、センサは半径方向及
び軸方向双方への力を受け、これらの力は磁気抵抗体に
関する被検出体の整合状態を変化させる。装置には少な
くとも１つの軸受けが設けられており、この軸受けは一
定量の遊び又は動きを持っている。この遊びの結果、被
検出体が磁気抵抗体に対して動く。
【０００８】具合の悪いことに、第１の従来技術の磁気
回路は、被検出体と磁気抵抗体との物理的動きによる影
響を極めて受け易い。上述のように、この動作は回転軸
線に対し平行な軸方向に生じ、又は回転軸線に対して垂
直な半径方向に生じ、或いはその双方を組み合わせた方
向に生じる。
回路は、被検出体と磁気抵抗体との物理的動きによる影
響を極めて受け易い。上述のように、この動作は回転軸
線に対し平行な軸方向に生じ、又は回転軸線に対して垂
直な半径方向に生じ、或いはその双方を組み合わせた方
向に生じる。
【０００９】また、上記第２の従来技術のセンサにおい
て、磁石は放射状に交差磁化されているものを用いるた
め、その材質が限定され、自動車で使用するには磁石の
温度特性が問題となる。従って、自動車で使用するため
には改良が必要である。
て、磁石は放射状に交差磁化されているものを用いるた
め、その材質が限定され、自動車で使用するには磁石の
温度特性が問題となる。従って、自動車で使用するため
には改良が必要である。
【００１０】本発明は、被検出体と磁気抵抗体との物理
的動きによる影響を受け難く、自動車中の使用に適し、
高精度で、なおかつ磁気回路構成の簡易な非接触型位置
センサを提供するものである。
的動きによる影響を受け難く、自動車中の使用に適し、
高精度で、なおかつ磁気回路構成の簡易な非接触型位置
センサを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の非接触型位置セ
ンサは、第１のヨーク片と第２のヨーク片を有する第１
ヨークと、前記第１のヨーク片に対向する第３のヨーク
片と前記第２のヨーク片に対向する第４のヨーク片を有
する第２ヨークと、外部からの回転操作に応動して回転
する回転軸に配置され、前記回転軸に対し垂直方向に磁
化された磁気発生体と、前記回転軸を通る第１平面に平
行に形成された前記第１と第２ヨーク間の空隙内に配設
され、前記磁気発生体の回転に伴う前記空隙内の磁束の
変化に感応する磁気感受素子とを備えており、前記第１
ヨーク及び第２ヨークは、前記回転軸を通る前記第１平
面に対し垂直で、かつ前記回転軸を通る第２平面上で鍵
型断面形状をしており、前記磁気発生体は前記回転軸の
軸方向及び前記回転軸と直交する方向のエアギャップの
存在下で、前記第１及び第２ヨークの内周を回転可能で
あることを特徴とするものである。この構成により、磁
気発生体と磁気感応素子との物理的動きによる影響を受
け難く、自動車中の使用に適し、高精度で、なおかつ磁
気回路構成の簡易な非接触型位置センサが得られる。
ンサは、第１のヨーク片と第２のヨーク片を有する第１
ヨークと、前記第１のヨーク片に対向する第３のヨーク
片と前記第２のヨーク片に対向する第４のヨーク片を有
する第２ヨークと、外部からの回転操作に応動して回転
する回転軸に配置され、前記回転軸に対し垂直方向に磁
化された磁気発生体と、前記回転軸を通る第１平面に平
行に形成された前記第１と第２ヨーク間の空隙内に配設
され、前記磁気発生体の回転に伴う前記空隙内の磁束の
変化に感応する磁気感受素子とを備えており、前記第１
ヨーク及び第２ヨークは、前記回転軸を通る前記第１平
面に対し垂直で、かつ前記回転軸を通る第２平面上で鍵
型断面形状をしており、前記磁気発生体は前記回転軸の
軸方向及び前記回転軸と直交する方向のエアギャップの
存在下で、前記第１及び第２ヨークの内周を回転可能で
あることを特徴とするものである。この構成により、磁
気発生体と磁気感応素子との物理的動きによる影響を受
け難く、自動車中の使用に適し、高精度で、なおかつ磁
気回路構成の簡易な非接触型位置センサが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第１のヨーク片と第２のヨーク片を有する第１ヨー
クと、前記第１のヨーク片に対向する第３のヨーク片と
前記第２のヨーク片に対向する第４のヨーク片を有する
第２ヨークと、外部からの回転操作に応動して回転する
回転軸に配置され、前記回転軸に対し垂直方向に磁化さ
れた磁気発生体と、前記回転軸を通る第１平面に平行に
形成された前記第１と第２ヨーク間の空隙内に配設さ
れ、前記磁気発生体の回転に伴う前記空隙内の磁束の変
化に感応する磁気感受素子とを備えており、前記第１ヨ
ーク及び第２ヨークは、前記回転軸を通る前記第１平面
に対し垂直で、かつ前記回転軸を通る第２平面上で鍵型
断面形状をしており、前記磁気発生体は前記回転軸の軸
方向及び前記回転軸と直交する方向のエアギャップの存
在下で、前記第１及び第２ヨークの内周を回転可能であ
るため、軸方向及び軸の半径方向への磁気発生体のずれ
に対して影響を受け難く、自動車中の使用に適し、高性
能で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサを実現する
ことができる。
は、第１のヨーク片と第２のヨーク片を有する第１ヨー
クと、前記第１のヨーク片に対向する第３のヨーク片と
前記第２のヨーク片に対向する第４のヨーク片を有する
第２ヨークと、外部からの回転操作に応動して回転する
回転軸に配置され、前記回転軸に対し垂直方向に磁化さ
れた磁気発生体と、前記回転軸を通る第１平面に平行に
形成された前記第１と第２ヨーク間の空隙内に配設さ
れ、前記磁気発生体の回転に伴う前記空隙内の磁束の変
化に感応する磁気感受素子とを備えており、前記第１ヨ
ーク及び第２ヨークは、前記回転軸を通る前記第１平面
に対し垂直で、かつ前記回転軸を通る第２平面上で鍵型
断面形状をしており、前記磁気発生体は前記回転軸の軸
方向及び前記回転軸と直交する方向のエアギャップの存
在下で、前記第１及び第２ヨークの内周を回転可能であ
るため、軸方向及び軸の半径方向への磁気発生体のずれ
に対して影響を受け難く、自動車中の使用に適し、高性
能で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサを実現する
ことができる。
【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記第１及び第２ヨークが有底
半円筒状のヨーク片より構成されているため、軸方向及
び軸の半径方向への磁気発生体のずれに対して影響を受
け難く、高性能なセンサを実現することができる。
１記載の発明において、前記第１及び第２ヨークが有底
半円筒状のヨーク片より構成されているため、軸方向及
び軸の半径方向への磁気発生体のずれに対して影響を受
け難く、高性能なセンサを実現することができる。
【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記第１と第２ヨーク間の空隙
に非磁性材料よりなるスペーサを配置し、機械的に一体
化しているため、ヨーク間のギャップがスペーサにより
決定され、その結果、ヨークの位置決めが容易となり、
特性を安定化することができる。
１記載の発明において、前記第１と第２ヨーク間の空隙
に非磁性材料よりなるスペーサを配置し、機械的に一体
化しているため、ヨーク間のギャップがスペーサにより
決定され、その結果、ヨークの位置決めが容易となり、
特性を安定化することができる。
【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１又は３記載の発明において、前記第１と第２ヨーク間
の空隙中に充填剤が挿入され、その中で前記磁気感応素
子が保持されているため、磁気感応素子の位置を完全に
固定できる上、機械振動に対し強固なセンサを実現する
ことができる。
１又は３記載の発明において、前記第１と第２ヨーク間
の空隙中に充填剤が挿入され、その中で前記磁気感応素
子が保持されているため、磁気感応素子の位置を完全に
固定できる上、機械振動に対し強固なセンサを実現する
ことができる。
【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記空隙内に少なくとも２個以
上の前記磁気感応素子が配設されているため、センサよ
り２信号以上の出力が必要な場合、所望の出力を得るこ
とができる。
１記載の発明において、前記空隙内に少なくとも２個以
上の前記磁気感応素子が配設されているため、センサよ
り２信号以上の出力が必要な場合、所望の出力を得るこ
とができる。
【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記第１と第２ヨークの空隙内
に配設される磁気感応素子の配設領域にのみ磁束が集中
するように、当該ヨークの対向面の端部空隙距離を調整
しているため、磁気感応素子に印加される磁束量を調整
することが可能で、従って、センサの感度調整が可能と
なる。
１記載の発明において、前記第１と第２ヨークの空隙内
に配設される磁気感応素子の配設領域にのみ磁束が集中
するように、当該ヨークの対向面の端部空隙距離を調整
しているため、磁気感応素子に印加される磁束量を調整
することが可能で、従って、センサの感度調整が可能と
なる。
【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、前記磁気発生体に前記回転軸と
同軸の位置決め穴を有するため、磁気発生体を回転軸上
に容易に配置することができ、センサの高性能化を実現
することができる。
１記載の発明において、前記磁気発生体に前記回転軸と
同軸の位置決め穴を有するため、磁気発生体を回転軸上
に容易に配置することができ、センサの高性能化を実現
することができる。
【００１９】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁気
発生体が立方体の磁石より構成されるため、磁石の加工
が容易で、コンパクトな磁気回路構成を実現することが
できる。
１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁気
発生体が立方体の磁石より構成されるため、磁石の加工
が容易で、コンパクトな磁気回路構成を実現することが
できる。
【００２０】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁気
発生体がリング状の磁石より構成されるため、前記第１
及び第２ヨークが有底半円筒状のヨーク片の場合、セン
サ出力の直線性がより良好となり、高性能なセンサを実
現することができる。
１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁気
発生体がリング状の磁石より構成されるため、前記第１
及び第２ヨークが有底半円筒状のヨーク片の場合、セン
サ出力の直線性がより良好となり、高性能なセンサを実
現することができる。
【００２１】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁
気発生体が円盤状の磁石より構成されるため、前記第１
及び第２ヨークが半円筒状のヨーク片の場合、センサ出
力の直線性がより良好となり、高性能なセンサを実現す
ることができる。
項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁
気発生体が円盤状の磁石より構成されるため、前記第１
及び第２ヨークが半円筒状のヨーク片の場合、センサ出
力の直線性がより良好となり、高性能なセンサを実現す
ることができる。
【００２２】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁
気発生体は磁石とその磁化方向に形成したバックヨーク
より構成されているため、磁石の小型化を実現すること
ができる。
項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記磁
気発生体は磁石とその磁化方向に形成したバックヨーク
より構成されているため、磁石の小型化を実現すること
ができる。
【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）は本発明の非接触型位置セ
ンサの第１の実施の形態の原理を説明するための断面図
であり、図１（ｂ）はその上面図である。図１におい
て、１は第１のヨーク片１ａと第２のヨーク片１ｂを有
する第１ヨーク、２は前記第１のヨーク片１ａに対向す
る第３のヨーク片２ａと前記第２のヨーク片１ｂに対向
する第４のヨーク片２ｂを有する第２ヨーク、３は外部
からの回転操作に応動して回転する回転軸８に配置され
た磁気発生体、４は磁気発生体３の回転に伴う空隙５内
の磁束の変化に感応する磁気感応素子、５は前記第１ヨ
ーク１と第２ヨーク２の間の空隙、６はシャフト材と磁
気発生体３を連結するための取付けユニット、７は取付
けユニット６に連結されたシャフト材、８は磁気発生体
３の回転軸、１０は第１のヨーク片１ａと第３のヨーク
片２ａとのエアギャップ、２０は第１のヨーク片１ａま
たは第３のヨーク片２ａと磁気発生体３とのエアギャッ
プ、３０は第２のヨーク片１ｂまたは第４のヨーク片２
ｂと磁気発生体３とのエアギャップである。本実施の形
態において、第１ヨーク１及び第２ヨーク２は軟質磁性
材料よりなり、エアギャップ１０のもとで、互いに対向
するように配置されている。また、磁気発生体３は、回
転軸８と垂直な断面が正方形である直方体形状のＳｍＣ
ｏの永久磁石で、回転軸８と垂直な方向に１軸配向され
ており、この方向に磁化は向いている。また、磁気感応
素子４はホール素子で構成され、図２に示すように感受
面１２と空隙５を通過する磁束１１が垂直となるように
回転軸８上に充填剤などにより空隙５内に固定される。
また、取付けユニット６及びシャフト材７は磁気回路に
影響を及ぼさないようにステンレス鋼などの非磁性体で
構成される。
から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）は本発明の非接触型位置セ
ンサの第１の実施の形態の原理を説明するための断面図
であり、図１（ｂ）はその上面図である。図１におい
て、１は第１のヨーク片１ａと第２のヨーク片１ｂを有
する第１ヨーク、２は前記第１のヨーク片１ａに対向す
る第３のヨーク片２ａと前記第２のヨーク片１ｂに対向
する第４のヨーク片２ｂを有する第２ヨーク、３は外部
からの回転操作に応動して回転する回転軸８に配置され
た磁気発生体、４は磁気発生体３の回転に伴う空隙５内
の磁束の変化に感応する磁気感応素子、５は前記第１ヨ
ーク１と第２ヨーク２の間の空隙、６はシャフト材と磁
気発生体３を連結するための取付けユニット、７は取付
けユニット６に連結されたシャフト材、８は磁気発生体
３の回転軸、１０は第１のヨーク片１ａと第３のヨーク
片２ａとのエアギャップ、２０は第１のヨーク片１ａま
たは第３のヨーク片２ａと磁気発生体３とのエアギャッ
プ、３０は第２のヨーク片１ｂまたは第４のヨーク片２
ｂと磁気発生体３とのエアギャップである。本実施の形
態において、第１ヨーク１及び第２ヨーク２は軟質磁性
材料よりなり、エアギャップ１０のもとで、互いに対向
するように配置されている。また、磁気発生体３は、回
転軸８と垂直な断面が正方形である直方体形状のＳｍＣ
ｏの永久磁石で、回転軸８と垂直な方向に１軸配向され
ており、この方向に磁化は向いている。また、磁気感応
素子４はホール素子で構成され、図２に示すように感受
面１２と空隙５を通過する磁束１１が垂直となるように
回転軸８上に充填剤などにより空隙５内に固定される。
また、取付けユニット６及びシャフト材７は磁気回路に
影響を及ぼさないようにステンレス鋼などの非磁性体で
構成される。
【００２４】次に図３を用いて、その動作原理を説明す
る。図３（ａ）は磁気発生体３の回転角度θと出力電圧
の関係を示している。また、図３（ｂ）〜（ｅ）は磁気
発生体３の回転の様子を表す模式図である。まず、図３
（ｃ）のように磁気感応素子４の感受面１２と磁化方向
１３が平行の場合、感受面１２に印加される磁束１１は
ゼロとなる。この状態をθ＝０とする。これより磁気発
生体３が回転し、θが増加又は減少すると、第１ヨーク
１と第２ヨーク２を介して流れる磁束量が変化する。こ
れに伴い、感受面１２に印加される磁束１１も変化し、
出力も変動する。ここで、ある程度、出力の直線領域が
確保されるのは、図３（ｄ）から（ｅ）の約±４５度の
範囲であって、それ以外の領域では出力は飽和状態に近
づいていく。
る。図３（ａ）は磁気発生体３の回転角度θと出力電圧
の関係を示している。また、図３（ｂ）〜（ｅ）は磁気
発生体３の回転の様子を表す模式図である。まず、図３
（ｃ）のように磁気感応素子４の感受面１２と磁化方向
１３が平行の場合、感受面１２に印加される磁束１１は
ゼロとなる。この状態をθ＝０とする。これより磁気発
生体３が回転し、θが増加又は減少すると、第１ヨーク
１と第２ヨーク２を介して流れる磁束量が変化する。こ
れに伴い、感受面１２に印加される磁束１１も変化し、
出力も変動する。ここで、ある程度、出力の直線領域が
確保されるのは、図３（ｄ）から（ｅ）の約±４５度の
範囲であって、それ以外の領域では出力は飽和状態に近
づいていく。
【００２５】この磁気回路構成では、磁気発生体３のあ
る回転角度において、空隙５内の磁束分布は一様とな
る。したがって、磁気感応素子４の取付け位置ずれによ
る影響をほとんど受けることがない。また、閉磁気回路
内に磁気感応素子４が配置されているため、軸方向及び
軸の半径方向への磁気発生体３のずれに対し、すなわち
エアギャップ２０またはエアギャップ３０の変動に対し
て、その影響を非常に受け難い。
る回転角度において、空隙５内の磁束分布は一様とな
る。したがって、磁気感応素子４の取付け位置ずれによ
る影響をほとんど受けることがない。また、閉磁気回路
内に磁気感応素子４が配置されているため、軸方向及び
軸の半径方向への磁気発生体３のずれに対し、すなわち
エアギャップ２０またはエアギャップ３０の変動に対し
て、その影響を非常に受け難い。
【００２６】また、図４に示すように、磁気感応素子４
の配設領域にのみ磁束が集中するように第１のヨーク片
１ａと第３のヨーク片２ａの対向面１６の端部空隙距離
を調整した場合にも、磁気発生体３のずれに対して影響
を受けにくいといった効果が得られるほかに、閉磁路内
の総磁束量を調整することができる。すなわち、対向面
１６の端部空隙距離を調整することでセンサの感度調整
が可能となる。
の配設領域にのみ磁束が集中するように第１のヨーク片
１ａと第３のヨーク片２ａの対向面１６の端部空隙距離
を調整した場合にも、磁気発生体３のずれに対して影響
を受けにくいといった効果が得られるほかに、閉磁路内
の総磁束量を調整することができる。すなわち、対向面
１６の端部空隙距離を調整することでセンサの感度調整
が可能となる。
【００２７】このように本実施の形態における構成に
て、磁気感応素子４の取付け位置ずれ、軸方向及び軸の
半径方向への磁気発生体３のずれによる影響を受け難
く、高性能で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサを
実現することができる。
て、磁気感応素子４の取付け位置ずれ、軸方向及び軸の
半径方向への磁気発生体３のずれによる影響を受け難
く、高性能で、なおかつ磁気回路構成の簡易なセンサを
実現することができる。
【００２８】なお、本実施の形態では、磁気感応素子４
としてホール素子を利用した例のみについて説明した
が、必ずしもこれに限定されるものではない。また、本
実施の形態では、磁気発生体３として回転軸８と垂直な
断面が正方形である直方体形状のＳｍＣｏの永久磁石を
用いた場合について説明したが、この形状がリング状磁
石や円盤状磁石、または図５（ａ）、図５（ｂ）のよう
に磁石１４とその磁化方向１３に形成したバックヨーク
１５より構成されたものであっても構わない。
としてホール素子を利用した例のみについて説明した
が、必ずしもこれに限定されるものではない。また、本
実施の形態では、磁気発生体３として回転軸８と垂直な
断面が正方形である直方体形状のＳｍＣｏの永久磁石を
用いた場合について説明したが、この形状がリング状磁
石や円盤状磁石、または図５（ａ）、図５（ｂ）のよう
に磁石１４とその磁化方向１３に形成したバックヨーク
１５より構成されたものであっても構わない。
【００２９】（実施の形態２）図６（ａ）は本発明の非
接触型位置センサの第２の実施の形態の原理を説明する
ための断面図であり、図６（ｂ）はその上面図である。
なお、図６において、図１と同一構成部分には同一番号
を付して詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ
記述する。図６（ａ）において、第１ヨーク１及び第２
ヨーク２は有底半円筒状のヨーク片で構成されており、
エアギャップ１０のもと、空隙５を介して対向するよう
に配置されている。また、磁気発生体３は円盤状の永久
磁石により構成され、非磁性体の取付けユニット６を介
して、同じく非磁性体のシャフト材７と連結されてい
る。また、この磁気発生体３は、エアギャップ２０及び
エアギャップ３０のもとで配置されている。
接触型位置センサの第２の実施の形態の原理を説明する
ための断面図であり、図６（ｂ）はその上面図である。
なお、図６において、図１と同一構成部分には同一番号
を付して詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ
記述する。図６（ａ）において、第１ヨーク１及び第２
ヨーク２は有底半円筒状のヨーク片で構成されており、
エアギャップ１０のもと、空隙５を介して対向するよう
に配置されている。また、磁気発生体３は円盤状の永久
磁石により構成され、非磁性体の取付けユニット６を介
して、同じく非磁性体のシャフト材７と連結されてい
る。また、この磁気発生体３は、エアギャップ２０及び
エアギャップ３０のもとで配置されている。
【００３０】本実施の形態の動作原理は、基本的には実
施の形態１で説明したものと同一であるので、詳細な説
明は省略する。
施の形態１で説明したものと同一であるので、詳細な説
明は省略する。
【００３１】本実施の形態において、実施の形態１と異
なる点は、円盤状の永久磁石３と有底半円筒状のヨーク
１，２が用いられていることである。この構成において
は、実施の形態１で述べたように、軸方向及び軸の半径
方向への磁気発生体３のずれに対し、すなわちエアギャ
ップ２０又はエアギャップ３０の変動に対し、その影響
を非常に受けにくい。さらに、磁気発生体３の回転に伴
い、エアギャップ３０がほとんど変化しないため、セン
サの出力電圧の約±４５度の範囲における直線性が実施
の形態１のものに比し、より良好なものとなる。
なる点は、円盤状の永久磁石３と有底半円筒状のヨーク
１，２が用いられていることである。この構成において
は、実施の形態１で述べたように、軸方向及び軸の半径
方向への磁気発生体３のずれに対し、すなわちエアギャ
ップ２０又はエアギャップ３０の変動に対し、その影響
を非常に受けにくい。さらに、磁気発生体３の回転に伴
い、エアギャップ３０がほとんど変化しないため、セン
サの出力電圧の約±４５度の範囲における直線性が実施
の形態１のものに比し、より良好なものとなる。
【００３２】また、図７に示すように、有底半円筒状の
第１ヨーク１と第２ヨーク２の間の空隙５に非磁性材料
よりなるスペーサ１７を配置した場合、エアギャップ１
０がスペーサ１７により決定され、その結果、有底半円
筒状の第１ヨーク１及び第２ヨーク２の位置決めが容易
となり、特性を安定化することができる。
第１ヨーク１と第２ヨーク２の間の空隙５に非磁性材料
よりなるスペーサ１７を配置した場合、エアギャップ１
０がスペーサ１７により決定され、その結果、有底半円
筒状の第１ヨーク１及び第２ヨーク２の位置決めが容易
となり、特性を安定化することができる。
【００３３】また、図８に示すように、磁気発生体３が
半リング型の永久磁石よりなり、取付けユニット６上に
固定される場合にも、前記効果が得られるほかに、永久
磁石の小型化が可能となる。この場合、永久磁石は放射
状に磁化されたものが用いられる。
半リング型の永久磁石よりなり、取付けユニット６上に
固定される場合にも、前記効果が得られるほかに、永久
磁石の小型化が可能となる。この場合、永久磁石は放射
状に磁化されたものが用いられる。
【００３４】このように本実施の形態における構成に
て、センサの出力電圧の約±４５度の範囲における直線
性が、実施の形態１のものに比してより良好なものとな
り、特性を安定化することができる。
て、センサの出力電圧の約±４５度の範囲における直線
性が、実施の形態１のものに比してより良好なものとな
り、特性を安定化することができる。
【００３５】なお、本実施の形態の説明の中では、磁気
感応素子４を１個利用した１バンドタイプの例について
のみ記したが、これらの磁気感応素子４を複数個用意す
ることにより、片方の出力または双方を組み合わせた出
力により、異常状態を検知し自己診断を行うこと、及び
双方の組み合わせ出力を利用して諸特性の改善を図るこ
とも可能である。
感応素子４を１個利用した１バンドタイプの例について
のみ記したが、これらの磁気感応素子４を複数個用意す
ることにより、片方の出力または双方を組み合わせた出
力により、異常状態を検知し自己診断を行うこと、及び
双方の組み合わせ出力を利用して諸特性の改善を図るこ
とも可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気発生
体と磁気感応素子との物理的動きによる影響を受け難
く、自動車中の使用に適し、高精度で、なおかつ磁気回
路構成の簡易な非接触型位置センサが得られる。
体と磁気感応素子との物理的動きによる影響を受け難
く、自動車中の使用に適し、高精度で、なおかつ磁気回
路構成の簡易な非接触型位置センサが得られる。
【図１】（ａ）本発明の非接触型位置センサの第１の実
施の形態を示す断面図 （ｂ）同センサの上面図
施の形態を示す断面図 （ｂ）同センサの上面図
【図２】同センサの磁気感受素子と磁束の関係を示す模
式図
式図
【図３】（ａ）同センサの出力特性図 （ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）同センサの動作原理を
示す模式図
示す模式図
【図４】同センサの他のヨーク片を示す模式図
【図５】（ａ），（ｂ）同センサの他の磁気発生体を示
す模式図
す模式図
【図６】（ａ）本発明の非接触型位置センサの他の実施
形態を示す断面図 （ｂ）同センサの上面図
形態を示す断面図 （ｂ）同センサの上面図
【図７】同センサの他の実施形態を示す模式図
【図８】同センサの他の実施形態を示す模式図
１ 第１ヨーク １ａ 第１のヨーク片 １ｂ 第２のヨーク片 ２ 第２ヨーク ２ａ 第３のヨーク片 ２ｂ 第４のヨーク片 ３ 磁気発生体 ４ 磁気感応素子 ５ 空隙 ６ 取付けユニット ７ シャフト材 ８ 回転軸 １０ エアギャップ １１ 磁束 １２ 感受面 １３ 磁化方向 １４ 磁石 １５ バックヨーク １６ 対向面 １７ スペーサ ２０ エアギャップ ３０ エアギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｄ 5/14 Ｇ０１Ｄ 5/14 Ｈ
Claims (11)
- 【請求項１】 第１のヨーク片と第２のヨーク片を有す
る第１ヨークと、前記第１のヨーク片に対向する第３の
ヨーク片と前記第２のヨーク片に対向する第４のヨーク
片を有する第２ヨークと、外部からの回転操作に応動し
て回転する回転軸に配置され、前記回転軸に対し垂直方
向に磁化された磁気発生体と、前記回転軸を通る第１平
面に平行に形成された前記第１と第２ヨーク間の空隙内
に配設され、前記磁気発生体の回転に伴う前記空隙内の
磁束の変化に感応する磁気感受素子とを備えており、前
記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記回転軸を通る前記
第１平面に対し垂直で、かつ前記回転軸を通る第２平面
上で鍵型断面形状をしており、前記磁気発生体は前記回
転軸の軸方向及び前記回転軸と直交する方向のエアギャ
ップの存在下で、前記第１及び第２ヨークの内周を回転
可能であることを特徴とする非接触型位置センサ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２ヨークが有底半円筒状
のヨーク片より構成された請求項１記載の非接触型位置
センサ。 - 【請求項３】 前記第１と第２ヨーク間の空隙に非磁性
材料よりなるスペーサを配置し、機械的に一体化した請
求項１記載の非接触型位置センサ。 - 【請求項４】 前記第１と第２ヨーク間の空隙中に充填
剤が挿入され、その中で前記磁気感応素子が保持される
ことを特徴とする請求項１又は３記載の非接触型位置セ
ンサ。 - 【請求項５】 前記空隙内に少なくとも２個以上の前記
磁気感応素子が配設されたことを特徴とする請求項１記
載の非接触型位置センサ。 - 【請求項６】 前記第１と第２ヨークの空隙内に配設さ
れる磁気感応素子の配設領域にのみ磁束が集中するよう
に、当該ヨークの対向面の端部空隙距離を調整すること
を特徴とする請求項１記載の非接触型位置センサ。 - 【請求項７】 前記磁気発生体に前記回転軸と同軸の位
置決め穴を有することを特徴とする請求項１記載の非接
触型位置センサ。 - 【請求項８】 前記磁気発生体が立方体の磁石より構成
される請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触型位
置センサ。 - 【請求項９】 前記磁気発生体がリング状の磁石より構
成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触型
位置センサ。 - 【請求項１０】 前記磁気発生体が円盤状の磁石より構
成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触型
位置センサ。 - 【請求項１１】 前記磁気発生体は磁石とその磁化方向
に形成したバックヨークより構成される請求項１〜７の
いずれか１項に記載の非接触型位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1858298A JPH11211410A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 非接触型位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1858298A JPH11211410A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 非接触型位置センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211410A true JPH11211410A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11975632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1858298A Pending JPH11211410A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 非接触型位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211410A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001061274A1 (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Control Products Inc. | Multi-turn, non-contacting rotary shaft position sensor |
| JP2002340515A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角度検出装置 |
| EP1143129A3 (en) * | 2000-04-06 | 2003-04-23 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine with throttle opening degree sensor and automobile using the same |
| JP2004249985A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Robert Bosch Gmbh | 制動システムの作動を検出するための装置を持つ自動車用のマスターシリンダ |
| US7093361B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-08-22 | Control Products, Inc. | Method of assembling an actuator with an internal sensor |
| US7100861B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-09-05 | Control Products, Inc. | Lead guide for cable extension type position sensors |
| US7197974B2 (en) | 2004-01-15 | 2007-04-03 | Control Products Inc. | Position sensor |
| US7497192B2 (en) | 2004-03-24 | 2009-03-03 | Hitachi, Ltd. | Variable valve system with control shaft actuating mechanism |
| US7609055B2 (en) | 2004-07-21 | 2009-10-27 | Control Products, Inc. | Position sensing device and method |
| JP2013011541A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Niles Co Ltd | 近接センサ |
| JP2023001656A (ja) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | Tdk株式会社 | 磁気センサと磁気センサを用いたブレーキシステム及びステアリングシステム |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP1858298A patent/JPH11211410A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001061274A1 (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Control Products Inc. | Multi-turn, non-contacting rotary shaft position sensor |
| US6411082B2 (en) | 2000-02-17 | 2002-06-25 | Control Products, Inc. | Multi-turn, non-contacting rotary shaft position sensor |
| EP1143129A3 (en) * | 2000-04-06 | 2003-04-23 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine with throttle opening degree sensor and automobile using the same |
| US6701892B2 (en) | 2000-04-06 | 2004-03-09 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine and automobile using the same |
| US7367315B2 (en) | 2000-04-06 | 2008-05-06 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine and automobile using the same |
| US7093581B2 (en) | 2000-04-06 | 2006-08-22 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine and automobile using the same |
| US7152581B2 (en) | 2000-04-06 | 2006-12-26 | Hitachi, Ltd. | Throttle valve control apparatus of internal combustion engine and automobile using the same |
| JP2002340515A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角度検出装置 |
| US7100861B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-09-05 | Control Products, Inc. | Lead guide for cable extension type position sensors |
| US7093361B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-08-22 | Control Products, Inc. | Method of assembling an actuator with an internal sensor |
| JP2004249985A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Robert Bosch Gmbh | 制動システムの作動を検出するための装置を持つ自動車用のマスターシリンダ |
| US7197974B2 (en) | 2004-01-15 | 2007-04-03 | Control Products Inc. | Position sensor |
| US7497192B2 (en) | 2004-03-24 | 2009-03-03 | Hitachi, Ltd. | Variable valve system with control shaft actuating mechanism |
| US7609055B2 (en) | 2004-07-21 | 2009-10-27 | Control Products, Inc. | Position sensing device and method |
| JP2013011541A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Niles Co Ltd | 近接センサ |
| JP2023001656A (ja) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | Tdk株式会社 | 磁気センサと磁気センサを用いたブレーキシステム及びステアリングシステム |
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