JPS5842412B2 - position detection device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気変化を検出することにより位置検出及び回
転角を検出する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for detecting position and rotation angle by detecting magnetic changes.

従来回転体の角度位置を検出する場合の構成を第１図ａ
、ｂに示す。The configuration for conventionally detecting the angular position of a rotating body is shown in Figure 1a.
, b.

１は被検出体で１ａは３６個の突起部分、つまり歯を持
った磁性体材料で出来た円板であり、１ｂは全周で１１
固の歯を持った磁性体材料で出来た円板である。1 is the object to be detected, 1a is a disc made of magnetic material with 36 protrusions, or teeth, and 1b is a disk with 11 teeth on the entire circumference.
It is a disc made of magnetic material with solid teeth.

この各円板１ａｙ１ｂは軸１ｃに固定されており、軸１
ｃと一体に回転する。Each disc 1ay1b is fixed to the shaft 1c, and the shaft 1
It rotates together with c.

２ ａ ｔ ２ ｂは市販されている電磁検出器である
。2a t 2b is a commercially available electromagnetic detector.

３ ａ ｔ ３ ｂは各検出器２ａ 、２ｂの出力信号
を波形整形する整形回路である。3 a t 3 b is a shaping circuit that shapes the waveform of the output signal of each of the detectors 2 a and 2 b.

第１図す中の矢印は回転方向を示す。The arrow in Figure 1 indicates the direction of rotation.

以上の構成でその作動を説明すると、軸１ｃが回転する
と、電磁検出器２ａ 、２ｂには第２図図示のＡ、Ｂの
波形の出力が発生する。The operation of the above-described structure will be explained. When the shaft 1c rotates, the electromagnetic detectors 2a and 2b generate outputs of waveforms A and B shown in FIG. 2.

第２図Ａの波形を整形回路３ａにより整形すると第２図
Ｃの波形の角度信号となる。When the waveform of FIG. 2A is shaped by the shaping circuit 3a, it becomes an angle signal with a waveform of FIG. 2C.

一方策２図Ｂの波形を整形回路３ｂにより整形すると第
２図りの波形の基準信号となる。On the other hand, if the waveform shown in Figure 2B is shaped by the shaping circuit 3b, it becomes a reference signal with the waveform shown in Figure 2.

ここで、軸１ｃの回転角を検出する場合には、基準位置
用の円板１ｂの突起部分を軸１の基準位置に合わせてお
く。Here, when detecting the rotation angle of the shaft 1c, the protruding portion of the disc 1b for the reference position is aligned with the reference position of the shaft 1.

そして、第２図ｃ、Ｄの波形のパルスから回転角度を求
めることが出来る。Then, the rotation angle can be determined from the pulses of the waveforms shown in FIG. 2c and d.

例えば図示していない計数回路のリセット信号として第
２図りのパルスを、クロック入力として第２図Ｃのパル
スを入力することにより、第２図りの基準信号が入って
から第１番目の角度信号は１００、第２番目の角度信号
は２００の回転角度に相当する信号を取り出すことが出
来る。For example, by inputting the pulse of the second diagram as a reset signal of a counting circuit (not shown) and the pulse of FIG. 2C as a clock input, the first angle signal after the reference signal of the second diagram is input 100, and the second angle signal can extract a signal corresponding to a rotation angle of 200.

しかし、このような構成にすると回転角用の円板１ａと
基準位置用の円板１ｂとそれに対応する２つの検出器２
ａ、２ｂが当然必要となり、構造が複雑で体格も大きく
なり高価になるという問題がある。However, with such a configuration, a rotation angle disc 1a, a reference position disc 1b, and two corresponding detectors 2 are required.
A and 2b are naturally required, and there are problems in that the structure is complicated, bulky, and expensive.

本発明は以上の従来の問題を解決して１つの円板とそれ
に対応した１つの検出器により軸の回転角と基準位置と
を検出出来る位置検出装置を提供するものである。The present invention solves the above conventional problems and provides a position detection device that can detect the rotation angle and reference position of a shaft using one disc and one detector corresponding to the disc.

以下本発明を図に示す実施例について説明する。The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第３図ａは検出器の取付状態を示す部分断面正面図で、
第３図すはその平面図である。Figure 3a is a partially sectional front view showing how the detector is installed.
Figure 3 is a plan view thereof.

４は一定間隔で設けた３６個の歯４ｂを持つと共に１つ
の歯の大きさの形状を持つ鉄片４ａが所定の歯の軸方向
の側面に溶接しである磁性体の回転円板で、軸１ｃに固
定しである。Reference numeral 4 denotes a magnetic rotating disk having 36 teeth 4b provided at regular intervals, and an iron piece 4a having the size of one tooth welded to the axial side surface of a predetermined tooth. It is fixed at 1c.

５は位置検出器１０をねじ込み装着する被取付部である
。Reference numeral 5 denotes an attached part to which the position detector 10 is screwed.

なお、位置検出器１０の中心線は第３図ａに示すように
鉄片４ａと円板４の歯４ｂとの接合面に一致するように
取付けである。The center line of the position detector 10 is installed so as to coincide with the joint surface between the iron piece 4a and the tooth 4b of the disc 4, as shown in FIG. 3a.

そして、歯４ｂが角度情報をなし、鉄片４ａが基準情報
をなす。The teeth 4b provide angle information, and the iron pieces 4a provide reference information.

第４図は位置検出器１０を詳細に示す部分断面正面図で
あり、６は中空円筒形の永久磁石、１１はソニー株式会
社製品番ＤＭＩＯＩＡよりなる磁気抵抗素子であり、１
２は増幅スイッチング回路である。FIG. 4 is a partially sectional front view showing the position detector 10 in detail, in which 6 is a hollow cylindrical permanent magnet, 11 is a magnetoresistive element made of Sony Corporation product number DMIOIA, and 1
2 is an amplification switching circuit.

１３は接着剤でアラルダイト（商品名）よりなる。13 is an adhesive made of Araldite (trade name).

そして、検出器１０のアルミニューム、銅等の非磁性体
よりなる円筒状ハウジング１０ａの内部に増幅スイッチ
ング回路１２が内蔵してあり、ハウジング１０ａ内の開
口端側に永久磁石６が内蔵され、この永久磁石６の外側
端には非磁性体製のリング状保護部材１５が設けである
。A cylindrical housing 10a of the detector 10 made of a non-magnetic material such as aluminum or copper has an amplification switching circuit 12 built in, and a permanent magnet 6 is built in the open end side of the housing 10a. A ring-shaped protection member 15 made of a non-magnetic material is provided at the outer end of the permanent magnet 6.

また、磁気抵抗素子１１は永久磁石６の中心線上の磁束
零の付近であるリング状保護部材１５の中心に配設され
、これら磁気抵抗素子１１、永久磁石６およびリング状
保護部材１５は、このリング状保護部材１５およびハウ
ジング１０ａ内に充填した接着剤１３によりハウジング
１０ａに固着保持される。Further, the magnetic resistance element 11 is arranged at the center of the ring-shaped protective member 15, which is near the zero magnetic flux on the center line of the permanent magnet 6. The ring-shaped protection member 15 and the adhesive 13 filled in the housing 10a securely hold the housing 10a.

検出器１０はそのハウジング１０ａの外周に形成したね
じ１０ｃにより被取付部５に螺着され、ねじ１０ｃに螺
合したロックナツト１４によりロックする。The detector 10 is screwed onto the mounting portion 5 by a screw 10c formed on the outer periphery of the housing 10a, and locked by a lock nut 14 screwed into the screw 10c.

前記中空同筒形の永久磁石６の形状は外径８φ、内径３
．５φ、長さ４ｍｍでこのとき電磁束の距離は該永久磁
石５の端面から約０．５ｍｍ附近である。The hollow cylindrical permanent magnet 6 has an outer diameter of 8φ and an inner diameter of 3.
．． 5φ and 4 mm in length, the distance of the electromagnetic flux is approximately 0.5 mm from the end face of the permanent magnet 5.

第５図は第４図図示の増幅スイッチング回路１２の内部
回路を示すものである。FIG. 5 shows an internal circuit of the amplification switching circuit 12 shown in FIG.

この第５図において、入力端子１２０，１２１，１２２
は前記磁気抵抗素子１１の一方のバイアス電圧端子、出
力電圧端子、他方のバイアス端子にこの順にそれぞれ接
続しである。In this FIG. 5, input terminals 120, 121, 122
are connected to one bias voltage terminal, the output voltage terminal, and the other bias terminal of the magnetoresistive element 11 in this order.

コンデンサ１２３の一端は前記入力端子１２１に、他端
は抵抗１２９を介して演算増幅器（以下オペアンプとい
う）１３０の非反転入力と、抵抗１３４を介してオペア
ンプ１３５の反転入力にそれぞれ接続しである。One end of the capacitor 123 is connected to the input terminal 121, and the other end is connected to the non-inverting input of an operational amplifier (hereinafter referred to as an operational amplifier) 130 via a resistor 129, and to the inverting input of an operational amplifier 135 via a resistor 134, respectively.

抵抗１２４と抵抗１２５と抵抗１２６は直列に接続して
あり、抵抗１２４の他端は増幅スイッチング回路１２の
プラス電源端子１３８に接続してあり、抵抗１２６の他
端は接地しである。The resistor 124, the resistor 125, and the resistor 126 are connected in series, the other end of the resistor 124 is connected to the positive power supply terminal 138 of the amplification switching circuit 12, and the other end of the resistor 126 is grounded.

入力端子１２０はプラス電源端子１３８に接続されてい
て一定電圧Ｖｃが印加しである。The input terminal 120 is connected to a positive power supply terminal 138 to which a constant voltage Vc is applied.

入力端子１２２は接地端子１４１に接続しである。Input terminal 122 is connected to ground terminal 141.

抵抗１２４と抵抗１２５の接続点は抵抗１２８を介して
オペアンプ１３０の反転入力に接続しである。The connection point between resistor 124 and resistor 125 is connected to the inverting input of operational amplifier 130 via resistor 128.

抵抗１２５と抵抗１２６の接続点は抵抗１３３を介して
オペアンプ１３５の非反転入力に接続しである。The connection point between the resistor 125 and the resistor 126 is connected to the non-inverting input of an operational amplifier 135 via a resistor 133.

抵抗１２７はコンデンサ１２３の他端と抵抗１２４と抵
抗１２５の接続点に接続しである。A resistor 127 is connected to the other end of the capacitor 123 and a connection point between the resistors 124 and 125.

オペアンプ１３０とオペアンプ１３５はシーメンス社製
ＩＣで製品番号ＴＡＡ７６５Ｗを使用している。The operational amplifier 130 and the operational amplifier 135 are ICs made by Siemens and use product number TAA765W.

オペアンプ１３０の非反転入力と出力との間に正帰還用
抵抗１３１が挿入しである。A positive feedback resistor 131 is inserted between the non-inverting input and output of the operational amplifier 130.

同様にオペアンプ１３５の非反転入力と出力との間に正
帰還用抵抗１３６が挿入しである。Similarly, a positive feedback resistor 136 is inserted between the non-inverting input and output of the operational amplifier 135.

オペアンプ１３０の出力とプラス電源端子１３８との間
に負荷抵抗１３２が接続しである。A load resistor 132 is connected between the output of the operational amplifier 130 and a positive power supply terminal 138.

オペアンプ１３５の出力とプラス電源端子１３８との間
に負荷抵抗１３７が接続しである。A load resistor 137 is connected between the output of the operational amplifier 135 and the positive power supply terminal 138.

オペアンプ１３０の出力は増幅スイッチング回路１２の
出力端子１３９となっており、オペアンプ１３５の出力
は増幅スイッチング回路１２の出力端子１４０となって
いる。The output of the operational amplifier 130 is an output terminal 139 of the amplification switching circuit 12, and the output of the operational amplifier 135 is an output terminal 140 of the amplification switching circuit 12.

第６図Ａは検出器１０の動作原理図であり、中空の円筒
状の永久磁石６の軸方向の断面が示してあり、磁束の方
向が矢印の実線にて図示しである。FIG. 6A is a diagram of the operating principle of the detector 10, showing an axial cross section of the hollow cylindrical permanent magnet 6, and the direction of magnetic flux is shown by the solid arrow line.

なお、該永久磁石６の材質はフェライトで図示のごとく
軸方向にＮ、Ｓ極に着磁しである。The material of the permanent magnet 6 is ferrite, which is magnetized to N and S poles in the axial direction as shown in the figure.

このような永久磁石５においては、Ｎ極からＳ極に行く
磁束のうち永久磁石６の内側に行くものと、外側に行く
ものとの接合点Ｐｏが永久磁石５の中心線上に必ずあり
、この接合点Ｐｏの磁束の強さとしては０である。In such a permanent magnet 5, there is always a junction point Po on the center line of the permanent magnet 5 between the magnetic flux going inside the permanent magnet 6 and that going outside of the magnetic flux going from the N pole to the S pole. The strength of the magnetic flux at the junction Po is 0.

磁束の強さの様子を第６図Ｂに示す。Figure 6B shows the strength of the magnetic flux.

この第６図Ｂにおいて、横軸は軸方向の距離、縦軸は磁
束の強さを表わす。In FIG. 6B, the horizontal axis represents the distance in the axial direction, and the vertical axis represents the strength of the magnetic flux.

この第６図Ｂに実線で示すように永久磁石６の内側の磁
束の強さはほとんど平行になっている。As shown by the solid line in FIG. 6B, the strength of the magnetic flux inside the permanent magnet 6 is almost parallel.

そして、Ｐｏ点から遠くなるに従って距離の２乗に反比
例して小さくなっていき、２０点附近が一番磁界の変化
が大きい。Then, as the distance from the point Po increases, the magnetic field decreases in inverse proportion to the square of the distance, and the change in the magnetic field is the largest near the 20th point.

この状態で磁性材料の検出体７が接近した場合、Ｐｏ点
は永久磁石６側に中心軸上を下がって点線のような磁界
になり、磁束０点はＰｏ点からＰｏ’になる。When the detecting body 7 made of magnetic material approaches in this state, the point Po moves down on the central axis toward the permanent magnet 6, creating a magnetic field as shown by the dotted line, and the magnetic flux 0 point changes from the point Po to Po'.

従って、いまＰｏ点に磁気変化素子を置いておくと、検
出体７が接近した場合には磁気変化素子にはＨｘの磁束
が印加される。Therefore, if a magnetic change element is placed at the point Po, when the detection object 7 approaches, a magnetic flux of Hx will be applied to the magnetic change element.

それによって磁気変化素子の抵抗値は変化する。As a result, the resistance value of the magnetic change element changes.

当然磁束は回転対称になっているので方向には無関係で
ある。Naturally, the magnetic flux is rotationally symmetrical, so the direction is irrelevant.

また、零磁束の点Ｐｏは中空円筒形の形状つまり、内径
、外径、長さにより決まり、着磁磁束の強さは無関係で
ある。Further, the point Po of zero magnetic flux is determined by the shape of the hollow cylinder, that is, the inner diameter, outer diameter, and length, and is independent of the strength of the magnetizing magnetic flux.

また、磁束Ｈｘの大きさは検出体７の大きさつまり永久
磁石６に向かい合った検出体７の表面積に対応する。Further, the magnitude of the magnetic flux Hx corresponds to the size of the detection body 7, that is, the surface area of the detection body 7 facing the permanent magnet 6.

つまり表面積が大きくなるに従って磁束Ｈｘは大きくな
っていく。In other words, as the surface area increases, the magnetic flux Hx increases.

以上の構成でその作動を説明すると、第３図ａ。The operation of the above configuration will be explained as shown in FIG. 3a.

ｂの回転円板４が回転してその歯４ｂが接近すると第６
図Ａ、Ｂの原理図で説明したように、中空円筒形の永久
磁石６の磁界により作られている零磁束点が変化するの
で、磁界が変化する。When the rotary disk 4 of b rotates and its teeth 4b approach, the sixth
As explained in the principle diagrams of FIGS. A and B, the zero magnetic flux point created by the magnetic field of the hollow cylindrical permanent magnet 6 changes, so the magnetic field changes.

その磁界の変化は磁気抵抗素子１１の抵抗値変化として
表われ、増幅スイッチング回路１２の入力端子１２１の
電圧は歯４ａが接近しない場合とした場合とで変化する
。The change in the magnetic field appears as a change in the resistance value of the magnetoresistive element 11, and the voltage at the input terminal 121 of the amplification switching circuit 12 changes depending on whether the teeth 4a are not approaching or not.

しかし検出器１０は第３図ａのように歯４ｂの中心に対
して半分ずらした位置に設けであるので磁気変化素子１
１の抵抗変化は検出器１０を歯４ｂの中心に位置させた
場合のほぼ半分になる。However, since the detector 10 is provided at a position shifted by half from the center of the tooth 4b as shown in FIG. 3a, the magnetic change element 1
The resistance change of 1 is approximately half that when the detector 10 is located at the center of the tooth 4b.

次に、鉄片４ａが接近した場合の磁気変化素子１１の抵
抗変化は、鉄片４ａと歯４ｂとの接合部が検出器１０の
中心と対向することになるため、検出器１０を上述のよ
うに歯４ｂの中心に位置させた場合の抵抗変化と同じに
なる。Next, the change in resistance of the magnetic change element 11 when the iron piece 4a approaches is such that the junction between the iron piece 4a and the teeth 4b faces the center of the detector 10, so the detector 10 is moved as described above. The resistance change is the same as when it is located at the center of the tooth 4b.

上記の変化分をコンデンサ１２３で検出する。The above change is detected by the capacitor 123.

磁気抵抗素子１１は第５図に示すととく感磁方向が異な
る２つの抵抗素子１１ａと１１ｂとからなっており、磁
束がない場合には抵抗素子１１ａの抵抗値と抵抗素子１
１ｂの抵抗値がほぼ等しい。As shown in FIG. 5, the magnetoresistive element 11 consists of two resistive elements 11a and 11b with different magnetic sensing directions, and when there is no magnetic flux, the resistance value of the resistive element 11a and the resistive element 1 are different.
The resistance values of 1b are almost equal.

そして、回路に電源を印加した場合の入力端子１２１の
電圧と、抵抗１２４と抵抗１２５の接続点の電圧とが等
しくなるように抵抗１２５を調整する。Then, the resistor 125 is adjusted so that the voltage at the input terminal 121 when power is applied to the circuit is equal to the voltage at the connection point between the resistor 124 and the resistor 125.

ここで、コンデンサ１２３と抵抗１２７の接続点の電圧
をＶｘとすると、回転円板４が回転した場合のＶｘの変
化の状態を第７図に示す。Here, assuming that the voltage at the connection point between the capacitor 123 and the resistor 127 is Vx, FIG. 7 shows how Vx changes when the rotating disk 4 rotates.

第７図において、Ａは回転円板４の歯形の展開図でその
斜線部は回転円板４の歯４ｂの凹部である。In FIG. 7, A is a developed view of the tooth profile of the rotary disk 4, and the hatched portion is the recessed portion of the tooth 4b of the rotary disk 4.

Ｂの波形において、コンデンサ１２３により電圧■１
はＶｘの中心の電圧に位置する。In the waveform B, the voltage ■1 is caused by the capacitor 123.
is located at the center voltage of Vx.

横軸は時間ｔである。The horizontal axis is time t.

オペアンプ１３０，１３５は共に比較器として使用して
おり、オペアンプ１３０は電圧■１ を基準電圧として
電圧Ｖｘと比較する。The operational amplifiers 130 and 135 are both used as comparators, and the operational amplifier 130 uses the voltage ■1 as a reference voltage and compares it with the voltage Vx.

そして、■Ｘ≧■、のときオペアンプ１３０の出力は高
レベル、Ｖｘく■１のとき低レベルになり第７図Ｃの出
力波形を出す。When ■X≧■, the output of the operational amplifier 130 is at a high level, and when Vx×1, it is at a low level, producing the output waveform shown in FIG. 7C.

オペアンプ１３５は電圧■２を基準電圧として電圧Ｖｘ
と比較する。The operational amplifier 135 operates at a voltage Vx using the voltage ■2 as a reference voltage.
Compare with.

そして、■Ｘ≧■２のときオペアンプ１３５の出力は低
レベル、■Ｘく■２のとき高レベルになるので第１図り
の波形になる。When ■X≧■2, the output of the operational amplifier 135 is at a low level, and when ■X≧■2, it is at a high level, resulting in the waveform shown in the first diagram.

即ち、回転円板４の歯４ｂ（凸部）が接近すると、磁気
抵抗素子１１の抵抗値が変化してＶｘが下がり、オペア
ンプ１３０の非反転入力の電圧が■１ より小さくなっ
てオペアンプ１３０の出力は低レベルになる。That is, when the teeth 4b (convex portion) of the rotating disk 4 approach, the resistance value of the magnetoresistive element 11 changes and Vx decreases, and the voltage at the non-inverting input of the operational amplifier 130 becomes smaller than The output will be at a low level.

次に、歯４ｂが遠ざかるとつまり凹部になるとオペアン
プ１３０の出力は低レベルから高レベルになる。Next, as the tooth 4b moves away, that is, becomes a recess, the output of the operational amplifier 130 changes from a low level to a high level.

また、鉄片４ａが接近すると、磁気抵抗素子１１の抵抗
値が変化して電圧ｖｘくｖ２となり、オペアンプ１３５
の出力は高レベルになり、鉄片４ａが遠ざかると低レベ
ルになる。Further, when the iron piece 4a approaches, the resistance value of the magnetoresistive element 11 changes and becomes a voltage vx - v2, and the operational amplifier 135
The output becomes high level, and becomes low level as the iron piece 4a moves away.

このようにして、増幅スイッチング回路１２は磁気抵抗
素子１１の抵抗値変化を増幅して出力端子１３９には回
転軸１ｃの回転角としての高レベル、低レベルのスイッ
チング信号（角度信号）を出し、出力端子１４０には回
転軸１ｃの基準位置としての高レベル、低レベルのスイ
ッチング信号（基準信号）を出す。In this way, the amplification switching circuit 12 amplifies the change in the resistance value of the magnetoresistive element 11 and outputs high-level and low-level switching signals (angle signals) as the rotation angle of the rotating shaft 1c to the output terminal 139. High level and low level switching signals (reference signals) are outputted to the output terminal 140 as the reference position of the rotating shaft 1c.

この基準信号をスタートとして、第１番目の角度信号の
立上りの所を回転軸１ｃの０度と設定すると第２番目は
１０度、第３番目の信号の立上りは２００という位置検
出が出来る。Starting from this reference signal, if the rising edge of the first angle signal is set at 0 degrees on the rotating shaft 1c, the second angle signal can be detected at 10 degrees, and the third angle signal at 200 degrees.

なお、本実施例では回転円板４の歯４ｂが接近した時出
力端子１３９は低レベル、凹部が接近した時高レベルと
なり、また鉄片４ａの接近時に出刃端子１４０は高レベ
ル、遠ざかる時に低レベルになるようにしたが、磁気抵
抗素子１１を逆に接続したり、オペアンプ１３０，１３
５の反転、非反転の接続によりいろいろな組合せで出力
端子１３９．１４０の出力に信号が出せることは明らか
である。In this embodiment, the output terminal 139 is at a low level when the tooth 4b of the rotating disk 4 approaches, and is at a high level when the recess approaches, and the output terminal 140 is at a high level when the iron piece 4a approaches, and is at a low level when it moves away. However, if the magnetoresistive element 11 is connected in reverse or the operational amplifiers 130 and 13
It is clear that signals can be output from the output terminals 139 and 140 in various combinations by the inverting and non-inverting connections of 5.

また、増幅スイッチング回路１２を位置検出器１０に内
蔵することにより、Ｓ／Ｎ比を大きくすることが出来る
ので、外部雑音による影響を少なくすることが出来る。Further, by incorporating the amplification switching circuit 12 into the position detector 10, the S/N ratio can be increased, so that the influence of external noise can be reduced.

この場合第３図において回転円板４の歯４ｂの形状を、
縦８ ｍｍ、横４關、深さ５ｍｍ１鉄片４ａの形状を縦
８關、横４關、深さ５關の５１５Ｃの鉄にした場合に磁
気抵抗素子１１の方向に無関係に、回転円板４の凸部と
位置検出器１０の先端までの距離ｌはＯ〜１．５ｍｍま
で検出出来た。In this case, the shape of the teeth 4b of the rotating disk 4 in FIG.
When the shape of the iron piece 4a is 8 mm long, 4 mm wide, and 5 mm deep, and is made of 515C iron, the rotating disk 4 is 8 mm long, 4 mm wide, and 5 mm deep, regardless of the direction of the magnetoresistive element 11. The distance l between the convex part and the tip of the position detector 10 could be detected up to 0 to 1.5 mm.

なお、磁気抵抗素子１１としては小さい程良いが実施例
における感磁部の大きさは１．１８ Ｘ２．３６〔７Ｉ
ｔ７７ｔ〕であり、厚さは１ｍ７ＩＬ以下の形状である
が本発明による磁気変化素子としては十分使用出来る。Note that the smaller the magnetoresistive element 11 is, the better; however, the size of the magnetic sensing part in the example is 1.18 x 2.36 [7I
t77t] and has a thickness of 1 m7IL or less, but can be sufficiently used as a magnetic change element according to the present invention.

また、本実施例においては磁気変化素子としてソニー社
製製品番号ＤＭＩＯＩＡを使用したが、シーメンス社製
の磁気抵抗素子を使用しても良いことは当然であり、ま
た磁気抵抗素子の代りにホール素子を用いても良いこと
は原理から云っても明らかである。Furthermore, in this example, product number DMIOIA manufactured by Sony Corporation was used as the magnetic change element, but it goes without saying that a magnetoresistive element manufactured by Siemens Corporation may also be used, and a Hall element may be used instead of the magnetoresistive element. It is clear from the principle that it may be used.

また、増幅スイッチング回路１２として交流増幅スイッ
チング回路を用いたが、磁気抵抗素子を用いてブリッジ
回路を構成し、このブリッジ回路の不平衡出力△■を比
較器の反転入力、非反転入力に印加する直流増幅スイッ
チング回路で可能なことは当業者においては当然わかる
のでここでは説明は省略する。In addition, although an AC amplification switching circuit was used as the amplification switching circuit 12, a bridge circuit was constructed using a magnetoresistive element, and the unbalanced output △■ of this bridge circuit was applied to the inverting input and non-inverting input of the comparator. Those skilled in the art will naturally understand what is possible with a DC amplification switching circuit, so the explanation will be omitted here.

また、実施例においては永久磁石５のＮ極側の電磁束点
に磁気変化素子を置いたが、永久磁石５の方向を逆にし
てＳ極の電磁束点に磁気変化素子を置いても位置検出出
来ることは明白である。In addition, in the embodiment, the magnetic change element is placed at the electromagnetic flux point on the north pole side of the permanent magnet 5, but it is also possible to reverse the direction of the permanent magnet 5 and place the magnetic change element at the electromagnetic flux point on the south pole. It is clear that it can be detected.

また、上述した実施例においては、増幅スイッチング回
路１２をハウジング１０内に挿入したが、別の場所に設
けるようにしてもよい。Further, in the above embodiment, the amplification switching circuit 12 is inserted into the housing 10, but it may be provided in another location.

以上のように本発明においては、一つの検出器と該検出
器の出力信号には角度信号に基準位置信号が重畳するよ
うに構成された被検出体と、前記検出器の出力信号を各
々一定レベルの基準値と比較する２つの比較器を備え、
一方の比較器により角度信号を取り出し、他方の比較器
により基準位置信号を取り出すから、従来２つの検出器
と被検出体としての２つの回転円板が必要であったのを
、一つの検出器と一つの回転円板により基準位置からの
回転角度を測定出来るという非常に優れた効果がある。As described above, in the present invention, there is provided a single detector, a detected object configured such that a reference position signal is superimposed on an angle signal in the output signal of the detector, and an output signal of the detector that is kept constant. Equipped with two comparators to compare with the level reference value,
One comparator takes out the angle signal, and the other comparator takes out the reference position signal, so instead of conventionally requiring two detectors and two rotating discs as objects to be detected, a single detector is required. This has a very excellent effect of being able to measure the rotation angle from the reference position using a single rotating disk.

さらに、凹凸よりなる角度情報のうち所定の角度情報と
同じ角度位置に一体的に凹凸よりなる基準情報を設ける
のみでよいから、角度情報を設けた被検出体に基準情報
を一体的に付加するのみの簡単な構造で角度位置と同時
に基準位置を精度よく、かつ基準位置にて角度信号が欠
落することもなく検出することができ、製作も容易で体
格も小型化することができるという優れた効果がある。Furthermore, since it is only necessary to integrally provide the reference information consisting of the unevenness at the same angular position as the predetermined angle information among the angle information consisting of the unevenness, the reference information can be integrally added to the detected object on which the angle information is provided. With a simple structure of only a chisel, it is possible to accurately detect the reference position at the same time as the angle position, and there is no loss of angle signals at the reference position.It is also easy to manufacture and can be made compact. effective.

特に、第３図ａ、ｂにおいて、回転円板４として内燃機
関のりングギャを利用し、このリングギヤに形成されて
いる歯を角度情報として用いることにより、リングギヤ
の歯に鉄片４ａを設け、このリングギヤの歯の位置と鉄
片４ａの位置を１つの検出器で検出するのみで内燃機関
の角度位置と基準位置との検出が可能となる。In particular, in FIGS. 3a and 3b, a ring gear of an internal combustion engine is used as the rotating disk 4, and the teeth formed on this ring gear are used as angle information, and iron pieces 4a are provided on the teeth of the ring gear. The angular position and reference position of the internal combustion engine can be detected by simply detecting the position of the teeth and the position of the iron piece 4a with one detector.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ａ、ｂは従来装置を示す正面図および平面図、第
２図は第１図ａ、ｂ図示装置の動作説明に供する各部波
形図、第３図ａ、ｂは本発明装置の一実施例を示す部分
断面正面図および平面図、第４図は第３図ａ、ｂ図示装
置における検出器を示す部分断面正面図、第５図は第３
図ａ、ｂ図示装置における電気回路図、第６図Ａ、Ｂは
第４図図示検出器の原理構成図およびその磁束波形図、
第７図Ａおよび第７図Ｂ−Ｄは第３図ａ、ｂ図示装置の
動作説明に供する歯形展開図および各部波形図である。 ４・・・・・・被検出体としての回転円板、４ａ・・・
・・・基準情報をなす鉄片（凸部を構成する）、４ｂ・
・・・・・角度情報をなす歯（凸部を構成する）、６・
・・・・・中空円筒形の永久磁石、１０・・・・・・位
置検出器、１１・・・・・・磁気変化素子としての磁気
抵抗素子、１３０゜１３５・・・・・・比較器を構成す
る演算増幅器。1A and 1B are front views and plan views showing a conventional device, FIG. 2 is a waveform diagram of each part used to explain the operation of the device shown in FIGS. 1A and 1B, and FIGS. 4 is a partially sectional front view and a plan view showing the embodiment; FIG. 4 is a partially sectional front view showing the detector in the device shown in FIGS. 3a and b; and FIG.
Figures a and b are electric circuit diagrams of the illustrated device; Figures 6A and B are the principle configuration diagram of the detector illustrated in Figure 4 and its magnetic flux waveform diagram;
FIGS. 7A and 7B-D are tooth profile development diagrams and waveform diagrams of various parts for explaining the operation of the apparatus shown in FIGS. 3a and 3b. 4...Rotating disk as a detected object, 4a...
... Iron piece forming the reference information (constituting the convex part), 4b.
... Teeth forming angle information (constituting the convex part), 6.
...Hollow cylindrical permanent magnet, 10... Position detector, 11... Magnetoresistive element as a magnetic change element, 130°135... Comparator The operational amplifier that constitutes the.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 所定間隔で被検出角度数に応じて設けた凹凸よりな
る角度情報とこの各角度情報のうち所定の角度情報と同
じ角度の位置に一体的に設けた凹凸よりなる基準情報と
を有する磁性体の被検出体と、前期基準情報および前記
角度情報とのほぼ境界部分に中心を対向させて設けた１
つの位置検出器と、この検出器の出力信号を互いに異な
る所定レベルの基準値と比較して角度信号と基準信号と
をそれぞれ発生する２つの比較器とを有し、前記検出器
は、中空円筒形の永久磁石とこの永久磁石により発生す
る磁束のうち内側を通る磁束と外側を通る磁束との接合
点である中心軸上の零磁束点付近に配設した磁気変化素
子とを含んでなり、この磁気変化素子の前記磁石と反対
方向の面を前記被検出体と対向させた位置検出装置。 ２ 前記２つの比較器を前記検出器と一体的に設けた特
許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。 ３ 前記被検出体は内燃機関のりングギャよりなり、こ
のリングギヤの歯を前記角度情報となし、かつ前記基準
情報は前記リングギヤの所定の歯の軸方向の側面に一体
的に設けた鉄片よりなる特許請求の範囲第１項あるいは
第２項記載の位置検出装置。[Scope of Claims] 1. Angle information made up of unevenness provided at predetermined intervals according to the number of angles to be detected, and a reference made up of unevenness formed integrally at the same angular position as the predetermined angle information among each angle information. 1, the center of which is opposite to the boundary between the magnetic detected object having the information and the reference information and the angle information;
one position detector, and two comparators that compare the output signals of the detectors with reference values of different predetermined levels to generate angle signals and reference signals, respectively; a permanent magnet and a magnetic change element disposed near the zero magnetic flux point on the central axis, which is the junction point between the magnetic flux passing inside and the magnetic flux passing outside among the magnetic flux generated by the permanent magnet, A position detection device in which a surface of the magnetic change element in a direction opposite to the magnet faces the detected object. 2. The position detection device according to claim 1, wherein the two comparators are provided integrally with the detector. 3. The object to be detected is a ring gear of an internal combustion engine, teeth of the ring gear are used as the angle information, and the reference information is an iron piece integrally provided on the axial side surface of a predetermined tooth of the ring gear. A position detection device according to claim 1 or 2.