JPH0158843B2

JPH0158843B2 -

Info

Publication number: JPH0158843B2
Application number: JP23487784A
Authority: JP
Inventors: Masato Eda; Shintaro Takenaka
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1989-12-13
Also published as: JPS61114501A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、ポテンシヨメータ、特に回転軸の角
変位検出に使用される回転摺動型可変抵抗器のヒ
ステリシス低減を図つたポテンシヨメータに関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a potentiometer, particularly a potentiometer that aims to reduce the hysteresis of a rotating sliding variable resistor used for detecting angular displacement of a rotating shaft. It is.

［発明の技術的背景］回転摺動型可変抵抗器は、回転軸の角変位を検
出する角度センサとして広く実用に供されてい
る。即ち、回転軸の角変位に応じて抵抗被膜上を
摺動子が移動する構成とし、回転角の変位を抵抗
値の変化を介して電気的に検出する原理を有して
いる。[Technical Background of the Invention] Rotating and sliding variable resistors are widely put into practical use as angle sensors that detect angular displacement of a rotating shaft. That is, the slider is configured to move on the resistive coating in accordance with the angular displacement of the rotation shaft, and the principle is that the displacement of the rotation angle is electrically detected via a change in resistance value.

先ず、角度センサとして使用されてきた従来の
の回転摺動型可変抵抗器は、角変位を測定すべき
回転軸との結合手段に関して分類すると、次の２
種類となる。 First, conventional rotary sliding type variable resistors that have been used as angle sensors can be classified into the following two types in terms of the means of coupling with the rotating shaft whose angular displacement is to be measured.
Become a type.

即ち、第１は第５図に例示される如く、胴体１
に単体の結合回転子２を回動可能に挿着し、この
結合回転子２に被測定回転軸３を嵌着して被測定
回転軸３と結合回転子２とを一体として回転さ
せ、摺動子４と被膜抵抗体５との位置関係によ
り、角変位を電気的に検出する構成を有してい
る。 That is, the first is the fuselage 1 as illustrated in FIG.
A single coupling rotor 2 is rotatably inserted into the coupling rotor 2, a rotating shaft 3 to be measured is fitted onto the coupling rotor 2, and the rotating shaft 3 to be measured and the coupling rotor 2 are rotated as one body. It has a configuration in which angular displacement is electrically detected based on the positional relationship between the mover 4 and the film resistor 5.

第２は第６図に例示される如く、胴体１に結合
回転子２と従動回転子６とを同芯的に枢着し、結
合回転子２の回転を結合回転子２と一体になつた
アーム７と、従動回転子６に設けたホルダー８を
介して従動回転子６を間接的に回転させ、前記第
１の場合と同様に、摺動子４と被膜抵抗体５との
位置関係により、角変位を電気的に検出する構成
を有している。この場合。上記第１、第２の各例
とも被膜抵抗体５と摺動子４との過大な変形及び
損傷を防止するために、例えば第５図では、結合
回転子２と胴体１との間に、又、第６図では、従
動回転子６と胴体１との間に夫々間隙C₁を設け、
通常これらは一定値（0.1mm程度）以下に設定し
ている。これに加えて第６図では、結合回転子２
と胴体１との間に大きな間隙C₂を設けている。 Second, as illustrated in FIG. 6, the coupled rotor 2 and the driven rotor 6 are concentrically pivoted to the body 1, and the rotation of the coupled rotor 2 is integrated with the coupled rotor 2. The driven rotor 6 is indirectly rotated via the arm 7 and the holder 8 provided on the driven rotor 6, and as in the first case, the positional relationship between the slider 4 and the film resistor 5 , has a configuration for electrically detecting angular displacement. in this case. In each of the first and second examples above, in order to prevent excessive deformation and damage to the film resistor 5 and slider 4, for example, in FIG. 5, between the coupling rotor 2 and the body 1, In addition, in FIG. 6, a gap C ₁ is provided between the driven rotor 6 and the body 1, respectively.
Normally, these are set below a certain value (approximately 0.1 mm). In addition to this, in Fig. 6, the coupled rotor 2
A large gap _C2 is provided between the body 1 and the body 1.

［背景技術の問題点］先ず、問題点を説明するに際して、この種の装
置に特有なバツクラツシユについて説明する。[Problems of Background Art] First, when explaining the problems, the backup peculiar to this type of device will be explained.

第７図はバツクラツシユを説明する図である。
即ち、横軸に回転軸の角変位をとり、縦軸に出力
電圧をとつた時、回転軸の角変位と出力との間で
フラツトな部分ができることであり、これらは微
少な間隙の存在が原因となつて、回転軸の微少な
回転が回転子に正確に伝達されない現象である。 FIG. 7 is a diagram illustrating backup.
In other words, when we plot the angular displacement of the rotating shaft on the horizontal axis and the output voltage on the vertical axis, there is a flat area between the angular displacement of the rotating shaft and the output, and this is due to the presence of a minute gap. The cause is a phenomenon in which minute rotations of the rotating shaft are not accurately transmitted to the rotor.

この現象を考慮して上記第５図及び第６図を
夫々検討する。 Considering this phenomenon, the above-mentioned FIGS. 5 and 6 will be examined respectively.

先ず、第５図の単体回転子タイプでは、結合回
転子２と被測定回転軸３とが結合された後は、被
測定回転軸３の変位と摺動子４の変位との間には
その構造上から言つてバツクラツシユは存在しな
いが、結合回転子２の回転軸芯と被測定回転軸３
の回転軸芯とを前記した間隙C₁以下に厳密に抑
えて取付ける必要がある。 First, in the single rotor type shown in FIG. From a structural point of view, there is no backlash, but the rotational axis of the coupled rotor 2 and the rotational axis to be measured 3
It is necessary to install the rotary shaft with the gap C1 _or less between the rotary axis and the center of rotation.

一方、第６図の２体回転子タイプでは、被測定
回転軸３の変位と従動回転子６の変位、即ち、摺
動子４の変位との間には間隙C₁に由来したバツ
クラツシユが存在し、被測定回転軸３の回転方向
により第７図に示す出力のヒステリシス現象が発
生する。しかし結合回転子２の周囲には大きな間
隙C₂が存在するため、結合回転子の軸芯と被測
定回転軸との各軸芯を厳密に合せる必要がないた
め取付けが容易である。 On the other hand, in the two-body rotor type shown in FIG. 6, there is a backlash due to the gap C ₁ between the displacement of the rotating shaft 3 to be measured and the displacement of the driven rotor 6, that is, the displacement of the slider 4. However, depending on the rotational direction of the rotating shaft 3 to be measured, an output hysteresis phenomenon shown in FIG. 7 occurs. However, since there is a large gap C ₂ around the coupled rotor 2, it is not necessary to precisely align the axes of the coupled rotor and the rotating shaft to be measured, making installation easy.

上記２体回転子タイプにおいてバツクラツシユ
が発生するのは、被測定回転軸３の回転方向差に
より、軸受部にある間隙C₁の所在が左右上下に
移動し得ることに原因している。 The reason why backlash occurs in the two-body rotor type is that the location of the gap C ₁ in the bearing section can shift left, right, up, and down due to the difference in the rotation direction of the rotating shaft 3 to be measured.

［発明の目的］本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、２体回転子タイプにおいてバツクラ
ツシユがなく、かつ取付けに際して厳密な軸芯合
せを要しないポテンシヨメータを提供することを
目的としている。[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a two-body rotor type potentiometer that does not cause backlash and does not require strict axis alignment during installation. It is an object.

［発明の概要］本発明では、結合回転子と一体に設けたアーム
を前記結合回転子を中心位置にして延長し、この
アームと従動回転子とをホルダーによつて複数個
所にて係合し、かつこのホルダーの形状ならびに
大きさを変えることにより、軸受部の間隙から生
ずるガタをアーム及びホルダーの各弾性変形を利
用して吸収しようとするものである。[Summary of the Invention] In the present invention, an arm provided integrally with a coupling rotor is extended with the coupling rotor as the center position, and this arm and a driven rotor are engaged at a plurality of locations by a holder. , and by changing the shape and size of this holder, the play that occurs from the gap in the bearing portion is attempted to be absorbed by utilizing the elastic deformation of the arm and the holder.

［発明の実施例］以下図面を参照して実施例を説明する。第１図
は本発明によるポテンシヨメータの一実施例構成
図であり、従来例に対応して断面図で示してあ
る。第２図は、第１図のＸ−X′線から見た平面
図である。なお、第１図及び第２図において、第
６図と同一部分については同一符号を付して説明
を省略する。[Embodiments of the Invention] Examples will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a potentiometer according to the present invention, and is shown in a sectional view corresponding to a conventional example. FIG. 2 is a plan view taken along line X-X' in FIG. 1. Note that in FIGS. 1 and 2, the same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

図において、結合回転子２の端部には直線状を
有してアーム７−１，７−２が一体に装着されて
いる。そして前記各アーム７−１，７−２には、
その端部に球型突部９−１，９−２が夫々設けら
れる。従動回転子６には、その端部にホルダー８
−１，８−３及び８−２，８−４が夫々起立して
設けられ、ホルダー８−１，８−３との間には前
記した球型突部９−１が挾持され、ホルダー８−
２，８−４との間には同じく前記した球型突部９
−２が挾持される。なお、本実施例においては、
弾性変形の発生順序を規定するためホルダー８−
２，８−４の弾性がもつとも大きく、次にホルダ
ー８−１の弾性が大きく、ホルダー８−３が最も
剛に設定されている。なお、ホルダー８−１，８
−３により形成される溝１０は、第２図に見られ
る通り非平行のテーパー状であり、この溝１０内
に球型突部９−１がはまり込んでいる。 In the figure, linear arms 7-1 and 7-2 are integrally attached to the ends of the coupling rotor 2. And each arm 7-1, 7-2 has
Spherical protrusions 9-1 and 9-2 are provided at the ends thereof, respectively. The driven rotor 6 has a holder 8 at its end.
-1, 8-3 and 8-2, 8-4 are respectively provided to stand up, and the above-mentioned spherical protrusion 9-1 is sandwiched between the holders 8-1 and 8-3, and the holder 8 −
Between 2 and 8-4 is the spherical protrusion 9 as described above.
-2 is held. In addition, in this example,
Holder 8- to specify the order of occurrence of elastic deformation.
2 and 8-4 have the highest elasticity, holder 8-1 has the second highest elasticity, and holder 8-3 is set to be the most rigid. In addition, holders 8-1, 8
As seen in FIG. 2, the groove 10 formed by -3 has a non-parallel tapered shape, and the spherical protrusion 9-1 is fitted into this groove 10.

従つてアーム７−１は常時ホルダー８−３の側
面にホルダー８−１の有する弾力によつて圧接状
態になつて固定されている。そして被測定回転軸
３の切欠部が結合回転子２に嵌入されていること
は、前記した従来例と同様である。 Therefore, the arm 7-1 is always fixed to the side surface of the holder 8-3 in a pressed state due to the elasticity of the holder 8-1. The notch portion of the rotating shaft 3 to be measured is fitted into the coupled rotor 2, as in the conventional example described above.

次に動作説明をする。先ず、被測定回転軸３が
回転すると、これと一体になつた結合回転子２を
回転させる。従つてアーム７−１，７−２も同時
に回転する。この際、従動回転子６はアーム７−
１とホルダー８−１，８−３の接点、アーム７−
２とホルダー８−２，８−４の接点及び胴体１と
従動回転子６との間の軸受部にて位置が規定され
ている。従つて各アームの回転力は従動回転子６
に伝えられて摺動子４は被膜抵抗体５上を無理な
く移動する。 Next, the operation will be explained. First, when the rotating shaft 3 to be measured rotates, the coupled rotor 2 integrated therewith is rotated. Therefore, arms 7-1 and 7-2 also rotate at the same time. At this time, the driven rotor 6 is moved to the arm 7-
1 and holder 8-1, 8-3 contact, arm 7-
2 and the holders 8-2 and 8-4, and a bearing between the body 1 and the driven rotor 6. Therefore, the rotational force of each arm is generated by the driven rotor 6.
The slider 4 moves smoothly over the film resistor 5 as a result of this.

ここで結合回転子２と被測定回転軸３との軸芯
が大きくズレた場合には、ホルダー８−２，８−
４が最も弾性に富んでいるために最も大きく変形
して、前記軸芯のズレを吸収することになる。即
ち、アーム端部にある球型突部９−１が溝１０内
にはまり込み、しかもホルダー８−１の弾力によ
りホルダー８−３に圧接されていることによる位
置決めと、これら各アームに対する直角方向では
ホルダー８−２、及び８−４による弾性によつて
全方向のズレが吸収され、従つて間隙C₁が変化
することはない。よつて第３図に示される如くバ
ツクラツシユは発生することなく、回転軸の角変
位は正確に出力電圧の変位となつて検出すること
になる。 If the axes of the coupled rotor 2 and the rotating shaft 3 to be measured are largely misaligned, the holders 8-2, 8-
4 has the highest elasticity, so it deforms the most and absorbs the misalignment of the axis. That is, the spherical protrusion 9-1 at the end of the arm fits into the groove 10 and is pressed against the holder 8-3 by the elasticity of the holder 8-1, and the positioning is performed in a direction perpendicular to each arm. In this case, the elasticity of the holders 8-2 and 8-4 absorbs the displacement in all directions, so that the gap _C1 does not change. Therefore, as shown in FIG. 3, no backlash occurs, and the angular displacement of the rotating shaft is accurately detected as a displacement of the output voltage.

従つて軸受部にガタがあつても、結合回転子と
結合される相手側軸のガタに由来するバラツキよ
りも大きい位置バラツキが生じることはない。 Therefore, even if there is play in the bearing portion, positional variations that are larger than those caused by the play in the mating shaft coupled to the coupled rotor will not occur.

上記実施例ではアームと従動回転子とは２個所
にて支持される場合を説明したが、これに限定さ
れるものではなく、複数個所であつても良いこと
は明らかである。 In the above embodiment, a case has been described in which the arm and the driven rotor are supported at two locations, but it is clear that the arm and the driven rotor are supported at two locations, but are not limited to this, and may be supported at multiple locations.

第４図は従動回転子の装置された摺動子の構成
を示した図である。第４図ａに示される如く、摺
動子４と被膜抵抗体５との接点は、アーム７−
１，７−２の長手方向軸と従動回転子６の回転軸
芯を含む平面内に配置されており、この配置は従
動回転子６のアームの長手方向軸に沿つた変位に
由来する出力変化の低減に有効である。又、第４
図ｂに示される如く、摺動子４の長手方向軸に垂
直な断面形状は従来の長方形とは異なり、断面２
次モーメントの大きいＶ字形状であつて、摺動子
４と被膜抵抗体５の間に作用する摩擦力に由来す
る摺動子の弾性変形によるヒステリシスを低減し
ている。又、断面形状は上記形状に限定されるも
のではなく、例えばＬ字形状及びコ字形状であつ
ても良い。即ち、断面２次モーメントを高める形
状であれば、いずれでも良い。 FIG. 4 is a diagram showing the structure of a slider installed in a driven rotor. As shown in FIG. 4a, the contact point between the slider 4 and the film resistor 5 is connected to the arm 7-
1, 7-2 and the rotational axis of the driven rotor 6, and this arrangement allows the change in output due to the displacement along the longitudinal axis of the arm of the driven rotor 6. It is effective in reducing Also, the fourth
As shown in Figure b, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal axis of the slider 4 is different from the conventional rectangular shape, and the cross-sectional shape
It has a V-shape with a large moment of order and reduces hysteresis due to elastic deformation of the slider resulting from the frictional force acting between the slider 4 and the coated resistor 5. Further, the cross-sectional shape is not limited to the above shape, and may be, for example, an L-shape or a U-shape. That is, any shape may be used as long as it increases the moment of inertia of area.

要するに被膜抵抗体５に対して摺動子を押しつ
けるために必要な摩擦力により、摺動子にたわみ
が発生し、これが原因となつてバツクラツシユが
発生することを防止しようとするものである。 In short, the purpose is to prevent the frictional force necessary to press the slider against the coated resistor 5 that causes deflection of the slider, which would cause backlash.

なお、上記実施例ではホルダーの弾性に強弱を
つけるよう説明したが、これに限定されるもので
はなく、ホルダーの弾性を全て同一に設定し、ア
ーム７−１及び７−２のいずれか一方を弾性を小
とし、この一方のアームの弾性変形により、軸芯
のズレを吸収するようにしても良いことは勿論で
ある。 In the above embodiment, it has been explained that the elasticity of the holder is set to be different in strength, but the invention is not limited to this. All the elasticity of the holders is set to be the same, and either one of the arms 7-1 and 7-2 is set to the same elasticity. Of course, the elasticity may be reduced and the deviation of the axis may be absorbed by elastic deformation of this one arm.

［発明の効果］以上説明した如く、本発明によれば被測定回転
軸の角変位を結合回転子と一体になつたアームを
介して従動回転子に伝達するに際して、前記アー
ムを結合回転子を中心にして直線状に設け、更に
このアームの回転力を弾性に差異を設けた２個所
以上のホルダーによつて従動回転子に伝達するよ
う構成したので、軸受部のガタによる回転子の位
置バラツキが低減され、従つて被測定回転軸の角
変位に応じた出力電圧が検出できるポテンシヨメ
ータを提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, when transmitting the angular displacement of the rotating shaft to be measured to the driven rotor via the arm integrated with the coupled rotor, the arm is connected to the coupled rotor. It is arranged in a straight line at the center, and the rotational force of this arm is transmitted to the driven rotor by two or more holders with different elasticity, so there is no variation in the position of the rotor due to play in the bearing. Therefore, it is possible to provide a potentiometer that can detect an output voltage corresponding to the angular displacement of the rotating shaft to be measured.

[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明によるポテンシヨメータの一実
施例断面図、第２図は第１図のＸ−X′線より見
た平面図、第３図は回転軸の角変位と出力電圧と
の関係を示す図、第４図は摺動子の構成図、第５
図は単体回転子タイプの従来例図、第６図は２体
回転子タイプの従来例図、第７図はバツクラツシ
ユを説明する図である。１……胴体、２……結合回転子、３……被測定
回転軸、４……摺動子、５……被膜抵抗体、６…
…従動回転子、７，７−１，７−２……アーム、
８，８−１，８−２，８−３，８−４……ホルダ
ー、９−１，９−２……球型突部、１０……溝。 Fig. 1 is a sectional view of an embodiment of the potentiometer according to the present invention, Fig. 2 is a plan view taken along line X-X' in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the angular displacement of the rotating shaft and the output voltage. Diagrams showing the relationship, Figure 4 is a configuration diagram of the slider, Figure 5
The figure is a diagram of a conventional example of a single rotor type, FIG. 6 is a diagram of a conventional example of a two-piece rotor type, and FIG. 7 is a diagram illustrating backlash. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Body, 2... Coupled rotor, 3... Rotation shaft to be measured, 4... Slider, 5... Film resistor, 6...
...Followed rotor, 7, 7-1, 7-2...Arm,
8, 8-1, 8-2, 8-3, 8-4...Holder, 9-1, 9-2...Spherical protrusion, 10...Groove.

Claims

[Claims]

1. Rotation of the rotational shaft to be measured is controlled through a coupling rotor coupled to the rotational shaft to be measured, an arm attached to the coupling rotor, and a holder for holding the arm attached to the driven rotor. , the transmission is transmitted to a driven rotor rotating substantially coaxially with the coupled rotor, and a slider attached to the driven rotor is slid on a resistor to detect the angular displacement of the rotating shaft to be measured. In the potentiometer, a plurality of sets of the arms and holders are provided, and elasticity is imparted to at least one set of the plurality of arms and holders to offset the rotational axis of the coupled rotor and the driven rotor. A potentiometer characterized by being able to be deformed according to.