JPH0785441B2 - 回転角度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、強磁性磁気抵抗素子を用いた回転角度検出
装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、非接触ポテンショメータは、強磁性磁気抵抗素
子と、これに磁界を印加する回転式の磁石とを備えてお
り、この回転式の磁石から印加される磁界の変化に従っ
て上記強磁性磁気抵抗素子の示す抵抗値が変化するよう
になっている。

第５図はこのような非接触ポテンショメータの構成を示
す平面図であって、絶縁基板11上には強磁性磁気抵抗素
子12が形成されており、この強磁性磁気抵抗素子12の両
端に設けられた電極12a、12b間に電流Ｉが流れるように
なっている。この強磁性磁気抵抗素子12には、一定の間
隔で離隔された状態で角型磁石13が対向設定されてお
り、この磁石13は図示しないケースに回転自在に取付け
られいる。

上記強磁性磁気抵抗素子12の抵抗値は、強磁性磁気抵抗
素子12に流れる電流Ｉの方向と、角型磁石13の磁界Ｈの
方向が平行になった時に最大となり、それらの方向が直
角になった時に最小となる。第６図は、角型磁石13の回
転角度θに対する強磁性磁気抵抗素子12の抵抗値の変化
状態を示すものであって、この図から分るように、強磁
性磁気抵抗素子12の抵抗値が線形的に変化する有効回転
角度範囲はほぼ60度である。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、従来
の非接触ポテンショメータよりもより有効回転角度範囲
が広い非接触ポテンショメータを抵抗しようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明は、磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素子に対し
て所定の間隔をもって設定されるとともに、磁気抵抗素
子の形成面に対して略平行に磁束が発生するように設定
された第１の磁界発生手段と、上記磁気抵抗素子に対し
て所定の間隔をもって上記第１の磁界発生手段と対向す
る位置に回転自在に設定されるとともに、上記第１の磁
界発生手段と同様に前記磁気抵抗素子の形成面に対して
略平行に磁束が発生するように設定された第２の磁界発
生手段とを具備し、上記第２の磁界発生手段の回転にし
たがって、上記第１及び第２の磁界発生手段から上記磁
気抵抗素子に作用する磁束によって発生するとともに、
上記第２の磁界発生手段のみの磁界の回転周期に比べて
長い回転周期部を有する合成磁界の回転を検出するよう
にしたことを特徴とするものである。

［作用］ 上記の手段により、可動側の磁界発生手段の回転角度
と、抵抗素子の抵抗値が直線的に変化する領域との関係
で、できるだけ広い回転角度で直線性が得られるし、ま
た、薄型のポテンショメータを実現することができる。

［実施例］ 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図は、この発明に係る回転角度検出装置としての非接
触ポテンショメータの構成を説明するためのものであっ
て、磁気を遮断できるような材料で構成されたケース21
の底部にはバイアス用磁石22が、例えば接着剤等で固定
されている。このバイアス用磁石22上には絶縁基板23が
固定され、この基板23上には角度検出用の強磁性磁気抵
抗素子24が形成されている。この場合、この絶縁基板23
は、強磁性磁気抵抗素子24の長手方向がバイアス用磁石
22の磁界方向に対して45度の角度を有するように固定さ
れるものである。ここで、バイアス用磁石22の強磁性磁
気抵抗素子24に対応する面における磁束密度は40［mT］
である。

強磁性磁気抵抗素子24の両端には電極24a、24bが形成さ
れており、この電極24a、24b間に電流Ｉがその長手方向
に沿って流れるようになっている。上記ケース21の上蓋
部21aには角型磁石25が回転自在に取付けられている。
具体的には、角型磁石25に取付けられた回転軸26が、例
えばボールベアリング等を用いた軸受け27に取付けられ
ている。このように回転自在に取付けられた角型磁石25
の強磁性磁気抵抗素子24に対応する面における磁束密度
は40［mT］である。

したがって、強磁性磁気抵抗素子24に印加される合成磁
界Ｇは、バイアス用磁石22の磁界Ｈと角型磁石25の磁界
H₀とのベクトル和となり、角型磁石25の回転に伴って強
磁性磁気抵抗素子24に印加される合成磁界Ｇが変化する
ようになる。

第２図は、このように構成された非接触ポテンショメー
タの抵抗値の変化特性を示すものであって、角型磁石25
の回転角度θの変化に伴って強磁性磁気抵抗素子24の示
す抵抗値が変化するようになっている。

強磁性磁気抵抗素子24の示す抵抗値は、この磁気抵抗素
子24に流れる電流方向とこれに印加される磁界方向が平
行な場合に最大となり、それらの方向が直角の場合に最
小となるものである。このため、バイアス用磁石22の磁
界Ｈと角型磁石25の磁界H₀の合成磁界Ｇが強磁性磁気抵
抗素子24に流れる電流Ｉの方向と平行に成る時、すなわ
ち角型磁石25の回転角度θが315度の時に抵抗値は最大
となり、合成磁界Ｇが電流Ｉの方向と直角の方向に成る
時、すなわち角型磁石25の回転角度θが135度の時にそ
の抵抗値は最小となる。

第２図からわかるように、強磁性磁気抵抗素子24の抵抗
値が線形的に変化する有効回転角度の範囲は、ほぼ120
度なり、この値は従来のものに比べて２倍となる。

第３図（Ａ）および（Ｂ）は、他の実施例を示すもので
あって、この実施例において、絶縁基板23は、この絶縁
基板23上に形成される強磁性磁気抵抗素子24の長手方向
がバイアス用磁石22の磁界Ｈの方向に対して30度の角度
を有するように設定されている。バイアス用磁石22の強
磁性磁気抵抗素子24に対応する面における磁束密度は40
［mT］である。また、ケース21の上蓋部21aに回転自在
に取り付けられている角型磁石25の強磁性磁気抵抗素子
24に対応する面における磁束密度は、20［mT］となって
いる。

第４図はこのように構成された非接触ポテンショメータ
の抵抗値の変化の状態を示すものであって、この図から
分るように、非接触ポテンショメータをこのように構成
した場合でも、強磁性磁気抵抗素子24の抵抗値が線形的
に変化する有効回転角度範囲を従来よりも広くすること
ができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、強磁性抵抗素子とそれ
ぞれ所定の間隔をもって対向配置された２つの磁界発生
手段を備えたことにより、簡単な構成で、強磁性磁気抵
抗素子の示す抵抗値が線形的に変化する有効回転角度の
範囲を効果的に広くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はこの発明の一実施例に係る回転角度検出
装置を示す平面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に示し
た回転角度検出装置を示す断面図、第２図は第１図に示
した回転角度検出装置の抵抗値の変化特性を示す図、第
３図（Ａ）はこの発明の他の実施例である回転角度検出
装置を示す平面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）に示し
た回転角度検出装置の断面図、第４図は第３図に示した
回転角度検出装置の抵抗値の変化特性を示す図、第５図
は従来の非接触ポテンショメータの原理を示す平面図、
第６図は第５図に示した非接触ポテンショメータの抵抗
値の変化特性を示す図である。 21……ケース、22……バイアス用磁石、23……絶縁基
盤、24……強磁性磁気抵抗素子、25……角型磁石、26…
…回転軸、27……軸受け。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有賀 勝彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 松下 利和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気抵抗素子と、 この磁気抵抗素子に対して所定の間隔をもって設定され
   るとともに、磁気抵抗素子の形成面に対して略平行に磁
   束が発生するように設定された第１の磁界発生手段と、 上記磁気抵抗素子に対して所定の間隔をもって上記第１
   の磁界発生手段と対向する位置に回転自在に設定される
   とともに、上記第１の磁界発生手段と同様に前記磁気抵
   抗素子の形成面に対して略平行に磁束が発生するように
   設定された第２の磁界発生手段とを具備し、 上記第２の磁界発生手段の回転にしたがって、上記第１
   及び第２の磁界発生手段から上記磁気抵抗素子に作用す
   る磁束によって発生するとともに、上記第２の磁界発生
   手段のみの磁界の回転に比べて緩やかに回転する合成磁
   界の回転を検出するようにしたことを特徴とする回転角
   度検出装置。
2. 【請求項２】上記第１の磁界発生手段から上記磁気抵抗
   素子に印加される磁界の大きさは、上記第２の磁界発生
   手段から上記磁気抵抗素子に印加される磁界の大きさに
   等しいか、それより大きな値に設定されるようにした特
   許請求の範囲第１項記載の回転角度検出装置。