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JP6284613B1 - Contactless potentiometer - Google Patents

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JP6284613B1
JP6284613B1 JP2016247515A JP2016247515A JP6284613B1 JP 6284613 B1 JP6284613 B1 JP 6284613B1 JP 2016247515 A JP2016247515 A JP 2016247515A JP 2016247515 A JP2016247515 A JP 2016247515A JP 6284613 B1 JP6284613 B1 JP 6284613B1
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下田 達郎
達郎 下田
正二 丸山
正二 丸山
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

【課題】小型化でき、また、全体の出力数を適宜調整することのできる無接触式ポテンショメータを提供する。【解決手段】少なくとも1組の磁石10及びホールIC12を備えた筒状のセンサユニット30を設け、磁石10及びホールIC12をセンサユニット30の周側面のシャフト6の回転軸に対して直交する位置に配置した無接触式ポテンショメータ1である。【選択図】図2A contactless potentiometer that can be reduced in size and can adjust the total number of outputs as appropriate. A cylindrical sensor unit 30 including at least one set of magnets 10 and a Hall IC 12 is provided, and the magnets 10 and Hall ICs 12 are arranged at positions orthogonal to the rotation axis of the shaft 6 on the peripheral side surface of the sensor unit 30. The contactless potentiometer 1 is arranged. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、磁石と磁気検出素子を用いた無接触式ポテンショメータに関する。   The present invention relates to a contactless potentiometer using a magnet and a magnetic detection element.

従来、磁石と磁気検出素子(ホールIC)を用いた無接触式ポテンショメータでは、磁石とホールICを無接触式ポテンショメータのシャフト軸の延長線上に配置するのが一般的である(特許文献1参照)。   Conventionally, in a contactless potentiometer using a magnet and a magnetic detection element (Hall IC), the magnet and the Hall IC are generally arranged on an extension of the shaft axis of the contactless potentiometer (see Patent Document 1). .

特許第5329683号公報Japanese Patent No. 5329683

しかしながら、従来の無接触式ポテンショメータでは、ポテンショメータのシャフト軸の延長線上に磁石とホールICを配置するため、磁石とホールICを1つしか配置できないという制限があった。また、無接触式ポテンショメータのサイズが、シャフト軸の延長線方向で大きくなってしまうという問題もあった。   However, in the conventional non-contact type potentiometer, since the magnet and the Hall IC are arranged on the extension line of the shaft axis of the potentiometer, there is a limitation that only one magnet and the Hall IC can be arranged. There is also a problem that the size of the non-contact type potentiometer becomes larger in the direction of the extension of the shaft axis.

さらには、無接触式ポテンショメータの全体の出力数は、シャフト軸の延長線上に配置された磁石とホールICの出力数で決まってしまうという問題もあった。   Furthermore, there is also a problem that the total number of outputs of the contactless potentiometer is determined by the number of outputs of the magnet and the Hall IC arranged on the extension line of the shaft axis.

本発明は、このような状況を考慮してなされたものであり、シャフト軸方向で小型化し、また、仕様に合わせて、適宜全体の出力数を変更することができる無接触式ポテンショメータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such a situation, and provides a non-contact type potentiometer that can be downsized in the axial direction of the shaft and can appropriately change the total number of outputs in accordance with specifications. For the purpose.

上記の目的を達成するため、本発明の無接触式ポテンショメータは、回転可能なシャフトと、シャフトの回転力により回転する磁石と、磁石に対向し、回転する磁石の磁束の変化を検出するホールICと、を備える。さらに、少なくとも1組の磁石及びホールICを備えた筒状のセンサユニットを設け、磁石及びホールICをセンサユニットの周側面のシャフトの回転軸に対して直交する位置に配置したものである。   In order to achieve the above object, a contactless potentiometer according to the present invention includes a rotatable shaft, a magnet that is rotated by the rotational force of the shaft, and a Hall IC that faces the magnet and detects a change in magnetic flux of the rotating magnet. And comprising. Further, a cylindrical sensor unit including at least one set of magnets and Hall ICs is provided, and the magnets and Hall ICs are arranged at positions orthogonal to the rotation axis of the shaft on the peripheral side surface of the sensor unit.

本発明の無接触式ポテンショメータでは、ポテンショメータをシャフト軸方向で小型化し、また、仕様に合わせてポテンショメータ全体の出力数を変更することができる。   In the contactless potentiometer of the present invention, the potentiometer can be reduced in size in the shaft axis direction, and the number of outputs of the entire potentiometer can be changed according to the specification.

本発明の実施形態による無接触式ポテンショメータの外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of the non-contact-type potentiometer by embodiment of this invention. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本発明の実施形態による無接触式ポテンショメータの分解図である。1 is an exploded view of a contactless potentiometer according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態による無接触式ポテンショメータのセンサユニットの分解図である。It is an exploded view of the sensor unit of the contactless potentiometer according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による2段タイプに構成にしたセンサユニットの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the sensor unit comprised by the two-stage type by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による無接触式ポテンショメータの出力特性図である。It is an output characteristic figure of the non-contact type potentiometer by the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態による無接触式ポテンショメータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the contactless potentiometer by other embodiment of this invention.

以下、本発明の無接触式ポテンショメータの実施の形態例(以下、「本例」という。)について、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一要素又は同一機能を有する部材には、同一符号を用いることとし、重複する発明は省略する。   Hereinafter, an embodiment of a contactless potentiometer of the present invention (hereinafter referred to as “this example”) will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, the same reference numerals are used for members having substantially the same elements or functions, and redundant inventions are omitted.

図1は本例による無接触式ポテンショメータの外観を示す側面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は無接触式ポテンショメータの分解図、図4はセンサユニットの分解図、図5はセンサユニットを2段タイプに構成にした場合の要部斜視図、図6は無接触式ポテンショメータの出力特性図である。   1 is a side view showing the appearance of a contactless potentiometer according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded view of the contactless potentiometer, FIG. 4 is an exploded view of the sensor unit, FIG. 5 is a perspective view of a main part when the sensor unit is configured in a two-stage type, and FIG.

図1に示すように、本例の無接触式ポテンショメータ1は、筐体2に対しシャフト6を回転自在に軸支して構成される。筐体2は、ハウジングケース3と、このハウジングケース3の下端に嵌合するギヤパネル4と、ハウジングケース3の上端に嵌め込み固定される裏蓋5とによりなり、ハウジングケース3に軸受部7を介してシャフト6が回転自在に軸支されている。   As shown in FIG. 1, the contactless potentiometer 1 of this example is configured by rotatably supporting a shaft 6 with respect to a housing 2. The housing 2 includes a housing case 3, a gear panel 4 that is fitted to the lower end of the housing case 3, and a back cover 5 that is fitted and fixed to the upper end of the housing case 3. Thus, the shaft 6 is rotatably supported.

図2〜図6に示すように、筐体2の内部には、磁場を発生させる磁気回路部と磁場を検出する磁気検出部を備えたセンサユニット30が設けられている。本例では、2つのセンサユニット30をシャフト6の回転軸上に重ねて配置した2段タイプである。センサユニット30は、磁石10、ホールIC12、従動かさ歯車33を備えたセンサ部を有している。本例のセンサ部は、ユニットケース40の周側部の右側に設けられた右センサ部35と、右センサ部35と対向するように周側部の左側に設けられた左センサ部36とで構成されている。また、右センサ部35の磁石10及びホールIC12と、左センサ部36の磁石10及びホールIC12とは、ユニットケース40の中心を挟んで対向する位置に設けられている。   As shown in FIGS. 2 to 6, a sensor unit 30 including a magnetic circuit unit that generates a magnetic field and a magnetic detection unit that detects the magnetic field is provided inside the housing 2. In this example, it is a two-stage type in which two sensor units 30 are arranged on the rotation axis of the shaft 6. The sensor unit 30 has a sensor unit including the magnet 10, the Hall IC 12, and the driven gear 33. The sensor unit of this example includes a right sensor unit 35 provided on the right side of the peripheral side portion of the unit case 40 and a left sensor unit 36 provided on the left side of the peripheral side portion so as to face the right sensor unit 35. It is configured. Further, the magnet 10 and the Hall IC 12 of the right sensor unit 35 and the magnet 10 and the Hall IC 12 of the left sensor unit 36 are provided at positions facing each other across the center of the unit case 40.

磁気回路部は、磁石10を有し、磁場を発生させている。磁石10は、減速機構であるギヤユニット20等を介してシャフト6と連結している。磁気検出部は、磁石10に対向する位置に設けられたホールIC12を備えた回路基板13を有し、磁石10から生じる磁束をホールIC12で検出し、図示しないコードを通じて、シャフト6の回転に応じた電圧を出力する。なお、本例では、一例としてシングル出力タイプのホールICを用いるが、ホールICは二重出力タイプであってもよく、ホールICの出力形態を限定するものではない。   The magnetic circuit unit has a magnet 10 and generates a magnetic field. The magnet 10 is connected to the shaft 6 via a gear unit 20 that is a speed reduction mechanism. The magnetic detection unit includes a circuit board 13 having a Hall IC 12 provided at a position facing the magnet 10, detects the magnetic flux generated from the magnet 10 by the Hall IC 12, and responds to the rotation of the shaft 6 through a code (not shown). Output voltage. In this example, a single output type Hall IC is used as an example. However, the Hall IC may be a double output type, and the output form of the Hall IC is not limited.

ギヤユニット20は、シャフト6の先端部に取り付けられたピニオンギヤ21を介して、シャフト6の回転駆動が伝達される円盤状の中間ギヤ22と、中間ギヤ22のピニオンギヤ22aを介して中間ギヤ22の回転駆動が伝達される円盤状の駆動ギヤ23と、を備えている。駆動ギヤ23は、棒状のサブシャフト31の下端に一体に取り付けられている。サブシャフト31は、その回転軸がシャフト6の回転軸と一致するように配置される。   The gear unit 20 includes a disk-shaped intermediate gear 22 to which the rotational drive of the shaft 6 is transmitted via a pinion gear 21 attached to the tip of the shaft 6, and an intermediate gear 22 via a pinion gear 22 a of the intermediate gear 22. And a disk-like drive gear 23 to which the rotational drive is transmitted. The drive gear 23 is integrally attached to the lower end of the rod-shaped sub shaft 31. The sub shaft 31 is arranged such that the rotation axis thereof coincides with the rotation axis of the shaft 6.

サブシャフト31には、シャフト6と同一の回転軸を有する第1のかさ歯車としての駆動かさ歯車32が連結固定されている。また、駆動かさ歯車32には、駆動かさ歯車32の回転軸と直交する回転軸を有する第2のかさ歯車としての従動かさ歯車33が連結されている。従動かさ歯車33には、磁石10を収納保持するための収納部を備えた円筒状の磁石ホルダ9が形成されている。   A driving bevel gear 32 as a first bevel gear having the same rotation axis as the shaft 6 is connected and fixed to the subshaft 31. The driven bevel gear 32 is connected to a driven bevel gear 33 as a second bevel gear having a rotation axis orthogonal to the rotation axis of the drive bevel gear 32. The driven bevel gear 33 is formed with a cylindrical magnet holder 9 having a storage portion for storing and holding the magnet 10.

本例では、駆動かさ歯車32と従動かさ歯車33により、シャフト6の回転力を直交する方向に変換して磁石10に伝達する変換機構を構成する。すなわち、シャフト6の回転力が、サブシャフト31、駆動かさ歯車32、従動かさ歯車33を介して、磁石10の回転力として伝達される。   In this example, the drive bevel gear 32 and the driven bevel gear 33 constitute a conversion mechanism that converts the rotational force of the shaft 6 into a direction orthogonal to the magnet and transmits it to the magnet 10. That is, the rotational force of the shaft 6 is transmitted as the rotational force of the magnet 10 through the sub shaft 31, the drive bevel gear 32, and the driven bevel gear 33.

なお、ギヤユニット20のギヤ列の減速比をシャフト6に対して10に設定することにより、シャフト6が10回転するのに対して、磁石10が1回転するように設定することができる。これにより、シャフト6における360°×10回転=3600°の電気的回転角度の検出が可能となる。   In addition, by setting the reduction ratio of the gear train of the gear unit 20 to 10 with respect to the shaft 6, it can be set so that the magnet 10 makes one rotation while the shaft 6 makes 10 rotations. As a result, it is possible to detect an electrical rotation angle of 360 ° × 10 rotations = 3600 ° in the shaft 6.

ギヤユニット20の中間ギヤ22及び駆動ギヤ23は、ギヤパネル4に形成された収納部4aに収納されている。中間ギヤ22は、ギヤピン24により、収納部4aの上方に固定される円板状のギヤ板25と収納部4aの底部との間で回転可能に軸支されている。ギヤピン24は、ギヤ板25及びギヤパネル4の軸穴を軸受けにして組み付けられている。   The intermediate gear 22 and the drive gear 23 of the gear unit 20 are stored in a storage portion 4 a formed on the gear panel 4. The intermediate gear 22 is rotatably supported by a gear pin 24 between a disc-shaped gear plate 25 fixed above the storage portion 4a and the bottom of the storage portion 4a. The gear pin 24 is assembled with the shaft holes of the gear plate 25 and the gear panel 4 as bearings.

ギヤパネル4の中心部には貫通孔4bが形成されており、ピニオンギヤ21が取り付けられたシャフト6が挿通されている。   A through hole 4b is formed at the center of the gear panel 4, and the shaft 6 to which the pinion gear 21 is attached is inserted.

ギヤ板25の上面には、センサユニット30の下端面が嵌合するための溝部25bが、外周端に沿って形成されている。また、ギヤ板25の中心部には貫通孔25aが形成されており、貫通孔25aには、駆動ギヤ23が取り付けられたサブシャフト31が挿通される。なお、貫通孔25aの中心位置は、シャフト6の回転軸線上に一致するように形成されている。   On the upper surface of the gear plate 25, a groove portion 25b for fitting the lower end surface of the sensor unit 30 is formed along the outer peripheral end. A through hole 25a is formed at the center of the gear plate 25, and the sub shaft 31 to which the drive gear 23 is attached is inserted into the through hole 25a. The center position of the through hole 25a is formed to coincide with the rotation axis of the shaft 6.

ギヤ板25は、ギヤ板25及びギヤパネル4に設けられた複数のねじ孔27にねじ28を挿通することで、ギヤパネル4に固定される。ギヤパネル4に固定されたギヤ板25の貫通孔25aに挿通されたサブシャフト31は、駆動ギヤ23によって係止され、係止されたサブシャフト31の所定位置に、センサユニット30の駆動かさ歯車32が固定される。サブシャフト31は、裏蓋5の中央部軸穴5aを軸受けにして組み付けられる。   The gear plate 25 is fixed to the gear panel 4 by inserting screws 28 through a plurality of screw holes 27 provided in the gear plate 25 and the gear panel 4. The sub shaft 31 inserted through the through hole 25a of the gear plate 25 fixed to the gear panel 4 is locked by the driving gear 23, and the driving bevel gear 32 of the sensor unit 30 is placed at a predetermined position of the locked sub shaft 31. Is fixed. The sub shaft 31 is assembled with the central shaft hole 5a of the back cover 5 as a bearing.

例えば、図4に示すように、センサユニット30の右側には右センサ部35が設けられており、角筒状に形成されたユニットケース40の周側部には、従動かさ歯車33の磁石ホルダ9を挿通するためのホルダ挿通部41が形成されている。ホルダ挿通部41は、磁石ホルダ9の径とほぼ同一の内孔41aと、内孔41aの外側に形成された内孔41aよりも径の大きい外孔41bとで構成されている。   For example, as shown in FIG. 4, a right sensor portion 35 is provided on the right side of the sensor unit 30, and a magnet holder of a driven gear 33 is provided on a peripheral side portion of a unit case 40 formed in a rectangular tube shape. The holder insertion part 41 for inserting 9 is formed. The holder insertion portion 41 includes an inner hole 41a substantially the same as the diameter of the magnet holder 9, and an outer hole 41b having a larger diameter than the inner hole 41a formed outside the inner hole 41a.

ユニットケース40の外孔41bの周囲には、回路基板13を取り付けるための平面部45が形成されている。また、ユニットケース40の中央部には、サブシャフト31を挿通させるためのシャフト挿通孔48が形成されている。   A flat part 45 for attaching the circuit board 13 is formed around the outer hole 41 b of the unit case 40. In addition, a shaft insertion hole 48 through which the sub shaft 31 is inserted is formed at the center of the unit case 40.

従動かさ歯車33を内孔41aに挿通した状態で、円板状の磁石10が磁石ホルダ9に嵌めこまれる。また、磁石ホルダ9と外孔41bとの間にリング状の調整ワッシャ43を載置した状態で、円筒状の押さえリング44が磁石ホルダ9に取り付けられる。これにより、従動かさ歯車33は、回転可能な状態で、ユニットケース40に取り付けられる。   The disc-shaped magnet 10 is fitted into the magnet holder 9 with the driven gear 33 inserted through the inner hole 41a. The cylindrical pressing ring 44 is attached to the magnet holder 9 with the ring-shaped adjusting washer 43 placed between the magnet holder 9 and the outer hole 41b. Thereby, the driven bevel gear 33 is attached to the unit case 40 in a rotatable state.

つぎに、ホールIC12が装着された回路基板13が、磁石10に対して適正な距離及び位置関係を保った状態で、ユニットケース40に取り付けられる。回路基板13は、基板固定ねじ46を用いて、ユニットケース40の平面部45にねじ止め固定される。   Next, the circuit board 13 on which the Hall IC 12 is mounted is attached to the unit case 40 while maintaining an appropriate distance and positional relationship with respect to the magnet 10. The circuit board 13 is screwed and fixed to the flat portion 45 of the unit case 40 using a board fixing screw 46.

本例では、ユニットケース40の左側にも、従動かさ歯車33,磁石10、ホールIC12を備えた左センサ部36が設けられている。このとき、左センサ部36の従動かさ歯車33の回転軸は、右センサ部35の従動かさ歯車33の回転軸と一致するように配置される。なお、本例では、ユニットケース40の左右に2つのセンサ部35、36を設けているが、いずれか一方側にのみセンサ部を設けるようにしてもよい。   In the present example, the left sensor unit 36 including the driven gear 33, the magnet 10, and the Hall IC 12 is also provided on the left side of the unit case 40. At this time, the rotation axis of the driven gear 33 of the left sensor unit 36 is disposed so as to coincide with the rotation axis of the driven gear 33 of the right sensor unit 35. In this example, the two sensor portions 35 and 36 are provided on the left and right sides of the unit case 40, but the sensor portions may be provided only on one side.

図5に示すように、本例は、シャフト挿通孔48にサブシャフト31を挿通させた状態で、2つのセンサユニット30a、30bが、シャフト6の回転軸の延長線上に沿って重ねて配置された2段構成タイプである。下段に配置された下段センサユニット30aは、ユニットケース40の下端面がギヤ板25に設けられた溝部25bに嵌合された状態で、固定ねじ37により、ギヤ板25に固定されている。上段に配置された上段センサユニット30bは、下段センサユニット30aのシャフト挿通孔48から突出しているサブシャフト31の軸に合わせて、下段センサユニット30aの上面に載置され、連結ねじ38を用いて連結固定される。上段センサユニット30bの上面部には、ねじ39により裏蓋5が固定される。   As shown in FIG. 5, in this example, in a state where the sub shaft 31 is inserted through the shaft insertion hole 48, the two sensor units 30 a and 30 b are arranged so as to overlap along the extension line of the rotation axis of the shaft 6. This is a two-stage configuration type. The lower sensor unit 30a disposed in the lower stage is fixed to the gear plate 25 by a fixing screw 37 in a state where the lower end surface of the unit case 40 is fitted in the groove portion 25b provided in the gear plate 25. The upper sensor unit 30b disposed in the upper stage is placed on the upper surface of the lower sensor unit 30a in accordance with the axis of the sub shaft 31 protruding from the shaft insertion hole 48 of the lower sensor unit 30a, and is connected using a connecting screw 38. Connected and fixed. The back cover 5 is fixed to the upper surface of the upper sensor unit 30b by screws 39.

また、本例では、上段センサユニット30bを下段センサユニット30aと連結する際に、下段センサユニット30aの磁石10の位置に対して、上段センサユニット30bの磁石10の位置が円周方向に90度ずれるようにして連結する。すなわち、連結したセンサユニット30を上方から見た際には、磁石10及びホールIC12がユニットケース40の円周方向に沿って90度の間隔で配置されている。これにより、下段センサユニット30aの磁石10と上段センサユニット30bの磁石10との間で生じる磁束干渉を避けることができ、正確な測定を行うことができる。   In this example, when the upper sensor unit 30b is connected to the lower sensor unit 30a, the position of the magnet 10 of the upper sensor unit 30b is 90 degrees in the circumferential direction with respect to the position of the magnet 10 of the lower sensor unit 30a. Connect so as to be displaced. That is, when the connected sensor units 30 are viewed from above, the magnets 10 and the Hall ICs 12 are arranged at intervals of 90 degrees along the circumferential direction of the unit case 40. Thereby, the magnetic flux interference which arises between the magnet 10 of the lower sensor unit 30a and the magnet 10 of the upper sensor unit 30b can be avoided, and an accurate measurement can be performed.

さらに新しいセンサユニットを上段センサユニット30bに連結して3段タイプの構成にする場合には、上段センサユニット30bの磁石10の位置に対して、追加するセンサユニットの磁石の位置を円周方向に90度ずらして連結する。このように、本例の無接触式ポテンショメータ1によれば、シャフト6の回転軸方向に隣り合うセンサユニット30の磁石の位置を90度ずらすことにより、磁束干渉を避けることができ、正確な測定を行うことができる。   When a new sensor unit is connected to the upper sensor unit 30b to form a three-stage configuration, the position of the magnet of the sensor unit to be added is set in the circumferential direction with respect to the position of the magnet 10 of the upper sensor unit 30b. Connect 90 degrees apart. Thus, according to the contactless potentiometer 1 of this example, magnetic flux interference can be avoided by shifting the position of the magnet of the sensor unit 30 adjacent in the rotation axis direction of the shaft 6 by 90 degrees, and accurate measurement is possible. It can be performed.

なお、本例では、センサユニットを複数段に重ねる構成としたが、1段タイプであってもよい。   In this example, the sensor units are stacked in a plurality of stages, but a single-stage type may be used.

本例の無接触式ポテンショメータ1では、シャフト6の回転力は、シャフト6の先端に嵌合固定されたピニオンギヤ21を介して中間ギヤ22に伝達される。さらに、中間ギヤ22に伝達されたシャフト6の回転力は、駆動ギヤ23を介してサブシャフト31に伝達されて、サブシャフト31上の適切な位置に固定された1個以上の駆動かさ歯車32を回転させる。駆動かさ歯車32が回転すると、駆動かさ歯車32に噛合している従動かさ歯車33が回転し、従動かさ歯車33の磁石ホルダ9に取り付けられている磁石10が回転する。これにより、磁気回路部のホールIC12は、磁石10の回転に伴う磁束変化を感知して、シャフト6の回転角度に応じた電圧などの電気的信号を出力する。   In the contactless potentiometer 1 of this example, the rotational force of the shaft 6 is transmitted to the intermediate gear 22 via the pinion gear 21 fitted and fixed to the tip of the shaft 6. Further, the rotational force of the shaft 6 transmitted to the intermediate gear 22 is transmitted to the subshaft 31 via the drive gear 23, and one or more drive bevel gears 32 fixed at appropriate positions on the subshaft 31. Rotate. When the driving bevel gear 32 rotates, the driven bevel gear 33 meshing with the driving bevel gear 32 rotates, and the magnet 10 attached to the magnet holder 9 of the driven bevel gear 33 rotates. Accordingly, the Hall IC 12 of the magnetic circuit unit senses a change in magnetic flux accompanying the rotation of the magnet 10 and outputs an electrical signal such as a voltage corresponding to the rotation angle of the shaft 6.

図6は、本例の無接触式ポテンショメータの出力特性図であって、横軸はシャフト6の回転角度を表し、縦軸は出力電圧を表す。   FIG. 6 is an output characteristic diagram of the contactless potentiometer of this example, in which the horizontal axis represents the rotation angle of the shaft 6 and the vertical axis represents the output voltage.

ここで、シャフト6の回転角度と磁石10の回転角度の関係、すなわち、シャフト6の回転角度とホールIC12の出力変化の関係は、ピニオンギヤ21、中間ギヤ22、駆動ギヤ23からなるギヤ減速機構のギヤ比、及び駆動かさ歯車32、従動かさ歯車33からなるかさ歯車のギヤ比に依存する。   Here, the relationship between the rotation angle of the shaft 6 and the rotation angle of the magnet 10, that is, the relationship between the rotation angle of the shaft 6 and the output change of the Hall IC 12 is that of the gear reduction mechanism including the pinion gear 21, the intermediate gear 22 and the drive gear 23. It depends on the gear ratio and the gear ratio of the bevel gear composed of the driving bevel gear 32 and the driven bevel gear 33.

本例では、シャフト6の回転に対して、ギヤ減速機構のギヤ比を10倍以上に設定する。また、駆動かさ歯車32の歯数と従動かさ歯車33の歯数を同じとし、駆動かさ歯車32と従動かさ歯車33のギヤ比を1に設定している。なお、ギヤ減速機構のギヤ比及びかさ歯車のギヤ比は、ポテンショメータの仕様に応じて適宜設定することができる。   In this example, the gear ratio of the gear reduction mechanism is set to 10 times or more with respect to the rotation of the shaft 6. The number of teeth of the driving bevel gear 32 and the number of teeth of the driven bevel gear 33 are the same, and the gear ratio between the driving bevel gear 32 and the driven bevel gear 33 is set to 1. The gear ratio of the gear reduction mechanism and the gear ratio of the bevel gear can be appropriately set according to the specifications of the potentiometer.

本例では、シャフト6の10回転分に相当する電気的回転角度3600°に対する磁石10の回転角度に、出力電圧の10%〜90%を割り当てている。なお、本例では電気的変化を伴うシャフト6の回転量を10回転(電気的回転角度3600)としているが、シャフト6の回転量や出力電圧の出力レベルは、ポテンショメータの仕様に応じて適宜設定することができる。   In this example, 10% to 90% of the output voltage is assigned to the rotation angle of the magnet 10 with respect to the electrical rotation angle 3600 ° corresponding to 10 rotations of the shaft 6. In this example, the rotation amount of the shaft 6 accompanied by an electrical change is 10 rotations (electric rotation angle 3600). However, the rotation amount of the shaft 6 and the output level of the output voltage are appropriately set according to the potentiometer specifications. can do.

また、本例では、センサユニット30のセンサ部にシングル出力タイプのホールICを使用しているが、2重出力タイプのホールICを用いれば、左右のセンサ部の各出力を2重出力化することも可能である。   In this example, a single output type Hall IC is used for the sensor unit of the sensor unit 30, but if a double output type Hall IC is used, each output of the left and right sensor units is double output. It is also possible.

また、本例では、アナログ電圧の出力を採用しているが、PMWなどのデジタル出力を採用してもよい。また、リニアのアナログ電圧出力に限定するものではなく、三角波出力、スイッチ出力(方形波出力)、その他SIN・COS出力などの関数出力であってもよい。   In this example, an analog voltage output is used, but a digital output such as PMW may be used. Further, the output is not limited to a linear analog voltage output, and may be a function output such as a triangular wave output, a switch output (square wave output), or a SIN / COS output.

図7は、本発明による他の実施形態の無接触式ポテンショメータの縦断面図である。
図7に示すように、本例の無接触式ポテンショメータ50は、シャフト6とサブシャフト31を一体に形成するとともに、ギヤパネル4に収納した中間ギヤ22、駆動ギヤ23からなるギヤ減速機構を無くし、サブシャフト31に直接駆動かさ歯車32を取り付けたものである。これにより、複数のセンサユニット30a、30bを備えた1回転型の無接触式ポテンショメータを構成することができる。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a contactless potentiometer according to another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, the contactless potentiometer 50 of the present example integrally forms the shaft 6 and the sub shaft 31 and eliminates the gear reduction mechanism including the intermediate gear 22 and the drive gear 23 housed in the gear panel 4. A driving bevel gear 32 is directly attached to the sub shaft 31. Thereby, the 1 rotation type non-contact-type potentiometer provided with the some sensor units 30a and 30b can be comprised.

以上説明したように、本発明の無接触式ポテンショメータによれば、シャフト6の回転軸の延長線上に磁石10及びホールIC12を備えたセンサ部を配置しないので、シャフト軸方向におけるポテンショメータの大きさを小さくすることができる。また、複数のセンサ部をセンサユニット30の周側面に設けることができる。   As described above, according to the non-contact type potentiometer of the present invention, since the sensor unit including the magnet 10 and the Hall IC 12 is not arranged on the extension line of the rotation axis of the shaft 6, the size of the potentiometer in the shaft axis direction can be reduced. Can be small. In addition, a plurality of sensor units can be provided on the peripheral side surface of the sensor unit 30.

また、ユニット化して複数連結することにより、センサ部の数を増やすことができる。これにより、ポテンショメータの仕様に応じて、ポテンショメータ全体の出力数を適宜調整することができる。   Moreover, the number of sensor parts can be increased by unitizing and connecting a plurality. Thereby, according to the specification of a potentiometer, the output number of the whole potentiometer can be adjusted suitably.

なお、本発明の無接触式ポテンショメータは、上述の各形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において本発明の構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。   The contactless potentiometer of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention in other materials and configurations.

1、50・・・無接触式ポテンショメータ、2・・・筐体、3・・・ハウジングケース、4・・・ギヤパネル、5・・・裏蓋、6・・・シャフト、7・・・軸受部、9・・・磁石ホルダ、10・・・磁石、12・・・ホールIC、13・・・回路基板、20・・・ギヤユニット、21・・・ピニオンギヤ(シャフト)、22・・・中間ギヤ、22a・・・ピニオンギヤ(中間ギヤ)、23・・・駆動ギヤ、24・・・ギヤピン、25・・・ギヤ板、25a・・・貫通孔、25b・・・溝部、27・・・ねじ孔、28・・・ねじ、30・・・センサユニット、31・・・サブシャフト、32・・・駆動かさ歯車、33・・・従動かさ歯車、35・・・右センサ部、36・・・左センサ部、40・・・ユニットケース、41・・・ホルダ挿通部、41a・・・内孔、41b・・・外孔、43・・・調整ワッシャ、44・・・押さえリング、45・・・平面部、46・・・基板固定ねじ、48・・・シャフト挿通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 50 ... Non-contact type potentiometer, 2 ... Housing, 3 ... Housing case, 4 ... Gear panel, 5 ... Back cover, 6 ... Shaft, 7 ... Bearing part , 9 ... Magnet holder, 10 ... Magnet, 12 ... Hall IC, 13 ... Circuit board, 20 ... Gear unit, 21 ... Pinion gear (shaft), 22 ... Intermediate gear 22a ... pinion gear (intermediate gear), 23 ... drive gear, 24 ... gear pin, 25 ... gear plate, 25a ... through hole, 25b ... groove, 27 ... screw hole 28 ... Screw, 30 ... Sensor unit, 31 ... Sub shaft, 32 ... Drive bevel gear, 33 ... Follower bevel gear, 35 ... Right sensor part, 36 ... Left Sensor part, 40 ... unit case, 41 ... holder insertion part, 1a ... hole, 41b ... outer hole, 43 ... adjustment washer 44 ... retainer ring, 45 ... flat portion, 46 ... substrate fixing screw, 48 ... shaft insertion hole

Claims (3)

回転可能なシャフトと、
前記シャフトの回転力により回転する磁石と、
前記磁石に対向し、前記回転する磁石の磁束の変化を検出するホールICと、を備えた無接触式ポテンショメータであって、
1組の前記磁石及びホールICと、前記1組の磁石及びホールICと対向する位置に設けられた他の1組の磁石及びホールICと、を備えた筒状のセンサユニットを有し、
前記センサユニットの周側面の前記シャフトの回転軸に対して直交する位置に前記1組及び他の1組の磁石及びホールICを配置し、
前記シャフトの回転軸と共通する回転軸を有する第1のかさ歯車と、前記第1のかさ歯車と連結した、前記第1のかさ歯車の回転軸と直交する回転軸を有する前記磁石を保持した第2のかさ歯車と、を備え、前記第1のかさ歯車と前記第2のかさ歯車を介して、前記シャフトの回転力を伝達して前記磁石を回転させる
無接触式ポテンショメータ。
A rotatable shaft,
A magnet that rotates by the rotational force of the shaft;
A non-contact type potentiometer provided with a Hall IC that faces the magnet and detects a change in magnetic flux of the rotating magnet,
A cylindrical sensor unit provided with one set of the magnet and Hall IC and another set of magnet and Hall IC provided at a position facing the one set of magnet and Hall IC ;
The one set and the other set of magnets and Hall ICs are arranged at positions orthogonal to the rotation axis of the shaft on the peripheral side surface of the sensor unit,
A first bevel gear having a rotation axis common to the rotation axis of the shaft, and the magnet having a rotation axis connected to the first bevel gear and orthogonal to the rotation axis of the first bevel gear are held. And a second bevel gear, and a contactless potentiometer that rotates the magnet by transmitting the rotational force of the shaft via the first bevel gear and the second bevel gear .
前記センサユニットを複数設け、前記複数のセンサユニットは、前記シャフトの回転軸線上に重ねて配置されている
請求項1に記載の無接触式ポテンショメータ。
The contactless potentiometer according to claim 1, wherein a plurality of the sensor units are provided, and the plurality of sensor units are arranged so as to overlap each other on a rotation axis of the shaft.
前記重ねて配置された複数のセンサユニットは、隣り合うセンサユニットに配置された前記磁石の位置が、センサユニットの周方向において90度ずれるように配置されている
請求項2に記載の無接触式ポテンショメータ。
The non-contact type according to claim 2, wherein the plurality of sensor units arranged in an overlapping manner are arranged such that positions of the magnets arranged in adjacent sensor units are shifted by 90 degrees in a circumferential direction of the sensor unit. Potentiometer.
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