特許 5763810 無接触式ポテンショメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5763810

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】無接触式ポテンショメータ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20150723BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/12 Q

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-115206(P2014-115206)

(22)【出願日】2014年6月3日

【審査請求日】2014年6月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000120489

【氏名又は名称】栄通信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下田 達郎

(72)【発明者】

【氏名】丸山 正二

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１４２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４３３８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００− ５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９− ５／６２

Ｇ０１Ｂ ７／００− ７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状に形成されたシャフトと、
前記シャフトに取り付けられた磁石と、
前記シャフトを移動可能に支持し、前記シャフトの移動変位を検出する位置検出部と、を備え、
前記位置検出部は、
前記シャフトが挿通し、前記磁石を収容するケースと、
前記ケースに保持され、前記シャフトの軸心を中心に放射状に配置される複数の基板と、
前記複数の基板におけるそれぞれの実装面に実装される磁気検出素子と、を備え、
前記複数の基板は、前記シャフトの軸心を中心とする仮想円が前記実装面を貫通し、かつ前記実装面から延在する仮想面が前記シャフトと交差して前記ケースに保持される
無接触式ポテンショメータ。

【請求項2】

前記ケースは、前記複数の基板が前記シャフトの軸方向に沿って挿入され、前記複数の基板を保持する基板ホルダを有する
請求項１に記載の無接触式ポテンショメータ。

【請求項3】

前記位置検出部は、前記基板に接続されて、前記基板と前記位置検出部の外部との入出力の中継を行う中継基板を有し、
前記基板ホルダには、前記基板が挿入された際に前記基板に設けた端子と接続し、かつ前記中継基板とも接続する導通部を有する
請求項２に記載の無接触式ポテンショメータ。

【請求項4】

前記位置検出部は、前記シャフトをその軸方向に沿って摺動可能に支持する軸受を有し、前記シャフトの軸方向への直線移動の変位を検出する
請求項１〜３のいずれかに記載の無接触式ポテンショメータ。

【請求項5】

前記位置検出部は、前記シャフトをその周方向に沿って回転可能に支持する回転軸受を有し、前記シャフトの周方向への回転変位を検出し、
前記シャフトには、雄ねじ部が設けられ、
前記磁石は、前記雄ねじ部と螺合する螺合孔を有する磁石ホルダに保持された状態で前記シャフトに取り付けられ、
前記ケースは、前記磁石ホルダを前記シャフトの軸方向へ移動可能に支持し、
前記磁石ホルダ、前記ケース及び前記シャフトは、前記シャフトの回転量に応じて前記磁石を前記シャフトの軸方向への直線移動へ変換する
請求項１〜３のいずれかに記載の無接触式ポテンショメータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気検出型の無接触式ポテンショメータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、磁石と、磁気検出素子（例えば、ホール素子）とを用いて物体の変位量を検出する無接触式ポテンショメータが知られている。この無接触式ポテンショメータは、磁石をシャフトに取り付け、シャフトが移動した際に生じる磁束の変化を磁気検出素子で検出し、シャフトの移動量を検出している（例えば、特許文献１参照）。なお、シャフトの移動は、軸方向への移動だけでなく、周方向への回転移動を含むものである。

【0003】

次に、図１９Ａ及び図１９Ｂを参照して従来の無接触式ポテンショメータの構成について説明する。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、従来の無接触式ポテンショメータの概略構成を示す説明図である。

【0004】

図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、従来の無接触式ポテンショメータ１００は、磁石１０８と、磁気検出素子１０９が実装された基板１０７とを有している。図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、基板１０７は、磁気検出素子１０９が実装された実装面１０７ａを磁石１０８に対向させて配置される。そして、磁気検出素子１０９は、磁石１０８が移動した際に生じる磁束の変化を検出する。

【0005】

近年では、磁石の移動量に対する検出信号の出力を大きくして、検出精度を上げるために、複数の磁気検出素子を配置することが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−１４２６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、図１９に示す従来の無接触式ポテンショメータ１００では、複数の磁気検出素子１０９を配置する場合、磁気検出素子１０９が実装された基板１０７を複数用意する必要がある。そして、図１９に示す従来の無接触式ポテンショメータ１００のような基板１０７の配置方法では、基板の実装面を磁石の周囲に対向させるためのスペースを確保する必要があり、装置全体の大型化を招いていた。さらに、基板が複数になるため、組み立て作業性も悪化するという、問題を有していた。

【0008】

また、一枚の基板に複数の磁気検出素子を実装することが考えられる。しかしながら、この場合では、磁石と磁気検出素子の距離及び位置を維持した状態で基板に実装する必要があり、基板に実装可能な磁気検出素子の数が制限されるだけでなく、実装される基板も大きくなるため、結果的に装置全体が大型化する、という不具合を有していた。

【0009】

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、複数の磁気検出素子及び複数の基板を配置することができると共に装置の小型化を図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にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決し、本発明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、棒状に形成されたシャフトと、シャフトに取り付けられた磁石と、位置検出部と、を備えている。位置検出部は、シャフトを移動可能に支持し、シャフトの移動変位を検出する。また、位置検出部は、ケースと、複数の基板と、磁気検出素子と、を備えている。ケースは、シャフトが挿通し、磁石を収容する。複数の基板は、ケースに保持され、シャフトの軸心を中心に放射状に配置される。磁気検出素子は、複数の基板におけるそれぞれの実装面に実装される。そして、複数の基板は、シャフトの軸心を中心とする仮想円が実装面を貫通し、かつ実装面から延在する仮想面がシャフトと交差してケースに保持される。

【発明の効果】

【0011】

本発明の無接触式ポテンショメータによれば、複数の磁気検出素子及び複数の基板を配置することができると共に装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す正面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す側面図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示すもので、図２のＴ−Ｔ線断面図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す分解斜視図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおける基板とケースを示すもので、図６Ａは斜視図、図６Ｂは要部を示す部分断面図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示すもので、図７Ａは要部を示す部分断面図、図７Ｂは図７Ａの要部を拡大して示す説明図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおけるパネルと基板を示す分解斜視図である。

【図9】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおけるパネル、基板及びシャフトを示す斜視図である。

【図10】本発明の第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおける磁気検出素子の出力特性を示すグラフである。

【図11】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す斜視図である。

【図12】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す正面図である。

【図13】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す側面図である。

【図14】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す断面図である。

【図15】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す分解斜視図である。

【図16】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおけるシャフトとケースを示す分解斜視図である。

【図17】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおけるシャフトとケースを示す正面図である。

【図18】本発明の第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータにおける磁気検出素子の出力特性を示すグラフである。

【図19】従来の無接触式ポテンショメータの一例を示すもので、図１９Ａは側面図、図１９Ｂは斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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について、図１〜図１８を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、説明は以下の順序で行うが、本発明は、必ずしも以下の形態に限定されるものではない。
１．第１の実施の形態例
１−１．無接触式ポテンショメータの構成
１−２．無接触式ポテンショメータの動作
２．第２の実施の形態例

【0014】

１．第１の実施の形態例
１−１．無接触式ポテンショメータの構成
まず、本発明の無接触式ポテンショメータの第１の実施の形態例について図１〜図９を参照して説明する。
図１は、本例の無接触式ポテンショメータを示す斜視図、図２は、本例の無接触式ポテンショメータを示す正面図、図３は、本例の無接触式ポテンショメータを示す側面図である。図４は、図２に示すＴ−Ｔ線断面図、図５は、本例の無接触式ポテンショメータを示す分解斜視図である。

【0015】

図１に示す無接触式ポテンショメータ１は、シャフトがその軸方向に沿って移動した際の変位を検出する装置である。図１〜３に示すように、無接触式ポテンショメータ１は、シャフト３と、シャフト３の軸方向への移動変位を検出する位置検出部１０とを有している。シャフト３は、棒状に形成されており、位置検出部１０にその軸方向に沿って移動可能に支持されている。

【0016】

図４及び図５に示すように、シャフト３の軸方向の中途部には、円柱状の磁石８が固定されている。磁石８は、Ｎ極がシャフト３の軸方向の一側に配置され、Ｓ極がシャフト３の軸方向の他側に配置されている。なお、Ｎ極とＳ極とを反対にしてもよいことは勿論である。すなわち、磁石８は、シャフト３の軸方向に沿って着磁されている。

【0017】

図１〜図３に示すように、位置検出部１０は、ケース２と、パネル４と、蓋体５と、蓋体５に接続されたリード線６とを有している。さらに、図４及び図５に示すように、位置検出部１０は、複数（本例では、８枚）の基板７と、磁気検出素子９と、２つの軸受１１，１２と、中継基板１３とを有している。

【0018】

略平板状の基板７には、端子７ａが設けられている。また、基板７の実装面７ｂには、磁気検出素子９が実装されている。磁気検出素子９は、磁石８の磁束を検出する。そして、磁気検出素子９は、基板７及び中継基板１３を介して検出した磁束の変化に応じて検出信号を出力する。磁気検出素子９としては、例えば、ホールＩＣが適用されるものである。

【0019】

なお、シャフト３の軸方向とＺ方向と称し、シャフト３の軸方向と直交する方向をＸ方向、シャフト３の軸方向と直交し、かつＸ方向とも直交する方向をＹ方向と称す。

【0020】

図３及び図４に示すように、シャフト３は、位置検出部１０をＺ方向の一側から他側にかけて貫通している。

【0021】

図６Ａ及び図６Ｂは、本例のケース２を示す斜視図及び側面図、図７Ａ及び図７Ｂは、本例の無接触式ポテンショメータ１の要部を示す図である。

【0022】

図５及び図６Ａに示すように、ケース２は、略円筒状に形成されている。また、図４及び図６Ａに示すように、ケース２のＺ方向の一側は開口し、Ｚ方向の他側は、閉塞している。また、ケース２のＺ方向の他側には、シャフト３が貫通する貫通孔２ａが形成されている。

【0023】

図４に示すように、ケース２における貫通孔２ａのＺ方向の他側には、嵌合凹部２ｂが形成されている。嵌合凹部２ｂには、シャフト３を摺動可能に支持する軸受１２が嵌め込まれている。

【0024】

また、ケース２は、内筒部２１と、複数の基板ホルダ２２とを有している。内筒部２１は、円筒状に形成されている。内筒部２１は、ケース２における半径方向の略中心において、Ｚ方向に沿って配置されている。そして、内筒部２１の筒孔２１ａ内には、シャフト３が挿通しており、シャフト３に固定された磁石８が収容される。

【0025】

図６Ａ及び図７Ａに示すように、複数の基板ホルダ２２は、内筒部２１とケース２の側壁部２ｃの間に設けられている。複数の基板ホルダ２２は、内筒部２１の周方向に等角度間隔に配置されており、内筒部２１から側壁部２ｃに向けて放射状に配置されている。この基板ホルダ２２は、基板７がＺ方向に沿って挿入可能な溝部として形成されている。

【0026】

ケース２に基板ホルダ２２を設けたことで、基板７を位置検出部１０の組み立て作業を容易に行うことができるだけでなく、ケース２に対する基板７の位置合わせを容易に行うこともできる。基板７は、ケース２の基板ホルダ２２に保持されることで、基板７がシャフト３に固定した磁石８の外周に配置される。すなわち、複数の基板７は、シャフト３及び磁石８の半径方向の外側において、シャフト３の軸心を中心に放射状に配置される。

【0027】

これにより、基板７の実装面７ｂは、シャフト３の軸方向、すなわち磁石８の着磁方向と平行に配置される。さらに、本例では、磁気検出素子９が実装された基板７の実装面７ｂに沿って延ばした仮想面７ｄがシャフト３及び磁石８と交差する。すなわち、シャフト３及び磁石８の軸心を中心とする仮想円Ｒ１が、磁気検出素子９が実装された基板７の実装面７ｂを貫通する。なお、基板７の厚さ方向の中心面と、仮想円Ｒ１が直交するように基板７を配置してもよい。また、基板７に実装された磁気検出素子９の感受面が仮想円Ｒ１と直交するように基板７を配置することがさらに好ましい。これにより、複数の基板７及び磁気検出素子９をケース２に配置することができると共に、位置検出部１０の小型化を図ることができる。

【0028】

また、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、基板ホルダ２２のＺ方向の他側には、基板７の端子７ａと導通する導通部２２ａが設けられている。この導通部２２ａは、後述する中継基板１３とも導通する。これにより、基板ホルダ２２に基板７を差し込みことで、基板７と中継基板１３とを容易に接続させることができる。

【0029】

さらに、図４に示すように、ケース２のＺ方向の一端部には、ケース２の開口を閉じるようにしてパネル４が配置され、ケース２のＺ方向の他端部には、蓋体５が配置されている。そして、ケース２のＺ方向の他端部と蓋体５の間には、中継基板１３が介在される。図６Ｂに示すように、中継基板１３は、ケース２に設けた導通部２２ａと接続する。さらに、中継基板１３は、蓋体５に接続されたリード線６とも接続する。この中継基板１３は、位置検出部１０の外部と、磁気検出素子９を実装した基板７との入出力の中継を行うものである。

【0030】

図８は、パネル４と基板７を示す分解斜視図、図９は、パネル４、基板７及びシャフト３を示す斜視図である。
図４、図５及び図８に示すように、パネル４は、略円盤状に形成されている。パネル４における半径方向の略中心には、シャフト３が貫通するパネル側貫通孔４ａが設けられている。図４に示すように、パネル４におけるパネル側貫通孔４ａのＺ方向の他側には、嵌合凹部４ｂが形成されている。嵌合凹部４ｂには、シャフト３を摺動可能に支持する軸受１１が嵌め込まれている。

【0031】

また、図９に示すように、パネル４におけるＺ方向の他側には、複数の取付凹部２４が設けられている。複数の取付凹部２４は、パネル４における半径方向の外側の外周において、周方向に沿って等角度間隔に形成されている。この取付凹部２４には、基板保持部２６が固定される。基板保持部２６の固定方向としては、嵌合固定や、接着剤による接着固定等その他各種の固定方法が挙げられる。

【0032】

基板保持部２６は、Ｚ方向の他側が開口した溝部を有する部材である。基板保持部２６は、基板７におけるＺ方向の一端部を保持する。すなわち、基板７における実装面７ｂを囲む４辺は、ケース２の基板ホルダ２２と基板保持部２６により保持される。その結果、基板７をケース２及びパネル４で形成される空間内にがたつきなく配置することができる。

【0033】

図５に示すように、蓋体５は、略円盤状に形成されている。図４及び図５に示すように、蓋体５における半径方向の略中心には、シャフト３が挿通する挿通孔５ａが設けられている。

【0034】

また、蓋体５におけるＺ方向の一側の一面には、内側凸部５ｂと、外側凸部５ｃが形成されている。内側凸部５ｂは、蓋体５の半径方向の内側に配置され、外側凸部５ｃは、蓋体５の半径方向の外側に配置されている。内側凸部５ｂ及び外側凸部５ｃは、それぞれ蓋体５の周方向に沿って連続する突条部である。そして、内側凸部５ｂと外側凸部５ｃは、ケース２のＺ方向の他端部に当接し、蓋体５に対するケース２の位置決めを行う。

【0035】

なお、本例では、基板７及び磁気検出素子９を８つ設け、ケース２の基板ホルダ２２及びパネル４の基板保持部２６もそれぞれ８つ設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基板７及び磁気検出素子９を７つ以下、あるいは９つ以上設けてもよい。そして、基板ホルダ２２及び基板保持部２６は、基板７及び磁気検出素子９の数に対応して設けられる。

【0036】

また、磁石８を円柱状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、磁石８を角柱状に形成してもよい。さらに、ケース２を円筒状に形成し、パネル４及び蓋体５を円盤状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ケース２を角筒状に形成し、パネル４及び蓋体５をケース２の形状に合わせて形成してもよい。

【0037】

１−２．無接触式ポテンショメータにおける磁気検出素子の出力特性の一例
次に、図１０を参照して上述した構成を有する無接触式ポテンショメータ１における磁気検出素子９の出力特性について説明する。
図１０は、本例の磁気検出素子９の出力特性を示すグラフであり、横軸は、シャフト３の移動距離を表し、縦軸は、出力電圧を表す。

【0038】

図１０に示すように、シャフト３がＺ方向の一側に配置されている場合、磁気検出素子９の出力電圧は、全体の１０％である。また、シャフト３がＺ方向の一側から他側に移動し、磁石８におけるＮ極とＳ極の極境と磁気検出素子９がＺ方向で一致する場合、磁気検出素子９の出力電圧は、全体の５０％である。さらに、シャフト３がＺ方向の他側まで移動した場合、磁気検出素子９の出力電圧は、全体の９０％となる。

【0039】

なお、本例では、シャフト３の移動範囲の長さを１０ｍｍに設定した例を説明したが、これに限定されるものではない。さらに、磁気検出素子９の出力電圧の出力レベルを１０〜９０％の範囲に設定しているが、出力レベルの範囲は、ポテンショメータの仕様に応じて適宜設定されるものである。

【0040】

２．第２の実施の形態例
次に、図１１〜図１８を参照して本発明の無接触式ポテンショメータの第２の実施の形態例について説明する。
図１１は、第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す斜視図、図１２は、第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す正面図、図１３は、第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す側面図である。図１４は、図１２に示すＳ−Ｓ線断面図、図１５は、第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータを示す分解斜視図である。

【0041】

第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ１が、シャフト３の軸方向への移動を検出するポテンショメータであるのに対し、この第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ４１は、シャフトの周方向への回転角度を検出するポテンショメータである。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0042】

図１１〜図１３に示すように、無接触式ポテンショメータ４１は、シャフト４３と、シャフト４３の周方向への角度変位を検出する位置検出部５０とを有している。

【0043】

図１４及び図１５に示すように、シャフト４３は、棒状に形成されており、シャフト４３の軸方向の中途部には、雄ねじ部４３ａが形成されている。そして、磁石４８が磁石ホルダ７１に保持された状態で、シャフト４３に取り付けられている。

【0044】

磁石ホルダ７１は、磁石４８のＺ方向の両端部を保持し、磁石４８を一側から他側にかけて貫通している。磁石ホルダ７１には、Ｚ方向の一側から他側にかけて貫通する螺合孔７１ｂが形成されている。螺合孔７１ｂには、雌ねじ部が形成されている。そして、螺合孔７１ｂとシャフト４３の雄ねじ部４３ａが回転可能に螺合している。

【0045】

また、磁石ホルダ７１におけるＺ方向の両端部には、それぞれ２つのスライド突起７１ａが設けられている。すなわち、磁石ホルダ７１には、合計で４つのスライド突起７１ａが形成されている。スライド突起７１ａは。磁石ホルダ７１における外縁部から半径外方向に向けて突出している。

【0046】

そして、シャフト４３は、位置検出部５０に、その軸心を回転中心として周方向に沿って回転可能に支持されている。

【0047】

図１１〜図１３に示すように、位置検出部５０は、ケース４２と、パネル４４と、蓋体４５と、蓋体４５に接続されたリード線４６とを有している。さらに、図１４及び図１５に示すように、位置検出部５０は、複数（本例では、８枚）の基板４７と、磁気検出素子４９と、２つの回転軸受５１，５２と、中継基板５３と、２つのワッシャ７２，７４と、２つの止め輪７３、７５を有している。

【0048】

なお、基板４７、磁気検出素子４９及び中継基板５３は、第１の実施の形態例にかかる基板７、磁気検出素子９及び中継基板１３と同一の構成を有しているため、その説明は、省略する。

【0049】

図１４及び図１５に示すように、パネル４４は、第１の実施の形態例にかかるパネル４と同様に、略円盤状に形成されている。パネル４４には、シャフト４３が貫通するパネル側貫通孔４４ａと、回転軸受５１が嵌合する嵌合凹部４４ｂが設けられている。回転軸受５１は、シャフト４３を回転可能に支持する。その他の構成は、第１の実施の形態例にかかるパネル４と同一であるため、その説明は、省略する。

【0050】

また、蓋体４５が、第１の実施の形態例にかかる蓋体５と同様に、略円盤状に形成されている。なお、第２の実施の形態例にかかる蓋体４５には、挿通孔が設けられていない。その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる蓋体４５と同一であるため、その説明は、省略する。

【0051】

また、ワッシャ７２と止め輪７３は、パネル４４からＺ方向の一側へ突出するシャフト４３に取り付けられている。また、シャフト４３の軸方向の他端部には、ワッシャ７４と止め輪７５が取り付けられている。ワッシャ７４と止め輪７５は、ケース４２と蓋体４５の間に配置される。そして、２つのワッシャ７２，７４と２つの止め輪７３，７５により、シャフト４３が位置検出部５０から抜け落ちることを防止している。

【0052】

ケース４２は、第１の実施の形態例にかかるケース２と同様に、略円筒状に形成されている。ケース４２におけるＺ方向の他側には、シャフト４３が貫通する貫通孔４２ａが形成されている。また、ケース４２における貫通孔４２ａのＺ方向の他側には、嵌合凹部４２ｂが形成されている。嵌合凹部４２ｂには、シャフト４３を回転可能に支持する回転軸受５２が嵌め込まれている。

【0053】

図１６は、シャフト４３とケース４２を示す分解斜視図、図１７は、シャフト４３とケース４２を示す正面図である。
図１５及び図１６に示すように、ケース４２には、内筒部６１と、基板ホルダ６２とを有している。基板ホルダ６２は、第１の実施の形態例にかかる基板ホルダ２２と同一であるため、その説明は省略する。

【0054】

内筒部６１は、略円筒状に形成されている。そして、図１４に示すように、内筒部６１の筒孔６１ａ内にシャフト４３が挿通しており、シャフト４３に移動可能に保持された磁石４８及び磁石ホルダ７１が収容される。

【0055】

また、図１６及び図１７に示すように、内筒部６１の筒孔６１ａには、２つのガイド溝６１ｂが形成されている。２つのガイド溝６１ｂは、内筒部６１の軸心を間に挟んで対向する位置に設けられている。また、２つのガイド溝６１ｂは、それぞれ内筒部６１のＺ方向の一側から他側にかけて連続して形成されている。

【0056】

図１７に示すように、２つのガイド溝６１ｂには、磁石ホルダ７１に設けたスライド突起７１ａがＺ方向に沿って摺動可能に挿入される。これにより、磁石ホルダ７１及び磁石４８は、Ｚ方向と直交するＸ方向及びＹ方向で形成される平面内での回転が規制される。そのため、シャフト４３が回転すると、シャフト４３の雄ねじ部４３ａと磁石ホルダ７１の螺合孔７１ｂによりシャフト４３の回転方向への移動力がＺ方向への移動力に変換される。そして、磁石ホルダ７１は、ガイド溝６１ｂに沿ってＺ方向へ移動する。すなわち、磁石ホルダ７１に保持された磁石４８は、シャフト４３の回転角度に応じてＺ方向へ移動する。

【0057】

なお、本例では、ガイド溝６１ｂ及びスライド突起７１ａを２箇所設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、１箇所だけでもよく、あるいは３箇所以上設けてもよい。

【0058】

次に、図１８を参照して上述した構成を有する無接触式ポテンショメータ４１における磁気検出素子４９の出力特性について説明する。
図１８は、本例の磁気検出素子９の出力特性を示すグラフであり、横軸は、シャフト４３の回転角度を表し、縦軸は、出力電圧を表す。

【0059】

図１８に示すように、シャフト４３が回転すると、ベクトルの向きが周方向からＺ方向へ変換されて磁石ホルダ７１及び磁石４８がＺ方向へ移動する。なお、本例では、シャフト４３の雄ねじ部４３ａは、ねじの呼びがＭ３であり、ピッチが０．５ｍｍに設定されている。そのため、シャフト４３が２０回転した際に、磁石４８が１０ｍｍ移動する。そして、シャフト４３の２０回転分は、電気的な回転角度７２００°に相当する。このときの磁気検出素子４９の出力電圧の出力レベルの範囲は、１０％〜９０％に設定されている。

【0060】

なお、雄ねじ部４３ａのねじの呼びやピッチは、上述した値に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。さらに、電気的変化を伴うシャフト４３の回転量を２０回転（電気的回転角度７２００°）としたが、シャフト４３の回転量は、２０回転に限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定されるものである。

【0061】

さらに、磁気検出素子４９の出力電圧の出力レベルを１０〜９０％の範囲に設定しているが、出力レベルの範囲は、ポテンショメータの仕様に応じて適宜設定されるものである。

【0062】

また、シャフト４３の雄ねじ部４３ａと螺合孔７１ｂの雌ねじ部は、一般的に１条ねじが適用されるが、これに限定されるものではなく、２条以上の多条ねじであってもよく、右ねじや左ねじに限定されるものではない。そして、シャフト４３の雄ねじ部４３ａと螺合孔７１ｂの雌ねじ部のねじ山の形状は、三角ねじ、角ねじ、台形ねじ、丸ねじ、のこ歯ねじ等その他各種の形状を適用できるものである。

【0063】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ１と同様であるため、それらの説明は省略する。この第２の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ４１によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる無接触式ポテンショメータ１と同様の作用効果を得ることができる。

【0064】

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0065】

例えば、上述した実施の形態例では、磁気検出素子として、リニアのアナログ電圧の出力を採用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、三角波出力や、スイッチ出力や、sin・cos出力などの関数出力であってもよい。さらに、磁気検出素子の出力形態は、アナログ電圧だけでなく、ＰＭＷ出力などのデジタル出力であってもよい。

【0066】

さらに、上述した実施の形態例では、シャフトに１個の磁石を設けた例を説明したが、磁石の数は、２個以上でもよい。さらに、基板に実装される磁気検出素子の数は、１個に限定されるものではなく、２個以上基板に実装してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１，４１…無接触式ポテンショメータ、 ２、４２…ケース、 ２ａ，４２ａ…貫通孔、 ２ｃ…側壁部、 ３，４３…シャフト、 ４３ａ…雄ねじ部、 ４，４４…パネル、 ５，４５…蓋体、 ６，４６…リード線、 ７，４７…基板、 ７ａ…端子、 ７ｂ…実装面、 ７ｄ…仮想面、 ８，４８…磁石、 ９，４９…磁気検出素子、 １０，５０…位置検出部、 １１，１２…軸受、 １３，５３…中継基板、 ２１，６１…内筒部、 ２２，６２…基板ホルダ、 ２２ａ…導通部、 ２６…基板保持部、 ５１，５２…回転軸受、 ６１ｂ…ガイド溝、 ７１…磁石ホルダ、 ７１ａ…スライド突起、 ７１ｂ…螺合孔、 Ｒ１…仮想円

【要約】

【課題】複数の磁気検出素子及び複数の基板を配置することができると共に装置の小型化を図ることができる無接触式ポテンショメータを提供する。
【解決手段】無接触式ポテンショメータ１は、複数の基板７を有している。複数の基板７は、シャフト３の軸心を中心とする仮想円Ｒ１が実装面７ｂを貫通し、かつ実装面６ｂから延在する仮想面７ｄがシャフト３と交差してケース２に保持される。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】