CN113939714B - 转速检测器 - Google Patents
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Abstract
转速检测器(1)具有:磁铁(2),其安装于以旋转轴(9)为中心进行旋转的旋转体即轴(4);以及发电元件(3),其随着由磁铁(2)的旋转引起的磁场的变化而产生感应电压,该转速检测器(1)基于感应电压对旋转体的转速进行检测。发电元件(3)具有:磁线(6);线圈(7),其卷绕于磁线(6)之中的磁线(6)的两端部即第1端部及第2端部之间;以及铁氧体磁珠(8),其是软磁体,分别设置于第1端部及第2端部的筒体。磁铁(2)具有在磁铁(2)的旋转方向排列的多个磁极。多个磁极各自具有磁力的强度彼此不同的第1区域和第2区域。
Description
技术领域
本发明涉及对旋转体的转速进行检测的转速检测器。
背景技术
已知一种转速检测器,其具有安装于旋转体的磁铁,基于随着由磁铁的旋转引起的磁场的变化而产生的感应电压对旋转体的转速进行检测。在专利文献1公开了一种转速检测器,其具有:磁线,其基于磁场的变化而发生由大巴克豪森效应引起的磁化反转;以及线圈,其卷绕于磁线,随着磁线的磁化反转而产生感应电压。
根据专利文献1,磁线及线圈在与旋转体的旋转轴垂直的方向与磁铁相对,由此磁线的端部和磁铁的间隔比磁线的中心部和磁铁的间隔长。因此,与磁线的中心部相比在磁线的端部来自磁铁的磁通变弱。与磁线的端部相比在磁线的中心部大巴克豪森效应稳定,因此与磁线的中心部相比在磁线的端部磁通变弱,由此感应电压的产生稳定。由此,转速检测器能够减小发电量的波动。
专利文献1:日本特开2018-189426号公报
发明内容
根据专利文献1所涉及的现有技术,在磁线的端部磁通变弱,因此相比于与作用于磁线的中心部的磁通相同强度的磁通作用于磁线的整体的情况,发电量降低。发电量的降低与发电量的波动同样地,会导致转速的检测中的可靠性的降低。如上所述,根据现有技术,转速检测器难以兼顾发电量的波动的减小和抑制发电量的降低,转速检测的可靠性提高不容易。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到能够提高转速检测的可靠性的转速检测器。
为了解决上述的课题,并达到目的,本发明所涉及的转速检测器具有:磁铁,其安装于以旋转轴为中心进行旋转的旋转体;以及发电元件,其随着由磁铁的旋转引起的磁场的变化而产生感应电压,该转速检测器基于感应电压对旋转体的转速进行检测。发电元件具有:磁线;线圈,其卷绕于磁线之中的磁线的两端部即第1端部及第2端部之间;以及筒体,其是软磁体而分别设置于第1端部及第2端部。磁铁具有在磁铁的旋转方向排列的多个磁极,多个磁极各自具有磁力的强度彼此不同的第1区域和第2区域。
发明的效果
本发明所涉及的转速检测器具有能够提高转速检测的可靠性这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的转速检测器的图。
图2是表示实施方式1所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。
图3是表示实施方式1所涉及的转速检测器中的磁铁的旋转角度和磁通密度的关系的例子的图。
图4是表示本发明的实施方式2所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。
图5是表示实施方式2所涉及的转速检测器中的磁铁的旋转角度和磁通密度的关系的例子的图。
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的转速检测器的图。
图7是表示本发明的实施方式4所涉及的转速检测器的图。
图8是表示实施方式4所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。
图9是表示本发明的实施方式5所涉及的转速检测器的图。
具体实施方式
下面,基于附图对本发明的实施方式所涉及的转速检测器详细地进行说明。此外,本发明并不限定于本实施方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的转速检测器的图。实施方式1所涉及的转速检测器1是基于随磁化场的变化而产生的感应电压对旋转体的转速进行检测的磁式转速检测器。转速检测器1对旋转体旋转的次数进行检测。
转速检测器1具有:磁铁2,其安装于轴4;发电元件3,其随着由磁铁2的旋转引起的磁场的变化而产生感应电压,输出信号;以及处理部5,其对来自发电元件3的信号进行处理。磁铁2是呈圆形的平板。磁铁2是永磁铁。轴4是以旋转轴9为中心进行旋转的旋转体。磁铁2通过粘接、螺钉紧固或者压入而固定于轴4的前端。轴4是电动机的驱动轴。在图1中,对使轴4旋转的电动机主体的图示进行省略。
处理部5基于来自发电元件3的信号,对通过发电而产生的脉冲的数量进行计数。处理部5对脉冲的数量进行计数,由此对轴4的转速进行检测。处理部5能够利用感应电压而动作,因此能够通过无电源的方式进行转速的检测。
发电元件3在与旋转轴9平行的方向与磁铁2相对而配置。发电元件3与磁铁2之中的与固定于轴4侧的面相反侧的表面相对。发电元件3可以与磁铁2之中的固定于轴4侧的面相对而配置。发电元件3具有:磁线6;线圈7,其卷绕于磁线6;以及铁氧体磁珠8,其各自设置于磁线6的两端部即第1端部6a及第2端部6b。
磁线6是加工为线状的磁体。磁线6基于磁场的变化而发生由大巴克豪森效应引起的磁化反转。大巴克豪森效应是下述现象,即,在磁体磁化时磁体内部的磁壁同时地移动,由此在短时间磁化方向反转的现象。
线圈7卷绕于第1端部6a及第2端部6b之间。即,线圈7设置于在第1端部6a设置的铁氧体磁珠8和在第2端部6b设置的铁氧体磁珠8之间。线圈7是拾磁线圈。
铁氧体磁珠8是软磁体的筒体。铁氧体磁珠8的导磁率高于磁线6的导磁率。1个铁氧体磁珠8包覆于第1端部6a。另1个铁氧体磁珠8包覆于第2端部6b。此外,在第1端部6a和第2端部6b设置的筒体可以是除了铁氧体磁珠8以外的软磁体,也可以是由铁等软磁性材料构成的筒体。作为软磁体,除了铁氧体磁珠8以外,可以使用如SS400或者S45C这样的铁钢材、如SUS430或者SUS440这样的磁性不锈钢钢材、或者如坡莫合金或者坡曼德合金这样的高导磁率材料等。在发电元件3中2个软磁体的筒体的间隔越宽,则磁线6的磁化反转区域越增加,由此由发电元件3产生的发电量变得越大。因此,优选2个软磁体的筒体之中的一者配置于磁线6的一端或者与该一端尽可能接近的位置,2个软磁体的筒体之中的另一者配置于磁线6的另一端或者与该另一端尽可能接近的位置。
图2是表示实施方式1所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。在图2示出了从与旋转轴9平行的方向且与轴4相反侧观察磁铁2和发电元件3的情况。发电元件3在从磁铁2的平面形状即圆形的中心分离的位置处与磁铁2相对而配置。此外,转速检测器1通常与对旋转体的旋转角度进行检测的角度检测器相配合使用。角度检测部具有:光学检测用的圆板,其形成有光学狭缝;发光部,其发出光;以及受光部,其对从发光部射出而经由光学狭缝的光进行检测。例如,圆板在磁铁2的上表面侧固定于旋转体。发光部和受光部设置于与光学狭缝相对的位置。在图1及图2中,对角度检测部的图示进行省略。
磁铁2具有在磁铁2的旋转方向排列的多个磁极。在实施方式1中,磁铁2具有2个磁极即第1磁极和第2磁极。第1磁极和第2磁极是磁化方向彼此不同的2个磁极。磁铁2将圆的直径作为边界,2等分为第1磁极即N极2N和第2磁极即S极2S。磁铁2在与旋转轴9平行的方向被磁化。
磁铁2并不限定于具有1对N极2N及S极2S,也可以具有大于或等于2对N极2N及S极2S。即,磁铁2可以具有大于或等于4个磁极。另外,磁铁2并不限定于呈圆形的平板,也可以是在中心设置有开口的圆筒体。
N极2N具有第1区域即2个强磁化区域Na1、Na2和第2区域即1个弱磁化区域Nb。强磁化区域Na1、Na2和弱磁化区域Nb的磁化方向彼此相同,且磁力的强度彼此不同。弱磁化区域Nb是磁力比强磁化区域Na1、Na2弱的区域。即,弱磁化区域Nb的表面磁通密度小于强磁化区域Na1、Na2的表面磁通密度。强磁化区域Na1的表面磁通密度和强磁化区域Na2的表面磁通密度为相同程度。
S极2S具有第1区域即2个强磁化区域Sa1、Sa2和第2区域即1个弱磁化区域Sb。强磁化区域Sa1、Sa2和弱磁化区域Sb的磁化方向彼此相同,且磁力的强度彼此不同。弱磁化区域Sb是磁力比强磁化区域Sa1、Sa2弱的区域。即,弱磁化区域Sb的表面磁通密度小于强磁化区域Sa1、Sa2的表面磁通密度。强磁化区域Sa1的表面磁通密度和强磁化区域Sa2的表面磁通密度为相同程度。此外,在图2中,将强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和弱磁化区域Nb、Sb的各区域的边界通过实线表示。
弱磁化区域Nb在旋转方向设置于强磁化区域Na1和强磁化区域Na2之间。即,弱磁化区域Nb在旋转方向被强磁化区域Na1、Na2夹着而配置。弱磁化区域Nb配置于N极2N中的旋转方向的中心。弱磁化区域Sb在旋转方向设置于强磁化区域Sa1和强磁化区域Sa2之间。即,弱磁化区域Sb在旋转方向被强磁化区域Sa1、Sa2夹着而配置。弱磁化区域Sb配置于S极2S中的旋转方向的中心。强磁化区域Na1和强磁化区域Sa1在旋转方向彼此相邻。强磁化区域Na2和强磁化区域Sa2在旋转方向彼此相邻。
如上所述,强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2设置于磁铁2中的N极2N和S极2S的边界。在实施方式1中,N极2N的强磁化区域Na1、Na2及弱磁化区域Nb和S极2S的强磁化区域Sa1、Sa2及弱磁化区域Sb,是在磁铁2的磁化时通过使针对磁铁2的每个区域施加的外部磁场的强度变化而实现的。作为在将磁铁2磁化时使用的磁化磁轭的磁轭铁芯部分,使用导磁率彼此不同的2种材料。
在图2所示的状态下,发电元件3与强磁化区域Na1和强磁化区域Sa1相对。在与旋转轴9平行的方向对磁铁2和发电元件3进行俯视观察的情况下,发电元件3的整体处于将强磁化区域Na1和强磁化区域Sa1加起来的区域之中。
图3是表示实施方式1所涉及的转速检测器中的磁铁的旋转角度和磁通密度的关系的例子的图。在图3中,角度“0度”设为磁铁2为图2所示的状态时。图3所示的曲线的横轴表示使磁铁2在图2向逆时针的方向旋转的情况下的旋转角度。图3所示的曲线的纵轴表示磁线6中的磁通密度。
曲线M1表示使实施方式1的磁铁2旋转的情况下的角度和磁通密度的关系。曲线M2表示使对比例的磁铁2旋转的情况下的角度和磁通密度的关系。对比例的磁铁2设为具有仅由强磁化区域构成的1对N极及S极。
在实施方式1和对比例中,在角度为0度时,磁通的方向与磁线6的长度方向平行。角度为0度时的磁通密度为极大值。在角度为180度时,磁通的方向成为与角度为0度时相反的方向。角度为180度时的磁通密度为极小值。
在对比例的情况下,在从0度至180度为止使磁铁2旋转的期间,磁通密度在从30度附近至150度附近为止的范围均匀地减小。另外,在从180度至360度为止使磁铁旋转的期间,磁通密度在从210度附近至330度附近为止的范围均匀地增加。
在实施方式1的情况下,如果从0度起使磁铁2不断旋转,则磁通密度在从30度附近至70度附近为止的范围从极大值减小至零为止。磁通密度在从70度附近至120度附近为止的范围仍为零,在从120度附近至160度附近为止的范围从零减小至极小值为止。如上所述,在实施方式1的情况下,在比对比例的情况更窄的角度范围磁通密度减小。即,在实施方式1的情况下,与对比例的情况相比,磁通密度相对于角度的变化而急剧地变化。
另外,在实施方式1的情况下,如果从180度起使磁铁2不断旋转,则磁通密度在从200度附近至250度附近为止的范围从极小值增加至零为止。磁通密度在从250度附近至300度附近为止的范围仍为零,在从300度附近至340度附近为止的范围从零增加至极大值为止。在实施方式1的情况下,在比对比例的情况更窄的角度范围磁通密度增加。即,在实施方式1的情况下,与对比例的情况相比,磁通密度相对于角度的变化而急剧地变化。
从图2所示的状态起使磁铁2旋转,由此弱磁化区域Sb到达至与第2端部6b相对的位置。进一步使磁铁2旋转,由此强磁化区域Na1、Sa1从与发电元件3相对的位置不断远离,弱磁化区域Sb到达至与发电元件3相对的位置。弱磁化区域Sb经过与发电元件3相对的位置时的磁通密度的变化,小于强磁化区域Sa1经过与发电元件3相对的位置时的磁通密度的变化。因此,在实施方式1的情况下,在包含90度的角度范围成为磁通密度不变化的状态。然后,进一步使磁铁2旋转,由此弱磁化区域Sb从与发电元件3相对的位置不断远离,强磁化区域Sa2、Na2到达至与发电元件3相对的位置。强磁化区域Sa2、Na2到达至与发电元件3相对的位置,由此磁通密度从零起向极小值急剧地减小。磁铁2从180度旋转至360度为止的情况下的磁通密度的变化,除了磁通密度的正负不同以外,与磁铁2从0度旋转至180度为止的情况下的磁通密度的变化相同。
在实施方式1中,在磁铁2中的N极2N和S极2S的边界设置有强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2,由此在使磁铁2旋转1周的过程中,磁通密度减小的角度范围和磁通密度增加的角度范围受到限定。在实施方式1中,磁线6中的磁化反转是在从120度附近至160度附近为止的角度范围和从200度附近至250度附近为止的角度范围中发生的。
如上所述,在实施方式1中,与对比例的情况相比,能够限定引起磁化反转的角度范围。发电元件3对引起磁化反转的角度范围进行限定,由此能够抑制通过磁铁2的旋转而输出感应电压的定时的波动。由此,发电元件3能够减小磁铁2每次旋转时的发电的定时的波动。另外,发电元件3由于相对于角度的变化而磁通密度的变化急剧,因此与对比例的情况相比能够增加发电量。
另外,在实施方式1中,在与旋转轴9平行的方向发电元件3与磁铁2相对,由此能够使来自磁铁2的磁通作用于磁线6的整体。因此,发电元件3与仅使磁通作用于磁线6中的中心部的情况相比,能够增加发电量。
磁线6的第1端部6a和第2端部6b与磁线6中的第1端部6a及第2端部6b之间的部位相比,磁通密度的变化容易变得不稳定。通常,磁线6是通过将线状的材料切断为适于发电元件3的尺寸而制造的。第1端部6a和第2端部6b在切断时被施加应力,由此第1端部6a及第2端部6b之间的部位有时构造的状态发生变化。构造的状态发生变化有可能成为磁通密度的变化变得不稳定的要因之一。
在实施方式1中,使软磁体即铁氧体磁珠8包覆于第1端部6a和第2端部6b,由此发电元件3将从磁铁2朝向第1端部6a的磁通和从磁铁2朝向第2端部6b的磁通向铁氧体磁珠8引导。与磁线6的导磁率相比铁氧体磁珠8的导磁率更高,由此能够将朝向第1端部6a的磁通和朝向第2端部6b的磁通向铁氧体磁珠8吸引。发电元件3不使磁通作用于第1端部6a和第2端部6b,而是能够穿过铁氧体磁珠8使磁通向磁线6作用。发电元件3穿过铁氧体磁珠8使磁通向磁线6作用,由此能够抑制通过磁铁2的旋转而发生磁化反转的定时的波动和发电量的波动。由此,发电元件3能够减小磁铁2每次旋转时的发电的定时的波动和减小磁铁2每次旋转时的发电量的波动。
根据实施方式1,转速检测器1在与旋转轴9平行的方向使发电元件3与磁铁2相对,并且将强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和弱磁化区域Nb、Sb设置于磁铁2,由此能够使发电元件3中的发电量增加,且能够抑制发电的定时的波动。另外,转速检测器1在磁线6的两端部各自设置有软磁体的筒体,由此能够抑制发电的定时的波动和发电量的波动。根据以上所述,转速检测器1具有能够提高转速检测的可靠性这样的效果。
实施方式2.
图4是表示本发明的实施方式2所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。在实施方式2的磁铁2,在N极2N和S极2S的边界设置有弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2。在实施方式2中,对与上述的实施方式1相同的结构要素标注同一标号,主要对与实施方式1不同的结构进行说明。在图4示出了从与旋转轴9平行的方向且与轴4相反侧观察磁铁2和发电元件3的情况。实施方式2的磁铁2是在中心设置有开口11的圆筒体。磁铁2也可以与实施方式1的情况同样地,是呈圆形的平板。
N极2N具有第1区域即1个强磁化区域Na和第2区域即2个弱磁化区域Nb1、Nb2。强磁化区域Na和弱磁化区域Nb1、Nb2的磁化方向彼此相同,且磁力的强度彼此不同。弱磁化区域Nb1、Nb2是磁力比强磁化区域Na弱的区域。即,弱磁化区域Nb1、Nb2的表面磁通密度小于强磁化区域Na的表面磁通密度。弱磁化区域Nb1的表面磁通密度和弱磁化区域Nb2的表面磁通密度为相同程度。
S极2S具有第1区域即1个强磁化区域Sa和第2区域即2个弱磁化区域Sb1、Sb2。强磁化区域Sa和弱磁化区域Sb1、Sb2的磁化方向彼此相同,且磁力的强度彼此不同。弱磁化区域Sb1、Sb2是磁力比强磁化区域Sa弱的区域。即,弱磁化区域Sb1、Sb2的表面磁通密度小于强磁化区域Sa的表面磁通密度。弱磁化区域Sb1的表面磁通密度和弱磁化区域Sb2的表面磁通密度为相同程度。此外,在图4中,将强磁化区域Na、Sa和弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2的各区域的边界通过实线表示。
强磁化区域Na在旋转方向设置于弱磁化区域Nb1和弱磁化区域Nb2之间。即,弱磁化区域Nb1、Nb2以夹着强磁化区域Na的方式配置。强磁化区域Na配置于N极2N中的旋转方向的中心。强磁化区域Sa在旋转方向设置于弱磁化区域Sb1和弱磁化区域Sb2之间。即,弱磁化区域Sb1、Sb2以夹着强磁化区域Sa的方式配置。强磁化区域Sa配置于S极2S中的旋转方向的中心。弱磁化区域Nb1和弱磁化区域Sb1在旋转方向彼此相邻。弱磁化区域Nb2和弱磁化区域Sb2在旋转方向彼此相邻。
如上所述,弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2设置于磁铁2中的N极2N和S极2S的边界。在实施方式2中,N极2N的强磁化区域Na及弱磁化区域Nb1、Nb2和S极2S的强磁化区域Sa及弱磁化区域Sb1、Sb2是在磁铁2的磁化时通过使针对磁铁2的每个区域施加的外部磁场的强度变化而实现的。
在图4所示的状态下,发电元件3中的第1端部6a和第2端部6b之间的部位与弱磁化区域Nb1和弱磁化区域Sb1相对。第1端部6a与强磁化区域Na相对。第2端部6b与强磁化区域Sa相对。旋转方向的强磁化区域Na的范围,大于将旋转方向的弱磁化区域Nb1和弱磁化区域Sb1加起来的区域的范围,且大于将旋转方向的弱磁化区域Nb2和弱磁化区域Sb2加起来的区域的范围。旋转方向的强磁化区域Sa的范围,大于将旋转方向的弱磁化区域Nb1和弱磁化区域Sb1加起来的区域的范围,且大于将旋转方向的弱磁化区域Nb2和弱磁化区域Sb2加起来的区域的范围。
图5是表示实施方式2所涉及的转速检测器中的磁铁的旋转角度和磁通密度的关系的例子的图。在图5中,角度“0度”设为磁铁2为图4所示的状态时。图5所示的曲线的横轴表示在图4中使磁铁2向逆时针的方向旋转的情况下的旋转角度。图5所示的曲线的纵轴表示磁线6中的磁通密度。
曲线M3表示使实施方式2的磁铁2旋转的情况下的角度和磁通密度的关系。曲线M2与实施方式1的情况同样地,表示使对比例的磁铁2旋转的情况下的角度和磁通密度的关系。
在对比例的情况下,在使磁铁2从0度旋转至180度为止的期间,磁通密度在30度附近开始从极大值的减小,在150度附近到达至极小值。在实施方式2的情况下,磁通密度在60度附近开始从极大值的减小,在120度附近到达至极小值。如上所述,在实施方式2的情况下,在比对比例的情况更窄的角度范围磁通密度减小。即,在实施方式2的情况下,与对比例的情况相比,相对于角度的变化而磁通密度急剧地变化。
另外,在对比例的情况下,在使磁铁2从180度旋转至360度为止的期间,磁通密度在200度附近开始从极小值的增加,在340度附近到达至极大值。在实施方式2的情况下,磁通密度在220度附近开始从极小值的增加,在310度附近到达至极大值。如上所述,在实施方式2的情况下,在比对比例的情况窄的角度范围磁通密度增加。即,在实施方式2的情况下,与对比例的情况相比,相对于角度的变化而磁通密度急剧地变化。
如果从图4所示的状态起使磁铁2不断旋转,则强磁化区域Sa到达至与发电元件3相对的位置。进一步使磁铁2旋转,由此强磁化区域Sa从与发电元件3相对的位置不断远离,弱磁化区域Sb2、Nb2到达至与发电元件3相对的位置。将弱磁化区域Sb2、Nb2加起来的区域的范围小于强磁化区域Sa的范围,由此磁通密度急剧地减小。磁铁2从180度旋转至360度为止的情况下的磁通密度的变化除了磁通密度的正负不同以外,与磁铁2从0度旋转至180度为止的情况下的磁通密度的变化相同。
在实施方式2中,在磁铁2中的N极2N和S极2S的边界设置有弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2,由此在使磁铁2旋转1周的过程中,磁通密度减小的角度范围和磁通密度增加的角度范围受到限定。如上所述,在实施方式2中,与对比例的情况相比,能够限定引起磁化反转的角度范围。发电元件3对引起磁化反转的角度范围进行限定,由此能够抑制通过磁铁2的旋转而输出感应电压的定时的波动。由此,发电元件3能够减小磁铁2每次旋转时的发电的定时的波动。另外,发电元件3由于相对于角度的变化而磁通密度的变化急剧,因此与对比例的情况相比能够增加发电量。
根据实施方式2,转速检测器1将强磁化区域Na、Sa和弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2设置于磁铁2,由此能够使发电元件3中的发电量增加,且能够抑制发电的定时的波动。由此,转速检测器1具有能够提高转速检测的可靠性这样的效果。
此外,实施方式1的磁铁2中的第1区域即强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2及第2区域即弱磁化区域Nb、Sb和实施方式2的磁铁2中的第1区域即强磁化区域Na、Sa及第2区域即弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2,并不限定于通过使在磁化时施加的外部磁场的强度变化而实现。第1区域和第2区域也可以通过磁铁2的形状或者磁铁2的材料而实现。关于第1区域和第2区域通过磁铁2的形状或者磁铁2的材料而实现的情况,在实施方式3及其以后进行说明。
实施方式3.
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的转速检测器的图。实施方式3所涉及的转速检测器20除了取代图1所示的磁铁2而设置有磁铁21以外,具有与实施方式1所涉及的转速检测器1相同的结构。在实施方式3中,对与上述的实施方式1及2相同的结构要素标注同一标号,主要对与实施方式1及2不同的结构进行说明。此外,在图6中,将处理部5的图示进行省略。
在磁铁21中,在第1区域即强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和第2区域即弱磁化区域Nb、Sb,与旋转轴9平行的方向的厚度彼此不同。磁铁21之中的与旋转轴9平行的方向的强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2的长度,比磁铁21之中的与旋转轴9平行的方向的弱磁化区域Nb、Sb的长度更长。磁铁21中的强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和弱磁化区域Nb、Sb的配置与图2所示的磁铁2的情况相同。
在磁铁21的中心设置有开口11。磁铁21是以在第1区域和第2区域使厚度不同的方式将圆筒体变形而成的。此外,在磁铁21也可以不设置开口11。磁铁21也可以以在第1区域和第2区域使厚度不同的方式将圆板变形而成。
在磁铁21中,使与旋转轴9平行的方向的长度针对每个区域而不同,由此形成总磁通量多的区域即第1区域和总磁通量少的区域即第2区域。另外,第1区域中的磁铁21和发电元件3的距离,比第2区域中的磁铁21和发电元件3的距离短,因此作用于发电元件3的磁力与第2区域相比在第1区域中变强。在将磁铁21磁化时使用的磁化磁轭的磁轭铁芯部分是平坦的,由此使第1区域与磁轭铁芯部分密接,另一方面,在第2区域和磁轭铁芯部分之间产生间隙。由此,总磁通量多的第1区域和总磁通量少的第2区域形成于磁铁21。
此外,在实施方式3中,与图4所示的磁铁2的情况同样地,可以在磁铁21设置第1区域即强磁化区域Na、Sa和第2区域即弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2。
实施方式4.
图7是表示本发明的实施方式4所涉及的转速检测器的图。图8是表示实施方式4所涉及的转速检测器所具有的磁铁和发电元件的俯视图。实施方式4所涉及的转速检测器30除了取代图1所示的磁铁2而设置有磁铁31以外,具有与实施方式1所涉及的转速检测器1相同的结构。在实施方式4中,对与上述的实施方式1至3相同的结构要素标注同一标号,主要对与实施方式1至3不同的结构进行说明。在图8示出了从与旋转轴9平行的方向观察磁铁31和发电元件3的情况。此外,在图7中,将处理部5的图示进行省略。
在磁铁31中,在第1区域即强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和第2区域即弱磁化区域Nb、Sb,半径方向的长度彼此不同。磁铁31之中的以旋转轴9为中心的圆的半径方向的强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2的长度,比磁铁31之中的以旋转轴9为中心的圆的半径方向的弱磁化区域Nb、Sb的长度更长。磁铁31中的强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和弱磁化区域Nb、Sb的配置与图2所示的磁铁2的情况相同。在图8中,将N极2N和S极2S的边界通过实线表示。
在磁铁31的中心设置有开口11。磁铁31是以使半径方向的长度在第1区域和第2区域不同的方式将圆筒体变形而成的。此外,也可以在磁铁31不设置开口11。磁铁31也可以是以使半径方向的厚度在第1区域和第2区域不同的方式将圆板变形而成的。
在磁铁31中,使半径方向的长度针对每个区域而不同,由此形成总磁通量多的区域即第1区域和总磁通量少的区域即第2区域。此外,在实施方式4中,与图4所示的磁铁2的情况同样地,可以在磁铁31设置第1区域即强磁化区域Na、Sa和第2区域即弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2。
实施方式5.
图9是表示本发明的实施方式5所涉及的转速检测器的图。实施方式5所涉及的转速检测器40除了取代图1所示的磁铁2而是设置有磁铁41以外,具有与实施方式1所涉及的转速检测器1相同的结构。在实施方式5中,对与上述的实施方式1至4相同的结构要素标注同一标号,主要对与实施方式1至4不同的结构进行说明。此外,在图9中,将处理部5的图示进行省略。
磁铁41具有由彼此不同的材料构成的部位即第1部位41a和第2部位41b。第1部位41a构成第1区域即强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2。第2部位41b构成第2区域即弱磁化区域Nb、Sb。在第1部位41a的材料使用了与第2部位41b的材料相比剩余磁通密度高的材料。磁铁41中的强磁化区域Na1、Na2、Sa1、Sa2和弱磁化区域Nb、Sb的配置与图2所示的磁铁2的情况相同。磁铁41是在中心设置有开口11的圆筒体。磁铁41并不限定于圆筒体,也可以是圆板。
在磁铁41中,在第1部位41a的材料使用与第2部位41b的材料相比剩余磁通密度高的材料,由此形成总磁通量多的区域即第1区域和总磁通量少的区域即第2区域。此外,在实施方式5中,与图4所示的磁铁2的情况同样地,可以在磁铁41设置第1区域即强磁化区域Na、Sa和第2区域即弱磁化区域Nb1、Nb2、Sb1、Sb2。
以上的实施方式所示的结构,表示本发明的内容的一个例子,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离本发明的主旨的范围,也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1、20、30、40转速检测器,2、21、31、41磁铁,2N N极,2S S极,3发电元件,4轴,5处理部,6磁线,6a第1端部,6b第2端部,7线圈,8铁氧体磁珠,9旋转轴,11开口,41a第1部位,41b第2部位,Na、Na1、Na2、Sa、Sa1、Sa2强磁化区域,Nb、Nb1、Nb2、Sb、Sb1、Sb2弱磁化区域。
Claims (10)
1.一种转速检测器,其具有:磁铁,其安装于以旋转轴为中心进行旋转的旋转体;以及发电元件,其随着由所述磁铁的旋转引起的磁场的变化而产生感应电压,该转速检测器基于所述感应电压对所述旋转体的转速进行检测,
该转速检测器的特征在于,
所述发电元件具有:磁线;线圈,其卷绕于所述磁线中的所述磁线的两端部即第1端部及第2端部之间;以及筒体,其是软磁体,分别设置于所述第1端部及所述第2端部,
所述磁铁具有在所述磁铁的旋转方向排列的多个磁极,
所述多个磁极各自具有磁力的强度彼此不同的第1区域和第2区域。
2.根据权利要求1所述的转速检测器,其特征在于,
所述发电元件在与所述旋转轴平行的方向上与所述磁铁相对。
3.根据权利要求1或2所述的转速检测器,其特征在于,
所述多个磁极包含磁化方向彼此不同的第1磁极及第2磁极,
所述第2区域与所述第1区域相比磁力更弱,且在所述旋转方向被所述第1区域夹着而配置,
所述第1磁极的所述第1区域和所述第2磁极的所述第1区域在所述旋转方向彼此相邻。
4.根据权利要求3所述的转速检测器,其特征在于,
在所述发电元件与所述第1磁极的所述第1区域和所述第2磁极的所述第1区域相对的状态下,在与所述旋转轴平行的方向对所述磁铁和所述发电元件进行俯视观察的情况下,所述发电元件的整体处于将所述第1磁极的所述第1区域和所述第2磁极的所述第1区域加起来的区域之中。
5.根据权利要求1或2所述的转速检测器,其特征在于,
所述多个磁极包含磁化方向彼此不同的第1磁极及第2磁极,
所述第2区域与所述第1区域相比磁力更弱,且在所述旋转方向以夹着所述第1区域的方式配置,
所述第1磁极的所述第2区域和所述第2磁极的所述第2区域在所述旋转方向彼此相邻。
6.根据权利要求5所述的转速检测器,其特征在于,
所述旋转方向的所述第1磁极的所述第1区域的范围和所述旋转方向的所述第2磁极的所述第1区域的范围,各自大于将所述旋转方向的所述第1磁极的所述第2区域和所述第2磁极的所述第2区域加起来的区域的范围。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转速检测器,其特征在于,
所述筒体的导磁率高于所述磁线的导磁率。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的转速检测器,其特征在于,
所述磁铁中的与所述旋转轴平行的方向的所述第1区域的长度,比所述磁铁中的与所述旋转轴平行的方向的所述第2区域的长度更长。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的转速检测器,其特征在于,
所述磁铁中的以所述旋转轴为中心的圆的半径方向的所述第1区域的长度,比所述磁铁中的以所述旋转轴为中心的圆的半径方向的所述第2区域的长度更长。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的转速检测器,其特征在于,
对于所述磁铁中的构成所述第1区域的部位的材料,使用与所述磁铁中的构成所述第2区域的部位的材料相比剩余磁通密度更高的材料。
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