【発明の詳細な説明】
センサ
本発明は、物理的変化に応答する要素を備え、この要素のそばを周期的に変化
する構造体が通過し、更に電子評価装置を備え、この電子評価装置が物理的変化
に対する要素の応答を電流信号または電圧信号を変換する、特に車両のゴムタイ
ヤ車輪の回転運動を検出するためのセンサに関する。
このようなセンサは例えばヨーロッパ特許出願公開第４１９０４０号明細書に
記載されている。物理的変化に反応する要素は、磁気抵抗要素、すなわちその電
気抵抗が他の磁場の作用によって変化する要素である。一般的に、４個のこのよ
うな要素がホイートストンブリッジにまとめられている。電子評価ユニットはブ
リッジの中央ピックアップの電圧をタップで引出し、電圧を時間的に変化する電
流信号または電圧信号に変換する。
一般的に、薄い強磁性層からなる磁気抵抗要素は、磁石の端面に取付けられて
いる。この場合、電子評価ユニットは磁石の背後において支持体上にある。磁気
抵抗要素のそばを歯付き磁石ホイールが通過する。この磁石ホイールは例えば車
輪の軸に連結されている。磁石ホイールの鉄構造体により、磁場に変化生じ、こ
の変化はセンサによって感知可能である。
接続された電子評価装置は時間的に変化する電流信号を供給する。この電流信
号は回転する磁石ホイールの角速度を示す。電子評価装置と磁石はケーシングに
収容され、いわゆるアクティブ回転センサを形成する。
このようなセンサは特に車両製造において効果的であることが実証され、低い
回転数を検出することができるという利点がある。
しかし、静電荷の放電がセンサ、特にその半導体部品を破壊し得るという欠点
があることが判った。これは、磁気抵抗要素の代わりに他の磁場感知センサを使
用するときにも当てはまる。
同様に、ヨーロッパ特許出願公開第３４０４１８号明細書により、電車で使用
するのに適したこのような回転数センサが知られている。特に電車のスタート時
に、非常に強い電界と磁場が生じる。この電界と磁場は電子装置に放射され、恐
らく故障を生じる。従って、このヨーロッパ特許出願明細書では、センサを小さ
な金属管に埋め込むことが提案されている。この場合、磁気抵抗要素または磁場
感知要素は管の開放端部に設けられている。
電気的に絶縁された車軸を有する道路走行車両の場合には、車輪のゴムタイヤ
ひいては車軸が所定の条件の下で大きく静電的に負荷される。車軸が磁石ホイー
ルに導電的に接続され、車輪のハブに直接設けられた電子センサがその端子を介
して車体に接続されているので、磁石ホイールとセンサの間に高い電圧が発生す
る。火花放電の際、放電エネルギーは磁石ホーイルとセンサの間の空隙と電子評
価装置を経てセンサ端子に流れる。これは高い確率で電子評価装置を損傷させる
ことになる。
そこで、本発明の根底をなす課題は、静電放電に対して鈍感なセンサを提供す
ることである。
そのために、物理的変化に応答する要素と、周期的に変化する構造体の間に、
シールドが設けられ、このシールドが電子装置の接地端子に接続されている。そ
れによって、静電放電はセンサ要素と電子評価装置の傍らを通って案内される。
シールドは導電層または金属箔である。この導電層または金属層は周期的に変
化する構造体寄りの要素の面に対してほぼ平行に延びている。しかし恐らく、要
素と構造体の間の隙間内で線が延びていることで充分である。この両者は避雷針
のように作用する。ヨーロッパ特許出願公開第４８０４１８号明細書に提案され
たシールドはセンサ要素の前で放電エネルギーを受け止めないので、損傷または
破壊に対して保護することができない。
既に述べたように、感知要素は磁気抵抗の抵抗であってもよく、この抵抗は薄
い強磁性層からなっている。シールドはこの層に対して平行に延びている。シー
ルドとして線を配置すると、センサが応答する磁場がほとんど妨害されないとい
う利点がある。
本発明を説明するために、図１には、センサと磁石ホイールが概略的に示して
ある。
センサ１は磁石ホイール（磁極ホイール）２の歯付き縁部に対して狭い間隔を
おいて配置されている。センサ１のケーシング３内に、磁場を感知する要素が組
み込まれている。この要素には電子評価装置５が直接接続されている。磁場を感
知する要素４、特に磁気抵抗要素は磁石ホイールの歯付き縁部の方に向いている
。
少なくとも２本の線６，７が電子評価装置５に案内されている。この場合、１
本の線７は車両搭載電子装置の基本電位（接地電位）に接続されている。磁場ホ
イール２と磁気抵抗要素との間には、シールド８が設けられている。このシール
ドはケーブル９を介してアース線７に接続されている。シールド８は薄い層とし
てあるいは線として形成可能である。この場合、層は磁石ホイール２の寄りの磁
場を感知する要素の面に対して平行に配置されている。
シールド８、要素４および電子評価装置５からなるユニットは安定性の理由か
ら合成樹脂に鋳込まれている。磁石ホイール２はゴムタイヤ車輪を固定した軸に
連結されている。この車輪には電位を生じることができる。この電位は車体の一
部とセンサにフラッシュオーバーを生じる。シールドは、フラッシュオーバーの
際に流れる電流が、磁場感知要素４または電子評価装置５を損傷または破壊しな
いようにする。というのは、電流がシールド８と線９，７を介して搭載電源網の
接地電位に直接案内されるからである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Sensor
The present invention includes an element that responds to a physical change, and periodically changes around the element.
Structure that passes through and further includes an electronic evaluation device,
The element's response to converting current or voltage signals, especially rubber ties in vehicles
The present invention relates to a sensor for detecting the rotational movement of the gear wheel.
Such a sensor is described, for example, in EP-A-419,040.
Has been described. The element that responds to physical changes is the magnetoresistive element,
The element whose air resistance changes due to the action of another magnetic field. Generally, there are four
Such elements are summarized in Wheatstone Bridge. Electronic evaluation unit
The voltage at the center pickup of the ridge is pulled out with a tap, and the voltage changes with time.
Convert to a current signal or voltage signal.
Generally, a magnetoresistive element consisting of a thin ferromagnetic layer is attached to the end face of a magnet.
I have. In this case, the electronic evaluation unit is on a support behind the magnet. Magnetic
A toothed magnet wheel passes by the resistance element. This magnet wheel is used in cars
It is connected to the shaft of the wheel. The magnetic structure of the magnet wheel changes the magnetic field,
Can be sensed by the sensor.
The connected electronic evaluation device supplies a time-varying current signal. This current signal
The number indicates the angular velocity of the rotating magnet wheel. Electronic evaluation device and magnet in casing
Housed and form a so-called active rotation sensor.
Such sensors have proven to be particularly effective in vehicle manufacturing,
There is an advantage that the number of rotations can be detected.
The disadvantage, however, is that electrostatic discharge can destroy the sensor, especially its semiconductor components
It turned out that there was. This uses other magnetic field sensing sensors instead of magnetoresistive elements.
This is also true when using
Similarly, according to EP-A-340418, used in trains
Such a rotational speed sensor suitable for performing the above operation is known. Especially when the train starts
A very strong electric and magnetic field is generated. These electric and magnetic fields are emitted to the electronic device and
Easy failure. Therefore, in this European patent application, the sensor is small.
It has been proposed to embed it in a metallic tube. In this case, a magnetoresistive element or a magnetic field
The sensing element is provided at the open end of the tube.
For road vehicles with electrically insulated axles, rubber tires on wheels
Consequently, the axle is heavily electrostatically loaded under certain conditions. Axle is magnet wheel
Electronically connected to the wheel and mounted directly on the wheel hub via its terminals.
High voltage is generated between the magnet wheel and the sensor.
You. During spark discharge, the discharge energy is determined by the gap between the magnet wheel and the sensor and the electronic evaluation.
Through the charging device to the sensor terminals. This will damage the electronic evaluator with a high probability
Will be.
Therefore, an object underlying the present invention is to provide a sensor that is insensitive to electrostatic discharge.
Is Rukoto.
Therefore, between the element that responds to the physical change and the structure that changes periodically,
A shield is provided, and the shield is connected to a ground terminal of the electronic device. So
Thereby, the electrostatic discharge is guided beside the sensor element and the electronic evaluation device.
The shield is a conductive layer or a metal foil. This conductive or metal layer changes periodically.
Extend substantially parallel to the plane of the element near the structure to be transformed. But probably
It is sufficient that the line extends in the gap between the element and the structure. Both are lightning rods
Acts like EP-A-480418 proposes
Shield does not receive discharge energy in front of the sensor element,
Inability to protect against destruction.
As already mentioned, the sensing element may be a magneto-resistive resistor, which is thin.
Ferromagnetic layer. The shield extends parallel to this layer. C
The placement of the wire as a field does not substantially obstruct the magnetic field that the sensor responds to.
There are advantages.
In order to explain the present invention, FIG. 1 schematically shows a sensor and a magnet wheel.
is there.
The sensor 1 has a small distance from the toothed edge of the magnet wheel (magnetic pole wheel) 2.
It is arranged in. An element for sensing a magnetic field is provided in a casing 3 of the sensor 1.
It is embedded. An electronic evaluation device 5 is directly connected to this element. Feel the magnetic field
The known element 4, in particular the magnetoresistive element, is oriented towards the toothed edge of the magnet wheel
.
At least two lines 6, 7 are guided to the electronic evaluation device 5. In this case, 1
The wires 7 are connected to the basic potential (ground potential) of the vehicle-mounted electronic device. Magnetic field
A shield 8 is provided between the wheel 2 and the magnetoresistive element. This seal
The cable is connected to a ground wire 7 via a cable 9. The shield 8 is a thin layer
Or as a line. In this case, the layer is the magnetic
It is arranged parallel to the plane of the field sensing element.
Is the unit consisting of shield 8, element 4 and electronic evaluation device 5 a reason for stability?
Are cast into synthetic resin. The magnet wheel 2 is mounted on a shaft to which rubber tire wheels are fixed.
Are linked. An electric potential can be generated on this wheel. This potential is
Flashover occurs between the unit and the sensor. The shield is flashover
Current does not damage or destroy the magnetic field sensing element 4 or the electronic evaluation device 5.
To be. This is because the current flows through the shield 8 and the wires 9
This is because they are directly guided to the ground potential.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年１１月２７日（１９９７．１１．２７）
【補正内容】
請求の範囲
１．物理的変化に応答する要素（４）を備え、この要素のそばを周期的に変化す
る構造体が通過し、更に電子評価装置（５）を備え、この電子評価装置が要素（
４）の応答に基づいて電流信号または電圧信号を発生する、特に車両のゴムタイ
ヤ車輪の回転運動を検出するためのセンサにおいて、導電性シールド（８）が要
素（４）と構造体（２）の間に設けられ、このシールドが電子評価装置（５）の
ための給電部の基本電位に導電的に接続され、シールド（８）が線として形成さ
れていることを特徴とするセンサ。
２．要素（４）が磁気抵抗の抵抗であり、変化する構造体が歯付き磁石ホイール
（２）からなっていることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
３．磁気抵抗要素（４）と電子評価装置（５）とシールド（８）が合成樹脂ケー
シング（１）に埋め込まれていることを特徴とする請求項２記載のセンサ。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] November 27, 1997 (1997.11.27)
[Correction contents]
The scope of the claims
1. It has an element (4) that responds to physical changes and changes periodically near this element.
Structure, and further comprises an electronic evaluation device (5), the electronic evaluation device comprising
4) generating a current signal or a voltage signal based on the response of 4), particularly a rubber tie
A conductive shield (8) is required for the sensor to
This shield is provided between the element (4) and the structure (2), and this shield is provided for the electronic evaluation device (5).
Conductively connected to the base potential of the power supply for the shield (8) as a line.
A sensor characterized in that:
2. Element (4) is the reluctance of the magnetoresistance and the variable structure is a toothed magnet wheel
2. The sensor according to claim 1, wherein the sensor comprises (2).
3. The magnetoresistive element (4), the electronic evaluation device (5) and the shield (8) are made of a synthetic resin case.
3. The sensor according to claim 2, wherein the sensor is embedded in the thing.