JP2000517059A - 移動量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 機械構成部、例えば、ブレーキペダルの移動量の絶対値又は移動量の変化を検出することができ、相応の電気出力信号を発生することができる移動量センサが提案されている。機械構成部（２）は、磁化可能テープ（８；８’，８”）と接続されており、該テープは、当該テープの長手方向に、少なくとも１つの検出装置（１３，１４）の近傍を通って移動することができる。テープ（８；８’，８”）は、所定の部分（１１）が、それぞれ交番する極性で磁化され、テープ（８；８’，８”）の移動の際に極性の交番が検出されて、電気出力信号が発生される。

Description

【発明の詳細な説明】 移動量センサ従来技術 本発明は、移動量センサであって、機械構成部の移動量の絶対値又は移動量の 変化を検出することができ、相応の電気出力信号を発生することができる移動量 センサに関する。 ロッド駆動部を介して機械装置の移動量を測定するために、可変の電気抵抗が 作動されることは知られている。抵抗路上でスライダが運動することによって、 走行した移動量区間に応じて、アナログ電気信号を発生することができる。発明の効果 冒頭に記載した形式の移動量センサは、本発明の請求項１記載の特徴要件を有 する実施例では、有利には、磁化されたテープを用いて、テープの移動の際の極 性の切換を検出して、電気出力信号が発生される。従って、簡単に、無接触移動 量測定を実施することができ、しかも、極めて小さな構造長しか有していない。 機械的構成要素（例えば、自動車のブレーキペダル）によって経過された比較 的長い移動量の検出も、有利なやり方で、テープの長さを用途の条件に容易に適 合させることができる、磁化可能なテープを用いるこ とによって達成することができ、テープの長手方向で検出装置の近傍を移動する ことができる。このテープは、この場合、公知の方法で、所定の部分で、それぞ れ交番する極性の個別磁化部を形成するように磁化することができる。 有利な実施例によると、テープは、両側に部分的に個別磁化部が設けられ、個 別磁化部は、それぞれ検出装置の近傍を移動可能である。それによって、かなり 高い分解能が達成可能であり、テープ面上にそれぞれ対向し合った個別磁化部が 、テープの長手方向に対向して、テープの１／２長だけずらされている。こうす ることによって、テープの移動量のインクリメントな分解能が、１／２の部分幅 で可能であるように構成される。 有利には、テープは、別の実施例によると、磁化可能な加硫可能な持続的に弾 性的な材料から形成されており、２つの部分テープから製造されている。製造時 に、各部分テープ間に、支持組織体が加硫されて、それにより、テープは、長手 方向でフレキシブルであり、長手方向に対して垂直方向には補強されているよう にすることができる。従って、正確な移動量検出時に比較的確実に案内して簡単 に巻回することが、機械的な負荷の下でも行えるようになる。 移動量センサの簡単且つ小型の構成は、１つ乃至２つの検出装置が測定セル内 に組み込まれるようにして 可能であり、その際、テープは、この検出装置の直ぐ近傍を案内可能である。テ ープの一層確実な巻回のために、測定セルにウオーム状に案内路が設けられてお り、この案内路内にテープが嵌入して移動可能である。更に、簡単に移動量セン サに直接プリント配線板が設けられており、このプリント配線板は、検出装置の 出力信号の評価、後続処理、場合によっては、デジタル化用の電気回路を有して いる。 本発明の移動量センサを用いて移動量測定するために、磁場の変化を無接触高 分解能検出するための既存の技術を利用することもできる。このために、所謂Ａ ＭＲ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖ：異方性磁気抵抗 性）測定素子、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖ：巨大磁 気抵抗性）測定素子又はホール測定素子を検出装置として用いることも知られて いる。 例えば、ＶＤＩ報告５０９号（ＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ、１９８４年）、２６３ 頁〜２６８頁、論文”Ｎｅｕｅ，ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｌｏｅｓｕｎｇｅｎ ｆｕｅｒ Ｄｒｅｈｚａｈｌｓｅｎｓｏｒｅｎ ｉｍ Ｋｒａｆｔｆａｈｒｚ ｅｕｇ ａｕｆ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅｒ Ｂａｓｉｓ”に、測定 素子として磁気センサを用いて、回転軸又は歯車で、特に簡単且つ不感能に回転 角検出を行うことができるやり方が記載されている。これを可能とするのは、セ ンサ内の永久磁石の磁力線方向を、永久磁石の運動によって変えることができ、 且つ、検出することができるからである。 この他の有利な本発明の実施例については、従属請求項に記載されている。図面 本発明の移動量センサの実施例について、図を用いて説明する。その際： 図１は、測定セル内に移動量センサを備えた自動車内の制動装置の略図を示し、 図２は、図１の制動装置内の磁化可能なテープを備えた移動量センサの詳細図を 示し、 図３は、図２のテープを備えた測定セルを示し、 図４は、磁化可能なテープ用の案内路の詳細図を示し、 図５は、支持組織体を備えたテープを示し、 図６は、テープの磁化可能な部分の原理図を示し、 図７は、プリント配線板を備えた移動量センサを示し、 図８は、検出装置の出力側の電圧経過特性を示し、 図９は、検出装置の出力信号用の評価回路の例を示す。実施例の説明 図１には、自動車用の制動装置１が示されており、この制動装置では、ブレー キペダル２が機械的な構成 部として一端３で支承されており、当該ブレーキペダルの他端で、矢印４によっ て示された方向に操作可能である。ブレーキペダル２の操作により、押しバー５ が移動し、この押しバーは、後ろに結合された制動シリンダ６に作用する。制動 シリンダ６のケーシングには、測定セル７が設けられており、この測定セル７内 には、移動量測定のために、押しバー５の移動に比例して、テープ８が挿入可能 である。従って、測定セル７の出力端子９では、押しバー５の移動量に比例する 電気信号が、評価及び／又は後続処理のために利用できる。 図２の移動量センサ１０は、図１の測定セル７内に収容されている。テープ８ は、部分１１に磁場の交番極性を有しており、この磁場は、移動量センサ１０の 切欠部１２内の検出装置１３及び１４の近傍に案内される。この検出装置１３及 び１４は、有利には、所謂ＡＭＲ（ａｎｉｓｔｒｏｐ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉ ｓｔｉｖ異方性磁気抵抗性）測定素子、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒ ｅｓｉｓｔｉｖ又は巨大磁気抵抗性）測定素子又はホール測定素子である（冒頭 に既述した）。端子１５を介して、検出装置の出力信号を取り出すことができる 。 図３からは、検出装置１３及び１４間のテープ８の原理的なガイド並びに測定 セル７内での螺旋状の巻回部が示されている。テープ８の確実なガイドは、測定 セル７の内部に設けられた、図４の案内路１６で達成することができる。 テープ８の特に負荷可能な案内について、図５を用いて説明する。テープ８は 、磁化可能で加硫可能な持続的に可撓性の材料から形成され、２つの部分テープ ８’及び８”から製造されており、その際、テープ８の製造時に、部分テープ８ ’及び８”間に支持組織体１７が挿入されている。支持組織体１７は、ここでは 、テープ８内で加硫されて、支持組織体１７の位置状態に基づいてテープ８は長 手方向に、即ち、移動方向にフレキシブルであって、移動方向に対して垂直方向 に強化されている。 図６には、それぞれ長手方向に磁化された部分磁化部が示されており、これら 部分磁化部は、ここでは、部分テープ８’及び８”において、それぞれ１／２部 分長だけ相互にずらされている。 図７の移動量センサ１０の場合、電気評価回路を備えたプリント配線板１８は 、移動量センサ１０の検出装置の直ぐ上側に取り付けられており、その際、端子 １５は、ここでは詳細に示していないプリント配線板と直接接触接続されている 。プリント配線板１８は、移動量センサに射出成形されたピン１９を用いて取り 付けることができ、このピンは、組立後、例えば、熱圧縮によってコーキングす ることができる。 図８には、検出装置１３及び１４の出力電圧Ｕの経 過特性２０及び２１が示されている。ここでは、テープ８が近傍を通過した際（ 図６に示されているように）、切換経過特性Ｓが生じる。部分１１が近傍を通過 した際に極性が切り換えられる毎に、切換パルスＳが形成され、その際、検出装 置１３及び１４の切換パルスは、それぞれ１／２部分幅だけ相互にずらされてお り、その結果、測定技術上の分解能は、１／２部分幅の大きさになる。 検出装置１３及び１４の出力信号の評価は、切換パルスＳのカウントによって 行うことができ、そうすることによって、テープ８の経過した移動量の絶対値が 得られる。しかし、相互に充足された切換経過特性Ｓをアナログ評価することも でき、その結果、テープ８の移動時に、経過特性２３のように、出力信号は、ほ ぼ直線状に変化することができるようになる。 図８を用いて説明した切換過程Ｓの評価は、図９の回路によって実施すること ができる。この回路は、従来の電子構成部品によって構成することができ、ここ では、原理的に、移動量センサ１０での用途でのみ説明する。図６のように、テ ープ８を部分テープ８’及び８”で形成した場合、検出装置１３には、アナログ 電圧経過特性２４及びデジタル信号２６が形成され、検出装置１４には、アナロ グ電圧経過特性２５とデジタル信号２７が形成される。この信号の処理は、電子 構成部２８で、出力側２９に、図８の電圧経過特性２ ３に応じて、測定された移動量が変化するような出力電圧Ｕが印加されるように して行なうことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 移動量センサであって、 −機械構成部（２）の移動量の絶対値又は移動量の変化を検出することができ 、相応の電気出力信号を発生することができる 移動量センサにおいて、 −機械構成部（２）が磁化可能テープ（８；８’，８”）と接続されており、 該テープは、当該テープの長手方向に、少なくとも１つの検出装置（１３，１４ ）の近傍を通って移動することができ、その際、 −前記テープ（８；８’，８”）は、所定の部分（１１）が、それぞれ交番す る極性で磁化され、前記テープ（８；８’，８”）の移動の際に極性の交番が検 出されて、電気出力信号が発生されるようにした ことを特徴とする移動量センサ。 ２． 所定の部分（１１）において、それぞれ個別磁化部が形成され、該個別磁 化部は、テープ（８；８’，８”）の運動の長手方向に磁化される請求項１記載 の移動量センサ。 ３． テープ（８；８’，８”）は、両側に個別磁化部が設けられており、該個 別磁化部は、それぞれ検出装置（１３，１４）の近傍を移動することができ る請求項２記載の移動量センサ。 ４． テープ（８；８’，８”）上で、それぞれ対向し合った個別磁化部は、該 テープ（８；８’，８”）の長手方向で相互に当該テープの１／２長だけずらさ れている請求項３記載の移動量センサ。 ５． テープ（８；８’，８”）は、磁化可能で加琉可能な持続的に可撓性の材 料から形成されており、２つの部分テープ（８’，８”）から製造されており、 その際、製造時に、前記各部分テープ間に、支持組織体（１７）が、前記テープ （８；８’，８”）が長手方向にフレキシブルであり、該長手方向に対して垂直 方向に補強されている請求項１〜４までのいずれか１記載の移動量センサ。 ６． 少なくとも１つの検出装置（１３，１４）は、測定セル（７）の構成部品 であり、該測定セル（７）内で、テープ（８；８’，８”）の１つが、少なくと も１つの検出装置（１３，１４）の近傍を通過可能であり、更に部分的にウォー ム形状の案内路（１６）が、測定セル（７）内に設けられており、該測定セル（ ７）内で前記テープ（８；８’，８”）が移動可能である請求項１〜５までのい ずれか１記載の移動量センサ。 ７． 移動量センサ（１０）は、プリント配線板（１８）を有しており、該プリ ント配線板（１８）は、検出装置（１３，１４）の出力信号の評価及び後続 処理のための電気回路（２８）を有している請求項６記載の移動量センサ。 ８． 少なくとも１つの検出装置（１３，１４）は、異方性又は巨大磁気抵抗性 測定素子である請求項１〜７までのいずれか１記載の移動量センサ。 ９． 少なくとも１つの検出装置（１３，１４）は、ホール測定素子である請求 項１〜８までのいずれか１記載の移動量センサ。 １０． 機械構成部は、自動車の制動装置（１）のブレーキペダル（２）である 請求項１〜９までのいずれか１記載の移動量センサ。