JP2001506755A - 渦電流測定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タコメータ用の渦電流測定機構は、半径方向に磁化された永久磁石（４）と、軸方向に磁化された第２の永久磁石（８）とを有している。半径方向に磁化された永久磁石（４）は、渦電流部材（２）の中に渦電流を発生させるために使用され、渦電流部材（２）は、指針軸（１）上に配置された指針（７）を変位させる。固定されたホール素子（１０）は、軸方向に磁化された第２の永久磁石（８）に向かい合ってわずかな間隔を置いて位置する。渦電流部材（２）のための永久磁石（４）は、特に強力な磁界を発生するために直径方向に磁化される。第２の永久磁石（８）は複数の磁極対を有し、また駆動軸（３）の回転角の高い分解能を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 渦電流測定機構 本発明は、特にタコメータ用の渦電流測定機構であって、駆動軸に相対回動不 能に固定されて半径方向に磁化された永久磁石を有しており、該永久磁石に被さ って指針軸上に配置された、導電性の材料から成るベル形状の渦電流部材と、駆 動軸の回転数を測定するためのホール素子とを有している形式のものに関する。 このような渦電流測定機構は、例えば、駆動軸の回転数に比例した速度を表示 するために、また駆動軸の回転の数、すなわち走行した距離を検出するために、 車両のタコメータに使用されており公知である。この場合、駆動軸の回転数が増 加するにつれて、永久磁石によって渦電流部材の中に渦電流が発生される。ホー ル素子は、永久磁石の、渦電流部材とは反対側にわずかな間隔を置いて位置して おり、また永久磁石の磁極対が通り過ぎる際に電気的な信号を発生する。この電 気的な信号の数は駆動軸の回転の数に比例している。 公知の渦電流測定機構では、永久磁石が概してシリンダ形状に構造されており 、永久磁石の端而で弱い磁界しか発生しない欠点を有している。弱い磁界を検出 するには特に高価なホール素子の使用が必要となる。さらに永久磁石は、可能な 限り強力な磁界を渦電流部 材に伝達するために多くの場合、直径方向に磁化される。この結果、ホール素子 は駆動軸の回転角について非常に低い分解能しか発生しない。 本発明の課題は、費用効率を高く設計することおよび駆動軸の回転角をできる だけ正確に検出可能にすることである。 上記課題は、本発明ではホール素子を励起するために少なくとももう１つの永 久磁石を設けることによって解決される。 この結果、できるだけ強力な磁界を発生させるために、ホール素子の必要条件 とは無関係に、渦電流部材の永久磁石は例えば直径方向に磁化されてよい。ホー ル素子は１つの固有の、または複数の永久磁石に向かい合って位置しているので 、ホール素子は、通り過ぎる磁極対に明確に対応したされるべき電気的な信号を 発生させる。したがって、本発明による渦電流測定機構を用いて検出された回転 の数は特に正確である。最も簡単な場合、駆動軸の回転の数、またはその作動角 を決定するために、特に費用効率が高く製造された単一のホール素子のみで済む 。この場合、回転角の分解能はホールセンサの永久磁石の磁極対の数に関連して いる。 ホール素子を励起するために、例えば、駆動軸の張出部に単一の永久磁石を配 置することが可能である。しかし、本発明の有利な変化実施形態によれば、ホー ル素子のための永久磁石が、駆動軸を環状に取り囲んで構成されていると、構造 的に特に簡単に渦電流測定機構を組み立てることができる。回転角の規定された 分解能を検出するために、ホールセンサのための永久磁石は、例えば、ホール素 子に面した側に配置された複数の磁極対を有してもよい。 本発明の別の有利な変化実施形態によると、ホール素子のための永久磁石が、 渦電流部材のための永久磁石とは反対側で軸方向に磁化されている場合、２つの 永久磁石の磁界の相互の重なり合いが確実に避けられる。したがって、永久磁石 の磁束線は互いに９０°ずらされて延びており、この結果渦電流部材のための永 久磁石は、ホール素子に対してホール素子のための永久磁石よりもはるかに弱い 磁界を形成する。この構造によって、渦電流部材の永久磁石の磁界によりホール 素子の誤った測定が確実に防止される。 本発明の別の有利な変化実施形態によると、渦電流測定機構は、ホール素子の 永久磁石が渦電流部材の永久磁石に接触している場合、特に小さな寸法を有する 。 永久磁石の磁界の相互の重なり合いに起因するホールセンサの誤った測定は、 本発明の別の有利な変化実施形態により、ホール素子のための永久磁石が渦電流 部材のための永久磁石からわずかな間隔を置いて配置されていることによってさ らに低減されている。 永久磁石の磁極対が多くなればなるほど、それだけ永久磁石によって発生され る磁界は弱くなり、またより均一になる。特に高い分解能で駆動軸の回転角の検 出を望むならば、ホール素子のたまの永久磁石に、特に多数の磁極対を設けるこ とが可能である。しかし、これには、特に高感度の、すなわち高価なホール素子 を用いることが必要となる。本発明の別の有利な変化実施形態によると、駆動軸 の回転数または回転角を検出するために互いに間隔を置いて配設された複数のホ ール素子が設けられた場合、より低い感度の、すなわちより廉価なホール素子に よって、回転角の特に高い分解能を発生することもできる。２つのホール素子の 間の間隔は、例えば、磁極対の間隔の半分に相応させることができる。 本発明は多くの実施形態が可能である。本発明の基本的な原理をさらに明確に するために、多くの実施形態の内の２つの実施形態を図面に示し、また以下に説 明する。 第１図は、本発明による渦電流測定機構の断面図であって、 第２図は、線ＩＩ−ＩＩに沿って示した第１図の渦電流測定機構の断面図であ って、 第３図は、渦電流測定機構の別の実施形態の断面図である。 第１図は、指針軸１上に固定されたベル形状の渦電 流部材２を有する渦電流測定機構を示している。渦電流部材２は、駆動軸３上に 固定されて半径方向に磁化された永久磁石４に被さっている。渦電流部材２の永 久磁石４とは反対側には、帰路形成リング５が配置されている。指針軸１には、 ねじりばね６によって基本位置に向かってプレロードがかけられ、また指針軸１ は渦電流部材２とは反対側の端部で指針７を支持する。半径方向に磁化された永 久磁石４の下側には、第２の永久磁石８が配置されており、この第２の永久磁石 ８は、半径方向に磁化された永久磁石４とは反対側に第２図に示した複数の磁極 対９を有している。第２の永久磁石８の前にわずかな間隔を置いてホール素子１ ０が配置されており、ホール素子１０は磁極対９の１つが通り過ぎる際に、電気 的な信号を発生する。 駆動軸３の回転、すなわち半径方向に磁化された永久磁石４の回転によって、 永久磁石４の角速度に相応して強い渦電流が渦電流部材２に発生される。これら の渦電流は、ねじりばね６の力に抗して指針軸１を変位させる。この場合、指針 ７の変位は駆動軸３の回転数に関係している。ホール素子１０によって発生され た電気的な信号の数は、駆動軸３の回転の数と、第２の永久磁石８に設けられた 磁極対９の数との積である。 第２図は、第１図の線ＩＩ−ＩＩに沿って示した渦電流測定機構の断面図であ る。第２の永久磁石８が多 数の磁極対９を支持しており、このため駆動軸３の回転角の特に高い分解能を有 することができる。渦電流部材２の永久磁石４は直径方向に磁化されており、し たがって１つのみの磁極対を有する。その結果、特に強力な渦電流が渦電流部材 ２の中に発生される。 第３図に示した渦電流測定機構の実施形態では、第２の永久磁石８は渦電流部 材２の永久磁石４にわずかな間隔を置いて配置されている。この結果、永久磁石 ４，８の磁界の相互の重なり合いは特に小さく維持される。さらに、渦電流測定 機構は２つのホール素子１１，１２を有しており、これらのホール素子１１，１ ２は、互いに対して第２の永久磁石８の磁極対の相互の半分の間隔をずらして配 置される。この結果、駆動軸３の回転角の分解能は磁極対の同一の数において２ 倍となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特にタコメータ用の渦電流測定機構であって、駆動軸に相対回動不能に固定 されて半径方向に磁化された永久磁石を有しており、該永久磁石に被さって指針 軸上に配置された、導電性の材料から成るベル形状の渦電流部材と、駆動軸の回 転数を測定するためのホール素子とを有している形式のものにおいて、 少なくとももう１つの永久磁石（８）がホール素子（１０，１１，１２）を 励起するために設けられていることを特徴とする渦電流測定機構。 ２．ホール素子（１０，１１，１２）のための永久磁石（８）が駆動軸（３）を 環状に取り囲んで構成されている、請求項１記載の渦電流測定機構。 ３．ホール素子（１０，１１，１２）のための永久磁石（８）が、渦電流部材（ ２）のための永久磁石（４）とは反対側で軸方向に磁化されている、請求項１ま たは２記載の渦電流測定機構。 ４．ホール素子（１０）のための永久磁石（８）が、渦電流部材（２）のための 永久磁石（４）に接触している、請求項１から３までのいずれか１項記載の渦電 流測定機構。 ５．ホール素子（１１，１２）のための永久磁石（８）が、渦電流部材（２）の ための永久磁石（４）か らわずかな間隔を置いて配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記 載の渦電流測定機構。 ６．互いに間隔を置いて配置された複数のホール素子（１１，１２）が、駆動軸 （３）の回転数または回転角を検出するために設けられている、請求項１から５ までのいずれか１項記載の渦電流測定機構。