JP2002033645A

JP2002033645A - パルス信号発生装置

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Publication number: JP2002033645A
Application number: JP2000217126A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Ito; 知明伊藤; Masami Tanaka; 正美田中; Tadashi Kubota; 正久保田; Yasuhiro Masuzaki; 泰弘益崎
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP3747149B2; US20020027463A1; US6566861B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】パルス信号発生の分解能を上げて、回転体等
の角度制御をより精密に行う。【解決手段】パルス信号発生装置は、大バルクハウゼ
ンジャンプを起こしうる少なくとも２つの磁性素子と、
それらに関連して配置された検出手段と、磁性素子を間
に置き且つ磁極の向きが互いに反対となるように配置さ
れた永久磁石と３０，４０とヨーク６０，７０とからな
る１対の磁界発生手段とを備え、１対の磁界発生手段の
同じ側の磁極は、被検知物体の順次の接近に応答して、
磁性素子に印加される磁界を変化させて、磁性素子に大
バルクハウゼンジャンプを生ぜしめ、検出手段に大バル
クハウゼンジャンプに応じたパルス信号を発生する検出
部を構成し、磁性素子は、互いに間隔を置いて且つ検出
部の側に偏って配置され、１対の磁界発生手段の永久磁
石３０，４０とヨーク６０，７０との接続体には、その
磁軸にそって位置調整される調整ヨーク８０Ａ，８０Ｂ
が関連付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス信号発生装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動している物体の移動位置や移動速度
に応じたパルス信号を得たり、種々な操作に応じたパル
ス信号を発生したりすることは、自動制御の分野や、電
気および電子機器等の各種の分野において必要とされて
いる。

【０００３】従来、この種のパルス信号を発生する手段
としては、種々なものが開発され使用されてきている
が、それらの代表的なものうちの一つとして、電磁／光
ピックアップ、ホール／磁気抵抗素子による回転検出装
置がある。しかし、電磁式では、停止から低速回転では
出力が小さいという問題がある。光ピックアップ式で
は、広帯域直流増幅器が必要となり、また、防塵構造と
する必要があった。また、ホール／磁気抵抗式では、複
数の素子と増幅器が必要とされていた。さらにまた、光
ピックアップ／ホール／磁気抵抗式は、素子が温度に敏
感であり、温度変化の激しい環境で使用するには適して
いない。

【０００４】したがって、これらの従来の回転検出装置
では、例えば、自動車の分野においてエンジンのクラン
クシャフト、カムシャフトの回転速度や位置を検出する
目的で使用しようとする場合において、極低速から高速
回転までに亘る検出ができないという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、極低速から高速
回転までに亘る検出素子として適したものとして、例え
ば、特開２０００−１０１４０１号公報に開示されてい
るような大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子ワイヤを使用したパルス信号発生装置が開発され種々
な分野における用途を見つけ出し始めている。この種の
パルス信号発生装置は、前述したような従来技術の問題
点を解消することのできるものではあるが、実用化にお
いては、なおも種々の問題を解決するための工夫も必要
である。

【０００６】例えば、特開２０００−１０１４０１号公
報に開示された技術では、より良い大バルクハウゼンジ
ャンプを引き起こすに適切な磁界を容易に発生させるよ
うな工夫として、セット状態とリセット状態との間の磁
性素子ワイヤに印加される磁界の変化幅をできるだけ大
きくするという観点から、調整ヨークを磁石の後端面に
付加したり、磁性素子ワイヤの長さを磁石＋ヨークの長
さの半分以下にするとか、１対の磁石の強さに強弱を付
けるために磁石の強さや体積や形状等を異ならせると
か、１対の磁石に対する磁性素子ワイヤの相対的な位置
関係を異ならせるとか、１対の磁石の一方の側縁から磁
性素子ワイヤまでの距離と他方の側縁からの磁性素子ワ
イヤまでの距離とを異ならせるとか、１対の磁石の軸方
向における相対的位置または磁軸の平行度を可変とする
とか、１対の磁石に対する磁性素子ワイヤの置き方を変
えるとか、等の種々な方法を提案している。

【０００７】ところが、この種のパルス信号発生装置の
実用化においては、如何にすれば個品単価を極限まで安
くできるか、如何にすれば装置サイズを極限まで小さく
できるか、如何にすれば短時間で容易に組立て調整でき
るか、如何にすれば製品性能のバラツキを小さくできる
か、如何にすれば製品歩留まりを良くすることができる
か、等が問われるところである。しかし、特開２０００
−１０１４０１号公報に開示された技術は、それらの種
々な手段を被検知物体の形状や、大きさ等に応じて適宜
組み合わせることで所与の効果を達成することができる
とするにとどまるもので、前述したような実用化に際し
て要求される課題に対する解決策を示すものではない。
また、前述したような自動車の分野等においては回転体
の角度制御を微細に行うという要求も多く、このような
要求に応えるためには、被検知物体に応じてより高い分
解能でもってパルス信号を発生しうるようなパルス信号
発生装置が要求されてきている。

【０００８】本発明の目的は、前述したような実用化に
際して要求される課題に充分に応えうるようなパルス信
号発生装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるパルス信号
発生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる少
なくとも２つの磁性素子と、該磁性素子のそれぞれに関
連して配置された検出手段と、前記磁性素子を間に置き
且つ磁極の向きが互いに反対となるようにして配置され
た磁石とヨークとからなる１対の磁界発生手段とを備え
ており、前記１対の磁界発生手段の同じ側の磁極は、被
検知物体の順次の接近に応答して、前記磁性素子に印加
される磁界を変化させて、前記磁性素子に大バルクハウ
ゼンジャンプを生ぜしめて、前記検出手段に該大バルク
ハウゼンジャンプに応じたパルス信号を発生せしめるよ
うにする検出部を構成し、前記磁性素子は、互いに間隔
を置いて且つ前記検出部の側に偏って配置され、前記１
対の磁界発生手段のうちの一方の磁石とヨークとの接続
体には、前記磁性素子のうちの一方に対応する位置にお
いて該接続体の磁軸にそって位置調整されうる調整ヨー
クが関連付けられており、前記１対の磁界発生手段のう
ちの他方の磁石とヨークとの接続体には、前記磁性素子
のうちの他方に対応する位置において該接続体の磁軸に
そって位置調整されうる調整ヨークが関連付けられてい
ることを特徴とする。

【００１０】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
磁性素子は、前記磁石と前記ヨークとの接続体の長さ以
下で且つ該長さの半分以上の長さを有している。

【００１１】本発明の別の実施の形態によれば、前記磁
性素子のうちの一方の配置位置は、前記１対の磁界発生
手段のうちの一方の磁石とヨークとの接続体の方へ片寄
った位置とされ、前記磁性素子のうちの他方の配置位置
は、前記１対の磁界発生手段のうちの他方の磁石とヨー
クとの接続体の方へ片寄った位置とされている。

【００１２】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記磁石およびヨークは、実質的の同一の磁石およびヨ
ークの接続体の２つを、互いに側面同志を接合してなる
ものであり、前記調整ヨークおよび磁性素子は、それぞ
れ前記磁石およびヨークの接続体のうちの対応するもの
に対して配置されている。

【００１３】本発明のさらに別の実施の形態によるパル
ス信号発生装置は、前述のようなパルス信号発生装置の
少なくとも２つを、被検知物体に対して、前記検出部が
該被検知物体の移動方向において若干ずれるようにして
配置してなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳
細に説明する。

【００１５】図１および図２は、本発明の大バルクハウ
ゼンジャンプを起こしうる磁性素子を使用したパルス信
号発生装置の動作原理を説明するための図である。図１
および図２に示す原理的なパルス信号発生装置は、ワイ
ヤ状素子である磁性素子１と、この複合磁性素子１の周
りに巻回された検出コイル２と、磁性素子１を間に置き
且つ磁極の向きが互いに反対となるようにして配置され
た１対の永久磁石３および４と、一方の永久磁石３の一
方の磁極側、すなわち、Ｓ極側に接続された磁性体で形
成されたヨーク６と、他方の永久磁石４の一方の磁極
側、すなわち、Ｎ極側に接続された磁性体で形成された
ヨーク７と、一方の永久磁石３とヨーク６とに対して位
置調整しうるように配置された磁性体で形成された調整
ヨーク８とを備えている。これら１対の磁石３および４
の他方の側の磁極３Ａおよび４Ａは、例えば、歯車５の
歯部５Ａ、５Ｂ、……５Ｘである被検知物体の順次の接
近に応答して、磁性素子１に印加される磁界を変化させ
て、磁性素子１に大バルクハウゼンジャンプを生ぜしめ
て、検出手段としての検出コイル２に該大バルクハウゼ
ンジャンプに応じたパルス信号を発生せしめるようにす
る検出部を構成している。なお、ここで使用している磁
性素子１の詳細構造および動作については、前述の特開
２０００−１０１４０１号公報等に開示されたように公
知のことであるので、ここではこれ以上詳述しない。

【００１６】この原理的な装置では、１対の永久磁石３
および４並びにヨーク６および７は、磁性素子１の延在
方向と一致した方向に磁軸を有しており、磁性素子１の
長さＬ₀は、（磁石＋ヨーク）の長さＬ以下でＬ／２以
上としている。調整ヨーク８は、長さＬに比べて短い磁
性体のブロック片にて形成されていて、後述するような
磁性素子１に作用する磁界を調整するため、磁軸にそっ
て位置調整されうるものとされている。この原理的な装
置では、調整ヨーク８は、磁性体ブロックとしたのであ
るが、永久磁石のブロック片の場合もある。

【００１７】次に、図１および図２を特に参照して、こ
のような構成を有する原理的なパルス信号発生装置の動
作原理について説明する。先ず、動作原理を分かり易く
するために、調整ヨーク８が設けられていない場合につ
いて説明しておく。図１の状態においては、歯車５の歯
部５Ａが一方の永久磁石３のＮ極３Ａに丁度対面した位
置にあり、先行する歯部５Ｘは、他方の永久磁石４のＳ
極４Ａとの対面位置から既に外れた位置にあり、この状
態で、このパルス信号発生装置は、セット状態になって
いる。歯車５は、矢印方向に移動しているとし、図２
は、歯車５が移動して、歯車５の歯部５Ａが他方の永久
磁石４のＳ極４Ａと丁度対面する位置にきて、後続の歯
部５Ｂが一方の永久磁石３のＮ極３Ａに未だ対面した位
置とはなっていない状態を示している。図２の状態で、
このパルス信号発生装置は、リセット状態となり、磁性
素子１に大バルクハウゼンジャンプを生ぜしめて、検出
コイル２に１つのパルス信号を発生せしめる。以後、歯
車５の歯部が１対の永久磁石３および４の同じ側の磁極
３Ａおよび４Ａの近傍を通過する毎に、そのことを示す
パルス信号が検出コイル２に発生されていく。

【００１８】このように、この原理的なパルス信号発生
装置によれば、磁性素子１において発生する大バルクハ
ウゼンジャンプによる磁化状態の変化を、検出コイル２
にて電磁誘導作用によるパルス電圧として検出するもの
である。したがって、被検知物体である歯車５の歯部５
Ａ、５Ｂ等の速度に関係なく、その歯部の存在、不存在
に応じて磁性素子１に大バルクハウゼンジャンプが確実
に起こされ、それに応じて確実にパルス信号を発生させ
ることができるのである。このように、この原理的なパ
ルス信号発生装置によれば、被検知物体の速度が極めて
遅い場合でも、検出が可能である。パルス信号として発
生されるパルス電圧は、常に、一定の電圧、位相関係を
保つ。すなわち、この原理的なパルス信号発生装置によ
って発生されるパルス電圧の振幅は、被検知物体の速度
に関係なく、所定の一定レベルを保ち得るのである。

【００１９】図１および図２を参照して、調整ヨーク８
がないとしてパルス信号発生装置の動作原理について、
概略的に前述したのであるが、次に、その動作原理につ
いて、より詳細に説明する。図３から図６は、このよう
な動作原理を説明するための概略図であり、図３は、歯
車の歯部のような被検知物体が無い時における、１対の
永久磁石３および４並びにヨーク６および７の間に配置
された磁性素子１に及ぼされる磁界を矢印を用いて示し
ている。図３に示す状態において、上側の永久磁石３と
下側の永久磁石４との間に挟まれた磁性素子１が２つの
永久磁石の丁度中心に配置されていて、且つ上側と下側
の永久磁石の大きさ、強さが同じである場合には、磁性
素子１上の磁界は０（零）になる。何故ならば、図３に
矢印で示す上側の永久磁石３によって磁性素子１に及ぼ
される正方向磁界と、下側の永久磁石４によって磁性素
子１に及ぼされる負方向磁界とは、大きさが同じであ
り、互いに相殺し合うからである。

【００２０】図４は、図１に対応するセット状態を示し
ており、被検知物体である歯車５の歯部５Ａが上側の永
久磁石３のＮ極３Ａに丁度対面している時における、１
対の永久磁石３および４並びにヨーク６および７の間に
配置された磁性素子１に及ぼされる磁界を矢印を用いて
示している。図４のセット状態においては、上側の永久
磁石３によって磁性素子１に及ぼされる正方向磁界の大
きさは、永久磁石３からの磁束の相当部分が磁性体であ
る被検知物体である歯部５Ａの方へと流れて分路されて
しまうことにより、矢印で示すように小さくなる。一
方、下側の永久磁石４のＳ極４Ａには、被検知物体であ
る歯部５Ｘは対面した状態となっていないので、永久磁
石４によって磁性素子１に及ぼされる負方向磁界の大き
さは、図３に示した状態と実質的に変わらない。したが
って、図４に示すセット状態においては、磁性素子１に
は、全体として負方向磁界が印加されていることにな
る。この負方向磁界を、ここでは、第二磁界という。

【００２１】図５は、図２に対応するリセット状態を示
しており、被検知物体である歯車５の歯部５Ａが上側の
永久磁石３のＮ極３Ａとの対面状態から外れ、下側の永
久磁石４のＳ極４Ａに丁度対面するようになった時にお
ける、１対の永久磁石３および４並びにヨーク６および
７の間に配置された磁性素子１に及ぼされる磁界を矢印
を用いて示している。図５のリセット状態においては、
下側の永久磁石４によって磁性素子１に及ぼされる負方
向磁界の大きさは、永久磁石４からの磁束の相当部分が
磁性体である被検知物体である歯部５Ａの方へと流れて
分路されてしまうことにより、矢印で示すように小さく
なる。一方、上側の永久磁石３のＮ極３Ａには、被検知
物体である歯部５Ｂは対面した状態から外れているの
で、永久磁石３によって磁性素子１に及ぼされる正方向
磁界の大きさは、図３に示した状態の場合と実質的に変
わらない。したがって、図５に示すリセット状態におい
ては、磁性素子１には、全体として正方向磁界が印加さ
れることになる。この正方向磁界を、ここでは、第一磁
界という。

【００２２】前述したような図３、図４および図５に示
した状態において、磁性素子に印加される磁界をグラフ
で示すと、図６のようになる。このように第二磁界、第
一磁界の順で磁性素子に磁界を与えることにより、磁性
素子に大バルクハウゼンジャンプが起きて、パルス信号
を発生させることができるのである。図６のように第一
磁界、第二磁界を設定する（調整ヨーク８が無い場合）
と、第一磁界：第二磁界＝１：１であり、より良い大バ
ルクハウゼンジャンプを起こすためには、この関係を
Ｎ：１とすることが必要である（ここで、Ｎは１以外の
数）。このような関係を作り出すために、前述の原理的
なパルス信号発生装置では、調整ヨーク８と磁性素子１
の位置を限定し、また、調整ヨーク８の位置変更を行え
るようにしている。この原理的なパルス信号発生装置の
如く、調整ヨーク８を、永久磁石３とヨーク６との接続
体の長手側面にそって位置変更できるようにすると、磁
性素子１に及ぼす磁界の変化を大きくすることができる
（調整部材を磁石の後端に付けるより調整幅が広い）の
で、調整時間を短縮でき、ひいては製作時間を短くで
き、製品の歩留まりも向上させることができる。

【００２３】次に、磁性素子１の位置について説明する
に、前述の特開２０００−１０１４０１号公報に開示さ
れた技術においては、磁性素子１を永久磁石の前側（被
検知物体側に偏らせて配置するのがより良い大バルクハ
ウゼンジャンプを起こさせるために好ましいとしてい
る。その理由付けについて、図７、図８および図９を参
照して説明するに、先ず、この型のパルス信号発生装置
においては、正負の交番磁界が必要である。図７および
図８に略示するように、被検知物体が移動すると、磁石
の中心に置かれた磁性素子上の磁界は、図９に示すよう
に変化する。図７、図８の磁性素子の長さは異なってい
るが、図９の磁界分布は、図７のように置いた時のもの
である。また、図９において、０点の磁界幅がＬ点に比
べて大きいのは、被検知物体に近いためである。磁性素
子を図７のように置くと、０〜Ｌ／２までは、正負の交
番磁界を使うことができるが、Ｌ／２〜Ｌの部分は、負
正の交番磁界を使うことになり、磁性素子内で磁界がぶ
つかり合う状況となる。前方か後方のどちらか半分に磁
性素子を図８のように置くと磁界がぶつかり合うという
ことはなくなり、また、前方に置いた方が交番磁界の幅
が大きくなるので、より良い大バルクハウゼンジャンプ
を得ることができる。これを数値で説明すると、前方の
磁界の大きさ（絶対値）を５、後方の磁界の大きさ（絶
対値）を２とすると、前方だけに磁性素子を置いた場合
は±５の交番磁界、後方だけに磁性素子を置いた場合は
±２の交番磁界、全体においた場合には、前方−後方で
±３の交番磁界を受けることになる。したがって、磁性
素子は、前方（被検知物体側）に偏らせる方が有利であ
る。

【００２４】また、磁石の幅を広げると、磁石のパワー
が上がることと、被検知物体に作用する部分が増えるこ
とになり、図１０に矢印で示すように磁界の大きさ（絶
対値）が大きくなる。すなわち、交番磁界の幅が広がる
ので、さらに良い大バルクハウゼンジャンプを得ること
ができるようになる。

【００２５】これと同様の理由により、磁性素子を（磁
石＋ヨーク）の長さ以下、該長さの半分以上に置くこと
により、より良い大バルクハウゼンジャンプを起こしう
るものとすることができ、そのため、製品の大きさを小
さくでき、個品単価を下げることが可能となる。

【００２６】この点に関し、磁石＋ヨークの構造につい
て、図１１を参照して詳述すると、図１１の上側に示す
ように、磁石とヨークをつなぐと、ヨークの開放端に極
が現われ、一本の磁石のようになる。したがって、磁石
とヨークの接続体の側面にそって点線の矢印で示すよう
な側面磁界が発生する。次に、図１１の下側に示すよう
に、短めの磁石とヨークをつなぐと、同じように側面の
磁界が得られるが、極同志が接近しているため、実線の
矢印で示すようにより強い磁界を得ることができる。こ
こで、磁性素子の体積は、そのままパワー源と考えてよ
く、またその最適値もある。換言すると、磁性素子の長
さは一定ということになる。これらのことを図１２を参
照して説明する。図１２において、点線で示す曲線は、
長い磁石が作った交番磁界を示し、実線で示す曲線は、
短い磁石が作った交番磁界を示している。図１２のよう
に配置された磁性素子は、点線で示す交番磁界について
はその磁界を有効に使っているということができ、実線
で示す交番磁界についてはその強い磁界を使っていると
いうことができる。点線で示す交番磁界の絶対値を３と
１と置き、実線で示す交番磁界の絶対値を５と２と置く
と、磁性素子は、点線で示す交番磁界については３−０
で３の交番磁界を利用し、実線で示す交番磁界について
は５−２で３の交番磁界を利用するということになり、
どちらも変わらないことになる。

【００２７】なお、前述した原理的なパルス信号発生装
置では、永久磁石３およびヨーク６と永久磁石４および
ヨーク７との間の離間距離Ｄは、固定のものとして説明
したが、この離間距離Ｄは、可変のものとしておくこと
もできる。離間距離Ｄを可変としておくことにより、例
えば、歯車の歯部のピッチ等が異なる被検知物体にも容
易に対応させて、それらに応じたパルス信号を正確に発
生することができるように調整することができる。

【００２８】また、前述した原理的なパルス信号発生装
置では、磁性素子１としてワイヤ状素子を使用したので
あるが、これに限らず、種々な形の磁性素子を使用する
ことができ、例えば、薄膜状、厚膜状または板状の磁性
素子を使用することもできる。このように、磁性素子と
して薄膜状、厚膜状または板状素子を使用した場合に
は、検出コイル２も平面コイルとすることも考えられ
る。さらにまた、前述したような磁性素子に代えて、単
層の磁性素子を使用することもできる。

【００２９】さらにまた、前述した原理的なパルス信号
発生装置では、検出手段は、コイルとしたのであるが、
これは、ホール素子、ＭＲ素子、共振回路等、他の同様
の手段に置き換えることができる。

【００３０】さらにまた、前述した実施例では、磁性素
子に良好な大バルクハウゼンジャンプを引き起こせしめ
るに適切な磁界を作用させるために、調整ヨークを用い
たのであるが、これに限らず、次のような手段にて同様
の効果を得ることができる。

【００３１】１対の磁石３およびヨーク６と磁石４およ
びヨーク７とに対する磁性素子１の相対的な位置関係を
異ならせる。すなわち、図１３に示すように、磁石３か
ら磁性素子１までの距離Ａと磁石４から磁性素子１まで
の距離Ｂとを異ならせ、しかも、これらＡおよびＢを可
変なものとできるようにしておく。

【００３２】前述したような原理的なパルス信号発生装
置では、例えば、歯車の歯部を検知する場合において、
図１４に示すように、歯車の歯部の一周期（１ピッチ）
を基準に、１つのパルス信号を発生する。したがって、
歯車の歯部の数が円周に３６個あるとすると、歯車の１
回転当たり１０個のパルス信号が発生され、すなわち、
歯車が１０度回転する毎に１つのパルス信号が発生され
るので、１０度の分解能での制御しかできない。

【００３３】本発明は、このようなパルス信号発生装置
の分解能をより高いものとする構成を提供せんとするも
ので、その原理について、特に、図１５から図１７を参
照して説明する。図１５に略示するように、前述したよ
うな原理的なパルス信号発生装置において、予め磁性素
子ワイヤを上側の磁石の方へと片寄らせて配置し、上側
磁石の側に調整ヨークを配置する構成とすることによ
り、第１磁界が大きく、第２磁界が小さく、非対称磁界
を得ることができる。一方、図１６に略示するように、
前述したような原理的なパルス信号発生装置において、
予め磁性素子ワイヤを下側の磁石の方へと片寄らせて配
置し、下側磁石の側に調整ヨークを配置する構成とする
ことにより、第１磁界が小さく、第２磁界が大きい、非
対称磁界を得ることができる。図１５と図１６とを対比
すると分かるように、図１５の構成のパルス信号発生装
置と図１６の構成のパルス信号発生装置とでは、第１磁
界と第２磁界とが入れ替わった形となっており、このよ
うな２つのパルス信号発生装置を並置する構成をとれ
ば、二つの位相が１８０度づれた磁界が得られ、この各
々を利用して、被検知物体である歯車の歯部の移動に対
して約１８０度づれた位置でそれぞれパルス信号を発生
するようにすることができる。この様子を図１７に示し
ている。

【００３４】図１８は、このような本発明の原理による
パルス信号発生装置の一つの実施例の構成を略示してい
る。この実施例のパルス信号発生装置は、所定の間隔を
置いて且つ磁極の向きが互いに反対となるようにして配
置された１対の永久磁石３０および４０と、一方の永久
磁石３０の一方の磁極側、すなわち、Ｓ極側に接続され
たヨーク６０と、他方の永久磁石４０の一方の磁極側、
すなわち、Ｎ極側に接続されたヨーク７０と、これら１
対の永久磁石３０およびヨーク６０、および永久磁石４
０およびヨーク７０の間に配置された第１の磁性素子ワ
イヤ１０Ａおよび第２の磁性素子ワイヤ１０Ｂと、これ
ら第１および第２の磁性素子ワイヤ１０Ａおよび１０Ｂ
のそれぞれの周りに巻回された検出コイル（図示してい
ない）と、第１の磁性素子ワイヤ１０Ａに対向する位置
にあって永久磁石３０とヨーク６０とに対して位置調整
しうるように配置された第１の調整ヨーク８０Ａと、第
２の磁性素子ワイヤ１０Ｂに対向する位置にあって永久
磁石４０とヨーク７０とに対して位置調整しうるように
配置された第２の調整ヨーク８０Ｂとを備えている。第
１の磁性素子ワイヤ１０Ａは、永久磁石３０およびヨー
ク６０の方に近い位置に片寄らせて配置されており、一
方、第２の磁性素子ワイヤ１０Ｂは、永久磁石４０およ
びヨーク７０の方に近い位置に片寄らせて配置されてい
る。そして、これら１対の磁石３０および４０の他方の
側の磁極３０Ａおよび４０Ａは、例えば、歯車５の歯部
５Ａ、５Ｂ、……５Ｘである被検知物体の順次の接近に
応答して、磁性素子１０Ａおよび１０Ｂに印加される磁
界を変化させて、磁性素子１０Ａおよび１０Ｂに大バル
クハウゼンジャンプを生ぜしめて、検出手段としてのそ
れぞれの検出コイルに該大バルクハウゼンジャンプに応
じたパルス信号を発生せしめるようにする検出部を構成
している。

【００３５】この図１８のような構成のパルス信号発生
装置によれば、図１５から図１７を参照して前述したよ
うな本発明の原理にしたがって、歯車５の歯部５Ａ、５
Ｂ、……５Ｘの１つの歯部の通過毎に２つのパルス信号
が発生されることは容易に理解されよう。したがって、
この実施例のパルス信号発生装置によれば、２倍の分解
能を達成することが可能であることも理解されよう。

【００３６】図１９は、別の実施例を示す図１８と同様
の概略図である。この実施例のパルス信号発生装置は、
図１および図２に原理的に示したパルス信号発生装置を
２個並置して相互に接着剤等を用いて一体化してなるよ
うなものであるので、対応する構成部分には同じ参照符
号を付して説明する。

【００３７】この実施例のパルス信号発生装置は、前述
したように２つのパルス信号発生組立体からなり、図１
９において左右のパルス信号発生組立体の各々は、所定
の間隔を置いて且つ磁極の向きが互いに反対となるよう
にして配置された１対の永久磁石３および４と、一方の
永久磁石３の一方の磁極側、すなわち、Ｓ極側に接続さ
れたヨーク６と、他方の永久磁石４の一方の磁極側、す
なわち、Ｎ極側に接続されたヨーク７と、これら１対の
永久磁石３およびヨーク６、および永久磁石４およびヨ
ーク７の間に配置された磁性素子ワイヤ１と、磁性素子
ワイヤ１の周りに巻回された検出コイル（図示していな
い）とを備えている。そして、図１９において右側のパ
ルス信号発生組立体においては、調整ヨーク８は、永久
磁石３とヨーク６とに対して位置調整しうるように配置
されており、一方、左側のパルス信号発生組立体におい
ては、調整ヨーク８は、永久磁石４とヨーク７とに対し
て位置調整しうるように配置されている。また、図１９
において右側のパルス信号発生組立体における磁性素子
ワイヤ１は、永久磁石３およびヨーク６の方に近い位置
に片寄らせて配置されており、一方、左側のパルス信号
発生組立体における磁性素子ワイヤ１は、永久磁石４お
よびヨーク７の方に近い位置に片寄らせて配置されてい
る。そして、左右のパルス信号発生組立体は、参照符号
１１にて示すように、永久磁石およびヨークの側面を互
いに接着剤等を用いて接合することによって一体化され
ている。

【００３８】これら１対の磁石３および４の他方の側の
磁極３Ａおよび４Ａは、例えば、歯車５の歯部５Ａ、５
Ｂ、……５Ｘである被検知物体の順次の接近に応答し
て、磁性素子１に印加される磁界を変化させて、磁性素
子１に大バルクハウゼンジャンプを生ぜしめて、検出手
段としてのそれぞれの検出コイルに該大バルクハウゼン
ジャンプに応じたパルス信号を発生せしめるようにする
検出部を構成している。

【００３９】この図１９のような構成のパルス信号発生
装置によれば、図１５から図１７を参照して前述したよ
うな本発明の原理にしたがって、歯車５の歯部５Ａ、５
Ｂ、……５Ｘの１つの歯部の通過毎に２つのパルス信号
が発生されることは容易に理解されよう。したがって、
この実施例のパルス信号発生装置によれば、２倍の分解
能を達成することが可能であることも理解されよう。ま
た、このような装置構成は、同じパルス信号発生組立体
を用意しておき、分解能を上げる必要のある場合に、そ
れらの２つを並置一体化するだけでよいので、コスト的
にも低減できるものである。

【００４０】図２０は、さらに別の実施例を示す概略図
である。この実施例のパルス信号発生装置は、図１９の
パルス信号発生装置と同様の構成のパルス信号発生組立
体を、被検知物体である歯車５の歯部５Ａ、５Ｂ、……
５Ｘの各側に１つ配置し、しかも、両パルス信号発生組
立体の検出部が、歯車の移動方向において（図において
縦方向）互いに歯部ピッチの、例えば、２分の１程度ず
れるようにしている。この図２０のような構成のパルス
信号発生装置によれば、図１５から図１７を参照して前
述したような本発明の原理にしたがって、歯車５の歯部
５Ａ、５Ｂ、……５Ｘの１つの歯部の通過毎に４つのパ
ルス信号が発生されることは容易に理解されよう。した
がって、この実施例のパルス信号発生装置によれば、４
倍の分解能を達成することが可能であることも理解され
よう。

【００４１】

【発明の効果】本発明の構成によれば、パルス信号発生
装置の個品単価を安くでき、装置サイズを小さくでき、
短時間で容易に組立て調整でき、製品性能のバラツキを
小さくでき、製品歩留まりを良くすることができる等の
効果を得ることができる。

【００４２】また、パルス信号発生の分解能を上げるこ
とが容易であるので、回転体等の角度制御をより精密に
行うような分野に適用して効果を上げることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の大バルクハウゼンジャンプを起こしう
る磁性素子を使用したパルス信号発生装置の動作原理を
説明するための図である。

【図２】本発明の大バルクハウゼンジャンプを起こしう
る磁性素子を使用したパルス信号発生装置の動作原理を
説明するための図である。

【図３】図１のパルス信号発生装置の動作原理を調整ヨ
ークがないものとして説明するための原理図である。

【図４】図１のパルス信号発生装置の動作原理を調整ヨ
ークがないものとして説明するための図１に対応する原
理図である。

【図５】図１のパルス信号発生装置の動作原理を調整ヨ
ークがないものとして説明するための図２に対応する原
理図である。

【図６】図３、図４および図５に示した状態において、
磁性素子に印加される磁界を示す図である。

【図７】より良い大バルクハウゼンジャンプを起こさせ
るに好ましい磁性素子の配置位置について説明するため
の図である。

【図８】より良い大バルクハウゼンジャンプを起こさせ
るに好ましい磁性素子の配置位置について説明するため
の図である。

【図９】図７および図８の磁性素子上の磁界分布を示す
図である。

【図１０】磁石の幅を広げることにより磁界の大きさが
大きくなることを説明するための図である。

【図１１】磁石とヨークとの接続体によって発生される
側面磁界の強さについて説明するための図である。

【図１２】図１１の磁石とヨークとの接続体によって生
じる側面磁界を示す図である。

【図１３】本発明のパルス信号発生装置における別の調
整手段を説明するための図である。

【図１４】図１の原理的なパルス信号発生装置にて出力
パルスが発生される態様を説明するための図である。

【図１５】図１の原理的なパルス信号発生装置を用いて
分解能を上げるための原理を説明するための図である。

【図１６】図１の原理的なパルス信号発生装置を用いて
分解能を上げるための原理を説明するための図である。

【図１７】図１の原理的なパルス信号発生装置を用いて
分解能を上げるための原理を説明するための図である。

【図１８】本発明によるパルス信号発生装置の一実施例
の構成を概略的に示す図である。

【図１９】本発明によるパルス信号発生装置の別の実施
例の構成を概略的に示す図である。

【図２０】本発明によるパルス信号発生装置のさらに別
の実施例の構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１磁性素子２検出コイル３永久磁石３ＡＮ極４永久磁石４ＡＳ極５歯車５Ａ歯部５Ｂ歯部５Ｘ歯部６ヨーク７ヨーク８調整ヨーク１１接着剤３０永久磁石３０ＡＮ極４０永久磁石４０ＡＳ極６０ヨーク７０ヨーク８０Ａ調整ヨーク８０Ｂ調整ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保田正東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者益崎泰弘東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
少なくとも２つの磁性素子と、該磁性素子のそれぞれに
関連して配置された検出手段と、前記磁性素子を間に置
き且つ磁極の向きが互いに反対となるようにして配置さ
れた磁石とヨークとからなる１対の磁界発生手段とを備
えており、前記１対の磁界発生手段の同じ側の磁極は、
被検知物体の順次の接近に応答して、前記磁性素子に印
加される磁界を変化させて、前記磁性素子に大バルクハ
ウゼンジャンプを生ぜしめて、前記検出手段に該大バル
クハウゼンジャンプに応じたパルス信号を発生せしめる
ようにする検出部を構成し、前記磁性素子は、互いに間
隔を置いて且つ前記検出部の側に偏って配置され、前記
１対の磁界発生手段のうちの一方の磁石とヨークとの接
続体には、前記磁性素子のうちの一方に対応する位置に
おいて該接続体の磁軸にそって位置調整されうる調整ヨ
ークが関連付けられており、前記１対の磁界発生手段の
うちの他方の磁石とヨークとの接続体には、前記磁性素
子のうちの他方に対応する位置において該接続体の磁軸
にそって位置調整されうる調整ヨークが関連付けられて
いることを特徴とするパルス信号発生装置。
【請求項２】前記磁性素子は、前記磁石と前記ヨーク
との接続体の長さ以下で且つ該長さの半分以上の長さを
有している請求項１に記載のパルス信号発生装置。
【請求項３】前記磁性素子のうちの一方の配置位置
は、前記１対の磁界発生手段のうちの一方の磁石とヨー
クとの接続体の方へ片寄った位置とされ、前記磁性素子
のうちの他方の配置位置は、前記１対の磁界発生手段の
うちの他方の磁石とヨークとの接続体の方へ片寄った位
置とされている請求項１または２に記載のパルス信号発
生装置。
【請求項４】前記磁石およびヨークは、実質的の同一
の磁石およびヨークの接続体の２つを、互いに側面同志
を接合してなるものであり、前記調整ヨークおよび磁性
素子は、それぞれ前記磁石およびヨークの接続体のうち
の対応するものに対して配置されている請求項１または
２または３に記載のパルス信号発生装置。
【請求項５】請求項１または２または３または４に記
載のパルス信号発生装置の少なくとも２つを、被検知物
体に対して、前記検出部が該被検知物体の移動方向にお
いて若干ずれるようにして配置したことを特徴とするパ
ルス信号発生装置。