JPH03277920A - 回転検出装置 - Google Patents
回転検出装置Info
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- JPH03277920A JPH03277920A JP7959590A JP7959590A JPH03277920A JP H03277920 A JPH03277920 A JP H03277920A JP 7959590 A JP7959590 A JP 7959590A JP 7959590 A JP7959590 A JP 7959590A JP H03277920 A JPH03277920 A JP H03277920A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は回転体に固定されたロータによる磁気変動を検
出して、回転体の回転数を検知する磁気感応式の回転検
出装置に関するものである。
出して、回転体の回転数を検知する磁気感応式の回転検
出装置に関するものである。
（従来の技術）
本発明に係わる従来技術として特開昭６３−２０５５１
５号公報に記載されたものがある。第７図、および第８
図は従来技術の回転検出装置の側面図と上面図である。
５号公報に記載されたものがある。第７図、および第８
図は従来技術の回転検出装置の側面図と上面図である。
この従来技術による装置では、強磁性体から成る歯車５
０を回転軸５１に固定して所定間隔をおいてＭＲ検出素
子５２を配置させたものである。ＭＲ検出素子５２は、
絶縁基板５３上に添着された磁気抵抗素子５４と、この
磁気抵抗素子５４が添着された絶縁基板５３とは反対側
の面に固定された永久磁石５５から構成されている。こ
の永久磁石５５は、磁気抵抗素子５４に対してバイアス
磁界を作用している。
０を回転軸５１に固定して所定間隔をおいてＭＲ検出素
子５２を配置させたものである。ＭＲ検出素子５２は、
絶縁基板５３上に添着された磁気抵抗素子５４と、この
磁気抵抗素子５４が添着された絶縁基板５３とは反対側
の面に固定された永久磁石５５から構成されている。こ
の永久磁石５５は、磁気抵抗素子５４に対してバイアス
磁界を作用している。
そして、歯車５０の歯がＭＲ検出素子５２を通過すると
き各歯に対応するように連続した抵抗値の変化が安定し
て得られるように、歯車５０の軸線０３に平行な方向に
対して所定角度傾斜させてＭＲ検出素子５２を配置した
ものであった。
き各歯に対応するように連続した抵抗値の変化が安定し
て得られるように、歯車５０の軸線０３に平行な方向に
対して所定角度傾斜させてＭＲ検出素子５２を配置した
ものであった。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、このような従来技術に示された回転検出装置で
は、磁気抵抗素子の抵抗値変化に伴う検出信号を安定化
させることは可能である。ところが、歯車の回転に伴っ
て歯車の歯がＭＲ検出素子を通過するとき、ＭＲ検出素
子が検知する抵抗値の変化は歯車の歯数のみが検出され
るものであって、歯車の回転数を高い分解能で検出する
ことができなかった。
は、磁気抵抗素子の抵抗値変化に伴う検出信号を安定化
させることは可能である。ところが、歯車の回転に伴っ
て歯車の歯がＭＲ検出素子を通過するとき、ＭＲ検出素
子が検知する抵抗値の変化は歯車の歯数のみが検出され
るものであって、歯車の回転数を高い分解能で検出する
ことができなかった。
そこで、本発明は回転体の回転数を従来と同等な歯車を
用いることによって高い分解能で検出することができる
新規な構成を有する回転検出装置を提供することを技術
的課題とする。
用いることによって高い分解能で検出することができる
新規な構成を有する回転検出装置を提供することを技術
的課題とする。
（課題を解決するための手段）
このような従来技術の問題点を解決するために講じた技
術的手段は、回転軸上に固定されて該回転軸と共に回転
する少なくとも２つのロータと、該ロータに対向して配
設される絶縁基板と、該絶縁基板面上に前記ロータの回
転方向に沿って形成された一対の磁気抵抗素子および、
前記絶縁基板を介して前記ロータと対向して配設される
磁石から成る回転検出装置において、前記絶縁基板上に
一対の磁気抵抗素子を前記ロータの回転方向に沿って延
在させるとともに、前記各ロータのピッチを互いにずら
した、ことである。
術的手段は、回転軸上に固定されて該回転軸と共に回転
する少なくとも２つのロータと、該ロータに対向して配
設される絶縁基板と、該絶縁基板面上に前記ロータの回
転方向に沿って形成された一対の磁気抵抗素子および、
前記絶縁基板を介して前記ロータと対向して配設される
磁石から成る回転検出装置において、前記絶縁基板上に
一対の磁気抵抗素子を前記ロータの回転方向に沿って延
在させるとともに、前記各ロータのピッチを互いにずら
した、ことである。
（作用）
本発明のようにロータが磁気抵抗素子の近傍を連続的に
通過することによって、磁石から出力される磁力線が各
ロータの歯の方向に周期的に曲げられるために、高い分
解能で回転軸の回転数を検出することができるようにな
る。
通過することによって、磁石から出力される磁力線が各
ロータの歯の方向に周期的に曲げられるために、高い分
解能で回転軸の回転数を検出することができるようにな
る。
（実施例）
以下、本発明の技術的手段を講した一実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
ＭＲ検出素子１とロータ２の配置関係を第１−ａ図、お
よび第１−ｂ図に示した。回転軸Ｒにはロータ２ａ、２
ｂが一体に回転できるように固定されている。ロータ２
ａ、２ｂは磁性体材料から成り、各ロータ２ａ、２ｂの
外周縁部には歯２゛が創成されている。各ロータ２ａ、
２ｂに対向するようにＭＲ検出素子１が配置されて
いる。このＭＲ検出素子ｌは磁束源となる永久磁石３、
永久磁石３上に配設される絶縁基板４、およびこの絶縁
基板４上に形成される磁気抵抗素子６Ａ、 ？Ａによ
って構成されている。永久磁石３は、各ロータ２ａ、２
ｂと対面する側がＮ極となっている。
よび第１−ｂ図に示した。回転軸Ｒにはロータ２ａ、２
ｂが一体に回転できるように固定されている。ロータ２
ａ、２ｂは磁性体材料から成り、各ロータ２ａ、２ｂの
外周縁部には歯２゛が創成されている。各ロータ２ａ、
２ｂに対向するようにＭＲ検出素子１が配置されて
いる。このＭＲ検出素子ｌは磁束源となる永久磁石３、
永久磁石３上に配設される絶縁基板４、およびこの絶縁
基板４上に形成される磁気抵抗素子６Ａ、 ？Ａによ
って構成されている。永久磁石３は、各ロータ２ａ、２
ｂと対面する側がＮ極となっている。
永久磁石３のＮ極面上には珪素を主体として成る絶縁基
板４が配設され、この絶縁基板４の表面には２つの磁気
抵抗素子６Ａ、７Ａが形成されている。この磁気抵抗素
子６Ａ、７Ａは、絶縁基板４上に薄膜として形成されて
おり、その材料として例えば、強磁性体であるＮｉＣｏ
合金やＮｉＦｅ合金等が使用されている。
板４が配設され、この絶縁基板４の表面には２つの磁気
抵抗素子６Ａ、７Ａが形成されている。この磁気抵抗素
子６Ａ、７Ａは、絶縁基板４上に薄膜として形成されて
おり、その材料として例えば、強磁性体であるＮｉＣｏ
合金やＮｉＦｅ合金等が使用されている。
第１−ａ図、および第１−ｂ図にも示したように、ロー
タ２ａ、２ｂは回転軸Ｒに所定間隔を隔てて配設されて
いる。そして、例えば、一方のロータ２ａの歯の対向す
る位置には、他方のロータ２ｂの歯溝が対応するように
、ピッチをずらして一回転軸Ｒ上に固定されている。ま
た、ＭＲ検出素子１に形成された磁気抵抗素子６Ａ、７
Ａの中心位置はロータ２ａ、２ｂの中心を通過する中心
線ＯＩ上に位置するように配置されている。
タ２ａ、２ｂは回転軸Ｒに所定間隔を隔てて配設されて
いる。そして、例えば、一方のロータ２ａの歯の対向す
る位置には、他方のロータ２ｂの歯溝が対応するように
、ピッチをずらして一回転軸Ｒ上に固定されている。ま
た、ＭＲ検出素子１に形成された磁気抵抗素子６Ａ、７
Ａの中心位置はロータ２ａ、２ｂの中心を通過する中心
線ＯＩ上に位置するように配置されている。
第１−ｃ図はＭＲ検出素子ｌの平面図である。
磁気抵抗素子６Ａ、７Ａはロータ２ａ、２ｂの回転方向
に沿う方向が長手方向となるように、薄膜抵抗ゲージと
して絶縁基板４上に形成されている。
に沿う方向が長手方向となるように、薄膜抵抗ゲージと
して絶縁基板４上に形成されている。
磁気抵抗素子６Ａを絶縁基板４上に形成するとき、その
両端には電極６ａ、６ｂが同時に形成される。
両端には電極６ａ、６ｂが同時に形成される。
同様に、磁気抵抗素子７Ａを絶縁基板４上に形成すると
きにも、その両端に電極７ａ、７ｂが同時に形成される
。電極６ａ、６ｂ、７ａ、および７ｂには図示しないワ
イヤが接続されて、外部の電気回路に接続されいる。
きにも、その両端に電極７ａ、７ｂが同時に形成される
。電極６ａ、６ｂ、７ａ、および７ｂには図示しないワ
イヤが接続されて、外部の電気回路に接続されいる。
第２図は、ＭＲ検出素子１によって回転数を検出するた
めの電気回路図である。この電気回路は磁気抵抗素子６
Ａ、７Ａと定抵抗８．９によってブリッジ回路が構成さ
れている。端子ＴＲＭ１とＴＲＭ２には電源電圧■が接
続されている。そしてＳ磁気抵抗素子６Ａ、７Ａの抵抗
値の変化によって住しる端子ＴＲＭ３とＴＲＭ４との間
の電位変化を検出して回転軸Ｒの回転数が測定できるよ
うになっている。
めの電気回路図である。この電気回路は磁気抵抗素子６
Ａ、７Ａと定抵抗８．９によってブリッジ回路が構成さ
れている。端子ＴＲＭ１とＴＲＭ２には電源電圧■が接
続されている。そしてＳ磁気抵抗素子６Ａ、７Ａの抵抗
値の変化によって住しる端子ＴＲＭ３とＴＲＭ４との間
の電位変化を検出して回転軸Ｒの回転数が測定できるよ
うになっている。
次に本発明の回転検出装置の作動について説明する。
第３図はロータ２ａの歯２°がＭＲ検出素子１に最も接
近した状態を示し、一方、第４図はロータ２ｂの歯がＭ
Ｒ検出素子ｌに最も接近した状態を示している。絶縁基
板４に固定されている永久磁石３からは、磁気抵抗素子
６Ａ、７Ａの膜面に対する法線方向に磁力線が透過して
いる。磁気抵抗素子６Ａ、７Ａの抵抗値変化は、この磁
気抵抗素子の長手方向に対して垂直な方向成分の磁力線
が印加されることによって生じる。その他の方向成分が
磁気抵抗素子に印加されても磁気抵抗素子の抵抗値変化
は起こることはない。
近した状態を示し、一方、第４図はロータ２ｂの歯がＭ
Ｒ検出素子ｌに最も接近した状態を示している。絶縁基
板４に固定されている永久磁石３からは、磁気抵抗素子
６Ａ、７Ａの膜面に対する法線方向に磁力線が透過して
いる。磁気抵抗素子６Ａ、７Ａの抵抗値変化は、この磁
気抵抗素子の長手方向に対して垂直な方向成分の磁力線
が印加されることによって生じる。その他の方向成分が
磁気抵抗素子に印加されても磁気抵抗素子の抵抗値変化
は起こることはない。
今、磁気抵抗素子 ６Ａ、７Ａの長手方向成分をＸ軸方
向、絶縁基板４に平行であり、かつＸ軸方向に垂直な方
向成分をＹ軸方向、絶縁基板４の法線方向をＺ軸方向と
それぞれ規定する。以下、この方向成分を用いて説明す
る。
向、絶縁基板４に平行であり、かつＸ軸方向に垂直な方
向成分をＹ軸方向、絶縁基板４の法線方向をＺ軸方向と
それぞれ規定する。以下、この方向成分を用いて説明す
る。
第３図の状態では、永久磁石３から発した磁力線はロー
タ２ａの歯２′の方向に曲げられる。このとき磁気抵抗
素子６Ａ、７ＡにはＹ軸方向の磁力線の変化が作用する
ため、磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。同様にして、
第４図に示した状態でも磁気抵抗素子にはＹ軸方向の磁
力線の変化が作用するため、磁気抵抗素子の抵抗値の変
化が生じる。第５図を参照して抵抗値の変化について説
明する。第５図の横軸方向は磁気抵抗素子６Ａ。
タ２ａの歯２′の方向に曲げられる。このとき磁気抵抗
素子６Ａ、７ＡにはＹ軸方向の磁力線の変化が作用する
ため、磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。同様にして、
第４図に示した状態でも磁気抵抗素子にはＹ軸方向の磁
力線の変化が作用するため、磁気抵抗素子の抵抗値の変
化が生じる。第５図を参照して抵抗値の変化について説
明する。第５図の横軸方向は磁気抵抗素子６Ａ。
７Ａの長手方向に対して垂直方向（Ｙ軸方向）にかかる
磁力線の変化量を示し、縦軸方向は磁気抵抗素子の抵抗
値の変化率を表している。磁気抵抗素子に作用するＹ軸
方向の磁力線が大きくなると、負方向への抵抗値の変化
率が大きくなる。このため、磁気抵抗素子にかかる磁力
線が大きくなるとその抵抗値は小さくなる方向に変化す
る。磁気抵抗素子に作用する磁力線はＹ軸方向に対して
正負両方向に変化するが、磁気抵抗素子の抵抗値に関係
するのは通過する磁力線の絶対量であるため、磁力線が
作用する方向がＹ軸上で何れの方向であっても磁気抵抗
素子の抵抗値変化は起こる。
磁力線の変化量を示し、縦軸方向は磁気抵抗素子の抵抗
値の変化率を表している。磁気抵抗素子に作用するＹ軸
方向の磁力線が大きくなると、負方向への抵抗値の変化
率が大きくなる。このため、磁気抵抗素子にかかる磁力
線が大きくなるとその抵抗値は小さくなる方向に変化す
る。磁気抵抗素子に作用する磁力線はＹ軸方向に対して
正負両方向に変化するが、磁気抵抗素子の抵抗値に関係
するのは通過する磁力線の絶対量であるため、磁力線が
作用する方向がＹ軸上で何れの方向であっても磁気抵抗
素子の抵抗値変化は起こる。
第６−ａ図はロータの回転に伴って変化する磁気抵抗素
子の抵抗変化率の変化の様子を示したものである。ロー
タ２ａ、あるいはロータ２ｂの歯２゛がＭＲ検出素子１
に最も接近したときに抵抗変化率が最大となる。第６−
ｂ図はロータの回転によって生じる抵抗変化率の変化に
伴う端子ＴＲＭ３とＴＲＭ４との間の電位変化の様子を
示している。抵抗変化率が最大であるとき、両端子間の
出力電圧が最大値となり、抵抗変化率が最小であるとき
は出力電圧が最小値となる。
子の抵抗変化率の変化の様子を示したものである。ロー
タ２ａ、あるいはロータ２ｂの歯２゛がＭＲ検出素子１
に最も接近したときに抵抗変化率が最大となる。第６−
ｂ図はロータの回転によって生じる抵抗変化率の変化に
伴う端子ＴＲＭ３とＴＲＭ４との間の電位変化の様子を
示している。抵抗変化率が最大であるとき、両端子間の
出力電圧が最大値となり、抵抗変化率が最小であるとき
は出力電圧が最小値となる。
本実施例では、ロータを回転軸上に２つ配設したことに
よって抵抗変化率が最大となる（最小となる）点を連続
的にすることができるため、分解能の高い出力電圧信号
をとすることができるようになった。
よって抵抗変化率が最大となる（最小となる）点を連続
的にすることができるため、分解能の高い出力電圧信号
をとすることができるようになった。
以上に説明したように、本発明の技術的手段のように、
連続的に変化する出力電圧信号の波形の波長を小さくし
てロータの歯数を実質的に多くする手段を講じることに
よって、ロータの回転に伴つて変化する電気信号も従来
のものと比較して高い分解能で得ることができるように
なった。
連続的に変化する出力電圧信号の波形の波長を小さくし
てロータの歯数を実質的に多くする手段を講じることに
よって、ロータの回転に伴つて変化する電気信号も従来
のものと比較して高い分解能で得ることができるように
なった。
また、従来のロータの径と同一径のロータを使用して回
転検出装置の精度を向上することができる。即ち、限ら
れたスペース内で回転数の検出精度を向上することがで
きるため、回転検出装置の大型化を回避することもでき
る。
転検出装置の精度を向上することができる。即ち、限ら
れたスペース内で回転数の検出精度を向上することがで
きるため、回転検出装置の大型化を回避することもでき
る。
第１−ａ図はＭＲ検出素子とロータの配置関係を示した
側面図、第１−ｂ図は同じ＜ＭＲ検出素子とロータの配
置関係を示した上面図、第１−ｃ図はＭＲ検出素子の平
面図、第２図はＭＲ検出素子によって回転数を検出する
ための電気回路図、第３図および第４図はロータの歯と
ＭＲ検出素子の関係を示す説明図、第５図は磁力線の透
過量と磁気抵抗素子の抵抗変化率の関係を示す特性図、
第６−ａ図はロータの回転に伴って変化する抵抗変化率
の特性図、第６−ｂ図はロータの回転に伴って変化する
出力電圧の特性図、第７図は従来技術の回転検出装置の
側面図、第８図は同じ〈従来技術の回転検出装置の上面
図である。 Ｒ・ ・ ２ａ、 ２ ４ ・ ・ ６Ａ、 ７ ３ ・ ・ ・回転軸、 ｂ・・・ロータ、 ・絶縁基板、 Ａ・・・磁気抵抗素子、 ・磁石。
側面図、第１−ｂ図は同じ＜ＭＲ検出素子とロータの配
置関係を示した上面図、第１−ｃ図はＭＲ検出素子の平
面図、第２図はＭＲ検出素子によって回転数を検出する
ための電気回路図、第３図および第４図はロータの歯と
ＭＲ検出素子の関係を示す説明図、第５図は磁力線の透
過量と磁気抵抗素子の抵抗変化率の関係を示す特性図、
第６−ａ図はロータの回転に伴って変化する抵抗変化率
の特性図、第６−ｂ図はロータの回転に伴って変化する
出力電圧の特性図、第７図は従来技術の回転検出装置の
側面図、第８図は同じ〈従来技術の回転検出装置の上面
図である。 Ｒ・ ・ ２ａ、 ２ ４ ・ ・ ６Ａ、 ７ ３ ・ ・ ・回転軸、 ｂ・・・ロータ、 ・絶縁基板、 Ａ・・・磁気抵抗素子、 ・磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 回転軸上に固定されて該回転軸と共に回転する少なくと
も２つのロータ； 該ロータに対向して配設される絶縁基板； 該絶縁基板面上に前記ロータの回転方向に沿つて形成さ
れた一対の磁気抵抗素子；および、前記絶縁基板を介し
て前記ロータと対向して配設される磁石から成る回転検
出装置において、前記絶縁基板上に一対の磁気抵抗素子
を前記ロータの回転方向に沿つて延在させるとともに、
前記各ロータのピッチを互いにずらしたことを特徴とす
る回転検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7959590A JPH03277920A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 回転検出装置 |
| DE19914109531 DE4109531A1 (de) | 1990-03-27 | 1991-03-22 | Vorrichtung zur ermittlung einer drehung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7959590A JPH03277920A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 回転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03277920A true JPH03277920A (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=13694353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7959590A Pending JPH03277920A (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 回転検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03277920A (ja) |
| DE (1) | DE4109531A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19630108A1 (de) * | 1996-07-25 | 1998-01-29 | Siemens Ag | Einrichtung zur berührungslosen Erfassung der Geschwindigkeit oder Position eines ferromagnetischen Geberteils |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7959590A patent/JPH03277920A/ja active Pending
-
1991
- 1991-03-22 DE DE19914109531 patent/DE4109531A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4109531A1 (de) | 1991-10-02 |
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