JPH0344508A - 磁気検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転モータや車のクランクシャフトやりニア
モータのような回転あるいは直進する物体の回転数や移
動速度を磁気センサを利用して高精度に検出するための
磁気検出装置に関するものである。

従来の技術 近年、物体の回転数や移動速度を検出する手段として、
磁気センサを利用した非接触方式の磁気検出装置が広（
用いられている。

以下、図面を参照しながら従来の磁気検出装置の一例に
ついて説明する。

第７図は従来の磁気検出装置が用いられているブラシレ
スモーフの側断面図を示し、第８図は第７図における磁
気検出部の平面図を示している。

第７図および第８図において、１は回転軸、２は駆動用
永久磁石、３は固定平板、４は軸受部材、５はバックヨ
ーク、６は回転検出用磁石、７は磁気センサ、８は固定
子巻線である。回転軸ｌの軸方向に着磁され、回転トル
クを発生するよう回転方向に複数の反転磁極をもつ円環
状の駆動用永久磁石２は、一方の平面部が磁性材料より
なるバックヨーク５に当接して固着されており、モータ
軸１と一体的に回転する。前記駆動用永久磁石２の他方
の平面部は、磁性材料よりなる固定平板３とは所定の空
隙を持って対向している。また、駆動用永久磁石２と固
定平板３の空隙間には、複数層の固定子巻線８が固定平
板３に当接して固着されている。モータ軸重は固定平板
３に取り付けられた軸受部材４の軸受４ａならびに軸受
４ｂに嵌合し、回転自在に軸承されている。また、軸受
部材４の軸受４ｂに駆動用永久磁石２が固着されたバッ
クヨーク５の一部分が当接し、駆動用永久磁石２の磁気
吸引力によるスラスト荷重を軸受４ｂにて受けている。

バンクヨーク５の側面に固着された回転検出用磁石６に
は、周方向に一定のピッチｐで反転した磁化が施されて
おり、回転検出用磁石６に所定の空隙を持って対向する
磁気センサ７は、回転検出用磁石６が回転することによ
り周期的に変動ず磁界ａを電気信号に変換することによ
って、微小時間内において高精度な回転数の検出を行っ
ている。（特開昭６３−２９３４１０号公報） 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成においては、微小時間内
において高精度の回転検出を行うため、回転検出用磁石
６の反転磁化ピッチｐを狭くしていくと、回転検出用磁
石６内においてＭ１作用が発生し、磁界ａが減少するこ
ととなる。従って、磁気センサ７が取り付けられた位置
における時間周期的な磁束密度の振幅も小さくなること
から９、磁気センサ７が電気信号に変換できなかったり
、電気信号に変換できる場合においても、その電気信号
の振幅はかなり小さな値となるため、外乱の影響を受け
やすく、微小時間内において高精度な物体の回転数や移
動量を検出できないという問題点があった。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の磁気検出手段は、磁
気センサの周辺に導電性材料よりなる磁束集束手段を備
えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、永久磁石によって広い
領域に分布しようとする磁束を磁気センサ部に集束させ
ることができ、磁束密度を高めることができるので、振
幅の大きな電気信号を得ることができ、外乱の影響を受
けにくい高精度の回転数や移動量の検出を行うことがで
きる。

実施例 以下本発明の第１の一実施例の磁気検出装置について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の磁界検出装置をブラシ
レスモーフに適用した場合の回転検出部の斜視図を示し
、第２図はその平面図を示している。なお、従来例で述
べたｔＩ戒で共通の部分については省略している。

第１図および第２図において、８は磁束集束部材である
。固定された磁気センサ７の一方の面は、回転する回転
検出用磁石６と一定の空隙を持って対向しており、かつ
、磁気センサ７は両端が接地状態にある２つの導電性材
料よりなる磁束集束部材１０の間に配設されている。こ
こで、磁束集束部材１０は導電性材料であれば、その構
成手段は線材、バルク、板金、薄膜等信でもよい。

次に本実施例の磁気検出装置の動作について説明する。

回転検出用磁石６が回転すると、その時刻に応じて磁束
が変化するが、２つの磁束集束部材１０が導電性材料よ
り形成され、それぞれの両端は接地状態にあるため、２
つの磁束集束部材ｌＯ内部にそれぞれ渦電流が流れるこ
ととなる。この渦電流は回転検出用磁石６が作り出す磁
束を磁束集束部材ｌＯ内に侵入させないように作用する
ため、結果的に磁束は２つの磁束集束部材１０の間に集
束させられ、２つの磁束集束部材１０の間に配設された
磁気センサ７の磁束密度は磁束集束部材１０がない場合
に比べ大きな値となる。

本実施例によると、回転する回転検出用磁石６が形成す
る磁束を磁束集束部材１０の渦電流効果によって、２つ
の磁束集束部材１０の間に集束させることができるため
、磁気センサ７は磁束集束部材１０がない場合に比べ大
きな磁束密度を検出することが可能となり、高精度の回
転検出を得ることができる。

なお、本実施例では磁気検出装置をブラシレスモーフの
回転検出に用いた例で示したが、自動車等のクランクシ
ャフトの回転検出に用いることもできる。この場合、ブ
ラシレスモーフの構造における回転部となるバンクヨー
ク５がクランクシャフトに相当するだけであり、動作に
ついてはブラシレスモーフの場合と同様であるので省略
する。

また、本実施例では磁気検出装置をブラシレスモーフの
回転検出に用いた例で示したが、リニアモーフにおいて
も同様の動作によって高精度の移動量検出を行うことが
できる。

さらに、本実施例では回転検出用磁石６が回転し、時刻
によって磁束が変化する現象を利用したが、永久磁石の
代りに所定の電流が流れるコイルが移動することによっ
て生しる磁束の変化を利用することもできる。

次に、本発明の第２の実施例のｆＲ磁気検出装置ついて
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例の磁界検出装置をブラシ
レスモーフに適用した場合の回転検出部の平面図を示し
ている。なお、従来例で述べた構成で共通の部分につい
ては省略している。

第３図において、１０は磁束集束部材、１１は軟磁性体
である。固定された磁気センサ７の一方の面は、回転す
る回転検出用磁石６と所定の空隙を持って対向しており
、かつ、磁気センサ７は両端が接地状態にある２つの導
電性材料よりなる磁束集束部材１０の間に配設されてい
る。また、固定された磁気センサ７の回転検出用磁石６
と反対の面倒には軟磁性体１１が配設されている。

次に、本実施例の磁気検出装置の動作について説明する
。

回転検出用磁石６が回転すると、その時刻に応じて磁束
が変化するが、磁束集束部材１０が導電性材料より形成
されているため、磁束集束部材１０内部に渦電流が流れ
ることとなる。この渦電流は回転検出用磁石６が作り出
す磁束を磁束集束部材１０の内部に侵入させないように
作用するため、結果的に磁束は２つの磁束集束部材１０
の間・’ｉ’を集束させられる。また、軟磁性体１１の
高透磁率によって、磁気センサ７の位置における磁束密
度は軟磁性体１１がない場合に比べて大きな値となる。

本実施例によると、回転する回転検出用磁石６が形成す
る磁束を磁束集束部材ｌＯの渦電流効果によって、２つ
の磁束集束部材１０の間に磁束を集束させると同時に、
軟磁性体１１によって磁路の磁気抵抗を小さくできるた
め、磁気センサ７は軟磁性体１１かない場合に比べて大
きな磁束密度を検出することが可能となるため、さらに
高精度の回転数検出を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施例の磁気検出装置について説
明する。

第４図は本発明の第３の実施例の磁界検出装置をブラシ
レスモーフに適用した場合の回転検出部の平面図を示し
ている。なお、従来例で述べた構成で共通の部分につい
ては省略している。

第４図において、１０は磁束集束部材である。

固定された磁気センサ７の一方の面は、回転する回転検
出用磁石６と一定の空隙を持って対向しており、かつ、
磁気センサ７の他方の面には、固定された導電性材料よ
りなる磁束集束部材１０が配設されている。ここで、磁
束集束部材１０は導電性材料であれば、その構成手段は
バルク、板金。

薄膜等信でもよい。

次に、本実施例の磁気検出装置の動作について説明する
。

回転検出用磁石６が回転すると、その時刻に応して磁束
が変化するが、磁束集束部材１０が導電性材料より形成
されているため、磁束集束部材ＩＯ内部に渦電流が発生
することとなる。この渦を流は回転検出用磁石６が作り
出す磁束を磁束集束部材ＩＯ内に侵入させないように作
用するため、結果的に広範囲に分布しようとする磁束は
回転検出用磁石６と磁束集束部材１０との間に集束させ
られ、回転検出用磁石６と磁束集束部材１０との間に配
設された磁気センサ７の磁束密度は磁束集束部材１０が
ない場合に比べ大きな値となる。

本実施例によると、回転する回転検出用磁石６が形成す
る磁束を磁束集束部材１０の渦電流効果によって、回転
検出用磁石６と磁束集束部材ＩＯとの間に集束させるこ
とができるため、磁気センサは磁束集束部材１０がない
場合に比べ大きな磁束密度を検出することが可能となる
ため、高精度の回転数検出を得ることができる。

また、本実施例では磁束集束部材１０をアルミニウムや
銅等の導電性材料としたが、鉄やアモルファスやセンダ
スト材料のように導電性の他に、高い透磁性を有する材
料を用いれば、さらに磁束密度を高めることができる。

次に、本発明の第４の実施例の磁気検出装置について説
明する。

第５図は本発明の第４の実施例の磁界検出装置をブラシ
レスモーフに適用した場合の回転検出部の斜視図を示し
、第６図はその平面図を示している。なお、従来例で述
べたｔｌＩ或で共通の部分については省略している。

第５図および第６図において、１０は磁束集束部材であ
る。固定された磁気センサ７の一方の面は、回転する回
転検出Ｔ＠磁石６と一定の空隙を持って対向しており、
かつ、磁気センサ、７の他方の面には、固定された導電
性材料よりなるループ状の磁束集束部材１０が配設され
ている。

次に、本実施例の磁気検出装置の動作について説明する
。

回転検出用磁石６が回転すると、その時刻に応して磁束
が変化するが、磁束集束部材１０が導電性材料より形成
されているため、磁束集束部材ｌＯ内部に渦電流がルー
プ形状に沿って流れることとなる。この渦電流は回転検
出用磁石６が作り出す磁束を磁束集束部材ｌＯのループ
形状内に侵入させないように作用するため、結果的に広
範囲に分布しようとする磁束は回転検出用磁石６と磁束
集束部材ｌＯとの間に集束させられ、回転検出用磁石６
と磁束集束部材ｌＯとの間に配設された磁気センサ７の
磁束密度は磁束集束部材１０がない場合に比べ大きな値
となる。

本実施例によると、回転する回転検出用磁石６が形成す
る磁束を磁束集束部材１０の渦電流効果によって、回転
検出用磁石６と磁束集束部材１０との間に集束させるこ
とができるため、回転検出用磁石６と磁束集束部材１０
との間に配設された磁気センサ７は磁束集束部材１０が
ない場合に比べ大きな磁束密度を検出することが可能と
なるため、高精度の回転検出を得ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、時刻によって磁界が変化する磁
界発生手段と、前記磁界発生手段により生じる磁界を検
出する磁気センサと、前記磁気センサの周辺に配設され
た導電性材料よりなる磁束集束手段を備えることにより
、前記磁気センサ部に磁束を集束させることができるた
め、回転検出用永久磁石の着磁ピッチが狭くなった場合
においても、磁束密度を高めることができ、高精度の回
転数検出や移動量検出を行う磁気検出装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における磁気検出装置を
ブラシレスモーフに適用した場合の磁気検出部の斜視図
、第２図はその平面図、第３図は本発明の第２の実施例
における磁気検出装置をブラシレスモータに適用した場
合の磁気検出部の平面図、第４図は本発明の第３の実施
例における磁気検出装置をブラシレスモータに適用した
場合の磁気検出部の平面図、第５図は本発明の第４の実
施例における磁気検出装置をブラシレスモータに適用し
た場合の磁気検出部の斜視図、第６図はその平面図、第
７図は従来の磁気検出装置をブラシレスモータに適用し
た場合の斜視図、第８図は第７図における磁気検出部の
平面図である。 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・駆動用永久磁石
、３・・・・・・固定平板、４・・・・・・軸受部材、
５・・・・・・バックヨーク、６・・・・・・回転検出
用磁石、７・・・・・・磁気センサ、８・・・・・・固
定子巻線、１０・・・・・・磁束集束部材、１１・・・
・・・軟磁性体。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）時刻によって磁界が変化する磁界発生手段と、前
   記磁界発生手段により生じる磁界を検出する磁気センサ
   と、前記磁気センサの周辺に配設された導電性材料より
   なる磁束集束手段とを備えて構成されていることを特徴
   とする磁気検出装置。
2. （２）磁束集束手段は少なくとも両端が接地された２つ
   の導電体よりなり、磁気センサは前記２つの導電体の間
   付近に配設され、かつ、前記磁気センサの一面は磁界発
   生手段と所定の空隙を持って対向していることを特徴と
   する請求項（１）記載の磁気検出装置。
3. （３）磁界発生手段と所定の空隙を持って対向する磁気
   センサの面とは反対面側に軟磁性体が配設されているこ
   とを特徴とする請求項（２）記載の磁気検出装置。
4. （４）磁気センサは、磁界発生手段と磁束集束手段との
   間に配設されていることを特徴とする請求項（１）記載
   の磁気検出装置。
5. （５）磁束集束手段は、ループ状の導電体よりなってい
   ることを特徴とする請求項（４）記載の磁気検出装置。
6. （６）磁束集束手段は、導電性の他に高透磁性を有して
   いることを特徴とする請求項（４）記載の磁気検出装置
   。
7. （７）磁界発生手段は、永久磁石が移動することにより
   形成されることを特徴とする請求項（１）記載の磁気検
   出装置。
8. （８）磁界発生手段は、所定の電流が流れるコイルが移
   動することにより形成されることを特徴とする請求項（
   １）記載の磁気検出装置。