JPH08211080A

JPH08211080A - 回転センサの回転検出器

Info

Publication number: JPH08211080A
Application number: JP1717195A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Mizoguchi; 和貴溝口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、複数の磁電変換素子の前面部に磁
性粉が付着するのを防止して検出感度の低下を抑えるこ
とを目的とする。【構成】磁性粉を捕捉して磁性粉が複数の磁電変換素
子５，６の前面部に付着するのを防止するための吸着用
磁石３２を複数の磁電変換素子５，６の周囲に配設した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のＡＢＳ
制御に用いる車輪速検出用等の回転センサの回転検出器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転センサの回転検出器（磁気式
回転センサ用ピックアップ）としては、例えば図７に示
されているようなものがある。これは、例えば自動車の
ＡＢＳ制御のために、ホイールハブに取り付けられたギ
アロータと組み合わされて車輪の回転速度を計測する磁
気式回転センサ用ピックアップ１である。ピックアップ
１の内部における２はホールＩＣであり、ホールＩＣ２
の背面にはバイアス磁石３が配置され、さらに、バイア
ス磁石３の背面には磁気特性を向上させるために、高透
磁率材料の純鉄からなるバックヨーク４が配置されてい
る。ホールＩＣ２は内部に磁電変換素子として２個のホ
ール素子５，６を有している。後述するように、２個の
ホール素子５，６の感ずる磁束密度の差（差動磁束密
度）を検出し、その差動磁束密度の大小によりホールＩ
Ｃ２はＯＮ，ＯＦＦの信号を出力する。７はワイヤハー
ネスであり、ホールＩＣ２と電気的に接続されている。
８はピックアップ１を固定するためのフランジであり、
厚み１．０mm程度の鉄板からなっている。９は上記のピ
ックアップ１〜フランジ８を保持するためのホルダであ
り、耐熱性を考慮して６６ナイロン（ガラス３０％入）
で作製されている。１０は非磁性材料であるＳＵＳ３０
４からなるピックアップケースで、厚みは０．５mm程度
である。１１はホルダ９とケース１０の気密性を保つた
めのＯリングである。１２は高透磁率材料である純鉄か
らなるギアロータであり、ホール素子５，６と対向する
ようにホイールハブ等の回転部材に取り付けられてい
る。ギアロータ１２は耐食性を考慮し、表面に亜鉛メッ
キが施されている。図１０はホールＩＣ２の回路構成を
示しており、１３は電圧レギュレータ、１４はホールＩ
Ｃを電源の逆接続から保護するためのダイオード、１
５，１６はホール素子５，６の出力を増幅するための増
幅器、１７は増幅器１５，１６の出力から直流成分をカ
ットするためのハイパス・フィルタ、１８はハイパス・
フィルタ１７の低周波カットオフ周波数を決定するコン
デンサである。１９はハイパス・フィルタ１７からの出
力を差動増幅する差動増幅器、２０は差動増幅器１９か
らの出力を基準電圧と比較して矩形波を出力するヒステ
リシス・コンパレータ、２１はトランジスタであり、オ
ープン・コレクタ出力となっている。

【０００３】上記のように構成された磁気式回転センサ
用ピックアップ１の作用を説明する。まず、回転検出の
原理について説明する。回転部材の回転に従ってギアロ
ータ１２が回転すると、ギアロータ１２の山、谷がホー
ル素子５，６に交互に近づく。ギアロータ１２は高透磁
率材料である純鉄（μ＝６０００程度）から作られてお
り、ホール素子５，６を垂直に通過する磁束密度Ｂの大
きさが、ギアロータ１２の回転に合わせて変化する。ホ
ール素子５，６はギアロータ１２の回転方向にずれて配
置されているため、ホール素子５，６がそれぞれ感じる
磁束密度Ｂ５，Ｂ６は位相がずれて変化する。例えば、
図８のようにホール素子５，６間距離Ｄとギアロータ１
２のギアピッチＰとの比Ｄ／Ｐが０．５の場合には、１
８０度位相がずれ、図１１（ａ）のように変化する。従
って、Ｂ５とＢ６の差動磁束密度Ｂｄ＝（Ｂ５−Ｂ６）
は図１１（ｂ）のように変化する。ホールＩＣ２は差動
磁束密度Ｂｄと２つのスイッチングポイントＢop．，Ｂ
rp．とを比較することにより、図１１（ｃ）に示される
ギアロータ１２の回転に応じた矩形波信号を出力する。

【０００４】ホール素子５，６は図９に示されるような
特性を持っており、ホール素子を垂直に通過する磁束密
度Ｂの大きさに比例したホール電圧ＶH を出力する。ホ
ール素子５，６それぞれからのホール電圧出力は、それ
ぞれ、増幅器１５，１６で増幅される。ハイパス・フィ
ルタ１７で直流成分が除かれた後、差動増幅器１９で差
動増幅され、さらに、ヒステリシス・コンパレータ２０
により矩形波に変換される。ホールＩＣ２の出力は、ト
ランジスタ２１によりオープン・コレクタで出力され
る。ギアロータ１２の形状やホール素子〜ギアロータ間
の距離にもよるが、磁束密度Ｂ５，Ｂ６は通常正弦波形
状に変化する。この場合、Ｂ５とＢ６はそれぞれ以下の
式で表わすことができる。

【０００５】

【数１】Ｂ５＝（ΔＢ／２）・ SIN（２πｘ／Ｐ）＋Ｂｏ …（１）Ｂ６＝（ΔＢ／２）・ SIN（２π（ｘ／Ｐ−Ｄ／Ｐ))＋Ｂｏ …（２）ここで、ΔＢ：磁束密度変化量Ｂｏ：バイアス磁束密度ｘ：ギアロータの回転によるギアの移動距離よって、差動磁束密度Ｂｄ＝（Ｂ５−Ｂ６）は以下の式
で表わすことができる。

【数２】Ｂｄ＝Ｂ５−Ｂ６＝（ΔＢ／２）・(SIN（２πｘ／Ｐ）−SIN(２π（ｘ／Ｐ−Ｄ／Ｐ))) ＝ΔＢ・SIN(πＤ／Ｐ）・COS(２π（ｘ／Ｐ−ｄ／２Ｐ)) …（３）上式より、２個のホール素子５，６の差をとることによ
り磁束密度変化量は２SIN(πＤ／Ｐ）倍になることがわ
かる。特にＤ／Ｐ＝０．５の時に最大となり、２倍の磁
束密度変化量が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のよう従来の磁気
式回転センサ用ピックアップにおいては、差動検出型ホ
ールＩＣ２が２個のホール素子５，６の差動磁束密度か
らギアロータ１２の回転を検出する構成となっていたた
め、１つのホール素子からなるホールＩＣに比べ、検出
感度の点で有利であることが分る。ところが、図１２に
示されるように、ピックアップ１の先端部に、２個のホ
ール素子５，６の前面を覆う形で鉄粉等を含む磁性粉２
２が付着して、検出感度が低下することがある。これら
の磁性粉２２は、ＡＢＳ制御に用いる車輪速センサ用ピ
ックアップの場合には、例えばブレーキパッドの磨耗粉
であり、また、ＡＴ制御に用いる車速センサ用ピックア
ップの場合には、例えばＡＴギアの磨耗粉である。磁性
粉２２が付着していない場合には、バイアス磁石３から
もれる磁束は図１３（ａ）のようにギアロータ１２の山
の部分に引きつけられ、その結果ホール素子５及び６を
垂直に通過する磁束密度Ｂ５とＢ６との間に差が生じ
る。このため、差動磁束密度Ｂｄが得られてギアロータ
１２の回転検出が可能となる。ところが、磁性粉２２が
ホール素子５，６の前面全体に付着すると、ホール素子
５，６はバイアス磁石３と磁性粉２２とで挟まれた形と
なる。このため、バイアス磁石３からもれた磁束は図１
３（ｂ）のように磁性粉２２の位置まではほぼ均一に広
がり、磁性粉２２の位置からギアロータ１２の山の部分
に向かい急激に収束する。この結果ホール素子５及び６
を垂直に通過する磁束密度Ｂ５とＢ６との間に差が生じ
なくなって、差動磁束密度Ｂｄが小さくなり、検出感度
が低下するという問題点があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
されてなされたもので、複数の磁電変換素子の前面部に
磁性粉が付着するのを防止して検出感度の低下を抑える
ことのできる回転センサの回転検出器を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、回転部材に取り付けられた
磁性体からなるギアロータと組み合わされ、該ギアロー
タにおける歯形成面と対向した位置に当該ギアロータの
回転方向に配列された複数の磁電変換素子と、該複数の
磁電変換素子の背面に配置されたバイアス磁石とを有
し、前記複数の磁電変換素子からの信号の差あるいは比
の変動から前記回転部材の回転状態を検出する回転セン
サの回転検出器において、磁性粉を捕捉して該磁性粉が
前記複数の磁電変換素子の前面部に付着するのを防止す
るための吸着用磁石を前記複数の磁電変換素子の周囲に
配設してなることを要旨とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の回転センサの回転検出器において、前記バイアス磁石
における前記磁電変換素子に近い方の磁極と、該磁極に
近い方の前記吸着用磁石の磁極とは同極性となるように
構成してなることを要旨とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の回転センサの回転検出器において、前記吸着用磁石の
磁化方向は前記バイアス磁石の磁化方向と同一であるこ
とを要旨とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明において、例えばブレーキ
パッドの磨耗粉等の磁性粉は回転検出器の側面から飛来
する。このため磁性粉は磁電変換素子の前面部に付着す
る前に、その周囲に配設された吸着用磁石の磁力に捕え
られて磁電変換素子の前面部に付着するのが防止され
る。この結果バイアス磁石からの磁束が複数の磁電変換
素子の位置において均一化されることがなく、検出感度
の低下が抑えられる。

【００１２】請求項２記載の発明において、バイアス磁
石における磁電変換素子に近い方の磁極と、この磁極に
近い方の吸着用磁石の磁極とを同極性とすることによ
り、複数の磁電変換素子を通過するバイアス磁石からの
磁束密度の減少が抑えられ、差動磁束密度変化量の低下
が防止されて吸着用磁石を配設したことによる検出感度
の低下が抑えられる。

【００１３】請求項３記載の発明において、吸着用磁石
を筒状としたとき、その吸着用磁石の磁化方向をバイア
ス磁石の磁化方向と同一とすることにより、上記のバイ
アス磁石における磁電変換素子に近い方の磁極と、この
磁極に近い方の吸着用磁石の磁極とを同極性とする構成
が実現される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示す図で
ある。なお、図１乃至図４及び後述の第２実施例を示す
図において前記図７、図１２における部材等と同一ない
し均等のものは、前記と同一符号を以って示し、重複し
た説明を省略する。

【００１５】まず、構成を説明すると、本実施例では、
図２、図３のピックアップ３１の先端部拡大図に見られ
るように、筒状の磁性粉吸着用磁石３２の貫通孔内にホ
ールＩＣ２が配置された構成となっている。筒状の吸着
用磁石３２の着磁方向はバイアス磁石３と同一の軸方向
であり、極性もバイアス磁石３と同じ極性となるように
吸着用磁石３２が配置されている。これは、バイアス磁
石３のＮ極近くに吸着用磁石３２のＳ極が配置されて、
バイアス磁石３のＮ極からもれた磁束が、近傍に存在す
る吸着用磁石３２のＳ極に引っ張られ、ホール素子５，
６を通過する磁束密度の絶対値が小さくなってしまい、
差動磁束密度変化量が低下することを防止するためであ
る。また、磁性粉の吸着効果をより高めるために、吸着
用磁石３２はピックアップケース１０の内面に接するよ
うに配置されている。

【００１６】次に、作用を説明する。磁性粉２２は、例
えばブレーキパッドの磨耗粉のように、ギアロータ１２
に起因するものではないため、主に図４中の矢印に示さ
れるピックアップ３１の側面方向から飛来してくる。ピ
ックアップ３１の側面方向から飛来した磁性粉２２は、
ホールＩＣ２の前面に付着する前に、その周囲に配設さ
れている吸着用磁石３２の磁力に捕えられ、図４に示さ
れるような形で吸着用磁石３２の前面に付着する。この
ようにホールＩＣ２の前面には磁性粉２２が付着せず、
その結果、バイアス磁石３からもれた磁束がホール素子
５，６の位置において均一化されることがなく通常の検
出感度が確保される。

【００１７】図５、図６には、本発明の第２実施例を示
す。図５はピックアップ先端部の拡大図、図６はピック
アップへの磁性粉付着の様子を示す図である。本実施例
のピックアップ４１は、吸着用磁石４２がリング形状で
あり、その吸着用磁石４２の貫通孔内にホールＩＣ２が
配置されている。吸着用磁石４２の着磁方向は径方向で
あり、第１実施例と同様の理由から、バイアス磁石３の
Ｎ極の近くに吸着用磁石４２のＮ極が来るように吸着用
磁石４２の内側はＮ極となっている。

【００１８】磁性粉２２は、主に図６中の矢印に示され
るピックアップ４１の側面方向から飛来する。飛来した
磁性粉２２は、吸着用磁石４２の磁力に捕えられて、吸
着用磁石４２のＳ極の付近に付着する。しかし、吸着用
磁石４２のピックアップケース１０と接している面は磁
力が弱く、磁性粉２２の一部は吸着用磁石４２の前面を
通過して図６に示されるようにホールＩＣ２の前面に付
着する。ただし、殆んどの磁性粉２２は吸着用磁石４２
に引きつけられるため、ホールＩＣ２の前面に付着する
磁性粉２２の量は吸着用磁石４２がない場合に比べては
るかに少なく、検出感度の低下が抑えられる。

【００１９】なお、上述した各実施例の磁気式回転セン
サでは差動検出型ホールＩＣを備えたものについて説明
したが、磁性粉の付着により感度低下を招く磁気式回転
センサとして上記の他にＭＲ素子（磁気抵抗素子）方式
のものがある。ＭＲ素子とは磁束密度の大きさに比例し
て抵抗値の変化する素子のことで、２個のＭＲ素子を直
列に接続し、その中点電位を計測することでギアロータ
の回転を計測するものである。このような複数のＭＲ素
子を使用する磁気式回転センサについても本発明を適用
することにより上記各実施例と同様の作用、効果を得る
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、磁性粉を捕捉して該磁性粉が複数の磁
電変換素子の前面部に付着するのを防止するための吸着
用磁石を前記複数の磁電変換素子の周囲に配設したた
め、例えばブレーキパッドの磨耗粉等の磁性粉は回転検
出器の側面から飛来するので、磁性粉は磁電変換素子の
前面部に付着する前に吸着用磁石の磁力に捕えられて磁
電変換素子の前面部に付着するのを防止することができ
る。この結果バイアス磁石からの磁束が複数の磁電変換
素子の位置において均一化されることがなく、検出感度
の低下を抑えることができる。

【００２１】請求項２，３記載の発明によれば、それぞ
れ上記請求項１記載の発明の効果に加えて、さらに以下
のような効果がある。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、バイアス磁
石における前記磁電変換素子に近い方の磁極と、該磁極
に近い方の前記吸着用磁石の磁極とは同極性となるよう
に構成したため、複数の磁電変換素子を通過するバイア
ス磁石からの磁束密度の減少が抑えられて差動磁束密度
変化量の低下を防止することができ、吸着用磁石を配設
したことによる検出感度の低下を抑えることができる。

【００２３】請求項３記載の発明によれば、前記吸着用
磁石の磁化方向は前記バイアス磁石の磁化方向と同一と
したため、吸着用磁石が筒状の場合において、上記のバ
イアス磁石における磁電変換素子に近い方の磁極と、該
磁極に近い方の吸着用磁石の磁極とを同極性とする構成
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転センサの回転検出器の第１実
施例の内部構成を示す構成図である。

【図２】図１の検出器先端部の拡大図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】上記第１実施例において検出器先端部への磁性
粉付着の様子を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例における検出器先端部の拡
大図である。

【図６】上記第２実施例において検出器先端部への磁性
粉付着の様子を示す図である。

【図７】従来の磁気式回転センサ用ピックアップの構成
図である。

【図８】上記従来例においてホール素子とギアロータに
おける歯の位置関係を示す図である。

【図９】ホール素子の出力特性の一例を示す図である。

【図１０】上記従来例における差動検出型ホールＩＣの
回路構成を示すブロック図である。

【図１１】上記差動検出型ホールＩＣの検出原理を説明
するための図である。

【図１２】上記従来例においてピックアップ先端部に磁
性粉が付着した様子を示す図である。

【図１３】上記従来例において磁性粉の付着による磁束
分布の変化を示す図である。

【符号の説明】

２ホールＩＣ３バイアス磁石５，６ホール素子（磁電変換素子）１２ギアロータ２２磁性粉３１，４１ピックアップ（回転検出器）３２，４２吸着用磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転部材に取り付けられた磁性体からな
るギアロータと組み合わされ、該ギアロータにおける歯
形成面と対向した位置に当該ギアロータの回転方向に配
列された複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子
の背面に配置されたバイアス磁石とを有し、前記複数の
磁電変換素子からの信号の差あるいは比の変動から前記
回転部材の回転状態を検出する回転センサの回転検出器
において、磁性粉を捕捉して該磁性粉が前記複数の磁電
変換素子の前面部に付着するのを防止するための吸着用
磁石を前記複数の磁電変換素子の周囲に配設してなるこ
とを特徴とする回転センサの回転検出器。
【請求項２】前記バイアス磁石における前記磁電変換
素子に近い方の磁極と、該磁極に近い方の前記吸着用磁
石の磁極とは同極性となるように構成してなることを特
徴とする請求項１記載の回転センサの回転検出器。
【請求項３】前記吸着用磁石の磁化方向は前記バイア
ス磁石の磁化方向と同一であることを特徴とする請求項
１記載の回転センサの回転検出器。