JPH08233843A - 速度検出方法および速度センサ装置 - Google Patents
速度検出方法および速度センサ装置Info
- Publication number
- JPH08233843A JPH08233843A JP7351297A JP35129795A JPH08233843A JP H08233843 A JPH08233843 A JP H08233843A JP 7351297 A JP7351297 A JP 7351297A JP 35129795 A JP35129795 A JP 35129795A JP H08233843 A JPH08233843 A JP H08233843A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- speed
- magnet
- moving body
- magnetic sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 速度検出対象が金属などの導電性のものであ
れば、ここに何のマークも付すことなく非接触でその移
動速度を検出することができる速度検出方法と装置とを
提供する。 【解決手段】 互いに隣接する磁石および磁気センサ
を、これら磁石および磁気センサの配列方向に相対移動
可能な導電性移動体に対向配置し、磁石が移動体に誘起
させるうず電流と移動体内に誘起される発電電流とが発
生する磁界を、磁気センサで検出し、移動体の移動速度
を検出する。
れば、ここに何のマークも付すことなく非接触でその移
動速度を検出することができる速度検出方法と装置とを
提供する。 【解決手段】 互いに隣接する磁石および磁気センサ
を、これら磁石および磁気センサの配列方向に相対移動
可能な導電性移動体に対向配置し、磁石が移動体に誘起
させるうず電流と移動体内に誘起される発電電流とが発
生する磁界を、磁気センサで検出し、移動体の移動速度
を検出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の速度を非接触
で検出することができる速度検出方法と、この方法の実
施に直接使用する速度センサ装置とに関するものであ
る。
で検出することができる速度検出方法と、この方法の実
施に直接使用する速度センサ装置とに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】直線運動や回転運動をする移動体の速度
を検出するものとしては、従来より速度発電機(タコジ
ェネレータ)、エンコーダ等が広く用いられている。
を検出するものとしては、従来より速度発電機(タコジ
ェネレータ)、エンコーダ等が広く用いられている。
【0003】速度発電機は直線運動の場合には回転運動
に変え、回転運動の場合にはその回転により、直流発電
機を駆動し、その出力電圧により速度を求めるものであ
る。エンコーダには直線運動を検出するリニヤエンコー
ダと回転速度を検出するロータリーエンコーダとがある
が、いずれも一定間隔の多数のマークを付した移動体
(または回転体)に対向してマークセンサを持ち、この
マークセンサでマークの通過数や通過速度を積算するこ
とにより移動量(回転量)や速度を求めるものである。
に変え、回転運動の場合にはその回転により、直流発電
機を駆動し、その出力電圧により速度を求めるものであ
る。エンコーダには直線運動を検出するリニヤエンコー
ダと回転速度を検出するロータリーエンコーダとがある
が、いずれも一定間隔の多数のマークを付した移動体
(または回転体)に対向してマークセンサを持ち、この
マークセンサでマークの通過数や通過速度を積算するこ
とにより移動量(回転量)や速度を求めるものである。
【0004】ここにエンコーダの移動体に付けるマーク
は、フォトセンサなどの光学センサを用いるものでは、
スリットやバーコードなどで付される。ホール素子など
の磁気センサを用いるものでは、永久磁石を櫛歯状に埋
設してマークとする。
は、フォトセンサなどの光学センサを用いるものでは、
スリットやバーコードなどで付される。ホール素子など
の磁気センサを用いるものでは、永久磁石を櫛歯状に埋
設してマークとする。
【0005】
【従来技術の問題点】速度発電機を用いる方法は、特に
直線運動速度を検出する場合に回転運動に変換する機構
が必要になり、発電機自身も相当に大きいため、装置が
大型化する問題がある。
直線運動速度を検出する場合に回転運動に変換する機構
が必要になり、発電機自身も相当に大きいため、装置が
大型化する問題がある。
【0006】エンコーダを用いる方法も同様に大型化す
る。このため独立したエンコーダに代えて速度検出対象
(移動体、回転体)に直接前記のマークを付しておくこ
とが考えられる。しかし速度検出対象に直接マークを付
すことは一般には非常に困難である。特に速度検出対象
に他の部材が摺接している場合などには一層困難であ
る。
る。このため独立したエンコーダに代えて速度検出対象
(移動体、回転体)に直接前記のマークを付しておくこ
とが考えられる。しかし速度検出対象に直接マークを付
すことは一般には非常に困難である。特に速度検出対象
に他の部材が摺接している場合などには一層困難であ
る。
【0007】例えば筒型ショックアブソーバにおける伸
縮速度を検出する場合に、ピストンロッドの外周面に前
記のマークを付しておき、シリンダ側にこのマークを検
出するセンサを取付けることが考えられる。しかしこの
ピストンロッドにはシリンダのシール部材が密着してい
るから、ここに付すマークは耐摩耗性に優れたものにす
る必要があり、このようなマークを付すことは非常に困
難になる。
縮速度を検出する場合に、ピストンロッドの外周面に前
記のマークを付しておき、シリンダ側にこのマークを検
出するセンサを取付けることが考えられる。しかしこの
ピストンロッドにはシリンダのシール部材が密着してい
るから、ここに付すマークは耐摩耗性に優れたものにす
る必要があり、このようなマークを付すことは非常に困
難になる。
【0008】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、速度検出対象が金属などの導電性のもので
あれば、ここに何のマークも付すことなく非接触でその
移動速度を検出することができる速度検出方法を提供す
ることを第1の目的とする。またこの方法の実施に直接
使用する速度センサ装置を提供することを第2の目的と
する。
ものであり、速度検出対象が金属などの導電性のもので
あれば、ここに何のマークも付すことなく非接触でその
移動速度を検出することができる速度検出方法を提供す
ることを第1の目的とする。またこの方法の実施に直接
使用する速度センサ装置を提供することを第2の目的と
する。
【0009】
【発明の構成】本発明によれば第1の目的は、互いに隣
接する磁石および磁気センサをこれら磁石および磁気セ
ンサの配列方向に相対移動可能な導電性移動体に対向配
置し、前記磁石が前記移動体に誘起させる電流を前記磁
気センサで検出し、前記移動体の移動速度を検出するこ
とを特徴とする速度検出方法により達成できる。
接する磁石および磁気センサをこれら磁石および磁気セ
ンサの配列方向に相対移動可能な導電性移動体に対向配
置し、前記磁石が前記移動体に誘起させる電流を前記磁
気センサで検出し、前記移動体の移動速度を検出するこ
とを特徴とする速度検出方法により達成できる。
【0010】また第2の目的は、磁石に隣接して配設さ
れた磁気センサと、これら磁石および磁気センサに対向
してこれらの配列方向に相対移動可能な導電性移動体
と、前記磁気センサの出力信号を用いて前記移動体の相
対移動速度を求める検出回路とを備えることを特徴とす
る速度センサ装置により達成される。
れた磁気センサと、これら磁石および磁気センサに対向
してこれらの配列方向に相対移動可能な導電性移動体
と、前記磁気センサの出力信号を用いて前記移動体の相
対移動速度を求める検出回路とを備えることを特徴とす
る速度センサ装置により達成される。
【0011】
【原理】まず図1〜8を用いて本発明の原理を説明す
る。図1と図2は本発明の原理説明図であり、図1は移
動体の静止時を、図2は同じく移動時を示す。図3はこ
の移動時に誘起される電流を説明する図、図4は各コイ
ルの接続回路図、図5は検出回路の構成例を示す回路
図、図6は各部の出力波形図である。
る。図1と図2は本発明の原理説明図であり、図1は移
動体の静止時を、図2は同じく移動時を示す。図3はこ
の移動時に誘起される電流を説明する図、図4は各コイ
ルの接続回路図、図5は検出回路の構成例を示す回路
図、図6は各部の出力波形図である。
【0012】図1〜4において符号10は移動体であ
り、アルミニウム、鉄、銅、ステンレススチールなどの
導電性の材料で板状または棒状に作られている。12
(12a、12b、12c)は3個のコイルであり、前
記移動体10の移動方向と平行に等間隔に並べられて移
動体10に対向している。中央のコイル12bは励磁コ
イルであり、交流電源14(図4参照)によって100
〜1kHZ で励磁される。この励磁コイル12bの両側
のコイル12a、12cは磁気検出コイルである。
り、アルミニウム、鉄、銅、ステンレススチールなどの
導電性の材料で板状または棒状に作られている。12
(12a、12b、12c)は3個のコイルであり、前
記移動体10の移動方向と平行に等間隔に並べられて移
動体10に対向している。中央のコイル12bは励磁コ
イルであり、交流電源14(図4参照)によって100
〜1kHZ で励磁される。この励磁コイル12bの両側
のコイル12a、12cは磁気検出コイルである。
【0013】今励磁コイル12bに図1に示すようにi
b の電流が流れ始めると、移動体10を貫通するこのコ
イル12bによる磁界φが増加する。この磁界φの増加
によって、移動体10には、図1に示すように磁界φの
増加を防げるようにうず電流Iが誘起される。移動体1
0が静止していればうず電流Iは励磁コイル12bを中
心にして対称に形成される。
b の電流が流れ始めると、移動体10を貫通するこのコ
イル12bによる磁界φが増加する。この磁界φの増加
によって、移動体10には、図1に示すように磁界φの
増加を防げるようにうず電流Iが誘起される。移動体1
0が静止していればうず電流Iは励磁コイル12bを中
心にして対称に形成される。
【0014】移動体10が図2〜4に矢印で示すように
左側へ移動すれば、移動体10が磁界Φの中を横断する
から、移動体10にはフレミング右手の法則に従って発
電電流IV が誘起される。このため移動体10の移動方
向側にある磁気検出コイル12aの付近には(I−I
V )の電流が流れ、反対側の磁気検出コイル12cの付
近には(I+IV )の電流が流れる。
左側へ移動すれば、移動体10が磁界Φの中を横断する
から、移動体10にはフレミング右手の法則に従って発
電電流IV が誘起される。このため移動体10の移動方
向側にある磁気検出コイル12aの付近には(I−I
V )の電流が流れ、反対側の磁気検出コイル12cの付
近には(I+IV )の電流が流れる。
【0015】各磁気検出コイル12a、12cには、そ
れぞれ電流(I−IV )と(I+IV )による磁界変化
に対応する電流ia 、ic が誘起される。両磁気検出コ
イル12a、12cの出力極性を逆にして直列接続する
ことにより図4の出力端AB間にはi=(ia −ic )
の電流が流れる。発電電流IV は移動体10が磁界Φを
横断する速度に対応するから、この出力iにより移動体
10の速度を検出することができる。
れぞれ電流(I−IV )と(I+IV )による磁界変化
に対応する電流ia 、ic が誘起される。両磁気検出コ
イル12a、12cの出力極性を逆にして直列接続する
ことにより図4の出力端AB間にはi=(ia −ic )
の電流が流れる。発電電流IV は移動体10が磁界Φを
横断する速度に対応するから、この出力iにより移動体
10の速度を検出することができる。
【0016】ここに両コイル12a、12cの出力極性
が逆になるように接続したから、うず電流Iが出力iに
寄与する電流は相殺され、発電電流IV による出力iに
対する寄与が2倍になる。また励磁コイル12bの漏れ
磁界の一部が隣接するコイル12a、12cに影響を与
えるが、これらの影響も前記のように両コイル12a、
12cを接続することにより相殺される。図6において
は、電流ia 、ic はこの漏れ磁界の影響や、うず電流
Iによる成分を除き発電電流IV による成分のみを示し
ている。
が逆になるように接続したから、うず電流Iが出力iに
寄与する電流は相殺され、発電電流IV による出力iに
対する寄与が2倍になる。また励磁コイル12bの漏れ
磁界の一部が隣接するコイル12a、12cに影響を与
えるが、これらの影響も前記のように両コイル12a、
12cを接続することにより相殺される。図6において
は、電流ia 、ic はこの漏れ磁界の影響や、うず電流
Iによる成分を除き発電電流IV による成分のみを示し
ている。
【0017】今各コイル12a、12cを同じものとし
てそれらの同一電流IV に対する出力ia 、ic の絶対
値が等しくなるようにした場合には、移動体10の静止
時には出力iは0になる。また移動体10が左へ移動し
た時には|ia |<|ic |となり、右へ移動した時に
は|ia |>|ic |となる。
てそれらの同一電流IV に対する出力ia 、ic の絶対
値が等しくなるようにした場合には、移動体10の静止
時には出力iは0になる。また移動体10が左へ移動し
た時には|ia |<|ic |となり、右へ移動した時に
は|ia |>|ic |となる。
【0018】この発明ではこの出力電流iを用いて図5
に示す検出回路16により速度信号vを得るものであ
る。すなわちこの検出回路16では、まず整流器18で
全波整流または半波整流し、さらに平滑回路20で平滑
して速度信号vを得るものである。この速度信号vの電
圧は、移動体10の移動速度の増減に対応して増減する
ことになる。なお検出回路16は、出力電流iを励磁電
流ib との間で同期検波することにより移動速度を求め
るようにしてもよい。
に示す検出回路16により速度信号vを得るものであ
る。すなわちこの検出回路16では、まず整流器18で
全波整流または半波整流し、さらに平滑回路20で平滑
して速度信号vを得るものである。この速度信号vの電
圧は、移動体10の移動速度の増減に対応して増減する
ことになる。なお検出回路16は、出力電流iを励磁電
流ib との間で同期検波することにより移動速度を求め
るようにしてもよい。
【0019】各コイル12a、12cの出力電流ia 、
ic の位相は互いに逆であるから、これらを電源14の
位相と比較することにより、移動体10の移動方向を検
出することができる。図5で22は位相判別回路であ
り、出力電流iが電源14による励磁電流ib と逆相な
ら左方向へ、同相なら右方向へ移動していると判定す
る。
ic の位相は互いに逆であるから、これらを電源14の
位相と比較することにより、移動体10の移動方向を検
出することができる。図5で22は位相判別回路であ
り、出力電流iが電源14による励磁電流ib と逆相な
ら左方向へ、同相なら右方向へ移動していると判定す
る。
【0020】なお各コイル12a、12cの出力電流の
大小を比較することにより、移動方向を検出することも
可能である。例えば図7に示すように各コイル12a、
12cの出力を整流器24で整流し、平滑回路26で平
滑した後比較器28でそれらの大小を判別するように構
成できる。
大小を比較することにより、移動方向を検出することも
可能である。例えば図7に示すように各コイル12a、
12cの出力を整流器24で整流し、平滑回路26で平
滑した後比較器28でそれらの大小を判別するように構
成できる。
【0021】また磁気検出コイル12a、12cの出力
レベルに予め差を設けておくことにより、出力電流i=
(ia −ic )の出力レベルだけから移動方向を検出す
ることも可能である。図8はそのようにした場合の出力
波形図である。ここでは移動体10の静止時における出
力電流iの振幅が一定値A/2となるように各コイル1
2a、12cの出力電流ia 、ic を設定する。そして
出力電流iが振幅Aより大なら右へ移動中、小なら左へ
移動中と判別する。
レベルに予め差を設けておくことにより、出力電流i=
(ia −ic )の出力レベルだけから移動方向を検出す
ることも可能である。図8はそのようにした場合の出力
波形図である。ここでは移動体10の静止時における出
力電流iの振幅が一定値A/2となるように各コイル1
2a、12cの出力電流ia 、ic を設定する。そして
出力電流iが振幅Aより大なら右へ移動中、小なら左へ
移動中と判別する。
【0022】
【実施態様】図9は本発明による第1実施態様を示すも
のであり、(A)は平断面図、(B)は同じく側面図で
ある。この実施態様はショックアブソーバのピストンロ
ッドなどの金属ロッド30を移動体とするものである。
このロッド30は例えば鉄製で表面をクロームメッキし
たものである。コイル12a、12b、12cは、それ
ぞれロッド30の外周面に対向する略コ字形のコアを持
つ。この場合励磁コイル12bのコアの両端にN、S極
が形成されるが、各極に対して前記原理の項で説明した
事項が成立し、各磁気検出コイル12a、12cの出力
が2倍になるだけである。
のであり、(A)は平断面図、(B)は同じく側面図で
ある。この実施態様はショックアブソーバのピストンロ
ッドなどの金属ロッド30を移動体とするものである。
このロッド30は例えば鉄製で表面をクロームメッキし
たものである。コイル12a、12b、12cは、それ
ぞれロッド30の外周面に対向する略コ字形のコアを持
つ。この場合励磁コイル12bのコアの両端にN、S極
が形成されるが、各極に対して前記原理の項で説明した
事項が成立し、各磁気検出コイル12a、12cの出力
が2倍になるだけである。
【0023】図10は第2実施態様を示すもので、
(A)はその平断面図、(B)は側面図である。この実
施態様は回転盤32を移動体とするものであり、この回
転盤32の外周面に対向して3つのコイル12a、12
b、12cを周方向に配列したものである。
(A)はその平断面図、(B)は側面図である。この実
施態様は回転盤32を移動体とするものであり、この回
転盤32の外周面に対向して3つのコイル12a、12
b、12cを周方向に配列したものである。
【0024】図11と図12は前記図9の第1実施態様
を具体化した実施態様を示す平断面図と一部を断面した
側面図である。この実施態様は環状のコア34に形成し
た4つの極にそれぞれコイル12A、12B、12C、
12Dを巻き付けたユニットを等間隔に3段に重ねて樹
脂36により封止し、センサーユニット38を形成した
ものである。この場合にロッド30の軸方向に並べた3
つのコイル12a、12b、12cにより得た出力i
を、これらと対称位置にある3つのコイルにより得た出
力iと加算する。このように対称位置のコイルの出力i
を加算することにより、ロッド30の軸ぶれがコイルの
出力に及ぼす変動を打消すことが可能である。
を具体化した実施態様を示す平断面図と一部を断面した
側面図である。この実施態様は環状のコア34に形成し
た4つの極にそれぞれコイル12A、12B、12C、
12Dを巻き付けたユニットを等間隔に3段に重ねて樹
脂36により封止し、センサーユニット38を形成した
ものである。この場合にロッド30の軸方向に並べた3
つのコイル12a、12b、12cにより得た出力i
を、これらと対称位置にある3つのコイルにより得た出
力iと加算する。このように対称位置のコイルの出力i
を加算することにより、ロッド30の軸ぶれがコイルの
出力に及ぼす変動を打消すことが可能である。
【0025】図13は他の実施態様の概念図である。こ
の実施態様はE字形のコア40を持ち、中央の極に励磁
コイル12bを巻き、両側の極に磁気検出コイル12
a、12cを巻き付けたものである。この実施態様によ
れば移動体10の移動方向に並べる3つのコイル12
a、12b、12cを共通のコア40に巻付けて全体を
一体化でき、小型化に適する。
の実施態様はE字形のコア40を持ち、中央の極に励磁
コイル12bを巻き、両側の極に磁気検出コイル12
a、12cを巻き付けたものである。この実施態様によ
れば移動体10の移動方向に並べる3つのコイル12
a、12b、12cを共通のコア40に巻付けて全体を
一体化でき、小型化に適する。
【0026】図14は他の実施態様の概念図である。こ
の実施態様は励磁コイルに代えて永久磁石42を用い、
また磁気センサとしてホール素子などの半導体磁気検出
素子44を用いたものである。この実施態様では永久磁
石42の磁界φが変化しないから、移動体10に誘起さ
れる発電電流Iv の大きさは移動体10の速度により変
化する。磁界φと移動体10の移動方向とが直交してい
れば、この発電電流Iv は速度に比例する。
の実施態様は励磁コイルに代えて永久磁石42を用い、
また磁気センサとしてホール素子などの半導体磁気検出
素子44を用いたものである。この実施態様では永久磁
石42の磁界φが変化しないから、移動体10に誘起さ
れる発電電流Iv の大きさは移動体10の速度により変
化する。磁界φと移動体10の移動方向とが直交してい
れば、この発電電流Iv は速度に比例する。
【0027】従って磁気素子44はこの発電電流IV が
形成する磁界を検出することにより、移動体10の速度
を求めることができる。なお半導体磁気素子44に代え
て磁気検出コイルを用いた場合には、磁界の時間変化を
検出することになるから、発電電流IV の変化すなわち
移動体10の加速度を検出することになる。従ってこの
時には磁気検出コイルの出力を積分して速度を求める必
要がある。
形成する磁界を検出することにより、移動体10の速度
を求めることができる。なお半導体磁気素子44に代え
て磁気検出コイルを用いた場合には、磁界の時間変化を
検出することになるから、発電電流IV の変化すなわち
移動体10の加速度を検出することになる。従ってこの
時には磁気検出コイルの出力を積分して速度を求める必
要がある。
【0028】図15は他の実施態様の概念図である。こ
の実施態様は磁気検出コイル12a、12cに励磁コイ
ルの機能を持たせた2組のセンサユニット46、48
を、移動体10を挾んで対称となる位置に配設したもの
である。この実施態様によれば、移動体10と両センサ
ユニット46、48との間隔の変化が出力iに与える影
響を少なくすることができる。すなわち両センサユニッ
ト46、48の出力の和を出力iとすることにより、移
動体10とセンサユニット46、48との間隔が変化し
ても、一方のセンサユニットの出力が増大すると他方の
センサユニットの出力が減少し、各センサユニットの出
力の変動を相殺させることができるからである。
の実施態様は磁気検出コイル12a、12cに励磁コイ
ルの機能を持たせた2組のセンサユニット46、48
を、移動体10を挾んで対称となる位置に配設したもの
である。この実施態様によれば、移動体10と両センサ
ユニット46、48との間隔の変化が出力iに与える影
響を少なくすることができる。すなわち両センサユニッ
ト46、48の出力の和を出力iとすることにより、移
動体10とセンサユニット46、48との間隔が変化し
ても、一方のセンサユニットの出力が増大すると他方の
センサユニットの出力が減少し、各センサユニットの出
力の変動を相殺させることができるからである。
【0029】図16と図17は他の実施態様を示す平断
面図と一部を断面した側面図、図18はその原理説明図
である。この実施態様で用いるセンサユニット50は、
ロッド52を囲む環状のコア54を持ち、このコア54
の内周面に形成した3つの環状溝56(56a、56
b、56c)に励磁コイル58と2つの磁気検出コイル
60(60a、60b)をそれぞれ装着したものであ
る。ここに励磁コイル58は2つの磁気検出コイル60
a、60bの間に位置し、それぞれロッド52を囲むよ
うに環状に巻かれている。
面図と一部を断面した側面図、図18はその原理説明図
である。この実施態様で用いるセンサユニット50は、
ロッド52を囲む環状のコア54を持ち、このコア54
の内周面に形成した3つの環状溝56(56a、56
b、56c)に励磁コイル58と2つの磁気検出コイル
60(60a、60b)をそれぞれ装着したものであ
る。ここに励磁コイル58は2つの磁気検出コイル60
a、60bの間に位置し、それぞれロッド52を囲むよ
うに環状に巻かれている。
【0030】今励磁コイル58に励磁電流が流れ始める
と、点線で示す磁界φが増加するから、ロッド52には
この磁界φの増加を防げるようにうず電流Iが誘起され
る。すなわちこの磁界φはコア54のロッド52に対す
る2つの環状の対向面からロッド52内に入り、他の2
つの環状の対向面に向かうから、対称性によってロッド
52の中心軸の回りを環状に流れる電流Iが誘起される
ものである。
と、点線で示す磁界φが増加するから、ロッド52には
この磁界φの増加を防げるようにうず電流Iが誘起され
る。すなわちこの磁界φはコア54のロッド52に対す
る2つの環状の対向面からロッド52内に入り、他の2
つの環状の対向面に向かうから、対称性によってロッド
52の中心軸の回りを環状に流れる電流Iが誘起される
ものである。
【0031】一方ロッド52が図17、18で下方(矢
印方向)へ移動すれば、フレミング右手の法則によって
図18にIvで示す発電電流が誘起される。従ってロッ
ド52には、コア54の下部付近に(I+Iv)の電流
が環状に流れ、コア54の上部付近には(I−Iv)の
電流が環状に流れることになる。
印方向)へ移動すれば、フレミング右手の法則によって
図18にIvで示す発電電流が誘起される。従ってロッ
ド52には、コア54の下部付近に(I+Iv)の電流
が環状に流れ、コア54の上部付近には(I−Iv)の
電流が環状に流れることになる。
【0032】磁気検出コイル60a、60bはそれぞれ
電流(I−Iv)と(I+Iv)による磁界変化に対応
する電流を誘起し、両検出電流の差あるいは和によって
ロッド52の移動速度を検出することができる。なおこ
の実施態様において励磁コイル58に代えて永久磁石を
用いることは可能である。またこの励磁コイル58を省
き、前記図15で示したように2つの磁気検出コイル6
0a、60bを合成することによって励磁コイルと同様
な機能を併せて持たせることも可能である。
電流(I−Iv)と(I+Iv)による磁界変化に対応
する電流を誘起し、両検出電流の差あるいは和によって
ロッド52の移動速度を検出することができる。なおこ
の実施態様において励磁コイル58に代えて永久磁石を
用いることは可能である。またこの励磁コイル58を省
き、前記図15で示したように2つの磁気検出コイル6
0a、60bを合成することによって励磁コイルと同様
な機能を併せて持たせることも可能である。
【0033】この図16〜18に示した実施態様によれ
ば構成が簡単であり、コイル58、60a、60bはコ
ア54の環状溝56に装填し易くなり、組立性が向上す
る。またコア54の各環状溝56の間隔を狭くすること
も容易であるから、各コイル58、60a、60bを接
近させて配置できる。このため検出感度を高めることが
できる。
ば構成が簡単であり、コイル58、60a、60bはコ
ア54の環状溝56に装填し易くなり、組立性が向上す
る。またコア54の各環状溝56の間隔を狭くすること
も容易であるから、各コイル58、60a、60bを接
近させて配置できる。このため検出感度を高めることが
できる。
【0034】図19と図20は他の実施態様を示す平断
面図と側断面図である。この実施態様は導電性移動体を
シリンダ70で形成したものである。この場合にこのシ
リンダ70の内側に略円盤状のコア72を配設し、この
コア72の外周面に形成した環状溝74(74a、74
b、74c)を形成した。そして中央の環状溝74aに
励磁コイル76を、その両側の環状溝74b、74cに
それぞれ磁気検出コイル78(78a、78b)を装填
したものである。
面図と側断面図である。この実施態様は導電性移動体を
シリンダ70で形成したものである。この場合にこのシ
リンダ70の内側に略円盤状のコア72を配設し、この
コア72の外周面に形成した環状溝74(74a、74
b、74c)を形成した。そして中央の環状溝74aに
励磁コイル76を、その両側の環状溝74b、74cに
それぞれ磁気検出コイル78(78a、78b)を装填
したものである。
【0035】このようにシリンダ70を用いる場合、う
ず電流と誘起電流の生成は前記図18で示したものと略
同じとなる。
ず電流と誘起電流の生成は前記図18で示したものと略
同じとなる。
【0036】このシリンダ70は非磁性材料で作ること
が望ましい。例えばステンレススチール、銅、アルミニ
ウム、導電性セラミックス等が適する。ここに、銅、ア
ルミニウムは、銅、合金、アルミニウム合金を含む。こ
のようにすると、検出信号に与えるセンサとシリンダ7
0との間隙の変化の影響を軽減することができる。なお
この場合にはシリンダ70の外周面に透磁率の高い材
料、例えば鉄などを積層することにより検出感度を高め
ることができ望ましい。
が望ましい。例えばステンレススチール、銅、アルミニ
ウム、導電性セラミックス等が適する。ここに、銅、ア
ルミニウムは、銅、合金、アルミニウム合金を含む。こ
のようにすると、検出信号に与えるセンサとシリンダ7
0との間隙の変化の影響を軽減することができる。なお
この場合にはシリンダ70の外周面に透磁率の高い材
料、例えば鉄などを積層することにより検出感度を高め
ることができ望ましい。
【0037】図21はそのようなシリンダの断面図であ
る。この図21で70Aはシリンダ内層であり、その外
周面に磁性材層70Bが積層されている。このシリンダ
内層70Aを貫通した磁界φはこの外層の鉄などの磁性
材層70B内を通るから、磁気抵抗が減ることになり、
磁界φの強度が増大する。このようにすると検出感度が
著しく向上するばかりでなく、外部の磁界による雑音の
影響を受けにくくなりS/Nも向上する。
る。この図21で70Aはシリンダ内層であり、その外
周面に磁性材層70Bが積層されている。このシリンダ
内層70Aを貫通した磁界φはこの外層の鉄などの磁性
材層70B内を通るから、磁気抵抗が減ることになり、
磁界φの強度が増大する。このようにすると検出感度が
著しく向上するばかりでなく、外部の磁界による雑音の
影響を受けにくくなりS/Nも向上する。
【0038】なお前記の金属ロッド30、52を移動体
とする場合にも、これらのロッド30、52を金属に代
えてステンレススチール、銅、アルミニウム、導電性セ
ラミックスなどで作ることにより、検出信号に与えるセ
ンサとロッド30、52との間隙の変化の影響を軽減す
ることができる。この場合ロッド30、52の中心付近
に透磁率の高い鉄などのロッドを埋め込んでおき、2層
構造とすることにより検出感度を向上させることができ
る。
とする場合にも、これらのロッド30、52を金属に代
えてステンレススチール、銅、アルミニウム、導電性セ
ラミックスなどで作ることにより、検出信号に与えるセ
ンサとロッド30、52との間隙の変化の影響を軽減す
ることができる。この場合ロッド30、52の中心付近
に透磁率の高い鉄などのロッドを埋め込んでおき、2層
構造とすることにより検出感度を向上させることができ
る。
【0039】図22はこのようなロッド80の断面図で
ある。この図で82はロッド80の中心軸上に埋め込ま
れた透磁率の高い鉄などの芯材である。この場合には磁
界φはロッド74の外層84をほぼ半径方向に貫通し、
芯材82内を軸方向に通ることになる。このため磁気抵
抗も減るから磁束φの強度が増大すると共に、検出感度
が著しく向上する。
ある。この図で82はロッド80の中心軸上に埋め込ま
れた透磁率の高い鉄などの芯材である。この場合には磁
界φはロッド74の外層84をほぼ半径方向に貫通し、
芯材82内を軸方向に通ることになる。このため磁気抵
抗も減るから磁束φの強度が増大すると共に、検出感度
が著しく向上する。
【0040】この発明は、筒型クッションユニットの伸
縮を検出する場合に好適なものであるが、これに限定さ
れないのは勿論である。またこの発明により検出した移
動体の速度を積分することにより位置検出も可能であ
る。
縮を検出する場合に好適なものであるが、これに限定さ
れないのは勿論である。またこの発明により検出した移
動体の速度を積分することにより位置検出も可能であ
る。
【0041】
【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、移動体
の移動方向と平行に磁石と磁気センサとを対向配列し、
磁石が移動体に誘起させるうず電流と移動体内に誘起さ
れる発電電流とが発生する磁界を、磁気センサで検出す
るものであるから、移動体の移動速度を非接触で検出す
ることができる。また移動体には従来のエンコーダのよ
うにスリットやバーコードなどのマークを付する必要が
無いから製造が容易になる。
の移動方向と平行に磁石と磁気センサとを対向配列し、
磁石が移動体に誘起させるうず電流と移動体内に誘起さ
れる発電電流とが発生する磁界を、磁気センサで検出す
るものであるから、移動体の移動速度を非接触で検出す
ることができる。また移動体には従来のエンコーダのよ
うにスリットやバーコードなどのマークを付する必要が
無いから製造が容易になる。
【0042】ここに磁石として交番磁界を発生する励磁
コイルを用い、磁気センサとして磁気検出コイルを用い
ることができ、この場合には磁気検出コイルの出力を整
流することにより移動体の移動速度を求めることができ
る(請求項2)。
コイルを用い、磁気センサとして磁気検出コイルを用い
ることができ、この場合には磁気検出コイルの出力を整
流することにより移動体の移動速度を求めることができ
る(請求項2)。
【0043】また磁気センサは磁石を挾んで略対称位置
に一対設け、磁石が両センサに及ぼす影響を互いに相殺
するように両センサの出力極性を設定しておくことによ
り、発電電流Iv による影響だけを得ることができる
(請求項3)。逆に磁気センサを挾んで略対称位置に一
対の磁石を設け、両磁石がそれらの間にある磁気センサ
に与える影響を相殺するようにしても同様の効果が得ら
れる(請求項4)。
に一対設け、磁石が両センサに及ぼす影響を互いに相殺
するように両センサの出力極性を設定しておくことによ
り、発電電流Iv による影響だけを得ることができる
(請求項3)。逆に磁気センサを挾んで略対称位置に一
対の磁石を設け、両磁石がそれらの間にある磁気センサ
に与える影響を相殺するようにしても同様の効果が得ら
れる(請求項4)。
【0044】請求項5の発明によれば、この発明の方法
の実施に直接用いる速度センサ装置が得られる。請求項
6の発明によれば同様に交流励磁コイルを用い、磁気セ
ンサの出力を整流しかつ平滑する速度センサ装置が得ら
れる。この場合検出回路は磁気センサの出力を励磁電流
との間で同期検波することにより移動速度を求めること
が可能である(請求項7)。
の実施に直接用いる速度センサ装置が得られる。請求項
6の発明によれば同様に交流励磁コイルを用い、磁気セ
ンサの出力を整流しかつ平滑する速度センサ装置が得ら
れる。この場合検出回路は磁気センサの出力を励磁電流
との間で同期検波することにより移動速度を求めること
が可能である(請求項7)。
【0045】磁石として永久磁石を用いることも可能で
あり、この時磁気センサとしてホール素子などの半導体
磁気検出素子を用いればその出力の大きさから移動速度
を直接求められる(請求項9)。しかし磁気センサとし
て磁気検出コイルを用いた時はこの出力を積分すること
により移動速度を検出することができる(請求項8)。
あり、この時磁気センサとしてホール素子などの半導体
磁気検出素子を用いればその出力の大きさから移動速度
を直接求められる(請求項9)。しかし磁気センサとし
て磁気検出コイルを用いた時はこの出力を積分すること
により移動速度を検出することができる(請求項8)。
【0046】導電性移動体をロッドとし、磁石および磁
気センサをこのロッドの外周面に対向配置したものや
(請求項10)、導電性移動体をシリンダとしてその内
周面に磁石や磁気センサを対向配置したものが可能であ
る(請求項11)。これらの場合にロッドを囲む環状の
コアや、シリンダ内周面に対向する略円盤状コアにロッ
ドあるいはシリンダに対向する環状溝を形成し、ここに
環状に巻いた励磁コイルや磁気検出コイルを装填するこ
とができる(請求項12、13)。この場合にはコアの
構造が簡単でコイルの組立性が良好になる。またコアの
小型化も容易であるから、各コイルの間隔を狭くして検
出感度を高めることが可能である。
気センサをこのロッドの外周面に対向配置したものや
(請求項10)、導電性移動体をシリンダとしてその内
周面に磁石や磁気センサを対向配置したものが可能であ
る(請求項11)。これらの場合にロッドを囲む環状の
コアや、シリンダ内周面に対向する略円盤状コアにロッ
ドあるいはシリンダに対向する環状溝を形成し、ここに
環状に巻いた励磁コイルや磁気検出コイルを装填するこ
とができる(請求項12、13)。この場合にはコアの
構造が簡単でコイルの組立性が良好になる。またコアの
小型化も容易であるから、各コイルの間隔を狭くして検
出感度を高めることが可能である。
【0047】導電性移動体を非磁性材で作り、センサと
この移動体との間隙の大小による磁場への影響を減らす
ことにより、検出信号に与えるセンサと移動体との間隙
の変化の影響を減らすことができる(請求項14)。こ
の場合に非磁性材としてはステンレススチール、銅、ア
ルミニウム、導電性セラミックスなどが適する(請求項
15)。
この移動体との間隙の大小による磁場への影響を減らす
ことにより、検出信号に与えるセンサと移動体との間隙
の変化の影響を減らすことができる(請求項14)。こ
の場合に非磁性材としてはステンレススチール、銅、ア
ルミニウム、導電性セラミックスなどが適する(請求項
15)。
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明の原理説明図
【図3】移動体内に誘起される電流を示す図
【図4】各コイルの接続回路図
【図5】検出回路の構成例を示すブロック図
【図6】各部の出力波形図
【図7】他の検出回路の構成例を示すブロック図
【図8】他の出力波形を示す図
【図9】本発明の一実施態様を示す図
【図10】本発明の他の実施態様を示す図
【図11】本発明の他の実施態様の一部を断面した平面
図
図
【図12】同じく一部を断面した側面図
【図13】本発明の他の実施態様の概念図
【図14】本発明の他の実施態様の概念図
【図15】本発明の他の実施態様の概念図
【図16】本発明の他の実施態様を示す平断面図
【図17】同じく一部を断面した側面図
【図18】同じく原理を説明する図
【図19】ロッドの他の実施態様を示す断面図
【図20】他の実施態様を示す平断面図
【図21】同じく側断面図
【図22】シリンダの他の実施態様を示す断面図
10 移動体 12a、12c、60a、60b、78 磁気検出コイ
ル 12b、58、76 励磁コイル 14 交流電源 16 検出回路 30、52、80 移動体としての金属ロッド 32 移動体としての回転盤 34、40、54、72 コア 38 センサユニット 42 永久磁石 44 半導体磁気検出素子 46、48、50 センサユニット 56、74 環状溝 70 移動体としてのシリンダ
ル 12b、58、76 励磁コイル 14 交流電源 16 検出回路 30、52、80 移動体としての金属ロッド 32 移動体としての回転盤 34、40、54、72 コア 38 センサユニット 42 永久磁石 44 半導体磁気検出素子 46、48、50 センサユニット 56、74 環状溝 70 移動体としてのシリンダ
Claims (15)
- 【請求項1】 互いに隣接する磁石および磁気センサを
これら磁石および磁気センサの配列方向に相対移動可能
な導電性移動体に対向配置し、前記磁石が前記移動体に
誘起させる電流を前記磁気センサで検出し、前記移動体
の移動速度を検出することを特徴とする速度検出方法。 - 【請求項2】 磁石は交番磁界を発生する励磁コイルで
あり、前記磁気センサは磁気検出コイルであり、この磁
気検出コイルの出力から移動速度を求める請求項1の速
度検出方法。 - 【請求項3】 磁気センサは磁石を挾んで略対称位置に
一対設けられ、前記磁石がその両側の各磁気センサに与
える影響を相殺するようにした請求項1の速度検出方
法。 - 【請求項4】 磁石は磁気センサを挾んで略対称位置に
一対設けられ、両磁石がそれらの間に位置する磁気セン
サに与える影響を相殺するようにした請求項1の速度検
出方法。 - 【請求項5】 磁石に隣接して配設された磁気センサ
と、これら磁石および磁気センサに対向してこれらの配
列方向に相対移動可能な導電性移動体と、前記磁気セン
サの出力信号を用いて前記移動体の相対移動速度を求め
る検出回路とを備えることを特徴とする速度センサ装
置。 - 【請求項6】 前記磁石は交番磁界を発生する励磁コイ
ルであり、前記検出回路は前記磁気センサの出力を整流
しかつ平滑して移動速度を求める請求項5の速度センサ
装置。 - 【請求項7】 前記磁石は交番磁界を発生する励磁コイ
ルであり、前記検出回路は前記磁気センサの出力を励磁
電流との間で同期検波する事により移動速度を求める請
求項5の速度センサ装置。 - 【請求項8】 前記磁石は永久磁石であり、前記磁気セ
ンサは磁気検出コイルであり、前記検出回路は前記磁気
検出コイルの出力を時間積分することにより速度を求め
る請求項5の速度センサ装置。 - 【請求項9】 前記磁気センサはホール素子である請求
項5の速度センサ装置。 - 【請求項10】 導電性移動体はロッドであり、磁石お
よび磁気センサはこのロッドの外周面に対向配置されて
いる請求項5の速度センサ装置。 - 【請求項11】 導電性移動体はシリンダであり、磁石
および磁気センサはこのシリンダの内周面に対向配置さ
れている請求項5の速度センサ装置。 - 【請求項12】 磁石および磁気センサは、ロッドの外
周を囲む環状のコアの内周面に形成した環状の溝に装填
された励磁コイルおよび磁気検出コイルで形成されてい
る請求項10の速度センサ装置。 - 【請求項13】 磁石および磁気センサは、シリンダの
内周面に対向配置された略円盤状コアの外周に設けた環
状溝に装填された励磁コイルおよび磁気検出コイルで形
成されている請求項11の速度センサ装置。 - 【請求項14】 導電性移動体は非磁性材で作られてい
る請求項5の速度センサ装置。 - 【請求項15】 導電性移動体は、ステンレススチー
ル、銅、アルミニウム、導電性セラミックスのうちのい
ずれかである請求項14の速度センサ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7351297A JPH08233843A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 速度検出方法および速度センサ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33765994 | 1994-12-28 | ||
JP6-337659 | 1994-12-28 | ||
JP7351297A JPH08233843A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 速度検出方法および速度センサ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08233843A true JPH08233843A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=26575872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7351297A Pending JPH08233843A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 速度検出方法および速度センサ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08233843A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007078558A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
KR101140824B1 (ko) * | 2009-02-25 | 2012-05-03 | 현대제철 주식회사 | 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치 |
DE10253718B4 (de) * | 2002-11-19 | 2013-12-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur Bestimmung relativer Geschwindigkeiten und entsprechende Vorrichtung hierzu |
EP3450987A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and stray magnetic field suppressing method |
EP3450988A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and method |
JP2019207150A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | ナブテスコ株式会社 | 速度検出装置 |
CN113260867A (zh) * | 2019-03-01 | 2021-08-13 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于确定导电的对象的速度或加速度的设备和方法,以及系统 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7351297A patent/JPH08233843A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10253718B4 (de) * | 2002-11-19 | 2013-12-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur Bestimmung relativer Geschwindigkeiten und entsprechende Vorrichtung hierzu |
JP2007078558A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
JP4542973B2 (ja) * | 2005-09-15 | 2010-09-15 | 株式会社東芝 | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
KR101140824B1 (ko) * | 2009-02-25 | 2012-05-03 | 현대제철 주식회사 | 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치 |
EP3450987A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and stray magnetic field suppressing method |
EP3450988A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and method |
JP2019207150A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | ナブテスコ株式会社 | 速度検出装置 |
CN113260867A (zh) * | 2019-03-01 | 2021-08-13 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于确定导电的对象的速度或加速度的设备和方法,以及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6850053B2 (en) | Device for measuring the motion of a conducting body through magnetic induction | |
JP5014415B2 (ja) | 電気機械用検出装置 | |
US7538460B2 (en) | Integrated resolver for high pole count motors | |
US6118271A (en) | Position encoder using saturable reactor interacting with magnetic fields varying with time and with position | |
US6906513B2 (en) | Rotary motion detector | |
US20110095658A1 (en) | Rotational angle detector | |
US6366037B1 (en) | Separately excited electric machine | |
JP2002013905A (ja) | 誘導型位置検出装置 | |
JPH04229069A (ja) | 電磁駆動システム | |
JP7083374B2 (ja) | トルク検出センサ | |
JPH08233843A (ja) | 速度検出方法および速度センサ装置 | |
EP0435232B1 (en) | Inductance-type displacement sensor having resistance to external magnetic fields | |
CN110224555B (zh) | 一种低磁阻的磁电装置 | |
US6229231B1 (en) | Reciprocating motor having controllable rotor position | |
JPH03107359A (ja) | 位置検出装置及び方法 | |
US8324852B2 (en) | Motor position detecting method, motor driving unit, and pump | |
JPS6337591B2 (ja) | ||
JPH0530716A (ja) | 誘導電動機における回転子の軸方向変位検出装置 | |
CN101776433A (zh) | 适宜于微小位移检测的分装差动式位移传感器 | |
JP7184941B2 (ja) | トルク検出センサ | |
JP5135277B2 (ja) | 回転型位置検出装置 | |
JPH07332912A (ja) | 非接触ポテンショメータ及び移動体の変位センサ | |
EP1850461B1 (en) | Integrated resolver for high pole count motors | |
JPH05196478A (ja) | 位置検出装置 | |
JPS59105532A (ja) | トルク検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |