JPH09505670A - 速度及び／又は位置の増分（インクレメンタル）センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ＯＹ軸に対しほぼ垂直なＯＺ方向に沿って磁化された永久磁石（９）に向かい合ってＯＹ方向に可動な少なくともひとつの歯を呈する軟質材料でできた可動要素（１）及び、感度が最も高い軸がＯＺ軸に沿ってほぼ方向づけされるような形で磁石（９）と可動要素の歯の間に含まれた磁極間隙の中に配置されたホールプローブといつたような磁界の方向及び強度に感応するプローブ（１０）を有するタイプの、位置及び／又は速度の増分センサーに関する。ホールプローブ（１０）は、平均磁界値が低く、好ましくは±２０ｍＴ未満でありかつホールプローブに結びつけられた集積回路のフリップフロップ磁界の平均値にほぼ等しいようなＯＺ軸上のひとつの特異点の近くに位置づけされている。

Description

【発明の詳細な説明】 速度及び／又は位置の増分（インクレメンタル）センサー 本発明は、ゼロ速度に対応する低い値まで速度を検出することができる、速度 及び／又は位置の検出のための、例えばホールプローブといった、磁界の方向及 び強度に感応するプローブを利用した、速度及び／又は位置の増分センサーに関 する。 磁気プローブは、その中を通過する磁界の関数である電気信号を送り出す。技 術的現状の速度センサーは、可動機構の移動が磁界の変動を誘発するような形で 設計されている。以下の記述においては、磁界の方向及び強度に対し感応性をも ち、中を通る磁界の方向及び強度の関数である電気信号を送り出すセンサーを表 すものとして、「ホールプローブ」という語を使用するが、この語は制限的な形 で解釈されるべきものではない。 第１のタイプのホールプローブ付きセンサーは、南北の磁極の交替を示す可動 機構を有している。ホールプローブは、ホールプローブの出力端にある比較器が 正の予め定められた閾値よりも高い信号を提供した時点で第１の状態をとり、ホ ールプローブが負の予め定められた閾値よりも低い信号を提供した時点で第２の 状態をとる論理出力端を有する電子回路に結び付けられている。このような装置 は、例えばフランス特許第２６４８９１４号の中で記述されている。このような センサーは、様々な外部の擾乱に対し感応し、可動機構の寸法はそのコストによ って制限されている。 もうひとつのタイプのホールプローブ付きセンサーは、軟質磁気材料製の歯付 き可動機構、永久磁石及び可動機構の歯付き表面と永久磁石の間に置かれたホー ルプローブによって構成されている。このようなセンサーは、例えばフランス実 用新案８２０９８８４号又は米国特許５２５０９２５号の中で記述されている。 このようなセンサーは、小さいピッチの歯付き表面の利用には適していない。従 って検出ピッチを減少させるためには、歯付き表面に磁石を近づけることが必要 であり、このことは、大量生産する場合には遵守するのが困難である機械的制約 条件を生み出すことになる。 かかるセンサーは、磁界の平均値がその変調の振幅に比較して高いことから、 低速度の検出、さらには位置の検出に特にうまく適合できない。この平均値及び その電気信号への変換は、特に次のもののような制御又は補償が困難なさまざま な許容誤差に対する強い感応性を示す： −第２象限内での磁石の特性Ｂ（Ｈ）； −磁石の寸法についての許容誤差； −磁石の保磁磁界Ｈ_c及び残留磁束密度Ｂ_rの温度係数； −磁化の際の磁石の多少の差こそあれ優れた飽和； −歯面の幾何形状についての許容誤差； −磁石と歯面の間の距離； −ホールプローブの位置に対する許容誤差： −ホールプローブのさまざまな温度係数及びオフセット。 以下では、可動機構の歯面の対称平面を「ＹＯＺ平面」と呼ぶことにする。Ｏ Ｙは、可動機構の移動方向を表す。Ｏは、ホールプローブと磁石の中心を通る直 線上にある歯の頂部の包絡線上の点を表す。可動機構が歯車である場合、歯車の 中心Ｏ’はＯＸ軸上にある。 ＸＯＺ平面は、ホールプローブ及び永久磁石に向かい合って存在する歯又は歯 のくぼみ対称平面を表す。ＯＺは、ホールプローブ、磁石及び歯付き表面を通る 軸を表す。ＯＸは一般に半径方向軸である。 回転センサーの場合、ＸＯＹは可動機構を構成する歯車の表面に接する平面で あり、ＯＸは一般に歯面の母線に平行な軸である。 線形センサーの場合、ＸＯＹは歯付き表面の平均平面である。 ＯＺに沿った磁界の成分を検出するよう配置されたホールプローブにより供給 される信号の処理用電子回路は、一定の正負符号をもつ残ったこの信号の振幅に 対し感応する比較器を有する可能性があるが、これにはその平均値の変動という ものについての既に記載した欠点がある。しかし、最も頻繁には、電子回路は比 較器の前に、信号の平均値を削除してその変調のみを通すようにする高域フィル タを備えている。このフィルタが無い場合でも、変調は、そのために比較器を活 動状態にすることなく、充分なものであり得る。 当該技術分野の現状において、低速で現れる不都合又は、位置検出器として機 能できないことに対し、完全に満足のいくものであるとはいえないさまざまな解 決法によって補正を行うことが提案されてきた。 最初の解決法は、磁界の変動のみならずその平均値をも検出し、そのため極く 低速では機能しないフィルタの使用が必要となるようなセンサーに関するＰＣＴ 特許ＷＯ８７／０６３４８号の中で記述されている。突然高い値に達する速度に ついてさえ、フィルタは数回の周期が終わった後でしか平均値を与えない。従っ て、開始時点で検出誤差が存在し得る。 ベルギー特許第０３６３５１２号の中で記述されている第２の解決法は、差動 センサーを形成するため２つのホールプローブを使用することから成る。 これら２つの解決法は、複雑な電子回路又は大きい表面積のチップを必要とし 、そのため、特に差動センサーの使用の場合において、センサーのコストが著し く増大することになる。 第３の解決法は、ＯＹ軸に沿って磁界の接線方向成分を検出するセンサーにつ いて記述した米国特許第４４８１４６９号の中で説明されている。この成分は、 １ピッチに対応する値の移動中に正負符号を変え、その平均値はゼロである。こ の解決法は確かに、前述の２つの解決法に従ったセンサーのもつ欠点を部分的に 補正できるものではある。しかしながら、このようなセンサーは完全に満足のい くものでもない。ホールプローブによって検出された磁界の成分の強度は、特に 磁石の近くで小さいものである。その上、ホールプローブはもはやＸＯＹに平行 な平面内ではなく、ＸＯＺ平面内に配置しなくてはならないことから、磁石と歯 面の間の距離はその他の解決法に比べ増大させなくてはならない。この距離の増 大は同様に、検出された磁界の強度に対して不利な影響をもたらし、このためセ ンサーは寄生磁界に対し感応性をもつことになる。 その他の解決法は、ホールプローブが金属部品の中に設けられたスリットの正 面に置かれるセンサーに関する。米国特許第５３２１３５５号は、ホール効果プ ローブを使用する位置センサーに関する。ホール効果プローブは、スリットを呈 する金属部品の近くに配置されている。この技術的現状に従ったセンサーにおい ては、金属部品の中に設けられたスリットは、永久磁石の高い誘導性をホールプ ローブと相容性のある低い誘導に変換することを目的としている。 同様に、技術的現状においては、環状磁石の溝路内にホールプローブがあるド イツ特許第３６３８６２２号も知られている。環状磁石は、その外部に局在化さ れたひとつの点で磁石の中央軸上にほぼ配置されたゼロの磁界ゾーンを呈する磁 界を作り出す。この点は、中央溝路の直径が大きくなればなるほど、又磁石が短 くなればなるほど、環状磁石の前方平面との関係において引っ込んでいる。例え ば、直径１０ｍｍ、長さ４ｍｍの磁石については、特異点は、内径６ｍｍについ ては前方平面から１．２ｍｍのところに、さらに直径３ｍｍについては０．６ｍ ｍ以上のところにある。ところが、この直径はすでに、長さ４ｍｍにわたり経済 的実施を可能にするには小さすぎるものである。同様に、最大変調を生み出した いＯＺ軸から磁石の質量を遠ざけるのは大変不利でもある。ところがこのことは 、先行技術の管状磁石の場合、不可避的に発生する。換言すると、磁石の体積と の関係において穴の体積をできるかぎり減少させることが必要であり、これは既 知の実施態様では全くあてはまらないことである。磁石とホールプローブ付きの センサーにおいては、例えば感応表面が下部面から０．２ｍｍのところにある合 計厚み０．６ｍｍのＡｓｈ１のＨＺ１０６Ｃといったような、磁石と歯付き表面 の間の磁極間隙を減少させるべくできるかぎり薄いホールプローブを利用するこ とが、きわめて有利である。ゼロ磁界点は磁石の面から過度に離れて配置されて いることから、ホールプローブは磁石から離れていなければならず、こうして磁 極問隙の増大が必要となり、センサーの感応性の減少がひき起こされることにな る。従って、この技術的現状に従ったセンサーは、実際の小型化と相容性のない ものである。その上、ＯＺに沿った磁界の成分の無効化ゾーンとの関係における ホールプローブの正確な位置の調節は、磁界勾配が高いため極めてむずかしく、 この調節は提案される手段とほとんど相容れないものである。 先行技術の米国特許第５２１０４８９号は、磁界を均質化し磁束ラインを平行 にすることを目的とする畝溝を有する磁石を含む装置について記述している。均 質な磁界ゾーンの均質化は、ホールプローブが置かれているゾーン内のゼロ磁界 を求めている本発明の目的とは根本的に異なる目的である。 本発明の目的は、できるかぎり少ない数の部品を使用し、充分な形で強度が変 動し正負符号が変わる磁界を生み出す幾何形状の利用により寄生磁界にほとんど 感応せず、ゼロ速度の検出を可能にする（位置センサーでの機能）、製造コスト の低い小型センサーを提供することによって、技術的現状のさまざまな解決法に 従ったセンサーがもつ欠点を補正することにある。 このため、本発明に従ったセンサーは、ＯＹ軸に対しほぼ垂直なＯＺ方向に沿 って磁化された永久磁石に向かい合ってＯＹに対し平行な方向に可動な少なくと もひとつの歯を呈する軟質材料でできた可動要素及び、感度が最も高い軸がＯＺ 軸に沿って、ほぼ方向付けされるような形で磁石と可動要素の歯の間に含まれた 磁極間隙の中に配置されたホールプローブ等の、磁界の方向及び強度に感応する プローブを有するタイプの、位置及び／又は速度の増分センサーにおいて、ホー ルプローブが、ＯＺ軸のひとつの特異点（ゼロ磁界点）の近くで、可動要素の移 動中のＯＺに沿った磁界の平均値がホールプローブにより送り出された信号の処 理用電子回路のフリップフロップをひき起こす磁界にほぼ等しいような点に位置 づけされていることを特徴とする増分センサーに関する。 プローブに結び付けられた電子集積回路のこのフリップフロップ値は、ゼロに 近い弱い磁界に対応し、選ばれた集積回路によって左右される。その絶対値は、 好ましくは０と２０ｍＴの間に含まれ、より特定的には０〜８ｍＴの間にある。 ホールプローブは、センサー特に磁石の孔の小型化を可能にするように、磁石 によって規定される体積の外に置かれる。 ホールプローブのホール層の平面は、可動要素に最も近い磁石の前方面を通る 平面と可動要素に接する平行平面との間で、磁石の前方平面からホール層の保護 用被覆の厚み以上の距離のところに配置されている。 磁石は、ホールプローブを通る可動要素の移動軸に対して垂直な軸の近くにあ るひとつのキャビティを有する。 本出願の意味合いでの「歯」というのは、ＯＺ軸上で可変の磁極間隙を生み出 すあらゆる断面形状のことである。この断面形状は規則的であってもなくてもよ く、凹形、凸形のいずれであってもよく、一般に規則的な表面との関係に置いて 突出していてもよいし、或いは刻み目によって形成されていてもよい。 第１の変形態様に従うと、キャビティは永久磁石を横断する非常に小さい直径 の孔である。 もうひとつの変形態様に従うと、磁石は、同軸円筒形キャビティが少なくとも 部分的に貫通している円板形の磁石によって構成されている。 好ましくは、ホールプローブは、 という関係式によって規定される誘導が、磁極間隙が増大した場合にホールプロ ーブに結び付けられた電子集積回路のフリップフロップ平均値にほぼ等しくなる ようなＯＺ軸上の縦座標ｚに位置づけられており、ここで式中、 ・Ｂ_totalは、ＯＺに沿った誘導の成分であり、 ・距離ｚの測定起点である軸の原点Ｏは、歯面に向かい合った磁石の面上にあり 、 ・Ｂ_rは残留磁束密度を表し、 ・Ｂ_{aiment_plein}、は、永久磁石の外部寸法に対応する外部寸法を持つ特に円筒 形の、孔のあいていない仮想磁石の誘導を表し、 ・Ｂ_aiment__virtuelは、キャビティの内部寸法に対応する外部寸法を持つ仮想磁 石の誘導を表し、 ・Ｂ_aiment__bouchonは、キャビティの内部断面に対応する断面及び実磁石とキャ ビティの深さの間の差に対応する高さを有する仮想磁石の誘導を表す。 もうひとつの有利な実施態様に従うと、ホールプローブは、誘導が、 となるようなＯＺ軸上での縦座標ｚに位置付けされており、 ここで式中、 ・Ｂ_basculementは、ホールプローブの信号の処理用集積回路のフリップフロッ プ磁界の値を表し、 ・ｌは、磁石の厚みとキャビティの深さの間の差を表し（磁石を横断する孔の場 合、ｌはゼロである）、 ・Ｌは、磁石が大きな寸法のヨークに結び付けられ、この時ヨークが磁気鏡の役 目を果たす場合の、磁石の厚みを表し（磁石がヨークに結びつけられていない場 合、磁石の厚みは２Ｌである）； ・ｚは、歯面に向かい合った磁石の面上にある原点から測定されたホールプロー ブの縦座標を表し、 ・Ｒは、磁石の外部半径を表し、 ・ｒは、キャビティ又は円筒形孔の半径を表している。 回転移動の検出のための第１の実施態様に従うと、可動要素は歯車である。 線形移動の検出のための第２の実施態様に従うと、可動要素はラックである。 好ましくは、磁石を横断する孔の横方向寸法は０．８から１．８mm、好ましく は０．８から１．３mmの間である。 好ましくは、磁石の形状は、歯面の形状に対応する。ひとつの矩形歯面は矩形 の磁石に適合することになる。 好ましい一実施態様に従うと、磁石、ホールプローブ及び結びつけられた電子 回路は、二重成形によって製造されるプラスチック材料製ケースの中に統合され ている。この実施態様により、磁石との関係においてプローブを正確に位置づけ し、ホールプローブと磁石の間のプラスチックの欠如又は厚みの減少に比例して 歯車とこの二重形成されたアセンブリとの間のあそびを増大させることが可能と なる。 本発明は、添付図面を参考にしながら以下の記述によって、よりよく理解でき るだろう。なお図面中、 図１は、可動機構の概略図である。 図２は、歯がない状態での磁石内に設けられた孔の付近のＹＯＺ平面内の磁界 分布図である。 図３は、歯の存在下で磁石内に設けられた孔の付近でのＹＯＺ平面内の磁界分 布図である。 図４は、歯車の歯の詳細図である。 図５は、磁石のもうひとつの実施態様の斜視図である。 図６は、磁石の第３の実施態様を示す図である。 図７は、第４の実施態様の断面図である。 図８は、第４の実施態様において使用される磁石の誘導／距離曲線を示す。 図１は、速度及び角位置の検出のための実施態様におけるセンサーの概略図で ある。 センサーは、複数の歯（２、３、４、５）及び間のくぼみ（６、７、８）を有 する歯車（１）を含んでいる。歯車（１）は、軟質磁気材料で作られている。 センサーにはさらに、半径方向軸ＺＯＺ’に沿って磁化された磁石（９）が含 まれている。従って、磁石の一方の磁極は歯車（１）の方向に向けられ、もう一 方の磁極は反対の方向に向けられている。ＺＯＺ’軸上で歯車（１）と永久磁石 （９）の間に、ホールプローブ（１０）が配置されている。 磁石（９）は、直径Ｄ及び厚みＬのディスク磁石である。一例を挙げると、磁 石は、直径７ミリメートルで、厚みＬが２ミリメートルであるサマリウムーコバ ルトタイプのものである。 磁石（９）には、直径１．４ミリメートルの円形孔（１１）が開いている。 歯の頂部と磁石の間の平均距離は、１．６ミリメートルであり、歯の高さは約 ３．５ミリメートルである。 図２は、ディスク磁石（９）の孔（１１）の付近の磁界分布のシミュレーショ ンを表す。ＺＯＺ’軸上で、磁界は特異点Ａの両側で正負符号を変える。 図３は、歯が磁石（９）から１．６ミリメートル離れた状態にある同じ領域内 の磁界の分布を示している。特異点Ａ’は、前述の状況の場合よりも更に磁石（ ９）に近い。 ホールプローブ（１０）は、好ましくは歯の不在に対応する特異点Ａと、歯の 存在に対応する特異点Ａ’の間に含まれるゾーン内に置かれる。このため、ホー ルプローブは、この場合では歯車（１）の歯である可動機構の移動の際の磁界の 正負符号の変動を検出することになる。 ホールプローブ（１０）により検出される磁界の変動は、歯の位置に従って検 出される磁界の方向の正負符号が変わる磁界分布を導く磁石（９）の孔明けのた め、ゼロ値のまわりで変化する。 図４は、歯の詳細図を表す。 歯の２つの側面によって形成される角度は約３０度である。歯の頂部の幅はお よそ１．５ミリメートル、つまりピッチの約３０％である。歯車の平均半径は、 ４８ミリメートルであり、歯の外部包絡線の半径は５０ミリメートルであり、く ぼみの包絡線の半径は４６．５５ミリメートルである。 歯車は、５８個又は５９個の同一の歯及び、ひとつ又は２つの歯によって占有 される場所に対応する円弧上に延びる歯無しゾーンをひとつ有している。この欠 落が位置づけ目印を構成する。 図５は、磁石のもうひとつの実施態様の斜視図を表す。 この実施態様に従った解決法は、ＺＯＺ’軸に対して平行に磁化された、平行 に配置された２つの磁石（２０、２１）を使用する。ホールプローブ（２３）は 、２つの磁石（２０、２１）の間に設けられた間隙（２２）の上にまたがって、 ２つの磁石（２０、２１）上に接着されている。この実施態様により、２つの磁 石の間に非常に小さい間隙を設けること、ひいては特異点をこれらの磁石の表面 に十分近いところに持ってくることが可能になる。 図６は、磁石の第３の実施態様の図を表す。磁石（２４）は平行六面体の形を している。この磁石は円形断面を持つ孔（２５）を有する。なお、この磁石（２ ５）は、ホールプローブ又はこのプローブを有する集積回路の位置づけのための 収納部（２６）を呈する。プラスチック結合剤を伴うサマリウム−コバルト製の 磁石は、射出又は圧縮によりひとつの型で形成され、こうして求められる孔の形 状を経済的に得ることが出来、また電気的に絶縁性のある磁石を製造することが 可能となる。磁石は、ホールプローブの「チップ」の支持体を構成し、全体は樹 脂で二重成形される。 図７は、第４の実施態様の断面図を表す。 磁石（９）は、半径Ｒが４．５ミリメートルで、厚みＬが１．３ミリメートル のディスクで構成されている。磁石は、金属タイプのものであるか又は、サマリ ウム−コバルト１／５（例えば VACUUM SCHMELTZ 社から Vacomax 145 又は 65K の商品名で市販されている磁石）又は２／１７又はネオジウム−鉄−ホウ素（ 例えば、MAGNET-FABRIC BONN 社からNEOFER 55/100P の商品名 で市販されている磁石）といったプラスチック結合剤を伴うものである。 磁石は、０．５ミリメートルの半径ｒと０．６ミリメートルの深さｐを持つ同 軸円筒形キャビティ（２７）を有する。キャビティ（２７）が占める体積は、磁 石（９）の総括的体積の約１．２％である。このキャビティは、成形又はあらゆ る孔明け又はとぎ上げ方法によって作製することが出来る。 ホールプローブ（１０）は、原点０から測定した場合に約０．２ミリメートル に等しい距離ｚのところで、磁石（９）の中央平面（２８）に対して垂直なＯＺ 軸上に置かれる。 磁石（９）上にはヨーク（３５）が接着されている。 このヨーク（３５）は高い透磁率軟質磁気材料製の円筒形プレートで形成され ている。磁石（９）、ホールプローブ（１０）、集積回路及びヨーク（３５）に よって形成されるアセンブリは、エポキシ樹脂内に投入され、ヨークの一部はは み出し、固定用孔を備えている。 図８は、第４の実施態様の中で使用されたヨークと接触する磁石の面との関係に おける勾配と誘導の曲線を表している。 曲線（２９）は、半径Ｒ及び厚みＬの中実シリンダで形成された磁石の、ヨー クと接触する磁石の面からの距離に応じてのＢ／Ｂ_rの変動を表している。 曲線（３０）は、磁石（９）と反対の方向に磁化された半径ｒ、厚みＬの中実 シリンダで形成された仮想磁石のヨークと接触する磁石の面からの距離に応じた Ｂ／Ｂ_rの変動を表す。 曲線（３２）は、磁石の厚み全体を横切る半径γの孔が開いた半径Ｒ、厚みＬ の中実シリンダで形成された磁石の、ヨークと接触する磁石の面からの距離に応 じてのＢ／Ｂｒの変動を表している。誘導は、ヨークと接触する磁石の面から１ ．６ミリメートルのところにあるＯＺ軸の１点において無効化されるということ がわがる。 曲線（３３）は深さｌで半径ｒのキャビティが貫通する厚みＬ、半径Ｒの中実 シリンダによって形成された磁石の、距離に応じたＢ／Ｂｒの変動を表す。誘導 は、ヨークと接触する磁石の面から０．５ミリメートルの距離のところにあるＯ Ｚ軸の１点にて無効化されることがわかる。 軟質磁気材料製の歯の距離の一定の与えられた変動について、孔あき磁石で得 られるＢという変調は、磁石の体積に比べて孔の体積が非常に小さい場合、中実 磁石で得られるものとほとんど同一である。 これに対して、誘導の平均値はきわめて異なっている。この値は、小さい孔の 開いた磁石では非常に小さく、ほとんどゼロでさえある。このことにより、もは や信号差が測定される数ミリメートル離れた２つのプローブを用いたより費用の かかる方法によってではなく、SIEMENS 社の TLE4904 及び 4905 型の集積回路 といった約０〜±２０ｍＴの弱い誘導に対し感応性を持つホールプローブを有す る集積回路を用いるだけで誘導Ｂを測定することが可能である。 誘導のゼロという平均値については、温度又は磁石の品質さらには磁化の変動 （これらはＢ_rに影響を及ぼす）が、平均値を変えることは全くない。唯一、変 調の振幅だけが変わる。この特性は、差動プローブに頼る必要はなく、大きい製 造許容誤差を可能にする。平均値はシステムの幾何形状によってのみ決定される 。平均値が小さいもののゼロではない場合、温度又は磁石の品質の変動の影響は 無視できるものにとどまる。 測定された磁界平均値がフリップフロップ磁界の平均値にきわめて近くなるよ うに、ホールプローブに結び付けられた集積回路に対する磁石の優れた適合化が 求められる。このため、ひとつの解決法は、集積回路及びプローブが作動状態に ある場合に、磁石の後ろからＯＺ軸に沿ってレーザーショットを用いて磁石の調 整を行うことからなる。かくしてフリッププロップ点が非常に狭い許容誤差内に ある集積回路に頼ることなく、優れた性能を得ることが可能となる。 ヨークがＯＺ軸内で小さい孔を開けられていない場合、調整は、軟質磁気材料 を気化させることによって行われる。ヨークにキャビティの横方向寸法以下の寸 法をもつ小さい孔が開いている場合、調整はわずかな磁石を気化させることによ って行われる。この解決法は、盲穴の場合に好まれる。そのためには、当然のこ とながら、穴の底面における磁石の厚みｌの値を余分に備えておくことが必要で ある。 本発明は、上述の例において、円形形状で記述されている。当然のことながら 、当業者であれば、歯が線形に整列させられている線形実施態様へと本発明を容 易 に転用することができるだろう。可動機構を、矩形孔の開いたプレス加工したリ ムで実施することも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ＯＹ軸に対しほぼ垂直なＯＺ方向に沿って磁化された永久磁石（９）に向 かい合ってＯＺ方向に可動な少なくともひとつの歯を呈する軟質材料でできた可 動要素（１）及び、感度が最も高い軸がＯＺ軸に沿ってほぼ方向づけされるよう な形で磁石（９）と可動要素の歯との間に含まれた磁極間隙の中に配置されたホ ールプローブ等の磁界の方向及び強度に感応するプローブ（１０）を有するタイ プの、位置及び又は速度の増分センサーにおいて、ホールプローブ（１０）が、 ゼロ磁界の存在によって規定されるＯＺ軸のひとつの特異点の近くで、可動要素 の移動中のＯＺに沿った磁界の平均値が小さく好ましくは±２０ｍＴより低くホ ールプローブに結びつけれらた集積回路のフリップフロップを駆動する磁界にほ ぼ等しいものであるようなひとつの点に位置づけされていること、及びホールプ ローブのホール層の平面は、可動要素に最も近い磁石の前方面を通過する平面と 可動要素に接する平行な平面との間で、ホール層の保護用被覆の厚みに少なくと も等しい磁石の前方平面からの距離のところに配置されていること、を特徴とす る増分センサー。 ２． 磁石が、ホールプローブ（１０）を通る可動要素の移動軸に対して垂直な 軸の近くにあるひとつのキャビティを有していることを特徴とする、 請求項１に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ３． 前記キャビティが小さな孔であることを特徴とする、 請求項２に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ４． 磁石は、同軸円筒形キャビティが少なくとも部分的に貫通している円板の 形の磁石によって構成されていることを特徴とする、 請求項２に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ５． ホールプローブは、誘導つまり、 が、磁極間隙が増大した場合に、ホールプローブに結びつけられた電子集積回路 のフリップフロップ値にほぼ等しくなるようなＯＺ軸上の縦座標ｚに位置づけら れており、ここで式中、 Ｂ_Totalは、ＯＺに沿った誘導の成分であり、距離ｚの測定起点である軸の原点 Ｏは、歯に最も近い磁石の面上にあり、 Ｂ_rは残留磁束密度を表し、 Ｂ_aimant_ _pleinは、永久磁石の外部寸法に対応する外部寸法を持つ円筒形の、 孔のあいていない仮想磁石の誘導を表し、 Ｂ_{aimant virtuel}は、キャビティの内部寸法に対応する外部寸法を持つ仮想磁石 の誘導を表し、 Ｂ_{aimant boachon}は、キャビティの内部断面に対応する断面及び実磁石とキャビ ティの深さの間の差に対応する高さを有する仮想磁石の誘導を表すこと、を特徴 とする、 請求項４に記載の位置及び叉は速度の増分センサー。 ６． ホールプローブは、誘導が となるようなＯＺ軸上の縦座標ｚに位置づけされており、 ここで式中、 Ｂ_asculementは、ホールプローブのフリップフロップ磁界の値を表し、 ｌは、磁石の厚みとキャビティの深さの間の差を表し（磁石を横断する孔の場合 、ｌはゼロである）、 Ｌは、磁石が大きな寸法のヨークに結びつけられ、このときヨークが磁気鏡の役 目を果たす場合の、磁石の厚みを表し（磁石がヨークに結びつけられていない場 合、磁石の厚みは２Ｌである）； ｚは、歯面に向かい合った磁石の面上にある原点から測定されたホールプローブ の縦座標を表し、 Ｒは、磁石の外部半径を表し、 ｒは、キャビティ又は円筒形孔の半径を表していることを特徴とする、 請求項４に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ７． 平面ＸＯＹに沿って向けられ、２つの磁石（２０、２１）の間に設けれた 最大１．８mmの狭い間隙（２２）によって分離されている平行な２つの平行六面 体の磁石（２１、２３）を有することを特徴とする、 請求項１又は２に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ８． 可動要素が歯車であることを特徴とする、 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 ９． 可動要素がラックであることを特徴とする、 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 １０． 磁石（９）は、直径対厚みの比が４から７の間にあるディスク磁石であ ることを特徴とする、 請求項２乃至９のいずれか１項に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 １１． 磁石には、０．８mmから１．８mm、好ましくは０．８mmから１．３mmの 直径を持つ同軸盲キャビティをもつ円板磁石が貫通していることを特徴とする、 請求項１０に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 １２． 磁石（９）は、例えばプラスチック結合剤で配向されたサマリウム−コ バルトといったもので作られた、低い温度係数を持つタイプのものであることを 特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位置及び／又は速度の増 分センサー。 １３． 磁石（９）内に設けられたキャビティの体積が、磁石（９）の体積の５ ％未満であることを特徴とする、 請求項１乃至１２のいずれが１項に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 １４． 磁石（９）、ホールプローブ（１０）、場合によってはヨーク（３５） 及び結びつけられた電子回路は、二重成形によって作られたプラスチック材料製 ケースの中に統合されていることを特徴とする、 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の位置及び／又は速度の増分センサー。 １５． 集積回路及びプローブが作動中である場合に、磁石の後方からＯＺ軸に 沿ってレーザーショットを用いて磁石の調整を行うことを特徴とする、 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のセンサーのホールプローブに結びつけ られた集積回路に対する磁石の適合化のための方法。