JPH1197986A - パルス信号発生方法および装置 - Google Patents
パルス信号発生方法および装置Info
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- JPH1197986A JPH1197986A JP9253805A JP25380597A JPH1197986A JP H1197986 A JPH1197986 A JP H1197986A JP 9253805 A JP9253805 A JP 9253805A JP 25380597 A JP25380597 A JP 25380597A JP H1197986 A JPH1197986 A JP H1197986A
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- magnetic
- magnet
- magnetic field
- magnetic element
- pulse signal
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/9515—Proximity switches using a magnetic detector using non-linear magnetic devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子と、磁性素子における磁界の変化を検出する検
出手段と、磁性素子を一定方向に磁化させる磁界発生手
段と、磁性素子を挟み込むように配置された永久磁石と
補助部材とを備え、磁性素子は、永久磁石と補助部材と
の間で、それらの間に生じる磁界中に配置されており、
磁性素子側の磁極面とは反対側の永久磁石の磁極面に対
する被検知物体の挙動に応じて、永久磁石と補助部材と
の間の磁界が変化させられ、この磁界の変化によって磁
性素子に生じた磁化状態の変化を検出手段によって検出
してパルスを生じさせる。 【効果】 極めて遅い直線および回転速度でも検出が可
能であり、極めて高い分解能を与えることが容易に可能
である。また、これらの検出を変化用磁石と補助用部材
の働きにより、確実に行うことができる。
磁性素子と、磁性素子における磁界の変化を検出する検
出手段と、磁性素子を一定方向に磁化させる磁界発生手
段と、磁性素子を挟み込むように配置された永久磁石と
補助部材とを備え、磁性素子は、永久磁石と補助部材と
の間で、それらの間に生じる磁界中に配置されており、
磁性素子側の磁極面とは反対側の永久磁石の磁極面に対
する被検知物体の挙動に応じて、永久磁石と補助部材と
の間の磁界が変化させられ、この磁界の変化によって磁
性素子に生じた磁化状態の変化を検出手段によって検出
してパルスを生じさせる。 【効果】 極めて遅い直線および回転速度でも検出が可
能であり、極めて高い分解能を与えることが容易に可能
である。また、これらの検出を変化用磁石と補助用部材
の働きにより、確実に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス信号発生方
法および装置に関するものである。
法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動している物体の移動位置や移動速度
に応じたパルス信号を得たり、種々な操作に応じたパル
ス信号を発生したりすることは、自動制御の分野や、電
気および電子機器等の各種の分野において必要とされて
いる。従来、この種のパルス信号を発生する手段として
は、種々なものが開発され使用されてきているが、それ
らの代表的なものうちの一つとして、電磁ピックアップ
がある。この電磁ピックアップは、磁性体、磁石、電気
コイル等から構成されるもので、被検知物体の挙動によ
り磁束密度が変化し、この変化により電気コイルに、電
磁誘導作用によりパルス電圧が発生され、このパルス電
圧を、パルス信号として使用するものである。
に応じたパルス信号を得たり、種々な操作に応じたパル
ス信号を発生したりすることは、自動制御の分野や、電
気および電子機器等の各種の分野において必要とされて
いる。従来、この種のパルス信号を発生する手段として
は、種々なものが開発され使用されてきているが、それ
らの代表的なものうちの一つとして、電磁ピックアップ
がある。この電磁ピックアップは、磁性体、磁石、電気
コイル等から構成されるもので、被検知物体の挙動によ
り磁束密度が変化し、この変化により電気コイルに、電
磁誘導作用によりパルス電圧が発生され、このパルス電
圧を、パルス信号として使用するものである。
【０００３】しかしながら、この種の電磁ピックアップ
は、次のような点で適用分野によっては、問題が多く、
最適なものとは言えない場合が出てくる。すなわち、被
検知物体の移動速度が極低速では、発生するパルス電圧
が低く、ノイズレベル近辺となってしまう。したがっ
て、増幅回路を使用する場合、ノイズも増幅されるた
め、増幅前にノイズを除去するためのフィルタ回路等が
必要となってしまう。反対に、被検知物体の移動速度が
高速になると、発生されるパルス電圧も大きくなり、増
幅回路の耐圧をオーバーする場合も出てきてしまうの
で、リミッターが必要となることもある。低速の場合に
は、被検知物体に径を大きくした補助リング等を取り付
けて周速を上げて検出する方法もあるが、大型となり、
部品点数も増えてしまう。また、移動速度が変化すると
パルス電圧の立ち上がりや立ち下がり時間が変化してし
まう。正確なタイミングを検出したい場合には、複雑な
信号処理が必要となる。その上、被検知物体の形状によ
って、パルス電圧の波形が異なって来てしまう。
は、次のような点で適用分野によっては、問題が多く、
最適なものとは言えない場合が出てくる。すなわち、被
検知物体の移動速度が極低速では、発生するパルス電圧
が低く、ノイズレベル近辺となってしまう。したがっ
て、増幅回路を使用する場合、ノイズも増幅されるた
め、増幅前にノイズを除去するためのフィルタ回路等が
必要となってしまう。反対に、被検知物体の移動速度が
高速になると、発生されるパルス電圧も大きくなり、増
幅回路の耐圧をオーバーする場合も出てきてしまうの
で、リミッターが必要となることもある。低速の場合に
は、被検知物体に径を大きくした補助リング等を取り付
けて周速を上げて検出する方法もあるが、大型となり、
部品点数も増えてしまう。また、移動速度が変化すると
パルス電圧の立ち上がりや立ち下がり時間が変化してし
まう。正確なタイミングを検出したい場合には、複雑な
信号処理が必要となる。その上、被検知物体の形状によ
って、パルス電圧の波形が異なって来てしまう。
【０００４】別の代表例として、ホール効果を利用した
位置センサ、角度センサ、速度センサ等の各種のセンサ
があり、例えば、特開平２−２８４０８２号公報に開示
されたようなホール効果型センサ装置がある。このホー
ル効果型センサは、ホール素子と磁石とを使用し、被検
知物体の挙動に応じてホール素子に対する磁束変化を生
ぜしめて、それに応じてホール素子により電気信号を出
力せしめるものである。しかしながら、先ず、この型の
センサでは、ホール素子を付勢しておくための電源が別
個に必要であり、無電源とすることはできない。また、
出力される電気信号も、一般的には、正弦波であり、鋭
いパルス信号とすることはできない。被検知物体の移動
速度が低速の場合には、出力電圧が低下してしまい、波
形がつぶれてしまう。前述した電磁ピックアップと同様
に、外部磁界の影響も受けやすく、また、熱ドリフトも
あり、ノイズが入りやすく、より正確な検知信号とする
ためには、複雑な処理回路が必要となる。
位置センサ、角度センサ、速度センサ等の各種のセンサ
があり、例えば、特開平２−２８４０８２号公報に開示
されたようなホール効果型センサ装置がある。このホー
ル効果型センサは、ホール素子と磁石とを使用し、被検
知物体の挙動に応じてホール素子に対する磁束変化を生
ぜしめて、それに応じてホール素子により電気信号を出
力せしめるものである。しかしながら、先ず、この型の
センサでは、ホール素子を付勢しておくための電源が別
個に必要であり、無電源とすることはできない。また、
出力される電気信号も、一般的には、正弦波であり、鋭
いパルス信号とすることはできない。被検知物体の移動
速度が低速の場合には、出力電圧が低下してしまい、波
形がつぶれてしまう。前述した電磁ピックアップと同様
に、外部磁界の影響も受けやすく、また、熱ドリフトも
あり、ノイズが入りやすく、より正確な検知信号とする
ためには、複雑な処理回路が必要となる。
【０００５】前述したような従来の電磁ピックアップや
ホール効果型センサとは別に、例えば、特開昭５４−１
６１２５７号公報に開示されているようなパルス信号発
生装置を、同様の目的のセンサとして使用することが提
案されている。この提案されているパルス信号発生装置
は、磁気異方性の比較的ソフトな部分と比較的ハードな
部分とを有する強磁性体からなる感磁要素と、その全体
を正方向に磁化する第１磁界発生源および感磁要素の比
較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２磁界発
生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルと
を固定し、この固定側に対し、第１磁界発生源の感磁要
素に対する磁化作用を断続的に減殺させる可動体を組み
合わせてなり、可動体の挙動により感磁要素に所定の変
化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させる
ようにしたものである。
ホール効果型センサとは別に、例えば、特開昭５４−１
６１２５７号公報に開示されているようなパルス信号発
生装置を、同様の目的のセンサとして使用することが提
案されている。この提案されているパルス信号発生装置
は、磁気異方性の比較的ソフトな部分と比較的ハードな
部分とを有する強磁性体からなる感磁要素と、その全体
を正方向に磁化する第１磁界発生源および感磁要素の比
較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２磁界発
生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルと
を固定し、この固定側に対し、第１磁界発生源の感磁要
素に対する磁化作用を断続的に減殺させる可動体を組み
合わせてなり、可動体の挙動により感磁要素に所定の変
化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させる
ようにしたものである。
【０００６】この従来のパルス信号発生装置は、無電源
とすることができ、可動体が極低速でも一定のパルス電
圧が得られ、しかも、外部磁界の影響を受けにくい点
で、前述した従来の電磁ピックアップやホール効果型セ
ンサの代わりに使用することにより、それら有していた
問題点のいくつかを解消しうるものである。
とすることができ、可動体が極低速でも一定のパルス電
圧が得られ、しかも、外部磁界の影響を受けにくい点
で、前述した従来の電磁ピックアップやホール効果型セ
ンサの代わりに使用することにより、それら有していた
問題点のいくつかを解消しうるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来提案されているパルス信号発生装置は、次のよ
うな問題点を初めとして多くの問題を有しているもので
あり、適用範囲が限られており、実用化にはほど遠いも
のである。すなわち、先ず、スリットを設けた可動体が
必要である。この可動体は、第１磁界発生源および第２
磁界発生源としての磁石や感磁要素よりも小さくできな
い。可動体のスリットは、放射状となるので分解能を上
げるためには、可動体の径を大きくする必要がある。そ
の上、可動体と磁石や感磁要素は、互いに平行とならな
ければならない。磁石が外部の磁界や金属に影響を受け
て、動作が不安定となりがちである。被検知物体との位
置関係において、前述したような電磁ピックアップやホ
ール効果型センサと、どのような場合においても、互換
できるものという分けにはいかない。例えば、ギヤ等の
歯を直接的に検知するような配置とすることはできな
い。
うな従来提案されているパルス信号発生装置は、次のよ
うな問題点を初めとして多くの問題を有しているもので
あり、適用範囲が限られており、実用化にはほど遠いも
のである。すなわち、先ず、スリットを設けた可動体が
必要である。この可動体は、第１磁界発生源および第２
磁界発生源としての磁石や感磁要素よりも小さくできな
い。可動体のスリットは、放射状となるので分解能を上
げるためには、可動体の径を大きくする必要がある。そ
の上、可動体と磁石や感磁要素は、互いに平行とならな
ければならない。磁石が外部の磁界や金属に影響を受け
て、動作が不安定となりがちである。被検知物体との位
置関係において、前述したような電磁ピックアップやホ
ール効果型センサと、どのような場合においても、互換
できるものという分けにはいかない。例えば、ギヤ等の
歯を直接的に検知するような配置とすることはできな
い。
【０００８】本発明の目的は、前述したような従来技術
の問題点を解消し、さらに、広い応用分野を見出しうる
ようなパルス信号発生方法および装置を提供することで
あり、また、パルス信号の発生をより確実にした信号発
生方法および装置を提供することである。
の問題点を解消し、さらに、広い応用分野を見出しうる
ようなパルス信号発生方法および装置を提供することで
あり、また、パルス信号の発生をより確実にした信号発
生方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子
を使用してパルス信号を発生するパルス信号発生方法に
おいて、前記磁性素子に磁界を与えておき、該磁性素子
の近傍に永久磁石を配置し、該永久磁石に対する被検知
物体の挙動に応じて、該永久磁石から前記磁性素子に対
して及ぼされる磁界を変化させ、前記磁性素子に生じた
変化を検出手段によって検出してパルスを生じさせるこ
とを特徴とする。本発明の別の観点によれば、大バルク
ハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子と、前記磁性素
子における磁界の変化を検出する検出手段と、前記磁性
素子を一定方向に磁化させる磁界発生手段と、前記磁性
素子を挟み込むように配置された永久磁石と補助部材と
を備え、前記磁性素子は、前記永久磁石と補助部材との
間で、それらの間に生じる磁界中に配置されており、前
記磁性素子側の磁極面とは反対側の前記永久磁石の磁極
面に対する被検知物体の挙動に応じて、前記永久磁石と
前記補助部材との間の磁界が変化させられ、この磁界の
変化によって前記磁性素子に生じた磁化状態の変化を前
記検出手段によって検出してパルスを生じさせるように
したことを特徴とする。
れば、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子
を使用してパルス信号を発生するパルス信号発生方法に
おいて、前記磁性素子に磁界を与えておき、該磁性素子
の近傍に永久磁石を配置し、該永久磁石に対する被検知
物体の挙動に応じて、該永久磁石から前記磁性素子に対
して及ぼされる磁界を変化させ、前記磁性素子に生じた
変化を検出手段によって検出してパルスを生じさせるこ
とを特徴とする。本発明の別の観点によれば、大バルク
ハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子と、前記磁性素
子における磁界の変化を検出する検出手段と、前記磁性
素子を一定方向に磁化させる磁界発生手段と、前記磁性
素子を挟み込むように配置された永久磁石と補助部材と
を備え、前記磁性素子は、前記永久磁石と補助部材との
間で、それらの間に生じる磁界中に配置されており、前
記磁性素子側の磁極面とは反対側の前記永久磁石の磁極
面に対する被検知物体の挙動に応じて、前記永久磁石と
前記補助部材との間の磁界が変化させられ、この磁界の
変化によって前記磁性素子に生じた磁化状態の変化を前
記検出手段によって検出してパルスを生じさせるように
したことを特徴とする。
【００１０】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
磁性素子側の磁極面とは反対側の前記補助部材の磁極面
と面するように前記補助部材に対抗して配置された第２
の補助部材と、前記補助部材と前記第２の補助部材の間
に生じる磁界中に配置された大バルクハウゼンジャンプ
を起こしうる第２の磁性素子と、この第２の磁性素子を
一定方向に磁化させる第２の磁界発生手段と、この第２
の磁性素子における磁界の変化を検出する第２の検出手
段と、を更に設けている。本発明の別の実施の形態によ
れば、前記第２の補助部材、第２の磁性素子、第２の磁
界発生手段、及び、第２の検出手段に続けて、同様の部
材、素子、及び手段を設けることにより、多重構造を形
成している。本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記永久磁石は、厚み方向に磁化された薄板状の磁石で
ある。
磁性素子側の磁極面とは反対側の前記補助部材の磁極面
と面するように前記補助部材に対抗して配置された第２
の補助部材と、前記補助部材と前記第２の補助部材の間
に生じる磁界中に配置された大バルクハウゼンジャンプ
を起こしうる第２の磁性素子と、この第２の磁性素子を
一定方向に磁化させる第２の磁界発生手段と、この第２
の磁性素子における磁界の変化を検出する第２の検出手
段と、を更に設けている。本発明の別の実施の形態によ
れば、前記第２の補助部材、第２の磁性素子、第２の磁
界発生手段、及び、第２の検出手段に続けて、同様の部
材、素子、及び手段を設けることにより、多重構造を形
成している。本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記永久磁石は、厚み方向に磁化された薄板状の磁石で
ある。
【００１１】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記補助部材は、薄板状の磁石である。本発明のさらに
別の実施の形態によれば、前記補助部材は、磁性体であ
る。本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記磁性
素子は、板状素子、若しくは、膜状素子、若しくは、ワ
イヤ状素子である。
前記補助部材は、薄板状の磁石である。本発明のさらに
別の実施の形態によれば、前記補助部材は、磁性体であ
る。本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記磁性
素子は、板状素子、若しくは、膜状素子、若しくは、ワ
イヤ状素子である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について説明する
前に、本発明において使用する“大バルクハウゼンジャ
ンプを起こしうる磁性素子”（以下、単に磁性素子とい
う場合がある）について概略説明しておく。先ず、一般
的に知られているワイヤ状の複合磁性素子を例として、
その構造と挙動について説明する。強磁性体を線引きし
て細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに独特
な磁気的性質を持つ。この強磁性体ワイヤにひねり応力
を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねられ、中
心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周部と中
心部では磁気特性が異なることとなる。この状態を残留
させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性が異な
る強磁性体の磁気ワイヤができる。そして、外周部の磁
気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方向を変
える。これに対して、中心部は、外周部よりも大きな磁
界によってその磁化方向を変える。すなわち、一本の磁
気ワイヤの中に比較的磁化され易い磁気特性を持つ外周
部と、磁化されにくい中心部という２種類の異なった磁
気特性を持つ複合磁性体が形成されている。この複合磁
気ワイヤは、一軸異方性である。ここでは、外周部をソ
フト層、中心部をハード層と呼び、このような複合磁気
ワイヤを、ワイヤ状の複合磁性素子と称する。
前に、本発明において使用する“大バルクハウゼンジャ
ンプを起こしうる磁性素子”（以下、単に磁性素子とい
う場合がある）について概略説明しておく。先ず、一般
的に知られているワイヤ状の複合磁性素子を例として、
その構造と挙動について説明する。強磁性体を線引きし
て細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに独特
な磁気的性質を持つ。この強磁性体ワイヤにひねり応力
を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねられ、中
心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周部と中
心部では磁気特性が異なることとなる。この状態を残留
させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性が異な
る強磁性体の磁気ワイヤができる。そして、外周部の磁
気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方向を変
える。これに対して、中心部は、外周部よりも大きな磁
界によってその磁化方向を変える。すなわち、一本の磁
気ワイヤの中に比較的磁化され易い磁気特性を持つ外周
部と、磁化されにくい中心部という２種類の異なった磁
気特性を持つ複合磁性体が形成されている。この複合磁
気ワイヤは、一軸異方性である。ここでは、外周部をソ
フト層、中心部をハード層と呼び、このような複合磁気
ワイヤを、ワイヤ状の複合磁性素子と称する。
【００１３】この複合磁気ワイヤのハード層およびソフ
ト層は、初期的には、どのような方向に磁化されている
か定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複
合磁気ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハ
ード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をか
けると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され
同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化でき
るような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結
果、複合磁気ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化さ
れている方向が逆であるという磁化状態ができる。一軸
異方性であるから、この状態で外部磁界を取り去っても
ソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押さえられて
いて磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセ
ット磁界と呼ぶ。次に、セット磁界と反対方向の外部磁
界をかけてこの磁界を増加させる。外部磁界の強さがあ
る臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転
する。この磁界を、臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現
象は、雪崩をうつようにソフト層の磁壁が移動し反応が
起きる。この結果、ソフト層とハード層の磁化方向は同
じとなり最初の状態に戻る。外部磁界は臨界磁界よりも
大きな磁界をかけておく。この磁界を、リセット磁界と
呼ぶ。この雪崩をうつように磁壁が移動する現象を大バ
ルクハウゼンジャンプという。磁壁の速度（磁束密度の
変化）は、この大バルクハウゼンジャンプのみに依存し
ていて外部磁界には無関係である。
ト層は、初期的には、どのような方向に磁化されている
か定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複
合磁気ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハ
ード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をか
けると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され
同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化でき
るような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結
果、複合磁気ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化さ
れている方向が逆であるという磁化状態ができる。一軸
異方性であるから、この状態で外部磁界を取り去っても
ソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押さえられて
いて磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセ
ット磁界と呼ぶ。次に、セット磁界と反対方向の外部磁
界をかけてこの磁界を増加させる。外部磁界の強さがあ
る臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転
する。この磁界を、臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現
象は、雪崩をうつようにソフト層の磁壁が移動し反応が
起きる。この結果、ソフト層とハード層の磁化方向は同
じとなり最初の状態に戻る。外部磁界は臨界磁界よりも
大きな磁界をかけておく。この磁界を、リセット磁界と
呼ぶ。この雪崩をうつように磁壁が移動する現象を大バ
ルクハウゼンジャンプという。磁壁の速度（磁束密度の
変化）は、この大バルクハウゼンジャンプのみに依存し
ていて外部磁界には無関係である。
【００１４】“大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子”について、ワイヤ状の磁性素子を例に挙げて
説明してきたのであるが、本発明においては、このよう
なワイヤ状の複合磁性素子に限らず、同様の挙動を示す
他の種々な磁性素子を使用できるものである。また、前
述した複合磁性素子は、ハード層とソフト層とを有する
ものであったが、大バルクハウゼンジャンプを起こしう
る磁性素子としては、このようなハード層とソフト層と
の複合層を有していないような磁性素子でも可能であ
る。例えば、特開平４−２１８９５０号公報に開示され
ているような薄膜形成技術を使用することにより、薄膜
状の磁性体を形成し、これを、薄膜状の磁性素子として
使用することもできる。また、この磁性素子は、厚膜状
でも板状でもよい。したがって、ここでいう“大バルク
ハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子”は、前述した
ような挙動を示す種々な磁性素子のすべてを含むもので
ある。尚、板状又は膜状にした場合には、平面コイルと
することもできる。
磁性素子”について、ワイヤ状の磁性素子を例に挙げて
説明してきたのであるが、本発明においては、このよう
なワイヤ状の複合磁性素子に限らず、同様の挙動を示す
他の種々な磁性素子を使用できるものである。また、前
述した複合磁性素子は、ハード層とソフト層とを有する
ものであったが、大バルクハウゼンジャンプを起こしう
る磁性素子としては、このようなハード層とソフト層と
の複合層を有していないような磁性素子でも可能であ
る。例えば、特開平４−２１８９５０号公報に開示され
ているような薄膜形成技術を使用することにより、薄膜
状の磁性体を形成し、これを、薄膜状の磁性素子として
使用することもできる。また、この磁性素子は、厚膜状
でも板状でもよい。したがって、ここでいう“大バルク
ハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子”は、前述した
ような挙動を示す種々な磁性素子のすべてを含むもので
ある。尚、板状又は膜状にした場合には、平面コイルと
することもできる。
【００１５】次に、図１を参照して、本発明の一実施例
としてのパルス信号発生装置について説明する。図１
は、この実施例のパルス信号発生装置の構成を概略的に
示している。図１のパルス信号発生装置１は、ワイヤ状
素子である磁性素子１０と、この磁性素子１０の周りに
巻回された検出コイル２０と、磁性素子１０の近傍にそ
って配置され、磁性素子１０のハード層およびソフト層
をそれぞれ逆方向に磁化しうる磁界（バイアス磁界）を
発生する磁界発生手段としての棒状のバイアス磁石３０
と、被検知物体が接近した際に、磁性素子１０における
磁界を変化させるための変化用磁石４０と、変化用磁石
４０との間に磁気回路を形成するための補助用磁石５０
とを備えている。次に、このような構成を有するパルス
信号発生装置の動作について説明する。図１において、
参照番号６０は、被検知物体として、例えば、ギアの一
つの歯を示している。図１に示すように、ギアの歯６０
が、変化用磁石４０に接近していない状態では、バイア
ス磁石３０によるバイアス磁界の方が、変化用磁石４０
と補助用磁石５０の間に生じている磁界に比べ、磁性素
子１０に対して優勢となっており、磁性素子１０のソフ
ト層だけがハード層と逆方向に磁化されるように磁界の
強さを設定しているとする。また、ギアの歯が変化用磁
石４０に接近している状態では、変化用磁石４０と補助
用磁石５０との間に生じている磁界の方が、バイアス磁
石３０の磁界に比べ、磁性素子１０に対して優勢とな
り、磁性素子１０にかかる磁界が逆転し、磁性素子１０
のハード層とソフト層の磁化方向が揃えられるように、
バイアス磁石３０と、変化用磁石４０と補助用磁石５０
との間の磁界の強さを設定しているとする。
としてのパルス信号発生装置について説明する。図１
は、この実施例のパルス信号発生装置の構成を概略的に
示している。図１のパルス信号発生装置１は、ワイヤ状
素子である磁性素子１０と、この磁性素子１０の周りに
巻回された検出コイル２０と、磁性素子１０の近傍にそ
って配置され、磁性素子１０のハード層およびソフト層
をそれぞれ逆方向に磁化しうる磁界（バイアス磁界）を
発生する磁界発生手段としての棒状のバイアス磁石３０
と、被検知物体が接近した際に、磁性素子１０における
磁界を変化させるための変化用磁石４０と、変化用磁石
４０との間に磁気回路を形成するための補助用磁石５０
とを備えている。次に、このような構成を有するパルス
信号発生装置の動作について説明する。図１において、
参照番号６０は、被検知物体として、例えば、ギアの一
つの歯を示している。図１に示すように、ギアの歯６０
が、変化用磁石４０に接近していない状態では、バイア
ス磁石３０によるバイアス磁界の方が、変化用磁石４０
と補助用磁石５０の間に生じている磁界に比べ、磁性素
子１０に対して優勢となっており、磁性素子１０のソフ
ト層だけがハード層と逆方向に磁化されるように磁界の
強さを設定しているとする。また、ギアの歯が変化用磁
石４０に接近している状態では、変化用磁石４０と補助
用磁石５０との間に生じている磁界の方が、バイアス磁
石３０の磁界に比べ、磁性素子１０に対して優勢とな
り、磁性素子１０にかかる磁界が逆転し、磁性素子１０
のハード層とソフト層の磁化方向が揃えられるように、
バイアス磁石３０と、変化用磁石４０と補助用磁石５０
との間の磁界の強さを設定しているとする。
【００１６】バイアス磁石３０は、磁性素子１０のソフ
ト層のみを一定方向に磁化することを目的とし、このバ
イアス磁石３０の働きにより、ソフト層とハード層は互
いに逆方向に磁化される。磁性素子１０のほぼ全ての長
さ部分を安定的に磁化するため、バイアス磁石３０は、
磁性素子１０と平行に配置されており、また、磁性素子
１０とほぼ同じ長さを有する棒形状とされている。バイ
アス磁石３０としては、永久磁石が使用されており、そ
の極（Ｎ極、若しくは、Ｓ極）は、その両端部に現れ
る。Ｎ極、Ｓ極のいずれの極を、変化用磁石４０や補助
用磁石５０のいずれの極に向けるのかは、それらの間で
相対的に決定される。必要なことは、バイアス磁石３０
の極と、各変化用磁石４０や補助用磁石５０の極とが互
いに逆向きであるということである。例えば、図示され
ているように、バイアス磁石３０が、変化用磁石４０に
対してＳ極を向けている場合、変化用磁石４０は、バイ
アス磁石３０に対してＮ極を向けるようにされる。ま
た、バイアス磁石３０が、補助用磁石５０に対してＮ極
を向けている場合、補助用磁石５０は、バイアス磁石３
０に対してＳ極を向けるようにされる。尚、明らかなよ
うに、バイアス磁石３０から発生される外部磁界は、磁
石の両端部を結ぶ滑らかな半楕円形状の曲線である。こ
のため、バイアス磁石３０からの外部磁界は磁性素子１
０の長さ方向とほぼ並行となり、磁性素子１０は、その
ほぼ全ての長さ部分において一定方向に磁化される。
尚、上述したように、バイアス磁石３０による磁化の強
さは、磁性素子１０のソフト層だけがハード層と逆方向
に磁化されるような強さである。
ト層のみを一定方向に磁化することを目的とし、このバ
イアス磁石３０の働きにより、ソフト層とハード層は互
いに逆方向に磁化される。磁性素子１０のほぼ全ての長
さ部分を安定的に磁化するため、バイアス磁石３０は、
磁性素子１０と平行に配置されており、また、磁性素子
１０とほぼ同じ長さを有する棒形状とされている。バイ
アス磁石３０としては、永久磁石が使用されており、そ
の極（Ｎ極、若しくは、Ｓ極）は、その両端部に現れ
る。Ｎ極、Ｓ極のいずれの極を、変化用磁石４０や補助
用磁石５０のいずれの極に向けるのかは、それらの間で
相対的に決定される。必要なことは、バイアス磁石３０
の極と、各変化用磁石４０や補助用磁石５０の極とが互
いに逆向きであるということである。例えば、図示され
ているように、バイアス磁石３０が、変化用磁石４０に
対してＳ極を向けている場合、変化用磁石４０は、バイ
アス磁石３０に対してＮ極を向けるようにされる。ま
た、バイアス磁石３０が、補助用磁石５０に対してＮ極
を向けている場合、補助用磁石５０は、バイアス磁石３
０に対してＳ極を向けるようにされる。尚、明らかなよ
うに、バイアス磁石３０から発生される外部磁界は、磁
石の両端部を結ぶ滑らかな半楕円形状の曲線である。こ
のため、バイアス磁石３０からの外部磁界は磁性素子１
０の長さ方向とほぼ並行となり、磁性素子１０は、その
ほぼ全ての長さ部分において一定方向に磁化される。
尚、上述したように、バイアス磁石３０による磁化の強
さは、磁性素子１０のソフト層だけがハード層と逆方向
に磁化されるような強さである。
【００１７】変化用磁石４０は、薄板状の永久磁石であ
る。厚みを薄くした分、磁石の製造コストは安価とされ
ている。変化用磁石４０は、バイアス磁石３０とは異な
り、厚さ方向に磁化されており、このため、その磁極
（Ｎ極、若しくは、Ｓ極）は、磁石の上側と下側に現れ
る。このように、変化用磁石４０は、薄い磁石を厚さ方
向に磁化することによって形成されているため、反磁界
の影響により内部磁界が大きくなり、その磁界の変化率
を大きくとることが可能である。変化用磁石４０は、磁
性素子１０を挟み込むようにして、補助用磁石５０と平
行に配置されている。磁性素子１０は、変化用磁石４０
と補助用磁石５０の双方に直交するようにされており、
この結果、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間に発生
される磁界は、磁性素子１０の長さ方向に発生される。
尚、当然のことながら、変化用磁石４０が補助用磁石５
０に対して向ける極と、補助用磁石５０が変化用磁石４
０に対して向ける極とは、互いに逆極性である。図示の
例で言えば、変化用磁石４０が補助用磁石５０に対して
Ｎ極を向けている場合、補助用磁石５０は変化用磁石４
０に対してＳ極を向けているという関係である。被検知
物体６０は、変化用磁石４０に対して、変化用磁石４０
が補助用磁石５０と面する極とは逆の極（図示の例で言
えば、Ｓ極）から接近するようにされる。
る。厚みを薄くした分、磁石の製造コストは安価とされ
ている。変化用磁石４０は、バイアス磁石３０とは異な
り、厚さ方向に磁化されており、このため、その磁極
（Ｎ極、若しくは、Ｓ極）は、磁石の上側と下側に現れ
る。このように、変化用磁石４０は、薄い磁石を厚さ方
向に磁化することによって形成されているため、反磁界
の影響により内部磁界が大きくなり、その磁界の変化率
を大きくとることが可能である。変化用磁石４０は、磁
性素子１０を挟み込むようにして、補助用磁石５０と平
行に配置されている。磁性素子１０は、変化用磁石４０
と補助用磁石５０の双方に直交するようにされており、
この結果、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間に発生
される磁界は、磁性素子１０の長さ方向に発生される。
尚、当然のことながら、変化用磁石４０が補助用磁石５
０に対して向ける極と、補助用磁石５０が変化用磁石４
０に対して向ける極とは、互いに逆極性である。図示の
例で言えば、変化用磁石４０が補助用磁石５０に対して
Ｎ極を向けている場合、補助用磁石５０は変化用磁石４
０に対してＳ極を向けているという関係である。被検知
物体６０は、変化用磁石４０に対して、変化用磁石４０
が補助用磁石５０と面する極とは逆の極（図示の例で言
えば、Ｓ極）から接近するようにされる。
【００１８】補助用磁石５０は、変化用磁石４０と同様
に、薄板状の永久磁石であり、厚さ方向に磁化されてい
る。補助用磁石５０と変化用磁石４０は、ほぼ同じ長さ
を有し、また、互いに並列に配置されているため、それ
らの間に平行磁界が形成される。補助用磁石５０を使用
することにより、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間
に発生する磁界の変化を増大でき、また、それらの間に
平行磁界を安定的に生じさせることが可能である。尚、
補助用磁石５０の代わりに、これを鉄等の磁性体を用い
ることが可能である。磁性体を用いた場合は、磁石を用
いたときのように磁界の変化を増大させることはできな
いが、並行磁界を安定して生じさせることが可能であ
る。上に既に挙げたように、磁石の磁界には、一般に、
内部磁界と外部磁界という２種類の磁界が存在する。し
かしながら、変化用磁石４０や補助用磁石５０のような
薄い磁石では、通常は、外部磁界が弱い。このような薄
い磁石から外部磁界を取り出すために、本発明では、磁
石に磁性体を接近させるという方法を採る。このため、
変化用磁石４０に接近させる被検知物体６０は、それ自
体が磁性体で構成されているか、或いは、それ自体は磁
性体で構成されていないが、その被検知物体６０に対し
て磁性体が取り付けられるように構成されている。磁性
体たる被検知物体６０、若しくは、被検知物体６０に取
り付けられた磁性体の接近により、変化用磁石４０の一
方の極から被検知物体６０に向かって、より多くの外部
磁界が発生し得る。この一方の極における外部磁界の発
生に応答して、変化用磁石４０の反対の極からも、同じ
強さの外部磁界が生じ得る。この変化用磁石４０の反対
の極から発生する外部磁界は、補助用磁石５０の存在に
よって、それらの間で並行磁界として現れる。更に、こ
の変化用磁石４０からの外部磁界の増大は、補助用磁石
５０からの外部磁界を増大させ、また、それら変化用磁
石４０と補助用磁石５０との間の磁界を増大させる。こ
こで、補助用磁石５０から外部磁界の強さは、変化用磁
石４０の外部磁界の強さより幾分弱めのものとなってい
る。
に、薄板状の永久磁石であり、厚さ方向に磁化されてい
る。補助用磁石５０と変化用磁石４０は、ほぼ同じ長さ
を有し、また、互いに並列に配置されているため、それ
らの間に平行磁界が形成される。補助用磁石５０を使用
することにより、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間
に発生する磁界の変化を増大でき、また、それらの間に
平行磁界を安定的に生じさせることが可能である。尚、
補助用磁石５０の代わりに、これを鉄等の磁性体を用い
ることが可能である。磁性体を用いた場合は、磁石を用
いたときのように磁界の変化を増大させることはできな
いが、並行磁界を安定して生じさせることが可能であ
る。上に既に挙げたように、磁石の磁界には、一般に、
内部磁界と外部磁界という２種類の磁界が存在する。し
かしながら、変化用磁石４０や補助用磁石５０のような
薄い磁石では、通常は、外部磁界が弱い。このような薄
い磁石から外部磁界を取り出すために、本発明では、磁
石に磁性体を接近させるという方法を採る。このため、
変化用磁石４０に接近させる被検知物体６０は、それ自
体が磁性体で構成されているか、或いは、それ自体は磁
性体で構成されていないが、その被検知物体６０に対し
て磁性体が取り付けられるように構成されている。磁性
体たる被検知物体６０、若しくは、被検知物体６０に取
り付けられた磁性体の接近により、変化用磁石４０の一
方の極から被検知物体６０に向かって、より多くの外部
磁界が発生し得る。この一方の極における外部磁界の発
生に応答して、変化用磁石４０の反対の極からも、同じ
強さの外部磁界が生じ得る。この変化用磁石４０の反対
の極から発生する外部磁界は、補助用磁石５０の存在に
よって、それらの間で並行磁界として現れる。更に、こ
の変化用磁石４０からの外部磁界の増大は、補助用磁石
５０からの外部磁界を増大させ、また、それら変化用磁
石４０と補助用磁石５０との間の磁界を増大させる。こ
こで、補助用磁石５０から外部磁界の強さは、変化用磁
石４０の外部磁界の強さより幾分弱めのものとなってい
る。
【００１９】被検知物体６０が接近していない状態で
は、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間の磁界は弱
く、バイアス磁石３０による磁界が優勢となっており、
磁性素子１０のソフト層は、ハード層と逆方向に磁化さ
れ、セットされた状態となっている。その後、被検知物
体６０たる磁性体が、変化用磁石４０に接近したとき、
変化用磁石４０と補助用磁石５０の間の磁界が強くな
り、バイアス磁石３０による磁界よりも優勢となり、ハ
ード層と同じ向きの磁界が加わるため、この結果、ソフ
ト層はハード層と同じ向きの方向に反転するため、大バ
ルクハウゼンジャンプが発生する。これはソフト層の磁
界が非常に早い速度で変化していることなので、電磁誘
導作用により検出コイル２０には、パルス電圧が発生す
る。このパルス電圧の波形例を、図２に略示している。
変化用磁石４０と補助用磁石５０の働きにより、ギアの
回転速度の変化は、バイアス磁石３０の磁性素子１０に
対する磁化状態の変化速度に変換されることになる。
尚、変化用磁石４０に接近する被検知物体６０がより小
さなもの、或いは、より大きなものである場合には、変
化用磁石４０や補助用磁石５０の長さを、被検知物体６
０の大きさに応じて短く、或いは、長くすることによっ
て、分解能を高めたり、若しくは、低くすることが可能
である。従って、本発明の装置は、様々な大きさの被検
知物体に適応し得る。
は、変化用磁石４０と補助用磁石５０の間の磁界は弱
く、バイアス磁石３０による磁界が優勢となっており、
磁性素子１０のソフト層は、ハード層と逆方向に磁化さ
れ、セットされた状態となっている。その後、被検知物
体６０たる磁性体が、変化用磁石４０に接近したとき、
変化用磁石４０と補助用磁石５０の間の磁界が強くな
り、バイアス磁石３０による磁界よりも優勢となり、ハ
ード層と同じ向きの磁界が加わるため、この結果、ソフ
ト層はハード層と同じ向きの方向に反転するため、大バ
ルクハウゼンジャンプが発生する。これはソフト層の磁
界が非常に早い速度で変化していることなので、電磁誘
導作用により検出コイル２０には、パルス電圧が発生す
る。このパルス電圧の波形例を、図２に略示している。
変化用磁石４０と補助用磁石５０の働きにより、ギアの
回転速度の変化は、バイアス磁石３０の磁性素子１０に
対する磁化状態の変化速度に変換されることになる。
尚、変化用磁石４０に接近する被検知物体６０がより小
さなもの、或いは、より大きなものである場合には、変
化用磁石４０や補助用磁石５０の長さを、被検知物体６
０の大きさに応じて短く、或いは、長くすることによっ
て、分解能を高めたり、若しくは、低くすることが可能
である。従って、本発明の装置は、様々な大きさの被検
知物体に適応し得る。
【００２０】このように、本発明によるパルス信号発生
装置によれば、磁性素子１０において発生する大バルク
ハウゼンジャンプによる磁化状態の変化を、検出コイル
２０にて電磁誘導作用によるパルス電圧として検出する
ものである。したがって、被検知物体６０であるギアの
歯の速度に関係なく、その歯の存在、不存在に応じて、
磁性素子１０に大バルクハウゼンジャンプが確実に起こ
され、それに応じて確実にパルス信号を発生させること
ができるのである。このように、本発明によれば、被検
知物体６０の速度が極めて遅い場合でも、検出が可能で
ある。パルス信号として発生されるパルス電圧は、常
に、一定の電圧、位相関係を保つ。このような本発明に
おいて発生されるパルス電圧と、従来の電磁ピックアッ
プにて発生されるパルス電圧との比較を、図３に示して
いる。図３に示されるように、従来の電磁ピックアップ
によって発生されるパルス電圧の振幅は、被検知物体６
０の速度に従って変化してしまうものであり、極低速の
場合には、ノイズレベル以下となってしまう可能性のあ
るものであったのに対し、本発明によって発生させるパ
ルス電圧の振幅は、被検知物体６０の速度に関係なく、
所定の一定レベルを保ち得る。更に、本発明によれば、
変化用磁石４０と補助用磁石５０の２つを使用すること
により、被検知物体６０の検出をより確実に行うことが
できる。
装置によれば、磁性素子１０において発生する大バルク
ハウゼンジャンプによる磁化状態の変化を、検出コイル
２０にて電磁誘導作用によるパルス電圧として検出する
ものである。したがって、被検知物体６０であるギアの
歯の速度に関係なく、その歯の存在、不存在に応じて、
磁性素子１０に大バルクハウゼンジャンプが確実に起こ
され、それに応じて確実にパルス信号を発生させること
ができるのである。このように、本発明によれば、被検
知物体６０の速度が極めて遅い場合でも、検出が可能で
ある。パルス信号として発生されるパルス電圧は、常
に、一定の電圧、位相関係を保つ。このような本発明に
おいて発生されるパルス電圧と、従来の電磁ピックアッ
プにて発生されるパルス電圧との比較を、図３に示して
いる。図３に示されるように、従来の電磁ピックアップ
によって発生されるパルス電圧の振幅は、被検知物体６
０の速度に従って変化してしまうものであり、極低速の
場合には、ノイズレベル以下となってしまう可能性のあ
るものであったのに対し、本発明によって発生させるパ
ルス電圧の振幅は、被検知物体６０の速度に関係なく、
所定の一定レベルを保ち得る。更に、本発明によれば、
変化用磁石４０と補助用磁石５０の２つを使用すること
により、被検知物体６０の検出をより確実に行うことが
できる。
【００２１】図１に示した本発明の原理を応用して、被
検知物体を段階的に検出することができる。図４に、そ
の１つの応用例が示されている。ここには、図１に示し
た構成を二重としたものが示されている。即ち、図１の
構成に連結するようにして、磁性素子１０’、検出コイ
ル２０’、バイアス磁石３０’、及び補助用磁石５０’
のセットを更に設けたものが示されている。勿論、ここ
に示した二重構造に限定されるものではなく、更に多重
にすることも可能である。このような多重構造を形成す
ることにより、被検知物体６０の段階的な検出が可能で
ある。図４に示した二重構造を例としてこの原理を以下
に説明する。先ず、被検知物体６０の接近によって、変
化用磁石４０の一方の極と被検知物体６０との間の磁界
が強くなり、これに応答して、変化用磁石４０の反対の
極から補助用磁石５０に向かって同じ強さの外部磁界が
生じる。更に、この外部磁界に応答して、補助用磁石５
０の一方の極から変化用磁石４０に向かう外部磁界に変
化が及ぼされ、更にまた、この外部磁界に応答して、補
助用磁石５０の反対の極から補助用磁石５０’に向かう
方向に、同じ強さの外部磁界が生じる。ここで、補助用
磁石５０の反対の極から補助用磁石５０’に向かう外部
磁界の大きさは、補助用磁石５０と変化用磁石４０の間
に生じる磁界のそれより幾分小さなものとなっている。
従って、補助用磁石５０と補助用磁石５０’の間に生じ
た幾分小さい磁界を、検出コイル２０’と磁性素子１
０’を用いることによって検出することにより、２段階
で磁界を検出することが可能である。例えば、階段状に
大きさが増加する磁界を検出する場合、最初の小さな磁
界６１については、変化用磁石４０と補助用磁石５０の
間において、次の大きな磁界６２については、変化用磁
石４０と補助用磁石５０の間と、更に、補助用磁石５０
と補助用磁石５０’との間において、検出することが可
能である。従って、このような多重構造とすることによ
り、磁界を段階的に、換言すれば、より正確に、検出す
ることが可能である。
検知物体を段階的に検出することができる。図４に、そ
の１つの応用例が示されている。ここには、図１に示し
た構成を二重としたものが示されている。即ち、図１の
構成に連結するようにして、磁性素子１０’、検出コイ
ル２０’、バイアス磁石３０’、及び補助用磁石５０’
のセットを更に設けたものが示されている。勿論、ここ
に示した二重構造に限定されるものではなく、更に多重
にすることも可能である。このような多重構造を形成す
ることにより、被検知物体６０の段階的な検出が可能で
ある。図４に示した二重構造を例としてこの原理を以下
に説明する。先ず、被検知物体６０の接近によって、変
化用磁石４０の一方の極と被検知物体６０との間の磁界
が強くなり、これに応答して、変化用磁石４０の反対の
極から補助用磁石５０に向かって同じ強さの外部磁界が
生じる。更に、この外部磁界に応答して、補助用磁石５
０の一方の極から変化用磁石４０に向かう外部磁界に変
化が及ぼされ、更にまた、この外部磁界に応答して、補
助用磁石５０の反対の極から補助用磁石５０’に向かう
方向に、同じ強さの外部磁界が生じる。ここで、補助用
磁石５０の反対の極から補助用磁石５０’に向かう外部
磁界の大きさは、補助用磁石５０と変化用磁石４０の間
に生じる磁界のそれより幾分小さなものとなっている。
従って、補助用磁石５０と補助用磁石５０’の間に生じ
た幾分小さい磁界を、検出コイル２０’と磁性素子１
０’を用いることによって検出することにより、２段階
で磁界を検出することが可能である。例えば、階段状に
大きさが増加する磁界を検出する場合、最初の小さな磁
界６１については、変化用磁石４０と補助用磁石５０の
間において、次の大きな磁界６２については、変化用磁
石４０と補助用磁石５０の間と、更に、補助用磁石５０
と補助用磁石５０’との間において、検出することが可
能である。従って、このような多重構造とすることによ
り、磁界を段階的に、換言すれば、より正確に、検出す
ることが可能である。
【００２２】図５は、図１のパルス信号発生装置を使用
して、矢印で示すような方向に回転移動する磁性体で形
成された回転ギア７０の歯７１を検出するための一つの
配置例を略示している。前述したような原理により、パ
ルス信号発生装置の変化用磁石４０の近傍を、歯７１の
側面が通過する毎に、検出コイル２０には、パルス電圧
が発生され、このパルス電圧をパルス信号として処理す
ることにより、回転ギア７０の回転速度、回転角度位置
等を知ることができる。図６は、図１のパルス信号発生
装置を使用して、矢印で示すような方向に回転移動する
磁性体で形成された回転ギア７０の歯７１を検出するた
めの別つの配置例を略示している。前述したような原理
により、パルス信号発生装置の変化用磁石４０の近傍
を、歯７１の端面が通過する毎に、検出コイル２０に
は、パルス電圧が発生され、このパルス電圧をパルス信
号として処理することにより、回転ギア７０の回転速
度、回転角度位置等を知ることができる。
して、矢印で示すような方向に回転移動する磁性体で形
成された回転ギア７０の歯７１を検出するための一つの
配置例を略示している。前述したような原理により、パ
ルス信号発生装置の変化用磁石４０の近傍を、歯７１の
側面が通過する毎に、検出コイル２０には、パルス電圧
が発生され、このパルス電圧をパルス信号として処理す
ることにより、回転ギア７０の回転速度、回転角度位置
等を知ることができる。図６は、図１のパルス信号発生
装置を使用して、矢印で示すような方向に回転移動する
磁性体で形成された回転ギア７０の歯７１を検出するた
めの別つの配置例を略示している。前述したような原理
により、パルス信号発生装置の変化用磁石４０の近傍
を、歯７１の端面が通過する毎に、検出コイル２０に
は、パルス電圧が発生され、このパルス電圧をパルス信
号として処理することにより、回転ギア７０の回転速
度、回転角度位置等を知ることができる。
【００２３】前述した実施例では、磁性素子１０として
ワイヤ状素子を使用したのであるが、前述したように、
本発明は、これに限らず、種々な形の磁性素子を使用す
ることができ、例えば、薄膜状素子である磁性素子を使
用することもできる。このように、磁性素子として薄膜
状素子を使用した場合には、検出コイル２０も平面検出
コイルとすることも考えられる。さらにまた、前述した
ような磁性素子に代えて、単層の磁性素子を使用するこ
ともできる。また、前述した実施例においては、磁界発
生手段としてのバイアス磁石は、永久磁石としたのであ
るが、これは、電磁石等、他の同様の手段に置き換える
ことができる。さらにまた、前述した実施例において
は、検出手段は、コイルとしたのであるが、これは、ホ
ール素子、ＭＲ素子、共振回路等、他の同様の手段に置
き換えることができる。
ワイヤ状素子を使用したのであるが、前述したように、
本発明は、これに限らず、種々な形の磁性素子を使用す
ることができ、例えば、薄膜状素子である磁性素子を使
用することもできる。このように、磁性素子として薄膜
状素子を使用した場合には、検出コイル２０も平面検出
コイルとすることも考えられる。さらにまた、前述した
ような磁性素子に代えて、単層の磁性素子を使用するこ
ともできる。また、前述した実施例においては、磁界発
生手段としてのバイアス磁石は、永久磁石としたのであ
るが、これは、電磁石等、他の同様の手段に置き換える
ことができる。さらにまた、前述した実施例において
は、検出手段は、コイルとしたのであるが、これは、ホ
ール素子、ＭＲ素子、共振回路等、他の同様の手段に置
き換えることができる。
【００２４】
【発明の効果】極超低速の直線および回転速度でも検出
が可能である。パルス信号として得られるパルス電圧
は、常に一定の電圧、位相関係を保つことができるの
で、ノイズレベル以下に埋もれてしまうこともなく、リ
ミッターが必要となることもない。また、補助用磁石と
変化用磁石という２つの磁石を用いることにより、それ
らの間に磁界を確実に形成することが可能である。更
に、極めて高い分解能を与えることが容易に可能であ
る。また、無電源とすることが可能であり、防爆型にま
とめることも容易にできる。装置自体を単体としてコン
パクトにまとめることが可能であるので、従来の電磁ピ
ックアップやホール効果型センサに置き換えて使用する
ことも容易にできる。
が可能である。パルス信号として得られるパルス電圧
は、常に一定の電圧、位相関係を保つことができるの
で、ノイズレベル以下に埋もれてしまうこともなく、リ
ミッターが必要となることもない。また、補助用磁石と
変化用磁石という２つの磁石を用いることにより、それ
らの間に磁界を確実に形成することが可能である。更
に、極めて高い分解能を与えることが容易に可能であ
る。また、無電源とすることが可能であり、防爆型にま
とめることも容易にできる。装置自体を単体としてコン
パクトにまとめることが可能であるので、従来の電磁ピ
ックアップやホール効果型センサに置き換えて使用する
ことも容易にできる。
【００２５】これらの効果を有する結果、従来の電磁ピ
ックアップやホール効果型センサ等に比べて、非常に広
範囲の応用分野を見いだすことが可能である。例えば、
自動車エンジンに関する各種回転数や角度の検出をはじ
めとして、自動車用ＡＢＳ、モータ、クランク軸用のス
イッチ、加速度スイッチ、例えば、エアバックセンサ
（スイッチ）、パソコンのキーボードのキー、Ｈ１Ｄラ
ンプの嵌合検出、振動センサ、揺動センサ、ドア開閉確
認スイッチ等に使用して効果のあるものと考えられる。
ックアップやホール効果型センサ等に比べて、非常に広
範囲の応用分野を見いだすことが可能である。例えば、
自動車エンジンに関する各種回転数や角度の検出をはじ
めとして、自動車用ＡＢＳ、モータ、クランク軸用のス
イッチ、加速度スイッチ、例えば、エアバックセンサ
（スイッチ）、パソコンのキーボードのキー、Ｈ１Ｄラ
ンプの嵌合検出、振動センサ、揺動センサ、ドア開閉確
認スイッチ等に使用して効果のあるものと考えられる。
【図１】本発明の一実施例としてのパルス信号発生装置
を示す図。
を示す図。
【図２】図１のパルス信号発生装置によって発生される
パルス電圧の波形例を示す図。
パルス電圧の波形例を示す図。
【図３】本発明のパルス信号発生装置によって発生され
るパルス電圧と、従来の電磁ピックアップにて発生させ
るパルス電圧との比較を示す図。
るパルス電圧と、従来の電磁ピックアップにて発生させ
るパルス電圧との比較を示す図。
【図４】図１のパルス信号発生装置を多重構造とした装
置を示す図。
置を示す図。
【図５】図１のパルス信号発生装置の一つの使用配置例
を示す概略図。
を示す概略図。
【図６】図１のパルス信号発生装置の別の使用配置例を
示す概略図。
示す概略図。
１０ 磁性素子 ２０ 検出コイル ３０ バイアス磁石 ４０ 変化用磁石 ５０ 補助用磁石 ６０ 被検知物体 ７０ 回転ギア ７１ 回転ギアの歯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 3/08 Ｇ０１Ｖ 3/08 Ａ 9/00 9/00 Ｄ (72)発明者 小山 昌二 東京都品川区大崎５丁目５番23号 ヒロセ 電機ビル内 株式会社ヒロセチェリープレ シジョン内 (72)発明者 伊藤 知明 東京都品川区大崎５丁目５番23号 ヒロセ 電機株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子を使用してパルス信号を発生するパルス信号発
生方法において、前記磁性素子に磁界を与えておき、該
磁性素子の近傍に永久磁石を配置し、該永久磁石に対す
る被検知物体の挙動に応じて、該永久磁石から前記磁性
素子に対して及ぼされる磁界を変化させ、前記磁性素子
に生じた変化を検出手段によって検出してパルスを生じ
させることを特徴とするパルス信号発生方法。 - 【請求項２】 大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子と、前記磁性素子における磁界の変化を検出す
る検出手段と、前記磁性素子を一定方向に磁化させる磁
界発生手段と、前記磁性素子を挟み込むように配置され
た永久磁石と補助部材とを備え、前記磁性素子は、前記
永久磁石と補助部材との間で、それらの間に生じる磁界
中に配置されており、前記磁性素子側の磁極面とは反対
側の前記永久磁石の磁極面に対する被検知物体の挙動に
応じて、前記永久磁石と前記補助部材との間の磁界が変
化させられ、この磁界の変化によって前記磁性素子に生
じた磁化状態の変化を前記検出手段によって検出してパ
ルスを生じさせるようにしたことを特徴とするパルス信
号発生装置。 - 【請求項３】 前記磁性素子側の磁極面とは反対側の前
記補助部材の磁極面と面するように前記補助部材に対抗
して配置された第２の補助部材と、前記補助部材と前記
第２の補助部材の間に生じる磁界中に配置された大バル
クハウゼンジャンプを起こしうる第２の磁性素子と、こ
の第２の磁性素子を一定方向に磁化させる第２の磁界発
生手段と、この第２の磁性素子における磁界の変化を検
出する第２の検出手段と、を更に設けた請求項２記載の
パルス信号発生装置。 - 【請求項４】 前記第２の補助部材、第２の磁性素子、
第２の磁界発生手段、及び、第２の検出手段に続けて、
同様の部材、素子、及び手段を設けることにより、多重
構造を形成した請求項３記載のパルス信号発生装置。 - 【請求項５】 前記永久磁石は、厚み方向に磁化された
薄板状の磁石である請求項２〜４のいずれかに記載のパ
ルス信号発生装置。 - 【請求項６】 前記補助部材は、薄板状の磁石である請
求項２〜５のいずれかに記載のパルス信号発生装置。 - 【請求項７】 前記補助部材は、磁性体である請求項２
〜５のいずれかに記載のパルス信号発生装置。 - 【請求項８】 前記磁性素子は、板状素子、若しくは、
膜状素子、若しくは、ワイヤ状素子である請求項２〜７
のいずれかの記載のパルス信号発生装置。
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|---|---|---|---|
| JP25380597A JP3679907B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | パルス信号発生装置 |
| US09/150,619 US6259248B1 (en) | 1997-09-18 | 1998-09-10 | Motion detection by pulse signal generation |
| EP98650063A EP0903856B1 (en) | 1997-09-18 | 1998-09-11 | Pulse signal generation method and apparatus |
| DE69834881T DE69834881T2 (de) | 1997-09-18 | 1998-09-11 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Impulssignalen |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=17256402
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| EP (1) | EP0903856B1 (ja) |
| JP (1) | JP3679907B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009025226A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Hst Kk | 磁気センサ |
| JP2009147778A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Mabuchi Motor Co Ltd | パルス信号発生装置、回転機、制御装置およびパワーウィンド制御装置 |
| JP2010119010A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Yokohama National Univ | コイル−ワイヤ分離型電気パルス発生装置 |
| CN113718912A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-30 | 箭牌家居集团股份有限公司 | 一种基于水感应的开关装置及其控制方法 |
| WO2022153861A1 (ja) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 三菱電機株式会社 | 発電素子、磁気センサ、エンコーダおよびモータ |
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| JP3615468B2 (ja) * | 2000-07-06 | 2005-02-02 | ヒロセ電機株式会社 | パルス信号発生装置 |
| WO2002027339A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Sales & Promotions (Nz) Limited | An apparatus for testing an electrical device |
| JP5889144B2 (ja) * | 2012-09-04 | 2016-03-22 | ヒロセ電機株式会社 | 回転検出装置 |
| DE102013104001B3 (de) * | 2013-04-19 | 2014-10-16 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh | Näherungssensor sowie Baugruppe |
| CN114858192B (zh) * | 2022-03-17 | 2023-04-07 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于双轮结构双霍尔磁电编码器及其角度解算方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US4263525A (en) | 1978-12-26 | 1981-04-21 | Trw, Inc. | Signal generating means |
| DE3225499C2 (de) | 1982-07-08 | 1984-05-24 | Doduco KG Dr. Eugen Dürrwächter, 7530 Pforzheim | Magnetischer Näherungssensor |
| JPH04218905A (ja) * | 1990-03-23 | 1992-08-10 | Unitika Ltd | 薄膜状磁性材料及びその製造方法 |
| DE4018148A1 (de) | 1990-06-06 | 1991-12-12 | Siemens Ag | Magnetfeldsensitive einrichtung mit mehreren magnetfeldsensoren |
| US5338036A (en) * | 1993-06-09 | 1994-08-16 | Universal System Control, Inc. | Golf exercising aid device |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25380597A patent/JP3679907B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-10 US US09/150,619 patent/US6259248B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-11 DE DE69834881T patent/DE69834881T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-11 EP EP98650063A patent/EP0903856B1/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2022153861A1 (ja) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 三菱電機株式会社 | 発電素子、磁気センサ、エンコーダおよびモータ |
| WO2022153356A1 (ja) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 三菱電機株式会社 | 発電素子、磁気センサおよびエンコーダ |
| JP7109713B1 (ja) * | 2021-01-12 | 2022-07-29 | 三菱電機株式会社 | 発電素子、磁気センサ、エンコーダおよびモータ |
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| CN113718912B (zh) * | 2021-08-17 | 2023-02-10 | 箭牌家居集团股份有限公司 | 一种基于水感应的开关装置及其控制方法 |
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| EP0903856A2 (en) | 1999-03-24 |
| EP0903856A3 (en) | 1999-08-11 |
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