JPS6156973A - 速度検出装置 - 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−］−の利田川分野 この発明は、回転する被速度検出物の例えばギヤのよう
な回転体の外周上に設けた等ピッチの凸凹面と磁極体の
磁極面との間の間隙の差による周期的な磁気抵抗変化を
誘起電庄変化に変換し、この周期的な電圧変化を計数、
演算して被速度検出物の速度（回転数）を求める速度検
出装置に関する。

［従来の技術］ 被速度検出物の速度検出装置として、例えば第６図ない
し第８図に示すような回転数検出装置がある。この回転
数検出装置は、回転数検出器（１）と、この検出器（１
）とリード線（２）を介して接続された回転数変換器（
３）とから成り、回転数検出器（］）は次のような構成
になっている。

すなわち、回転数検出器（１）の外筒（４）の一端、中
心部には、磁極体（５）が配置され、この磁極体（５）
の外周には絶縁性のコイルボビン（６）を介してコイル
（７）が巻回され、また、磁性体（５）の後端側には、
永久磁石（８）が配置されている。

なお、符合（９）は、コイル（７）から引出されたリー
ド線であり、回転数変換器（３）と接続されるリード線
（２）とカニいに電気的に接続されている。

１；記４１Ｓ成の回転数検出器（１）は、第８図に示す
ように例えば電動機のような被速度検出物（図示せず）
の回転軸（ｌＯ）と−・体重に回転するギヤ（１１）の
歯先面に対してその磁極体（５）の磁極面が所定の間隙
を有するように対向配置される。

そこで、今、被速度検出物の回転軸（１０）が回転する
と、これと一体重にギヤ（１１）が回転し、こに　　　
　　のギヤ　（１１）の回転によりギヤ（１１）の歯先
面および歯底面と磁極体（５）の磁極面との間隙の相違
が磁気抵抗の相違として現われ、したがって磁極体（５
）を通る磁束ｌ′ｉ１が周期的に変化し、この周期的な
磁束、量の変化がコイル（７）を介してリード線（９）
　、　（９）間にギヤ（１１）の歯数と回期したパルス
状の電圧変化として現われ、これをリード線（２）　、
　（２）により回転数変換器（３）に１りびき、パルス
電圧を計算して回転数に変換するように１．ている。

［発明が解決しようとする問題点１ しかるに、かかる場合、−Ｉｌｌに回転数変換器（３）
は制御室に配置され、回転数検出器（１）は、被速度検
出物の近傍に設置され、しかも両名の距離は、５０〜１
００　ｍ程離れる場合が多いために他の電気回路からの
ノイズ等を受は易く回転数検出器（１）を誤動作させる
場合がある。

特にコイル（７）の誘起電圧が低いこともその一因をな
している。すなわち１例えば、ギヤ（１１）の歯先面と
磁極体（５）の磁極面との間隙を０．５腸腸、磁極体（
５）の外径をφ２．５　ａｍ、コイル（７）の巻数　　
　　１を７０００ターン、ギヤの回転数を１００　ｒｐ
■、ギヤの歯数６０、同じくモジュールを２とすると、
コイル（７）の誘起電圧は約１．２　Ｖと低く検出誤差
を生じ易い、さらに、回転数検出器（１）と回転数変換
器（３）の設置場所の相違に基づきリード線（２）の長
さが長く、浮遊容ｆｉｌが大きいために高い回転数（高
覧周波数）領域におけるリード線（２）の部分の１１ｒ
、圧の減衰が大きいという問題点を有する１問題点を解
決するための手段］ 本発明は、Ｉ−記の問題点を解決すべくなされたもので
、磁極体の磁極面をギヤの歯先面の形状にえＩ応させて
長方形とし、この長方形の短辺は、ギヤの歯先面に形成
される長方形の短辺と概略等しくかつ前記長方形の長辺
は、前記ギヤの歯先面に形成される長方形の長辺より短
くかつその短辺より長くし、しかも離れた距離に設置ｙ
れる回転数検出器と回転数変換器との間とを電気・光量
変換器を含む光伝送り段によって結合したことを特徴と
するものである。

［作用］ に記のように特に磁極体の磁極面の形状をギヤの歯先面
の形状に対応させて長方形とし、その短辺同士を概略等
しく形成することによって磁束駿の変化を最大にし、こ
れによりコイルに誘起される誘起電圧を高め、かつこの
誘起電圧を光量に変換し、光伝送手段によって距離の離
れた回転数変換器まで導びき、高い誘起電圧の発生と、
この電圧の光量〜への変換による高効率の光伝送によっ
て前記問題点を解決している。

［実施例］ 以下に１本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
き説明する。

なお、従来例を示す第６図ないし第８図と同−又は相当
部分には、同一・符号を伺しである。

第１図ないし第３図↓こおいて、（１５）は磁極体であ
って、この磁極体（１５）は、そ一端の磁極面（＋５ａ
）が長方形になるように例えば鉄製大杯の両側面を磁極
面（１５ａ）に向ってＯの角！■をもって９】除した形
状となっている。しかもＬ記の長方形の短辺の長さは、
回転軸（１０）と一体重に回転する平歯車等のギヤ（１
１）の歯先面（１１ａ）の長方形の短辺の長さと概略等
しく、また磁極面（１５ａ）における長方形の長辺の長
さは、歯先面（，１ｌａ）の長方形の長辺の長さよりも
短かく、かつ前記短辺の長さよりも長く形成しである。

」二記のような形状的配慮を磁極面（１５ａ）に加える
ことによってコイル（７）の誘起電圧を最大にすること
ができる。すなわち、第５図は、種々の実験結果から得
られた誘起電圧ｅ　（Ｖ）と、磁極面（１５ａ）の長方
形の川辺の長さとギヤ（７）の歯先面の長方形の短辺の
長さとの比（１）との関係を示す図であるが、同図から
明らかのように上記両者の比がｌ、すなわち、両者の短
辺の長さが等しいときに誘起電圧は最大値である約６ｖ
を示している。これは、両者の比Ｅが１より小さいとき
には１磁極体（１５）を通る磁束量が少なくなり、また
ｖ４者の比Ｅがｌより大きいときには、磁束量の変化が
少なくなるために誘起電圧（ｅ）が小さくなるためであ
ると考察される。

ゝｊ　　　　　次にＬ記の磁極面（１５ａ）を所定の長
方形に形成するために磁極体（１５）の端部両側面をθ
なる角度をもって切除するが、この時の切除角、すなわ
ち、第２図に示す磁極面（１５ａ）と切除面（１５ｂ）
とのなす角θと誘起電圧（ｅ）との関係を示せば、第４
図の通りである。

同図は、横軸に切除角（θ）、縦軸にコイル（７）の誘
起電圧ｅ　　（Ｖ）が示してあり、同図から明らかなよ
うに切除角が３５〜７０度の範囲にあるとき、最高誘起
電圧の９０％以」二の電圧が誘起されることになる。

なお、上記の図は、次のような条件による実験結果をま
とめたものである。すなわち、磁極体（１５）の外径を
φ５鵬■、磁極面（１５ａ）の短辺の長さを２ｍｓ、磁
極体（１５）の後端に配置する永久磁石（８）の大きさ
く外径×長さ）をφ１６璽Ｉ×１３腸冒、コイル（７）
のコイル巻数７５００ターン、ギヤ（１１）の歯先面（
Ｉｌａ）と磁極体（１５）の磁極面（１５ａ）との間隙
を０．５　＋ｗｍ、ギヤ（１１）の歯数を６０、モジュ
ールを２としたものである。

以−にを要約すれば、切除角（θ）が小さければ、ギヤ
（７）の歯先面および歯底面と磁極体（１５）の磁極面
（１５ａ）および切除面（１５ｂ）とで形成される領域
の磁気抵抗の変化量が小さくなり、また切除角θが一定
値より大きくなれば、磁極体（１５）の断面の小さい箇
所が増え、磁気抵抗が増加することとなる。こため磁極
体（１５）を通る磁束量が減少し、コイル（７）の誘起
電圧が小さくなることより、第４図に示すような誘起電
圧を最大にする最適角度を有することになる。

上記により磁極体の磁極面の形状を長方形にし、しかも
少なくともかかる長方形の短辺の長さをギヤの歯先面に
形成される長方形の短辺の長さに概略等しくすること、
さらに、これに加えて磁極体の切除角θを３５〜７０度
の範囲に収めることによってコイルに誘起される誘起電
圧ｅを高め最大６ｖ得ることができる。

次に、この誘起電圧ｅを直接、回転数変換器（３）に導
びくことなく、本発明では、光量に変換している。

すなわち、第１図に示すようにコイル（７）の誘起電圧
ｅをリード線（９）　、　（９）を介して電気光学効果
を利用したポッケルス素子等を含む電気・光量変換器（
１Ｂ）に導びき、前記のポッケルス素子等で誘起電圧ｅ
を光量に変換する。

この光量変換器（１６）は、光ファイバケーブル（！７
）１、（１７）を介して光送受信器（１８）に導びかれ
この送受信器で再び電気量に変換され最終的にリード線
（２）　、　（２）を介して回転数変換器（３）に導び
かれ周期的なパルス電圧を計数して被速度検出物の検出
時の回転数に変換される。

上記の場合、電気・光量変換器（１６）内の電気−光変
換素子としてポッケルス素子を用いた場合、その動作最
低電圧は２．５ｖ以−ヒであるが、−１−記の磁極体（
１５）の形状的配慮により十分にそれ以上の電圧、すな
わち最大６ｖまでの電圧を加えることができる。したが
ってそれにより電気・光量変換器（１６）が確実に動作
し、光フアイバーケーブル（！７）内の光量が、ギヤ（
１１）のは歯先面（ｌｌａ）および歯底面が交互に磁極
面（１５ａ）を通過することに伴ないそれに同期して変
化し、この先験を光送受信器（！８）で受けて前記のよ
うに最終的に回転数変換器（３）で精度良く回転数に変
換することができる。

［発明の効果］ 本発明は、上記のように構成したので、磁極体の外周に
巻回したコイルの誘起電圧を高くすることができこれに
より誤動作を防＋１し、またこの誘起電圧を電気・光量
変換器で光量に変換し、光ファイバケーブルを用いた光
伝送手段により光送受信器に導びき、再び光量を電気量
に変換して所期の回転数を得られるようにしたので、例
え、回転数検出器と最終変換器としての回転数検出器と
が距離を隔てた場所に設置されていたとしても距離の長
い部分の電気・、光量変換器と光送受信器との間は、伝
送効率の高い光ファイバケーブルで接続し、距離の短い
部分の光送受信器と回転数変換器との間は、り一下線で
接続するようにしたので、その浮遊容量を小さく抑える
ことができ、リード腺部分の電圧の減衰を有効に抑制す
ることが：・　　　ア、６゜

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す速１■検出装置の一
部切欠斜視図、第２図は、回転数検出器部分を示す−・
部切欠縦断面図、第３図は、上記回転数検出器の被速度
検出物の近傍への設置情況を示す図、第４図は、磁極体
端部の一切除角と誘起電圧との関係を示す図、第５図は
、磁極体の磁極面の長方形形状における短辺の長さとギ
ヤの歯先面の長方形形状における短辺の長さとの比に対
する誘起電圧との関係を示す図、第６図、第７図、第８
図は、それぞれ本発明の一実施例を示す第１図、第２図
、第３図、に対応する従来例を示す図である。 （１）：　　回転数検出器、（２）：リード線、（３）
二　　回転数変換器、（７）：コイル、（８）：　　永
久磁石、（９）：リード線、Ｈｏ）　　：　　回転軸、
　　　　（１１）：ギャ、（ｌｌａ）　　：　　歯先面
、　　　（１５）　：　ＴＢ磁極体（１５ａ）　　：　
　磁極面　　　　　　　　　　　　　　　　　、１（１
Ｂ）　　：　　電気・光量変換器、（１７）　　：　　
光ファイバケーブル、（１８）　　：　　光送受信器、 尚、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被速度検出物の回転軸に固定したギヤの歯先面に
   所定の間隙を有して対向配置した磁極体と、この磁極体
   の外周に巻回したコイルと、前記磁極体の後端に設けた
   永久磁石と、前記回転軸とともに回転するギヤの歯先面
   および歯底面と前記磁極体の磁極面との間隙の差によっ
   て周期的に現われる磁気抵抗変化を周期的な前記コイル
   に生ずる誘起電圧変化に変換し、この誘起電庄変化の周
   期を計数、演算して被速度検出物の速度を求める変換器
   とを有する速度検出装置において、前記磁極体の磁極面
   をこの磁極面に対向する前記ギヤの歯先面の形状に対応
   させて長方形とし、この長方形の短辺の長さは、前記ギ
   ヤの歯先面に形成される長方形の短辺の長さと概略等し
   く形成したことを特徴とする速度検出装置。
2. （２）前記磁極体の端部をその磁極面に対して３５〜７
   ０度の角度で切除したことを特徴とするを特許請求の範
   囲第１項記載の速度検出装置。
3. （３）前記変換器には、前記誘起電圧変化を光量変化に
   変換する電気・光量変換器と、この電気・光量変換器に
   光ファイバケーブルを介して接続された光送受信器とを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の速度検出装置。