JPS63111416A

JPS63111416A - 磁気センサ

Info

Publication number: JPS63111416A
Application number: JP25728686A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ichikawa; 義明市川
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-05-16

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、回転角、回転速度等の検出に使用される磁気
式エンコーダに関するものであり、特に磁気抵抗効果素
子、ホール素子を使用する磁気センサーに係るものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の技術について、第２図を用いて説明する。

従来の技術では、例えば特開昭６１−９７５１５号公報
に見られる様に、磁気式回転センサは、側面に磁性体膜
を有する円筒形回転体１　（以後これを磁気ドラムと呼
ぶ）と、磁気抵抗効果やホール効果を利用して磁界の変
化を検出するセンサ素子２から構成されている。磁気ド
ラムは、側面に所定のピンチで着磁３がされており、そ
のため磁性体膜表面からの磁界の強さは磁気ドラム側面
上の各場所により異なる。ドラムの回転に伴い変化する
磁界を、側面に対向して配置したセンサ素子で検出する
ことにより磁気センサとしての検出信号を得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この様に、従来の磁気式回転センサでは、必ず回転体で
ある磁気ドラム１を必要とした。モーターなどの回転速
度や回転数を検出する磁気式センサでは、磁気ドラムを
同軸で取り付ける必要があリ、その結果モーターの周囲
、或いは回転軸の周囲に磁気ドラムを収納するためのス
ペースを確保しなくてはならない。また磁気ドラムを取
り付ける回転軸は、磁気ドラムとセンサ素子の距離を一
定に保つ必要があり、このために例えば回転軸の心振れ
を低下させる目的で磁気センサ周囲の機械加工精度を高
めなくてはならない問題がある。

本発明の目的は、この様な磁気センサ取付は用のスペー
スを必要としない磁気センサを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明においては、磁気センサはベアリング
のインナーライナー又はアウターライナーの片方を磁気
ドラムとし、このドラムに着磁した後、この着磁パター
ンからの磁界の変化を磁性膜面に対向して設けられた磁
気センサで検出することにより回転信号を得る。

上記目的を達成するために本発明は、側面に磁性体膜を
設けた円筒形回転体であって、その側面の磁性体膜に所
定の着磁トランクを設けた回転子と、この回転子側面に
対向して設置され、回転子の回転により変化する磁界を
検出するセンサ素子を有する磁気式回転センサにおいて
、前記回転子がベアリングのインナーライナーまたはア
ウターライナーを構成することを特徴とするものである
。

また、本発明磁気センサにおいては、センサ素子の一部
をベアリングの上底面または下底面より突出させてセン
サ素子を固定することが好ましい。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づき説明する。第１図は磁気センサ
を持つベアリングの全体を示す斜視図であり、第３図は
その断面図である。第３図のインナーライナー４の外周
面はボール５を装着するための溝６があり、これにより
外周面は２つの部分７．８に分かれる。このうち片方の
外周面に磁性体膜９を設けて、この膜に所定のピッチで
着磁を行う。一方、第３図において膜面９に対向してい
るアウターライナー１０の内周面の一部１１にセンサ素
子１２を取り付ける。このセンサ素子は磁気抵抗効果、
もしくはホール効果を用いて磁場の変化を検出する磁電
変換素子であり、対向膜面９からの磁場を検出する。セ
ンサ素子はアンターライナー１０の上底面１３より端部
１５が一部分突出しており、この部分からリード線、フ
レキシブルケーブル、コネクタなどを用いて信号が取り
出される。

この様な構造を持つベアリングが回転軸の軸受けとして
用いられた場合、回転軸近傍に新たに磁気ドラムを収納
するスペースを設ける必要がなく装置全体が著しく小型
になりうる。また、センサ素子１２と磁性体膜面９の距
離は、ボール５の存在により±３μ程度の変動しか持た
ない。センサ素子の検出感度は磁性膜面との距離に依存
して変化するため、この変動が上述の通り極少となるこ
とにより、センサ素子からは常に一定レベルの信号を検
出することができる。

第４図〜第９図に磁気センサを組み込んだベアリングの
応用例を示す。またこれらの図においてボール５の代わ
りにローラーを用いたベアリングの場合にも同じ構造を
持つ磁気セナサが実現される。第４図は磁性体膜９をア
ウターライナー１０に設け、センサ素子１２をインナー
ライナー４に固定したものであり、信号の検出原理は第
３図で説明した場合と同様である。第５図はボール装着
用の溝６の形状が異なる場合であり、第６図はセンサ素
子の大きさ或いは着磁トラックの数に応じてインナーラ
イナー４の厚さを増した場合の例である。この第６図の
場合、インナーライナー４は第１０図に示すような構造
を取り、ボール装着用の溝６の脇に複数の着磁トラック
１６．１７を有し、それぞれのトラックから異種の信号
を同時に検出することができる。また第７図に示す例の
様にベアリングのインナーライナー４について、ボール
溝の両側に磁性体膜９．１８を設け、２個以上のセンサ
素子（例えば１２．１９）で回転信号を得る場合もある
。この場合は、同種または異種の着磁パターンを持つト
ラック９，１８がボール溝の両側にある点が異なり、他
は第６図の場合などと同じである。第８図はインナーラ
イナー４上のひとつの着磁トラック９からの磁場変化を
複数のセンサ素子（例えば１２．２０）で検出すること
により、互いに位相の異なる回転信号を得る方法を示し
たものである。

上記の各側に示した構造で、回転信号を得る磁気センサ
の場合、センサ素子１２と着磁トラック９の距離を所定
の値に設定する必要がある。そのために、例えば第１１
図に示す凸部２１、第１２図に示す凹部２２の様な加工
をアウター（又はインナー）ライナーに施すことにより
適切な距離を取ることができる。

さらにまた、本発明の他の応用例を第１３図に示す。ヘ
アリングのインナーライナー４の上底面２４上に磁性体
膜９を設け、この膜に着磁を行い、所定の着磁パターン
を形成する。一方アウターライナー１０の上底面１３上
にスペーサー２３を介してセンサ素子１２を検出面が磁
性体膜９へ向く様に固定する。この時、磁性体膜９の着
磁パターンから生じる磁場をセンサ素子１２が感知する
ことにより、回転信号が得られる。なおこの信号はセン
サ素子の感磁部と反対位置にある素子端部２５から、第
３図の説明で述べたセンサ素子の場合と同じ方法でセン
サ素子外部へ伝えられる。

〔発明の効果〕

以上の様に、本発明の磁気センサは、ベアリングのイン
ナーライナーおよびアイターライナーを構成部品の一部
としているため゛に、回転軸をベアリングで支持すると
同時に回転信号を検出することができる。このため、磁
気ドラムを取付けるために新たなスペースを設ける必要
がなく、装置全体を大幅に小型化できる。また、ベアリ
ングの機械精度が常に高いため、本磁気センサではセン
サ素子と着磁トラックの距離を一定に保つことができ、
得られる回転信号の出力は再現性、安定性において著し
く優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における斜視図、第２図は従来
例における斜視図、第３図〜第８図は本発明の実施例に
おける断面図、第９図および第１０図はインナーライナ
ーの斜視図、第１１図および第１２図はアウターライナ
ーの斜視図、第１３図は本発明の他の実施例の断面図で
ある。４・・・インナーライナー、５・・・ボール、９・・・
磁性体膜、１０・・・アウターライナー、１２・・・セ
ンサ素子。第１図第２図第９図第１０図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】１、側面に磁性体膜を設けた円筒形回転体で、この面に
所定の着磁トラックを設けた回転子について、この回転
子側面に対向して、センサ素子を設置し、回転子の回転
により変化する磁界を検出することを利用した磁気式回
転センサにおいて、該回転子をベアリングのインナーラ
イナー、またはアウターライナーとすることを特徴とし
た磁気センサ。２、上記該センサにおいて、センサ素子の一部をベアリ
ングの上底面または下底面より突出させてセンサ素子を
固定することを特徴とした磁気センサ。