JPS63172957A - 歯車の歯センサー - Google Patents
歯車の歯センサーInfo
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- JPS63172957A JPS63172957A JP62295399A JP29539987A JPS63172957A JP S63172957 A JPS63172957 A JP S63172957A JP 62295399 A JP62295399 A JP 62295399A JP 29539987 A JP29539987 A JP 29539987A JP S63172957 A JPS63172957 A JP S63172957A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
- F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
- F02P7/07—Hall-effect pick-up devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/147—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N52/00—Hall-effect devices
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単一永久磁石と、この永久磁石の一方の磁極端
に隣接して位置し、その磁束線が平坦な面に直角をなす
成分を殆ど有さないようなホ−ル子集積回路と、鉄製の
歯又は同様の形状の存在により前記磁束線が変調される
際に前記平坦面に直角をなす前記永久磁石の磁束線をス
テアし、かつ集中する手段を具え、この手段は前記永久
磁石に固着された軟鉄材料の磁束密度を具え、その一端
が前記ホール素子の平坦な面の少なくとも一部分の各側
部に位置するようにした歯又は同様の形状の有無をこれ
らが回転してセンサーを通過する−に感知する歯車の歯
センサーに関するものである。
に隣接して位置し、その磁束線が平坦な面に直角をなす
成分を殆ど有さないようなホ−ル子集積回路と、鉄製の
歯又は同様の形状の存在により前記磁束線が変調される
際に前記平坦面に直角をなす前記永久磁石の磁束線をス
テアし、かつ集中する手段を具え、この手段は前記永久
磁石に固着された軟鉄材料の磁束密度を具え、その一端
が前記ホール素子の平坦な面の少なくとも一部分の各側
部に位置するようにした歯又は同様の形状の有無をこれ
らが回転してセンサーを通過する−に感知する歯車の歯
センサーに関するものである。
この種のセンサーは運動、縁部、周波数、および速度セ
ンサー又は計数装置として用いることができる(米国特
許願A −4,204,158号明細書参照〉。
ンサー又は計数装置として用いることができる(米国特
許願A −4,204,158号明細書参照〉。
特に、これらセンサーはこれが感知装置を通過する際に
、歯車の歯の有無を感知する歯車の歯センサーとして用
いる。
、歯車の歯の有無を感知する歯車の歯センサーとして用
いる。
既知のように、基本ホール素子センサーは半導体材料の
小さなシートを簡素化する。定電圧源によって定バイア
ス電流を半導体シートに長手方向に流すにようにする。
小さなシートを簡素化する。定電圧源によって定バイア
ス電流を半導体シートに長手方向に流すにようにする。
基本ホール素子センサーがホール素子電流に対して直角
に配向された磁界内に配置される場合にはその出力電圧
が磁界の強さに正比例する。これが1879年にE、
)1.)fall によって発見されたホール効果であ
る。基本ホール素子センサーは本質的には、供給磁界が
任意に変化する場合に出力電圧で応答するトランスデユ
ーサである。ホール素子としても既知のホール素子セン
サーに関する情報は文献において広く用いられている。
に配向された磁界内に配置される場合にはその出力電圧
が磁界の強さに正比例する。これが1879年にE、
)1.)fall によって発見されたホール効果であ
る。基本ホール素子センサーは本質的には、供給磁界が
任意に変化する場合に出力電圧で応答するトランスデユ
ーサである。ホール素子としても既知のホール素子セン
サーに関する情報は文献において広く用いられている。
1個のホール素子を磁界内に置いて磁気誘導のライン(
磁束)がホール素子の面に直角となるようにする場合に
は電気的な不平衡が発生し、これを用いて磁界を検出し
得るようにすることは従来既知である。この動作原理は
スプレーグ エレクトロニック カンパニー、ノース
アダムス、マスにより発行された“スプレーグ インテ
グレーテッド サーキッツ データ ブック”WR−5
03゜第9章に記載されている。一般に集積化電子回路
を含むホール素子は、バイアス磁束レベルにより又はホ
ール素子読取回路の電子バイアスにより形成されるスレ
シホルドの上下である磁束レベルを発生するに十分な手
段によってガウスで表されるパラメータB(磁束密度)
を変調し得る単方向磁界により動作させることができる
。この種の素子はホール ディジタル スイッチと称さ
れ、上述したスプレーグ データ ブックの第9−11
頁に記載されたスプレーグIJGN 3040Tにより
代表されている。
磁束)がホール素子の面に直角となるようにする場合に
は電気的な不平衡が発生し、これを用いて磁界を検出し
得るようにすることは従来既知である。この動作原理は
スプレーグ エレクトロニック カンパニー、ノース
アダムス、マスにより発行された“スプレーグ インテ
グレーテッド サーキッツ データ ブック”WR−5
03゜第9章に記載されている。一般に集積化電子回路
を含むホール素子は、バイアス磁束レベルにより又はホ
ール素子読取回路の電子バイアスにより形成されるスレ
シホルドの上下である磁束レベルを発生するに十分な手
段によってガウスで表されるパラメータB(磁束密度)
を変調し得る単方向磁界により動作させることができる
。この種の素子はホール ディジタル スイッチと称さ
れ、上述したスプレーグ データ ブックの第9−11
頁に記載されたスプレーグIJGN 3040Tにより
代表されている。
また、集積化電子回路を含むこれらホール素子が、ガウ
スで表されるパラメータB(磁束密度)の極性を交互に
変化させてまず最初1方向に、次いで他方向にホール素
子を通過する磁束を発生する双方向磁界によって動作さ
せ得ることも既知である。この種の素子はホール ディ
ジタル ラッチと称され、上述したスプレーグ データ
ブックの第9−15頁に記載されたスプレーグUGN
3075Tにより代表されている。
スで表されるパラメータB(磁束密度)の極性を交互に
変化させてまず最初1方向に、次いで他方向にホール素
子を通過する磁束を発生する双方向磁界によって動作さ
せ得ることも既知である。この種の素子はホール ディ
ジタル ラッチと称され、上述したスプレーグ データ
ブックの第9−15頁に記載されたスプレーグUGN
3075Tにより代表されている。
また、上記スプレーグ データ ブックには“′歯車の
歯”と称されるものを検出する技術が記載されているが
、この技術には、電子が交流結合され、従って直流結合
を必要とする個所で使用し得ないと言う欠点がある。
歯”と称されるものを検出する技術が記載されているが
、この技術には、電子が交流結合され、従って直流結合
を必要とする個所で使用し得ないと言う欠点がある。
前述した米国特許願A−4,204,158号明細書に
は永久磁石の一方の磁極端に軟鉄製の2個の延長部が設
けられた直接結合の歯車の歯センサーが記載されている
。これら2個の延長部は磁束ステアリングパーツ、即ち
集磁器である。ホール素子集積回路は、ホール素子の平
坦面が2個の集磁器の内部平坦面に平行となるように2
個の集磁器間に配置する。かように永久磁石の一方の磁
極端に2個の集磁器を設けると共にこれら集磁器間にホ
ール素子集積回路を位置させることにより、永久磁石の
端部の中央における直角磁束線はホール素子の平坦面に
ほぼ平行となる。歯車の歯が2個の磁束ステアリング集
磁器の一方を通過すると、磁束が集磁器を経てステアリ
ングされてホール素子に直角を成す成分を発生する。
は永久磁石の一方の磁極端に軟鉄製の2個の延長部が設
けられた直接結合の歯車の歯センサーが記載されている
。これら2個の延長部は磁束ステアリングパーツ、即ち
集磁器である。ホール素子集積回路は、ホール素子の平
坦面が2個の集磁器の内部平坦面に平行となるように2
個の集磁器間に配置する。かように永久磁石の一方の磁
極端に2個の集磁器を設けると共にこれら集磁器間にホ
ール素子集積回路を位置させることにより、永久磁石の
端部の中央における直角磁束線はホール素子の平坦面に
ほぼ平行となる。歯車の歯が2個の磁束ステアリング集
磁器の一方を通過すると、磁束が集磁器を経てステアリ
ングされてホール素子に直角を成す成分を発生する。
この既知の磁気センサーではセンサーおよび感知される
歯車は互いに成る特定の配向関係を有し、通過する歯車
が磁束を変調して成るスレシホルド値の上下で成る磁束
レベルを発生し得るようにするかまたは通過する歯車が
磁束の極性を変化させ得るようにする必要があり、その
何れをも検出して分析し得るようにする。
歯車は互いに成る特定の配向関係を有し、通過する歯車
が磁束を変調して成るスレシホルド値の上下で成る磁束
レベルを発生し得るようにするかまたは通過する歯車が
磁束の極性を変化させ得るようにする必要があり、その
何れをも検出して分析し得るようにする。
本発明の目的は特定の構成の磁束ステアリングガイドお
よびホール素子を組込むことにより上述した相対配向の
必要のないセンサーを提供せんとするにある。
よびホール素子を組込むことにより上述した相対配向の
必要のないセンサーを提供せんとするにある。
本発明は単一永久磁石と、この永久磁石の一方の磁極端
に隣接して位置し、その磁束線が平坦な面に直角をなす
成分を殆ど有さないようなホ−ル子集積回路と、鉄製の
歯又は同様の形状の存在により前記磁束線が変調される
際に前記平坦面に直角をなす前記永久磁石の磁束線をス
テアし、かつ集中する手段を具え、この手段は前記永久
磁石に固着された軟鉄材料の磁束密度を具え、その一端
が前記ホール素子の平坦な面の少なくとも一部分の各側
部に位置するようにした歯又は同様の形状の有無をこれ
らが回転してセンサーを通過する際に感知する歯車の歯
センサーにおいて、第1集磁器を前記ホール素子の第1
平坦側部に位置させて前記ホール素子の中心線において
も一端を有しこれにより前記ホール素子の第1平坦側部
の第1半部に隣接すると共にこれから離間し、第2集磁
器を前記ホール素子の対向する第2平坦側部に位置させ
て前記ホール素子の中心線においても前記第2集磁器が
一端を有し、これにより前記ホール素子の第2平坦側面
の第2半部に隣接すると共にこれから離間するようにし
たことを特徴とする。
に隣接して位置し、その磁束線が平坦な面に直角をなす
成分を殆ど有さないようなホ−ル子集積回路と、鉄製の
歯又は同様の形状の存在により前記磁束線が変調される
際に前記平坦面に直角をなす前記永久磁石の磁束線をス
テアし、かつ集中する手段を具え、この手段は前記永久
磁石に固着された軟鉄材料の磁束密度を具え、その一端
が前記ホール素子の平坦な面の少なくとも一部分の各側
部に位置するようにした歯又は同様の形状の有無をこれ
らが回転してセンサーを通過する際に感知する歯車の歯
センサーにおいて、第1集磁器を前記ホール素子の第1
平坦側部に位置させて前記ホール素子の中心線において
も一端を有しこれにより前記ホール素子の第1平坦側部
の第1半部に隣接すると共にこれから離間し、第2集磁
器を前記ホール素子の対向する第2平坦側部に位置させ
て前記ホール素子の中心線においても前記第2集磁器が
一端を有し、これにより前記ホール素子の第2平坦側面
の第2半部に隣接すると共にこれから離間するようにし
たことを特徴とする。
各集磁器はホール素子集積回路の中心線から外方に両方
向に延在させてステップ配置を構成する。
向に延在させてステップ配置を構成する。
各集磁器の一端をステップ配置のホール素子の中央に置
くことによりホール素子は歯車に対する相対配向とは無
関係に作動するようになる。その理由は集磁器によって
ホール素子自体の区域を通る磁束を他の例の場合より一
層有効に配向し且つ一層集束するからである。また、歯
車の寸法が同じ場合でも多くの用途で大きな空隙を利用
し得る他の利点がある。更に成る用途では磁束ガイドの
頂面がホール素子パッケージの頂部端面と同じ高さにあ
る際に空隙を最適とすることができる。
くことによりホール素子は歯車に対する相対配向とは無
関係に作動するようになる。その理由は集磁器によって
ホール素子自体の区域を通る磁束を他の例の場合より一
層有効に配向し且つ一層集束するからである。また、歯
車の寸法が同じ場合でも多くの用途で大きな空隙を利用
し得る他の利点がある。更に成る用途では磁束ガイドの
頂面がホール素子パッケージの頂部端面と同じ高さにあ
る際に空隙を最適とすることができる。
図面につき本発明を説明する。
本発明による無配向直接結合歯車の歯センサーの一例を
第4〜6図につき説明する。また、本発明を理解するた
めに、本発明に関連する歯車の歯センサーの型について
先ず最初に説明する。
第4〜6図につき説明する。また、本発明を理解するた
めに、本発明に関連する歯車の歯センサーの型について
先ず最初に説明する。
単一磁石および1個のホール素子集積回路を用いて歯車
が回転してその歯がセンサーを通過する際に歯の有無を
感知する歯車の歯センサーを第1゜2および3図に示す
。即ち、第1,2および3図において、永久磁石10に
はその一方の磁極端部に2個の離間された突出部を設け
、これら突出部を磁束ステアリングパーツ、即ち集磁器
12として用いる。これら集磁器12は主として軟鉄材
料で造る。
が回転してその歯がセンサーを通過する際に歯の有無を
感知する歯車の歯センサーを第1゜2および3図に示す
。即ち、第1,2および3図において、永久磁石10に
はその一方の磁極端部に2個の離間された突出部を設け
、これら突出部を磁束ステアリングパーツ、即ち集磁器
12として用いる。これら集磁器12は主として軟鉄材
料で造る。
ディジタル ラッチまたはディジタル スイッチを一部
分とし・て有するホール素子集積回路14をこれら集磁
器12間に位置させ、この際ホール素子の面が集磁器1
2の内部平坦側面にほぼ平行となるようにする。第1.
2および3図に示す所ではホール素子集積回路14を永
久磁石10の凹所内に配置する。
分とし・て有するホール素子集積回路14をこれら集磁
器12間に位置させ、この際ホール素子の面が集磁器1
2の内部平坦側面にほぼ平行となるようにする。第1.
2および3図に示す所ではホール素子集積回路14を永
久磁石10の凹所内に配置する。
ホール素子集積回路14を永久磁石10の平坦面で凹所
内に設ける理由は、ホール素子自体が集積回路パッケー
ジの僅かな部分であるからである。本発明センサーを良
好に作動させるためホール素子自体を、永久磁石10の
一方の磁極端の平坦面にできるだけ近接させる必要があ
る。これがため、集積回路パッケージ14を永久磁石1
0の凹所内に設ける。この集積回路パッケージを凹所内
の深い個所に位置させてホール素子自体が凹所内に深く
埋設される場合にはセンサーは作動しないことは勿論で
ある。第1.2および3図では磁束線は磁束の集磁器1
2への径路および方向のみを示し、磁束の強度は示さな
い。歯車の歯が回転して集積回路パッケージ14のホー
ル素子を通過する際、1つの歯がホール素子および集磁
器12の真下に平衡に位置すると、ホール素子の平面に
直角な磁束は零となる。所定の歯が一側から他側に変位
すると磁束は一方の集磁器12を経てステアリングされ
てホール素子に直角な成分を発生し、これにより1つの
完全な磁束を各歯の通過毎に反転させるようになる。
内に設ける理由は、ホール素子自体が集積回路パッケー
ジの僅かな部分であるからである。本発明センサーを良
好に作動させるためホール素子自体を、永久磁石10の
一方の磁極端の平坦面にできるだけ近接させる必要があ
る。これがため、集積回路パッケージ14を永久磁石1
0の凹所内に設ける。この集積回路パッケージを凹所内
の深い個所に位置させてホール素子自体が凹所内に深く
埋設される場合にはセンサーは作動しないことは勿論で
ある。第1.2および3図では磁束線は磁束の集磁器1
2への径路および方向のみを示し、磁束の強度は示さな
い。歯車の歯が回転して集積回路パッケージ14のホー
ル素子を通過する際、1つの歯がホール素子および集磁
器12の真下に平衡に位置すると、ホール素子の平面に
直角な磁束は零となる。所定の歯が一側から他側に変位
すると磁束は一方の集磁器12を経てステアリングされ
てホール素子に直角な成分を発生し、これにより1つの
完全な磁束を各歯の通過毎に反転させるようになる。
この状態を第1. 2および3図に示し、この場合歯1
6.18.20を有する歯車は時針方向に回転している
ものとする。歯16が磁石10の磁束から離れるにつれ
てこの磁束線は弱くなり、その後歯18の前縁が集磁器
12および集積回路14のホール素子の下側の磁界内に
入ってくるようになる。これがため、右側の集磁器12
からの磁束線の成るものはホール素子に直角にステアリ
ングされ、第1図に示すように歯18の前縁にくるよう
になる(磁束径路e+)。
6.18.20を有する歯車は時針方向に回転している
ものとする。歯16が磁石10の磁束から離れるにつれ
てこの磁束線は弱くなり、その後歯18の前縁が集磁器
12および集積回路14のホール素子の下側の磁界内に
入ってくるようになる。これがため、右側の集磁器12
からの磁束線の成るものはホール素子に直角にステアリ
ングされ、第1図に示すように歯18の前縁にくるよう
になる(磁束径路e+)。
歯18が集磁器12および集積回路140ホール素子の
下側の中央に完全に位置すると垂直磁束パターンが強く
なり、第2図に示すように集積回路14のホール素子に
直角な磁束成分が存在しなくなる(磁束径路82)。歯
18の後縁がこの磁束パターンから外れるにつれ左側の
集磁器12からの成る磁束線がホール素子に直角にステ
アリングされて歯18の後縁に入り一ζこれにより第3
図に示すように磁束を第1図の磁束パターンとは逆に反
転させるようになる(磁束径路83)。本例ではホール
素子をスプレーグのモデル3050ラツチとする。従っ
て磁束反転を行う接近または離反歯に対し、一方の集磁
器を通りホール素子の平面に向かう磁束の水平成分を発
生する。この例では集磁器12によってホール素子に対
し磁束をステアリングする。第2図に示す平衡状態では
磁束線はホール素子の面に対し直角な成分を有さない。
下側の中央に完全に位置すると垂直磁束パターンが強く
なり、第2図に示すように集積回路14のホール素子に
直角な磁束成分が存在しなくなる(磁束径路82)。歯
18の後縁がこの磁束パターンから外れるにつれ左側の
集磁器12からの成る磁束線がホール素子に直角にステ
アリングされて歯18の後縁に入り一ζこれにより第3
図に示すように磁束を第1図の磁束パターンとは逆に反
転させるようになる(磁束径路83)。本例ではホール
素子をスプレーグのモデル3050ラツチとする。従っ
て磁束反転を行う接近または離反歯に対し、一方の集磁
器を通りホール素子の平面に向かう磁束の水平成分を発
生する。この例では集磁器12によってホール素子に対
し磁束をステアリングする。第2図に示す平衡状態では
磁束線はホール素子の面に対し直角な成分を有さない。
第4図は本発明による無配向直接結合歯車の歯サンサー
26の一例を斜視図で示す。第4図において無配向直接
結合歯車の歯センサーを円筒形ハウジング28内に配設
する。このハウジング28内のセンサー26を動作領域
内に設置すると、歯を感知する歯車に対する配向を必ず
しも制御し得るとは限らない。代表的な磁気センサーで
はセンサーおよび感知される歯車は互いに成る特定の配
向関係を有し、通過する歯車が磁束を変調して成るスレ
シホルド値の上下で成る磁束レベルを発生し得るように
するかまたは通過する歯車が磁束の極性を変化させ得る
ようにする必要があり、その何れをも検出して分析し得
るようにする。本発明による無配向センサーでは特定の
構成の磁束ステアリングガイド右よびホール素子を組込
むことによって前述した相対配向を必要としない。
26の一例を斜視図で示す。第4図において無配向直接
結合歯車の歯センサーを円筒形ハウジング28内に配設
する。このハウジング28内のセンサー26を動作領域
内に設置すると、歯を感知する歯車に対する配向を必ず
しも制御し得るとは限らない。代表的な磁気センサーで
はセンサーおよび感知される歯車は互いに成る特定の配
向関係を有し、通過する歯車が磁束を変調して成るスレ
シホルド値の上下で成る磁束レベルを発生し得るように
するかまたは通過する歯車が磁束の極性を変化させ得る
ようにする必要があり、その何れをも検出して分析し得
るようにする。本発明による無配向センサーでは特定の
構成の磁束ステアリングガイド右よびホール素子を組込
むことによって前述した相対配向を必要としない。
第5および6図に示す本発明の無配向直接結合歯車の歯
センサー26は任意な好適な形状の永久磁石30と、こ
の永久磁石の一方の磁極端の平坦面36に直角に位置さ
せたホール素子集積回路34と、一対の集磁器32aお
よび32bとを具える。ホール素子集積回路パッケージ
34には1個のホール素子および適宜な回路を設けて例
えばスプレーグIGN3040TまたはUGN 307
5Tのようなディジタルスイッチまたはディジタルラッ
チを構成する。これがため、集積回路パッケージ34は
内蔵されるホール素子自体よりも著しく大きくなる。本
発明センサーの性能を最適とするためには集積回路34
に含まれるホール素子を永久磁石30の磁極面36に直
角に、且つこの面にできるだけ近接させて位置させるよ
うにする必要がある。かかる理由で、ホール素子集積回
路34は磁石30内の凹部に配置し得るようにする。こ
の際ホール素子自体は磁極面36よりも上側に位置させ
るが、集積回路パッケージ34のその他の部分のみを凹
所内に配置することは勿論である。
センサー26は任意な好適な形状の永久磁石30と、こ
の永久磁石の一方の磁極端の平坦面36に直角に位置さ
せたホール素子集積回路34と、一対の集磁器32aお
よび32bとを具える。ホール素子集積回路パッケージ
34には1個のホール素子および適宜な回路を設けて例
えばスプレーグIGN3040TまたはUGN 307
5Tのようなディジタルスイッチまたはディジタルラッ
チを構成する。これがため、集積回路パッケージ34は
内蔵されるホール素子自体よりも著しく大きくなる。本
発明センサーの性能を最適とするためには集積回路34
に含まれるホール素子を永久磁石30の磁極面36に直
角に、且つこの面にできるだけ近接させて位置させるよ
うにする必要がある。かかる理由で、ホール素子集積回
路34は磁石30内の凹部に配置し得るようにする。こ
の際ホール素子自体は磁極面36よりも上側に位置させ
るが、集積回路パッケージ34のその他の部分のみを凹
所内に配置することは勿論である。
集磁器32aおよび32tlは軟鉄その他の材料より成
る突出部とし、これを磁極面36に直角に且つホール素
子集積回路34の両側に位置させて集磁器32aの内部
平坦面が集積回路34の第1平坦面35aの第1半部に
ほぼ平行且つこれに隣接し、集磁器32bの内部平坦面
が集積回路34の第2平坦面35bの第2半部にほぼ平
行且つこれに隣接し、第1および第2平坦面が集積回路
34の両側に位置し、第1および第2半部が互いに変位
し得るようにする。
る突出部とし、これを磁極面36に直角に且つホール素
子集積回路34の両側に位置させて集磁器32aの内部
平坦面が集積回路34の第1平坦面35aの第1半部に
ほぼ平行且つこれに隣接し、集磁器32bの内部平坦面
が集積回路34の第2平坦面35bの第2半部にほぼ平
行且つこれに隣接し、第1および第2平坦面が集積回路
34の両側に位置し、第1および第2半部が互いに変位
し得るようにする。
これがため、集磁器32aは、一端がホール素子集積回
路34の一側でこの集積回路の垂直二等分線にほぼ位置
し得るように位置決めし、集磁器32bは、一端がホー
ル素子集積回路34の他側でこの集積回路の垂直二等分
線にほぼ位置し得るように位置決めする。これら集磁器
はその大きさ、即ち寸法を固定せず、ホール素子集積回
路の垂直二等分線を越えて延在し得ないようにする。
路34の一側でこの集積回路の垂直二等分線にほぼ位置
し得るように位置決めし、集磁器32bは、一端がホー
ル素子集積回路34の他側でこの集積回路の垂直二等分
線にほぼ位置し得るように位置決めする。これら集磁器
はその大きさ、即ち寸法を固定せず、ホール素子集積回
路の垂直二等分線を越えて延在し得ないようにする。
集磁器32a、 32bおよびホール素子集積回路パッ
ケージ34の高さは互いに等しくしてその頂端が同一高
さとなるようにするのが好適である。
ケージ34の高さは互いに等しくしてその頂端が同一高
さとなるようにするのが好適である。
従って本発明では鉄製ターゲットの歯その他の不連続性
を感知する単一磁石と共に無配向直接結合ホール素子を
用いるのが有利である。第4〜8図の好適な例は集磁器
を有する代表的な構成を示す。この構成では歯とホール
素子の端部との間の距離を実際の限度内で変化させるも
ホール素子の作動には本質的に何等影響を与えない。本
発明によればその許容公差が従来の装置の場合よりも一
層緩やかにとなる。第7および8図は、センサーが第1
〜3図に示す配向と同様に第1の配向位置にある際また
は第1の配向位置から90°回転された配向位置にある
際(無配向)、歯車の歯が矢印Aで示される方向にホー
ル素子を通過する場合に得られる状態を示す。第7およ
び8図において磁束Bを磁束径路B7およびB8で夫々
示す。この磁束Bの方向は歯が存在する場合に変化して
磁束Bの成分がホール素子の面に直角となるようにする
。
を感知する単一磁石と共に無配向直接結合ホール素子を
用いるのが有利である。第4〜8図の好適な例は集磁器
を有する代表的な構成を示す。この構成では歯とホール
素子の端部との間の距離を実際の限度内で変化させるも
ホール素子の作動には本質的に何等影響を与えない。本
発明によればその許容公差が従来の装置の場合よりも一
層緩やかにとなる。第7および8図は、センサーが第1
〜3図に示す配向と同様に第1の配向位置にある際また
は第1の配向位置から90°回転された配向位置にある
際(無配向)、歯車の歯が矢印Aで示される方向にホー
ル素子を通過する場合に得られる状態を示す。第7およ
び8図において磁束Bを磁束径路B7およびB8で夫々
示す。この磁束Bの方向は歯が存在する場合に変化して
磁束Bの成分がホール素子の面に直角となるようにする
。
歯車の歯が回転するにつれて磁束Bの方向によってホー
ル素子の面に直角な磁束Bの成分を反転させるようにな
る。この場合に重要なパラメータはホール素子に直角な
磁束Bのベクトルの成分の大きさである。
ル素子の面に直角な磁束Bの成分を反転させるようにな
る。この場合に重要なパラメータはホール素子に直角な
磁束Bのベクトルの成分の大きさである。
センサーの性能に影響を与えるファクタには次に示す数
種類のものがある。即ち、歯車の歯の寸法(歯間の間隔
を含む)、ホール素子パッケージ内に埋設されたホール
素子の歯に対する近接度、歯車の歯によって変調される
磁束の強さ、ホール素子のディジタルラッチの感度、磁
束ガイド即ち集磁器の寸法およびホール素子集積回路パ
ッケージの厚さである。ホール素子のパッケージ作業は
、ホール素子の感知面をパッケージの最適個所に位置さ
せてパッケージの最少寸法部分を通る磁束によって最適
の動作を呈し得るように行う必要がある。
種類のものがある。即ち、歯車の歯の寸法(歯間の間隔
を含む)、ホール素子パッケージ内に埋設されたホール
素子の歯に対する近接度、歯車の歯によって変調される
磁束の強さ、ホール素子のディジタルラッチの感度、磁
束ガイド即ち集磁器の寸法およびホール素子集積回路パ
ッケージの厚さである。ホール素子のパッケージ作業は
、ホール素子の感知面をパッケージの最適個所に位置さ
せてパッケージの最少寸法部分を通る磁束によって最適
の動作を呈し得るように行う必要がある。
磁束ガイド即ち集磁器32a、 32bによってセンサ
ーの全体的な性能を改善する。通常、集磁器は装置毎に
変化させ得るホール素子のパッケージの大きさに比例す
る。また、集磁器の形状および大きさを最適の寸法とし
て最大の性能が得られるようにする。
ーの全体的な性能を改善する。通常、集磁器は装置毎に
変化させ得るホール素子のパッケージの大きさに比例す
る。また、集磁器の形状および大きさを最適の寸法とし
て最大の性能が得られるようにする。
永久磁石30の形状は本発明の要旨ではないため、六角
形状としても円筒形状としてもよい。また、図面におい
て、ホール素子のパッケージの3個のリード線は3個の
点または3個の短い平行ラインで示す。
形状としても円筒形状としてもよい。また、図面におい
て、ホール素子のパッケージの3個のリード線は3個の
点または3個の短い平行ラインで示す。
ホール素子は基本的には磁石を通過させるかまたは自動
車産業の大部分の点火系に用いられる羽根部材により磁
界を遮断することによって鉄その他の強磁性体を直接感
知するために用いられる。
車産業の大部分の点火系に用いられる羽根部材により磁
界を遮断することによって鉄その他の強磁性体を直接感
知するために用いられる。
また、本発明によって磁束線を湾曲させるかまたはステ
アリングし、且つ集束させることによって特定のホール
素子の装置の動作点および動作解除点を変化させること
ができる。更に好適には磁束線を一方ではステアリング
および集束し、他方では磁束を反転させる良好な機械装
置を得ることができる。かようにして高感度な装置を確
実且つ高信頼性をもって製造することができる。
アリングし、且つ集束させることによって特定のホール
素子の装置の動作点および動作解除点を変化させること
ができる。更に好適には磁束線を一方ではステアリング
および集束し、他方では磁束を反転させる良好な機械装
置を得ることができる。かようにして高感度な装置を確
実且つ高信頼性をもって製造することができる。
また、集磁器およびホール素子集積回路の位置並びに永
久磁石の一方の磁極面の角度位置を変化させることもで
きる。更にホール素子集積回路のパッケージ作業を改善
することによりこのパッケージを永久磁石の凹所内に必
ずしも収納させる必要はない。
久磁石の一方の磁極面の角度位置を変化させることもで
きる。更にホール素子集積回路のパッケージ作業を改善
することによりこのパッケージを永久磁石の凹所内に必
ずしも収納させる必要はない。
第1.2および3図は本発明センサーの原理を示す説明
図、 第4図は本発明による無配向直接結合歯車の歯センサー
を示す斜視図、 第5図は第4図のセンサ一本体を示す斜視図、第6図は
第4図のセンサーの上面図、 第7および8図はセンサーを通る磁束線の集束状態を示
す上面図°である。 10・・・永久磁石 12・・・集磁器14・
・・ホール素子集積回路 16、18.20・・・歯車の歯 26・・・無配向直接結合歯車の歯センサー28・・・
ハウジング 30・・・永久磁石32L 32b
・・・集磁器 B4・・・ホール素子集積回路 35a、 35b・・・平坦面(34) 36・・・
磁極面特許出願人 ノース・アメリカン・ フィリップス・コーポレーション R6,1R6,2 孟 FIa3 Ff6.4FIG)、5 “ηn a7 、h FIO,6 FIO,8
図、 第4図は本発明による無配向直接結合歯車の歯センサー
を示す斜視図、 第5図は第4図のセンサ一本体を示す斜視図、第6図は
第4図のセンサーの上面図、 第7および8図はセンサーを通る磁束線の集束状態を示
す上面図°である。 10・・・永久磁石 12・・・集磁器14・
・・ホール素子集積回路 16、18.20・・・歯車の歯 26・・・無配向直接結合歯車の歯センサー28・・・
ハウジング 30・・・永久磁石32L 32b
・・・集磁器 B4・・・ホール素子集積回路 35a、 35b・・・平坦面(34) 36・・・
磁極面特許出願人 ノース・アメリカン・ フィリップス・コーポレーション R6,1R6,2 孟 FIa3 Ff6.4FIG)、5 “ηn a7 、h FIO,6 FIO,8
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、単一永久磁石と、この永久磁石の一方の磁極端に隣
接して位置し、その磁束線が平坦な面に直角をなす成分
を殆ど有さないようなホルー素子集積回路と、鉄製の歯
又は同様の形状の存在により前記磁束線が変調される際
に前記平坦面に直角をなす前記永久磁石の磁束線をステ
アし、かつ集中する手段を具え、この手段は前記永久磁
石に固着された軟鉄材料の磁束密度を具え、その一端が
前記ホール素子の平坦な面の少なくとも一部分の各側部
に位置するようにした歯又は同様の形状の有無をこれら
が回転してセンサーを通過する際に感知する歯車の歯セ
ンサーにおいて、第1集磁器を前記ホール素子の第1平
坦側部に位置させて前記ホール素子の中心線においても
一端を有しこれにより前記ホール素子の第1平坦側部の
第1半部に隣接すると共にこれから離間し、第2集磁器
を前記ホール素子の対向する第2平坦側部に位置させて
前記ホール素子の中心線においても前記第2集磁器が一
端を有し、これにより前記ホール素子の第2平坦側面の
第2半部に隣接すると共にこれから離間するようにした
ことを特徴とする歯車の歯センサー。 2、第1集磁器を前記ホール素子の第1平坦側部の第1
半部にほぼ平行とし、第2集磁器を前記ホール素子の第
2平坦側面の第2半部にほぼ平行としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の歯車の歯センサー。 3、前記ホール素子を前記永久磁石に局部的に設けた溝
部としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の歯車の歯センサー。 4、両集磁器の高さを前記ホール素子の高さに等しくし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の歯車
の歯センサー。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US934873 | 1986-11-25 | ||
US06/934,873 US4745363A (en) | 1986-07-16 | 1986-11-25 | Non-oriented direct coupled gear tooth sensor using a Hall cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63172957A true JPS63172957A (ja) | 1988-07-16 |
Family
ID=25466214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62295399A Pending JPS63172957A (ja) | 1986-11-25 | 1987-11-25 | 歯車の歯センサー |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4745363A (ja) |
EP (1) | EP0273481B1 (ja) |
JP (1) | JPS63172957A (ja) |
KR (1) | KR960005609B1 (ja) |
DE (1) | DE3781658T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013002135A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | ナイルス株式会社 | 近接センサ |
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