KR101664760B1 - 회전수 검출기 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

실시 형태의 회전수 검출기는, 회전체에 장착된 자석의 회전수를 발전부에 의해 검출하는 회전수 검출기로서, 상기 발전부는, 대(大) 바르크하우젠 효과에 의해 자화 반전하는 자성 와이어와 해당 자성 와이어를 권회하는 픽업 코일을 구비한 발전 소자를 N개(N은 1이상의 자연수) 구비하며, 상기 발전 소자의 상기 자성 와이어의 연신 방향에서 해당 자성 와이어는 상기 픽업 코일의 권회 부분보다 길고, 상기 자성 와이어는 상기 자석의 회전 중심의 상부에 배치되어 있다.

Description

회전수 검출기{ROTATION SPEED DETECTOR}
본 발명은, 산업용 FA기기(機器)용이나 차재(車載) 용도 등의 여러 가지 분야에서 이용되는 회전체의 회전수를 카운트하는 자성(磁性) 와이어를 이용한 회전수 검출기에 관한 것이다.
일반적인 회전수 검출기 중에서, 자성 와이어와 픽업 코일(pickup coil)을 이용한 자기(自己) 발전에 의한 회전수 검출기로서, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 종래 기술이 있다. 특허 문헌 1에서는, S/N 각 1극(極)이 착자(着磁)된 자석과, 대(大) 바르크하우젠(Barkhausen) 효과를 가지는 자성 와이어와 픽업 코일을 조합시킨 발전 장치를 이용하여, 발전 장치로부터의 전력 공급에서 검출기의 전원 백업(backup)을 행하고 있다. 발전 소자는 1회전에 대해서 90도의 위상차로 2개의 발전 장치가 배치되어 있다.
또, 특허 문헌 2는 자성선(磁性線)과 코일의 조합을 방사상(放射狀)으로 복수개 배치하여 그 인덕턴스(inductance) 변화를 전기신호로 변환하고 있다.
여기서, 대(大) 바르크하우젠 효과란, 자성 와이어가 자석의 S/N극(極) 경계 부근에서 일제히 자화 반전하는 현상으로, 그 자화 반전을 픽업 코일에서 검출하는 것에 의해, 모터 등의 피검출물의 회전 속도에 의하지 않고 항상 일정한 발전 펄스가 얻어진다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2008－14799호 공보 특허 문헌 2 : 일본실용신안공개 소63－117504호 공보
S/N 각 1극(極)이 착자된 자석과 발전 소자를 조합시켰을 때, 발전 소자를 자석의 중심 즉 회전 중심에 배치했을 때가 가장 발전 소자의 발전량이 크다. 자성 와이어의 제법(製法)에도 의하지만, 자석 외주 부근에 발전 소자를 배치하면, 자석의 회전 중심에 배치했을 때의 4할 정도의 발전량 밖에 얻어지지 않는다. 즉, 특허 문헌 1의 도면과 같이, 자석의 중심을 피해 발전 소자를 배치하면, 1개의 발전 소자를 자석의 중심 상(上)에 배치했을 때와 비교하여 각각의 발전 소자로부터의 발전량이 저하하여, 검출기의 신뢰성 저하를 초래한다고 하는 문제가 있었다.
또, 자석의 중심과 회전 중심이 어긋난 경우, 자석이 편심한 상태에서 회전하는, 즉 발전 소자로부터 보면, 자석에 대한 발전 소자의 위치(자석 중심으로부터의 변위량)가 자석의 회전각에 따라서 변화하는 것으로 되지만, 자석의 중심 부근에 발전 소자를 배치한 경우는, 자석에 대한 발전 소자의 위치의 변동에 대한 발전량의 변동량이 적다. 그것에 대하여, 자석의 중심을 피해 발전 소자를 배치하면, 자석에 대한 발전 소자의 위치의 변동에 대한 발전량의 변동량이 크고, 발전량의 편차가 커져 검출기의 신뢰성 저하를 초래한다.
회전 방향을 판별하기 위해서 특허 문헌 1과 같이 1회전에 대해서 90도의 위상차를 가져 2개의 발전 장치를 배치하고, 게다가 상기의 과제를 해결하기 위해서, 발전 소자를 자석의 회전 중심 상부에 배치하려고 하면, 2개의 발전 소자를 겹쳐 쌓도록 배치할 필요가 있다. 이 때, 이하에 나타내는 2개의 과제가 생긴다. 첫번째는, 예를 들면 발전 소자의 코일의 외경을 5mm 정도로 하면, 발전 소자를 2개 겹쳐 쌓으면, 두께가 10mm가 되어, 그 만큼 검출기가 두꺼워져 버린다고 하는 과제이다. 두번째는, 자석과 하측의 발전 소자(자성 와이어)까지의 거리를 Gmm로 하면, 상측의 발전 소자까지의 거리는 G＋5mm가 되어, 자석으로부터의 거리가 2개의 발전 소자에서 달라, 출력 펄스에 차이가 생기는 것에 의한 검출 신뢰성의 저하가 염려된다고 하는 과제이다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 박형(薄型)이며, 또한, 보다 안정된 발전 펄스를 얻는 것이 가능한, 신뢰성이 높은 회전수 검출기를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 회전체에 장착된 자석의 회전수를 발전부에 의해 검출하는 회전수 검출기로서, 상기 발전부는, 대(大) 바르크하우젠(Barkhausen) 효과에 의해 자화(磁化) 반전하는 자성(磁性) 와이어와 해당 자성 와이어를 권회(卷回)하는(감는) 픽업 코일(pickup coil)을 구비한 발전 소자를 N개(N은 1이상의 자연수) 구비하며, 상기 발전 소자의 상기 자성 와이어의 연신 방향에서 해당 자성 와이어는 상기 픽업 코일의 권회 부분보다 길고, 상기 자성 와이어는 상기 자석의 회전 중심의 상부에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 회전수 검출기는, 설계 자유도가 높고, 박형화와 발전 신뢰성의 향상을 양립시킬 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
도 1은, 회전수 검출기의 자석에 대한 위치와 발전량의 관계를 나타내는 그래프를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기의 개략 구성의 사시도이다.
도 3은, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기의 발전 소자의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기의 자화(磁化) 반전 발생점을 설명하는 도면이다.
도 5a는, 종래의 회전수 검출기에서의 발전 펄스의 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기에서의 발전 펄스의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기에 이용되는 다른 자석의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시 형태 2에서의 회전수 검출기의 개략 구성의 사시도이다.
도 8은, 실시 형태 3에서의 회전수 검출기의 개략 구성의 사시도이다.
도 9는, 실시 형태 3에서의 회전수 검출기의 자화 반전 발생점을 설명하는 도면이다.
도 10은, 실시 형태 4에서의 회전수 검출기의 개략 구성의 사시도이다.
도 11은, 실시 형태 4에서의 회전수 검출기의 개략 구성의 측면도이다.
이하에, 본 발명에 관한 회전수 검출기의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
S/N 각 1극(極)이 착자(着磁)된 자석과 발전(發電) 소자를 조립시켰을 때의, 자석에 대한 발전 소자의 위치(자석 중심으로부터의 변위량)를 가로축에, 발전 소자로부터의 발전량을 세로축으로 했을 때의 발전 소자의 위치와 발전량의 관계를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 발전 소자를 자석의 중심 즉 회전 중심에 배치했을 때가 가장 발전 소자의 발전량이 크다. 자성(磁性) 와이어의 제법(製法)에도 의하지만, 자석 외주 부근에 발전 소자를 배치하면, 자석의 회전 중심에 배치했을 때의 4할 정도의 발전량 밖에 얻어지지 않는다.
또, 자석의 중심과 회전 중심이 어긋난 경우, 자석이 편심한 상태에서 회전하는, 즉 발전 소자로부터 보면, 도 1의 가로축(자석 중심으로부터의 변위량)이 자석의 회전각에 따라 변화하는 것으로 되지만, 자석의 중심 부근에 발전 소자를 배치한 경우는, 도 1의 가로축 변동에 대한 발전량의 변동량이 적다. 즉, 도 1의 곡선의 기울기의 절대값이 작다. 그것에 대하여, 자석의 중심을 피해 발전 소자를 배치하면, 가로축 변동에 대한 발전량의 변동량(곡선의 기울기의 절대값)이 크고, 발전량의 편차가 커져 검출기의 신뢰성 저하를 초래한다.
본 발명의 실시 형태 1에서의 회전수 검출기의 구성을 도 2~도 6을 이용하여 이하에 설명한다.
도 2는, 실시 형태 1에서의 회전수 검출기(100)의 개략 구성의 사시도를 나타내고 있다. 본 실시 형태에서의 회전수 검출기(100)는, 회전 샤프트(4), 회전 샤프트(4)에 장착되어 일체로 되어 회전하는 자석(1), 자석(1)의 회전에 따른 발전 펄스를 발생하는 발전부(2), 및 발전부(2)로부터의 발전 펄스를 이용하여 카운트 처리를 행하는 처리부(미도시)를 구비한다.
자석(1)은 S극(極) 및 N극(極)이 각 1극(極) 착자된 지름 방향 착자 자석이며, 회전 샤프트(4)의 회전 중심과 자석의 중심이 거의 일치하도록 장착되어 있다. 발전부(2)는, 발전 소자(30 및 40)를 일체로 패키징한 것이며, 자석(1)으로부터 회전축 방향으로 간격(갭) G만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 발전 소자(30 및 40)는 자석(1)의 일회전에 대해서 90도 위상차가 되는 간격으로 직교하여 배치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 발전 소자(30)는 2개의 픽업 코일(pickup coil)(31 및 32)과 그들에 권회되는 1개의 자성 와이어(33)로 구성되어 있다. 즉, 발전 소자(30)의 픽업 코일은 소정 사이 격리하고 또한 직렬 접속된 2개의 권회 부분을 가지고 있다. 발전 소자(40)도 발전 소자(30)와 동일한 구성이다.
2개의 권회 부분인 픽업 코일(31 및 32)은, 도 3과 같이 간격 L로 배치되고, 게다가 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 자성 와이어(33)의 연신 방향의 길이인 자성 와이어 길이 J는, 픽업 코일(31 및 32)의 길이의 합 보다 크다. 그리고, 픽업 코일(31)의 좌단(左端) 및 픽업 코일(32)의 우단(右端)이 처리부에 접속된다. 간격 L은 코일의 외경 φ에 대해서 L＞φ라고 하는 관계를 가지고 있으며, 2개의 발전 소자(30 및 40)는, 코일끼리가 간섭하지 않도록 도 2에서 나타내어지는 바와 같이 자성 와이어 부분만을 자석(1)의 회전 중심 상에서 서로 겹쳐져 있다.
코일마다 2개의 발전 소자(30 및 40)를 서로 겹치면, 발전부(2)의 두께는 2φ가 되지만, 자성 와이어 부분만큼을 서로 겹치면, 발전부(2)의 두께는 φ+2W+α(W：자성 와이어의 와이어 지름, α : 2개의 자성 와이어의 간극)가 된다. 발전 소자(30 및 40)에서는, 예를 들면, φ=5mm, W=0.2mm 정도이기 때문에, α=0.1mm라고 하면, 2φ=10mm에 대해서 φ+2W+α=5.5mm가 되어, 회전수 검출기(100)의 대폭적인 박형화가 가능해진다. 또, 발전 소자(30)를 하측, 발전 소자(40)를 상측으로 하면, 자석(1)과 발전 소자(30)의 간격 G에 대해서, 자석(1)과 발전 소자(40)의 간격이 G＋W＋α가 되며, 예를 들면, 자석(1)과 발전 소자(30)의 간격 G=3mm로 하면, 자석(1)과 발전 소자(40)의 간격은 G＋W＋α=3.3mm가 되어, 자석(1)과 2개의 발전 소자(30 및 40)와의 간격을 가까운 값으로 설정할 수 있다. 코일마다 2개의 발전 소자(30 및 40)를 서로 겹치면, 자석(1)과 발전 소자(40)의 간격이 G＋φ=8mm가 되어, 자석(1)과 2개의 발전 소자(30 및 40)의 간격의 차이가 커진다.
다음으로, 본 실시 형태에서의 회전수 검출기(100)의 동작에 대해 설명한다. 발전 소자(30 및 40)는 각각, 자석(1)의 회전에 대해서 N→S극(極)의 경계 부근에서 정(正, +)의 펄스, S→N극(極)의 경계 부근에서 부(負)의 펄스가 발생한다. 이 때, 발전 소자 1개만으로 구성한 경우는, 자석(1)이 시계 방향(정(正)회전)으로 회전하여 N→S극(極)이 된 경우와, 반시계 방향으로 회전(반전)하여 N→S극(極)이 된 경우와 동일한 정(正)의 펄스가 발생하기 때문에, 회전 방향의 구별이 불가능하다. 그것에 대해 발전 소자를 2개 배치하면, 발전 소자(30)가 정(正)펄스를 발생한 후, 발전 소자(40)가 정(正)의 펄스와 부(負)의 펄스 중 어느 것을 발생할지에 의해 정전(正轉)과 반전(反轉)의 구별을 하는 것이 가능해진다.
다음으로, 본 실시 형태의 발전 소자(30 및 40)의 상세한 동작에 대해서, 도 4, 도 5a, 및 도 5b를 이용하여 설명한다. 발전 소자(30)는, 자성 와이어(33)가 대(大) 바르크하우젠 효과에 의해 일제히 자화 반전했을 때의 자계 변화를 픽업 코일에 의해 검출한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 자화 반전은 자성 와이어(33)의 어느 점(点)인 자화 반전 발생점(10)으로부터 발생하고, 자성 와이어(33)의 전체로 파급된다. 이 자화 반전 발생점(10)은 와이어마다 다르다. 자화 반전 발생점(10)과 픽업 코일(31, 32)의 거리를 각각 X1, X2(=L－X1), 자화 반전의 속도를 V로 하면, 픽업 코일(31, 32)로부터 발생하는 발전 펄스에는(X2/V－X1/V)의 타임 래그(time lag) T가 생긴다.
도 5a는, 종래의 하나의 자성 와이어와 1개의 픽업 코일(권수(卷數)：N)의 조합에 의한 발전 소자로부터 얻어지는 발전 펄스(반값폭(Hw))의 예를 나타낸다. 반값폭(Hw)은, 1개의 픽업 코일이 자성 와이어를 덮고 있는 상태에서는, 픽업 코일의 코일 길이에 의존한 값이며, 예를 들면, 50μsec이다. 이것에 대해서, 본 실시 형태에서는, 2개의 픽업 코일(31, 32)(권수의 합：N)로부터의 타임 래그(자화 반전을 검출하는 시간의 차이) T를 생기게 하는 것에 의해, 직렬 접속된 픽업 코일 양단으로부터의 출력은, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 타임 래그 T만큼 어긋난 2개의 펄스 파형을 서로 겹친 파형이 된다. 즉, Hw'=Hw＋T가 된다. 따라서, 코일 간격 L을 변화시키는 것에 의해 소망의 펄스 반값폭(Hw')을 얻을 수 있다. 반값폭(Hw')의 값은, 예를 들면, 100μsec 등의 값이 된다.
처리부에서 회전수의 연산을 행할 때, 발전 펄스의 반값폭(Hw)이 짧은 고정값이면, 그 사이에 처리할 필요가 있으므로 처리 시간이 한정되어 버려, 이용하는 회로 부품에 제약이 발생하여 코스트 상승 요인이 될 가능성이 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 이하에 기술하는 바와 같이 타임 래그 T를 제어하여 설정하는 것에 의해 종래의 발전 펄스 반값폭(Hw)에 대해서 크고, 또한 소망의 반값폭(Hw')을 얻을 수 있다. 발전 펄스 반값폭이 커지는 것에 의해, 상기 처리의 실행 가능한 시간폭이 신장하게 된다. 따라서, 보다 자유도가 높은 회로 처리를 행할 수 었어, 코스트 다운을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 자성 와이어마다 다른 자화 반전 발생점(10)의 위치, 및 자화 반전 속도(V)는 픽업 코일을 이용한 검사 장치를 이용하는 것에 의해 사전에 측정할 수 있고, 각각 측정된 자화 반전 발생점(10)의 위치, 자화 반전 속도(V)의 값으로부터 코일 간격 L을 설정하는 것에 의해, 소망의 반값폭(Hw')의 펄스를 얻을 수 있다. 즉, 자성 와이어마다 다른 자화 반전 발생점(10)의 위치, 및 자화 반전 속도(V)를 알고 있으면, 코일 간격 L을 변화시키는 것에 의해 소망의 T=(X2/V－X1/V)가 구해진다. 따라서, 만일 종래의(픽업 코일의 권회 부분이 1개인 경우의) 반값폭(Hw)이 불분명해도, Hw'=Hw＋T의 관계로부터, 소망의 값 이상으로 반값폭(Hw')을 설정하는 것이 가능하다. 또, 반값폭(Hw)이 기지(旣知)의 경우는, 소망의 값으로 반값폭(Hw')을 설정하는 것이 가능하다. 따라서, 코일 간격 L을 조정함으로써, 임의의 발전 펄스 폭을 얻을 수 있으므로, 처리 회로에서의 설계 자유도가 향상된다.
또, 상기에서는, 본 실시 형태에 관한 자석(1)의 착자는 S극(極)·N극(極)을 각각 1극(極)씩 착자한 지름 방향 착자의 예를 이용하여 설명했지만, 본 실시 형태의 자석(1)은 이것에 한정하지 않고, 예를 들면 도 6과 같은 양면 4극(極) 자석이라도 상관없다. 이하의 실시 형태에서도 동일하다.
실시 형태 2.
본 발명의 실시 형태 2에서의 회전수 검출기(200)의 구성을 도 7을 이용하여 이하에 설명한다.
도 7은, 실시 형태 2에서의 회전수 검출기(200)의 개략 구성의 사시도를 나타내고 있다. 회전수 검출기(200)의 구성은 기본적으로는 실시 형태 1의 회전수 검출기(100)와 동일하지만, 발전부(2)의 상세 구성이 다르다. 발전부(2)는, 발전 소자(30, 40, 및 50)를 일체로 패키징한 것이며, 자석(1)으로부터 회전축 방향으로 간격 G만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 발전 소자(30, 40, 및 50)는 자석(1)의 일회전에 대해서 120도 위상차가 되는 간격으로 등간격으로 배치되어 있다. 발전 소자(30)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 2개의 픽업 코일(31 및 32)과 1개의 자성 와이어(33)로 구성되어 있다. 발전 소자(40 및 50)도 발전 소자(30)와 동일한 구성이다.
픽업 코일(31 및 32)은, 실시 형태 1과 마찬가지로 간격 L로 배치되고, 게다가 직렬로 접속되어 있으며, 픽업 코일(31)의 좌단 및 픽업 코일(32)의 우단이 처리부에 접속된다. 간격 L은 코일의 외경 φ에 대해서 L＞φ라고 하는 관계를 가지고 있으며, 3개의 발전 소자(30, 40, 및 50)는, 코일끼리가 간섭하지 않도록 도 7에 나타내어지는 바와 같이 자성 와이어 부분만이 자석(1)의 중심 상에서 서로 겹쳐져 있다.
코일마다 3개의 발전 소자(30, 40, 및 50)를 서로 겹치면, 발전부(2)의 두께는 3φ가 되지만, 자성 와이어 부분만을 서로 겹치면, 발전부(2)의 두께는 φ+3W+2α(W：자성 와이어의 와이어 지름, α : 인접하는 자성 와이어의 간극)가 된다. 일반적인 발전 소자에서는, 예를 들면, φ=5mm, W=0.2mm 정도이기 때문에, α=0.1mm라고 하면, 3φ=15mm에 대해서 φ+W＋2α=5.8mm가 되며, 실시 형태 1 보다도 더 대폭적인 검출기 박형화가 가능해진다. 또, 발전 소자(30)를 최하단(最下段), 발전 소자(50)를 최상단(最上段)으로 하면, 자석(1)과 발전 소자(30)의 간격 G에 대해서, 자석(1)과 발전 소자(50)의 간격이 G＋2W＋2α가 되며, 예를 들면, 자석(1)과 발전 소자(30)의 간격 G=3mm로 하면, 자석(1)과 발전 소자(50)의 간격이 G＋2W＋2α=3.6mm가 되어, 자석(1)과 3개의 발전 소자(30, 40, 및 50)와의 간격을 가까운 값으로 설정할 수 있다. 코일마다 3개의 발전 소자(30, 40, 및 50)를 서로 겹치면, 자석(1)과 발전 소자(50)의 간격이 G＋2φ=13mm가 되어, 자석과 3개의 발전 소자의 간격의 차이가 커진다.
다음으로, 발전 소자를 3개 배치한 회전수 검출기(200)의 동작에 대해 설명한다. 발전 소자(30, 40, 및 50)는 각각, 자석(1)의 회전에 대해서 N→S극(極)의 경계 부근에서 정(正)의 펄스, S→N극(極)의 경계 부근에서 부(負)의 펄스가 발생한다.
실시 형태 1의 회전수 검출기(100)에서는, 정상적으로 펄스가 발생하고 있는 경우는 문제없이 회전수 및 회전 방향을 판별할 수 있지만, 자기(磁氣) 노이즈 등의 외란(外亂) 요인에 의해서 펄스가 1회 소실하면, 회전 방향의 판별이 불가능해져, 회전수가 잘못 카운트된다. 본 실시 형태의 회전수 검출기(200)에서는, 발전 소자를 3개 배치하는 것에 의해, 예를 들면 발전 소자(30)의 정(正)의 펄스가 소실한 경우에도, 발전 소자(40)에 정(正)펄스가 발생한 경우는 정전(正轉), 발전 소자(50)에 정(正)펄스가 발생한 경우는 반전(反轉)이라고 판단할 수 있어, 1회의 펄스 누락을 보정할 수 있다.
마찬가지로, 발전 소자를 N개 배치하는 것에 의해 N－2회의 펄스 누락을 보정할 수 있다. 이와 같이, 펄스 누락을 보정하기 위해 보다 많은 발전 소자를 배치하고 싶은 경우, 본 실시 형태의 방법에서 발전 소자를 겹친 회전수 검출기에서는 검출기의 두께를 대부분 변화시키지 않고 발전 소자의 수를 늘릴 수 있다.
실시 형태 3.
본 발명의 실시 형태 3에서의 회전수 검출기(300)의 구성을 도 8을 이용하여 이하에 설명한다.
도 8은, 실시 형태 3에서의 회전수 검출기(300)의 개략 구성의 사시도를 나타내고 있다. 회전수 검출기(300)의 구성은 기본적으로는 실시 형태 2의 회전수 검출기(200)와 동일하지만, 발전부(2)의 상세 구성이 다르다. 발전부(2)는, 발전 소자(30, 40, 및 50)를 일체로 패키징한 것이며, 자석(1)으로부터 회전축 방향으로 간격 G만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 발전 소자(30, 40, 및 50)는 자석(1)의 일회전에 대해서 120도 위상차가 되는 간격으로 배치되어 있다. 발전 소자(30)는, 도 9에 나타내는 바와 같이 1개의 픽업 코일(31)과 1개의 자성 와이어(33)로 구성되어 있다. 발전 소자(40 및 50)도 발전 소자(30)와 동일한 구성이다. 픽업 코일(31)은 자석(1)의 회전 중심과 바깥 가장자리의 정확히 중간 부근 상부에 배치되며, 자성 와이어(33)의 연신 방향에서의 자성 와이어 길이 J는 코일 길이 K에 대해서 크고, 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 자석(1)의 회전 중심 상에서 3개의 자성 와이어 부분만이 서로 겹쳐져 있다.
자성 와이어의 재료나 제법에 의해서는, 도 9와 같이 자화 반전 발생점(10)을 자성 와이어(33)의 단부에 설정한 편이 효율 좋게 발전 펄스를 취출시키는 것이다. 이 경우는 도 8과 같이 자석(1)의 회전 중심에서 3개의 자성 와이어의 단부끼리를 서로 겹침으로써 보다 큰 발전 펄스를 얻을 수 있다.
실시 형태 4.
본 발명의 실시 형태 4에서의 회전수 검출기(400)의 구성을 도 10 및 11을 이용하여 이하에 설명한다.
도 10은, 실시 형태 4에서의 회전수 검출기(400)의 개략 구성의 사시도를, 도 11은 그 측면도를 나타내고 있다. 회전수 검출기(400)의 구성은 기본적으로는 실시 형태 3의 회전수 검출기(300)과 동일하지만, 발전부(2)의 상세 구성이 다르다. 발전부(2)는, 발전 소자(30)만으로 구성되어 있으며, 발전 소자(30)는 1개의 픽업 코일(31)과 1개의 자성 와이어(33)로 구성되어 있다. 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 픽업 코일(31)은 자석(1)의 외측의 정확히 자석(1)과 동일 높이 부근에 배치되며, 자성 와이어 길이의 전체 길이는 코일 길이 K에 대해서 크고, 자석(1)의 회전 중심 상을 자성 와이어 부분만이 통과하고 있다. 자성 와이어(33)는 대(大) 바르크하우젠 효과에 의해, 어느 부분으로부터 자화 반전이 시작되어 와이어 전체에 자화 반전이 파급하기 때문에, 반드시 픽업 코일(31)은 자성 와이어(33)와 동일 길이가 아니라도 상관없다. 즉, 필요한 전력마저 취출할 수 있으면, 본 실시 형태의 발전 소자(30)와 같이 자성 와이어(33)의 단부에만 픽업 코일(31)을 배치함으로써, 코일의 두께만큼 더 검출기를 박형화할 수 있다. 자성 와이어(33)는 자석(1)의 외측에서 절곡되어 있지만, 반드시 절곡되어질 필요는 없으며, 회전수 검출기(400)의 디자인에 맞추어 형상을 정하면 좋다. 이것에 의해, 예를 들면, 빈 스페이스에 발전 소자를 배치하기 쉬워져, 설계 자유도의 향상을 도모할 수 있다.
종래의 발전 소자는, 「자성 와이어의 길이」= 「픽업 코일의 길이」가 상식이었지만, 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에서는, 「자성 와이어의 길이」보다 「픽업 코일의 길이」를 짧게 하고 있다. 그리고, 자성 와이어가 자석의 회전 중심의 상부, 즉, 가장 발전량이 얻어지고, 또한, 편심에 대해서 강한 위치에 배치되어 있으면, 픽업 코일은 와이어단(wire端)에 배치되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 상술한 바와 같이 빈 스페이스에 발전 소자를 배치하기 쉬워져, 설계 자유도가 향상된다. 또, 복수의 발전 소자를 픽업 코일이 권회하고 있지 않은 자성 와이어 부분에서만 크로스시킴(서로 겹침)으로써, 회전수 검출기의 박형화와 발전 신뢰성의 향상을 양립시키는 것이 가능해진다.
게다가, 본원 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않은 범위에서 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다. 또, 상기 실시 형태에는 여러 가지의 단계의 발명이 포함되어 있으며, 개시되는 복수의 구성 요건에서의 적절한 조합에 의해 여러 가지의 발명이 추출될 수 있다. 예를 들면, 실시 형태에 나타내어지는 전(全)구성 요건으로부터 몇 개의 구성 요건이 삭제되어도, 발명이 해결하려고 하는 과제의 란에서 기술된 과제를 해결할 수 있으며, 발명의 효과의 란에서 기술되어 있는 효과가 얻어지는 경우에는, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다. 게다가, 다른 실시 형태에 관한 구성요소를 적절히 조합시켜도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 회전수 검출기는, 산업용 FA 기기(機器)용이나 차재(車載) 용도 등의 여러 가지 분야에서 이용되는 회전체의 회전수를 카운트하는 자성 와이어를 이용한 회전수 검출기에 유용하며, 특히, 박형(薄型)이고, 또한, 보다 안정된 발전 펄스를 얻는 것이 가능한, 신뢰성이 높은 회전수 검출기에 적합하다.
1 : 자석 2 : 발전부
4 : 회전 샤프트 10 : 자화 반전 발생점
30, 40, 50 : 발전 소자
31, 32 : 픽업 코일 33 : 자성 와이어
100, 200, 300, 400 : 회전수 검출기

Claims (7)

  1. 회전체에 장착된 자석의 회전수를 발전부에 의해 검출하는 회전수 검출기로서,
    상기 발전부는, 대(大) 바르크하우젠(Barkhausen) 효과에 의해 자화(磁化) 반전하는 자성(磁性) 와이어와 해당 자성 와이어를 권회(卷回)하는 픽업 코일(pickup coil)을 구비한 발전 소자를 N개(N은 1이상의 자연수) 구비하며,
    상기 발전 소자의 상기 자성 와이어의 연신 방향에서 해당 자성 와이어는 상기 픽업 코일의 권회 부분보다 길고, 상기 발전 소자가 각각 구비하는 상기 픽업 코일은, 해당 픽업 코일의 외경 보다 큰 간격만큼 이간하고 또한 직렬 접속된 2개의 권회 부분을 가지며, 상기 자성 와이어는 상기 자석의 회전 중심의 상부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전수 검출기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    N은 2이상의 자연수로서, N개의 상기 발전 소자 각각의 상기 자성 와이어의 상기 픽업 코일에 권회되어 있지 않은 부분이 상기 회전 중심의 상부에서 서로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 회전수 검출기.
  3. 회전체에 장착된 자석의 회전수를 발전부에 의해 검출하는 회전수 검출기로서,
    상기 발전부는, 대(大) 바르크하우젠 효과에 의해 자화 반전하는 자성 와이어와 해당 자성 와이어를 권회하는 픽업 코일을 구비한 발전 소자를 N개(N은 2이상의 자연수) 구비하며,
    상기 발전 소자의 상기 자성 와이어의 연신 방향에서 해당 자성 와이어는 상기 픽업 코일의 권회 부분보다 길고, 상기 발전 소자가 각각 구비하는 상기 픽업 코일은, 해당 픽업 코일의 외경 보다 큰 간격만큼 이간하고 또한 직렬 접속된 2개의 권회 부분을 가지며, N개의 상기 발전 소자 각각의 상기 자성 와이어의 상기 픽업 코일에 권회되어 있지 않은 부분이 서로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 회전수 검출기.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 발전 소자의 각각이 구비하는 상기 자성 와이어의 자화 반전 발생점 및 자화 반전의 속도에 기초하여, 해당 자화 반전을 해당 발전 소자의 각각이 구비하는 2개의 상기 감음 부분이 각각 검출하는 시간의 차이가 소망의 값이 되도록, 2개의 상기 감음 부분의 상기 간격을 설정하는 것을 특징으로 하는 회전수 검출기.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자석은, 원판 형상이며 S극(極)ㆍN극(極)이 각각 1극(極)씩 착자(着磁)된 지름 방향 착자, 혹은 각각 2극(極)씩 착자된 양면 4극(極) 착자인 것을 특징으로 하는 회전수 검출기.
  6. 삭제
  7. 삭제
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