JP2572440B2 - 適応しきい値回路付磁気センサ軸受 - Google Patents
適応しきい値回路付磁気センサ軸受Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/30—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for axial load mainly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/44—Needle bearings
- F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
- F16C19/466—Needle bearings with one row or needles comprising needle rollers and an outer ring, i.e. subunit without inner ring
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体磁気センサの出力信号に及ぼす外部要
因の影響を補償する手段を与える電気回路を組込んでい
る軸受に関する。さらに詳しくいえば、本発明は、温
度、外圧、外部磁界およびその他の外部要因の補償回路
をもつた軸受である。この補償によつて固体磁気センサ
からの出力信号を比較的低い強さ水準で信頼度を上げて
満足に検出できるようになる。磁界の強さは、種々の要
因によつて影響されることがある。本発明に関する二つ
の重要な要因は、センサの磁気的に符号化されたリング
に対する物理的近接度と、符号化されたリングが発生す
る磁束密度である。
因の影響を補償する手段を与える電気回路を組込んでい
る軸受に関する。さらに詳しくいえば、本発明は、温
度、外圧、外部磁界およびその他の外部要因の補償回路
をもつた軸受である。この補償によつて固体磁気センサ
からの出力信号を比較的低い強さ水準で信頼度を上げて
満足に検出できるようになる。磁界の強さは、種々の要
因によつて影響されることがある。本発明に関する二つ
の重要な要因は、センサの磁気的に符号化されたリング
に対する物理的近接度と、符号化されたリングが発生す
る磁束密度である。
本発明は、ホール効果センサ、磁気抵抗器センサ、ま
たは磁気トランジスタセンサを利用する磁気軸受速度セ
ンサと一緒に特にスラスト軸受やラジヤル軸受に用いる
のによく適している。本発明を伝動装置やアンチロツク
制動装置（ABS）とともに用いることが特に適当であ
る。
たは磁気トランジスタセンサを利用する磁気軸受速度セ
ンサと一緒に特にスラスト軸受やラジヤル軸受に用いる
のによく適している。本発明を伝動装置やアンチロツク
制動装置（ABS）とともに用いることが特に適当であ
る。
従来の磁気軸受センサの中には、普通には処理の前に
増幅される線形出力信号を発生するものがある。その次
に、増幅信号は、所望の情報をセンサから得るために、
一定の基準信号、例えば、しきい値電圧の高さと比較さ
れる。この型の従来のセンサ信号の処理に伴う主な問題
は、磁気センサの出力信号が温度、圧力、外部磁界など
の外部要因の影響だけに起因して時間に関してかなり変
化する傾向があることである。この変化は、大部分これ
らの外部要因の磁気センサに及ぼす影響によつて生ず
る。これらの外部からの影響を補償するために、ランダ
ム雑音や他の“漂遊”電位を出力から除くために差動的
に接続された二つのホール効果センサを用いるなどの種
々の技術が用いられる。これらの形式の従来の軸受の例
は、ジヨージ・エイ・ギヤラント（George A. Gallan
t）の名義で1976年１月13日に交付された米国特許第3,9
32,813号「うず電流センサ」に含まれている。他の従来
技術の特許は、NRZ（ノンリターン・ツウ・ゼロ）信号
もしくは誤差を伴う遷移応答信号が存在する信号におけ
る直流成分または測定しようとする連続的に低いかまた
は高い信号レベルによつて生じた誤差を補償するために
低域フイルタ、比較器および同様の電気的または電子的
装置を用いる。これらの形式の従来技術の回路の例は、
かげ・こうぞうおよびよしだ・いきおの名義で1982年７
月13日に交付された米国特許第4,339,727号「波形変換
回路」に含まれている。
増幅される線形出力信号を発生するものがある。その次
に、増幅信号は、所望の情報をセンサから得るために、
一定の基準信号、例えば、しきい値電圧の高さと比較さ
れる。この型の従来のセンサ信号の処理に伴う主な問題
は、磁気センサの出力信号が温度、圧力、外部磁界など
の外部要因の影響だけに起因して時間に関してかなり変
化する傾向があることである。この変化は、大部分これ
らの外部要因の磁気センサに及ぼす影響によつて生ず
る。これらの外部からの影響を補償するために、ランダ
ム雑音や他の“漂遊”電位を出力から除くために差動的
に接続された二つのホール効果センサを用いるなどの種
々の技術が用いられる。これらの形式の従来の軸受の例
は、ジヨージ・エイ・ギヤラント（George A. Gallan
t）の名義で1976年１月13日に交付された米国特許第3,9
32,813号「うず電流センサ」に含まれている。他の従来
技術の特許は、NRZ（ノンリターン・ツウ・ゼロ）信号
もしくは誤差を伴う遷移応答信号が存在する信号におけ
る直流成分または測定しようとする連続的に低いかまた
は高い信号レベルによつて生じた誤差を補償するために
低域フイルタ、比較器および同様の電気的または電子的
装置を用いる。これらの形式の従来技術の回路の例は、
かげ・こうぞうおよびよしだ・いきおの名義で1982年７
月13日に交付された米国特許第4,339,727号「波形変換
回路」に含まれている。
本発明の目的は、外部要因による影響を補償する新規
な回路を含む磁気センサ軸受を提供することである。
な回路を含む磁気センサ軸受を提供することである。
本発明の適応しきい値回路のついた磁気センサ軸受
は、これらの外部要因とそれらの影響を補償する。この
軸受は、検知されている符号化された磁気リングからの
比較的弱い磁気信号を適当に検知できるようにする。セ
ンサは老化するが、それの感度および関連の信号処理回
路の感度は、事実上一定のままである。従来技術におい
て普通に用いられた固定しきい値処理回路に較べると、
本発明の適応しきい値回路は、以前最小限必要であつた
ピークピーク振幅より小さい程度の大きさのピークピー
ク振幅をもつたセンサ出力信号を正確に処理できる。
は、これらの外部要因とそれらの影響を補償する。この
軸受は、検知されている符号化された磁気リングからの
比較的弱い磁気信号を適当に検知できるようにする。セ
ンサは老化するが、それの感度および関連の信号処理回
路の感度は、事実上一定のままである。従来技術におい
て普通に用いられた固定しきい値処理回路に較べると、
本発明の適応しきい値回路は、以前最小限必要であつた
ピークピーク振幅より小さい程度の大きさのピークピー
ク振幅をもつたセンサ出力信号を正確に処理できる。
簡単に説明すると、適応しきい値回路付磁気センサ軸
受は、予め定めたヒステリシス帯域幅をもち、二つの入
力信号が供給される比較器によつて処理される出力信号
を発生する固体磁気センサを有する軸受を備えている。
適応しきい値回路は、集積回路（IC）チツプに全体とし
てまたは部分的のいずれかで組込まれてもよい。一方の
入力信号は、固体磁気センサからの生の出力信号であ
る。第２の入力信号は第１の入力信号回路に並列な回路
によつて発生される。第２の信号に用いる回路は、固体
磁気センサから生の入力信号をとつて予め定めた周波数
を超える信号のすべての成分をろ波する低域フイルタ
（RC）回路である。この第２の入力信号は、次に比較器
内の第１の入力信号と比較して二つの信号の相対電圧振
幅を求める。第１の入力信号が第２の入力信号より大き
な振幅をもつている場合は、正の比較器出力信号が生ず
る。第１の入力信号が第２の入力信号より小さい振幅を
もつている場合は、負の比較器出力信号が代りに発生さ
れる。この方形波（オン−オフまたは「０」−「１」）
の比較器出力信号は、次に、必要に応じて、デイジタル
適用分野に利用できる。この適用は、本願発明者の1987
年11月13日出願の米国特許第120,406号「磁界検出器付
軸受」に関係している。
受は、予め定めたヒステリシス帯域幅をもち、二つの入
力信号が供給される比較器によつて処理される出力信号
を発生する固体磁気センサを有する軸受を備えている。
適応しきい値回路は、集積回路（IC）チツプに全体とし
てまたは部分的のいずれかで組込まれてもよい。一方の
入力信号は、固体磁気センサからの生の出力信号であ
る。第２の入力信号は第１の入力信号回路に並列な回路
によつて発生される。第２の信号に用いる回路は、固体
磁気センサから生の入力信号をとつて予め定めた周波数
を超える信号のすべての成分をろ波する低域フイルタ
（RC）回路である。この第２の入力信号は、次に比較器
内の第１の入力信号と比較して二つの信号の相対電圧振
幅を求める。第１の入力信号が第２の入力信号より大き
な振幅をもつている場合は、正の比較器出力信号が生ず
る。第１の入力信号が第２の入力信号より小さい振幅を
もつている場合は、負の比較器出力信号が代りに発生さ
れる。この方形波（オン−オフまたは「０」−「１」）
の比較器出力信号は、次に、必要に応じて、デイジタル
適用分野に利用できる。この適用は、本願発明者の1987
年11月13日出願の米国特許第120,406号「磁界検出器付
軸受」に関係している。
図面、さらに詳しくは、第１〜３図を参照すると、本
発明の好ましい実施例の軸受10が示されており、それに
は固体磁気センサ組立体30が一体に取付けられている。
センサ組立体30には、出力信号処理回路付集積回路（I
C）チツプとともにホール効果センサまたは同様の磁気
センサがある。軸受10は、２枚の軸方向に間隔をおいた
スラスト板、すなわち第１の環状スラスト板12と第２の
環状スラスト板14を有するスラスト軸受である。スラス
ト板12は、片側の表面に半径方向に伸びる軌道16を有
し、スラスト板14は、片側に半径方向に伸びる軌道18を
もつている。スラスト板12はまた、それの外側半径部分
22にある永久磁化した磁極セグメント20をもつている。
磁極セグメント20は、第３図に示されたように交互の模
様で配列され、各北極は、二つの南極の間にあり、各南
極は、二つの北極の間にある。スラスト板12の上で磁化
されている磁極セグメントの数が多いほど、固体磁気セ
ンサ組立体30からの出力信号の分解能が大きい。固体磁
気センサ組立体30は、第２の環状スラスト板14を収容す
る深座ぐり26を有する環状プラスチツク・センサ支持体
24に一体に取付けられている。
発明の好ましい実施例の軸受10が示されており、それに
は固体磁気センサ組立体30が一体に取付けられている。
センサ組立体30には、出力信号処理回路付集積回路（I
C）チツプとともにホール効果センサまたは同様の磁気
センサがある。軸受10は、２枚の軸方向に間隔をおいた
スラスト板、すなわち第１の環状スラスト板12と第２の
環状スラスト板14を有するスラスト軸受である。スラス
ト板12は、片側の表面に半径方向に伸びる軌道16を有
し、スラスト板14は、片側に半径方向に伸びる軌道18を
もつている。スラスト板12はまた、それの外側半径部分
22にある永久磁化した磁極セグメント20をもつている。
磁極セグメント20は、第３図に示されたように交互の模
様で配列され、各北極は、二つの南極の間にあり、各南
極は、二つの北極の間にある。スラスト板12の上で磁化
されている磁極セグメントの数が多いほど、固体磁気セ
ンサ組立体30からの出力信号の分解能が大きい。固体磁
気センサ組立体30は、第２の環状スラスト板14を収容す
る深座ぐり26を有する環状プラスチツク・センサ支持体
24に一体に取付けられている。
環状フランジ状外側周辺壁28がスラスト板14に一体に
取付けられ、深座ぐり26の外側半径表面内にすべりばめ
をする。壁28の一つの軸方向縁は、約90゜の角度で曲げ
られ、多数のころ36の入つているころ保持器34を軸方向
に保持するように半径方向に内方に伸びるリツプ部分32
を形作る。ころ保持器34ところ36は、互いに向かい合つ
ている軌道16と18の間に軸方向に位置決めされている。
取付けられ、深座ぐり26の外側半径表面内にすべりばめ
をする。壁28の一つの軸方向縁は、約90゜の角度で曲げ
られ、多数のころ36の入つているころ保持器34を軸方向
に保持するように半径方向に内方に伸びるリツプ部分32
を形作る。ころ保持器34ところ36は、互いに向かい合つ
ている軌道16と18の間に軸方向に位置決めされている。
半径方向のみぞ38がセンサ支持体24を深座ぐり26から
センサ支持体24の外側半径方向縁まで半径方向に貫通し
ている。固体磁気センサ組立体30は、第２図に示されて
いるように、樹脂40または類似の材料でみぞ38の中に取
付けられる。この取付けは、固体磁気センサ組立体30を
磁極セグメント20と半径方向に同じ位置に配置して軸方
向に磁極セグメント20にごく接近させて位置決めする。
以下に詳細に説明する信号処理回路100が固体磁気セン
サ組立体30と一体の集積回路（IC）チツプに組込まれて
いる。信号処理回路100の主な構成要素は、コンデンサ1
09（第７図参照）およびコンデンサ122（用いるとき）
を除いてすべてICチツプ上に含まれている。
センサ支持体24の外側半径方向縁まで半径方向に貫通し
ている。固体磁気センサ組立体30は、第２図に示されて
いるように、樹脂40または類似の材料でみぞ38の中に取
付けられる。この取付けは、固体磁気センサ組立体30を
磁極セグメント20と半径方向に同じ位置に配置して軸方
向に磁極セグメント20にごく接近させて位置決めする。
以下に詳細に説明する信号処理回路100が固体磁気セン
サ組立体30と一体の集積回路（IC）チツプに組込まれて
いる。信号処理回路100の主な構成要素は、コンデンサ1
09（第７図参照）およびコンデンサ122（用いるとき）
を除いてすべてICチツプ上に含まれている。
随意選択の磁束集中器42が固体磁気センサ組立体30と
円周上で並置された位置に示されている。磁束集中器42
の機能は、固体磁気センサ組立体30の直ぐ近くに抵抗の
少ない磁束路を与えることである。磁束は、最も抵抗の
少ない領域に集中する傾向があるので、磁束集中器42
は、固体磁気センサ組立体30の中で検知される磁束の強
さを大きくする。
円周上で並置された位置に示されている。磁束集中器42
の機能は、固体磁気センサ組立体30の直ぐ近くに抵抗の
少ない磁束路を与えることである。磁束は、最も抵抗の
少ない領域に集中する傾向があるので、磁束集中器42
は、固体磁気センサ組立体30の中で検知される磁束の強
さを大きくする。
次に、第４〜６図に移ると、回転自在な軸50が環状軌
道輪60の中に取付けられている。軸50は、それの外側表
面の一部分の円周のまわりに軌道52をもつている。軌道
輪60もまた、軌道52と軸方向に心を合されるように内側
表面の一部分に軌道62を備えている。軌道輪60はまた、
軌道62から最も遠くにある一方の軸方向端に深座ぐり64
を備えている。多数のころ66が軌道52と62の間に置かれ
て軌道輪60から半径方向に内方に伸びている二つの環状
フランジ68および70によつて軸方向に拘束されている。
フランジ68の内側にある肩72およびフランジ70の対面側
にある肩74は、ころ66が軌道52および62が軸方向に動い
てはずれないようにする。
道輪60の中に取付けられている。軸50は、それの外側表
面の一部分の円周のまわりに軌道52をもつている。軌道
輪60もまた、軌道52と軸方向に心を合されるように内側
表面の一部分に軌道62を備えている。軌道輪60はまた、
軌道62から最も遠くにある一方の軸方向端に深座ぐり64
を備えている。多数のころ66が軌道52と62の間に置かれ
て軌道輪60から半径方向に内方に伸びている二つの環状
フランジ68および70によつて軸方向に拘束されている。
フランジ68の内側にある肩72およびフランジ70の対面側
にある肩74は、ころ66が軌道52および62が軸方向に動い
てはずれないようにする。
第１〜３図の固体磁気センサ組立体30と同様な固体磁
気センサ組立体80が深座ぐり64の内側表面84に取付けら
れているセンサ取付台82に付着される。固体磁気センサ
組立体80もまた、ホール効果センサまたは類似の磁気セ
ンサおよび出力信号処理回路付集積回路（IC）チツプを
備えている。
気センサ組立体80が深座ぐり64の内側表面84に取付けら
れているセンサ取付台82に付着される。固体磁気センサ
組立体80もまた、ホール効果センサまたは類似の磁気セ
ンサおよび出力信号処理回路付集積回路（IC）チツプを
備えている。
永久磁界が第５図に示されている磁気リング90によつ
て与えられる。環状磁気リング90は同心的環状磁気リン
グ取付台92で軸50に取付けられている。
て与えられる。環状磁気リング90は同心的環状磁気リン
グ取付台92で軸50に取付けられている。
磁気リング90は、それの全周の回りに多磁極セグメン
ト94を作るように恒久的に磁化される。磁極セグメント
94は、第３図の磁極セグメント20と同様の交互の模様で
配列されているので、各南極は、二つの北極の間に位置
決めされ、各北極は、同様に二つの南極の間にある。
ト94を作るように恒久的に磁化される。磁極セグメント
94は、第３図の磁極セグメント20と同様の交互の模様で
配列されているので、各南極は、二つの北極の間に位置
決めされ、各北極は、同様に二つの南極の間にある。
次に第７図に移ると、固体磁気センサ組立体101（例
えば、アナログ・ホール効果センサまたは磁気抵抗器セ
ンサまたは磁気トランジスタセンサまたは同様の磁気セ
ンサ）が生のアナログセンサ出力信号102を発生する。
磁気センサまたは検出器からの出力信号を作る方法を記
載している本願発明者の1987年11月13日出願の米国特許
第120,406号を参照されたい。信号102は、適応しきい値
回路100によつて処理され、適応しきい値回路のほとん
どはセンサ組立体30または80と一体にICチツプに組込ま
れている。信号102は、本発明の適応しきい値回路100に
入り、そこで信号102は、第１の入力信号106として比較
器104に直接入る前に抵抗103（抵抗値R1）を通過する。
また第７図に示されているように、信号102は、抵抗103
の直前で分割されて、低域フイルタとして働く並列分岐
回路を通過する。信号102は、ドロツピング抵抗107（抵
抗値R2）を通過し、フイルタコンデンサ109（キヤパシ
タンスC1）を通り過ぎて第２の入力信号108として比較
器104に入る。この低域ろ波は予め選択されたしきい値
より大きい信号102の事実上すべての周波数成分を減衰
させる。入力信号108は、信号106の「平滑化」したもの
であり、信号108は、信号102の振幅の大きな瞬時変動を
低下させて、それによつてその信号の振幅の時間に関す
る不連続性を除くために効果的に平均される。
えば、アナログ・ホール効果センサまたは磁気抵抗器セ
ンサまたは磁気トランジスタセンサまたは同様の磁気セ
ンサ）が生のアナログセンサ出力信号102を発生する。
磁気センサまたは検出器からの出力信号を作る方法を記
載している本願発明者の1987年11月13日出願の米国特許
第120,406号を参照されたい。信号102は、適応しきい値
回路100によつて処理され、適応しきい値回路のほとん
どはセンサ組立体30または80と一体にICチツプに組込ま
れている。信号102は、本発明の適応しきい値回路100に
入り、そこで信号102は、第１の入力信号106として比較
器104に直接入る前に抵抗103（抵抗値R1）を通過する。
また第７図に示されているように、信号102は、抵抗103
の直前で分割されて、低域フイルタとして働く並列分岐
回路を通過する。信号102は、ドロツピング抵抗107（抵
抗値R2）を通過し、フイルタコンデンサ109（キヤパシ
タンスC1）を通り過ぎて第２の入力信号108として比較
器104に入る。この低域ろ波は予め選択されたしきい値
より大きい信号102の事実上すべての周波数成分を減衰
させる。入力信号108は、信号106の「平滑化」したもの
であり、信号108は、信号102の振幅の大きな瞬時変動を
低下させて、それによつてその信号の振幅の時間に関す
る不連続性を除くために効果的に平均される。
比較器104は、入力信号106と108を受取つて、それら
の相対値を求めて信号106と108の相対電圧信号が反転さ
れるとき極性を切替える方形波比較器出力信号110を発
生する。さらに詳しくいえば、入力信号106が入力信号1
08の振幅より大きな振幅値を有するとき、結果として生
じた出力信号110は、正の値であり、逆に、入力信号108
が信号106の振幅より大きな振幅値を有するとき、比較
器出力信号110が極性を逆にし、負の値を与える。随意
選択のコンデンサ112（キヤパシタンスC2）が入力信号1
06および108にのつている高周波雑音によつて生じた比
較器104の疑似トリガリングを少なくする。抵抗114（抵
抗値R3）が抵抗103と共同して比較器104のヒステリシス
帯域幅を定める。抵抗116（抵抗値R4）は、出力信号110
に対するプルアツプ抵抗として働く。導線118は、回路1
00のための電力を供給し、随意選択のコンデンサ122
（キヤパシタンスC3）は、電源の雑音を小さくする。導
線120は、共通導線または接地導線として働く。第７図
に示されたものの中でコンデンサ109および随意選択の
コンデンサ122だけがセンサ組立体30または80の集積回
路（IC）チツプ部分に組込まれていない電気構成要素で
ある。
の相対値を求めて信号106と108の相対電圧信号が反転さ
れるとき極性を切替える方形波比較器出力信号110を発
生する。さらに詳しくいえば、入力信号106が入力信号1
08の振幅より大きな振幅値を有するとき、結果として生
じた出力信号110は、正の値であり、逆に、入力信号108
が信号106の振幅より大きな振幅値を有するとき、比較
器出力信号110が極性を逆にし、負の値を与える。随意
選択のコンデンサ112（キヤパシタンスC2）が入力信号1
06および108にのつている高周波雑音によつて生じた比
較器104の疑似トリガリングを少なくする。抵抗114（抵
抗値R3）が抵抗103と共同して比較器104のヒステリシス
帯域幅を定める。抵抗116（抵抗値R4）は、出力信号110
に対するプルアツプ抵抗として働く。導線118は、回路1
00のための電力を供給し、随意選択のコンデンサ122
（キヤパシタンスC3）は、電源の雑音を小さくする。導
線120は、共通導線または接地導線として働く。第７図
に示されたものの中でコンデンサ109および随意選択の
コンデンサ122だけがセンサ組立体30または80の集積回
路（IC）チツプ部分に組込まれていない電気構成要素で
ある。
適応しきい値回路100のついた比較器104によつて正確
に測定できる信号102の最小ピークピーク振幅値につい
ての限界の大体の大きさの程度は、従来技術の代表的固
定しきい値処理回路に必要な最小値より小さい。
に測定できる信号102の最小ピークピーク振幅値につい
ての限界の大体の大きさの程度は、従来技術の代表的固
定しきい値処理回路に必要な最小値より小さい。
第８図は、上述の外部要因を補償しない代表的な従来
の信号処理回路を示している。磁気センサ101からの生
の出力信号102は、比較器用の二つの入力信号の一つと
して比較器104に直接に入る。この第１の入力信号126は
抵抗132（抵抗値R5）を通過する第２の入力信号128に比
較される。抵抗132は、二つの分圧器抵抗の一つであ
り、他方の分圧器抵抗は、抵抗134（抵抗値R6）であ
る。信号128はまた、ヒステリシス帯域幅を規制する抵
抗138（抵抗値R8）を通過する。抵抗136（抵抗値R7）
は、比較器出力信号130のためのプルアツプ抵抗として
働く。コンデンサ139（キヤパシタンスC4）は、電源信
号にのる“クラツタ”または漂遊電位を最小にするため
にパワ導線118と共通（接地）導線120との間に接続され
ている。コンデンサ139の機能は、電源をよりよく調整
するように企図する他の従来技術の回路と同様である。
の信号処理回路を示している。磁気センサ101からの生
の出力信号102は、比較器用の二つの入力信号の一つと
して比較器104に直接に入る。この第１の入力信号126は
抵抗132（抵抗値R5）を通過する第２の入力信号128に比
較される。抵抗132は、二つの分圧器抵抗の一つであ
り、他方の分圧器抵抗は、抵抗134（抵抗値R6）であ
る。信号128はまた、ヒステリシス帯域幅を規制する抵
抗138（抵抗値R8）を通過する。抵抗136（抵抗値R7）
は、比較器出力信号130のためのプルアツプ抵抗として
働く。コンデンサ139（キヤパシタンスC4）は、電源信
号にのる“クラツタ”または漂遊電位を最小にするため
にパワ導線118と共通（接地）導線120との間に接続され
ている。コンデンサ139の機能は、電源をよりよく調整
するように企図する他の従来技術の回路と同様である。
本発明の利点は、第9a〜9c図を参照してさらに例示す
る。第9a図は、固定基準信号140（例えば、固定基準電
圧）および二つの“ドリフチング”基準信号142と144に
対して生の出力信号102の時間に関する代表的ドリフト
を描いている。第9b図および第9c図は、それぞれ第８図
に示された従来技術の回路および第７図に示された本発
明の回路について処理された出力信号130および110を第
9a図に描かれた生の出力信号について時間に関して示し
ている。第9b図は、比較器出力信号130（第８図）のセ
ンサ出力信号の応答を固定基準信号140に対する相対値
で示している。磁気センサは、外部要因によつて影響さ
れて、信号102を上方へドリフトさせ、センサ出力信号
の交互の波形はもはや、基準信号の上下に対称に変化し
ない。信号102は、波形周期の50％だけではなく、波形
周期のより大きな割合の間基準信号140より大きな値を
もつている。これは、時間の50％以上「オン」である方
形波出力信号130をもたらし、信号の「オフ」部分は第9
b図に示されたように対応して減少する。信号102がある
時間の間ドリフトした後には、比較器出力信号130は、
もはや「方形波」信号でなく、磁気センサが周期の50％
だけ「オン」状態を示す出力信号を実際に作つていて
も、「オン」信号が段々多くなる。逆に、本発明の磁気
センサ軸受の比較器出力信号110は、信号102が上方にド
リフトするとき、方形波形を保つ。これらは「オフ」の
しきい値信号レベル142と第７図の回路から生ずる「オ
ン」のしきい値信号レベル144との同時ドリフトから生
ずる。ヒステリシス帯域幅146は、抵抗114および103の
それぞれの値R3とR1によつて規制される一定値に保たれ
る。適応しきい値回路100のこの信号処理は、磁気セン
サによつて検知された条件と比較器からの最後の処理さ
れた出力信号110との間の正確な相関関係を与える。
る。第9a図は、固定基準信号140（例えば、固定基準電
圧）および二つの“ドリフチング”基準信号142と144に
対して生の出力信号102の時間に関する代表的ドリフト
を描いている。第9b図および第9c図は、それぞれ第８図
に示された従来技術の回路および第７図に示された本発
明の回路について処理された出力信号130および110を第
9a図に描かれた生の出力信号について時間に関して示し
ている。第9b図は、比較器出力信号130（第８図）のセ
ンサ出力信号の応答を固定基準信号140に対する相対値
で示している。磁気センサは、外部要因によつて影響さ
れて、信号102を上方へドリフトさせ、センサ出力信号
の交互の波形はもはや、基準信号の上下に対称に変化し
ない。信号102は、波形周期の50％だけではなく、波形
周期のより大きな割合の間基準信号140より大きな値を
もつている。これは、時間の50％以上「オン」である方
形波出力信号130をもたらし、信号の「オフ」部分は第9
b図に示されたように対応して減少する。信号102がある
時間の間ドリフトした後には、比較器出力信号130は、
もはや「方形波」信号でなく、磁気センサが周期の50％
だけ「オン」状態を示す出力信号を実際に作つていて
も、「オン」信号が段々多くなる。逆に、本発明の磁気
センサ軸受の比較器出力信号110は、信号102が上方にド
リフトするとき、方形波形を保つ。これらは「オフ」の
しきい値信号レベル142と第７図の回路から生ずる「オ
ン」のしきい値信号レベル144との同時ドリフトから生
ずる。ヒステリシス帯域幅146は、抵抗114および103の
それぞれの値R3とR1によつて規制される一定値に保たれ
る。適応しきい値回路100のこの信号処理は、磁気セン
サによつて検知された条件と比較器からの最後の処理さ
れた出力信号110との間の正確な相関関係を与える。
第１図は、スラスト軸受内に組込まれた本発明の一実施
例の部分断面側面図、 第２図は、磁気センサが取付けられる第１図のスラスト
板の正面図、 第３図は、第１図におけるスラスト軸受の恒久磁化され
たスラスト板の正面図、 第４図は、回転軸に取付けられ、ラジアル軸受に組込ま
れた本発明の第２の実施例の部分断面側面図、 第５図は、第４図に示されたラジアル軸受の磁化リング
部分の斜視図、 第６図は、第４図に示されたラジアル軸受の外側軌道輪
の斜視図、 第７図は、本発明の適応しきい値回路の略図、 第８図は、センサの電気出力信号を処理するのに用いら
れる代表的従来技術の回路の略図、 第9a、9b、9c図は、二つの異なる出力信号の比較ができ
るように第７図および第８図に示された回路からの出力
信号を時間に関して描いた図である。 12,14……スラスト板、20……磁極セグメント、30,80…
…固体磁気センサ組立体、36,66……ころ、60……軌道
輪、90……磁気リング、100……適応しきい値回路。
例の部分断面側面図、 第２図は、磁気センサが取付けられる第１図のスラスト
板の正面図、 第３図は、第１図におけるスラスト軸受の恒久磁化され
たスラスト板の正面図、 第４図は、回転軸に取付けられ、ラジアル軸受に組込ま
れた本発明の第２の実施例の部分断面側面図、 第５図は、第４図に示されたラジアル軸受の磁化リング
部分の斜視図、 第６図は、第４図に示されたラジアル軸受の外側軌道輪
の斜視図、 第７図は、本発明の適応しきい値回路の略図、 第８図は、センサの電気出力信号を処理するのに用いら
れる代表的従来技術の回路の略図、 第9a、9b、9c図は、二つの異なる出力信号の比較ができ
るように第７図および第８図に示された回路からの出力
信号を時間に関して描いた図である。 12,14……スラスト板、20……磁極セグメント、30,80…
…固体磁気センサ組立体、36,66……ころ、60……軌道
輪、90……磁気リング、100……適応しきい値回路。
Claims (1)
- 【請求項１】軸受組立体及び回転軸と共に用いる速度セ
ンサ組立体であり、該速度センサ組立体が 前記回転軸に接続されて、前記回転軸の回転速度に相当
する磁気信号を与える手段と、 前記磁気信号を検出し、前記磁気信号と前記回転軸の回
転速度を指示する成分と直流成分とを有するアナログ出
力信号を出力端子に出す固体磁気センサと、 前記磁気センサを前記軸受組立体に取付ける手段と、 前記センサの出力端子に接続されて、前記センサの信号
を処理して方形波ディジタル出力信号を与える適応しき
い値回路とを備え、前記適応しきい値回路が、 第１及び第２のアナログ入力信号端子と一つのディジタ
ル出力信号端子を有する比較器を備え、 第１のアナログ比較器入力信号端子は前記センサ出力端
子に接続されてヒステリシスを与えるために前記比較器
出力端子からの正帰還信号を前記第１の比較器入力端子
へ接続され、 第２のアナログ比較器入力信号端子は、前記センサ出力
端子および抵抗とコンデンサからなる低域フイルタに直
列に接続され、 前記比較器は前記第１及び第２の入力信号の相対振幅に
応じて対応するディジタル出力信号を前記比較器出力端
子に与える ことを特徴とする速度センサ組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/177,290 US4914387A (en) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | Magnetic speed sensor with an adaptive threshold circuit for use with a bearing assembly |
| US177290 | 1988-04-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235368A JPH0235368A (ja) | 1990-02-05 |
| JP2572440B2 true JP2572440B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=22648019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061104A Expired - Lifetime JP2572440B2 (ja) | 1988-04-04 | 1989-03-15 | 適応しきい値回路付磁気センサ軸受 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4914387A (ja) |
| EP (1) | EP0337824A3 (ja) |
| JP (1) | JP2572440B2 (ja) |
| KR (1) | KR0136586B1 (ja) |
| CN (1) | CN1014540B (ja) |
| AR (1) | AR241721A1 (ja) |
| AU (1) | AU2875589A (ja) |
| BR (1) | BR8901555A (ja) |
| FR (1) | FR2629536B1 (ja) |
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