JP6066895B2 - 回転数検出器 - Google Patents
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Description
図1に示すように、発電素子の発電量は、発電素子を磁石の中心すなわち回転中心に配置したときに最も大きくなる。磁性ワイヤの製法にもよるが、磁石外周部付近に発電素子を配置すると、磁石の回転中心に配置したときの4割程度の発電量しか得られない。
比較例による回転数検出器100は、磁石1と、磁石1の回転に伴い発電パルスを発生させる発電部2と、発電部2から出力された発電パルス(電気信号)に基づいて回転数を算出する処理部(図示せず)などを備える。
発電素子30は、2個のコイル部31,32を含むピックアップコイルと、大バルクハウゼン効果により磁化反転する1本の磁性ワイヤ33とから構成されている。コイル部31,32は、互いに離間して磁性ワイヤ33に巻回され、かつ電気的に直列に接続されているが、処理部による演算処理の方法に応じて並列に接続されてもよい。コイル部31の左端とコイル部32の右端は、それぞれ処理部に接続されている。発電素子40は、発電素子30と同様の構成である。磁性ワイヤ33は、ウィーガントワイヤ、アモルファス磁性ワイヤなどである。
発電素子30,40は、磁石1の回転に対して、N→S極の境界付近で正のパルスを、S→N極の境界付近で負のパルスをそれぞれ発生させる。発電素子が1個だけ配置された構成では、磁石1が時計回り(正転)に回転してN→S極となった場合と、反時計回りに回転(反転)してN→S極となった場合とで同じ正のパルスが発生するため、回転方向を区別できない。一方、発電素子を2個配置された構成では、一方の発電素子30が正パルスを発生させた後に他方の発電素子40が正のパルス、負のパルスのどちらを発生させたかにより、正転と反転を区別できる。
発電素子30は、磁性ワイヤ33が大バルクハウゼン効果により一斉に磁化反転した時の磁界変化をピックアップコイルにより検出する。図4に示すように、磁化反転は磁性ワイヤ33の磁化反転発生点10から発生し、磁性ワイヤ33全体に波及する。この磁化反転発生点10は、例えば格子欠陥などによる磁化反転の核であり、磁性ワイヤ33ごとに異なる。
回転数検出器200の構成は、基本的に回転数検出器100と同様である。図6に示すように、発電部2は、発電素子30,40,50を一体でパッケージングしたものであり、磁石1から回転軸方向(上方)に間隔Gだけ離れた位置に配置されている。発電素子30,40,50は、磁石1の一回転に対して60度位相差となる間隔で等間隔に配置されている。発電素子30,40,50は、図3を用いて説明した発電素子30と同様の構成である。
発電素子30,40,50はそれぞれ、磁石1の回転に対してN→S極の境界付近で正のパルス、S→N極の境界付近で負のパルスを発生させる。回転数検出器100では、正常にパルスが発生している場合は問題なく回転数と回転方向を判別できる。ただし、磁気ノイズなどの外乱要因によってパルスが1回消失すると、回転方向の判別ができなくなり、回転数の誤カウントが発生するおそれがある。回転数検出器200では、発電素子を3個配置することにより、例えば発電素子30の正のパルスが消失した場合にも、発電素子40に正パルスが発生した場合は正転、発電素子50に正パルスが発生した場合は反転と判断でき、1回のパルス抜けを補正できる。
図7は、実施の形態1による回転数検出器の概略構成を示す斜視図である。図8では、発電部を除いた状態で回転数検出器を示している。
本実施形態1による回転数検出器300では、中心に貫通孔11aが形成されたリング状磁石11を用いる。磁石11には、S極とN極からなる磁極対が、径方向に隣接して2つ設けられている。換言すると、磁石11は片面4極に着磁されている。また、後述するように、磁石11は、磁性ワイヤ33の長手方向において、コイル部31,32の位置で極大(または最大)となる磁界分布を作成する。
図12は、実施の形態2による回転数検出器の概略構成を示す斜視図である。
実施形態1では、リング状磁石11を用いて、磁性ワイヤ33の中心位置Oから±S離れた位置で、磁性ワイヤの長手方向での磁界成分が最大となるようにした。一方、本実施形態2による回転数検出器400では、図12に示すように、S/N各1極が着磁された2個の磁石21,22を回転の径方向に沿って並べた磁石群を用いる。磁石21,22は、それぞれの磁石の長手方向に着磁され、これにより径方向に隣接して磁極対が2つ設けられる。
Claims (6)
- 検出対象の回転体と共に回転する磁石アセンブリと、
前記磁石アセンブリの上方に配置され、大バルクハウゼン効果により磁化反転する磁性ワイヤと、
互いに離間して前記磁性ワイヤに巻回された複数のコイル部を含むピックアップコイルとを備え、
前記磁石アセンブリには、回転の径方向または軸方向に隣接して2つ以上の磁極対が設けられ、
前記磁性ワイヤとピックアップコイルとから構成される発電素子を複数個備え、
前記発電素子どうしは、前記ピックアップコイルの複数のコイル部の間で重ね合わされ、
前記発電素子どうしは、前記磁石アセンブリの回転中心の上方で重ね合わされたことを特徴とする回転数検出器。 - 検出対象の回転体と共に回転する磁石アセンブリと、
前記磁石アセンブリの上方に配置され、大バルクハウゼン効果により磁化反転する磁性ワイヤと、
互いに離間して前記磁性ワイヤに巻回された複数のコイル部を含むピックアップコイルとを備え、
前記磁石アセンブリには、回転の径方向または軸方向に隣接して2つ以上の磁極対が設けられ、
前記ピックアップコイルの複数のコイル部は、該複数のコイル部がそれぞれ出力する発電パルスの間のタイムラグ、および前記磁性ワイヤにおける磁化反転の発生位置と伝播速度に基づいて決定された間隔で互いに離間したことを特徴とする回転数検出器。 - 前記磁石アセンブリは、前記磁性ワイヤの長手方向において、前記ピックアップコイルのコイル部の位置で極大となる磁界分布を作成することを特徴とする、請求項1または2に記載の回転数検出器。
- 前記磁石アセンブリは、中心に貫通孔が形成されたリング状磁石であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の回転数検出器。
- 前記磁石アセンブリは、回転の径方向に沿って並べられた複数個の磁石であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の回転数検出器。
- 前記磁性ワイヤに巻回された複数のコイル部は、電気的に直列に接続されていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の回転数検出器。
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