JP7046721B2 - 速度検出装置 - Google Patents
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Description
前記磁束中を移動する導電体からなる相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を検出する複数の磁束検出部と、
前記複数の磁束検出部で検出される誘起電圧に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する速度推定部と、
前記磁束発生部及び前記複数の磁束検出部に対向する前記相対移動体の一主面上の着磁の強さを均一化する着磁均一化部と、を備える、速度検出装置が提供される。
前記第1永久磁石、前記磁束発生部及び前記複数の磁束検出部は、前記相対移動体の一主面から離隔かつ対向して配置されてもよい。
前記着磁均一化部は、前記第2永久磁石により前記相対移動体の一主面上に生じた不均一な着磁の強さを均一化させてもよい。
前記2つの誘起電圧発生部で発生された各誘起電圧の波形が同一の場合における、各誘起電圧の発生時刻の差と、前記2つの誘起電圧発生部同士の距離と、に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する速度推定部と、を備え、
前記2つの誘起電圧発生部のそれぞれは、
周期的に磁気極性又は磁界強度が変化する磁束を発生させる磁束発生部と、
前記磁束中を移動する前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を検出する複数の磁束検出部と、を有する、速度検出装置が提供される。
前記磁束発生部で磁束を発生させた状態で、前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体の一主面上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を前記複数の磁束検出部にて検出し、検出された誘起電圧に基づいて前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する第1期間と、
前記磁束発生部で磁束を発生させない状態で、前記相対移動体の一主面上の着磁パターンによる誘起電圧が前記2つの誘起電圧発生部で発生される時間差に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する第2期間と、を有していてもよい。
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数を、前記環境ノイズ検出部にて検出された環境ノイズの周波数帯域とは異なる周波数に調整する励磁周波数調整部と、を備えてもよい。
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数は、前記列車の振動周波数帯域とは異なる周波数を有してもよい。
当該速度検出装置は、前記列車に搭載されており、
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数は、前記レールに対する前記列車の振動周波数帯域とは異なる周波数を有していてもよい。
前記複数の磁束検出部は、それぞれ別々の場所に配置され、前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を発生させる複数の検出コイルであってもよい。
図1は本発明の第1の実施形態による速度検出装置1の概略構成を説明する図である。図1の速度検出装置1は、励磁コイル2と、2つの検出コイル3と、速度推定部4と、励磁コイル2に流す電流を生成する電流源15と、永久磁石10とを備えている。2つの検出コイル3の巻数は同数である。励磁コイル2の数と検出コイル3の数は任意であるが、図1では、励磁コイル2が1個で、検出コイル3が2個の例を示している。励磁コイル2は、交流電流に応じた磁束を発生する。検出コイル3は、磁束中を移動する導体からなる相対移動体6の移動速度に応じて相対移動体6上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を発生する。
第2の実施形態は、相対移動体6の一主面上の着磁パターン16を積極的に利用して、相対移動体6の移動速度を推定するものである。
Claims (17)
- 周期的に磁気極性又は磁界強度が変化する磁束を発生させる磁束発生部と、
前記磁束中を移動する導電体からなる相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を検出する複数の磁束検出部と、
前記複数の磁束検出部で検出される誘起電圧に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する速度推定部と、
前記磁束発生部及び前記複数の磁束検出部に対向する前記相対移動体の一主面上の着磁の強さを均一化する着磁均一化部と、を備える、速度検出装置。 - 前記着磁均一化部は、第1永久磁石を有し、
前記第1永久磁石、前記磁束発生部及び前記複数の磁束検出部は、前記相対移動体の一主面から離隔かつ対向して配置される、請求項1に記載の速度検出装置。 - 前記第1永久磁石は、前記相対移動体の一主面を通過する磁束を発生させ、この磁束により前記一主面の着磁の強度が均一化される、請求項2に記載の速度検出装置。
- 移動又は回転する導体である相対移動体の一主面上に離隔して配置され、前記相対移動体の移動又は回転方向に応じて発生させるローレンツ力によって所定の回転軸回りに回転する第2永久磁石を有する回転体を備え、
前記着磁均一化部は、前記第2永久磁石により前記相対移動体の一主面上に生じた不均一な着磁の強さを均一化させる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の速度検出装置。 - 前記着磁均一化部は、前記相対移動体の一主面上に形成され周囲とは着磁の強さが異なる一つ以上の着磁パターンを消去する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の速度検出装置。
- 磁性体からなる相対移動体の一主面上のそれぞれ別の場所に対して離隔して対向配置され、それぞれが誘起電圧を発生させる2つの誘起電圧発生部と、
前記2つの誘起電圧発生部で発生された各誘起電圧の波形が同一の場合における、各誘起電圧の発生時刻の差と、前記2つの誘起電圧発生部同士の距離と、に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する速度推定部と、を備え、
前記2つの誘起電圧発生部のそれぞれは、
周期的に磁気極性又は磁界強度が変化する磁束を発生させる磁束発生部と、
前記磁束中を移動する前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を検出する複数の磁束検出部と、を有する、速度検出装置。 - 前記速度推定部は、前記相対移動体の一主面上に形成され周囲とは着磁の強さが異なる特定の着磁パターンに前記2つの誘起電圧発生部のそれぞれが対向配置される時間差と、前記2つの誘起電圧発生部の間の距離と、に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する、請求項6に記載の速度検出装置。
- 前記速度推定部は、
前記磁束発生部で磁束を発生させた状態で、前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体の一主面上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を前記複数の磁束検出部にて検出し、検出された誘起電圧に基づいて前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する第1期間と、
前記磁束発生部で磁束を発生させない状態で、前記相対移動体の一主面上の着磁パターンによる誘起電圧が前記2つの誘起電圧発生部で発生される時間差に基づいて、前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する第2期間と、を有する、請求項6又は7に記載の速度検出装置。 - 前記磁束発生部に電流を流す第1期間と、電流を流さない第2期間とを交互に設け、前記速度推定部が前記相対移動体の移動又は回転速度を推定するのに必要な時間長さ以上に前記第1期間を設定する電流制御部を備える、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の速度検出装置。
- 前記速度推定部は、前記第1期間が開始されてから所定時間が経過した後に前記相対移動体の移動又は回転速度を推定する、請求項9に記載の速度検出装置。
- 前記磁束検出部が検出する前記磁束が変化する周波数は、前記相対移動体を備える機器の振動を含めた前記相対移動体の周囲の環境ノイズの周波数帯域とは異なる周波数を有する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の速度検出装置。
- 前記相対移動体の周囲の環境ノイズを検出する環境ノイズ検出部と、
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数を、前記環境ノイズ検出部にて検出された環境ノイズの周波数帯域とは異なる周波数に調整する励磁周波数調整部と、を備える、請求項11に記載の速度検出装置。 - 前記相対移動体は、列車の車輪であり、
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数は、前記列車の振動周波数帯域とは異なる周波数を有する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の速度検出装置。 - 前記相対移動体は、列車のレールであり、
当該速度検出装置は、前記列車に搭載されており、
前記磁束発生部で発生させる前記磁束が変化する周波数は、前記レールに対する前記列車の振動周波数帯域とは異なる周波数を有する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の速度検出装置。 - 前記磁束発生部で発生させる前記磁束の磁気極性又は磁界強度の時間変化は、正弦波波形を有する、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の速度検出装置。
- 前記複数の磁束検出部のうち一部は、前記磁束発生部を挟んで第1方向の両側に配置され、前記複数の磁束検出部のうち前記一部を除く残りは、前記磁束発生部を挟んで前記第1方向に交差する第2方向の両側に配置される、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の速度検出装置。
- 前記磁束発生部は、交流電流に応じて磁束を発生させる励磁コイルであり、
前記複数の磁束検出部は、それぞれ別々の場所に配置され、前記相対移動体の移動又は回転速度に応じて前記相対移動体上に発生される渦電流による磁束に応じた誘起電圧を発生させる複数の検出コイルである、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の速度検出装置。
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