JPH01173875A - 回転速度センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ４既要コ 本発明は回転軸の回転速度を磁気抵抗素子により測定す
る回転速度センサに関し、 磁気抵抗素子を活用して回転軸のゆっくりとした回転の
時も正確に測定できる回転速度センサを提供することを
目的とし、 回転速度を測定すべき回転軸に同軸に取り付けられたハ
ブロータの歯についてその山部と谷部に対向して設けた
永久磁石により磁路を設定し、該磁路から漏洩した磁束
を検出する磁気抵抗素子を具備し、該磁気抵抗素子の出
ノｊにより回転軸の回転速度を測定することで構成する
。

［産業上の利用分野コ 本発明は回転軸の回転速度を磁気抵抗素子により測定す
る回転速度センサに関する。

従来回転軸の回転速度を測定するピンクアップコイル使
用のセンサは自動車の車輪速度検出用として実用化して
いるが、低速において正確な測定を行うことが出来なか
った。そのため回転速度に影響されずに正確な測定の出
来る技術を開発することが要望された。

し従来の技術〕 自動車の走行速度を検出し、アンチスキッドシステムを
作動させるために車軸の回転数を測定することが実用化
されている。第１０図はその概略構成を示す図である。

ハブロータ１はエンジン駆動軸と同軸的に回転するよう
に結合され、例えば７２本の歯２−１　、２−２・・・
を周辺に切っている。ハブロータｌの材質は軟鉄を使用
している。ピックアップコイル３はハブロータ１の歯２
−１．２−２・・・と空隙を有して対向し、コイル内部
には永久磁石とコア４を有している。ピンクアップコイ
ル３を固定し、ハブロータｌを回転させると、コイル・
ロータ間の空隙が大小に変化することにより、永久磁石
による磁束φが時間的に変化してピックアップコイルに
交流電圧が発生する。この電圧はｄφ／ｄｔの式で与え
られる。この交流電圧はロータの回転即ち自動車の走行
速度に比例した周波数変化を有するからピンクアップコ
イル３の出力を周波数・電圧変換を行うことなどにより
走行速度を直読できる。第１１図はピックアップコイル
３の出力を示す図で、実線は高速の場合、点線は低速の
場合である。以上の構成についての参考文献は志賀など
著「カーエレクトロニクス」１２６頁、山海党利　であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 第１１図から判るように低速回転している軸の回転速度
は交流振幅が小さくなり、例えば自動車でいって５ｋｍ
／ＩＩ以下の速度は不正確な値を検出するか、測定不可
能ともなる。これは動作原理上対処できないことである
。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、磁気抵抗素子を活
用して回転軸のゆっくりとした回転のときも正確に測定
できる回転速度センサを提供することにある。

［問題点を解決するための手段コ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１はハブロータ、２−１．２−２−　はハブロー
タの歯、５は歯の山部、６は歯の谷部、７は永久磁石、
８は磁路、９は磁気抵抗素子、１０は回転軸を示す。

本発明は下記の構成としている。即ち、回転速度を測定
すべき回転軸ＩＯに同軸に取り付けられたハブロータ１
の歯２−１　、２−２−−についてその山部５と谷部６
に対向して設けた永久磁石７により磁路８を設定し、該
磁路８から漏洩した磁束を検出する磁気抵抗素子９を具
備し、該磁気抵抗素子９の出力により回転軸１０の回転
速度を測定することである。

［作用］ 第１図に示す構成において、永久磁石７．７の間は磁路
８と示す部分とハブロータ１の歯部２−１゜２−２・−
を介して設定される。そのため両磁石７゜７間に配置し
た磁気抵抗素子９において、磁路８とハブロータとを経
由している磁路の一部から漏洩した磁束を検出する。そ
して検出１８号端子から出力を得て回転速度検出信号と
する。ハブロータ１が軸１０により回転するとき、磁気
抵抗素子９から見た磁束は変化するので、素子９の磁気
抵抗即ち検出信号端子における出力も変化する。そのと
き磁気抵抗素子９とハブロータ１の歯の山部５とが直ぐ
対向するとき磁気抵抗が少なく、歯の谷部６は対向する
とき磁気抵抗が大となる。磁気抵抗素子の検出信号端子
からの出力変化により回転速度を求めることができる。

そのとき出力変化は回転速度に対応して周波数変化とし
て検出でき、振幅の変化はないため、回転速度が遅い場
合も緩やかな周波数変化として正確に検出できる。

［実施例１ 第２図は本発明の第１実施例の構成を示す図である。第
２図において、永久磁石７はハブロータ側の磁極を７ａ
、７ｂ：　７ｃ、７ｄのように二股に分割し、分割され
た４Ｉｔ極がそれぞれハブロータの歯の山、谷部と対向
するように歯のピンチ分離れて着磁されている。磁気抵
抗素子９は磁路８の中間位置８Ａ（両永久磁石７．７の
中央位置とは限らない）において磁路の空隙部または切
断部を設けて配置することができる。永久磁石の間の磁
路８は例えば軟鉄で構成する。そして磁気抵抗素子９は
、第３図に示すように例えば４個の素子をブリッジ接続
したものを使用する。第３図において、各素子は基板１
１の上に薄膜技術により蒸着したものである。そしてパ
ット１２−１〜１２−４により端子を引き出してブリッ
ジ接続し、直流電圧源１３から直流が給電される。磁気
抵抗素子群９を１ｌＴＩ過する磁束が変化すると直流抵
抗が変化し、ブリッジの平衡が崩れ、端子１４から交流
信号を取り出すことができる。次に増幅器１５で増幅す
る。

なおこの実施例において、ハブロータの歯を二股に分割
して設けることは、自動車の速度検出用に使用する場合
など振動が与えられる所において、一方の分割歯が欠１
員しても回転速度を検出することに影響を与えないよう
に準備している。

第４図はハブロータを例えば右方向に回転させたときの
出力信号を、横軸に時間をとって示す図である。時刻ｔ
０以前はハブロータが略一定速度で回転していたため、
振幅は例えば７０ｍＶで一定していたが、時刻ｔ０以後
において停止に近づいたため、振幅は変わらず、繰り返
し周波数が緩やかに変化していることが判る。

第５図は本発明の第２実施例の構成を示す図である。第
５図において、１６−１．１６−２はそれぞれ磁気抵抗
素子を使用する信号検出回路を示す。また１６−３は信
号合成回路を示し、２個の信号検出回路の出力を合成す
る回路である。そのとき各磁気抵抗素子からの信号は和
算し、且つ外部の地磁気など外乱磁界に対しては差動増
幅させるものである。

回路１６−３を使用することにより、所望の検出信号の
み゛を人出力で取り出すことができる。

第６図は本発明の第３実施例として磁路を磁石そのもの
で構成することである。単一の永久磁石で磁路が構成で
きるので簡易になる。

また第７図は本発明の第４実施例として、永久磁石の先
端部に二股に分割したヨークをかふせる構成としたこと
である。永久磁石の材質は衝撃により直ぐ破損するため
、磁性材料の金属で先端部を構成しておく。

第６図・第７図において、磁気抵抗素子の動作について
効果上大きな差は生じない。

次に第８図は第４図に示す出力信号について、ハブロー
タの正方向回転を一旦停止させ、次に回転方向を逆転さ
せるときの出力信号の振幅を示す図である。このように
段差を生じることは永久磁石７の磁極と対向したハブロ
ータの歯がＮまたはＳ極に着磁して磁気抵抗素子９に接
近したり、離れることが、回転方向を逆にすると逆方向
に起こるためである。これを補正することは電気的回路
によっては極めて不十分であった。そのため第９図の第
５実力缶例に示すように２つの永久磁石の着磁方向をハ
ブロータの歯に対して互いに同極性とする。そのときは
ハブロータの歯の着磁が何処でも同じ極性となるため、
ハブロータの回転方向により出力信号の大きさに段差を
生じない。

［発明の効果コ このようにして本発明によると、磁気抵抗素子を使用し
ハブロータの回転速度を漏洩磁束の変化に換算して検出
するから、ゆっくりとした回転速度の場合も交流信号の
繰り返し周波数変化として正確に測定できる。磁石間の
磁路が閉磁路であるから磁気的に安定であり、磁気抵抗
素子のための漏洩磁束も同様に安定であり、容易に検出
の感度を高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の第１実施例の構成を示す図、第３図は
第１実施例における磁気抵抗素子の例を示す図、 第４図は第２図に示す例の出力信号を示す図、第５図・
第６図・第７図は本発明の第２・第３・第４実施例の構
成を示す図、 第８図は第４図に示す出力信号についてハブロータの回
転を逆転したときの変化を示す図、第９図は本発明の第
５実施例の構成を示す図、第１Ｏ図は従来装置の構成を
示す図、 第１１図は第１０図による出力波形図である。 １−ハブロータ　　　　２−Ｌ２−２−歯３−ピンクア
ップコイル ４−永久磁石とコイル ５−山部　　　　　６−谷部 ７・・−永久磁石　　　８−磁路 ９・・・磁気抵抗素子　　１〇−回転軸特許出願人　　
　　冨士通株式会社 代　理　人　　弁理士　　鈴木栄祐 本発明の原理＃Ｉへ図 第１図 第１笑先例 第２図 第３図 センサ出力の仲り 第４図 １ハブロータ 第５図 ′１１３突１列 第６図 第４１！ｐ例 第７図 時間 第８図 第５％’贋Ｉ刈 第９図 ハフ゛′０−夕 従来の同上Ｍ本センタ 第１０図 層形図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　回転速度を測定すべき回転軸（１０）に同軸に取り付
   けられたハブロータ（１）の歯（２−１）（２−２）・
   ・・について、その山部（５）と谷部（６）に各対向し
   て設けた永久磁石（７）、（７）により磁路（８）を設
   定し、該磁路（８）から漏洩した磁束を検出する磁気抵
   抗素子（９）を具備し、 該磁気抵抗素子（９）の出力により回転軸（１０）の回
   転速度を測定すること を特徴とする回転速度センサ。