JPH0342514A - 回転位置検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転位置検出装置に関し、特に磁気検出素子を
使用した回転位置検出装置に関する。

［従来の技術］ 無接触で回転体の回転位置を検出する装置が提案されて
おり、このうち、ホール素子等の磁気検出素子を使用し
たものが、コンパクトで大きな出力信号が得られる点で
多用されつつある。

その−例が米国特許４，５０６，２１７号に開示されて
おり、その概略を第５図に示す。図において、エンジン
クランクシャフト等の回転体に装着された回転板１の周
面には、周方向へ等間隔で回転標識としての凸部１１と
四部■２が交互に形成され、一方、上記周面に対向せし
めて基板６が配設されて、該基板６には、上記周方向の
両端部に磁気検出素子２Ａ、２Ｂがそれぞれ形成しであ
る。この磁気検出素子２Ａ、２Ｂの間隔は、上記凸部１
１のピッチの約半分としである。

上記基板６の中央部には信号処理回路３が形成してあり
、該回路３は、上記磁気検出素子２Ａ、２Ｂの出力信号
を入力してその差の正負を検出するものである。基板６
の背後には磁石体４が配設してあり、該磁石体４からの
磁界が上記各磁気検出素子２Ａ、２Ｂを通って回転板１
周面に至っている。

回転板１が回転すると、上記凸部１１と凹部１２が基板
４の前方近接位置を順次通過するが、−方の磁気検出素
子２Ａの直前を凸部１１が通過している時に、他方の磁
気検出素子２Ｂの直前は四部１２が通過しており、凸部
１１に近い位置では磁束密度が大きい故に、磁気検出素
子２Ａの出力信号は磁気検出素子２Ｂのそれに比してレ
ベルが高い。このレベルの差は、回転板１の回転により
各磁気検出素子２Ａ、２Ｂ直前を通過する凸部ｌｌと四
部１２が入れ替わると、反転する。

この様な構成とすることにより、大きな素子出力を得る
ことができるとともに温度補償も可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の回転位置検出装置では、磁気検出
素子の間隔を回転板凸部のピッチの半分程度に設定して
おかないと、一方の素子の直前を凸部が通過する際に他
方の素子の直前を凹部が通過するようにはならず、良好
な作動が得られない。

したがって、回転板凸部のピッチが変更されると、これ
に応じて磁気検出素子の間隔を変える必要があり、例え
ばエンジンタイプに応じて種々の基板を準備する必要が
ある。

また、第６図に示す如く、回転板凸部（ないし凹部〉の
ピッチが一定でない場合には、図の鎖線で示すように磁
気検出素子のいずれにも凸部（ないし凹部）が位置する
ことがあり、やはり良好な作動が期待できない。

本発明はかかる課題を解決するもので、回転板の回転標
識のピッチが一定でなく、あるいは、そのピッチ仕様が
変更された場合にも、同一検出部で常に良好な回転位置
検出をなすことが可能な回転位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の詳細な説明すると、回転位置検出装置は、磁性
体よりなる回転板１（第１図〉の周面を、平行に周方向
へ延びる一対のトラック１？ｌ、１ｂに区画し、一方の
トラック１ａは所定間隔で交互に凸部１１と凹部１２を
形成するとともに、他方のトラック１ｂは、上記一方の
トラック１ａの凸部１１に対応せしめて凹部１２を、凹
部１２に対応せしめて凸部１１をそれぞれ形成し、かつ
上記各トラック１ａ、１ｂに対向せしめて磁気検出素子
２Ａ、２Ｂを設けるとともに、これら磁気検出素子２Ａ
、２Ｂの背後に、各磁気検出素子２Ａ、２Ｂを通って上
記回転板１の周面に至る磁界を形成する磁石体４を設け
、かつ上記各磁気検出素子２Ａ、２Ｂの出力信号の差の
正負の反転を検出する信号検出回路３を設けたものであ
る。

また、他の構成の回転位置検出装置は、平行に周方向へ
延びる上記一対のトラック１ａ、１ｂ（第４図〉の一方
に所定間隔で交互にＮ極１３とＳ極１４を形成するとと
もに、他方のトラックｌｂには、上記一方のトラック１
ａのＮ極１３に対応せしめてＳ極１４を、Ｓ極１４に対
応せしめてＮ極１３をそれぞれ形成し、かつ上記各トラ
ック１ａ、１ｂに対向せしめて磁気検出素子２Ａ、２Ｂ
を設けるとともに、これら磁気検出素子２Ａ、２Ｂの出
力信号の差の正負の反転を検出する信号検出回路３を設
けたものである。

［作用］ 上記構成の装置において、回転板１の回転に伴い、各ト
ラック１ａ、１ｂ上の凸部１１および凹部１２が交互に
、それぞれこれに対向する各磁気検出素子２Ａ、２Ｂの
前を通過し、凸部１１が通過している磁気検出素子２Ａ
の出力信号レベルは高く、四部１２が通過している磁気
検出素子２Ｂの出力信号レベルは低い。そして、一方の
磁気検出素子２Ａの前を凸部１１が通過している場合に
は、他方の磁気検出素子２Ｂの前は必ず凹部１２が通過
しており、この関係は凸部１１（ないし四部１２〉のピ
ッチが変わっても変化せず、したがって、ピッチ仕様が
変更され、あるいはピッチが一定でない場合にも常に良
好な出力信号が得られ、該信号の差の正負の反転を検出
することにより上記回転板１の回転位置が確実に検出さ
れる。

上記凸部１１と四部１２に代えて、回転板１の周面にＮ
極１３とＳ極１４を形成した場合には、各磁気検出素子
２Ａ、２Ｂを通過する磁界の方向が交互に変化し、これ
によっても、回転板ｌの回転に伴って上記各出力信号の
差の正負が反転して、回転板１の回転位置が知られる。

この構成によれば、磁界を形成するための磁石体４を必
要としない。

［第１実施例］ 第１図において、円形の回転板ｌは中心を同格の例えば
エンジンクランクシャフトに連結されて回転する。回転
板ｌの周面は上下に区画されて、隣接して周方向へ延び
る一対のトラックｌａ、１ｂとなっており、トラックｌ
ａには、径方向外方へ突出する周方向一定長の凸部１１
と、これら凸部１１の間に凹部１２が交互に形成しであ
る。また、トラック１ｂには上記［・ラック１ａの凸部
↓１に隣接せしめて同長の凹部１２が、凹部１２に隣接
せしめて同長の凸部１１がそれぞれ交互に形成しである
。

上記回転板ｌの周面に近接対向せしめて半導体基板６が
配設してあり、該基板６には回転板１周面に対向する面
の上下位置に、それぞれホール素子等の磁気検出素子２
Ａ、２Ｂが形成されて上記各トラックｌａ、ｌｂに対向
している。

上記基板６の中央部には詳細を後述する信号検出回路３
が形成してあり、該検出回路３の出力信号は外部のエン
ジン制御回路５へ入力している。

上記基板６の背後には板状の磁石体４が設けられ、上記
各磁気検出素子２Ａ、２Ｂを通って基板１外周に向かう
磁界を形成している。

第２図に上記信号検出回路３の構成を示し、上記再磁気
検出素子２Ａ、２Ｂの出力信号を入力する差動増幅器３
１．該増幅器３１の出力を整形する波形整形回路３２、
および出力トランジスタ３３より構成されている。

上記構成の回転位置検出装置において、回転板■が回転
すると、各磁気検出素子２Ａ、２Ｂの直前を凸部１１と
凹部■２が交互に通過する。そして、磁気検出素子２Ａ
の前を凸部１１が通過する場合には磁気検出素子２Ｂの
前は必ず凹部１２が通過し、磁気検出素子２Ａの前を凹
部１２が通過する場合には磁気検出素子２Ｂの前は必ず
凸部１１が通過する。

磁気検出素子２Ａを通る磁束の密度は、凸部１１が近接
している場合に大きくなるから、上記再磁気検出素子２
Ａ、２Ｂの出力信号レベルは一方が他方に対して交互に
高くなる。しかして、差動増幅器３１の出力は、回転板
凸部１１および凹部１２の通過に伴い交互に正負が反転
し、波形整形回路３２を経てトランジスタ３３を０Ｎ−
ＯＦＦ作動せしめる。トランジスタ３３の出力パルスは
エンジン制御回路５へ入力し、この回転情報よりエンジ
ン制御等がなされる。

上記構造によれば、凸部１■の設置数が変更されてその
ピッチが変わっても、磁気検出素子２Ａ、２Ｂの一方に
は凸部１１が、他方には四部■２が必ず対向するから、
常に確実な回転位置検出が可能である。

［第２実施例］ 第３図においては、回転板トラック１ａの凸部１１の長
さは一定でなく、これら凸部１１に隣接対応するトラッ
ク１ｂの凹部１２の長さも同様に異なっている。かかる
場合にも、一方の磁気検出素子２Ａが凸部１１に対向し
ている場合には、他方の磁気検出素子２Ｂは必ず凹部１
２に対向するから、上記第１実施例と同様に、確実な回
転位置検出が可能である。

［第３実施例］ 第４図においては、上記各実施例の凸部■１と四部１２
に代えて、回転板１周面の各トラック１ａ、１ｂに磁極
’７）Ｎ極１３とＳ極１４を交互に形成するとともに、
トラックｌａのＮ極１３にはトラック１ｂに同長のＳ極
１４を隣接形成し、Ｓ極１４にはＮ極１３を隣接形威し
である。

かかる構造において、回転板１が回転すると、各磁気検
出素子２Ａ、２Ｂの前をＮ極１３とＳ極１４が交互に通
過し、この通過に伴って各磁気検出素子２Ａ、２Ｂを通
過する磁界の方向が変化して、その出力信号の正負が変
わる。しかして、上記出力信号の差を演算する差動増幅
器３１（第２図〉の出力信号は、各磁極１３．１４の通
過毎に正負が反転し、回転情報が得られる。

本実施例によれば、上記各実施例と同様の効果があると
ともに、磁石体４を別体に設ける必要がない。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の回転位置検出装置によれば、回転
板に設けた回転標識としての凸部ないし四部や磁極のピ
ッチ仕様が変更された場合にも、磁気検出部に何等変更
を加えることなく確実な回転位置検出が可能であり、ま
た、上記凸部等のピッチが一定でない場合にも回転位置
検出を良好になすことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は装置の概略斜視図、第２図は信号検出回路の回路図
、第３図および第４図はそれぞれ本発明の第２および第
３実施例を示す装置の概略斜視図、第５図および第６図
は従来例を示し、第５図は装置の要部斜視図、第６図は
装置の要部概略側面図である。 １・・・回転板 １ａ、１ｂ・・・トラック １１・・・凸部 １２・・・凹部 １３．１４・・・磁極 ２Ａ、２Ｂ・・・磁気検出素子 ３・・・信号検出回路 ３１・・・差動増幅器 第２回 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体よりなる回転板の周面を、平行に周方向へ
   延びる一対のトラックに区画し、一方のトラックには所
   定間隔で交互に凸部と凹部を形成するとともに、他方の
   トラックには、上記一方のトラックの凸部に対応せしめ
   て凹部を、凹部に対応せしめて凸部をそれぞれ形成し、
   かつ上記各トラックに対向せしめて磁気検出素子を設け
   るとともに、これら磁気検出素子の背後に、各磁気検出
   素子を通って上記回転板周面に至る磁界を形成する磁石
   体を設け、かつ上記各磁気検出素子の出力信号の差の正
   負の反転を検出する信号検出回路を設けたことを特徴と
   する回転位置検出装置。
2. （２）回転板の周面を、平行に周方向へ延びる一対のト
   ラックに区画し、一方のトラックには所定間隔で交互に
   磁極のＮ極とＳ極を形成するとともに、他方のトラック
   には、上記一方のトラックのＮ極に対応せしめてＳ極を
   、Ｓ極に対応せしめてＮ極をそれぞれ形成し、かつ上記
   各トラックに対向せしめて磁気検出素子を設けるととも
   に、これら磁気検出素子の出力信号の差の正負の反転を
   検出する信号検出回路を設けたことを特徴とする回転位
   置検出装置。