JPH05281244A - Detecting device of rotation - Google Patents
Detecting device of rotationInfo
- Publication number
- JPH05281244A JPH05281244A JP7718092A JP7718092A JPH05281244A JP H05281244 A JPH05281244 A JP H05281244A JP 7718092 A JP7718092 A JP 7718092A JP 7718092 A JP7718092 A JP 7718092A JP H05281244 A JPH05281244 A JP H05281244A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation
- shaft member
- phase difference
- magnetic
- rotary shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の動力伝達軸
のような回転軸部材の回転状態を検出する回転検出装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation detecting device for detecting a rotating state of a rotary shaft member such as a power transmission shaft of an automobile.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】回転
軸部材の回転状態、例えば回転速度を検出する手段とし
て、従来より、磁気式エンコーダ(例えば特開昭62-239
031 号公報)や光学式エンコーダなどが知られている。
このうち磁気式エンコーダは回転軸部材に磁気の目盛り
により予め円周を所定の数に分割しておき、これをもと
に回転速度を算出するようになっている。この場合、回
転速度の検出範囲や精度は分割数(磁気ピッチ数)およ
び分割する精度に大きく依存する。例えば、一周当たり
のピッチ数が少ないと回転速度の検出範囲、精度が落
ち、回転軸部材の微小な回転変動を検出するのに適さな
い場合がある。これに対し、磁気ピッチ数を増やそうと
した場合にも、エンコーダの大きさや磁気ピッチを形成
する磁気記録層の性能等によって自ずと限界がある。ま
た、磁気ピッチを形成するためには、極めて高い精度の
磁気記録手段、着磁手段を用いなければならない。従来
の方式では、磁気ピッチ長より小さい精度をかせぐため
に、エンコーダの検出信号を内挿し電気的に分割する手
法を用いているため、非常に構成が複雑になっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic encoder (for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 62-239) has been used as means for detecting the rotational state of a rotary shaft member, for example, the rotational speed.
No. 031) and optical encoders are known.
Among them, the magnetic encoder is configured such that the circumference of the rotary shaft member is divided into a predetermined number in advance by a magnetic scale, and the rotation speed is calculated based on this. In this case, the detection range and accuracy of the rotation speed largely depend on the number of divisions (the number of magnetic pitches) and the division accuracy. For example, if the number of pitches per revolution is small, the detection range and accuracy of the rotation speed may deteriorate, and it may not be suitable for detecting minute rotation fluctuations of the rotary shaft member. On the other hand, even if an attempt is made to increase the number of magnetic pitches, there is a limit naturally due to the size of the encoder, the performance of the magnetic recording layer forming the magnetic pitch, and the like. Further, in order to form the magnetic pitch, it is necessary to use magnetic recording means and magnetizing means with extremely high accuracy. In the conventional method, in order to obtain accuracy smaller than the magnetic pitch length, a method of interpolating the detection signal of the encoder and electrically dividing it is used, and therefore the configuration is very complicated.
【0003】また、回転軸部材に作用するトルクを検出
する手段として、従来より、回転軸部材上に磁気エンコ
ーダを2つ設けて、その信号位相差からトルクを検出す
るものが知られているが、このような構成とした場合に
も、エンコーダの磁気分割数、分割精度によりその検出
精度と検出範囲が限られてしまう。磁気記録・再生手段
により、磁気ピッチ数を状況に応じて書き換えるような
方法をとる場合にも、その書換え時の記録精度が大きな
問題となっている。Further, as a means for detecting the torque acting on the rotary shaft member, there has been conventionally known one in which two magnetic encoders are provided on the rotary shaft member and the torque is detected from the signal phase difference between them. Even in such a configuration, the detection accuracy and the detection range are limited due to the number of magnetic divisions of the encoder and the division accuracy. Even when the method of rewriting the number of magnetic pitches according to the situation by the magnetic recording / reproducing means is adopted, the recording accuracy at the time of rewriting becomes a big problem.
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、回転軸部材の回転状態を精度よくかつ
簡易に検出することができる回転検出装置を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotation detecting device capable of accurately and easily detecting the rotation state of a rotary shaft member. Is.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る回転検出装
置は、磁気記録ヘッドに所定周波数の記録信号を出力
し、これによって磁気記録層に記録された位置信号を磁
気再生ヘッドを介して逐次再生し、この再生信号と上記
記録信号との位相差検出を行う構成とすることにより、
上記位相差を利用した回転状態検出を可能ならしめ、こ
れにより上記目的達成を図るようにしたものである。A rotation detecting device according to the present invention outputs a recording signal of a predetermined frequency to a magnetic recording head, whereby position signals recorded on a magnetic recording layer are sequentially transmitted through a magnetic reproducing head. By playing back and detecting the phase difference between the playback signal and the recording signal,
The rotation state detection utilizing the phase difference is made possible, thereby achieving the above object.
【0006】すなわち、請求項1に記載したように、回
転軸部材の周面部に形成された磁気記録層と、この磁気
記録層と対向するように前記回転軸部材の周面に近接し
て該回転軸部材の周方向に所定角度をおいて配置された
磁気記録ヘッドおよび磁気再生ヘッドと、前記回転軸部
材が回転しているとき、前記磁気記録ヘッドに所定周波
数の記録信号を出力する記録手段と、この記録手段によ
り前記磁気記録ヘッドを介して前記磁気記録層に記録さ
れた位置信号を前記磁気再生ヘッドを介して逐次再生す
る再生手段と、この再生手段により再生された再生信号
と前記記録信号との位相差を検出する位相差検出手段
と、を備えてなることを特徴とするものである。That is, as described in claim 1, the magnetic recording layer formed on the peripheral surface portion of the rotary shaft member and the magnetic recording layer close to the peripheral surface of the rotary shaft member so as to face the magnetic recording layer. A magnetic recording head and a magnetic reproducing head arranged at a predetermined angle in the circumferential direction of the rotary shaft member, and recording means for outputting a recording signal of a predetermined frequency to the magnetic recording head when the rotary shaft member is rotating. Reproducing means for sequentially reproducing position signals recorded on the magnetic recording layer by the recording means via the magnetic recording head, and reproducing signals reproduced by the reproducing means and the recording means. And a phase difference detecting means for detecting a phase difference with the signal.
【0007】上記「回転軸部材の周面部に形成された磁
気記録層」は、回転軸部材の周面上に塗布あるいはプラ
ズマ溶射等により形成された磁気記録層であってもよい
ことはもちろんであるが、回転軸部材自体を磁気記録可
能な材質(磁性材料)とすることにより構成される磁気
記録層であってもよい。The "magnetic recording layer formed on the peripheral surface of the rotary shaft member" may be a magnetic recording layer formed by coating or plasma spraying on the peripheral surface of the rotary shaft member. However, the rotating shaft member itself may be a magnetic recording layer formed by using a magnetically recordable material (magnetic material).
【0008】[0008]
【発明の作用および効果】上記構成に示すように、回転
軸部材が回転しているとき、磁気記録ヘッドに所定周波
数の記録信号を出力し、これによって磁気記録層に記録
された位置信号を磁気再生ヘッドを介して逐次再生し、
この再生信号と上記記録信号との位相差を検出するよう
になっているので、この位相差を利用した回転状態検出
が可能となる。As described above, when the rotary shaft member is rotating, a recording signal of a predetermined frequency is output to the magnetic recording head, and the position signal recorded on the magnetic recording layer is magnetically recorded. Play sequentially through the playhead,
Since the phase difference between the reproduction signal and the recording signal is detected, it is possible to detect the rotation state using this phase difference.
【0009】すなわち、回転軸部材の回転に対して常に
位置信号(磁気ピッチ)が書き換えられることになるの
で、低回転時では磁気ピッチは細かく高回転時では粗く
なり、回転変動がある場合はその変動に応じたピッチむ
らで記録されることとなり、その磁気ピッチを即時に検
出することで回転の状態を検出することができる。That is, since the position signal (magnetic pitch) is constantly rewritten with respect to the rotation of the rotary shaft member, the magnetic pitch becomes fine at low rotation and coarse at high rotation, and if there is fluctuation in rotation, Since the pitch irregularity is recorded according to the fluctuation, the state of rotation can be detected by immediately detecting the magnetic pitch.
【0010】したがって、例えば、請求項2に記載した
ように、上記位相差検出手段により検出された位相差に
基づいて回転軸部材の回転速度を算出するように構成す
れば、従来のように予め高精度の磁気ピッチを形成する
ことを必要とすることなく、回転速度を精度良く検出す
ることができる。Therefore, for example, if the rotation speed of the rotary shaft member is calculated on the basis of the phase difference detected by the phase difference detecting means as described in claim 2, as in the conventional case, the rotation speed is previously calculated. The rotation speed can be accurately detected without the need to form a highly accurate magnetic pitch.
【0011】また、請求項3に記載したように、記録信
号の周波数を回転軸部材の回転速度に比例した周波数に
設定すれば、回転速度が一定のときにはその大小にかか
わらず上記位相差を一定とすることができるので、請求
項4に記載したように、位相差検出手段により検出され
た位相差に基づいて該位相差の変化率を算出し、この位
相差変化率に基づいて回転軸部材の回転速度変化率を算
出するようにすれば、従来のように予め高精度の磁気ピ
ッチを形成することを必要とすることなく、微小回転変
動を精度良く検出することができる。When the frequency of the recording signal is set to a frequency proportional to the rotation speed of the rotary shaft member, the phase difference is constant regardless of the magnitude of the rotation speed when the rotation speed is constant. Therefore, as described in claim 4, the change rate of the phase difference is calculated based on the phase difference detected by the phase difference detecting means, and the rotating shaft member is calculated based on the phase difference change rate. If the rotational speed change rate is calculated, it is possible to accurately detect a minute rotational fluctuation without the need to previously form a highly accurate magnetic pitch as in the conventional case.
【0012】さらに、請求項5に記載したように、回転
軸部材の軸線方向に所定間隔をおいて請求項1記載の回
転検出装置を1対設け、その各々から検出された位相差
に基づいて回転軸部材に作用するトルクを算出するよう
にすれば、従来のように予め高精度の磁気ピッチを形成
することを必要とすることなく、トルクを精度良く検出
することができる。Further, as described in claim 5, a pair of rotation detecting devices according to claim 1 are provided at a predetermined interval in the axial direction of the rotary shaft member, and based on the phase difference detected from each of them. If the torque acting on the rotary shaft member is calculated, the torque can be accurately detected without the need to previously form a highly accurate magnetic pitch as in the conventional case.
【0013】このように、本発明によれば、回転軸部材
の回転状態を精度よくかつ簡易に検出することができ
る。As described above, according to the present invention, the rotational state of the rotary shaft member can be detected accurately and easily.
【0014】[0014]
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0015】図1は、本発明に係る回転検出装置の第1
実施例を示す概要構成図であり、図2は、そのII方向矢
視図である。FIG. 1 shows a first rotation detecting device according to the present invention.
It is a schematic block diagram which shows an Example, and FIG. 2 is the II direction arrow view.
【0016】この回転検出装置は、回転軸部材10(例
えば自動車用自動変速機の出力軸)の回転速度を検出す
る装置であって、回転軸部材10の外周面上にリング状
に形成された磁気記録層12と、この磁気記録層12と
対向するように回転軸部材10の外周面に近接して該回
転軸部材10の周方向に所定角度θをおいて配置された
磁気記録ヘッド14aおよび磁気再生ヘッド14bと、
回転軸部材10が回転しているとき、磁気記録ヘッド1
4aに一定周波数f(=ωt)の記録信号Eを出力する
記録回路16(記録手段)と、この記録回路16により
磁気記録ヘッド14aを介して磁気記録層12に記録さ
れた位置信号を磁気再生ヘッド14bを介して再生する
再生回路18(再生手段)と、この再生回路18により
再生された再生信号E′と記録信号Eとの位相差φを検
出する位相差検出回路20(位相差検出手段)と、この
位相差φに基づいて、回転軸部材10の回転速度Nを算
出する回転速度演算回路22(回転速度算出手段)とを
備えてなっている。This rotation detecting device is a device for detecting the rotation speed of the rotary shaft member 10 (for example, the output shaft of an automatic transmission for automobiles), and is formed in a ring shape on the outer peripheral surface of the rotary shaft member 10. The magnetic recording layer 12 and the magnetic recording heads 14a arranged at a predetermined angle θ in the circumferential direction of the rotary shaft member 10 so as to face the magnetic recording layer 12 and close to the outer peripheral surface of the rotary shaft member 10; A magnetic reproducing head 14b,
When the rotary shaft member 10 is rotating, the magnetic recording head 1
A recording circuit 16 (recording means) for outputting a recording signal E having a constant frequency f (= ωt) to 4a, and a position signal recorded by the recording circuit 16 on the magnetic recording layer 12 via the magnetic recording head 14a is magnetically reproduced. A reproducing circuit 18 (reproducing means) for reproducing through the head 14b, and a phase difference detecting circuit 20 (phase difference detecting means) for detecting a phase difference φ between the reproduced signal E ′ reproduced by the reproducing circuit 18 and the recording signal E. ) And a rotation speed calculation circuit 22 (rotation speed calculation means) for calculating the rotation speed N of the rotary shaft member 10 based on the phase difference φ.
【0017】上記各磁気記録層12は、例えば、エポキ
シ系などの樹脂バインダ中にフェライトなどの磁気粉末
を分散させた磁気塗料を、回転軸部材10の外周面上に
リング状に塗布することにより、あるいは、金属コバル
ト膜をリング状にメッキすることにより形成することが
できる。Each of the magnetic recording layers 12 is formed by applying a magnetic coating in which magnetic powder such as ferrite is dispersed in a resin binder such as epoxy resin in a ring shape on the outer peripheral surface of the rotary shaft member 10. Alternatively, it can be formed by plating a metal cobalt film in a ring shape.
【0018】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0019】上記位相差φは、次式(1)で表わされ
る。The phase difference φ is expressed by the following equation (1).
【0020】 φ=(fθ/(2πN))・2π (rad) (1) すなわち、位相差φは、記録信号Eの周波数fと磁気記
録ヘッド14aおよび磁気再生ヘッド14bの配置角度
θとに比例し、回転軸部材10の回転速度Nに反比例す
る。したがって、fおよびθを適当な値に設定すること
により、回転速度検出を必要とする範囲内の回転速度を
精度良く検出することができる。Φ = (fθ / (2πN)) · 2π (rad) (1) That is, the phase difference φ is proportional to the frequency f of the recording signal E and the arrangement angle θ of the magnetic recording head 14a and the magnetic reproducing head 14b. However, it is inversely proportional to the rotation speed N of the rotary shaft member 10. Therefore, by setting f and θ to appropriate values, it is possible to accurately detect the rotational speed within the range that requires the rotational speed detection.
【0021】例えば、上記両ヘッド14a、14bの配
置角度θをπ/2とし、記録信号Eの周波数fを1kH
z(正弦波)とし、回転軸部材10の回転方向を、図1
に示す矢印方向、すなわち、磁気記録ヘッド14aから
磁気再生ヘッド14bの方向とする。For example, the arrangement angle θ of both the heads 14a and 14b is π / 2, and the frequency f of the recording signal E is 1 kHz.
z (sinusoidal wave), the rotation direction of the rotary shaft member 10 is shown in FIG.
The arrow indicates the direction, that is, the direction from the magnetic recording head 14a to the magnetic reproducing head 14b.
【0022】このとき回転軸部材10の回転速度をN
(rps)とすれば、再生信号E′は記録信号Eに対し
て、(1)式より φ=(250/N)・2π (rad) (2) だけ位相が進むことになる。At this time, the rotation speed of the rotary shaft member 10 is set to N
(Rps), the reproduced signal E'has a phase advanced from the recorded signal E by φ = (250 / N) · 2π (rad) (2) from the equation (1).
【0023】したがって、回転速度Nに対する(2)式
の括弧内の値は図3に示すようになる。検出しようとす
る回転速度Nが10rps(600rpm)付近の回転
速度であると仮定すると、図3より、回転速度で約0.
4rps(24rpm)の変化で位相ずれ量が1周期分
変化する。位相差検出回路31の感度を1周期(0〜2
π)でフルスケールになるように設定すれば回転速度1
0rps(600rpm)に対して、4%の回転変動が
フルスケールで検出できることになる。図4は、実際の
電動機に本実施例の構成を適用して、回転速度10rp
s(600rpm)付近の回転変動を計測した例を示
す。軸の1回転当たり、4周期の変動を示している。こ
れは電動機の極数が4極であることから正確な回転変動
を計測していることを表わしている。Therefore, the value in parentheses of the expression (2) for the rotation speed N is as shown in FIG. Assuming that the rotation speed N to be detected is about 10 rps (600 rpm), from FIG. 3, the rotation speed is about 0.
The phase shift amount changes by one cycle with a change of 4 rps (24 rpm). The sensitivity of the phase difference detection circuit 31 is set to one cycle (0 to 2
Rotation speed 1 if set to full scale with π)
With respect to 0 rps (600 rpm), 4% rotation fluctuation can be detected in full scale. In FIG. 4, the configuration of this embodiment is applied to an actual electric motor, and the rotation speed is 10 rp.
An example of measuring the rotation fluctuation around s (600 rpm) is shown. A variation of 4 cycles per one rotation of the shaft is shown. This means that the rotational fluctuation is accurately measured because the number of poles of the electric motor is four.
【0024】以上詳述したように、回転軸部材10が回
転しているとき、磁気記録ヘッド14aに所定周波数の
記録信号Eを出力し、これによって磁気記録層12に記
録された位置信号を磁気再生ヘッド14bを介して逐次
再生し、この再生信号E′と上記記録信号Eとの位相差
φを検出するようになっているので、この位相差φを利
用した回転検出が可能となる。As described in detail above, when the rotary shaft member 10 is rotating, the recording signal E having a predetermined frequency is output to the magnetic recording head 14a, whereby the position signal recorded on the magnetic recording layer 12 is magnetically recorded. Since the phase difference φ between the reproduction signal E ′ and the recording signal E is detected by sequentially reproducing through the reproduction head 14b, it is possible to detect the rotation using the phase difference φ.
【0025】すなわち、回転軸部材10の回転に対して
常に位置信号(磁気ピッチ)が書き換えられることにな
るので、低回転時では磁気ピッチは細かく高回転時では
粗くなり、回転変動がある場合はその変動に応じたピッ
チむらで記録されることとなり、その磁気ピッチを即時
に検出することで回転の状態を検出することができる。That is, since the position signal (magnetic pitch) is constantly rewritten with respect to the rotation of the rotary shaft member 10, the magnetic pitch is fine at low rotation and coarse at high rotation, and if there is rotation fluctuation. Recording is performed with pitch unevenness corresponding to the fluctuation, and the state of rotation can be detected by immediately detecting the magnetic pitch.
【0026】したがって、上記位相差φに基づいて回転
軸部材10の回転速度Nを算出することにより、従来の
ように予め高精度の磁気ピッチを形成することを必要と
することなく、回転速度Nを精度良く検出することがで
きる。Therefore, by calculating the rotational speed N of the rotary shaft member 10 based on the phase difference φ, the rotational speed N is not required to previously form a highly accurate magnetic pitch as in the conventional case. Can be accurately detected.
【0027】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【0028】本実施例は、図5に示すように、第1実施
例の回転速度演算回路22に代えて、位相差検出回路2
0により検出された位相差φに基づいて該位相差φの変
化率Δφを算出し、この位相差変化率Δφに基づいて回
転軸部材10の回転速度変化率ΔNを算出する回転速度
変化率演算回路24(位相差変化率算出手段、回転速度
変化率算出手段)を備えている点、および、第1実施例
に対し、記録信号Eを一定周波数fの信号ではなく、回
転軸部材10の回転速度Nに比例した周波数信号を記録
信号Eとして用いる点で異なっている。In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the phase difference detecting circuit 2 is used in place of the rotation speed calculating circuit 22 of the first embodiment.
Rotation speed change rate calculation for calculating a change rate Δφ of the phase difference φ based on the phase difference φ detected by 0, and calculating a rotation speed change rate ΔN of the rotary shaft member 10 based on the phase difference change rate Δφ. In comparison with the point that the circuit 24 (phase difference change rate calculation means, rotation speed change rate calculation means) is provided and the first embodiment, the recording signal E is not the signal of the constant frequency f but the rotation of the rotary shaft member 10. The difference is that a frequency signal proportional to the speed N is used as the recording signal E.
【0029】上記記録信号Eと記録された位置信号の再
生信号E′との位相差φを検出することにより、回転軸
部材10における、記録信号Eを発生させている部位で
の回転速度N1 と、再生を行っている部位での回転速度
N2 との差を検出することができる。By detecting the phase difference φ between the recording signal E and the reproduced signal E'of the recorded position signal, the rotational speed N 1 at the portion of the rotary shaft member 10 where the recording signal E is generated. Then, it is possible to detect the difference between the rotation speed N 2 and the rotation speed N 2 at the site where the reproduction is performed.
【0030】すなわち、本実施例においては、記録周波
数f=kN1 であるから、記録信号Eを、 E=E0 cos(2πkN1 )t (k:定数) とすると、磁気再生ヘッド14bからの再生信号はN1
とN2 とが等しい場合は、(1)式より、次式に示すよ
うに、一定の位相差φ0 ずれて検出される。That is, in this embodiment, since the recording frequency f = kN 1 , the recording signal E is given by E = E 0 cos (2πkN 1 ) t (k: constant). Playback signal is N 1
And N 2 are equal to each other, they are detected with a constant phase difference φ 0 from the equation (1) as shown in the following equation.
【0031】 φ0 =(θk/2π)2π (rad) (3) 一方、記録部位と検出部位とで回転速度に差がある場合
は、 φ=(θkN1 /2πN2 )2π (rad) (4) だけ位相差が生じる。Φ 0 = (θk / 2π) 2π (rad) (3) On the other hand, when there is a difference in rotation speed between the recording portion and the detection portion, φ = (θkN 1 / 2πN 2 ) 2π (rad) ( 4) Only the phase difference occurs.
【0032】(3)式の位相差φ0 を基準とした位相差
変化率Δφを求めると、 Δφ=φ−φ0 =φ0 (N1 /N2 −1) (5) となる。このΔφを求めることにより、回転速度変化率
ΔNを算出することができる。When the phase difference change rate Δφ based on the phase difference φ 0 in the equation (3) is calculated, Δφ = φ−φ 0 = φ 0 (N 1 / N 2 −1) (5) The rotational speed change rate ΔN can be calculated by obtaining this Δφ.
【0033】このように、本実施例によれば、記録信号
の周波数fが回転軸部材10の回転速度Nに比例した周
波数に設定されているので、回転速度Nが一定のときに
はその大小にかかわらず上記位相差φを一定とすること
ができ、そして、位相差検出回路20により検出された
位相差φに基づいて該位相差φの変化率Δφを算出し、
この位相差変化率Δφに基づいて回転軸部材10の回転
速度変化率ΔNを算出するようになっているので、従来
のように予め高精度の磁気ピッチを形成することを必要
とすることなく、微小回転変動を精度良く検出すること
ができる。As described above, according to the present embodiment, the frequency f of the recording signal is set to the frequency proportional to the rotation speed N of the rotary shaft member 10. Therefore, when the rotation speed N is constant, the frequency f may be large or small. Instead, the phase difference φ can be made constant, and the rate of change Δφ of the phase difference φ is calculated based on the phase difference φ detected by the phase difference detection circuit 20,
Since the rotational speed change rate ΔN of the rotary shaft member 10 is calculated based on the phase difference change rate Δφ, it is not necessary to previously form a highly accurate magnetic pitch, unlike the conventional case. It is possible to accurately detect minute rotation fluctuations.
【0034】次に本発明の第3実施例について説明す
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described.
【0035】本実施例は、第1実施例に係る回転検出装
置の主要部を用いて回転軸部材10に作用するトルクを
検出するトルク検出装置である。The present embodiment is a torque detecting device for detecting the torque acting on the rotary shaft member 10 by using the main part of the rotation detecting device according to the first embodiment.
【0036】このトルク検出装置は、図6に示すよう
に、回転軸部材10の軸線方向に所定間隔をおいて上記
回転検出装置(厳密には、回転検出装置のうち、回転速
度演算回路22を除いたもの)が1対設けられ、これら
1対の回転検出装置の各々から検出された位相差φ1 、
φ2 に基づいて回転軸部材10に作用するトルクを算出
するトルク演算回路30(トルク算出手段)を備えてな
っている。As shown in FIG. 6, this torque detecting device has the above-described rotation detecting device (strictly speaking, the rotation speed calculating circuit 22 in the rotation detecting device is provided at a predetermined interval in the axial direction of the rotary shaft member 10. Except for the phase difference φ 1 detected from each of the pair of rotation detecting devices,
A torque calculation circuit 30 (torque calculation means) for calculating the torque acting on the rotary shaft member 10 based on φ 2 is provided.
【0037】図6に示すように、本実施例における回転
軸部材10は、4気筒の内燃機関32のクランクシャフ
トであって、その両端の軸上に磁気記録層12が形成さ
れている。そして、その各々に対向して磁気記録ヘッド
14a、14aが配設されている。また、この磁気記録
ヘッド14a、14aと周方向に所定角度θだけ離れた
位置に磁気再生ヘッド14b、14bが配設されてい
る。そして、クランクシャフトに負荷34を結合した状
態で内燃機関32を作動させるようになっている。As shown in FIG. 6, the rotary shaft member 10 in this embodiment is a crankshaft of a four-cylinder internal combustion engine 32, and magnetic recording layers 12 are formed on the shafts at both ends thereof. The magnetic recording heads 14a, 14a are arranged so as to face each of them. Further, magnetic reproducing heads 14b and 14b are arranged at positions separated from the magnetic recording heads 14a and 14a by a predetermined angle θ in the circumferential direction. Then, the internal combustion engine 32 is operated with the load 34 coupled to the crankshaft.
【0038】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0039】上記各磁気記録ヘッド14a、14aには
記録回路16により一定周波数fの記録信号が加えられ
る。各磁気再生ヘッド14b、14bによって各々検出
された信号は、記録回路16からの信号とともに位相差
検出回路20に入力され、記録信号に対する再生信号の
位相差φ1 、φ2 を検出する。そして、トルク演算回路
30では、上記位相差φ1 、φ2 に基づいて、次式
(6)によりクランクシャフトに作用するトルクを算出
する。A recording circuit 16 applies a recording signal of a constant frequency f to each of the magnetic recording heads 14a, 14a. The signals respectively detected by the magnetic reproducing heads 14b and 14b are input to the phase difference detecting circuit 20 together with the signal from the recording circuit 16, and the phase differences φ 1 and φ 2 of the reproduced signal with respect to the recording signal are detected. Then, the torque calculation circuit 30 calculates the torque acting on the crankshaft by the following equation (6) based on the phase differences φ 1 and φ 2 .
【0040】[0040]
【数1】 [Equation 1]
【0041】ここで比例係数Kの値は、 K=πGd4 /32L G:軸の弾性係数 d:軸の直径 L:計測部位間の距離 である。Here, the value of the proportional coefficient K is K = πGd 4 / 32L G: elastic modulus of the shaft d: diameter of the shaft L: distance between measurement sites.
【0042】このような内燃機関のトルクはクランクシ
ャフトの1回転中にも大きく変化するが、本実施例によ
れば、このような瞬時トルクの検出も正確に行うことが
できる。Although the torque of such an internal combustion engine changes greatly during one revolution of the crankshaft, this embodiment can also accurately detect such an instantaneous torque.
【0043】上記(6)式について、より詳細に説明す
ると、次のとおりである。The above equation (6) will be described in more detail as follows.
【0044】回転軸部材10が無負荷の状態からこれに
駆動トルクが加わって、2つの検出部位間の回転軸部材
10のねじれ角αが、例えば図7に示すように変化した
とする。It is assumed that the driving torque is applied to the rotary shaft member 10 from the unloaded state and the twist angle α of the rotary shaft member 10 between the two detection portions changes as shown in FIG. 7, for example.
【0045】無負荷の状態のときには、2つの検出部位
間の回転速度は等しく、それぞれでの検出位相差φ1 、
φ2 は等しい。ここで図7に示すようなねじれが生じた
場合、dα/dtだけ2つの部位間に回転速度差が生じ
ることになる。本実施例では回転速度の差は、2つの部
位での記録信号に対する再生信号の位相差の逆数の差に
なる。したがって、 (dα/dt)=(1/φ1 )−(1/φ2 ) となり、このときのトルクTの時間変化率dT/dtと
して次式で算出することができる。In the unloaded state, the rotational speeds between the two detection parts are equal, and the detection phase difference φ 1 at each of them is
φ 2 is equal. Here, when the twist shown in FIG. 7 occurs, a difference in rotational speed occurs between the two parts by dα / dt. In this embodiment, the difference in rotational speed is the difference between the reciprocal of the phase difference between the recorded signal and the reproduced signal at the two portions. Therefore, (dα / dt) = (1 / φ 1 ) − (1 / φ 2 ), and the time change rate dT / dt of the torque T at this time can be calculated by the following equation.
【0046】(dT/dt)=K(dα/dt)=K・
((1/φ1 )−(1/φ2 )) したがってトルク値は、(DT / dt) = K (dα / dt) = K
((1 / φ 1 )-(1 / φ 2 )) Therefore, the torque value is
【0047】[0047]
【数2】 [Equation 2]
【0048】で算出することができる。It can be calculated by
【0049】このように、本実施例によれば、回転軸部
材10の軸線方向に所定間隔をおいて回転検出装置を1
対設け、その各々から検出された位相差φ1 、φ2 に基
づいて回転軸部材10に作用するトルクTを算出するよ
うになっているので、従来のように予め高精度の磁気ピ
ッチを形成することを必要とすることなく、トルクを精
度良く検出することができる。As described above, according to this embodiment, the rotation detecting device 1 is provided at a predetermined interval in the axial direction of the rotary shaft member 10.
Since the torque T acting on the rotating shaft member 10 is calculated based on the phase differences φ 1 and φ 2 detected from each pair, a high-precision magnetic pitch is formed in advance as in the conventional case. It is possible to detect the torque with high accuracy without the need to do so.
【図1】本発明に係る回転検出装置の第1実施例を示す
概要構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a rotation detection device according to the present invention.
【図2】図1のII-II 方向矢視図FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
【図3】第1実施例の作用を示すグラフFIG. 3 is a graph showing the operation of the first embodiment.
【図4】第1実施例の作用を示す波形図FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the first embodiment.
【図5】本発明に係る回転検出装置の第2実施例を示す
概要構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the rotation detection device according to the present invention.
【図6】本発明に係る回転検出装置の第3実施例を示す
概要構成図FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the rotation detection device according to the present invention.
【図7】第3実施例の作用を示すグラフFIG. 7 is a graph showing the operation of the third embodiment.
10 回転軸部材 12 磁気記録層 14a 磁気記録ヘッド 14b 磁気再生ヘッド 16 記録回路(記録手段) 18 再生回路(再生手段) 20 位相差検出回路(位相差検出手段) 22 回転速度演算回路(回転速度算出手段) 24 回転速度変化率演算回路(位相差変化率算出手
段、回転速度変化率手段) 30 トルク演算回路(トルク算出手段)DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 rotating shaft member 12 magnetic recording layer 14a magnetic recording head 14b magnetic reproducing head 16 recording circuit (recording means) 18 reproducing circuit (reproducing means) 20 phase difference detecting circuit (phase difference detecting means) 22 rotational speed calculation circuit (rotational speed calculation) 24) Rotation speed change rate calculation circuit (phase difference change rate calculation means, rotation speed change rate means) 30 Torque calculation circuit (torque calculation means)
Claims (5)
録層と、 この磁気記録層と対向するように前記回転軸部材の周面
に近接して該回転軸部材の周方向に所定角度をおいて配
置された磁気記録ヘッドおよび磁気再生ヘッドと、 前記回転軸部材が回転しているとき、前記磁気記録ヘッ
ドに所定周波数の記録信号を出力する記録手段と、 この記録手段により前記磁気記録ヘッドを介して前記磁
気記録層に記録された位置信号を前記磁気再生ヘッドを
介して逐次再生する再生手段と、 この再生手段により再生された再生信号と前記記録信号
との位相差を検出する位相差検出手段と、を備えてなる
ことを特徴とする回転検出装置。1. A magnetic recording layer formed on a peripheral surface of a rotating shaft member, and a magnetic recording layer adjacent to the peripheral surface of the rotating shaft member so as to face the magnetic recording layer and having a predetermined angle in the peripheral direction of the rotating shaft member. A magnetic recording head and a magnetic reproducing head which are arranged at a position, a recording means for outputting a recording signal of a predetermined frequency to the magnetic recording head when the rotating shaft member is rotating, and the magnetic recording by the recording means. Reproducing means for sequentially reproducing the position signal recorded on the magnetic recording layer via the head via the magnetic reproducing head, and a position for detecting the phase difference between the reproduced signal reproduced by the reproducing means and the recording signal. A rotation detecting device comprising a phase difference detecting means.
相差に基づいて前記回転軸部材の回転速度を算出する回
転速度算出手段を備えてなる、ことを特徴とする請求項
1記載の回転検出装置。2. The rotation detection according to claim 1, further comprising rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the rotary shaft member based on the phase difference detected by the phase difference detection means. apparatus.
速度に比例した周波数に設定されている、ことを特徴と
する請求項1記載の回転検出装置。3. The rotation detecting device according to claim 1, wherein the predetermined frequency is set to a frequency proportional to a rotation speed of the rotary shaft member.
相差に基づいて該位相差の変化率を算出する位相差変化
率算出手段と、 この位相差変化率算出手段により算出された位相差変化
率に基づいて前記回転軸部材の回転速度変化率を算出す
る回転速度変化率算出手段を備えてなる、ことを特徴と
する請求項3記載の回転検出装置。4. A phase difference change rate calculating means for calculating a change rate of the phase difference based on the phase difference detected by the phase difference detecting means, and a phase difference change calculated by the phase difference change rate calculating means. 4. The rotation detecting device according to claim 3, further comprising rotation speed change rate calculating means for calculating a rotation speed change rate of the rotary shaft member based on the rate.
転軸部材に作用するトルクを検出するトルク検出装置で
あって、 前記回転軸部材の軸線方向に所定間隔をおいて請求項1
記載の回転検出装置が1対設けられ、 これら1対の回転検出装置の各々から検出された位相差
に基づいて前記回転軸部材に作用するトルクを算出する
トルク算出手段を備えてなる、ことを特徴とするトルク
検出装置。5. A torque detecting device for detecting a torque acting on a rotary shaft member by using the rotation detecting device according to claim 1, wherein the rotary shaft member has a predetermined interval in an axial direction thereof.
A pair of the rotation detecting devices described above is provided, and a torque calculating means for calculating a torque acting on the rotating shaft member based on a phase difference detected from each of the pair of rotation detecting devices is provided. Characteristic torque detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7718092A JPH05281244A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Detecting device of rotation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7718092A JPH05281244A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Detecting device of rotation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05281244A true JPH05281244A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=13626612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7718092A Pending JPH05281244A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Detecting device of rotation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05281244A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022081389A (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-31 | 台達電子工業股▲ふん▼有限公司 | Rotary mechanical device and linear mechanical device |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7718092A patent/JPH05281244A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022081389A (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-31 | 台達電子工業股▲ふん▼有限公司 | Rotary mechanical device and linear mechanical device |
US11606055B2 (en) | 2020-11-19 | 2023-03-14 | Delta Electronics, Inc. | Rotary machine device and linear machine device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0672825B2 (en) | Torque measuring device | |
US7034522B2 (en) | Method and apparatus for measuring movement, displacement and/or deformation | |
FR2622967A1 (en) | POSITION TRANSDUCER AND MOTOR STEP | |
KR950015066B1 (en) | Torque detector | |
JP2969309B2 (en) | Torque detector | |
JPH05281244A (en) | Detecting device of rotation | |
JPH1151608A (en) | Angular position detector | |
JPS6093327A (en) | Torque detector | |
EP0571886A1 (en) | Apparatus for measuring angular acceleration | |
JPS58501702A (en) | Magnetization reversal pulse generator | |
JPH03115940A (en) | Torque detector | |
JPH03279832A (en) | Torque detector | |
JP2821944B2 (en) | Torque detector | |
JPH05203658A (en) | Detector for gradient dn/dt of number of revolutions of internal combustion engine | |
JPH0972795A (en) | Torque sensor | |
JPS6123509B2 (en) | ||
JPH01174908A (en) | Method for measuring angle of torsion of rotary shaft | |
JPH0579931A (en) | Torque detecting device | |
KR960014485B1 (en) | Apparatus for measuring angular acceleration | |
JPH01196576A (en) | Apparatus for detecting number of rotations of engine | |
JPH0921820A (en) | Number of revolution measuring method | |
JPH0587822A (en) | Rotational speed detecting device for rolling bearing | |
JPH03113332A (en) | Torque detecting device | |
JPH05332854A (en) | Magnetic-recording type torque detecting apparatus | |
JP2000113581A (en) | Optical disk reproducing device |