JPH01257202A - 変位検出方法 - Google Patents
変位検出方法Info
- Publication number
- JPH01257202A JPH01257202A JP8621188A JP8621188A JPH01257202A JP H01257202 A JPH01257202 A JP H01257202A JP 8621188 A JP8621188 A JP 8621188A JP 8621188 A JP8621188 A JP 8621188A JP H01257202 A JPH01257202 A JP H01257202A
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- Japan
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- displacement
- magnetic
- magnetic field
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- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
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
この発明は、ワーク等の位置や変位を高Ｖ４度に検出す
る方法に関するものである。
る方法に関するものである。
従来の技術
車輪速度センサやクランク角センサなど自動車の走行状
態のうち機械的変位量を磁気的に検出する方法として、
例えば、従来の車輪速度センサにおいては、第５図に示
すように車輪と一体に回転するハブロータ１の外周に形
成された凹凸歯２を、コイル３とコア４と永久磁石５と
を備えたピックアップコイル６で検出する方法が一般的
に行なわれている。
態のうち機械的変位量を磁気的に検出する方法として、
例えば、従来の車輪速度センサにおいては、第５図に示
すように車輪と一体に回転するハブロータ１の外周に形
成された凹凸歯２を、コイル３とコア４と永久磁石５と
を備えたピックアップコイル６で検出する方法が一般的
に行なわれている。
発明が解決しようとする課題
しかし、前記した従来の車輪速度センサの場合には、セ
ンサで検出を行なうハブロータを別体に取付けるため、
取付はスペースが必要となるとともに、ピックアップコ
イルで磁束密度の動的変化から位置検出を行なうため、
低速時には磁束の変化が小さいため位置検出が困難とな
り、また停止時には磁束が変化しないため位置検出が不
可能であった。また、ハブロータの外周に形成された凹
凸歯の間隔が３〜１０闇程度と大きいため、検出の分解
能が低いという問題点があった。
ンサで検出を行なうハブロータを別体に取付けるため、
取付はスペースが必要となるとともに、ピックアップコ
イルで磁束密度の動的変化から位置検出を行なうため、
低速時には磁束の変化が小さいため位置検出が困難とな
り、また停止時には磁束が変化しないため位置検出が不
可能であった。また、ハブロータの外周に形成された凹
凸歯の間隔が３〜１０闇程度と大きいため、検出の分解
能が低いという問題点があった。
この光明は上記した技術的背景の下になされたもので、
検出誤差が少なく、低速時および停止時の位置検出も容
易な変位検出方法の提供を目的としている。
検出誤差が少なく、低速時および停止時の位置検出も容
易な変位検出方法の提供を目的としている。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するための手段としてこの光明の変位検
出方法は、磁界強度が周囲と異なる微小面積の複数のス
ポットをほぼ直線状に並べてなる複数の列を、変位検出
対象物の変位方向に対して交差する方向に並列に配列す
るとともに、各列における前記スポットの配列パターン
を異ならせることにより、変位検出対象物上に磁界変化
パターン群を予め形成しておき、ホール素子列、磁気抵
抗素子列あるいはピックアップコイル等の磁気検出手段
によって、前記変位検出対象物上に形成された磁界変化
パターンの検出を行い、検出した磁界変化パターンを電
気信号に変換して変位検出対象物の変位を求めることを
特徴としている。
出方法は、磁界強度が周囲と異なる微小面積の複数のス
ポットをほぼ直線状に並べてなる複数の列を、変位検出
対象物の変位方向に対して交差する方向に並列に配列す
るとともに、各列における前記スポットの配列パターン
を異ならせることにより、変位検出対象物上に磁界変化
パターン群を予め形成しておき、ホール素子列、磁気抵
抗素子列あるいはピックアップコイル等の磁気検出手段
によって、前記変位検出対象物上に形成された磁界変化
パターンの検出を行い、検出した磁界変化パターンを電
気信号に変換して変位検出対象物の変位を求めることを
特徴としている。
作 用
上記の方法によれば、移動中または停止中の変位検出対
象物上の磁性体材料に、ホール素子列。
象物上の磁性体材料に、ホール素子列。
磁気抵抗素子列あるいはピックアップコイル等の磁気検
出手段を接近または接触させ、磁性体材料に形成された
磁界変化パターンの検出を行ない、検出した磁界変化パ
ターンを磁界の強弱により電気信号に変換して変位検出
対象物の変位置を求める。
出手段を接近または接触させ、磁性体材料に形成された
磁界変化パターンの検出を行ない、検出した磁界変化パ
ターンを磁界の強弱により電気信号に変換して変位検出
対象物の変位置を求める。
実施例
以下、この発明の方法の実施例を第１図ないし第４図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
第１図ないし第３図は第１実施例を示すもので、平板状
で鋼製のワーク１１の上面には、Ｆｅ−Ａ Ｉ −Ｎ
１−Ｃｏ系合金等の磁性体材料１２が、例えばＣＯ２レ
ーザ光にて肉盛り溶接しかつその表面１２ａを平滑な平
面に研削加工しである。
で鋼製のワーク１１の上面には、Ｆｅ−Ａ Ｉ −Ｎ
１−Ｃｏ系合金等の磁性体材料１２が、例えばＣＯ２レ
ーザ光にて肉盛り溶接しかつその表面１２ａを平滑な平
面に研削加工しである。
そして、前記磁性体材料１２は表面磁界が均一となるよ
うに磁性体材料１２全体を磁化した後、その表面１２ａ
に集光させたＣＯ２レーザ光あるいはＹＡＧレーザ光等
を照射し、照射したその部分をギュリー温度以上に加熱
することにより局部的に消磁して、周囲（第１図におい
て斜線を付した部分）と異なる磁界強度に処理した微小
面積の消磁部分１３が形成されており、前記磁性体材料
１２の表面１２ａには、同様にして周囲と異なる磁界強
度に形成された微小面積の消磁部分１３が、ワーク１１
の移動方向（第１図において矢印方向）に対して直角方
向に並び、しかも、それぞれ異なる配列パターンで複数
列に形成されている。
うに磁性体材料１２全体を磁化した後、その表面１２ａ
に集光させたＣＯ２レーザ光あるいはＹＡＧレーザ光等
を照射し、照射したその部分をギュリー温度以上に加熱
することにより局部的に消磁して、周囲（第１図におい
て斜線を付した部分）と異なる磁界強度に処理した微小
面積の消磁部分１３が形成されており、前記磁性体材料
１２の表面１２ａには、同様にして周囲と異なる磁界強
度に形成された微小面積の消磁部分１３が、ワーク１１
の移動方向（第１図において矢印方向）に対して直角方
向に並び、しかも、それぞれ異なる配列パターンで複数
列に形成されている。
一方、この変位検出方法においてワーク１１の変位検出
を行なう検出器１４は、５＠のホール素子を一列に並べ
た磁気読取りユニット１４ａと、この磁気読取りユニッ
ト１４ａの前記各ホール素子からのリード線１４ｂを接
続した信号処理・出力装＠１４Ｃとを備えており、前記
磁気読取りユニット１４ａは、ワーク１１の移動方向の
変位を、サンプリングを除いた残り４ビツトの分解能で
読取るようになっている。
を行なう検出器１４は、５＠のホール素子を一列に並べ
た磁気読取りユニット１４ａと、この磁気読取りユニッ
ト１４ａの前記各ホール素子からのリード線１４ｂを接
続した信号処理・出力装＠１４Ｃとを備えており、前記
磁気読取りユニット１４ａは、ワーク１１の移動方向の
変位を、サンプリングを除いた残り４ビツトの分解能で
読取るようになっている。
そして、ワーク１１の変位検出を行なう場合には、検出
器１４の磁気読取りユニット１４ａを、ワーク１１上の
磁性体材料１２の表面１２ａに接近または接触させて、
磁気読取りユニット１４ａの各ホール素子によって、前
記表面１２ａに形成された磁界変化パターンを検出させ
る。
器１４の磁気読取りユニット１４ａを、ワーク１１上の
磁性体材料１２の表面１２ａに接近または接触させて、
磁気読取りユニット１４ａの各ホール素子によって、前
記表面１２ａに形成された磁界変化パターンを検出させ
る。
検出された磁界変化パターンは、信号処理・出力装置１
４ｃにより電気信号として取り出されるとともにＡ／Ｄ
変換されて、例えば、前記微小面積の消磁部分１３の部
分を信号レベル１に、また消磁されていないその他の部
分を信号レベルＯ（または逆に消磁部分１３を信号レベ
ル０とし、その他の部分を信号レベル１）として、第２
図に示すように、ワーク１１の変位を磁束密度の変化パ
ターンとして検出するとともに、第３図に示づように波
形処理して、前記ワーク１１の変位置を高精度に求める
ことができる。
４ｃにより電気信号として取り出されるとともにＡ／Ｄ
変換されて、例えば、前記微小面積の消磁部分１３の部
分を信号レベル１に、また消磁されていないその他の部
分を信号レベルＯ（または逆に消磁部分１３を信号レベ
ル０とし、その他の部分を信号レベル１）として、第２
図に示すように、ワーク１１の変位を磁束密度の変化パ
ターンとして検出するとともに、第３図に示づように波
形処理して、前記ワーク１１の変位置を高精度に求める
ことができる。
したがって、この第１実施例の変位検出方法においては
、磁気検出手段として複数のホール素子を直線状に配列
した磁気読取りユニット１４ａを備えているので、移動
中のワーク１１の他に、低速時あるいは停止中において
も変位を検出することができる。
、磁気検出手段として複数のホール素子を直線状に配列
した磁気読取りユニット１４ａを備えているので、移動
中のワーク１１の他に、低速時あるいは停止中において
も変位を検出することができる。
また、この実施例においては、磁性体材料１２をレーザ
ー光を用いて肉盛り形成したが、板状の磁性体材料を溶
接、接着または蒸着等により設けることもできる。
ー光を用いて肉盛り形成したが、板状の磁性体材料を溶
接、接着または蒸着等により設けることもできる。
また、第４図は第２実施例を示すもので、前記第１実施
例で使用した検出器１４を使用して行なう方法である。
例で使用した検出器１４を使用して行なう方法である。
平板状で５［のワーク２１の上面には、Ｆｅ−Ａｌ−Ｈ
ｌ−Ｃｏ系合金等の磁性体材料２２がＣＯ２レーザ光に
て肉盛り溶接し、その表面２２ａは研削加工して平滑に
仕上げられている。
ｌ−Ｃｏ系合金等の磁性体材料２２がＣＯ２レーザ光に
て肉盛り溶接し、その表面２２ａは研削加工して平滑に
仕上げられている。
そして、前記磁性体材料２２は、その表面２２ａに磁化
用電磁コイル等を接近させて局部的に磁界を与えられる
と同時に、表面２２ａに集光させたＣＯ２レーザ光ある
いはＹＡＧレーザ光等を、前記磁界を与えられた部分に
照射し、磁界が与えられているその部分を磁気変態点近
くまで、あるいはそれ以上高温に加熱する。磁界が与え
られた部分が磁気変態点近くまで、あるいはそれ以上高
温に加熱されると、磁性体材料２２中の磁区は、熱振動
により方向を変え易くなる結果、レーザ光照射によって
加熱された部分のみが局部的に磁化されて、周囲と異な
る磁界強度で微小面積の磁化部分２３が形成される。そ
して、前記磁性体材料２２の表面２２ａには、同様にし
て周囲と異なる１１界強度に形成された微小面積の磁化
部分２３が、ワーク２１の移動方向（第２図において矢
印方向）に対して直角方向に並ぶとともに、前記第１実
施例のにおける磁性体材料１２の表面１２ａに形成され
た消石部分１３と同様の配列パターンで複数列に形成さ
れている。そして、第１実施例の場合と同様に、検出器
１４の磁気読取りユニット１４ａを、ワーク２１上の磁
性体材料２２の表面２２ａに接近または接触させて、磁
気読取りユニット１４ａの各ホール素子が前記表面２２
ａに形成された磁界変化パターンを検出し、信号処理・
出力装置１４ｃにより電気信号として取り出されるとと
もにＡ／Ｄ変換されて、例えば、前記微小面積の磁化部
分２３の部分を信号レベル１に、また磁化されていない
その他の部分を＠号しベルＯ（または逆に磁化部分２３
を信号レベルＯとし、その他の部分を信号レベル１）と
して検出するようにすれば、第１実施例の場合と同様に
、移動中および低速時、停止時におけるワーク２１の変
位を高精度に検出することができる。
用電磁コイル等を接近させて局部的に磁界を与えられる
と同時に、表面２２ａに集光させたＣＯ２レーザ光ある
いはＹＡＧレーザ光等を、前記磁界を与えられた部分に
照射し、磁界が与えられているその部分を磁気変態点近
くまで、あるいはそれ以上高温に加熱する。磁界が与え
られた部分が磁気変態点近くまで、あるいはそれ以上高
温に加熱されると、磁性体材料２２中の磁区は、熱振動
により方向を変え易くなる結果、レーザ光照射によって
加熱された部分のみが局部的に磁化されて、周囲と異な
る磁界強度で微小面積の磁化部分２３が形成される。そ
して、前記磁性体材料２２の表面２２ａには、同様にし
て周囲と異なる１１界強度に形成された微小面積の磁化
部分２３が、ワーク２１の移動方向（第２図において矢
印方向）に対して直角方向に並ぶとともに、前記第１実
施例のにおける磁性体材料１２の表面１２ａに形成され
た消石部分１３と同様の配列パターンで複数列に形成さ
れている。そして、第１実施例の場合と同様に、検出器
１４の磁気読取りユニット１４ａを、ワーク２１上の磁
性体材料２２の表面２２ａに接近または接触させて、磁
気読取りユニット１４ａの各ホール素子が前記表面２２
ａに形成された磁界変化パターンを検出し、信号処理・
出力装置１４ｃにより電気信号として取り出されるとと
もにＡ／Ｄ変換されて、例えば、前記微小面積の磁化部
分２３の部分を信号レベル１に、また磁化されていない
その他の部分を＠号しベルＯ（または逆に磁化部分２３
を信号レベルＯとし、その他の部分を信号レベル１）と
して検出するようにすれば、第１実施例の場合と同様に
、移動中および低速時、停止時におけるワーク２１の変
位を高精度に検出することができる。
なお、前記吊実施例においては、平板状のワーク１１．
２１の変位検出を行なう場合について説明したが、クラ
ンク軸の表面に磁性体材料を肉盛り形成するとともに磁
界変化パターンを形成すれば、クランク角の変位検出を
同様にして行うことができる。
２１の変位検出を行なう場合について説明したが、クラ
ンク軸の表面に磁性体材料を肉盛り形成するとともに磁
界変化パターンを形成すれば、クランク角の変位検出を
同様にして行うことができる。
また、ワーク等の表面に磁界変化パターンを形成する他
の方法としては、例えば、磁気フィルム片や磁性体ゴム
片等を異なる配列パターンに貼着して形成する方法等も
ある。
の方法としては、例えば、磁気フィルム片や磁性体ゴム
片等を異なる配列パターンに貼着して形成する方法等も
ある。
発明の詳細
な説明したようにこの発明の変位検出方法は、磁界強度
が周囲と異なる微小面積の複数のスポットをほぼ直線状
に並べてなる複数の列を、変位検出対染物の変位方向に
対して交差する方向に並列に配列するとともに、各列に
おける前記スポットの配列パターンを異ならせることに
より、変位検出対象物上に磁界変化パターン群を予め形
成しておき、ホール素子列、磁気抵抗素子列あるいはピ
ックアップコイル等の磁気検出手段によって、前記変位
検出対象物上に形成された磁界変化パターンの検出を行
い、検出した磁界変化パターンを電気信号に変換して変
位検出対象物の変位を求めるので、変位検出対象物の変
位を直接検出することができるため、検出器側の歯車噛
合部等の機械的伝達部を無くすことにより、バックラッ
シュ等に起因する計測誤差を減少させて、高精度の変位
検出が可能となる。また、磁気検出手段としてホール素
子あるいは磁気抵抗素子を用いれば、低速時および停止
時の変位検出対象物の変位を検出することができる等の
効果を有する。
が周囲と異なる微小面積の複数のスポットをほぼ直線状
に並べてなる複数の列を、変位検出対染物の変位方向に
対して交差する方向に並列に配列するとともに、各列に
おける前記スポットの配列パターンを異ならせることに
より、変位検出対象物上に磁界変化パターン群を予め形
成しておき、ホール素子列、磁気抵抗素子列あるいはピ
ックアップコイル等の磁気検出手段によって、前記変位
検出対象物上に形成された磁界変化パターンの検出を行
い、検出した磁界変化パターンを電気信号に変換して変
位検出対象物の変位を求めるので、変位検出対象物の変
位を直接検出することができるため、検出器側の歯車噛
合部等の機械的伝達部を無くすことにより、バックラッ
シュ等に起因する計測誤差を減少させて、高精度の変位
検出が可能となる。また、磁気検出手段としてホール素
子あるいは磁気抵抗素子を用いれば、低速時および停止
時の変位検出対象物の変位を検出することができる等の
効果を有する。
第１図ないし第３伽は、本光明の方法の第１実施例を示
すもので、第１図は変位検出を行なっている状態を示す
斜視図、第２図は磁束密度の変化債を電気信号に変換し
て出力したグラフ、第３図は第２図に現される磁束密度
の変化量を波形処理したグラフ、第４図は第２実施例の
変位検出を行なっている状態を示す斜視図、第５図は従
来例を示す説明図である。 １１．２１・・・ワーク、 １２．２２・・・磁性体材
料、 １２ａ、２２ａ・・・表面、 １３・・・消磁部
分、１４・・・検出器、 １４ａ・・・磁気読取りユニ
ット、２３・・・磁化部分１゜ 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 豊 １）武久 （ほか１名） 第１区 ４ｃ １４ｃ 第４図 第２図 第３図 衰づ１ 第５図
すもので、第１図は変位検出を行なっている状態を示す
斜視図、第２図は磁束密度の変化債を電気信号に変換し
て出力したグラフ、第３図は第２図に現される磁束密度
の変化量を波形処理したグラフ、第４図は第２実施例の
変位検出を行なっている状態を示す斜視図、第５図は従
来例を示す説明図である。 １１．２１・・・ワーク、 １２．２２・・・磁性体材
料、 １２ａ、２２ａ・・・表面、 １３・・・消磁部
分、１４・・・検出器、 １４ａ・・・磁気読取りユニ
ット、２３・・・磁化部分１゜ 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 豊 １）武久 （ほか１名） 第１区 ４ｃ １４ｃ 第４図 第２図 第３図 衰づ１ 第５図
Claims (1)
- 磁界強度が周囲と異なる微小面積の複数のスポットをほ
ぼ直線状に並べてなる複数の列を、変位検出対象物の変
位方向に対して交差する方向に並列に配列するとともに
、各列における前記スポットの配列パターンを異ならせ
ることにより、変位検出対象物上に磁界変化パターン群
を予め形成しておき、ホール素子列、磁気抵抗素子列あ
るいはピックアップコイル等の磁気検出手段によつて、
前記変位検出対象物上に形成された磁界変化パターンの
検出を行い、検出した磁界変化パターンを電気信号に変
換して変位検出対象物の変位を求めることを特徴とする
変位検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8621188A JPH01257202A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 変位検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8621188A JPH01257202A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 変位検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257202A true JPH01257202A (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=13880446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8621188A Pending JPH01257202A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | 変位検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257202A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5314036A (en) * | 1991-01-21 | 1994-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering angle sensor |
-
1988
- 1988-04-07 JP JP8621188A patent/JPH01257202A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5314036A (en) * | 1991-01-21 | 1994-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering angle sensor |
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