JPH01295658A - 回転検出装置 - 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〕 本発明は各種回転体の回転数、回転角および回転速度を
検出する磁気式の回転検出装置に関する。

〔従来の技術〕

各種回転体の回転検出装置は従来から多くのものがあり
、回転体に回転円板が直結され、この回転円板の回転数
２回転角および回転速度を光学式あるいは磁気式で検出
するようにされている。光学式のものは回転円板にスリ
ット孔を設け、このスリット孔を通過する光をホトトラ
ンジスタのような受光素子で検出する構成である。また
磁気式のものには周面に沿って突起を設けた磁性円板を
回転させ、外周に設けた磁石との間にホール素子を挿入
し、円板の突起により変化する磁束をホール素子で読み
取る簡単なものや、周面にＮ極とＳ極を交互に着磁した
回転円板を設け、この極性変化をホール素子または磁気
抵抗素子などの磁気センサで検出するものなどが知られ
ている。さらに最近は周面に着磁した回転円板の磁極面
に垂直に磁性合金線特にアモルファス磁性細線を接近さ
せ。

着磁極に対応した電圧出力をこの磁性細線に巻いたさぐ
りコイルの出力で検出するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

光学式の回転検出装置は発光素子および受光素子を必要
とし、また回転角の分解能を高めるためにはスリット孔
を多く要し受光素子をｌｋｍ加工することが必要となる
。また磁気式の装置でホール素子や磁気抵抗素子を使用
する場合は通電電流を必要とし、また高分解能を得るた
めには回転円板の着磁および検出素子に微細加工が必要
となり高度の技術が必要になる。またアモルファス磁性
細線を用いる場合にはこの細線の剛性を考慮すると細線
の直径に限界があり高分解能への対応が困難であり、さ
らに細線に壱いたさぐりコイルが必要となるなどの欠点
がある。

本発明の目的は着磁された回転円板を使用し、簡単な構
成で高分解能化が可能な回転検出装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため、本発明の回転検出装置は、
周面に沿って等間隔にＮＳ交互に着磁された回転円板、
非磁性基板上に細長形状に形成されて長手方向に対し斜
め方向に磁化容易軸ををする軟磁性薄膜からなり前記回
転円板の磁極面にほぼ垂直に設けられた少なくとも１個
の検出素子およびこの検出素子の両端に導体薄膜を介し
て接続され前記軟磁性薄膜に発生する電圧を検出する電
圧検出装置を備えろものとする。また、検出素子が複数
個の場合は、所定の磁極間隔をもって配置され、各検出
素子の両端に接続された電圧検出装置は各検出素子の磁
極に対する位相の順位列を認識し回転方向を検出する計
測装置に接続されているものとする。

〔作用〕

細長状に形成され磁歪を有し、急速な磁区の変動が生じ
島いＦｅ基アモルファス磁性材料のような軟磁性薄膜を
非磁性基板上に形成し、このとき磁性薄膜の長手方向に
対し斜め方向に応力を加えておけば、この方向を磁化容
易軸とした検出素子が得られるから検出すべき回転体に
連結され、周面にＮＳ交互に磁極を設けた回転円板の磁
極面にこの検出素子の長手方向をほぼ垂直に接近させて
設置すれば、円板の回転に伴う磁極の極性変化に対応し
て素子の薄膜長手方向に磁化反転が生じ、磁化容易軸方
向に急激な磁壁移動や磁区の反転が生じ、このときの幅
方向の磁束成分の変化により磁性薄膜長手方向に電流が
発生し、検出素子の両端に電圧が発生する。この電圧は
磁極の急激な変化により正負交互のパルス電圧になるか
らこれを電圧検出装置で検出し、そのパルス敗から回転
数または回転角を求める。また複数の検出素子を磁極に
対する位相を変えて設置し、計測装置で回転数。

回転角および回転方向を検出することができる。

磁性薄膜の断面は非常に薄いから円板の回転方向に磁性
薄膜の幅方向を直角に配置すれば円板の回転方向に対す
る寸法が非常に小さく、その位相角を正確に検出するこ
とができる。また複数個の検出素子を用いればさらに分
解能を高めることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す、ここで回転体１に直
結された回転円板２にはその周面に磁極３がＮＳ交互に
かつ等間隔に着磁されている。この磁極３に垂直にかつ
その幅方向が回転円板２の厚さ方向に検出素子工が配置
されている。この検出素子土は第２図に示すように斜め
方向に細長のＦｅ基アモルファス磁性薄膜５が絶縁膜６
を介して蒸着などで形成され、さらにこの磁性薄膜５の
両端に接続される導体薄膜７が形成された円弧状の基板
８をＰ矢印方向に広げて平板状に変形し、この磁性薄膜
５の周囲を長手方向に切断して第３図Ａ、Ｈに示すよう
に形成されている。すなわち磁性薄膜５の両端に接続さ
れた導体薄膜７は検出素子土の一方の端部からリード線
で引き出すようにされ他方の端部は磁極３の面に接近し
易くされている。このような構成では第４図に示すよう
に磁性薄膜５の斜め方向に引張応力δが与えられている
からこの方向が磁化容易軸であり、磁極３によりＨ方向
に磁界が与えられると応力δの方向に磁束φ・が発生し
、その分力φ２は磁性薄膜５の長手方向に直角である。

そして磁極３が円板２の回転につれてＮＳ交互に変化す
るとこの分力φ８もその方向が反転する。これは磁性薄
膜５の磁壁が移動しまたは磁区が反転するためで、この
分力φ８の直角方向すなわち磁性薄膜５の長手方向に電
流■が流れ、この両端にパルス電圧Ｅ１を発生する。

このパルス電圧Ｅ、は第５図に示すように磁束φ。

が急激に変化する位相で表われる。これを検出装置９で
検出し、回転数および回転角を求める。したがって着磁
極数が多いほど分解能は高度になる。

検出装置９は磁性薄膜５の両端に導体薄膜７を介してリ
ード線１０で接続されＦｅ基アモルファス磁性薄膜５が
はんだ着けなどで加熱され変質しないようにされている
。

第６図は第１図と異なる実施例を示し、ＮＳの磁極３を
設けた回転円板２は第１図と同じであるが、検出素子は
雨検出素子４ａ、　４ｂと同じものを２個設けた点に相
違がある。この雨検出素子４ａ、　４ｂの間隙は位相角
９０°が原則であるが、３６０°＋９０゜としてもよい
、この雨検出素子４ａ、　４ｂの出力端はそれぞれ検出
ｖ装置９ａ、９ｂを介して計測装置１１に接続されてい
る。

回転円板２が回転すると第７図に示すように検出素子４
ａは第５図と同様に磁束φ３の変化によりパルス電圧Ｅ
ｌを発生する。また検出素子４ｂは検出素子４ａと同様
にして磁束φ、の変化によりパルス電圧Ｅ８を発生する
。この両パルス電圧Ｅ　ｒ　、　Ｅｔは全く同じ波形で
あるが、両磁束−意、φコの位相が９０”異なるために
この両電圧Ｅ、、Ｅ、も９０”の位相差がある点に特長
がある。したがってこの両パルス電圧ａ　、Ｅ　ｍを整
流してそのパルス数から回転数や回転角を検出するとき
の分解能は第１図の実施例より高くなる。またこの場合
は電圧Ｅ。

と電圧Ｅｔの何れが９０”遅れているか、または進んで
いるかによって、その回転方向を検出することができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば細長の磁性薄膜を非磁性基板上に形成し
、このとき長手方向に対し斜め方向に応力を加えた検出
素子を、局面にＮＳ交互に着磁された回転円板の磁極面
に垂直に設けたから円板の回転に伴い、磁界の方向がＮ
からＳ、またはＳからＮに急変するとき磁性薄膜にパル
ス状の波形の電圧を生じ、この円板に連結された回転体
の回転速度１回転角を高分解能で検出することができる
効果がある。また複数の検出素子を用いればさらに分解
能を高くし、かつ回転方向を検出することもできる。

また検出素子の磁性薄膜の端部の幅を回転円板の厚さ方
向にすれば円板の回転方向に対する占育率が小さく位相
角が正確に設定できる。さらに検出素子の軟磁性薄膜は
Ｆｅ基アモルファス磁性薄膜とすれば高磁歪を有し、か
つ強度が高いから斜め方向に磁化容易軸を付与し易く、
また高透磁率で電気抵抗が高いものが得られ、急峻なパ
ルス電圧を得ることができすぐれた検出性能とすること
ができる。このとき磁性薄膜の両端は導体薄膜で接続し
て、検出装置に接続するリード線は導体薄膜に接続した
からはんだ付けなどによる磁性薄膜の劣化を防止できる
などの効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転検出装置の一実施例を示す概
略斜視図、第２図は検出素子の製作方法を示す斜視図、
第３図は検出素子の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）図のｘ−ｘ’線に沿う断面図、第４図は
検出素子にパルス電圧が発生する理論を示す説明図、第
５図は磁束φ、とパルス電圧Ｅとの関係を示す波形図、
第６図は第１図と異なる回転検出装置の実施例を示す概
略斜視図、第７図は第６図の雨検出素子に与えられる磁
束とそれらの検出素子に発生するパルス電圧との関係を
示す波形図である。 ２：回転円板、３：磁極、↓１ロ、ｕ：検出素子、５：
Ｆｅ基アモルファス磁性薄膜、７：導体薄膜、８：基板
、９．９ａ、　９ｂ：検出装置、１１：計測＼ごｌ７１
１、゛ 第１図 第２図　　　　　　第４図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）周面に沿って等間隔にＮＳ交互に着磁された回転円
   板、非磁性基板上に細長形状に形成されて長手方向に対
   し斜め方向に磁化容易軸を有する軟磁性薄膜からなり前
   記回転円板の磁極面にほぼ垂直に設けられた少なくとも
   １個の検出素子およびこの検出素子の両端に導体薄膜を
   介して接続され前記軟磁性薄膜に発生する電圧を検出す
   る電圧検出装置を備えていることを特徴とする回転検出
   装置。 ２）請求項１に記載された回転検出装置において、検出
   素子が複数個の場合は、所定の磁極間隔をもって配置さ
   れ、各検出素子の両端に接続された電圧検出装置は各検
   出素子の磁極に対する位相の順位列を認識し回転方向を
   検出する計測装置に接続されていることを特徴とする回
   転検出装置。