JPH0441332Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ウイーガンドワイヤを用いた回転セ
ンサーに関するものである。

ウイーガンドワイヤはその発明者の名前に因ん
で命名された磁気ワイヤで、例えば特公昭55−
15797号公報において公知である。

すなわち、斯かる磁気ワイヤは第５図に１０で
示すように、全体として円形断面を有する適当な
強磁性体の引抜線から成る。ワイヤは真円断面ま
たは、真円に近い断面を有することが好ましく、
比較的低い残磁性（retentivity）及び保磁性
（coercivity）をもつ磁気ワイヤ心部１４と、比
較的高い残磁性及び保持性をもつ磁気ワイヤ殻部
１６とを形成するように処理される。心部１４は
ワイヤの軸に平行な磁化容易軸を有し、磁気的に
異方である。殻部１６もやはりワイヤの軸に平行
な磁化容易軸を有し、磁気的に異方性であり、そ
の両端でＮ及びＳを形成するように磁化される。
殻部１６は心部１４より充分に大きな残磁性及び
保磁性を有し、これにより殻部１６の磁化の軸方
向と反対の軸方向に心部１４を磁化することによ
つて殻部１６を心部１４に結合させる。従つて、
心部１４は第５図に示す磁束線によつて殻部１６
に向う磁気帰還路すなわち分路を形成し、心部及
び殻部の中で反対方向に延びる磁束線の間の心部
及び殻部の間に磁区中間領域１８が形成される。

殻部１６はいずれの軸方向にも磁化されること
ができる。外部磁界が存在しない場合は、比較的
高い保持力を有する殻部１６は心部１４を拘束し
それにより心部１４の残留磁気は殻部１６の残留
磁気の方向と反対の方向になる。

殻部１６の効果を打ち負かすような外部磁界を
用いることにより心部１４の磁化の方向が切換え
られる。例えば、充分に強い棒磁石を、ワイヤ１
０に平行にかつ磁極をワイヤの殻部１６の磁性と
反対にしてワイヤ１０に接近して置くと、この棒
磁石は心部１４を拘束して心部１４の残留磁気の
方向を逆転させる。外部の棒磁石からの外部磁界
の強さが、心部１４において、殻部１６からの磁
界の強さを越えると、切換えが生じる。棒磁石の
磁界の強さが殻部の磁界の強さよりどれだけ大き
くなければならないかは、心部の磁気的な異方性
の大きさに依存している。

心部の残留磁気が切替わる過程において、殻部
による外部磁界への寄与は大きさにおいて大きく
変化し、時間的に急速に変化する。この結果、適
当に配置されたピツクアツプコイルがパルスを発
生することにより心部の磁束の方向の逆転を検出
（読み出し）する。

外部磁界に拘束されていた心部を殻部が拘束す
ると、外部磁界の正味の変化は、殻部の磁界が心
部を通る経路をもち、それによりベクトル的に外
部磁界から差引いたものとなることによつて、ピ
ツクアツプコイルに比較的大きい磁界をもたら
す。同様に、殻部に拘束されていた心部を外部磁
界が拘束すると、殻部による磁界はワイヤ１０の
外で完結し、従つて、外部磁界にベクトル的に加
えられ、ピツクアツプコイルに比較的小さい磁界
をもたらす。この結果、ピツクアツプ内の磁束の
方向は心部の磁化の切換えがどの方向で行われた
かによつて異なる。

〔従来の技術〕

上述した磁気ワイヤを用いて構成した回転セン
サーとして第６図及び第７図に示すものが従来あ
つた。

第６図において、磁極が互に反対となるように
一定間隔おいて並置した２個のマグネツト２０
ａ，２０ｂ間にピツクアツプコイル２１を巻回し
た磁気ワイヤ２２をその長手方向を磁極方向に一
致させて配置すると共に、一方のマグネツト２０
ａと磁気ワイヤ２２との間の隙間を羽根車２３の
羽根２３ａがその回転により通過するように羽根
車２３を配置している。この構成により、羽根車
２３が回転するとピツクアツプコイル２１に羽根
車２３の回転速度に反比例する周期のパルス状の
電気信号が接続される。

第７図においては、回転体３０の周面にその回
転軸方向に長手方向を一致させて複数の棒状マグ
ネツト３１を等間隔で設けると共に、回転体３０
に隣接してピツクアツプコイル３２を巻回した磁
気ワイヤ３３をその長手方向を回転体３０の回転
軸方向に一致させて設けており、マグネツト３１
は回転体３０上でその径方向にＮ，Ｓ極を交互に
呈するように磁化されている。そして回転体３０
が回転すると、磁気ワイヤ３３に対してＮ，Ｓ極
が交互に対向するようになり、このことによつて
ピツクアツプコイル３２に回転体３０の回転速度
に反比例する周期のパルス状の電気信号が誘起さ
れる。

上述したいずれの回転センサーも羽根車２３、
回転体３０がどちらの方向に回転してもピツクア
ツプコイル２１，３２に同じ電気信号が得られ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述したように従来の回転センサーは両回転方
向において出力が得られるため、例えばガスメー
タにおいてガス流に応じて羽根車と回転体を回転
させてこのとき発生される電気信号によりガスの
流量を計ろうとする場合、何らかの原因でガスが
逆流して羽根車、回転体が逆転されたときに発生
される電気信号によりガス流量の計測に誤差が生
じるようになる。

よつて本考案は上述した問題点を解消するため
成されたもので、一方向回転においてのみ電気信
号を出力するようになした回転センサーを提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案により成された
回転センサーは、回転円板上にその回転軸と同心
の同一円上に磁極が交互に異なる少なくとも４個
のマグネツトを等間隔で設け、殻部と心部とを有
し、少なくとも殻部が磁界の中に置かれることに
より残留磁気を保持することができ、殻部の保持
力が心部より十分に大きい磁気ワイヤにピツクア
ツプコイルを巻回し、該磁気ワイヤをマグネツト
の表面から離間して回転円板に平行に配し、かつ
回転円板の所定回転位置において隣接するマグネ
ツトを結ぶ線にその長手方向が一致し、この状態
で一方のマグネツトが磁気ワイヤの略中央部に対
向し、他方のマグネツトが磁気ワイヤの端から外
れた位置にあるように設けたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

上記構成において、本考案は、磁気ワイヤが外
部磁界によつて磁化される過程において、磁気ワ
イヤの中央部と端部では心部と殻部とでは磁化速
度が異なり、端部に中央部からマグネツトが近づ
くと、心部の磁気反転速度が早くなるのに対し
て、中央部に端部からマグネツトが近づいたとき
には、磁気反転速度が遅くなるという実験結果に
基づき成されたもので、一方向の回転においての
み、マグネツトが磁気ワイヤの中央部から端の方
向に移動し、他の方向の回転ではそのようなこと
が起こらないような関係に、磁気ワイヤとマグネ
ツトを有する回転円板とを配置するようにしてい
るので、一方向の回転回転検出が可能になつてい
る。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図は本考案による回転センサー
の一実施例をそれぞれ示す平面図及び側面図であ
り、回転円板４０はガスメータなどの機械的な動
きに連動して反時計方向に回転する。回転円板４
０は、その上に回転中心と同心の同一円上に90度
の等間隔で設けられた４個のマグネツト４１ａ〜
４１ｄを有する。これらのマグネツト４１ａ〜４
１ｄはその表面が交互に異極を呈するように磁化
されている。そして、回転円板４０上のマグネツ
ト４１ａ〜４１の表面から一定距離離されて円板
面に平行に磁気ワイヤ４２が配置されている。該
磁気ワイヤ４２はその外周にピツクアツプコイル
４３が巻回されており、かつ円板４０の所定の回
転位置で隣接する一対のマグネツトを結ぶ線に沿
つて延び、この状態で一方のマグネツトのみが磁
気ワイヤ４２の略中央部に対向するように位置決
めされている。

以上により、回転円板４０が反時計方向に回転
すると、磁気ワイヤ４２の中央部に対向している
マグネツトは磁気ワイヤ４２の端に向つて移動す
る。そして、このマグネツトが磁気ワイヤ４２の
端から離れると、次の異極のマグネツトが磁気ワ
イヤ４２の中央部に対向するようになり、２つの
マグネツトが同時にマグネツトと対向しないよう
になされている。

今、第３図に示すように、磁気ワイヤ４２の長
手方向を＋Ｙ，−Ｙ方向とし、磁気ワイヤ４２の
中央部０でこれと直交する方向を＋Ｘ，−Ｘ方向
とし、＋Ｘと＋Ｙ、−Ｘと＋Ｙ、−Ｘと−Ｙ、＋Ｘと
−Ｙ、＋Ｘと−Ｙで囲まれた部分を第、第、
第、第象限とする。このような状態でマグネ
ツトが磁気ワイヤ４２の中央部０から＋Ｙ又は−
Ｙ方向に移動して磁気ワイヤ４２の端から外れ次
のマグネツトが磁気ワイヤの中央部０に対向する
ようになると、「ピツクアツプコイル４３に電気
信号が得られる。上述の場合と逆に、＋Ｙ又は−
Ｙ方向から磁気ワイヤ４２の中央部０にマグネツ
トが移動するときにはピツクアツプコイル４３に
は電気信号は得られない。」 従つて、回転円板４０に配置されたマグネツト
４１ａ乃至４１ｃが、第、第２象限にあるとき
には、ピツクアツプコイル４３によつて得られる
電気信号は回転円板４０が時計方向に回転すると
きであり、第、第象限にあるときには、回転
円板４０が反時計方向に回転するときにピツクア
ツプコイル４３に電気信号が得られる。

ところで、上述のように回転円板４０に配置さ
れたマグネツト４１ａ乃至４１ｃが所定の象限に
あるとき、一方向の回転においてのみ電気信号が
得られ、他の方向の回転では得られないようにな
る理由を以下説明する。

一般に、磁気ワイヤ４２は磁極が反転する際に
ヒステリシスを有し、このヒステリシスの巾をこ
えて磁極が反転することができるのは、マグネツ
トが磁気ワイヤ４２の中央部から端に遠ざかつて
行くときだけで、端から中央部に近づくときには
ヒステリシスを越えることができない。

これは、磁気ワイヤ４２が外部磁界によつて磁
化される過程において、磁気ワイヤ４２の中央部
と端部では心部と殻部とでは磁化速度が異なり、
端部に中央部からマグネツトが近づくと、心部の
磁気反転速度が早くなるのに対して、中央部に端
部からマグネツトが近づいたときには、磁気反転
速度が遅くなるという実験結果に基づくものであ
り、この結果、端部では外部磁界の増加に伴う反
転が心部でし易く、中心部での反転速度は殻部と
心部とで略同じになる。

以上により、一方向の回転での信号出力は、マ
グネツトが磁気ワイヤの中央部から端に移動して
外れるときの方が、磁気ワイヤの心部が受ける磁
界の変化が大きく、従つて心部の磁化の方向切換
えが高速で行われて大きな電気信号がピツクアツ
プコイルに誘起されるのに対し、マグネツトが磁
気ワイヤの端から中央部に移動するときにピツク
アツプコイルに誘起される電気信号は小さいの
で、この信号の大小を識別することによつて行わ
れる。

上述した構成により、回転円板４０の１回転に
より円板上のマグネツトの数に相当するパルスか
らなる電気信号が得られる。従つて、第４図に示
すようにマグネツトの数を６個にすることによ
り、円板４０の１回転に応じて６個のパルスを発
生することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、マグネツ
トが磁気ワイヤの中央部から端に移動して端から
外れた位置にくると次の異磁極が磁気ワイヤの中
央部に対向するようになつていて、このようなマ
グネツトの移動が生じるような回転円板の回転時
にのみピツクアツプコイルに電気信号から信号を
取り出すようにしているため、一方向の回転検知
が可能になり、例えば、ガス流量の計測に適した
ものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示す平
面図及び側面図、第３図は本考案の原理を説明す
るための説明図、第４図は他の実施例を示す平面
図、第５図はウイーガンドワイヤの動作を説明す
るための図、第６図及び第７図は従来の回転セン
サーの例をそれぞれ示す斜視図である。 ４０……回転円板、４１ａ〜４１ｄ……マグネ
ツト、４２……磁気ワイヤ、４３……ピツクアツ
プコイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転円板上にその回転軸と同心の同一円上に磁
   極が交互に異なる少なくとも４個のマグネツトを
   等間隔で設け、殻部と心部とを有し、少なくとも
   殻部が磁界の中に置かれることにより残留磁気を
   保持することができ、殻部の保持力が心部より十
   分に大きい磁気ワイヤにピツクアツプコイルを巻
   回し、該磁気ワイヤをマグネツトの表面から離間
   して回転円板に平行に配し、かつ回転円板の所定
   回転位置において隣接するマグネツトを結ぶ線に
   その長手方向が一致し、この状態で一方のマグネ
   ツトが磁気ワイヤの略中央部に対向し、他方のマ
   グネツトが磁気ワイヤの端から外れた位置にある
   ように設けたことを特徴とする回転センサー。