JPH0518778A

JPH0518778A - 回転数検出器

Info

Publication number: JPH0518778A
Application number: JP17131091A
Authority: JP
Inventors: Toshio Iino; 俊雄飯野; Koji Sawai; 恒治澤井
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は回転数検出器に関し、その目的は、
ホール素子を使用することなく、正確にリング磁石によ
る磁界をキャンセルすることができる回転数検出器を提
供することにある。【構成】リング磁石(5) の回転角度と磁界ベクトルト
の関係を予め調べてそれらのデータをＲＯＭ(33,34) 格
納して回転角度に基づいてデータを取り出すようにする
とともに、リング磁石(5) と回転角度検出器(21)と磁気
バブル装置(40)の位相差の測定結果をオフセットデータ
としてＲＯＭに書き込み、磁気バブル装置(40)の位置決
めを容易にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気バブルを用いた回転
数検出器に関し、更に詳しくは、磁気バブル素子の位置
決めの改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願は、実願昭62-126991 号「回転数検
出器」（以下、先願と記す）を改良したものである。

【０００３】磁気バブルを用いた回転数検出器について
は、本願出願人が特願昭61-81901号（先行例１と記す）
や特願昭62-212208 号（先行例２と記す）等で出願して
おり、その原理は広く知られている。図１２は磁気バブ
ルを用いた回転数検出器の動作原理図、図１３は図１２
の磁気バブル素子上に設けられた転送素子ループのパタ
ーン例図、図１４は図１３の転送素子ループのストレッ
チャ部を拡大した図である。

【０００４】図１２において、１は磁気バブル素子であ
り、磁気バブルを発生する材料で構成される。説明を加
えると、磁気バブルは、適当な強さの垂直磁界を加える
ことにより、ＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネ
ット）上に数μｍエピタキシャル成長させた垂直磁化膜
の中に筒状の形で発生する。該磁気バブル素子１には、
磁気バブル検出素子１２，１３及びアルミ配線パターン
１４，１５，１６が形成されている（図１４参照）。磁
気バブル検出素子１２，１３は、磁気抵抗素子（例えば
パーマロイ）で構成される。更に磁気バブル素子１に
は、薄膜のパーマロイで構成された転送素子１１がルー
プ状に形成され、これに沿って磁気バブルが転送される
（図１３，図１４参照）。図１３では１つの転送素子ル
ープを示したが、実際の磁気バブル素子１上には複数の
転送素子ループが設けられる。各転送素子ループ上には
先行例２で知られているような「メモリホイールの原
理」に基づいたビットパターンで磁気バブルが書き込ま
れている。なお、磁気バブル素子１が配置されている平
面を便宜上ｘ−ｙ表面と呼ぶ。

【０００５】２は２枚一組のバイアス磁石であり（図１
２参照）、磁気バブル素子１に対して垂直な一定の磁界
（バイアス磁界）を与え、バブル状の磁区を保持する作
用を有するものである。

【０００６】３，４は読出コイルであり、磁気バブル素
子１の周囲に図６の如く配置される。そして該読出コイ
ル３，４はリング磁石５の回転数を読み出す時に使われ
るもので、交番電流をコイルに流すことにより回転磁界
を発生させ、磁気バブル１７，１８，１９を転送する。
該読出コイル３，４については、先行例１，２に詳しく
記載されている。

【０００７】５はリング磁石であり、回転シャフト（図
示せず）に取り付けられた永久磁石である。該リング磁
石５は磁気バブル素子１に対して平行な面内磁界を与え
るもので、該面内磁界は回転シャフトが回転することに
より回転する。磁気バブルは、１ステップ／１回転磁界
で転送素子ループを巡回する。図１２は８極に着磁され
たリング磁石の例であり、この場合、回転シャフトが１
回転すると、磁気バブルは転送素子１１の４個分を移動
する。

【０００８】図１３に示す各転送素子ループには、先行
例２に記載された『メモリホイールの原理』に基づいた
特殊配列パターンの磁気バブルが書き込まれている。該
特殊配列パターンとは、全ビットパターンの中のある位
置から切り出した連続するビットパターンが他のどの位
置から切り出した同ビット数のパターンとも同じになら
ないという特徴を持ったパターンである。従って、転送
素子ループのある決まった位置から連続する数ビットの
パターンを読み出すことでそのループにおけるビットパ
ターンの転送シフト量を知ることができる。

【０００９】磁気バブルは、前記ある位置に配置された
磁気バブル検出器１０で検出される。磁気バブル検出器
１０は、図１４に示す磁気バブル検出素子１２，１３で
構成される。該磁気バブル検出素子１２，１３には、ア
ルミ配線パターン１４，１５，１６を介して定電流が予
め流されている（アルミ配線パターン１６はアース電
位）。そして、磁気バブル検出素子１２，１３の部分に
磁気バブル１７，１８，１９が移動してくると抵抗値が
変化するため、アルミ配線パターン１４，１５の電位が
変化する。この２つのアルミ配線パターン１４，１５の
電位信号を図示しない差動増幅器で差動演算することに
より、磁気バブルの検出信号を得ている。

【００１０】以上のような磁気バブル素子１において、
転送素子ループ上には、『メモリホイールの原理』によ
り定まる、例えば１ループ８ビットのビットパターン
（０１１１０１００）が磁気バブルの有無により形成さ
れている。図１３に示す実施例では、もっと多数のビッ
ト（例えば４９ビット前後）であるが、ここでは発明を
分かり易くするため８ビットで説明する。この８桁のビ
ットパターンは、リング磁石５が回転するとその回転に
応じて転送素子ループ上を巡回する。該巡回動作は図１
２の装置が停電等により電気回路的にその動作を停止し
ていても正常に行われる。例えば、図１２に示す回転数
検出器の電源がストップして電子回路的にその動作を停
止している時にリング磁石５が例えば１０回転すると、
この１０回転に応じた位置に前記８ビットの磁気バブル
は移動している。電源が復旧すると、リング磁石５が何
回転したかを測定するため、読出コイル３，４を動作さ
せて回転磁界を発生させ、磁気バブルを例えば３個の転
送素子分だけ順にその位置を移動させる（先行例２参
照）。従って、磁気バブル検出器１０からは３個の時系
列のビットパターンが読み出され、該パターンからメモ
リホイールの原理によりリング磁石５の累積回転数を知
ることができる。検出後、読出コイル３，４は上述と逆
方向の回転磁界を磁気バブル素子１へ加えて磁気バブル
を３個の転送素子分だけ移動させ、元あった位置に戻
す。

【００１１】ここで、読出コイル３，４を動作させた場
合、読出コイル３，４により発生した磁界Ｈ_Ｍとリング
磁石５による磁界Ｈ_Ｒとが重畳して磁気バブル素子１へ
加えられる。そして、リング磁石５の磁界Ｈ_Ｒのベクト
ル方向と読出コイル３，４の磁界Ｈ_Ｍのベクトル方向と
が同じ方向へ向いた領域では、パーマロイで構成された
磁気バブル検出素子１２，１３が磁気飽和して、磁気バ
ブル１７，１８，１９の検出ができなくなる問題があ
る。

【００１２】これを図１５と図１６を参照して説明す
る。磁気バブル１７，１８，１９を転送するためには、
面内磁界として例えば４０ガウス以上を加える必要があ
る。リング磁石５が発生する磁界Ｈ_Ｒを４０ガウスとす
ると、シャフトに取り付けたリング磁石５が回転するこ
とにより図１５の小円のベクトル軌跡が得られる。ベク
トルＯＡの角度でこのリング磁石５が停止し、読出コイ
ル３，４によりリング磁石５の累積回転数を測定する場
合、該読出コイル３，４による回転磁界（例えばＨ_Ｍ＝
９０ガウス）のベクトル軌跡は、点Ａを中心とする大円
になる（図１５参照）。すなわち、原点Ｏから見ると、
ベクトル和ＯＢは５０〜１３０ガウスの間で変化する。

【００１３】一方、磁気バブル検出素子１２，１３の磁
界−抵抗値変化の特性は図１６のようになり、抵抗値の
変化は６０ガウス程度で飽和している。図１５でベクト
ル和がＯＣを向いた時に磁気バブルを検出するように配
置すると、磁気バブル検出素子１２，１３の飽和により
（図１５より６０ガウス以上）、磁気バブル１７，１
８，１９の磁束を検出できなくなる。

【００１４】このような点に鑑み、本出願人は実願昭62
-126991 号を出願してこの問題点を解決した。該先願
は、２個のホール素子を用いてリング磁石による磁界Ｈ
_Ｒのｘ，ｙ成分を測定し、該磁界Ｈ_Ｒを打ち消す直流電
流を読出コイルに重畳するようにしたものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】先願の考案は極めて有
効であるが、リング磁石の磁界の測定をホール素子で行
っている。

【００１６】ホール素子は加えられた磁界の強さに比例
した電圧を出力するものであるが、磁界が０でもある電
圧（不平衡電圧と呼ばれる）を出力する。一般に、ホー
ル素子における該不平衡電圧は比較的大きく、しかもホ
ール素子は感度と不平衡電圧の温度係数も大きい。従っ
て、例えば−１０〜＋７０℃の温度範囲で使用すると、
不平衡電圧分と感度の温度ドリフトのため、磁界の測定
精度が低下する。その結果、リング磁石５により発生す
る磁界Ｈ_Ｒを適切にキャンセルすることができなくな
る。

【００１７】本発明の目的は、ホール素子を使用するこ
となく、正確にリング磁石５による磁界をキャンセルす
ることができる回転数検出器を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、回転軸に取り付けた永久磁石の磁界を磁
気バブル素子へ加えて複数ビットパターンからなる磁気
バブルを移動させるとともに読出コイルに交流電流を流
して回転磁界を発生させ、前記磁気バブルを強制的に移
動させ、磁気バブルのビットパターンを磁気バブル検出
素子で検出することにより回転軸の累積回転数を測定す
る回転数検出器において、前記回転軸の回転角度に応じ
た信号を出力する回転角度検出器と、回転角度値と対応
したアドレスに永久磁石が磁気バブル素子へ加えるＸ軸
成分の磁界の強さに応じた信号が書き込まれた第１記憶
手段と、回転角度値と対応したアドレスに永久磁石が磁
気バブル素子へ加えるＹ軸成分の磁界の強さに応じた信
号が書き込まれた第２記憶手段と、前記磁気バブル素子
と永久磁石の回転磁界の位相差に応じたアドレスオフセ
ットデータが書き込まれた第３記憶手段と、前記回転角
度検出信号と第３の記憶手段から出力されるアドレスオ
フセットデータとの加算データをアドレスとして前記第
１と第２の記憶手段から導入される信号に基づき、永久
磁石が磁気バブル素子へ加える磁界を打ち消すための直
流電流を交流電流に重畳して読出コイルに流す回路手段
と、からなる手段を講じたものである。

【００１９】

【作用】回転軸に取り付けられた永久磁石から磁気バブ
ル素子に加えられる磁界の強さは、回転軸の回転角度と
一定の関係がある。第１と第２の記憶手段には、各回転
角度値ａ１，ａ２，…と、これに対応したＸ軸成分の磁
界Ｈ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，…と、Ｙ軸成分の磁界Ｈ_Ｙ１，Ｈ
_Ｙ２，…とがそれぞれ書き込まれている。第３の記憶手
段には、磁気バブル素子と永久磁石の回転磁界の位相差
に応じたアドレスオフセットデータが書き込まれてい
る。そして、回転角度検出器から出力される角度信号に
該アドレスオフセットデータを加算したアドレスに応じ
た信号（Ｈ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，…、Ｈ_Ｙ１，Ｈ_Ｙ２，…）を
第１と第２の記憶手段から読み出し、これに基づいて永
久磁石が磁気バブル素子に加える磁界を打ち消すように
したものである。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図１は本発明に係る回転数検出器の要部
の構成図、図２は図１回路のタイミングチャート、図３
はリング磁石と読出コイルによる磁界のベクトル軌跡の
説明図、図４は磁気バブル装置の要部構成図、図５は磁
気抵抗素子の構成図、図６は位置検出用磁気抵抗素子の
出力説明図、図７は磁気バブル検出素子の感度曲線図、
図８は位置検出用磁気抵抗素子の感度曲線図、図９は磁
気バブル装置の位置で検出される回転磁界ベクトルの説
明図、図１０は磁気バブル装置の他の具体例の説明図、
図１１は図１０における磁気抵抗素子の抵抗値変化の説
明図である。

【００２１】図１において、４０は磁気バブル装置であ
り、図１２を用いて既に説明したものとほぼ同じである
が、読出コイル３，４の中の磁気バブル素子１には図４
に示すように位置検出磁気抵抗素子４１も配置されてい
る。

【００２２】該位置検出磁気抵抗素子４１は、磁気バブ
ル検出素子１２，１３と同様に、パーマロイなどの軟磁
性体の薄膜をスパッタ，蒸着等の手法により３００オン
グストローム程度の膜厚で幅数μｍのストライプ状にパ
ターン形成したものである。

【００２３】このような磁気抵抗素子はホール素子に比
べて１００Ｏｅ程度の比較的弱い磁界を検出するのに適
しており、図５に矢印で示した面内方向の磁界にだけ感
度を持つ。そして、該磁気抵抗素子は磁界の極性によら
ず磁界の絶対値に対して出力を出すので、その出力信号
は図６（Ｄ）のように図６（Ｃ）の波形を全波整流した
形になる。磁気抵抗素子の感度曲線は、素子の膜厚とパ
ターン幅で決まる。上述のように磁気抵抗素子の上にス
トレッチャが形成されていると、面内方向の磁界は主と
してストレッチャの中を通って磁気抵抗素子には印加さ
れないので、弱い磁界では感度がなくなり、本来の素子
そのものの感度曲線とは異なった振舞いをする。

【００２４】磁気バブル素子１上には、上述のように磁
気バブルを検出するための磁気バブル検出素子１２，１
３が形成されているが、これらは図７の感度曲線に示す
ように磁気バブルからの磁界を効率よく検出できるよう
に設計され、しかもストレッチャの下に置かれた磁気抵
抗素子は５０Ｏｅ程度の回転磁界に対しては感度を持た
ないので回転磁界の位相を検出するためには使用できな
い。

【００２５】そこで、本発明では、磁気バブル素子１上
に図８のような感度曲線を持つ磁気抵抗素子４１を形成
して、図１，図６に示す磁気バブル素子の上の回転磁界
と回転角度検出器２１の角度から生成される回転磁界の
位相を合わせ込むようにしている。

【００２６】再び図１において、５はリング磁石であ
り、これも図１２で説明したものと同じである。２１は
回転角度検出器であり、リング磁石５が取り付けられて
いる回転軸（図示せず）の回転角度θｎに応じた信号を
出力するものである。該回転角度検出器２１としては、
例えば出願人が特願昭62-70078号で出願し、既に広く知
られている光学式エンコーダを用いることができる。

【００２７】２２はラッチであり、ＲＥＱ信号の印加タ
イミングで回転角度検出器２１の出力を取り込み、これ
をラッチして加算回路５１の一方の入力端子に出力する
ものである。該加算回路５１の他方の入力端子にはアド
レスオフセットＲＯＭ５２の出力データが加えられてい
る。

【００２８】２３は角度／アドレス変換器であり、加算
回路５１の出力データを後述するＸ軸用ＲＯＭとＹ軸用
ＲＯＭのアドレス値に変換するものである。３３は第１
記憶手段であり、回転角度値に対応したアドレスにリン
グ磁石５が磁気バブル素子１へ加えるＸ軸成分の磁界の
強さに応じた信号が書き込まれたものである。該第１記
憶手段は、通常ＲＯＭが用いられるので、以下、Ｘ軸用
ＲＯＭ３３と記す。

【００２９】３４は第２記憶手段であり、回転角度値に
対応したアドレスにリング磁石５が磁気バブル素子１へ
加えるＹ軸成分の磁界の強さに応じた信号が書き込まれ
たものである。該第１記憶手段は、以下、Ｙ軸用ＲＯＭ
３４と記す。

【００３０】図３（１）を参照して、Ｘ軸用ＲＯＭ３３
とＹ軸用ＲＯＭ３４の内容を説明する。磁気バブル素子
１へ加えられるリング磁石５の磁界ベクトルの軌跡は、
例えば図３（１）のようになる。図１では８極着磁のリ
ング磁石５を用いているので、リング磁石５が１回転す
ると、図３（１）の磁界ベクトルは４回転する。Ｘ，Ｙ
成分に分けて考えると、磁界はリング磁石５の回転とと
もに正弦波状に変化する。同図において、ａ１，ａ２，
…はリング磁石５が取り付けられた図示しない回転軸の
実際の回転角度θ１，θ２，…に応じた値であり、その
関係は、ａｎ＝４・θｎである。

【００３１】そして、Ｘ軸用ＲＯＭ３３とＹ軸用ＲＯＭ
３４には、次の内容が書き込まれる。回転角度Ｘ軸用ＲＯＭ３３Ｙ軸用ＲＯＭ３４ａ１ＡＤＸ１Ｈ_Ｘ１ＡＤＹ１Ｈ_Ｙ１ａ２ＡＤＸ２Ｈ_Ｘ２ＡＤＹ２Ｈ_Ｙ２：：：：：ａｎＡＤＸｎＨ_ＸｎＡＤＹｎＨ_Ｙｎここで、ＡＤＸ１，ＡＤＸ２，…はＸ軸用ＲＯＭ３３の
アドレスであり、ＡＤＹ１，ＡＤＹ２，…はＹ軸用ＲＯ
Ｍ３４のアドレスである。

【００３２】リング磁石５から磁気バブル素子１へ加え
られる磁気ベクトルは、リング磁石５の回転角θｎ（＝
ａｎ／４）によって一義的に決定されるので、予め、上
記ａ１，ａ２，…とＨ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，…及びＨ_Ｙ１，Ｈ
_Ｙ２，…の関係を知ることができ、この値をＸ軸用ＲＯ
Ｍ３３とＹ軸用ＲＯＭ３４に書き込むことができる。

【００３３】なお、Ｘ軸用ＲＯＭ３３，Ｙ軸用ＲＯＭ３
４に書き込む内容（例えばＨ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，…）は磁界
の強さそのものでなく、磁界の強さに応じた信号であれ
ばよい。説明を加えると、この磁界（Ｈ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，
…）をキャンセルする磁界を発生させるため読出コイル
３，４に流す電流値を意味するものでよい。

【００３４】また、回転軸の１回転に対して磁界は４回
転するので、各ＲＯＭ３３，３４に書き込む磁界の値は
１／４回転分だけでよい。さらに、回転磁界が楕円形の
軌跡を描くのでその１つの象限の磁界の値を書き込むだ
けでよい。

【００３５】３５，３６はデジタル信号をアナログ信号
へ変換するデジタル／アナログ変換器（以下、単にＡＤ
Ｃと記す）であり、公知のものを用いることができる。
ＤＡＣ３５，３６以降の構成は、先願と全く同様であ
る。すなわち、２５は２相発振器であり、９０°位相の
異なる２つの交流信号（Ｉ_０・ｓｉｎωｔとＩ_０・ｃｏ
ｓωｔ）を出力するものである。この２つの交流信号
は、リング磁石５の累積回転数を測定する時にオンとな
るスイッチ２６，２７を介して減算器２８，２９に加え
られる。なお、リング磁石５の累積回転数を測定しない
期間、スイッチ２６，２７は図示しないコントローラに
よりオフとされている。

【００３６】２８，２９は減算器であり、２相発振器２
５の出力信号からＤＡＣ３５，３６の出力Ｉ_ｔ，Ｉ_ｒを
減算するものである。３０，３１はコイルドライバであ
り、減算器２８，２９の出力を増幅し、それぞれＸ軸コ
イル（読出コイル３）とＹ軸コイル（読出コイル４）に
図２（２），（３）に示すような駆動電流を加えるもの
である。

【００３７】次に、磁気バブル素子４０の動作を説明す
る。図４の磁気バブル素子４０にリング磁石５から回転
磁界が印加された場合を考える。リング磁石５の回転中
心と位置検出用磁気抵抗素子４１と磁気バブル検出素子
１２，１３の中心線は同一直線上にある。位置検出用磁
気抵抗素子４１と磁気バブル検出素子１２，１３は極め
て近い位置に形成されているので、両者にはほとんど同
一の回転磁界ベクトルが印加される。回転磁界ベクトル
は図９に示すようにＨ_Ｘの最大値は５０Ｏｅ程度であ
る。位置検出用に設計された磁気抵抗素子は、図４の特
性曲線に示すように５０Ｏｅ程度の回転磁界に対して抵
抗値が変化する。模式的に描くと、図６（Ｃ）の回転磁
界に対して（Ｄ）のような抵抗値変化をし、回転磁界ベ
クトルがＨ_Ｘ方向を向いたときに磁気抵抗素子の抵抗値
は最小値を示す。従って、磁気抵抗素子の抵抗値が最小
になったときが磁気バブル装置４０の位置での回転磁界
の最大値に対応する。

【００３８】実際には、リング磁石５を一定の角速度で
回転させておき、図６（Ｂ）のＲＯＭの内容と図６
（Ｄ）の位置検出用磁気抵抗素子４１の抵抗値変化を微
分した図６（Ｅ）の波形の両者を図示しない位相差測定
装置に入力する。そして、位相差測定装置で測定した位
相誤差Δφを下式に従って図１の角度／アドレス変換器
２３のアドレスのオフセットに換算し、アドレスオフセ
ットデータＲＯＭ５２に書き込むことによって調整は終
了する。これら全ての調整は電気的に行うことができ
る。

【００３９】アドレスオフセット＝（１回転磁界に対応
するＲＯＭ中のデータのワード数）×（Δφ／回転磁界
の周期） Δφと回転磁界の周期の次元はどちらも時間回転磁界と回転角度検出装置２１の位相を機械的に合わ
せにくい理由は以下の通りである。着磁器によって付与
されたリング磁石５の着磁パターンが回転磁界を発生す
る源であるが、例えば直径２０ｍｍのリング磁石に対し
て４極着磁すると回転磁界１°の誤差はリング磁石の外
周の０．１ｍｍ以下の寸法に相当する。また、回転角度
検出装置２１とリング磁石５と磁気バブル装置４０はそ
れぞれ空間的に離れた位置に配置されるので、機械的な
位置合わせだけで３者の位相を精度よく合わせ込むのは
困難である。上述のように、磁気バブル装置４０の位置
における回転磁界ベクトルの大きさを５０Ｏｅ程度に設
定するので回転磁界が１°の誤差を生じると磁界の大き
さに換算して約１Ｏｅになり、無視できない誤差になっ
てしまう。

【００４０】位置検出用磁気抵抗素子４１の長さは図５
に示すように１００μｍ程度でよいため磁気バブル素子
のチップ面積が増加することはなく、磁気バブル検出素
子１２，１３と同時に作り込めるので製造プロセスは何
等増加しない。

【００４１】なお、位置検出用磁気抵抗素子は必ずしも
リング磁石５に対して垂直に配置する必要はない。ただ
し、そのときは垂直方向からの角度偏差を位相差測定の
際のオフセットとして考慮する必要がある。具体的に
は、図１０に示すように、ストレッチャを介して対向す
るようにして２個の位置検出用磁気抵抗素子４１，４２
を設け、両方の出力の位相差を測定する。そして、位相
差が０になるように磁気バブル素子を回転方向に調整す
ればリング磁石５の中心に磁気バブル素子１のθ方向の
設置誤差を低減できる。図１１に図１０の各位置検出用
磁気抵抗素子４１，４２の抵抗値変化を示す。

【００４２】以上のように構成された本発明に係る回転
数検出器の動作を説明する。リング磁石５がその回転を
停止しているとする。そして、該リング磁石５の累積回
転数を測定する場合、図２（１）に示すようなＲＥＱ信
号（動作開始信号）がラッチ２２に加えられ、リング磁
石５（回転軸）の回転角度θ_ｎの値をラッチする。

【００４３】このθ_ｎの値は加算回路５１でアドレスオ
フセットデータＲＯＭ５２の出力データと加算されて角
度／アドレス変換器２３に加えられ、さらにアドレス信
号ＡＤＸｎ，ＡＤＹｎに変換されてＸ軸用ＲＯＭ３３と
Ｙ軸用ＲＯＭ３４に加えられる。

【００４４】そして、Ｘ軸用ＲＯＭ３３，Ｙ軸用ＲＯＭ
３４の該当するアドレスに格納されているＨ_Ｘｎ，Ｈ
_Ｙｎの値が読み出され、ＤＡＣ３５，３６でアナログ信
号Ｉ_ｔ，Ｉ_ｒに変換される。

【００４５】すなわち、ＤＡＣ３５からはリング磁石５
により磁気バブル素子１に加えられているＸ軸成分磁界
を打ち消すのに必要な直流電流値Ｉ_ｔが出力され、ＤＡ
Ｃ３６からはＹ軸成分磁界を打ち消すのに必要な直流電
流値Ｉ_ｒが出力される。そして、例えば図２（１）のＲ
ＥＱ信号の立ち下がりエッジでスイッチ２６と２７はオ
ンになる。従って、２相発振器２５から出力される９０
°位相の異なる２つの交流信号Ｉ_０・ｓｉｎωｔとＩ_０
・ｃｏｓωｔからそれぞれＤＡＣ３５，３６の出力
Ｉ_ｔ，Ｉ_ｒが減算される。その結果、図２（２），
（３）に示すように、オフセット成分Ｉ_ｔ，Ｉ_ｒを差し
引いた電流Ｉ_０×ｓｉｎωｔ−Ｉ_ｒとＩ_０×ｃｏｓωｔ
−Ｉ_ｔがそれぞれコイルドライバ３０，３１を介してＸ
軸コイル（読出コイル３）とＹ軸コイル（読出コイル
４）に加えられる。

【００４６】図３（２）は本願発明装置における磁界ベ
クトルの動きを示した図である。今、リング磁石５の磁
界ベクトルがＯＢの方向を向いて停止しているとする
と、この時の角度ａｂは回転角度検出器２１により測定
され、該測定値に基づいてリング磁石５により磁気バブ
ル測定信号１へ加えられている磁界のＸ軸成分Ｈ_ＸＢと
Ｙ軸成分Ｈ_ＹＢはＸ軸用ＲＯＭ３３とＹ軸用ＲＯＭ３４
から読み出される。

【００４７】そして、電流（−Ｉ_ｔ）と（−Ｉ_ｒ）によ
りリング磁石５の磁界ＯＢは相殺され、半径５０ガウス
の読出コイル３，４による回転磁界のみが磁気バブル測
定信号１に加わる（図３（２）実線参照）。また、読出
コイル３，４から加わる回転磁界の大きさは一定なの
で、磁気バブル検出素子１２，１３が受ける磁界は５０
ガウスになって飽和することはなく、安定に信号を検出
できる。

【００４８】なお、上記実施例では８極のリング磁石を
用いているが、任意の２ｎ極のリング磁石を用いること
ができる。また、リング磁石５としてフェライト磁石の
ように温度係数の大きなものを使用すると、読出コイル
３，４による打ち消し用磁界の温度補正が必要になる。
このような温度補正は、図１のように温度検出器３７を
設けることで行うことができる。すなわち、温度検出器
３７により回転数検出器内部の温度を測定し、角度／ア
ドレス変換器２３で測定した角度の測定値を補正すれば
よい。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
の効果が得られる。 (1) 温度係数が大きなホール素子を使用することなくリ
ング磁石の磁界の強さを安定に知ることができ、リング
磁石による磁界を広い温度範囲にわたってキャンセルす
ることができる。 (2) 磁気バブル装置とリング磁石を位置合わせするとき
にガウスメータによる測定と磁気バブル装置の設置位置
の機械的な調整が不要になる。 (3) 調整の代わりに位相差の測定結果をオフセットデー
タとして書き込むだけでよく、測定と調整に混入する誤
差を軽減でき、調整工数を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転数検出器の要部の構成図であ
る。

【図２】図１の回路のタイミングチャートである。

【図３】リング磁石と読出コイルによる磁界のベクトル
軌跡の説明図である。

【図４】磁気バブル装置の要部構成図である。

【図５】磁気抵抗素子の構成図である。

【図６】位置検出用磁気抵抗素子の出力説明図である。

【図７】磁気バブル検出素子の感度曲線図である。

【図８】位置検出用磁気抵抗素子の感度曲線図である。

【図９】磁気バブル装置の位置で検出される回転磁界ベ
クトルの説明図である。

【図１０】磁気バブル装置の他の具体例の説明図であ
る。

【図１１】図１０における磁気抵抗素子の抵抗値変化の
説明図である。

【図１２】磁気バブルを用いた回転数検出器の動作原理
図である。

【図１３】図１２の磁気バブル素子上に設けられた転送
素子ループのパターン例図である。

【図１４】図１３の転送素子ループのストレッチャ部を
拡大した図である。

【図１５】従来の回転磁界ベクトルの説明図である。

【図１６】磁気バブル検出素子の抵抗値変化の説明図で
ある。

【符号の説明】

１磁気バブル素子３，４読出コイル５リング磁石１２，１３磁気バブル検出素子２１角度回転検出器２２ラッチ２３角度／アドレス変換器３３Ｘ軸用ＲＯＭ３４Ｙ軸用ＲＯＭ４０磁気バブル装置４１，４２位置検出用磁気抵抗素子５１加算回路５２アドレスオフセットデータＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】回転軸に取り付けた永久磁石の磁界を磁
気バブル素子へ加えて複数ビットパターンからなる磁気
バブルを移動させるとともに読出コイルに交流電流を流
して回転磁界を発生させ、前記磁気バブルを強制的に移
動させ、磁気バブルのビットパターンを磁気バブル検出
素子で検出することにより回転軸の累積回転数を測定す
る回転数検出器において、前記回転軸の回転角度に応じた信号を出力する回転角度
検出器と、回転角度値と対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるＸ軸成分の磁界の強さに応じた信号が書き
込まれた第１記憶手段と、回転角度値と対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるＹ軸成分の磁界の強さに応じた信号が書き
込まれた第２記憶手段と、前記磁気バブル素子と永久磁石の回転磁界の位相差に応
じたアドレスオフセットデータが書き込まれた第３記憶
手段と、前記回転角度検出信号と第３の記憶手段から出力される
アドレスオフセットデータとの加算データをアドレスと
して前記第１と第２の記憶手段から導入される信号に基
づき、永久磁石が磁気バブル素子へ加える磁界を打ち消
すための直流電流を交流電流に重畳して読出コイルに流
す回路手段と、を備えた回転数検出器。