JPH08122174A

JPH08122174A - 回転検出装置およびトルク検出装置

Info

Publication number: JPH08122174A
Application number: JP25820194A
Authority: JP
Inventors: Yoriichi Tsuji; 頼一辻; Shinichi Hata; 慎一秦; Toshio Yamanaka; 敏雄山中
Original assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】回転軸部材の周面上に形成された磁気記録層
に対し、該磁気記録層に近接対向して配置された磁気ヘ
ッドを介して位置信号を磁気記録し、該磁気ヘッドを介
して再生された上記位置信号の検出に基づいて上記回転
軸部材に作用するトルクを検出ように構成されたトルク
検出装置において、上記トルクを精度良く検出する。【構成】磁気記録層を、回転軸部材の周面から所定距
離Ｗだけ突出させて、かつ回転軸部材の回転方向所定角
度範囲に亘って部分的に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体の回転検出装置
および回転軸部材に作用するトルクを検出するトルク検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等におけるトルク検出の必
要性は増大しつつある。特に、四輪駆動における前後輪
のトルク配分においては、走行状態に対する特性曲線を
設定し、推定による間接的な制御を行う制御手段を用い
ており、車両による特性のばらつき等に伴いその精度は
必ずしも十分なものとはいえない。同様な問題は、自動
変速機をはじめとする出力軸を有する車両の各機構部に
おいても生じている。

【０００３】これに対し、回転軸部材に作用するトルク
を直接検出するようにしたトルク検出装置として、トル
ク負荷による回転軸部材の捩れ角を測定し、その捩れ角
からトルクを求めるトルク検出装置が従来より広く知ら
れている。より具体的には、測定対象である回転軸部材
に少なくとも２つのロータリーエンコーダを配設したも
のが知られている。すなわち、個々のエンコーダからの
検出信号の位相差Δｔから捩れ角を求め、トルクに換算
するというものである。

【０００４】上記エンコーダの種類としては、光学的手
段を用いたもの、磁気的手段を用いたものがある（例え
ば特開昭６２−２３９０３１号公報には磁気式エンコー
ダを配設したものが開示されている）が、これらを自動
車用のトルク検出装置に適用するには、いずれの手段
も、捩れ角を検出するために回転軸部材にスリット、歯
車等を設ける必要があり、装置が大きく重くなるととも
にロータリーエンコーダを取り付ける作業を行う際に不
可避の取付誤差を生じるという問題、さらには回転軸部
材に捩れ歪が残留して蓄積されると、２つのエンコーダ
の相対位置が徐々にずれて、トルク検出精度が経時劣化
するという問題があった。

【０００５】上記以外にも、回転軸部材の捩れ角に基づ
いてトルクを検出する方法としては、歪みにより電気抵
抗が変化する歪みゲージ式、応力の作用により磁化が変
化する磁歪効果を用いる磁歪式などがあるが、歪みゲー
ジ式においては歪みゲージの接着方法や信号の取出方法
に問題があり、磁歪式においては回転軸部材に磁歪材料
を接着したり、回転軸部材そのものに溝を設ける等の機
械加工を施さねばならないという問題があった。

【０００６】このような問題を解決するために、特開平
3-115940号公報に開示されているようなトルク検出装置
が提案されている。

【０００７】上記公報に記載されたトルク検出装置は、
回転軸部材に、その軸線方向に所定の間隔Ｌをおいて第
１および第２の磁気記録媒体（例えば磁気ディスク）を
取付け、各磁気記録媒体に対向する位置にそれぞれ磁気
ヘッドを配置し、回転軸部材が無負荷状態にあるときに
両磁気記録媒体に同一位相の周期信号を記録するととも
に、回転軸部材に負荷が作用しているとき上記周期信号
を再生し、各磁気ヘッドからの再生信号相互間の位相差
Δｔを検出し、この位相差Δｔに基づいて下記の式
（１）により回転軸部材に作用するトルクＴを算出しよ
うとするものである。

【０００８】Ｔ＝π²Ｇｄ⁴・Δｔ・（ｆ／ｆ₀）・Ｎ₀／１６Ｌ（１）ここで、Ｇは回転軸部材の横弾性係数、ｄは回転軸部材
の直径である。ｆは再生信号の周波数、ｆ₀は記録信号
の周波数、Ｎ₀は信号記録時の回転軸部材の回転数であ
る。

【０００９】上記構成のトルク検出装置においては、周
期信号を随時書き換えることが可能であり、取付け時の
誤差や経時変化に基づく誤差の無い正確なトルク検出が
可能となるが、別の問題を有している。すなわち、磁気
記録媒体に周期信号を記録する際に、回転軸部材の回転
速度が変動していると、正確な周期信号を記録すること
ができなくなり、演算の結果得られたトルク値には誤差
を含んでしまうという問題がある。一般に、車両等の駆
動系の回転軸部材は、回転速度が頻繁に変動しており、
その変動を抑えて回転速度を正確に制御することは困難
である。

【００１０】以上の問題を解決する手段として、本発明
者等は、改良されたトルク検出装置を先に提案した（特
開平６−３４４６１号公報参照）。

【００１１】この特開平６−３４４６１号公報に開示さ
れているトルク検出装置は、回転軸部材の周面部に磁気
記録層を設け、この磁気記録層と対向するように回転軸
部材の周面に近接して、かつ該回転軸部材の軸線方向に
所定間隔をおいて、第１および第２磁気ヘッドを配置
し、さらに、第１磁気ヘッドに対して回転軸部材の周方
向に所定角度θ₀をおいて第３磁気ヘッドを配置したも
のである。

【００１２】そして、無負荷時に、第１、第２磁気ヘッ
ドにより同一位相の位置信号を上記磁気記録層に記録
し、負荷が作用しているトルク検出時には、第１および
第２磁気ヘッドからそれぞれ再生される位置信号相互間
の位相差Δｔと、第１および第３磁気ヘッドからそれぞ
れ再生される位置信号相互間の時間差ｔおよび所定角度
θ₀に基づいて回転軸部材の捩れ角θを求め、この捩れ
角θからトルクＴを検出しようとするものである。

【００１３】このような構成により、小型で簡単な構成
のトルク検出装置を実現することができるとともに取付
作業や経年変化によるトルク検出誤差をなくすことがで
きる。また、回転軸部材に生じる捩れ残留歪により両磁
気ヘッド間で初期位相にずれが生じても、記録の更新が
可能であるため、このずれを容易に修正することができ
る。

【００１４】しかも、上記構成に示すように、第１磁気
ヘッドに対して回転軸部材の周方向に所定角度θ₀をお
いて第３の磁気ヘッドが配置され、これら第１および第
３磁気ヘッドからの再生位置信号相互間の時間差ｔが検
出され、そして、従来用いていた回転速度に代えてこの
時間差ｔを用いて回転軸部材のトルクＴが算出されるよ
うになっているので、回転軸部材の回転速度が変動して
もその影響を受けずにトルク検出を行うことができる。

【００１５】これについて詳述すると、回転軸部材の捩
れ角θは、下記の式（２）により算出することができ、
回転軸部材に作用するトルクＴは、下記の式（３）によ
り算出することができる。

【００１６】 θ＝（Δｔ／ｔ）・θ₀ （２）Ｔ＝２πＧｄ⁴・θ／６４Ｌ（３）ここで、Ｇは回転軸部材の横弾性係数、ｄは回転軸部材
の直径、Ｌは第１および第２磁気ヘッドの回転軸部材の
軸線方向の配置間隔である。

【００１７】上記式（２）においては、（Δｔ／ｔ）に
より時間因子が相殺されるので、たとえ位置信号が正確
な周期信号として記録されていなくても誤差なくトルク
検出を行うことができる。つまり、信号記録時の回転軸
部材の回転速度やその変動による影響を受けずに、第１
および第３磁気ヘッドのなす角度θ₀を基準として直接
トルク検出を行うことができるというきわめて優れた長
所を有するものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記先
願発明によるトルク検出装置は、数々の長所を備えてい
るものであるが、以下に示すような問題を有している。

【００１９】すなわち、磁気記録層に位置信号を記録す
る際には、急峻なピークを有し、かつ出力の大きい再生
信号が得られるようにするために、磁気ヘッドを磁気記
録層に可能な限り近接させて配置することが望ましいの
であるが、検出対象となる回転軸部材の表面粗さが大で
部分的に凹凸があったり、軸が偏心していたり、あるい
は回転軸部材の真円度が不良であったりする場合には、
回転軸部材の回転に伴って磁気ヘッドが磁気記録層に接
触して、再生信号にノイズを生じたり、磁気ヘッドが破
損したりする問題が発生する。

【００２０】また、別の問題として、磁気ヘッドを磁気
記録層に極めて近接させて配置すると、回転軸部材およ
び磁気記録層の磁化状態の変化に対して敏感となるため
に、位置信号の記録位置以外の箇所でも、磁気記録層に
傷が存在したり、回転軸部材が着磁されていたりする
と、その影響をノイズとして検出しやすくなり、結果と
して検出精度が低下することになる。

【００２１】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであって、上記先願発明が有する数々の長所を
損うことなしに、回転軸部材に作用するトルクを精度良
く検出することができるトルク検出装置を提供すること
を目的とする。

【００２２】また本発明は、上記トルク検出装置におけ
る磁気記録層の基本構成を利用して、回転体の回転速度
を精度良く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。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明による回転検出装
置またはトルク検出装置は、上記磁気記録層が、回転体
の表面ないし回転軸部材の周面から所定距離だけ突出し
て、かつ該回転体ないし回転軸部材の回転方向所定角度
範囲に亘って部分的に形成されていることを特徴とす
る。

【００２４】本発明による回転検出装置またはトルク検
出装置の１つの態様によれば、上記磁気記録層が、上記
回転体の表面ないし回転軸部材の周面上に貼付された磁
性片により形成されている。

【００２５】上記磁性片は、上記回転体の表面上ないし
回転軸部材の周面上に貼付された非磁性材よりなる基体
上に磁性層が形成されたものよりなる。

【００２６】本発明による回転検出装置またはトルク検
出装置の他の態様によれば、上記磁気記録層が、上記回
転体の表面上ないし回転軸部材の周面上に塗布された磁
性塗料より形成されている。

【００２７】また、本発明による回転検出装置またはト
ルク検出装置は、上記位置信号の記録に先立って上記磁
気記録層を直流消去する手段を備えていることが好まし
い。

【００２８】その場合に、上記回転体ないし回転軸部材
の回転方向に関し前端部および後端部に相当する上記磁
気記録層の両端部の少なくとも一方が、先端側に向かっ
て所定の勾配をもって徐々に薄くなるように形成されて
いることが好ましい。

【００２９】あるいは、本発明による回転検出装置また
はトルク検出装置は、上記直流消去手段に代わり、上記
位置信号の記録に先立って上記磁気記録層を交流消去す
る手段を備えているものであっても良い。

【００３０】

【作用および発明の効果】本発明による回転検出装置な
いしトルク検出装置は、磁気記録層が、上記回転体の表
面ないし上記回転軸部材の周面から所定距離だけ突出し
て、かつ該回転体ないし上記回転軸部材の回転方向所定
角度範囲に亘って部分的に形成されているために、例え
ば図１に示すように、回転軸部材の周面上に磁気記録層
を該回転軸部材の回転方向所定角度範囲に亘って部分的
に形成した場合について見れば、磁気記録層に対して適
正な位置信号の記録再生が行えるように磁気記録層と磁
気ヘッドとの間隔ｄ（１００μｍ程度）を設定した場
合、上記磁気記録層が形成されていない部分では、回転
軸部材と磁気ヘッドとの間隔を磁気記録層の突出距離Ｗ
の分だけ広くすることができる。したがって、回転軸部
材の周面からの磁気記録層の突出距離Ｗが回転軸部材の
周面の凹凸や偏心度合いよりも大きければ、回転軸部材
と磁気ヘッドとの接触に係わる問題は解消されること明
らかである。

【００３１】また、一般に磁気記録層と磁気ヘッドとの
間隔ｄと再生出力電圧の低下（間隔損失Ｌｄ）との間に
は、下記の式（４）の関係が成立する（但しλは記録信
号の波長）。

【００３２】Ｌｄ＝５４．６（ｄ／λ）［ｄＢ］（４）本発明によれば、上記磁気記録層が形成されていない部
分では、回転体ないし回転軸部材と磁気ヘッドとの間隔
が磁気記録層の突出距離Ｗの分だけ広くなるため、位置
信号の記録再生を行わない部分での回転軸部材の着磁等
によるノイズの強度を式（４）の関係に従って低下させ
ることが可能になり、再生信号のＳ／Ｎ比を向上させる
ことができる。

【００３３】また、本発明において、磁気記録層に対し
位置信号の記録をやり直す場合には、回転体ないし回転
軸部材が回転している状態で、磁気ヘッドに所定の直流
電流を通電することにより、先に記録した位置信号を直
流消去し、その上で、再記録を行なうことが望ましい。

【００３４】位置信号を消去する方法としては、磁気ヘ
ッドに所定の周波数の交流電流を通電する交流消去も可
能ではあるが、汎用用途を考慮した場合、対象となる回
転軸部材の回転速度は用途によりまちまちとなるため、
その都度、消去の適正な周波数をせっていしなければな
らないという問題が生じ、またそのための装置も複雑に
なる。

【００３５】一方、直流消去を行なう場合においても別
の問題が生じる。すなわち、本発明による回転検出装置
ないしトルク検出装置においては、磁気記録層が回転体
ないし回転軸部材の回転方向に関して部分的に形成され
ているため、図２（ａ）に示すように、直流消去によっ
て磁気記録層の端部が磁極になり、この部分が磁気ヘッ
ドのギャップを通過する際に、図２（ｂ）に示すような
信号が再生されてしまうという問題がある。

【００３６】このような点に鑑み、回転体ないし回転軸
部材の回転方向に関し前端部および後端部に相当する上
記磁気記録層の両端部の少なくとも一方が、先端側に向
かって所定の勾配をもって徐々に薄くなるように形成さ
れていることが好ましい。

【００３７】このようにすれば、磁気記録層の端部での
磁気ヘッドの磁路に分流する表面磁束も徐々に低減す
る。そして、磁気ヘッドから再生される再生信号の強度
は磁束の時間的変化に比例するため、磁気記録層の端部
の形状を磁束が徐々に低減する形状とすることにより、
磁気記録層の端部において再生される信号の強度を実用
上問題のないレベルにまで低減することが可能になる。

【００３８】

【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。

【００３９】（実施例１）図３は、本発明に係わるトル
ク検出装置の実施例を示す概略的構成図である。このト
ルク検出装置は、左端部が駆動源、右端部が負荷に接続
された回転軸部材１０（例えば自動車用自動変速機の出
力軸）に作用するトルクを検出するトルク検出装置であ
って、回転軸部材１０の外周面上の２箇所に磁気記録層
１２ａ，１２ｂを形成し、これら磁気記録層１２ａ，１
２ｂと対向するように回転軸部材１０の外周面に近接
し、かつ該回転軸部材１０の軸線方向に所定間隔Ｌをお
いて配置された第１および第２磁気ヘッド１４ａ，１４
ｂと、磁気記録層１２ａと対向するように回転軸部材１
０の外周面に近接して、かつ第１磁気ヘッド１４ａに対
して回転軸部材１０の回転方向に所定角度θ₀をおいて
配置された第３磁気ヘッド１４ｃと、第１および第２磁
気ヘッド１４ａ，１４ｂを介して磁気記録層１２ａ，１
２ｂに同時に位置信号を記録する記録回路１６と、各磁
気ヘッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃを介して位置信号を再
生する増幅器１８、フィルタ回路２０および波形整形回
路２２からなる再生手段と、該再生手段により再生され
た位置信号のうち、第１および第２磁気ヘッド１４ａ，
１４ｂからの位置信号相互間の位相差Δｔを検出する位
相差検出回路２４と、第１および第３磁気ヘッド１４
ａ，１４ｃからの位置信号相互間の時間差ｔを検出する
インターバル検出回路２６と、上記所定角度θ₀、位相
差Δｔおよび時間差ｔに基づいて、回転軸部材１０の捩
れ角θを算出するとともに、この捩れ角θに基づいて、
回転軸部材１０に作用するトルクＴを算出するトルク演
算回路２８とを備えている。

【００４０】上記磁気記録層１２ａ，１２ｂは、回転軸
部材１０の外周面上に磁性片を接着することによって形
成できる。この磁性片３０は、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、回転軸部材１０の外周面上の２箇所に接着さ
れた厚さ３００μｍ程度のアルミニウムからなる所定の
長さを有する基体３１上に、磁性塗料を均一に塗布して
厚さ約５０μｍの磁性層３２からなる。

【００４１】したがって、磁気記録層１２ａ，１２ｂ
は、回転軸部材１０のの周面から所定距離Ｗ（この場合
は約３５０μｍ）だけ突出し、かつ回転軸部材１０の回
転方向所定角度範囲に亘って部分的に形成されているこ
とになる。そしてこの場合、基体３１は、回転軸部材１
０の回転方向に関して前端部および後端部に相当する両
端部（図４では左右端部）が、先端側に向かって所定の
勾配をもって徐々に薄くくなるように形成され、これに
伴って、基体３１上に形成された磁性層３２も同様の勾
配を有している。

【００４２】なお、本実施例においては、上記第１およ
び第２磁気ヘッド１４ａ，１４ｂの配置間隔Ｌは１００
ｍｍに、また、第１および第３磁気ヘッド１４ａ，１４
ｃの配置間隔θ₀は５°に設定されている。

【００４３】次に、本実施例の動作について説明する。

【００４４】まず、磁気記録層１２ａ，１２ｂの磁化状
態を均一にするために、回転軸部材１０が回転している
状態で、記録回路１６は、所定の直流電流を第１および
第２磁気ヘッド１４ｂに流し、各磁気ヘッド１４ａおよ
び１４ｂを介して磁気記録層１２ａ，１２ｂを一方向に
直流消去する。

【００４５】次に、回転軸部材１０を、磁気ヘッド１４
ａおよび１４ｂがそれぞれ磁気記録層１２ａ，１２ｂに
対向して位置信号が記録できる位置関係にある状態で静
止させ、記録回路１６により、上記消去電流とは逆極性
で、かつ磁気記録層１２ａ，１２ｂに対し過飽和となら
ない値を有する所定の直流電流を第１および第２磁気ヘ
ッド１４ａ，１４ｂにステップ状に通電し、磁気記録層
１２ａ，１２ｂ上に位置信号を記録する。

【００４６】次に、回転軸部材１０に負荷が加わった状
態で回転させ、各磁気ヘッド１４ａ，１４ｂを介して各
磁気記録層１２ａ，１２ｂに記録されている位置信号を
再生したときの再生信号Ｓａ１，Ｓｂ１との間には、図
５に示すように、負荷の作用により磁気記録層１２ａ，
１２ｂの間隔Ｌの間に生じる回転軸部材１０の捩じれに
応じた位相差Δｔが生じる。また、第３磁気ヘッド１４
ｃを介して磁気記録層１２ａに記録されている位置信号
を再生したときの再生信号Ｓｃ１は、再生信号Ｓａ１に
対して配置角度θ₀に対応した時間差ｔを生じる。

【００４７】なお、図５において、再生信号Ｓａ１，Ｓ
ｂ１およびＳｃ１のそれぞれの波形ピークａ１，ｂ１，
ｃ１およびａ１′，ｂ１′，ｃ１′は、記録した位置信
号の再生波形ピーク、その前後に見られる小さなピーク
Ｐ１，Ｐ２は磁気記録層１２ａ，１２ｂの前後端部の磁
極に起因するピークである。

【００４８】上記各再生信号Ｓａ１，Ｓｂ１およびＳｃ
１は、それぞれ増幅器１８に入力され、増幅器１８にお
いて所定の増幅度をもって増幅された後、フィルタ回路
２０において高周波ノイズを除去され、さらに波形整形
回路２２に送出される。

【００４９】波形整形回路２２では、入力される信号の
ピークタイミングを検知し、ピークタイミングに応じた
矩形波信号Ｓａ２，Ｓｂ２およびＳｃ２に波形整形す
る。また、波形整形回路２２は、付随するピークＰ２
（もしくはＰ１）を検出しないようにするために、スラ
イスレベル（図５のＳＬ）を設定し、所定強度以下の信
号はマスクされるようにしている。

【００５０】波形整形回路２２により波形整形された矩
形波信号のうち、Ｓａ２，Ｓｂ２は位相差検出回路２４
へ送出され、この位相差検出回路２４において矩形波信
号Ｓａ２，Ｓｂ２間の位相差Δｔが検出されてトルク演
算回路２８へ送出される。また、矩形波信号Ｓａ２，Ｓ
ｃ２はインターバル検出回路２６へ送出され、インター
バル検出回路２６において矩形波信号Ｓａ２，Ｓｃ２間
の時間差ｔが検出されてトルク演算回路２８へ送出され
る。

【００５１】トルク演算回路２８においては、所定角度
θ₀、位相差Δｔおよび時間差ｔに基づいて、前述の式
（２）に従い回転軸部材１０の捩れ角θを算出するとと
もに、この捩れ角θに基づいて、前述の式（３）に従い
回転軸部材１０に作用するトルクＴを算出する。

【００５２】図６は、本実施例の効果を従来のものと比
較するための図である。すなわち、磁気記録層１２ａ，
１２ｂとして、本実施例のような回転軸部材１０上に貼
付された磁性片３０を用いずに、従来と同様に磁性材よ
りなる回転軸部材１０の表面をそのまま磁気記録層とし
て、本実施例と同様の手順で位置信号を記録し、これを
再生したものが図６の波形図である。この場合には、記
録した位置信号（ａ１−２，ａ１′−２）以外にも様々
なピークが現れている。これらのピークは、回転軸部材
１０の部分的な着磁あるいは表面の傷等に起因するノイ
ズで、場合によりかなり大きな強度をもって再生され、
前述のスライスレベルＳＬによってもノイズをマスクす
ることができず、記録した位置信号の識別を困難にして
いる。

【００５３】図７は、本実施例の別の効果を従来のもの
と比較するための図である。すなわち、図４に示したテ
ーパを有する磁性片３０に代えて、図８に示すような磁
性片３０′を回転軸部材１０の周面に接着して磁気記録
層１２ａ，１２ｂを形成し、本実施例と同様の手順で位
置信号を記録し、これを再生したものが図７の波形図で
ある。この場合には、記録した位置信号の再生波形ピー
ク（ａ１−３，ａ１′−３）の前後にある、磁性片３
０′の前後端部の磁極に起因するピークＰ１，Ｐ２の再
生強度が、記録された位置信号の再生ピーク強度とほぼ
等しくなる程度に大きく、記録した位置信号の識別を困
難にしている。

【００５４】以上詳述したように、本実施例において
は、先願発明である特開平６−３４４６１号公報に記載
されたトルク検出装置の長所を備えていることに加え
て、所定の厚さおよび長さを備えた磁性片３０を回転軸
部材１０の周面に接着して形成した磁気記録層１２ａ，
１２ｂに位置信号を記録するように構成されているの
で、磁気ヘッド１４ａ，１４ｂが回転軸部材１０の回転
に伴って回転軸部材１０の周面に接触するおそれなし
に、磁気ヘッド１４ａ，１４ｂを磁気記録層１２ａ，１
２ｂに近接させることができ、磁気ヘッド１４ａ，１４
ｂの配設が容易になるとともに、出力の大きい再生信号
を得ることができる。また、図５と図６との再生波形の
比較から明らかなように、回転軸部材１０の着磁状態お
よび表面状態に関わらず、位置信号の記録部位以外の部
位における再生ノイズを低減して、所望とする信号の検
出を容易にすることができ、汎用性に優れたトルク検出
装置を実現できる。さらに、本実施例においては、回
転軸部材１０の周面に貼付する磁性片３０を、図４に示
すように、その端部が所定の勾配をもって徐々に薄くな
る形状としていることによって、直流消去を行う場合に
おいても、磁性片３０の端部で発生する再生波形のピー
クの強度を低減し、位置信号の検出を容易にしている。

【００５５】なお、本実施例においては、磁性片３０と
して、アルミニウム製の基体３１上に磁性層３２を設け
たものを用いているが、これに限られるものではなく、
樹脂等の材料からなる基体を用いることも、また、特に
基体を使用せずに磁性材料単体で磁性片を形成すること
も可能である。

【００５６】また、本実施例においては、磁性片３０の
基体３１の厚さを約３００μｍ、磁性層３２の厚さを約
５０μｍとしているが、これらの厚さは、記録再生条件
および必要な磁気記録層の厚さに応じて設定すればよ
い。

【００５７】さらに、本実施例では、図４に示すよう
な、両端部が所定の勾配をもって徐々に薄くなる形状の
磁性片３０を用いているが、例えば本実施例のようにス
ライスレベルＳＬを設定し、スライスレベルＳＬ以上の
信号のみを検出するように構成する場合には、磁性片３
０の両端部でなく、直流消去の磁化方向によりスライス
レベルＳＬ側のピーク（本実施例においては図５のＰ
２）に対応する側の端部のみを徐々に薄くなる形状とす
ればよい。

【００５８】また、直流消去の代わりに、例えば交流消
去を行なう場合には、図８に示したような形状の磁性片
を用いることが可能である。

【００５９】（実施例２）図９は、本発明に係わる回転
検出装置の実施例を示す概略的構成図である。なお、図
９（ａ）は側面図、図９（ｂ）は正面図である。

【００６０】この回転検出装置は、回転軸部材１１０の
一端にボルト１０２で固定された円板１００の角速度を
検出する装置であって、円板１００の片面の一部分に磁
気記録層１１２を形成し、この磁気記録層１１２と対向
する１対の磁気ヘッド１１４ｄ，１１４ｅを、磁気記録
層１１２が回転する円周上で、円板１００の回転中心に
対して所定の角度θ₀をなすように配置したものであ
る。

【００６１】上記磁気記録層１１２は、円板１００の面
上に磁性塗料を付着させることにより円板１００の表面
から突出形成されており、図１０の断面図で示すよう
に、この磁性塗料を硬化させた状態で、端部の濡れ角β
が小さくなるように磁性塗料の濡れ性を調整してある。
本実施例における磁気記録層１１２の厚さは約２００μ
ｍである。

【００６２】この回転検出装置は、実施例１と同様に、
一方の磁気ヘッド１１４ｅ（または１１４ｄ）を介して
磁気記録層１１２に位置信号を記録する記録回路１１６
と、磁気ヘッド１１４ｄ，１１４ｅを介して位置信号を
再生する増幅器１１８、フィルタ回路１２０、波形整形
回路１２２からなる再生手段と、磁気ヘッド１１４ｄ，
１１４ｅからの再生位置信号相互間の時間差ｔを検出す
るインターバル検出回路１２６と、上記所定角度θ₀お
よび時間差ｔに基づいて円板１００の角速度を算出する
角速度検出回路１２９とを備えている。

【００６３】次に本実施例の回転検出装置による角速度
の検出動作について説明する。

【００６４】先ず、回転軸部材１１０および円板１００
が回転している状態で、記録回路１１６は、所定の直流
電流を磁気ヘッド１１４ｅ（または１１４ｄ）に流し、
磁気記録層１１２を一方向に直流消去する。

【００６５】次に、円板１００をその磁気記録層１１２
が磁気ヘッド１１４ｅに対向する位置で静止させ、記録
回路１１６により、上記消去電流とは逆極性で、かつ磁
気記録層１１２を飽和させない値を有する所定の直流電
流を磁気ヘッド１１４ｅにステップ状に通電し、磁気記
録層１１２に位置信号を記録する。この位置信号を、円
板１００が回転している状態で磁気ヘッド１１４ｄ，１
１４ｅを介して再生した波形は、図５の再生波形Ｓａ
１，Ｓｃ１と同様に、磁気ヘッド１１４ｄ，１１４ｅの
角間隔θ₀に対応した時間差を生じる。

【００６６】これら再生信号は、実施例１の場合と同様
に、増幅器１１８、フィルタ回路１２０、波形整形回路
１２２を経て矩形波信号に整形され、さらにインターバ
ル検出回路１２６において、両矩形波信号の時間差ｔが
検出される。

【００６７】角速度検出回路１２９では、インターバル
検出回路１２６で検出された時間差ｔと、角間隔θ₀と
から、式（５）に従って角速度ωが算出される。

【００６８】 ω＝θ₀／ｔ（５）本実施例の回転検出装置においても、磁気記録層１１２
を円板１００の磁気ヘッド１１４ｄ，１１４ｅに対向す
る円周の一部分に円板表面から突出させて形成している
ので、前述したトルク検出装置と同様の効果を奏するこ
とができる。

【００６９】なお、本実施例においては、円板１００の
表面に磁性塗料を付着させることによって磁気記録層１
１２を形成しているが、実施例１と同様の磁性片を円板
１００の表面に貼付することにより磁気記録層１１２を
形成することも可能である。またこれとは逆に、本実施
例の磁気記録層形成方法をを実施例１に適用することも
可能である。

【００７０】また、本実施例では、磁気記録層１１２を
検出対象面の１か所にのみ形成しているが、同一円周上
の複数箇所に磁気記録層を形成し、それぞれの箇所で検
出を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用の説明図

【図２】本発明に関わる問題点のを説明図

【図３】本発明に係わるトルク検出装置の実施例を示す
概略的構成図

【図４】同実施例に用いられる磁気記録層の構造図

【図５】本発明に係わるトルク検出装置の実施例の作用
の説明に供する位置信号の再生波形図

【図６】比較例の動作を説明するための位置信号の再生
波形図

【図７】比較例の動作を説明するための位置信号の再生
波形図

【図８】比較例の磁気記録層の構造図

【図９】本発明に係わる回転検出装置の実施例を示す概
略的構成図

【図１０】同実施例に用いられる磁気記録層の構造図

【符号の説明】

１０，１１０回転軸部材１２ａ，１２ｂ，１１２磁気記録層１４ａ第１磁気ヘッド１４ｂ第２磁気ヘッド１４ｃ第３磁気ヘッド１６，１１６記録回路１８，１１８増幅器２０，１２０フィルタ回路２２，１２２波形整形回路２４，１２４位相差検出回路２６，１２６インターバル検出回路２８トルク演算回路３０磁性片３２磁性層１１４ｄ，１１４ｅ磁気ヘッド１２９角速度検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山中敏雄広島県広島市南区宇品東五丁目３番38号トーヨーエイテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の表面上に形成された磁気記録層
に対し、該磁気記録層に近接対向して配置された磁気ヘ
ッドを介して位置信号を磁気記録し、該磁気ヘッドを介
して再生された上記位置信号の検出に基づいて上記回転
体の回転速度検出するように構成された回転検出装置に
おいて、上記磁気記録層が、上記回転体の表面から所定距離だけ
突出して、かつ該回転体の回転方向所定角度範囲に亘っ
て部分的に形成されていることを特徴とする回転検出装
置。
【請求項２】上記磁気記録層が、上記回転体の表面上
に貼付された磁性片により形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】上記磁性片が、上記回転体の表面上に貼
付された非磁性材よりなる基体上に磁性層が形成された
ものよりなることを特徴とする請求項２に記載の回転検
出装置。
【請求項４】上記磁気記録層が、上記回転体の表面上
に塗布された磁性塗料より形成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。
【請求項５】上記位置信号の記録に先立って上記磁気
記録層を直流消去する手段を備えていることを特徴とす
る請求項１ないし４の１つに記載の回転検出装置。
【請求項６】上記回転体の回転方向に関し前端部およ
び後端部に相当する上記磁気記録層の両端部の少なくと
も一方が、先端側に向かって所定の勾配をもって徐々に
薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項
５に記載の回転検出装置。
【請求項７】上記位置信号の記録に先立って上記磁気
記録層を交流消去する手段を備えていることを特徴とす
る請求項１ないし４の１つに記載の回転検出装置。
【請求項８】回転軸部材の周面上に形成された磁気記
録層に対し、該磁気記録層に近接対向して配置された磁
気ヘッドを介して位置信号を磁気記録し、該磁気ヘッド
を介して再生された上記位置信号の検出に基づいて上記
回転軸部材に作用するトルクを検出するように構成され
たトルク検出装置において、上記磁気記録層が、上記回
転軸部材の周面から所定距離だけ突出して、かつ該回転
軸部材の回転方向所定角度範囲に亘って部分的に形成さ
れていることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項９】上記磁気記録層が、上記回転軸部材の周
面上に貼付された磁性片により形成されていることを特
徴とする請求項８に記載のトルク検出装置。
【請求項１０】上記磁性片が、上記回転軸部材の周面
上に貼付された非磁性材よりなる基体上に磁性層が形成
されたものよりなることを特徴とする請求項９に記載の
トルク検出装置。
【請求項１１】上記磁気記録層が、上記回転軸部材の
周面上に塗布された磁性塗料より形成されていることを
特徴とする請求項８に記載のトルク検出装置。
【請求項１２】上記位置信号の記録に先立って上記磁
気記録層を直流消去する手段を備えていることを特徴と
する請求項８ないし１１の１つに記載のトルク検出装
置。
【請求項１３】上記回転軸部材の回転方向に関し前端
部および後端部に相当する上記磁気記録層の両端部の少
なくとも一方が、先端側に向かって所定の勾配をもって
徐々に薄くなるように形成されていることを特徴とする
請求項１２に記載のトルク検出装置。
【請求項１４】上記位置信号の記録に先立って上記磁
気記録層を交流消去する手段を備えていることを特徴と
する請求項８ないし１１の１つに記載のトルク検出装
置。