JP2000101400A

JP2000101400A - パルス信号発生方法および装置

Info

Publication number: JP2000101400A
Application number: JP10264679A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Ito; 知明伊藤; Masami Tanaka; 正美田中; Tadashi Kubota; 正久保田; Yasuhiro Masuzaki; 泰弘益崎; Osamu Uchiyama; 理内山
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: EP0987523A2; JP3673412B2; EP0987523A3

Abstract

(57)【要約】【解決手段】パルス信号発生装置は、大バルクハウゼ
ンジャンプを起こしうる磁性素子と、該磁性素子に関連
して配置された検出手段と、前記磁性素子を間に置き且
つ磁極の向きが互いに反対となるようにして配置された
磁石と磁気回路形成部材とからなる１対の磁界発生手段
とを備えており、前記１対の磁界発生手段の同じ側の磁
極は、被検知物体の順次の接近に応答して、前記磁性素
子に印加される磁界を変化させて、前記磁性素子に大バ
ルクハウゼンジャンプを生ぜしめて、前記検出手段に該
大バルクハウゼンジャンプに応じたパルス信号を発生せ
しめるようにする検出部を構成する。【効果】極超低速の直線および回転速度でも検出が可
能であり、極めて高い分解能を与えることが容易に可能
である。磁界発生手段を磁石と磁気回路形成部材とで構
成したことにより、使用する永久磁石の大きさを小さく
することができ、それだけコスト低減を計ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス信号発生方
法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動している物体の移動位置や移動速度
に応じたパルス信号を得たり、種々な操作に応じたパル
ス信号を発生したりすることは、自動制御の分野や、電
気および電子機器等の各種の分野において必要とされて
いる。従来、この種のパルス信号を発生する手段として
は、種々なものが開発され使用されてきているが、それ
らの代表的なもののうちの一つとして、電磁ピックアッ
プがある。この電磁ピックアップは、磁性体、磁石、電
気コイル等から構成されるもので、被検知物体の挙動に
より磁束密度が変化し、この変化により電気コイルに、
電磁誘導作用により電圧が発生され、この電圧を、パル
ス信号として使用するものである。

【０００３】しかしながら、この種の電磁ピックアップ
は、次のような点で適用分野によっては、問題が多く、
最適なものとは言えない場合が出てくる。すなわち、被
検知物体の移動速度が極低速では、発生する電圧が低
く、ノイズレベル近辺となってしまう。したがって、増
幅回路を使用する場合、ノイズも増幅されるため、増幅
前にノイズを除去するためのフィルタ回路等が必要とな
ってしまう。反対に、被検知物体の移動速度が高速にな
ると、発生される電圧も大きくなり、増幅回路の耐圧を
オーバーする場合も出てきてしまうので、リミッターが
必要となることもある。低速の場合には、被検知物体に
径を大きくした補助リング等を取り付けて周速を上げて
検出する方法もあるが、大型となり、部品点数も増えて
しまう。また、移動速度が変化すると電圧の立ち上がり
や立ち下がり時間が変化してしまう。正確なタイミング
を検出したい場合には、複雑な信号処理が必要となる。
その上、被検知物体の形状によって、電圧の波形が異な
って来てしまう。

【０００４】別の代表例として、ホール効果を利用した
位置センサ、角度センサ、速度センサ等の各種のセンサ
があり、例えば、特開平２−２８４０８２号公報に開示
されたようなホール効果型センサ装置がある。このホー
ル効果型センサは、ホール素子と磁石とを使用し、被検
知物体の挙動に応じてホール素子に対する磁束変化を生
ぜしめて、それに応じてホール素子により電気信号を出
力せしめるものである。しかしながら、先ず、この型の
センサでは、ホール素子を付勢しておくための電源が別
個に必要であり、無電源とすることはできない。また、
出力される電気信号も、一般的には、正弦波であり、鋭
いパルス信号とすることはできない。被検知物体の移動
速度が低速の場合には、出力電圧の立上りが低下してし
まい、波形がつぶれてしまう。前述した電磁ピックアッ
プと同様に、外部磁界の影響も受けやすく、また、熱ド
リフトもあり、ノイズが入りやすく、より正確な検知信
号とするためには、複雑な処理回路が必要となる。

【０００５】前述したような従来の電磁ピックアップや
ホール効果型センサとは別に、例えば、特開昭５４−１
６１２５７号公報に開示されているようなパルス信号発
生装置を、同様の目的のセンサとして使用することが提
案されている。この提案されているパルス信号発生装置
は、磁気異方性の比較的ソフトな部分と比較的ハードな
部分とを有する強磁性体からなる感磁要素と、その全体
を正方向に磁化する第１磁界発生源および感磁要素の比
較的ソフトな部分を負方向に磁化するための第２磁界発
生源ならびに感磁要素の近くに配置された検出コイルと
を固定し、この固定側に対し、第１磁界発生源の感磁要
素に対する磁化作用を断続的に減殺させる可動体を組み
合わせてなり、可動体の挙動により感磁要素に所定の変
化を起こさせて、検出コイルにパルス電圧を発生させる
ようにしたものである。

【０００６】この従来のパルス信号発生装置は、無電源
とすることができ、可動体が極低速でも一定のパルス電
圧が得られ、しかも、外部磁界の影響を受けにくい点
で、前述した従来の電磁ピックアップやホール効果型セ
ンサの代わりに使用することにより、それらが有してい
た問題点のいくつかを解消しうるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来提案されているパルス信号発生装置は、次のよ
うな問題点を初めとして多くの問題を有しているもので
あり、適用範囲が限られており、実用化にはほど遠いも
のである。すなわち、先ず、スリットを設けた可動体が
必要である。この可動体は、第１磁界発生源および第２
磁界発生源としての磁石や感磁要素よりも小さくできな
い。可動体のスリットは、放射状となるので分解能を上
げるためには、可動体の径を大きくする必要がある。そ
の上、可動体と磁石や感磁要素は、互いに平行とならな
ければならない。磁石が外部の磁界や金属に影響を受け
て、動作が不安定となりがちである。被検知物体との位
置関係において、前述したような電磁ピックアップやホ
ール効果型センサと、どのような場合においても、互換
できるものという分けにはいかない。例えば、ギヤ等の
歯を直接的に検知するような配置とすることはできな
い。

【０００８】本出願人等は、前述したような従来技術の
問題点を解消し、さらに広い応用分野を見出しうるよう
なパルス信号発生方法および装置を種々開発し、先に、
特願平９−２５１５４０号、特願平９−３１３４５３号
等にて、出願しているが、本願発明の目的は、これらを
更に実際面にて改良したパルス信号発生方法および装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子
を使用してパルス信号を発生するパルス信号発生方法に
おいて、磁石と磁気回路形成部材とからなり互いに反対
の極性を有した磁界発生手段を対向させて配置し、該対
向配置された磁界発生手段の間に前記磁性素子を配置
し、前記磁界発生手段の一方ずつに順次に被検知物体を
近づけることにより、前記磁性素子に印加される磁界を
変化させて、前記磁性素子に大バルクハウゼンジャンプ
を生ぜしめて、該大バルクハウゼンジャンプに応じたパ
ルス信号を取り出すことを特徴とする。

【００１０】本発明の別の観点によれば、パルス信号発
生装置は、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性
素子と、該磁性素子に関連して配置された検出手段と、
前記磁性素子を間に置き且つ磁極の向きが互いに反対と
なるようにして配置された磁石と磁気回路形成部材とか
らなる１対の磁界発生手段とを備えており、前記１対の
磁界発生手段の同じ側の磁極は、被検知物体の順次の接
近に応答して、前記磁性素子に印加される磁界を変化さ
せて、前記磁性素子に大バルクハウゼンジャンプを生ぜ
しめて、前記検出手段に該大バルクハウゼンジャンプに
応じたパルス信号を発生せしめるようにする検出部を構
成することを特徴とする。

【００１１】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
１対の磁界発生手段の前記磁気回路形成部材の前記同じ
側の磁極とは反対側の端部は、磁気回路形成補助部材に
て互いに接続されている。

【００１２】本発明の別の実施の形態によれば、前記磁
気回路形成部材と前記磁気回路形成補助部材との接続位
置は、可変とされている。

【００１３】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記磁性素子の端部は、前記磁気回路形成補助部材から
所定の間隔を置いて離間されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明の実施例について本発明をより詳細に説明する。

【００１５】本発明の種々な実施例について説明する前
に、本発明において使用する“大バルクハウゼンジャン
プを起こしうる磁性素子”（以下、単に磁性素子という
場合がある）について概略説明しておく。先ず、一般的
に知られているワイヤ状の複合磁性素子を例として、そ
の構造と挙動について説明する。強磁性体を線引きして
細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに独特な
磁気的性質を持つ。この強磁性体ワイヤにひねり応力を
加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねられ、中心
部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周部と中心
部では磁気特性が異なることとなる。この状態を残留さ
せる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性が異なる
強磁性体の磁気ワイヤができる。そして、外周部の磁気
特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方向を変え
る。これに対して、中心部は、外周部よりも大きな磁界
によってその磁化方向を変える。すなわち、一本の磁気
ワイヤの中に比較的磁化され易い磁気特性を持つ外周部
と、磁化されにくい中心部という２種類の異なった磁気
特性を持つ複合磁性体が形成されている。この複合磁気
ワイヤは、一軸異方性である。ここでは、外周部をソフ
ト層、中心部をハード層と呼び、このような複合磁気ワ
イヤを、ワイヤ状の複合磁性素子と称する。

【００１６】この複合磁気ワイヤのハード層およびソフ
ト層は、初期的には、どのような方向に磁化されている
か定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複
合磁気ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハ
ード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をか
けると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され
同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化でき
るような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結
果、複合磁気ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化さ
れている方向が逆であるという磁化状態ができる。一軸
異方性であるから、この状態で外部磁界を取り去っても
ソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押さえられて
いて磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセ
ット磁界と呼ぶ。次に、セット磁界と反対方向の外部磁
界をかけてこの磁界を増加させる。外部磁界の強さがあ
る臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転
する。この磁界を、臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現
象は、雪崩をうつような状態でソフト層の磁壁が移動し
て一瞬のうちに磁化反転が起きる。この結果、ソフト層
とハード層の磁化方向は同じとなり最初の状態に戻る。
外部磁界は臨界磁界よりも大きな磁界をかけておく。こ
の磁界を、リセット磁界と呼ぶ。この雪崩をうつように
磁化状態が反転する現象を大バルクハウゼンジャンプと
いう。磁化反転の速度は、この大バルクハウゼンジャン
プのみに依存していて外部磁界には無関係である。

【００１７】“大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子”について、ワイヤ状の磁性素子を例に挙げて
説明してきたのであるが、本発明においては、このよう
なワイヤ状の磁性素子に限らず、同様の挙動を示す他の
種々な磁性素子を使用できるものである。また、前述し
た磁性素子は、ハード層とソフト層とを有するものであ
ったが、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子としては、このようなハード層とソフト層との複合層
を有していないような磁性素子でも可能である。例え
ば、特開平４−２１８９０５号公報に開示されているよ
うな薄膜形成技術を使用することにより、薄膜状の磁性
体を形成し、これを、薄膜状の磁性素子として使用する
こともできる。また、この磁性素子は、厚膜状でも板状
でもよい。したがって、ここでいう“大バルクハウゼン
ジャンプを起こしうる磁性素子”は、前述したような挙
動を示す種々な磁性素子のすべてを含むものである。

【００１８】次に、本発明の一実施例としてのパルス信
号発生方法を実施するパルス信号発生装置の構成および
動作について説明する。図１は、この実施例のパルス信
号発生装置の構成を概略的に示している。図１のパルス
信号発生装置は、ワイヤ状素子である磁性素子１と、こ
の複合磁性素子１の周りに巻回された検出コイル２と、
磁性素子１を間に置き且つ磁極の向きが互いに反対とな
るようにして配置された磁石（３または４）と磁気回路
形成部材（６または７）とからなる１対の磁界発生手段
とを備えている。これら１対の磁界発生手段の同じ側の
磁極３Ａおよび４Ａは、例えば、歯車５の歯部５Ａ、５
Ｂ、・・・５Ｘである被検知物体の順次の接近に応答し
て、磁性素子１に印加される磁界を変化させて、磁性素
子１に大バルクハウゼンジャンプを生ぜしめて、検出手
段としての検出コイル２に該大バルクハウゼンジャンプ
に応じたパルス信号を発生せしめるようにする検出部を
構成している。

【００１９】この実施例では、１対の磁界発生手段３お
よび６、および４および７は、磁性素子１の延在方向と
一致した方向に磁軸を有しており、全体の長さがＬで、
永久磁石３および４の長さがＬ／２で、磁性体て形成さ
れた磁気回路形成部材６および７の長さがＬ／２とされ
ている。磁性素子１の長さは、ほぼＬ／２に等しくされ
ている。

【００２０】次に、図１および図２を特に参照して、こ
のような構成を有するパルス信号発生装置の動作につい
て説明する。図１の状態においては、歯車５の歯部５Ａ
が一方の磁界発生手段の永久磁石３のＮ極３Ａに丁度対
面した位置にあり、先行する歯部５Ｘは、他方の磁界発
生手段の永久磁石４のＳ極４Ａとの対面位置から既に外
れた位置にあり、この状態で、このパルス信号発生装置
は、セット状態になっている。歯車５は、矢印方向に移
動しているとし、図２は、歯車５が移動して、歯車５の
歯部５Ａが他方の磁界発生手段の永久磁石４のＳ極４Ａ
と丁度対面する位置にきて、後続の歯部５Ｂが一方の磁
界発生手段の永久磁石３のＮ極３Ａに未だ対面した位置
とはなっていない状態を示している。図２の状態で、こ
のパルス信号発生装置は、リセット状態となり、磁性素
子１に大バルクハウゼンジャンプを生ぜしめて、検出コ
イル２に１つのパルス信号を発生せしめる。以後、歯車
５の歯部が１対の磁界発生手段の永久磁石３および４の
同じ側の磁極３Ａおよび４Ａの近傍を通過する毎に、そ
のことを示すパスル信号が検出コイル２に発生されてい
く。

【００２１】このように、本発明によるパルス信号発生
装置によれば、磁性素子１において発生する大バルクハ
ウゼンジャンプによる磁化状態の変化を、検出コイル２
にて電磁誘導作用によるパルス電圧として検出するもの
である。したがって、被検知物体である歯車５の歯部５
Ａ、５Ｂ等の速度に関係なく、その歯部の存在、不存在
に応じて磁性素子１に大バルクハウゼンジャンプが確実
に起こされ、それに応じて確実にパルス信号を発生させ
ることができるのである。このように、本発明によれ
ば、被検知物体の速度が極めて遅い場合でも、検出が可
能である。パルス信号として発生されるパルス電圧は、
常に、一定の電圧、位相関係を保つ。すなわち、本発明
によって発生されるパルス電圧の振幅は、被検知物体の
速度に関係なく、所定の一定レベルを保ち得るのであ
る。

【００２２】図１および図２を参照して、本発明のパル
ス信号発生装置の動作について、概略的に前述したので
あるが、次に、その動作原理について、より詳細に説明
する。図３から図６は、このような動作原理を説明する
ための概略図であり、図３は、歯車の歯部のような被検
知物体が無い時における、１対の磁界発生手段である永
久磁石３および磁気回路形成部材６と永久磁石４および
磁気回路形成部材７の間に配置された磁性素子１に及ぼ
される磁界を矢印を用いて示している。図３に示す状態
において、上側の磁界発生手段３および６と下側の磁界
発生手段４および７との間に挟まれた磁性素子１が２つ
の磁界発生手段の丁度中心に配置されていて、且つ上側
と下側の永久磁石の大きさ、強さおよび磁気回路形成部
材６および７の大きさ、形状等が同じである場合には、
磁性素子１上の磁界は０（零）になる。何故ならば、図
３に矢印で示す上側の磁界発生手段によって磁性素子１
に及ぼされる正方向磁界と、下側の磁界発生手段によっ
て磁性素子１に及ぼされる負方向磁界とは、大きさが同
じであり、互いに相殺し合うからである。

【００２３】図４は、図１に対応するセット状態を示し
ており、被検知物体である歯車５の歯部５Ａが上側の磁
界発生手段の永久磁石３のＮ極３Ａに丁度対面している
時における、１対の磁界発生手段の間に配置された磁性
素子１に及ぼされる磁界を矢印を用いて示している。図
４のセット状態においては、上側の磁界発生手段によっ
て磁性素子１に及ぼされる正方向磁界の大きさは、永久
磁石３からの磁束の相当部分が磁性体である被検知物体
である歯部５Ａの方へと流れて分路されてしまうことに
より、矢印で示すように小さくなる。一方、下側の磁界
発生手段の永久磁石４のＳ極４Ａには、被検知物体であ
る歯部５Ｘは対面した状態となっていないので、下側の
磁界発生手段によって磁性素子１に及ぼされる負方向磁
界の大きさは、図３に示した状態の場合と実質的に変わ
らない。したがって、図４に示すセット状態において
は、磁性素子１には、全体として負方向磁界が印加され
ていることになる。この負方向磁界を、ここでは、第二
磁界という。

【００２４】図５は、図２に対応するリセット状態を示
しており、被検知物体である歯車５の歯部５Ａが上側の
磁界発生手段の永久磁石３のＮ極３Ａとの対面状態から
外れ、下側の磁界発生手段の永久磁石４のＳ極４Ａに丁
度対面するようになった時における、１対の磁界発生手
段の間に配置された磁性素子１に及ぼされる磁界を矢印
を用いて示している。図５のリセット状態においては、
下側の磁界発生手段によって磁性素子１に及ぼされる負
方向磁界の大きさは、永久磁石４からの磁束の相当部分
が磁性体である被検知物体である歯部５Ａの方へと流れ
て分路されてしまうことにより、矢印で示すように小さ
くなる。一方、上側の磁界発生手段の永久磁石３のＮ極
３Ａには、被検知物体である歯部５Ｂは対面した状態か
ら外れているので、下側の磁界発生手段によって磁性素
子１に及ぼされる正方向磁界の大きさは、図３に示した
状態の場合と実質的に変わらない。したがって、図５に
示すリセット状態においては、磁性素子１には、全体と
して正方向磁界が印加されることになる。この正方向磁
界を、ここでは、第一磁界という。

【００２５】前述したような図３、図４および図５に示
した状態において、磁性素子に印加される磁界をグラフ
で示すと、図６のようになる。このように第二磁界、第
一磁界の順で磁性素子に磁界を与えることにより、磁性
素子に大バルクハウゼンジャンプが起きて、パルス信号
を発生させることができるのである。

【００２６】次に、前述した実施例の如く、磁性素子１
を磁界発生手段の前側（被検知物体側）半分以下に配置
するのが好ましい理由について、特に、図７を参照して
説明する。図１に示した状態から図２に示した状態へと
被検知物体が移動すると、磁界発生手段３および６と磁
界発生手段４および７との間の中心に配置された磁性素
子１上の磁界は、図７に示すように変化する。図７にお
いて、参照符号“図１”を付して示す曲線は、図１のセ
ット状態における磁界発生手段の長さ方向にそう磁性素
子１の延在方向線上における磁界の変化を示しており、
参照符号“図２”を付して示す曲線は、図２のリセット
状態における磁界発生手段の長さ方向にそう磁性素子１
の延在方向線上における磁界の変化を示している。図７
において、０点の磁界幅がＬ点に比べて大きいのは、被
検知物体に近いためである。

【００２７】ここで、磁性素子１を磁界発生手段の全長
に亘るようにして設ける場合には、すなわち、磁性素子
１を０点からＬ点までに亘るようにして設ける場合に
は、０点からＬ／２点までは、正負の交番磁界を使うこ
とができるが、Ｌ／２点からＬ点の部分は、負正の交番
磁界を使うことになり、磁性素子１内で磁界がぶつかり
あう状況になり、セット状態とリセット状態との間の磁
性素子に印加される磁界の変化幅をそれほど大きくとれ
ず、場合によっては良好な大バルクハウゼンジャンプを
得ることができないことが考えられる。

【００２８】これに対し、前方か後方のどちらか半分、
すなわち、０点からＬ／２点またはＬ／２点からＬ点ま
でのみに亘るように磁性素子１を配置する場合には、磁
界がぶつかりあうということはなくなり、また、前方、
すなわち、０点からＬ／２点までのみに亘るように磁性
素子１を配置する場合には、交番磁界の幅がより大きく
なるので、より良好な大バルクハウゼンジャンプを引き
起こすことができるのである。

【００２９】この点をグラフ上で明らかにするのは難し
いので、数値的に説明を補足すると、前方の磁界の大き
さ（絶対値）を５、後方の磁界の大きさ（絶対値）を２
とすると、前方の半分のみに磁性素子を配置した場合
は、±５の交番磁界、後方の半分のみに磁性素子を配置
した場合は、±２の交番磁界、永久磁石の全長に亘って
磁性素子を配置した場合は、前方−後方で±３の交番磁
界ということになる。

【００３０】磁界発生手段を、永久磁石と磁気回路形成
部材との組み合わせにより構成したことにより、磁性素
子に作用する所定の磁界を発生させるために、使用すべ
き永久磁石の大きさを小さくでき、それだけ、コストを
削減できる。また、使用する磁性素子の長さが種々変化
しても、磁界発生手段を構成する永久磁石と磁界回路形
成部材の長さの割り合いを種々変えることにより、容易
に対応することができる。

【００３１】さらにまた、前述した実施例では、図１に
おいて磁界発生手段の永久磁石３と永久磁石４との間の
離間距離は固定のものとして説明したが、この離間距離
は、可変のものとしておくこともできる。離間距離を可
変としておくことにより、例えば、歯車の歯部のピッチ
等が異なる被検知物体にも容易に対応させて、それらに
応じたパルス信号を正確に発生することができるように
調整することができる。

【００３２】図８は、本発明の別の実施の形態としての
パルス信号発生装置の構成を示す概略図である。このパ
ルス信号発生装置の基本的な構成および動作原理は、前
述した実施例のものと実質的に同じであるので、それら
の点については繰り返し説明せず、異なる点についての
み以下説明する。

【００３３】この実施の形態のパルス信号発生装置にお
いては、一方の磁界発生手段の磁気回路形成部材６の端
部と、他方の磁界発生手段の磁気回路形成部材７の端部
との間が、磁性体で形成された磁気回路形成補助部材８
にて互いに接続されている。そして、磁性素子１の長さ
は、永久磁石３および４の長さより長くされているが、
磁性素子１の端部は、磁気回路形成補助部材８から所定
の間隔を置いて離間されている。

【００３４】次に、このように磁気回路形成補助部材８
を設けることの効果について、特に図９および図１０を
参照して説明する。前述したように、磁気回路形成補助
部材８がない場合には、図９に実線で示すように、１対
の磁界発生手段の間の中心にそう磁界は、Ｌ／２の点で
正負反転する。これに磁気回路形成補助部材８を図８に
示すように接続すると、図９に点線で示すように、この
正負反転する点をＬ側に近づけることができ、特性を落
とさず装置全体を小さくでき、コスト低減を計ることが
できる。

【００３５】この点さらに補足して説明すると、図１０
に略示するように単純に磁石を並べ間を空間にすると、
矢印のような磁界が発生される。ここで、２個の磁石の
中心に磁性素子を置くと、前側では上側のＮ極から下側
のＳ極へと空間内へと曲がり込んだ磁界が発生し、後側
では下側のＮ極から上側のＳ極へと空間内へと曲がり込
んだ磁界が発生する。これら２つの磁界は、磁性素子の
中心でぶつかり合い、磁性素子の中心で絶対値が０とな
ってしまう。今、この後側に磁性材を磁気回路形成補助
部材８のように入れると、図１０の後側の磁界の殆ど
は、磁性材８の中を流れ磁性素子に与える影響は少なく
なる。よって、後側の磁界が弱くなった形になり、磁性
素子上の磁界はＬ点に近い部分でぶつかり合うようにな
る。

【００３６】さらに、磁気回路形成補助部材８の磁気回
路形成部材６および８に対する接続位置を可変としてお
くと、すなわち、図８に矢印を付して示す方向に磁気回
路形成補助部材８を移動できるものとしておくと、磁性
素子に作用する磁界を容易に調整することができ、常
に、良好な大バルクハウゼンジャンプを引き起こさせ
て、確実にパルス信号を発生させるようにすることがで
きる。

【００３７】なお、前述した実施例では、磁性素子１と
してワイヤ状素子を使用したのであるが、前述したよう
に、本発明は、これに限らず、種々な形の磁性素子を使
用することができ、例えば、薄膜状、厚膜状または板状
の磁性素子を使用することもできる。このように、磁性
素子として薄膜状、厚膜状または板状素子を使用した場
合には、検出コイル２も平面コイルとすることも考えら
れる。さらにまた、前述したような磁性素子に代えて、
単層の磁性素子を使用することもできる。

【００３８】また、前述した実施例では、検出手段は、
コイルとしたのであるが、これは、ホール素子、ＭＲ素
子、共振回路等、他の同様の手段に置き換えることがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】極超低速の直線および回転速度でも検出
が可能である。パルス信号として得られるパルス電圧
は、常に一定の電圧、位相関係を保つことができるの
で、ノイズレベル以下に埋もれてしまうこともなく、リ
ミッターが必要となることもない。

【００４０】極めて高い分解能を得ることが可能であ
り、正確なタイミングが測定できる。

【００４１】磁石および磁気回路形成部材からなる磁界
発生手段で磁性素子を挟む構成であるので、外部からの
磁界の影響を受け難い。

【００４２】被検知物体は、磁性体であればそれ自体を
検出対象とすることができ、可動体を別個に設けるよう
な必要はない。また、無電源とすることが可能である。
さらにまた、防爆型にまとめることも容易にできる。

【００４３】磁石、磁気回路形成部材、磁気回路形成補
助部材、磁性素子、検出コイルのみの構成で、装置をコ
ンパクトにまとめ、シンプル構造とすることができる。

【００４４】磁石間の離間距離を可変とすることによ
り、被検知物体が歯車等の歯部等である場合において
は、種々なピッチ（歯部の間隔）の歯車に対応させて離
間距離を調整することにより、非常に容易に常に正確に
歯部を検出することができる。

【００４５】磁界発生手段を磁石と磁気回路形成部材と
で構成したことにより、使用する永久磁石の大きさを小
さくすることができ、それだけコスト低減を計ることが
できる。

【００４６】磁気回路形成部材および磁気回路形成補助
部材を使用することにより、磁性素子に作用する磁界を
調整することが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのパルス信号発生方法
を実施するパルス信号発生装置の構成を概略的に示し、
セット状態にあるところを示す図である。

【図２】図１のパルス信号発生装置のリセット状態にあ
るところを示す図１と同様の概略図である。

【図３】図１のパルス信号発生装置の動作原理を説明す
るための原理図である。

【図４】図１のパルス信号発生装置の動作原理を説明す
るための図１に対応する原理図である。

【図５】図１のパルス信号発生装置の動作原理を説明す
るための図２に対応する原理図である。

【図６】図３、図４および図５に示した状態において、
磁性素子に印加される磁界を示す図である。

【図７】本発明のパルス信号発生装置において磁石に対
する磁性素子の配置位置について説明するための図であ
る。

【図８】本発明の別の実施の形態としてのパルス信号発
生装置の構成を示す概略図である。

【図９】図８のパルス信号発生装置における磁気回路形
成補助部材の効果について説明するための図である。

【図１０】図８のパルス信号発生装置における磁気回路
形成補助部材の効果について説明するための図である。

【符号の説明】

１磁性素子２検出コイル３永久磁石３ＡＮ極４永久磁石４ＡＳ極５歯車５Ａ歯部５Ｂ歯部５Ｘ歯部６磁気回路形成部材７磁気回路形成部材８磁気回路形成補助部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保田正東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者益崎泰弘東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内 (72)発明者内山理東京都品川区大崎５丁目５番23号ヒロセ電機株式会社内Ｆターム(参考） 2F063 AA02 BA30 BD15 CA08 DA01 DB03 DD02 GA01 GA52 GA69 GA80 2F077 NN21 PP05 PP06 PP11 UU21 VV11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子を使用してパルス信号を発生するパルス信号発
生方法において、磁石と磁気回路形成部材とからなり互
いに反対の極性を有した磁界発生手段を対向させて配置
し、該対向配置された磁界発生手段の間に前記磁性素子
を配置し、前記磁界発生手段の一方ずつに順次に被検知
物体を近づけることにより、前記磁性素子に印加される
磁界を変化させて、前記磁性素子に大バルクハウゼンジ
ャンプを生ぜしめて、該大バルクハウゼンジャンプに応
じたパルス信号を取り出すことを特徴とするパルス信号
発生方法。
【請求項２】大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子と、該磁性素子に関連して配置された検出手段
と、前記磁性素子を間に置き且つ磁極の向きが互いに反
対となるようにして配置された磁石と磁気回路形成部材
とからなる１対の磁界発生手段とを備えており、前記１
対の磁界発生手段の同じ側の磁極は、被検知物体の順次
の接近に応答して、前記磁性素子に印加される磁界を変
化させて、前記磁性素子に大バルクハウゼンジャンプを
生ぜしめて、前記検出手段に該大バルクハウゼンジャン
プに応じたパルス信号を発生せしめるようにする検出部
を構成することを特徴とするパルス信号発生装置。
【請求項３】前記１対の磁界発生手段の前記磁気回路
形成部材の前記同じ側の磁極とは反対側の端部は、磁気
回路形成補助部材にて互いに接続されている請求項２記
載のパルス信号発生装置。
【請求項４】前記磁気回路形成部材と前記磁気回路形
成補助部材との接続位置は、可変とされている請求項２
または３記載のパルス信号発生装置。
【請求項５】前記磁性素子の端部は、前記磁気回路形
成補助部材から所定の間隔を置いて離間されている請求
項２または３または４記載のパルス信号発生装置。