28 – 速度センサーの磁界解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)は標準機能となっており、車輪速を計測するために各輪に速度センサーが取り付けられるようになっています。回転速度を検出する原理は幾つかありますが、磁気式センサーは回転側が歯車のみでよい為に部品点数が少なく、耐候性にも優れるため、広く使われています。
設計課題としては、歯車の形状やセンサーとの相対距離や角度、廻りの雰囲気の磁気的な影響を考慮した上で、感度や応答性を確保することがあげられます。このように、精密な形状や材料特性を考慮して事前検討を進めるためには、有限要素法を用いた電磁界解析が有効となります。
ここでは、速度センサーの磁界解析を行い、コイルにて検出した電圧信号の距離依存性を求めています。

磁束密度分布

図1にギャップ幅0.5(mm)時における5.0(deg)回転した時点の磁束密度分布を示します。
磁石で発生した磁束がヨークを通り回転リングに達している様子が確認できます。回転することによって歯車の凹凸形状のため磁気回路のパーミアンスが変化します。これにより、ヨークを通過する磁束量が変化するためコイルに起電力が発生します。

電圧信号の距離依存性

図2に各ギャップ幅における電圧信号波形、図3に電圧信号の距離依存性を示します。
ギャップ幅が大きい場合、ギャップ幅が小さい場合に比べてパーミアンスの変化が小さいため、ヨークを通過する磁束量の変化が小さく起電力は小さくなります。

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