JP3423789B2 - 回転方向検出装置 - Google Patents
回転方向検出装置Info
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- JP3423789B2 JP3423789B2 JP26810494A JP26810494A JP3423789B2 JP 3423789 B2 JP3423789 B2 JP 3423789B2 JP 26810494 A JP26810494 A JP 26810494A JP 26810494 A JP26810494 A JP 26810494A JP 3423789 B2 JP3423789 B2 JP 3423789B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転方向検出装置に関
し、特に歯車や回転軸などの回転体の回転方向を検出す
る装置に関する。
し、特に歯車や回転軸などの回転体の回転方向を検出す
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】歯車や回転軸などの回転体の回転方向を
検出する装置としては、回転体の回転に応じて正弦波状
の交流波形を発生する検出素子(例えば、ホール素子な
どの磁気抵抗素子)を、被測定対象の回転体表面に設け
られた永久磁石または磁性体などの検出用部材の回転軌
跡に沿って、磁気的に、かつ時間的に順次にこれと結合
するように、かつ90度異なる位相に配置し、2つの検
出素子の出力の発生順序に基づいて、あるいは2つの検
出素子の出力差の極性と各検出素子の出力極性との相互
関係に基づいて回転方向を判別することが知られている
(例えば、特開平2−140679号公報)。
検出する装置としては、回転体の回転に応じて正弦波状
の交流波形を発生する検出素子(例えば、ホール素子な
どの磁気抵抗素子)を、被測定対象の回転体表面に設け
られた永久磁石または磁性体などの検出用部材の回転軌
跡に沿って、磁気的に、かつ時間的に順次にこれと結合
するように、かつ90度異なる位相に配置し、2つの検
出素子の出力の発生順序に基づいて、あるいは2つの検
出素子の出力差の極性と各検出素子の出力極性との相互
関係に基づいて回転方向を判別することが知られている
(例えば、特開平2−140679号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来技術
では、2つの検出素子の配置位置関係が限定されるため
に汎用性に欠けるという問題がある。例えば、2つの検
出素子の出力に基づいて回転方向を検知すると共に、そ
の出力差をデジタル信号化して回転速度をも検知しよう
とする場合は、出力差を大きくするために、それぞれの
出力が180度の位相差になるように2つの検出素子を
配置するのが望ましいが、そうすると、各出力の発生順
序に差が生じないので回転方向の判別ができなくなって
しまう。また、2つの検出素子を90度異なる位相に配
置しなければならないという制約の下では、例えば歯車
のピッチに整合するように検出素子の配置間隔を変えな
ければならないので、回転方向検出装置を予め組み立て
ておいたり、共用化したりするのが難かしく、コスト高
になり易い問題がある。
では、2つの検出素子の配置位置関係が限定されるため
に汎用性に欠けるという問題がある。例えば、2つの検
出素子の出力に基づいて回転方向を検知すると共に、そ
の出力差をデジタル信号化して回転速度をも検知しよう
とする場合は、出力差を大きくするために、それぞれの
出力が180度の位相差になるように2つの検出素子を
配置するのが望ましいが、そうすると、各出力の発生順
序に差が生じないので回転方向の判別ができなくなって
しまう。また、2つの検出素子を90度異なる位相に配
置しなければならないという制約の下では、例えば歯車
のピッチに整合するように検出素子の配置間隔を変えな
ければならないので、回転方向検出装置を予め組み立て
ておいたり、共用化したりするのが難かしく、コスト高
になり易い問題がある。
【0004】本発明の目的は、上記の問題を解決し、歯
車のピッチなどが変化した場合でも、あるいはそれぞれ
の出力が180度の位相差になるように2つの検出素子
を配置して回転速度検出を容易にした場合でも、その回
転方向を正確に検出できる回転方向検出装置を提供する
ことにある。
車のピッチなどが変化した場合でも、あるいはそれぞれ
の出力が180度の位相差になるように2つの検出素子
を配置して回転速度検出を容易にした場合でも、その回
転方向を正確に検出できる回転方向検出装置を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】回転方向検出装置は、被
測定対象の回転体表面に設けられた検出用部材の回転軌
跡に沿って、かつ時間的に順次にこれと磁気的結合する
ように配置された第1、第2の検出素子、および前記2
つの検出素子の中間に配置された第3の検出素子と、前
記第1、第2検出素子の出力の差を演算する差演算手段
と、前記差の符号が反転したことを検出してタイミング
信号を発生する符号反転検出手段と、前記タイミング信
号発生時点における第3検出素子の出力のレベルを基準
値と比較し、比較結果に応じて、予め定められた基準に
則って被測定対象回転体の回転方向を表わす信号を発生
する回転方向判定手段とよりなる。両端に位置する2つ
の検出素子すなわち第1、第2検出素子の配置間隔と検
出用部材の配置間隔との間に特定の位相関係を持たせる
必要はない。
測定対象の回転体表面に設けられた検出用部材の回転軌
跡に沿って、かつ時間的に順次にこれと磁気的結合する
ように配置された第1、第2の検出素子、および前記2
つの検出素子の中間に配置された第3の検出素子と、前
記第1、第2検出素子の出力の差を演算する差演算手段
と、前記差の符号が反転したことを検出してタイミング
信号を発生する符号反転検出手段と、前記タイミング信
号発生時点における第3検出素子の出力のレベルを基準
値と比較し、比較結果に応じて、予め定められた基準に
則って被測定対象回転体の回転方向を表わす信号を発生
する回転方向判定手段とよりなる。両端に位置する2つ
の検出素子すなわち第1、第2検出素子の配置間隔と検
出用部材の配置間隔との間に特定の位相関係を持たせる
必要はない。
【0006】
【作用】被測定対象の回転体が回転すると、その表面に
設けられた検出用磁性部材が第1、第3、第2検出素子
と、この順序または逆の順序で磁気的結合し、各検出素
子に正弦波状の出力が発生される。両端にある第1、第
2検出素子の出力の差の極性が反転する時の中央検出素
子の出力のレベルが基準値(例えば、0)よりも大きい
か否かを判別することにより、被測定対象回転体の回転
方向を知ることができる。
設けられた検出用磁性部材が第1、第3、第2検出素子
と、この順序または逆の順序で磁気的結合し、各検出素
子に正弦波状の出力が発生される。両端にある第1、第
2検出素子の出力の差の極性が反転する時の中央検出素
子の出力のレベルが基準値(例えば、0)よりも大きい
か否かを判別することにより、被測定対象回転体の回転
方向を知ることができる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の1実施例の構成および機能を
示すブロック図である。図2は前記実施例の動作を示す
フローチャート、図3は各検出素子に発生される信号の
波形図である。図1に示すように、回転体10の外周に
は、永久磁石または磁性材からなる1または複数の(回
転)検出用部材11が設けられ、これに対向して、かつ
前記検出用部材の回転軌跡に沿って、時間的に順次にこ
れと磁気的結合するように、3個のホール素子13a〜
13cが固定配置される。各ホール素子13a、13
c、13bの出力は信号処理判定装置15に読み込まれ
る(図2のステップS1)。信号処理判定装置15は差
演算部15A、符号反転検出部15B、レベル判定部1
5C、および回転方向判定部15Dよりなる。差演算部
15Aはホール素子13a、13bの出力の差(A−
B)を演算し(ステップS2)、符号反転検出部15B
は前記差(A−B)の符号が正から負に反転したことを
検出する(ステップS3)。レベル判定部15Cは、符
号反転検出時におけるホール素子13cの出力Cのレベ
ルがハイかローかを判定し(ステップS4)、判定結果
を供給された回転方向判定部15Dは、予め定められた
基準(例えば、対照表)にしたがって回転方向を示す信
号ACB(矢印P方向)またはBCA(点線矢印Q方
向)を出力する(ステップS5、6)。信号処理判定装
置15はマイコンなどで構成できる。
示すブロック図である。図2は前記実施例の動作を示す
フローチャート、図3は各検出素子に発生される信号の
波形図である。図1に示すように、回転体10の外周に
は、永久磁石または磁性材からなる1または複数の(回
転)検出用部材11が設けられ、これに対向して、かつ
前記検出用部材の回転軌跡に沿って、時間的に順次にこ
れと磁気的結合するように、3個のホール素子13a〜
13cが固定配置される。各ホール素子13a、13
c、13bの出力は信号処理判定装置15に読み込まれ
る(図2のステップS1)。信号処理判定装置15は差
演算部15A、符号反転検出部15B、レベル判定部1
5C、および回転方向判定部15Dよりなる。差演算部
15Aはホール素子13a、13bの出力の差(A−
B)を演算し(ステップS2)、符号反転検出部15B
は前記差(A−B)の符号が正から負に反転したことを
検出する(ステップS3)。レベル判定部15Cは、符
号反転検出時におけるホール素子13cの出力Cのレベ
ルがハイかローかを判定し(ステップS4)、判定結果
を供給された回転方向判定部15Dは、予め定められた
基準(例えば、対照表)にしたがって回転方向を示す信
号ACB(矢印P方向)またはBCA(点線矢印Q方
向)を出力する(ステップS5、6)。信号処理判定装
置15はマイコンなどで構成できる。
【0008】本発明の回転方向判定の原理は次のとおり
である。回転体10が図1の矢印Pの方向に回転する
と、各ホール素子13a、13c、13bは、検出用部
材11と順々に磁気的に結合して図3の(1a)(1
b)に示すような波形の信号A、C、Bを発生する。波
形(1a)は、外側に配置された2つのホール素子A、
Bが180度の位相差をもつように配置された場合の出
力、また波形(1b)は90度の位相差をもつように配
置された場合の出力である。明らかなように、各検出用
部材11はホール素子13a、13c、13bを、この
順序で通過するので、波形Aの次に波形Cが発生し、最
後に波形Bが発生する。したがって差演算部15Aで得
られる差信号(A−B)は、それぞれ波形(2a)(2
b)のようになる。差信号(A−B)の符号が正から負
に変化する時点t1 における信号Cのレベルを見ると、
いずれの場合もハイレベルになっていることが分かる。
である。回転体10が図1の矢印Pの方向に回転する
と、各ホール素子13a、13c、13bは、検出用部
材11と順々に磁気的に結合して図3の(1a)(1
b)に示すような波形の信号A、C、Bを発生する。波
形(1a)は、外側に配置された2つのホール素子A、
Bが180度の位相差をもつように配置された場合の出
力、また波形(1b)は90度の位相差をもつように配
置された場合の出力である。明らかなように、各検出用
部材11はホール素子13a、13c、13bを、この
順序で通過するので、波形Aの次に波形Cが発生し、最
後に波形Bが発生する。したがって差演算部15Aで得
られる差信号(A−B)は、それぞれ波形(2a)(2
b)のようになる。差信号(A−B)の符号が正から負
に変化する時点t1 における信号Cのレベルを見ると、
いずれの場合もハイレベルになっていることが分かる。
【0009】一方、もしも回転体10の回転方向が反転
して点線矢印Qのようになったとすると、各検出部材1
1は各ホール素子を、前記とは逆の13b、13c、1
3aの順序で通過するようになるので、出力発生状態
は、図3の(1a)(1b)において波形AとBを入れ
替えた状態になることは明らかである。それ故に、この
場合の差信号(A−B)は図3の波形(3a)(3b)
のようになる。差信号(A−B)の符号が正から負に変
化する時点における信号Cのレベルを見ると、前述の場
合とは反対に、いずれの場合もローレベルになっている
ことが分かる。
して点線矢印Qのようになったとすると、各検出部材1
1は各ホール素子を、前記とは逆の13b、13c、1
3aの順序で通過するようになるので、出力発生状態
は、図3の(1a)(1b)において波形AとBを入れ
替えた状態になることは明らかである。それ故に、この
場合の差信号(A−B)は図3の波形(3a)(3b)
のようになる。差信号(A−B)の符号が正から負に変
化する時点における信号Cのレベルを見ると、前述の場
合とは反対に、いずれの場合もローレベルになっている
ことが分かる。
【0010】以上の考察から、前記差信号(A−B)の
符号が正から負に変化する時点t2における信号Cのレ
ベルがハイ(正)ならば回転方向はACBのP方向であ
り、反対にローレベル(負)ならばBCAのQ方向であ
ると判定できることが分かる。
符号が正から負に変化する時点t2における信号Cのレ
ベルがハイ(正)ならば回転方向はACBのP方向であ
り、反対にローレベル(負)ならばBCAのQ方向であ
ると判定できることが分かる。
【0011】また図3の各波形の考察から容易に認識で
きるように、前記差信号(A−B)の符号が負から正に
変化する時点における信号Cのレベルは、回転方向がA
CBのP方向ならばローレベル(負)であり、反対にB
CAのQ方向ならばハイ(正)レベルである。したがっ
て、前記差信号(A−B)の符号が負から正に変化する
時点における信号Cのレベル判定によっても、回転方向
の検知ができることは明らかである。さらに、差信号は
(A−B)の代わりに(B−A)でもよいことは当然で
ある。
きるように、前記差信号(A−B)の符号が負から正に
変化する時点における信号Cのレベルは、回転方向がA
CBのP方向ならばローレベル(負)であり、反対にB
CAのQ方向ならばハイ(正)レベルである。したがっ
て、前記差信号(A−B)の符号が負から正に変化する
時点における信号Cのレベル判定によっても、回転方向
の検知ができることは明らかである。さらに、差信号は
(A−B)の代わりに(B−A)でもよいことは当然で
ある。
【0012】図4は、信号判定処理装置15を個別論理
素子などで構成する場合のブロック図である。比較器2
0はホール素子13a、13bの信号A、Bを入力され
て図3の(2a)(2b)のような波形を出力する。微
分回路21は前記出力波形の立下りを検出し、モノマル
チ22をトリガして予定幅のパルスを発生させる。第2
の比較器23はホール素子13cの出力信号を基準値
(例えば、零レベル)と比較し、ホール素子13cの出
力Cが基準値以上のときにハイレベル信号を発生する。
回転方向判定回路25は、モノマルチ22および第2比
較器23の出力を2入力とする第1のアンド回路25B
と、モノマルチ22の出力および第2比較器23の出力
を反転するインバータ25の出力を2入力とする第2の
アンド回路25Cとよりなる。
素子などで構成する場合のブロック図である。比較器2
0はホール素子13a、13bの信号A、Bを入力され
て図3の(2a)(2b)のような波形を出力する。微
分回路21は前記出力波形の立下りを検出し、モノマル
チ22をトリガして予定幅のパルスを発生させる。第2
の比較器23はホール素子13cの出力信号を基準値
(例えば、零レベル)と比較し、ホール素子13cの出
力Cが基準値以上のときにハイレベル信号を発生する。
回転方向判定回路25は、モノマルチ22および第2比
較器23の出力を2入力とする第1のアンド回路25B
と、モノマルチ22の出力および第2比較器23の出力
を反転するインバータ25の出力を2入力とする第2の
アンド回路25Cとよりなる。
【0013】図4の構成によって、前述と同様の回転方
向検知ができ、アンド回路25BにはP方向回転を示す
出力が、またアンド回路25CにはQ方向回転を示す出
力が発生されることは明らかである。さらに、上記の代
わりに(B−A)信号を用いたり、差信号の立下り時点
で判別したりできることも、容易に理解されるであろ
う。
向検知ができ、アンド回路25BにはP方向回転を示す
出力が、またアンド回路25CにはQ方向回転を示す出
力が発生されることは明らかである。さらに、上記の代
わりに(B−A)信号を用いたり、差信号の立下り時点
で判別したりできることも、容易に理解されるであろ
う。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、回転方向検知のため
に、両端に位置する2つの検出素子の配置間隔と検出用
部材の配置間隔との間に特定の関係を持たせる必要がな
くなるので、例えば歯車のピッチが変化した場合でも同
一寸法、構造の検出装置を共用できる利点があり、コス
ト低減にも有効である。また両端の2つの検出素子を、
それぞれの出力が180度の位相差になるように配置す
ることも可能になるので、回転速度検知などの場合に、
差信号の出力を大きくして速度検知を容易にすると共
に、正確な回転方向検出が可能になる。
に、両端に位置する2つの検出素子の配置間隔と検出用
部材の配置間隔との間に特定の関係を持たせる必要がな
くなるので、例えば歯車のピッチが変化した場合でも同
一寸法、構造の検出装置を共用できる利点があり、コス
ト低減にも有効である。また両端の2つの検出素子を、
それぞれの出力が180度の位相差になるように配置す
ることも可能になるので、回転速度検知などの場合に、
差信号の出力を大きくして速度検知を容易にすると共
に、正確な回転方向検出が可能になる。
【図1】本発明の1実施例の構成および機能を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】前記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図3】前記実施例における各検出素子の出力信号の波
形図である。
形図である。
【図4】本発明の他の実施例のブロック図である。
10…回転体 11…検出用部材 13a〜c…ホール
素子 15…信号処理判定装置 15A…差演算部 1
5B…符号反転検出部 15C…レベル判定部 15D…回転方向判定部 20、23…比較器 21…
微分回路 22…モノマルチ回路
素子 15…信号処理判定装置 15A…差演算部 1
5B…符号反転検出部 15C…レベル判定部 15D…回転方向判定部 20、23…比較器 21…
微分回路 22…モノマルチ回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 実開 平5−59239(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01P 13/04
Claims (2)
- 【請求項1】被測定対象の回転体表面に設けられた検出
用部材の回転軌跡に沿って、かつ時間的に順次にこれと
磁気的結合するように配置された第1、第2の検出素
子、および前記2つの検出素子の中間に配置された第3
の検出素子と、 前記第1、第2検出素子の出力の差を演算する差演算手
段と、 前記差の符号が反転したことを検出してタイミング信号
を発生する符号反転検出手段と、 前記タイミング信号発生時点における第3検出素子の出
力のレベルを基準値と比較し、比較結果に応じて、予め
定められた基準に則って被測定対象回転体の回転方向を
表わす信号を発生する回転方向判定手段とを具備したこ
とを特徴とする回転方向検出装置。 - 【請求項2】被測定対象の回転体表面に設けられた検出
用部材の回転軌跡に沿って、かつ時間的に順次にこれと
磁気的結合するように配置された第1、第2の検出素
子、および前記2つの検出素子の中間に配置された第3
の検出素子と、 前記第1、第2検出素子の出力を2入力とする第1比較
器と、 第1比較器の出力を微分する微分手段と、 微分手段の出力によってトリガされるモノマルチと、 第3検出素子の出力を基準値と比較する第2比較器と、 モノマルチの出力および第2比較器の出力を入力とする
論理積回路とを具備したことを特徴とする回転方向検出
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26810494A JP3423789B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 回転方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26810494A JP3423789B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 回転方向検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08110348A JPH08110348A (ja) | 1996-04-30 |
JP3423789B2 true JP3423789B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=17453959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26810494A Expired - Fee Related JP3423789B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 回転方向検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3423789B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6385555B1 (ja) * | 2017-12-26 | 2018-09-05 | 三菱電機株式会社 | 磁気検出装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19717364C1 (de) * | 1997-04-24 | 1998-08-27 | Siemens Ag | Verfahren zur Erkennung der Drehrichtung eines Rades mittels Hall-Sonden |
US6242905B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-06-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for identifying the direction of rotation of a wheel using hall probes |
FR2871880B1 (fr) * | 2004-06-18 | 2006-08-11 | Siemens Vdo Automotive Sas | Dispositif et un procede pour determiner la position d'un moteur |
EP3252477A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-06 | Dana Belgium N.V. | Method of detecting a change in the direction of rotation of a rotatable shaft |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP26810494A patent/JP3423789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6385555B1 (ja) * | 2017-12-26 | 2018-09-05 | 三菱電機株式会社 | 磁気検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08110348A (ja) | 1996-04-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425 Year of fee payment: 5 |
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