JP2002082125A - 回転方向検出装置及び方法 - Google Patents

回転方向検出装置及び方法

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JP2002082125A JP2001207560A JP2001207560A JP2002082125A JP 2002082125 A JP2002082125 A JP 2002082125A JP 2001207560 A JP2001207560 A JP 2001207560A JP 2001207560 A JP2001207560 A JP 2001207560A JP 2002082125 A JP2002082125 A JP 2002082125A
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ホルム ライダー
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 信頼性を有し、構造が簡単で、回転体の回転
方向を示す装置を提供する。 【解決手段】 センサは、本体の回転方向を検出する。
センサは、使用状態において、本体上に配置され、第１
検出方向を有する第１加速度計と、使用状態において、
本体上に配置され、第２検出方向を有する第２加速度計
とから構成される。２つの加速度計は、第１及び第２検
出方向が相互に平行ではなく、そして、本体の回転軸に
対して平行ではないように配置されている。その結果、
使用状態において本体が回転するときに、２つの加速度
計の出力間に重力的な効果に起因して位相差が生ずる。
第１及び第２加速度計からの出力信号を示す加速を受信
する手段が、２つの信号間の位相関係を決定し、かくし
て、本体の回転方向を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輪当の回転体の
回転方向を検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転体の回転方向を示す信号を提供する
と共に、この回転体の回転速度を示すための数多くの装
置が提案されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の装置の多くは、構造が複雑でコストが高く、そして、
高感度な電子及び機械装置を必要とし、これらの装置
は、非常に壊れやすく、また、製造及び取付が困難であ
る。更に、この種の装置は通常、一定の電源装置に接続
される必要があるが、この装置の電力消費レベルは一般
的に高い。
【０００４】従って、信頼性を有し、構造が簡単で、回
転体の回転方向を示す出力を提供することができ、コス
トが低廉で電力消費量が小さい装置が要求されている。
【０００５】本発明の目的は、このような装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本体の
回転方向を検出するためのセンサであって、使用状態に
おいて、前記本体上に配置され、第１検出方向を有する
第１加速度計と、使用状態において、前記本体上に配置
され、第２検出方向を有する第２加速度計と、そして、
前記第１及び第２加速度計からの加速を表す２つの出力
信号を受信し、そして、前記２つの出力信号間の位相関
係を決定し、かくして、前記本体の回転方向を決定する
ための手段とを備え、前記第１及び第２検出方向が相互
に平行ではなく、そして、前記本体の回転軸に対して平
行ではなく、もって、前記本体が使用状態において回転
するときに、前記第１及び第２加速度計の出力間の重力
効果に起因する位相差が生じるように、前記第１及び第
２加速度計が配置されているところのセンサが提供され
る。
【０００７】前記第１検出方向と前記第２検出方向とは
相互に直交していてもよい。
【０００８】前記加速度計は、共振型、容量型又はピエ
ゾ抵抗型であってもよい。
【０００９】前記加速度計は、超精密機械加工型であっ
てもよい。
【００１０】前記第１及び第２加速度計は、回転する前
記本体上の同一位置に設けられていてもよい。
【００１１】上述したセンサに対応する方法も提供され
る。
【００１２】本発明のセンサ及び検出方法は、重力的な
引力の方向とは平行ではない軸の周りを回転する回転体
に関するものである。これは、重力は、回転方向を決定
する比較対象を形成するために使用可能な、２つの加速
度計の出力間の位相差を生ずるからである。
【００１３】装置に構造が簡単な複数の加速度計を用
い、そして、回転方向を決定するために簡単な位相関係
を用いることができるので、本発明の装置は、複雑な構
成要素を必要とすることなく、そして、装置の回路全体
が簡素化され、消費電力が小さくなる。このことは、こ
の装置を、簡単なバッテリ又は独立した電源から作動す
ることができ、そして、この装置は１０年以上の寿命を
有することを意味する。
【００１４】上述したことにより、車輪等の比較的アク
セスが困難な回転体において、装置を独立させることが
でき、この装置を作動するために大きな電力を必要とし
ないという利益がもたらされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、添付
図面を参照して説明する。
【００１６】図１に示すように、本発明による装置１
は、回転方向を決定されるべき回転体２の周囲に位置し
ている。回転体２は、軸３の周りを何れの方向にも回転
可能である。本発明の装置１を、図３を参照しながら、
以下に詳述する。この装置は、各々が検出方向Ａ１、Ａ
２を有する２つの加速度計４、５を備えている。これら
検出方向における、それぞれの加速度計４、５上の加速
力の変化が、それぞれの加速度計４、５によって測定さ
れる。
【００１７】この実施例においては、加速度計４、５
は、回転体２の周囲における同一の位置に配置されてい
るが、これは必須要件ではない。更に、この実施例にお
いては、検出方向Ａ１、Ａ２は相互に直交しているが、
これも必須要件ではない。この装置を作動させるため
に、加速度計４、５を、それらの出力１０、１１間の位
相差が０度または１８０度ではない状態で、それらの検
出方向が位置されるように、回転体上に配置しなければ
ならない。実際問題として、±９０度の差の出力を有す
ることが好ましい。加速度計４、５が、回転体２と共に
回転すると、加速度計の出力には、重力的な引力と、加
速度計４、５の位置との効果によって位相差が与えられ
るので、センサは、重力的な引力の方向と平行ではない
軸の周りを回転する回転体上において作動する。
【００１８】使用状態において、回転体２が軸３の周り
を回転すると、加速度計４、５は、図２に示すように、
出力信号１０、１１を送る。図２は、装置１が回転し、
そして、図１に示した点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを通過すると
きの出力信号を示している。図２は、両方の加速度計が
マッチングしており、そして、これらの加速度計がマッ
チングのために変調された出力振幅を有する場合を示し
ているが、これは、装置１を作動させるための必須要件
ではない。実際問題として、第１加速度計４は、遠心力
に起因してオフセットされるが、これは問題ではない。
何故ならば、以下に述べる受信及び比較手段９によって
行われる位相関係の比較の相対的な特徴があるためであ
る。図２から明らかなように、２つの装置の検出方向が
異なっていることに起因する重力的な加速の効果の結果
として、２つの出力１０、１１は、９０度の位相差を有
している。図２は、最適な位置を示しており、ここにお
いては、２つの加速度計４、５は、相互に直交する検出
方向を有し、そして、重力の方向と直交する軸３の周り
を回転する回転体２に関して、一方の検出は半径方向
に、他方の検出方向は接線方向に配置されるように位置
付けられている。この実施例の場合ではないが、大きさ
を増減する際には、９０度の位相関係が変更されること
は明らかである。装置の作動に関しては、位相差のこの
値は後述するように問題ではない。
【００１９】図３は、図１の装置の概説図であり、その
重要な構成要素を示している。
【００２０】加速度計４、５は、上述したように回転体
２の上に配置されている。これらは、共通の独立した電
源８からのそれぞれの作動回路６、７によって作動され
る。各加速度計４、５は、出力信号１０、１１を受信手
段９に送る。この受信手段は、２つの加速度計４、５の
出力信号１０、１１間の位相差を比較し、そして、２つ
の信号間の位相差が正であるか負であるかに基づいて出
力信号を送る。この出力信号は、位相差の正又は負の特
徴に依存する簡単な二進法による０又は１であってもよ
く、そして、位相差があるために、この出力信号は、回
転体２の回転方向を示している。非常に簡単で、特別に
高感度ではない加速度計４、５を用いることができ、そ
して、これらの出力の均衡を保つ必要がないので、これ
ら加速度計の作動回路及び出力回路は非常に簡単であ
り、そして、非常に低い電力消費で実施可能である。更
に、比較回路は、非常に簡単な出力を送るので、同様に
非常に低い電力消費型の非常に簡単な構成要素からこの
比較回路を製造することができる。その結果、非常に強
固であるが、簡単で効果的な方向出力指示器をもたらす
装置が得られる。総合的に言えば、このことは、離れた
アクセスが困難な回転体内において如何なる複雑な配線
を必要とすることなく、また、通常のメンテナンス及び
／又は一定の電力供給を必要とすることなく、容易に配
置されるようにこの装置を構成することができ、もっ
て、先行技術を上回る顕著な利益をもたらすことを意味
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の装置を有する回転体の概説図
【図２】図１の回転体の回転中における、図１の装置の
２つの加速度計からの時間の関数としての出力信号を示
すグラフ
【図３】図１の装置に使用された回路を示す概説図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599143793 ＰＯ Ｂｏｘ 196，Ｎ−3192 Ｈｏｒｔ ｅｎ，Ｎｏｒｗａｙ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体の回転方向を検出するためのセンサ
    であって、 使用状態において、前記本体上に配置され、第１検出方
    向を有する第１加速度計と、 使用状態において、前記本体上に配置され、第２検出方
    向を有する第２加速度計と、そして、 前記第１及び第２加速度計からの加速を表す２つの出力
    信号を受信し、そして、前記２つの出力信号間の位相関
    係を決定し、かくして、前記本体の回転方向を決定する
    ための手段とを備え、 前記第１及び第２検出方向が相互に平行ではなく、そし
    て、前記本体の回転軸に対して平行ではなく、もって、
    前記本体が使用状態において回転するときに、前記第１
    及び第２加速度計の出力間の重力効果に起因する位相差
    が生じるように、前記第１及び第２加速度計が配置され
    ているところのセンサ。
  2. 【請求項２】 前記第１検出方向と前記第２検出方向と
    が相互に直交している請求項１に記載のセンサ。
  3. 【請求項３】 １つの検出方向が回転方向上にある請求
    項２に記載のセンサ。
  4. 【請求項４】 前記加速度計が、共振型、容量型又はピ
    エゾ抵抗型である請求項１又は３に記載のセンサ。
  5. 【請求項５】 前記第１及び第２加速度計が、回転する
    前記本体上の同一位置に設けられている請求項１乃至４
    のうちの何れか１つに記載のセンサ。
  6. 【請求項６】 前記加速度計が超精密機械加工型である
    請求項１乃至５の何れか１つに記載のセンサ。
  7. 【請求項７】 本体の回転方向を検出するための方法で
    あって、 第１検出方向を有する第１加速度計を前記本体上に配置
    する工程と、 第２検出方向を有する第２加速度計を前記本体上に配置
    する工程であって、前記第１及び第２検出方向が相互に
    平行ではなく、そして、前記本体の回転軸に対して平行
    ではなく、もって、前記本体が使用状態において回転す
    るときに、前記第１及び第２加速度計の出力間の重力効
    果に起因する位相差が生じるように、前記第１及び第２
    加速度計が配置される工程と、 前記第１及び第２加速度計からの加速を表す２つの出力
    信号を受信する工程と、そして、 前記２つの出力信号間の位相関係を決定し、かくして、
    前記本体の回転方向を決定する工程とからなる方法。
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