JP2021021706A - Rotation detection device - Google Patents

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明彦 寳田
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雅行 染谷
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栄男 小関
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Abstract

To provide a rotation detection device having relatively simple structure and capable of accurately detecting the direction of rotation and the number of revolutions.SOLUTION: A rotation detection device detecting the rotation of a rotary member 10 comprises a first magnetic sensor 20 and a second magnetic sensor 30 each of which has a magnetic element expressing a large Barkhausen jump and a coil, the rotary member comprises only two magnetic field generating units 40, 50 having different magnetic field strength. When the rotary member rotates, a circle is drawn by the magnetic field generating units and a magnetic field from a single magnetic pole unit of the magnetic field generating units is detected by both magnetic sensors, the two magnetic sensors are arranged in such a manner that these sensors are respectively parallel to a first and a second tangential line of the circle which are coaxial with the drawn circle, each of a first contact point on the first tangential line and a second contact point on the second tangential line forms a certain phase angle of approximately 180 degrees with respect to a revolving shaft 10a of the rotary member, each of the two magnetic sensors faces the first and second contact points in the normal direction or the direction of the revolving shaft.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、回転部材の回転を検出する回転検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation detection device that detects the rotation of a rotating member.

大バルクハウゼンジャンプを発現する磁性素子が特許文献1及び特許文献2に記載されている。特許文献1に記載の磁性素子は、結晶質金属からなるワイヤ形状をしたものでウィーガンドワイヤとして知られる。特許文献2に記載の磁性素子は、非結晶質金属からなるワイヤ形状又はリボン形状をなしている。 A magnetic element that expresses a large Barkhausen jump is described in Patent Document 1 and Patent Document 2. The magnetic element described in Patent Document 1 has a wire shape made of a crystalline metal and is known as a weegand wire. The magnetic element described in Patent Document 2 has a wire shape or a ribbon shape made of a non-crystalline metal.

大バルクハウゼンジャンプを発現する磁性素子を回転検出に用いた技術が特許文献3〜6に記載されている。特許文献3においては、1つの磁石の単一磁極面の中心から放射線状に伸びる磁束線が、1つの磁性素子により検出される。特許文献4によれば、1つの磁性素子、1つの励磁器磁石、正転反転を識別する追加センサ要素(例えばホール素子)が設けられる。特許文献5によれば、磁性素子に巻かれたコイルに電流を流す励磁機能によって磁性素子の磁区方向を識別し、補正が行われる。特許文献6によれば、磁性素子とコイルとによる3つの磁気検出部と、1回転で2周期の交番磁界を印加するための4つの磁気発生部とが設けられる。 Patent Documents 3 to 6 describe techniques in which a magnetic element exhibiting a large Barkhausen jump is used for rotation detection. In Patent Document 3, a magnetic flux line extending radially from the center of a single magnetic pole surface of one magnet is detected by one magnetic element. According to Patent Document 4, one magnetic element, one exciter magnet, and an additional sensor element (for example, a Hall element) for identifying forward / reverse rotation are provided. According to Patent Document 5, the magnetic domain direction of the magnetic element is identified by the exciting function of passing an electric current through the coil wound around the magnetic element, and correction is performed. According to Patent Document 6, three magnetic detectors consisting of a magnetic element and a coil, and four magnetic generators for applying an alternating magnetic field of two cycles in one rotation are provided.

特開昭53−137641号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-137641 特開平5−195170号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-195170 特開2000−161989号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-161989 特許第4712390号公報Japanese Patent No. 4712390 特開2012−225917号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-225917 特許第5511748号公報Japanese Patent No. 5511748

従来技術によれば、回転方向の検出は可能であっても回転数を正確に検出できない場合がある。あるいは、回転方向及び回転数を検出できたとしても、部品点数が比較的多くなったり、識別に必要な要素(ホール素子、励磁機能)に電力を供給しなければいけないことから構造が複雑になるという問題がある。 According to the prior art, there are cases where the rotation speed cannot be accurately detected even if the rotation direction can be detected. Alternatively, even if the rotation direction and the rotation speed can be detected, the structure becomes complicated because the number of parts is relatively large and the power must be supplied to the elements (Hall elements, excitation function) necessary for identification. There is a problem.

本発明は、回転方向及び回転数の正確な検出が可能かつ比較的簡単な構造の回転検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rotation detection device having a relatively simple structure capable of accurately detecting the rotation direction and the rotation speed.

上記目的を達成するために、本発明に係る、回転部材の回転を検出する回転検出装置は、大バルクハウゼンジャンプを発現する細長の磁性素子と前記磁性素子に巻回されたコイルとを有する第1磁気センサ及び第2磁気センサを備える。前記回転部材には、異なる磁界強度を有する2つのみの磁界発生部が設けられ、前記回転部材が回転すると前記2つのみの磁界発生部により円が描かれ、前記2つのみの磁界発生部の単一磁極部からの磁界が前記第1磁気センサ及び第2磁気センサにより検出される。前記第1磁気センサ及び第2磁気センサが、前記円に同軸となる円の第1接線及び第2接線とそれぞれ平行になるように配置され、前記第1接線上の第1接点と前記第2接線上の第2接点とが前記回転部材の回転軸に関して略180度の位相角をなす。前記第1磁気センサ及び第2磁気センサがそれぞれ、前記第1接点及び第2接点と、法線方向又は前記回転軸方向に対向している。 In order to achieve the above object, the rotation detection device for detecting the rotation of a rotating member according to the present invention has a slender magnetic element that exhibits a large bulk Hausen jump and a coil wound around the magnetic element. It includes one magnetic sensor and a second magnetic sensor. The rotating member is provided with only two magnetic field generating portions having different magnetic field strengths, and when the rotating member rotates, a circle is drawn by the two magnetic field generating portions, and only the two magnetic field generating portions are formed. The magnetic field from the single magnetic pole portion of is detected by the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged so as to be parallel to the first tangent line and the second tangent line of the circle coaxial with the circle, respectively, and the first contact line and the second tangent line on the first tangent line are arranged. The second contact on the tangent line forms a phase angle of approximately 180 degrees with respect to the rotation axis of the rotating member. The first magnetic sensor and the second magnetic sensor face the first contact and the second contact, respectively, in the normal direction or the rotation axis direction.

本発明によれば、回転方向及び回転数の正確な検出が可能かつ比較的簡単な構造の回転検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a rotation detection device having a relatively simple structure capable of accurately detecting the rotation direction and the rotation speed.

(A)第1実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第1実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 1st Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the first embodiment. (A)回転部材が0度位置にあるときの上面図である。(B)回転部材が90度位置にあるときの上面図である。(C)回転部材が180度位置にあるときの上面図である。(D)回転部材が270度位置にあるときの上面図である。(A) It is a top view when the rotating member is in the 0 degree position. (B) It is a top view when the rotating member is at a 90 degree position. (C) It is a top view when the rotating member is in a position of 180 degrees. (D) is a top view when the rotating member is at the 270 degree position. 右回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of right rotation. 左回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of counterclockwise rotation. 図3と図4を重ね合わせた説明図である。It is explanatory drawing which superposed FIG. 3 and FIG. (A)第2実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第2実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 2nd Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the second embodiment. 右回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of right rotation. 左回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of counterclockwise rotation. 回転座標におけるパルス信号の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of a pulse signal in a rotating coordinate. (A)第3実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第3実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 3rd Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the third embodiment. 右回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of right rotation. 左回転時の回転位置と磁界との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation position and a magnetic field at the time of counterclockwise rotation. 回転座標におけるパルス信号の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of a pulse signal in a rotating coordinate. (A)第4実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第4実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 4th Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the 4th embodiment. 回転座標におけるパルス信号の位置、基準位置、領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position, the reference position, and the region of a pulse signal in a rotating coordinate. (A)第5実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第5実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 5th Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the fifth embodiment. 第5実施形態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of 5th Embodiment. 第5実施形態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of 5th Embodiment. (A)第5実施形態の変形例を示す説明図である。(B)第5実施形態の変形例を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows the modification of 5th Embodiment. (B) It is explanatory drawing which shows the modification of 5th Embodiment. (A)第6実施形態に基づく回転検出装置の斜視図である。(B)第6実施形態に基づく回転検出装置の上面図である。(A) It is a perspective view of the rotation detection apparatus based on 6th Embodiment. (B) It is a top view of the rotation detection device based on the sixth embodiment. 第6実施形態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of 6th Embodiment. 第6実施形態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of 6th Embodiment. 第6実施形態の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of 6th Embodiment. (A)第6実施形態の変形例を示す説明図である。(B)第6実施形態の変形例を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows the modification of 6th Embodiment. (B) It is explanatory drawing which shows the modification of 6th Embodiment. 磁気センサの他の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other embodiment of a magnetic sensor.

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。本発明の発明者はまず、以下に説明する第1及び第2の実施形態について鋭意検討を行った。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiments described below. First, the inventor of the present invention diligently studied the first and second embodiments described below.

[第1実施形態]
図1において、円板状の回転部材10は、回転部材10の中心を通り、かつ回転部材10の厚さ方向に延びる回転軸10aを基準として周方向に回転する。回転部材10の外周部には磁石40が設けられている。回転部材10が回転すると、磁石40により円11が描かれる。磁石40は、一例として、略円柱状であり、当該略円柱の軸方向に着磁されている。磁石40の軸方向すなわち着磁方向は、回転軸10aと平行である。磁石40は、N極が回転軸方向上方を向き、S極が回転軸方向下方を向いている。
[First Embodiment]
In FIG. 1, the disk-shaped rotating member 10 rotates in the circumferential direction with reference to a rotating shaft 10a that passes through the center of the rotating member 10 and extends in the thickness direction of the rotating member 10. A magnet 40 is provided on the outer peripheral portion of the rotating member 10. When the rotating member 10 rotates, the magnet 40 draws a circle 11. As an example, the magnet 40 has a substantially cylindrical shape, and is magnetized in the axial direction of the substantially cylindrical shape. The axial direction of the magnet 40, that is, the magnetizing direction is parallel to the rotation axis 10a. In the magnet 40, the north pole faces upward in the rotation axis direction, and the south pole faces downward in the rotation axis direction.

回転部材10の回転軸方向上方には、磁気センサ20が配置されている。磁気センサ20は、回転部材10の回転を検出する回転検出装置内に設けられ、大バルクハウゼンジャンプを発現する細長の磁性素子21と、磁性素子21に巻回されたコイル22とを備えている。 A magnetic sensor 20 is arranged above the rotating member 10 in the direction of the rotation axis. The magnetic sensor 20 is provided in a rotation detection device that detects the rotation of the rotating member 10, and includes an elongated magnetic element 21 that exhibits a large Barkhausen jump and a coil 22 wound around the magnetic element 21. ..

磁性素子21は、例えばワイヤ形状、リボン状、成膜タイプとすることができるが、これらに限定されず、大バルクハウゼンジャンプを発現する磁性体であればよい。磁性素子21の長手方向を、磁気異方性の磁化容易方向とすることができる。磁性素子21は、芯部とその芯部を取り囲むように設けられた表皮部とを備えている。一例として、芯部は弱い磁界でも磁化方向の反転が起きるソフト層であり、表皮部は強い磁界を与えないと磁化方向が反転しないハード層である。コイル22には、磁性素子21に大バルクハウゼンジャンプが発現したときにパルス信号が誘発される。 The magnetic element 21 may be, for example, a wire shape, a ribbon shape, or a film-forming type, but is not limited to these, and may be a magnetic material that exhibits a large bulk Hausen jump. The longitudinal direction of the magnetic element 21 can be the direction in which magnetic anisotropy is easily magnetized. The magnetic element 21 includes a core portion and a skin portion provided so as to surround the core portion. As an example, the core portion is a soft layer in which the magnetization direction is inverted even in a weak magnetic field, and the epidermis portion is a hard layer in which the magnetization direction is not inverted unless a strong magnetic field is applied. A pulse signal is induced in the coil 22 when a large Barkhausen jump occurs in the magnetic element 21.

なお、上述の回転検出装置は、コイル22に接続され、同コイルに生じた信号を処理する回路(不図示)をも備えている。 The rotation detection device described above also includes a circuit (not shown) that is connected to the coil 22 and processes a signal generated in the coil 22.

磁気センサ20は、円11上のある接点における接線20aと平行に、かつその接点の回転軸上方に配置されている。また、磁性素子21の長手方向中心は、上記接点から回転軸上方に間隔を置いて位置している。すなわち磁気センサ20は磁石が描く円11と同軸の円13上にある。 The magnetic sensor 20 is arranged parallel to the tangent line 20a at a certain contact on the circle 11 and above the rotation axis of the contact. Further, the center of the magnetic element 21 in the longitudinal direction is located at a distance above the rotation axis from the contact point. That is, the magnetic sensor 20 is on the circle 13 coaxial with the circle 11 drawn by the magnet.

磁性素子21の長手方向に関して、図1(B)の紙面左方向をマイナス方向と呼び、紙面右方向をプラス方向と呼ぶ。ハード層とソフト層の磁化方向が同方向(例えば、マイナス方向)であるときに、その方向とは反対方向(例えば、プラス方向)の外部磁界強度が増加してソフト層の磁化方向が反転する磁界強度に達すると、ソフト層の磁化方向が反転する。このとき、大バルクハウゼンジャンプが発現し、当該磁性素子に巻かれたコイルにパルス信号が誘発される。ソフト層の磁化方向が反転するときの磁界強度を「動作磁界」と呼ぶ。 Regarding the longitudinal direction of the magnetic element 21, the left direction of the paper surface in FIG. 1B is referred to as a minus direction, and the right direction of the paper surface is referred to as a plus direction. When the magnetization directions of the hard layer and the soft layer are the same (for example, the minus direction), the external magnetic field strength in the direction opposite to that direction (for example, the plus direction) increases and the magnetization direction of the soft layer is reversed. When the magnetic field strength is reached, the magnetization direction of the soft layer is reversed. At this time, a large Barkhausen jump occurs, and a pulse signal is induced in the coil wound around the magnetic element. The magnetic field strength when the magnetization direction of the soft layer is reversed is called "operating magnetic field".

上述の外部磁界強度がさらに増加し、ハード層の磁化方向が反転する磁界強度に達すると、ハード層の磁化方向も反転する。ハード層の磁化方向が反転するときの磁界強度を「安定化磁界」と呼ぶ。 When the above-mentioned external magnetic field strength is further increased and the magnetic field strength at which the magnetization direction of the hard layer is reversed is reached, the magnetization direction of the hard layer is also reversed. The magnetic field strength when the magnetization direction of the hard layer is reversed is called "stabilized magnetic field".

大バルクハウゼンジャンプが発現するためには、ハード層とソフト層の磁化方向が一致していることを前提として、ソフト層のみ磁化方向が反転することが必要である。ハード層とソフト層の磁化方向が単一磁区を形成していない不一致の状態で、ソフト層のみ磁化反転したとしても、パルス信号は生じないか、あるいは生じたとしても非常に小さく、上記回路が回転検出に用いることは困難である。 In order for the large Barkhausen jump to occur, it is necessary that the magnetization directions of only the soft layer are reversed on the premise that the magnetization directions of the hard layer and the soft layer are the same. In a state where the magnetization directions of the hard layer and the soft layer do not form a single magnetic domain, even if the magnetization of only the soft layer is inverted, no pulse signal is generated, or even if it is generated, the pulse signal is very small. It is difficult to use for rotation detection.

図2に、回転部材の回転に伴う磁石40と磁気センサ20との位置関係を示す。磁石40のN極面から漏洩する磁束線の方向を矢印41により示す。磁石40から漏洩する磁束線41は、磁石40の単一磁極面の中心より放射状に延びる。矢印41のグラデーションは磁束密度を表し、濃いほど磁束密度が大きいことを示す。同図(A)に、磁石40の中心と磁性素子21の中心とが回転軸方向に対向した状態を示す。この状態を0度位置と呼ぶ。回転部材10が、0度位置から紙面右回りに、90度回転した状態、180度回転した状態、及び270度回転した状態をそれぞれ、同図(B)、(C)及び(D)に示す。回転部材10の回転に応じて、磁性素子の長手方向に印加される磁界Haが変化する。 FIG. 2 shows the positional relationship between the magnet 40 and the magnetic sensor 20 as the rotating member rotates. The direction of the magnetic flux line leaking from the N pole surface of the magnet 40 is indicated by an arrow 41. The magnetic flux line 41 leaking from the magnet 40 extends radially from the center of the single magnetic pole surface of the magnet 40. The gradation of the arrow 41 represents the magnetic flux density, and the darker the gradation, the higher the magnetic flux density. FIG. (A) shows a state in which the center of the magnet 40 and the center of the magnetic element 21 face each other in the direction of the rotation axis. This state is called the 0 degree position. The states in which the rotating member 10 is rotated 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees clockwise from the 0 degree position are shown in FIGS. (B), (C), and (D), respectively. .. The magnetic field Ha applied in the longitudinal direction of the magnetic element changes according to the rotation of the rotating member 10.

図3に、回転部材10が右回転したときの回転位置と、磁界Haとの関係を示す。磁界Hは上記プラス方向を正とする。両図において、Hは、ソフト層の磁化方向がマイナス方向からプラス方向へと反転する動作磁界であり、Hは、ハード層の磁化方向がマイナス方向からプラス方向へと反転する安定化磁界である。また、−Hは、ソフト層の磁化方向がプラス方向からマイナス方向へと反転する動作磁界であり、−Hは、ハード層の磁化方向がプラス方向からマイナス方向へと反転する安定化磁界である。 FIG. 3 shows the relationship between the rotation position when the rotating member 10 is rotated clockwise and the magnetic field Ha. The magnetic field H is positive in the positive direction. In both figures, H 1 is an operating magnetic field in which the magnetization direction of the soft layer is reversed from the minus direction to the plus direction, and H 2 is a stabilizing magnetic field in which the magnetization direction of the hard layer is reversed from the minus direction to the plus direction. Is. Further, -H 1 is an operating magnetic field in which the magnetization direction of the soft layer is reversed from the plus direction to the minus direction, and -H 2 is a stabilizing magnetic field in which the magnetization direction of the hard layer is reversed from the plus direction to the minus direction. Is.

0度位置では、磁界強度の強い磁束線41が磁性素子21の中央部に印加される。磁性素子21を長手方向に関して半分に分けたときに、マイナス方向側の部分は、ソフト層もハード層も磁化方向がマイナス方向に揃っている。磁性素子21のプラス方向側の部分は、ソフト層もハード層も磁化方向がプラス方向に揃っている。 At the 0 degree position, a magnetic flux line 41 having a strong magnetic field strength is applied to the central portion of the magnetic element 21. When the magnetic element 21 is divided in half with respect to the longitudinal direction, the portion on the minus direction side has the magnetization directions of both the soft layer and the hard layer aligned in the minus direction. In the portion of the magnetic element 21 on the positive direction side, the magnetization directions of both the soft layer and the hard layer are aligned in the positive direction.

回転部材10が右回転して約50度位置となると、磁性素子21の全体がマイナス方向に磁化された状態となる。この状態を図3の符号Asで示す。 When the rotating member 10 rotates clockwise to a position of about 50 degrees, the entire magnetic element 21 is magnetized in the negative direction. This state is indicated by reference numeral As in FIG.

回転部材10がさらに右回転すると、図2(B)に示す90度位置を経て、図2(C)に示す180度位置となる。この180度位置では、磁性素子21に対しプラス方向及びマイナス方向の磁束線が印加されるが、磁界強度が非常に弱いため、磁性素子21は全体としてマイナス方向に磁化されたままである。 When the rotating member 10 further rotates clockwise, it passes through the 90-degree position shown in FIG. 2 (B) and becomes the 180-degree position shown in FIG. 2 (C). At this 180 degree position, magnetic flux lines in the positive and negative directions are applied to the magnetic element 21, but since the magnetic field strength is very weak, the magnetic element 21 remains magnetized in the negative direction as a whole.

回転部材10がさらに右回転し、約240度位置となると、磁界Haが動作磁界Hに達し、ソフト層の磁化方向がマイナス方向からプラス方向へと反転する。このとき、大バルクハウゼンジャンプが発現し、コイル22に正パルス信号Aが誘発される。この正パルス信号は右回転であることを示す信号であることから、この正パルス信号を右回転信号とも呼ぶ。 When the rotating member 10 further rotates clockwise and reaches a position of about 240 degrees, the magnetic field Ha reaches the operating magnetic field H 1 , and the magnetization direction of the soft layer is reversed from the minus direction to the plus direction. At this time, a large Barkhausen jump appears, and a positive pulse signal A is induced in the coil 22. Since this positive pulse signal is a signal indicating that it is rotating clockwise, this positive pulse signal is also called a clockwise rotation signal.

回転部材10がさらに右回転し、約310度位置となると、磁界Haが安定化磁界Hに達する。このとき、ハード層の磁化方向がマイナス方向からプラス方向へと反転する。すなわち、磁性素子21は、全体としてプラス方向に磁化された状態となる。 When the rotating member 10 further rotates clockwise and reaches a position of about 310 degrees, the magnetic field Ha reaches the stabilized magnetic field H 2 . At this time, the magnetization direction of the hard layer is reversed from the minus direction to the plus direction. That is, the magnetic element 21 is magnetized in the positive direction as a whole.

回転部材10が約310度位置から、さらに右回転して0度位置となるまでは、磁性素子21には、(1)ハード層がプラス方向に磁化され、ソフト層がマイナス方向に磁化された部分と、(2)ソフト層もハード層もマイナス方向に磁化された部分とが混在する。 From the position of about 310 degrees to the position of 0 degrees when the rotating member 10 is further rotated clockwise, (1) the hard layer is magnetized in the positive direction and the soft layer is magnetized in the negative direction in the magnetic element 21. The portion and (2) the portion where both the soft layer and the hard layer are magnetized in the negative direction coexist.

上記(1)の部分が生じるときに大バルクハウゼンジャンプが発現して負パルス信号A’が生じる。しかし、(1)の部分は磁性素子21の軸長の一部に過ぎないため、負パルス信号A’のノイズレベルは極端に小さい。負パルス信号A’は、閾値設定により検出対象から除外できるため、図3に示していない。 When the part (1) above occurs, a large Barkhausen jump is expressed and a negative pulse signal A'is generated. However, since the portion (1) is only a part of the axial length of the magnetic element 21, the noise level of the negative pulse signal A'is extremely small. The negative pulse signal A'is not shown in FIG. 3 because it can be excluded from the detection target by setting the threshold value.

図4に、回転部材10が左回転したときの回転位置と磁界Haとの関係を示す。図3を参照しながら説明した右回転の場合とは逆の現象が左回転において起きる。左回転の際の回転角度を負の値で表す。すなわち、回転部材10は、図2(A)に示す0度位置から、図2(D)に示す−90度位置と、図2(C)に示す−180度位置と、図2(B)に示す−270度位置とを順に経て、最終的に0度位置へと左回転する。 FIG. 4 shows the relationship between the rotation position and the magnetic field Ha when the rotating member 10 rotates counterclockwise. A phenomenon opposite to the case of clockwise rotation described with reference to FIG. 3 occurs in counterclockwise rotation. The rotation angle when rotating counterclockwise is represented by a negative value. That is, the rotating member 10 is from the 0 degree position shown in FIG. 2 (A) to the -90 degree position shown in FIG. 2 (D), the -180 degree position shown in FIG. 2 (C), and FIG. 2 (B). After passing through the -270 degree position shown in the above in order, it finally rotates counterclockwise to the 0 degree position.

まず、約−50度位置において磁性素子21全体がプラス方向に磁化された状態となる。この状態を符号Csで示す。約−240度位置において、磁界Haが−Hに達する。このとき、ソフト層のみ磁化方向がマイナス方向に反転し、大バルクハウゼンジャンプが発現する。そして、コイル22に負パルス信号Cが誘発される。この負パルス信号は左回転であることを示す信号であることから、この負パルス信号を左回転信号とも呼ぶ。この負パルス信号(左回転信号)Cは、右回転信号Aと大きさが等しい。 First, the entire magnetic element 21 is magnetized in the positive direction at a position of about −50 degrees. This state is indicated by the symbol Cs. At a position of about -240 degrees, the magnetic field Ha reaches -H 1 . At this time, the magnetization direction of only the soft layer is reversed in the negative direction, and a large Barkhausen jump occurs. Then, a negative pulse signal C is induced in the coil 22. Since this negative pulse signal is a signal indicating that it is rotating counterclockwise, this negative pulse signal is also called a counterclockwise rotation signal. This negative pulse signal (left rotation signal) C has the same magnitude as the right rotation signal A.

回転部材10がさらに左回転し、約−310度位置から0度位置の間において、正パルス信号C’が生じる。この正パルス信号C’は、右回転時における負パルス信号A’と大きさが等しい。正パルス信号C’も負パルス信号A’と同様、閾値設定により検出対象から除外できるため、図4に示していない。 The rotating member 10 further rotates counterclockwise, and a positive pulse signal C'is generated between the approximately -310 degree position and the 0 degree position. This positive pulse signal C'has the same magnitude as the negative pulse signal A'during clockwise rotation. Like the negative pulse signal A', the positive pulse signal C'can be excluded from the detection target by setting the threshold value, and is not shown in FIG.

図5に、回転部材10の回転位置と磁界Haとの関係を、右回転及び左回転の両方について示す。右回転時の約50度位置において、磁性素子21の全体がマイナス方向に磁化された状態(符号As)となり、約240度位置において大きな正パルス信号Aがコイル22に生じる。また、左回転時の約−50度位置において、磁性素子21の全体がプラス方向に磁化された状態(符号Cs)となり、約−240度位置において大きな負パルス信号Cがコイルに22に生じる。 FIG. 5 shows the relationship between the rotation position of the rotating member 10 and the magnetic field Ha for both clockwise rotation and counterclockwise rotation. At the position of about 50 degrees when rotating clockwise, the entire magnetic element 21 is magnetized in the negative direction (reference numeral As), and a large positive pulse signal A is generated in the coil 22 at the position of about 240 degrees. Further, at the position of about -50 degrees when rotating counterclockwise, the entire magnetic element 21 is magnetized in the positive direction (reference numeral Cs), and a large negative pulse signal C is generated in the coil at the position of about −240 degrees.

図1に示した構成によれば、磁石の円運動でその漏洩磁界が磁性素子の延伸方向を通過する。よって磁性素子が大バルクハウゼン現象を発現し、コイルに生じる信号から、回転方向が右回転なのか左回転なのかを識別することができる。なお、これまでに示した角度の具体的な値は例であり、磁性素子の素性によって異なる。以下で説明する角度も同様であり、限定的なものではない。 According to the configuration shown in FIG. 1, the leakage magnetic field passes through the stretching direction of the magnetic element due to the circular motion of the magnet. Therefore, the magnetic element exhibits a large Barkhausen phenomenon, and it is possible to distinguish whether the rotation direction is clockwise or counterclockwise from the signal generated in the coil. The specific values of the angles shown so far are examples, and differ depending on the features of the magnetic element. The angles described below are similar and are not limited.

図5に示しているように、回転部材が0度位置から約240度位置まで右回転すると右回転信号であるパルス信号Aが生じる。さらに右回転が進み、約310度位置となると、ソフト層もハード層もプラス方向に磁化される。その後、回転部材が左回転に転じた場合、約−240度位置で左回転信号であるパルス信号Cが出力される。 As shown in FIG. 5, when the rotating member rotates clockwise from the 0 degree position to the approximately 240 degree position, a pulse signal A which is a right rotation signal is generated. Further clockwise rotation progresses to a position of about 310 degrees, and both the soft layer and the hard layer are magnetized in the positive direction. After that, when the rotating member turns counterclockwise, the pulse signal C, which is a counterclockwise rotation signal, is output at a position of about −240 degrees.

これに対し、右回転時に約240度位置でパルス信号Aが生じた直後に、左回転に転ずる場合もあり得る。この場合、約310度位置を経ていないことから、ソフト層とハード層の磁化方向が不一致である。この状態で左回転により−240度位置となってもパルス信号Cは生じないか、あるいは生じたとしても非常に小さい。 On the other hand, it may turn counterclockwise immediately after the pulse signal A is generated at a position of about 240 degrees during clockwise rotation. In this case, since the position does not pass about 310 degrees, the magnetization directions of the soft layer and the hard layer do not match. In this state, the pulse signal C does not occur even if the position is set to -240 degrees by rotating counterclockwise, or even if it occurs, it is very small.

0度位置から右回転して約240度位置となり、その後、約240度位置から左回転して0度位置となった場合、実際の回転数は0であるが、回転検出装置においては回転数が1として検出される。すなわち回転数が正確に検出されない。これは、十分な大きさの右回転信号Aが生じるものの、十分な大きさの左回転信号Cが生じないためである。0度位置から右回転して約240度位置となり、その後、約240度位置から左回転して0度位置となる往復運動がn回生じた場合、実際の回転数は0であるが、回転検出装置においては回転数がnとして検出される。このように、図1に示した構成によれば、回転数を正確に検出することができない場合がある。 When the position is rotated clockwise from the 0 degree position to the position of about 240 degrees, and then the position is rotated counterclockwise from the position of about 240 degrees to the position of 0 degrees, the actual rotation speed is 0, but the rotation speed in the rotation detection device. Is detected as 1. That is, the rotation speed is not detected accurately. This is because a sufficiently large right rotation signal A is generated, but a sufficiently large left rotation signal C is not generated. If there are n reciprocating movements that rotate clockwise from the 0 degree position to the position of about 240 degrees and then rotate counterclockwise from the position of about 240 degrees to the 0 degree position, the actual number of rotations is 0, but the rotation occurs. In the detection device, the rotation speed is detected as n. As described above, according to the configuration shown in FIG. 1, the rotation speed may not be detected accurately.

[第2実施形態]
図6に本実施形態を示す。図1の構成に加えて、磁気センサ30が設けられている。磁気センサ20を第1の磁気センサと呼び、磁気センサ30を第2の磁気センサと呼ぶ。第2の磁気センサ30は、第1の磁気センサ20と同様、大バルクハウゼンジャンプを発現する細長形状の磁性素子31と、磁性素子31に巻回されたコイル32とを備えている。以下において、接線20aを第1接線20aと呼び、その接点を第1接点と呼ぶ。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows the present embodiment. In addition to the configuration of FIG. 1, a magnetic sensor 30 is provided. The magnetic sensor 20 is called a first magnetic sensor, and the magnetic sensor 30 is called a second magnetic sensor. Like the first magnetic sensor 20, the second magnetic sensor 30 includes an elongated magnetic element 31 that exhibits a large bulk Hausen jump, and a coil 32 wound around the magnetic element 31. Hereinafter, the tangent line 20a is referred to as a first tangent line 20a, and the contact point is referred to as a first contact point.

第2の磁気センサ30は、円13上の第2接点における第2接線30aと平行に、かつその接点の回転軸上方に配置されている。また、磁性素子31の長手方向中心は、第2接点から回転軸上方に間隔を置いて位置している。第1接点と第2接点とは回転軸10aに関して180度をなす。第1の磁気センサ20及び第2の磁気センサ30は、回転軸10aに垂直な同一平面上にある。 The second magnetic sensor 30 is arranged parallel to the second tangent line 30a at the second contact on the circle 13 and above the rotation axis of the contact. Further, the center of the magnetic element 31 in the longitudinal direction is located at an interval above the rotation axis from the second contact point. The first contact and the second contact form 180 degrees with respect to the rotation axis 10a. The first magnetic sensor 20 and the second magnetic sensor 30 are on the same plane perpendicular to the rotation axis 10a.

図7に、右回転時の回転位置と、磁界Ha及び磁性素子31の長手方向に印加される磁界Hbとの関係を示す。また、図8に、左回転時の回転位置と磁界Ha及びHbとの関係を示す。両図とも、実線は磁界Haの変化を示し、破線は磁界Hbの変化を示す。 FIG. 7 shows the relationship between the rotation position during clockwise rotation and the magnetic field Ha and the magnetic field Hb applied in the longitudinal direction of the magnetic element 31. Further, FIG. 8 shows the relationship between the rotation position during counterclockwise rotation and the magnetic fields Ha and Hb. In both figures, the solid line shows the change in the magnetic field Ha, and the broken line shows the change in the magnetic field Hb.

回転部材10が右回転して約230度位置となると、磁性素子31の全体がマイナス方向に磁化された状態となる。この状態を図7の符号Bsで示す。回転部材10がさらに右回転して約60度位置となると、磁性素子31のソフト層の磁化方向が反転し、コイル32に正パルス信号(右回転信号)Bが生じる。 When the rotating member 10 rotates clockwise to a position of about 230 degrees, the entire magnetic element 31 is magnetized in the negative direction. This state is indicated by reference numeral Bs in FIG. When the rotating member 10 is further rotated clockwise to a position of about 60 degrees, the magnetization direction of the soft layer of the magnetic element 31 is reversed, and a positive pulse signal (right rotation signal) B is generated in the coil 32.

回転部材10が左回転して約−230度位置となると、磁性素子31の全体がプラス方向に磁化された状態となる。この状態を図8の符号Dsで示す。回転部材10がさらに左回転して約−60度位置となると、磁性素子31のソフト層の磁化方向が反転し、コイル32に負パルス信号(左回転信号)Dが生じる。 When the rotating member 10 rotates counterclockwise to a position of about −230 degrees, the entire magnetic element 31 is magnetized in the positive direction. This state is indicated by reference numeral Ds in FIG. When the rotating member 10 further rotates counterclockwise to a position of about -60 degrees, the magnetization direction of the soft layer of the magnetic element 31 is reversed, and a negative pulse signal (counterclockwise rotation signal) D is generated in the coil 32.

前述のとおり、2つの磁気センサ20及び30が回転軸に関して180度をなす位置に設けられている。そのため、回転部材が回転することにより両磁気センサに対し互いに位相が180度ずれた交番磁界が印加され、両磁気センサから出力されるパルス信号も180度、位相がずれたものになる。そのため、4種類の信号、すなわち、右回転信号A及びBと左回転信号C及びDとが得られ、回転方向を識別することができる。しかし、回転数を正確に検出できない場合がある。以下に説明する。 As described above, the two magnetic sensors 20 and 30 are provided at positions 180 degrees with respect to the rotation axis. Therefore, as the rotating member rotates, an alternating magnetic field whose phase is 180 degrees out of phase with each other is applied to both magnetic sensors, and the pulse signals output from both magnetic sensors are also 180 degrees out of phase. Therefore, four types of signals, that is, right rotation signals A and B and left rotation signals C and D, can be obtained and the rotation direction can be identified. However, there are cases where the rotation speed cannot be detected accurately. This will be described below.

図9は、図7に示した右回転と図8に示した左回転とを重ね合わせて、回転座標に置き換えた図である。右回転時に約240度位置で信号Aが出力されてから、符号Rに示すようにさらに180度右回転して60度位置となれば、次の信号Bが出力される。 FIG. 9 is a diagram in which the clockwise rotation shown in FIG. 7 and the counterclockwise rotation shown in FIG. 8 are superimposed and replaced with rotating coordinates. After the signal A is output at the position of about 240 degrees when rotating clockwise, the next signal B is output when the signal A is further rotated 180 degrees clockwise to reach the 60 degree position as shown by reference numeral R.

しかし、右回転時に約240度位置で信号Aが出力された直後に、図9の符号Lで示すように左回転となった場合は、約−240度位置に到達しても信号Cが出力されないか、あるいは出力されたとしても大きさが小さく、検出が困難である。右回転時に約−50度位置を経ていないためである。左回転がさらに進むと、約−60度位置で信号Dが生じる。結果的に、約240度位置で左回転となってから、左回転信号が出力されるまで、−180°−αとなる。絶対値の合計が360°+αとなる。αは、一例として120°である。すなわち特許文献4と同じ現象で回転数を正確に検出することができない。 However, if the signal A is output at the position of about 240 degrees when rotating clockwise and the signal A is rotated counterclockwise as shown by the reference numeral L in FIG. 9, the signal C is output even when the position of about −240 degrees is reached. Even if it is not output or is output, the size is small and it is difficult to detect. This is because the position does not pass about -50 degrees when rotating clockwise. As the counterclockwise rotation progresses further, a signal D is generated at a position of about -60 degrees. As a result, it becomes −180 ° −α from the counterclockwise rotation at the position of about 240 degrees until the counterclockwise rotation signal is output. The sum of the absolute values is 360 ° + α. α is 120 ° as an example. That is, the rotation speed cannot be accurately detected by the same phenomenon as in Patent Document 4.

ここで、「−180°−α」は図9の軌跡Lが描いている角度である。「360°+α」は図9の軌跡LとRが描いている角度の総和である。図9の例では、240度位置から軌跡Rに沿って180度分右回転を続けた場合に、次の信号Bが出力される。その一方で、240度位置から左回転に変わった場合には軌跡Lに沿って300度分左回転した場合に、次の信号Dが出力される。つまり、信号Bと信号Dとの間に180+300=480度の差がある。 Here, “−180 ° −α” is the angle drawn by the locus L in FIG. “360 ° + α” is the sum of the angles drawn by the loci L and R in FIG. In the example of FIG. 9, the next signal B is output when the right rotation is continued for 180 degrees along the locus R from the 240 degree position. On the other hand, when the position is changed from the 240 degree position to the left rotation, the next signal D is output when the left rotation is performed by 300 degrees along the locus L. That is, there is a difference of 180 + 300 = 480 degrees between the signal B and the signal D.

多回転エンコーダの回転検出装置として回転量のカウント漏れが発生しないようにするためには、最終パルスからの検出範囲が360度未満である必要がある。しかし、上記の例では480度であるため、カウント漏れが発生する。 As a rotation detection device for a multi-rotation encoder, the detection range from the final pulse needs to be less than 360 degrees in order to prevent the count leakage of the rotation amount from occurring. However, in the above example, since it is 480 degrees, a count omission occurs.

なお、最終パルスからの検出範囲がこの例のように360度を超えると、図9でいえばCsの位置(−50度位置)に、信号Aの位置(240度位置)から右回転で来ても左回転で来てもカウント数が変化せずカウント漏れとなる。例えば0°の位置を回転数の境界とすれば、本来、左回転では回転数を−1カウントしなければならない。 When the detection range from the final pulse exceeds 360 degrees as in this example, it comes to the position of Cs (-50 degree position) in FIG. 9 by rotating clockwise from the position of signal A (240 degree position). However, even if it comes by turning counterclockwise, the count number does not change and the count is leaked. For example, if the position of 0 ° is the boundary of the rotation speed, the rotation speed must be counted by -1 in the counterclockwise rotation.

[第3実施形態]
これまでに説明した第1及び第2の実施形態を踏まえた第3実施形態を以下に説明する。図10に示すように、回転部材10の外周部には磁石40に加えて磁石50が設けられている。磁石40を第1の磁石40と呼び、磁石50を第2の磁石50と呼ぶ。第2の磁石50は、第1の磁石40と同様、回転軸方向に着磁され、回転軸上方がN極、回転軸下方がS極である。第1の磁石40と第2の磁石50とは回転軸10aに関して180度をなすように配置されている。第1の磁石40及び第2の磁石50の単一磁極面は、磁界強度が異なる磁界を発生させる。回転部材10が回転すると、第1の磁石40によって円11が描かれ、第2の磁石50によっても円11が描かれる。
[Third Embodiment]
A third embodiment based on the first and second embodiments described so far will be described below. As shown in FIG. 10, a magnet 50 is provided on the outer peripheral portion of the rotating member 10 in addition to the magnet 40. The magnet 40 is called the first magnet 40, and the magnet 50 is called the second magnet 50. Like the first magnet 40, the second magnet 50 is magnetized in the direction of the rotation axis, and the upper part of the rotation axis is the north pole and the lower part of the rotation axis is the south pole. The first magnet 40 and the second magnet 50 are arranged so as to form 180 degrees with respect to the rotation axis 10a. The single magnetic pole surfaces of the first magnet 40 and the second magnet 50 generate magnetic fields having different magnetic field intensities. When the rotating member 10 rotates, the first magnet 40 draws a circle 11, and the second magnet 50 also draws a circle 11.

第1磁石40と第2磁石50の異なる磁界強度について説明する。第1磁石40は、磁気センサ20、30に動作磁界以上の安定化磁界を印加できる強度をもつ磁石である。他方、第2磁石50の磁気センサ20、30への印加強度は、動作磁界以上かつ安定化磁界に至らない磁界強度を持つ磁石である。 The different magnetic field intensities of the first magnet 40 and the second magnet 50 will be described. The first magnet 40 is a magnet having a strength capable of applying a stabilized magnetic field equal to or higher than the operating magnetic field to the magnetic sensors 20 and 30. On the other hand, the applied strength of the second magnet 50 to the magnetic sensors 20 and 30 is a magnet having a magnetic field strength equal to or higher than the operating magnetic field and not reaching the stabilized magnetic field.

図11に、右回転時の回転位置と磁界Ha及びHbとの関係を示す。また、図12に、左回転時の回転位置と磁界Ha及びHbとの関係を示す。両図とも、第1磁石40が第1磁気センサ20に印加する磁界Haを実線で示し、第1磁石40が第2磁気センサ30に印加する磁界Hbを破線で示す。また、第2磁石50が第1磁気センサ20に印加する磁界Haを一点鎖線で示し、第2磁石50が第2磁気センサ30に印加する磁界Hbを二点鎖線で示す。 FIG. 11 shows the relationship between the rotation position during clockwise rotation and the magnetic fields Ha and Hb. Further, FIG. 12 shows the relationship between the rotation position during counterclockwise rotation and the magnetic fields Ha and Hb. In both figures, the magnetic field Ha applied by the first magnet 40 to the first magnetic sensor 20 is shown by a solid line, and the magnetic field Hb applied by the first magnet 40 to the second magnetic sensor 30 is shown by a broken line. Further, the magnetic field Ha applied by the second magnet 50 to the first magnetic sensor 20 is indicated by a alternate long and short dash line, and the magnetic field Hb applied by the second magnet 50 to the second magnetic sensor 30 is indicated by an alternate long and short dash line.

図11において、右回転時に第1磁気センサ20に生じる正パルス信号を符号Aで示し、信号Aの出力の前提となる安定化磁界を符号Asで示す。さらに、第2磁気センサ30に生じる正パルス信号を符号Bで示し、信号Bの出力の前提となる安定化磁界を符号Bsで示す。 In FIG. 11, a positive pulse signal generated in the first magnetic sensor 20 during clockwise rotation is indicated by reference numeral A, and a stabilized magnetic field that is a prerequisite for the output of signal A is indicated by reference numeral As. Further, the positive pulse signal generated in the second magnetic sensor 30 is indicated by reference numeral B, and the stabilized magnetic field which is a prerequisite for the output of signal B is indicated by reference numeral Bs.

図12において、左回転時に第1磁気センサ20に生じる負パルス信号を符号Cで示し、信号Cの出力の前提となる安定化磁界を符号Csで示す。さらに、第2磁気センサ30に生じる負パルス信号を符号Dで示し、信号Dの出力の前提となる安定化磁界を符号Dsで示す。 In FIG. 12, the negative pulse signal generated in the first magnetic sensor 20 when rotating counterclockwise is indicated by the reference numeral C, and the stabilized magnetic field which is the premise of the output of the signal C is indicated by the reference numeral Cs. Further, the negative pulse signal generated in the second magnetic sensor 30 is indicated by the reference numeral D, and the stabilized magnetic field which is the premise of the output of the signal D is indicated by the reference numeral Ds.

図11に示すように、右回転時に、第1磁気センサ20は、第1磁石40によって、約50度位置で信号Aを出力させるための安定化磁界(符号As)に達する。その後、約160度位置において、磁石50による動作磁界の印加により信号Aが出力される。その後、約200度位置まで第2磁石50の磁界は第1磁気センサ20に影響し続けるが、磁界強度は小さい。さらに、その後、第1磁石40の磁界強度が第1磁気センサ20に影響してくる。 As shown in FIG. 11, when rotating clockwise, the first magnetic sensor 20 reaches a stabilized magnetic field (reference numeral As) for outputting a signal A at a position of about 50 degrees by the first magnet 40. After that, at a position of about 160 degrees, a signal A is output by applying an operating magnetic field by the magnet 50. After that, the magnetic field of the second magnet 50 continues to affect the first magnetic sensor 20 up to the position of about 200 degrees, but the magnetic field strength is small. Further, after that, the magnetic field strength of the first magnet 40 affects the first magnetic sensor 20.

図11の符号Z1により示す回転位置において、磁石40から、信号Aが出力される動作磁界強度が磁気センサ20に印加されるが、既に磁石50によって信号は出力されている為、この位置では当然出力されない。同様に磁気センサ30においても、磁石40によって約230度位置で信号Bを出力させる安定化磁界(Bs)に達する。その後、約340度位置で、磁石50による動作磁界の印加により信号Bが出力される。 At the rotation position indicated by reference numeral Z1 in FIG. 11, the operating magnetic field strength at which the signal A is output from the magnet 40 is applied to the magnetic sensor 20, but since the signal has already been output by the magnet 50, it is natural at this position. Not output. Similarly, in the magnetic sensor 30, the magnet 40 reaches a stabilized magnetic field (Bs) that outputs a signal B at a position of about 230 degrees. After that, the signal B is output by applying the operating magnetic field by the magnet 50 at the position of about 340 degrees.

図13は、図11と図12を重ね合わせて、回転座標に置き換えた図である。信号Aが出力されてから、符号Rに示すように右回転し、次の信号Bが検出されるまでは+180度となる。信号Aが出力された直後に左回転したとき(図13の符号L)には、次の信号は信号Dである。安定化磁界Dsを経ていることから、この信号Dは評価できるパルス信号となる。結果的に左回転信号が出力されるまでは約−180°+αとなる。このように、判定できる位置の範囲は360度未満となり、回転数を正確に検出することができる。 FIG. 13 is a diagram in which FIGS. 11 and 12 are superimposed and replaced with rotating coordinates. After the signal A is output, it rotates clockwise as shown by the symbol R, and it becomes +180 degrees until the next signal B is detected. When the signal A is rotated counterclockwise immediately after being output (reference numeral L in FIG. 13), the next signal is the signal D. Since it has passed through the stabilized magnetic field Ds, this signal D becomes an evaluable pulse signal. As a result, it becomes about −180 ° + α until the counterclockwise rotation signal is output. In this way, the range of positions that can be determined is less than 360 degrees, and the rotation speed can be accurately detected.

改めて、右回転の場合を説明する。第1磁石40が磁気センサ30の真下にあり、第2磁石50が回転軸中心をはさんだ反対側にある状態を0度回転位置とする。磁気センサ20、30は無磁化状態とする。 The case of clockwise rotation will be described again. The state in which the first magnet 40 is directly below the magnetic sensor 30 and the second magnet 50 is on the opposite side of the center of the rotation axis is defined as the 0 degree rotation position. The magnetic sensors 20 and 30 are in a non-magnetized state.

右回転して50度回転位置になると、符号Asに示すように磁界Hbが安定化磁界に到達し、センサ30は正パルスAのセット状態(ハード層とソフト層が負方向に磁化された状態)になる。磁石50もセンサ20に対して磁界を及ぼすが、印加磁界が小さく安定化磁界に到達しない。そのため、センサ20は、セット状態にはならない。 When it rotates clockwise to the 50 degree rotation position, the magnetic field Hb reaches the stabilized magnetic field as shown by the symbol As, and the sensor 30 is in a positive pulse A set state (a state in which the hard layer and the soft layer are magnetized in the negative direction). )become. The magnet 50 also exerts a magnetic field on the sensor 20, but the applied magnetic field is small and does not reach the stabilized magnetic field. Therefore, the sensor 20 is not in the set state.

右回転して約80度回転位置になると(符号Z2)、磁気センサ20においては、磁石40の接近により印加磁界Haが動作磁界に到達する。しかし、磁気センサ20はセット状態にはないため、正パルスBは出力されない。正パルスBが出力されないことにより、磁気センサ20からの出力パルスは1回転につき1回となる。その一方で、磁気センサ30は、磁石40が遠ざかってゆくため、徐々に印加磁界が減少していく。 When the magnetic sensor 20 is rotated clockwise to a rotation position of about 80 degrees (reference numeral Z2), the applied magnetic field Ha reaches the operating magnetic field due to the approach of the magnet 40. However, since the magnetic sensor 20 is not in the set state, the positive pulse B is not output. Since the positive pulse B is not output, the output pulse from the magnetic sensor 20 is once per rotation. On the other hand, in the magnetic sensor 30, the applied magnetic field gradually decreases because the magnet 40 moves away.

右回転して160度回転位置になると、磁気センサ30は上述のとおり正パルスAのセット状態になっているため、磁石50の接近により正パルスAが出力される。磁気センサ20への磁石40の接近により、磁界Haが最大となる。 When the magnetic sensor 30 is rotated clockwise to reach the 160-degree rotation position, the positive pulse A is in the set state as described above, so that the positive pulse A is output when the magnet 50 approaches. The magnetic field Ha is maximized by the proximity of the magnet 40 to the magnetic sensor 20.

右回転して180度回転位置になると、磁気センサ20は、磁石40により安定化磁界以上の磁界強度を与えられた後の状態にある。磁気センサ20は、磁石40が真下に位置し、印加磁界Haはゼロである。右回転において、180度回転位置の前後で外部磁界が急激に反転するため、パルスは出力されない。磁気センサ30は、磁石50によって正パルスAを出力した後の状態であるため、未セット状態にあり、かつ印加磁界Hbもゼロの状態にある。 When the magnetic sensor 20 is rotated clockwise to a 180-degree rotation position, the magnetic sensor 20 is in a state after being given a magnetic field strength equal to or higher than the stabilized magnetic field by the magnet 40. In the magnetic sensor 20, the magnet 40 is located directly below, and the applied magnetic field Ha is zero. In clockwise rotation, the external magnetic field suddenly reverses before and after the 180-degree rotation position, so no pulse is output. Since the magnetic sensor 30 is in a state after the positive pulse A is output by the magnet 50, it is in an unset state and the applied magnetic field Hb is also in a zero state.

右回転して230度回転位置になると、符号Bsで示すように、センサ20は磁石40により安定化磁界に到達する。センサ20は、正パルスBのセット状態(ハード層とソフト層が負方向に磁化された状態)になる。磁石50もセンサ30に対して磁界を及ぼすが、印加磁界が小さく安定化磁界に到達しないため、センサ30はセット状態にはならない。 When the sensor 20 is rotated clockwise to reach the 230-degree rotation position, the sensor 20 reaches the stabilized magnetic field by the magnet 40, as indicated by the reference numeral Bs. The sensor 20 is in a set state of the positive pulse B (a state in which the hard layer and the soft layer are magnetized in the negative direction). The magnet 50 also exerts a magnetic field on the sensor 30, but the sensor 30 is not in the set state because the applied magnetic field is small and does not reach the stabilized magnetic field.

右回転して約260度回転位置になると(符号Z1)、磁気センサ30は磁石40の接近により印加磁界が動作磁界に到達する。しかし、磁気センサ30はセット状態にないため、正パルスAは出力されない。正パルスAが出力されないため、磁気センサ30からの出力パルスは1回転につき1回となる。その一方で、磁気センサ20は磁石40が遠ざかり、徐々に印加磁界が減少していく。 When the magnetic sensor 30 rotates clockwise to a rotation position of about 260 degrees (reference numeral Z1), the applied magnetic field of the magnetic sensor 30 reaches the operating magnetic field due to the approach of the magnet 40. However, since the magnetic sensor 30 is not in the set state, the positive pulse A is not output. Since the positive pulse A is not output, the output pulse from the magnetic sensor 30 is once per rotation. On the other hand, in the magnetic sensor 20, the magnet 40 moves away, and the applied magnetic field gradually decreases.

右回転して340度回転位置になると、磁気センサ20は上述のとおり正パルスBのセット状態にあるため、磁石50の接近により正パルスBが出力される。磁気センサ30は、磁石40の接近により、与える磁界が最大となる。 When the magnetic sensor 20 is rotated clockwise to reach the 340 degree rotation position, the positive pulse B is in the set state as described above, so that the positive pulse B is output when the magnet 50 approaches. The magnetic field applied to the magnetic sensor 30 becomes maximum due to the approach of the magnet 40.

右回転して0度回転位置になると、磁気センサ30は磁石40により安定化磁界以上の磁界強度を与えられた後の状態にある。磁石40が真下に位置するため、印加磁界Hbはゼロの状態にある。右回転を続けても0度回転位置の前後で外部磁界が急激に反転するため、磁気センサ30からパルスが出力されない。他方、磁気センサ20は磁石50によって正パルスBを出力した後の状態にあるため、未セット状態かつ印加磁界ゼロの状態である。 When it is rotated clockwise to reach the 0 degree rotation position, the magnetic sensor 30 is in a state after being given a magnetic field strength equal to or higher than the stabilized magnetic field by the magnet 40. Since the magnet 40 is located directly below, the applied magnetic field Hb is in a zero state. Even if the clockwise rotation is continued, the external magnetic field suddenly reverses before and after the 0 degree rotation position, so that the pulse is not output from the magnetic sensor 30. On the other hand, since the magnetic sensor 20 is in the state after the positive pulse B is output by the magnet 50, it is in the unset state and the applied magnetic field is zero.

続いて、左回転の場合を改めて説明する。これまでの右回転によって得られたセット状態は左回転では無効となる。 Subsequently, the case of counterclockwise rotation will be described again. The set state obtained by rotating clockwise so far becomes invalid when rotating counterclockwise.

左回転して−50度回転位置になると、符号Csで示すように磁界Hbが安定化磁界に到達し、センサ30は、負パルスCのセット状態(ハード層とソフト層が正方向に磁化された状態)になる。磁石50もセンサ20に対して磁界を及ぼすが、印加磁界が小さく安定化磁界に到達しない。そのため、センサ20はセット状態にはならない。 When it rotates counterclockwise to the -50 degree rotation position, the magnetic field Hb reaches the stabilized magnetic field as indicated by the symbol Cs, and the sensor 30 is in a negative pulse C set state (the hard layer and the soft layer are magnetized in the positive direction). State). The magnet 50 also exerts a magnetic field on the sensor 20, but the applied magnetic field is small and does not reach the stabilized magnetic field. Therefore, the sensor 20 is not in the set state.

左回転して約−80度回転位置になると、磁気センサ20は磁石40の接近により印加磁界Haが動作磁界に到達する。しかし、磁気センサ20はセット状態にないため、負パルスDは出力されない。ここでパルスが出力されないことにより、磁気センサ20からの出力パルスは1回転につき1回となる。その一方で、磁気センサ30は、磁石40が遠ざかることにより、徐々に印加磁界が減少していく。 When the magnetic sensor 20 rotates counterclockwise to a rotation position of about -80 degrees, the applied magnetic field Ha reaches the operating magnetic field due to the approach of the magnet 40. However, since the magnetic sensor 20 is not in the set state, the negative pulse D is not output. Since no pulse is output here, the output pulse from the magnetic sensor 20 is once per rotation. On the other hand, in the magnetic sensor 30, the applied magnetic field gradually decreases as the magnet 40 moves away.

左回転して−160度位置になると、磁気センサ30は負パルスCのセット状態にあるため、磁石50の接近により負パルスCが出力される。磁気センサ20は、磁石40の接近により、与えられる磁界が最大となる。 When the magnetic sensor 30 is rotated counterclockwise to the -160 degree position, the negative pulse C is in the set state, so that the negative pulse C is output when the magnet 50 approaches. In the magnetic sensor 20, the magnetic field applied to the magnetic sensor 20 becomes maximum due to the approach of the magnet 40.

左回転して−180度位置になると、磁気センサ20は磁石40により安定化磁界以上の磁界強度を与えられた後の状態にある。磁気センサ20は、磁石40が真下に位置し、印加磁界Haがゼロの状態にある。左回転を続けても、−180度位置の前後で外部磁界が急激に反転するため、磁気センサ20からパルスは出力されない。磁気センサ30は、磁石50によって負パルスCを出力した後の状態にあるため、未セット状態かつ印加磁界ゼロの状態にある。 When it is rotated counterclockwise to the −180 degree position, the magnetic sensor 20 is in a state after being given a magnetic field strength equal to or higher than the stabilized magnetic field by the magnet 40. In the magnetic sensor 20, the magnet 40 is located directly below and the applied magnetic field Ha is zero. Even if the counterclockwise rotation is continued, the external magnetic field suddenly reverses before and after the −180 degree position, so that no pulse is output from the magnetic sensor 20. Since the magnetic sensor 30 is in the state after the negative pulse C is output by the magnet 50, it is in the unset state and the applied magnetic field is zero.

左回転して−230度回転位置になると、符号Dsで示すように磁界Haが安定化磁界に到達し、センサ20は負パルスDのセット状態(ハード層とソフト層が負方向に磁化された状態)になる。磁石50もセンサ30に磁界を及ぼすが、印加磁界が小さく安定化磁界に到達しない。そのため、センサ30はセット状態にはならない。 When the sensor 20 is rotated counterclockwise to the -230 degree rotation position, the magnetic field Ha reaches the stabilized magnetic field as indicated by the symbol Ds, and the sensor 20 is in a negative pulse D set state (the hard layer and the soft layer are magnetized in the negative direction). State). The magnet 50 also exerts a magnetic field on the sensor 30, but the applied magnetic field is small and does not reach the stabilized magnetic field. Therefore, the sensor 30 is not in the set state.

左回転して約−260度回転位置になると、磁気センサ30は、磁石40の接近により印加磁界Hbが動作磁界に到達する。しかし、磁気センサ30はセット状態にないため、負パルスCは出力されない。ここでパルスが出力されないことにより、磁気センサ30からの出力パルスは1回転につき1回となる。その一方で、磁気センサ20は磁石40が遠ざかり、徐々に印加磁界が減少していく。 When the magnetic sensor 30 rotates counterclockwise to a rotation position of about -260 degrees, the applied magnetic field Hb reaches the operating magnetic field due to the approach of the magnet 40. However, since the magnetic sensor 30 is not in the set state, the negative pulse C is not output. Since no pulse is output here, the output pulse from the magnetic sensor 30 is once per rotation. On the other hand, in the magnetic sensor 20, the magnet 40 moves away, and the applied magnetic field gradually decreases.

左回転して−340度回転位置になると、磁気センサ20は、上述のとおり負パルスDのセット状態になっているため、磁石50の接近により負パルスDが出力される。磁気センサ30は、磁石40の接近により、与えられる磁界が最大となる。 When the magnetic sensor 20 is rotated counterclockwise to the -340 degree rotation position, the magnetic sensor 20 is in the negative pulse D set state as described above, so that the negative pulse D is output when the magnet 50 approaches. In the magnetic sensor 30, the magnetic field applied to the magnetic sensor 30 becomes maximum due to the approach of the magnet 40.

左回転で0度回転位置になると、磁気センサ30は、磁石40により安定化磁界以上の磁界強度を与えられた後の状態にある。磁気センサ30は、磁石40が真下に位置し、印加磁界がゼロの状態にある。0度回転位置の前後で外部磁界が急激に反転するため、パルスは出力されない。磁気センサ20は、磁石50によって負パルスDを出力した後であるため、未セット状態かつ印加磁界ゼロの状態にある。 When it reaches the 0 degree rotation position by rotating counterclockwise, the magnetic sensor 30 is in a state after being given a magnetic field strength equal to or higher than the stabilized magnetic field by the magnet 40. In the magnetic sensor 30, the magnet 40 is located directly below and the applied magnetic field is zero. No pulse is output because the external magnetic field suddenly reverses before and after the 0 degree rotation position. Since the magnetic sensor 20 has output the negative pulse D by the magnet 50, it is in an unset state and a state in which the applied magnetic field is zero.

本実施形態では、磁石40と磁石50とで磁界強度に差を設けている。磁界強度の大きい磁石40は、安定化磁界の印加という機能を有する。他方、磁石50は、動作磁界の印加という機能を有する。このように機能を分けることによって、セット状態の発生場所とパルス出力の場所を異なる位置にすることができる。位置と役割をうまく配置することで、反転時のカウント漏れを防止することができる。 In this embodiment, a difference in magnetic field strength is provided between the magnet 40 and the magnet 50. The magnet 40 having a large magnetic field strength has a function of applying a stabilized magnetic field. On the other hand, the magnet 50 has a function of applying an operating magnetic field. By dividing the functions in this way, the location where the set state is generated and the location of the pulse output can be set to different positions. By properly arranging the positions and roles, it is possible to prevent the count omission at the time of reversal.

例えば図11及び12に示したように、右回転すると物理的に、D→As→Ds→A→C→Bsという順序である。ここで、AとBsとの間のCの位置で左回転に反転すると、C→A→Ds→As→Dとなり、必ず、“Dの前に”Dsが入る。その結果、Aパルス出力後からの反転でも最初のDパルス出力が保証される。 For example, as shown in FIGS. 11 and 12, when rotating clockwise, the order is physically D → As → Ds → A → C → Bs. Here, when the rotation is reversed to the left at the position C between A and Bs, C → A → Ds → As → D, and Ds is always inserted “before D”. As a result, the first D pulse output is guaranteed even in the inversion after the A pulse output.

本実施形態では、以下のような順序である。括弧内の値はカウントされるパルス数変化を示す。
右回転 D→As→Ds→A(+1)→C→Bs→Cs→B(+1)→
左回転 B→Cs→Bs→C(−1)→A→Ds→As→D(−1)→
In this embodiment, the order is as follows. The value in parentheses indicates the change in the number of pulses counted.
Rotate clockwise D → As → Ds → A (+1) → C → Bs → Cs → B (+1) →
Left rotation B → Cs → Bs → C (-1) → A → Ds → As → D (-1) →

上記では、パルス発生位置(「+1」、「−1」の位置)の間に必ず、正転逆転両方のセットが存在するため、反転直後のパルスが出ないということが起きない。 In the above, since both the forward and reverse rotation sets always exist between the pulse generation positions (positions of "+1" and "-1"), it does not occur that the pulse immediately after the reverse rotation does not occur.

なお、磁石(磁界発生部)は偶数個あればよい。 An even number of magnets (magnetic field generating parts) may be used.

[第4実施形態]
第3実施形態においては、磁気センサ20,30と磁石40,50とは、回転軸方向に対向するが、第4実施形態においては、磁気センサ20,30と磁石40,50とは、法線方向に対向する。図14を参照しながら以下に説明する。
[Fourth Embodiment]
In the third embodiment, the magnetic sensors 20 and 30 and the magnets 40 and 50 face each other in the rotation axis direction, but in the fourth embodiment, the magnetic sensors 20 and 30 and the magnets 40 and 50 are normal. Oppose in the direction. This will be described below with reference to FIG.

磁石40、50はいずれも、着磁方向が円11の径方向となるように配置され、径方向外側がN極であり、径方向内側がS極である。両磁石は、回転軸10aに関して180度をなす。 The magnets 40 and 50 are all arranged so that the magnetizing direction is the radial direction of the circle 11. The radial outer side is the north pole, and the radial inner side is the south pole. Both magnets form 180 degrees with respect to the axis of rotation 10a.

第1磁気センサ20は、第1接点P1と、第1接点P1を通る法線方向に対向している。また、第2磁気センサ30は、第2接点P2と、第2接点P2を通る法線方向に対向している。第1接点P1と第2接点P2とは回転軸10aに関して180度をなす。第1磁気センサ20は第1接点P1を通る接線と平行に配置され、第2磁気センサ30は第2接点P2を通る接線と平行に配置されている。この第4実施形態においても、第3実施形態における図11及び図12と同様の信号が得られる。 The first magnetic sensor 20 faces the first contact P1 in the normal direction passing through the first contact P1. Further, the second magnetic sensor 30 faces the second contact P2 in the normal direction passing through the second contact P2. The first contact P1 and the second contact P2 form 180 degrees with respect to the rotation shaft 10a. The first magnetic sensor 20 is arranged parallel to the tangent line passing through the first contact P1, and the second magnetic sensor 30 is arranged parallel to the tangent line passing through the second contact P2. Also in this fourth embodiment, the same signals as those in FIGS. 11 and 12 in the third embodiment can be obtained.

第3実施形態では、磁石と磁気センサとが回転軸方向に対向するため、法線方向(径方向)のサイズを小さくすることができる。第4実施形態では、磁石と磁気センサとが法線方向に対向するため、回転軸方向のサイズを小さくすることができる。両実施形態のいずれにおいても、比較的簡単な構造の回転検出装置が実現される。 In the third embodiment, since the magnet and the magnetic sensor face each other in the rotation axis direction, the size in the normal direction (diameter direction) can be reduced. In the fourth embodiment, since the magnet and the magnetic sensor face each other in the normal direction, the size in the rotation axis direction can be reduced. In both embodiments, a rotation detection device having a relatively simple structure is realized.

なお、磁気センサ20、30は同一円上になくてもよく、磁石40、50は同一円上になくてもよい。実施形態3、4において図13に示すパルス信号の位置関係を逸脱せず、磁石40、50の回転運動と磁気センサ20、30の位置関係が守られる限り、磁気センサ20、30の配置は同一平面及び又は同一半径の円周上に限定されるものではなく、また磁石40、50の配置も同一平面及び又は同一半径の円周上に限定されない位置関係にある。磁気センサの中心線20a、30aと平行な接線を描く回転運動で磁石が通過できればよい。
また、磁石を円柱形状としたが、他の形状でもよい。また、説明を容易にするため、磁界強度が弱い磁石50を磁石40より小型の円柱状で図示したが、磁石の材質等と、磁石と磁気センサの距離とのいずれか又は両方を変えることで両磁石を同形状にもできる。
The magnetic sensors 20 and 30 do not have to be on the same circle, and the magnets 40 and 50 do not have to be on the same circle. In the third and fourth embodiments, the arrangement of the magnetic sensors 20 and 30 is the same as long as the rotational movement of the magnets 40 and 50 and the positional relationship of the magnetic sensors 20 and 30 are maintained without departing from the positional relationship of the pulse signals shown in FIG. The arrangement of the magnets 40 and 50 is not limited to the plane and the circumference of the same radius, and the arrangement of the magnets 40 and 50 is not limited to the circumference of the same plane and the same radius. It suffices if the magnet can pass by a rotational motion that draws a tangent line parallel to the center lines 20a and 30a of the magnetic sensor.
Further, although the magnet has a cylindrical shape, other shapes may be used. Further, for ease of explanation, the magnet 50 having a weak magnetic field strength is shown in a columnar shape smaller than the magnet 40, but by changing the material of the magnet and / or the distance between the magnet and the magnetic sensor. Both magnets can have the same shape.

[第5実施形態]
第3及び第4の実施形態はともに、回転部材10の2か所の磁界発生部を個別の永久磁石40及び50で構成した。これに対し、第5実施形態においては、少なくとも2か所の磁界発生部を、回転部材の表面中央に設置された1つの磁石とヨークによって構成する。
[Fifth Embodiment]
In both the third and fourth embodiments, the two magnetic field generating parts of the rotating member 10 are composed of separate permanent magnets 40 and 50. On the other hand, in the fifth embodiment, at least two magnetic field generating portions are configured by one magnet and a yoke installed in the center of the surface of the rotating member.

図16に示すように、回転部材10の表面中央に磁石60が配置されている。磁石60は、略円柱状であり、その軸が回転軸と同軸であり、かつその軸方向に着磁されている。磁石60の回転軸方向上方にはヨーク70が配置されている。このヨーク70は、直方体状であり、その長さ方向が回転軸10aと垂直になるように配置されている。磁石60の中心とヨーク70の中心とはいずれも回転軸10a上に位置しているが、これに限定されるわけではない。 As shown in FIG. 16, the magnet 60 is arranged at the center of the surface of the rotating member 10. The magnet 60 has a substantially cylindrical shape, its axis is coaxial with the rotation axis, and is magnetized in the axial direction thereof. A yoke 70 is arranged above the magnet 60 in the direction of the rotation axis. The yoke 70 has a rectangular parallelepiped shape, and is arranged so that its length direction is perpendicular to the rotation axis 10a. Both the center of the magnet 60 and the center of the yoke 70 are located on the rotation axis 10a, but the center is not limited to this.

ヨーク70の長さ方向両端部70a及び70bは、回転部材10に設けられた2つの磁界発生部である。両磁界発生部は、回転軸10aに関して180度をなしている。回転部材10が回転すると、ヨーク70も回転し、該ヨークの両磁界発生部により円11が描かれる。 Both ends 70a and 70b of the yoke 70 in the length direction are two magnetic field generating portions provided on the rotating member 10. Both magnetic field generators form 180 degrees with respect to the rotation axis 10a. When the rotating member 10 rotates, the yoke 70 also rotates, and a circle 11 is drawn by both magnetic field generating portions of the yoke.

第1磁気センサ20及び第2磁気センサ30の位置関係は、第3実施形態における図10と同様である。第1磁気センサは円11の第1接点と回転軸方向に対向し、第2磁気センサは円11の第2接点と回転軸方向に対向している。 The positional relationship between the first magnetic sensor 20 and the second magnetic sensor 30 is the same as that in FIG. 10 in the third embodiment. The first magnetic sensor faces the first contact of the circle 11 in the direction of the rotation axis, and the second magnetic sensor faces the second contact of the circle 11 in the direction of the rotation axis.

磁気センサと対峙する2か所に存在するヨーク70の長さ方向両端部表面は、磁石60から磁力が誘導されて単一極磁面となる。さらに2か所のヨーク70の長さ方向両端部の形状と磁気センサまでのギャップとのいずれか又は両方を変えることによって、磁気センサ20,30に異なる磁界強度を印加できる。 The surfaces of both ends of the yoke 70 in the length direction, which are present at two locations facing the magnetic sensor, are attracted by the magnet 60 to form a single polar magnetic surface. Further, different magnetic field strengths can be applied to the magnetic sensors 20 and 30 by changing the shape of both ends of the yoke 70 in the length direction and / or both of the gaps to the magnetic sensor.

図16では、長さ方向両端部70a及び70bのうち、端部70aの回転軸方向の厚さが、端部70bの回転軸方向の厚さよりも大きい。つまり端部70aは端部70bよりも磁力が強い。 In FIG. 16, of the end portions 70a and 70b in the length direction, the thickness of the end portion 70a in the rotation axis direction is larger than the thickness of the end portion 70b in the rotation axis direction. That is, the end portion 70a has a stronger magnetic force than the end portion 70b.

図17では、ヨーク70の長さ方向両端部70c及び70dにおいて、端部70cの幅が端部70dの幅よりも大きい。つまり、端部70cは端部70dよりも磁力が大きい。 In FIG. 17, at both ends 70c and 70d of the yoke 70 in the length direction, the width of the end 70c is larger than the width of the end 70d. That is, the end portion 70c has a larger magnetic force than the end portion 70d.

このように、1つの磁石60とヨーク70とにより、第3及び第4の実施形態と同様な回転検出装置となる。本実施形態によれば、第3及び第4の実施形態よりも磁石の数が少なくて済むという利点がある。 In this way, one magnet 60 and the yoke 70 provide a rotation detection device similar to the third and fourth embodiments. According to the present embodiment, there is an advantage that the number of magnets can be reduced as compared with the third and fourth embodiments.

あるいは、図18に示すように、ヨーク70と磁石60とが回転軸10aに垂直な同一平面上にあってもよい。ヨーク70の略中央に穴部71が設けられ、その穴部71を取り囲むようにリング状の磁石60が配置されている。リング状の磁石60の中心とヨーク70の穴部71の中心とはいずれも回転軸10a上にある。ヨーク70が回転すると、該ヨークの長さ方向両端部表面により円11が描かれる。このような回転軸貫通型すなわち中空タイプも可能である。 Alternatively, as shown in FIG. 18, the yoke 70 and the magnet 60 may be on the same plane perpendicular to the rotation axis 10a. A hole 71 is provided substantially in the center of the yoke 70, and a ring-shaped magnet 60 is arranged so as to surround the hole 71. Both the center of the ring-shaped magnet 60 and the center of the hole 71 of the yoke 70 are on the rotation shaft 10a. When the yoke 70 rotates, a circle 11 is drawn by the surfaces of both ends in the length direction of the yoke. Such a rotary shaft penetration type, that is, a hollow type is also possible.

図19(A)に示すように、ヨーク70の長さ方向両端部を回転軸方向下方に折り曲げることにより、長さ方向両端部70e及び70fを構成してもよい。ヨーク70は、本体部と長さ方向両端部とにより全体として略U字状となる。そして、回転部材10が回転すると、ヨーク70も回転し、長さ方向両端部70e及び70fにより円が描かれる。両端部は、幅方向の寸法が異なるため、磁界強度も異なる。上記円の径方向外側に第1磁気センサ20及び第2磁気センサ30が配置される。すなわち、第1磁気センサ20は、対応する第1接点と法線方向に対向し、第2磁気センサ30は、対応する第2接点と法線方向に対向している。両磁気センサは回転軸10aに関して180度をなす。 As shown in FIG. 19A, both end portions 70e and 70f in the length direction may be formed by bending both ends in the length direction of the yoke 70 downward in the rotation axis direction. The yoke 70 has a substantially U-shape as a whole due to the main body and both ends in the length direction. Then, when the rotating member 10 rotates, the yoke 70 also rotates, and a circle is drawn by both ends 70e and 70f in the length direction. Since both ends have different dimensions in the width direction, the magnetic field strength is also different. The first magnetic sensor 20 and the second magnetic sensor 30 are arranged on the outer side in the radial direction of the circle. That is, the first magnetic sensor 20 faces the corresponding first contact in the normal direction, and the second magnetic sensor 30 faces the corresponding second contact in the normal direction. Both magnetic sensors form 180 degrees with respect to the axis of rotation 10a.

図19(B)に示すように、ヨーク70の長さ方向両端部70g及び70hの回転軸からの距離を変えることができる。端部70gと回転軸との距離Lは、端部70hと回転軸との距離L’よりも大きい。 As shown in FIG. 19B, the distances of the yoke 70 at both ends 70g and 70h in the length direction from the rotation axis can be changed. The distance L between the end portion 70g and the rotating shaft is larger than the distance L'between the end portion 70h and the rotating shaft.

[第6実施形態]
本実施形態では、略直方体形状の磁石を、その長さ方向が回転軸に垂直となるように配置し、長さ方向両端部表面を2つの磁界発生部とする。図20に示すように、回転部材10の表面に略直方体形状の磁石60が配置されている。この磁石60は、長さ方向が回転軸10aと垂直になるように配置されている。磁石60の中心は回転軸10a上にある。この磁石60は、厚さ方向すなわち回転軸方向に着磁されている。
[Sixth Embodiment]
In the present embodiment, magnets having a substantially rectangular parallelepiped shape are arranged so that their length directions are perpendicular to the rotation axis, and the surfaces at both ends in the length direction are two magnetic field generating parts. As shown in FIG. 20, a magnet 60 having a substantially rectangular parallelepiped shape is arranged on the surface of the rotating member 10. The magnet 60 is arranged so that the length direction is perpendicular to the rotation axis 10a. The center of the magnet 60 is on the rotation axis 10a. The magnet 60 is magnetized in the thickness direction, that is, in the rotation axis direction.

磁石60の長さ方向両端部60a及び60bが、2つの磁界発生部であり、回転軸10aに関し180度をなす。端部60aの回転軸方向の厚さは、端部60bの回転軸方向の厚さよりも小さい。回転部材10が回転すると、磁石60の長さ方向両端部60a及び60bにより、円11が描かれる。 Both ends 60a and 60b of the magnet 60 in the length direction are two magnetic field generating portions and form 180 degrees with respect to the rotation axis 10a. The thickness of the end portion 60a in the rotation axis direction is smaller than the thickness of the end portion 60b in the rotation axis direction. When the rotating member 10 rotates, a circle 11 is drawn by both ends 60a and 60b of the magnet 60 in the length direction.

第1磁気センサ20及び第2磁気センサ30の位置関係は、図10と同様である。第1磁気センサ20は対応する第1接点と回転軸方向に対向し、第2磁気センサ30は対応する第2接点と回転軸方向に対向している。磁気センサに磁界を印加させる長さ方向両端部表面60a及び60bはいずれも単一磁極面である。1つの磁石60により、第3及び第4の実施形態と同様の回転検出装置となる。本実施形態によれば、第5実施形態のヨークが不要であり、構成部品が少なくて済む。より簡単な構造となる利点がある。 The positional relationship between the first magnetic sensor 20 and the second magnetic sensor 30 is the same as in FIG. The first magnetic sensor 20 faces the corresponding first contact in the direction of rotation axis, and the second magnetic sensor 30 faces the corresponding second contact in the direction of rotation axis. The surfaces 60a and 60b at both ends in the length direction in which a magnetic field is applied to the magnetic sensor are both single magnetic pole surfaces. One magnet 60 provides a rotation detection device similar to the third and fourth embodiments. According to the present embodiment, the yoke of the fifth embodiment is unnecessary, and the number of component parts can be reduced. It has the advantage of having a simpler structure.

図21に示すように、磁石60の長さ方向両端部60c及び60dについて、端部60cの幅が、端部60dの幅よりも大きくすることができる。すなわち、端部60cは端部60dよりも磁界強度が大きい。 As shown in FIG. 21, the width of the end portion 60c can be made larger than the width of the end portion 60d with respect to both end portions 60c and 60d of the magnet 60 in the length direction. That is, the end portion 60c has a higher magnetic field strength than the end portion 60d.

図22に示すように、磁石60の略中央部に穴部61を設け、その穴部の中心を回転軸10a上に位置するようにすることもできる。この構造により、回転軸貫通型すなわち中空タイプも可能な構造となる。 As shown in FIG. 22, a hole 61 may be provided at a substantially central portion of the magnet 60 so that the center of the hole is located on the rotation shaft 10a. With this structure, a rotary shaft penetration type, that is, a hollow type is also possible.

図23に示すように、直方体状の磁石60の長さ方向の中心を回転軸10aからオフセットさせてもよい。オフセット量を符号OSにより示す。これにより、両磁界発生部と磁気センサとの距離に差が生まれる。この差が、磁性素子への印加磁界強度の差をもたらす。 As shown in FIG. 23, the center of the rectangular parallelepiped magnet 60 in the length direction may be offset from the rotation axis 10a. The offset amount is indicated by the code OS. As a result, there is a difference in the distance between the two magnetic field generators and the magnetic sensor. This difference causes a difference in the magnetic field strength applied to the magnetic element.

図24(A)においては、磁石60の長さ方向両端部が回転軸下方に折り曲げられ、長さ方向両端部60e及び60fが形成されている。端部60eの幅は端部60fの幅よりも大きい。つまり、端部60eは端部60fよりも強度が大きい。磁石60は、本体部と長さ方向両端部とにより全体が略U字状である。回転部材10が回転すると、これら両端部表面により円11が描かれる。第1磁気センサ20は円11上の第1接点と法線方向に対向し、第2磁気センサ20は円11上の第2接点と法線方向に対向している。 In FIG. 24A, both ends in the length direction of the magnet 60 are bent downward on the rotation axis to form both ends 60e and 60f in the length direction. The width of the end 60e is larger than the width of the end 60f. That is, the end portion 60e has a higher strength than the end portion 60f. The magnet 60 has a substantially U-shape as a whole due to the main body and both ends in the length direction. When the rotating member 10 rotates, a circle 11 is drawn by the surfaces of both ends thereof. The first magnetic sensor 20 faces the first contact on the circle 11 in the normal direction, and the second magnetic sensor 20 faces the second contact on the circle 11 in the normal direction.

図24(B)においては、回転軸10aから両端部60e及び60fまでの距離が異なる。端部60eから回転軸10aまでの距離Lは、端部60fから回転軸10aまでの距離L’よりも大きい。 In FIG. 24B, the distances from the rotating shaft 10a to both end portions 60e and 60f are different. The distance L from the end 60e to the rotating shaft 10a is larger than the distance L'from the end 60f to the rotating shaft 10a.

[回転数、回転方向を判定する方法]
以下、第3及び第4の実施形態における回転数、回転方向を判定する方法について、理解を容易にするため、連続する信号を2つとして説明する。
[Method of determining the number of rotations and the direction of rotation]
Hereinafter, the method of determining the rotation speed and the rotation direction in the third and fourth embodiments will be described as two continuous signals for easy understanding.

判定する方法は、メモリを含む信号処理回路により行われる。この回路は、識別機能と参照機能と演算機能とを有する。まず、識別機能により2つの磁気センサからの信号を、A、B、C、Dの4つに識別する。次に、参照機能にて、回転数及び回転方向の計数を開始する初期状態で記憶された1つ前の(最後に検出された)履歴信号と、その後の回転に伴う信号を順次、メモリに書き込む。メモリに格納された過去と現在の連続する2つの信号を、予め設定した4種類のコード化したテーブルで検索し、一致したカウント値を返す。信号が入力される毎に検索を行い、その結果のカウント値を演算機能にて、順次加減算する。加減算された数値は、その時点での回転数と回転方向を表すことになる。然るに、連続しない1つの信号のカウント値は0とする。一例として図15に示すように、信号Bと信号Dとの間に規準位置を設定した場合、4種類のコード化したパターンを(コード:カウント)、(AB:0.5)(CB:0)(BC:0)(DC:−0.5)とすれば、回転方向及び回転数を正確にカウントできる。 The determination method is performed by a signal processing circuit including a memory. This circuit has an identification function, a reference function, and an arithmetic function. First, the identification function identifies the signals from the two magnetic sensors into four, A, B, C, and D. Next, with the reference function, the previous (last detected) history signal stored in the initial state when counting the number of rotations and the rotation direction and the signal accompanying the subsequent rotation are sequentially stored in the memory. Write. Two consecutive past and present signals stored in the memory are searched in four preset types of coded tables, and matching count values are returned. A search is performed each time a signal is input, and the count value of the result is sequentially added or subtracted by the calculation function. The added / subtracted numerical values represent the number of rotations and the direction of rotation at that time. However, the count value of one non-continuous signal is set to 0. As an example, as shown in FIG. 15, when a reference position is set between the signal B and the signal D, four types of coded patterns are displayed as (code: count), (AB: 0.5) (CB: 0). ) (BC: 0) (DC: −0.5), the rotation direction and the rotation speed can be accurately counted.

[1回転内の位置と回転数を同期する方法]
回転検出装置をモータの多回転用として用いる場合、モータ駆動システムの停電中は、図15を参照しながら述べた方法で回転数を検出し、システム起動時に回転数カウンタの基準位置からの変位角度を判別する必要がある。この場合、信号A、B、C、Dは、図15においては、最後の検出信号が信号Aの場合は領域3又は4となる。同様に、最後の検出信号がBの場合は領域1又は2となり、最後の検出信号がCの場合は領域2又は3となり、最後の検出信号がDの場合は領域1又は4となってしまう。最後の検出信号がAまたはCの場合は基準位置をまたぐ範囲の検出ではないため、回転数を特定できる。しかし、最後の検出信号がBまたはDの場合は、基準位置をまたいだ範囲の検出となるため、基準位置の信号Bよりの位置にいるのか、信号Dよりの位置にいるのかは判定できない。つまり回転数を特定できない。そこで1回転アブソリュート型の位置センサを外付けすることで基準位置との関係を明らかにでき、回転数を確定することができる。
[How to synchronize the position within one rotation and the number of rotations]
When the rotation detection device is used for multiple rotations of the motor, the rotation speed is detected by the method described with reference to FIG. 15 during a power failure of the motor drive system, and the displacement angle of the rotation speed counter from the reference position when the system is started. Need to be determined. In this case, the signals A, B, C, and D are regions 3 or 4 in FIG. 15 when the last detected signal is the signal A. Similarly, if the last detection signal is B, it will be region 1 or 2, if the last detection signal is C, it will be region 2 or 3, and if the last detection signal is D, it will be region 1 or 4. .. When the last detection signal is A or C, the rotation speed can be specified because the detection is not in the range across the reference position. However, when the last detection signal is B or D, the detection is in a range that straddles the reference position, so it cannot be determined whether the reference position is at the position from the signal B or the position from the signal D. That is, the number of rotations cannot be specified. Therefore, by externally attaching a one-rotation absolute type position sensor, the relationship with the reference position can be clarified and the rotation speed can be determined.

[回路の他の実施例]
回路には電源を供給する必要がある。各実施形態の回転検出装置は、磁性素子を使用している。そのため、その大バルクハウゼンジャンプによる出力信号は、既に知られているように起電力であり、回路の電源として活用できる。すなわち、回路に磁気センサの出力を整流器とコンデンサーにて処理する機能を追加することで、2つの磁気センサから回路に電力を供給することができる。よって、例えばモータの多回転エンコーダーのバッテリーレス化に応用可能となる。リードスイッチは、磁界を感知する無電源のセンサであり、位置センサにリードスイッチを利用すれば、メーター(流量、水道、風量、ガス)でもバッテリーを使用しなくてすむ。例えば自転車等の車輪の回転数等で1回転の位置同期が必要ない用途にも電源の供給をしなくて良い。この電力を利用しデータを無線で送ることも可能である。
[Other Examples of Circuit]
The circuit needs to be powered. The rotation detection device of each embodiment uses a magnetic element. Therefore, the output signal from the large Barkhausen jump is an electromotive force as is already known, and can be used as a power source for the circuit. That is, by adding a function of processing the output of the magnetic sensor with a rectifier and a capacitor to the circuit, it is possible to supply electric power to the circuit from the two magnetic sensors. Therefore, for example, it can be applied to battery-less motor multi-rotation encoders. A reed switch is a non-powered sensor that senses a magnetic field, and if a reed switch is used as a position sensor, it is not necessary to use a battery even for meters (flow rate, water supply, air volume, gas). For example, it is not necessary to supply power to applications such as bicycles that do not require position synchronization for one rotation due to the number of rotations of wheels. It is also possible to send data wirelessly using this power.

[磁気センサの他の実施例]
図25に、第1磁気センサ20の他の実施例を示す。大バルクハウゼンジャンプを発現する磁性素子21にコイル22を巻き、さらに磁性素子の両端部に対し、軟磁性材料からなる部品23a及び23bを磁性素子21に装着する。図22では軟磁性材料の部品から磁性素子の両端が露出しているが、露出していなくもよい。軟磁性材料の部品23a及び23bは、材質、形状、位置に関して等価であることが好ましい。部品例として、一般的に市販されているEMS(電磁感受性、Electromagnetic Susceptibility)対策用のフェライトコアが利用可能である。第2磁気センサ30についても、磁性素子31にコイル32を巻き、磁性素子の両端部に軟磁性材料の部品33a、33bを装着する。この軟磁性部材により、磁性素子の端部の発生する反磁界が抑制され、出力信号(電力量)を大きくすることができる。換言すれば、磁性素子の線長も短くできることになり、磁気センサが小型となる。
[Other Examples of Magnetic Sensors]
FIG. 25 shows another embodiment of the first magnetic sensor 20. A coil 22 is wound around a magnetic element 21 that exhibits a large Barkhausen jump, and parts 23a and 23b made of a soft magnetic material are attached to the magnetic element 21 at both ends of the magnetic element. In FIG. 22, both ends of the magnetic element are exposed from the parts made of the soft magnetic material, but they may not be exposed. It is preferable that the parts 23a and 23b of the soft magnetic material are equivalent in terms of material, shape and position. As a component example, a generally commercially available ferrite core for EMS (Electromagnetic Susceptibility) countermeasures can be used. As for the second magnetic sensor 30, the coil 32 is wound around the magnetic element 31, and the soft magnetic material parts 33a and 33b are attached to both ends of the magnetic element. With this soft magnetic member, the demagnetic field generated at the end of the magnetic element is suppressed, and the output signal (electric energy) can be increased. In other words, the wire length of the magnetic element can be shortened, and the magnetic sensor becomes smaller.

説明を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を記載しているが、各構成は、符号によって示された対応箇所の構成に限定されるものではない。 Although the reference numerals of the corresponding parts of the embodiment are described for ease of explanation, each configuration is not limited to the configuration of the corresponding parts indicated by the reference numerals.

これまでに説明した実施形態に関し、以下の付記を開示する。 The following additional notes will be disclosed with respect to the embodiments described so far.

[付記1]
回転部材の回転を検出する回転検出装置であって、
大バルクハウゼンジャンプを発現する細長の磁性素子と前記磁性素子に巻回されたコイルとを有する第1磁気センサ及び第2磁気センサを備え、
前記回転部材には、異なる磁界強度を有する2つのみの磁界発生部が設けられ、前記回転部材が回転すると前記2つのみの磁界発生部により円が描かれ、前記2つのみの磁界発生部の単一磁極部からの磁界が前記第1磁気センサ及び第2磁気センサにより検出され、
前記第1磁気センサ及び第2磁気センサが、前記円に同軸となる円の第1接線及び第2接線とそれぞれ平行になるように配置され、
前記第1接線上の第1接点と前記第2接線上の第2接点とが前記回転部材の回転軸に関して略180度の位相角をなし、
前記第1磁気センサ及び第2磁気センサがそれぞれ、前記第1接点及び第2接点と、法線方向又は前記回転軸方向に対向している、
回転検出装置。
[Appendix 1]
A rotation detection device that detects the rotation of rotating members.
A first magnetic sensor and a second magnetic sensor having an elongated magnetic element that expresses a large bulk Hausen jump and a coil wound around the magnetic element are provided.
The rotating member is provided with only two magnetic field generating portions having different magnetic field strengths, and when the rotating member rotates, a circle is drawn by the two magnetic field generating portions, and only the two magnetic field generating portions are formed. The magnetic field from the single magnetic pole portion of the above is detected by the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged so as to be parallel to the first tangent line and the second tangent line of the circle coaxial with the circle, respectively.
The first contact on the first tangent line and the second contact on the second tangent line form a phase angle of approximately 180 degrees with respect to the rotation axis of the rotating member.
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor face the first contact and the second contact in the normal direction or the rotation axis direction, respectively.
Rotation detector.

[付記2]
前記2つのみの磁界発生部が、別個の永久磁石により構成されている、付記1に記載の回転検出装置。
[Appendix 2]
The rotation detection device according to Appendix 1, wherein only the two magnetic field generators are composed of separate permanent magnets.

[付記3]
前記2つのみの磁界発生部が、前記回転部材の中心に設けられた単一の磁石に接するように設けられた略直方体状のヨークの長さ方向両端部である、付記1に記載の回転検出装置。
[Appendix 3]
The rotation according to Appendix 1, wherein only the two magnetic field generating portions are both ends in the length direction of a substantially rectangular parallelepiped yoke provided so as to be in contact with a single magnet provided at the center of the rotating member. Detection device.

[付記4]
前記2つのみの磁界発生部が、長さ方向が前記回転軸と垂直になるように設置された略直方体状の磁石の長さ方向両端部である、付記1に記載の回転検出装置。
[Appendix 4]
The rotation detection device according to Appendix 1, wherein only the two magnetic field generating portions are both ends in the length direction of a substantially rectangular parallelepiped magnet installed so that the length direction is perpendicular to the rotation axis.

[付記5]
前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサに接続され、前記回転部材の回転方向に応じた前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサからの計4種類の信号を受信し、前記信号に基づいて前記回転部材の回転数と回転方向とを決定する回路をさらに備える付記1〜4のいずれか一項に記載の回転検出装置。
[Appendix 5]
It is connected to the first magnetic sensor and the second magnetic sensor, receives a total of four types of signals from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor according to the rotation direction of the rotating member, and is based on the signals. The rotation detection device according to any one of Appendix 1 to 4, further comprising a circuit for determining the rotation speed and the rotation direction of the rotating member.

[付記6]
前記回路は前記信号を電力として動作する、付記5に記載の回転検出装置。
[Appendix 6]
The rotation detection device according to Appendix 5, wherein the circuit operates using the signal as electric power.

[付記7]
外付けの位置センサをさらに備え、
前記回路は、前記位置センサに接続され、前記位置センサの出力信号に基づいて前記回転部材の回転数と回転方向とを補正する、
付記5又は6に記載の回転検出装置。
[Appendix 7]
With an additional external position sensor
The circuit is connected to the position sensor and corrects the rotation speed and the rotation direction of the rotating member based on the output signal of the position sensor.
The rotation detection device according to Appendix 5 or 6.

[付記8]
前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサが、前記磁性素子の両端部に設けられた軟磁性部材をさらに備える、付記1〜7のいずれか一項に記載の回転検出装置。
[Appendix 8]
The rotation detection device according to any one of Items 1 to 7, wherein the first magnetic sensor and the second magnetic sensor further include soft magnetic members provided at both ends of the magnetic element.

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

10 回転軸
11 磁石又は磁界発生源が描く円
12 接線
13 磁気センサが配置される円
20、30 磁気センサ
21、31 磁性素子
22、32 コイル
23a、23b、33a、33b 軟磁性部材
40、50、60 磁石
41 磁石磁束線
70 ヨーク
10 Rotating shaft 11 Circle drawn by a magnet or magnetic field source 13 tangent line 13 Circle on which a magnetic sensor is placed 20, 30 Magnetic sensor 21, 31 Magnetic element 22, 32 Coil 23a, 23b, 33a, 33b Soft magnetic member 40, 50, 60 Magnet 41 Magnet magnetic flux wire 70 York

Claims (8)

回転部材の回転を検出する回転検出装置であって、
大バルクハウゼンジャンプを発現する細長の磁性素子と前記磁性素子に巻回されたコイルとを有する第1磁気センサ及び第2磁気センサを備え、
前記回転部材には、異なる磁界強度を有する2つのみの磁界発生部が設けられ、前記回転部材が回転すると前記2つのみの磁界発生部により円が描かれ、前記2つのみの磁界発生部の単一磁極部からの磁界が前記第1磁気センサ及び第2磁気センサにより検出され、
前記第1磁気センサ及び第2磁気センサが、前記円に同軸となる円の第1接線及び第2接線とそれぞれ平行になるように配置され、
前記第1接線上の第1接点と前記第2接線上の第2接点とが前記回転部材の回転軸に関して略180度の位相角をなし、
前記第1磁気センサ及び第2磁気センサがそれぞれ、前記第1接点及び第2接点と、法線方向又は前記回転軸方向に対向している、
回転検出装置。
A rotation detection device that detects the rotation of rotating members.
A first magnetic sensor and a second magnetic sensor having an elongated magnetic element that expresses a large bulk Hausen jump and a coil wound around the magnetic element are provided.
The rotating member is provided with only two magnetic field generating portions having different magnetic field strengths, and when the rotating member rotates, a circle is drawn by the two magnetic field generating portions, and only the two magnetic field generating portions are formed. The magnetic field from the single magnetic pole portion of the above is detected by the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged so as to be parallel to the first tangent line and the second tangent line of the circle coaxial with the circle, respectively.
The first contact on the first tangent line and the second contact on the second tangent line form a phase angle of approximately 180 degrees with respect to the rotation axis of the rotating member.
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor face the first contact and the second contact in the normal direction or the rotation axis direction, respectively.
Rotation detector.
前記2つのみの磁界発生部が、別個の永久磁石により構成されている、請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein only the two magnetic field generators are composed of separate permanent magnets. 前記2つのみの磁界発生部が、前記回転部材の中心に設けられた単一の磁石に接するように設けられた略直方体状のヨークの長さ方向両端部である、請求項1に記載の回転検出装置。 The first aspect of the present invention, wherein the only two magnetic field generating portions are both ends in the length direction of a substantially rectangular parallelepiped yoke provided so as to be in contact with a single magnet provided at the center of the rotating member. Rotation detector. 前記2つのみの磁界発生部が、長さ方向が前記回転軸と垂直になるように設置された略直方体状の磁石の長さ方向両端部である、請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein only the two magnetic field generating units are both ends in the length direction of a substantially rectangular parallelepiped magnet installed so that the length direction is perpendicular to the rotation axis. 前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサに接続され、前記回転部材の回転方向に応じた前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサからの計4種類の信号を受信し、前記信号に基づいて前記回転部材の回転数と回転方向とを決定する回路をさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転検出装置。 It is connected to the first magnetic sensor and the second magnetic sensor, receives a total of four types of signals from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor according to the rotation direction of the rotating member, and is based on the signals. The rotation detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a circuit for determining the rotation speed and the rotation direction of the rotating member. 前記回路は前記信号を電力として動作する、請求項5に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 5, wherein the circuit operates using the signal as electric power. 外付けの位置センサをさらに備え、
前記回路は、前記位置センサに接続され、前記位置センサの出力信号に基づいて前記回転部材の回転数と回転方向とを補正する、
請求項5又は6に記載の回転検出装置。
With an additional external position sensor
The circuit is connected to the position sensor and corrects the rotation speed and the rotation direction of the rotating member based on the output signal of the position sensor.
The rotation detection device according to claim 5 or 6.
前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサが、前記磁性素子の両端部に設けられた軟磁性部材をさらに備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first magnetic sensor and the second magnetic sensor further include soft magnetic members provided at both ends of the magnetic element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022260070A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-15 オリエンタルモーター株式会社 Motion detector
WO2023079838A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power generation element, power generation system, and encoder
WO2023157601A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 オリエンタルモーター株式会社 Position detection device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120239U (en) * 1986-01-21 1987-07-30
JP2000161989A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd Rotation sensor
JP2002149336A (en) * 2000-11-09 2002-05-24 Nagano Fujitsu Component Kk Coordinate input device
JP2005114609A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Magnetic field generation method and sensor using method
JP2008014799A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Yaskawa Electric Corp Absolute value encoder device
JP2008203199A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Nsk Ltd Rotation angle detector
JP2014112113A (en) * 2014-03-24 2014-06-19 Hirose Electric Co Ltd Motion detection device
JP2018189426A (en) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120239U (en) * 1986-01-21 1987-07-30
JP2000161989A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd Rotation sensor
JP2002149336A (en) * 2000-11-09 2002-05-24 Nagano Fujitsu Component Kk Coordinate input device
JP2005114609A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Magnetic field generation method and sensor using method
JP2008014799A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Yaskawa Electric Corp Absolute value encoder device
JP2008203199A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Nsk Ltd Rotation angle detector
JP2014112113A (en) * 2014-03-24 2014-06-19 Hirose Electric Co Ltd Motion detection device
JP2018189426A (en) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022260070A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-15 オリエンタルモーター株式会社 Motion detector
WO2023079838A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power generation element, power generation system, and encoder
WO2023157601A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 オリエンタルモーター株式会社 Position detection device

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