JP2554702Y2 - 回転方向検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、左右の回転方向にてそ
れぞれ所定の回転角に対応して異なった連続信号を得る
こにより、回転方向を検出する非接触式の回転方向検出
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回転方向検出器は、図７
に示す如く構成になっている。この回転方向検出器は、
所定の同心円上パターンを放射状に形成した基板１上
に、円板状コンタクト２をパターンに接触可能なように
設けている。コンタクト２は、パターン形成時の中心部
に一端が装着された回転軸３の下方側に設けた回転板４
の基板１側の面部の所定箇所に設けられ、回転板４の周
囲は防塵用カバー５で覆われている。カバー５は基板１
上に回転軸３及び回転板４の回転を妨げないように設け
られている。回転軸３の他端にはダイヤルノブ６が取付
けられている。又、基板１とカバー５とはケース７によ
って覆われている。尚、ダイヤルノブ６は、上方がケー
ス７に開口された開口部より突出している。

【０００３】図８は上述した基板１に形成される同心円
状パターンを示したものある。ここでは、同心円上に３
重のパターンが形成されている。３重パターンのうち、
内周のものは第１の信号出力を得るために使用され、外
周のものは所定電圧のコモンＣとして使用され、中間周
のものは第２の信号出力を得るために使用される。この
ような構成による回転方向検出器は、ダイヤルノブ６を
左回転又は右回転させることにより、コンタント２が所
定の回転角でそれぞれ軌跡の上において内周又は中間周
のパターンに接触され、所定のタイミングで第１の信号
出力又は第２の信号出力を得ることができる。

【０００４】図９は、回転方向検出器における信号出力
の検出を説明するために示すタイミングチャートで、同
図（Ａ）は第１の出力信号の矩形波、同図（Ｂ）は第２
の出力信号の矩形波、同図（Ｃ）はそのときの回転方向
角（進角）を示している。即ち、ここでは第１の信号出
力と第２の信号出力とをそれぞれ２進法の１桁目，２桁
目と成し、更に接触時（ＯＮ）を１、非接触時（ＯＦ
Ｆ）を０とした場合、右回転時には…０１，１０，１
１，０１，１０，１１…、左回転時には…１１，１０，
０１，１１，１０，０１，…とした具合いになった信号
のパターンを得て左右の回転を判別できることを示して
いる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上述した回転方向検出
器の場合、回転方向の検出をパターンに対するコンタク
トの接触により各信号出力を得て行っている為、様々な
問題が発生する。例えば、各信号出力はパターンに対す
るコンタクトの接触初期時に図９（Ａ）及び（Ｂ）に示
す如く、チャタリングＴを起こし易い。こうした場合に
は信号出力が誤読されることがある。又、接触構造を有
する限り、摩擦を伴うので、摩擦音が発生する上、回転
軸へ負荷がかかることにより、回転軸が変形したり、パ
ターンが摩耗する等、検出器の寿命が短かくなり易い。
更に、パターン形成時に回転軸の周囲に広いスペースを
要する他、塵等が入らないように接点部を密閉構造にし
なければならず、構成面で制約され易いという難点があ
る。

【０００６】本考案は、かかる問題点を解消すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、耐久性に優れ、簡素に
構成されると共に、正確且つ安定的に回転方向を検出し
得る回転方向検出器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案によれば、５ｎ度
（但し、ｎ＝２π／６Ｎ：Ｎは１以上の整数）で１パタ
ーン構成されると共に、それぞれｎ度の間隔を置いて配
列され、且つ０度，４ｎ度の位置には所定幅の中間が位
置する第１のスリットと、ｎ度，３ｎ度，及び５ｎ度の
位置には該第１のスリットの幅より狭い間隔幅の中間が
位置する第２のスリットとが全周に及んで設けられたス
カート部を有し、更に回転軸を備える回転支持体を介し
て基板上に該スカート部を非接触に取付け可能な遮光性
のダイヤルノブと、前記第１のスリットにより、オンさ
れると共に、前記基板上の前記回転軸の同心円上の所定
位置に設けられた第１の信号出力用光学式スイッチと、
前記第１のスリットによりオンされると共に、前記基板
上の前記同心円上に前記所定位置を基準として２ｎ＋ｘ
・６ｎ（度）（但し、ｘは１以上の整数）の位置に設け
られた第２の信号出力用光学式スイッチと、前記第２の
スリットによりオンされると共に、前記基板上の前記同
心円上に前記所定位置を基準としてｎ＋ｙ・２ｎ（度）
（但し、ｙは１以上の整数）の位置に設けられたタイミ
ング信号出力用光学式スイッチと、前記タイミング信号
出力用光学式スイッチがオンしている状態でのみ前記第
１及び前記第２の信号出力用光学式スイッチに通電する
回路とを備えて構成されたことを特徴とする回転方向検
出器が得られる。

【０００８】更に、本考案によれば、上記回転方向検出
器において、前記第１及び前記第２の信号出力用光学式
スイッチと前記タイミング信号出力用光学式スイッチと
はそれぞれ発光部及び受光部を備え、且つ該発光部と該
受光部とは前記基板上で前記スカート部を挾み込むと共
に、該スカート部とは非接触に配置されたことを特徴と
する回転方向検出器が得られる。

【０００９】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本考案の回転方向検出
器について図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は本考案の一実施例である回転方向検
出器の基本構成を一部破断して斜視図により示したもの
である。又、図２はその回転方向検出器に備える遮光性
のダイヤルノブ６を斜視図により示し、図３は回転方向
検出器の断面図を示したものである。この回転方向検出
器は、基板１上の所定箇所を軸心とする回転軸３によ
り、基板１上の軸心より同心円上の位置に設けられた回
転ホルダ８を備えている。この回転ホルダ８の上方周面
には、ダイヤルノブ６の円筒部の内周面が嵌合されてい
る。ダイヤルノブ６は、円筒部より外側に屈曲された屈
曲部と、この屈曲部の縁より外側に延在し、基板１とは
非接触に離間された円筒状のスカート部６ｄとを有す
る。回転軸３の一端はプッシュスイッチ３ａを介して基
板１上に取付けられている。回転ホルダ８の内周面に
は、ブッシャー部１２の一端側が基板１とは非接触とな
るように離間されて嵌合されている。プッシャー部１２
の他端側は、その外周面にキートップ部１３が設けられ
ている。回転軸３の他端はキートップ部１３の底部に取
付けられている。

【００１１】又、スカート部６ａには、所定にパターン
構成されたスリット６ｂ，６ｃが設けられている。これ
らのスリット６ｂ，６ｃは５ｎ度（但し、ｎ＝２π／６
Ｎ：Ｎは１以上の整数）の規則性で１パターン構成され
るもので、それぞれがｎ度の間隔を置いて配列されてい
る。具体的に云えば、０度，４ｎ度の位置には所定幅の
中間を位置させる第１のスリット（信号用スリット）６
ｃが設けられ、ｎ度，３ｎ度，及び５ｎ度の位置には第
１のスリットの幅より狭い間隔幅であって、その隔柱桿
幅の中間を位置させる第２のスリット（タイミング用ス
リット）６ｂが設けられている。

【００１２】一方、スカート部６ａの周囲の基板１上で
あって、回転軸３の軸心に対して同心円上の所定位置に
は、第１の信号出力用光学式スイッチ９、第２の信号出
力用光学式スイッチ１０及びタイミング信号出力用光学
式スイッチ１１がそれぞれ設けられている。これらの各
スイッチは、何れもフォトインタラプタ（例えばシュミ
ットトリガＩＣ付きのもの）から成るもので、且つ発光
部と受光部とを備える。又、発光部と受光部とはスカー
ト部６ａを挾み込む位置に、発光部を内側に且つ受光部
を外側にこのスカート部６ａとは非接触となるように配
置されている。各スイッチのうち、第１の信号出力用光
学式スイッチ９は、第１のスリット６ｃが通過する際、
光軸Ｘ１が開放され、オンする。第２の信号出力用光学
式スイッチ１１は、同じく第１のスリット６ｃが通過す
る際、光軸Ｘ２が開放されオンするもので、第１の信号
出力用光学式スイッチ１０の所定位置を基準とし、２ｎ
＋ｘ・６ｎ（度）（但し、ｘは１以上の整数）の位置に
設けられている。尚、光軸Ｘ１と光軸Ｘ２は、タイミン
グ信号出力に連動して同時に発生する為、第１及び第２
の信号出力にズレは生じない。又、タイミング信号出力
用光学式スイッチ１１は、第２のスリット６ｂが通過す
る際、光軸Ｘ３が開放されオンするもので、第１の信号
出力用光学式スイッチの所定位置を基準とし、ｎ＋ｙ・
２ｎ（度）（但し、ｙは１以上の整数）の位置に設けら
れている。尚、回転軸３、プッシュスイッチ３ａ、プッ
シャー部１２、及びキートップ部１３を合わせて多機能
プッシュスイッチユニットと呼んでも良い。又、この多
機能プッシュスイッチユニットと基板１及び各スイッチ
とは、ブッシャー部１２及びダイヤルノブ６の上方を除
いてケース７によって覆われている。

【００１３】このような構成による回転方向検出器は、
例えば２ｎ（度）の回転毎にタイミング信号出力用光学
式スイッチ１１の間を第２のスリット６ｂが通過する
間、タイミング信号出力用スイッチ１１がオン状態とな
ると同時に、第１の信号出力用スイッチ９と第２の信号
出力用スイッチ１０が通電され、光軸Ｘ１と光軸Ｘ２が
発生するが、前記の構成により、この時既に、光軸Ｘ
１、光軸Ｘ２は第１のスリット６ｃにより、光が通過す
るか、或いは、隔柱壁により光が遮断されるかのいづれ
かの状態になっており、この状態はタイミング信号出力
用スイッチ１１がオン状態の間、第１の信号出力用スイ
ッチ９と第２の信号出力用スイッチ１０はオン或いはオ
フ状態に維持される。これにより、左右の回転方向にて
それぞれ所定の回転角に対応した異った連続信号を得る
ことができる。

【００１４】図４は本考案の回転方向検出器における一
般的な信号出力の検出をタイミングチャートにより示し
たもので、同図（Ａ）はタイミング信号出力用光学式ス
イッチ１１の出力信号、同図（Ｂ）は第１の信号出力用
光学式スイッチ９の出力信号、同図（Ｃ）は第２の信号
出力用光学式スイッチ１０の出力信号、同図（Ｄ）はそ
のときの回転方向角（進角）を示している。ここでは、
各信号出力用光学式スイッチ９，１０が左右何れの回転
方向においても２ｎ（度）毎に異なった矩形波を出力す
ることを示している。ここで、第１の信号出力用光学式
スイッチ９を２進方の１桁目、第２の信号出力用光学式
スイッチ１０を２進法の２桁目と成し、オン状態を１、
オフ状態を０とすると、タイミング信号出力用光学式ス
イッチ１１がオン状態のとき、右回転では…０１，１
０，１１，０１，１０，１１…、左回転時では…１１，
１０，０１，１１，１０，０１，…とした具合いに異な
った信号のパターンを得て右回転か左回転かを判別し、
回転角を検出できる。

【００１５】具体的に云えば、本実施例の場合、図２に
示す如く１５度毎に１パルスが発生するパルススイッチ
が構成されるる。尚、スカート部６ａにおいて、第２の
スリット６ｂにより作動されるタイミング信号出力用光
学式スイッチ１１が第１のスリット６ｃによってオンさ
れてしまわないように、第２のスリット６ｂの切れ込み
を第１のスリット６ｃよりも上方に切れ長にし、タイミ
ング信号出力用光学式スイッチ１１の光軸Ｘ３を第１の
スリット６ｃにかからない高さに設定する必要がある。
又、第１のスリット６ｃの幅を第２のスリット６ｂより
も大きくした理由は、各スイッチ（フォトインタラプ
タ）の実装時に生じる位置ずれによる多少の出力信号の
バラツキを許容させる為である。

【００１６】図５は本考案の回転方向検出器による回転
方向の検出を説明するために示したもので、同図（Ａ）
は右回転が０度又は左回転が４５度のときの各スリット
の位置対応を示し、同図（Ｂ）は右回転が１５度又は左
回転が３０度のときの各スリッの位置対応を示し、同図
（Ｃ）は右回転が３０度又は左回転が１５度のときの各
スリットの位置対応を示し、同図（Ｄ）は右回転が４５
度又は左回転が０度のときの各スリットの位置対応を示
している。図中において、第１の信号出力用光学式スイ
ッチ９のオン，オフの状態をＡ，Ａ′とし、第２の信号
出力用光学式スイッチ１０のオン，オフの状態をＢ，
Ｂ′とし、タイミング信号出力光学式スイッチ１１のオ
ン状態をＣとしている。ここでは、第１のスリット６ｃ
及び第２のスリット６ｂに対し、左右の回転方向を問わ
ず、何れも各スイッチがその組合わせで異なる状態にな
っていることが判かる。

【００１７】図６は本考案の回転方向検出器の実施例に
おける信号出力の検出をタイミングチャートにより示し
たもので、同図（Ａ）は第１の信号出力用光学式スイッ
チ９の出力信号、同図（Ｂ）は第２の信号出力用光学式
スイッチ１０の出力信号、同図（Ｃ）はそのときの回転
方向角（進角）を示している。ここでは図５で判明した
如く、各スイッチから得られた矩形波のパターンが１５
度毎にそれぞれ異なっていることを示している。

【００１８】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、光学式ス
イッチを用いて非接触式で左右の回転方向の検出を行な
い得る耐久性に優れた回転方向検出器が得られる。この
検出器は非接触である為、チャタリングや摩擦を起こさ
ず、ノイズや負荷を伴わない長所がある。又、簡素に構
成される為、安価に提供できる他、塵等に基本性能が影
響されないので、常時安定して高精度に回転方向の検出
を行い得る為、従来に無く信頼性の向上に寄与できる。
更に、この検出器をモータ等の出力軸に取付けること
で、回転方向と共に回転速度の検出を行わせることも可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である回転方向検出器の基本
構成を一部破断して示した斜視図である。

【図２】図１に示す回転方向検出器の要部を示した斜視
図である。

【図３】図１に示す回転方向検出器の断面図である。

【図４】本考案の回転方向検出器による一般的な信号出
力の検出を説明するために示したタイミングチャートで
ある。

【図５】本考案の一実施例の回転方向検出器による回転
方向の検出を説明するために示した図である。

【図６】図５に示す回転方向検出器による信号出力の検
出を説明するために示したタイミングチャートである。

【図７】従来の回転方向検出器の基本構成を一部破断し
て示した斜視図である。

【図８】従来の回転方向検出器による信号出力の検出を
説明するために示したタイミングチャートである。

【図９】従来の回転方向検出器による信号出力のタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１ 基板 ２ コンタクト ３ 回転軸 ３ａ プッシュスイッチ ４ 回転板 ５ カバー ６ ダイヤルノブ ６ａ スカート部 ６ｂ 第２のスリット ６ｃ 第１のスリット ７ ケース ８ 回転ホルダ ９ 第１の信号出力用光学式スイッチ １０ 第２の信号出力用光学式スイッチ １１ タイミング信号出力用光学式スイッチ １２ プッシャー部 １３ キートップ部 Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 光軸

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５ｎ度（但し、ｎ＝２π／６Ｎ：Ｎは１
   以上の整数）で１パターン構成されると共に、それぞれ
   ｎ度の間隔を置いて配列され、且つ０度，４ｎ度の位置
   には所定幅の中間が位置する第１のスリットと、ｎ度，
   ３ｎ度，及び５ｎ度の位置には該第１のスリットの幅よ
   り狭い間隔幅の中間が位置する第２のスリットとが全周
   に及んで設けられたスカート部を有し、更に回転軸を備
   える回転支持体を介して基板上に該スカート部を非接触
   に取付け可能な遮光性のダイヤルノブと、前記第１のス
   リットにより、オンされると共に、前記基板上の前記回
   転軸の同心円上の所定位置に設けられた第１の信号出力
   用光学式スイッチと、前記第１のスリットによりオンさ
   れると共に、前記基板上の前記同心円上に前記所定位置
   を基準として２ｎ＋ｘ・６ｎ（度）（但し、ｘは１以上
   の整数）の位置に設けられた第２の信号出力用光学式ス
   イッチと、前記第２のスリットによりオンされると共
   に、前記基板上の前記同心円上に前記所定位置を基準と
   してｎ＋ｙ・２ｎ（度）（但し、ｙは１以上の整数）の
   位置に設けられたタイミング信号出力用光学式スイッチ
   と、前記タイミング信号出力用光学式スイッチがオンし
   ている状態でのみ前記第１及び前記第２の信号出力用光
   学式スイッチに通電する回路とを備えて構成されたこと
   を特徴とする回転方向検出器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転方向検出器におい
   て、前記第１及び前記第２の信号出力用光学式スイッチ
   と前記タイミング信号出力用光学式スイッチとはそれぞ
   れ発光部及び受光部を備え、且つ該発光部と該受光部と
   は前記基板上で前記スカート部を挾み込むと共に、該ス
   カート部とは非接触に配置されたことを特徴とする回転
   方向検出器。