JP3027668B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の位置検出装置に
関し、特に鉄等の磁性体からなる歯車の回転数等を検出
する検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について、図５及び図６を参
照して説明する。図５は従来例による回転検出装置を説
明するための概略図であり、（ａ）は回転状態を検出す
るための多極着磁磁石の上面図、（ｂ）は同じく多極着
磁磁石の側面図、図６は図５に使用される回路の回路図
である。

【０００３】従来の回転検出装置は図５に示すように、
円形の多極着磁磁石２０の前面に単一のホール素子２１
を配置していた。この多極着磁磁石２０は、歯車等（図
示せず）に対して、歯車の例えば中心部に配置され歯車
と同期するように組み込まれたものである。または、歯
車の回転を分周するように配置される場合もある。

【０００４】この構成において、歯車の回転と同時に多
極着磁磁石２０も回転し、これに伴う磁束の変化をホー
ル素子２１で読み取って回転数を検出していた。

【０００５】この装置の回路は、例えば図６のような構
成となる。図６中、２２はコンパレータ、２３は出力部
のトランジスタ、２４は電源ライン、２５は抵抗であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
方法は、多極着磁の磁石を使用することから、大きなス
ペースを必要とする上、コスト的にも高いものとなって
いた。また、従来ホール素子１個で回転数を検出するも
のが一般的であり、回転方向や直線的な移動量、移動方
向といった変化量を検出することはできなかった。さら
に、回転体としても、多極着磁といった特殊な材料を必
要とし鉄等の一般的な磁性体の位置の変化量を検出する
ことはできなかった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、一般的な磁性体
からなる回転体の回転数、回転方向を検出でき、しかも
小型化を図れる検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、側面部に段差が規則的に形成された、磁性
体からなる回転体と、該回転体の側面部に対向するよう
配置された検出部とからなり、前記検出部は前記回転体
の回転方向に向かって配列された少なくとも３個のホー
ル素子を備え、且つ前記回転体との対向面と反対面に磁
石を設け、さらに前記３個のホール素子のうち中央に位
置するホール素子の出力とその両側に位置するそれぞれ
ホール素子の出力とを比較する２つのコンパレータと該
２つのコンパレータからの出力が入力されるフリップフ
ロップとを設けてなり、前記２つのコンパレータの少な
くとも一方の出力に基づいて前記回転体の回転数を検出
すると共に、前記フリップフロップからの出力に基づい
て前記回転体の回転方向を検出することを特徴とする。

【０００９】

【作用】ホール素子が歯車と磁石との間に形成される磁
束の磁束密度を検出するので、歯車自体は従来のように
多極着磁の磁石でなくても回転検出が可能となる。さら
にホール素子は従来のように、単一ではなく、連続的に
複数個配置しているので、これら各素子の検出タイミン
グより歯車の回転方向も検知できる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例について、図１乃至図３を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例による回
転検出装置の概略図、図２はその回路図、図３はそのタ
イミングチャートである。なお、図５の従来例と同一機
能部分には同一記号を付している。

【００１１】本実施例の回転検出装置は、図１に示すよ
うに、鉄等の一般的な磁性体からなる歯車１の側面部に
対向するように検出部２を設けている。この検出部２
は、歯車の回転方向に３個の連続するホール素子３，
４，５を有し、さらにその背面側に磁石６を配置してい
る。ホール素子３，４，５と歯車１の先端との距離は約
１〜３ｍｍである。

【００１２】歯車１，ホール素子３，４，５及び磁石６
を上記配置とすることによって、ホール素子が歯車１と
磁石６との間に形成される磁束の磁束密度を検出するの
で、歯車１自体は従来のように多極着磁の磁石でなくて
も検出が可能となる。なお、ここでの磁束変化は従来の
多極着磁の磁石の場合と異なり、磁性が反転せず、歯車
１とホール素子３，４，５間の距離に依存して一方向内
で変化する。

【００１３】さらにホール素子は従来のように、単一で
はなく、連続的に複数個配置しているので、これら各素
子の検出タイミングより歯車１の回転方向も検知でき
る。

【００１４】以下、図２の回路図と図３のタイミングチ
ャートを参照して具体的に説明する。

【００１５】本実施例の回路は、図２に示すように、中
央に位置するホール素子４の片側の出力電圧を、両端に
位置するホール素子３，５の片側の出力電圧それぞれと
コンパレータ７，８で比較し、そのコンパレータ７，８
の出力をトランジスタ９，１０を介して取り出してい
る。また、コンパレータ７，８の出力をＤフリップフロ
ップ１１に入力して、歯車１の回転方向を検知できるよ
うにしている。１２，１３は抵抗である。

【００１６】この回路構成において、歯車１がＡの方向
に回転する場合を例にとると、上記回路のホール素子
３，４，５の出力電圧はそれぞれ、図３（ａ）のように
変化する。これに対して、コンパレータ７，８の出力は
２つのホール素子の出力電圧が同一になった時点を境界
として反転するので、それぞれ、図３（ｂ），（ｃ）の
ように変化する。これに対して、Ｄフリップフロップ１
１の出力は図３（ｄ）のようにＨＩＧＨレベルとなる。
従って、回転数については図３（ｂ），（ｃ）より、ま
た、回転方向については図３（ｄ）より判別できる。

【００１７】歯車１がＡと逆方向に回転する場合はコン
パレータ７，８の出力はそれぞれ、図３（ｃ），（ｂ）
に対応する。また、Ｄフリップフロップ１１の出力はＬ
ＯＷレベルとなる。

【００１８】図４は本発明の他の実施例による回転検出
装置の回路図である。図２の回路図と異なる点は、コン
パレータ７，８の前段に差動増幅器１４，１５を挿入し
ている点である。これは、各ホール素子３，４，５の出
力電圧が小さすぎてコンパレータ７，８が動作しない場
合に対応する構成である。

【００１９】以上のように、本実施例によれば、従来の
ように多極着磁の磁石でない鉄等の一般的な磁性体から
なる回転体にたいしても、その回転動作を検出できるの
で検出装置の構成を簡略化でき小型化、コストダウンを
図れる。また、従来検出できなかった歯車の回転方向も
検知できる。

【００２０】なお、上記実施例においてはホール素子を
３個使用した例を示したが、回転方向を検出できる個数
であれば、これに限定されないのは言うまでもない。ま
た、ホール素子３，４，５と上記回路とを同一パッケー
ジに内蔵することで装置の小形化を図れる。磁石６を同
一パッケージに内蔵してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉄等の一般的な磁性体からなる回転体に対しても、その
回転動作を検出できるので、検出装置の構成を簡略化で
き小型化、コストダウンを図れる。また、従来検出でき
なかった歯車の回転方向も検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による回転検出装置の概略図
である。

【図２】図１の装置の回路図である。

【図３】（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図２の回路の各
部のタイミングチャートである。

【図４】本発明の他の実施例による回転検出装置の回路
図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来例による回
転検出装置の回転状態を検出するための多極着磁磁石の
上面図、及び側面図である。

【図６】図５の装置に使用される回路の回路図である。

【符号の説明】

１ 回転体 ２ 検出部 ３，４，５ ホール素子 ６ 磁石

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面部に段差が規則的に形成された磁性
   体からなる回転体と、該回転体の側面部に対向するよう
   配置された検出部とからなり、 前記検出部は前記回転体の回転方向に向かって配列され
   た少なくとも３個のホール素子を備え、且つ前記回転体
   との対向面と反対面に磁石を設け、さらに前記３個のホ
   ール素子のうち中央に位置するホール素子の出力とその
   両側に位置するそれぞれホール素子の出力とを比較する
   ２つのコンパレータと該２つのコンパレータからの出力
   が入力されるフリップフロップとを設けてなり、 前記２つのコンパレータの少なくとも一方の出力に基づ
   いて前記回転体の回転数を検出すると共に、前記フリッ
   プフロップからの出力に基づいて前記回転体の回転方向
   を検出する ことを特徴とする回転検出装置。