JPH01124770A - 回転検出方法及び回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転検出装置に関する。

（従来の技術） 従来、モーターやエンジンの回転数を検出する方法とし
ては、ストロボスコープ法がある。これは被測定物であ
る回転体に一定周期で点滅する光（ストロボ光）を照射
してその回転数を測定する方法である。ストロボ光の点
・滅周波数と回転体の１転数が一致した時には回転体の
回転が停止して見える。従って、測定者はスｌ−ロボの
点滅周波数を読み取ることにより回転体の回転数を知る
ことができる。

その他にはエンコーダを利用して、被測定物の回転に伴
う変位を測定して回転数や回転方向を検出する変位測定
法も知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の従来の回転検出方法には次のよう
な問題点がある。

ストロボスコープ法においては、被測定物の回転数を測
定することが可能であるが、被測定物がどちらの方向へ
回転しているかは知ることができないという問題点があ
る。

一方、変位測定方式においては、回転方向も検出するこ
とができるものの、エンコーダを設けなくてはならず製
造コストが高くなってしまうという問題点がある。

従って、本発明は経済的で、かつ被測定物の回転数や回
転方向等を検出することが可能な回転検出方法及び回転
検出装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は次の手順及び構成
を備える。

すなわち、回転する被測定物と該被測定物に接近して設
けられた固定部のいずれか一方に磁石を固定し、他方に
は回転部の回転中心に対し非対称となるよう複数のホー
ル素子を配し、前記被測定物が回転する際に前記複数の
ホール素子から出力される信号を比較し、前記信号の出
力パターンから前記被測定物の回転数、回転方向等を検
出することを特徴とし、また、回転する被測定物に直接
もしくは間接的に当接し、該被測定物の回転数に応じた
回転数で回転可能な回転部と、該回転部へ接近して設け
られた固定部と、ホール素子から送られる信号を処理し
て前記被測定物の回転数、回転方向等を検出する検出手
段と、該検出手段において検出された前記被測定物の回
転数、回転方向等を表示する表示手段とを具備し、前記
回転部もしくは固定部に磁石を固定すると共に、回転部
の回転中心に対し非対称となるよう複数のホール素子を
固定部もしくは回転部に配したことを特徴とする。

（作用） 作用を第１図〜第３図と共に説明する。

被測定物であるモータ１０の出力軸１２の外周に当接し
て回転する当接ローラ２０の回転は、ギア比の等しい２
組のカサ歯車２ｉ、２６と２８．３０を介して回転部３
２へ伝えられ、回転部３２は軸３４を中心に回転する。

その際回転検出装置本体１４に設けられた固定部４０へ
第２図に示すように回転部３２の軸３４に対し非対称位
置に配されたホール素子Ｈ１、Ｈ２の出力は、第３図に
示すように回転部３２の磁石３６が通過する際に出力“
０”となり、ホール素子Ｈ１とＨ２の出力パルスには位
相差が生じる。このホール素子Ｈ１とＨ２の出力の関係
により回転部３２の単位時間当りの回転数と回転方向を
検出することができ、またモータ１０の出力軸１２の外
周の長さと、当接ローラ２０の外周の長さの比より両者
の回転数の比が求まるので、回転部３２の回転数からモ
ータ１０の出力軸１２の回転数も求まる。この演算はマ
イコンを用いた検出手段４２により実行され、表示手段
である表示部４４に表示される。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

第１図には本発明に係る回転検出方法に好適な回転検出
装置の一例を示す。

まず同装置の構成について説明する。

１０はモータであり、被測定物である出力軸１２は不図
示の被駆動体へ連結されている。

１４は回転検出装置本体であり、モータ１０のハウジン
グ１６に固定されている。

１８は検出部であり、非磁性材料で筒状に形成されてい
る。

２０は当接ローラであり、外周面は前記検出部１８から
部分的に突出してモータｌＯの出力軸１２へ当接可能に
なっている。この当接ローラ２０がモータ１０の出力軸
１２へ確実に当接させるべく不図示の付勢手段（例えば
スプリング）によって検出部１８の当接ローラ２０側端
部を出力軸１２方向へ常時付勢している。また、当接ロ
ーラ２０は軸２２を中心に回転自在に設けられると共に
、一方の端面にはカサ歯車２４が配されており、−体に
回転可能となっている。

３２は回転部であり、回転検出装置本体１４に連結され
ている軸３４を中心に回動自在に配されている。軸３４
は検出部１８の外壁を貫通して検出部１８内部に達して
いる。回転部３２の一方の端面の周縁近傍には磁石３６
が固定されている。

また回転部の他方の端面にはカサ歯車３０が配されてお
り一体に回動可能となっている。このカサ歯車３０と当
接ローラ２０の端面に配されているカサ歯車２４のギア
比は１：１となっている。なおりす歯車２４と３０は検
出部１８内部に回動自在に配されている軸３８の両端に
固定されているカサ歯車２６．２８を介して連結されて
いる。カサ歯車２６と２８のギア比も１：１なので当接
ローラ２０と回転部３２は同回転数で回転し得るように
なっている。

４０は固定部であり、回転部３２の磁石３６を配した端
面と対向して回転検出装置本体１４に設けられている。

固定部４０にはホール素子Ｈ１゜Ｈ２が２個固定されて
おり、後述する検出手段へ接続されいる。ホール素子Ｈ
１、Ｈ２の配置は対向する回転部３２の回転中心に対し
て〕ト対称となるよう配されている。この回転部３２と
ホール素子Ｈ１、Ｈ２の関係は第２図に示す。

なお、このホール素子Ｈ１、Ｈ２は磁石３６が接近する
と出力が“０”、磁石３６が離反すると出力が“１”と
する（逆の場合も可）。

４２は検出手段であり、回転検出装置本体１４内に配さ
れ、ホール素子Ｈ１、Ｈ２からの出力信号を処理するマ
イクロプロセッサを含む回路モジュールである。

４４は表示手段である表示部であり、ＬＣＤによるキャ
ラクタ−表示が可能になっている。なお表示部４４には
モータ１０の出力１！Ｉｈ１２の回転数及び正回転もし
くは逆回転の表示がされる。

続いて電気系統について第４図のブロックダイアグラム
と共に説明する。

電源４６は、モータｌＯの電源電圧をトランスで所定の
電圧まで変圧し、直流安定化回路４８で、直流谷整流し
レギュレータを通して電力を電気系統へ供給する。

ホール素子Ｈ１、Ｈ２からの出力は検出手段４２の増幅
回路５０で増幅され、マイクロプロセッサ５２で処理さ
れる。

検出手段４２で処理された結果は表示部４４で表示され
る。

次に上記回転検出装置の動作について説明する。

モータ１０が駆動されると出力軸１２が回転する。この
時検出部１８は不図示の付勢手段が検出部１８から突出
した当接ローラ２ｏを出力軸１２外周に押接するので、
出力軸１２の回転に応じ当接ローラ２０も回転する。当
接ローラ２ｏの回転はカサ歯車２４．２６．２８．３ｏ
を介して回転部３２へ伝えられ、前述のギア比の関係が
ら回転部３２は当接ローラ２ｏと同一の回転数で回転す
る。すると、第２図に示すように回転部３２の磁石３６
は１、回転部３２の回転に伴いホール素子Ｈ１、Ｈ２の
上を通過する。この時検出部１８の壁が磁石３６とホー
ル素子ＨＩＳＨ２の間に介在するが、検出部１８は非磁
性材料なので磁石３６の磁力線を遮ることがな（、ホー
ル素子Ｈ１、Ｈ２の出力は磁石３６が通過する度に変化
する。このホール素子Ｈ１、Ｈ２の出力タイミングチャ
ートを第３図に示す。磁石３６がホール素子Ｈ１，Ｈ２
から離れた位置で、出力はＨ１＝″１″、Ｈ２＝“１″
である。磁石３６がまずホール素子Ｈ１を通過すると、
出力はＨ１＝“０”、Ｈ２＝“１”となる。

さらに磁石３６がホール素子Ｈ１を通過しホール素子Ｈ
２へ接近すると、出力はＨ１＝“０”、Ｈ２＝”０“と
なる。出力がＨ１＝″０”、Ｈ２＝″１”からＨ１＝”
Ｏ″、Ｈ２＝”Ｏ″になる時にホール素子Ｈ１、Ｈ２の
出力に位相差が生じる。

さらに磁石３６がホール素子Ｈ２の方へ接近、通過する
と、出力はＨ１＝“１”、Ｈ２＝“０”に変化し、磁石
３６がホール素子Ｈ２から離れると再び出力はＩ］１＝
“１”、Ｈ２＝“１”の状態が続く。この１連のサイク
ルを単位時間内に何回繰り返したかを計算すれば回転部
３２の回転数が求まる。さらに回転部３２と同一回転を
行う当接ローラ２０の外周の長さと出力軸１２の外周の
長さの比を求めておくことにより回転部３２の回転数か
ら出力軸１２の回転数を求めることができる。

この演算処理はもちろん検出手段４２のマイクロプロセ
ッサにより実行される。そして演算終了後は演算結果の
回転数を表示部４４で例えばＲＰＭ単位で表示すればモ
ータ１０の出力軸１２の回転数を読み取ることができる
。

次にモータ１０の出力軸１２０回転方向を検出する方法
について述べる。

第３図に示されるホール素子Ｈ１、Ｈ２の出力パターン
を第１表に示す。

第　　１　　表 する回転方向を正回転とすると、検出手段４２のマイク
ロプロセッサ５２は、ホール素子Ｈ１、Ｈ２の出力の１
サイクルにおいて、ト■１＝″０″、Ｈ２＝″ｌ”→Ｈ
１−“０”、Ｈ２＝“０−−Ｈ１＝”１”、１１２−“
０″と変化した場合モータ１０の出力軸１２の回転は正
回転であると判断して表示部４４へ正回転表示を行う。

一方、モータ１０の出力軸１２が逆方向つまり逆回転し
た場合、ホール素子Ｈ１，Ｈ２の出力パターンは第２表
のようになる。

第　　２　表 つまりホール素子Ｈ１，Ｈ２の出力は１サイクルにおい
て、Ｈ１＝”１″、Ｉ（２＝“０″→Ｈ１＝“Ｏ”Ｈ２
＝”０’→Ｈ１＝“０″、Ｈ２＝“ｌ”と第１表とは逆
の出力パターンとなる。従って検出手段４２のマイクロ
プロセッサ５２はモータ１０の出力軸１２の回転は逆回
転であると判断して表示層４４へ逆回転表示を行う。

このように、ホール素子Ｈ１，Ｈ２の出力パターンに変
化をもたせるべくホール素子Ｈ１とＨ２の配置は、回転
部３２の回転中心に対し非対称の位置とする必要がある
。これはホール素子Ｈ１、Ｈ２を回転部３２の回転中心
に対し対称の位置に配してしまうと出力パターンが正回
転と逆回転で同一になってしまい回転方向の検出が不可
能となってしまうためである。

本実施例においてはホール素子が２個配置された例を示
したが、さらに数を増すことにより精度をアップでき、
また回転が１回転に満たない場合の回転角度の検出も可
能となる。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例え
ば固定部に磁石を配し、回転部の方にホール素子を配し
てもよい。また直接回転する被測定物に磁石を固定して
ホール素子を固定した固定部を接近配置して回転数等を
検出してもよい等、発明の精神を進段しない範囲でさら
に多くの改変を施し得るのはもちろんである。

（発明の効果） 本発明に係る回転検出方法及び回転検出装置を用いると
、回転する被測定物の回転数、回転方向等を検出するこ
とができる。またストロボ発光装置やエンコーダ等は不
要なので簡易構造で生産コストの安価な回転検出装置を
提供し得る等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の回転検出装置を取り付けたモータの部
分破断正面図、第２図は回転部と固定部の配置を示した
説明図、第３図はホール素子の出力パターンを示したタ
イミングチャート、第４図は電気系統を示したブロック
ダイアグラムである。 １０・・・モータ、　　１２・・・出力軸、１４・・・
回転検出装置本体、　２０・・・当接ローラ、　３２・
・・回転部、　３６・・・磁石、４０・・・固定部、　
４２・・・検出手段、４４・・・表示部、　５２・・・
マイクロプロセッサ。 図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　面第　　　
１　　　図 図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　面第　　　
２　　図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転する被測定物と該被測定物に接近して設けられ
   た固定部のいずれか一方に磁石を固定し、他方には回転
   部の回転中心に対し非対称となるよう複数のホール素子
   を配し、 前記被測定物が回転する際に前記複数のホ ール素子から出力される信号を比較し、 前記信号の出力パターンから前記被測定物 の回転数、回転方向等を検出することを特徴とする回転
   検出方法。 ２、回転する被測定物に直接もしくは間接的に当接し、
   該被測定物の回転数に応じた回転数で回転可能な回転部
   と、 該回転部へ接近して設けられた固定部と、 ホール素子から送られる信号を処理して前 記被測定物の回転数、回転方向等を検出する検出手段と
   、 該検出手段において検出された前記被測定 物の回転数、回転方向等を表示する表示手段とを具備し
   、 前記回転部もしくは固定部に磁石を固定す ると共に、回転部の回転中心に対し非対称となるよう複
   数のホール素子を固定部もしくは回転部に配したことを
   特徴とする回転検出装置。