JPH0462421A - 回転数検出器 - 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、磁気バブルを用いた回転数検出器に関するも
のである。このような回転数検出器は、電源か供給され
ない状態で回転シャフトか回転しても電ａ復帰後、回転
シャフトの現在位置（原点からの累積回転数）を正確に
知る必要かある分野で使用される。

〈従来の技術〉 磁気バブルを用いた回転数検出器については、本願出願
人か特願昭６１−８１９０１号（先行例１と記す）と、
特願昭６２−２１２２０８号（先行例２と記す）等で出
願し、その原理は広く知られている。

第８図は、上記先行例における回転数検出器の動作原理
を示す図、第９図は磁気バブルチップ上に設けられた転
送素子ループのパターン例を示す図である。

第８図において、磁気バブルチップ１０は、磁気バブル
を発生させる材料で構成される。磁気バブルは、適当な
強さの垂直磁界（バイアス磁界）を加えることにより、
ＧＧＧ　　（ガドリニウムーガリウムーカーネット）上
に数μｍエピタキシャル成長させた垂直磁化膜の中に円
筒状の形で発生する。

この磁気バブルチップ１０には、薄膜のパーマロイで構
成された転送素子３１がループ状に形成され（第９図参
照）、回転する面内磁界を加えると磁化された転送素子
に引き付けられて磁気バブルが転送される。第９図では
、１つの転送素子ループを示したが、実際の磁気バブル
チップ１０上には、複数の転送素子ループが設けられる
。各転送素子ループ上には、先行例２で知られているよ
うな、「メモリホイールの原理」に基づいたビットパタ
ーンで磁気バブルが書込まれている。

バイアス磁石８１は、２枚−組の磁石であり、磁気バブ
ルチップ１０に垂直な一定の磁界（バイアス磁界）を与
え、バブル状の磁区を保持する作用を有するものである
。

読出しコイル４３．４４は、磁気バブルチップ１０の周
囲に第８図の如く配置される。そしてこの読出しコイル
４３．４４は、リング磁石１が取付けられた回転シャフ
トの累積回転数（右方向（又は左方向へ）へ現在何回転
の位置にあるかを意味する）を読出すときに使われるも
ので、図示しない回路から交番電流をコイルに流すこと
により回転磁界を発生させ、磁気バブルを強制的に転送
する。

リング磁石１は、回転シャフト（図示せず）に取付けら
れた永久磁石である。このリング磁石１は、磁気バブル
チップ１０に対して平行な面内磁界ベクトルＨｒｆ＝Ｈ
ｘ＋Ｈｙ）を与えるもので、回転シャフトが回転するこ
とによりこの面内磁界ベクトルＨｒは回転する。これに
より磁気バブルは、１転送素子／１磁界回転で転送素子
ループを巡回する。第８図は、８ｆｉに着磁されたリン
グ磁石の例であり、この場合、回転シャフトが１回転す
ると、４つの磁界回転が生じるので磁気バブルは転送素
子３１の４個分を移動する。

第９図に示す転送素子ループには、先行例２に記載され
た「メモリホイールの原理」に基づいた特殊配列パター
ンで磁気バブルが書込まれている。

この特殊配列パターンとは、全ビットパターンの中の成
る位置から切出した成る決まった数の連続するビットパ
ターンが他のどの位置から切出した同ビット数のビット
パターンとも同じにならないという特徴を持ったパター
ンである。従って、転送素子ループの成る決まった位置
で成る決まった数の連続するビットパターンを読出すこ
とで、そのループにおけるビットパターンの転送シフト
量を知ることかできる。この磁気バブルの読出しは、転
送素子ループに設けられた磁気バブル検出器２０で行わ
れる。この磁気バブル検出器２０における磁気バブルの
検出動作は、第２図〜第４図を用いて後述する。

磁気バブルのビットパターンは、リング磁石１が回転す
ると、その回転に応じて転送素子ループ上を巡回する。

この巡回動作は、第８図装置が停電等により電気回路的
にその動作を停止していても正常に行われる。を源の供
給が停止状態でリング磁石１が例えば１０回転すると、
この１０回転に応じた位置に磁気バブルは移動している
。

電源が復帰すると、リング磁石１が何回転したかを測定
するため、従来装置では読出しコイル４３゜４４を動作
させて回転磁界を発生させ、磁気バブルを例えば１０ビ
ット分だけ順にその位置を強制的に移動させる。従って
、転送素子ループ上に設けられた磁気バブル検出器２０
の所を１０ビット分の磁気バブルパターンか通過するの
で、１０個の時系列のビットパターンが読出され、この
パターンがらメモリホイールの原理により、リング磁石
の累積回転数を知ることができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 以上のような従来の回転数検出器には、次の課題がある
。

■　累積回転数を測定するため、読出しコイル４３゜４
４を必要としている。ここで、読出しコイルから磁気バ
ブルチップに加える磁界の強さは、がなりの精度が要求
される。この精度を満たすことができないと消失（又は
発生）する磁気バブルがでてくるので磁気バブルのパタ
ーンが破壊され、装置として動作しないものとなる。こ
の点は、特願平２−０２７８２１号に詳しく記載されて
いる。

その対策として、特願平２−０２７８２１号では、動作
マージンが広い磁気バブルチップを用いるようにしてい
る。

■　読出しコイル４３．４４から発生する磁界の分布の
均一度を成る一定の範囲内にしないと、■と同様に磁気
バブルの消失・発生かおきる。この点は、実顧平２−０
１７７６１号に詳しく記載されている。

実願平２−０１７７６１号では、特別の巻き方で読出し
コイルを製作することでこの問題を解決している。

本発明の目的は、読出しコイルを使用せずに転送素子ル
ープ上の磁気バブルを移動させそのビットパターンの一
部を読出し、上記■、■の間払を解決しな回転数検出器
を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記課題を解決するために 回転シャフトに取付けられた永久磁石の磁界を転送素子
ループが設けられた磁気バブルチップへ加えて、ビット
パターンを形成する磁気バブルを転送素子ループ上で移
動させ、このビットパターンの一部を読出して回転シャ
フトの累積回転数を測定する装置において、 前記累積回転数の測定命令信号を受けて、前記回転シャ
フトを回転させる駆動手段と、前記転送素子ループ上に
設けられ、通過する磁気バブルの有無を検出する磁気バ
ブル検出器と、を備え、 前記手段により回転シャフトを回転させることで磁気バ
ブルを転送させ、前記磁気バブル検出器により、磁気バ
ブルのビットパターンの一部を読取るようにしなもので
ある。

く作用〉 駆動手段は、累積回転数の測定命令信号を受けて、回転
シャフトを回転させるので、これに取付けられている永
久磁石も回転する。従って、磁気バブルチップには永久
磁石による回転磁界が加わるので、磁気バブルは転送素
子ループ上を転送される。即ち、駆動手段は、累積回転
数を測定するために磁気バブルを転送素子ループ上で転
送させる作用を持つ。その結果、磁気バブル検出器の所
を磁気バブルが通過するので、磁気バブル検出器により
通過した磁気バブルのビットパターンを読取ることかで
きる。

〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る回転数検出器の構成例を示す図、
第２図〜第４図は磁気バブル検出器周辺の動作を説明す
る図、第５図と第６図はシフトレジスタへデータを取込
む動作を説明する図、第７図は回転方向検出動作を説明
する図である。

第１図において、回転シャフト（以下、単にシャフトと
言う）２は、モータ４により回転駆動されており、これ
により図示しない例えばバイト等を動かし本来の機能を
果たしている。第１図装置は、このシャフト２の累積回
転数を測定するものである。モータ４は、コントローラ
１９からの制御信号Ｓ３により、回転・停止の制御が行
われる。

リング磁石１は、このシャフト２に取付けられた永久磁
石であり、シャフト２とともに回転する。

リング磁石１は、第１図の如く複数の極に着磁されてお
り、シャフト２の回転とともに回転して磁気バブルチッ
プ１０へ面内回転磁界を与え、磁気バブルを転送する。

磁気バブルを転送する作用は第８図の従来例で既述した
ものと同様である。

ブロック８には、図示しない手段により磁気バブルチッ
プ１０が取付けられている。そして更に、この磁気バブ
ルチップ１０を挾むように、２つのバイアス磁石８１か
ブロック８に設けられている。このバイアス磁石８１と
、磁気バブルチップ１０は、第８図及び第９図で説明し
たものと同様な構成と作用を持つものである。更にブロ
ック８には、２つのホール素子１１が、互いに直角の関
係で設けられる。

磁気バブルチップ１０に設けられた磁気バブル検出器２
０（第９図参照）の出力信号は、センスアンプ１３に加
えられ、ここで磁気バブルの有無の情報を取出し易い信
号へ変換される。センスアンプ１３の出力信号は、コン
パレータ１４に導かれて設定レベルと比較され、波形整
形される。

一方、２つのホール素子１１の出力信号は、ホールアン
プ（以下、単に増幅器と記す）１５に加えられ、そこで
リング磁石１からホール素子１１、言換えれば磁気バブ
ルチップ１０へ加えられる回転磁界の位相に応じた合成
信号が取出される。この回転磁界の位相信号は、タイミ
ング発生器１６へ加えられ、この位相信号の特定の位置
（センスアンプ１３出力のピークに対応する位置）に同
期して、タイミング発生器１６からシフトレジスタ１７
ヘタイミング信号ＳＴか加えられる。

シフトレジスタ１７は、このタイミング信号ＳＴに同期
してコンパレータ１４の出力信号を取り込む。

シフトレジスタ１７は、コンパレータ１４から新しく取
込んだ順にデータ（１または０の信号）を保持するが、
保持できるデータ数には限界があり（例えば、１０テー
タ）、これを越えるデータの入力があれば、古いデータ
が押出される。したがって、シフトレジスタ１７には、
最新の１０データが保存される。

また、２つのホール素子１１の出力信号は、回転方向判
別器９に加えられる。この回転方向判別器９は、２つの
ホール素子から導入した２つの信号の位相を比較するこ
とでシャフト２の回転方向を判別し、例えば、Ｂ方向（
第１図参照）へシャフト２が回転している時は“１°′
を、Ａ方向へ回転している時は“０″をレジスタ７へ出
力する。

更に回転方向判別器９は、２つのホール素子１１の出力
信号より、エラービット信号を作出し、この信号をレジ
スタ６へ出力する。このエラービット信号を作出す構成
、及びエラービット信号の作用については後述する。

なお、一方向のみシャフトが回転するような機器に本発
明に係る回転数検出器を適用する場合には、回転方向判
別器９と、レジスタ６．７は、不要である。その理由は
、後で明らかにする。

シフトレジスタ１７の内容は、読出しリクエスト信号Ｓ
１を受けて累積回転数演算器１８に読込まれ、このデー
タＤ＾からシャフト２の累積回転数が算出される。なお
、累積回転数演算器１８は、レジスタ６．７の信号によ
り、その動作が制御されるが、これについては後述する
。

コントローラ１９は、リクエスト信号Ｓ２を累積回転数
演算器１８へ加えることにより累積回転数を示すデータ
ＤＢを受取ることかできる。また、信号Ｓ３を加えてモ
ータ４の回転のスタート・ストップを制御できる。

第１図装置によりシャフト２の累積回転数を測定する動
作は次の如くである。なお、本明細書において、“シャ
フトの累積回転数”と言った場合、シャフトが右方向（
又は左方向）へ現在何回転の位置にあるかを意味するが
、単に“累積回転数”と言った場合、シャフトの累積回
転数だけでなく「累積磁界回転数」の意味も表している
。説明を加える。磁気バブルは、既述したように１転送
素子／１磁界回転で転送されるので、何回の回転磁界が
加えられたかを測定することができる。例えば、第８図
に示す８ｔｉｆｌに着磁されたリング磁石１が１回転す
ると４つの回転磁界が発生するので、磁気バブルは、４
つの転送素子を転送される。従って、シャフト２が１７
２回転した場合、２回の磁界回転があったことを測定で
きる。従って、シャフト２の着磁極数を２Ｎとすれば、
本発明の装置は、１／Ｈ回転の分解能で“シャフトの累
積回転数パを測定できる。以下、必要に応じ累積回転数
を累積磁界回転数の意味に用いる。

まず、本発明と従来例を比較すると、 従来装置は、読出しコイル４３．４４により回転磁界を
発生させて、磁気バブルを強制的に転送して磁気バブル
検出器２０の所を通過させ、磁気バブルパターンの読出
しをしていた。

本発明は、読出しコイル４３．４４に代わり、累積回転
数の測定命令信号を受けて回転シャフトを回転させる駆
動手段を備え、これにより、リンク磁石１を特別に回転
させることで磁気バブルを強制的に転送して磁気バブル
検出器２０の所を通過させ、磁気バブルパターンを読出
すようにしたものである。

即ち、本発明の駆動手段は、通常、回転シャフトを回転
させて、その機器特有の作業（例えばバイトの位置を制
御する）を行う手段である。この回転シャフトの累積回
転数を測定する際、本発明は、回転シャフト自身を特別
に（例えばバイトの位置を制御するのでなく）回転させ
て磁気バブルを転送させるようにしたものである。

以下、詳細に動作を説明する。

第１図装置では、シフトレジスタ１７の中に、磁気バブ
ルチップ１０から磁気バブルの特殊配列パターンの一部
を読出しなデータが取込まれるように動作している。従
って、このシフトレジスタ１７のデータ内容力板前記「
メモリホイールの原理」で説明したように、成る決まっ
た数の連続するビットデータであれば、このデータから
、シャフトの累積回転数〈原点からの位置＝現在位置）
を知ることができる。

一方、第１図装置を稼動させる前は、装置の電源はオフ
であり、シフトレジスタ１７の内容は消失している。従
って、シャフト２の累積回転数は分からない。しかし本
発明によれば、電源が復帰すると、次のような動作によ
り、シャフトの累積回転数を正確に測定することができ
る。

第１図装置の電源がオンとなった時、シフトレジスタ１
７の内容は、意味のない内容になっている。

そこで、コントローラ１つは、累積回転数を測定するた
めに、モータ４Ｉ＼信号Ｓ３を加え、モータ４を例えば
Ｂ方向へ成る角度たけ回転（例えば半回転）させる制御
を行う。

このようにシャフト２を成る角度たけ回転させると、シ
フトレジスタ１７の中には、シャフト２の累積回転数に
応じたビットデータが取込まれ、このデータからシャフ
ト２の累積回転数（現在位置）を読出すことかできる。

更に詳しく説明する。

（＾）磁気バブルビットパターンの読取り動作累積回転
数を測定するため、コントローラ１つからの命令Ｓ３に
より、シャフト２かＢ方向へ回転させられると、リング
磁石１も回転する。従って、磁気バブルチップ１０には
、回転磁界が加えられる。

その結果、各磁気バブル３５．３６．３７．・・・は、
磁気バブルチップ１０に設けられた転送素子ループ上を
転送される（第９図参照）、磁気バブル検出器２０は、
例えば第２図に示す２つの磁気バブル検出素子３２３３
で構成することができる。この磁気バブル検出素子３２
．３３は、例えば磁気抵抗素子の作用を持つパーマロイ
の薄膜で構成され、磁気バブル検出素子の部分に磁気バ
ブルが移動してくると、その抵抗値Ｒ３２，Ｒ３３が低
下する。

この２つの磁気バブル検出素子３２．３３の一方の端子
は、第２図、第３図に示すように回路アースに接続され
、検出素子３２の他端は、センスアンプ１３の一入力端
子へ、検出素子３３の他端は、センスアンプの＋入力端
子へ接続される。センスアンプ１３の周辺の電気回路は
、第３図のようになっており、＋入力端子と一入力端子
は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してＶｃｃｔ源にも接続される
。

第３図の回路において、リング磁石１が回転すると磁気
バブル検出素子３２．３３には交番磁界が加えられるの
で、磁気バブル検出素子３２．３３の抵抗値Ｒ３２、Ｆ
１３３は、それぞれ変化し、センスアンプ１３の＋入力
端子と一入力端子に加えられる信号は、第４図（１）　
、ｆ２）のようになる。

リング磁石１の回転により回転磁界が加えられるので、
磁気バブル３５，３６，３７．・・・は転送素子ループ
上を転送され、上述のように磁気バブル検出素子３２．
３３の所を次々と磁気バブルが通過する。磁気バブル検
出素子は、磁気バブルが通過する際、強い磁界を受けて
その抵抗値が低下するので、第４図（１）、　（２）の
ように波形に四部かできる。

ここで２つの磁気バブル検出素子３２と３３は、１ピン
ト離れた位置に配置されているので、例えば第２図のＦ
方向から磁気バブルか転送されてきたとすれば、まず、
センスアンプの一入力端子の信号に四部が現れた後に次
の回転磁界で＋入力端子の信号に凹み部が現れる（第４
図［１）、　ｆ２）参照）。

センスアンプ１３は、差動アンプとして動作するので、
第４図（３）の波形がセンスアンプ１３から得られる。

この第４図（３）の信号をレベルＶＡのコンパレータ１
４に加えることで、第４図（４）の波形を得ることかで
きる。つまり、第４図（４）の波形がら磁気バブルの通
過を検出できる。

即ち、磁気バブルか、メインの磁気バブル検出素子３２
を通過した時発生する凹部のみ取り出され、ダミーの磁
気バブル検出素子３３の方を通過した時の凹部は、コン
パレータ１４から出力されないように動作している。つ
まり、１個の磁気バブルが磁気バブル検出器２０を通過
すると、コンパレータ１４から１個のパルスが出力され
る。

この様に累積回転数を測定するためにリング磁石１が回
転すると、磁気バブルが次々と磁気バブル検出器２０の
所を通過し、そのたびにコンパレータ１４からパルスが
出力される。

ＦＢ）データの取込みタイミング 次にこのコンパレータ１４の出力をシフトレジスタ１７
へ取り込むタイミングを第５図を参照して説明する。第
５図は、各部の実波形の様子を描いた図である。

第１図装置は、転送素子ループ上に形成された磁気バブ
ルの特殊ビットパターンの数ビット分（本明細書では、
１０ビツトで説明）を読出し、この数ビットの情報から
累積回転数を算出している。

特殊ビットパターンを形成する各磁気バブルは、１回転
磁界が加えられるたびに磁界の回転方向へ１転送素子分
たけ転送されるから、磁気バブルチップ１０へ加えられ
た回転磁界の位相に同期してシフトレジスタ１７ヘコン
パレータ１４の出力を取込んでいる。

第５図（１）の波形は、リング磁石１からポール素子１
１（磁気バブルチップ１０）へ加えられた回転磁界の位
相波形を示す。この第５図（１）の交番波形は、２つの
ホール素子１１の出力を合成することにより得られる。

即ち、２つのホール素子１１は、互いに直角の位置関係
に配置されているので、方のホール素子は磁界のＸ軸成
分を、他方のホール素子は磁界のＹ軸成分を測定するこ
とになる。

従って、増幅器１５で、２つの信号を合成することによ
り、第５図（１）の波形を得ることかできる。

第５図（１）の波形に付した数字は、加えられた回転磁
界の数を示している。また、第５図（１）において、交
番波形の周期か一定でないのは、モータ４の回転が一般
に一定でないことによる。

タイミング発生器１６は、第５図（１）の波形を導入し
、この波形の成る位相時において立上がるタイミング信
号ＳＴを発生する（第５図（４）参照）。

これについて説明を加える。第２図に示すように、各転
送素子３１のパターンと、磁気バブル検出素子３２３３
の位置関係が定まると、印加される磁界（ＨＸ、ＨＶ）
の位相と、磁気バブル３５，３６，３７．・・・が磁気
バブル検出素子３２．３３を通過するタイミングとは、
一義的に定まる。即ち、第５図（１）の波形（回転磁界
）の位相と、第５図（２）の波形のピーク位置とは一定
の関係にある。タイミング発生器１６は、第５図（２）
の波形のピークに対応する第５図（１）の波形の位相位
置を予め読取り、この第５図（１）の波形の位相位置に
おいて、第５図（４）のタイミング信号Ｓ丁を発生する
ようにしである。

第５図（２）は、センスアンプ１３の実出力波形であり
、第４図（３）と異なり、実際の波形はこのようにノイ
ズ成分が多く含まれている。この第５図（２）の波形は
、コンパレータ１４を経て、第５図（３）のように波形
整形される。

従って、第５図（４）のタイミング信号の立上がりエツ
ジで、第５図（３）の信号をシフトレジスタ１７に読込
むと、第５図（５）に示す１０１０１００・・・信号が
保存される。この第５図（５）の１０１０１００・・・
信号が、磁気バブルで形成された特殊ビットパターンの
一部である。

ｆｃ）シフトレジスタ１７の内容と磁気バブルパターン
との関係 次に、コントローラ１９の命令に基づきリング磁石１か
回転した結果、シフトレジスタ１７に保存されたビット
パターンが、磁気バブルで形成された特殊ビットパター
ンの一部を適切に読出したものであることを第６図を参
照して説明する。

第６図（１）は、電源オン時における磁気バブル検出器
２０の位置と、磁気バブルのビットパターンの位置関係
例を示したものである。

例えば、シャフト２（モータ４）がコントローラ１９の
制御の下に何回転かして、バイト（図示せず）を駆動し
、その作業を終了したとする。磁気バブルの特殊ビット
パターンは、作業中において、リング磁石１がＡ方向に
回転すればその回転方向に応じて、またＢ方向に回転す
ればＡとは逆の方向へ転送素子ループ上を転送される。

そして、前記作業の終了によりシャフト２を静止させる
と、シャフトの静止位置に相当する転送素子ループ上の
位置で、磁気バブルパターンは停止する。また、電源オ
フ時において、シャフトが何等かの原因で回転すると、
その回転に連れて上述と同様に磁気バブルパターンは、
転送素子ループ上を移動する。

以上のように磁気バブルパターンはシャフト２の回転位
置（累積回転数）に対応した転送素子ループ上の位置に
あり、電源オン時における磁気バブル検出器２０の位置
と、磁気バブルパターンの位置間係が、第６図（１）で
あったとする。

ここで、第６図（１）のビットパターンから連続する１
０ビツトのパターンを順に読出せば、この１０ビツトの
内容より累積回転数を算出できる。

この場合、累積回転数を測定するなめ、コントローラ１
９によりシャフト２を例えばＢ方向へ回転させ、第６図
（１）で、磁気バブルパターンをＢ方向へ１２ビツト分
移動させたとする（１２ビツトに限定せず、１０ビット
分以上回転させればよい）、その結果、第６図（１）に
示すデータｄ１→ｄ２→・・・の順にシフトレジスタ１
７へ取込まれるので、データｄ１２が取込まれた時点で
は、シフトレジスタ１７の保持内容は第６図（２）の如
くなる。即ち、最初に取込まれたデータｄ１．　ｄ２は
、押出される。

累積回転数演算器１８は、第６図（２）の口で囲ったシ
フトレジスタ１７の内容（１０１０１０１００’Ｏ）を
読み込みこれから、ｄｌ２の磁気バブルデータがシフト
レジスタ１７へ取込まれた時のシャフト２の位置（累積
回転数）を算出する。この算出は、例えば、図示しない
テーブルを参照することにより容易に行うことができる
。即ち、「メモリホイールの原理ｊにより、磁気バブル
パターンから連続して切出した成る決まったビット数（
ここでは１０ビ・ント）のビットパターンと、磁界の累
積回転数とは、１対１の関係にある。このテーブルには
、例えば、第６図の（１）におけるＢ方向にとットデー
タを転送した場合にシフトレジスタへ取込まれる磁気バ
ブルパターンの 連続した１０ビットパターン：累積磁界回転数か、対応
して書き込まれている。テーブルの内容例を示すと、 １０ピントのパターン　　　累積磁界回転数（１１２ｄ
ｌｌ　（１１０・・・ｄ６　ｄ５　ｄ４　、ｄ３　　　
　Ｎ１ｄ１１　ｄｌｏ　ｄ９　　・・・ｄ５　ｄ４　ｄ
３　ｄ２　　　　Ｎ２ｄｌｏｄ９ｄ８　　・・・ｄ４　
ｄ３　ｄ２　ｄｌ　　　　Ｎ５ｄ９　　ｄ８　　ｄ７　
　＝−ｄ３　ｄ２　ｄｌ　ｅｌ　　　　Ｎ４ｄ８　　ｄ
７　　ｄ６−ｄ２　ｄｌ　ｅ１ｅ２　　　　Ｎ５ここで
８１、ＢＩＯは、第６図（２）、　（３）、　（４）に
示すシフトレジスタ１７のビットＢ１．　Ｂ１０のこと
である。

このテーブルに記述された累積磁界回転数は、例えば、
シフトレジスタ１７のヒツトＢ１に磁気バブルデータが
取込まれな時のタイミング時における累積磁界回転数で
あると仮定する。説明を加える。

リング磁石は、成る角度回転するたびに１つの回転磁界
を発生させる。そしてそのたびに磁気バブルは、１つず
つ転送素子を移動し、第５図（４）のタイミング信号に
同期して磁気バブルデータがシフトレジスタ１７へ取込
まれる。従って、上記テーブルで、磁気バブルｄ８かシ
フトレジスタ１７のビットＢ１に取込まれた時の累積磁
界回転数は、°゛Ｎ５”である なお、このテーブルに記載された累積磁界回転数は、磁
気バブルチップへ加えられた回転磁界の累積数を意味し
ている。従って、リング磁石１が１回転で、１０個の回
転磁界を発生させるものであれば、Ｎ１〜ＮＩＯ！では
、シャフト２としては同じ累積回転数となる。

このようにして、シフトレジスタ１７に保持されたデー
タを累積回転数演算器１８に取込み、そこで、このデー
タからシャフト２の累積回転数を算出できる。

以上は、累積回転数を測定する際、コントローラ１９か
ら指令して、シャフト２をＢ方向へ特別に回転させ、磁
気バブルパターンを読出したものである。そして、累積
回転数を測定する際、シャフト２を常に一方向く例えば
Ｂ方向）へ特別に回転させることができる機器であれば
、上述の動作のみで累積回転数を測定できる。

しかし、シャフト２の累積回転数に限界があるような機
器に本発明を使用する場合、第１図に示す、回転方向判
別器つと、レジスタ６．７が必要となる。このような機
器の例を上げれば、成る一定Ｘ、ＹＩ域でバイトを駆動
できる装置のＸ、Ｙモータがある。この場合、例えば、
Ｘモータが、Ｂ方向へ限界の回転位置にいる時に累積回
転数の測定命令信号があると、更にＢ方向ヘモータを回
転することができないからである。この場合、Ａ方向に
モータを回転させることになるが、すると、シフトレジ
スタ１７へ取込まれる磁気バブルのデータが、上記テー
ブルに書込まれたビットデータと順序が逆になる。そこ
で、上記テーブルを共通に用いるためには、回転方向判
別器９と、レジスタ６．７が必要となる。これを第６図
と第７図を参照して説明する。

第６図（１）の状態において、累積回転数を測定するた
め、シャフト２（リング磁石１）を第１図のＡ方向へ回
転させたとすれば、磁気バブルは、第６図（１）に示す
Ａ方向へシフトする。ここで磁気バブルを例えば１４ビ
ツト分移動させたとすれば、シフトレジスタ１７には、
第６図（３）の口内に示すようなデータが保存される。

即ち、シフトレジスタ１７のビットＢ１０には、磁気バ
ブルｅ５か保存され、ビットＢ１には、磁気バブルｅ１
４か保存される。この保存配列順序は、既述のテーブル
（Ｂ方向へ磁気バブルか移動したときのパターン）と向
きか逆である。

そこで、累積回転数演算器７８はＡ方向へ回転した結果
得られたデータについては、第６図（４）のように、第
６図（３）のデータの配列方向を入替えて認識する。そ
して、この第６図（４）のビットパターンに対応する累
積磁界回転数を既述したテーブル上で読む。ただし、こ
のままでは不都合が生じている。即ち、第６図（３）で
示すように、実際の移動距離は、Ａ方向へ１４ビツト分
移動したにもかかわらず、第６図（４）のデータは、あ
たかも４ビット分しか移動していないことを示している
からである。その理由は、磁気バブルｅ５がシフトレジ
スタ１７のビットＢ１に保存されており、第６図（１）
の磁気バブルｅ１の位置にｅ５が移動したことを意味し
ているからである。

そこで、累積回転数演算器１８は、累積回転数を測定す
るためにシャフト２がＡ方向へ回転した場合、まず、シ
フトレジスタ１７の保存内容の配列順序を第６図（４）
の如く逆にして認識し、この逆にしたパターンデータか
ら得られた累積磁界回転数に１０を加算している。

なお、シャフト２が、Ａ方向に回転したか、Ｂ方向に回
転したかの情報は、レジスタ７に格納されている。

回転方向判別器９は、Ｂ方向へ回転している時は”１”
、Ａ方向へ回転している時は“０”を出力する。このよ
うな機能は、例えば第７図のようにして容易に実現でき
る。即ち、回転方向判別器９に加えられるＸホール素子
（リング磁石から加えられる磁界のＸ軸成分を測定する
ホール素子）からは、第７図（１）のような波形が出力
され、Ｙホール素子（Ｙ軸磁界成分を測定するホール素
子）からは、第７図（２）の波形が出力される。この波
形をパルス波形に整形すると、それぞれ第７図（３）　
、１４）のようになる。第７図（３）、　Ｔ４）に示す
２つのパルス波形の相互の位相関係は、Ａ方向の回転と
、Ｂ方向の回転とで逆になる。即ち、ＸパルスとＹパル
スの立上がりエツジの発生順序が逆になる。従って、回
転方向判別器９は、第７図（３）（４）の位相関係を見
ることにより、レジスタ７へＢ方向回転時には“１”、
Ａ方向回転時には“０”の信号を出力することかできる
。なお、Ａ又はＢの回転方向を判別する手段は上述に限
定しない。例えば機械的手段で、回転方向を判別するこ
ともできる。

また、累積回転数を測定するためにシャフト２をＡ方向
とＢ方向のどちらにも回転できる機器に使用する場合、
エラービットの信号を出力する機能を備える必要がある
。説明を加える。シフトレジスタ１７へ取込むデータは
、一方向へ向かって連続した１０ビツトのデータでなけ
れば、累積回転数を測定できない、従って、シフトレジ
スタ１７ヘデータを取込み中にシャフトの回転方向が逆
転すると、取込むビットパターンの配列順序が壊される
。

このような点に基づき、回転方向判別器９は、同一方向
の回転で、かつ１０データ以上がコンパレータ１４から
シフトレジスタ１７へ加えられた場合に、レジスタ６の
内容を“０′°　（エラーなしの意味）としている、こ
のような機能は、計数手段と、回転方向の情報を持つこ
とで容易に実現できる。

従って、累積回転数演算器１８は、レジスタ６の内容が
“１″　（エラー時）の時、データの読込みを行わない
。

以上のように停電後、電源が復帰すると直ちにシャフト
２の累積回転数（現在位置）を知ることかできるので、
コントローラ１９は、この現在位置より所望の動作をお
こなわせる位置へシャフトを回転させることができる。

く本発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、次の効果が得られる
。

（１）読出しコイルを必要とすることなく、磁気バブル
のビットパターンを読取ることができるので、発明が解
決しようとする課題の項に記載した問題を解決すること
ができる。

（２）読出しコイルを駆動する回路部分が不要となり、
回転数検出器としての回路を大幅に削減することができ
る。

（３）読出しコイルを用いて累積回転数を読出す場合、
読出し動作中に、シャフト２か回転すると、磁気バブル
のビットパターンが破壊される恐れがある（その理由は
、特願平２−０５０５４４号に記載）。

本発明によれば、リング磁石以外の磁界か新たに加わる
ようなことがないので、このような恐れはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転数検出器の構成例を示す図
、第２図〜第４図は磁気バブル検出器周辺の動作を説明
する図、第５図と第６図はシフトレジスタへデータを取
込む動作を説明する図、第７図は回転方向判別器を説明
する図、第８図と第９図は従来例を説明する図である。 １・・・リング磁石、２・・・シャフト、４・・・モー
タ、６．７・・・レジスタ、９・・・回転方向判別器、
１０・・・磁気バブルチップ、１３・・・センスアンプ
、１７・・・シフトレジスタ、１８・・・累積回転数演
算器。 第３図 第４区 （４）　コンパレータ 出力 第８図 第９図 Ｊ］ 転送素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転シャフトに取付けられた永久磁石の磁界を転送素子
   ループが設けられた磁気バブルチップへ加えて、ビット
   パターンを形成する磁気バブルを転送素子ループ上で移
   動させ、このビットパターンの一部を読出して回転シャ
   フトの累積回転数を測定する装置において、 前記累積回転数の測定命令信号を受けて、前記回転シャ
   フトを回転させる駆動手段と、 前記転送素子ループ上に設けられ、通過する磁気バブル
   の有無を検出する磁気バブル検出器と、を備え、 前記手段により回転シャフトを回転させることで磁気バ
   ブルを転送させ、前記磁気バブル検出器により、磁気バ
   ブルのビットパターンの一部を読取るようにした回転数
   検出器。