JPH01138772A - 移動検出装置 - 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） この発明は、移動検出装置に関し、特に構成が単純で、
かつ、バッテリを電源とする場合に好適な電力消費の少
ない移動検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

移動量の計測には、一般に光学式または磁気式のエンコ
ーダが用いられる。前者は、ＬＥＤ等の発光素子と、フ
ォトダイオード等の受光素子を回転軸に取り付けたスリ
ット円板を挟む形で設け、回転に伴う光量変化から回転
角を計測するものである。後者は、回転軸に取り付けた
多極着磁されたマグネットロータと、これに対向して設
けた磁気抵抗素子またはホール素子からなり、回転に伴
う磁界変化による素子出力電圧の変化から回転角を計測
するものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ＬＥＤもホール素子も共に駆動するため
には数ミリアンペア以上の電流が必要であり、バッテリ
を電源とする上で障害となっていた。

また、磁気式、光学式のいずれのエンコーダの出力信号
も、９０°位相の異なる２つの方形波として得られるの
で、これから位置信号を得るためには、一方の相の信号
の立上がり、立下がりを検出し、他方の相の信号のレベ
ルと合わせて回転方向を判断し、位置を示すカウンタの
増減を行う必要がある。このため、移動量計測装置が複
雑となるばかりでなく、形状も大きくなり、かつ高価な
ものとなるという問題点があった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、消費電力が少なく、かつ簡単な構成で小形に構成で
きる移動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） この発明にかかる移動検出装置は、磁性体と検出部とか
ら構成され、磁性体としては一定ピッチの多数の磁極を
有する構成とし、検出部としては磁気ヒステリシス特性
が急峻な立上がりを有するコアに巻回してなるコイルと
、このコイルの出力を電源としてコイルと９０゛位相の
異なる位置に磁性体に対向配置されたホール素子とで構
成したものである。

〔作用〕

この発明においては、コイルが可動体または固定体の磁
極の変化する個所に来たときパルスが発生し、これが電
源としてホール素子に供給される。

一方、ホール素子はコイルと９０’位相が異なった位置
にあるので、コイルが発生したパルスを電源として、そ
の時対向している磁極に応じた極性の出力を出す。この
出力により移動が検知される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図である。この
図において、１０は磁性体で、一定ピツチで、Ｎ極１１
．Ｓ極１２の着磁が施されている。なお、１３は磁極境
界を示す。この実施例では、この磁性体１０が可動側と
なる。２ｏは検出部で、下記のように構成される。２１
はコイルで、コア２２に巻回されており、かつ、磁性体
１０と対向配置されている。２３はホール素子で、同じ
く磁性体１０と対向配置され、かつ、コイル２１と９０
°位相の異なる位置に設けられる。そして、コイル２１
の出力を電源として作動するように接続されている。２
４．２５はコンパレータで、ホール素子２３の出力をそ
の極性に応じてそれぞれの基準電圧Ｖ　ｒｅｆｌ、　Ｖ
　ｒｅｆ２と比較し、基準電圧Ｖ　ｒｅｆ、、　Ｖ　ｒ
ｅｆ２　　以上のときコンパレータ２４または２５から
出力が得られる。２６はアップダウンカウンタで、アッ
プ端子２６ａ。

ダウン端子２６ｂを備え、これらの両端子２６ａ、　２
５ｂにコンパレータ２４，２５の出力が印加される。そ
して、上記２１〜２６で固定側となる検出部２０が構成
される。

コア２２は、アモルファス金属繊維等の大バルクハウゼ
ンジャンプを示す材料で構成される。これは第２図に示
すようなり−Ｈ特性を有する。そのため、外部磁界Ｈが
一定の値となったとき磁束密度Ｂが急峻に変化する磁化
の反転を生じる。すなわち、第１図で、磁性体１０が矢
印の向きに移動し、磁極境界１３がコア２２を通過する
と、コア２２の磁化の反転が生じ、コイル２１にパルス
状の起電力を生じる。この起電力の極性は、磁性体１０
（７）磁極が、Ｎ−Ｓと変化する場合と、Ｓ→Ｎと変化
する場合で逆になる。

次に第１図の実施例の動作について説明する。

前述したように磁極境界１３がコア２２　ヲ通ｒしたと
き、コイル２１に起電力が発生し、これがホール素子２
３に電源として与えられる。ホール素子２３の出力電圧
は、符号を含めて与えた電圧と磁界の積に比例する。第
１図の構成で矢印の向きに磁性体１ｏが移動する場合、
コイル２１部分の磁極がＮ→Ｓと変化する時はホール素
子２３はＳ極に対向し、コイル２１部分の磁極がＳ−Ｎ
と変化する時はホール素子２３はＮ極に対向する。

したがって、何れの場合もホール素子２３の出力端子に
は同一極性の電圧パルスが現れる。

磁性体１０が矢印と逆の向きに移動する場合は、コイル
２１部分の磁極がＳ−Ｎと変化する時はホール素子２３
がＳ極に対向し、コイル２１部分の磁極がＮ−３と変化
する時はホール素子２３がＮ極に対向するため、ホール
素子２３の出力端子には矢印の向きに磁性体１０が移動
する場合とは逆の極性の電圧パルスが現れる。

上記ホール素子２３の電圧パルスは、コンパレータ２４
．２５によフてそれぞれ増幅、波形整形され、アップダ
ウンカウンタ２６のアヅプ端子２６ａ、ダウン端子２６
ｂにそれぞれ印加される。このためアップダウンカウン
タ２６は、コイル２１部分を磁極境界１３が通過する毎
に、上述のように移動方向に応じてアップまたはダウン
が行われ、常に現在の位置を示すことになる。

第３図は、この発明の他の実施例を示すものである。こ
の実施例は磁性体１０を回転させるようにし、かつ、コ
イル２１．コア２２．ホール素子２３を一体化した点が
第１図の実施例と異なる点である。

第３図において、１４は回転軸で、これに円板状のマグ
ネットからなる磁性体（回転板）１０を取り付けである
。磁性体１ｏは第４図に正面図を示すように、Ｎ極１１
．Ｓ極１２が交互に配置された構成をとっている。２７
はセンサで、第５図にその詳細を示すように、コイル２
１．コア２２およびホール素子２３を樹脂等で固めて一
体化し、これにシールドケーブル２８を取り付けて図示
しない回路部分に接続するようにしたものである。この
場合もホール素子２３はコイル２１に対して９０°位相
が異なるように配置される。この実施例では磁性体１０
の回転角が測定できる。

なお、上記第１図、第３図の実施例では磁性体１０を移
動させたり回動させたりしたが、磁性体１０を固定側と
し、検出部２ｏを可動側としてもよい。また、実際上は
コイル２１とホール素子２３の間隔は正確に９０°位相
が異なっていなくても、磁極境界１３をコイル２１が通
過するとき、ホール素子２３がＮ極１１またはＳ極１２
に完全に対向していればよい。

（発明の効果） この発明は以上詳細に説明したように、一定ピツチの多
数の磁極を有する磁性体と；この磁性体に対向配置され
た磁気ヒステリシス特性が急峻な立上りを有するコアに
巻回してなるコイルと、このコイルの出力を電源として
コイルと９０°位相の異なる位置に磁性体に対向配置さ
れたホール素子と、このホール素子とよりなる検出部と
；から構成したので、ホール素子の電源が不必要となり
、そのため全体の電力消費を僅少に抑えることができ、
バッテリを電源とする場合に好適である。また、ホール
素子が対向する磁極の中央に対向したときに電源が供給
され作動状態となるので、ホール素子から不必要な出力
が出なくなり、正確な検出を行うことができる。しかも
構成が単純で小形化でき、カウンタを接続すれば直ちに
穆勤量を計測できる等の優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は、
第１図に用いるコアのＢ−Ｈ特性図、第３図はこの発明
の他の実施例を示す要部の構成図、第４図は、第３図の
実施例の磁性体の正面図、第５図は同じくセンサの断面
略図である。 図中、１０は磁性体、１１はＮ極、１２はＳ極、１３は
磁極境界、２０は検出部、２１はコイル、２２はコア、
２３はホール素子、２４．２５はコンパレータ。２６は
アップダウンカウンタ、２７はセンサ、２８はシールド
ケーブルである。 第２図 Ｂ 第４図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一定ピッチの多数の磁極を有する磁性体と；この磁性
   体に対向配置された磁気ヒステリシス特性が急峻な立上
   がりを有するコアに巻回してなるコイルと、このコイル
   の出力を電源として前記コイルと９０°位相の異なる位
   置に前記磁性体に対向配置されたホール素子からなる検
   出部と；よりなることを特徴とする移動検出装置。