本発明の一実施形態は、回転体の回転に� ��じてパルス信号を発生するパルス信号発生� ��として構成される。このパルス信号発生装� ��は、回転体の回転軸に固定されたマグネッ� ��と、磁性素子とその磁性素子に巻回された� ��出コイルとを含み、回転体の回転に伴って� ��グネットが近傍を通過するときにパルス信� ��を出力する磁気検出器とを備える。磁気検� ��器の磁性素子と、これに対向配置されるマ� ��ネットの一方の磁極と、回転軸とにより磁� ��が形成されるよう、これら磁性素子、磁極� ��よび回転軸の位置決めがなされている。

 磁気検出器は、回転軸の周方向に対して� ��定の間隔で複数配置されていてもよい。こ� ��ように構成すれば、各磁気検出器から出力� ��れる複数のパルス信号の状態を比較するこ� ��により、回転体の回転方向を検出すること� ��できる。

 磁性素子は、回転軸に対して所定の間隔� ��もって並設され、マグネットに対して長手� ��向にずれるように対向配置されるのが好ま� ��い。磁性素子の長手方向中央位置がマグネ� ��トとの対向位置からずれるようにすること� ��、磁性素子、磁極および回転軸による磁路� ��一方向に確定し、安定に形成されるように� ��る。

 その場合、磁性素子の一端が他端よりマ� ��ネットに近接するように配置されると、マ� ��ネットからの磁束が磁性素子に効率よく導� ��れ、マグネット、磁性素子および回転軸に� ��まれる磁気回路が形成されやすくなる。

 さらに、磁性素子の他端が一端よりも回� ��軸に近接するように配置されていると、磁� ��素子と回転軸との磁気ギャップが小さくな� ��、安定した磁路を形成することができる。

 磁性素子は、大バルクハウゼンジャンプ� ��起こしうる磁性体からなるものが好ましい� ��その場合、磁性素子は磁性ワイヤとして構� ��されていてもよい。ここでいう「大バルク� ��ウゼンジャンプを起こしうる磁性素子」と� ��、マグネットから受ける磁束密度が所定値� ��超えたときに急激な磁化状態の反転を発生� ��せる素子であり、無電源で動作できる。こ� ��ため、低消費電力が要求される装置に効果� ��に組み込むことができる。

 なお、「大バルクハウゼンジャンプを起� ��しうる磁性素子」の動作原理については、� ��えば特許第3673413号公報にも記載のように公 知である。ここでは、そのような磁性素子と して、強磁性体を線引きして得られた強磁性 体ワイヤにひねり応力を加えて形成した磁性 ワイヤを用いることができる。この磁性ワイ ヤは、中心部から外周部へいくほど多くひね られた結果、外周部と中心部で磁気特性が異 なり、中心部が外周部よりも大きな磁界によ ってその磁化方向を変える。すなわち、外部 磁界の大きさによっては外周部の磁化方向が 変わっても中心部の磁化方向が変わらない状 態が存在し、その外部磁界の強さがある臨界 強度を超えたときに磁性ワイヤ全体として磁 化方向が急激に反転する。「大バルクハウゼ ンジャンプ」は、このように磁化状態が急激 に反転する現象であり、その現象を利用する ことにより、急峻なパルス状の出力信号(電� �信号)を得ることができる。したがって、回� ��体の回転速度が低い状態であってもパルス� ��確実にとらえることができ、回転検出の精� ��を確保することができる。なお、「大バル� ��ハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子」� ��ついては、このようなワイヤ状の磁性素子� ��限らず、薄膜状、厚膜状その他の形状で同� ��の挙動を示す他の種々な磁性素子を使用す� ��ことができる。

 以上に述べたパルス信号発生装置は、回� ��軸の回転に応じてパルス信号を発生するモ� ��タや発電機などの回転機に、パルス信号発� ��部として組み込むことができる。その場合� ��上記磁気検出器とそのパルス信号を処理す� ��回路とが実装された回路基板を、回転機の� ��ディに組み付けるように構成してもよい。� ��るいは、回転機を含むアクチュエータのボ� ��ィにその回路基板を組み付けるようにして� ��よい。回転機の制御装置が別途設けられて� ��る場合には、その制御装置内にその回路基� ��を設置してもよい。

 また、モータの回転特性を取得し、その� ��転特性に基づいて前記モータを駆動するこ� ��により制御対象を制御する制御装置に対し� ��このパルス信号発生装置の機能を組み込ん� ��もよい。ここでいう「回転特性」は、モー� ��の回転数、回転速度、回転周期、あるいは� ��転周波数などを含みうる。その制御装置は� ��磁気検出器から出力されるパルス信号を処� ��して出力する回路と、その回路からの出力� ��号に基づいてモータの回転特性を算出する� ��算部と、算出された回転特性に基づいてモ� ��タを駆動制御する制御部とを備えるもので� ��よい。例えばパワーウィンド、スライティ� ��グルーフ、あるいは自動ドアやシャッタな� ��、モータに駆動され、そのモータの回転数� ��回転検出センサにより検出しつつ駆動制御� ��行われる装置の制御装置として構成されて� ��よい。その制御装置は、上記回路からの出� ��信号に基づいてモータの回転速度を算出し� ��その回転速度に応じて予め設定した制御モ� ��ドへ移行して、モータの回転制御を実行す� ��ものでもよい。パワーウィンド制御装置と� ��て構成された場合、その制御部は、非制御� ��にもかかわらず信号が出力された場合に、� ��め設定された制御モードを実行するように� ��てもよい。この制御モードは、例えば外部� ��荷によりドアガラスが開方向に強制的に動� ��された場合に所定の閉動作をさせるような� ��キュリティモードであってもよい。

 以下、図面を参照しつつ本発明を具体化� ��た実施例について詳細に説明する。以下の� ��施例は、本発明のパルス信号発生装置の機� ��をパワーウィンド制御装置に組み込んで具� ��化したものである。

[実施例]
 図1は、実施例に係るパワーウィンド制御装 置の概略構成を表す図である。説明の便宜上 、同図には運転席に設けられたパワーウィン ド制御装置が示されている。 
 本実施例のパワーウインド制御装置は、車� ��のドアガラス2を昇降させるレギュレータ4� �駆動制御するものであり、そのレギュレー� �4を駆動するモータアクチュエータ6と、モー タアクチュエータ6を駆動する制御ユニット8� ��備える。

 モータアクチュエータ6は、レギュレータ 4を駆動するモータ10、そのモータ10を駆動す� ��モータ駆動回路12、モータ10の回転状態を検 出する回転検出センサ14を含む。モータ10は� �その回転軸が減速ギヤを介してレギュレー� �4の図示しないアームに接続されており、正� ��によりアームを伸長させてドアガラス2を閉 じる方向に上昇させ、逆転によりアームを縮 小させてドアガラス2を開く方向に下降させ� �。

 モータ駆動回路12は、制御ユニット8から� ��指令信号に基づいてオン・オフ動作を行う� ��数のリレー回路を含む。各リレー回路はト� ��ンジスタを備えており、このトランジスタ� ��の通電状態を切り替えることで各リレーの� ��続切替えが行われる。それにより、モータ1 0に正転方向または逆転方向の電圧が印加さ� �るように構成されている。

 回転検出センサ14は、モータ10の回転に応 じたパルス信号を制御ユニット8に向けて出� �するものであり、本実施例ではモータ10に一 体に組み付けられている。回転検出センサ14� ��、モータ10の回転軸に固定されたマグネッ� �22に対向配置されて大バルクハウゼンジャン プを起こしうる2つの磁気検出器24,26を含んで 構成される。この回転検出センサ14の詳細な� ��成については後述する。

 制御ユニット8は、マイクロコンピュータ (以下「マイコン」と表記する)30を中心に構� �されており、電源回路32、スイッチ入力回路 34、通信回路36を含んで構成される。電源回� �32は、図示しないバッテリの電源電圧をマイ コン30等の各部に供給する。また、イグニッ� ��ョンスイッチ(以下「IGスイッチ」と表記す� ��)40からの入力信号が、電源回路32を介して� �イコン30に入力される。マイコン30は、各種� ��算処理を実行するCPU、各種制御プログラム� ��格納するROM、データ格納やプログラム実行� ��ためのワークエリアとして利用されるRAM、� ��出力インターフェース、計時用のタイマ等� ��備える。

 スイッチ入力回路34は、運転者によるパ� �ーウィンドスイッチ(「PWスイッチ」と表記� �る)42の操作に応じた入力信号をマイコン30に 入力する。スイッチ入力回路34はマニュアル� ��イッチおよびオートスイッチを含み、マニ� ��アルスイッチは開スイッチおよび閉スイッ� ��からなる。開スイッチは、運転者がPWスイ� �チ42を1段階押し下げたときにオンされ、そ� �押し下げ操作の期間中のみドアガラス2を開� ��向に動作させるための信号を出力する。閉� ��イッチは、運転者がPWスイッチ42を1段階引� �上げたときにオンされ、その引き上げ操作� �期間中のみドアガラス2を閉方向に動作させ� ��ための信号を出力する。一方、オートスイ� ��チは、PWスイッチ42が2段階操作されること� �よりオンし、運転者の操作解除後もドアガ� �ス2の開方向または閉方向の動作を継続させ� ��ための信号を出力する。

 通信回路36は、車両に搭載された図示し� �い中央制御ユニットとの双方向通信を行う� �めの回路であり、図示しない通信ラインを� �して中央制御ユニットに接続されている。� �央制御ユニットは、運転席に設けられた制� �ユニット8、助手席に設けられた制御ユニッ� ��、および左右後席にそれぞれ設けられた制� ��ユニットに接続されており、これらを統括� ��に管理する。運転席には、助手席および後� ��のドアガラスを駆動制御するためのPWスイ� �チも設けられており、運転者がこれらを操� �することにより、その操作指令信号が中央� �御ユニットを介して各席の制御ユニットに� �送される。

 マイコン30は、各種センサ・スイッチや� �信回路36からの入力信号に基づいて所定の演 算処理を行い、モータ駆動回路12に向けて制� ��信号を出力する。また、必要に応じて中央� ��御ユニットとの通信を行う。

 図2は、モータの具体的構成を表す斜視図で ある。 
 モータ10は、小型直流モータとして構成さ� �ており、筒状のハウジング50の内部に図示し ない固定子および回転子が収容され、その端 部を封止するブラケット52から回転軸20の一� �を露出させている。モータ10の内部には、回 転子を構成する回転軸20,電機子,整流子、回� �軸20を回転自在に支持する軸受部、整流子に 摺動接触するブラシ等が配置されているが、 その内部構成については一般的であるため、 ここではその詳細な説明を省略する。

 回転軸20は、強磁性体からなる出力軸で� �り、その先端部には円筒ギヤ54が圧入されて いる。モータ10の動力は、回転軸20、円筒ギ� �54および減速ギヤを介してレギュレータ4に� �達される。回転軸20のブラケット52と円筒ギ� ��54との間には、円板状のマグネット22が固定 され、そのマグネット22に対向するように回� ��検出センサ14が配置されている。

 図3は、モータの本体の構成を表す斜視図で ある。図4は、回転検出センサの構成を表す� �視図である。図5は、磁気検出器の構成を表� ��斜視図である。 
 図3に示すように、モータ10のブラケット52� �端面には、内部からの磁束の漏洩を遮蔽す� �磁気シールド板56が装着されている。マグネ ット22は、N極とS極がその周方向に約90度の幅 で隣接配置されるように設けられた4極のマ� �ネットからなり、回転位相の約90度ごとにそ の磁極の境界が現れるように構成されている 。

 図4に示すように、回転検出センサ14は、� ��グネット22に対向配置されるホルダ60、ホル ダ60に埋設された回路基板62、およびホルダ60 に固定されるとともに回路基板62に実装され� ��磁気検出器24,26を含んで構成されている。� �ルダ60は、非磁性体からなる平板状の本体64� ��、その本体64の端縁にて立設された支持部66 を有する。回路基板62は、この本体64に埋設� �れており、後述するパルス変換回路を構成� �る複数の回路素子を実装している。支持部66 は、回転軸20およびマグネット22を半円状に� �囲可能なボス部からなる。そのボス部は、� �の先端に向かうほど回転軸20に近接するテー パ面68を有し、そのテーパ面68に沿って磁気� �出器24,26が固定されている。したがって、図 示のように、磁気検出器24と磁気検出器26と� �、その一端側が他端側よりも互いに近接す� �ように配置されている。図2に示したように� ��本体64は、回転軸20に対してほぼ直角に配置 され、その回転軸20側の端部に支持部66が連� �されている。本体64は、図示しない固定部材 によりモータ10のハウジング50に固定されて� �る。支持部66は、その本体64側の基端部にて� ��グネット22に近接するようにこれを包囲し� �その先端側にて回転軸20に近接するようにこ れを包囲している。

 図5に示すように、磁気検出器24は、長尺� ��の磁性ワイヤ70の一部に検出コイル72が巻回 されて構成されている。磁性ワイヤ70は、大� ��ルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性体� ��らなる。検出コイル72の両端には端子74,76が それぞれ接続されている。これら磁性ワイヤ 70、検出コイル72および端子74,76は、非磁性体 からなる有底円筒状のケース78に収容されて� ��る。ケース78内には樹脂材が充填され、各� �を安定に固定している。ケース78の開口部か らは端子74,76が露出しており、各端子は半田� ��より回路基板62上の配線に接続されている� �なお、磁気検出器26については磁気検出器24� ��同様の構成を有するため、その説明につい� ��は省略する。

 図6は、回路基板上に構成されるパルス変換 回路を表す図である。なお、説明の便宜上、 同図には一方の磁気検出器24についての回路� ��成が示されている。 
 図示のように、磁気検出器24における検出� �イル72の一方の端子74は、トランジスタ80の� �ースに接続されており、このトランジスタ80 のコレクタに接続された抵抗82を介して電源� ��路32に接続されている。トランジスタ80のエ ミッタは、グランドラインに接続されている 。トランジスタ80のベースとグランドライン� ��の間にはダイオード84が接続されている。� �イオード84のカソードが検出コイル72とトラ� ��ジスタ80との接続点に接続されており、ア� �ードがグランドラインに接続されている。� �方、検出コイル72の他方の端子76は、トラン� ��スタ90のベースに接続されており、このト� �ンジスタ90のコレクタに接続された抵抗92を� ��して電源回路32に接続されている。トラン� �スタ90のエミッタは、グランドラインに接続 されている。トランジスタ90のベースとグラ� ��ドラインとの間にはダイオード94が接続さ� �ている。ダイオード94のカソードが検出コイ ル72とトランジスタ90との接続点に接続され� �おり、アノードがグランドラインに接続さ� �ている。

 これにより、検出コイル72、トランジス� �80、ダイオード94による閉回路が形成され、� ��出コイル72の端子74側が正電圧となったとき にトランジスタ80がオンにされる。一方、検� ��コイル72、トランジスタ90、ダイオード84に� ��る閉回路が形成され、検出コイル72の端子76 側が正電圧となったときにはトランジスタ90� ��オンにされる。トランジスタ80と抵抗82との 接続点からは出力信号SA1(出力電圧)が取り出� ��れて、マイコン30に入力されるようになっ� �いる。また、トランジスタ90と抵抗92との接� ��点からは出力信号SA2(出力電圧)が取り出さ� �て、マイコン30に入力されるようになってい る。

 このような構成から、モータ10が回転し� �マグネット22のN極が磁気検出器24を通過する ときにトランジスタ80がオンされ、出力信号S A1(出力電圧)がオンからオフに切り替わる矩� �のパルス信号として出力される。また、マ� �ネット22のS極が磁気検出器24を通過するとき にはトランジスタ90がオンされ、出力信号SA2( 出力電圧)がオンからオフに切り替わる矩形� �パルス信号として出力される。上述のよう� �、磁気検出器24は、磁性素子として大バルク ハウゼンジャンプを起こしうる磁性ワイヤ70� ��含むため、誘導起電力によるその出力信号� ��、急峻な出力信号として各トランジスタに� ��力される。このため、各パルス信号SA1,SA2も 急峻なパルス信号としてマイコン30に入力さ� ��ることになる。

 なお、磁気検出器26についても同様の回� �構成を有し、回転検出センサ14は、マグネッ ト22のN極が磁気検出器26を通過するときに同� ��のパルス信号SB1を出力し、S極が磁気検出器 26を通過するときに同様のパルス信号SB2を出� ��する。その詳細については後述する。

 図7は、モータの回転検出部の概略構成を表 す図である。(A)はその斜視図を表し、(B)はそ の側面図を表している。 
 同図(A)に示すように、モータ10の回転軸20に は、N極およびS極が周方向に順次配置された4 極のマグネット22が固定されている。一方、� ��気検出器24,26は、回転軸20の周方向に約45度� ��間隔で配置されている。各磁気検出器は、� ��転軸20やマグネット22と非接触にて配置され ているが、その端子側の端部がマグネットに 近接するように配置され、その反対側の端部 が回転軸20に近接するように配置されている� ��その結果、同図(B)に示すように、モータ10� �回転に応じて磁気検出器24または26(より正確 にはその磁性ワイヤ70)と、これに対向するマ グネット22の磁極と、回転軸20とにより囲ま� �る磁路(図中一点鎖線参照)が形成される。こ のため、モータ10の回転に応じて各磁気検出� ��に対向する磁極が切り替わるごとに磁路を� ��成する磁界の方向が切り替わり、各磁気検� ��器からその切り替わりに応じたパルス信号( パルス電圧)が出力される。なお、本実施例� �おいては、磁路における磁気ギャップを極� �小さくするために各磁気検出器を回転軸20に 対して傾けるようにしたが、変形例において は、各磁気検出器を回転軸20に対して平行に� ��置してもよい。

 次に、本実施例に係るモータ10の回転速� �の検出方法について説明する。図8は、モー� ��の回転周期の算出方法を表す説明図である� ��同図には、上段から磁気検出器24から出力� �れる信号A、磁気検出器26から出力される信� �B、回転検出センサ14を介して出力される信� �Aに基づくパルス信号SA1,SA2、回転検出センサ 14を介して出力される信号Bに基づくパルス信 号SB1,SB2が示されている。同図の横軸は時間� �経過を表している。

 図示のように、モータ10の回転に応じて� �グネット22が90度回転するごとに、磁気検出� ��24から信号Aが出力される。すなわち、磁気� ��出器24がマグネット22のS極に対向した状態� �らN極に対応する状態に切り替わったときに� ��パルス信号SA1が瞬時的にHレベルからLレベ� �に切り替わる。一方、磁気検出器24がマグネ ット22のN極に対向した状態からS極に対応す� �状態に切り替わったときに、パルス信号SA2� �瞬時的にHレベルからLレベルに切り替わる。 また、磁気検出器26がマグネット22のS極に対� ��した状態からN極に対応する状態に切り替わ ったときに、パルス信号SB1が瞬時的にHレベ� �からLレベルに切り替わる。一方、磁気検出� ��26がマグネット22のN極に対向した状態からS� ��に対応する状態に切り替わったときに、パ� ��ス信号SB2が瞬時的にHレベルからLレベルに� �り替わる。本実施例においては、磁気検出� �24と磁気検出器26との配置がマグネット22を� �心に互いに約45度ずれているため、各磁気検 出器から出力されるパルス信号も約45度の位� ��差をもって出力される。変形例においては� ��磁気検出器24と磁気検出器26との配置が、こ れとは異なる角度で互いにずれるように配置 されていてもよい。

 本実施例では図示のように、時刻t1からt7 にかけて回転軸20が45度回転するごとに、い� �れかのパルス信号が出力される。マイコン30 は、回転検出センサ14から順次出力されるパ� ��ス信号を取得し、そのパルス間の経過時間� ��位相差に基づいて1回転あたりの時間、つま りモータ10の回転周期を算出する。そして、� ��の回転周期から回転速度を算出してパワー� ��ィンド制御に用いる。仮に、時刻t6とt7との 間に図示のようにモータ10の停止期間があっ� ��としても、時刻t7にてパルス信号が出力さ� �ると、マイコン30がこれを検知してモータ10� ��回転再開、つまりドアガラス2の駆動を検出 することができる。なお、パルス信号が急峻 でありそのオフ期間が短いため、マイコン30� ��これをラッチするためのラッチ回路を備え� ��が、その詳細については省略する。

 マイコン30は、通常の制御時においては� �次検出されるパルス信号に基づいて、モー� �10の回転数、ひいてはドアガラス2の位置を� �出し、予め設定されたパワーウィンド制御� �実行する。一方、車両の駐車時などエンジ� �停止時において、例えば車上ねらい等によ� �てドアガラス2が強制的に開かれようとする� ��、各磁気検出器からパルス信号が出力され� ��。マイコン30は、仮にスリープ状態にあっ� �も、そのパルス信号の入力によってウエイ� �アップし、ドアガラス2を閉方向に駆動して� ��の腕が入らない程度の所定の小開度状態に� ��持するなど、予め設定されたセキュリティ� ��御モードを実行する。

 以上に説明したように、本実施例におい� ��は、モータ10の回転に応じて磁気検出器24ま たは26(より正確には磁性ワイヤ70)と、これに 対向するマグネット22の磁極と、回転軸20と� �より磁路が形成される。磁性ワイヤ70が大バ ルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性体か らなるため、モータ10の回転に応じて各磁気� ��出器に対向する磁極が切り替わるごとに磁� ��を形成する磁界の方向が急峻に切り替わり� ��磁気検出器からその切り替わりに応じたパ� ��ス信号が出力される。磁性ワイヤ70の磁化� �向がマグネット22から受ける磁束密度の変化 によって切り替わるため、検出コイル72が受� ��る磁束の変化による誘導起電力が発生し、� ��気検出器からは無電源にてパルス信号の出� ��が可能になる。また、回転軸20が磁路の一� �を構成するため、マグネット22以外にバイア ス用のマグネットを別途設けたり、あるいは 交番磁界を発生させるための一対の磁石を設 けたりするといった必要がなく、簡素な構成 にて低コストに実現することができる。また 、パルス信号が急峻であるため、モータ10が� ��低速で回転しても、マイコン30側でこれを� �出することができる。

 本発明は上述の各実施例に限定されるも� ��ではなく、当業者の知識に基づいて各種の� ��計変更等の変形を各実施例に対して加える� ��とも可能であり、そのような変形が加えら� ��た実施例も本発明の範囲に含まれうる。

 上記実施例では、磁性素子の具体例とし� ��直線状の磁性ワイヤ70を例示したが、例え� �L字状あるいはU字状といったように、屈曲し た形状をなすワイヤであってもよい。あるい は、ワイヤではなく所定断面を有する柱状の 部材、あるいは膜状の部材により磁性素子を 形成してもよい。いずれにしても、その磁性 素子の一端がマグネット22に近接する一方、� ��端が回転軸20に近接するようにして磁路を� �定に形成するのが好ましい。

 上記実施例では、N極およびS極を2つずつ� ��置した4極のマグネット22を例示したが、N極 とS極が1つずつ、あるいは3つ以上ずつ設けら れて、周方向に順次配置される2極、6極・・� ��といったマグネットを採用することもでき� ��。

 上記実施例では、図8に示したように、各 磁気検出器が対向する磁極が切り替わるごと に各磁気検出器から出力される全てのパルス 信号に基づいて回転周期、ひいては回転速度 が算出される例を示した。変形例においては 、その一部のパルス信号を用いてその演算処 理を行うようにしてもよい。例えば、各磁気 検出器が対向する磁極がS極からN極に切り替� ��るごとに各磁気検出器から出力されるパル� ��信号SA1,SB1のみに基づいて回転速度等を算出 するようにしてもよい。逆に、各磁気検出器 が対向する磁極がN極からS極に切り替わるご� ��に各磁気検出器から出力されるパルス信号S A2,SB2のみに基づいて回転速度等を算出するよ うにしてもよい。例えば、磁性素子に対して 一方の磁極による磁化の影響が大きい場合な どの偏りがある場合に、その磁化の影響の大 きい側のパルス信号のみを用いるようにして もよい。

 上記実施例では、本発明の回転検出方法� ��パワーウィンド制御装置におけるモータの� ��転検出に適用したが、車両のスライティン� ��ルーフ、自動ドアやシャッタなど、モータ� ��駆動され、そのモータの回転数を回転検出� ��ンサにより検出しつつ駆動制御が行われる� ��御装置に適用してもよい。あるいは、モー� ��ではなく、発電機等その他の回転機の回転� ��出や、流量センサ等の回転体の回転検出に� ��用してもよい。