回転方向検出装置および回転方向検出方法
【課題】 自己発電によって、発電部が有する回転子の回転方向を正確に検出することができる回転方向検出装置および回転方向検出方法を提供すること。
【解決手段】 回転方向検出装置１は、固定子および回転子を有し、固定子に対して回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部２と、回転子を固定子に対して第１方向またはそれと逆の第２方向に回転させる回転手段３と、発電部２から発生した電圧により駆動し、回転子の回転方向を検出する検出部７とを有している。検出部７は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における発電部２から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。
【解決手段】 回転方向検出装置１は、固定子および回転子を有し、固定子に対して回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部２と、回転子を固定子に対して第１方向またはそれと逆の第２方向に回転させる回転手段３と、発電部２から発生した電圧により駆動し、回転子の回転方向を検出する検出部７とを有している。検出部７は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における発電部２から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転方向検出装置および回転方向検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境発電の分野に用いられる発電機としては、例えば、固定子（ステータ）と、回転子（ロータ）とを有し、外力によって、回転子を固定子に対して回転させ、それにより発電を行うモータ型の発電機が用いられる場合がある。このような発電機を用いる場合、固定子に対する回転子の回転方向を検出できることが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、モータの回転方向を検出するモータ回転方向検出装置が開示されている。特許文献１に記載の装置は、モータの筐体に角速度センサと磁気センサとを取り付け、これら２つのセンサの検出結果に基づいてモータ（回転子）の回転方向を検出するように構成されている。
【０００４】
このような装置では、例えば、モータを発電部として用い、回転子を外力によって回転させ、それにより発生した電力を用いて回転子の回転方向を検知することも可能である。しかしながら、そのような構成とした場合、次のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、特許文献１の装置が有する各種センサは、電力が供給されてからスタンバイ状態（物理量を検出できる状態）となるまでの時間（起動時間）が長いため、モータが回転した直後の回転方向を検出することができない。特に、環境発電の分野では、回転子が回転するのは、ごくわずかな時間（例えば、数１０ｍｓｅｃ）であるため、上記のようなセンサを用いる場合には、回転方向を検出できる状態となったときには、既に、回転子の回転が止まっており、回転子の回転方向を検出することができないことも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５１７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自己発電によって、発電部が有する回転子の回転方向を正確に検出することができる回転方向検出装置および回転方向検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明により達成される。
（１） 固定子および該固定子に対して回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部と、
前記回転子を前記固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転させる回転手段と、
前記発電部から発生した電圧により駆動し、前記回転子の前記固定子に対する回転方向を検出する検出部とを有し、
前記検出部は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出装置。
【０００９】
（２） 前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向へ回転することにより前記発電部から発生する第１電圧と、前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向へ回転することにより前記発電部から発生する第２電圧とで、前記回転子が前記固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されている上記（１）に記載の回転方向検出装置。
【００１０】
（３） 前記検出部は、前記第１電圧および前記第２電圧のうちの一方からはピークが発生し、他方からはピークが発生していない時刻において、前記電圧値を検知する上記（１）または（２）に記載の回転方向検出装置。
【００１１】
（４） 前記検出部は、検知した前記電圧の大きさが所定の閾値に対して大きいか小さいかに基づいて前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１２】
（５） 前記回転手段は、毎回、同じ回転角および回転速度で前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向または第２方向へ回転させる上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１３】
（６） 前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転速度が等しくなるよう構成されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１４】
（７） 前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転角が等しくなるよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１５】
（８） 前記回転手段は、第１状態と第２状態とに切り替え可能なスイッチを有し、前記スイッチを前記第１状態から第２状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向に回転し、前記第２状態から前記第１状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向に回転するよう構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１６】
（９） 固定子および該固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部の、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出部によって検出する回転方向検出方法であって、
前記検出部は、前記発電部から発生する電圧によって駆動し、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる回転方向検出装置および回転方向検出方法によれば、発電部から発生した電力によって速やかに検出部が作動するため、回転子の回転方向を精度よく検出することができる。また、外部電源を必要としないため、環境に優しい装置（方法）となる。
【００１８】
また、回転方向を所定時刻に発電部により発電される電圧の大きさに基づいて検出するため、精度よく、回転子の回転方向を検出することができる。特に、第１電圧と第２電圧で、回転子が固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするパルスの発生タイミングを異ならせているため、所定時刻における第１電圧と第２電圧との電圧差を大きくすることができ、検知精度を高くすることができる。
【００１９】
また、回転手段が、毎回同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して第１方向へ回転させ、毎回同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して第２方向へ回転させるように構成されていれば、第１電圧および第２電圧の波形を毎回ほぼ同じ波形とすることができ、検出の信頼性が向上する。
【００２０】
また、スイッチの操作に対応して、回転子が回転することにより、回転方向検出装置を各種スイッチとして利用することができ、その利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の回転方向検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す回転手段の具体的な構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す発電部から発生する電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の回転方向検出装置および回転方向検出方法の好適な実施形態を説明する。なお、以下では、本発明の回転方向検出装置を用いて送信器を構成した場合について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の回転方向検出装置の構成を示すブロック図、図２は、図１に示す回転手段の具体的な構成を示す平面図、図３は、図１に示す発電部から発生する電圧を示す図である。
【００２４】
図１に示す送信器（回転方向検出装置）１は、外部機器に対して所定の信号を無線送信するエネルギー自給式の装置である。この送信器１は、主に、発電部２と、回転手段３と、整流部（整流回路）４と、蓄電部５と、変圧部６と、検出部（メイン回路）７と、放電部８と、ＲＦコントローラ９と、アンテナ１０とを有している。
【００２５】
以下、これらについて順次、詳細に説明する。
−発電部−
図２に示すように、発電部２は、筐体１００に収容されている。発電部２は、自己発電により交流電力（交流電圧）を発生させることが可能であり、例えば、外から力（物理的な力、磁力等）が付与された際に前記電力を発生することができる。したがって、この発電部２は、連続してではなく、一過性（一時的）に電力を発生させる。かかる発電部２を用いることにより、送信器１の小型化を図ることができるとともに、環境に優しい発電（環境発電）が可能となる。
【００２６】
発電部２は、図示しない固定子（ステータ）と、固定子に対して回転可能な図示しない回転子（ロータ）とを有しており、外力によって、前記回転子を前記固定子に対して回転させることにより発電する。このような発電部２としては、例えば、ステッピングモータ、ＤＣモータ等の各種モータを用いることができる。
【００２７】
発電部２の１回の発電量は、特に限定されないが、５００〜１５００μＪ／５〜２０ｍｓｅｃ程度であるのが好ましい。
【００２８】
−回転手段３−
回転手段３は、発電部２の前記回転子を前記固定子に対して回転させる機能を有している。図２に示すように、回転手段３は、筐体１００に設けられたスイッチ３１を有しており、このスイッチ３１を操作すると、それに対応して、発電部２の回転子が固定子に対して回転する。すなわち、スイッチ３１を操作することにより、発電部２から電力が発生する。
【００２９】
図２に示すように、スイッチ３１は、例えば、２つの押圧部３１１、３１２を有しており、押圧部３１１を筐体１００側に押し込んだＯＮ状態（図２中実線で示す状態；第１状態）と、押圧部３１２を筐体１００側に押し込んだＯＦＦ状態（図２中鎖線で示す状態；第２状態）とを切り替えることができる。
【００３０】
そして、スイッチ３１をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ操作すると、それに伴って、発電部２の回転子が固定子に対して順方向（例えば、図２中時計まわり；第１方向）に一時的に回転する。反対に、スイッチ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ操作すると、それに伴って、発電部２の回転子が固定子に対して逆方向（例えば、図２中反時計回り；第２方向）に一時的に回転する。
【００３１】
このように、送信器１では、スイッチ３１をＯＮ状態およびＯＦＦ状態のどちらの状態からどちらの状態へ切り替えるかによって、回転子の回転方向が異なるため、回転子の回転方向を検出することにより、スイッチ３１の状態、すなわち、ＯＮ状態かＯＦＦ状態かを検出することが可能となる。
【００３２】
このようなスイッチ３１の操作によって回転子を固定子に対して回転させる機構としては、特に限定されないが、例えば、次のような機構とすることができる。例えば、筐体１００内に設置され、回転子に直接または間接的に接続された２つのバネ部材（第１バネ部材および第２バネ部材）を用意する。第１バネ部材は、回転子を順方向に回転させるためのものであり、第２バネ部材は、回転子を逆方向に回転させるためのものである。
【００３３】
そして、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと切り替える際のスイッチ３１の変位（スイッチ３１の筐体１００に対する姿勢の変化）を利用して第１バネ部材を伸張させ、スイッチ３１がＯＮ状態となったと同時に前記伸張を解除することにより第１バネ部材を収縮させ、この収縮力を利用して回転子を固定子に対して順方向に回転させる。反対に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へと切り替える際のスイッチ３１の変位を利用して第２バネ部材を伸張させ、スイッチ３１がＯＦＦ状態となったと同時に前記伸張を解除することにより第２バネ部材を収縮させ、この収縮力を利用して回転子を固定子に対して逆方向に回転させる。
【００３４】
このような機構によれば、簡単な構成で、スイッチ３１を操作することにより回転子を固定子に対して回転させることができる。また、このような機構は、物理的な機構であるため、誤作動等を効果的に防止することもできる。
【００３５】
また、このような構成とすることにより、スイッチ３１の操作の仕方（スイッチ３１の変位速度や、スイッチ３１に加わる力）に影響を受けることなく、回転子の固定子に対する回転速度および回転角を毎回ほぼ一定に保つことができる。すなわち、回転手段３は、毎回、同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して順方向または逆方向へ回転させることができる構成となっている。
【００３６】
このような構成とすることにより、回転子が順方向へ回転したときに発電部２から発生する第１電圧を、毎回、ほぼ同じ波形（タイミング（位相）も含む）とすることができ、同様に、回転子が逆方向に回転したときに発電部２から発生する第２電圧を、毎回、ほぼ同じ波形（タイミング（位相）も含む）とすることができる。そのため、後述する方法により、回転子の回転方向をより正確に検出することができる。
【００３７】
また、回転手段３は、回転子を固定子に対して順方向に回転させる場合と逆方向に回転させる場合とで、回転子の固定子に対する回転角および回転速度（平均回転速度；平均角速度）が共に等しくなるように構成されている。これにより、前記回転子が順方向に回転する場合と逆方向に回転する場合とで、発電部２の作動条件（発電条件）を等しくすることができる。そのため、後述する方法により、回転子の固定子に対する回転方向をより正確に検出することができる。
【００３８】
なお、回転手段３の機構が前述したような第１バネ部材および第２バネ部材を用いる構成である場合には、例えば、第１バネ部材、第２バネ部材の構成（形状、大きさ、弾性率等の物理的特性）を互いに等しくするとともに、第１バネ部材、第２バネ部材を伸張する際の伸張率を互いに等しくすれば、簡単かつ確実に、回転子が固定子に対して順方向に回転する場合と逆方向に回転する場合とで、回転子の回転角および回転速度を共に等しくすることができる。
【００３９】
−整流部４−
整流部（整流回路）４は、発電部２に接続されている。整流部４は、発電部２により発生した交流電力を直流電力に整流する機能を有している。整流部４の構成としては、このような機能を発揮することができる限り、特に限定されず、公知の整流回路を用いることができる。
【００４０】
−蓄電部５−
蓄電部５は、整流部４に接続されている。蓄電部５は、例えば、コンデンサ等で構成されており、所定の容量の電力を蓄電することができる。これにより、発電部２により発生した電力を蓄えることができ、後述するように、検出部７およびＲＦコントローラ９に安定的に電力を供給することができる。蓄電部５の容量としては、特に限定されないが、５０〜８０μＦ程度とすることができる。
【００４１】
−変圧部６−
変圧部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）６は、整流部４および蓄電部５にそれぞれ接続されている。変圧部６は、整流部４から入力された直流電圧を所定の電圧値に調整する機能を有している。このような変圧部６から出力された直流電圧は、検出部７およびＲＦコントローラ９に供給され、これにより、検出部７およびＲＦコントローラ９がそれぞれ作動する。なお、変圧部６によって調整すべき電圧値は、特に限定されないが、２〜３Ｖ程度とされる。
【００４２】
−検出部７−
検出部７は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）で構成されている。また、検出部７は、変圧部６に接続されており、発電部２で発生し、変圧部６で調整された電力によって駆動する。また、検出部７には、発電部２から発生した交番電圧が直接、アナログ入力される。そして、検出部７は、入力された交流電圧に基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。
【００４３】
以下、検出部７による回転子の回転方向の検出について説明する。
図３（ａ）は、回転子が固定子に対して順方向に回転することにより発電部２から発生し、検出部７に入力される電圧（第１電圧）Ｖ１、整流部４によって整流された電圧Ｖ１’を示している。また、同図（ｂ）は、回転子が固定子に対して逆方向に回転することにより発電部２から発生し、検出部７に入力される電圧（第２電圧）Ｖ２、整流部４によって整流された電圧Ｖ２’を示している。
【００４４】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す電圧Ｖ１、Ｖ２は、一例であり、電圧Ｖ１、Ｖ２の波形等は、これに限定されない。
【００４５】
図３に示すように、回転子が固定子に対して回転を始めた時刻Ｔ０からの経過時間（ｔ）で見ると、まず、電圧Ｖ１の１つ目のピークＰ１が発生し、次いで、電圧Ｖ２の１つの目のピークＰ２が発生し、次いで、電圧Ｖ１の２つ目のピークＰ３が発生し、次いで、電圧Ｖ２の２つ目のピークＰ４が発生している。すなわち、電圧Ｖ１のピークと電圧Ｖ２のピークとが交互に発生している。
【００４６】
このように、送信器１では、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とで、回転子が固定子に対して回転を開始した時刻Ｔ０を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されているため、発電部２から電圧が発生しているほぼ全ての時刻において、電圧Ｖ１、Ｖ２の差を大きくすることができる。そのため、後述する方法によって、より正確かつ確実に、固定子に対する回転子の回転方向を検出することができる。
【００４７】
前述したように、本実施形態では、スイッチ３１の操作の仕方に影響を受けることなく、回転子の固定子に対する回転速度および回転角を毎回ほぼ一定に保つことができる。そのため、スイッチ３１をＯＦＦからＯＮに切り替えれば、毎回、図３（ａ）とほぼ同じ波形の電圧Ｖ１が発生し、ＯＮからＯＦＦに切り替えれば、毎回、図３（ｂ）とほぼ同じ波形の電圧Ｖ２が発生する。
【００４８】
検出部７は、その駆動を開始した時刻Ｔ１から所定時間が経過した時刻Ｔ２における発電部２から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。電圧値の検出は、発電部２からアナログ信号として入力される電圧（すなわち、整流部４で整流されていない電圧）を利用して行うことができる。また、検出部７は、時刻Ｔ２を判断するために、水晶発振器などのクロック発振部を備えていてもよい。
【００４９】
なお、図３に示すように、整流部４による整流後の電圧Ｖ１’、Ｖ２’はほぼ同じ波形を有している。そのため、検出部７は、回転子の回転方向によらず、時刻Ｔ１にその駆動を開始する。すなわち、回転子が回り始めてから検出部７が駆動を開始するまでの時間は、回転子の回転方向を問わずに毎回ほぼ同じである。そのため、検出部７は、回転子が回転を始めた時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ２における電圧の大きさを検知し、検知した電圧の大きさに基づいて回転子の回転方向を検出するとも言える。
【００５０】
時刻Ｔ２としては、電圧Ｖ１、Ｖ２の差が大きな時刻がよい。具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ２としては、電圧Ｖ１、Ｖ２の一方にピークが発生しており、他方にピークが実質的に発生していない時刻であるのが好ましい。これにより、電圧Ｖ１、Ｖ２の差をより大きくすることができ、回転子の回転方向を正確に検出することができる。
【００５１】
なお、以下では、説明の便宜上、時刻Ｔ２を、電圧Ｖ１にピークが発生しており、電圧Ｖ２にピークが発生していない時刻とした場合について代表して説明する。
【００５２】
また、時刻Ｔ２としては、特に限定されないが、検出部７の駆動が開始する時刻Ｔ１から０．１〜０．３ｍｓｅｃ経過後の時刻であるのが好ましい。一般的に、スイッチ３１の操作によって発電部２から電圧が発生するのは、数１０ｍｓｅｃ程度であるため、時刻Ｔ２を上記のような時刻とすることで、確実に、発電部２から発生した電圧を検知することができる。また、上記のような時刻とすることにより、ピークの最大値が充分に大きくなり、電圧Ｖ１、Ｖ２の差を充分大きくすることができる。そのため、回転子の回転方向の検知精度をより高めることができる。
【００５３】
また、検出部７は、時刻Ｔ２において瞬間的に電圧の大きさを検知してもよいし、時刻Ｔ２から所定時間内の間、電圧の大きさを検知してもよい。後者の場合には、所定期間内の電圧の大きさを平均化し、その平均値に基づいて、回転子の回転方向を検出することができる。なお、前記所定時間としては、例えば、１〜２ｍｓｅｃ程度であるのが好ましい。
【００５４】
検出部７には、予め閾値が設定されている。この閾値は、時刻Ｔ２における電圧Ｖ２の大きさよりも大きく、時刻Ｔ２における電圧Ｖ１の大きさよりも小さく設定されていれば特に限定されないが、これら電圧の中間値程度の大きさに設定するのが好ましい。これにより、回転子の回転方向の検出をより正確に行うことができる。
【００５５】
検出部７は、時刻Ｔ２における電圧の大きさが、この閾値Ｖｔよりも大きいか小さいかに基づいて回転子の回転方向を検出する。具体的には、検出部７は、時刻Ｔ２に入力された電圧の大きさが閾値Ｖｔより大きければ、回転子が固定子に対して順方向に回転し、スイッチ３１がＯＦＦ状態からＯＮ状態となったことを検出し、入力された電圧の大きさが閾値Ｖｔよりも小さければ、回転子が固定子に対して逆方向に回転し、スイッチ３１がＯＮ状態からＯＦＦ状態となったことを検出する。
【００５６】
このように、予め設定された閾値Ｖｔと比較することにより、より精度よく、回転子の回転方向を検出することができる。なお、閾値Ｖｔは、例えば、検出部７の図示しない記憶部に記憶させておくことができる。また、閾値Ｖｔは、シミュレーションや実験等によって簡単に最適な値に設定することができる。
【００５７】
ここで、時刻Ｔ２における電圧Ｖ１の電圧値と電圧Ｖ２の電圧値の差は、特に限定されないが、０．５〜２．０Ｖ程度であるのが好ましい。これにより、電圧Ｖ１、Ｖ２の差が充分大きくなり、時刻Ｔ２における閾値Ｖｔと電圧Ｖ１との差および閾値Ｖｔと電圧Ｖ２との差をそれぞれ充分に確保することができる。そのため、より正確に、回転子の回転方向を検出することができる。
【００５８】
このような検出部７は、マイクロコントローラで構成されているため、電力供給からの起動がすばやく、電力供給から上述のような検出を行うことができる状態となるまでの時間（起動時間）が極めて短く、通常、１ｍｓｅｃ以下である。ここで、図３（ａ）および（ｂ）に示すような電圧Ｖ１、Ｖ２の波形が現れるのが、通常、数１０ｍｓｅｃと比較的短いため、本実施形態のように、起動時間が早い検出部７を用いることにより、確実に、検出部７に入力された電圧と閾値Ｖｔとを比較することができ、回転子の回転方向を正確に検出することができる。すなわち、検出部７によれば、発電部２以外の外部電源からの電力供給がなくても、回転子の回転方向を精度よく検出することができる。
【００５９】
−ＲＦコントローラ９−
ＲＦコントローラ９は、変圧部６および検出部７に接続されている。このようなＲＦコントローラ９は、変圧部６から供給される電力によって駆動し、例えば、検出部７の制御により、検出部７が検出した回転子の回転方向に関する信号（スイッチ３１の状態に関する信号）を、所定の周波数の信号として発振する。
【００６０】
−アンテナ１０−
ＲＦコントローラ９には、アンテナ１０が接続されており、アンテナ１０は、ＲＦコントローラ９が発振した信号を外部機器に対して無線送信する。
【００６１】
−放電部８−
放電部８は、蓄電部５および検出部７に接続されている。このような放電部８は、前述のようなアンテナ１０からの信号の送信を終え、それ以上の電力供給が必要なくなった後に、蓄電部５に蓄電された電力を放電する。なお、放電部８は、必要に応じて設ければよく、例えば、発電部２から発生した電力のほぼ全部が、検出部７およびＲＦコントローラ９の駆動に用いられるような場合には、放電部８は、省略してもよい。
【００６２】
以上、送信器１について詳細に説明した。このような送信器１によれば、外部電源等を用いなくても、回転子の回転方向を正確に検出することができる。
【００６３】
以上、本発明の回転方向検出装置および回転方向検出方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の回転方向検出装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【００６４】
また、前述した実施形態では、回転子の回転方向に関する信号を無線で送信しているが、有線で送信してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１‥‥回転方向検出装置（送信器）
２‥‥発電部
３‥‥回転手段
３１‥‥スイッチ
３１１、３１２‥‥押圧部
４‥‥整流部
５‥‥蓄電部
６‥‥変圧部
７‥‥検出部
８‥‥放電部
９‥‥ＲＦコントローラ
１０‥‥アンテナ
１００‥‥筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転方向検出装置および回転方向検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境発電の分野に用いられる発電機としては、例えば、固定子（ステータ）と、回転子（ロータ）とを有し、外力によって、回転子を固定子に対して回転させ、それにより発電を行うモータ型の発電機が用いられる場合がある。このような発電機を用いる場合、固定子に対する回転子の回転方向を検出できることが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、モータの回転方向を検出するモータ回転方向検出装置が開示されている。特許文献１に記載の装置は、モータの筐体に角速度センサと磁気センサとを取り付け、これら２つのセンサの検出結果に基づいてモータ（回転子）の回転方向を検出するように構成されている。
【０００４】
このような装置では、例えば、モータを発電部として用い、回転子を外力によって回転させ、それにより発生した電力を用いて回転子の回転方向を検知することも可能である。しかしながら、そのような構成とした場合、次のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、特許文献１の装置が有する各種センサは、電力が供給されてからスタンバイ状態（物理量を検出できる状態）となるまでの時間（起動時間）が長いため、モータが回転した直後の回転方向を検出することができない。特に、環境発電の分野では、回転子が回転するのは、ごくわずかな時間（例えば、数１０ｍｓｅｃ）であるため、上記のようなセンサを用いる場合には、回転方向を検出できる状態となったときには、既に、回転子の回転が止まっており、回転子の回転方向を検出することができないことも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５１７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自己発電によって、発電部が有する回転子の回転方向を正確に検出することができる回転方向検出装置および回転方向検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明により達成される。
（１） 固定子および該固定子に対して回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部と、
前記回転子を前記固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転させる回転手段と、
前記発電部から発生した電圧により駆動し、前記回転子の前記固定子に対する回転方向を検出する検出部とを有し、
前記検出部は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出装置。
【０００９】
（２） 前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向へ回転することにより前記発電部から発生する第１電圧と、前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向へ回転することにより前記発電部から発生する第２電圧とで、前記回転子が前記固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されている上記（１）に記載の回転方向検出装置。
【００１０】
（３） 前記検出部は、前記第１電圧および前記第２電圧のうちの一方からはピークが発生し、他方からはピークが発生していない時刻において、前記電圧値を検知する上記（１）または（２）に記載の回転方向検出装置。
【００１１】
（４） 前記検出部は、検知した前記電圧の大きさが所定の閾値に対して大きいか小さいかに基づいて前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１２】
（５） 前記回転手段は、毎回、同じ回転角および回転速度で前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向または第２方向へ回転させる上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１３】
（６） 前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転速度が等しくなるよう構成されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１４】
（７） 前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転角が等しくなるよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１５】
（８） 前記回転手段は、第１状態と第２状態とに切り替え可能なスイッチを有し、前記スイッチを前記第１状態から第２状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向に回転し、前記第２状態から前記第１状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向に回転するよう構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【００１６】
（９） 固定子および該固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部の、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出部によって検出する回転方向検出方法であって、
前記検出部は、前記発電部から発生する電圧によって駆動し、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる回転方向検出装置および回転方向検出方法によれば、発電部から発生した電力によって速やかに検出部が作動するため、回転子の回転方向を精度よく検出することができる。また、外部電源を必要としないため、環境に優しい装置（方法）となる。
【００１８】
また、回転方向を所定時刻に発電部により発電される電圧の大きさに基づいて検出するため、精度よく、回転子の回転方向を検出することができる。特に、第１電圧と第２電圧で、回転子が固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするパルスの発生タイミングを異ならせているため、所定時刻における第１電圧と第２電圧との電圧差を大きくすることができ、検知精度を高くすることができる。
【００１９】
また、回転手段が、毎回同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して第１方向へ回転させ、毎回同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して第２方向へ回転させるように構成されていれば、第１電圧および第２電圧の波形を毎回ほぼ同じ波形とすることができ、検出の信頼性が向上する。
【００２０】
また、スイッチの操作に対応して、回転子が回転することにより、回転方向検出装置を各種スイッチとして利用することができ、その利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の回転方向検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す回転手段の具体的な構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す発電部から発生する電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の回転方向検出装置および回転方向検出方法の好適な実施形態を説明する。なお、以下では、本発明の回転方向検出装置を用いて送信器を構成した場合について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の回転方向検出装置の構成を示すブロック図、図２は、図１に示す回転手段の具体的な構成を示す平面図、図３は、図１に示す発電部から発生する電圧を示す図である。
【００２４】
図１に示す送信器（回転方向検出装置）１は、外部機器に対して所定の信号を無線送信するエネルギー自給式の装置である。この送信器１は、主に、発電部２と、回転手段３と、整流部（整流回路）４と、蓄電部５と、変圧部６と、検出部（メイン回路）７と、放電部８と、ＲＦコントローラ９と、アンテナ１０とを有している。
【００２５】
以下、これらについて順次、詳細に説明する。
−発電部−
図２に示すように、発電部２は、筐体１００に収容されている。発電部２は、自己発電により交流電力（交流電圧）を発生させることが可能であり、例えば、外から力（物理的な力、磁力等）が付与された際に前記電力を発生することができる。したがって、この発電部２は、連続してではなく、一過性（一時的）に電力を発生させる。かかる発電部２を用いることにより、送信器１の小型化を図ることができるとともに、環境に優しい発電（環境発電）が可能となる。
【００２６】
発電部２は、図示しない固定子（ステータ）と、固定子に対して回転可能な図示しない回転子（ロータ）とを有しており、外力によって、前記回転子を前記固定子に対して回転させることにより発電する。このような発電部２としては、例えば、ステッピングモータ、ＤＣモータ等の各種モータを用いることができる。
【００２７】
発電部２の１回の発電量は、特に限定されないが、５００〜１５００μＪ／５〜２０ｍｓｅｃ程度であるのが好ましい。
【００２８】
−回転手段３−
回転手段３は、発電部２の前記回転子を前記固定子に対して回転させる機能を有している。図２に示すように、回転手段３は、筐体１００に設けられたスイッチ３１を有しており、このスイッチ３１を操作すると、それに対応して、発電部２の回転子が固定子に対して回転する。すなわち、スイッチ３１を操作することにより、発電部２から電力が発生する。
【００２９】
図２に示すように、スイッチ３１は、例えば、２つの押圧部３１１、３１２を有しており、押圧部３１１を筐体１００側に押し込んだＯＮ状態（図２中実線で示す状態；第１状態）と、押圧部３１２を筐体１００側に押し込んだＯＦＦ状態（図２中鎖線で示す状態；第２状態）とを切り替えることができる。
【００３０】
そして、スイッチ３１をＯＦＦ状態からＯＮ状態へ操作すると、それに伴って、発電部２の回転子が固定子に対して順方向（例えば、図２中時計まわり；第１方向）に一時的に回転する。反対に、スイッチ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ操作すると、それに伴って、発電部２の回転子が固定子に対して逆方向（例えば、図２中反時計回り；第２方向）に一時的に回転する。
【００３１】
このように、送信器１では、スイッチ３１をＯＮ状態およびＯＦＦ状態のどちらの状態からどちらの状態へ切り替えるかによって、回転子の回転方向が異なるため、回転子の回転方向を検出することにより、スイッチ３１の状態、すなわち、ＯＮ状態かＯＦＦ状態かを検出することが可能となる。
【００３２】
このようなスイッチ３１の操作によって回転子を固定子に対して回転させる機構としては、特に限定されないが、例えば、次のような機構とすることができる。例えば、筐体１００内に設置され、回転子に直接または間接的に接続された２つのバネ部材（第１バネ部材および第２バネ部材）を用意する。第１バネ部材は、回転子を順方向に回転させるためのものであり、第２バネ部材は、回転子を逆方向に回転させるためのものである。
【００３３】
そして、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと切り替える際のスイッチ３１の変位（スイッチ３１の筐体１００に対する姿勢の変化）を利用して第１バネ部材を伸張させ、スイッチ３１がＯＮ状態となったと同時に前記伸張を解除することにより第１バネ部材を収縮させ、この収縮力を利用して回転子を固定子に対して順方向に回転させる。反対に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へと切り替える際のスイッチ３１の変位を利用して第２バネ部材を伸張させ、スイッチ３１がＯＦＦ状態となったと同時に前記伸張を解除することにより第２バネ部材を収縮させ、この収縮力を利用して回転子を固定子に対して逆方向に回転させる。
【００３４】
このような機構によれば、簡単な構成で、スイッチ３１を操作することにより回転子を固定子に対して回転させることができる。また、このような機構は、物理的な機構であるため、誤作動等を効果的に防止することもできる。
【００３５】
また、このような構成とすることにより、スイッチ３１の操作の仕方（スイッチ３１の変位速度や、スイッチ３１に加わる力）に影響を受けることなく、回転子の固定子に対する回転速度および回転角を毎回ほぼ一定に保つことができる。すなわち、回転手段３は、毎回、同じ回転角および回転速度で回転子を固定子に対して順方向または逆方向へ回転させることができる構成となっている。
【００３６】
このような構成とすることにより、回転子が順方向へ回転したときに発電部２から発生する第１電圧を、毎回、ほぼ同じ波形（タイミング（位相）も含む）とすることができ、同様に、回転子が逆方向に回転したときに発電部２から発生する第２電圧を、毎回、ほぼ同じ波形（タイミング（位相）も含む）とすることができる。そのため、後述する方法により、回転子の回転方向をより正確に検出することができる。
【００３７】
また、回転手段３は、回転子を固定子に対して順方向に回転させる場合と逆方向に回転させる場合とで、回転子の固定子に対する回転角および回転速度（平均回転速度；平均角速度）が共に等しくなるように構成されている。これにより、前記回転子が順方向に回転する場合と逆方向に回転する場合とで、発電部２の作動条件（発電条件）を等しくすることができる。そのため、後述する方法により、回転子の固定子に対する回転方向をより正確に検出することができる。
【００３８】
なお、回転手段３の機構が前述したような第１バネ部材および第２バネ部材を用いる構成である場合には、例えば、第１バネ部材、第２バネ部材の構成（形状、大きさ、弾性率等の物理的特性）を互いに等しくするとともに、第１バネ部材、第２バネ部材を伸張する際の伸張率を互いに等しくすれば、簡単かつ確実に、回転子が固定子に対して順方向に回転する場合と逆方向に回転する場合とで、回転子の回転角および回転速度を共に等しくすることができる。
【００３９】
−整流部４−
整流部（整流回路）４は、発電部２に接続されている。整流部４は、発電部２により発生した交流電力を直流電力に整流する機能を有している。整流部４の構成としては、このような機能を発揮することができる限り、特に限定されず、公知の整流回路を用いることができる。
【００４０】
−蓄電部５−
蓄電部５は、整流部４に接続されている。蓄電部５は、例えば、コンデンサ等で構成されており、所定の容量の電力を蓄電することができる。これにより、発電部２により発生した電力を蓄えることができ、後述するように、検出部７およびＲＦコントローラ９に安定的に電力を供給することができる。蓄電部５の容量としては、特に限定されないが、５０〜８０μＦ程度とすることができる。
【００４１】
−変圧部６−
変圧部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）６は、整流部４および蓄電部５にそれぞれ接続されている。変圧部６は、整流部４から入力された直流電圧を所定の電圧値に調整する機能を有している。このような変圧部６から出力された直流電圧は、検出部７およびＲＦコントローラ９に供給され、これにより、検出部７およびＲＦコントローラ９がそれぞれ作動する。なお、変圧部６によって調整すべき電圧値は、特に限定されないが、２〜３Ｖ程度とされる。
【００４２】
−検出部７−
検出部７は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）で構成されている。また、検出部７は、変圧部６に接続されており、発電部２で発生し、変圧部６で調整された電力によって駆動する。また、検出部７には、発電部２から発生した交番電圧が直接、アナログ入力される。そして、検出部７は、入力された交流電圧に基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。
【００４３】
以下、検出部７による回転子の回転方向の検出について説明する。
図３（ａ）は、回転子が固定子に対して順方向に回転することにより発電部２から発生し、検出部７に入力される電圧（第１電圧）Ｖ１、整流部４によって整流された電圧Ｖ１’を示している。また、同図（ｂ）は、回転子が固定子に対して逆方向に回転することにより発電部２から発生し、検出部７に入力される電圧（第２電圧）Ｖ２、整流部４によって整流された電圧Ｖ２’を示している。
【００４４】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す電圧Ｖ１、Ｖ２は、一例であり、電圧Ｖ１、Ｖ２の波形等は、これに限定されない。
【００４５】
図３に示すように、回転子が固定子に対して回転を始めた時刻Ｔ０からの経過時間（ｔ）で見ると、まず、電圧Ｖ１の１つ目のピークＰ１が発生し、次いで、電圧Ｖ２の１つの目のピークＰ２が発生し、次いで、電圧Ｖ１の２つ目のピークＰ３が発生し、次いで、電圧Ｖ２の２つ目のピークＰ４が発生している。すなわち、電圧Ｖ１のピークと電圧Ｖ２のピークとが交互に発生している。
【００４６】
このように、送信器１では、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とで、回転子が固定子に対して回転を開始した時刻Ｔ０を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されているため、発電部２から電圧が発生しているほぼ全ての時刻において、電圧Ｖ１、Ｖ２の差を大きくすることができる。そのため、後述する方法によって、より正確かつ確実に、固定子に対する回転子の回転方向を検出することができる。
【００４７】
前述したように、本実施形態では、スイッチ３１の操作の仕方に影響を受けることなく、回転子の固定子に対する回転速度および回転角を毎回ほぼ一定に保つことができる。そのため、スイッチ３１をＯＦＦからＯＮに切り替えれば、毎回、図３（ａ）とほぼ同じ波形の電圧Ｖ１が発生し、ＯＮからＯＦＦに切り替えれば、毎回、図３（ｂ）とほぼ同じ波形の電圧Ｖ２が発生する。
【００４８】
検出部７は、その駆動を開始した時刻Ｔ１から所定時間が経過した時刻Ｔ２における発電部２から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、固定子に対する回転子の回転方向を検出する。電圧値の検出は、発電部２からアナログ信号として入力される電圧（すなわち、整流部４で整流されていない電圧）を利用して行うことができる。また、検出部７は、時刻Ｔ２を判断するために、水晶発振器などのクロック発振部を備えていてもよい。
【００４９】
なお、図３に示すように、整流部４による整流後の電圧Ｖ１’、Ｖ２’はほぼ同じ波形を有している。そのため、検出部７は、回転子の回転方向によらず、時刻Ｔ１にその駆動を開始する。すなわち、回転子が回り始めてから検出部７が駆動を開始するまでの時間は、回転子の回転方向を問わずに毎回ほぼ同じである。そのため、検出部７は、回転子が回転を始めた時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ２における電圧の大きさを検知し、検知した電圧の大きさに基づいて回転子の回転方向を検出するとも言える。
【００５０】
時刻Ｔ２としては、電圧Ｖ１、Ｖ２の差が大きな時刻がよい。具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ２としては、電圧Ｖ１、Ｖ２の一方にピークが発生しており、他方にピークが実質的に発生していない時刻であるのが好ましい。これにより、電圧Ｖ１、Ｖ２の差をより大きくすることができ、回転子の回転方向を正確に検出することができる。
【００５１】
なお、以下では、説明の便宜上、時刻Ｔ２を、電圧Ｖ１にピークが発生しており、電圧Ｖ２にピークが発生していない時刻とした場合について代表して説明する。
【００５２】
また、時刻Ｔ２としては、特に限定されないが、検出部７の駆動が開始する時刻Ｔ１から０．１〜０．３ｍｓｅｃ経過後の時刻であるのが好ましい。一般的に、スイッチ３１の操作によって発電部２から電圧が発生するのは、数１０ｍｓｅｃ程度であるため、時刻Ｔ２を上記のような時刻とすることで、確実に、発電部２から発生した電圧を検知することができる。また、上記のような時刻とすることにより、ピークの最大値が充分に大きくなり、電圧Ｖ１、Ｖ２の差を充分大きくすることができる。そのため、回転子の回転方向の検知精度をより高めることができる。
【００５３】
また、検出部７は、時刻Ｔ２において瞬間的に電圧の大きさを検知してもよいし、時刻Ｔ２から所定時間内の間、電圧の大きさを検知してもよい。後者の場合には、所定期間内の電圧の大きさを平均化し、その平均値に基づいて、回転子の回転方向を検出することができる。なお、前記所定時間としては、例えば、１〜２ｍｓｅｃ程度であるのが好ましい。
【００５４】
検出部７には、予め閾値が設定されている。この閾値は、時刻Ｔ２における電圧Ｖ２の大きさよりも大きく、時刻Ｔ２における電圧Ｖ１の大きさよりも小さく設定されていれば特に限定されないが、これら電圧の中間値程度の大きさに設定するのが好ましい。これにより、回転子の回転方向の検出をより正確に行うことができる。
【００５５】
検出部７は、時刻Ｔ２における電圧の大きさが、この閾値Ｖｔよりも大きいか小さいかに基づいて回転子の回転方向を検出する。具体的には、検出部７は、時刻Ｔ２に入力された電圧の大きさが閾値Ｖｔより大きければ、回転子が固定子に対して順方向に回転し、スイッチ３１がＯＦＦ状態からＯＮ状態となったことを検出し、入力された電圧の大きさが閾値Ｖｔよりも小さければ、回転子が固定子に対して逆方向に回転し、スイッチ３１がＯＮ状態からＯＦＦ状態となったことを検出する。
【００５６】
このように、予め設定された閾値Ｖｔと比較することにより、より精度よく、回転子の回転方向を検出することができる。なお、閾値Ｖｔは、例えば、検出部７の図示しない記憶部に記憶させておくことができる。また、閾値Ｖｔは、シミュレーションや実験等によって簡単に最適な値に設定することができる。
【００５７】
ここで、時刻Ｔ２における電圧Ｖ１の電圧値と電圧Ｖ２の電圧値の差は、特に限定されないが、０．５〜２．０Ｖ程度であるのが好ましい。これにより、電圧Ｖ１、Ｖ２の差が充分大きくなり、時刻Ｔ２における閾値Ｖｔと電圧Ｖ１との差および閾値Ｖｔと電圧Ｖ２との差をそれぞれ充分に確保することができる。そのため、より正確に、回転子の回転方向を検出することができる。
【００５８】
このような検出部７は、マイクロコントローラで構成されているため、電力供給からの起動がすばやく、電力供給から上述のような検出を行うことができる状態となるまでの時間（起動時間）が極めて短く、通常、１ｍｓｅｃ以下である。ここで、図３（ａ）および（ｂ）に示すような電圧Ｖ１、Ｖ２の波形が現れるのが、通常、数１０ｍｓｅｃと比較的短いため、本実施形態のように、起動時間が早い検出部７を用いることにより、確実に、検出部７に入力された電圧と閾値Ｖｔとを比較することができ、回転子の回転方向を正確に検出することができる。すなわち、検出部７によれば、発電部２以外の外部電源からの電力供給がなくても、回転子の回転方向を精度よく検出することができる。
【００５９】
−ＲＦコントローラ９−
ＲＦコントローラ９は、変圧部６および検出部７に接続されている。このようなＲＦコントローラ９は、変圧部６から供給される電力によって駆動し、例えば、検出部７の制御により、検出部７が検出した回転子の回転方向に関する信号（スイッチ３１の状態に関する信号）を、所定の周波数の信号として発振する。
【００６０】
−アンテナ１０−
ＲＦコントローラ９には、アンテナ１０が接続されており、アンテナ１０は、ＲＦコントローラ９が発振した信号を外部機器に対して無線送信する。
【００６１】
−放電部８−
放電部８は、蓄電部５および検出部７に接続されている。このような放電部８は、前述のようなアンテナ１０からの信号の送信を終え、それ以上の電力供給が必要なくなった後に、蓄電部５に蓄電された電力を放電する。なお、放電部８は、必要に応じて設ければよく、例えば、発電部２から発生した電力のほぼ全部が、検出部７およびＲＦコントローラ９の駆動に用いられるような場合には、放電部８は、省略してもよい。
【００６２】
以上、送信器１について詳細に説明した。このような送信器１によれば、外部電源等を用いなくても、回転子の回転方向を正確に検出することができる。
【００６３】
以上、本発明の回転方向検出装置および回転方向検出方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の回転方向検出装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【００６４】
また、前述した実施形態では、回転子の回転方向に関する信号を無線で送信しているが、有線で送信してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１‥‥回転方向検出装置（送信器）
２‥‥発電部
３‥‥回転手段
３１‥‥スイッチ
３１１、３１２‥‥押圧部
４‥‥整流部
５‥‥蓄電部
６‥‥変圧部
７‥‥検出部
８‥‥放電部
９‥‥ＲＦコントローラ
１０‥‥アンテナ
１００‥‥筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子および該固定子に対して回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部と、
前記回転子を前記固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転させる回転手段と、
前記発電部から発生した電圧により駆動し、前記回転子の前記固定子に対する回転方向を検出する検出部とを有し、
前記検出部は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項２】
前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向へ回転することにより前記発電部から発生する第１電圧と、前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向へ回転することにより前記発電部から発生する第２電圧とで、前記回転子が前記固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されている請求項１に記載の回転方向検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記第１電圧および前記第２電圧のうちの一方からはピークが発生し、他方からはピークが発生していない時刻において、前記電圧値を検知する請求項１または２に記載の回転方向検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、検知した前記電圧の大きさが所定の閾値に対して大きいか小さいかに基づいて前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出する請求項１ないし３のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項５】
前記回転手段は、毎回、同じ回転角および回転速度で前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向または第２方向へ回転させる請求項１ないし４のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項６】
前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転速度が等しくなるよう構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項７】
前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転角が等しくなるよう構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項８】
前記回転手段は、第１状態と第２状態とに切り替え可能なスイッチを有し、前記スイッチを前記第１状態から第２状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向に回転し、前記第２状態から前記第１状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向に回転するよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項９】
固定子および該固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部の、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出部によって検出する回転方向検出方法であって、
前記検出部は、前記発電部から発生する電圧によって駆動し、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出方法。
【請求項１】
固定子および該固定子に対して回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部と、
前記回転子を前記固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転させる回転手段と、
前記発電部から発生した電圧により駆動し、前記回転子の前記固定子に対する回転方向を検出する検出部とを有し、
前記検出部は、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項２】
前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向へ回転することにより前記発電部から発生する第１電圧と、前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向へ回転することにより前記発電部から発生する第２電圧とで、前記回転子が前記固定子に対して回転を開始した時刻を基準とするピークの発生タイミングが異なるように構成されている請求項１に記載の回転方向検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記第１電圧および前記第２電圧のうちの一方からはピークが発生し、他方からはピークが発生していない時刻において、前記電圧値を検知する請求項１または２に記載の回転方向検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、検知した前記電圧の大きさが所定の閾値に対して大きいか小さいかに基づいて前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出する請求項１ないし３のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項５】
前記回転手段は、毎回、同じ回転角および回転速度で前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向または第２方向へ回転させる請求項１ないし４のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項６】
前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転速度が等しくなるよう構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項７】
前記回転手段は、前記回転子を前記固定子に対して前記第１方向に回転させる場合と前記第２方向に回転させる場合とで、前記回転子の回転角が等しくなるよう構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項８】
前記回転手段は、第１状態と第２状態とに切り替え可能なスイッチを有し、前記スイッチを前記第１状態から第２状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第１方向に回転し、前記第２状態から前記第１状態に切り替えると前記回転子が前記固定子に対して前記第２方向に回転するよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の回転方向検出装置。
【請求項９】
固定子および該固定子に対して第１方向または前記第１方向と逆の第２方向に回転可能な回転子を有し、前記固定子に対して前記回転子が回転することにより交流電圧を発生する発電部の、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出部によって検出する回転方向検出方法であって、
前記検出部は、前記発電部から発生する電圧によって駆動し、その駆動を開始した時刻から所定時間が経過した時刻における前記発電部から発生する電力の電圧値を検知し、検知した電圧値の大きさに基づいて、前記固定子に対する前記回転子の回転方向を検出することを特徴とする回転方向検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１５４４３（Ｐ２０１２−２１５４４３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８００２４（Ｐ２０１１−８００２４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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