JP2000227306A - 角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、簡便にして容易に角度分解能の向
上を図り得るようにすることにある。 【解決手段】第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４
が等角度に配置された磁気発生部材１０を回転軸１１に
設けて、この回転軸１１が回転自在に支持される固定側
に第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４の配置角度
と異なる角度で、等角度に配置した第１乃至第３の磁気
検出部１３１〜１３３を有した磁気検出部材１３を対向
させて設け、回転軸１１の回転に連動して、磁気検出部
材１３の第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１３３で、
それぞれ磁気発生部材１０の第１乃至第４の磁気発生部
１０１〜１０４の通過による該磁気発生部１０１〜１０
４の出力信号の位相差に基づいて回転軸１１の回転角を
検出するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば指向制御
されるアンテナ反射鏡等の回転体の回転角を検出するの
に用いられる角度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の角度検出装置には、
いわゆる磁気式エンコーダと称する回転体に、永久磁石
で形成される磁気発生部を回転軸の軸回りに多数個を所
定の角度間隔に配置して、この回転体を回転自在に支持
する固定体には、磁気検出部を１箇所以上配置する方式
が知られている。このような角度検出装置は、その回転
体が回転駆動されると、その複数の磁気発生部からの各
磁気信号を固定体の磁気検出部で順に検出して回転体の
回転角を検出する。

【０００３】ところで、このような角度検出装置におい
ては、回転体の１個の磁気発生部と固定体の多数の磁気
検出部とが対となって、回転体の回転に伴なう磁気信号
を検出して角度検出を行う構成上、その角度分解能が、
その磁気発生部の数と磁気検出部の数の積で決定され
る。

【０００４】このため、上記角度検出装置では、その構
成上、角度分解能の向上を図ると、回転体の磁気発生部
及び固定体の磁気検出部の配置数を増加させなければな
らないために、これら磁気発生部及び磁気検出部の回転
体及び固定体への加工、組立て作業を含む製作が困難と
なり、その高角度分解能化の促進に制約を有する。

【０００５】また、上記角度検出装置では、磁気発生部
の配置数の増加を図って角度分解能の向上を図ると、検
出感度の関係から回転体の磁気発生部と固定体の磁気検
出部との隙間を、非常に狭い間隔まで接近させるように
組合せ配置したり、磁気発生部の磁束密度を高めたりし
ないと、信頼性の高い高精度な角度検出が困難であり、
これらの点からも製作が困難であるという問題を有す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の角度検出装置では、角度分解能の向上を図ると、製
作が非常に煩雑となるために、角度分解能の向上を図る
のが困難であるという問題を有する。

【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易に角度分
解能の向上を図り得るようにした角度検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、回転体に設
けられるものであって、該回転体の回転軸と同軸上の軸
回りに複数の磁気発生部を等角度に配置した磁気発生部
材と、前記回転体が回転自在に支持される固定部に前記
磁気発生部に対向して設けられるものであって、前記回
転体の回転軸と同軸上の軸回りに複数の磁気検出部を、
前記複数の磁気発生部の配置角度と異なる角度で、等角
度に配置した磁気検出部材と、この磁気検出部材の前記
複数の磁気検出部の出力信号の位相に基づいて前記回転
体の回転角を検出する角度検出手段とを備えて角度検出
装置を構成したものである。

【０００９】上記構成によれば、磁気検出部材は、回転
体が回転されると、その複数の磁気検出部上にそれぞれ
磁気発生部材の複数の磁気発生部が順に通過することに
より、該磁気発生部からの磁気信号に応じた正弦波の出
力信号を角度検出手段に出力する。ここで、角度検出手
段は、入力した複数の磁気検出部の角出力信号の位相に
基づいて回転体の回転角を検出する。これにより、磁気
検出部材の磁気検出部の配置数と、磁気発生部材の磁気
発生部の配置数の積の２倍の組合せの角度分解能で回転
体の回転角の検出が可能となり、角度分解能の向上を容
易に図ることが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は、この発明の一実施の形態に係る角
度検出装置を示すもので、磁気発生部材１０は、例えば
図示しない回転体の回転軸１１の中間部に嵌着されて設
けられる。この磁気発生部材１０は、例えば図２に示す
ように略円盤状に形成され、その一方面には、永久磁石
等で形成されるの第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１
０４が回転軸１１に対して９０ｄｅｇの角度毎に配置さ
れて設けられる。

【００１２】上記回転軸１１は、固定側に軸受１２を介
して回転自在に設けられ、図示しない駆動モータ等から
の回転力が伝達されると、上記磁気発生部材１０と一体
的に回転駆動される。

【００１３】また、上記磁気発生部材１０には、その一
方面に磁気検出部材１３が所定の間隔を有して対向配置
される。この磁気検出部材１３は、例えば図３に示すよ
うに略円盤状に形成され、上記軸受１２の外筒等に固定
されて上記固定側に配置される。この磁気検出部材１３
には、複数の磁気抵抗素子を配線接続した周知のブリッ
ジ回路で構成される第１乃至第３の磁気検出部１３１〜
１３３が上記磁気発生部材１０の磁気発生部１０１〜１
０４の配置角度より大きな角度、例えば１２０ｄｅｇの
角度毎に配置されて設けられる。そして、この磁気検出
部材１３の第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１３３に
は、その各出力端に角度検出部１４が接続される。

【００１４】上記構成において、磁気検出部材１３の第
１乃至第３の磁気検出部１３１〜１３３は、回転軸１１
が回転駆動されると、それぞれ磁気発生部材１０の第１
乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４の通過に伴なう磁
気信号を、該第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４
の取付位相に応じて順に検出して正弦波の出力信号を角
度検出部１４に出力する。ここで、角度検出部１４は、
図４に示すように第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１
３３の各出力信号の位相に基づいて回転軸１１の回転角
を１５ｄｅｇ毎に検出する。

【００１５】この角度検出部１４で検出する回転軸１１
の角度分解能は、第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１
０４の配置数４、第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１
３３の配置数３とすると、回転軸１１の１回転におい
て、配置数４と配置数３の積の２倍の２４で、３６０ｄ
ｅｇを分割した１５ｄｅｇとなる。即ち、角度分解能
は、磁気発生部材１０の第１乃至第４の磁気発生部１０
１〜１０４の配置数及び磁気検出部材１３の第１乃至第
３の磁気検出部１３１〜１３３の配置数の積の２倍に設
定される。

【００１６】このように、上記角度検出装置は、第１乃
至第４の磁気発生部１０１〜１０４が等角度に配置され
た磁気発生部材１０を回転軸１１に設けて、この回転軸
１１が回転自在に支持される固定側に第１乃至第４の磁
気発生部１０１〜１０４の配置角度と異なる角度で、等
角度に配置した第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１３
３を有した磁気検出部材１３を対向させて設け、回転軸
１１の回転に連動して、磁気検出部材１３の第１乃至第
３の磁気検出部１３１〜１３３で、それぞれ磁気発生部
材１０の第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４の通
過による該磁気発生部１０１〜１０４の出力信号の位相
差に基づいて回転軸１１の回転角を検出するように構成
した。

【００１７】これによれば、磁気検出部材１３の第１乃
至第３の磁気検出部１３１〜１３３の配置数と、磁気発
生部材１０の第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４
の配置数の積の２倍の組合せの角度分解能で回転軸１１
の回転角を検出することが可能となり、組立て作業を含
む製作の簡略化を確保したうえで、角度分解能の向上を
容易に図ることができる。

【００１８】また、これによれば、磁気検出部材１３の
第１乃至第３の磁気検出部１３１〜１３３の配置数と、
磁気発生部材１０の第１乃至第４の磁気発生部１０１〜
１０４の配置数に比して角度分解能の向上を図ることが
できることにより、従来のように回転側の磁気発生部と
固定側の磁気検出部との隙間を、非常に狭い間隔まで接
近させるように組合せ配置したり、磁気発生部の磁束密
度を高めたりすることなく、角度分解能の向上と共に、
信頼性の高い高精度な角度検出が実現されるため、この
点からも製作の簡略化が図れる。

【００１９】なお、上記実施の形態では、磁気発生部材
１０に４個の第１乃至第４の磁気発生部１０１〜１０４
を等角度で配置して、磁気検出部材１３に３個の第１乃
至第３の磁気検出部１３１〜１３３を等角度で配置し、
（４×３）×２の角度分解能に構成した場合で説明した
が、この角度分解能に限ることなく、その配置数を選択
することにより、各種の角度分解能に構成することが可
能である。

【００２０】また、上記実施の形態では、磁気発生部材
１０及び磁気検出部材１３を略円盤状に形成するように
構成した場合で説明したが、この形状に限ることなく、
各種形状のものを用いて構成することが可能である。

【００２１】さらに、上記実施の形態では、磁気検出部
材１３を回転軸１１を回転自在に支持する軸受１２の外
筒に取付けて磁気発生部材１０に対向させて固定配置す
るように構成した場合で説明したが、これに限ることな
く、磁気検出部材１３の固定側への固定配置手段として
は、各種の配置構成が可能である。

【００２２】また、上記実施の形態では、磁気発生部材
１０を回転軸１１の中間部に配置するように構成した場
合で説明したが、これに限ることなく、磁気発生部材１
０を回転体の回転中心に直接的に配置するように構成す
ることも可能である。

【００２３】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形を実施し得ることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易に角度分解能
の向上を図り得るようにした角度検出装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る角度検出装置の
構成を示した図である。

【図２】図１の磁気発生部材を取出して示した図であ
る。

【図３】図１の磁気検出部材を取出して示した図であ
る。

【図４】図１の磁気検出部材の第１乃至第３の磁気検出
部の各出力波形を示した特性図である。

【符号の説明】

１０ … 磁気発生部材。 １０１〜１０４ … 第１乃至第４の磁気発生部。 １１ … 回転軸。 １２ … 軸受。 １３ … 磁気検出部材。 １３１〜１３３ … 第１乃至第３の磁気検出部。 １４ … 角度検出部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に設けられるものであって、該回
   転体の回転軸と同軸上の軸回りに複数の磁気発生部を等
   角度に配置した磁気発生部材と、 前記回転体が回転自在に支持される固定部に前記磁気発
   生部に対向して設けられるものであって、前記回転体の
   回転軸と同軸上の軸回りに複数の磁気検出部を、前記複
   数の磁気発生部の配置角度と異なる角度で、等角度に配
   置した磁気検出部材と、 この磁気検出部材の前記複数の磁気検出部の出力信号の
   位相に基づいて前記回転体の回転角を検出する角度検出
   手段とを具備したことを特徴とする角度検出装置。
2. 【請求項２】 前記磁気検出部材の複数の磁気検出部
   は、配置角度が磁気発生部材の複数の磁気発生部の配置
   角度より大きく設定してなることを特徴とする請求項１
   記載の角度検出装置。
3. 【請求項３】 前記磁気検出部材の複数の磁気検出部
   を、複数の磁気抵抗素子を接続配線したブリッジ回路で
   形成し、且つ、前記磁気発生部材の複数の磁気発生部
   を、永久磁石で形成したことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の角度検出装置。
4. 【請求項４】 前記磁気検出部材は、形状を略円盤状に
   形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記
   載の角度検出装置。
5. 【請求項５】 さらに前記磁気発生部材は、形状を略円
   盤状に形成したことを特徴とする請求項４記載の角度検
   出装置。