JP2003130683A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸への取り付けスペースを削減し、高精
度および加減速時間短縮による能率アップの要求に応え
ると共にコストを削減する。 【解決手段】 複数の歯の中の一つの歯のみ歯の高さを
低くした歯車１と、歯車１と対向して２つの磁気センサ
３ａ，４ａから成る１組のセンサと、２つの磁気センサ
３ｂ，４ｂから成る１組のセンサの２組のセンサ、を配
設し、２組のセンサの出力から原点位置を検出すると共
に、２組のセンサの出力を選択して使用し一回転位置を
求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に取り付け
られた歯車に対向して配設したセンサの出力より、回転
軸の回転位置を検出するようにした位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の加工工具、加工対象等の位置
を制御するための主軸等の回転軸には、回転軸の回転位
置を検出するための位置検出装置が備えられている。従
来の位置検出装置の一例として磁気抵抗素子を用いた磁
気センサを使用した位置検出装置を図５に示す。図５で
は、図示されない回転軸に透磁材で成る歯車１が取り付
けられている。図６（ａ）に歯車１の全体形状を示す。
歯車１に対向して、１組のセンサを形成する磁気センサ
３，４および磁石６が配設されている。また、回転軸に
は透磁材で成る円周部の一箇所に溝を設けた円板２が取
り付けられている。図６（ｂ）に円板２の全体形状を示
す。円板２に対向して１組のセンサを形成する磁気セン
サ５および磁石７が配設されている。歯車１および円板
２は、回転軸と共に回転する。

【０００３】磁気センサ５の出力信号Ｖｚは、原点位置
検出部５０内のコンパレータ５１に入力される。コンパ
レータ５１は一回転中の原点位置信号１０２を出力す
る。磁気センサ３，４の出力信号ＶａおよびＶｂは、そ
れぞれカウント部１０内のコンパレータ１１，１２に入
力されると共に、内挿位置検出部３０内のサンプルホー
ルド回路３１，３２に入力される。コンパレータ１１，
１２の出力と原点位置信号１０２は、パルスカウンタ１
３に入力され、計数された一回転内角度位置θ₁は加算
手段４０に入力される。サンプルホールド回路３１，３
２の出力はＡ／Ｄ変換器３３に入力され、Ａ／Ｄ変換さ
れたディジタル瞬時値１０３がｔａｎ−１演算回路３４
に入力されている。ｔａｎ−１演算により求められた一
歯内角度位置θ₂は加算手段４０に入力される。加算手
段４０は入力された一回転内角度位置θ₁および一歯内
角度位置θ₂を加算合成し、一回転位置データθを出力
する。

【０００４】このような構成の位置検出装置の動作を説
明する。歯車１が回転すると、歯車１の外周部の歯車形
状により磁気センサ３，４を透過する磁束が変化するた
め、磁気センサ３，４から歯車１の回転位置に応じて図
７に示す様な正弦波の出力信号Ｖａと、出力信号Ｖａと
９０°位相がずれたＶｂが出力される。また、歯車１と
共に円板２が回転すると、円周部の一箇所に設けられた
溝において磁気センサ５を透過する磁束が変化するた
め、磁気センサ５を溝が通過する時に図７に示す様な一
回転当たりに一つの原点信号Ｖｚが出力される。

【０００５】原点位置検出部５０は原点信号Ｖｚを比較
演算することにより、一回転当たりに一つ発生する原点
位置信号１０２を出力する。このようにして、円板２に
設けられた溝を原点位置として検出している。

【０００６】カウント部１０では、コンパレータ１１，
１２により信号Ｖａ，Ｖｂをパルス化し、各パルス数を
パルスカウンタ１３により計数し、原点位置信号１０２
によってパルスカウンタ１３をクリアしている。このよ
うにして、磁気センサ３，４を通過した歯車１の歯型の
数、即ち一回転内角度位置θ₁を検出する。

【０００７】一方、内挿位置検出部３０では、サンプル
ホールド回路３１，３２およびＡ／Ｄ変換器３３によ
り、信号Ｖａ，Ｖｂのディジタル瞬時値１０３が検出さ
れる。ｔａｎ−１演算回路３４は、ディジタル瞬時値１
０３を元に式１の逆三角関数変換ｔａｎ−１を行うこと
により、一歯内角度位置θ₂を検出し出力する。

【０００８】

【数１】θ₂＝ｔａｎ−１（Ｖａ／Ｖｂ） ・・・式１ このようにして求めた一回転内角度位置θ₁と一歯内角
度位置θ₂を加算手段４０において加算合成することに
より、歯車１を取り付けた回転軸の任意の位置を一回転
位置データθとして検出している。

【０００９】上記従来の位置検出装置では、歯車１と円
板２の２枚で構成されているので、高精度の位置検出を
行うためには、歯車１と円板２を精度良く組み立てる必
要がありコストが高くなる問題点がある。このような問
題点を解決する手段として、原点位置検出用の円板２を
使用する代わりに、歯車の各歯のうちの１個の歯の一部
を除去して得られた周面部を原点位置とする構成が提案
されている（「特開平５−２８８５６８」）。

【００１０】しかしながら、上記従来の位置検出装置で
は、一回転位置検出用の磁気センサと原点位置検出用の
磁気センサを軸方向に並べる必要があり、工作機械の主
軸に適用した場合、２つの用途の磁気センサの取り付け
スペース分主軸全体の長さが長くなる。主軸全体の長さ
が長くなると、主軸のたわみ剛性が低下し回転中の振動
が大きくなり精度が低下する問題点がある。また、主軸
の重量も大きくなり、歯車と円板の分のイナーシャも増
加するため、主軸の加減速時間が長くなる問題点があ
る。このため、工作機械の高精度化および主軸加減速時
間等の非切削時間の短縮による能率アップの要求に十分
応えられない。

【００１１】そこで、原点位置検出用スペースを特別に
設けず、歯車の各歯のうちの１個を歯たけの大きな歯と
し、歯たけの大きな歯の有無を検出することにより、原
点位置を検出するようにした位置検出装置が提案されて
いる（「特開２０００−２３４９４０」）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−２３４９４０に示される構成の位置検出装置で
は、歯たけの大きな歯の近辺で磁気センサの正弦波出力
の振幅が異なり、このような出力を使用してｔａｎ−１
演算を行い一歯内角度位置θ₂を求めると、歯たけの大
きな歯の近辺で精度が悪化し、一定の精度で一歯内角度
位置θ₂を求められない問題点がある。

【００１３】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、コストおよび主軸への取り
付けスペースを削減し、高精度化および主軸加減速時間
短縮による能率アップの要求に応えた位置検出装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る位置検出装置は、回転軸に取り付けられた歯車の歯
を、歯に対向する位置に配設されたセンサで検出するこ
とにより、回転軸の回転位置を検出する位置検出装置で
あって、歯の高さが他の歯の高さと異なる原点歯を有す
る歯車と、所定の歯数分ずれた位置に配設され、歯の高
さに応じた値を出力する２つのセンサと、歯車の原点位
置となる前記原点歯を検出し、原点位置信号を出力する
原点位置検出部と、前記回転軸の回転時に前記２つのセ
ンサのいずれかの出力に基づいて、通過した歯数を計数
し、前記原点位置信号によってクリアされるカウンタを
有し、前記歯車の一回転内角度位置θ₁を出力するカウ
ント部と、前記２つのセンサのうち、前記原点歯と対向
していないセンサを選択するセンサ信号切換手段と、前
記センサ信号切換手段により選択されたセンサの出力に
基づいて、一歯内角度位置θ₂を演算し出力する内挿位
置検出部と、前記一回転内角度位置θ₁と一歯内角度位
置θ₂を加算合成し、回転位置を演算する加算手段と、
を備えた位置検出装置である。

【００１５】請求項１の特徴的な構成により、他の歯と
高さが異なる原点歯を検出することで原点位置を認識す
る位置検出装置であっても、精度を悪化させずに一歯内
角度位置を検出することができる効果がある。

【００１６】この発明の請求項２に係る位置検出装置
は、請求項１に記載の位置検出装置であって、前記２つ
のセンサの一方のセンサは、信号Ｖａ₁を出力するセン
サＡと、センサＡと歯車の回転方向に所定の間隔ずらし
て配置された、信号Ｖｂ₁を出力するセンサＢを含むセ
ンサユニットとして構成され、他方のセンサは、センサ
Ａ、センサＢとそれぞれ前記所定の歯数分ずれた位置に
配設された、信号Ｖａ₂を出力するセンサＣと、信号Ｖ
ｂ₂を出力するセンサＤを含むセンサユニットとして構
成され、前記センサ信号切換手段により選択されたセン
サユニットに含まれる２つのセンサの出力に基づいて、
一歯内角度位置θ₂を演算する位置検出装置において、
前記原点位置検出部は、（Ｖａ₁−Ｖａ₂）が所定値より
大きく又は小さくなったとき、出力が変化する第１のコ
ンパレータと、（Ｖｂ₁−Ｖｂ₂）が所定値より大きく又
は小さくなったとき、出力が変化する第２のコンパレー
タと、第１、第２のコンパレータの出力の両方が変化し
た場合に原点位置信号を出力するＡＮＤ回路と、を有す
ることを特徴とする位置検出装置である。

【００１７】請求項２の特徴的な構成により、歯車が正
回転で回転するときに検出される原点位置と、逆回転で
回転するときに検出される原点位置のずれを小さくし、
検出される回転位置の精度を良くすることができる効果
がある。

【００１８】この発明の請求項３に係る位置検出装置
は、請求項１に記載の位置検出装置であって、前記２つ
のセンサの一方のセンサは、センサＡと、センサＡと歯
車の回転方向に所定の間隔ずらして配置されたセンサＢ
を含むセンサユニットとして構成され、他方のセンサ
は、センサＡ、センサＢとそれぞれ前記所定の歯数分ず
れた位置に配設されたセンサＣとセンサＤを含むセンサ
ユニットとして構成され、前記センサ信号切換手段によ
り選択されたセンサユニットに含まれる２つのセンサの
出力に基づいて、一歯内角度位置θ₂を演算する位置検
出装置において、前記２つのセンサユニットのそれぞれ
に対応するオフセット誤差補正値または振幅誤差補正値
または位相誤差補正値の少なくとも一つを保持する誤差
補正値記憶部を備え、センサユニットの出力に含まれる
誤差を補正することを特徴とする位置検出装置である。

【００１９】請求項３の特徴的な構成により、それぞれ
のセンサユニットのオフセット誤差、振幅誤差、位相誤
差を補正できる効果がある。また２つのセンサユニット
間で生じる誤差も補正できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図１を参照して説明する。図１は本実施例の構成図で
ある。図１において、図５と符号が同一の構成について
は、ほぼ機能が同じである。

【００２１】図１に示すように、本実施形態では複数の
歯の中の一つの歯のみ歯の高さを低くした原点歯を備え
る歯車１を設けている。図２に歯車１の全体形状を示
す。また、歯車１に対向して磁気センサ３ａ，４ａおよ
び磁石６ａで構成される１組と、磁気センサ３ｂ，４ｂ
および磁石６ｂで構成される１組との合計２組のセンサ
が、センサの出力Ｖａ₁とＶａ₂、Ｖｂ₁とＶｂ₂の信号位
相がそれぞれ同位相となり、また、出力Ｖａ₁とＶｂ₁、
Ｖａ₂とＶｂ₂の信号位相がそれぞれ９０°ずれた位置に
配設されている。さらに、一回転内角度位置θ₁が入力
されセンサ信号選択指令１０４を出力するセンサ信号選
択指令回路２１と、センサ信号選択指令１０４に応じて
入力された２組のセンサの出力Ｖａ₁とＶｂ₁の組、また
はＶａ₂とＶｂ₂の組を選択して出力する選択回路２２
と、２組のセンサにそれぞれ対応する２組のオフセット
誤差補正値または振幅誤差補正値または位相誤差補正値
を保持する誤差補正値記憶部３５を設けている。また、
原点位置検出部５０は、センサの出力Ｖａ₁とＶａ₂が入
力されＶａ₁＜Ｖａ₂となるとき出力がアクティブとなる
第１のコンパレータ５１と、センサの出力Ｖｂ₁とＶｂ₂
が入力されＶｂ₁＜Ｖｂ₂となるとき出力がアクティブと
なる第２のコンパレータ５２と、第１および第２のコン
パレータ５１，５２の出力が同時にアクティブの場合に
原点位置信号を検出するＡＮＤ回路５３で構成されてい
る。

【００２２】本実施形態では複数の歯の中の一つの歯の
み歯の高さを低くした歯車１を設けている。また、セン
サの出力Ｖａ₁とＶａ₂、Ｖｂ₁とＶｂ₂の信号位相が同位
相となる位置に、２組のセンサが配設されている。この
ため、図３に示すように、２組のセンサの出力Ｖａ₁，
Ｖｂ₁の組、Ｖａ₂，Ｖｂ₂の組は、歯の高さを低くした
歯が通過する回転位置において、それぞれ個別に振幅が
低下する。このため、磁気センサ３ａを歯の高さを低く
した歯が通過している区間、即ち図３におけるθaにお
いてＶａ₁＜Ｖａ₂となり、第１のコンパレータ５１は出
力がアクティブとなり図３に示すような信号１００を出
力する。同様にして第２のコンパレータは、図３に示す
ような信号１０１を出力する。ＡＮＤ回路５３は、第１
のコンパレータの出力信号１００と第２のコンパレータ
の出力信号１０１のＡＮＤ演算を行い、図３に示すよう
な信号１０２を原点位置信号として検出し出力する。原
点位置検出部５０で、このような処理を行うことによ
り、第１のコンパレータ５１のみで原点歯を検出する場
合に比べて、信号１０２のようにアクティブになる幅が
狭くなるので、歯車が正回転で回転するとき検出される
原点位置と、逆回転するときに検出される原点位置との
ずれを小さくし、検出する回転位置を制度良くできる効
果がある。

【００２３】ところで、上述のように歯の高さを低くし
た歯が各センサを通過する回転位置においてセンサの出
力の振幅が低下するため、この振幅が低下しているセン
サの出力を使用してｔａｎ−１演算を行い一歯内角度位
置θ₂を求めると精度が低下する。そこで、本実施形態
では下記の動作を行う。センサ信号選択指令回路２１
は、一回転内角度位置θ₁とあらかじめ定めた所定値と
を比較し、その比較結果に応じてセンサ信号選択指令１
０４を出力する。この動作を図３、図４にて説明する。
図３において原点位置信号１０２は、前述の通りセンサ
の出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の組の振幅が低下している位置で発
生している。この原点位置信号１０２により、この位置
でパルスカウンタ１３がクリアされ、一回転内角度位置
θ₁の値は０となる。つまり、一回転内角度位置θ₁の値
が０の位置でセンサの出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の組の振幅が低
下している。また、センサの出力Ｖａ₂，Ｖｂ₂の組は、
２組のセンサ間に存在する歯数分だけ一回転内角度位置
θ₁の値が変化した位置（本実施例では２パルス）で振
幅が低下している。ここで、歯車１の歯数をθｍａｘで
表し、２組のセンサ間に存在する歯数をαとし、式２の
条件を満たす任意の正の整数βをあらかじめ定める。

【００２４】

【数２】α＜β＜θｍａｘ ・・・式２ 歯車１が一回転内角度位置θ₁の増加方向に回転する場
合、Ｖａ₂，Ｖｂ₂の振幅が低下する位置αは０からβま
での間に存在する。そこで、図４（ａ）に示すように、
一回転内角度位置θ₁が１からβの間は、センサの出力
Ｖａ₁，Ｖｂ₁を選択する。また、一回転内角度位置θ₁
がβを過ぎ、クリアされて０に戻る間はセンサの出力Ｖ
ａ₂，Ｖｂ₂を選択する。センサ信号選択指令回路２１は
このようなセンサ信号選択指令１０４を出力する。一
方、歯車１が一回転内角度位置θ₁の減少方向に回転す
る場合は、Ｖａ₂，Ｖｂ₂の振幅が低下する位置が、−
（θｍａｘ−β）を過ぎた位置に存在する。そこで、図
４（ｂ）に示すように、０から−（θｍａｘ−β）へ減
少している間は、センサの出力Ｖａ₂，Ｖｂ₂を選択す
る。また、一回転内角度位置θ₁が−（θｍａｘ−β）
を過ぎ、−θｍａｘまではセンサの出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁を
選択する。センサ信号選択指令回路２１はこのようなセ
ンサ信号選択指令１０４を出力する。つまり、センサ信
号選択指令回路２１は、歯車１がいずれの方向に回転し
ても、高さの低い歯に対向しない一組のセンサを選択
し、センサ信号選択指令１０４を出力する。なお、回転
方向が途中で変わる場合も、同様に一回転内角度位置θ
₁に応じて、センサ信号選択指令回路２１がセンサ信号
選択指令１０４を出力する。

【００２５】このようなセンサ信号選択指令１０４に応
じて、選択回路２２は入力された２組のセンサの出力Ｖ
ａ₁，Ｖｂ₁の組とＶａ₂，Ｖｂ₂の組のいずれかを選択し
て出力する。このような動作を行うセンサ信号選択指令
回路２１並びに選択回路２２を使用することにより、振
幅が低下しているセンサの出力の使用を避け、位置検出
精度の低下を防止することが出来る。

【００２６】また、２組のセンサから出力される２相正
弦波信号には、磁気センサ毎に直流オフセット又は直流
オフセットの変動が生じることによるオフセット誤差、
または各磁気センサの歯車からの距離のばらつき等に起
因する振幅誤差、または各磁気センサが配置される位置
の回転方向のずれ等に起因する位相誤差が含まれてい
て、理想的な２相正弦波信号になっていない場合が多
い。このような場合、この２相正弦波信号に含まれる誤
差成分について考慮していないと精度が低下する。本出
願人らは先に「特願平４−８９３９１」において、２相
正弦波のオフセット誤差または振幅誤差または位相誤差
を補正する機能を有する位置検出装置を提案している。
誤差補正値記憶部３５は、センサの出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の
組とＶａ₂，Ｖｂ₂の組、それぞれに対して、「特願平４
−８９３９１」で示される手段で求められたオフセット
誤差補正値または振幅誤差補正値または位相誤差補正値
を保持し、センサ信号選択指令１０４により選択された
センサに対するオフセット誤差補正値１０５または振幅
誤差補正値１０５または位相誤差補正値１０５を出力す
る。ｔａｎ−１演算回路３４は誤差補正値記憶部３５の
出力１０５を使用して、「特願平４−８９３９１」に基
づきオフセット誤差または振幅誤差または位相誤差を補
正する。このような動作により、２相正弦波信号に含ま
れる誤差成分の補正を行い、常に高精度な位置検出を行
う。

【００２７】尚、本実施形態では、原点歯は他の歯より
高さが低い構成であるが、これはセンサから歯車の歯ま
での距離が近い方が回転位置の検出精度が良いためであ
る。精度が多少悪化するが、原点歯の高さが他の歯より
高い構成でも良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置検出
装置によれば、コストおよび主軸への取り付けスペース
を削減し、高精度化および主軸加減速時間短縮による能
率アップの要求に応えた位置検出装置を提供することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の位置検出装置の一実施形態を示す構
成図である。

【図２】 本発明の位置検出装置における歯車の全体形
状を示す概略図である。

【図３】 本発明の位置検出装置における各部信号の例
を示す説明図である。

【図４】 一回転内角度位置θ₁とセンサ信号選択指令
との関係の例を示す説明図である。

【図５】 従来の位置検出装置の構成図である。

【図６】 従来の位置検出装置における歯車、円板の全
体形状を示す概略図である。

【図７】 従来の位置検出装置における各部信号の例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 歯車、３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ 磁気センサ、６
ａ，６ｂ 磁石、１０カウント部、２０ センサ信号切
換手段、３０ 内挿位置検出部、４０ 加算手段、５０
原点位置検出部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１０月３０日（２００１．１０．
３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】磁気センサ５の出力信号Ｖｚは、原点位置
検出部５０内のコンパレータ５１に入力される。コンパ
レータ５１は一回転中の原点位置信号１０２を出力す
る。磁気センサ３，４の出力信号ＶａおよびＶｂは、そ
れぞれカウント部１０内のコンパレータ１１，１２に入
力されると共に、内挿位置検出部３０内のサンプルホー
ルド回路３１，３２に入力される。コンパレータ１１，
１２の出力と原点位置信号１０２は、パルスカウンタ１
３に入力され、計数された一回転内角度位置θ₁は加算
手段４０に入力される。サンプルホールド回路３１，３
２の出力はＡ／Ｄ変換器３３に入力され、Ａ／Ｄ変換さ
れたディジタル瞬時値１０３がｔａｎ ^-1 演算回路３４に
入力されている。ｔａｎ ^-1 演算により求められた一歯内
角度位置θ ₂は加算手段４０に入力される。加算手段４
０は入力された一回転内角度位置θ₁および一歯内角度
位置θ₂を加算合成し、一回転位置データθを出力す
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】一方、内挿位置検出部３０では、サンプル
ホールド回路３１，３２およびＡ／Ｄ変換器３３によ
り、信号Ｖａ，Ｖｂのディジタル瞬時値１０３が検出さ
れる。ｔａｎ ^-1 演算回路３４は、ディジタル瞬時値１０
３を元に式１の逆三角関数変換ｔａｎ ^-1 を行うことによ
り、一歯内角度位置θ₂を検出し出力する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【数１】θ₂＝ｔａｎ ^-1 （Ｖａ／Ｖｂ） ・・・式１ このようにして求めた一回転内角度位置θ₁と一歯内角
度位置θ₂を加算手段４０において加算合成することに
より、歯車１を取り付けた回転軸の任意の位置を一回転
位置データθとして検出している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−２３４９４０に示される構成の位置検出装置で
は、歯たけの大きな歯の近辺で磁気センサの正弦波出力
の振幅が異なり、このような出力を使用してｔａｎ ^-1 演
算を行い一歯内角度位置θ₂を求めると、歯たけの大き
な歯の近辺で精度が悪化し、一定の精度で一歯内角度位
置θ₂を求められない問題点がある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】ところで、上述のように歯の高さを低くし
た歯が各センサを通過する回転位置においてセンサの出
力の振幅が低下するため、この振幅が低下しているセン
サの出力を使用してｔａｎ ^-1 演算を行い一歯内角度位置
θ₂を求めると精度が低下する。そこで、本実施形態で
は下記の動作を行う。センサ信号選択指令回路２１は、
一回転内角度位置θ₁とあらかじめ定めた所定値とを比
較し、その比較結果に応じてセンサ信号選択指令１０４
を出力する。この動作を図３、図４にて説明する。図３
において原点位置信号１０２は、前述の通りセンサの出
力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の組の振幅が低下している位置で発生し
ている。この原点位置信号１０２により、この位置でパ
ルスカウンタ１３がクリアされ、一回転内角度位置θ₁
の値は０となる。つまり、一回転内角度位置θ₁の値が
０の位置でセンサの出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の組の振幅が低下
している。また、センサの出力Ｖａ₂，Ｖｂ₂の組は、２
組のセンサ間に存在する歯数分だけ一回転内角度位置θ
₁の値が変化した位置（本実施例では２パルス）で振幅
が低下している。ここで、歯車１の歯数をθｍａｘで表
し、２組のセンサ間に存在する歯数をαとし、式２の条
件を満たす任意の正の整数βをあらかじめ定める。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】また、２組のセンサから出力される２相正
弦波信号には、磁気センサ毎に直流オフセット又は直流
オフセットの変動が生じることによるオフセット誤差、
または各磁気センサの歯車からの距離のばらつき等に起
因する振幅誤差、または各磁気センサが配置される位置
の回転方向のずれ等に起因する位相誤差が含まれてい
て、理想的な２相正弦波信号になっていない場合が多
い。このような場合、この２相正弦波信号に含まれる誤
差成分について考慮していないと精度が低下する。本出
願人らは先に「特願平４−８９３９１」において、２相
正弦波のオフセット誤差または振幅誤差または位相誤差
を補正する機能を有する位置検出装置を提案している。
誤差補正値記憶部３５は、センサの出力Ｖａ₁，Ｖｂ₁の
組とＶａ₂，Ｖｂ₂の組、それぞれに対して、「特願平４
−８９３９１」で示される手段で求められたオフセット
誤差補正値または振幅誤差補正値または位相誤差補正値
を保持し、センサ信号選択指令１０４により選択された
センサに対するオフセット誤差補正値１０５または振幅
誤差補正値１０５または位相誤差補正値１０５を出力す
る。ｔａｎ ^-1 演算回路３４は誤差補正値記憶部３５の出
力１０５を使用して、「特願平４−８９３９１」に基づ
きオフセット誤差または振幅誤差または位相誤差を補正
する。このような動作により、２相正弦波信号に含まれ
る誤差成分の補正を行い、常に高精度な位置検出を行
う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 AA11 CC02 NN04 NN21 PP05 QQ11 TT42 TT62 VV01 3C029 AA29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられた歯車の歯を、歯
   に対向する位置に配設されたセンサで検出することによ
   り、回転軸の回転位置を検出する位置検出装置であっ
   て、 歯の高さが他の歯の高さと異なる原点歯を有する歯車
   と、 所定の歯数分ずれた位置に配設され、歯の高さに応じた
   値を出力する２つのセンサと、 歯車の原点位置となる前記原点歯を検出し、原点位置信
   号を出力する原点位置検出部と、 前記回転軸の回転時に前記２つのセンサのいずれかの出
   力に基づいて、通過した歯数を計数し、前記原点位置信
   号によってクリアされるカウンタを有し、前記歯車の一
   回転内角度位置θ₁を出力するカウント部と、 前記２つのセンサのうち、前記原点歯と対向していない
   センサを選択するセンサ信号切換手段と、 前記センサ信号切換手段により選択されたセンサの出力
   に基づいて、一歯内角度位置θ₂を演算し出力する内挿
   位置検出部と、 前記一回転内角度位置θ₁と一歯内角度位置θ₂を加算合
   成し、回転位置を演算する加算手段と、を備えた位置検
   出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の位置検出装置であっ
   て、 前記２つのセンサの一方のセンサは、信号Ｖａ₁を出力
   するセンサＡと、センサＡと歯車の回転方向に所定の間
   隔ずらして配置された、信号Ｖｂ₁を出力するセンサＢ
   を含むセンサユニットとして構成され、 他方のセンサは、センサＡ、センサＢとそれぞれ前記所
   定の歯数分ずれた位置に配設された、信号Ｖａ₂を出力
   するセンサＣと、信号Ｖｂ₂を出力するセンサＤを含む
   センサユニットとして構成され、 前記センサ信号切換手段により選択されたセンサユニッ
   トに含まれる２つのセンサの出力に基づいて、一歯内角
   度位置θ₂を演算する位置検出装置において、 前記原点位置検出部は、 （Ｖａ₁−Ｖａ₂）が所定値より大きく又は小さくなった
   とき、出力が変化する第１のコンパレータと、 （Ｖｂ₁−Ｖｂ₂）が所定値より大きく又は小さくなった
   とき、出力が変化する第２のコンパレータと、 第１、第２のコンパレータの出力の両方が変化した場合
   に原点位置信号を出力するＡＮＤ回路と、を有すること
   を特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の位置検出装置であっ
   て、 前記２つのセンサの一方のセンサは、センサＡと、セン
   サＡと歯車の回転方向に所定の間隔ずらして配置された
   センサＢを含むセンサユニットとして構成され、他方の
   センサは、センサＡ、センサＢとそれぞれ前記所定の歯
   数分ずれた位置に配設されたセンサＣとセンサＤを含む
   センサユニットとして構成され、前記センサ信号切換手
   段により選択されたセンサユニットに含まれる２つのセ
   ンサの出力に基づいて、一歯内角度位置θ₂を演算する
   位置検出装置において、 前記２つのセンサユニットのそれぞれに対応するオフセ
   ット誤差補正値または振幅誤差補正値または位相誤差補
   正値の少なくとも一つを保持する誤差補正値記憶部を備
   え、センサユニットの出力に含まれる誤差を補正するこ
   とを特徴とする位置検出装置。