JP2005188928A - Absolute angle detection device and absolute angle detection method - Google Patents

Absolute angle detection device and absolute angle detection method Download PDF

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JP2005188928A
JP2005188928A JP2003426636A JP2003426636A JP2005188928A JP 2005188928 A JP2005188928 A JP 2005188928A JP 2003426636 A JP2003426636 A JP 2003426636A JP 2003426636 A JP2003426636 A JP 2003426636A JP 2005188928 A JP2005188928 A JP 2005188928A
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Yasuharu Terada
康晴 寺田
Shinichi Tanaka
眞一 田中
Yuji Kanfu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To preferably constitute a driven gear comparably small in the case of calculating the absolute angle based on the relative angles of the two driven gears. <P>SOLUTION: A first main gear 16 of m teeth, and a second main gear 18 of n teeth are fixed on the rotation shaft 12 with the rotation axis 14 as a rotation center. A first driven gear 20 of p teeth is made to engage wit the first main gear and a second driven gear 22 of p teeth is made to engage with the second main gear. The computing part 28 computes, based on the detection results of the relative angle ϕ of the first driven gear, and the relative angle ψ of the second driven gear, absolute angle θ=(ϕ-ψ)p/(m-n). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転体の絶対角を検出する技術、特に、複数のギヤの相対角に基づいて絶対角を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an absolute angle of a rotating body, and more particularly to a technique for detecting an absolute angle based on relative angles of a plurality of gears.

回転体の絶対角を求める技術は様々な分野で必要とされており、例えば、自動車の製造分野においてはハンドル等の絶対角を検出する技術が要求されている。   A technique for obtaining an absolute angle of a rotating body is required in various fields. For example, a technique for detecting an absolute angle of a steering wheel or the like is required in the automobile manufacturing field.

下記特許文献1には、回転体とともに回転する主ギヤに対し、異なる歯数をもつ二つの従動ギヤをそれぞれ噛み合わせ、各従動ギヤの相対角を検出することにより回転体の絶対角を求める技術が開示されている。下記特許文献2には、回転体とともに回転する主ギヤに、回転体よりも低速で回転する従動ギヤと回転体よりも高速で回転する従動ギヤとをそれぞれ噛み合わせ、各従動ギヤの相対角を検出することにより回転体の絶対角を求める技術が開示されている。これらの技術においては、((一方の従動ギヤの歯数)×(他方の従動ギヤの歯数)/(主ギヤの歯数))×360°の絶対角を検出することができる。   Patent Document 1 below discloses a technique for obtaining an absolute angle of a rotating body by meshing two driven gears having different numbers of teeth with a main gear rotating together with the rotating body and detecting the relative angle of each driven gear. Is disclosed. In Patent Document 2 below, a main gear that rotates together with a rotating body is meshed with a driven gear that rotates at a lower speed than the rotating body and a driven gear that rotates at a higher speed than the rotating body, and the relative angle of each driven gear is determined. A technique for obtaining an absolute angle of a rotating body by detection is disclosed. In these techniques, an absolute angle of ((number of teeth of one driven gear) × (number of teeth of the other driven gear) / (number of teeth of the main gear)) × 360 ° can be detected.

なお、下記特許文献3には、回転体とともに回転する主ギヤに従動ギヤを噛み合わせ、この従動ギヤの回転にともなって移動する駆動体の移動距離と従動ギヤの相対角とを検出して回転体の絶対角を求める技術が開示されている。   In Patent Document 3 below, the driven gear that rotates with the rotating body is engaged with the driven gear, and the moving distance of the driving body that moves with the rotation of the driven gear and the relative angle of the driven gear are detected and rotated. Techniques for determining the absolute angle of the body are disclosed.

特表平11−500828号公報Japanese National Patent Publication No. 11-500828 特開2002−340618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-340618 特開2002−213910号公報JP 2002-213910 A

上記特許文献1、2の技術では、絶対角の得られる範囲を広くとろうとした場合、二つの従動ギヤの歯数差を最小としたうえで、さらに、従動ギヤの歯数を増やす必要がある。すなわち、従動ギヤの大きさを大きくする必要があるが、これは装置のスペースの都合上困難な場合がある。また、このように従動ギヤの歯数を増やすと回転体に対する従動ギヤの回転率を下げることになり、従動ギヤの相対角の正確な(高分解能な)検出が困難になってしまう。   In the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, when the range in which the absolute angle can be obtained is widened, it is necessary to further increase the number of teeth of the driven gear while minimizing the difference in the number of teeth of the two driven gears. . That is, it is necessary to increase the size of the driven gear, which may be difficult due to the space of the apparatus. Further, when the number of teeth of the driven gear is increased in this way, the rotation rate of the driven gear with respect to the rotating body is lowered, and accurate (high resolution) detection of the relative angle of the driven gear becomes difficult.

本発明の目的は、従動ギヤの大きさを比較的小さく構成することができる絶対角検出装置を開発することにある。   An object of the present invention is to develop an absolute angle detection device capable of configuring the size of a driven gear to be relatively small.

本発明の別の目的は、検出分解能の向上が容易な構造をもつ絶対角検出装置を開発することにある。   Another object of the present invention is to develop an absolute angle detection device having a structure that can easily improve detection resolution.

本発明のさらに別の目的は、二つの従動ギヤの歯数が同じである絶対角検出装置を開発することにある。   Still another object of the present invention is to develop an absolute angle detection device in which the number of teeth of the two driven gears is the same.

本発明の絶対角検出装置は、回転する回転体の回転軸をギヤの中心軸とし、この回転体とともに回転する同心の二つのギヤであって、互いに異なり一方が他方の約数ではない歯数をもつ第1主ギヤ及び第2主ギヤと、第1主ギヤと噛み合わされた第1従動ギヤと、第1従動ギヤの相対角を検出する第1検出手段と、第1従動ギヤと同じ歯数をもち第2主ギヤと噛み合わされた第2従動ギヤと、第2従動ギヤの相対角を検出する第2検出手段と、第1検出手段及び第2検出手段の検出結果に基づいて、前記回転体の絶対角を算出する算出手段と、を備える。   The absolute angle detection device according to the present invention is a concentric two gears having a rotating shaft of a rotating rotating body as a central axis of the gear and rotating together with the rotating body, the number of teeth being different from each other and not being a divisor of the other. The first main gear and the second main gear having the first main gear, the first driven gear meshed with the first main gear, the first detecting means for detecting the relative angle of the first driven gear, and the same tooth as the first driven gear The second driven gear having a number and meshed with the second main gear, the second detecting means for detecting the relative angle of the second driven gear, and the detection results of the first detecting means and the second detecting means, Calculating means for calculating an absolute angle of the rotating body.

第1主ギヤ及び第2主ギヤは、回転体の回転軸を回転中心軸とする同心のギヤであり、回転体に固定されて回転体とともに回転する。第1主ギヤの歯数と第2主ギヤの歯数は、互いに約数の関係にはない異なる数をもつ。第1主ギヤには第1従動ギヤが噛合され、第2主ギヤには第2従動ギヤが噛合される。この第1従動ギヤと第2従動ギヤの歯数は同じである。したがって、第1従動ギヤと第2従動ギヤは、それぞれ、第1主ギヤの歯数と第2主ギヤの歯数によって規定される速さで回転する。そして、第1検出手段によって検出される第1従動ギヤの相対角と、第2検出手段によって検出される第2従動ギヤの相対角の組み合わせは、第1主ギヤの歯数と第2主ギヤの歯数、及び、従動ギヤの歯数で規定される長い周期で一致する。このため、第1従動ギヤの相対角と第2従動ギヤの相対角の組み合わせを回転体の絶対角と対応づけることで、この長い周期に対応する角度の範囲で、回転体の絶対角を検出することができる。算術手段はこの対応づけに基づいて回転体の絶対角を算出する。対応づけは、演算式に基づいて行われてもよいし、参照用のLUT(ルックアップテーブル)に基づいて行われてもよい。   The first main gear and the second main gear are concentric gears having the rotation axis of the rotating body as the rotation center axis, and are fixed to the rotating body and rotate together with the rotating body. The number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear have different numbers that are not divisible. The first driven gear meshes with the first driven gear, and the second driven gear meshes with the second driven gear. The number of teeth of the first driven gear and the second driven gear is the same. Therefore, the first driven gear and the second driven gear rotate at a speed defined by the number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear, respectively. The combination of the relative angle of the first driven gear detected by the first detection means and the relative angle of the second driven gear detected by the second detection means is the number of teeth of the first main gear and the second main gear. And a long period defined by the number of teeth of the driven gear and the number of teeth of the driven gear. Therefore, by associating the combination of the relative angle of the first driven gear and the relative angle of the second driven gear with the absolute angle of the rotating body, the absolute angle of the rotating body is detected within the range of angles corresponding to this long cycle. can do. The arithmetic means calculates the absolute angle of the rotating body based on this correspondence. The association may be performed based on an arithmetic expression, or may be performed based on a reference LUT (lookup table).

なお、相対角とは、何回転目かを区別せずに与えられる角度である。また、絶対角とは、何回転目かの情報も含めて与えられる角度である。例えば360°表記した場合、相対角は何回転目であっても0°から360°の範囲で与えられるが、絶対角は1週目の0°から360°、2週目の0°から360°(あるいは360°から720°)、3週目の0°から360°(あるいは720°から1080°)のように与えられる。   The relative angle is an angle given without distinguishing how many rotations. The absolute angle is an angle given including information on how many rotations. For example, in the case of 360 °, the relative angle is given in the range of 0 ° to 360 ° regardless of the number of rotations, but the absolute angle is 0 ° to 360 ° in the first week and 0 ° to 360 in the second week. ° (or 360 ° to 720 °), such as 0 ° to 360 ° (or 720 ° to 1080 °) in the third week.

この構成によれば、第1主ギヤと第2主ギヤの歯数を大きくすることで、絶対角の検出範囲を拡げることができる。このため、第1従動ギヤと第2従動ギヤの大きさを比較的小さく保つ構成をとることが可能であり、限られたスペースへの搭載が容易となる。また、歯数が同じである第1従動ギヤと第2従動ギヤは、同じ部品を用いて作成することができる。したがって、むやみに部品の種類を増大させることがない。   According to this configuration, the absolute angle detection range can be expanded by increasing the number of teeth of the first main gear and the second main gear. For this reason, it is possible to take the structure which keeps the magnitude | size of a 1st driven gear and a 2nd driven gear comparatively small, and the mounting to a limited space becomes easy. Moreover, the 1st driven gear and the 2nd driven gear with the same number of teeth can be produced using the same components. Therefore, the types of parts are not increased unnecessarily.

望ましくは、本発明の絶対角検出装置において、前記算出手段は、第1主ギヤの歯数をm、第2主ギヤの歯数をn、第1従動ギヤ及び第2従動ギヤの歯数をp、第1検出手段により検出された相対角をφ、第2検出手段により検出された相対角をψ、前記回転体の絶対角をθとした場合に、φ≧ψのとき、θ=(φ−ψ)p/(m−n)、φ<ψのとき、θ=(φ−ψ+360°)p/(m−n)、の演算によって前記回転体の絶対角を算出する。   Preferably, in the absolute angle detection device according to the present invention, the calculating means sets the number of teeth of the first main gear to m, the number of teeth of the second main gear to n, and the number of teeth of the first driven gear and the second driven gear. p, where the relative angle detected by the first detecting means is φ, the relative angle detected by the second detecting means is ψ, and the absolute angle of the rotating body is θ, when φ ≧ ψ, θ = ( When φ−ψ) p / (mn) and φ <ψ, the absolute angle of the rotating body is calculated by calculating θ = (φ−ψ + 360 °) p / (mn).

望ましくは、本発明の絶対角検出装置において、第1主ギヤの歯数と第2主ギヤの歯数の差は1である。歯数の差を1とすることで、絶対角の検出範囲を容易に広くすることができる。また、望ましくは、本発明の絶対角検出装置において、第1従動ギヤの歯数は、第1主ギヤの歯数及び第2主ギヤの歯数よりも小さい。   Preferably, in the absolute angle detection device of the present invention, the difference between the number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear is one. By setting the difference in the number of teeth to 1, the absolute angle detection range can be easily widened. Desirably, in the absolute angle detection device of the present invention, the number of teeth of the first driven gear is smaller than the number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear.

本発明の絶対角検出方法は、回転する回転体の回転軸をギヤの中心軸とし、この回転体とともに回転する同心の二つのギヤであって、互いに異なり一方が他方の約数ではない歯数をもつ第1主ギヤ及び第2主ギヤと、第1主ギヤと噛み合わされた第1従動ギヤと、第1従動ギヤと同じ歯数をもち第2主ギヤと噛み合わされた第2従動ギヤと、を備えた装置を利用して前記回転体の絶対角を検出する方法であって、第1従動ギヤの相対角を検出するステップと、第2従動ギヤの相対角を検出するステップと、検出した第1従動ギヤの相対角と第2従動ギヤの相対角に基づいて前記回転体の絶対角を算出するステップと、を含む。   The absolute angle detection method of the present invention uses two rotations of a rotating rotating body as a central axis of a gear and two concentric gears rotating together with the rotating body, the number of teeth being different from each other and not being a divisor of the other. A first main gear and a second main gear having a first gear, a first driven gear meshed with the first main gear, and a second driven gear meshed with the second main gear having the same number of teeth as the first driven gear. A method for detecting an absolute angle of the rotating body using a device comprising: a step of detecting a relative angle of the first driven gear; a step of detecting a relative angle of the second driven gear; Calculating the absolute angle of the rotating body based on the relative angle of the first driven gear and the relative angle of the second driven gear.

以下に本発明の代表的な実施の形態を説明する。   Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described.

図1は、本実施の形態に係る絶対角検出装置10の概略構成を示す図である。絶対角検出装置10は、回転体としてのシャフト12を備えている。このシャフト12は、回転軸14を回転中心として回転している。シャフト12は、例えば自動車のハンドルの回転操作に応じて回転させられる。絶対角検出装置10はこのシャフト12の絶対角を算出する装置であり、これによりハンドルの絶対的な回転角が導かれる。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an absolute angle detection device 10 according to the present embodiment. The absolute angle detection device 10 includes a shaft 12 as a rotating body. The shaft 12 rotates about the rotation shaft 14 as a rotation center. The shaft 12 is rotated in accordance with, for example, a rotation operation of a car handle. The absolute angle detection device 10 is a device that calculates the absolute angle of the shaft 12, and thereby the absolute rotation angle of the handle is derived.

シャフト12には、歯数mの第1主ギヤ16と歯数nの第2主ギヤ18が一体的に取り付けられている。歯数mと歯数nは、異なる数で、かつ、一方が他方の約数でないように設定されている。この二つの主ギヤ16,18は、回転軸14を中心軸として、シャフト12とともに回転する。第1主ギヤ16には平歯車を構成する歯数pの第1従動ギヤ20が噛み合わされている。また、第2主ギヤ18には同じく平歯車を構成する歯数pの第2従動ギヤ22が噛み合わされている。歯数pは、歯数m,nのいずれよりも小さい数である。なお、これらの二つの従動ギヤ20,22の軸は、対応する主ギヤ16,18の軸(回転軸14)と必ずしも平行でなくてもよい。   A first main gear 16 having a number of teeth m and a second main gear 18 having a number of teeth n are integrally attached to the shaft 12. The number of teeth m and the number of teeth n are set to be different numbers, and one is not a divisor of the other. The two main gears 16 and 18 rotate together with the shaft 12 with the rotation shaft 14 as a central axis. The first main gear 16 meshes with a first driven gear 20 having the number of teeth p constituting a spur gear. Further, the second main gear 18 is engaged with a second driven gear 22 having the number of teeth p, which also forms a spur gear. The number of teeth p is a number smaller than both the number of teeth m and n. Note that the axes of these two driven gears 20 and 22 are not necessarily parallel to the axes of the corresponding main gears 16 and 18 (rotating shaft 14).

第1従動ギヤ20の相対角は第1検出部24によって検出され、第2従動ギヤ22の相対角は第2検出部26によって検出される。相対角の検出手法は様々に可能であり、例えば、従動ギヤ20,22に設置された磁石にともなう磁気を磁気検出素子で検出することで相対角を求めてもよい。   The relative angle of the first driven gear 20 is detected by the first detector 24, and the relative angle of the second driven gear 22 is detected by the second detector 26. There are various methods for detecting the relative angle. For example, the relative angle may be obtained by detecting the magnetism associated with the magnets installed in the driven gears 20 and 22 with the magnetic detection element.

検出された相対角の信号は、算出部28に入力される。算出部28は、演算機能を有するハードウエアと、ハードウエアの動作を規定するソフトウエア(プログラム)によって構成されている。そして、後で説明するように演算式に基づいて絶対角を算出する。算出部28が算出した絶対角は、出力部30を通じて出力される。出力部30は、外部装置への信号出力を行う接続端子であってもよいし、液晶ディスプレイ等の表示機能を備え結果を表示するものであってもよい。   The detected relative angle signal is input to the calculation unit 28. The calculation unit 28 includes hardware having a calculation function and software (program) that defines the operation of the hardware. Then, as will be described later, the absolute angle is calculated based on an arithmetic expression. The absolute angle calculated by the calculation unit 28 is output through the output unit 30. The output unit 30 may be a connection terminal that outputs a signal to an external device, or may have a display function such as a liquid crystal display and display a result.

次に算出部28が絶対角を算出するための演算式について説明する。ハンドル等の回転にともなって、シャフト12が回転軸14周りに、基準位置から角度θだけ反時計回りに回転したとする。このとき、第1従動ギヤ20の時計回りの相対角をφとすると、
φ=(m/p)θ (1)
である。同様にして、第2従動ギヤ22の時計回りの相対角ψは、
ψ=(n/p)θ (2)
である。式(1)−式(2)から
φ−ψ=(m−n)θ/p (3)
が得られる。これをθについて解けば
θ=(φ−ψ)p/(m−n) (4)
が得られる。式(4)は、φ≧ψの場合に絶対角θを与える。φ<ψのときには、
θ=(φ−ψ+360°)p/(m−n) (5)
によって絶対角θが与えられる。
Next, an arithmetic expression for the calculation unit 28 to calculate the absolute angle will be described. It is assumed that the shaft 12 rotates counterclockwise by an angle θ from the reference position around the rotation axis 14 with the rotation of the handle or the like. At this time, if the clockwise relative angle of the first driven gear 20 is φ,
φ = (m / p) θ (1)
It is. Similarly, the clockwise relative angle ψ of the second driven gear 22 is
ψ = (n / p) θ (2)
It is. From formula (1) -formula (2), φ−ψ = (mn) θ / p (3)
Is obtained. Solving this for θ θ = (φ−ψ) p / (mn) (4)
Is obtained. Equation (4) gives the absolute angle θ when φ ≧ ψ. When φ <ψ
θ = (φ−ψ + 360 °) p / (mn) (5)
Gives the absolute angle θ.

式(4),(5)は、m≠nである歯数のあらゆる組み合わせに対して適用可能である。しかし、m≒nである方が、より広範囲の角度について絶対角を求めることが可能となる。したがって、|m−n|=1の関係を満たすことが特に望ましい。   Expressions (4) and (5) are applicable to any combination of the number of teeth where m ≠ n. However, when m≈n, the absolute angle can be obtained for a wider range of angles. Therefore, it is particularly desirable to satisfy the relationship | m−n | = 1.

さらに、mとnは、一方が他方の約数ではないことが望ましい。例えば、nがmの約数である場合、自然数kを用いて、m=nkと表現される。また、式(1)/式(2)から、φ/ψ=m/n=k、すなわちφ=ψkを得る。これらを式(4)に代入すれば、θ=ψp/nとなって二つの相対角の情報が縮退してしまい、単に第2従動ギヤ22の相対角ψを一定倍しただけの情報を与えるだけであることがわかる。   Further, it is desirable that one of m and n is not a divisor of the other. For example, when n is a divisor of m, it is expressed as m = nk using a natural number k. Further, φ / ψ = m / n = k, that is, φ = ψk is obtained from the formula (1) / formula (2). Substituting these into equation (4) results in θ = ψp / n and the information on the two relative angles is degenerated, giving information that is simply a fixed multiplication of the relative angle ψ of the second driven gear 22. It turns out that it is only.

絶対角の検出範囲は、両従動ギヤ20,22の歯数pが大きいほど広くなる。したがって、歯数pは、歯数mと歯数nよりも大きくても構わない。一方、p/(m−n)≦1の場合には、絶対角θは範囲は360°以下となり絶対角を算出する利点に欠ける。したがって、p/(m−n)>1とすることが望ましい。   The absolute angle detection range becomes wider as the number of teeth p of both driven gears 20 and 22 is larger. Therefore, the number of teeth p may be larger than the number of teeth m and the number of teeth n. On the other hand, when p / (mn) ≦ 1, the absolute angle θ is in the range of 360 ° or less and lacks the advantage of calculating the absolute angle. Therefore, it is desirable that p / (mn)> 1.

図2は、相対角と絶対角の関係を示したグラフである。横軸は回転体の(算出値ではない)真の絶対角であり、縦軸は検出された相対角及び算出される絶対角である。ここでは、一例として、m=5,n=4,p=2の場合を示している。波線40は第1従動ギヤ20の相対角φ、点線42は第2従動ギヤ22の相対角ψ、実線44は算出された絶対角θである。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the relative angle and the absolute angle. The horizontal axis is the true absolute angle (not the calculated value) of the rotating body, and the vertical axis is the detected relative angle and the calculated absolute angle. Here, as an example, a case where m = 5, n = 4, and p = 2 is shown. The wavy line 40 is the relative angle φ of the first driven gear 20, the dotted line 42 is the relative angle ψ of the second driven gear 22, and the solid line 44 is the calculated absolute angle θ.

この例では、シャフト12が1回転(360°)する間に、第1従動ギヤ20はm/p=5/2回転し、第2従動ギヤ22はn/p=2回転する。このため、シャフト12が2回転(720°)した時点で、第1従動ギヤ20は5回転し(波線40参照)、第2従動ギヤ22は4周し(点線42参照)、0°のときと同じ状態になっている。この間の720°では、φとψの関係に重複はなく、式(4)、式(5)によって得られた絶対角θは、θ=0°から720°まで増大している(実線44参照)。絶対角θは、この範囲の外では、θ=0°から720°まで値を繰り返す。これは、φとψの関係が720°周期で繰り返されることに対応している。   In this example, while the shaft 12 makes one rotation (360 °), the first driven gear 20 rotates m / p = 5/2, and the second driven gear 22 rotates n / p = 2. For this reason, when the shaft 12 rotates twice (720 °), the first driven gear 20 rotates five times (see the dotted line 40), the second driven gear 22 makes four turns (see the dotted line 42), and at 0 ° Is in the same state. At 720 ° during this period, there is no overlap in the relationship between φ and ψ, and the absolute angle θ obtained by the equations (4) and (5) increases from θ = 0 ° to 720 ° (see the solid line 44). ). If the absolute angle θ is outside this range, the value repeats from θ = 0 ° to 720 °. This corresponds to the relationship between φ and ψ being repeated with a period of 720 °.

繰り返し周期、つまり、絶対角θの算出が可能な範囲[θ]は、式(4)において(φ−ψ)=360°とした場合と、(φ−ψ)=0°とした場合の差、
[θ]=360°p/(m−n) (6)
で与えられる。図2に示したm=5,n=4,p=2の場合[θ]=720°である。また、例えば、m=108,n=107,p=36の場合には、[θ]=12960°の範囲で絶対角θの検出が可能となる。
The repetition period, that is, the range [θ] in which the absolute angle θ can be calculated is the difference between the case where (φ−ψ) = 360 ° and the case where (φ−ψ) = 0 ° in the equation (4). ,
[Θ] = 360 ° p / (mn) (6)
Given in. In the case of m = 5, n = 4, and p = 2 shown in FIG. 2, [θ] = 720 °. For example, when m = 108, n = 107, and p = 36, the absolute angle θ can be detected in the range of [θ] = 12960 °.

次に、図3を用いて、本実施の形態の変形例について説明する。図3の斜視図は、回転体としてのシャフト50と、設置された各種ギヤを示している。具体的には、シャフト50には、第1主ギヤ52と第2主ギヤ54が距離を置いて取り付けられている。そして、第1主ギヤ52には平歯車を構成する第1従動ギヤ56が噛合され、第2主ギヤ54には平歯車を構成する第1従動ギヤ58が噛合されている。このように、第1主ギヤ52と第2主ギヤ54の位置関係は特に限定されることはない。つまり、図1において意図したように、両主ギヤ16と18が一体的に構成されていてもよいし、この図3のように両主ギヤ52,54は十分に距離を置いて設けられていてもよい。設置の位置は、主ギヤや対応する従動ギヤの設置スペース等に応じて柔軟に変化させることが可能である。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. The perspective view of FIG. 3 shows a shaft 50 as a rotating body and various installed gears. Specifically, the first main gear 52 and the second main gear 54 are attached to the shaft 50 at a distance. The first main gear 52 is meshed with a first driven gear 56 constituting a spur gear, and the second main gear 54 is meshed with a first driven gear 58 constituting a spur gear. Thus, the positional relationship between the first main gear 52 and the second main gear 54 is not particularly limited. That is, as intended in FIG. 1, both the main gears 16 and 18 may be formed integrally, or both the main gears 52 and 54 are provided at a sufficient distance as shown in FIG. May be. The installation position can be flexibly changed according to the installation space of the main gear and the corresponding driven gear.

本実施の形態に係る絶対角検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the absolute angle detection apparatus which concerns on this Embodiment. 検出した相対角と算出した絶対角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the detected relative angle and the calculated absolute angle. 変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

10 絶対角検出装置、12 シャフト、14 回転軸、16 第1主ギヤ、18 第2主ギヤ、20 第1従動ギヤ、22 第2従動ギヤ、24 第1検出部、26 第2検出部、28 算出部、30 出力部、40 波線、42 点線、44 実線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Absolute angle detection apparatus, 12 Shaft, 14 Rotating shaft, 16 1st main gear, 18 2nd main gear, 20 1st driven gear, 22 2nd driven gear, 24 1st detection part, 26 2nd detection part, 28 Calculation unit, 30 output unit, 40 wavy line, 42 dotted line, 44 solid line.

Claims (5)

回転する回転体の回転軸をギヤの中心軸とし、この回転体とともに回転する同心の二つのギヤであって、互いに異なり一方が他方の約数ではない歯数をもつ第1主ギヤ及び第2主ギヤと、
第1主ギヤと噛み合わされた第1従動ギヤと、
第1従動ギヤの相対角を検出する第1検出手段と、
第1従動ギヤと同じ歯数をもち第2主ギヤと噛み合わされた第2従動ギヤと、
第2従動ギヤの相対角を検出する第2検出手段と、
第1検出手段及び第2検出手段の検出結果に基づいて、前記回転体の絶対角を算出する算出手段と、
を備える、ことを特徴とする絶対角検出装置。
A first main gear and a second gear, which are two concentric gears that rotate with the rotating body, with the rotating shaft of the rotating rotating body as a central axis of the gear, and one of them is different from each other and the number of teeth is not a divisor of the other. The main gear,
A first driven gear meshed with the first main gear;
First detecting means for detecting a relative angle of the first driven gear;
A second driven gear having the same number of teeth as the first driven gear and meshed with the second main gear;
Second detecting means for detecting a relative angle of the second driven gear;
Calculation means for calculating an absolute angle of the rotating body based on detection results of the first detection means and the second detection means;
An absolute angle detection device comprising:
請求項1に記載の絶対角検出装置において、
前記算出手段は、第1主ギヤの歯数をm、第2主ギヤの歯数をn、第1従動ギヤ及び第2従動ギヤの歯数をp、第1検出手段により検出された相対角をφ、第2検出手段により検出された相対角をψ、前記回転体の絶対角をθとした場合に、
φ≧ψのとき、θ=(φ−ψ)p/(m−n)、
φ<ψのとき、θ=(φ−ψ+360°)p/(m−n)、
の演算によって前記回転体の絶対角を算出する、ことを特徴とする絶対角検出装置。
The absolute angle detection device according to claim 1,
The calculating means includes m as the number of teeth of the first main gear, n as the number of teeth of the second main gear, p as the number of teeth of the first driven gear and the second driven gear, and the relative angle detected by the first detecting means. Is φ, the relative angle detected by the second detection means is ψ, and the absolute angle of the rotating body is θ,
When φ ≧ ψ, θ = (φ−ψ) p / (mn),
When φ <ψ, θ = (φ−ψ + 360 °) p / (mn),
An absolute angle detecting device, wherein the absolute angle of the rotating body is calculated by the following calculation.
請求項1に記載の絶対角検出装置において、
第1主ギヤの歯数と第2主ギヤの歯数の差は1である、ことを特徴とする絶対角検出装置。
The absolute angle detection device according to claim 1,
The absolute angle detection device characterized in that the difference between the number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear is 1.
請求項1に記載の絶対角検出装置において、
第1従動ギヤの歯数は、第1主ギヤの歯数及び第2主ギヤの歯数よりも小さい、ことを特徴とする絶対角検出装置。
The absolute angle detection device according to claim 1,
The absolute angle detection device characterized in that the number of teeth of the first driven gear is smaller than the number of teeth of the first main gear and the number of teeth of the second main gear.
回転する回転体の回転軸をギヤの中心軸とし、この回転体とともに回転する同心の二つのギヤであって、互いに異なり一方が他方の約数ではない歯数をもつ第1主ギヤ及び第2主ギヤと、
第1主ギヤと噛み合わされた第1従動ギヤと、
第1従動ギヤと同じ歯数をもち第2主ギヤと噛み合わされた第2従動ギヤと、
を備えた装置を利用して前記回転体の絶対角を検出する方法であって、
第1従動ギヤの相対角を検出するステップと、
第2従動ギヤの相対角を検出するステップと、
検出した第1従動ギヤの相対角と第2従動ギヤの相対角に基づいて前記回転体の絶対角を算出するステップと、
を含む、ことを特徴とする絶対角検出方法。
A first main gear and a second gear, which are two concentric gears that rotate with the rotating body, with the rotating shaft of the rotating rotating body as a central axis of the gear, and one of them is different from each other and the number of teeth is not a divisor of the other. The main gear,
A first driven gear meshed with the first main gear;
A second driven gear having the same number of teeth as the first driven gear and meshed with the second main gear;
A method for detecting an absolute angle of the rotating body using a device comprising:
Detecting a relative angle of the first driven gear;
Detecting a relative angle of the second driven gear;
Calculating an absolute angle of the rotating body based on the detected relative angle of the first driven gear and the detected relative angle of the second driven gear;
An absolute angle detection method comprising:
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