JP2010271333A - 回転型位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイル部は、1相の交流信号で励磁される少なくとも2対のコイルを有し、1対における各コイルは所定の回転角に対応する間隔で離隔されて配置されている。磁気応答部材は、て、検出対象の回転に応じて該部材と前記コイル部との相対的回転位置が変化し、この相対的回転位置に応じて前記コイルのインピーダンスを変化させ、このインピーダンス変化に基づき前記相対的回転位置が所定の回転角範囲にわたって変化する間で前記コイルに生じる電圧が増減変化するようにし、1つのコイル対における各コイルの電圧の増減変化が差動的な特性を示すようにしたものであり、かつ、回転軸の1回転当り1周期のインピーダンス変化をもたらすような形状をなしている。対をなすコイル同士で出力電圧の差を求めることにより、所定の周期的関数を振幅係数とする交流出力信号を各コイル対毎に生成する。
【選択図】 図8
Description
(P0+Psinθ)sinωt−{(P0−Psinθ)sinωt}
=2Psinθsinωt
となる。もう一方のコイル対をコサイン相とすると、該コイル対における各コイルの端子間電圧の増減変化が差動的な特性を示すことにより、その両者の差を取り出すと、
(P0+Pcosθ)sinωt−{(P0−Pcosθ)sinωt}
=2Pcosθsinωt
となる。このような差動合成原理は、従来知られたレゾルバと共通しているが、従来のレゾルバは、1次及び2次コイルを必要としていたが、本発明によれば、1次コイルのみを設ければよく、2次コイルは不要であるため、コイル構成が簡単であり、シンプルな構造の回転型位置検出装置を提供することができる。
図1は、サイン及びコサイン関数特性を示す振幅をそれぞれ持つ2つの交流出力信号において、電気角で0度から360度までのフルの範囲での振幅変化が得られるようにする実施例を示す。図1(A)は、この実施例に係る回転型位置検出装置におけるステータ部10側の検出用コイル11,12とロータ部20側の磁気応答部材21との物理的配置関係の一例を正面略図によって示すもの、同図(B)はその側断面略図、同図(C)はステータ部10側の検出用コイル11,12に関連する電気回路及び電子回路の一例を示すブロック図である。検出対象たる回転軸22に所定形状、例えば偏心円板状、の磁気応答部材21が取り付けられて、ロータ部20が構成される。一例として、磁気応答部材21の材質は鉄のような磁性体からなっているものとして説明を進める。ロータ部20に対してスラスト方向に向き合うような形でステータ部10が配置される。
A(θ)=P0+Psinθ
B(θ)=P0+Pcosθ
と表せる。なお、Pは1とみなして省略しても説明上不都合はないので、以下の説明ではこれを省略することにする。
Vs=A(θ)sinωt=(P0+sinθ)sinωt
Vc=B(θ)sinωt=(P0+cosθ)sinωt
Vr=P0sinωt
Vs−Vr=(P0+ sinθ)sinωt−P0sinωt= sinθsinωt
Vc−Vr=(P0+ cosθ)sinωt−P0sinωt= cosθsinωt
Va=Vs'−(Vr'/2)
Vb=Vr'−Vs'
Vs=(P0+sinθ)sinωt
Vsa=(P0−sinθ)sinωt
Vc=(P0+cosθ)sinωt
Vca=(P0−cosθ)sinωt
演算回路31では、下記のように、各コイル対毎に各コイルの端子間電圧の差をそれぞれ取り出し、所定の周期的振幅関数を振幅係数として持つ交流出力信号を各コイル対毎に生成する。
Vs−Vsa=(P0+sinθ)sinωt−(P0−sinθ)sinωt
=2sinθsinωt
Vc−Vca=(P0+cosθ)sinωt−(P0−cosθ)sinωt
=2cosθsinωt
なお、1回転未満の回転範囲で揺動する動きの回転位置を検出するタイプのものにおいては、上記各実施例において、磁気応答部材21の方を固定し、検出用コイル11,12の方を検出対象の変位に応じて移動させるようにしてもよい。
上記各実施例では、出力交流信号の数(相数)はサインとコサインの2相(つまりレゾルバタイプ)であるが、これに限らないのは勿論である。例えば、3相(各相の振幅関数が例えばsinθ,sin(θ+120),sin(θ+240)のようなもの)であってもよい。
11,12,11A,12A 検出用のコイル
13 基準電圧発生用のコイル(ダミーコイル)
14 ステータ基板
15,16,15A,16A 鉄心(磁性体コア)
20 ロータ部
21,21A,21B 磁気応答部材
22 回転軸
交流発生源30
アナログ演算回路31
位相検出回路32
Claims (3)
- 1相の交流信号で励磁される少なくとも2対のコイルを配置してなるコイル部であって、1つのコイル対における各コイルは所定の回転角に対応する間隔で離隔されて配置されており、
前記コイル部に対して相対的に回転変位するよう配置された磁気応答部材であって、検出対象の回転に応じて該部材と前記コイル部との相対的回転位置が変化し、この相対的回転位置に応じて前記コイルのインピーダンスを変化させ、このインピーダンス変化に基づき前記相対的回転位置が所定の回転角範囲にわたって変化する間で前記コイルに生じる電圧が増減変化するようにし、1つのコイル対における各コイルの電圧の増減変化が差動的な特性を示すようにしたものであり、かつ、前記回転軸の1回転当り1周期のインピーダンス変化をもたらすような形状をなしている前記磁気応答部材と、
各コイルに生じる出力電圧をそれぞれ取り出し、対をなしているコイル同士でその出力電圧の差を求めることにより、所定の周期的振幅関数を振幅係数として持つ交流出力信号を各コイル対毎に生成する回路であって、前記各交流出力信号の前記周期的振幅関数はその周期特性において所定位相だけ異なっているものと
を具えた回転型位置検出装置。 - コイル部と磁気応答部材とを具え、検出対象の回転変位に応じて前記コイル部と前記磁気応答部材の一方が他方に対して相対的に回転変位し、これに応じた出力信号を前記コイル部より得ることにより該検出対象の回転変位を検出する回転型位置検出装置であって、
前記コイル部は、所定の1相の交流信号によって励磁される第1及び第2のコイルグループを含み、各コイルグループは前記コイル部に対する前記磁気応答部材の相対的回転変位の方向に沿って異なる配置で設けられており、これにより、前記第1のコイルグループは、前記コイル部に対する前記磁気応答部材の相対的回転位置に応じて、サイン相の振幅関数特性を示す出力交流信号を生ずるよう配置され、また、前記第2のコイルグループは、前記コイル部に対する前記磁気応答部材の相対的回転位置に応じて、コサイン相の振幅関数特性を示す出力交流信号を生ずるよう配置されてなり、
かつ、第1のコイルグループは、前記磁気応答部材の相対的回転位置に関してサイン相及びマイナスサイン相の特性を示す2極のコイルで構成され、第2のコイルグループは、前記磁気応答部材の相対的回転位置に関してコサイン相及びマイナスコサイン相の特性を示す2極のコイルで構成され、
更に、各コイルグループにおける各極のコイルは前記1相の交流信号によって励磁される1つのコイルのみからなり、該各コイルに対する前記磁気応答部材の相対的回転位置に応じたインピーダンス変化に基づく振幅変化を示す出力交流電圧信号を前記各1つのコイルから取り出し、これに基づき、前記第1のコイルグループの2つのコイルから出力されるサイン相とマイナスサイン相の出力を差動合成して前記サイン相の振幅関数特性を示す出力交流信号を生成し、また、前記第2のコイルグループの2つのコイルから出力されるコサイン相とマイナスコサイン相の出力を差動合成して前記コサイン相の振幅関数特性を示す出力交流信号をそれぞれ生成することを特徴とする回転型位置検出装置。 - ステータ部と、前記検出対象の回転変位に応じて回転するロータ部とを具備し、前記磁気応答部材は、前記ロータ部に設けられており、前記コイル部は、前記ステータ部に設けられており、該コイル部の各コイルは1回転全体にわたって等間隔で分散して配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転型位置検出装置。
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