JP3058406B2 - 回転量測定装置 - Google Patents
回転量測定装置Info
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- JP3058406B2 JP3058406B2 JP9062267A JP6226797A JP3058406B2 JP 3058406 B2 JP3058406 B2 JP 3058406B2 JP 9062267 A JP9062267 A JP 9062267A JP 6226797 A JP6226797 A JP 6226797A JP 3058406 B2 JP3058406 B2 JP 3058406B2
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- gear
- shaped magnet
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転量測定装置に関
する。さらに詳しくは、耐環境性が優れるとともに小型
かつ軽量にして分解能が格段に向上されてなる低価格の
回転量測定装置に関する。
する。さらに詳しくは、耐環境性が優れるとともに小型
かつ軽量にして分解能が格段に向上されてなる低価格の
回転量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、誘導電動機やサーボモータあ
るいはステッピングモータなどのモータの回転軸の回転
位置や回転回数などの回転量測定のためにレゾルバやエ
ンコーダなどが用いられている。このエンコーダにおい
て分解能を上げようとすれば、回転円板が大きくなり、
現実的ではなくなる。また、レゾルバにおいて分解能を
上げようとすれば、ビット数を増加させる必要がある
が、ビット数を上げるとコストが上昇するとともに、ピ
ックアップ出力の細部安定性を確保するのが困難とな
る。かかる事情から、このレゾルバやエンコーダの分解
能はせいぜい１／４０００程度であるため、高精度に位
置検出や回転回数などの回転量の測定がなし得ないとい
う欠点がある。つまり、測定された位置や回転回数など
の回転量の誤差が大きいという欠点がある。
るいはステッピングモータなどのモータの回転軸の回転
位置や回転回数などの回転量測定のためにレゾルバやエ
ンコーダなどが用いられている。このエンコーダにおい
て分解能を上げようとすれば、回転円板が大きくなり、
現実的ではなくなる。また、レゾルバにおいて分解能を
上げようとすれば、ビット数を増加させる必要がある
が、ビット数を上げるとコストが上昇するとともに、ピ
ックアップ出力の細部安定性を確保するのが困難とな
る。かかる事情から、このレゾルバやエンコーダの分解
能はせいぜい１／４０００程度であるため、高精度に位
置検出や回転回数などの回転量の測定がなし得ないとい
う欠点がある。つまり、測定された位置や回転回数など
の回転量の誤差が大きいという欠点がある。
【０００３】そのため、かかるレゾルバやエンコーダを
用いて、例えば人工呼吸器に用いられるサーボモータを
制御した場合、その誤差のために呼吸補助のための空気
流量変動が大きくなるという問題がある。また、かかる
レゾルバやエンコーダを用いて刺繍機における生地の位
置決めを行っているサーボモータを制御した場合、その
誤差のために位置決めにバラツキが生じ、製品品質の低
下を招来するという問題がある。
用いて、例えば人工呼吸器に用いられるサーボモータを
制御した場合、その誤差のために呼吸補助のための空気
流量変動が大きくなるという問題がある。また、かかる
レゾルバやエンコーダを用いて刺繍機における生地の位
置決めを行っているサーボモータを制御した場合、その
誤差のために位置決めにバラツキが生じ、製品品質の低
下を招来するという問題がある。
【０００４】なお、エンコーダについては、回転円板に
形成された微細なスリットに光を透過または反射させて
回転回数や回転位置などの回転量の測定をなしているた
め、そのスリットにゴミや油などが付着した場合、光の
透過または反射が妨げられて検出精度が低下するという
問題もある。つまり、耐環境性が劣るという問題もあ
る。
形成された微細なスリットに光を透過または反射させて
回転回数や回転位置などの回転量の測定をなしているた
め、そのスリットにゴミや油などが付着した場合、光の
透過または反射が妨げられて検出精度が低下するという
問題もある。つまり、耐環境性が劣るという問題もあ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、耐環境性が向上
するとともに高精度に位置検出や回転回数などの回転量
の測定がなし得る回転量測定装置を提供することを目的
としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、耐環境性が向上
するとともに高精度に位置検出や回転回数などの回転量
の測定がなし得る回転量測定装置を提供することを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の回転量測定装置
の第１形態は、モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、測定対象の回転軸に装着された
歯車と、この歯車の歯に対向配置された磁気ユニット
と、演算処理部と、出力部とを備え、前記磁気ユニット
が、磁極が前記歯車の歯に対向させて配設された磁石
と、前記磁石と前記歯車の歯との間に、同歯車の歯のピ
ッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設された２
個の磁気抵抗素子とを有し、前記歯車の歯形が、電圧信
号として正弦波状の電圧波形が出力されるように形成さ
れ、かつ歯数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サ
イクル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵
抗素子が、前記歯車が回転することにより生ずる透過磁
束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦
波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演算処
理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数
のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号
を用いて回転軸の回転位置を算出することを特徴とす
る。
の第１形態は、モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、測定対象の回転軸に装着された
歯車と、この歯車の歯に対向配置された磁気ユニット
と、演算処理部と、出力部とを備え、前記磁気ユニット
が、磁極が前記歯車の歯に対向させて配設された磁石
と、前記磁石と前記歯車の歯との間に、同歯車の歯のピ
ッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設された２
個の磁気抵抗素子とを有し、前記歯車の歯形が、電圧信
号として正弦波状の電圧波形が出力されるように形成さ
れ、かつ歯数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サ
イクル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵
抗素子が、前記歯車が回転することにより生ずる透過磁
束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦
波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演算処
理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数
のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号
を用いて回転軸の回転位置を算出することを特徴とす
る。
【０００７】 本発明の回転量測定装置の第２形態は、
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着された歯車と、この歯
車の歯に対向配置された磁気ユニットと、演算処理部
と、出力部とを備え、前記磁気ユニットが、磁極が前記
歯車の歯に対向させて配設された磁石と、前記磁石と前
記歯車の歯との間に、同歯車の歯のピッチに対して１／
４ピッチの間隔を設けて配設された２個の磁気抵抗素子
とを有し、前記歯車の歯形が、電圧信号として正弦波状
の電圧波形が出力されるように形成され、かつ歯数が回
転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数の１／１
を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子が、前記歯
車が回転することにより生ずる透過磁束の変化に応じ
て、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の電圧信号
を得るように回路構成され、前記演算処理部が、前記２
つの電圧信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼ
ロとなるαを算出して回転軸の回転位置をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を算出することを特徴とする。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着された歯車と、この歯
車の歯に対向配置された磁気ユニットと、演算処理部
と、出力部とを備え、前記磁気ユニットが、磁極が前記
歯車の歯に対向させて配設された磁石と、前記磁石と前
記歯車の歯との間に、同歯車の歯のピッチに対して１／
４ピッチの間隔を設けて配設された２個の磁気抵抗素子
とを有し、前記歯車の歯形が、電圧信号として正弦波状
の電圧波形が出力されるように形成され、かつ歯数が回
転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数の１／１
を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子が、前記歯
車が回転することにより生ずる透過磁束の変化に応じ
て、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の電圧信号
を得るように回路構成され、前記演算処理部が、前記２
つの電圧信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼ
ロとなるαを算出して回転軸の回転位置をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を算出することを特徴とする。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
【０００８】 本発明の回転量測定装置の第１形態およ
び第２形態においては、前記２個の磁気抵抗素子の各々
に対し、前記歯車の歯の半周期ずらした位置にさらに２
個の磁気抵抗素子を配置し、それら各２個の磁気抵抗素
子が前記２つの電圧信号の出力電圧を倍増するように回
路構成されてなるのが好ましい。
び第２形態においては、前記２個の磁気抵抗素子の各々
に対し、前記歯車の歯の半周期ずらした位置にさらに２
個の磁気抵抗素子を配置し、それら各２個の磁気抵抗素
子が前記２つの電圧信号の出力電圧を倍増するように回
路構成されてなるのが好ましい。
【０００９】 本発明の回転量測定装置の第３形態は、
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが
交互に形成されたリング状磁石と、このリング状磁石の
磁極に対向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処
理部と、出力部とを備え、前記磁気抵抗素子ブロック
が、前記リング状磁石の交互に形成されたＮ極とＳ極に
対しそのピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記リング状磁石
の磁石数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイク
ル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素
子が、前記リング状磁石が回転することにより生ずる透
過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの
正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演
算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビッ
ト数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧
信号を用いて回転軸の回転位置を算出することを特徴と
する。
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが
交互に形成されたリング状磁石と、このリング状磁石の
磁極に対向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処
理部と、出力部とを備え、前記磁気抵抗素子ブロック
が、前記リング状磁石の交互に形成されたＮ極とＳ極に
対しそのピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記リング状磁石
の磁石数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイク
ル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素
子が、前記リング状磁石が回転することにより生ずる透
過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの
正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演
算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビッ
ト数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧
信号を用いて回転軸の回転位置を算出することを特徴と
する。
【００１０】 本発明の回転量測定装置の第４形態は、
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが
交互に形成されたリング状磁石と、このリング状磁石の
磁極に対向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処
理部と、出力部とを備え、前記磁気抵抗素子ブロック
が、前記リング状磁石の交互に形成されたＮ極とＳ極に
対しそのピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記リング状磁石
の磁石数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイク
ル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素
子が、前記リング状磁石が回転することにより生ずる透
過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの
正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演
算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビッ
ト数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧
信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼロとなる
αを算出して回転軸の回転位置を算出することを特徴と
する。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが
交互に形成されたリング状磁石と、このリング状磁石の
磁極に対向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処
理部と、出力部とを備え、前記磁気抵抗素子ブロック
が、前記リング状磁石の交互に形成されたＮ極とＳ極に
対しそのピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記リング状磁石
の磁石数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイク
ル数の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素
子が、前記リング状磁石が回転することにより生ずる透
過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの
正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、前記演
算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビッ
ト数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧
信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼロとなる
αを算出して回転軸の回転位置を算出することを特徴と
する。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
【００１１】 本発明の回転量測定装置の第３形態およ
び第４形態においては、前記リング状磁石がラジアル方
向にＮ極とＳ極に着磁されていてもよく、また前記リン
グ状磁石が表裏方向にＮ極とＳ極に着磁されていてもよ
い。
び第４形態においては、前記リング状磁石がラジアル方
向にＮ極とＳ極に着磁されていてもよく、また前記リン
グ状磁石が表裏方向にＮ極とＳ極に着磁されていてもよ
い。
【００１２】 本発明の回転量測定装置の第５形態は、
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁
された歯車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置
された磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部
とを備え、前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁
石の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記歯車状磁石の
歯数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数
の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子
が、前記歯車が回転することにより生ずる透過磁束の変
化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の
電圧信号を得るように回路構成され、前記演算処理部
が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数のデ
ジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号を用
いて回転軸の回転位置を算出することを特徴とする。
モータの回転軸の回転位置を測定する回転量測定装置で
あって、測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁
された歯車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置
された磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部
とを備え、前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁
石の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配
設された４個の磁気抵抗素子を有し、前記歯車状磁石の
歯数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数
の１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子
が、前記歯車が回転することにより生ずる透過磁束の変
化に応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の
電圧信号を得るように回路構成され、前記演算処理部
が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数のデ
ジタル電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号を用
いて回転軸の回転位置を算出することを特徴とする。
【００１３】 本発明の回転量測定装置の第６形態は、
モータの回転軸の回転位置測定する回転量測定装置であ
って、測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁さ
れた歯車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置さ
れた磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部と
を備え、前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁石
の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設
された４個の磁気抵抗素子を有し、前記歯車状磁石の歯
数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数の
１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子が、
前記歯車が回転することにより生ずる透過磁束の変化に
応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の電圧
信号を得るように回路構成され、前記演算処理部が、前
記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数のデジタル
電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号を用いて収
束演算により下記式の右辺がゼロとなるαを算出して回
転軸の回転位置を算出することを特徴とする。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
モータの回転軸の回転位置測定する回転量測定装置であ
って、測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁さ
れた歯車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置さ
れた磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部と
を備え、前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁石
の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設
された４個の磁気抵抗素子を有し、前記歯車状磁石の歯
数が回転軸１回転当たりのモータの電気的サイクル数の
１／１を除く整数分の１とされ、前記磁気抵抗素子が、
前記歯車が回転することにより生ずる透過磁束の変化に
応じて、位相が１／４波長ずれた２つの正弦波状の電圧
信号を得るように回路構成され、前記演算処理部が、前
記２つの電圧信号をそれぞれ所定のビット数のデジタル
電圧信号に変換した後、両デジタル電圧信号を用いて収
束演算により下記式の右辺がゼロとなるαを算出して回
転軸の回転位置を算出することを特徴とする。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【作用】誘導電動機やサーボモータなどのモータの回転
軸が回転すると、磁気抵抗素子を透過する磁束密度が規
則的に変化するためその抵抗値が規則的に変化し、その
変化が電圧変化としてセンサ部により検出される。この
検出された電圧変化は演算処理部に送出される。演算処
理部はこの電圧変化により回転位置や回転回数などの回
転量を算出する。
軸が回転すると、磁気抵抗素子を透過する磁束密度が規
則的に変化するためその抵抗値が規則的に変化し、その
変化が電圧変化としてセンサ部により検出される。この
検出された電圧変化は演算処理部に送出される。演算処
理部はこの電圧変化により回転位置や回転回数などの回
転量を算出する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１９】実施の形態１ 本発明の実施の形態１の回転量測定装置Ａ１を図１にブ
ロック図で、その電気的構成を図２に概略図でそれぞれ
示し、この回転量測定装置Ａ１は、回転位置や回転回数
などの回転量を検出するセンサ部１０と、このセンサ部
１０からの信号により回転位置や回転回数などの回転量
を算出する演算処理部２０および算出された回転量を出
力する出力部３０を有する装置本体４０とを主要構成要
素として備えてなる。
ロック図で、その電気的構成を図２に概略図でそれぞれ
示し、この回転量測定装置Ａ１は、回転位置や回転回数
などの回転量を検出するセンサ部１０と、このセンサ部
１０からの信号により回転位置や回転回数などの回転量
を算出する演算処理部２０および算出された回転量を出
力する出力部３０を有する装置本体４０とを主要構成要
素として備えてなる。
【００２０】 このセンサ部１０は、サーボモータなど
のモータＭの出力軸の後端に軸心を一致させて装着され
た歯車１１と、この歯車１１に対向させて配設されてい
る磁気ユニット１２とを備えてなるものとされる。ここ
で、この歯車１１の歯形は、後述する磁気抵抗素子ブロ
ック１５の磁気抵抗素子１３により得られる電圧波形が
近似的に正弦波となるように形成されている。また、そ
の歯数は、この実施の形態１では回転軸１回転当たりの
モータＭの電気的サイクル数の整数分の１とされていれ
ばよい。例えば、モータＭの電気的サイクル数が５０で
あれば、歯数は２５（５０／２）、１０（５０／５）と
されていればよい。
のモータＭの出力軸の後端に軸心を一致させて装着され
た歯車１１と、この歯車１１に対向させて配設されてい
る磁気ユニット１２とを備えてなるものとされる。ここ
で、この歯車１１の歯形は、後述する磁気抵抗素子ブロ
ック１５の磁気抵抗素子１３により得られる電圧波形が
近似的に正弦波となるように形成されている。また、そ
の歯数は、この実施の形態１では回転軸１回転当たりの
モータＭの電気的サイクル数の整数分の１とされていれ
ばよい。例えば、モータＭの電気的サイクル数が５０で
あれば、歯数は２５（５０／２）、１０（５０／５）と
されていればよい。
【００２１】磁気ユニット１２は、歯車１１の歯面に磁
極を向けて配設されている永久磁石１４と、この永久磁
石１４の磁極の前方、つまり永久磁石１４と歯車１１と
の間に並列的に配設されている磁気抵抗素子ブロック１
５を構成している４個の磁気抵抗素子（以下、単に素子
という）１３、すなわち第１素子１３Ａ、第２素子１３
Ｂ、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄとを備えてなるも
のとされる。ここで、この素子１３は、よく知られてい
るように、透過する磁束の変化に応じて電気抵抗が変化
する特性を有する素子とされる。そして、この第１ない
し第４素子１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、例えば
第１および第３素子１３Ａ，１３Ｃが歯車１１の歯の山
および谷に位置するよう配設される一方、第２および第
４素子１３Ｂ，１３Ｄがそれぞれ前記第１および第３素
子１３Ａ，１３Ｃから歯車１１の１／４ピッチずれた位
置に来るよう配設されている（図３参照）。
極を向けて配設されている永久磁石１４と、この永久磁
石１４の磁極の前方、つまり永久磁石１４と歯車１１と
の間に並列的に配設されている磁気抵抗素子ブロック１
５を構成している４個の磁気抵抗素子（以下、単に素子
という）１３、すなわち第１素子１３Ａ、第２素子１３
Ｂ、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄとを備えてなるも
のとされる。ここで、この素子１３は、よく知られてい
るように、透過する磁束の変化に応じて電気抵抗が変化
する特性を有する素子とされる。そして、この第１ない
し第４素子１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、例えば
第１および第３素子１３Ａ，１３Ｃが歯車１１の歯の山
および谷に位置するよう配設される一方、第２および第
４素子１３Ｂ，１３Ｄがそれぞれ前記第１および第３素
子１３Ａ，１３Ｃから歯車１１の１／４ピッチずれた位
置に来るよう配設されている（図３参照）。
【００２２】また、この第１ないし第４素子１３Ａ，１
３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、図２に示すようなブリッジ回
路を形成するように結線されている。つまり、Ｒa，Ｒb
からなる主経路およびＲ1，Ｒ3からなる経路とにより構
成される第１ブリッジと、Ｒa，Ｒbからなる主経路およ
びＲ2，Ｒ4からなる経路とにより構成される第２ブリッ
ジが形成されるように結線されている。なお、図４中、
符号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ第１素子１３Ａ、第
２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄの等価
抵抗を示し、符号Ｒa，Ｒbは主経路の抵抗を示し、符号
Ｖ1，Ｖ2はそれぞれ第１電圧計および第２電圧計を示
し、ＶCCは電源電圧を示す。なお、ここでＲa＝Ｒbとさ
れている。また、検出精度の多少の低下を許容するとす
れば、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄに代えて通常の
固定抵抗を用いることもできる。
３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、図２に示すようなブリッジ回
路を形成するように結線されている。つまり、Ｒa，Ｒb
からなる主経路およびＲ1，Ｒ3からなる経路とにより構
成される第１ブリッジと、Ｒa，Ｒbからなる主経路およ
びＲ2，Ｒ4からなる経路とにより構成される第２ブリッ
ジが形成されるように結線されている。なお、図４中、
符号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ第１素子１３Ａ、第
２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄの等価
抵抗を示し、符号Ｒa，Ｒbは主経路の抵抗を示し、符号
Ｖ1，Ｖ2はそれぞれ第１電圧計および第２電圧計を示
し、ＶCCは電源電圧を示す。なお、ここでＲa＝Ｒbとさ
れている。また、検出精度の多少の低下を許容するとす
れば、第３素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄに代えて通常の
固定抵抗を用いることもできる。
【００２３】演算処理部２０は、ＣＰＵを中心としてＡ
／Ｄ変換器、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、入出力インタ
ーフェースなどを備えてなるものとされる。このＲＯＭ
には後述するセンサ部１０により検出された電圧波形か
ら回転位置を算出するためのプログラムなどが格納され
ている。また、ＲＡＭにはセンサ部１０からの検出値が
一時的に格納される。そして、この演算処理部２０とセ
ンサ部１０との信号の遣り取りは、入出力インターフェ
ースによりなされる。
／Ｄ変換器、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、入出力インタ
ーフェースなどを備えてなるものとされる。このＲＯＭ
には後述するセンサ部１０により検出された電圧波形か
ら回転位置を算出するためのプログラムなどが格納され
ている。また、ＲＡＭにはセンサ部１０からの検出値が
一時的に格納される。そして、この演算処理部２０とセ
ンサ部１０との信号の遣り取りは、入出力インターフェ
ースによりなされる。
【００２４】出力部３０は、例えばデジタル表示装置な
どの出力装置３１とされる。
どの出力装置３１とされる。
【００２５】次に、かかる構成とされている回転量測定
装置Ａ１によるサーボモータＭの回転位置の検出につい
て、第１素子１３Ａと第３素子１３Ｃとにより形成され
る経路と主経路とからな第１ブリッジが平衡している状
態から検出が開始されるとして説明する。
装置Ａ１によるサーボモータＭの回転位置の検出につい
て、第１素子１３Ａと第３素子１３Ｃとにより形成され
る経路と主経路とからな第１ブリッジが平衡している状
態から検出が開始されるとして説明する。
【００２６】（１）サーボモータＭが回転されると第１
素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃおよび第
４素子１３Ｄと歯車１１の歯との距離が変化するため、
第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃおよ
び第４素子１３Ｄを透過する磁束が変化する。
素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃおよび第
４素子１３Ｄと歯車１１の歯との距離が変化するため、
第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３Ｃおよ
び第４素子１３Ｄを透過する磁束が変化する。
【００２７】（２）第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、
第３素子１３Ｃおよび第４素子１３Ｄを透過する磁束が
変化すると、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素
子１３Ｃおよび第４素子１３Ｄの抵抗値が変化し、第１
ブリッジの平衡がくずれ第１電圧計Ｖ1により電圧が検
知されるとともに、第２ブリッジの状態も変化し、第２
電圧計Ｖ2により検知されている電圧も変化する。
第３素子１３Ｃおよび第４素子１３Ｄを透過する磁束が
変化すると、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素
子１３Ｃおよび第４素子１３Ｄの抵抗値が変化し、第１
ブリッジの平衡がくずれ第１電圧計Ｖ1により電圧が検
知されるとともに、第２ブリッジの状態も変化し、第２
電圧計Ｖ2により検知されている電圧も変化する。
【００２８】（３）この第１電圧計Ｖ1および第２電圧
計Ｖ2により検知された電圧は演算処理部２０に送出さ
れる。なお、前述したように第１電圧計Ｖ1および第２
電圧計Ｖ2により検知された電圧は正弦波状の波形を呈
する（図４参照）。例えば、第１電圧計Ｖ1からの電圧
波形がｓｉｎ状波形となるとすれば、第２電圧計Ｖ2か
らの電圧波形はｃｏｓ状波形となる。
計Ｖ2により検知された電圧は演算処理部２０に送出さ
れる。なお、前述したように第１電圧計Ｖ1および第２
電圧計Ｖ2により検知された電圧は正弦波状の波形を呈
する（図４参照）。例えば、第１電圧計Ｖ1からの電圧
波形がｓｉｎ状波形となるとすれば、第２電圧計Ｖ2か
らの電圧波形はｃｏｓ状波形となる。
【００２９】（４）演算処理部２０はセンサ部１０から
入力されたアナログ電圧波形をＡ／Ｄ変換器によりデジ
タル値に変換しＲＡＭに格納する。
入力されたアナログ電圧波形をＡ／Ｄ変換器によりデジ
タル値に変換しＲＡＭに格納する。
【００３０】（５）ＣＰＵはＡ／Ｄ変換器によりデジタ
ル値に変換されてＲＡＭに格納されている第１電圧計Ｖ
1からの電圧波形値および第２電圧計Ｖ2からの電圧波形
値から後述する方法により回転位置や回転回数などの回
転量を算出する。この回転量の算出において、電圧波形
の１波長を８ビットにより表示するとすれば、例えば歯
数が５０である場合には、この回転量測定装置Ａ１の分
解能は、１／（５０ｘ２５６）＝１／１２８００とな
る。
ル値に変換されてＲＡＭに格納されている第１電圧計Ｖ
1からの電圧波形値および第２電圧計Ｖ2からの電圧波形
値から後述する方法により回転位置や回転回数などの回
転量を算出する。この回転量の算出において、電圧波形
の１波長を８ビットにより表示するとすれば、例えば歯
数が５０である場合には、この回転量測定装置Ａ１の分
解能は、１／（５０ｘ２５６）＝１／１２８００とな
る。
【００３１】（６）この算出された回転位置や回転回数
などの回転量が出力部３０に送出される。
などの回転量が出力部３０に送出される。
【００３２】（７）出力部３０は入力された回転量を、
例えばデジタル表示部（図示省略）に表示する。
例えばデジタル表示部（図示省略）に表示する。
【００３３】次に、第１電圧計Ｖ1からの電圧波形値お
よび第２電圧計Ｖ2からの電圧波形値に基づいて回転位
置を算出する方法について説明する。
よび第２電圧計Ｖ2からの電圧波形値に基づいて回転位
置を算出する方法について説明する。
【００３４】よく知られた三角関数の公式より ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α という関係が得られる。また、ｓｉｎθは第１電圧計Ｖ
1からの電圧波形値から既知であり、ｃｏｓθは第２電
圧計Ｖ2からの電圧波形値から既知である。そこで、α
を適当な値に設定すれば、ｓｉｎ（θ−α）の値が求ま
る。しかして、このｓｉｎ（θ−α）がゼロとなるよう
なαを収束演算により求めれば、そのαがθを与える。
つまり、回転軸の回転位置が算出される。
α という関係が得られる。また、ｓｉｎθは第１電圧計Ｖ
1からの電圧波形値から既知であり、ｃｏｓθは第２電
圧計Ｖ2からの電圧波形値から既知である。そこで、α
を適当な値に設定すれば、ｓｉｎ（θ−α）の値が求ま
る。しかして、このｓｉｎ（θ−α）がゼロとなるよう
なαを収束演算により求めれば、そのαがθを与える。
つまり、回転軸の回転位置が算出される。
【００３５】このように、この実施の形態１によれば磁
気ユニット１２と歯車１１とを組合わせるという簡単な
構成により回転位置の測定における測定精度を著しく向
上できる。また、この実施の形態１において用いられて
いる磁気抵抗素子１３を透過する磁束は歯車１１に多少
の汚れが生じても変化しないので、歯車１１に多少の汚
れが生じても測定精度が低下することはない。すなわ
ち、この実施の形態１の回転量測定装置Ａ１は耐環境性
に優れている。
気ユニット１２と歯車１１とを組合わせるという簡単な
構成により回転位置の測定における測定精度を著しく向
上できる。また、この実施の形態１において用いられて
いる磁気抵抗素子１３を透過する磁束は歯車１１に多少
の汚れが生じても変化しないので、歯車１１に多少の汚
れが生じても測定精度が低下することはない。すなわ
ち、この実施の形態１の回転量測定装置Ａ１は耐環境性
に優れている。
【００３６】実施の形態２ 本発明の実施の形態２の回転量測定装置Ａ２の要部を図
５および図６に示し、この実施の形態２は実施の形態１
のセンサ部１０を改変してセンサ部１０Ａとしてなるも
のであって、このセンサ部１０Ａは、図５および図６に
示すように、Ｎ極とＳ極とを有する磁石片５１をＮ極と
Ｓ極とが内外面、つまりラジアル方向において交互とな
るようにしてリング状にかつ回転可能に形成したリング
状磁石５０と、このリング状磁石５０の外周５０ａを臨
ませて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５とを備
えてなるものとされる。この磁気抵抗素子ブロック１５
は、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３
Ｃ、第４素子１３Ｄとを備えてなるものとされ、そして
これらの第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１
３Ｃ、第４素子１３Ｄは、図７に示すように、リング状
に配列された磁石片５１の１ピッチに対して１／４ピッ
チにて配列されている。この実施の形態２のその余の構
成は実施の形態１と同様とされている。なお、図５およ
び図６において、符号５２はこのリング状磁石５０を回
転軸に嵌合させるためのボスを示し、符号５３はボス５
２とリング状磁石５０とを接合している接合部材を示
す。
５および図６に示し、この実施の形態２は実施の形態１
のセンサ部１０を改変してセンサ部１０Ａとしてなるも
のであって、このセンサ部１０Ａは、図５および図６に
示すように、Ｎ極とＳ極とを有する磁石片５１をＮ極と
Ｓ極とが内外面、つまりラジアル方向において交互とな
るようにしてリング状にかつ回転可能に形成したリング
状磁石５０と、このリング状磁石５０の外周５０ａを臨
ませて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５とを備
えてなるものとされる。この磁気抵抗素子ブロック１５
は、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１３
Ｃ、第４素子１３Ｄとを備えてなるものとされ、そして
これらの第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３素子１
３Ｃ、第４素子１３Ｄは、図７に示すように、リング状
に配列された磁石片５１の１ピッチに対して１／４ピッ
チにて配列されている。この実施の形態２のその余の構
成は実施の形態１と同様とされている。なお、図５およ
び図６において、符号５２はこのリング状磁石５０を回
転軸に嵌合させるためのボスを示し、符号５３はボス５
２とリング状磁石５０とを接合している接合部材を示
す。
【００３７】しかして、サーボモータＭなどが回転され
ると、この回転軸に嵌合されているリング状磁石５０も
回転するため、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３
素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄを透過する磁束が規則的に
変化し、この変化が電圧変化に変換されて実施の形態１
と同様にしてサーボモータＭなどの回転量が測定され
る。
ると、この回転軸に嵌合されているリング状磁石５０も
回転するため、第１素子１３Ａ、第２素子１３Ｂ、第３
素子１３Ｃ、第４素子１３Ｄを透過する磁束が規則的に
変化し、この変化が電圧変化に変換されて実施の形態１
と同様にしてサーボモータＭなどの回転量が測定され
る。
【００３８】実施の形態３ 本発明の実施の形態３の回転量測定装置Ａ３の要部を図
８および図９に示し、この実施の形態３は実施の形態２
のセンサ部１０Ａを改変してセンサ部１０Ｂとしてなる
ものであって、このセンサ部１０Ｂは、図８および図９
に示すように、Ｎ極とＳ極とを有する磁石片６１をＮ極
とＳ極とが上下面、つまり表裏方向において交互となる
ようにしてリング状にかつ回転可能に形成したリング状
磁石６０と、このリング状磁石６０の上面６０ａを臨ま
せて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５とを備え
てなるものとされる。この実施の形態３のその余の構成
および作用・効果は実施の形態２と同様とされている。
８および図９に示し、この実施の形態３は実施の形態２
のセンサ部１０Ａを改変してセンサ部１０Ｂとしてなる
ものであって、このセンサ部１０Ｂは、図８および図９
に示すように、Ｎ極とＳ極とを有する磁石片６１をＮ極
とＳ極とが上下面、つまり表裏方向において交互となる
ようにしてリング状にかつ回転可能に形成したリング状
磁石６０と、このリング状磁石６０の上面６０ａを臨ま
せて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５とを備え
てなるものとされる。この実施の形態３のその余の構成
および作用・効果は実施の形態２と同様とされている。
【００３９】なお、図８および図９において、符号６２
はリング状磁石６０を回転軸に嵌合しているボスを示
し、符号６３はボス６２とリング状磁石６０とを接合し
ている接合部材を示す。
はリング状磁石６０を回転軸に嵌合しているボスを示
し、符号６３はボス６２とリング状磁石６０とを接合し
ている接合部材を示す。
【００４０】実施の形態４ 本発明の実施の形態４の回転量測定装置Ａ４の要部を図
１０および図１１に示し、この実施の形態４は実施の形
態２のセンサ部１０Ａを改変してセンサ部１０Ｃとして
なるものであって、そしてこのセンサ部１０Ｃは、図１
０および図１１に示すように上下方向にＮ極とＳ極とに
着磁してなる歯車７０と、この歯車７０の歯部７１上面
を臨ませて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５と
を備えてなるものとされる。この実施の形態４のその余
の構成および作用・効果は実施の形態２と同様とされて
いる。
１０および図１１に示し、この実施の形態４は実施の形
態２のセンサ部１０Ａを改変してセンサ部１０Ｃとして
なるものであって、そしてこのセンサ部１０Ｃは、図１
０および図１１に示すように上下方向にＮ極とＳ極とに
着磁してなる歯車７０と、この歯車７０の歯部７１上面
を臨ませて配設されている磁気抵抗素子ブロック１５と
を備えてなるものとされる。この実施の形態４のその余
の構成および作用・効果は実施の形態２と同様とされて
いる。
【００４１】以上、本発明を実施の形態に基づいて説明
してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定され
るものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施
の形態では回転位置を検出する場合について説明してき
たが、第１電圧計Ｖ1からの電圧波形値のゼロ点をカウ
ントし、その値を適宜演算することにより回転回数も併
せて算出することができる。また、磁気ユニットを２組
とし、それらを歯車に対向配置したものとすれば、歯車
の歯の製作誤差に起因する測定誤差を減少できる。さら
に適用できるモータはサーボモータに限定されるもので
はなく、誘導電動機やステッピングモータなどの各種モ
ータとすることができる。
してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定され
るものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施
の形態では回転位置を検出する場合について説明してき
たが、第１電圧計Ｖ1からの電圧波形値のゼロ点をカウ
ントし、その値を適宜演算することにより回転回数も併
せて算出することができる。また、磁気ユニットを２組
とし、それらを歯車に対向配置したものとすれば、歯車
の歯の製作誤差に起因する測定誤差を減少できる。さら
に適用できるモータはサーボモータに限定されるもので
はなく、誘導電動機やステッピングモータなどの各種モ
ータとすることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の回転量測
定装置は、小型・軽量にして構成が簡素化されて低価格
であるにもかかわらず分解能が格段に向上し、しかも対
環境性に優れているという効果を奏する。
定装置は、小型・軽量にして構成が簡素化されて低価格
であるにもかかわらず分解能が格段に向上し、しかも対
環境性に優れているという効果を奏する。
【図１】本発明の実施の形態１の回転量測定装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】同測定装置の電気的構成の概略図である。
【図３】磁気抵抗素子と歯車の歯との位置関係の説明図
である。
である。
【図４】第１ブリッジおよび第２ブリッジにより検出さ
れた電圧波形を模式図的に示したグラフである。
れた電圧波形を模式図的に示したグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２の回転量測定装置の要部
平面図である。
平面図である。
【図６】同側面断面図である。
【図７】同実施の形態における磁石片と磁気抵抗素子と
の位置関係の説明図である。
の位置関係の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態３の回転量測定装置の要部
平面図である。
平面図である。
【図９】同側面断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の回転量測定装置の要
部平面図である。
部平面図である。
【図１１】同側面断面図である。
１０ センサ部 １１ 歯車 １２ 磁気ユニット １３ 磁気抵抗素子 １４ 永久磁石 １５ 磁気抵抗素子ブロック ２０ 演算処理部 ３０ 出力部 ３１ 出力装置 ４０ 装置本体 ５０，６０ リング状磁石 ５０ａ 外周 ６０ａ 上面 ５１，６１ 磁石片 ５２，６２ ボス ５３，６３ 接合部材 ７０ 歯車状磁石 ７１ 歯部 Ａ 回転量測定装置 Ｍ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 G01D 5/245
Claims (9)
- 【請求項１】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着された歯車と、この歯車の歯に
対向配置された磁気ユニットと、演算処理部と、出力部
とを備え、 前記磁気ユニットが、磁極が前記歯車の歯に対向させて
配設された磁石と、前記磁石と前記歯車の歯との間に、
同歯車の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設け
て配設された２個の磁気抵抗素子とを有し、 前記歯車の歯形が、電圧信号として正弦波状の電圧波形
が出力されるように形成され、かつ歯数が回転軸１回転
当たりのモータの電気的サイクル数の１／１を除く整数
分の１とされ、 前記磁気抵抗素子が、前記歯車が回転することにより生
ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた
２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 - 【請求項２】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着された歯車と、この歯車の歯に
対向配置された磁気ユニットと、演算処理部と、出力部
とを備え、 前記磁気ユニットが、磁極が前記歯車の歯に対向させて
配設された磁石と、前記磁石と前記歯車の歯との間に、
同歯車の歯のピッチに対して１／４ピッチの間隔を設け
て配設された２個の磁気抵抗素子とを有し、 前記歯車の歯形が、電圧信号として正弦波状の電圧波形
が出力されるように形成され、かつ歯数が回転軸１回転
当たりのモータの電気的サイクル数の１／１を除く整数
分の１とされ、 前記磁気抵抗素子が、前記歯車が回転することにより生
ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた
２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼロ
となるαを算出して回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置 - 【請求項３】 前記２個の磁気抵抗素子の各々に対し、
前記歯車の歯の半周期ずらした位置にさらに２個の磁気
抵抗素子を配置し、それら各２個の磁気抵抗素子が前記
２つの電圧信号の出力電圧を倍増するように回路構成さ
れてなることを特徴とする請求項１または２記載の回転
量測定装置。 - 【請求項４】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが交互に形
成されたリング状磁石と、このリング状磁石の磁極に対
向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、
出力部とを備え、 前記磁気抵抗素子ブロックが、前記リング状磁石の交互
に形成されたＮ極とＳ極に対しそのピッチに対して１／
４ピッチの間隔を設けて配設された４個の磁気抵抗素子
を有し、 前記リング状磁石の磁石数が回転軸１回転当たりのモー
タの電気的サイクル数の１／１を除く整数分の１とさ
れ、 前記磁気抵抗素子が、前記リング状磁石が回転すること
により生ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波
長ずれた２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構
成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 - 【請求項５】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着されたＮ極とＳ極とが交互に形
成されたリング状磁石と、このリング状磁石の磁極に対
向配置された磁気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、
出力部とを備え、 前記磁気抵抗素子ブロックが、前記リング状磁石の交互
に形成されたＮ極とＳ極に対しそのピッチに対して１／
４ピッチの間隔を設けて配設された４個の磁気抵抗素子
を有し、 前記リング状磁石の磁石数が回転軸１回転当たりのモー
タの電気的サイクル数の１／１を除く整数分の１とさ
れ、 前記磁気抵抗素子が、前記リング状磁石が回転すること
により生ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波
長ずれた２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構
成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼロ
となるαを算出して回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置 - 【請求項６】 前記リング状磁石がラジアル方向にＮ極
とＳ極に着磁されてなることを特徴とする請求項４また
は５記載の回転量測定装置。 - 【請求項７】 前記リング状磁石が表裏方向にＮ極とＳ
極に着磁されてなることを特徴とする請求項４または５
記載の回転量測定装置。 - 【請求項８】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁された歯
車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置された磁
気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部とを備
え、 前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁石の歯のピ
ッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設された４
個の磁気抵抗素子を有し、 前記歯車状磁石の歯数が回転軸１回転当たりのモータの
電気的サイクル数の１／１を除く整数分の１とされ、 前記磁気抵抗素子が、前記歯車が回転することにより生
ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた
２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 - 【請求項９】 モータの回転軸の回転位置を測定する回
転量測定装置であって、 測定対象の回転軸に装着された表裏方向に着磁された歯
車状磁石と、この歯車状磁石の磁極に対向配置された磁
気抵抗素子ブロックと、演算処理部と、出力部とを備
え、 前記磁気抵抗素子ブロックが、前記歯車状磁石の歯のピ
ッチに対して１／４ピッチの間隔を設けて配設された４
個の磁気抵抗素子を有し、 前記歯車状磁石の歯数が回転軸１回転当たりのモータの
電気的サイクル数の１／１を除く整数分の１とされ、 前記磁気抵抗素子が、前記歯車が回転することにより生
ずる透過磁束の変化に応じて、位相が１／４波長ずれた
２つの正弦波状の電圧信号を得るように回路構成され、 前記演算処理部が、前記２つの電圧信号をそれぞれ所定
のビット数のデジタル電圧信号に変換した後、両デジタ
ル電圧信号を用いて収束演算により下記式の右辺がゼロ
となるαを算出して回転軸の回転位置を算出することを
特徴とする回転量測定装置。 ｓｉｎ（θ−α）＝ｓｉｎθｃｏｓα−ｃｏｓθｓｉｎ
α ここに、 ｓｉｎθ：一方の電圧信号 ｃｏｓθ：他方の電圧信号 θ：回転軸の回転位置
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ID=26360520
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3058406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-27 JP JP9062267A patent/JP3058406B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI791810B (zh) * | 2018-04-06 | 2023-02-11 | 日商村田機械股份有限公司 | 位置檢測系統及移行系統 |
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