JP3071382B2 - 回転角変換器 - Google Patents
回転角変換器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回転角変換器に関
し、特に、一方のソレノイド状コイルを交流励磁し、他
方のソレノイド状コイルに回転入力して両コイル間の相
対角度に関連する電気信号を他方のソレノイド状コイル
から出力する回転角変換器に関する。
し、特に、一方のソレノイド状コイルを交流励磁し、他
方のソレノイド状コイルに回転入力して両コイル間の相
対角度に関連する電気信号を他方のソレノイド状コイル
から出力する回転角変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図７を参照して説明する。図７
に示される回転角変換器は、円周方向に形成される抵抗
１０と、円周の中心に位置する回転軸１１の回りを回転
して先端部を抵抗１０に接触する接触子１２により構成
され、接触子１２の回転角に対応して変化する抵抗値を
測定して逆に回転角を測定するものである。
に示される回転角変換器は、円周方向に形成される抵抗
１０と、円周の中心に位置する回転軸１１の回りを回転
して先端部を抵抗１０に接触する接触子１２により構成
され、接触子１２の回転角に対応して変化する抵抗値を
測定して逆に回転角を測定するものである。
【０００３】他の従来例としては図８に示される様な回
転角変換器がある。図８に示される回転角変換器は、鉄
心１４を励磁する励磁コイル１３と、受信コイル１６が
プリント配線されるプリント基板１５により構成されて
いる。鉄心１４の本体からは２本の突出部が水平に突出
して両者の間にギャップが形成されている。受信コイル
１６がプリント配線されるプリント基板１５は鉄心１４
のギャップに位置して回転する。ここで、図示される受
信コイル１６と鉄心１４のギャップの交差する面積は鉄
心１４の回転角により変化する。そして、この受信コイ
ル１６と鉄心１４のギャップの交差する面積に対応して
励磁コイル１３から受信コイル１６に誘起される発生電
圧は変化する。この発生電圧を測定することにより鉄心
１４の回転角を知ることができる。
転角変換器がある。図８に示される回転角変換器は、鉄
心１４を励磁する励磁コイル１３と、受信コイル１６が
プリント配線されるプリント基板１５により構成されて
いる。鉄心１４の本体からは２本の突出部が水平に突出
して両者の間にギャップが形成されている。受信コイル
１６がプリント配線されるプリント基板１５は鉄心１４
のギャップに位置して回転する。ここで、図示される受
信コイル１６と鉄心１４のギャップの交差する面積は鉄
心１４の回転角により変化する。そして、この受信コイ
ル１６と鉄心１４のギャップの交差する面積に対応して
励磁コイル１３から受信コイル１６に誘起される発生電
圧は変化する。この発生電圧を測定することにより鉄心
１４の回転角を知ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上の通りの抵抗値を
測定して逆に回転角を測定する回転角変換器は、抵抗１
０に接触子１２が接触摺動するものであるところから、
両者が摩耗変形その他の原因により接触部分の抵抗が変
動し、回転角の測定値に誤差を発生する。そして、図８
に示される回転角変換器はその形状構造は複雑であり、
製造コスト上必ずしも有利なものではない。
測定して逆に回転角を測定する回転角変換器は、抵抗１
０に接触子１２が接触摺動するものであるところから、
両者が摩耗変形その他の原因により接触部分の抵抗が変
動し、回転角の測定値に誤差を発生する。そして、図８
に示される回転角変換器はその形状構造は複雑であり、
製造コスト上必ずしも有利なものではない。
【０００５】この発明は、上述の通りの問題を解消した
構造簡単な無接触式のものであり、少ない基本構成要素
による簡易な、無接触式の回転角変換器の従来例と比較
して出力が大きい、入力回転角の回転角度範囲の判別が
容易で、かつ測定可能範囲を拡大することができる無接
触式の回転角変換器を提供するものである。
構造簡単な無接触式のものであり、少ない基本構成要素
による簡易な、無接触式の回転角変換器の従来例と比較
して出力が大きい、入力回転角の回転角度範囲の判別が
容易で、かつ測定可能範囲を拡大することができる無接
触式の回転角変換器を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１：両ソレノイド
状コイル１、２の軸方向と直交する方向に延伸する共通
回転軸３に支持された相対的に回転するソレノイド状コ
イル１、２を具備し、一方のソレノイド状コイル１を基
台５に固定すると共に他方のソレノイド状コイル２を回
転駆動装置に結合し、ソレノイド状コイルの内の何れか
一方は励磁交流電源を接続する入力端を有し、ソレノイ
ド状コイルの内の他方は信号出力する出力端を有するも
のである回転角変換器を構成した。
状コイル１、２の軸方向と直交する方向に延伸する共通
回転軸３に支持された相対的に回転するソレノイド状コ
イル１、２を具備し、一方のソレノイド状コイル１を基
台５に固定すると共に他方のソレノイド状コイル２を回
転駆動装置に結合し、ソレノイド状コイルの内の何れか
一方は励磁交流電源を接続する入力端を有し、ソレノイ
ド状コイルの内の他方は信号出力する出力端を有するも
のである回転角変換器を構成した。
【０００７】そして、請求項２：請求項１に記載される
回転角変換器において、信号出力を励磁交流により同期
整流する回転角変換器を構成した。 また、請求項３：請求項１および請求項２の内の何れか
に記載される回転角変換器において、内側コイルは一定
の角度で交差して相互に固定される２個のコイル２ａ、
２ｂより成るものである回転角変換器を構成した。
回転角変換器において、信号出力を励磁交流により同期
整流する回転角変換器を構成した。 また、請求項３：請求項１および請求項２の内の何れか
に記載される回転角変換器において、内側コイルは一定
の角度で交差して相互に固定される２個のコイル２ａ、
２ｂより成るものである回転角変換器を構成した。
【０００８】更に、請求項４：請求項３に記載される回
転角変換器において、一定の角度は直角である回転角変
換器を構成した。
転角変換器において、一定の角度は直角である回転角変
換器を構成した。
【０００９】
【実施例】この発明の実施例を図１を参照して説明す
る。図１において、１は一方のソレノイド状コイルであ
る外側コイルであり、５により示される基台に取り付け
固定されている。２はソレノイド状コイル１の内部に配
置される他方のソレノイド状コイルである内側コイルを
示す。３は一方のコイル１および他方のコイル２の両コ
イルの軸方向と直交する方向に延伸する共通回転軸であ
り、コイル１およびコイル２を共通に軸支するものであ
る。内側コイルであるコイル２は、図示されない回転駆
動装置が具備されてこれを手動により或は被測定物によ
り回転駆動することにより、共通回転軸３を軸として回
転駆動される。
る。図１において、１は一方のソレノイド状コイルであ
る外側コイルであり、５により示される基台に取り付け
固定されている。２はソレノイド状コイル１の内部に配
置される他方のソレノイド状コイルである内側コイルを
示す。３は一方のコイル１および他方のコイル２の両コ
イルの軸方向と直交する方向に延伸する共通回転軸であ
り、コイル１およびコイル２を共通に軸支するものであ
る。内側コイルであるコイル２は、図示されない回転駆
動装置が具備されてこれを手動により或は被測定物によ
り回転駆動することにより、共通回転軸３を軸として回
転駆動される。
【００１０】基台５に取り付け固定されるコイル１は、
４により示される導線を介して図示されない交流電源に
より交流励磁されて、交流磁界を発生する。コイル１に
交流電圧を印加して交流磁界を発生すると、磁界と交差
するコイル２には誘導起電力が発生する。コイル２に発
生する誘導起電力はコイルを横切る磁束の量に比例す
る。そして、この磁束の量は磁界の方向とコイルの中心
軸のなす角度差により変化し、誘導起電力、即ち、出力
交流電圧の振幅と位相もこの角度差により変化する。こ
の様にしてコイル２に誘起した誘導起電力である電圧の
振幅と位相を測定することにより、回転コイル２の固定
コイル１に対する回転角を測定することができる。
４により示される導線を介して図示されない交流電源に
より交流励磁されて、交流磁界を発生する。コイル１に
交流電圧を印加して交流磁界を発生すると、磁界と交差
するコイル２には誘導起電力が発生する。コイル２に発
生する誘導起電力はコイルを横切る磁束の量に比例す
る。そして、この磁束の量は磁界の方向とコイルの中心
軸のなす角度差により変化し、誘導起電力、即ち、出力
交流電圧の振幅と位相もこの角度差により変化する。こ
の様にしてコイル２に誘起した誘導起電力である電圧の
振幅と位相を測定することにより、回転コイル２の固定
コイル１に対する回転角を測定することができる。
【００１１】図１においては、コイル１を外側コイルと
して固定し、コイル２を内側コイルとして回転させる構
成を採用し、外側コイルであるコイル１に交流電源を接
続する。固定されるコイル１を交流電源により駆動励磁
すると、回転するコイル２には誘導起電力が発生する。
なお、原理的には、外側コイルであるコイル１を回転さ
せ、内側コイルであるコイル２を固定することもでき、
また、内側コイルであるコイル２を交流電源により駆動
励磁し、外側コイルであるコイル１から出力信号を取り
出す構成とすることもできる。
して固定し、コイル２を内側コイルとして回転させる構
成を採用し、外側コイルであるコイル１に交流電源を接
続する。固定されるコイル１を交流電源により駆動励磁
すると、回転するコイル２には誘導起電力が発生する。
なお、原理的には、外側コイルであるコイル１を回転さ
せ、内側コイルであるコイル２を固定することもでき、
また、内側コイルであるコイル２を交流電源により駆動
励磁し、外側コイルであるコイル１から出力信号を取り
出す構成とすることもできる。
【００１２】外側コイルであるコイル１に対して内側コ
イルであるコイル２がそれぞれの中心軸が垂直に交差す
る配置としている場合、誘導起電力は０となり、出力電
圧の振幅も０となる。この状態を外側コイルであるコイ
ル１に対する内側コイルであるコイル２の回転角θが０
である基準状態として、コイル２を反時計方向に回転さ
せる場合を正と定義し、時計方向に回転させる場合を負
と定義すると、出力電圧の位相を知ることにより回転角
θの方向の正負を判定することができる。この位相の検
知は、外側コイルであるコイル１に印加される励磁交流
電圧を使用して出力電圧信号を同期整流することによ
り、正負の極性付きの直流の出力信号電圧Ｖ4 を得る方
法が簡便であり、これにより入力回転角θが０゜〜９０
゜の範囲にあるのか、或いは−９０゜〜０゜の範囲にあ
るのかを明確に識別することができる。これについて
は、図３を参照して後で具体的に説明される。
イルであるコイル２がそれぞれの中心軸が垂直に交差す
る配置としている場合、誘導起電力は０となり、出力電
圧の振幅も０となる。この状態を外側コイルであるコイ
ル１に対する内側コイルであるコイル２の回転角θが０
である基準状態として、コイル２を反時計方向に回転さ
せる場合を正と定義し、時計方向に回転させる場合を負
と定義すると、出力電圧の位相を知ることにより回転角
θの方向の正負を判定することができる。この位相の検
知は、外側コイルであるコイル１に印加される励磁交流
電圧を使用して出力電圧信号を同期整流することによ
り、正負の極性付きの直流の出力信号電圧Ｖ4 を得る方
法が簡便であり、これにより入力回転角θが０゜〜９０
゜の範囲にあるのか、或いは−９０゜〜０゜の範囲にあ
るのかを明確に識別することができる。これについて
は、図３を参照して後で具体的に説明される。
【００１３】図１におけるが如く、外側コイル１の長さ
を短くすると、外側コイル１の内部およびその近傍の磁
界は疎密のある不均一な磁界となる。この場合、内側コ
イル２と交差する磁束の分布は回転角０゜の近傍におい
て疎となり、±９０゜の近傍において密となる。
を短くすると、外側コイル１の内部およびその近傍の磁
界は疎密のある不均一な磁界となる。この場合、内側コ
イル２と交差する磁束の分布は回転角０゜の近傍におい
て疎となり、±９０゜の近傍において密となる。
【００１４】ここで、内側コイル２に誘起される出力電
圧は回転角θの正弦sin θにより規定されて増加するも
のであり、従って回転角θが増大するにつれて出力電圧
の増加率は減少する。しかし、図１の実施例において
は、出力電圧の増加率が減少する回転角θが比較的大で
ある領域において内側コイル２と交差する磁束が密にな
るので、その分だけ出力電圧の増加率の減少を補償する
ことができる。これによる回転角−出力電圧特性曲線は
図４に示される通りであり、内側コイル２に誘起される
出力電圧が回転角に近似的に比例する範囲は拡大する。
従って、リニア変換の範囲が広いことが必要な場合は、
この様なコイル形状を採用すればよい。
圧は回転角θの正弦sin θにより規定されて増加するも
のであり、従って回転角θが増大するにつれて出力電圧
の増加率は減少する。しかし、図１の実施例において
は、出力電圧の増加率が減少する回転角θが比較的大で
ある領域において内側コイル２と交差する磁束が密にな
るので、その分だけ出力電圧の増加率の減少を補償する
ことができる。これによる回転角−出力電圧特性曲線は
図４に示される通りであり、内側コイル２に誘起される
出力電圧が回転角に近似的に比例する範囲は拡大する。
従って、リニア変換の範囲が広いことが必要な場合は、
この様なコイル形状を採用すればよい。
【００１５】図２においては、外側コイル１の長さを内
側コイル２の径方向の寸法と比較してかなり長く構成し
ている。ここで、内側コイル２の径方向とは、コイルの
軸方向と直交する断面の差し渡しの方向を言う。外側コ
イル１の長さを内側コイル２の径方向の寸法より長くす
ることにより、外側コイル１の内部の内側コイル２近傍
の磁界は均一となる。従って、外側コイル１の内部にお
いて回転する内側コイル２と交差する磁束は内側コイル
２の外側コイル１に対する回転角θの正弦sinθに比例
し、内側コイル２に誘起される出力電圧も回転角θの正
弦sin θに比例することとなる。この回転角−出力電圧
特性曲線は図５に示される通りとなる。従って、変換特
性がｓｉｎθに比例することが必要な場合は、この様な
コイル形状を採用すればよい。
側コイル２の径方向の寸法と比較してかなり長く構成し
ている。ここで、内側コイル２の径方向とは、コイルの
軸方向と直交する断面の差し渡しの方向を言う。外側コ
イル１の長さを内側コイル２の径方向の寸法より長くす
ることにより、外側コイル１の内部の内側コイル２近傍
の磁界は均一となる。従って、外側コイル１の内部にお
いて回転する内側コイル２と交差する磁束は内側コイル
２の外側コイル１に対する回転角θの正弦sinθに比例
し、内側コイル２に誘起される出力電圧も回転角θの正
弦sin θに比例することとなる。この回転角−出力電圧
特性曲線は図５に示される通りとなる。従って、変換特
性がｓｉｎθに比例することが必要な場合は、この様な
コイル形状を採用すればよい。
【００１６】図３を参照して、この発明を工業計測にお
ける所謂２線式伝送方式における角度発信器として利用
した場合の例について説明する。６はコイル１とコンデ
ンサ１０より成る共振回路を含む発振回路である。コイ
ル１を外側コイル１として励振する。外側コイル１およ
びコンデンサ１０より成る共振回路は常に共振状態とさ
れているので消費電流は少ない。なお、これは２線式伝
送方式において求められる有用な効果である。内側コイ
ル２には外側コイル１の共振により発生する交流磁界に
より誘導起電力が発生する。この実施例の場合も、内側
コイル２は、図示されない回転駆動装置が具備されて、
これを手動により或は被測定物により回転駆動すること
により、共通回転軸３を軸として回転駆動される。この
回転入力に応じて内側コイル２は外側コイル１に対して
回転変位し、回転入力に対応する出力電圧が内側コイル
２に発生する。この出力は、同期整流器７により発振回
路６の出力である励磁交流に同期して整流され、正負の
極性信号を伴った直流の出力信号電圧Ｖ4 として出力さ
れる。即ち、コイル２を反時計方向である正の方向に回
転させてこのコイル２に励磁交流と同相の信号出力が発
生した場合、この同相の信号出力を同期整流器７により
同期整流した結果の出力信号電圧Ｖ4 は正極性となる。
これに対して、コイル２を時計方向である負の方向に回
転させてコイル２に励磁交流と逆相の信号出力が発生し
た場合、この逆相の信号出力を同期整流器７により同期
整流した結果の出力信号電圧Ｖ4 は負極性となる。従っ
て、同期整流器７の出力信号電圧Ｖ4 の極性に対応して
コイル２の回転駆動方向を判定することができる。な
お、この場合、測定することができる回転角度範囲は回
転角θが０である基準状態から−９０゜〜＋９０゜の範
囲内に限られる。なお、この理由は後で［００２２］の
項において説明する。
ける所謂２線式伝送方式における角度発信器として利用
した場合の例について説明する。６はコイル１とコンデ
ンサ１０より成る共振回路を含む発振回路である。コイ
ル１を外側コイル１として励振する。外側コイル１およ
びコンデンサ１０より成る共振回路は常に共振状態とさ
れているので消費電流は少ない。なお、これは２線式伝
送方式において求められる有用な効果である。内側コイ
ル２には外側コイル１の共振により発生する交流磁界に
より誘導起電力が発生する。この実施例の場合も、内側
コイル２は、図示されない回転駆動装置が具備されて、
これを手動により或は被測定物により回転駆動すること
により、共通回転軸３を軸として回転駆動される。この
回転入力に応じて内側コイル２は外側コイル１に対して
回転変位し、回転入力に対応する出力電圧が内側コイル
２に発生する。この出力は、同期整流器７により発振回
路６の出力である励磁交流に同期して整流され、正負の
極性信号を伴った直流の出力信号電圧Ｖ4 として出力さ
れる。即ち、コイル２を反時計方向である正の方向に回
転させてこのコイル２に励磁交流と同相の信号出力が発
生した場合、この同相の信号出力を同期整流器７により
同期整流した結果の出力信号電圧Ｖ4 は正極性となる。
これに対して、コイル２を時計方向である負の方向に回
転させてコイル２に励磁交流と逆相の信号出力が発生し
た場合、この逆相の信号出力を同期整流器７により同期
整流した結果の出力信号電圧Ｖ4 は負極性となる。従っ
て、同期整流器７の出力信号電圧Ｖ4 の極性に対応して
コイル２の回転駆動方向を判定することができる。な
お、この場合、測定することができる回転角度範囲は回
転角θが０である基準状態から−９０゜〜＋９０゜の範
囲内に限られる。なお、この理由は後で［００２２］の
項において説明する。
【００１７】外側コイル１およびコンデンサ１０より成
る共振回路を含む発振回路６、内側コイル２および同期
整流器７は所謂２線式発信器２０の一部を構成してい
る。２線式発信器２０は受信器２３と接続している。受
信器２３は互に直列接続される直流電源２４および電流
検知回路２５より成る。受信器２３の正側端子２６は２
線式発信器２０の正側端子２１に接続する一方、受信器
２３の負側端子２７は２線式発信器２０の負側端子２２
に接続している。
る共振回路を含む発振回路６、内側コイル２および同期
整流器７は所謂２線式発信器２０の一部を構成してい
る。２線式発信器２０は受信器２３と接続している。受
信器２３は互に直列接続される直流電源２４および電流
検知回路２５より成る。受信器２３の正側端子２６は２
線式発信器２０の正側端子２１に接続する一方、受信器
２３の負側端子２７は２線式発信器２０の負側端子２２
に接続している。
【００１８】受信器２３側から発信器２０側に供給され
る電源電圧は定電圧発生回路９により一定電圧Ｖ1 とさ
れる。定電圧Ｖ1 は抵抗１４および抵抗１５により分圧
されて電圧Ｖ2 とされる。内側コイル２の一端は抵抗１
４および抵抗１５の相互接続点に接続されている。従っ
て、内側コイル２の発生電圧が０のときは同期整流器７
の発生する出力信号電圧Ｖ4 は電圧Ｖ2 に等しくなり、
演算増幅器１７の＋、−両入力端子への入力も同一電圧
となる。
る電源電圧は定電圧発生回路９により一定電圧Ｖ1 とさ
れる。定電圧Ｖ1 は抵抗１４および抵抗１５により分圧
されて電圧Ｖ2 とされる。内側コイル２の一端は抵抗１
４および抵抗１５の相互接続点に接続されている。従っ
て、内側コイル２の発生電圧が０のときは同期整流器７
の発生する出力信号電圧Ｖ4 は電圧Ｖ2 に等しくなり、
演算増幅器１７の＋、−両入力端子への入力も同一電圧
となる。
【００１９】トランジスタ１８は演算増幅器１７の出力
に応じて電流Ｉを流通せしめる。その結果、抵抗１６に
はこの抵抗値と電流Ｉの積の電圧Ｖ3 が生ずる。電圧Ｖ
3 および出力信号電圧Ｖ4 は抵抗１１および抵抗１３に
より分圧され、コンデンサ１２により平滑されて電圧Ｖ
5 となり、演算増幅器１７の＋側入力端子に印加され
る。演算増幅器１７は、その−側入力端子には定電圧Ｖ
2 が印加されており、これら両電圧の差に対応して出力
電圧を変化させる。この電圧によりトランジスタ１８に
電流が流れて電圧Ｖ3 が変化する。この変化により演算
増幅器１７の＋側入力端子の電圧が変化する。演算増幅
器１７は＋側入力端子の電圧と−側入力端子の電圧が一
致する様に出力電圧を出力し、このときの電流Ｉが入力
回転角に応じた出力電流である。この電流Ｉは受信器２
３の電流検知回路２５を流通する電流に等しいので、電
流検知回路２５により測定された電流Ｉを入力回転角に
応じた電流として採用する。
に応じて電流Ｉを流通せしめる。その結果、抵抗１６に
はこの抵抗値と電流Ｉの積の電圧Ｖ3 が生ずる。電圧Ｖ
3 および出力信号電圧Ｖ4 は抵抗１１および抵抗１３に
より分圧され、コンデンサ１２により平滑されて電圧Ｖ
5 となり、演算増幅器１７の＋側入力端子に印加され
る。演算増幅器１７は、その−側入力端子には定電圧Ｖ
2 が印加されており、これら両電圧の差に対応して出力
電圧を変化させる。この電圧によりトランジスタ１８に
電流が流れて電圧Ｖ3 が変化する。この変化により演算
増幅器１７の＋側入力端子の電圧が変化する。演算増幅
器１７は＋側入力端子の電圧と−側入力端子の電圧が一
致する様に出力電圧を出力し、このときの電流Ｉが入力
回転角に応じた出力電流である。この電流Ｉは受信器２
３の電流検知回路２５を流通する電流に等しいので、電
流検知回路２５により測定された電流Ｉを入力回転角に
応じた電流として採用する。
【００２０】図６を参照して更に他の実施例を説明す
る。この実施例は、先の実施例における内側コイル２に
相当する内側コイル２ａに対して一定の角度、例えば９
０゜で交差する第３のコイル２ｂを固定して具備せしめ
る。この様に一定の角度で交差して相互に固定せしめら
れた内側コイル２ａと内側コイル２ｂは、外側コイル１
と相対的に回転する。
る。この実施例は、先の実施例における内側コイル２に
相当する内側コイル２ａに対して一定の角度、例えば９
０゜で交差する第３のコイル２ｂを固定して具備せしめ
る。この様に一定の角度で交差して相互に固定せしめら
れた内側コイル２ａと内側コイル２ｂは、外側コイル１
と相対的に回転する。
【００２１】先の実施例の場合と同様に内側コイル２ａ
の中心軸が外側コイル１の中心軸と垂直に交差した場合
を回転角度０とする。内側コイル２ｂが内側コイル２ａ
に対して９０゜で交差して固定されていると、内側コイ
ル２ｂの出力電圧はそのとき最大になる。この場合、内
側コイル２ａの出力電圧は図５に示される出力特性を示
すが、内側コイル２ｂの出力は内側コイル２ａの出力よ
り９０゜位相の遅れた特性を示す。
の中心軸が外側コイル１の中心軸と垂直に交差した場合
を回転角度０とする。内側コイル２ｂが内側コイル２ａ
に対して９０゜で交差して固定されていると、内側コイ
ル２ｂの出力電圧はそのとき最大になる。この場合、内
側コイル２ａの出力電圧は図５に示される出力特性を示
すが、内側コイル２ｂの出力は内側コイル２ａの出力よ
り９０゜位相の遅れた特性を示す。
【００２２】ここで、内側コイル２が単独である先の実
施例の場合は、測定することができる回転角度範囲は回
転角θが０である基準状態から−９０゜〜＋９０゜の範
囲内であった。ところが、図６の実施例の場合、内側コ
イル２ａおよび内側コイル２ｂ双方の出力電圧および正
負の極性を組み合わせて演算処理することにより、２倍
である−１８０゜〜＋１８０゜の回転角度範囲の測定を
することができる。内側コイル２ａと内側コイル２ｂと
が交差する角度を直角である９０゜であるものとする
と、コイルの構成は簡単容易であると共に得られる出力
電圧および極性の演算処理も容易になる。これを内側コ
イル２ａと内側コイル２ｂの交叉が直角、９０゜の場合
について、図９を参照して説明する。図９に示される如
く、入力回転角θが−１８０゜〜＋１８０゜の範囲にお
いて、内側コイル２ａの誘起電圧を同期整流した出力値
であるＶａの値は、θ＝９０゜を境として左右線対称で
互いに等しくなる。例えば、θ＝４５゜の時とθ＝１３
５゜の時とは同一となり、入力回転角θがθ＝４５゜で
あるのか、或はθ＝１３５゜であるのかを判別すること
ができない。同様に、Ｖａの値は、θ＝−９０゜を境と
して左右線対称で互いに等しくなる。例えば、θ＝−４
５゜の時とθ＝−１３５゜の時とは同一となり、Ｖａの
値および位相のみでは入力回転角θがθ＝−４５゜であ
るのか、或はθ＝−１３５゜であるのかを判別すること
ができない。ここで、他方の内側コイル２ｂの誘起電圧
を同期整流した出力値であるＶｂについてみると、これ
はθ＝０゜を境として絶対値および極性が共に等しく、
左右対称である。これら出力値Ｖａの正負の極性に出力
値Ｖｂの正負の極性を合わせて考えると、回転角θが−
９０゜〜＋９０゜であるのか、或は−１８０゜〜−９０
゜もしくは９０゜〜１８０゜であるのかを判別すること
ができ、［００１６］の項で説明した内側コイルが１個
の場合と比較して測定可能範囲が２倍となる。即ち、 Ｖｂ≧０であれば、θは−９０゜〜＋９０゜ Ｖｂ＜０であれば、θは−１８０゜〜−９０゜或は＋９
０゜〜＋１８０゜ である。なお、内側コイル２ａ、２ｂの交叉角は、上述
した９０゜の場合が最も好ましいが、これは必ずしも正
確な９０゜に限らず、これに近い角度であれば同様に機
能することは容易に理解できることなので、詳細な説明
は省略する。
施例の場合は、測定することができる回転角度範囲は回
転角θが０である基準状態から−９０゜〜＋９０゜の範
囲内であった。ところが、図６の実施例の場合、内側コ
イル２ａおよび内側コイル２ｂ双方の出力電圧および正
負の極性を組み合わせて演算処理することにより、２倍
である−１８０゜〜＋１８０゜の回転角度範囲の測定を
することができる。内側コイル２ａと内側コイル２ｂと
が交差する角度を直角である９０゜であるものとする
と、コイルの構成は簡単容易であると共に得られる出力
電圧および極性の演算処理も容易になる。これを内側コ
イル２ａと内側コイル２ｂの交叉が直角、９０゜の場合
について、図９を参照して説明する。図９に示される如
く、入力回転角θが−１８０゜〜＋１８０゜の範囲にお
いて、内側コイル２ａの誘起電圧を同期整流した出力値
であるＶａの値は、θ＝９０゜を境として左右線対称で
互いに等しくなる。例えば、θ＝４５゜の時とθ＝１３
５゜の時とは同一となり、入力回転角θがθ＝４５゜で
あるのか、或はθ＝１３５゜であるのかを判別すること
ができない。同様に、Ｖａの値は、θ＝−９０゜を境と
して左右線対称で互いに等しくなる。例えば、θ＝−４
５゜の時とθ＝−１３５゜の時とは同一となり、Ｖａの
値および位相のみでは入力回転角θがθ＝−４５゜であ
るのか、或はθ＝−１３５゜であるのかを判別すること
ができない。ここで、他方の内側コイル２ｂの誘起電圧
を同期整流した出力値であるＶｂについてみると、これ
はθ＝０゜を境として絶対値および極性が共に等しく、
左右対称である。これら出力値Ｖａの正負の極性に出力
値Ｖｂの正負の極性を合わせて考えると、回転角θが−
９０゜〜＋９０゜であるのか、或は−１８０゜〜−９０
゜もしくは９０゜〜１８０゜であるのかを判別すること
ができ、［００１６］の項で説明した内側コイルが１個
の場合と比較して測定可能範囲が２倍となる。即ち、 Ｖｂ≧０であれば、θは−９０゜〜＋９０゜ Ｖｂ＜０であれば、θは−１８０゜〜−９０゜或は＋９
０゜〜＋１８０゜ である。なお、内側コイル２ａ、２ｂの交叉角は、上述
した９０゜の場合が最も好ましいが、これは必ずしも正
確な９０゜に限らず、これに近い角度であれば同様に機
能することは容易に理解できることなので、詳細な説明
は省略する。
【００２３】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明による回
転角変換器は、両ソレノイド状コイルの軸方向と直交す
る方向に延伸する共通回転軸に支持された相対的に回転
するソレノイド状コイルを具備し、一方のソレノイド状
コイルを基台に固定すると共に他方のコイルを共通回転
軸に固定し、ソレノイド状コイルの内の何れか一方は励
磁交流電源を接続する入力端を有し、ソレノイド状コイ
ルの内の他方は信号出力する出力端を有するものであ
り、その基本構成要素は２個のソレノイド状コイル、共
通回転軸、交流電源の４者に過ぎず、これらの少ない基
本構成要素により無接触式の回転角変換器を極く簡単に
構成することができる。
転角変換器は、両ソレノイド状コイルの軸方向と直交す
る方向に延伸する共通回転軸に支持された相対的に回転
するソレノイド状コイルを具備し、一方のソレノイド状
コイルを基台に固定すると共に他方のコイルを共通回転
軸に固定し、ソレノイド状コイルの内の何れか一方は励
磁交流電源を接続する入力端を有し、ソレノイド状コイ
ルの内の他方は信号出力する出力端を有するものであ
り、その基本構成要素は２個のソレノイド状コイル、共
通回転軸、交流電源の４者に過ぎず、これらの少ない基
本構成要素により無接触式の回転角変換器を極く簡単に
構成することができる。
【００２４】そして、この発明による無接触式の回転角
変換器は、何れも、図８に示されるが如き無接触式の回
転角変換器の従来例と比較して出力が大きいので、出力
を受信する側において受信器の増幅率を低くすることが
できる。また、信号出力を励磁交流により同期整流する
構成を具備することにより、正負の極性付き直流出力信
号を得ることにより、回転角の範囲を容易に判別するこ
とができる。
変換器は、何れも、図８に示されるが如き無接触式の回
転角変換器の従来例と比較して出力が大きいので、出力
を受信する側において受信器の増幅率を低くすることが
できる。また、信号出力を励磁交流により同期整流する
構成を具備することにより、正負の極性付き直流出力信
号を得ることにより、回転角の範囲を容易に判別するこ
とができる。
【００２５】更に、内側コイルを一定の角度、最も好ま
しくは９０゜で交差して相互に固定される２個のコイル
より成るものとすることにより、測定可能範囲を２倍に
拡大することができる回転角変換器を構成することがで
きる。
しくは９０゜で交差して相互に固定される２個のコイル
より成るものとすることにより、測定可能範囲を２倍に
拡大することができる回転角変換器を構成することがで
きる。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】他の実施例を説明する図。
【図３】更に他の実施例を説明する図。
【図４】回転角−出力電圧特性曲線を示す図。
【図５】他の回転角−出力電圧特性曲線を示す図。
【図６】更なる他の実施例を説明する図。
【図７】従来例を説明する図。
【図８】他の従来例を説明する図。
【図９】入力角度の判別の仕方を説明する図。
１ ソレノイド状コイル ２ ソレノイド状コイル ３ 共通回転軸 ４ 導線 ５ 基台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 理絵 大阪府大阪市阿倍野区阪南町４丁目14番 26号 株式会社エム・システム技研内 (56)参考文献 特開 平７−174508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−71618（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155697（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264292（ＪＰ，Ａ) 「電子工学ポケットブック（第４ 版）」電気学会編 1991年１月30日 株 式会社オーム社発行 ｐ113，ｐ375−５
Claims (4)
- 【請求項１】 両ソレノイド状コイルの軸方向と直交す
る方向に延伸する共通回転軸に支持された相対的に回転
するソレノイド状コイルを具備し、 一方のソレノイド状コイルを基台に固定すると共に他方
のソレノイド状コイルを回転駆動装置に結合し、 ソレノイド状コイルの内の何れか一方は励磁交流電源を
接続する入力端を有し、 ソレノイド状コイルの内の他方は信号出力する出力端を
有するものであることを特徴とする回転角変換器。 - 【請求項２】 請求項１に記載される回転角変換器にお
いて、信号出力を励磁交流により同期整流することを特
徴とする回転角変換器。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２の内の何れかに
記載される回転角変換器において、内側コイルは一定の
角度で交差して相互に固定される２個のコイルより成る
ものであることを特徴とする回転角変換器。 - 【請求項４】 請求項３に記載される回転角変換器にお
いて、一定の角度は直角であることを特徴とする回転角
変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133468A JP3071382B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 回転角変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133468A JP3071382B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 回転角変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327311A JPH08327311A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3071382B2 true JP3071382B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15105489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133468A Expired - Fee Related JP3071382B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 回転角変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071382B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6019433B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2016-11-02 | 大分県 | ２方向ｈコイル間角度計測方法及び２方向ｈコイル間角度計測装置 |
| JP6675260B2 (ja) * | 2016-04-27 | 2020-04-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 変圧器、プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2677446B1 (fr) * | 1991-06-05 | 1995-04-28 | Metalimphy | Dispositif de mesure de la position angulaire d'un volet de charge d'un moteur a injection electronique. |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP7133468A patent/JP3071382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「電子工学ポケットブック（第４版）」電気学会編 １９９１年１月３０日 株式会社オーム社発行 ｐ１１３，ｐ３７５−５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08327311A (ja) | 1996-12-13 |
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