JP3110176B2 - 可変磁気抵抗・絶対角位置変換器 - Google Patents
可変磁気抵抗・絶対角位置変換器Info
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- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には絶対角位置
変換器の分野に関し、より厳密には可変磁気抵抗への絶
対角位置変換装置の改良に関するものである。
変換器の分野に関し、より厳密には可変磁気抵抗への絶
対角位置変換装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】絶対角位置の検知機能を有する装置は既
に数多く実現されているのは、周知の通りである。たと
えば、変換器は、固定子を形成する、１つ、または複数
の固定された電機子コイル（ポット型コイルまたはＵ型
に巻かれた小回路）と回転部分（コイルをもたない回転
子）によって構成されていて検出機能は、固定子と回転
子によって形成される磁気回路にあるエアギャップの局
部的変化によって発生する。そのような変換器は、特に
次の刊行物に見ることができる。ＤＥ−Ａ−２４３２
０３２には、鉄心に巻かれている複数の固定コイルに向
かい合って回転する偏心ディスクを備えた変換器が記載
されている。またＧＢ−Ａ−１ ２４５６９７には、傾
斜面を有するプレートが複数のコイルに対して回転する
変換器が示されており、さらには、ＦＲ−Ａ−２ ６４
４ ２４０には上述の装置と同様な変換器が記されてい
る。また、特許出願ＦＲ９１ ０７ ２２９には、Ｄｅ
ｐｏｓａｎｎｔｅの名で、Ｕ字型の検出器内に入り込ん
で角度が可変の、半径方向載片を有する回転リングを備
えている変換器が記載されている。
に数多く実現されているのは、周知の通りである。たと
えば、変換器は、固定子を形成する、１つ、または複数
の固定された電機子コイル（ポット型コイルまたはＵ型
に巻かれた小回路）と回転部分（コイルをもたない回転
子）によって構成されていて検出機能は、固定子と回転
子によって形成される磁気回路にあるエアギャップの局
部的変化によって発生する。そのような変換器は、特に
次の刊行物に見ることができる。ＤＥ−Ａ−２４３２
０３２には、鉄心に巻かれている複数の固定コイルに向
かい合って回転する偏心ディスクを備えた変換器が記載
されている。またＧＢ−Ａ−１ ２４５６９７には、傾
斜面を有するプレートが複数のコイルに対して回転する
変換器が示されており、さらには、ＦＲ−Ａ−２ ６４
４ ２４０には上述の装置と同様な変換器が記されてい
る。また、特許出願ＦＲ９１ ０７ ２２９には、Ｄｅ
ｐｏｓａｎｎｔｅの名で、Ｕ字型の検出器内に入り込ん
で角度が可変の、半径方向載片を有する回転リングを備
えている変換器が記載されている。
【０００３】この種の装置の構成要素（固定磁気回路、
コイル、可動磁気回路、これらの固定磁気回路と可動磁
気回路の間の磁極間隙）はすべて、構造的に該装置の中
央部に非常に集中しているので、検知パラメータ（角位
置の変化に応じて変化する磁気抵抗）の決定自体もその
空間に限定される。したがって、可動磁気回路（回転
子）を構成する空間が不足することを免れず、さらには
この可動磁気回路の構成材を配置する位置の均一性を欠
くことにもなる。
コイル、可動磁気回路、これらの固定磁気回路と可動磁
気回路の間の磁極間隙）はすべて、構造的に該装置の中
央部に非常に集中しているので、検知パラメータ（角位
置の変化に応じて変化する磁気抵抗）の決定自体もその
空間に限定される。したがって、可動磁気回路（回転
子）を構成する空間が不足することを免れず、さらには
この可動磁気回路の構成材を配置する位置の均一性を欠
くことにもなる。
【０００４】したがって、この機構的欠点（回転子また
は固定子、もしくはこの双方に関する）によって、収集
される電気信号の特性のばらつき（信号の理論値に対す
る、信号の局所的な誤り）が生じ、これは、装置の全体
的欠陥である場合には、しばしば修正可能であるが、製
造時の一時的欠陥である場合には、はるかに困難で、修
正不能のことさえあり得、その結果、信号収集のとき、
有効信号に重畳される雑部障害信号が発生するようにな
る。
は固定子、もしくはこの双方に関する）によって、収集
される電気信号の特性のばらつき（信号の理論値に対す
る、信号の局所的な誤り）が生じ、これは、装置の全体
的欠陥である場合には、しばしば修正可能であるが、製
造時の一時的欠陥である場合には、はるかに困難で、修
正不能のことさえあり得、その結果、信号収集のとき、
有効信号に重畳される雑部障害信号が発生するようにな
る。
【０００５】そのほか、この種の変換器に求められてい
る利点である、角位置の変化に応じて変化するパーミア
ンス（磁気抵抗の逆数）の直線的変化、したがって自己
インダクタンスの直線的変化は、多くの場合複雑な形態
（たとえば、偏心軸で回転する部品、傾斜している表面
など）の相対的運動を機械的部品、−特に回転子−に与
える場合を除き、得ることができない。磁性空隙の正確
な値は装置の組立後に得られなければならないだけ、こ
のような特殊な部品の製造は、さらに簡単ではなく、し
たがって高価になる。
る利点である、角位置の変化に応じて変化するパーミア
ンス（磁気抵抗の逆数）の直線的変化、したがって自己
インダクタンスの直線的変化は、多くの場合複雑な形態
（たとえば、偏心軸で回転する部品、傾斜している表面
など）の相対的運動を機械的部品、−特に回転子−に与
える場合を除き、得ることができない。磁性空隙の正確
な値は装置の組立後に得られなければならないだけ、こ
のような特殊な部品の製造は、さらに簡単ではなく、し
たがって高価になる。
【０００６】ある種のタイプの変換器では、検出器はＵ
字型の電機子に巻いた小型コイルよりなる。原則とし
て、このコイルは標準の巻き方ではないので、特殊な設
備を用いて要求を実現しなければならない。その結果、
原価は非常に上昇する。
字型の電機子に巻いた小型コイルよりなる。原則とし
て、このコイルは標準の巻き方ではないので、特殊な設
備を用いて要求を実現しなければならない。その結果、
原価は非常に上昇する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は基本的
に、技術上の様々な要求に公知の変換器に比べてより良
く応え、その構造上の利点と製造上の簡便さによって、
現在まで比較的に高価で高級な装置にのみ利用されてい
た技術的利点を維持しながら、広く普及され得るよう
な、改良タイプの可変磁気抵抗・絶対角位置変換器を提
供することである。
に、技術上の様々な要求に公知の変換器に比べてより良
く応え、その構造上の利点と製造上の簡便さによって、
現在まで比較的に高価で高級な装置にのみ利用されてい
た技術的利点を維持しながら、広く普及され得るよう
な、改良タイプの可変磁気抵抗・絶対角位置変換器を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明によって構成されている、可変磁気抵抗・絶対角位置
変換器は、筒型の環状溝を有し、中心角αの領域に延び
ている強磁性材の少くとも１つの固定された電機子
と、、上記環状溝に一部分が収容されている少くとも１
つの環状コイルを備えている少くとも１つの固定子検出
器と、最大限３６０°−αの中心角βの領域を占め、コ
イルに対向して位置し該コイルに対向してコイルと同軸
に回転駆動される、強磁性材の少くとも１つの弓状部を
備えている少くとも１つの回転体を有し、循環磁束が、
固定検出器と回転体の間においては、半径方向に形成さ
れていることを特徴とする。
明によって構成されている、可変磁気抵抗・絶対角位置
変換器は、筒型の環状溝を有し、中心角αの領域に延び
ている強磁性材の少くとも１つの固定された電機子
と、、上記環状溝に一部分が収容されている少くとも１
つの環状コイルを備えている少くとも１つの固定子検出
器と、最大限３６０°−αの中心角βの領域を占め、コ
イルに対向して位置し該コイルに対向してコイルと同軸
に回転駆動される、強磁性材の少くとも１つの弓状部を
備えている少くとも１つの回転体を有し、循環磁束が、
固定検出器と回転体の間においては、半径方向に形成さ
れていることを特徴とする。
【０００９】さらにこの種の装置において、パーミアン
スは、回転子の弓状部が固定子の固定された電機子の外
にあるとき、最小になり、弓状部が固定された電機子に
対して非対称的位置を占め、該電機子内に一部分入り込
んでいるとき、変化可能であり、そして、弓状部が固定
電機子内に完全に入り込んだとき、最大になることを特
徴とする。
スは、回転子の弓状部が固定子の固定された電機子の外
にあるとき、最小になり、弓状部が固定された電機子に
対して非対称的位置を占め、該電機子内に一部分入り込
んでいるとき、変化可能であり、そして、弓状部が固定
電機子内に完全に入り込んだとき、最大になることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】パーミアンスの変化、したっがて自己インダク
タンスの変化の代表的曲線は、鋸歯状に経過し、その形
（勾配と振幅）とその相互間隔は、特に固定電機子と回
転弓状部の幾何学的形状（角度αとβの相対値）によっ
て変わる。ほぼ対称的な形状の場合（α≠β≠180°）
、電気信号は頂点が多かれ少なかれ丸味を帯びた連続
的な鋸歯状になる。
タンスの変化の代表的曲線は、鋸歯状に経過し、その形
（勾配と振幅）とその相互間隔は、特に固定電機子と回
転弓状部の幾何学的形状（角度αとβの相対値）によっ
て変わる。ほぼ対称的な形状の場合（α≠β≠180°）
、電気信号は頂点が多かれ少なかれ丸味を帯びた連続
的な鋸歯状になる。
【００１１】構造上の観点からすれば、あらゆる部品が
同軸で、従来の変換器に用いられている特殊の形状（傾
斜面）が用いられる必要がないので、製造も組立もかな
り簡単化される。コイルは従来概念のものである。
同軸で、従来の変換器に用いられている特殊の形状（傾
斜面）が用いられる必要がないので、製造も組立もかな
り簡単化される。コイルは従来概念のものである。
【００１２】実際には、コイルの環状溝は、従来の強磁
性ポットの扇形構造を示す固定電機子内に彫られた溝で
ある。
性ポットの扇形構造を示す固定電機子内に彫られた溝で
ある。
【００１３】また実際上、回転する弓状部は、回転時
に、固定電機子の環状溝に入っていることも（そのため
より小型化される）、またはこの環状溝の外にとどまる
ことも可能である。したがって、様々な構成が可能であ
るので、あらゆる特殊な要求によく順応してこれを満足
することができる。
に、固定電機子の環状溝に入っていることも（そのため
より小型化される）、またはこの環状溝の外にとどまる
ことも可能である。したがって、様々な構成が可能であ
るので、あらゆる特殊な要求によく順応してこれを満足
することができる。
【００１４】特に、本発明の変換器の基本的な構造で
は、検知セルを簡単に多重化することができる。また固
定電機子には、複数の環状溝と、これらの環状溝内にそ
れぞれ一部分が収容される複数の環状コイルを設けるこ
とができる。この場合、少なくも幾つかの環状溝はその
角度が互いにずらされるように固定電機子を構成するこ
とができる。同様に、回転体は、それぞれコイルと誘導
的に結合されている複数の弓状部を備えることができ、
この場合、少なくとも幾つかの弓状部はその角度を互い
にずらすことができる。
は、検知セルを簡単に多重化することができる。また固
定電機子には、複数の環状溝と、これらの環状溝内にそ
れぞれ一部分が収容される複数の環状コイルを設けるこ
とができる。この場合、少なくも幾つかの環状溝はその
角度が互いにずらされるように固定電機子を構成するこ
とができる。同様に、回転体は、それぞれコイルと誘導
的に結合されている複数の弓状部を備えることができ、
この場合、少なくとも幾つかの弓状部はその角度を互い
にずらすことができる。
【００１５】また、こうした構成の多様性によって、特
定の要求に正確に適合する変換器を実施することができ
る。セルを多重化することにより、複数の出力信号を収
集でき、こうして集めた信号を独立に利用できるし、逆
に、特に周方向に規則的な位置（たとえば、２つのセル
では、角度ずれ１８０°、３つのセルでは１２０°４つ
のセルで９０°）に、固定電機子または弓状部、もしく
はこの双方の相互の角度ずれを設定することにより、位
相がずれた信号を得ることができ、たとえば、曲線の頂
点（丸くなっている頂点）の周辺における角位置の値の
不確かさを無くするため、および線形性が最大になる勾
配の中央域以外は利用しないように、上記の各信号を組
み合わせて、利用することができる。
定の要求に正確に適合する変換器を実施することができ
る。セルを多重化することにより、複数の出力信号を収
集でき、こうして集めた信号を独立に利用できるし、逆
に、特に周方向に規則的な位置（たとえば、２つのセル
では、角度ずれ１８０°、３つのセルでは１２０°４つ
のセルで９０°）に、固定電機子または弓状部、もしく
はこの双方の相互の角度ずれを設定することにより、位
相がずれた信号を得ることができ、たとえば、曲線の頂
点（丸くなっている頂点）の周辺における角位置の値の
不確かさを無くするため、および線形性が最大になる勾
配の中央域以外は利用しないように、上記の各信号を組
み合わせて、利用することができる。
【００１６】また同様に、各コイルが複数の固定電機子
に接続されるようにすることも可能であって、種々の筒
型環状溝の長さを同じにしないこともまた、可能である
（以下の説明では、簡略化のために、厳密には不適当で
はあるが、筒型環状溝を『極』と呼ぶ）。さらに、回転
子に与えられた回転速度に合わせて、出力電気信号の周
波数を増加させることも、また同一の信号に幾つかの情
報を組み合わせることもできる。
に接続されるようにすることも可能であって、種々の筒
型環状溝の長さを同じにしないこともまた、可能である
（以下の説明では、簡略化のために、厳密には不適当で
はあるが、筒型環状溝を『極』と呼ぶ）。さらに、回転
子に与えられた回転速度に合わせて、出力電気信号の周
波数を増加させることも、また同一の信号に幾つかの情
報を組み合わせることもできる。
【００１７】上述の説明により、本発明の変換器におい
ては、従来の変換器の欠陥が除去されており、さらに上
記の要求されているすべての利点が達成されていること
が容易に理解できよう。しかしながら、回転可変差動変
圧器（ＲＶＤＴ）型の変換器にこの絶対角位置変換器を
用いることに関する補足的利点もここに記すことができ
る。２対の『極』のある従来技術の変換器は、理論的な
角度限界値、±４５°を与えるが、本発明の変換器で
は、『極』は１対で、９０°の動作限界を得ることがで
き、この値はこの機械の測定角度幅の２倍である。
ては、従来の変換器の欠陥が除去されており、さらに上
記の要求されているすべての利点が達成されていること
が容易に理解できよう。しかしながら、回転可変差動変
圧器（ＲＶＤＴ）型の変換器にこの絶対角位置変換器を
用いることに関する補足的利点もここに記すことができ
る。２対の『極』のある従来技術の変換器は、理論的な
角度限界値、±４５°を与えるが、本発明の変換器で
は、『極』は１対で、９０°の動作限界を得ることがで
き、この値はこの機械の測定角度幅の２倍である。
【００１８】
【実施例】添付の図面を参照しながら、本発明を具体化
する幾つかの任意の実施例についての以下の説明を読め
ば、本発明に関連する技術に熟達している者にとって、
本発明に関する上述の特徴もしくはその他の特徴が明確
になるであろう。
する幾つかの任意の実施例についての以下の説明を読め
ば、本発明に関連する技術に熟達している者にとって、
本発明に関する上述の特徴もしくはその他の特徴が明確
になるであろう。
【００１９】先ず図１と図２を参照すると、全体として
参照番号１で示されている絶対角位置変換器は、固定子
２およびこれと同軸の回転子３を具備している。
参照番号１で示されている絶対角位置変換器は、固定子
２およびこれと同軸の回転子３を具備している。
【００２０】固定子２には、固定された強磁性材の電機
子４があって、これは、中心角αの扇形である。この電
機子には、同じ角度αを中心角とする円筒形環状溝５が
ある。したがって全体として、角度αをなし半径に沿っ
て延びる２つの平面により切り取られた、典型的な強磁
性ポットのような形である。
子４があって、これは、中心角αの扇形である。この電
機子には、同じ角度αを中心角とする円筒形環状溝５が
ある。したがって全体として、角度αをなし半径に沿っ
て延びる２つの平面により切り取られた、典型的な強磁
性ポットのような形である。
【００２１】円筒形環状溝５は、ポット４と同軸で完全
に環状の（扇形に切断されていない）コイル６を保持す
る受け溝を構成し、ここに示されていない適当なあらゆ
る手段によってきまった位置に支持されている。
に環状の（扇形に切断されていない）コイル６を保持す
る受け溝を構成し、ここに示されていない適当なあらゆ
る手段によってきまった位置に支持されている。
【００２２】回転子３は、強磁性材で作られている弓状
の長片（弓状部と記す）７を備え、該弓状部は最大限３
６０°−αの中心角βにわたって延びている。この弓状
部７は、図示されていない手段によってコイル６に対向
して受け溝５に同軸に支持され、かつ、受け溝５に同軸
に回転させられるように支持されている。図１と図２に
示されている実施例では、弓状部７は、円筒形環状溝の
内側すなわち受け溝５に中にはめ込まれ、したがって受
け溝５の半径方向幅よりかなり少ない半径方向幅を示し
ている。このような構造では、軸方向の寸法（高さ）が
比較的小さく、したがって小型であるという利点があ
る。
の長片（弓状部と記す）７を備え、該弓状部は最大限３
６０°−αの中心角βにわたって延びている。この弓状
部７は、図示されていない手段によってコイル６に対向
して受け溝５に同軸に支持され、かつ、受け溝５に同軸
に回転させられるように支持されている。図１と図２に
示されている実施例では、弓状部７は、円筒形環状溝の
内側すなわち受け溝５に中にはめ込まれ、したがって受
け溝５の半径方向幅よりかなり少ない半径方向幅を示し
ている。このような構造では、軸方向の寸法（高さ）が
比較的小さく、したがって小型であるという利点があ
る。
【００２３】図１と２に示されているように、円筒形環
状溝（以下、環状溝と記す）５は、軸方向に（図１と２
では、上に向かって）開いている。
状溝（以下、環状溝と記す）５は、軸方向に（図１と２
では、上に向かって）開いている。
【００２４】変換器１は、可変磁気抵抗セルを形成し、
そのパーミアンスＰ、したがってコイル６の自己インダ
クタンスは図３（Ａ）乃至（Ｃ）の曲線８によって表さ
れているように、鋸歯状に変化する。図３（Ａ）では、
α＝βで、（α＋β）＜３６０°である。回転子である
弓状部（以下、回転子弓状部と記す）７が、回転中に、
固定子である電機子４の外に完全に出ると、パーミアン
スは、最小値−曲線８の部分９−になる。回転子弓状部
７が環状溝５の中に入り始めると、パーミアンスは増大
し（曲線８の部分１０）、回転子弓状部７が環状溝５に
完全に入ったとき、最大値に達する（曲線８の部分１
１）。回転子弓状部７が環状溝５を離れ始めると、パー
ミアンスの値は減少し始める（曲線８の部分１２）。回
転子弓状部７が環状溝５に入り始めるか、環状溝５から
出始めるときに生ずる磁界の周縁部の効果のために、曲
線８の勾配の変化は急激（とがった先端）にならず、緩
やかになる（丸い曲線）。
そのパーミアンスＰ、したがってコイル６の自己インダ
クタンスは図３（Ａ）乃至（Ｃ）の曲線８によって表さ
れているように、鋸歯状に変化する。図３（Ａ）では、
α＝βで、（α＋β）＜３６０°である。回転子である
弓状部（以下、回転子弓状部と記す）７が、回転中に、
固定子である電機子４の外に完全に出ると、パーミアン
スは、最小値−曲線８の部分９−になる。回転子弓状部
７が環状溝５の中に入り始めると、パーミアンスは増大
し（曲線８の部分１０）、回転子弓状部７が環状溝５に
完全に入ったとき、最大値に達する（曲線８の部分１
１）。回転子弓状部７が環状溝５を離れ始めると、パー
ミアンスの値は減少し始める（曲線８の部分１２）。回
転子弓状部７が環状溝５に入り始めるか、環状溝５から
出始めるときに生ずる磁界の周縁部の効果のために、曲
線８の勾配の変化は急激（とがった先端）にならず、緩
やかになる（丸い曲線）。
【００２５】図３（Ｂ）では、α≠βで、（α＋β）＝
３６０°である。回転子弓状部７に対する中心角がβで
あってβがαと異なり、α＋βの合計が３６０°なら
ば、回転子弓状部７が環状溝５に完全に入ると直ちに、
パーミアンスは最大値に達し、回転子弓状部７が完全に
環状溝５に入っている限り、この最大値は維持される
（最大値の曲線１１ａは平坦）。
３６０°である。回転子弓状部７に対する中心角がβで
あってβがαと異なり、α＋βの合計が３６０°なら
ば、回転子弓状部７が環状溝５に完全に入ると直ちに、
パーミアンスは最大値に達し、回転子弓状部７が完全に
環状溝５に入っている限り、この最大値は維持される
（最大値の曲線１１ａは平坦）。
【００２６】図３（Ｂ）では、α≠βで、（α＋β）＜
３６０°である。このように、角αとβが異なり、その
両角の合計が３６０°以下である時、回転子弓状部７が
完全に環状溝５に入っている限り、パーミアンスはその
最大値を保ち（上記のように、最大値の曲線１１ａは平
坦である）、回転子弓状部７が固定子の環状溝５に入っ
ていない限り、パーミアンスはその最小値を保ち続ける
（最小値の曲線９ａは平坦である）。
３６０°である。このように、角αとβが異なり、その
両角の合計が３６０°以下である時、回転子弓状部７が
完全に環状溝５に入っている限り、パーミアンスはその
最大値を保ち（上記のように、最大値の曲線１１ａは平
坦である）、回転子弓状部７が固定子の環状溝５に入っ
ていない限り、パーミアンスはその最小値を保ち続ける
（最小値の曲線９ａは平坦である）。
【００２７】実効値一定の電流を供給してコイル６の端
子１３に自己インダクタンス、したがってパーミアンス
の値を直接に表す電気信号を発生させると、この電気信
号の振幅は、上記のパーミアンスの法則と同じ法則にし
たがって、固定子に対する回転子の角位置を表す角度θ
に対応して変化する。図４と図５（図１と図２と同じ部
分を表す参照番号は、ここでも同様に用いられている）
は、α＝β＝１８０°という特殊な実施態様を示してい
る。換言すると、ポット４は半環状であり、環状溝５も
同様に半環状である。このように構成されている変換器
１は、図６のパーミアンスの変化曲線１４に相当する三
角形状（丸くされた先端）の変化をする出力信号を送出
するという利点を提供する。この組立体によって得られ
る大きな振幅によって、その変化工程が、長い直線部分
をもつ増加部分と減少部分をもつという利点がある。
子１３に自己インダクタンス、したがってパーミアンス
の値を直接に表す電気信号を発生させると、この電気信
号の振幅は、上記のパーミアンスの法則と同じ法則にし
たがって、固定子に対する回転子の角位置を表す角度θ
に対応して変化する。図４と図５（図１と図２と同じ部
分を表す参照番号は、ここでも同様に用いられている）
は、α＝β＝１８０°という特殊な実施態様を示してい
る。換言すると、ポット４は半環状であり、環状溝５も
同様に半環状である。このように構成されている変換器
１は、図６のパーミアンスの変化曲線１４に相当する三
角形状（丸くされた先端）の変化をする出力信号を送出
するという利点を提供する。この組立体によって得られ
る大きな振幅によって、その変化工程が、長い直線部分
をもつ増加部分と減少部分をもつという利点がある。
【００２８】勿論、図１と図２および図３と図４に示さ
れている基本構造は、軸方向または径方向の寸法は異な
るけれどその場合でもコイルの端末で得られる信号はほ
ぼ同一であるような種々の変形を生じることができる。
れている基本構造は、軸方向または径方向の寸法は異な
るけれどその場合でもコイルの端末で得られる信号はほ
ぼ同一であるような種々の変形を生じることができる。
【００２９】図７には、回転子弓状部７が固定電機子４
の内側にある変形が示されている。環状溝５は内側に向
かって径方向に開口されており、上記の回転子弓状部
は、環状溝の周縁を覆っている。
の内側にある変形が示されている。環状溝５は内側に向
かって径方向に開口されており、上記の回転子弓状部
は、環状溝の周縁を覆っている。
【００３０】図８においては、回転子弓状部７は固定電
機子４の外側にあり、環状溝５は外側に向かって径方向
に開口している。
機子４の外側にあり、環状溝５は外側に向かって径方向
に開口している。
【００３１】その他の構成もまた可能で、基本構造が特
殊な応用に対する要件を完全に満たしているので、どの
ような適用にも、よく順応することが分かる。
殊な応用に対する要件を完全に満たしているので、どの
ような適用にも、よく順応することが分かる。
【００３２】またその基本構造は、多くのセルを備えた
変換器の実施に容易に適合するという非常に興味深い利
点がある。すなわち、変換器は、予め定められた固定さ
れた角位置で互いに連結された幾つかの電機子をグルー
プにした１つの固定子と、いくつかの各々の回転子弓状
部をグループにして成る集めている共通回転子からな
り、これらの回転子弓状部それ自身は一定の相対角位置
に配置され、共通の回転軸に連結され、同一の角速度で
回転させられる。
変換器の実施に容易に適合するという非常に興味深い利
点がある。すなわち、変換器は、予め定められた固定さ
れた角位置で互いに連結された幾つかの電機子をグルー
プにした１つの固定子と、いくつかの各々の回転子弓状
部をグループにして成る集めている共通回転子からな
り、これらの回転子弓状部それ自身は一定の相対角位置
に配置され、共通の回転軸に連結され、同一の角速度で
回転させられる。
【００３３】この場合、変換器の各セルの出力信号は、
それぞれ別々に利用されるか、またはむしろ逆に、いく
つかの固定電機子または回転子弓状部、もしくはこの両
者の、相互の角度を適宜に調整することによって、変換
器の作動角範囲を拡大するため、上記の角範囲の各線形
領域中において、同時に利用される。
それぞれ別々に利用されるか、またはむしろ逆に、いく
つかの固定電機子または回転子弓状部、もしくはこの両
者の、相互の角度を適宜に調整することによって、変換
器の作動角範囲を拡大するため、上記の角範囲の各線形
領域中において、同時に利用される。
【００３４】図９には、図１と図２（もしくは、図４と
図５）のセルと同型の２つのセルをもつ変換器１５が示
されている。その固定電機子４は、同軸で背中合わせに
取り付けられていて、その２つの回転子弓状部７は、共
通の回転軸１７によってたとえば、径方向アームにより
支持され、全体として回転子３を形成している。図示さ
れた例では２つの固定電機子は同じ角位置に取付けられ
ている。
図５）のセルと同型の２つのセルをもつ変換器１５が示
されている。その固定電機子４は、同軸で背中合わせに
取り付けられていて、その２つの回転子弓状部７は、共
通の回転軸１７によってたとえば、径方向アームにより
支持され、全体として回転子３を形成している。図示さ
れた例では２つの固定電機子は同じ角位置に取付けられ
ている。
【００３５】図１０〜１２および図１４は、それぞれ４
つの電気回路を表し、図９の変換器１５の可能な結線を
示しているが、これらによって様々なタイプの検出が可
能である。
つの電気回路を表し、図９の変換器１５の可能な結線を
示しているが、これらによって様々なタイプの検出が可
能である。
【００３６】図１０は、差動測定が可能なブリッジ型回
路を示す。図９に示されているものとは逆に、２つの回
転子弓状部７は軸１７上で同じ角位置に設置され（同位
相位置）、その結果、変換器１５の２つのセル１の各出
力信号は、電気的に同位相になる。２つのコイル６（そ
の可変自己インダクタンスは、図１０において、Ｌ１，
Ｌ２で示されている）はそれぞれ、ブリッジの向かい合
ったアームに含まれ、２つの出力信号は、差信号Ｕｓを
出力するコンパレータ１８において比較される。
路を示す。図９に示されているものとは逆に、２つの回
転子弓状部７は軸１７上で同じ角位置に設置され（同位
相位置）、その結果、変換器１５の２つのセル１の各出
力信号は、電気的に同位相になる。２つのコイル６（そ
の可変自己インダクタンスは、図１０において、Ｌ１，
Ｌ２で示されている）はそれぞれ、ブリッジの向かい合
ったアームに含まれ、２つの出力信号は、差信号Ｕｓを
出力するコンパレータ１８において比較される。
【００３７】図１１に示されている結線においては、変
換器１５の２つの回転子弓状部７は、直径方向に反対側
になるように（図９のように）回転軸１７に取り付けら
れている。この場合２つのセルの出力信号は、逆の位相
になる。２つのコイル６は、ブリッジ回路の２つの継続
したアームに含まれ、出力信号はコンパレータ１８にお
いて比較され、コンパレータ１８は図１０の結線の場合
と同じ条件で、差信号Ｕｓを供給する。
換器１５の２つの回転子弓状部７は、直径方向に反対側
になるように（図９のように）回転軸１７に取り付けら
れている。この場合２つのセルの出力信号は、逆の位相
になる。２つのコイル６は、ブリッジ回路の２つの継続
したアームに含まれ、出力信号はコンパレータ１８にお
いて比較され、コンパレータ１８は図１０の結線の場合
と同じ条件で、差信号Ｕｓを供給する。
【００３８】図１２の回路においても、２つの回転子弓
状部７は、和Ｌ１＋Ｌ２が一定であるように、逆位相で
ある（図９に示されているように）。２つのコイル６
は、電源端子Ｕｅに直列に接続され、出力信号Ｕｓはコ
イル６の１つの端子で測定される。この結線では、比測
定または「ポテンシオメータ測定」が可能である。
状部７は、和Ｌ１＋Ｌ２が一定であるように、逆位相で
ある（図９に示されているように）。２つのコイル６
は、電源端子Ｕｅに直列に接続され、出力信号Ｕｓはコ
イル６の１つの端子で測定される。この結線では、比測
定または「ポテンシオメータ測定」が可能である。
【００３９】図１４の電気回路では、ＲＶＤＴ機能と組
合わされた差動変圧器型の測定に変換器を利用すること
ができる。そのため、図９の２つのセルを備えた変換器
１５は、関連する回転子弓状部７に向かい合って位置す
るコイル６とこのコイルに誘導的に結合するコイル６’
によって各コイルが２重化され置換えられている（図１
３の変換器１９参照）ことを除けば、直径方向反対側に
配置されている２つの回転弓状部をもつ全体的構造を保
持する。自己インダクタンスは、図１４の１対のコイル
に対してＬ１とＬ’１、他の１対のコイルに対してはＬ
２とＬ’２で表される。従来の技術のＲＶＤＴ変換器に
比べて、本発明のＲＶＤＴ変換器の構成は、その実施が
簡単にできるという利点と、さらには、本発明の変換器
の基本構造の特性（磁気回路本体、磁気回路に独立に実
現することが可能なコイル回路、回転部分）とを提供す
るばかりでなく、さらに、収集信号が約１６０°の線形
範囲を示す（従来の検出装置の約８０°に対して）ため
に、利用領域が２倍になるという利点がある。
合わされた差動変圧器型の測定に変換器を利用すること
ができる。そのため、図９の２つのセルを備えた変換器
１５は、関連する回転子弓状部７に向かい合って位置す
るコイル６とこのコイルに誘導的に結合するコイル６’
によって各コイルが２重化され置換えられている（図１
３の変換器１９参照）ことを除けば、直径方向反対側に
配置されている２つの回転弓状部をもつ全体的構造を保
持する。自己インダクタンスは、図１４の１対のコイル
に対してＬ１とＬ’１、他の１対のコイルに対してはＬ
２とＬ’２で表される。従来の技術のＲＶＤＴ変換器に
比べて、本発明のＲＶＤＴ変換器の構成は、その実施が
簡単にできるという利点と、さらには、本発明の変換器
の基本構造の特性（磁気回路本体、磁気回路に独立に実
現することが可能なコイル回路、回転部分）とを提供す
るばかりでなく、さらに、収集信号が約１６０°の線形
範囲を示す（従来の検出装置の約８０°に対して）ため
に、利用領域が２倍になるという利点がある。
【００４０】図１５においては、特殊な要求に対する本
発明の変換器の構造の適用順応性を示すために、図９の
ような２重セルのある変換器１５の変形２０が示されて
いる。この変形において、２つの固定電機子４は、（図
９のように）背中合わせになっていないで向かい合わせ
になっており、回転軸１７によって支持されている回転
子弓状部７が上記固定電機子間で回転するように、互い
に軸方向に距離をおいている。たとえば、２つの電機子
は互いに１８０°その角度をずらして設置され、そし
て、２つの回転子弓状部７は直径方向反対側に（１８０
°のずれ）、回転軸１７に取り付けられている。その結
果、２つのセルのそれぞれの出力信号は同一の電気的位
相になる。変換器２０は、図１０〜１２と１４の電気的
方式が同様に適用できるように、図９における変換器１
５と同一の構造を採用することもでき、また同一の条件
で用いることができる。
発明の変換器の構造の適用順応性を示すために、図９の
ような２重セルのある変換器１５の変形２０が示されて
いる。この変形において、２つの固定電機子４は、（図
９のように）背中合わせになっていないで向かい合わせ
になっており、回転軸１７によって支持されている回転
子弓状部７が上記固定電機子間で回転するように、互い
に軸方向に距離をおいている。たとえば、２つの電機子
は互いに１８０°その角度をずらして設置され、そし
て、２つの回転子弓状部７は直径方向反対側に（１８０
°のずれ）、回転軸１７に取り付けられている。その結
果、２つのセルのそれぞれの出力信号は同一の電気的位
相になる。変換器２０は、図１０〜１２と１４の電気的
方式が同様に適用できるように、図９における変換器１
５と同一の構造を採用することもでき、また同一の条件
で用いることができる。
【００４１】図１６、図１７はさらに、２つのセルを有
する他の形態の変換器２１を示す。この変換器において
は、２つのセルは同心で、図９，１３および１５の応用
例のように軸方向に重なっていることはない。たとえ
ば、固定子弓状部は直径方向に対向しているけれど、２
つの固定電機子４と４’は角度的に同一の位置にある。
そのほか、図１６は比較的に詳細かつ完全に、たとえば
具体的な変換器２１の構造を示している。
する他の形態の変換器２１を示す。この変換器において
は、２つのセルは同心で、図９，１３および１５の応用
例のように軸方向に重なっていることはない。たとえ
ば、固定子弓状部は直径方向に対向しているけれど、２
つの固定電機子４と４’は角度的に同一の位置にある。
そのほか、図１６は比較的に詳細かつ完全に、たとえば
具体的な変換器２１の構造を示している。
【００４２】上記の各例はいずれも、２つのセルを持つ
変換器に関するものであったが、それは単に例示であっ
て、本発明の配置によって、幾つのセル（２つ以上）を
持つ変換器でも実現することができる。
変換器に関するものであったが、それは単に例示であっ
て、本発明の配置によって、幾つのセル（２つ以上）を
持つ変換器でも実現することができる。
【００４３】また、上記の実施例では、変換器の各セル
は、固定電機子または『極』（上述の定義よる）と回転
子弓状部を用いるものであった。しかし、各セルの出力
において得られる信号の周期は、各セル内における、固
定電機子の数（または、『極』の数）または回転子の弓
状部の数もしくはこの双方の数を増加させることによ
り、増大させることができる。たとえば、変換器１の単
一の回転子弓状部７に代えて、単一の『極』の同じ固定
電機子に結合されている、直径方向に対向する同一の２
つの弓状部を用いるか、もしくは１つの固定電機子また
は単一『極』の電機子に代えて、単一の回転子弓状部に
結合されている、半径方向に対向する２つの固定電機子
４と４’、または半径方向に対向する２『極』を有す単
一の電機子を用いることによって、図３の信号の周波数
を２倍にすることができる。図１８は、後者の構造に相
当する変換器２２を示す上面図である。また上記の２つ
の装置の組合せ（２つの『極』の１つの固定電機子に組
合わされた２つの回転子弓状部）も、使用可能である。
は、固定電機子または『極』（上述の定義よる）と回転
子弓状部を用いるものであった。しかし、各セルの出力
において得られる信号の周期は、各セル内における、固
定電機子の数（または、『極』の数）または回転子の弓
状部の数もしくはこの双方の数を増加させることによ
り、増大させることができる。たとえば、変換器１の単
一の回転子弓状部７に代えて、単一の『極』の同じ固定
電機子に結合されている、直径方向に対向する同一の２
つの弓状部を用いるか、もしくは１つの固定電機子また
は単一『極』の電機子に代えて、単一の回転子弓状部に
結合されている、半径方向に対向する２つの固定電機子
４と４’、または半径方向に対向する２『極』を有す単
一の電機子を用いることによって、図３の信号の周波数
を２倍にすることができる。図１８は、後者の構造に相
当する変換器２２を示す上面図である。また上記の２つ
の装置の組合せ（２つの『極』の１つの固定電機子に組
合わされた２つの回転子弓状部）も、使用可能である。
【００４４】最後に、勿論上述の説明おいて、多セル変
換器の各セルの磁性電機子は、独立の構成要素として考
えられていたが、実際上、このような電機子は、要求さ
れる形態と角位置および径方向位置を備えている上述の
電機子を限定する態様と一致する、一体成形された単一
磁性体の外郭の一部と考えることもできる。
換器の各セルの磁性電機子は、独立の構成要素として考
えられていたが、実際上、このような電機子は、要求さ
れる形態と角位置および径方向位置を備えている上述の
電機子を限定する態様と一致する、一体成形された単一
磁性体の外郭の一部と考えることもできる。
【００４５】上述は、本発明を具体化した任意の実施例
のいくつかに過ぎず、したがって本発明は、上記の応用
例に限られるものではなく、本発明に基づくいかなる変
形も修正も、これに含まれている。
のいくつかに過ぎず、したがって本発明は、上記の応用
例に限られるものではなく、本発明に基づくいかなる変
形も修正も、これに含まれている。
【図１】本発明の構造の絶対角位置変換器の第１の実施
例の断面透視図である。
例の断面透視図である。
【図２】図１の変換器の上面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、図１と図２の
変換器によって得られる電気信号を示すグラフである。
変換器によって得られる電気信号を示すグラフである。
【図４】図１と図２の変換器の変形実施例の１つを示す
直径断面の透視図である。
直径断面の透視図である。
【図５】図４の変換器の上面図である。
【図６】図４と図５の変換器によって得られる電気信号
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図７】図２の変形において可能なもう一つ別の実施例
の非常に模式的な直径断面図である。
の非常に模式的な直径断面図である。
【図８】図２の変形において可能なもう一つ別の実施例
の非常に模式的な直径断面図である。
の非常に模式的な直径断面図である。
【図９】本発明による幾つかのセルを有する変換器の非
常に模式的な直径断面図である。
常に模式的な直径断面図である。
【図１０】図９の変換器に利用される様々な電気回路の
模式図である。
模式図である。
【図１１】図９の変換器に利用される様々な電気回路の
模式図である。
模式図である。
【図１２】図９の変換器に利用される様々な電気回路の
模式図である。
模式図である。
【図１３】本発明による幾つかのセルを有する変換器の
その他の実施例の非常に模式的な直径断面図である。
その他の実施例の非常に模式的な直径断面図である。
【図１４】図１３の変換器の可能な電気回路の模式図で
ある。
ある。
【図１５】本発明による幾つかのセルを有する変換器の
さらに別種の実施例の非常に模式的な直径断面図であ
る。
さらに別種の実施例の非常に模式的な直径断面図であ
る。
【図１６】本発明による同心の幾つかの隔室を有する変
換器のその他の実施例の非常に模式的な直径断面図であ
る。
換器のその他の実施例の非常に模式的な直径断面図であ
る。
【図１７】図１６の変換器の概略上面図である。
【図１８】本発明による幾つかの『極』を有する変換器
または変換器のセルを示す非常に模式的な上面図であ
る。
または変換器のセルを示す非常に模式的な上面図であ
る。
１，１５，１９，２０，２１，２２ 変換器 ２ 固定子 ３ 回転子 ４，４’ 電機子 ５ 環状溝（受け溝） ６，６’ コイル ７ 弓状部 １３ 端子 １７ 回転軸 １８ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イヴ ポールシェ フランス国 95130 フランコンヴィル ル プルシー ブーシャル リュウ ドゥ ニューポール 10 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 7/08
Claims (15)
- 【請求項１】 筒型の環状溝（５、５’、５" ) を有
し、中心角αの領域に延びている強磁性材料の少くとも
１つの固定された電機子（４、４’、４”）と、上記環
状溝に一部分が収容される少くとも１つの環状コイル
（６）を備えている少くとも１つの固定子検出器（２）
と、コイル（６）と向かい合って位置し、向かい合っている
前記コイル（６）に同軸に回転される強磁性材料の少な
くとも１つの回転子ユニット（３）を有する、可変磁気
抵抗・絶対角位置変換器において、 前記回転子ユニットは、最大限３６０゜−αの中心角β
の領域に延び、前記固定検出器（２）と前記回転子ユニ
ット（３）との間においては、磁束が半径方向に通過す
るように、上記コイル（６）と向かい合っている少なく
とも１つの回転子弓状部（７）を有する ことを特徴とす
る可変磁気抵抗・絶対角位置変換器。 - 【請求項２】 回転子弓状部（７）が固定電機子（４、
４’、４”）の環状溝（５、５’、５" ) 中にはめ込ま
れていることを特徴とする請求項１に記載の変換器。 - 【請求項３】 回転子弓状部（７）が上記固定電機子の
環状溝（５、５’、５" ) の外にあることを特徴とする
請求項１に記載の変換器。 - 【請求項４】 回転子弓状部（７）が半径方向に沿って
コイル（６）に向かい合って位置している請求項１乃至
３のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項５】 回転子弓状部（７）が軸方向に沿ってコ
イル（６）に向かい合って位置している請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項６】 固定電機子（４、４’、４”）には、複
数の環状溝（５）と、前記環状溝（５）内のそれぞれに
一部分が収容されている複数の環状コイル（６）とが、
設置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項に記載の変換器。 - 【請求項７】 固定電機子（４、４’、４”）は、少な
くも複数の環状溝（５）がその角度を互いにずらされて
配置されていることを特徴とする請求項６に記載の変換
器。 - 【請求項８】 回転子ユニット（３）は、それぞれコイ
ル（６）と誘導的に結合されている複数の回転子弓状部
（７）を有することを特徴とする請求項６または７に記
載の変換器。 - 【請求項９】 少なくとも複数の回転子弓状部（７）
は、互いにその角度をずらされていることを特徴とする
請求項８に記載の変換器。 - 【請求項１０】 前記複数の回転子弓状部（７）は共通
の回転駆動軸（１７）に固定されていることを特徴とす
る請求項６乃至９のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項１１】 各環状溝（５）は約１８０°の中心角
領域（α）に延びていることを特徴とする請求項１乃至
１０のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項１２】 各回転子弓状部（７）は約１８０°の
中心角領域（β）に延びていることを特徴とする請求項
１乃至１１のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項１３】 各コイル（６）は、複数の固定電機子
（４、４’、４”）に結合されていることを特徴とする
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の変換器。 - 【請求項１４】 複数の固定電機子（４、４’、４”）
が、一体成形の単一の磁性電機子として構成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の変換器。 - 【請求項１５】 複数の回転子弓状部（７）が各コイル
（６）に結合されていることを特徴とする請求項１乃至
１４のいずれか１項に記載の変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9114577 | 1991-11-26 | ||
| FR9114577A FR2684180B1 (fr) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Capteur de position angulaire absolue a reluctance variable. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283226A JPH05283226A (ja) | 1993-10-29 |
| JP3110176B2 true JP3110176B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=9419338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04317492A Expired - Lifetime JP3110176B2 (ja) | 1991-11-26 | 1992-11-26 | 可変磁気抵抗・絶対角位置変換器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5428290A (ja) |
| EP (1) | EP0544575B1 (ja) |
| JP (1) | JP3110176B2 (ja) |
| DE (1) | DE69204968T2 (ja) |
| ES (1) | ES2079821T3 (ja) |
| FR (1) | FR2684180B1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9225971D0 (en) * | 1992-12-12 | 1993-02-10 | Penny & Giles Blackwood Ltd | Rotary transducer |
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