JP5421198B2 - Rotation angle detector - Google Patents

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本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating body.

近年、例えば自動車に搭載されるパワーステアリング装置やエアコンディショナなどでは、その駆動源となるモータとして、いわゆるブラシレスモータが使用されることが多い。このブラシレスモータは、一般に、永久磁石によって形成されるロータと、通電可能とされたコイルからなるステータとを有し、ステータに供給される電力に応じた電磁力をロータに作用させることでモータの回転軸を回転させるものである。そして、このブラシレスモータでは、通常、ロータの回転角度を検出する回転角度検出装置が設けられており、この回転角度検出装置を通じて検出されるロータの回転角度に基づいて上記ステータへの給電を制御し、これによってモータの回転軸の回転態様を制御するようにしている。   In recent years, for example, in a power steering device or an air conditioner mounted on an automobile, a so-called brushless motor is often used as a motor serving as a driving source. This brushless motor generally has a rotor formed of permanent magnets and a stator made of a coil that can be energized, and an electromagnetic force corresponding to the electric power supplied to the stator is applied to the rotor to cause the motor to move. The rotating shaft is rotated. The brushless motor is usually provided with a rotation angle detection device that detects the rotation angle of the rotor, and controls power feeding to the stator based on the rotation angle of the rotor detected through the rotation angle detection device. Thus, the rotation mode of the rotation shaft of the motor is controlled.

このようなロータ、あるいは回転軸等の回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この回転角度検出装置は、回転体と一体となって回転するパルスリングと、同パルスリングの外周面に対向して配置される励磁コイル、及び励磁コイルの内側に配置される検出コイルとを有している。ここで、パルスリングは磁性材料からなる部材であって、その回転方向に所定間隔で溝が形成されている。このように構成された回転角度検出装置では、励磁コイルによってパルスリングに渦電流を発生させ、当該渦電流により発生する磁束を検出コイルによって検出する。パルスリングには、所定間隔で溝が形成されているので、パルスリングが回転すると溝の有無によって渦電流に変化が生じる。この渦電流の変化に伴い、検出コイルで検出される磁束も変化する。この回転角度検出装置では、磁束の変化に応じて変化する検出コイルに誘起される電圧に基づいて、回転体の回転角度を算出している。   As such a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a rotor or a rotation body such as a rotation shaft, for example, the one described in Patent Document 1 is known. This rotation angle detection device has a pulse ring that rotates integrally with a rotating body, an excitation coil that is disposed to face the outer peripheral surface of the pulse ring, and a detection coil that is disposed inside the excitation coil. doing. Here, the pulse ring is a member made of a magnetic material, and grooves are formed at predetermined intervals in the rotation direction. In the rotation angle detection device configured as described above, an eddy current is generated in the pulse ring by the excitation coil, and the magnetic flux generated by the eddy current is detected by the detection coil. Since the pulse ring is formed with grooves at predetermined intervals, when the pulse ring rotates, the eddy current changes depending on the presence or absence of the groove. As the eddy current changes, the magnetic flux detected by the detection coil also changes. In this rotation angle detection device, the rotation angle of the rotating body is calculated based on the voltage induced in the detection coil that changes in accordance with the change in magnetic flux.

特開2006−10366号公報JP 2006-10366 A

特許文献1の回転角度検出装置では、パルスリングが回転した際に、パルスリングに形成された溝の有無により変化する磁界を検出することによって、回転角度の角度検出を行っている。特許文献1では、この回転角度検出装置を軸受に利用しているため、回転体の軸ずれの想定はされていない。しかし、この構成の回転角度検出装置を軸ずれが起き得るもの、例えば、モータなどに適用した場合、励磁コイルとパルスリングとの距離、あるいは検出コイルとパルスリングとの距離が変化することが想定される。検出コイルに誘起される電圧は、励磁コイルとパルスリングとの距離、あるいは検出コイルとパルスリングとの距離が変化することによっても変化する。このような状況では、検出コイルに誘起される電圧の変化が、軸ずれによるものであるのか、パルスリングの回転に伴う溝の有無の検出によるものであるのかが不明となるおそれがある。従って、回転角度の算出の精度が低下するおそれがある。なお、回転角度検出装置として、ホールセンサ等の磁気センサと磁石とを使用したものも知られているが、この場合も同様の課題がある。   In the rotation angle detection device of Patent Document 1, when the pulse ring rotates, the rotation angle is detected by detecting a magnetic field that changes depending on the presence or absence of a groove formed in the pulse ring. In patent document 1, since this rotation angle detection apparatus is utilized for a bearing, the axis deviation of a rotary body is not assumed. However, when the rotational angle detection device of this configuration is applied to a device that may cause an axis deviation, for example, a motor, the distance between the excitation coil and the pulse ring or the distance between the detection coil and the pulse ring is assumed to change. Is done. The voltage induced in the detection coil also changes when the distance between the excitation coil and the pulse ring or the distance between the detection coil and the pulse ring changes. In such a situation, it may be unclear whether the change in the voltage induced in the detection coil is due to axial misalignment or due to detection of the presence or absence of a groove accompanying the rotation of the pulse ring. Therefore, there is a possibility that the calculation accuracy of the rotation angle is lowered. In addition, although what uses magnetic sensors, such as a Hall sensor, and a magnet is also known as a rotation angle detection apparatus, the same subject also exists in this case.

本発明は、こうした実状を鑑みてなされたものであり、その目的は、精度のよい角度検出を可能とする回転角度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that enables accurate angle detection.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、検出対象と一体回転する円筒状の回転体の回転角度を検出対象の回転角度として検出する回転角度検出装置において、前記回転体は、その外周面に複数のマークが回転方向の全周に亘って間隔をおいて設けられた部分である溝回転体と、同じくマークが回転方向の全周に亘って設けられない部分である基準回転体と、を備え、前記回転体が回転したとき、マークの有無によって変化する前記回転体から発せられる磁界に応じた正弦信号を生成するセンサを溝回転体及び基準回転体の外周面にそれぞれ対向して設け、前記溝回転体に対向するセンサにより生成される正弦信号に基づき前記回転体の回転角度を求めるとともに、前記基準回転体に対向するセンサにより生成される信号に基づき前記回転体の軸ずれの有無を検出し、前記軸ずれが検出されるときには、前記溝回転体に対向するセンサにより生成される正弦信号を補正して、この補正後の信号に基づき回転体の回転角度を算出することを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a cylindrical rotating body that rotates integrally with a detection target as a rotation angle of the detection target. A groove rotator which is a portion where a plurality of marks are provided on the outer peripheral surface at intervals over the entire circumference in the rotation direction, and a reference rotator which is also a portion where the marks are not provided over the entire circumference in the rotation direction. And a sensor that generates a sine signal corresponding to a magnetic field emitted from the rotating body that changes depending on the presence or absence of a mark when the rotating body rotates, respectively, facing the outer peripheral surfaces of the groove rotating body and the reference rotating body. The rotation angle of the rotating body is obtained based on a sine signal generated by a sensor facing the groove rotating body, and the signal is generated based on a signal generated by a sensor facing the reference rotating body. The presence or absence of the axis deviation of the rolling element is detected, and when the axis deviation is detected, the sine signal generated by the sensor facing the groove rotating body is corrected, and the rotating body is rotated based on the corrected signal. The gist is to calculate the angle.

この回転角度検出装置では、回転体が回転することによる、磁界の変化を利用している。このような回転角度検出装置では、回転体の軸ずれが起きて、回転体とセンサとの距離が変化した場合であっても、磁界の変化が起こるので、この磁界の変化から回転体の回転角度が変化したと判断されるおそれがある。そこで、同構成によれば、その外周面が面一に形成された基準回転体を採用している。基準回転体は、回転した場合でも、マークが形成されてないので、基準回転体において磁界が変化することはない。換言すれば、基準回転体とセンサとの距離の変化の変化に伴う磁界の変化が検出されれば、位置ずれが起きていることを検出することができる。従って、回転体に基準回転体を採用することによって、磁界の変化が、回転体の回転に伴うマークの有無により生じるものであるのか、回転体の軸ずれによるものであるのかを検出することができる。磁界の変化が、回転体の軸ずれによるものであるときは、基準回転体に対向するセンサにより形成される正弦信号に基づき、溝回転体に対向するセンサにより生成される信号を、回転体の軸ずれに起因して変化した分だけ補正することにより、軸ずれ分のデータについて補正を行うことにより、回転体の回転角度を精度の良く検出することができる。   In this rotation angle detection device, a change in the magnetic field caused by the rotation of the rotating body is used. In such a rotation angle detection device, even when the axis of the rotating body is displaced and the distance between the rotating body and the sensor changes, the magnetic field changes. Therefore, the rotating body rotates from the change in the magnetic field. There is a risk that the angle has been changed. Therefore, according to the same configuration, a reference rotating body whose outer peripheral surface is formed flush with each other is adopted. Even when the reference rotator is rotated, no mark is formed, so that the magnetic field does not change in the reference rotator. In other words, if a change in the magnetic field accompanying a change in the distance between the reference rotator and the sensor is detected, it is possible to detect that a positional deviation has occurred. Therefore, by adopting the reference rotator as the rotator, it is possible to detect whether the change in the magnetic field is caused by the presence or absence of a mark accompanying the rotation of the rotator or due to the axis deviation of the rotator. it can. When the change in the magnetic field is due to the axial displacement of the rotating body, the signal generated by the sensor facing the groove rotating body is generated based on the sine signal formed by the sensor facing the reference rotating body. By correcting the amount of change due to the axis deviation, the rotation angle of the rotating body can be detected with high accuracy by correcting the data for the axis deviation.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転角度検出装置において、前記溝回転体は、前記複数のマークを所定間隔で備える第1溝回転体と、前記複数のマークを前記第1溝回転体と異なる所定間隔で備える第2溝回転体とを備えることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rotation angle detection device according to the first aspect, the groove rotator includes a first groove rotator including the plurality of marks at a predetermined interval, and the plurality of marks. The gist is to include a second groove rotating body provided at a predetermined interval different from the one groove rotating body.

同構成によれば、回転角度検出装置は、回転体が、マークの配置間隔が異なる第1溝回転体と第2溝回転体とを備えることにより、これらの双方から回転角度を検出することができる。これら第1溝回転体と第2溝回転体との双方から得られるデータから、この回転角度検出装置では、回転体の1周(360°)における絶対角の算出が可能になる。   According to the same configuration, the rotation angle detection device includes the first groove rotation body and the second groove rotation body having different arrangement intervals of the marks, so that the rotation angle can be detected from both of them. it can. From the data obtained from both the first groove rotator and the second groove rotator, the rotation angle detector can calculate an absolute angle in one rotation (360 °) of the rotator.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の回転角度検出装置において、前記回転体は、第1溝回転体と第2溝回転体との間に基準回転体が設けられてなることを要旨とする。
同構成によれば、回転角度検出装置は、基準回転体が第1溝回転体と第2溝回転体との間に設けられることにより、回転体が径方向へ変位する軸ずれを好適に検出することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the rotation angle detection device according to the second aspect, the rotating body is configured such that a reference rotating body is provided between the first groove rotating body and the second groove rotating body. Is the gist.
According to this configuration, the rotation angle detection device suitably detects an axial deviation in which the rotating body is displaced in the radial direction by providing the reference rotating body between the first groove rotating body and the second groove rotating body. can do.

請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の回転角度検出装置において、前記回転体は、第1溝回転体及び第2溝回転体を基準回転体が挟む態様で設けられてなることを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rotation angle detection device according to the second aspect, the rotating body is provided in such a manner that a reference rotating body sandwiches the first groove rotating body and the second groove rotating body. Is the gist.

同構成によれば、回転角度検出装置は、基準回転体が両側にあることにより、回転体の軸ずれに伴う同回転体とセンサとの距離を検出することができる。これにより、回転角度検出装置は、回転体とセンサとの距離の変化から回転体が傾くことによる軸ずれ、回転体が径方向へ変位することによる軸ずれ、更に回転体が軸方向へ変位する軸ずれを検出することができる。   According to this configuration, the rotation angle detection device can detect the distance between the rotation body and the sensor due to the axial deviation of the rotation body because the reference rotation body is on both sides. As a result, the rotation angle detection device is configured such that the rotational body is tilted due to the change in the distance between the rotational body and the sensor, the axial displacement due to the rotational body being displaced in the radial direction, and the rotational body is further displaced in the axial direction. Axis deviation can be detected.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転角度検出装置において、前記回転体が導電性材料からなるとともに、前記マークが溝又は突部からなり、前記センサは、前記回転体の外周面に交番磁界を付与することにより同外周面に渦電流を発生させる励磁コイルと、前記回転体の外周面に発生した渦電流に起因して生じる磁界の変化を検出する検出コイルとを備え、前記検出コイルを通じて検出される磁界の変化に基づいて前記溝又は突部の近接を検知する渦電流探傷センサであることを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the rotation angle detection device according to any one of the first to fourth aspects, the rotating body is made of a conductive material, the mark is made of a groove or a protrusion, The sensor includes an exciting coil that generates an eddy current on the outer peripheral surface of the rotating body by applying an alternating magnetic field to the outer peripheral surface of the rotating body, and a magnetic field change caused by the eddy current generated on the outer peripheral surface of the rotating body. The gist of the present invention is an eddy current flaw detection sensor that includes a detection coil for detection and detects the proximity of the groove or the protrusion based on a change in a magnetic field detected through the detection coil.

同構成によれば、円筒状の導電性材料に溝を形成するのみで、回転角度の検出に適した回転体を容易に構成することができる。   According to this configuration, it is possible to easily configure a rotating body suitable for detection of a rotation angle only by forming a groove in a cylindrical conductive material.

本発明では、精度のよい角度検出を可能とする回転角度検出装置を提供することができる。   In the present invention, it is possible to provide a rotation angle detection device that enables accurate angle detection.

本発明における回転角度検出装置の一実施形態を示す概要図。The schematic diagram showing one embodiment of the rotation angle detection device in the present invention. 同実施形態における渦電流探傷センサの搭載位置及び回転体の構造を示す斜視図。The perspective view which shows the mounting position of the eddy current flaw detection sensor in the same embodiment, and the structure of a rotary body. 同実施形態における渦電流探傷センサの搭載位置を示すために回転体の外周面を直線状に展開した展開図。The expanded view which expanded the outer peripheral surface of the rotary body linearly in order to show the mounting position of the eddy current flaw detection sensor in the same embodiment. (a)は、渦電流探傷センサの構造並びに渦電流の流れ態様を模式的に示す斜視図、(b)は、渦電流探傷センサの近傍に溝がある場合の渦電流の流れ態様を模式的に示す斜視図。(A) is a perspective view schematically showing the structure of the eddy current flaw detection sensor and the flow mode of the eddy current, and (b) schematically shows the flow mode of the eddy current when there is a groove in the vicinity of the eddy current flaw detection sensor. FIG. (a)は、回転体が軸ずれして同回転体と渦電流探傷センサとの距離が基準距離よりも離れた状態を示す斜視図、(b)は、回転体が軸ずれして同回転体と渦電流探傷センサとの距離が基準距離よりも近い状態を示す斜視図。(A) is a perspective view showing a state in which the rotating body is off-axis and the distance between the rotating body and the eddy current flaw detection sensor is larger than the reference distance, and (b) is the same rotation with the rotating body off-axis. The perspective view which shows the state where the distance of a body and an eddy current flaw detection sensor is nearer than a reference distance. (a)は、渦電流探傷センサと回転体との距離が標準的な場合、(b)は、渦電流探傷センサと回転体との距離が離れた場合又は渦電流探傷センサの近傍に溝がある場合、(c)は、渦電流探傷センサと回転体との距離が近づいた場合、のそれぞれにおいて検出コイルに誘起される交流電圧の波形を示す図。(A) shows a case where the distance between the eddy current flaw sensor and the rotating body is standard, and (b) shows a case where the distance between the eddy current flaw sensor and the rotator is large or a groove is formed in the vicinity of the eddy current flaw detection sensor. FIG. 6C is a diagram showing a waveform of an alternating voltage induced in the detection coil in each case when the distance between the eddy current flaw detection sensor and the rotating body is short. (a)は、励磁コイルから出力される交流電圧の波形を示す図、(b)〜(h)は、検出コイルに誘起される交流電圧の波形を示す図。(A) is a figure which shows the waveform of the alternating voltage output from an exciting coil, (b)-(h) is a figure which shows the waveform of the alternating voltage induced by a detection coil. 制御装置に格納されて回転体の絶対角度の算出に用いられる角度対応を示す図。The figure which shows the angle response | compatibility used for calculation of the absolute angle of a rotary body stored in a control apparatus. 同実施形態の回転角度検出装置によるロータ回転角度検出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the rotor rotation angle detection process by the rotation angle detection apparatus of the embodiment. (a)は、本発明における変形例を示す斜視図、(b)は(a)に示す回転体の軸ずれの態様を示す概略図。(A) is a perspective view which shows the modification in this invention, (b) is the schematic which shows the aspect | mode of the axial shift of the rotary body shown to (a).

以下、本発明をブラシレスモータに設けられる回転角度検出装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示されるように、ブラシレスモータ10のモータ軸11には、回転体20が一体回転可能に設けられている。この回転体20は導電性材料により円筒状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a rotation angle detection device provided in a brushless motor will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a rotating body 20 is provided on the motor shaft 11 of the brushless motor 10 so as to be integrally rotatable. The rotating body 20 is formed in a cylindrical shape from a conductive material.

回転体20は、3つの部分、すなわち基準回転体21と、第1及び第2溝回転体23,24とにより構成される。基準回転体21の外周面は面一に形成されている。第1溝回転体23の外周面には、回転方向において一定間隔で6本(60°毎に1本)の溝Dが形成されている。第2溝回転体24の外周面には、回転方向において一定間隔で5本(72°毎に1本)の溝Dが形成されている。各溝Dは、モータ軸11の軸線に沿って延びている。回転体20は、モータ10側(図示右側)から第1溝回転体23、基準回転体21、第2溝回転体24の順番で設けられている。   The rotator 20 includes three parts, that is, a reference rotator 21 and first and second groove rotators 23 and 24. The outer peripheral surface of the reference rotator 21 is formed flush. On the outer peripheral surface of the first groove rotating body 23, six grooves D (one for every 60 °) are formed at regular intervals in the rotation direction. On the outer peripheral surface of the second groove rotating body 24, five grooves D (one for every 72 °) are formed at regular intervals in the rotation direction. Each groove D extends along the axis of the motor shaft 11. The rotating body 20 is provided in the order of the first groove rotating body 23, the reference rotating body 21, and the second groove rotating body 24 from the motor 10 side (right side in the figure).

回転体20の外周側には、第1〜第3の渦電流探傷センサ30A,30B,30Cが設けられている。これら、渦電流探傷センサ30A,30B,30Cは、それぞれ制御装置12に接続されている。制御装置12は、渦電流探傷センサ30A,30B,30Cの検出信号に基づきモータ10を制御する。   First to third eddy current flaw detection sensors 30 </ b> A, 30 </ b> B, and 30 </ b> C are provided on the outer peripheral side of the rotating body 20. These eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, and 30C are each connected to the control device 12. The control device 12 controls the motor 10 based on detection signals from the eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, and 30C.

図2に示すように、第1渦電流探傷センサ30Aは、励磁コイル31Aと、3つの検出コイル32AK,32A1,32A2とから構成される。励磁コイル31Aは、基準回転体21、第1及び第2溝回転体23,24の外周面にまたがって対応する。3つの検出コイル32AK,32A1,32A2は、それぞれ基準回転体21、第1及び第2溝回転体23,24の外周面に対応する。3つの検出コイル32AK,32A1,32A2は、励磁コイル31Aの内部に設けられている。励磁コイル31Aと3つの検出コイル32AK,32A1,32A2とは、合成樹脂材料により一体成型されている。励磁コイル31Aは、交流電圧の供給に基づいて回転体20の外周面に対して交番磁界を印加して、回転体20、すなわち基準回転体21、第1及び第2溝回転体23,24のそれぞれの外周面にまたがるかたちで渦電流を発生させる。3つの検出コイル32AK,32A1,32A2は、励磁コイル31Aによって生じた渦電流に基づき、基準回転体21、及び第1溝回転体23,24のそれぞれに発生する交番磁界を検出する。3つの検出コイル32AK,32A1,32A2には、渦電流によって生じる交番磁界を受けて、交流電圧が誘起される。検出コイル32A1、32A2に誘起される交流電圧は、回転体20の回転に伴う溝Dの有無により変化する。検出コイル32AKに誘起される交流電圧は、基本的に回転体20が回転した場合でも一定の値となる。これは、検出コイル32AKが対応する基準回転体21の外周面が面一に構成されているからである。   As shown in FIG. 2, the first eddy current flaw detection sensor 30A includes an excitation coil 31A and three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2. The exciting coil 31 </ b> A corresponds across the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the first and second groove rotating bodies 23 and 24. The three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 correspond to the outer peripheral surfaces of the reference rotator 21 and the first and second groove rotators 23 and 24, respectively. The three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 are provided inside the excitation coil 31A. The excitation coil 31A and the three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 are integrally formed of a synthetic resin material. The exciting coil 31 </ b> A applies an alternating magnetic field to the outer peripheral surface of the rotating body 20 based on the supply of an alternating voltage, and the rotating body 20, that is, the reference rotating body 21, the first and second groove rotating bodies 23, 24. An eddy current is generated in such a way as to straddle each outer peripheral surface. The three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 detect alternating magnetic fields generated in the reference rotating body 21 and the first groove rotating bodies 23 and 24, respectively, based on the eddy current generated by the exciting coil 31A. An alternating voltage is induced in the three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 by receiving an alternating magnetic field generated by an eddy current. The AC voltage induced in the detection coils 32 </ b> A <b> 1 and 32 </ b> A <b> 2 varies depending on the presence or absence of the groove D accompanying the rotation of the rotating body 20. The AC voltage induced in the detection coil 32AK basically has a constant value even when the rotating body 20 rotates. This is because the outer peripheral surface of the reference rotator 21 to which the detection coil 32AK corresponds is configured to be flush.

第2渦電流探傷センサ30Bは、励磁コイル31Bと、2つの検出コイル32BK,32B1とから構成される。励磁コイル31Bは、基準回転体21、第1溝回転体23の外周面にまたがって対応する。2つの検出コイル32BK,32B1は、それぞれ基準回転体21、第1溝回転体23の外周面に対応する。2つの検出コイル32BK,32B1は、励磁コイル31Bの内部に設けられている。励磁コイル31Aと2つの検出コイル32BK,32B1とは、合成樹脂材料により一体成型されている。励磁コイル31Bは、基準回転体21及び第1溝回転体23の外周面に渦電流を発生させる。2つの検出コイル32BK,32B1は、励磁コイル31Bによって生じた渦電流に基づき第1溝回転体23及び基準回転体21に発生する磁束を検出する。2つの検出コイル32BK,32B1には、渦電流によって生じる交番磁界を受けて、交流電圧が誘起される。回転体20の回転に伴う検出コイル32BK,32B1に誘起される交流電圧の変化態様は、検出コイル32AK,32A1と同様である。   The second eddy current flaw detection sensor 30B includes an excitation coil 31B and two detection coils 32BK and 32B1. The excitation coil 31 </ b> B corresponds across the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the first groove rotating body 23. The two detection coils 32BK and 32B1 correspond to the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the first groove rotating body 23, respectively. The two detection coils 32BK and 32B1 are provided inside the excitation coil 31B. The excitation coil 31A and the two detection coils 32BK and 32B1 are integrally formed of a synthetic resin material. The exciting coil 31 </ b> B generates eddy currents on the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the first groove rotating body 23. The two detection coils 32BK and 32B1 detect magnetic fluxes generated in the first groove rotating body 23 and the reference rotating body 21 based on the eddy current generated by the exciting coil 31B. An alternating voltage is induced in the two detection coils 32BK and 32B1 by receiving an alternating magnetic field generated by an eddy current. The change mode of the AC voltage induced in the detection coils 32BK and 32B1 accompanying the rotation of the rotating body 20 is the same as that of the detection coils 32AK and 32A1.

第3渦電流探傷センサ30Cは、第2渦電流探傷センサ30Bと同様の構成とされている。第3渦電流探傷センサ30Cは、励磁コイル31Cと、2つの検出コイル32CK,32C2とから構成される。励磁コイル31Cは、基準回転体21及び第2溝回転体24の外周面にまたがって対応する。2つの検出コイル32CK,32C2は、それぞれ基準回転体21及び第2溝回転体24の外周面に対応する。励磁コイル31Cは、基準回転体21及び第2溝回転体24の外周面に渦電流を発生させる。2つの検出コイル32CK,32C2は、励磁コイル31Cによって生じた渦電流に基づく基準回転体21及び第2溝回転体24に発生する磁束を検出する。2つの検出コイル32CK,32C2には、渦電流によって生じる交番磁界を受けて、交流電圧が誘起される。回転体20の回転に伴う検出コイル32CK,32C2に誘起される交流電圧の変化態様は、検出コイル32AK,32A2と同様である。   The third eddy current flaw detection sensor 30C has the same configuration as the second eddy current flaw detection sensor 30B. The third eddy current flaw detection sensor 30C includes an excitation coil 31C and two detection coils 32CK and 32C2. The exciting coil 31 </ b> C corresponds across the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the second groove rotating body 24. The two detection coils 32CK and 32C2 correspond to the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the second groove rotating body 24, respectively. The exciting coil 31 </ b> C generates eddy currents on the outer peripheral surfaces of the reference rotating body 21 and the second groove rotating body 24. The two detection coils 32CK and 32C2 detect magnetic fluxes generated in the reference rotating body 21 and the second groove rotating body 24 based on the eddy current generated by the exciting coil 31C. An alternating voltage is induced in the two detection coils 32CK and 32C2 by receiving an alternating magnetic field generated by an eddy current. The change mode of the AC voltage induced in the detection coils 32CK and 32C2 accompanying the rotation of the rotating body 20 is the same as that of the detection coils 32AK and 32A2.

なお、第1〜第3渦電流探傷センサ30A,30B,30Cの各コイルは、それらの軸心が回転体20の回転中心軸に直交するように設けられる。このため、第1、第2及び第3の各励磁コイル31A,31B,31Cが回転体20に励磁する交番磁界の向きは、回転体20の径方向に沿った方向となる。なお、図2では、説明の便宜上、第2及び第3渦電流探傷センサ30B,30Cの軸方向を、第1渦電流探傷センサ30Aと同様にしたが、実際には、第2及び第3渦電流探傷センサ30B,30Cの軸方向は、回転体20の外周面に対し垂直となるように設けられている。   The coils of the first to third eddy current flaw detection sensors 30 </ b> A, 30 </ b> B, and 30 </ b> C are provided such that their axial centers are orthogonal to the rotation center axis of the rotating body 20. For this reason, the direction of the alternating magnetic field that the first, second, and third exciting coils 31 </ b> A, 31 </ b> B, and 31 </ b> C excite the rotating body 20 is the direction along the radial direction of the rotating body 20. In FIG. 2, for convenience of explanation, the axial directions of the second and third eddy current flaw detection sensors 30B and 30C are the same as those of the first eddy current flaw detection sensor 30A. The axial direction of the current flaw detection sensors 30 </ b> B and 30 </ b> C is provided to be perpendicular to the outer peripheral surface of the rotating body 20.

図3に示すように、第1渦電流探傷センサ30Aの位置を0°としたとき、第2渦電流探傷センサ30Bは、75°(60°+15°(60°の4分の1))ずれた位置に、第3渦電流探傷センサ30Cは、モータ軸11を中心に第1渦電流探傷センサ30Aから90°(72°+18°(72°の4分の1))ずれた位置に、それぞれ配置される。   As shown in FIG. 3, when the position of the first eddy current flaw detection sensor 30A is 0 °, the second eddy current flaw detection sensor 30B is displaced by 75 ° (60 ° + 15 ° (1/4 of 60 °)). The third eddy current flaw detection sensor 30C is shifted by 90 ° (72 ° + 18 ° (1/4 of 72 °)) from the first eddy current flaw detection sensor 30A around the motor shaft 11, respectively. Be placed.

制御装置12は、励磁コイル31A,31B,31Cへの給電制御を行う。また、制御装置12は、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2に誘起される交流電圧に基づき、回転体20、すなわち、モータ軸11の回転角度を検出する。制御装置12は、モータ軸11の回転角度に基づいてモータ10のロータ(図示省略)の回転角度、すなわち、ロータの磁極位置を検出する。   The control device 12 performs power supply control to the excitation coils 31A, 31B, and 31C. Further, the control device 12 detects the rotation angle of the rotating body 20, that is, the motor shaft 11, based on the AC voltage induced in the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2. The control device 12 detects the rotation angle of the rotor (not shown) of the motor 10, that is, the magnetic pole position of the rotor, based on the rotation angle of the motor shaft 11.

次に、第1〜第3渦電流探傷センサ30A,30B,30Cと回転体20との距離の検出原理、及び回転体20に設けられる溝Dの検出原理について説明する。ここでは、第1渦電流探傷センサ30Aについて代表的に説明する。   Next, the detection principle of the distance between the first to third eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, 30C and the rotating body 20 and the detection principle of the groove D provided in the rotating body 20 will be described. Here, the first eddy current flaw detection sensor 30A will be described representatively.

図4(a)に示すように、この渦電流探傷センサ30Aでは、一定の周波数の交流電圧の供給を通じて励磁コイル31Aが交番磁界を被検出体(ここでは、回転体20)に付与する。これによって回転体20の外周面の表面には渦電流Iwが発生する。3つの検出コイル32AK,32A1,32A2(ここでは、検出コイル32A1のみ図示する。)は、渦電流Iwによって誘起される交番磁界と、励磁コイル31Aに供給される交流電圧によって誘起される交番磁界との合成磁界により、交流電圧が誘起される。   As shown in FIG. 4A, in this eddy current flaw detection sensor 30A, the excitation coil 31A applies an alternating magnetic field to the detection target body (here, the rotating body 20) through the supply of an AC voltage having a constant frequency. As a result, an eddy current Iw is generated on the outer peripheral surface of the rotating body 20. Three detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 (here, only the detection coil 32A1 is illustrated) have an alternating magnetic field induced by an eddy current Iw and an alternating magnetic field induced by an alternating voltage supplied to the excitation coil 31A. An alternating voltage is induced by the combined magnetic field.

図4(a)に示すように、渦電流探傷センサ30Aの直下又はその近傍に溝Dが存在しない場合には、回転体20が回転した場合であっても、渦電流探傷センサ30Aと回転体20の外周面との距離は一定(基準距離)となる。このとき、検出コイル32A1には、図6(a)に示す交流電圧が誘起される。すなわち、検出コイル32A1に誘起される交流電圧(振幅)は渦電流探傷センサ30Aと回転体20の外周面との距離に応じた一定の値に保たれる。なお、本例では、基準回転体21に対応する検出コイル32AKに誘起される交流電圧は常に一定となる。   As shown in FIG. 4A, when the groove D does not exist directly below or in the vicinity of the eddy current flaw detection sensor 30A, even if the rotator 20 rotates, the eddy current flaw detection sensor 30A and the rotator The distance from the outer peripheral surface 20 is constant (reference distance). At this time, an AC voltage shown in FIG. 6A is induced in the detection coil 32A1. That is, the AC voltage (amplitude) induced in the detection coil 32A1 is maintained at a constant value corresponding to the distance between the eddy current flaw detection sensor 30A and the outer peripheral surface of the rotating body 20. In this example, the AC voltage induced in the detection coil 32AK corresponding to the reference rotator 21 is always constant.

図5(a)に示すように、回転体20が軸ずれして、当該回転体20の外周面と渦電流探傷センサ30Aとの距離が基準距離よりも大きくなる場合には、図6(b)に示すように、検出コイル32A1に誘起される交流電圧(振幅)は、小さくなる。反対に、図5(b)に示すように、回転体20の外周面と渦電流探傷センサ30Aとの距離が基準距離よりも小さくなる場合には、図6(c)に示すように、検出コイル32A1に誘起される交流電圧(振幅)は、大きくなる。   As shown in FIG. 5A, when the rotating body 20 is misaligned and the distance between the outer peripheral surface of the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A becomes larger than the reference distance, FIG. ), The AC voltage (amplitude) induced in the detection coil 32A1 becomes small. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the distance between the outer peripheral surface of the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A is smaller than the reference distance, the detection is performed as shown in FIG. The AC voltage (amplitude) induced in the coil 32A1 increases.

制御装置12は、検出コイル32A1が誘起される交流電圧の大きさによって、回転体20の外周面と検出コイル32A1との距離を検出して、回転体20の軸ずれを検出することができる。   The control device 12 can detect the axial deviation of the rotating body 20 by detecting the distance between the outer peripheral surface of the rotating body 20 and the detecting coil 32A1 based on the magnitude of the AC voltage induced by the detecting coil 32A1.

また、検出コイル32A1に誘起される交流電圧の大きさは、溝Dの有無によっても変化する。図4(b)に示すように、回転体20が回転して渦電流探傷センサ30Aの直下又はその近傍に溝Dなどが存在している場合には、渦電流Iwの流れに変化が生じる。例えば、図4(a)に示す状態と比較すると、図4(b)に示す状態では、渦電流Iwの一部は溝Dによって遮断される。すなわち、渦電流Iwが好適に流れる面積が減少する。渦電流Iwによって生じる磁界の強さは、渦電流Iwが流れる面積の大きさに比例する。従って、図4(b)に示す状況では、検出コイル32A1に誘起される交流電圧(振幅)は、図6(b)に示すように小さくなる。   Further, the magnitude of the AC voltage induced in the detection coil 32A1 varies depending on the presence or absence of the groove D. As shown in FIG. 4B, when the rotating body 20 rotates and a groove D or the like is present directly below or in the vicinity of the eddy current flaw detection sensor 30A, the flow of the eddy current Iw changes. For example, as compared with the state shown in FIG. 4A, a part of the eddy current Iw is blocked by the groove D in the state shown in FIG. That is, the area where the eddy current Iw flows favorably decreases. The strength of the magnetic field generated by the eddy current Iw is proportional to the size of the area through which the eddy current Iw flows. Therefore, in the situation shown in FIG. 4B, the AC voltage (amplitude) induced in the detection coil 32A1 becomes small as shown in FIG. 6B.

このように、渦電流探傷センサ30Aでは、溝Dの有無を、検出コイル32A1に誘起される交流電圧の変化によって検出することができる。
なお、回転体20の軸ずれの検出及び溝Dの有無は、第2、第3渦電流探傷センサ30B,30Cのいずれにおいても第1渦電流探傷センサ30Aと同様にして検出することが可能である。本例では、回転体20の軸ずれは、基準回転体21に対応する検出コイル32AK,32BK,32CKを利用して行う。回転体20の回転角度の検出は、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2を利用して行う。制御装置12は、検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される交流電圧に基づき、回転体20の軸ずれが検出された場合には、これら検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される交流電圧に基づいて、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2に誘起される交流電圧を補正する。制御装置12は、この補正を行った交流電圧に基づき、回転体20の回転角度を算出する。
Thus, in the eddy current flaw detection sensor 30A, the presence or absence of the groove D can be detected by a change in the alternating voltage induced in the detection coil 32A1.
It should be noted that the detection of the axis deviation of the rotating body 20 and the presence or absence of the groove D can be detected in the same way as the first eddy current flaw detection sensor 30A in both the second and third eddy current flaw detection sensors 30B and 30C. is there. In this example, the axis deviation of the rotating body 20 is performed using the detection coils 32AK, 32BK, and 32CK corresponding to the reference rotating body 21. The rotation angle of the rotating body 20 is detected using the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2. When the axial deviation of the rotating body 20 is detected based on the AC voltage induced in the detection coils 32AK, 32BK, and 32CK, the control device 12 converts the AC voltage induced in the detection coils 32AK, 32BK, and 32CK into the AC voltage. Based on this, the AC voltage induced in the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2 is corrected. The control device 12 calculates the rotation angle of the rotating body 20 based on the corrected AC voltage.

次に、回転体20が回転したときの回転角度の検出態様について説明する。まず、回転体20の軸ずれが発生しないと仮定して説明する。
制御装置12から、図7(a)に示す波形の交流電圧が印加された各励磁コイル31A,31B,31Cは、各々が対応する回転体20の表面(外周面)に渦電流を発生させる。この場合において、第1渦電流探傷センサ30Aにおける検出コイル32AK,32A1,32A2に誘起される電圧の波形を、図7(b),図7(c),及び図7(d)にそれぞれ示す。基準回転体21には、溝が形成されていないので、図7(b)に示すように、その検出コイル32AKに誘起される電圧の波形は、図7(a)に示す励磁コイル31Aに印加される交流電圧の波形と一致する。第1溝回転体23には、60°毎に溝Dが形成されているため、検出コイル32A1に誘起される電圧の波形は、図7(c)に示すように、60°毎に振幅が著しく小さくなる(0に近似)。第2溝回転体24には、72°毎に溝Dが形成されているため、検出コイル32A2に誘起される電圧の波形は、図7(d)に示すように、72°毎に振幅が著しく小さくなる。
Next, a detection mode of the rotation angle when the rotating body 20 rotates will be described. First, the description will be made on the assumption that no axis deviation of the rotating body 20 occurs.
Each excitation coil 31A, 31B, 31C to which the alternating voltage having the waveform shown in FIG. 7A is applied from the control device 12 generates eddy currents on the surface (outer peripheral surface) of the corresponding rotating body 20. In this case, waveforms of voltages induced in the detection coils 32AK, 32A1, and 32A2 in the first eddy current flaw detection sensor 30A are shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, respectively. Since no groove is formed in the reference rotating body 21, as shown in FIG. 7B, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32AK is applied to the exciting coil 31A shown in FIG. It matches the waveform of the AC voltage that is generated. Since the groove D is formed in the first groove rotating body 23 every 60 °, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32A1 has an amplitude every 60 ° as shown in FIG. Significantly smaller (approximate to 0). Since the groove D is formed in the second groove rotating body 24 every 72 °, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32A2 has an amplitude every 72 ° as shown in FIG. Remarkably smaller.

次に、第2渦電流探傷センサ30Bにおける検出コイル32BK,32B1に誘起される電圧の波形を、図7(e)及び図7(f)に示す。基準回転体21には、溝Dが形成されていないので、図7(e)に示すように、検出コイル32BKに誘起される電圧の波形は、図7(a)に示す励磁コイル31Aに印加される交流電圧の波形と一致する。第1溝回転体23には、60°毎に溝が形成されているため、検出コイル32B1に誘起される電圧の波形は、図7(f)に示すように、60°毎に振幅が著しく小さくなる。ここで、検出コイル32B1(第2渦電流探傷センサ30B)が設けられる位置は、検出コイル32A1(第1渦電流探傷センサ30A)が設けられる位置から75°ずれている。つまり、検出コイル32B1に誘起される電圧の波形は、検出コイル32A1に誘起される電圧の波形から75°だけ位相がずれることになる。なお、検出コイル32B1が出力する波形は、検出コイル32A1が出力する波形に対し、位相が4分の1周期(15°)ずれたものとなる。   Next, waveforms of voltages induced in the detection coils 32BK and 32B1 in the second eddy current flaw detection sensor 30B are shown in FIGS. 7 (e) and 7 (f). Since no groove D is formed in the reference rotator 21, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32BK is applied to the excitation coil 31A shown in FIG. 7 (a) as shown in FIG. 7 (e). It matches the waveform of the AC voltage that is generated. Since the groove is formed in the first groove rotating body 23 every 60 °, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32B1 has a significant amplitude every 60 ° as shown in FIG. Get smaller. Here, the position where the detection coil 32B1 (second eddy current flaw detection sensor 30B) is provided is shifted by 75 ° from the position where the detection coil 32A1 (first eddy current flaw detection sensor 30A) is provided. In other words, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32B1 is out of phase by 75 ° from the waveform of the voltage induced in the detection coil 32A1. Note that the waveform output from the detection coil 32B1 is a phase shifted by a quarter period (15 °) with respect to the waveform output from the detection coil 32A1.

次に、第3渦電流探傷センサ30Cにおける検出コイル32CK,32C2に誘起される電圧の波形を、図7(g)及び図7(h)に示す。基準回転体21には、溝Dが形成されていないので、図7(g)に示すように、検出コイル32CKが出力する波形は、図7(a)に示す励磁コイル31Aに印加される交流電圧の波形と一致する。一方、第2溝回転体24には、72°毎に溝が形成されているため、検出コイル32C2に誘起される電圧の波形は、図7(h)に示すように、72°毎に振幅が著しく小さくなる。ここで、検出コイル32C2(第3渦電流探傷センサ30C)が設けられる位置は、検出コイル32A2(第1渦電流探傷センサ30A)が設けられる位置から90°ずれている。つまり、検出コイル32C2に誘起される電圧の波形は、検出コイル32A2に誘起される電圧の波形から90°だけ位相がずれることになる。なお、検出コイル32C2が出力する波形は、検出コイル32A2が出力する波形に対し、位相が4分の1周期(18°)ずれたものとなる。   Next, waveforms of voltages induced in the detection coils 32CK and 32C2 in the third eddy current flaw detection sensor 30C are shown in FIGS. 7 (g) and 7 (h). Since no groove D is formed in the reference rotator 21, as shown in FIG. 7G, the waveform output from the detection coil 32CK is an alternating current applied to the excitation coil 31A shown in FIG. Matches the voltage waveform. On the other hand, since the groove is formed in the second groove rotating body 24 every 72 °, the waveform of the voltage induced in the detection coil 32C2 has an amplitude every 72 ° as shown in FIG. Becomes significantly smaller. Here, the position where the detection coil 32C2 (third eddy current flaw detection sensor 30C) is provided is shifted by 90 ° from the position where the detection coil 32A2 (first eddy current flaw detection sensor 30A) is provided. That is, the phase of the voltage waveform induced in the detection coil 32C2 is shifted by 90 ° from the waveform of the voltage induced in the detection coil 32A2. The waveform output from the detection coil 32C2 is a phase that is shifted by a quarter period (18 °) from the waveform output from the detection coil 32A2.

次に、制御装置12は、検出コイル32A1,32B1並びに検出コイル32A2,32C2に誘起される電圧に基づき回転体20の回転角度を算出する。まず、制御装置12は、第1溝回転体23及び第2溝回転体24について、それらの回転方向において隣り合う2つの溝Dの間の角度範囲(60°,72°)における回転体20の回転角度θ1,θ2を算出する。   Next, the control device 12 calculates the rotation angle of the rotating body 20 based on the voltages induced in the detection coils 32A1 and 32B1 and the detection coils 32A2 and 32C2. First, for the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24, the control device 12 sets the rotating body 20 in the angle range (60 °, 72 °) between two adjacent grooves D in the rotation direction. The rotation angles θ1 and θ2 are calculated.

本例では、検出コイル32A1,32B1は4分の1周期ずれた交流電圧(正弦波、余弦波)を出力する。制御装置12は、これらから得られる電圧値Vを式(1)に適用することにより、第1溝回転体23の回転方向において隣り合う2つの溝Dの間の角度範囲(60°)における回転体20の回転角度θ1を特定する。   In this example, the detection coils 32A1 and 32B1 output an alternating voltage (sine wave, cosine wave) shifted by a quarter cycle. The control device 12 applies the voltage value V obtained from these to the equation (1), so that the rotation in the angular range (60 °) between the two adjacent grooves D in the rotation direction of the first groove rotating body 23 is achieved. The rotation angle θ1 of the body 20 is specified.

θ=arctanV・・・(1)
検出コイル32A1,32B1に誘起される電圧の波形は、4分の1周期ずれているので、この周期のずれから角度θ1を正確に特定することができる。検出コイル32A2,32C2に誘起される電圧からも同様にして第2溝回転体24の回転方向において隣り合う2つの溝Dの角度範囲(72°)における回転体20の回転角度θ2が求められる。
θ = arctanV (1)
Since the waveform of the voltage induced in the detection coils 32A1 and 32B1 is shifted by a quarter period, the angle θ1 can be accurately specified from the shift of the period. Similarly, from the voltages induced in the detection coils 32A2 and 32C2, the rotation angle θ2 of the rotating body 20 in the angle range (72 °) of two adjacent grooves D in the rotation direction of the second groove rotating body 24 is obtained.

制御装置12の記憶装置には、図8に示すような、角度対応表が格納されている。制御装置12は、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2に誘起される電圧に基づき特定された第1及び第2溝回転体23,24が示す角度θ1,θ2と、図8に示す角度対応表とから、回転体20、すなわち、モータ軸11の1回転(360°)中の回転角度θを絶対値で検出する。例えば、第1溝回転体23が示す角度θ1が36°、第2溝回転体24が示す角度θ2が24°であった場合には、モータ軸11の回転角度は96°である。このように、溝間隔のことなる2種類の第1及び第2溝回転体23,24を採用することにより、モータ軸11の回転角度(絶対値)を正確に算出することができる。   The storage device of the control device 12 stores an angle correspondence table as shown in FIG. The control device 12 determines the angles θ1 and θ2 indicated by the first and second groove rotating bodies 23 and 24 based on the voltages induced in the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2, and the angle correspondence table shown in FIG. Thus, the rotation angle θ in one rotation (360 °) of the rotating body 20, that is, the motor shaft 11, is detected as an absolute value. For example, when the angle θ1 indicated by the first groove rotating body 23 is 36 ° and the angle θ2 indicated by the second groove rotating body 24 is 24 °, the rotation angle of the motor shaft 11 is 96 °. Thus, by adopting the two types of first and second groove rotating bodies 23 and 24 having different groove intervals, the rotation angle (absolute value) of the motor shaft 11 can be accurately calculated.

次に、モータ軸11の軸ずれ(回転体20の位置ずれ)が起きた場合について説明する。本例では、第1と第2溝回転体24との間に、全周に亘って溝が形成されてない基準回転体21を設けている。回転体20の位置ずれが起きていない場合、励磁コイル31A,31B,31Cに交流電圧が印加されたとき、この印加された交流電圧の波形と、基準回転体21の表面に生じる渦電流によって検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される電圧の波形とが一致することは前述の通りである。このとき、例えば、モータ軸11のずれに伴い回転体20がずれた場合に、当該回転体20と渦電流探傷センサ30Aとの距離が変化したとする。回転体20と渦電流探傷センサ30Aとが離れた場合、検出コイル32AKに誘起される交流電圧(振幅)は、図6(b)に示すように、著しく小さくなる。一方、回転体20と渦電流探傷センサ30Aとが近づいた場合、検出コイル32AKに誘起される交流電圧(振幅)は、図6(c)に示すように、大きくなる。制御装置12は、この検出コイル32AKに誘起される電圧を監視することにより、モータ軸11の軸ずれを検知することができる。これにより、制御装置12は、各検出コイル32A1,32A2から出力される交流電圧の変化が、回転体20の軸ずれによるものであるのか、回転体20の回転に伴うものであるのかを正確に検出することができる。   Next, the case where the shaft deviation of the motor shaft 11 (positional deviation of the rotating body 20) occurs will be described. In this example, the reference | standard rotary body 21 in which a groove | channel is not formed over the perimeter is provided between the 1st and 2nd groove | channel rotary bodies 24. FIG. When the rotational body 20 is not misaligned, when an alternating voltage is applied to the exciting coils 31A, 31B, 31C, detection is performed based on the waveform of the applied alternating voltage and the eddy current generated on the surface of the reference rotating body 21. As described above, the waveforms of the voltages induced in the coils 32AK, 32BK, and 32CK coincide with each other. At this time, for example, when the rotating body 20 is displaced due to the displacement of the motor shaft 11, it is assumed that the distance between the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A changes. When the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A are separated from each other, the AC voltage (amplitude) induced in the detection coil 32AK is remarkably reduced as shown in FIG. On the other hand, when the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A approach each other, the AC voltage (amplitude) induced in the detection coil 32AK increases as shown in FIG. The control device 12 can detect the shaft deviation of the motor shaft 11 by monitoring the voltage induced in the detection coil 32AK. As a result, the control device 12 accurately determines whether the change in the AC voltage output from each of the detection coils 32A1 and 32A2 is due to the axis deviation of the rotating body 20 or the rotation of the rotating body 20. Can be detected.

制御装置12は、モータ軸11の軸ずれが起きた場合に、検出コイル32AKに誘起される交流電圧の波形を基にして、検出コイル32A1,32A2に誘起される交流電圧の波形を補正する。なお、これは、回転体20と渦電流探傷センサ30Aとの距離が変化した場合に限らず、回転体20と渦電流探傷センサ30B,30Cとの距離が変化した場合で合っても、同様である。従って、制御装置12は、補正後の各検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2の交流電圧から、モータ軸11の軸ずれが起きた場合であっても、モータ軸11の回転角度を正確に検出することができる。   When the motor shaft 11 is misaligned, the control device 12 corrects the waveform of the AC voltage induced in the detection coils 32A1 and 32A2 based on the waveform of the AC voltage induced in the detection coil 32AK. Note that this is not limited to the case where the distance between the rotating body 20 and the eddy current flaw detection sensor 30A changes, and the same applies even when the distance between the rotation body 20 and the eddy current flaw detection sensors 30B and 30C changes. is there. Therefore, the control device 12 accurately detects the rotation angle of the motor shaft 11 from the corrected AC voltage of the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2 even when the shaft deviation of the motor shaft 11 occurs. can do.

次に、制御装置12におけるモータ制御に係る一連の処理手順を図9に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローは、図示しない電源電圧が供給されて制御装置12が駆動されたときに実行される。   Next, a series of processing procedures related to motor control in the control device 12 will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is executed when a power supply voltage (not shown) is supplied and the control device 12 is driven.

図9に示すように、制御装置12は、モータ10に電源電圧を供給して、モータ軸11を回転させる(ステップS1)。次に、制御装置12は、渦電流探傷センサ30A,30B,30C(励磁コイル31A,31B,31C)に高周波の交流電圧を供給して、回転体20の表面に渦電流を発生させる(ステップS2)。制御装置12は、渦電流により誘起された検出コイル32AK,32A1,32A2,32BK,32B1,32CK、32C2の電圧を検出する(ステップS3)。   As shown in FIG. 9, the control device 12 supplies a power supply voltage to the motor 10 to rotate the motor shaft 11 (step S1). Next, the control device 12 supplies high-frequency AC voltage to the eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, and 30C (excitation coils 31A, 31B, and 31C) to generate eddy currents on the surface of the rotating body 20 (step S2). ). The control device 12 detects the voltages of the detection coils 32AK, 32A1, 32A2, 32BK, 32B1, 32CK, and 32C2 induced by the eddy current (step S3).

制御装置12は、検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される交流電圧に基づき、軸ずれが起きたか否かを判断する(ステップS4)。軸ずれが起きてない旨が判断された場合には(ステップS4でNO)、制御装置12は、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2に誘起される交流電圧からモータ軸11の回転角度を演算する(ステップS5)。制御装置12は、ステップS5で得た演算結果、すなわち、ロータ位置に基づきステータ(図示省略)への通電を制御する。(ステップS6)。そして、この一連の処理を終了する。   The control device 12 determines whether or not an axis deviation has occurred based on the alternating voltage induced in the detection coils 32AK, 32BK, and 32CK (step S4). If it is determined that no shaft misalignment has occurred (NO in step S4), the control device 12 calculates the rotation angle of the motor shaft 11 from the AC voltage induced in the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2. (Step S5). The control device 12 controls energization to the stator (not shown) based on the calculation result obtained in step S5, that is, the rotor position. (Step S6). Then, this series of processing ends.

ステップS4において、位置ずれが起きている旨が判断された場合には(ステップS4でYES)、制御装置12は、検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2に誘起される交流電圧の値を補正し、この補正後の交流電圧を使用してモータ軸11の回転角度を演算する(ステップS7)。そして、制御装置12は、ステップS6に、その処理を移行する。この制御装置12における一連の処理は、制御装置12が駆動される間、繰り返し実行される。   If it is determined in step S4 that a positional deviation has occurred (YES in step S4), the control device 12 corrects the value of the AC voltage induced in the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2. Then, the rotational angle of the motor shaft 11 is calculated using the corrected AC voltage (step S7). And the control apparatus 12 transfers the process to step S6. The series of processing in the control device 12 is repeatedly executed while the control device 12 is driven.

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)基準回転体21は、溝Dが形成されていないので、回転体20が回転しても、この基準回転体21に対応する検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される交流電圧の大きさは変化しない。換言すれば、基準回転体21と渦電流探傷センサ30A,30B,30Cとの距離の変化、すなわち検出コイル32AK,32BK,32CKに誘起される交流電圧の大きさの変化が検出されれば、回転体20の位置ずれ(軸ずれ)が起きていることを検出することができる。従って、回転体20に基準回転体21を設けることによって、回転体20の軸ずれを検知することができる。これにより、制御装置12は、各検出コイル32A1,32A2,32B1,32C2から出力される交流電圧の変化が、回転体20の軸ずれによるものであるのか、回転体20の回転に伴うものであるのかを正確に検出することができるので、回転体20の回転角度を精度良く検出することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the reference rotator 21 is not formed with the groove D, even if the rotator 20 rotates, the magnitude of the AC voltage induced in the detection coils 32AK, 32BK, and 32CK corresponding to the reference rotator 21 is increased. There is no change. In other words, if a change in the distance between the reference rotator 21 and the eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, 30C, that is, a change in the magnitude of the AC voltage induced in the detection coils 32AK, 32BK, 32CK is detected, the rotation It is possible to detect that a position shift (axis shift) of the body 20 has occurred. Therefore, by providing the rotating body 20 with the reference rotating body 21, it is possible to detect the axial deviation of the rotating body 20. As a result, the control device 12 determines whether the change in the AC voltage output from each of the detection coils 32A1, 32A2, 32B1, and 32C2 is due to the axis deviation of the rotating body 20 or the rotation of the rotating body 20. Therefore, the rotation angle of the rotator 20 can be detected with high accuracy.

(2)回転体20は、溝Dの配置間隔が異なる第1溝回転体23と第2溝回転体24とを備える。制御装置12は、第1溝回転体23に対応する検出コイル32A1,32B1と、第2溝回転体24に対応する検出コイル32A2,32C2との双方から、それぞれの溝Dの間隔に対応する角度範囲内で、回転体20の回転角度を検出することができる。これにより、制御装置12は、回転体20の1回転(360°)における回転角度を第1溝回転体23と第2溝回転体24との双方から得られる交流電圧の波形から絶対値で算出することができる。   (2) The rotator 20 includes a first groove rotator 23 and a second groove rotator 24 having different arrangement intervals of the grooves D. The control device 12 determines the angle corresponding to the interval between the grooves D from both the detection coils 32A1 and 32B1 corresponding to the first groove rotating body 23 and the detection coils 32A2 and 32C2 corresponding to the second groove rotating body 24. Within the range, the rotation angle of the rotating body 20 can be detected. As a result, the control device 12 calculates the rotation angle of the rotating body 20 in one rotation (360 °) as an absolute value from the waveform of the AC voltage obtained from both the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24. can do.

(3)その外周面に溝Dが形成されていない基準回転体21を第1溝回転体23と第2溝回転体24との間に設け、この基準回転体21の外周面には、これ対応する検出コイル32AK,32BK,32CKを配設するといった簡素な構成で、回転体20の径方向への軸ずれを好適に検出することができる。   (3) A reference rotator 21 having no groove D formed on its outer peripheral surface is provided between the first groove rotator 23 and the second groove rotator 24. With a simple configuration in which the corresponding detection coils 32AK, 32BK, and 32CK are disposed, it is possible to suitably detect the axial deviation of the rotating body 20 in the radial direction.

(4)基準回転体21を第1溝回転体23と第2溝回転体24との間に設け、この基準回転体21の外周面には、これと対応する検出コイル32AK(32BK,32CK)を配設する。また、第1溝回転体23と第2溝回転体24との外周面には、これと対応する検出コイル32A1,32A2(32B1,32C2)を配設する。検出コイル32AKが出力する交流電圧の波形に、検出コイル32A1が出力する交流電圧の波形のような傾向が見られる場合には、回転体20は図2の右側へ、検出コイル32AKが出力する交流電圧の波形に、検出コイル32A2が出力する交流電圧の波形のような傾向が見られる場合には、回転体20は図2の左側への軸ずれが発生していることがわかる。すなわち、回転体20の軸方向への軸ずれも検出することができる。   (4) The reference rotator 21 is provided between the first groove rotator 23 and the second groove rotator 24, and a detection coil 32AK (32BK, 32CK) corresponding thereto is provided on the outer peripheral surface of the reference rotator 21. Is disposed. Further, detection coils 32A1, 32A2 (32B1, 32C2) corresponding to the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24 are disposed on the outer peripheral surface of the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24. When the waveform of the AC voltage output from the detection coil 32AK has a tendency similar to the waveform of the AC voltage output from the detection coil 32A1, the rotating body 20 moves to the right side in FIG. 2 and the AC output from the detection coil 32AK. When the voltage waveform shows a tendency similar to the waveform of the AC voltage output from the detection coil 32A2, it can be seen that the axis of rotation of the rotating body 20 to the left in FIG. 2 has occurred. That is, the axial deviation of the rotating body 20 in the axial direction can also be detected.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、基準回転体21は、第1溝回転体23と第2溝回転体24との間の1カ所に設けたが、設ける位置及び数はこれに限らない。例えば、図10(a)に示すように、回転体40は、2つの基準回転体21A,21Bで第1溝回転体23及び第2溝回転体24を挟む態様で形成されてもよい。この場合には、上記実施形態における渦電流探傷センサ30Aに代えて、上記実施形態における渦電流探傷センサ30B,30Cと同じ構成の2つの渦電流探傷センサ41A,41Bを採用する。すなわち、この渦電流探傷センサ41Aは、励磁コイル42A及び2つの検出コイル43AK,43A1から構成され、渦電流探傷センサ41Bは、励磁コイル42B及び2つの検出コイル43BK,43B2から構成される。この渦電流探傷センサ41A,41Bは、上記実施形態における渦電流探傷センサ30Aと同じ位置に回転体40の軸方向に並んで配置される。渦電流探傷センサ41Aは、基準回転体21A及び第1溝回転体23の外周面に、渦電流探傷センサ41Bは、基準回転体21B及び第2溝回転体24の外周面にそれぞれ対応する。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
-In above-mentioned embodiment, although the reference | standard rotary body 21 was provided in one place between the 1st groove | channel rotary body 23 and the 2nd groove | channel rotary body 24, the position and number to provide are not restricted to this. For example, as shown in FIG. 10A, the rotating body 40 may be formed in such a manner that the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24 are sandwiched between two reference rotating bodies 21A and 21B. In this case, instead of the eddy current flaw detection sensor 30A in the above embodiment, two eddy current flaw detection sensors 41A and 41B having the same configuration as the eddy current flaw detection sensor 30B and 30C in the above embodiment are employed. That is, the eddy current flaw detection sensor 41A includes an excitation coil 42A and two detection coils 43AK and 43A1, and the eddy current flaw detection sensor 41B includes an excitation coil 42B and two detection coils 43BK and 43B2. The eddy current flaw detection sensors 41A and 41B are arranged side by side in the axial direction of the rotating body 40 at the same position as the eddy current flaw detection sensor 30A in the above embodiment. The eddy current flaw detection sensor 41A corresponds to the outer peripheral surfaces of the reference rotator 21A and the first groove rotator 23, and the eddy current flaw detection sensor 41B corresponds to the outer peripheral surfaces of the reference rotator 21B and the second groove rotator 24, respectively.

このように構成しても、制御装置12は、上記実施形態と同様に、渦電流探傷センサ30B,30C,41A,41Bと回転体40の外周面との距離が変化する軸ずれ、及び回転体40が軸方向に変位する軸ずれの双方を好適に検出することができる。また、制御装置12は、回転体40が傾いた場合であっても、これを検出することができる。例えば、図10(b)に示すような状況を想定する。この場合、右側の基準回転体21Aは、渦電流探傷センサ41Aから離れるため、検出コイル43AKに誘起される交流電圧の波形は、図6(b)に示すように、電圧が小さい波形になる。一方、左側の基準回転体21Bは、渦電流探傷センサ41Bに近づくため、検出コイル43BKに誘起される交流電圧の波形は、図6(c)に示す用に電圧が大きい波形になる。制御装置12は、右側と左側との検出コイル43AK,43BKに誘起される交流電圧の波形の電圧の差を検出することによって、回転体40の傾きを検出することができる。   Even if comprised in this way, the control apparatus 12 is the same as the said embodiment, but the axial deviation from which the distance of the eddy current flaw detection sensor 30B, 30C, 41A, 41B and the outer peripheral surface of the rotary body 40 changes, and a rotary body Both axial deviations in which 40 is displaced in the axial direction can be suitably detected. Further, the control device 12 can detect this even when the rotating body 40 is tilted. For example, assume a situation as shown in FIG. In this case, since the right reference rotator 21A is separated from the eddy current flaw detection sensor 41A, the waveform of the AC voltage induced in the detection coil 43AK becomes a waveform with a small voltage as shown in FIG. On the other hand, since the left reference rotator 21B approaches the eddy current flaw detection sensor 41B, the waveform of the AC voltage induced in the detection coil 43BK becomes a waveform having a large voltage as shown in FIG. The control device 12 can detect the inclination of the rotating body 40 by detecting the voltage difference between the waveforms of the alternating voltage induced in the detection coils 43AK and 43BK on the right side and the left side.

このように、制御装置12は、渦電流探傷センサ30B,30C,41A,41Bと回転体40との距離の変化に基づく誘起電圧の変化から、回転体40の軸ずれ(近接、離間、傾き)を検出し、この検出結果にもとづいて、各検出コイル32B1,32C2,43A1,43B2に誘起される交流電圧の波形を補正する。   As described above, the control device 12 detects the axial displacement (proximity, separation, inclination) of the rotating body 40 from the change in the induced voltage based on the change in the distance between the eddy current flaw sensors 30B, 30C, 41A, 41B and the rotating body 40. And the waveform of the AC voltage induced in each of the detection coils 32B1, 32C2, 43A1, and 43B2 is corrected based on the detection result.

・上記実施形態では、回転体20(第1溝回転体23、第2溝回転体24)の外周面にマークとしての複数の溝Dを設けた上で、この溝Dの有無を検出することのできる回転角度検出手段としての複数の渦電流探傷センサ30A,30B,30Cを構成するようにした。しかし、これら代えて、溝Dに代えて磁石を、渦電流探傷センサ30A,30B,30Cに代えて例えばホールセンサやMRセンサなどの磁気センサを利用してもよい。このようにしても、回転体20の軸ずれに起因する検出精度の低下を抑制することができる。   In the above embodiment, a plurality of grooves D as marks are provided on the outer peripheral surface of the rotating body 20 (the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24), and the presence / absence of the groove D is detected. A plurality of eddy current flaw detection sensors 30A, 30B, and 30C serving as rotation angle detecting means capable of performing the above are configured. However, instead of these, a magnet may be used instead of the groove D, and a magnetic sensor such as a Hall sensor or an MR sensor may be used instead of the eddy current flaw sensors 30A, 30B, and 30C. Even if it does in this way, the fall of the detection accuracy resulting from the axial shift of the rotary body 20 can be suppressed.

・上記実施形態において、回転体20に形成される溝Dは、突部に置換してもよい。
・上記実施形態では、第1溝回転体23及び第2溝回転体24に形成される溝Dの間隔は、一定間隔としたが、必ずしも一定でなくてもよい。
In the above embodiment, the groove D formed in the rotating body 20 may be replaced with a protrusion.
In the above embodiment, the interval between the grooves D formed in the first groove rotating body 23 and the second groove rotating body 24 is a constant interval, but it is not necessarily constant.

・上記実施形態において、第1溝回転体23の外周には6本、第2溝回転体24の外周には5本の溝Dを形成したが、溝Dの本数はこれに限らない。例えば、溝Dの本数を増やすほど、回転角度を検出できる分解能が増加するため、回転体20の回転角度をより細かく検出することが可能となる。   In the above embodiment, six grooves D are formed on the outer periphery of the first groove rotating body 23 and five grooves D are formed on the outer periphery of the second groove rotating body 24. However, the number of the grooves D is not limited thereto. For example, as the number of the grooves D is increased, the resolution at which the rotation angle can be detected increases, so that the rotation angle of the rotating body 20 can be detected more finely.

・上記実施形態において、この回転角度検出装置は、モータ軸11に設けられるものに限らない。例えば、何らかの回転軸、あるいは軸受など、回転するものであれば、本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the rotation angle detection device is not limited to that provided on the motor shaft 11. For example, the present invention can be applied to any rotating shaft or bearing that rotates.

・上記実施形態において、回転体20から、第1溝回転体23又は第2溝回転体24のどちらか一方を省略してもよい。例えば、第2溝回転体24を省略した場合、制御装置12は、第1溝回転体23の隣り合う2つの溝Dの間隔に対応する角度範囲(60°)における回転体20の回転角度を算出することが可能であるとともに、回転体20の軸ずれを検出することができる。   In the embodiment, either the first groove rotating body 23 or the second groove rotating body 24 may be omitted from the rotating body 20. For example, when the second groove rotating body 24 is omitted, the control device 12 determines the rotation angle of the rotating body 20 in the angle range (60 °) corresponding to the interval between two adjacent grooves D of the first groove rotating body 23. In addition to being able to calculate, it is possible to detect the axial deviation of the rotating body 20.

・上記実施形態において、渦電流探傷センサ30Bは、渦電流探傷センサ30Aに対して72°、渦電流探傷センサ30Cは、渦電流探傷センサ30Aに対し90°、それぞれずれた位置に配置されたが、渦電流探傷センサ30B,30Cが配置される位置はこれに限らない。検出コイル32A1,32A2と検出コイル32B1,32C2とが出力する波形に位相差がでるように配置すれば問題ない。なお、上記実施形態で述べたように、検出コイル32B1,32C2に誘起される交流電圧の波形と、検出コイル32A1,32A2に誘起される交流電圧の波形とを4分の1周期分ずらすためには、検出コイル32B1では、検出コイル32A1から12°±60°×X(Xは整数)、検出コイル32C2では、検出コイル32A2から15°±75°×X(Xは整数)の位置に配置すればよい。   In the above embodiment, the eddy current flaw detection sensor 30B is arranged at a position shifted by 72 ° with respect to the eddy current flaw detection sensor 30A, and the eddy current flaw detection sensor 30C at 90 ° with respect to the eddy current flaw detection sensor 30A. The position where the eddy current flaw detection sensors 30B and 30C are arranged is not limited to this. There is no problem if it is arranged so that a phase difference appears in the waveforms output from the detection coils 32A1, 32A2 and the detection coils 32B1, 32C2. As described in the above embodiment, the waveform of the AC voltage induced in the detection coils 32B1 and 32C2 and the waveform of the AC voltage induced in the detection coils 32A1 and 32A2 are shifted by a quarter period. The detection coil 32B1 is arranged at a position of 12 ° ± 60 ° × X (X is an integer) from the detection coil 32A1, and the detection coil 32C2 is arranged at a position of 15 ° ± 75 ° × X (X is an integer) from the detection coil 32A2. That's fine.

・上記実施形態において、渦電流探傷センサ30B,30Cは必ずしも設ける必要はない。この場合においても、制御装置12は、検出コイル32A1,32A2に誘起される交流電圧の波形から、回転体20の隣り合う2つの溝Dの間隔に対応する角度範囲における回転角度及び1回転における絶対角度を検出することが可能である。また、検出コイル32AKに誘起される交流電圧に基づき、回転体20の軸ずれの検出も可能である。   In the above embodiment, the eddy current flaw detection sensors 30B and 30C are not necessarily provided. Even in this case, the control device 12 determines the rotation angle in the angle range corresponding to the interval between the two adjacent grooves D of the rotating body 20 and the absolute value in one rotation from the waveform of the AC voltage induced in the detection coils 32A1 and 32A2. It is possible to detect the angle. Further, it is possible to detect the axial deviation of the rotating body 20 based on the AC voltage induced in the detection coil 32AK.

θ,θ1,θ2…回転角度、D…溝、V…電圧値、Iw…渦電流、10…ブラシレスモータ、11…モータ軸、12…制御装置、20,40…回転体、21,21A,21B…基準回転体、23…第1溝回転体、24…第2溝回転体、30A…第1渦電流探傷センサ、30B…第2渦電流探傷センサ、30C…第3渦電流探傷センサ、31A,31B,31C,42A,42B…励磁コイル、32A1,32A2,32AK,32B1,32BK,32C2,32CK,43A1,43AK,43B2,43BK…検出コイル、41A,41B…渦電流探傷センサ。 θ, θ1, θ2 ... rotation angle, D ... groove, V ... voltage value, Iw ... eddy current, 10 ... brushless motor, 11 ... motor shaft, 12 ... control device, 20, 40 ... rotating body, 21, 21A, 21B Reference rotating body, 23 ... 1st groove rotating body, 24 ... 2nd groove rotating body, 30A ... 1st eddy current flaw detection sensor, 30B ... 2nd eddy current flaw detection sensor, 30C ... 3rd eddy current flaw detection sensor, 31A, 31B, 31C, 42A, 42B ... excitation coil, 32A1, 32A2, 32AK, 32B1, 32BK, 32C2, 32CK, 43A1, 43AK, 43B2, 43BK ... detection coil, 41A, 41B ... eddy current flaw sensor.

Claims (5)

検出対象と一体回転する円筒状の回転体の回転角度を検出対象の回転角度として検出する回転角度検出装置において、
前記回転体は、その外周面に複数のマークが回転方向の全周に亘って間隔をおいて設けられた部分である溝回転体と、同じくマークが回転方向の全周に亘って設けられない部分である基準回転体と、を備え、
前記回転体が回転したとき、マークの有無によって変化する前記回転体から発せられる磁界に応じた正弦信号を生成するセンサを溝回転体及び基準回転体の外周面にそれぞれ対向して設け、
前記溝回転体に対向するセンサにより生成される正弦信号に基づき前記回転体の回転角度を求めるとともに、前記基準回転体に対向するセンサにより生成される信号に基づき前記回転体の軸ずれの有無を検出し、
前記軸ずれが検出されるときには、前記溝回転体に対向するセンサにより生成される正弦信号を補正して、この補正後の信号に基づき回転体の回転角度を算出する回転角度検出装置。
In the rotation angle detection device that detects the rotation angle of the cylindrical rotating body that rotates integrally with the detection target as the rotation angle of the detection target,
The rotating body is a groove rotating body, which is a portion in which a plurality of marks are provided at intervals on the outer peripheral surface of the rotating body over the entire circumference in the rotation direction, and the mark is not provided over the entire circumference in the rotation direction. A reference rotating body that is a part,
When the rotating body rotates, a sensor that generates a sine signal corresponding to a magnetic field emitted from the rotating body that changes depending on the presence or absence of a mark is provided facing the outer peripheral surfaces of the groove rotating body and the reference rotating body,
A rotation angle of the rotating body is obtained based on a sine signal generated by a sensor facing the groove rotating body, and whether or not the rotating body is misaligned based on a signal generated by a sensor facing the reference rotating body. Detect
A rotation angle detecting device that corrects a sine signal generated by a sensor facing the groove rotating body and calculates a rotation angle of the rotating body based on the corrected signal when the axial deviation is detected.
請求項1に記載の回転角度検出装置において、
前記溝回転体は、
前記複数のマークを所定間隔で備える第1溝回転体と、
前記複数のマークを前記第1溝回転体と異なる所定間隔で備える第2溝回転体とを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
The rotation angle detection device according to claim 1,
The groove rotating body is
A first groove rotating body provided with the plurality of marks at a predetermined interval;
A rotation angle detecting device comprising: a second groove rotating body provided with the plurality of marks at a predetermined interval different from that of the first groove rotating body.
請求項2に記載の回転角度検出装置において、
前記回転体は、第1溝回転体と第2溝回転体との間に基準回転体が設けられてなることを特徴とする回転角度検出装置。
In the rotation angle detection device according to claim 2,
The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation body is provided with a reference rotation body between the first groove rotation body and the second groove rotation body.
請求項2に記載の回転角度検出装置において、
前記回転体は、第1溝回転体及び第2溝回転体を基準回転体が挟む態様で設けられてなることを特徴とする回転角度検出装置。
In the rotation angle detection device according to claim 2,
The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the rotation body is provided in such a manner that a reference rotation body sandwiches the first groove rotation body and the second groove rotation body.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転角度検出装置において、
前記回転体が導電性材料からなるとともに、前記マークが溝又は突部からなり、
前記センサは、前記回転体の外周面に交番磁界を付与することにより同外周面に渦電流を発生させる励磁コイルと、前記回転体の外周面に発生した渦電流に起因して生じる磁界の変化を検出する検出コイルとを備え、
前記検出コイルを通じて検出される磁界の変化に基づいて前記溝又は突部の近接を検知する渦電流探傷センサであることを特徴とする回転角度検出装置。
In the rotation angle detection apparatus as described in any one of Claims 1-4,
The rotating body is made of a conductive material, and the mark is made of a groove or a protrusion.
The sensor includes an exciting coil that generates an eddy current on the outer peripheral surface of the rotating body by applying an alternating magnetic field to the outer peripheral surface of the rotating body, and a magnetic field change caused by the eddy current generated on the outer peripheral surface of the rotating body. And a detection coil for detecting
A rotation angle detection device, wherein the rotation angle detection device is an eddy current flaw detection sensor that detects the proximity of the groove or the protrusion based on a change in a magnetic field detected through the detection coil.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110239124B (en) * 2019-05-06 2021-06-01 江苏洪海机械有限公司 Control method for automatic angle calibration and width leveling system of high-speed rotating device
CN111521839B (en) * 2020-06-11 2022-10-28 哈尔滨理工大学 Magnetoelectric encoder based on multi-pair-pole magnetic steel and auxiliary stator winding speed measurement
CN112947007A (en) * 2021-01-19 2021-06-11 上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司 Rotary device of rotary platform of photoetching machine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201362A (en) * 2000-01-18 2001-07-27 Ebara Corp Rotation detecting device
JP2003028667A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Tamagawa Seiki Co Ltd Magnetic encoder and its output method
JP4320431B2 (en) * 2004-04-01 2009-08-26 多摩川精機株式会社 Magnetic encoder
JP2006010366A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Koyo Seiko Co Ltd Rotation detecting apparatus
JP4775761B2 (en) * 2006-01-16 2011-09-21 株式会社安川電機 Encoder device and disk concentricity measuring method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10969246B2 (en) 2018-07-27 2021-04-06 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for sensing rotating device

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