JPH0125287Y2 - - Google Patents

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JPH0125287Y2
JPH0125287Y2 JP1981130317U JP13031781U JPH0125287Y2 JP H0125287 Y2 JPH0125287 Y2 JP H0125287Y2 JP 1981130317 U JP1981130317 U JP 1981130317U JP 13031781 U JP13031781 U JP 13031781U JP H0125287 Y2 JPH0125287 Y2 JP H0125287Y2
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、工作機械あるいはコンベア、ロボ
ツト等機械の回転軸の回転位置を検出する装置に
関し、特に複数の軸の回転位置を検出する装置に
関する。
光学式ロータリエンコーダあるいはその他従来
のエンコーダにおいては、位置を検出すべき対象
(回転軸)が複数有る場合は、エンコーダとそれ
に付属する検出装置全体を軸の数だけ用意する必
要がある。そのためコスト高になるという問題が
あつた。
この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
低コストな複数軸の回転位置検出装置を提供しよ
うとするものである。この目的は、基準交流信号
を検出対象軸の回転位置に応じて位相シフトした
出力信号を生じる位相シフト型センサーを各軸に
対応して複数具備し、これら各センサーに基準交
流信号を供給する回路及び各センサーの出力信号
の位相ずれを夫々測定して各軸の回転位置を検出
位置を検出する回路を各センサー間で共通利用す
ることにより達成される。
以下添付図面を参照してこの考案の一実施例を
詳細に説明しよう。
第1図において、1,2,3は夫々位相シフト
型センサーであり、この例では3個だけ示されて
いるが、必要に応じていくつ設けてもよい。これ
らのセンサー1,2,3は複数の検出対象軸(図
示せず)に個別に取付けられる。位相シフト型セ
ンサー1,2,3は検出対象軸の回転位置(角
度)に応じて基準交流信号を位相シフトした出力
信号E1,E2,E3を生じるものであり、一例
として第2図に示すような可変磁気抵抗型のセン
サーを用いることができる。
第2図において、ステータ4は4つの励磁極
A,B,C,Dを円周方向に90度の間隔で配して
成るもので、半径方向で対向する2つの励磁極A
及びCが1つの対を成し、励磁極B及びDがもう
1つの対を成している。励磁極対A及びCまたは
B及びDには1次巻線6A及び6Cまたは6B及
び6Dが差動的に巻回されている。すなわち、各
磁極A,B,C,Dにおいて端部に向う磁束の方
向を正相とすると、各巻線A及びCまたはB及び
Dによつて生じる磁束が互いに逆相となるように
巻回されている。
各励磁極A〜Dの端部に対して適宜のギヤツプ
を介在させて対峙させて対峙するロータ5は、各
ステータ励磁極A,B,C,Dを通る磁路のパー
ミアンスを回転軸8の回転角度θに応じて変化さ
せる形状を成している。この例では、ロータ5は
回転軸8の中心に対して偏心して取付けられた円
筒形状を成している。この偏心した円筒形状によ
つて、ロータ5の円筒側面と各ステータ極A,
B,C,Dの端部との間に介在するギヤツプの距
離が回転角度θに応じて変化する。このギヤツプ
の変化によつて、ロータ5の1回転につき1周期
分の三角関数に相当するパーミアンス変化が各極
A,B,C,Dにもたらされる。
A及びCから成る励磁極対とB及びDから成る
励磁極対は、90度位相のずれた交流信号によつて
別々に励磁される。極AとCの1次巻線6A及び
6Cが直列接続され、第1図の回路から正逆波信
号I sin ωtが印加される。また、極BとDの1
次巻線6B及び6Dが直列接続され、第1図の回
路から余弦波信号I cos ωtが印加される。
上記の構成において、各励磁極A,B,C,D
によつて夫々誘起される電圧を取り出すために2
次巻線7がステータ5に巻回される。第2図の例
では、励磁極A及びCに2次巻線7A及び7Cが
夫々同相で巻回され、励磁極B及びDに2次巻線
7B及び7Dに夫々同相で巻回されており、7A
及び7Cと7B及び7Dは互いに逆相である。こ
れらの2次巻線7A〜7Dが直列接続されて、各
励磁極A,B,C,Dにおいて夫々誘起された電
圧の合成信号Eが取り出されるようになつてい
る。正逆波信号I sin ωtによつて励磁される磁
極対A,Cにおけるパーミアンス変化をcos θを
用いて示すとすると、余弦波信号I cos ωtに
よつて励磁される磁極対B,Dにおけるパーミア
ンス変化はそれよりも90度ずれているのでsin θ
を用いて表わすことができる。従つて、各磁極A
〜Dの出力の合成信号E1は下記第1式のように
回転角度θに応じて位相ずれを生じた交流信号と
なる。Kは振幅係数である。
E1=K sin(ωt+θ) ……(1) 第1図において、カウンタ11はモジユロM進
であり(Mは任意の整数)、発振器10から与え
られる高速のクロツクCPを逐次カウントする。
このカウンタ16のM/4進分周段出力がDフリツ プフロツプ12のC端子に入力される。Dフリツ
プフロツプ12,13,14は夫々の出力がD
入力端子に入力されており、C端子に入力された
パルス信号を1/2分周する。Dフリツプフロツプ
12のQ出力がDフリツプフロツプ13のC端子
に入力され、Dフリツプフロツプ12の出力が
Dフリツプフロツプ14のC端子に入力されてい
る。フリツプフロツプ12からはクロツクパルス
CPをM/2分周した矩形波信号が出力され、フリツ プフロツプ13,14からはクロツクパルスCP
をM分周したデユーテイ50%の矩形波信号が90度
の位相ずれを保つて出力される。フリツプフロツ
プ13,14の各出力信号をローパスフイルタ1
5,16及びアンプ17,18に加えることによ
り、余弦波信号I cos ωt及び正逆波信号I
sin ωtが得られる。これらの信号I cos ωt,
I sin ωtは各センサー1,2,3の1次巻線6
B,6D及び6A,6Cに夫々印加される。こう
して、回路10乃至18で発生した基準交流信号
I sin ωt,I cos ωtが各センサー1,2,
3で共通利用される。これらの信号I sin ωt,
I cos ωtの周波数はクロツクパルスCPをM分
周したものに相当する。従つて、カウンタ11の
1カウントは2π/Mなる位相角に応する。
各センサー1,2,3の2次巻線7から夫々出
力された信号E1,E2,E3はアンプ19,2
0,21で夫々増幅されて、各々に対応するゼロ
クロス検出回路22,23,24に与えられる。
ゼロクロス検出回路22,23,24は信号E
1,E2,E3が負のレベルから正のレベルに切
換わるとき、すなわちゼロ位相のときを検出し、
パルスを出力する。このゼロクロス検出パルスが
軸選択回路25を経由してラツチ回路26のロー
ド制御パルスとなる。ラツチ回路26にはM進カ
ウンタ11の出力が入力される。基準交流信号I
sin ωt,I cos ωtの周波数とカウンタ11
における最大分周出力の周波数とは一致してお
り、従つて、正逆波信号I sin ωtがゼロ位相
(ωt=0)のときカウンタ11の全ビツトが
“0”となるように設計できる。従つて、回路2
2乃至24のゼロクロス検出パルス(ωt+θ=
0のタイミングで発生するパルス)によつてカウ
ンタ11のカウント出力をラツチ回路26にラツ
チするようにすれば、検出信号E1乃至E3の位
相ずれθに相当するデイジタルデータをラツチ回
路26にラツチすることができる。
軸選択回路25は、複数のセンサー1,2,3
のうち1つを選択してその位相ずれθを示すデー
タをラツチ回路26にラツチさせるための回路で
ある。軸選択信号S1,S2,S3によつてアン
ド回路27,28,29のうち1つを動作可能に
し、各センサー1,2,3に対応するゼロクロス
検出回路22,23,24のうち1つの出力パル
スを選択してオア回路30を介してラツチ回路2
6に与えるようになつている。軸選択信号S1,
S2,S3の与え方は、時分割であつてもよく、
また、必要なときに随時必要な軸に対応する軸選
択信号S1,S2,S3を与えるようにしてもよ
い。以上のようにして、各センサー1,2,3に
よる各軸の回転位置検出データが軸選択信号S
1,S2,S3に応じてラツチ回路26にラツチ
され、共通の出力データライン31に与えられ
る。このデータライン31に現在どの軸の回転位
置検出データが与えられているかは軸選信号S1
〜S3によつて判別できる。
第3図は各軸毎にラツチ回路26―1,26―
2,26―3,…を設けた例を示すもので、各セ
ンサー1,2,3…に対応するゼロクロス検出回
路22,23,24…の出力が各ラツチ回路26
―1,26―2,26―3…のロード制御入力に
与えられる。各ラツチ回路26―1,26―2,
26―3にはカウンタ11の出力が共通に入力さ
れる。従つて、各ラツチ回路26―1,26―
2,26―3には、各センサー1,2,3によつ
て検出した各軸の回転位置検出データが個別にラ
ツチされる。このラツチ回路26―1,26―
2,26―3はトライステート出力型であり、イ
ネーブル制御入力(E)に“1”が与えられたときそ
のラツチ内容を出力し、入力(E)に“0”が与えら
れたときは出力をフローテイング状態とする。従
つて、各回路26―11,26―2,26―3の
出力をワーヤード接続して共通出力ライン31に
導くことが可能である。各ラツチ回路26―1,
26―2,26―3のイネーブル制御入力(E)には
軸選択信号S1,S2,S3が夫々入力されるよ
うになつており、この信号S1〜S3に応じて1
つのラツチ回路(26―1〜26―3のうち1
つ)のみが出力イネーブル状態となり、該信号S
1〜S3によつて選択された単一の軸の回転位置
検出データが出力ライン31に与えられる。
尚、位相シフト型センサーは、第2図のように
1次巻線と2次巻線を具えるものに限らず、実願
昭56−86668号明細書に示されたように1次巻線
のみを具え、この1次巻線のインピーダンス変化
に応じた信号を取り出すようにしたものでもよ
い。また、ロータ5に巻線を設けない非接触型セ
ンサーに限らず、レゾルバのような移相器を用い
ることもできる。
以上説明したようにこの考案によれば、複数の
検出対象軸に位相シフト型センサーを夫々取付
け、これら各センサーに基準交流信号を供給する
回路及びこれら各センサーの出力信号を処理する
回路を共通利用するようにしたため、検出対象軸
の数が増えても比較的低コストで多軸型回転位置
検出装置を構成することができるという優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例を示すブロツク
図、第2図は同実施例で使用する位相シフト型セ
ンサーの一例を示す平面図、第3図はこの考案の
別の実施例を示すブロツク図、である。 1,2,3……位相シフト型センサー、4……
ステータ、5……ロータ、6A〜6D……1次巻
線、7……2次巻線、8……回転軸、10乃至1
8……90度位相のずれた交流信号を形成するため
の回路、10……クロツク発振器、11……カウ
ンタ、25……軸選択回路、26,26―1,2
6―2,26―3……ラツチ回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 複数の検出対象軸に夫々取付けられ、各軸の
    回転位置に応じて基準交流信号を位相シフトし
    た出力信号を夫々生じる複数の位相シフト型セ
    ンサーと、 前記各センサーに共通に前記基準交流信号を
    供給する第1の回路と、 所定のクロツクパルスを常時カウントし、こ
    のカウントを前記基準交流信号の1周期に対応
    するサイクルで最小値から最大値まで繰返すカ
    ウンタと、 このカウンタの出力を前記各センサーで共通
    利用して前記各センサーの出力信号に応じて
    夫々別々にラツチすることにより、前記各セン
    サー毎の出力信号と前記基準交流信号との位相
    ずれを示すデイジタルデータを前記各センサー
    毎に別々に得る第2の回路と を具える多軸型回転位置検出装置。 2 前記位相シフト型センサーは、巻線が巻回さ
    れた複数の励磁極を円周方向に所定の角度間隔
    で具えたステータと、各ステータ励磁極を通る
    磁路の磁気抵抗を回転角度に応じて変化させる
    形状を成したロータとを含み、前記第1の回路
    は、前記ステータ励磁極の前記角度間隔に応じ
    た位相ずれの生じた複数の交流信号を夫々発生
    し、前記各励磁極をこれら複数交流信号によつ
    て各別にかつ前記各センサー共通に夫々励磁す
    るものである実用新案登録請求の範囲第1項記
    載の多軸型回転位置検出装置。 3 前記第2の回路は、前記各センサーの出力信
    号のうち1つを選択する選択回路と、選択され
    た前記出力信号の所定位相毎に前記カウンタの
    カウント値をラツチする回路とを含むものであ
    る実用新案登録請求の範囲第1項記載の多軸型
    回転位置検出装置。 4 前記第2の回路は、前記各センサーの出力信
    号の所定位相毎に前記カウンタのカウント値を
    夫々ラツチする前記各センサーに対応する複数
    のラツチ回路を含むものである実用新案登録請
    求の範囲第1項記載の多軸型回転位置検出装
    置。
JP13031781U 1981-09-03 1981-09-03 多軸型回転位置検出装置 Granted JPS5836310U (ja)

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JP13031781U JPS5836310U (ja) 1981-09-03 1981-09-03 多軸型回転位置検出装置

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JP13031781U JPS5836310U (ja) 1981-09-03 1981-09-03 多軸型回転位置検出装置

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JPS5836310U JPS5836310U (ja) 1983-03-09
JPH0125287Y2 true JPH0125287Y2 (ja) 1989-07-28

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JP13031781U Granted JPS5836310U (ja) 1981-09-03 1981-09-03 多軸型回転位置検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4699544B2 (ja) * 1999-03-15 2011-06-15 株式会社アミテック 回転型位置検出装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4984673A (ja) * 1972-12-20 1974-08-14
JPS50124670A (ja) * 1974-03-18 1975-09-30

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4984673A (ja) * 1972-12-20 1974-08-14
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