JPH0315717A - 位置検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータ等の回転体の角度位置を検出する位置検
出器に関するものである。

従来の技術 従来この種検出器は、第３図に示すように磁性材よりな
る回転体１の表面に規則的に設けられた複数の凹凸より
なる歯２の位置を歯２の間近に配設したホール素子その
他の磁気センサー３により検出し、第４図のように回転
体の角度位置信号を得ていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記構成では、回転体の表面に設けられた
凹凸よりなる複数の歯の角度位置にバラッキがあり、こ
れがそのまま検出されるため誤差が生じ真の位置角度を
検出することが困難であった。

この歯の角度位置を精度よく設けることは、より精度の
良い角度検出器を事前に必要とし、これが高価であるこ
とと、その加工に際してもなお、層の精度を要求される
ため、非常に高精度の加工が必要になっていた。

本発明の目的は回転体に設けられる歯の角度位置の精度
を緩和し、バラッキが有ってもその誤差を吸収して、正
確な角度位置を検出し得る安価な位置検出器を提供する
ものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は磁性材よりなる回
転体の表面に凹凸よりなる複数の歯を等間隔に設けたロ
ータと、この歯に対応する歯を有ずる４分割してなるス
テータとからなり、ロータの回転角度位置によりロータ
の歯とステータの歯が対面するステータと対面しないス
テータとを交互に組合わせ隣接して配設し、夫々のステ
ータの隣接箇所に磁石と磁気センサーを交互に装置する
ものである。

作用 ステータの隣接箇所のヨークに装着された磁石により磁
化されたステータからの磁束はステータとロータの歯と
歯とが対面している位置では、ロータを通って対向配置
した他のステータに導かれ磁気センサーを一定の方向に
通過してもとにもどる。次に歯と歯とのピッチの１／２
だけロータが回転すると歯と歯とが対面するステータの
組合わせが逆になり磁気センサーに流れる磁束の方向が
逆になる。さらにロータが１／４ビッチ回転すると夫々
のステータの歯はロータの全ての歯と１／２づつ対面す
るため磁気センサーに流れる磁束は打ち消し合って流れ
ない。このようにして歯の１ピッチの間では、向きが逆
で大きさが回転角度に比例する正弦波状の磁束変化を磁
気センサーで検出することにより正弦波のセンサー信号
を得ることができ、Ｎビッチ分回転するとＮサイクルの
センサ信号を得るものである。

このとき、対面するステータの歯とロータの歯とは一対
一で対面するのではなく、複数の歯と歯とが対面するの
で個々の歯のピッチにバラツキが有っても全周の間では
全周積分され平均化された信号を得ることができ、精度
のよい角度位置を検出するものである。

実施例 以下に本発明の検出器の一実施例について、図に基づい
て説明する。

第１図は本発明の一実施例の原理図である。

第１図において、磁性材よりなる適当な厚みを有するロ
ータｌの外周に凹凸よりなる複数の１！＃２を等ピッチ
に設け、この歯２に対応する歯３を有する磁性体よりな
るステータ４をロータの外側に微少ギャップ５をもって
同心に配設している。前記ステータ４は４分割されロー
タ１の歯２とステータ４の歯３が対面するステータ４ａ
　＋　＋　４　ａ　２と対面しないステータ４ｂ＋　，
４ｂ２とが交互に隣接して配設され、ステータ４ａ＋と
４ｂ，，及び４ａ２と４ｂ２との隣接箇所に磁石６を装
着し、４ａ＋及び４ｂ＋がＮ極に、４ａｇ及び４　ｂ　
２がＳ極に磁化されている。

また、４ａ２と４ｂ＋との間には磁気センサー７が装着
されている。この磁気センサー７と１８０゜対向する４
ａ＋と４ｂ２との隣接箇所はギャップ８をもって磁気的
に開放されている。

上記のように構成された第１図（ａ）の実施例にあって
、磁石６ａによりＮ極に磁化されたステータ４ａ，から
の磁束φ１は４ａ，の歯３からギャップ５を介してロー
タ１の歯２〜ロータ１〜ロータ歯２〜ギャップ５〜ステ
ータ４ａｚの歯３から磁気センサー７を通ってステータ
４ｂ＋を経て磁石６ａに入る。

一方、ステータ４ｂからの磁束φ２はステータの歯３と
ロータの歯２が対面していないので磁気抵抗が大きく、
磁束φ２は小さく無視できる。よってセンサー７を通過
する磁束は主として前述の磁束φ１となり磁気センサー
７には矢印方向の一定量の磁束φ，が流れる。

次に第１図（ｂ）のようにロータ１が歯と歯のピッチの
１／２ビッチ回転するとステータ４ａとステータ４ｂの
関係が逆になりステータ４ｂ２からの磁束φ２はロータ
１を経てステータ４ｂ＋に流れ矢印のように磁気センサ
ー７を通ってステータ４ａ２から磁石６ｂに入る。この
ときステータ４ａ＋の磁束φ１は前述と同様の理由で無
視できる。

さらに、第１図（Ｃ）のようにロータ１が１／４ビッチ
回転するとステータ４の＃３とロータ１の歯２はすべて
１／２づつ対面するため磁気センサー７には矢印のよう
にステータ４ａ２と４ｂ＋との両方からの磁束φ１，φ
２が同じ大きさで互いに反対向きに流れようとするため
打ち消し合って流れない。

上記のように第１図（ａ）　，　（ｂ）　，　（ｃ）の
ロータ位置の変化によりセンサー７に流れる磁束の変化
を検出し、１ピッチ毎に第２図の様な略正弦波のセンサ
ー出力信号を得て回転角度位置を知ることができる。こ
のＪ−き、ロータ，ステータ夫々の歯は全周にわたって
複数の歯が対面しているので、もし歯の配設に角度位置
のバラツキが有っても、その誤差を平均化して小さなも
のとすることができ、精度の高い角度位置検出器を得る
ことができる。

なお、本実施例ではロータとステータを同一平面上で対
向させインナロータ形としているが、歯を軸方向に設け
、歯が軸方向に対面する軸方向形とすることも可能であ
る。

発明の効果 本発明により磁性体の歯の加工精度を緩和でき製造コス
トを下げると共に、複数の歯を対面させることによりそ
の誤差を平均化した簡単な構造で精度の高い角度位置検
出器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の１実施例の原理図を示
す図、第２図は本発明の作用を説明するための図、第３
図は従来例の原理を示す図、第４図は従来例の作用を説
明するための図である。 １・・・・・・ロータ、２・・・・・・ロータ歯，３・
・・・・・ステータ歯、４・・・・・・ステータ、５・
・・・・・ギャップ、６・・・・・・磁石、７・・・・
・・磁気センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転体の外周部に規則的凹凸を設けたロータと、このロ
   ータと凹凸のピッチが同一の凹凸を有する４分割してな
   るステータとからなり、ロータの凹凸に対面するステー
   タとの凹凸面が逆になるステータとを交互に隣接して配
   設し、この隣接箇所に磁石と磁気センサーを交互に装着
   した位置検出器。