JPH06147813A - Position detector for rotary body - Google Patents

Position detector for rotary body

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JPH06147813A
JPH06147813A JP29861792A JP29861792A JPH06147813A JP H06147813 A JPH06147813 A JP H06147813A JP 29861792 A JP29861792 A JP 29861792A JP 29861792 A JP29861792 A JP 29861792A JP H06147813 A JPH06147813 A JP H06147813A
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JP
Japan
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rotating body
electrode
variable
detecting device
position detecting
Prior art date
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Application number
JP29861792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Oshime
安弘 押目
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect position highly accurately by eliminating interference at least between a pair of capacitors used for noncontact positional detection of a rotary body. CONSTITUTION:At least a pair of electrodes 93 are disposed symmetrically to a rotary body 91 thus constituting a capacitor between the rotary body 91 and each electrode 93. Furthermore, a plurality of protrusions 92 are formed at predetermined positions, not opposing simultaneously to a plurality of electrodes 93, on the rotary body 91 so that only such electrode 93 and protrusion 92 as opposing each other functions as an effective capacitor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は回転体の位置検出装置
に関し、さらに詳細にいえば、磁気的に回転体を非接触
で支持する磁気軸受機構に好適な回転体の位置検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor position detecting device, and more particularly to a rotor position detecting device suitable for a magnetic bearing mechanism that magnetically supports a rotor in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から超高速モータ等の軸受として磁
気軸受が採用されている。この磁気軸受は、磁性体製の
回転軸を挟んで対象位置に少なくとも1対、好ましくは
2対の電磁石を配置しておき、各対の電磁石を励磁して
吸引力を発生させるものであり、各対の電磁石を交互に
励磁する場合には、励磁周期を短縮することにより、等
価的に各対の電磁石が同時に回転体に対して吸引力を作
用させている状態を得、回転体を強固に支持することが
できる。また、各対の電磁石を直流で励磁する場合に
は、励磁する直流レベルを変化させることにより所望方
向への吸引力を生じさせることができる。
2. Description of the Related Art Magnetic bearings have been conventionally used as bearings for ultra-high speed motors and the like. In this magnetic bearing, at least one pair, preferably two pairs of electromagnets are arranged at a target position with a rotating shaft made of a magnetic material sandwiched therebetween, and each pair of electromagnets is excited to generate an attractive force. When exciting the electromagnets of each pair alternately, shorten the excitation period to equivalently obtain a state in which the electromagnets of each pair simultaneously exert an attractive force on the rotating body, thus making the rotating body strong. Can be supported by. Further, in the case of exciting each pair of electromagnets with direct current, it is possible to generate an attractive force in a desired direction by changing the level of direct current to be excited.

【0003】また、上記磁気軸受により回転体を保持し
ている場合であっても、何らかの原因で回転体の位置が
ずれてしまうことがあり、この場合には、回転体の位置
ずれの方向および量に対応させて各対の電磁石の一方の
吸引力を他方の吸振力よりも大きくなるように電磁石を
制御すればよく、上記位置ずれを解消できる。また、以
上の説明から明らかなように、電磁石を制御するために
は、回転体の位置を検出することが必須である。したが
って、従来の磁気軸受においても、回転体の位置を検出
するための装置が付加されていた。このような位置検出
装置は、非接触で回転体の位置を検出することが要求さ
れる関係上、渦電流センサのようにコイルを用いたセン
サを用いるか(特開昭63−214519号公報参
照)、またはコンデンサを用いたセンサを用いること
(特開平2−201101号公報参照)が一般的であ
る。しかし、前者のセンサを採用すると、モータの洩れ
磁束等の影響を受けやすい関係上、必然的に位置検出精
度が低下し、または位置検出精度の低下を抑制しようと
すれば、磁気シールド等が必要になって構成が複雑化す
るとともに大型化するという不都合がある。これに対し
て後者のセンサは、本質的に磁束の影響を受けないので
あるから、前者のセンサにおける上述の不都合を解消で
きる。
Even when the rotating body is held by the magnetic bearing, the position of the rotating body may be displaced for some reason. In this case, the direction of displacement of the rotating body and The position shift can be eliminated by controlling the electromagnets so that the attraction force of one of the electromagnets of each pair becomes larger than the vibration attraction force of the other in accordance with the amount. Further, as is clear from the above description, in order to control the electromagnet, it is essential to detect the position of the rotating body. Therefore, even in the conventional magnetic bearing, a device for detecting the position of the rotating body has been added. Since such a position detecting device is required to detect the position of the rotating body in a non-contact manner, does a sensor using a coil like an eddy current sensor be used (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-214519). ) Or using a sensor using a capacitor (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-201101). However, if the former sensor is adopted, the magnetic field is likely to be affected by the magnetic flux leaked from the motor, so that the position detection accuracy inevitably decreases, or a magnetic shield or the like is required to suppress the decrease in position detection accuracy. Therefore, there is an inconvenience that the structure becomes complicated and the size becomes large. On the other hand, the latter sensor is essentially unaffected by the magnetic flux, so that the above-mentioned inconvenience of the former sensor can be eliminated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、コンデンサを
用いたセンサでは、コンデンサに対して直流電圧を印加
しており、回転体の位置変化に起因するインピーダンス
変化を上記直流電圧の分圧電圧に基づいて検出しようと
ているのであるが、全てのコンデンサの一方の電極を回
転体に兼ねさせているのであるから、コンデンサ同士の
干渉が必然的に生じてしまう(回転体の直径が小さいほ
ど大きい干渉が生じる)。
However, in a sensor using a capacitor, a DC voltage is applied to the capacitor, and an impedance change caused by a position change of the rotating body is based on the divided voltage of the DC voltage. However, since one electrode of all capacitors also serves as the rotating body, interference between the capacitors inevitably occurs (the smaller the diameter of the rotating body, the greater the interference. Occurs).

【0005】この結果、コンデンサ自体としてはノイズ
の影響を殆ど受けないにも拘らず、コンデンサ同士の干
渉が生じる関係上、得られる位置検出信号の精度が低下
してしまうことになる。
As a result, although the capacitors themselves are hardly affected by noise, the accuracy of the obtained position detection signal is lowered due to the interference between the capacitors.

【0006】[0006]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、コンデンサのインピーダンス変化に基づ
いて回転体の位置を検出するに当ってコンデンサ同士の
干渉を排除でき、高精度の位置検出を達成できる回転体
の位置検出装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in detecting the position of a rotating body based on the impedance change of a capacitor, interference between the capacitors can be eliminated, and a highly accurate position can be obtained. An object of the present invention is to provide a position detecting device for a rotating body that can achieve detection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の回転体の位置検出装置は、回転体の所
定位置に、何れかの可変容量コンデンサの電極に正対し
た状態において該電極との距離を、他の可変容量コンデ
ンサの他方の電極との距離よりも小さくすべく少なくと
も1つの突出部および/または凹入部が形成されたもの
である。
In order to achieve the above object, a position detecting device for a rotating body according to claim 1 is in a state in which a predetermined position of the rotating body is directly opposed to an electrode of any variable capacitance capacitor. In the above, at least one protrusion and / or recess is formed so that the distance to the electrode is smaller than the distance to the other electrode of the other variable capacitor.

【0008】請求項2の回転体の位置検出装置は、回転
体の軸方向の所定範囲を互に他の部分から電気的に絶縁
された複数の回転体構成部分で構成するとともに、1の
回転体構成部分と正対する所定位置に1の電極を配置し
たものである。請求項3の回転体の位置検出装置は、各
電極を回転体に近接した状態で配置された大面積のアー
ス用補助電極で包囲したものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotary body position detecting device, wherein a predetermined range in the axial direction of the rotary body is constituted by a plurality of rotary body constituent portions electrically insulated from each other, and one rotation is performed. One electrode is arranged at a predetermined position directly facing the body constituent portion. In the position detecting device for a rotating body according to a third aspect of the present invention, each electrode is surrounded by a large area auxiliary electrode for grounding which is arranged in a state of being close to the rotating body.

【0009】請求項4の回転体の位置検出装置は、導電
性の回転体と、電気的に接続された複数の隣接する電極
とで互に協動する1の可変容量コンデンサ群を形成した
ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a position detecting device for a rotary body in which a conductive rotary body and a plurality of adjacent electrodes electrically connected to each other form one variable capacitor group which cooperates with each other. Is.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の回転体の位置検出装置であれば、回
転体と、回転体に近接する所定位置に配置された電極と
で構成された可変容量コンデンサの電極間距離が、回転
体の所定位置形成された突出部および/または凹入部と
の相対位置に起因して、何れかの可変容量コンデンサに
ついてのみ他の可変容量コンデンサよりも小さくなるの
で、距離が小さくなった可変容量コンデンサのみが位置
検出を行なうに足る静電容量を有し、他の全ての可変容
量コンデンサは静電容量が実質的に0になる。この結
果、可変容量コンデンサ同士の干渉を阻止できる。した
がって、導電性の回転体を基準として配置された複数の
可変容量コンデンサに電圧を印加して可変容量コンデン
サの容量変化を検出し、回転体の位置検出信号を得る場
合に、他の可変容量コンデンサとの干渉を受けない高精
度の位置検出を達成できる。
According to the position detecting device for a rotating body of claim 1, the inter-electrode distance of the variable capacitor constituted by the rotating body and the electrode arranged at a predetermined position close to the rotating body is equal to that of the rotating body. Due to the relative position of the protruding portion and / or the recessed portion formed at a predetermined position, only one of the variable capacitance capacitors becomes smaller than the other variable capacitance capacitors. The capacitance is sufficient for position detection, and the capacitances of all other variable capacitors are substantially zero. As a result, it is possible to prevent interference between the variable capacitors. Therefore, when a voltage change is detected by applying a voltage to a plurality of variable capacitors arranged with the conductive rotating body as a reference and a position detection signal of the rotating body is obtained, another variable capacitor is used. It is possible to achieve highly accurate position detection that is not interfered with.

【0011】請求項2の回転体の位置検出装置であれ
ば、回転体の軸方向の所定範囲を互に他の部分から電気
的に絶縁された複数の回転体構成部分で構成してあり、
1の回転体構成部分に1の電極を配置してあるので、全
ての可変容量コンデンサ同士が電気的に分離され、可変
容量コンデンサ同士の干渉を未然に阻止できる。したが
って、導電性の回転体を基準として配置された複数の可
変容量コンデンサに電圧を印加して可変容量コンデンサ
の容量変化を検出し、回転体の位置検出信号を得る場合
に、他の可変容量コンデンサとの干渉を受けない高精度
の位置検出を達成できる。
According to another aspect of the position detecting device of the rotating body of the present invention, a predetermined range in the axial direction of the rotating body is constituted by a plurality of rotating body constituent parts which are electrically insulated from each other.
Since the one electrode is arranged in one rotary body constituent portion, all the variable capacitors are electrically separated from each other, and the interference between the variable capacitors can be prevented in advance. Therefore, when a voltage change is detected by applying a voltage to a plurality of variable capacitors arranged with the conductive rotating body as a reference and a position detection signal of the rotating body is obtained, another variable capacitor is used. It is possible to achieve highly accurate position detection that is not interfered with.

【0012】請求項3の回転体の位置検出装置であれ
ば、回転体の表面に近接して複数の電極を配置し、各電
極を回転体に近接状態で配置された大面積のアース用補
助電極で包囲してあるので、補助電極と回転体とで構成
されるコンデンサの静電容量が著しく大きくなり、等価
的に回転体の該当部分を接地状態にできる。この結果、
等価的な接地状態部分により可変容量コンデンサ同士が
分離され、可変容量コンデンサ同士の干渉を阻止でき
る。したがって、導電性の回転体を基準として配置され
た複数の可変容量コンデンサに電圧を印加して可変容量
コンデンサの容量変化を検出し、回転体の位置検出信号
を得る場合に、他の可変容量コンデンサとの干渉を受け
ない高精度の位置検出を達成できる。また、回転体に全
く加工を施さないので、超高速で回転する回転体の位置
検出を行なう場合に最も好適である。
According to another aspect of the position detecting device of the rotating body, a plurality of electrodes are arranged in the vicinity of the surface of the rotating body, and each electrode is arranged in the state of being close to the rotating body. Since it is surrounded by the electrodes, the electrostatic capacity of the capacitor composed of the auxiliary electrode and the rotating body is remarkably increased, and the corresponding portion of the rotating body can be grounded equivalently. As a result,
The variable capacitance capacitors are separated from each other by the equivalent grounded portion, and the interference between the variable capacitance capacitors can be prevented. Therefore, when a voltage change is detected by applying a voltage to a plurality of variable capacitors arranged with the conductive rotating body as a reference and a position detection signal of the rotating body is obtained, another variable capacitor is used. It is possible to achieve highly accurate position detection that is not interfered with. Further, since the rotating body is not processed at all, it is most suitable for detecting the position of the rotating body rotating at an ultrahigh speed.

【0013】請求項4の回転体の位置検出装置であれ
ば、複数の可変容量コンデンサが協動することにより全
体としての静電容量を増加でき、空間分解能を向上で
き、ひいては高感度の位置検出を達成できる。
According to the rotating body position detecting device of the fourth aspect, the capacitance as a whole can be increased by the cooperation of the plurality of variable capacitors, the spatial resolution can be improved, and the position detecting can be performed with high sensitivity. Can be achieved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図7はこの発明の位置検出装置の適用例を示
す電気回路図であり、高周波発振器1からの高周波電圧
をそれぞれバッファ回路7を介してそれぞれ抵抗等から
なるマッチング回路2および所定長さの同軸ケーブル3
を直列に介して1対の可変容量コンデンサ4のそれぞれ
に印加している。そして、各マッチング回路2と同軸ケ
ーブル3との接続点における電圧をそれぞれマッチング
回路5を通して取り出し、検波器6に供給する。ここ
で、両検波器6は互に逆相の検波を行ない、加算回路8
により両検波信号を加算して位置検出信号を得る。尚、
上記可変容量コンデンサ4は、対向する一方の電極を回
転体で構成し、他方の電極を回転体に近接するように配
置することにより構成されている。したがって、回転体
の位置が変位することにより容量が変化する。また、高
周波発振器1の発振周波数は、可変容量コンデンサ4の
静電容量が著しく小さくてもインピーダンスを十分に小
さくできるように十分高い周波数に設定してある。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 7 is an electric circuit diagram showing an application example of the position detecting device of the present invention, in which a high-frequency voltage from the high-frequency oscillator 1 is passed through a buffer circuit 7 to a matching circuit 2 including resistors and a coaxial cable of a predetermined length. Three
Is applied to each of the pair of variable capacitors 4 in series. Then, the voltage at the connection point between each matching circuit 2 and the coaxial cable 3 is taken out through the matching circuit 5 and supplied to the detector 6. Here, both detectors 6 detect the opposite phases of each other, and adder 8
Thus, both detection signals are added to obtain a position detection signal. still,
The variable-capacitance capacitor 4 is configured by arranging one of the electrodes facing each other with a rotating body and disposing the other electrode so as to be close to the rotating body. Therefore, the capacity changes due to the displacement of the position of the rotating body. The oscillation frequency of the high frequency oscillator 1 is set to a sufficiently high frequency so that the impedance can be sufficiently reduced even if the capacitance of the variable capacitor 4 is extremely small.

【0015】上記の電気回路の作用は次のとおりであ
る。マッチング回路2を通して終端に負荷としての可変
容量コンデンサ4が接続された同軸ケーブル3に高周波
電圧を印加すると、同軸ケーブル3に定在波電圧が生じ
る。そして、可変容量コンデンサ4の容量が回転体の位
置変位に起因して変化すると、上記定在波電圧の位相が
1/4波長の範囲で変化する。したがって、定在波電圧
の取り出し位置を予め定めておけば、上記位相変化に対
応して、取り出される定在波電圧の値が変化する。この
定在波電圧の値をマッチング回路5を通して取り出し、
検波器6により検波することにより可変容量コンデンサ
4のインピーダンス、即ち、回転体の相対位置を示す位
置検出信号を得ることができる。
The operation of the above electric circuit is as follows. When a high-frequency voltage is applied to the coaxial cable 3 having the variable capacitor 4 as a load connected to the end through the matching circuit 2, a standing wave voltage is generated in the coaxial cable 3. Then, when the capacitance of the variable capacitor 4 changes due to the positional displacement of the rotating body, the phase of the standing wave voltage changes within a quarter wavelength range. Therefore, if the extraction position of the standing wave voltage is determined in advance, the value of the extracted standing wave voltage changes according to the phase change. The value of this standing wave voltage is taken out through the matching circuit 5,
By detecting with the detector 6, an impedance of the variable capacitor 4, that is, a position detection signal indicating the relative position of the rotating body can be obtained.

【0016】また、上記同軸ケーブル3の長さは自由に
設定することが可能であるが、磁気軸受等において許容
されている回転体の位置変位限界量の上下限に基づいて
可変容量コンデンサ4の容量可変範囲が予め定まってい
るのであるから、この容量可変範囲に対応して定在波電
圧の値が最も大きく変化するように同軸ケーブル3によ
る回転(スミスチャート上における回転)を行なうこと
(同軸ケーブル3の長さを変えること)により検波感度
を向上させることができる。
Although the length of the coaxial cable 3 can be freely set, the variable capacitor 4 can be set based on the upper and lower limits of the positional displacement limit amount of the rotor which is allowed in the magnetic bearing or the like. Since the variable capacity range is predetermined, the rotation by the coaxial cable 3 (rotation on the Smith chart) should be performed so that the value of the standing wave voltage changes the most corresponding to the variable capacity range. The detection sensitivity can be improved by changing the length of the cable 3.

【0017】さらに、各定在波電圧を互に逆相で検波
し、加算するのであるから、一方の検波出力だけでは、
回転体の位置変位に対する直線性が殆どなくても、両検
波信号を加算して差分を得ることによりかなり高い直線
性を持たせることができる。図1(A)はこの発明の位
置検出装置の一実施例の要部を示す概略横断面図であ
り、回転体91の所定位置に突出部92を形成し、回転
体91を挟んで対向状態で配置された両電極93が同時
には突出部92と正対しないようにしている。尚、図1
(B)に示すように、回転体91の軸方向に離れた位置
にも電極が配置されている場合には、これらの電極をも
含めて同時に2つ以上の電極93が突出部92と正対し
ないようにする。また、突出部92の突出距離は、回転
体91の位置変位許容限界内における電極93と突出部
92との最大距離よりも十分に小さい距離に設定され
る。
Further, since each standing wave voltage is detected and added in opposite phases, only one detection output is:
Even if there is almost no linearity with respect to the positional displacement of the rotating body, a considerably high linearity can be provided by adding both detection signals to obtain the difference. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the position detecting device of the present invention, in which a protruding portion 92 is formed at a predetermined position of a rotating body 91 and the rotating body 91 is sandwiched between them. It is arranged that both electrodes 93 arranged in step 3 do not face the protrusion 92 at the same time. Incidentally, FIG.
As shown in (B), when the electrodes are arranged at positions separated from each other in the axial direction of the rotating body 91, two or more electrodes 93 including these electrodes and the protrusion 92 and the positive electrode are formed at the same time. Try not to. Further, the protrusion distance of the protrusion 92 is set to a distance sufficiently smaller than the maximum distance between the electrode 93 and the protrusion 92 within the positional displacement allowable limit of the rotating body 91.

【0018】この場合には、突出部92と電極93とが
正対した場合にのみ検出可能な静電容量を持ち、他の場
合には静電容量が実質的に0になるので、全ての可変容
量コンデンサ4の一方の電極を共用しているにも拘ら
ず、可変容量コンデンサ4同士の干渉を排除でき、例え
ば、図5の電気回路を適用することにより、回転体91
の位置を高精度に検出できる。
In this case, the capacitance has a capacitance that can be detected only when the protrusion 92 and the electrode 93 face each other, and in other cases, the capacitance becomes substantially zero, so that all the capacitances can be obtained. Despite sharing one electrode of the variable capacitor 4, interference between the variable capacitors 4 can be eliminated. For example, by applying the electric circuit of FIG.
The position of can be detected with high accuracy.

【0019】もちろん、突出部92を形成する代わり
に、同様の効果を達成できる凹所を形成することも可能
である。
Of course, instead of forming the projection 92, it is also possible to form a recess that can achieve the same effect.

【0020】[0020]

【実施例2】図2(A)(B)はこの発明の位置検出装
置の他の実施例の要部を示す概略縦断面図であり、回転
体91の外周に所定間隔毎に多数の突出部92を形成し
ているとともに、2対の可変容量コンデンサ群4gを配
置している。各可変容量コンデンサ群4gは、同時に突
出部92と正対し、もしくは正対しないように相対位置
が設定された3つの電極93を有しているとともに、3
つの電極93が互に並列接続されている。また、可変容
量コンデンサ群4g同士のピッチは、例えば、突出部9
2同士のピッチの整数倍を基準として突出部92同士の
ピッチの1/4だけ大きく、もしくは小さく設定されて
ある。尚、図2(A)は一方向の位置検出を行なうため
の構成部分のみを示し、図2(B)は図2(A)の位置
検出方向と直交する方向の位置検出を行なう構成部分の
みを示している。
[Embodiment 2] FIGS. 2A and 2B are schematic vertical sectional views showing the main part of another embodiment of the position detecting device of the present invention, in which a large number of protrusions are formed on the outer periphery of the rotating body 91 at predetermined intervals. The portion 92 is formed and two pairs of variable capacitance capacitor groups 4g are arranged. Each variable capacitor group 4g has three electrodes 93 whose relative positions are set so as to face the protruding portion 92 at the same time or not to face the protruding portion 92 at the same time.
The three electrodes 93 are connected in parallel with each other. Further, the pitch between the variable capacitor groups 4g is, for example, the protrusion 9
It is set to be larger or smaller by 1/4 of the pitch between the protrusions 92 with reference to an integral multiple of the pitch between the two. Note that FIG. 2 (A) shows only a component part for detecting a position in one direction, and FIG. 2 (B) shows only a component part for detecting a position in a direction orthogonal to the position detecting direction in FIG. 2 (A). Is shown.

【0021】この実施例の場合には、1つの可変容量コ
ンデンサ群4gの静電容量が可変容量コンデンサ単体の
静電容量の3倍になるので、位置検出信号の空間分解能
を向上でき、ひいては位置検出精度を向上できる。但
し、3つの電極93を正対状態において対応する突出部
92の延長線上に位置すべく配置することが好ましい。
また、可変容量コンデンサ群4gを構成する電極93の
数を増減させることが可能であるほか、上記と異なるピ
ッチを設定することが可能である。
In the case of this embodiment, the electrostatic capacity of one variable capacitor group 4g is three times as large as the electrostatic capacity of the variable capacitor alone, so that the spatial resolution of the position detection signal can be improved and, in turn, the position. The detection accuracy can be improved. However, it is preferable to arrange the three electrodes 93 so as to be located on the extension lines of the corresponding projecting portions 92 in the facing state.
In addition, it is possible to increase or decrease the number of electrodes 93 that configure the variable capacitance capacitor group 4g, and it is possible to set a pitch different from the above.

【0022】[0022]

【実施例3】図3はこの発明の位置検出装置のさらに他
の実施例の要部を示す概略縦断面図であり、回転体91
を軸方向に電気的に分離して回転体構成部分91a,9
1b,91c,91dを形成し、各回転体構成部分に対
応させて各可変容量コンデンサ4の電極93を配置して
いる。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a main part of still another embodiment of the position detecting apparatus of the present invention.
Are electrically separated from each other in the axial direction to form the rotor component parts 91a, 9a.
1b, 91c, and 91d are formed, and the electrodes 93 of the respective variable capacitors 4 are arranged corresponding to the respective rotary body constituent parts.

【0023】この場合には、各可変容量コンデンサ4が
完全に分離でき、可変容量コンデンサ4同士の干渉を排
除できる。したがって、例えば、図5に示す電気回路を
適用することにより回転体91の位置を高精度に検出で
きる。
In this case, the variable capacitors 4 can be completely separated, and the interference between the variable capacitors 4 can be eliminated. Therefore, for example, the position of the rotating body 91 can be detected with high accuracy by applying the electric circuit shown in FIG.

【0024】[0024]

【実施例4】図4はこの発明の位置検出装置のさらに他
の実施例の要部を示す概略縦断面図、図5は同上要部側
面図であり、可変容量コンデンサ4の電極93を包囲す
る状態で、かつ近接した状態で大面積の補助電極94を
配置し、補助電極94を接地している。尚、図4中の矢
印が図5中の矢印に対応している。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view showing a main part of still another embodiment of the position detecting device of the present invention, and FIG. 5 is a side view of the same main part as above, which surrounds an electrode 93 of a variable capacitor 4. In this state, the auxiliary electrode 94 having a large area is arranged in a close state, and the auxiliary electrode 94 is grounded. The arrow in FIG. 4 corresponds to the arrow in FIG.

【0025】この場合には、補助電極94と回転体91
とで構成されるコンデンサの静電容量が十分に大きくな
り、回転体91の対応部分が等価的に接地された状態に
なるので、可変容量コンデンサ4同士の干渉を排除でき
る。したがって、例えば、図5に示す電気回路を適用す
ることにより回転体91の位置を高精度に検出できる。
また、この実施例は、回転体91に対して何ら加工を施
す必要がないので、超高速回転する回転体91に適用す
る場合には最も好ましい。
In this case, the auxiliary electrode 94 and the rotating body 91
Since the electrostatic capacitance of the capacitor constituted by and becomes sufficiently large and the corresponding portion of the rotating body 91 is equivalently grounded, interference between the variable capacitors 4 can be eliminated. Therefore, for example, the position of the rotating body 91 can be detected with high accuracy by applying the electric circuit shown in FIG.
Further, this embodiment is most preferable when it is applied to the rotating body 91 that rotates at an extremely high speed, since it is not necessary to process the rotating body 91.

【0026】[0026]

【実施例5】図6はこの発明の位置検出装置のさらに他
の実施例の要部を示す概略側面図であり、実施例4と異
なる点は、補助電極94として、互に平行に延びる1対
の電極に代えて、電極93よりもやや大径の開口部を有
する電極を採用し、開口部に電極93を位置させた点の
みである。
[Embodiment 5] FIG. 6 is a schematic side view showing a main part of still another embodiment of the position detecting apparatus of the present invention. The difference from Embodiment 4 is that auxiliary electrodes 94 extend in parallel with each other. Instead of the pair of electrodes, an electrode having an opening having a diameter slightly larger than that of the electrode 93 is adopted, and the electrode 93 is located in the opening.

【0027】したがって、この実施例の場合には、回転
体91の等価的に接地された状態になる部分を増加させ
ることができるとともに、電極93に正対する部分から
ある程度離れた位置を全方向にわたって等価的な接地状
態にでき、可変容量コンデンサ4同士の干渉を一層確実
に排除できる。尚、実施例3から実施例5においても、
実施例2と同様に互に並列接続された複数の電極で可変
容量コンデンサ群4gを構成することが可能である。も
ちろん、実施例3から実施例5は突出部92を有してい
ないのであるから、各電極93が突出部92に対応する
のではなく、各実施例の該当する構成部分に対応するこ
とになる。
Therefore, in the case of this embodiment, it is possible to increase the equivalently grounded portion of the rotating body 91, and to extend in all directions at a position apart from the portion directly facing the electrode 93. An equivalent grounding state can be achieved, and interference between the variable capacitors 4 can be eliminated more reliably. In addition, even in the third to fifth embodiments,
As in the second embodiment, it is possible to configure the variable capacitance capacitor group 4g with a plurality of electrodes connected in parallel with each other. Of course, since the third to fifth embodiments do not have the projecting portion 92, each electrode 93 does not correspond to the projecting portion 92, but corresponds to the corresponding component of each embodiment. .

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、距離が
小さくなった可変容量コンデンサのみが位置検出を行な
うに足る静電容量を有し、他の全ての可変容量コンデン
サは静電容量が実質的に0になるので、可変容量コンデ
ンサ同士の干渉を阻止でき、ひいては、他の可変容量コ
ンデンサとの干渉を受けない高精度の位置検出を達成で
きるという特有の効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, only the variable capacitors having a reduced distance have sufficient electrostatic capacity for position detection, and all other variable capacitors have electrostatic capacities. Is substantially 0, the interference between the variable capacitors can be prevented, and a highly accurate position detection can be achieved without interference with other variable capacitors.

【0029】請求項2の発明は、全ての可変容量コンデ
ンサ同士が電気的に分離されるので、可変容量コンデン
サ同士の干渉を未然に阻止でき、ひいては、他の可変容
量コンデンサとの干渉を受けない高精度の位置検出を達
成できるという特有の効果を奏する。請求項3の発明
は、アース用補助電極と回転体とで構成されるコンデン
サの静電容量が著しく大きくなり、等価的に回転体の該
当部分を接地状態にできるので、等価的な接地状態部分
により可変容量コンデンサ同士が分離され、可変容量コ
ンデンサ同士の干渉を阻止でき、ひいては、他の可変容
量コンデンサとの干渉を受けない高精度の位置検出を達
成できるという特有の効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, since all the variable capacitors are electrically separated from each other, the interference between the variable capacitors can be prevented, and the interference with the other variable capacitors is prevented. It has a unique effect of achieving highly accurate position detection. According to the invention of claim 3, the capacitance of the capacitor composed of the auxiliary electrode for grounding and the rotating body becomes remarkably large, and the corresponding portion of the rotating body can be grounded equivalently. With this, the variable capacitors are separated from each other, so that the interference between the variable capacitors can be prevented, and as a result, highly accurate position detection can be achieved without being interfered with other variable capacitors.

【0030】請求項4の発明は、互に協動する複数の可
変容量コンデンサで1つの可変容量コンデンサ群を構成
するのであるから、位置検出信号の空間分解能を向上で
き、ひいては高感度の位置検出を達成できるという特有
の効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, since a plurality of variable capacitors that cooperate with each other constitute one variable capacitor group, it is possible to improve the spatial resolution of the position detection signal, which in turn results in highly sensitive position detection. Has the unique effect of achieving

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の位置検出装置の一実施例の要部を示
す概略横断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an embodiment of a position detecting device of the present invention.

【図2】この発明の位置検出装置の他の実施例の要部を
示す概略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing the main parts of another embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図3】この発明の位置検出装置のさらに他の実施例の
要部を示す概略縦断面図である。
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a main part of still another embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図4】この発明の位置検出装置のさらに他の実施例の
要部を示す概略縦断面図である。
FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing a main part of still another embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図5】同上要部側面図である。FIG. 5 is a side view of the main part of the same.

【図6】この発明の位置検出装置のさらに他の実施例の
要部を示す概略側面図である。
FIG. 6 is a schematic side view showing a main part of still another embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図7】この発明の位置検出装置の適用例を示す電気回
路図である。
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing an application example of the position detecting device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4,可変容量コンデンサ 4g 可変容量コンデンサ
群 91 回転体 91a,91b,91c,91d 回転体構成部分 92 突出部 93 可変容量コンデンサの他方の電
極 94 補助電極
4, Variable Capacitor 4g Variable Capacitor Group 91 Rotating Body 91a, 91b, 91c, 91d Rotating Body Constituent Section 92 Projection 93 Other Electrode of Variable Capacitor 94 Auxiliary Electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性の回転体(91)と、該回転体
(91)の表面に近接して設けられた複数の電極(9
3)とで複数の可変容量コンデンサ(4)を形成し、該
可変容量コンデンサ(4)に電圧を印加して回転体(9
1)の位置変位に追従して変化する容量を検出し、前記
回転体(91)の位置検出信号を得る回転体の位置検出
装置において、回転体(91)の所定位置に、何れかの
可変容量コンデンサ(4)の電極(93)に正対した状
態において該電極(93)との距離を、他の可変容量コ
ンデンサ(4)の他方の電極(93)との距離よりも小
さくすべく少なくとも1つの突出部(92)および/ま
たは凹入部が形成されてあることを特徴とする回転体の
位置検出装置。
1. A conductive rotating body (91) and a plurality of electrodes (9) provided close to the surface of the rotating body (91).
3) and a plurality of variable capacitors (4) are formed, and a voltage is applied to the variable capacitors (4) to rotate the rotating body (9).
In the position detecting device for a rotating body, which detects a capacitance that changes following the position displacement of 1) and obtains a position detection signal of the rotating body (91), any one of the variable positions is set at a predetermined position of the rotating body (91). At least the distance between the capacitor (4) and the other electrode (93) of the other variable capacitor (4) should be smaller than the distance between the electrode (93) and the other electrode (93) of the variable capacitor (4). A position detecting device for a rotating body, wherein one protrusion (92) and / or a recess is formed.
【請求項2】 導電性の回転体(91)と、該回転体
(91)の表面に近接して設けられた複数の電極(9
3)とで複数の可変容量コンデンサ(4)を形成し、該
可変容量コンデンサ(4)に電圧を印加して回転体(9
1)の位置変位に追従して変化する容量を検出し、前記
回転体(91)の位置検出信号を得る回転体の位置検出
装置において、回転体(91)の軸方向の所定範囲を互
に他の部分から電気的に絶縁された複数の回転体構成部
分(91a)(91b)(91c)(91d)で構成す
るとともに、1の回転体構成部分と正対する所定位置に
1の電極(93)を配置してあることを特徴とする回転
体の位置検出装置。
2. A conductive rotating body (91) and a plurality of electrodes (9) provided close to the surface of the rotating body (91).
3) and a plurality of variable capacitors (4) are formed, and a voltage is applied to the variable capacitors (4) to rotate the rotating body (9).
In the position detecting device for a rotating body, which detects a capacitance that changes in accordance with the position displacement of 1) and obtains a position detection signal of the rotating body (91), a predetermined range in the axial direction of the rotating body (91) is mutually offset. It is composed of a plurality of rotary body constituent parts (91a) (91b) (91c) (91d) electrically insulated from other portions, and one electrode (93) is provided at a predetermined position facing one rotary body constituent part. ) Is arranged, the position detecting device for the rotating body.
【請求項3】 導電性の回転体(91)と、該回転体
(91)の表面に近接して設けられた複数の電極(9
3)とで複数の可変容量コンデンサ(4)を形成し、該
可変容量コンデンサ(4)に電圧を印加して回転体(9
1)の位置変位に追従して変化する容量を検出し、前記
回転体(91)の位置検出信号を得る回転体の位置検出
装置において、各電極(93)を回転体(91)に近接
した状態で配置された大面積のアース用補助電極(9
4)で包囲してあることを特徴とする回転体の位置検出
装置。
3. A conductive rotating body (91) and a plurality of electrodes (9) provided close to the surface of the rotating body (91).
3) and a plurality of variable capacitors (4) are formed, and a voltage is applied to the variable capacitors (4) to rotate the rotating body (9).
In the position detecting device for a rotating body, which detects the capacitance that changes following the position displacement of 1) and obtains the position detection signal of the rotating body (91), each electrode (93) is brought close to the rotating body (91). A large area auxiliary electrode for earth (9
4) A position detecting device for a rotating body, which is surrounded by
【請求項4】 導電性の回転体(91)と、電気的に接
続された複数の隣接する電極(93)とで互に協動する
1の可変容量コンデンサ群(4g)を形成してある請求
項1から請求項3の何れかに記載の回転体の位置検出装
置。
4. A variable capacitance capacitor group (4g) that cooperates with a conductive rotating body (91) and a plurality of electrically connected adjacent electrodes (93). The position detecting device for a rotating body according to any one of claims 1 to 3.
JP29861792A 1992-11-09 1992-11-09 Position detector for rotary body Pending JPH06147813A (en)

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JP29861792A JPH06147813A (en) 1992-11-09 1992-11-09 Position detector for rotary body

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ID=17862050

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009526209A (en) * 2006-02-08 2009-07-16 ライカ・ゲオジステームス・アクチェンゲゼルシャフト Angle measuring instrument

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