JPH0821744A - 回転位置検出器 - Google Patents

回転位置検出器

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JPH0821744A
JPH0821744A JP15696094A JP15696094A JPH0821744A JP H0821744 A JPH0821744 A JP H0821744A JP 15696094 A JP15696094 A JP 15696094A JP 15696094 A JP15696094 A JP 15696094A JP H0821744 A JPH0821744 A JP H0821744A
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JP
Japan
Prior art keywords
rectifying
coil pattern
smoothing circuit
output signal
output
Prior art date
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Application number
JP15696094A
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English (en)
Inventor
Motosumi Yura
元澄 由良
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確な2相信号が出力でき、かつ容易に取付
けができる回転位置検出器の提供を目的とする。 【構成】 基板上に形成されたコイルパターンに交流電
圧を印加し、ギアの回転位置に応じてこの交流電圧によ
って流れる電流値が変化することを利用して位置検出信
号を出力する。また、ギアのピッチλに対して1/2周
期ずらした2つのコイルパターンの出力信号の平均値を
検出し、この平均値に応じて自動的にコイルパターンに
印加する交流電圧の大きさを可変する。 【効果】 温度変化等に対して特性変化が少なく、また
素子ごとの特性ばらつきが少ないので正確な2相信号が
出力できる。また、ギャップの大小に因らず一定の2相
信号が出力できるので、ギャップの調整作業が簡単にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸の回転
位置検出や回転速度検出等に使用され、特に回転速度に
比例した周波数の2相信号を出力する手段を有する回転
位置検出器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の回転位置検出器の内部回路
図の一例を示す。回転体であるギア1に近接して磁気抵
抗素子2a、2bおよび磁石3が配置されている。ギア
1の回転にともなって磁気抵抗素子2a、2bに鎖交す
る磁束が変化することを利用して磁気抵抗素子2a、2
bから2相信号が出力される。このような2相信号を出
力する位置検出器において2相信号は振幅を等しく、位
相差を90度に設定することが一般的であり、また直流
オフセット電圧は0に設定することが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の回転位置
検出器においては、磁気抵抗素子2a、2bは一般的に
半導体を利用したものであることが多く、温度の変化な
どによって特性が変化するため直流オフセット電圧が変
動したり、2相信号の振幅が変化して等しくなくなると
いう現象が発生する。その結果、位置検出を正確に行な
えないという課題があった。
【0004】また、前述の従来の回転位置検出器におい
ては磁気抵抗素子2a、2bとギア1との間のギャップ
によって出力される2相信号の振幅が変化するため、所
望の2相信号出力を得るためにはこのギャップを正確に
調整する必要があり、回転位置検出器の取付けが容易に
できないという課題があった。本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、本発明は正確な2相信
号が出力でき、かつ容易に取付けができる回転位置検出
器の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転速度に比
例した周波数の2相信号を出力する手段を有する回転位
置検出器において、円周上に一定のピッチλの凹凸を備
えたギアと、前記ギアの円周に相対して配置された基板
と、前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔で導電体に
より形成された第1のコイルパターンと、前記基板上に
前記ピッチλに等しい間隔で導電体により形成され、前
記第1のコイルパターンとλ/2だけずらして配置され
た第2のコイルパターンと、前記基板上に前記ピッチλ
に等しい間隔で導電体により形成され、前記第1のコイ
ルパターンとλ/4だけずらして配置された第3のコイ
ルパターンと、前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔
で導電体により形成され、前記第3のコイルパターンと
λ/2だけずらして配置された第4のコイルパターン
と、前記第1、第2、第3、第4のコイルパターンに交
流電圧を印加する発振回路と、前記第1のコイルパター
ンに流れる電流の振幅値を検出する第1の整流平滑回路
と、前記第2のコイルパターンに流れる電流の振幅値を
検出する第2の整流平滑回路と、前記第3のコイルパタ
ーンに流れる電流の振幅値を検出する第3の整流平滑回
路と、前記第4のコイルパターンに流れる電流の振幅値
を検出する第4の整流平滑回路と、前記第1の整流平滑
回路の出力信号と第2の整流平滑回路の出力信号とを差
動増幅して第1の位置検出信号を出力する第1の増幅器
と、前記第3の整流平滑回路の出力信号と第4の整流平
滑回路の出力信号とを差動増幅して第2の位置検出信号
を出力信号する第2の増幅器と、前記第1の整流平滑回
路の出力信号と第2の整流平滑回路の出力信号との平均
値または前記第3の整流平滑回路の出力信号と第4の整
流平滑回路の出力信号との平均値を出力する第3の増幅
器と、前記第3の増幅器の出力信号に応じて前記発振回
路の出力信号の大きさを可変する手段と、を備えたこと
を特徴とする。
【0006】
【作用】本発明の回転位置検出器においては、ギアの円
周に相対して配置された基板上に形成されたコイルパタ
ーンに交流電圧を印加し、ギアの回転位置に応じてこの
交流電圧によって流れる電流値が変化することを利用し
て位置検出信号を出力している。また、ギアのピッチλ
に対して1/2周期ずらした2つのコイルパターンの出
力信号を平均することによって、ギアとコイルパターン
との間のギャップを検出している。この検出されたギャ
ップに応じて自動的にコイルパターンに印加する交流電
圧の大きさを可変することによって、ギャップの大小に
因らず常に一定の2相信号が出力できる。
【0007】
【実施例】図1は本発明に係る回転位置検出器の一実施
例のシステム構成を示す。5a、5b、5c、5dは基
板10の上に印刷された銅箔によって形成されたコイル
パターンであり、それぞれギア1の凹凸に相対するよう
に互いに位置をずらして印刷されている。このコイルパ
ターン5a、5b、5c、5dの位置関係を図2に示
す。ギア1の円周に設けられた凹凸のピッチをλとする
とコイルパターン5aとコイルパターン5bはλ/2、
コイルパターン5cとコイルパターン5dはλ/2、コ
イルパターン5aとコイルパターン5cはλ/4だけそ
れぞれずらしてある。
【0008】図3はコイルパターン5a、5b、5c、
5dおよび基板10とギア1との位置関係を示す斜視図
である。ただし、実際の取付け状態では基板10とギア
1とは十分に近接して配置されるが、この図3では説明
のため離して示してある。この図の状態においてはコイ
ルパターン5aはちょうどギア1の凸部に向かい合う位
置にあり、コイルパターン5bは逆に凹部に向かい合っ
ている。この状態で、コイルパターン5aおよびコイル
パターン5bを高周波電圧で励磁するとコイルパターン
5aによって発生する磁束によってギア1の凸部には渦
電流が流れる。またコイルパターン5bによって発生す
る磁束に対してはギア1の凹部が離れていることから渦
電流は発生しない。この結果、コイルパターン5aには
電流が流れ、コイルパターン5bには電流が流れないの
で、この電流を変換することによってギア1の回転位置
が検出される。
【0009】図1において、発振器6はコイルパターン
5a、5bを励磁する10MHz程度の交流電圧を発生
する。なお、その出力波形は方形波でも正弦波でも構わ
ない。この交流電圧によってコイルパターン5a、5b
には交流電流が流れるので整流平滑回路8a、8bによ
って、この交流電流の振幅を検出している。図4にギア
1が回転している場合のコイルパターン5aに流れる交
流電流波形、整流平滑回路8a、8bの出力電圧波形を
示す。この図のようにギア1の回転にともなってコイル
パターン5aに流れる交流電流は、その振幅が変化し、
整流平滑回路8a、8bの出力信号にはギア1の回転に
応じた脈流電圧が現われる。ここでコイルパターン5a
とコイルパターン5bは前記のようにギア1の凹凸に対
して1/2周期だけずらして配置されることから、整流
平滑回路8aと8bの出力信号は位相が1/2周期ずれ
た脈流となる。図1のオペアンプ9aは整流平滑回路8
a、8bの出力電圧を差動増幅して交流の位置検出信号
つまりA相出力信号を得ている。コイルパターン5c、
5dはコイルパターン5a、5bに対してλ/4だけず
らして配置されていることから前記と同様な回路によっ
て得られる位置検出信号つまりB相出力信号はA相出力
信号に対してちょうど1/4周期だけ位相が異なる。
【0010】図1のオペアンプ9bは整流平滑回路8a
と8bの出力信号の平均値とツェナーダイオード11の
発生する基準電圧との差を積分する積分器である。この
積分器は本発明の必須の構成ではないが、可変ゲインコ
ントロールを行なうときは、一般的に積分器が設けられ
ているものである。この積分器の出力信号は可変ゲイン
アンプ7に入力され、整流平滑回路8aと8bの出力信
号の平均値が基準電圧に対して低い場合には出力電圧を
大きくするように動作する。もし、ギア1とコイルパタ
ーン5a、5bとのギャップが大きい場合にはコイルパ
ターン5aに流れる電流、コイルパターン5bに流れる
電流がどちらも小さくなるので、整流平滑回路8aと8
bの出力信号の平均値が小さくなる。そこでギャップが
小さい場合には励磁する交流電圧を大きくするよう動作
し、結果として常に同じ大きさの出力信号を得ることが
できる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、基板上に印刷等によって形成されたコイルパターン
に交流電圧を印加し、ギアの回転位置に応じてこのコイ
ルパターンに流れる電流値が変化することを利用して位
置検出信号を出力しているので、従来の半導体を利用し
た回転位置検出器に比べて温度変化等に対して特性変化
が少なく、また素子ごとの特性ばらつきが少ないので正
確な2相信号が出力できる。また、ギアのピッチλに対
して1/2周期ずらした2つのコイルパターンの出力信
号を平均することによって、ギアとコイルパターンとの
間のギャップを検出し、この検出されたギャップに応じ
て自動的にコイルパターンに印加する交流電圧の大きさ
を可変することによって、ギャップの大小に因らず常に
一定の2相信号が出力できる。その結果、ギャップの調
整作業が簡単になるので回転位置検出器の取付けが容易
にできる。
【0012】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転位置検出器の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】本発明に係る回転位置検出器のコイルパターン
5a、5b、5c、5dの位置関係を示す図である。
【図3】コイルパターン5a、5b、5c、5dおよび
基板10とギア1との位置関係を示す斜視図である。
【図4】コイルパターン5aに流れる交流電流波形、整
流平滑回路8a、8bの出力電圧波形を示す図である。
【図5】従来の回転位置検出器の内部回路の一例を示す
図である。
【符号の説明】
1 ギア 2a,2b 磁気抵抗素子 3 磁石 4a,4b オペアンプ 5a,5b,5c,5d コイルパターン 6 発振器 7 可変ゲインアンプ 8a,8b 整流平滑回路 9a,9b オペアンプ 10 基板 11 ツェナーダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転速度に比例した周波数の2相信号を
    出力する手段を有する回転位置検出器において、 円周上に一定のピッチλの凹凸を備えたギアと、 前記ギアの円周に相対して配置された基板と、 前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔で導電体により
    形成された第1のコイルパターンと、 前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔で導電体により
    形成され、前記第1のコイルパターンとλ/2だけずら
    して配置された第2のコイルパターンと、 前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔で導電体により
    形成され、前記第1のコイルパターンとλ/4だけずら
    して配置された第3のコイルパターンと、 前記基板上に前記ピッチλに等しい間隔で導電体により
    形成され、前記第3のコイルパターンとλ/2だけずら
    して配置された第4のコイルパターンと、 前記第1、第2、第3、第4のコイルパターンに交流電
    圧を印加する発振回路と、 前記第1のコイルパターンに流れる電流の振幅値を検出
    する第1の整流平滑回路と、 前記第2のコイルパターンに流れる電流の振幅値を検出
    する第2の整流平滑回路と、 前記第3のコイルパターンに流れる電流の振幅値を検出
    する第3の整流平滑回路と、 前記第4のコイルパターンに流れる電流の振幅値を検出
    する第4の整流平滑回路と、 前記第1の整流平滑回路の出力信号と第2の整流平滑回
    路の出力信号とを差動増幅して第1の位置検出信号を出
    力する第1の増幅器と、 前記第3の整流平滑回路の出力信号と第4の整流平滑回
    路の出力信号とを差動増幅して第2の位置検出信号を出
    力する第2の増幅器と、 前記第1の整流平滑回路の出力信号と第2の整流平滑回
    路の出力信号との平均値または前記第3の整流平滑回路
    の出力信号と第4の整流平滑回路の出力信号との平均値
    を出力する第3の増幅器と、 前記第3の増幅器の出力信号に応じて前記発振回路の出
    力信号の大きさを可変する手段と、 を備えたことを特徴とする回転位置検出器。
JP15696094A 1994-07-08 1994-07-08 回転位置検出器 Pending JPH0821744A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002513142A (ja) * 1998-04-28 2002-05-08 データ インダストリアル コーポレイション フローセンサー
US7049924B2 (en) 2004-06-30 2006-05-23 Okuma Corporation Electromagnetic induction type position sensor
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