JPH09236453A - Pole sensor - Google Patents

Pole sensor

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Publication number
JPH09236453A
JPH09236453A JP4300996A JP4300996A JPH09236453A JP H09236453 A JPH09236453 A JP H09236453A JP 4300996 A JP4300996 A JP 4300996A JP 4300996 A JP4300996 A JP 4300996A JP H09236453 A JPH09236453 A JP H09236453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
light
track
window
tracks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4300996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Arinaga
雄司 有永
Kouji Suzuki
嚆二 鈴木
Koji Nakajima
耕二 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP4300996A priority Critical patent/JPH09236453A/en
Publication of JPH09236453A publication Critical patent/JPH09236453A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pole sensor wherein slit tracks on a rotary slit disk are less and photo-detecting elements are assigned in a centralized manner. SOLUTION: On a rotary slit disk 1, a U-phase slit track 11, a U'-phase slit track 12, a V-phase/W'-phase slit track 13 and a V'-phase/W-phase slit 14 wherein a light/dark slit pattern comprising a light reflection part and a light transmission part is farmed with central angle 45 deg. are assigned. Meanwhile, on a fixed slit disk 2, are a U-phase slit window 21, a U'-phase slit window 22, a V-phase slit window 23, a V'-phase slit window 24, a W-phase slit window 25 and a W'-phase slit window 26 are formed within the range of central angle 15 deg..

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学式変位検出器に
関し、特に3相のモータの磁極位置を検出するポールセ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical displacement detector, and more particularly to a pole sensor for detecting the magnetic pole position of a three-phase motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ACサーボモータ等の磁極位置を
検出するポールセンサは、図6に示すように、ACサー
ボモータ7の回転シャフト6に連結された回転スリット
ディスク1’と、光源3と、固定スリットディスク2’
と、受光素子4と、信号処理回路5で構成されていた。
ここで、光源3と固定スリットディスク2’と受光素子
4はモータ7のステータ側に固定されている。ACサー
ボモータ7の磁極数Pを8とした場合、回転スリットデ
ィスク1’には、図7(1)に示すように、中心角45
°の光透過部と光反射部の明暗のスリットパターンが形
成されたU相スリットトラック81とU’相(U相と1
80°位相が異なる相を表わす)スリットトラック82
とV相スリットトラック83とV’相スリット(V相と
180°位相が異なる相を表わす)スリットトラック8
4とW相スリットトラック85とW’相(W相と180
°位相が異なる相を表わす)スリットトラック86が設
けられ、固定スリットディスク2’には、図7(2)に
示すように、それぞれU相スリットトラック81、U’
相スリットトラック82、V相スリットトラック83、
V’相スリットトラック84、W相スリットトラック8
5、W’相スリットトラック86と対面するようにU相
スリット窓91、U’相スリット窓92、V相スリット
窓93、V’相スリット窓94、W相スリット窓95、
W’相スリット窓96が形成されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a pole sensor for detecting a magnetic pole position of an AC servomotor or the like, as shown in FIG. 6, has a rotary slit disk 1'connected to a rotary shaft 6 of an AC servomotor 7, a light source 3 and a rotary slit disk 1 '. , Fixed slit disc 2 '
And the light receiving element 4 and the signal processing circuit 5.
Here, the light source 3, the fixed slit disk 2 ′ and the light receiving element 4 are fixed to the stator side of the motor 7. When the number of magnetic poles P of the AC servomotor 7 is 8, the rotary slit disk 1'has a central angle of 45 as shown in FIG. 7 (1).
Of the U-phase slit track 81 and the U'phase (U phase and 1
Slit track 82 which represents a phase having a phase difference of 80 °)
And V-phase slit track 83 and V'-phase slit (representing a phase different from V-phase by 180 °) slit track 8
4 and W phase slit track 85 and W'phase (W phase and 180
A slit track 86, which represents phases having different phases, is provided, and the fixed slit disk 2 ′ has U-phase slit tracks 81 and U ′, respectively, as shown in FIG. 7B.
Phase slit track 82, V phase slit track 83,
V'phase slit track 84, W phase slit track 8
5, a U-phase slit window 91, a U'-phase slit window 92, a V-phase slit window 93, a V'-phase slit window 94, a W-phase slit window 95, so as to face the W'-phase slit track 86.
The W'phase slit window 96 was formed.

【0003】光源3から出射された光線31は、回転ス
リットディスク1’上の、モータ極極数とU、V、W相
の磁極位置に合わせたスリットトラックのスリットパタ
ーンを透過し、さらに固定スリットディスク2’上のス
リット窓を透過し、対応する受光素子4で受光され、電
流信号に変換される。各受光素子4の電流信号は信号処
理回路5で電圧信号に変換され、差動増幅され、矩形波
信号に変換されて、ACサーボモータ7の磁極位置が検
出される。
A light beam 31 emitted from a light source 3 passes through a slit pattern of a slit track on the rotating slit disk 1'according to the number of poles of a motor and the magnetic pole positions of U, V and W phases, and further a fixed slit disk. The light passes through the slit window on 2 ', is received by the corresponding light receiving element 4, and is converted into a current signal. The current signal of each light receiving element 4 is converted into a voltage signal by the signal processing circuit 5, differentially amplified, and converted into a rectangular wave signal, and the magnetic pole position of the AC servomotor 7 is detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のポール
センサは、固定スリットディスクのスリット窓をできる
だけ集約して配置するため、回転スリットディスク上の
スリットトラックが6個必要となり、径方向にサイズが
大きくなるという問題があった。また、回転スリットデ
ィスク上のスリットトラックを、図8(1)に示すよう
に、U相、V相、W相スリットトラック101とU’
相、V’相、W’相スリットトラック102と最も少な
い2個にした場合、U相、V相、W相の信号を差動で検
出するためには、極極数を8として、図8(2)に示す
ように、固定スリットディスク2’上のU相スリット窓
111、U’相スリット窓112、V相スリット11
3、V’相スリット窓114、W相スリット窓115、
W’相スリット窓116と、光源3と、受光素子4を機
械角±240°/P=±30°の範囲内に配置しなけれ
ばならないため、信頼性が下がり、信頼性を上げようと
するコストアップになるという問題点があった。
In the conventional pole sensor described above, since the slit windows of the fixed slit disk are arranged as centrally as possible, six slit tracks on the rotary slit disk are required, and the size in the radial direction is reduced. There was a problem of getting bigger. Further, as shown in FIG. 8 (1), the slit tracks on the rotary slit disk are U-phase, V-phase, W-phase slit tracks 101 and U ′.
In the case where the number of phase tracks, the V ′ phase, and the W ′ phase slit tracks 102 is set to a minimum of two, in order to differentially detect the signals of the U phase, V phase, and W phase, the number of poles is set to 8 and FIG. As shown in 2), a U-phase slit window 111, a U′-phase slit window 112, a V-phase slit 11 on the fixed slit disk 2 ′.
3, V'phase slit window 114, W phase slit window 115,
Since the W'phase slit window 116, the light source 3, and the light receiving element 4 have to be arranged within the range of mechanical angle ± 240 ° / P = ± 30 °, the reliability is lowered and the reliability is to be improved. There was a problem that the cost would increase.

【0005】本発明の目的は、回転スリットディスク上
のスリットトラックが少なく、かつ受光素子が集約して
配置されたポールセンサを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pole sensor in which the number of slit tracks on the rotary slit disk is small and the light receiving elements are collectively arranged.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1のポールセ
ンサは、モータの回転シャフトに固定され、モータの磁
極位置と同期したスリットパターンを有する回転スリッ
トディスクであって、その半径方向に環状の第1、第
2、第3、第4の4本のスリットトラックが配置され、
各スリットトラックは中心角360°/P(Pは前記モ
ータの磁極数)ずつ分割されて光反射部、光透過部の明
暗のスリットパターンが形成され、第2のスリットトラ
ックのスリットパターンは第1のスリットトラックのス
リットパターンに対して中心角で360°/Pずれ、第
3のスリットトラックのスリットパターンは第1のスリ
ットトラックのスリットパターンに対して中心角で18
0°/Pずれ、第4のスリットトラックのスリットパタ
ーンは第1のスリットトラックのスリットパターンに対
して第2、第3のスリットトラックのスリットパターン
とは反対方向に中心角で180°/Pずれている回転ス
リットディスクと、光源と、前記回転スリットディスク
と対向するように固定して設けられ、前記回転スリット
ディスクの中心軸線上の点を中心とする第1の直線上に
あって,それぞれ第1、第2のスリットトラックの光透
過部を透過した光線が入射するか、または前記光源から
の光線を通過させてそれぞれ第1、第2のスリットトラ
ックへ入射させる第1、第2のスリット窓と、前記点を
中心とし、第1の直線と60°/Pの角度をなす第2の
直線上にあって、それぞれ第3、第4のスリットトラッ
クの透過部を透過した光線が入射するか、または前記光
源からの光線を通過させてそれぞれ第3、第4のスリッ
トトラックへ入射させる第3、第4のスリット窓と、前
記点を中心として、第1の直線と第2の直線とは反対方
向に60°/Pの角度をなす第3の直線上にあって、そ
れぞれ第3、第4のスリットトラックの光透過部を透過
した光源が入射するか、または前記光源からの光線を通
過させてそれぞれ第3、第4のスリットトラックへ入射
させる第6、第5のスリット窓が形成されている固定ス
リットディスクと、第1のスリットトラックの光透過部
と第1の窓、第2のスリットトラックの光透過部と第2
の窓、第3のスリットトラックの光透過部と第3の窓、
第4のスリットトラックの光透過部と第4の窓、第4の
スリットトラックの光透過部と第5の窓、第3のスリッ
トトラックの光透過部と第6の窓をそれぞれ通過した前
記光源からの光線を受光し、電気信号に変換する第1、
第2、第3、第4、第5、第6の受光素子と、第1、第
2、第3、第4、第5、第6の受光素子から出力された
電気信号を処理して3相の各信号を出力する信号処理回
路とを有する。
A first pole sensor of the present invention is a rotary slit disk fixed to a rotary shaft of a motor and having a slit pattern synchronized with a magnetic pole position of the motor, and having an annular shape in a radial direction thereof. The first, second, third, and fourth slit tracks of
Each slit track is divided by a central angle of 360 ° / P (P is the number of magnetic poles of the motor) to form bright and dark slit patterns of the light reflecting portion and the light transmitting portion, and the slit pattern of the second slit track is the first. The center angle of the slit pattern of the slit track is 360 ° / P, and the slit pattern of the third slit track is 18 degrees at the center angle with respect to the slit pattern of the first slit track.
0 ° / P shift, the slit pattern of the fourth slit track is 180 ° / P at the central angle in the direction opposite to the slit patterns of the second slit slit track and the slit pattern of the third slit track. The rotating slit disc, the light source, and the fixed slit fixed so as to face the rotating slit disc are on a first straight line centered on a point on the central axis of the rotating slit disc. First and second slit windows in which a light ray transmitted through the light transmitting portions of the first and second slit tracks is incident, or a light ray from the light source is passed and is incident on the first and second slit tracks, respectively. And the second straight line centered on the above point and forming an angle of 60 ° / P with the first straight line and transmitted through the transparent portions of the third and fourth slit tracks, respectively. The third and fourth slit windows for making the light beam incident or for making the light beam from the light source pass and respectively enter the third and fourth slit tracks, and the first straight line and the first straight line with the point as the center. The light source which is on the third straight line forming an angle of 60 ° / P in the direction opposite to the straight line of 2 and has respectively passed through the light transmitting portions of the third and fourth slit tracks is incident, or From the first slit track, the fixed slit disk having the sixth and fifth slit windows for allowing the light beam from the first slit track to be incident on the third and fourth slit tracks, respectively. The window, the light transmitting portion of the second slit track and the second
Window, the light transmitting portion of the third slit track and the third window,
The light source that has passed through the light transmitting portion of the fourth slit track and the fourth window, the light transmitting portion of the fourth slit track and the fifth window, and the light transmitting portion of the third slit track and the sixth window, respectively. First, to receive the light beam from the
The electric signals output from the second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements are processed to 3 And a signal processing circuit that outputs each phase signal.

【0007】本発明の第2のポールセンサは、モータの
回転シャフトに固定され、前記モータの磁極位置と同期
したスリットパターンを有する回転スリットディスクで
あって、その半径方向に環状の第1、第2、第3、第4
の4本のスリットトラックが配置され、各スリットトラ
ックは中心角360°/P(Pは前記モータの磁極数)
ずつ分割されて光反射部、非光反射部の明暗のスリット
パターンが形成され、第2のスリットトラックのスリッ
トパターンは第1のスリットトラックのスリットパター
ンに対して中心角で360°/Pずれ、第3のスリット
トラックのスリットパターンは第1のスリットトラック
のスリットパターンに対して中心角で180°/Pず
れ、第4のスリットトラックのスリットパターンは第1
のスリットトラックのスリットパターンに対して第2、
第3のスリットトラックのスリットパターンとは反対方
向に中心角で180°/Pずれている回転スリットディ
スクと、前記回転スリットディスクと距離L1 だけ離れ
て位置する光源と、前記回転スリットディスクと前記光
源の間に、前記回転スリットディスクから距離L0 だけ
離れて固定して設けられ、前記光源の光軸から前記回転
スリットディスクの中心軸線に向かう方向に距離r0
k・r1 (ただし、k=(L1 −L 0 )/L1 ,r1
前記光源の光軸と前記回転スリットディスクの中心軸線
間の距離)の点を中心とする第1の直線上の、前記点か
らそれぞれ第1、第2のスリットトラックのトラック半
径に定数kを乗じた距離に位置して、前記光源からの光
線を通過させて、それぞれ第1、第2のスリットトラッ
クへ入射させる第1、第2のスリット窓と、前記点を中
心とし、第1の直線と60°/Pの角度をなす第2の直
線上の、前記点からそれぞれ第3、第4のスリットトラ
ックのトラック半径に定数kを乗じた距離に位置して、
前記光源からの光線を通過させてそれぞれ第3、第4の
スリットトラックへ入射させる第3、第4のスリット窓
と、前記点を中心として、第1の直線と第2の直線とは
反対方向に60°/Pの角度をなす第3の直線上の、前
記点からそれぞれ第3、第4のスリットトラクのトラッ
ク半径に定数kを乗じた距離に位置して、前記光源から
の光線を通過させてそれぞれ第3、第4のスリットトラ
ックへ入射させる第6、第5のスリット窓が形成されて
いる固定スリットディスクと、第1の窓を通過した後、
第1のスリットトラックの光反射部で反射された光線、
第2の窓を通過した後、第2のスリットトラックの光反
射部で反射された光線、第3の窓を通過した後、第3の
スリットトラックの光反射部で反射された光線、第4の
窓を通過した後、第4のスリットトラックの光反射部で
反射された光線、第5の窓を通過した後、第4のスリッ
トトラックの光反射部で反射された光線、第6の窓を通
過した後、第3のスリットトラックの光反射部で反射さ
れた光線をそれぞれ受光し、電気信号に変換する第1、
第2、第3、第4、第5、第6の受光素子と、第1、第
2、第3、第4、第5、第6の受光素子から出力された
電気信号を処理して3相の各信号を出力する信号処理回
路とを有する。
The second pole sensor of the present invention is a motor for a motor.
Fixed to the rotating shaft and synchronized with the magnetic pole position of the motor
With a rotating slit disc with a slit pattern
And the first, second, third, and fourth rings that are annular in the radial direction
4 slit tracks are arranged and each slit track is
The central angle is 360 ° / P (P is the number of magnetic poles of the motor)
Light-reflective and non-light-reflective slits are divided into each
The pattern is formed and the slit of the second slit track is
The pattern is the slit pattern of the first slit track.
Angle of 360 ° / P with respect to
The track slit pattern is the first slit track
180 ° / P at the central angle with respect to the slit pattern of
And the slit pattern of the fourth slit track is the first
Second to the slit pattern of the slit track of
Opposite to the slit pattern of the third slit track
Rotating slit disc with a central angle of 180 ° / P
Disk, the distance L from the rotary slit disk1 Just apart
Positioned light source, the rotating slit disk and the light
A distance L from the rotating slit disc between the sources.0 Only
It is fixed and provided away from the optical axis of the light source.
Distance r in the direction toward the central axis of the slit disk0 =
k ・ r1 (However, k = (L1 -L 0 ) / L1 , R1 Is
The optical axis of the light source and the central axis of the rotating slit disk
On the first straight line centered on the point
The track halves of the first and second slit tracks, respectively.
The light from the light source located at a distance obtained by multiplying the diameter by a constant k
Pass the wire through the first slit track and the second slit track, respectively.
The first and second slit windows to be incident on the
A second straight line that forms an angle of 60 ° / P with the first straight line
Third and fourth slit tigers on the line from the points
Located at a distance that is equal to the track radius of the track multiplied by a constant k,
A light beam from the light source is passed therethrough to generate a third light beam and a fourth light beam, respectively.
Third and fourth slit windows that enter the slit track
And the first straight line and the second straight line centering on the point
In front of the third straight line that makes an angle of 60 ° / P in the opposite direction
From the marking points, the third and fourth slit track tracks
Located at a distance obtained by multiplying the radius k by a constant k, and
Of the third slit and the fourth slit tiger respectively.
The 6th and 5th slit windows to be incident on the
After passing through the fixed slit disc and the first window,
The light rays reflected by the light reflecting portion of the first slit track,
After passing through the second window, the light reflection of the second slit track
Rays reflected by the projectile, after passing through the third window,
The light beam reflected by the light reflecting portion of the slit track, the fourth
After passing through the window, at the light reflecting part of the 4th slit track
After passing through the reflected light beam, the fifth window, the fourth slip
Light rays reflected by the light-reflecting portion of the track will pass through the sixth window.
After passing through, it is reflected by the light reflection part of the third slit track.
First, each of the received light rays is converted into an electric signal,
The second, third, fourth, fifth and sixth light receiving elements, and the first and first
Output from the second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements
Signal processing circuit that processes electrical signals and outputs three-phase signals
With the road.

【0008】本発明の第3のポールセンサは、モータの
回転シャフトに固定され、前記モータの磁極位置と同期
したスリットパターンを有する回転スリットディスクで
あって、その半径方向に環状の第1、第2、第3、第4
の4本のスリットトラックが配置され、各スリットトラ
ックは中心角360°/P(Pは前記モータの磁極数)
ずつ分割されて光反射部、非光反射部の明暗のスリット
パターンが形成され、第2のスリットトラックのスリッ
トパターンは第1のスリットトラックのスリットパター
ンに対して中心角で360°/Pずれ、第3のスリット
トラックのスリットパターンは第1のスリットトラック
のスリットパターンに対して中心角で180°/Pず
れ、第4のスリットトラックのスリットパターンは第1
のスリットトラックのスリットパターンに対して第2、
第3のスリットトラックのスリットパターンとは反対方
向に中心角で180°/Pずれている回転スリットディ
スクと、前記回転スリットディスクと距離L1 だけ離れ
て位置する光源と、前記回転スリットディスクと前記光
源の間に、前記回転スリットディスクから距離L0 だけ
離れて固定して設けられ、前記光源の光軸から前記回転
スリットディスクの中心軸線に向かう方向に距離r0
k・r1 (ただし、k=(L1 +L 0 )/L1 ,r1
前記光源の光軸と前記回転スリットディスクの中心軸線
間の距離)の点を中心とする第1の直線上の、前記点か
らそれぞれ第1、第2のスリットトラックのトラック半
径に定数kを乗じた距離に位置して、それぞれ第1、第
2のスリットトラックの光反射部で反射された前記光源
からの光線を通過させる第1、第2のスリット窓と、前
記点を中心とし、第1の直線と60°/Pの角度をなす
第2の直線上の、前記点からそれぞれ第3、第4のスリ
ットトラックのトラック半径に定数kを乗じた距離に位
置して、それぞれ第3、第4のスリットトラックの光反
射部で反射された前記光源からの光を第3、第4のスリ
ット窓と、前記点を中心として、第1の直線と第2の直
線とは反対方向に60°/Pの角度をなす第3の直線上
の、前記点からそれぞれ第3、第4のスリットトラック
のトラック半径に定数kを乗じた距離に位置して、それ
ぞれ第3、第4のスリットトラックの光反射部で反射さ
れた前記光源からの光を通過させる第6、第5のスリッ
ト窓が形成されている固定スリットディスクと、第1の
スリットラックの光反射部で反射された後、第1の窓を
通過した光線、第2のスリットトラックの光反射部で反
射された後、第2の窓を通過した光線、第3のスリット
トラックの光反射部で反射された後、第3の窓を通過し
た光線、第4のスリットトラックの光反射部で反射され
た後、第4の窓を通過した光線、第4のスリットトラッ
クの光反射部で反射された後、第5の窓を通過した光
線、第3のスリットトラックの光反射部で反射された
後、第6の窓を通過した光線をそれぞれ受光し、電気信
号に変換する第1、第2、第3、第4、第5、第6の受
光素子と、第1、第2、第3、第4、第5、第6の受光
素子から出力された電気信号を処理して3相の各信号を
出力する信号処理回路とを有する。
The third pole sensor of the present invention is a motor for a motor.
Fixed to the rotating shaft and synchronized with the magnetic pole position of the motor
With a rotating slit disc with a slit pattern
And the first, second, third, and fourth rings that are annular in the radial direction
4 slit tracks are arranged and each slit track is
The central angle is 360 ° / P (P is the number of magnetic poles of the motor)
Light-reflective and non-light-reflective slits are divided into each
The pattern is formed and the slit of the second slit track is
The pattern is the slit pattern of the first slit track.
Angle of 360 ° / P with respect to
The track slit pattern is the first slit track
180 ° / P at the central angle with respect to the slit pattern of
And the slit pattern of the fourth slit track is the first
Second to the slit pattern of the slit track of
Opposite to the slit pattern of the third slit track
Rotating slit disc with a central angle of 180 ° / P
Disk, the distance L from the rotary slit disk1 Just apart
Positioned light source, the rotating slit disk and the light
A distance L from the rotating slit disc between the sources.0 Only
It is fixed and provided away from the optical axis of the light source.
Distance r in the direction toward the central axis of the slit disk0 =
k ・ r1 (However, k = (L1 + L 0 ) / L1 , R1 Is
The optical axis of the light source and the central axis of the rotating slit disk
On the first straight line centered on the point
The track halves of the first and second slit tracks, respectively.
Located at a distance obtained by multiplying the diameter by a constant k,
The light source reflected by the light reflecting portion of the slit track 2
The first and second slit windows for passing the light rays from
Make an angle of 60 ° / P with the first straight line centering on the point
The third and fourth pickpockets from the point on the second straight line
The distance between the track radius and the constant k
The optical slits of the third and fourth slit tracks, respectively.
The light from the light source reflected by the projecting part is supplied to the third and fourth slits.
Window and a first straight line and a second straight line centered on the point
On the third straight line that makes an angle of 60 ° / P in the opposite direction to the line
From the above points, the third and fourth slit tracks, respectively.
Located at a distance equal to the track radius of x multiplied by a constant k,
The light is reflected by the light reflecting portions of the third and fourth slit tracks, respectively.
The sixth and fifth slits that allow the light emitted from the light source to pass therethrough.
Fixed slit disk with a window
After being reflected by the light reflecting part of the slit rack, open the first window
Light rays that pass through are reflected at the light reflection part of the second slit track.
Rays that have passed through the second window after being projected, the third slit
After being reflected by the light reflector of the truck, it passes through the third window
Light rays are reflected by the light reflecting portion of the fourth slit track.
After passing through the fourth window, the fourth slit trap
Light that has passed through the fifth window after being reflected by the light reflector
Line, reflected by the light reflecting part of the third slit track
After that, each of the light rays that have passed through the sixth window is received and an electric signal is received.
No. 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th
Optical element and first, second, third, fourth, fifth and sixth light receiving
The electric signal output from the element is processed and each three-phase signal is processed.
And a signal processing circuit for outputting.

【0009】回転スリットディスク上のスリットトラッ
クの数は4個であり、磁極数Pが8の場合、固定スリッ
トディスクのスリット窓は60°/8×2=15°の範
囲内にあり、受光素子が従来(図8(2))よりも集約
して配置される。なお、第1のポールセンサは光透過
型、第2、第3のポールセンサは光反射型である。前記
信号処理回路は、それぞれ第1、第2、第3、第4、第
5、第6の受光素子から出力された電流を電圧に変換す
る第1、第2、第3、第4、第5、第6の電流/電圧変
換回路と、第1と第2の電流/電圧変換回路の出力電圧
を差動増幅する第1の差動増幅回路と、第3と第4の電
流/電圧変換回路の出力電圧を差動増幅する第2の差動
増幅回路と、第5と第6の電流/電圧変換回路の出力電
圧を差動増幅する第3の差動増幅回路と、それぞれ第
1、第2、第3の差動増幅回路の出力電圧を所定の基準
電圧と比較する第1、第2、第3の比較器で構成するこ
とができる。
The number of slit tracks on the rotary slit disk is 4, and when the number of magnetic poles P is 8, the slit window of the fixed slit disk is within the range of 60 ° / 8 × 2 = 15 °, and the light receiving element is Are arranged more intensively than in the conventional case (FIG. 8 (2)). The first pole sensor is a light transmissive type, and the second and third pole sensors are a light reflective type. The signal processing circuit converts the currents output from the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements into voltages, respectively, first, second, third, fourth, and fourth. 5, a sixth current / voltage conversion circuit, a first differential amplifier circuit for differentially amplifying output voltages of the first and second current / voltage conversion circuits, and third and fourth current / voltage conversion circuits A second differential amplifier circuit that differentially amplifies the output voltage of the circuit; a third differential amplifier circuit that differentially amplifies the output voltage of the fifth and sixth current / voltage conversion circuits; It can be composed of first, second and third comparators for comparing the output voltage of the second and third differential amplifier circuits with a predetermined reference voltage.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態の
光透過型ポールセンサの構成図、図2(1)は回転スリ
ットディスク1のスリットトラックパターンを示す図、
図2(2)は固定スリットディスク2のスリット窓配置
パターンを示す図、図3は信号処理回路5の回路図、図
4(1)は各相の受光素子の出力信号の波形図、図4
(2)は比較器60、61、62の出力信号の波形図で
ある。なお、磁極数Pは8とする。本実施形態のポール
センサは回転スリットディスク1と固定スリットディス
ク2のみが図6の従来のポールセンサと異なっている。
図2(1)に示すように、回転スリットディスク1上に
は、U相スリットトラック11、U’相スリットトラッ
ク12、V相、W’相スリットトラック13、V’相、
W相スリットトラック14と4本のスリットトラックが
この順序に配置され、各スリットトラック11〜14は
いずれも360°/P=45°ずつ分割されて光反射部
と光透過部の明暗のスリットパターンが形成されてい
る。そして、U’相スリットトラック12はU相スリッ
トトラック11(基準線)に対して時計回り方向に45
°スリットパターンがずれて形成され、V相、W’相ス
リットトラック13はU相スリットトラック11に対し
て時計回り方向に180°/P=22.5°ずれてスリ
ットパターンが形成され、V’相W相スリットトラック
14はU相スリットトラック11に対して反時計回り方
向に180°/P=22.5°ずれてスリットパターン
が形成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a light transmission type pole sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (1) is a diagram showing a slit track pattern of a rotary slit disk 1.
2 (2) is a diagram showing a slit window arrangement pattern of the fixed slit disk 2, FIG. 3 is a circuit diagram of the signal processing circuit 5, FIG. 4 (1) is a waveform diagram of an output signal of the light receiving element of each phase, FIG.
(2) is a waveform diagram of the output signals of the comparators 60, 61, 62. The number of magnetic poles P is 8. The pole sensor of this embodiment is different from the conventional pole sensor of FIG. 6 only in the rotary slit disk 1 and the fixed slit disk 2.
As shown in FIG. 2A, on the rotary slit disk 1, a U-phase slit track 11, a U′-phase slit track 12, a V-phase, a W′-phase slit track 13, a V′-phase,
The W-phase slit track 14 and the four slit tracks are arranged in this order, and each of the slit tracks 11 to 14 is divided by 360 ° / P = 45 ° to form a bright and dark slit pattern of the light reflecting portion and the light transmitting portion. Are formed. Then, the U'phase slit track 12 is rotated in the clockwise direction by 45 with respect to the U phase slit track 11 (reference line).
° The slit patterns are formed deviated, and the V-phase and W′-phase slit tracks 13 are deviated from the U-phase slit track 11 by 180 ° / P = 22.5 ° in the clockwise direction to form the slit patterns V ′. A slit pattern is formed in the phase W-phase slit track 14 with a 180 ° / P = 22.5 ° offset in the counterclockwise direction with respect to the U-phase slit track 11.

【0011】図2(2)に示すように、固定スリットデ
ィスク2上にはU相スリット窓21、U’相スリット窓
22、V相スリット窓23、V’相スリット窓24、W
相スリット窓25、W’相スリット窓26と6個のスリ
ット窓が形成されている。U相スリット窓21は回転ス
リットディスク1上のU相スリットトラック11の光透
過部を透過した光線31が入射する、回転スリットディ
スク1の中心軸線上の点0を中心とする半径上で、基準
線から中心角0°の直線上に配置されている。U’相ス
リット窓22はU’相スリットトラック12の光透過部
を透過した光線31が入射する、点0を中心とする半径
上で、基準線に対して中心角0°の直線上に配置されて
いる。V相スリット窓23、W’相スリット窓26はV
相、W’相スリットトラック13の光透過部を透過した
光線31が入射する、点0を中心とする半径上で、基準
線に対してそれぞれ中心角±60°/P、すなわち±
7.5°の直線上に配置されている。V’相スリット窓
24、W相スリット窓25はV’相、W相スリットトラ
ック14の光透過部を透過した光線31が入射する、点
0を中心とする半径上で、基準線に対してそれぞれ中心
角±60°/Pすなわち±7.5°の直線上に配置され
ている。
As shown in FIG. 2 (2), a U-phase slit window 21, a U'phase slit window 22, a V-phase slit window 23, a V'phase slit window 24, W are provided on the fixed slit disk 2.
A phase slit window 25, a W'phase slit window 26 and six slit windows are formed. The U-phase slit window 21 is a reference on the radius around the point 0 on the central axis of the rotary slit disk 1 on which the light ray 31 transmitted through the light transmitting portion of the U-phase slit track 11 on the rotary slit disk 1 enters. It is arranged on a straight line with a central angle of 0 ° from the line. The U′-phase slit window 22 is arranged on a straight line having a center angle of 0 ° with respect to the reference line on the radius around the point 0, on which the light ray 31 transmitted through the light transmitting portion of the U′-phase slit track 12 is incident. Has been done. The V phase slit window 23 and the W'phase slit window 26 are V
On the radius centered on the point 0, on which the light beam 31 transmitted through the light transmission part of the phase W'phase slit track 13 is incident, the central angle is ± 60 ° / P with respect to the reference line, that is, ±
It is arranged on a straight line of 7.5 °. The V′-phase slit window 24 and the W-phase slit window 25 are on the radius around the point 0 on which the light ray 31 transmitted through the light transmitting portion of the V′-phase and W-phase slit track 14 is incident, with respect to the reference line. Each of them is arranged on a straight line having a central angle of ± 60 ° / P, that is, ± 7.5 °.

【0012】信号処理回路5は、図3に示すように、U
相、U’相、V相、V’相、W相、W’相の各受光素子
5の出力電流(図4(1))を電圧に変換する電流/変
換回路51、52、53、54、55、56と、電流/
電圧変換回路51と52、53と54、55と56の出
力信号を作動増幅する差動増幅回路57、58、59、
と、差動増幅回路57、58、59の出力信号を矩形波
にし、電気角で120°ずつ位相がずれたU相信号、V
相信号、W相信号(図4(2))を出力する比較器6
0、61、62で構成される。なお、U相スリットトラ
ック11、U’相スリットトラック12、V相、W’相
スリットトラック13、V’相、W相スリットトラック
14の半径方向の並びは、それらのスリットパターンの
間に前記位相関係が保たれている限り、任意である。ま
た、固定スリットディスク2は光源3と回転スリットデ
ィスク1の間に設けてもよい。
The signal processing circuit 5, as shown in FIG.
Current / conversion circuits 51, 52, 53, 54 for converting the output current (FIG. 4 (1)) of each light receiving element 5 of the phase, U'phase, V phase, V'phase, W phase, and W'phase into voltage. , 55, 56 and current /
Differential amplification circuits 57, 58, 59 for differentially amplifying the output signals of the voltage conversion circuits 51 and 52, 53 and 54, 55 and 56,
And the output signals of the differential amplifier circuits 57, 58, and 59 are rectangular waves, and the U-phase signal and V are phase-shifted by 120 ° in electrical angle.
Comparator 6 that outputs a phase signal and a W phase signal (Fig. 4 (2))
It is composed of 0, 61 and 62. The U-phase slit track 11, the U′-phase slit track 12, the V-phase, the W′-phase slit track 13, the V′-phase, and the W-phase slit track 14 are arranged in the radial direction between the slit patterns. It is optional as long as the relationship is maintained. Further, the fixed slit disk 2 may be provided between the light source 3 and the rotary slit disk 1.

【0013】次に、光反射型ポールセンサの実施形態に
ついて説明する。光反射型ポールセンサの回転スリット
ディスクは、スリットパターンが光反射部と非光反射部
となるのを除いて光透過型ポールセンサとスリットトラ
ックおよびスリットパターンの位相関係が同じである。
また、固定スリットディスクは、角度割り出し原点(図
2(2)の点0)が回転スリットディスクの中心軸線に
なく、また各スリット窓の半径方向の位置が光透過型ポ
ールセンサの場合に対してずれている。図5は光反射型
ポールセンサにおける光源、回転スリットディスク、固
定スリットディスク、受光素子の位置関係を説明する図
で、図5(1)は光源3からの光がスリット窓を通過し
た後、回転スリットディスク1で反射されて受光素子4
で受光されるタイプの場合、図5(2)は光源3からの
光が回転スリットディスク1で反射された後、スリット
窓を通過して受光素子4で受光される場合を示してい
る。
Next, an embodiment of the light reflection type pole sensor will be described. The rotating slit disk of the light-reflecting pole sensor has the same phase relationship between the light-transmitting pole sensor, the slit track, and the slit pattern except that the slit pattern is the light reflecting portion and the non-light reflecting portion.
Further, in the fixed slit disc, the angle indexing origin (point 0 in FIG. 2 (2)) is not on the central axis of the rotating slit disc, and the radial position of each slit window is a light transmissive pole sensor. Deviated. FIG. 5 is a view for explaining the positional relationship between the light source, the rotating slit disk, the fixed slit disk, and the light receiving element in the light reflection type pole sensor. FIG. Light-receiving element 4 reflected by slit disk 1
5 (2) shows a case where the light from the light source 3 is reflected by the rotary slit disk 1, then passes through the slit window and is received by the light receiving element 4.

【0014】回転スリットディスク1上の光軸から角度
割り出し原点01までの距離をr1、固定スリットディス
ク2上の光軸から角度割り出し原点00 までの距離r
0 、光源3と回転スリットディスク1間の距離をL1
固定スリットディスク2と回転スリットディスク1間の
距離をL0 、角度割り出し原点00 からスリット窓まで
の半径方向の距離をu0 、角度割り出し原点01 からス
リットパターンまでの半径方向の距離(スリットトラッ
ク半径)をu1 とすると、 図5(1)の場合は r0 ={(L1 −L0 )/L1 }r1 ・・・・・(1) u0 ={(L1 −L0 )/L1 }u1 ・・・・・(2) となり、 図5(2)の場合は r0 ={(L1 +L0 )/L1 }r1 ・・・・・(3) u0 ={(L1 +L0 )/L1 }u1 ・・・・・(4) となる。
The distance from the optical axis on the rotary slit disk 1 to the origin 0 1 for angle indexing is r 1 , and the distance r from the optical axis on the fixed slit disk 2 to the origin 0 0 for angle indexing.
0 , the distance between the light source 3 and the rotary slit disk 1 is L 1 ,
The distance between the fixed slit disk 2 and the rotary slit disk 1 is L 0 , the radial distance from the angle indexing origin 0 0 to the slit window is u 0 , and the radial distance from the angle indexing origin 0 1 to the slit pattern (slit when the track radius) and u 1, in the case of FIG. 5 (1) r 0 = { (L 1 -L 0) / L 1} r 1 ····· (1) u 0 = {(L 1 - L 0 ) / L 1 } u 1 (2), and in the case of FIG. 5B, r 0 = {(L 1 + L 0 ) / L 1 } r 1 (3) ) U 0 = {(L 1 + L 0 ) / L 1 } u 1 (4)

【0015】すなわち、図5(1)のタイプの光反射型
ポールセンサの場合は、固定スリットディスク2の、
(2)式にしたがった位置に各スリット窓を形成し、L
0 と(1)式で決まる位置に固定スリットディスク2を
配置すればよく、図5(2)のタイプの光反射型ポール
センサの場合は、固定スリットディスク2の、(4)式
にしたがった位置に各スリット窓を形成し、L0
(3)式で決まる位置に固定スリットディスク2を配置
すればよい。なお、本発明のポールセンサはACサーボ
モータ以外に、DCブラシレスモータ、IPMモータ等
磁極を検出する必要のあるモータにも適用できることも
もちろんである。
That is, in the case of the light reflection type pole sensor of the type shown in FIG.
Each slit window is formed at the position according to the formula (2), and L
It suffices to dispose the fixed slit disk 2 at a position determined by 0 and the expression (1). In the case of the light reflection type pole sensor of the type shown in FIG. 5 (2), the fixed slit disk 2 is in accordance with the expression (4). Each slit window may be formed at a position, and the fixed slit disk 2 may be arranged at a position determined by L 0 and the formula (3). In addition to the AC servo motor, the pole sensor of the present invention can be applied to a motor such as a DC brushless motor or an IPM motor that needs to detect a magnetic pole.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転スリットディスク上のスリットトラック数をなるべ
く増やさずに、また受光素子配置を集約するようにする
ことにより、1つの光源のみで照射でき、また受光素子
を1チップ化できるので、部品点数を増やさずに差動検
出ができ、信号ノイズや温度変化に強く、低コストのポ
ールセンサを提供することができる。
As described above, according to the present invention,
By increasing the number of slit tracks on the rotary slit disk as much as possible and by consolidating the arrangement of the light receiving elements, it is possible to irradiate with only one light source, and since the light receiving element can be integrated into one chip, the number of parts is not increased. It is possible to provide a low-cost pole sensor capable of differential detection, resistant to signal noise and temperature change.

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

【図1】本発明の一実施形態の光透過型ポールセンサの
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a light transmission type pole sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の回転スリットディスク1のスリットパ
ターン(同図(1))と、固定スリットディスク2のス
リット窓配置パターン(同図(2))を示す図である。
2 is a diagram showing a slit pattern of the rotary slit disc 1 (FIG. 1 (1)) and a slit window arrangement pattern of a fixed slit disc 2 (FIG. 2 (2)) in FIG.

【図3】信号処理回路5の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a signal processing circuit 5.

【図4】出力信号波形図である。FIG. 4 is an output signal waveform diagram.

【図5】本発明の他の実施形態の光反射型ポールセンサ
の回転スリットディスク1、固定スリットディスク2、
光源3、受光素子4の位置関係を示す図である。
FIG. 5 is a rotary slit disc 1, a fixed slit disc 2, and a light reflecting pole sensor according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a positional relationship between a light source 3 and a light receiving element 4. FIG.

【図6】従来のポールセンサの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional pole sensor.

【図7】従来のポールセンサにおける回転スリットディ
スクのスリットトラックと固定スリットディスクのスリ
ット窓の配置図である。
FIG. 7 is a layout view of a slit track of a rotary slit disk and a slit window of a fixed slit disk in a conventional pole sensor.

【図8】従来のポールセンサにおける回転スリットディ
スクのスリットトラックと固定スリットディスクのスリ
ット窓の配置図である。
FIG. 8 is a layout view of a slit track of a rotary slit disk and a slit window of a fixed slit disk in a conventional pole sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転スリットディスク 11 U相スリットトラック 12 U’相スリットトラック 13 V相、W’相スリットトラック 14 V’相、W相スリットトラック 2 固定スリットディスク 21 U相スリット窓 22 U’相スリット窓 23 V相スリット窓 24 V’相スリット窓 25 W相スリット窓 26 W’相スリット窓 3 光源 4 受光素子 5 信号処理回路 51〜56 電流/電圧変換回路 57〜59 差動増幅回路 60〜62 比較器 6 シャフト 7 モータ 1 rotating slit disk 11 U phase slit track 12 U'phase slit track 13 V phase, W'phase slit track 14 V'phase, W phase slit track 2 fixed slit disk 21 U phase slit window 22 U'phase slit window 23 V Phase slit window 24 V'phase slit window 25 W phase slit window 26 W'phase slit window 3 Light source 4 Light receiving element 5 Signal processing circuit 51-56 Current / voltage conversion circuit 57-59 Differential amplifier circuit 60-62 Comparator 6 Shaft 7 motor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3相のモータの磁極位置を検出するポー
ルセンサであって、前記モータの回転シャフトに固定さ
れ、前記モータの磁極位置と同期したスリットパターン
を有する回転スリットディスクであって、その半径方向
に環状の第1、第2、第3、第4の4本のスリットトラ
ックが配置され、各スリットトラックは中心角360°
/P(Pは前記モータの磁極数)ずつ分割されて光反射
部、光透過部の明暗のスリットパターンが形成され、第
2のスリットトラックのスリットパターンは第1のスリ
ットトラックのスリットパターンに対して中心角で36
0°/Pずれ、第3のスリットトラックのスリットパタ
ーンは第1のスリットトラックのスリットパターンに対
して中心角で180°/Pずれ、第4のスリットトラッ
クのスリットパターンは第1のスリットトラックのスリ
ットパターンに対して第2、第3のスリットトラックの
スリットパターンとは反対方向に中心角で180°/P
ずれている回転スリットディスクと、 光源と、前記回転スリットディスクと対向するように固
定して設けられ、前記回転スリ ットディスクの中心軸線上の点を中心とする第1の直線
上にあって,それぞれ第1、第2のスリットトラックの
光透過部を透過した光線が入射するか、または前記光源
からの光線を通過させてそれぞれ第1、第2のスリット
トラックへ入射させる第1、第2のスリット窓と、前記
点を中心とし、第1の直線と60°/Pの角度をなす第
2の直線上にあって、それぞれ第3、第4のスリットト
ラックの透過部を透過した光線が入射するか、または前
記光源からの光線を通過させてそれぞれ第3、第4のス
リットトラックへ入射させる第3、第4のスリット窓
と、前記点を中心として、第1の直線と第2の直線とは
反対方向に60°/Pの角度をなす第3の直線上にあっ
て、それぞれ第3、第4のスリットトラックの光透過部
を透過した光源が入射するか、または前記光源からの光
線を通過させてそれぞれ第3、第4のスリットトラック
へ入射させる第6、第5のスリット窓が形成されている
固定スリットディスクと、 第1のスリットトラックの光透過部と第1の窓、第2の
スリットトラックの光透過部と第2の窓、第3のスリッ
トトラックの光透過部と第3の窓、第4のスリットトラ
ックの光透過部と第4の窓、第4のスリットトラックの
光透過部と第5の窓、第3のスリットトラックの光透過
部と第6の窓をそれぞれ通過した前記光源からの光線を
受光し、電気信号に変換する第1、第2、第3、第4、
第5、第6の受光素子と、 第1、第2、第3、第4、第5、第6の受光素子から出
力された電気信号を処理して3相の各信号を出力する信
号処理回路とを有するポールセンサ。
1. A pole sensor for detecting a magnetic pole position of a three-phase motor, which is a rotary slit disk fixed to a rotary shaft of the motor and having a slit pattern synchronized with the magnetic pole position of the motor. There are four annular first, second, third, and fourth slit tracks arranged in the radial direction, and each slit track has a central angle of 360 °.
/ P (P is the number of magnetic poles of the motor) is divided into light and dark slit patterns of the light reflecting portion and the light transmitting portion, and the slit pattern of the second slit track is different from the slit pattern of the first slit track. 36 at the central angle
0 ° / P deviation, the slit pattern of the third slit track is 180 ° / P deviation from the slit pattern of the first slit track at the central angle, and the slit pattern of the fourth slit track is of the first slit track. 180 ° / P at the central angle in the direction opposite to the slit patterns of the second and third slit tracks with respect to the slit pattern
The rotating slit disc, the light source, and the fixed slit slit disc are provided so as to be opposed to the rotating slit disc, and are on a first straight line centered on a point on the central axis of the rotating slit disc. First and second slits in which a light ray transmitted through the light transmitting portions of the first and second slit tracks is incident, or a light ray from the light source is passed to be incident on the first and second slit tracks, respectively. The windows and the second straight line centered on the above point and forming an angle of 60 ° / P with the first straight line respectively enter the light rays transmitted through the transparent portions of the third and fourth slit tracks. Alternatively, third and fourth slit windows that allow light rays from the light source to pass therethrough and enter the third and fourth slit tracks, respectively, and a first straight line and a second straight line about the point. Is the opposite On a third straight line forming an angle of 60 ° / P, the light sources that have respectively transmitted through the light transmitting portions of the third and fourth slit tracks are incident, or the light rays from the light source are transmitted. Fixed slit disk in which sixth and fifth slit windows are formed to enter the third and fourth slit tracks, respectively, a light transmitting portion of the first slit track, the first window, and the second slit track. Light transmitting part and second window, third slit track light transmitting part and third window, fourth slit track light transmitting part and fourth window, fourth slit track light transmitting part The first, the second, the third, the fourth, which receive the light rays from the light source that have respectively passed through the fifth window, the light transmitting portion of the third slit track, and the sixth window, and convert the received light into an electric signal.
Signal processing for processing electric signals output from the fifth and sixth light receiving elements and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements to output signals of three phases A pole sensor having a circuit.
【請求項2】 3相のモータの磁極位置を検出するポー
ルセンサであって、 前記モータの回転シャフトに固定され、前記モータの磁
極位置と同期したスリットパターンを有する回転スリッ
トディスクであって、その半径方向に環状の第1、第
2、第3、第4の4本のスリットトラックが配置され、
各スリットトラックは中心角360°/P(Pは前記モ
ータの磁極数)ずつ分割されて光反射部、非光反射部の
明暗のスリットパターンが形成され、第2のスリットト
ラックのスリットパターンは第1のスリットトラックの
スリットパターンに対して中心角で360°/Pずれ、
第3のスリットトラックのスリットパターンは第1のス
リットトラックのスリットパターンに対して中心角で1
80°/Pずれ、第4のスリットトラックのスリットパ
ターンは第1のスリットトラックのスリットパターンに
対して第2、第3のスリットトラックのスリットパター
ンとは反対方向に中心角で180°/Pずれている回転
スリットディスクと、 前記回転スリットディスクと距離L1 だけ離れて位置す
る光源と、 前記回転スリットディスクと前記光源の間に、前記回転
スリットディスクから距離L0 だけ離れて固定して設け
られ、前記光源の光軸から前記回転スリットディスクの
中心軸線に向かう方向に距離r0 =k・r1 (ただし、
k=(L1 −L 0 )/L1 ,r1 は前記光源の光軸と前
記回転スリットディスクの中心軸線間の距離)の点を中
心とする第1の直線上の、前記点からそれぞれ第1、第
2のスリットトラックのトラック半径に定数kを乗じた
距離に位置して、前記光源からの光線を通過させて、そ
れぞれ第1、第2のスリットトラックへ入射させる第
1、第2のスリット窓と、前記点を中心とし、第1の直
線と60°/Pの角度をなす第2の直線上の、前記点か
らそれぞれ第3、第4のスリットトラックのトラック半
径に定数kを乗じた距離に位置して、前記光源からの光
線を通過させてそれぞれ第3、第4のスリットトラック
へ入射させる第3、第4のスリット窓と、前記点を中心
として、第1の直線と第2の直線とは反対方向に60°
/Pの角度をなす第3の直線上の、前記点からそれぞれ
第3、第4のスリットトラクのトラック半径に定数kを
乗じた距離に位置して、前記光源からの光線を通過させ
てそれぞれ第3、第4のスリットトラックへ入射させる
第6、第5のスリット窓が形成されている固定スリット
ディスクと、 第1の窓を通過した後、第1のスリットトラックの光反
射部で反射された光線、第2の窓を通過した後、第2の
スリットトラックの光反射部で反射された光線、第3の
窓を通過した後、第3のスリットトラックの光反射部で
反射された光線、第4の窓を通過した後、第4のスリッ
トトラックの光反射部で反射された光線、第5の窓を通
過した後、第4のスリットトラックの光反射部で反射さ
れた光線、第6の窓を通過した後、第3のスリットトラ
ックの光反射部で反射された光線をそれぞれ受光し、電
気信号に変換する第1、第2、第3、第4、第5、第6
の受光素子と、 第1、第2、第3、第4、第5、第6の受光素子から出
力された電気信号を処理して3相の各信号を出力する信
号処理回路とを有するポールセンサ。
2. A port for detecting the magnetic pole position of a three-phase motor.
A magnetic sensor fixed to the rotating shaft of the motor,
Rotating slipper with slit pattern synchronized with pole position
Disk, which has a first and second annular shape in the radial direction.
Two slit tracks, second, third and fourth, are arranged,
The center angle of each slit track is 360 ° / P (P is the above-mentioned model
The number of magnetic poles of the data
A bright and dark slit pattern is formed and the second slit pattern is formed.
The rack slit pattern is the first slit track
Deviation of 360 ° / P at the central angle with respect to the slit pattern,
The slit pattern of the third slit track is the first slit track.
1 at the central angle with respect to the slit pattern of the lit track
80 ° / P offset, slit slit of 4th slit track
Turn the slit pattern of the first slit track
On the other hand, slit putters for the second and third slit tracks
Rotation deviated from the center by 180 ° / P in the opposite direction
A slit disc and a distance L to the rotary slit disc1 Located only apart
Between the rotating slit disc and the light source,
Distance L from slit disc0 Fixed apart only
The optical axis of the light source from the rotary slit disc
Distance r in the direction toward the central axis0 = K · r1 (However,
k = (L1 -L 0 ) / L1 , R1 Is the optical axis of the light source and the front
The distance between the center axes of the rotating slit discs)
On the first straight line that is the heart,
The track radius of the slit track of 2 was multiplied by a constant k
Located at a distance to allow the rays from the light source to pass through and
The first and second slit tracks are made to enter the first track respectively.
1, the second slit window and the first straight line centered on the point
The point on the second straight line that makes an angle of 60 ° / P with the line
The track halves of the third and fourth slit tracks, respectively.
The light from the light source located at a distance obtained by multiplying the diameter by a constant k
3rd and 4th slit tracks through the line respectively
3rd and 4th slit windows to be incident on
, 60 ° in the opposite direction of the first and second straight lines
From the point on the third straight line forming the angle / P
A constant k is applied to the track radii of the third and fourth slit tracks.
It is located at the multiplied distance and allows the rays from the light source to pass through.
And respectively enter the third and fourth slit tracks.
Fixed slit with sixth and fifth slit windows
After passing through the disc and the first window, the optical reflection of the first slit track
Rays reflected by the projectile, after passing through the second window,
The light beam reflected by the light reflecting portion of the slit track, the third
After passing through the window, at the light reflecting part of the third slit track
The reflected ray, after passing through the fourth window, slips into the fourth slit.
Light rays reflected by the light-reflecting portion of the track will pass through the fifth window.
After passing through, it is reflected by the light reflection part of the 4th slit track.
Rays, after passing through the sixth window, the third slit tiger
Light rays reflected by the light reflection part of the
First, second, third, fourth, fifth, sixth converted to air signal
From the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements.
A signal that processes the applied electrical signal and outputs each of the three-phase signals
Sensor having a signal processing circuit.
【請求項3】 3相のモータの磁極位置を検出するポー
ルセンサであって、 前記モータの回転シャフトに固定され、前記モータの磁
極位置と同期したスリットパターンを有する回転スリッ
トディスクであって、その半径方向に環状の第1、第
2、第3、第4の4本のスリットトラックが配置され、
各スリットトラックは中心角360°/P(Pは前記モ
ータの磁極数)ずつ分割されて光反射部、非光反射部の
明暗のスリットパターンが形成され、第2のスリットト
ラックのスリットパターンは第1のスリットトラックの
スリットパターンに対して中心角で360°/Pずれ、
第3のスリットトラックのスリットパターンは第1のス
リットトラックのスリットパターンに対して中心角で1
80°/Pずれ、第4のスリットトラックのスリットパ
ターンは第1のスリットトラックのスリットパターンに
対して第2、第3のスリットトラックのスリットパター
ンとは反対方向に中心角で180°/Pずれている回転
スリットディスクと、 前記回転スリットディスクと距離L1 だけ離れて位置す
る光源と、 前記回転スリットディスクと前記光源の間に、前記回転
スリットディスクから距離L0 だけ離れて固定して設け
られ、前記光源の光軸から前記回転スリットディスクの
中心軸線に向かう方向に距離r0 =k・r1 (ただし、
k=(L1 +L 0 )/L1 ,r1 は前記光源の光軸と前
記回転スリットディスクの中心軸線間の距離)の点を中
心とする第1の直線上の、前記点からそれぞれ第1、第
2のスリットトラックのトラック半径に定数kを乗じた
距離に位置してそれぞれ第1、第2のスリットトラック
の光反射部で反射された前記光源からの光線を通過させ
る第1、第2のスリット窓と、前記点を中心とし、第1
の直線と60°/Pの角度をなす第2の直線上の、前記
点からそれぞれ第3、第4のスリットトラックのトラッ
ク半径に定数kを乗じた距離に位置して、それぞれ第
3、第4のスリットトラックの光反射部で反射された前
記光源からの光を通過させる第3、第4のスリット窓
と、前記点を中心として、第1の直線と第2の直線とは
反対方向に60°/Pの角度をなす第3の直線上の、前
記点からそれぞれ第3、第4のスリットトラックのトラ
ック半径に定数kを乗じた距離に位置して、それぞれ第
3、第4のスリットトラックの光反射部で反射された前
記光源からの光を通過させる第6、第5のスリット窓が
形成されている固定スリットディスクと、 第1のスリットラックの光反射部で反射された後、第1
の窓を通過した光線、第2のスリットトラックの光反射
部で反射された後、第2の窓を通過した光線、第3のス
リットトラックの光反射部で反射された後、第3の窓を
通過した光線、第4のスリットトラックの光反射部で反
射された後、第4の窓を通過した光線、第4のスリット
トラックの光反射部で反射された後、第5の窓を通過し
た光線、第3のスリットトラックの光反射部で反射され
た後、第6の窓を通過した光線をそれぞれ受光し、電気
信号に変換する第1、第2、第3、第4、第5、第6の
受光素子と、 第1、第2、第3、第4、第5、第6の受光素子から出
力された電気信号を処理して3相の各信号を出力する信
号処理回路とを有するポールセンサ。
3. A port for detecting the magnetic pole position of a three-phase motor.
A magnetic sensor fixed to the rotating shaft of the motor,
Rotating slipper with slit pattern synchronized with pole position
Disk, which has a first and second annular shape in the radial direction.
Two slit tracks, second, third and fourth, are arranged,
The center angle of each slit track is 360 ° / P (P is the above-mentioned model
The number of magnetic poles of the data
A bright and dark slit pattern is formed and the second slit pattern is formed.
The rack slit pattern is the first slit track
Deviation of 360 ° / P at the central angle with respect to the slit pattern,
The slit pattern of the third slit track is the first slit track.
1 at the central angle with respect to the slit pattern of the lit track
80 ° / P offset, slit slit of 4th slit track
Turn the slit pattern of the first slit track
On the other hand, slit putters for the second and third slit tracks
Rotation deviated from the center by 180 ° / P in the opposite direction
A slit disc and a distance L to the rotary slit disc1 Located only apart
Between the rotating slit disc and the light source,
Distance L from slit disc0 Fixed apart only
The optical axis of the light source from the rotary slit disc
Distance r in the direction toward the central axis0 = K · r1 (However,
k = (L1 + L 0 ) / L1 , R1 Is the optical axis of the light source and the front
The distance between the center axes of the rotating slit discs)
On the first straight line that is the heart,
The track radius of the slit track of 2 was multiplied by a constant k
First and second slit tracks located at a distance, respectively
The light from the light source reflected by the light reflection part of
The first and second slit windows and the first point
On a second straight line that makes an angle of 60 ° / P with the straight line of
Tracks of the third and fourth slit tracks
Located at a distance obtained by multiplying the radius by a constant k, and
3、4 Before reflected by the light reflection part of the 4th slit track
Third and fourth slit windows for passing light from the light source
And the first straight line and the second straight line centering on the point
In front of the third straight line that makes an angle of 60 ° / P in the opposite direction
Trajectories of the third and fourth slit tracks from the notation
Position at a distance equal to
3、4 Before reflected by the light reflection part of the 4th slit track
The sixth and fifth slit windows that pass the light from the light source are
After being reflected by the formed fixed slit disk and the light reflecting portion of the first slit rack,
Of light that has passed through the window of the second reflection of light from the second slit track
Rays that have passed through the second window after being reflected by
After being reflected by the light-reflecting part of the lit truck, open the third window
The passing light beam is reflected at the light reflection part of the fourth slit track.
Rays that have passed through the fourth window after being projected, the fourth slit
After being reflected by the light reflector of the truck, it passes through the fifth window
Light rays are reflected by the light reflecting portion of the third slit track.
Then, each of the light rays that have passed through the sixth window is received and
First, second, third, fourth, fifth, sixth converted into a signal
Output from the light receiving element and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements.
A signal that processes the applied electrical signal and outputs each of the three-phase signals
Sensor having a signal processing circuit.
【請求項4】 前記信号処理回路が、 それぞれ第1、第2、第3、第4、第5、第6の受光素
子から出力された電流を電圧に変換する第1、第2、第
3、第4、第5、第6の電流/電圧変換回路と、第1と
第2の電流/電圧変換回路の出力電圧を差動増幅する第
1の差動増幅回路と、第3と第4の電流/電圧変換回路
の出力電圧を差動増幅する第2の差動増幅回路と、第5
と第6の電流/電圧変換回路の出力電圧を差動増幅する
第3の差動増幅回路と、それぞれ第1、第2、第3の差
動増幅回路の出力電圧を所定の基準電圧と比較する第
1、第2、第3の比較器を含む請求項1から3のいずれ
か1項記載のポールセンサ。
4. The first, second, and third circuits for converting the currents output from the first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements into voltages by the signal processing circuit, respectively. , Fourth, fifth, and sixth current / voltage conversion circuits, a first differential amplification circuit that differentially amplifies output voltages of the first and second current / voltage conversion circuits, and third and fourth A second differential amplifier circuit that differentially amplifies the output voltage of the current / voltage conversion circuit of
And a third differential amplifier circuit that differentially amplifies the output voltage of the sixth current / voltage conversion circuit, and compares the output voltages of the first, second, and third differential amplifier circuits with a predetermined reference voltage, respectively. The pole sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising first, second, and third comparators.
JP4300996A 1996-02-29 1996-02-29 Pole sensor Pending JPH09236453A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020016473A (en) * 2018-07-23 2020-01-30 多摩川精機株式会社 Encoder, encoder disk, and encoding pattern on encoder disk

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JP2020016473A (en) * 2018-07-23 2020-01-30 多摩川精機株式会社 Encoder, encoder disk, and encoding pattern on encoder disk

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