JPH10332732A - レゾルバ内蔵型角加速度検出装置 - Google Patents
レゾルバ内蔵型角加速度検出装置Info
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- JPH10332732A JPH10332732A JP14609097A JP14609097A JPH10332732A JP H10332732 A JPH10332732 A JP H10332732A JP 14609097 A JP14609097 A JP 14609097A JP 14609097 A JP14609097 A JP 14609097A JP H10332732 A JPH10332732 A JP H10332732A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 角加速度に応じて相対変位する第１および第
２のスリット群の相対変位に基づき回転軸の角加速度を
検出する角加速度検出装置において、回転軸の速度、位
置等のその他の回転情報の検出も可能にすること。 【解決手段】 角加速度検出装置１０は、回転軸１３に
発生する角加速度に応じて相対変位する第１および第２
のスリット群１６、１７を備えている。これらのスリッ
ト群１６、１７の相対変位を検出する４個の光学式セン
サ１８−１〜１８−４を備え、直径方向に位置する光学
式センサ１８−１、１８−２の出力の差分信号Ｓ１２
と、直径方向に位置する光学式センサ１８−３、１８−
４の出力の差分信号Ｓ３４を求める。これらの差分信号
は、ディスク偏心に起因した成分を含み、１回転１周期
の信号であり、かつ、相互に９０度位相がずれている。
したがて、これらの信号に基づき、回転軸１３の速度、
位置を検出できる。
２のスリット群の相対変位に基づき回転軸の角加速度を
検出する角加速度検出装置において、回転軸の速度、位
置等のその他の回転情報の検出も可能にすること。 【解決手段】 角加速度検出装置１０は、回転軸１３に
発生する角加速度に応じて相対変位する第１および第２
のスリット群１６、１７を備えている。これらのスリッ
ト群１６、１７の相対変位を検出する４個の光学式セン
サ１８−１〜１８−４を備え、直径方向に位置する光学
式センサ１８−１、１８−２の出力の差分信号Ｓ１２
と、直径方向に位置する光学式センサ１８−３、１８−
４の出力の差分信号Ｓ３４を求める。これらの差分信号
は、ディスク偏心に起因した成分を含み、１回転１周期
の信号であり、かつ、相互に９０度位相がずれている。
したがて、これらの信号に基づき、回転軸１３の速度、
位置を検出できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に対して一
体回転するように固定されていると共に相互に対峙させ
た第１および第２のディスクを有し、第１のディスクが
剛体であり円周方向に配列した第１のスリット群を備
え、第２のディスクが、円周方向に配列した第２のスリ
ット群が形成されたスリット形成部分と、このスリット
形成部分を当該ディスクに作用する角加速度に応じて円
周方向に弾性変位させるばね部分とを備え、これら第１
のスリット群と第２のスリット群の相対変位に基づき回
転軸に発生する角加速度を検出可能となっている角加速
度検出装置に関するものである。
体回転するように固定されていると共に相互に対峙させ
た第１および第２のディスクを有し、第１のディスクが
剛体であり円周方向に配列した第１のスリット群を備
え、第２のディスクが、円周方向に配列した第２のスリ
ット群が形成されたスリット形成部分と、このスリット
形成部分を当該ディスクに作用する角加速度に応じて円
周方向に弾性変位させるばね部分とを備え、これら第１
のスリット群と第２のスリット群の相対変位に基づき回
転軸に発生する角加速度を検出可能となっている角加速
度検出装置に関するものである。
【０００２】さらに詳しくは、回転軸に発生する角加速
度を検出可能な４つの光学式センサを備え、これらのセ
ンサ検出信号に基づき、角加速度以外の回転軸の回転情
報を得ることが可能なレゾルバ内蔵型角加速度検出装置
に関するものである。
度を検出可能な４つの光学式センサを備え、これらのセ
ンサ検出信号に基づき、角加速度以外の回転軸の回転情
報を得ることが可能なレゾルバ内蔵型角加速度検出装置
に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来において、回転軸の角加速度を検出
するための角加速度センサとしては、液体ロータ型角加
速度計、渦電流式の角加速度計が知られている。
するための角加速度センサとしては、液体ロータ型角加
速度計、渦電流式の角加速度計が知られている。
【０００４】液体ロータ型角加速度計は、サーボ型加速
度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体
の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィー
ドバック電流から角加速度を測定するものである。一
方、渦電流を利用した角加速度計は、永久磁石を用いて
磁気回路を構成し、この回路内に円筒形のアルミニウム
製のロータを配置し、このロータの回転速度の変化に応
じて発生する磁気起電力に基づき、角加速度を検出する
ものである。
度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体
の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィー
ドバック電流から角加速度を測定するものである。一
方、渦電流を利用した角加速度計は、永久磁石を用いて
磁気回路を構成し、この回路内に円筒形のアルミニウム
製のロータを配置し、このロータの回転速度の変化に応
じて発生する磁気起電力に基づき、角加速度を検出する
ものである。
【０００５】しかしながら、液体ロータ型角加速度計は
回転角度に制限があり、無限回転角度に渡る角加速度の
検出はできないという問題点がある。また、渦電流を利
用した角加速度計は、得られる検出信号が微弱であるの
で、高感度の信号処理回路が必要となる。
回転角度に制限があり、無限回転角度に渡る角加速度の
検出はできないという問題点がある。また、渦電流を利
用した角加速度計は、得られる検出信号が微弱であるの
で、高感度の信号処理回路が必要となる。
【０００６】本願人は、かかる点に鑑みて、国際公開番
号ＷＯ９３／２０４５１号において、簡単な構成で無限
角度範囲に渡って回転軸の角加速度を検出可能な角加速
度検出装置を提案している。この角加速度検出装置は、
回転軸に対して一体回転するように固定されていると共
に相互に対峙させた第１および第２のディスクを有し、
第１のディスクが剛体であり円周方向に配列した第１の
スリット群を備え、第２のディスクが、円周方向に配列
した第２のスリット群が形成されたスリット形成部分
と、このスリット形成部分を当該ディスクに作用する角
加速度に応じて円周方向に弾性変位させるばね部分とを
備え、これら第１のスリット群と第２のスリット群の相
対変位に基づき回転軸に発生する角加速度を検出可能と
構成となっている。
号ＷＯ９３／２０４５１号において、簡単な構成で無限
角度範囲に渡って回転軸の角加速度を検出可能な角加速
度検出装置を提案している。この角加速度検出装置は、
回転軸に対して一体回転するように固定されていると共
に相互に対峙させた第１および第２のディスクを有し、
第１のディスクが剛体であり円周方向に配列した第１の
スリット群を備え、第２のディスクが、円周方向に配列
した第２のスリット群が形成されたスリット形成部分
と、このスリット形成部分を当該ディスクに作用する角
加速度に応じて円周方向に弾性変位させるばね部分とを
備え、これら第１のスリット群と第２のスリット群の相
対変位に基づき回転軸に発生する角加速度を検出可能と
構成となっている。
【０００７】この構成の角加速度検出装置では、円周方
向における９０度ずらした角度位置、あるいは１８０度
ずらした角度位置に２個の光学式センサを配置し、これ
らの２個の光学式センサの出力の和を求めることによ
り、第１および第２のディスクの偏心回転に伴って発生
する検出誤差を解消して、精度の高い角加速度検出を行
うように構成されている。
向における９０度ずらした角度位置、あるいは１８０度
ずらした角度位置に２個の光学式センサを配置し、これ
らの２個の光学式センサの出力の和を求めることによ
り、第１および第２のディスクの偏心回転に伴って発生
する検出誤差を解消して、精度の高い角加速度検出を行
うように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、回転軸等の回
転制御を行うためには各種の回転情報が必要である。す
なわち、角加速度の他にも、回転角度位置、回転速度等
の回転情報が必要である。このため、上記構成の角加速
度検出装置を配置した場合には、角加速度以外の回転情
報を得るために、別に、ロータリエンコーダ等のセンサ
を回転軸に配置する必要がある。
転制御を行うためには各種の回転情報が必要である。す
なわち、角加速度の他にも、回転角度位置、回転速度等
の回転情報が必要である。このため、上記構成の角加速
度検出装置を配置した場合には、角加速度以外の回転情
報を得るために、別に、ロータリエンコーダ等のセンサ
を回転軸に配置する必要がある。
【０００９】本発明の課題は、回転軸の回転位置、回転
速度の検出も行うことが可能なレゾルバ内蔵型角加速度
検出装置を提案することにある。
速度の検出も行うことが可能なレゾルバ内蔵型角加速度
検出装置を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、回転軸に対して一体回転するように固
定されていると共に相互に対峙させた第１および第２の
ディスクを有し、前記第１のディスクは剛体であり円周
方向に配列した第１のスリット群を備え、前記第２のデ
ィスクは、円周方向に配列した第２のスリット群が形成
されたスリット形成部分と、このスリット形成部分を当
該ディスクに作用する角加速度に応じて円周方向に弾性
変位させるばね部分とを備え、前記第１のスリット群と
前記第２のスリット群の相対変位に基づき前記回転軸に
発生する角加速度を検出可能となっている角加速度検出
装置において、次の構成を採用している。
めに、本発明は、回転軸に対して一体回転するように固
定されていると共に相互に対峙させた第１および第２の
ディスクを有し、前記第１のディスクは剛体であり円周
方向に配列した第１のスリット群を備え、前記第２のデ
ィスクは、円周方向に配列した第２のスリット群が形成
されたスリット形成部分と、このスリット形成部分を当
該ディスクに作用する角加速度に応じて円周方向に弾性
変位させるばね部分とを備え、前記第１のスリット群と
前記第２のスリット群の相対変位に基づき前記回転軸に
発生する角加速度を検出可能となっている角加速度検出
装置において、次の構成を採用している。
【００１１】すなわち、前記回転軸の回転に伴って発生
する前記第１および第２のスリット群の相対位置の変化
を検出するための第１、第２、第３および第４の光学式
センサを備えた構成とし、前記第１および第２の光学式
センサを、前記第１および第２のディスクの直径方向の
両端位置に配置し、前記第３および第４の光学式センサ
を、前記第１および第２の光学式センサに対して９０度
回転した角度位置に配置する。
する前記第１および第２のスリット群の相対位置の変化
を検出するための第１、第２、第３および第４の光学式
センサを備えた構成とし、前記第１および第２の光学式
センサを、前記第１および第２のディスクの直径方向の
両端位置に配置し、前記第３および第４の光学式センサ
を、前記第１および第２の光学式センサに対して９０度
回転した角度位置に配置する。
【００１２】角加速度は、前記第１ないし第４の光学式
センサのセンサ出力信号のうちの少なくとも一つのセン
サ出力信号に基づき検出する。これに対して、回転軸の
速度、回転位置等の回転情報は、前記第１および第２の
光学式センサのセンサ出力信号の差分からなる第１の差
分信号を求め、前記第３および第４の光学式センサのセ
ンサ出力信号の差分からなる第２の差分信号を求め、こ
れらの第１および第２の差分信号に基づき検出する。
センサのセンサ出力信号のうちの少なくとも一つのセン
サ出力信号に基づき検出する。これに対して、回転軸の
速度、回転位置等の回転情報は、前記第１および第２の
光学式センサのセンサ出力信号の差分からなる第１の差
分信号を求め、前記第３および第４の光学式センサのセ
ンサ出力信号の差分からなる第２の差分信号を求め、こ
れらの第１および第２の差分信号に基づき検出する。
【００１３】このように構成した本発明のレゾルバ内蔵
型角加速度検出装置では、一般的に、回転軸に対して、
第１および第２のディスクは僅かに偏心している。この
偏心による影響は、１８０度ずれた角度位置に配置され
ている第１および第２の光学式センサのセンサ出力信号
の差として現れ、この第１の差分信号は回転軸１回転に
つき１周期の正弦波形となる。同様に、ディスク偏心に
よる影響は、１８０度ずれた角度位置に配置されている
第３および第４の光学式センサのセンサ出力信号の差と
しても現れ、この第２の差分信号は回転軸１回転につき
１周期の波形信号となり、かつ、上記の第１の差分信号
に対して９０度位相がずれた余弦波形となる。
型角加速度検出装置では、一般的に、回転軸に対して、
第１および第２のディスクは僅かに偏心している。この
偏心による影響は、１８０度ずれた角度位置に配置され
ている第１および第２の光学式センサのセンサ出力信号
の差として現れ、この第１の差分信号は回転軸１回転に
つき１周期の正弦波形となる。同様に、ディスク偏心に
よる影響は、１８０度ずれた角度位置に配置されている
第３および第４の光学式センサのセンサ出力信号の差と
しても現れ、この第２の差分信号は回転軸１回転につき
１周期の波形信号となり、かつ、上記の第１の差分信号
に対して９０度位相がずれた余弦波形となる。
【００１４】従って、これらの第１および第２の差分信
号を、ロータリエンコーダ等におけるＡ相およびＢ相信
号と同様に用いることにより、回転軸の回転位置、回転
速度、回転方向を検出することができる。
号を、ロータリエンコーダ等におけるＡ相およびＢ相信
号と同様に用いることにより、回転軸の回転位置、回転
速度、回転方向を検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１６】図１には、本発明を適用した角加速度検出
装置の縦断面を示してある。角加速度検出装置１０は薄
い円筒状のハウジング１１を有し、このハウジング１１
の中央を、ベアリング１２を介して、測定対象の回転軸
１３が回転自在に貫通している。ハウジング１１内に位
置する回転軸１３の外周には、第１のディスク１４およ
び第２のディスク１５が対峙した状態で固定されてい
る。これらのディスク１４、１５の外周側の部分には、
円周方向に向けて一定の角度間隔でそれぞれ第１のスリ
ット群１６および第２のスリット群１７が形成されてい
る。これらの第１および第２のスリット群１６、１７は
相互に対峙しており、これらを挟む状態に、同一構成の
４個の光学式センサ１８−１〜１８−４が円周方向に向
けて等角度間隔（９０度間隔）に配置されている。各光
学式センサ１８−１〜１８−４の検出部１９は、発光ダ
イオード２０と半導体位置検出器２１から構成されてい
る。
装置の縦断面を示してある。角加速度検出装置１０は薄
い円筒状のハウジング１１を有し、このハウジング１１
の中央を、ベアリング１２を介して、測定対象の回転軸
１３が回転自在に貫通している。ハウジング１１内に位
置する回転軸１３の外周には、第１のディスク１４およ
び第２のディスク１５が対峙した状態で固定されてい
る。これらのディスク１４、１５の外周側の部分には、
円周方向に向けて一定の角度間隔でそれぞれ第１のスリ
ット群１６および第２のスリット群１７が形成されてい
る。これらの第１および第２のスリット群１６、１７は
相互に対峙しており、これらを挟む状態に、同一構成の
４個の光学式センサ１８−１〜１８−４が円周方向に向
けて等角度間隔（９０度間隔）に配置されている。各光
学式センサ１８−１〜１８−４の検出部１９は、発光ダ
イオード２０と半導体位置検出器２１から構成されてい
る。
【００１７】図２には、上記の第２のディスク１５の形
状を示してある。この図に示すように、第２のディスク
１５は、最も外周側の部分が環状のスリット形成部分１
５ａであり、ここに第２のスリット群１７が形成されて
いる。このスリット形成部分１５ａの内側には、その内
周面から１２０度間隔で中心に向かって延びる３本の板
ばね１５ｃからなるばね部分１５ｂが形成されている。
これらの３本の板ばね１５ｃの内側端は、回転軸１３の
外周に固定した軸固定部分１５ｄの外周に連続してい
る。４本の板ばね１５ｃのそれぞれは、スリット形成部
分１５ａに作用する角加速度に応じて円周方向に弾性変
形する。
状を示してある。この図に示すように、第２のディスク
１５は、最も外周側の部分が環状のスリット形成部分１
５ａであり、ここに第２のスリット群１７が形成されて
いる。このスリット形成部分１５ａの内側には、その内
周面から１２０度間隔で中心に向かって延びる３本の板
ばね１５ｃからなるばね部分１５ｂが形成されている。
これらの３本の板ばね１５ｃの内側端は、回転軸１３の
外周に固定した軸固定部分１５ｄの外周に連続してい
る。４本の板ばね１５ｃのそれぞれは、スリット形成部
分１５ａに作用する角加速度に応じて円周方向に弾性変
形する。
【００１８】ここで、軸固定部分１５ｄは、図２（Ａ）
において点線で示すような環状のものとすればよいが、
各板ばね１５ｃの間の部分は半径方向の外方に向けて突
出した変位制限用突出部分１５３とされている。この突
出部分１５３の円周方向の両側端１５４、１５５は、対
応する板ばね１５ｃの両側端１５１、１５２に沿って一
定のギャップで平行に延びている。従って、各板ばね１
５ｃが円周方向に弾性変形して隣接する突出部分１５３
の端１５４あるいは１５５に当たると、各板ばね１５ｃ
はそれ以上に変形することはない。従って、各突出部分
１５３によって各板ばね１５ｃの弾性変形が許容量以下
に制限される。
において点線で示すような環状のものとすればよいが、
各板ばね１５ｃの間の部分は半径方向の外方に向けて突
出した変位制限用突出部分１５３とされている。この突
出部分１５３の円周方向の両側端１５４、１５５は、対
応する板ばね１５ｃの両側端１５１、１５２に沿って一
定のギャップで平行に延びている。従って、各板ばね１
５ｃが円周方向に弾性変形して隣接する突出部分１５３
の端１５４あるいは１５５に当たると、各板ばね１５ｃ
はそれ以上に変形することはない。従って、各突出部分
１５３によって各板ばね１５ｃの弾性変形が許容量以下
に制限される。
【００１９】なお、第２のディスク１５は、例えば、ス
テンレススチール製のものとすることができる。この場
合、ワイヤカットにより、ステンレススチール製のディ
スク素材を裁断して、上記のようなスリット形成部分１
５ａ、ばね部分１５ｂ、軸固定部分１５ｄおよび変位規
制用突起１５３を形成すればよい。
テンレススチール製のものとすることができる。この場
合、ワイヤカットにより、ステンレススチール製のディ
スク素材を裁断して、上記のようなスリット形成部分１
５ａ、ばね部分１５ｂ、軸固定部分１５ｄおよび変位規
制用突起１５３を形成すればよい。
【００２０】次に、第１および第２のディスク１４、１
５に形成されている第１および第２のスリット群１６、
１７について説明する。第１のディスク１４のスリット
形成部分１４ａに形成された第１のスリット群１６は、
一定の角度間隔で形成された半径方向に延びるスリット
から構成されている。これに対して、第２のディスク１
５のスリット形成部分１５ａに形成した第２のスリット
群１７は、同一の角度間隔ではあるが、半径方向に対し
て一定の角度だけ傾斜した方向に延びるスリットから構
成されている。
５に形成されている第１および第２のスリット群１６、
１７について説明する。第１のディスク１４のスリット
形成部分１４ａに形成された第１のスリット群１６は、
一定の角度間隔で形成された半径方向に延びるスリット
から構成されている。これに対して、第２のディスク１
５のスリット形成部分１５ａに形成した第２のスリット
群１７は、同一の角度間隔ではあるが、半径方向に対し
て一定の角度だけ傾斜した方向に延びるスリットから構
成されている。
【００２１】図３には、これらの第１および第２のスリ
ット群１６、１７を円周方向から直線方向に展開した状
態で示してある。この図において点線で示すスリット群
が第１のディスク１４に形成された第１のスリット群１
６であり、実線で示すものが第２のディスク１５に形成
した第２のスリット群１７である。また、想像線で囲っ
た範囲が発光ダイオード２０からの平行光の照射領域で
ある。スリット群１６は一定のピッチｐで形成されたス
リット１６ａから構成され、他方のスリット群１７は、
スリット１６ａに対して一定の角度だけ傾斜したスリッ
ト１７ａから構成されている。これらのスリット１６ａ
と１７ａの交差部分Ａが光通過部分を区画形成してい
る。双方のスリット１６ａ、１７ａが横方向に相対的に
移動すると、この交差部分Ａが垂直方向（すなわちディ
スク半径方向）に移動する。この移動位置が半導体位置
検出器２１の側において検出される。
ット群１６、１７を円周方向から直線方向に展開した状
態で示してある。この図において点線で示すスリット群
が第１のディスク１４に形成された第１のスリット群１
６であり、実線で示すものが第２のディスク１５に形成
した第２のスリット群１７である。また、想像線で囲っ
た範囲が発光ダイオード２０からの平行光の照射領域で
ある。スリット群１６は一定のピッチｐで形成されたス
リット１６ａから構成され、他方のスリット群１７は、
スリット１６ａに対して一定の角度だけ傾斜したスリッ
ト１７ａから構成されている。これらのスリット１６ａ
と１７ａの交差部分Ａが光通過部分を区画形成してい
る。双方のスリット１６ａ、１７ａが横方向に相対的に
移動すると、この交差部分Ａが垂直方向（すなわちディ
スク半径方向）に移動する。この移動位置が半導体位置
検出器２１の側において検出される。
【００２２】図４には、角加速度検出装置１０の第３の
光学式センサ１８−２およびセンサ出力信号の信号処理
回路３０−２を示してある。発光ダイオード２０からの
平行光が、スリット１６ａ、１７ａの交差部分を通過し
て半導体位置検出器２１の検出面２１ａに照射すると、
その照射位置に応じた比率に配分された光電流出力ｉ
１、ｉ２がこの検出器２１から出力される。出力ｉ１と
ｉ２の和が一定値になるように、発光ダイオード２０の
光量が制御されている。したがって、検出器２１の検出
出力、例えばその一方の検出信号Ｓから、交差部分Ａの
移動位置を測定することができる。
光学式センサ１８−２およびセンサ出力信号の信号処理
回路３０−２を示してある。発光ダイオード２０からの
平行光が、スリット１６ａ、１７ａの交差部分を通過し
て半導体位置検出器２１の検出面２１ａに照射すると、
その照射位置に応じた比率に配分された光電流出力ｉ
１、ｉ２がこの検出器２１から出力される。出力ｉ１と
ｉ２の和が一定値になるように、発光ダイオード２０の
光量が制御されている。したがって、検出器２１の検出
出力、例えばその一方の検出信号Ｓから、交差部分Ａの
移動位置を測定することができる。
【００２３】回転軸１３が回転を開始し、あるいは回転
速度が変化した場合には、第２のディスク１５の側の第
２のスリット群１７が他方の第１のディスク１４の側の
第１のスリット群１６に対して円周方向にずれる。すな
わち、第２のディスク１５の側のスリット形成部分１５
ａの慣性力によって、そのばね部分１５ｂが円周方向に
弾性変形するので、第２のスリット群１７もそれに伴っ
て円周方向にずれる。この結果、第１のスリット群１６
と第２のスリット群１７の間に形成される交差部分Ａ
（光透過部分）は、半径方向にずれる。このために、半
導体位置検出器２１の側における受光位置が移動する。
この移動に伴い、この検出器２１の出力Ｓが変化する。
よって、この検出器出力Ｓから、回転軸１３に発生した
角加速度を測定することができる。
速度が変化した場合には、第２のディスク１５の側の第
２のスリット群１７が他方の第１のディスク１４の側の
第１のスリット群１６に対して円周方向にずれる。すな
わち、第２のディスク１５の側のスリット形成部分１５
ａの慣性力によって、そのばね部分１５ｂが円周方向に
弾性変形するので、第２のスリット群１７もそれに伴っ
て円周方向にずれる。この結果、第１のスリット群１６
と第２のスリット群１７の間に形成される交差部分Ａ
（光透過部分）は、半径方向にずれる。このために、半
導体位置検出器２１の側における受光位置が移動する。
この移動に伴い、この検出器２１の出力Ｓが変化する。
よって、この検出器出力Ｓから、回転軸１３に発生した
角加速度を測定することができる。
【００２４】次に、図５を参照して、４個の光学式セン
サ１８−１〜１８−４の配列および、これらのセンサ出
力信号の信号処理について説明する。
サ１８−１〜１８−４の配列および、これらのセンサ出
力信号の信号処理について説明する。
【００２５】図５に示すように、第１〜第４の光学式セ
ンサ１８−１〜１８−４は、第１および第２のディスク
１４、１５の円周方向に向けて９０度の角度間隔で配列
されている。各光学式センサ１８−１〜１８−４の構
成、およびセンサ出力信号の信号処理回路の構成は同一
である。すなわち、図４を参照して説明した光学式セン
サ１８−２の場合と同様である。各光学式センサ１８−
１〜１８−４に対応する信号処理回路にはそれぞれ番号
３０−１〜３０−４を付してある。
ンサ１８−１〜１８−４は、第１および第２のディスク
１４、１５の円周方向に向けて９０度の角度間隔で配列
されている。各光学式センサ１８−１〜１８−４の構
成、およびセンサ出力信号の信号処理回路の構成は同一
である。すなわち、図４を参照して説明した光学式セン
サ１８−２の場合と同様である。各光学式センサ１８−
１〜１８−４に対応する信号処理回路にはそれぞれ番号
３０−１〜３０−４を付してある。
【００２６】ここで、１８０度離れた直径方向の両端に
位置している第１および第２の光学式センサ１８−１お
よび１８−２のセンサ出力信号Ｓ１、Ｓ２は信号処理回
路３０−１および３０−２で信号処理された後に、減算
器４０−１に入力されて減算処理（Ｓ１−Ｓ２）が施さ
れて、第１の差分信号Ｓ１２が出力される。このように
第１および第２の光学式センサ１８−１、１８−２のセ
ンサ出力信号の差を求めることにより、それぞれの光学
式センサで検出された加速度信号成分が打ち消されて、
ディスク偏心に起因した１回転１周期の正弦波信号が得
られる。
位置している第１および第２の光学式センサ１８−１お
よび１８−２のセンサ出力信号Ｓ１、Ｓ２は信号処理回
路３０−１および３０−２で信号処理された後に、減算
器４０−１に入力されて減算処理（Ｓ１−Ｓ２）が施さ
れて、第１の差分信号Ｓ１２が出力される。このように
第１および第２の光学式センサ１８−１、１８−２のセ
ンサ出力信号の差を求めることにより、それぞれの光学
式センサで検出された加速度信号成分が打ち消されて、
ディスク偏心に起因した１回転１周期の正弦波信号が得
られる。
【００２７】同様に、１８０度離れた直径方向の両端に
位置している第３および第４の光学式センサ１８−３お
よび１８−４のセンサ出力信号Ｓ３、Ｓ４は信号処理回
路３０−３および３０−４で信号処理された後に、減算
器４０−２に入力されて減算処理（Ｓ３−Ｓ４）が施さ
れて、第２の差分信号Ｓ３４が出力される。このように
第３および第４の光学式センサ１８−３、１８−４のセ
ンサ出力信号の差を求めることにより、それぞれの光学
式センサで検出された加速度信号成分が打ち消されて、
ディスク偏心に起因した１回転１周期の波形信号が得ら
れる。また、この場合には、上記の第１および第２の光
学式センサ１８−１、１８−２とは９０度ずれた位置に
あるので、第１の差分信号Ｓ１２に対して９０度位相が
ずれた余弦波信号が得られる。
位置している第３および第４の光学式センサ１８−３お
よび１８−４のセンサ出力信号Ｓ３、Ｓ４は信号処理回
路３０−３および３０−４で信号処理された後に、減算
器４０−２に入力されて減算処理（Ｓ３−Ｓ４）が施さ
れて、第２の差分信号Ｓ３４が出力される。このように
第３および第４の光学式センサ１８−３、１８−４のセ
ンサ出力信号の差を求めることにより、それぞれの光学
式センサで検出された加速度信号成分が打ち消されて、
ディスク偏心に起因した１回転１周期の波形信号が得ら
れる。また、この場合には、上記の第１および第２の光
学式センサ１８−１、１８−２とは９０度ずれた位置に
あるので、第１の差分信号Ｓ１２に対して９０度位相が
ずれた余弦波信号が得られる。
【００２８】このようにして９０度位相のずれた第１お
よび第２の差分信号Ｓ１２およびＳ３４は、例えば、レ
ゾルバ・デジタルコンバータ等の信号処理回路５０に入
力され、Ａ相およびＢ相のデジタル信号を得ることがで
きる。これらの信号に基づき、回転軸１３の回転位置お
よび回転速度を求めることができる。
よび第２の差分信号Ｓ１２およびＳ３４は、例えば、レ
ゾルバ・デジタルコンバータ等の信号処理回路５０に入
力され、Ａ相およびＢ相のデジタル信号を得ることがで
きる。これらの信号に基づき、回転軸１３の回転位置お
よび回転速度を求めることができる。
【００２９】次に、角加速度の検出は次のように行えば
よい。簡単な検出機構としては、４個の光学式センサ１
８−１〜１８−４のうちの１個の光学式センサの出力に
基づき回転軸１３の角加速度を検出するものがある。
よい。簡単な検出機構としては、４個の光学式センサ１
８−１〜１８−４のうちの１個の光学式センサの出力に
基づき回転軸１３の角加速度を検出するものがある。
【００３０】しかし、各ディスクの偏心、スリット製造
誤差、センサ自体の誤差に起因した検出誤差を除去する
ためには、例えば、直径方向に位置している第１および
第２の光学式センサ１８−１と１８−２のセンサ検出信
号の和信号を求め、当該和信号に基づき角加速度を求め
るように構成すれば、精度の高い検出を行うことができ
る。勿論、第３および第４の光学式センサ１８−３、１
８−４の信号を用いてもよい。
誤差、センサ自体の誤差に起因した検出誤差を除去する
ためには、例えば、直径方向に位置している第１および
第２の光学式センサ１８−１と１８−２のセンサ検出信
号の和信号を求め、当該和信号に基づき角加速度を求め
るように構成すれば、精度の高い検出を行うことができ
る。勿論、第３および第４の光学式センサ１８−３、１
８−４の信号を用いてもよい。
【００３１】さらには、直径方向に配置した第１および
第２の光学式センサの和信号と、同じく直径方向に配置
した第３および第４の光学式センサの和信号との双方を
利用して、上記のような誤差を補償するようにしてもよ
い。
第２の光学式センサの和信号と、同じく直径方向に配置
した第３および第４の光学式センサの和信号との双方を
利用して、上記のような誤差を補償するようにしてもよ
い。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレゾルバ
内蔵型角加速度検出装置においては、従来においては角
加速度検出の障害となるためにセンサ検出信号から除去
していたディスク偏心に起因する誤差成分を積極的に利
用して、角加速度以外の回転軸の回転情報を検出するよ
うにしている。従って、本発明によれば、速度、回転位
置等を検出するために別個のセンサを回転軸に配置する
ことなく、角加速度と共に、回転軸の回転制御に必要と
される速度、回転位置等の回転情報を検出できる。この
ために、回転軸の回転情報を検出するための機構を小型
でコンパクトにすることが可能になる。
内蔵型角加速度検出装置においては、従来においては角
加速度検出の障害となるためにセンサ検出信号から除去
していたディスク偏心に起因する誤差成分を積極的に利
用して、角加速度以外の回転軸の回転情報を検出するよ
うにしている。従って、本発明によれば、速度、回転位
置等を検出するために別個のセンサを回転軸に配置する
ことなく、角加速度と共に、回転軸の回転制御に必要と
される速度、回転位置等の回転情報を検出できる。この
ために、回転軸の回転情報を検出するための機構を小型
でコンパクトにすることが可能になる。
【図１】本発明を適用した角加速度検出装置の構造を示
す概略縦断面図である。
す概略縦断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、図１の装置の第２のデ
ィスク１５の形状を示す正面図および断面図である。
ィスク１５の形状を示す正面図および断面図である。
【図３】図１の装置のスリット群１６、１７の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】図１の装置の光学式センサの構成およびセンサ
出力信号の信号処理回路を示すブロック図である。
出力信号の信号処理回路を示すブロック図である。
【図５】図１の装置の角加速度以外の回転軸の回転情報
を得るための機構を示すブロック図である。
を得るための機構を示すブロック図である。
１０ 角加速度検出装置 １３ 回転軸 １４、１５ ディスク １５ａ スリット形成部分 １５ｂ ばね部分 １５ｃ 板ばね １５ｄ 軸固定部分 １６、１７ スリット群 １６ａ、１７ａ スリット １８−１〜１８−４ 光学式センサ ２０ 発光ダイオード ２１ 半導体位置検出器 ３０−１〜３０−４ 信号処理回路 ４０−１，４０−２ 減算器 ５０ 信号処理回路 Ｓ１〜Ｓ４ センサ出力信号 Ｓ１２ 第１の差分信号 Ｓ３４ 第２の差分信号
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸に対して一体回転するように固定
されていると共に相互に対峙させた第１および第２のデ
ィスクを有し、前記第１のディスクは剛体であり円周方
向に配列した第１のスリット群を備え、前記第２のディ
スクは、円周方向に配列した第２のスリット群が形成さ
れたスリット形成部分と、このスリット形成部分を当該
ディスクに作用する角加速度に応じて円周方向に弾性変
位させるばね部分とを備え、前記第１のスリット群と前
記第２のスリット群の相対変位に基づき前記回転軸に発
生する角加速度を検出可能となっている角加速度検出装
置において、 前記回転軸の回転に伴って発生する前記第１および第２
のスリット群の相対位置の変化を検出するための第１、
第２、第３および第４の光学式センサを備えており、 前記第１および第２の光学式センサは、前記第１および
第２のディスクの直径方向の両端位置に配置されてお
り、前記第３および第４の光学式センサは、前記第１お
よび第２の光学式センサに対して９０度回転した角度位
置に配置されており、 前記第１ないし第４の光学式センサのセンサ出力信号の
うちの少なくとも一つのセンサ出力信号に基づき前記回
転軸に発生する角加速度を検出し、 前記第１および第２の光学式センサのセンサ出力信号の
差分からなる第１の差分信号を求め、前記第３および第
４の光学式センサのセンサ出力信号の差分からなる第２
の差分信号を求め、これらの第１および第２の差分信号
に基づき前記回転軸の速度、位置等の角加速度以外の回
転情報を検出することを特徴とするレゾルバ内蔵型角加
速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14609097A JPH10332732A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | レゾルバ内蔵型角加速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14609097A JPH10332732A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | レゾルバ内蔵型角加速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332732A true JPH10332732A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15399914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14609097A Pending JPH10332732A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | レゾルバ内蔵型角加速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10332732A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517909A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 多関節アームを有する可搬式座標測定器 |
| JP2007502982A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 可搬型座標計測機における計測精度向上方法 |
| JP2007502985A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 改良版可搬型座標計測機 |
| JP2007502984A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 携帯可能な座標測定装置の操作者に感覚フィードバックを提供する方法および装置 |
| US8931182B2 (en) | 2002-02-14 | 2015-01-13 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics |
| CN111413097A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-14 | 华能四川水电有限公司 | 发电机组主轴弯曲故障预测方法 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14609097A patent/JPH10332732A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517909A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 多関節アームを有する可搬式座標測定器 |
| US8931182B2 (en) | 2002-02-14 | 2015-01-13 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics |
| US9410787B2 (en) | 2002-02-14 | 2016-08-09 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine having a bearing assembly with an optical encoder |
| US9513100B2 (en) | 2002-02-14 | 2016-12-06 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics |
| US10168134B2 (en) | 2002-02-14 | 2019-01-01 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics |
| JP2007502982A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 可搬型座標計測機における計測精度向上方法 |
| JP2007502985A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 改良版可搬型座標計測機 |
| JP2007502984A (ja) * | 2003-08-15 | 2007-02-15 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 携帯可能な座標測定装置の操作者に感覚フィードバックを提供する方法および装置 |
| CN111413097A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-14 | 华能四川水电有限公司 | 发电机组主轴弯曲故障预测方法 |
| CN111413097B (zh) * | 2020-04-26 | 2022-02-01 | 华能四川能源开发有限公司 | 发电机组主轴弯曲故障预测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040416 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |