JPS58162813A - 位置検出器 - Google Patents
位置検出器Info
- Publication number
- JPS58162813A JPS58162813A JP4452282A JP4452282A JPS58162813A JP S58162813 A JPS58162813 A JP S58162813A JP 4452282 A JP4452282 A JP 4452282A JP 4452282 A JP4452282 A JP 4452282A JP S58162813 A JPS58162813 A JP S58162813A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- shaft
- magnetic flux
- hall elements
- hall element
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
＜ａ） 技術分野の説明
本発明は従来１巻線により構成さ？ｌ、その信号を回転
位置検出に用いるシンクロ電機またはレゾルバを巻線を
用いないで構成するようにした位置検出器に関するもの
である。
位置検出に用いるシンクロ電機またはレゾルバを巻線を
用いないで構成するようにした位置検出器に関するもの
である。
（ｂ） 従来技術の説明
従来のシンクロ電機およびレゾルバは巻線により構成さ
れていた。第１図はレゾルバの巻線構成の１例を示す図
で、固定予巻ＮＭＳ＋−８ｓは単相、−転子巻線は電気
的に９０ｉｌずれた亀−Ｒ３とＲ１−Ｒ４の２巻線があ
る。励磁電圧’１１１出力電圧１１１ｊ ｐ ”１１４
と回転子Ｃとの関係を示したのが第２図である。こ
の関係を式で示すと（１） 、 （２１式となる。
れていた。第１図はレゾルバの巻線構成の１例を示す図
で、固定予巻ＮＭＳ＋−８ｓは単相、−転子巻線は電気
的に９０ｉｌずれた亀−Ｒ３とＲ１−Ｒ４の２巻線があ
る。励磁電圧’１１１出力電圧１１１ｊ ｐ ”１１４
と回転子Ｃとの関係を示したのが第２図である。こ
の関係を式で示すと（１） 、 （２１式となる。
１１Ｈ＝ＫＥｇ１ｇａｃｏｓ＃ ｍ…（１）Ｂ１１
４ ”ＫＥＩＩＩＩ ＠ ８ムｎｅ ・四（２）こ
こでＫは巻線比により決まる定数である。
４ ”ＫＥＩＩＩＩ ＠ ８ムｎｅ ・四（２）こ
こでＫは巻線比により決まる定数である。
第３図はシンクロ電機の巻線構成を示す図である。これ
はＥＩＨ４Ｃ励磁電圧を加えると回転子の回転位置に応
じた三相の出方が得られる。
はＥＩＨ４Ｃ励磁電圧を加えると回転子の回転位置に応
じた三相の出方が得られる。
現在これらの信号を電子回路によシデジタル信号に変換
し１位置検出器号として制御に使うことが行なわれてい
る。これらの変換器はレゾルバ／デジタル変換器とかシ
ンクロ／デジタル変換器と呼ばれる。
し１位置検出器号として制御に使うことが行なわれてい
る。これらの変換器はレゾルバ／デジタル変換器とかシ
ンクロ／デジタル変換器と呼ばれる。
従来のレゾルバやシンクロ電機には次のような欠点があ
る。
る。
（１） 巻線を用いているため断線事故があり、巻Ｉ
ＩＫコストがかかる。
ＩＫコストがかかる。
（２）回転子の巻線に電流を流すためスリップリングを
用いると接触不良が起り、ブラシレヌにして回転トラン
ス擲を用いると大形にな抄、壕九憤性モーメント本大き
くなる。
用いると接触不良が起り、ブラシレヌにして回転トラン
ス擲を用いると大形にな抄、壕九憤性モーメント本大き
くなる。
（Ｃ１発明の目的
本発明は以上の欠点を除去して構造が簡単で小形、軽量
であり、巻線のように手間のかかる構成でなく、ブラシ
などの接触部のない高信頼性の位置検出器を得ることを
目的とする。
であり、巻線のように手間のかかる構成でなく、ブラシ
などの接触部のない高信頼性の位置検出器を得ることを
目的とする。
（ｄ） 発明の構成
以下第４図に本発明の構造を示す。
シャフトＩＫ取付られた円板状の永久磁石２は外円２極
に着磁しである。磁石２の外円には同心状に円筒形の磁
性体３がある。つまり磁石２と磁性体３は間げきを隔て
て対向している。この間げきにホール素子４，５が９Ｃ
離れて取付られでいる。シャフト１は軸受６，７でささ
えられ回転すゐ。
に着磁しである。磁石２の外円には同心状に円筒形の磁
性体３がある。つまり磁石２と磁性体３は間げきを隔て
て対向している。この間げきにホール素子４，５が９Ｃ
離れて取付られでいる。シャフト１は軸受６，７でささ
えられ回転すゐ。
（ｅ） 発明の作用
まずホール素子の作用は、第５図に示すように電流ＩＣ
を流しそれと垂直方向に磁界Ｂを加えると電流ＩＢおよ
び磁界Ｂと垂直方向に電圧ｖＨが発生する。この電圧ｖ
Ｈは電流ＩＣと磁束密度に比例すみ。
を流しそれと垂直方向に磁界Ｂを加えると電流ＩＢおよ
び磁界Ｂと垂直方向に電圧ｖＨが発生する。この電圧ｖ
Ｈは電流ＩＣと磁束密度に比例すみ。
＠４図の磁石２と磁性体３との間げきの磁束密ｌ［は両
極Ｎ、８の所が最も高（、ａまたはｂ点に近ずくに従っ
て減少しＩ ａｔｂ点では磁束は無くなる。
極Ｎ、８の所が最も高（、ａまたはｂ点に近ずくに従っ
て減少しＩ ａｔｂ点では磁束は無くなる。
よってホール素子４，５に直流電流を流し永久磁石２を
回転した時のホール素子４，５の出力電圧ｖＨ４＋ ■
Ｈ１ｓは第６図のようにな如、ホール素子に加える電流
を交ｒｌＬＫすれば第７図のようになる。
回転した時のホール素子４，５の出力電圧ｖＨ４＋ ■
Ｈ１ｓは第６図のようにな如、ホール素子に加える電流
を交ｒｌＬＫすれば第７図のようになる。
第７図の信号は出力電圧ｖＨが交流のＩｃＫより±に振
られ、回転により電圧が変化し、ｖＨ＝ｏを通過すると
位相が逆になる。これはレゾルバの信号と同じ変化であ
る。つまり電流ＩＣを交流にすることで従来のレゾルバ
と同じ信号が得られる。
られ、回転により電圧が変化し、ｖＨ＝ｏを通過すると
位相が逆になる。これはレゾルバの信号と同じ変化であ
る。つまり電流ＩＣを交流にすることで従来のレゾルバ
と同じ信号が得られる。
（ｆ） 他の実施例
＋１） 第４図ではホール素子を２つとしたが１相の
信号だけを得るのであれば１つで良い、ｔたシンクロ電
機のように３相の信号を得るためには１２０６づらし九
位置に１つづつ計３個のホール素子を配量すれは喪い。
信号だけを得るのであれば１つで良い、ｔたシンクロ電
機のように３相の信号を得るためには１２０６づらし九
位置に１つづつ計３個のホール素子を配量すれは喪い。
（２）高い出力や波形の精度を上げ石ために１社４図の
ホール素子４，５に対向した位置（１８０”ずれた位置
）に取付けると逆相の出力が得られる。
ホール素子４，５に対向した位置（１８０”ずれた位置
）に取付けると逆相の出力が得られる。
正相と逆相の出力を差動アンプに入れると２倍の振幅が
得られる。１方のホール素子が外乱で変動しても２つの
素子の差の信号となるので変動はｈＫ＠減される。この
ような構成和すると大きい信号が得られ外乱に強い構成
となる。
得られる。１方のホール素子が外乱で変動しても２つの
素子の差の信号となるので変動はｈＫ＠減される。この
ような構成和すると大きい信号が得られ外乱に強い構成
となる。
（３）磁石２を多極に着磁すればレゾルバの４Ｘ。
６Ｘ・・・・・等の多極に相当した信号が得られる。第
８図の場合は、４極に着磁した磁石８を示す。
８図の場合は、４極に着磁した磁石８を示す。
（４）第９図に示すように磁石１０．１１を積み重ねて
多極にするなど、複数個の磁石を用いても喪い。
多極にするなど、複数個の磁石を用いても喪い。
（５）第１Ｏ図のように磁石９の形状を変え磁束分布に
変化を持たせても良い。
変化を持たせても良い。
（６）空間に放出される磁束分布を利用するため第４図
３の磁性体を非磁性体にしても曳い。
３の磁性体を非磁性体にしても曳い。
槍）発明の効果
以上のように本発明によればロータに永久磁石を用い、
磁石の磁束の及ぶ所にホール素子を置く構成和したこと
によフ、ロータに電気を供給する必要が無くなり、ブラ
シとスリップリングまたは回転トランスが不要となる。
磁石の磁束の及ぶ所にホール素子を置く構成和したこと
によフ、ロータに電気を供給する必要が無くなり、ブラ
シとスリップリングまたは回転トランスが不要となる。
また−束をホール素子で受け、を圧の変化として出力す
ることで出力ＩＩｋ線が不要となる。
ることで出力ＩＩｋ線が不要となる。
更に磁石を回転させ、その周囲の磁束をホール素子で検
出する簡単な構造のため、低コス）Ｋでき断線などの不
良が減る等の効果がある。
出する簡単な構造のため、低コス）Ｋでき断線などの不
良が減る等の効果がある。
第１図はレゾルバの結線図、第２図はレゾルバの出力電
圧の説明図、第３図はシンクロ電機の結線図、第４図は
本発明の一実施例を示す図で（ａ）は側面図、（ｂ）は
正面図、嬉５図はホール素子の説明図、第６図は本発明
の出力がＩｃ＝直流の時の波形図、第７図は本発明の出
力が■ｃ＝交流の時の波形図、第８図から第１０図は本
発明の変形例、他の実施例を示す説明図である。 １…シヤフト ２・・・・― 石３・・・磁性体
４．５・・・ホール素子６．７・・・軸受
８・・・・磁石 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか
１名）第１図 第２図 第３図 第６図 第７図 第８図 第９図
圧の説明図、第３図はシンクロ電機の結線図、第４図は
本発明の一実施例を示す図で（ａ）は側面図、（ｂ）は
正面図、嬉５図はホール素子の説明図、第６図は本発明
の出力がＩｃ＝直流の時の波形図、第７図は本発明の出
力が■ｃ＝交流の時の波形図、第８図から第１０図は本
発明の変形例、他の実施例を示す説明図である。 １…シヤフト ２・・・・― 石３・・・磁性体
４．５・・・ホール素子６．７・・・軸受
８・・・・磁石 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか
１名）第１図 第２図 第３図 第６図 第７図 第８図 第９図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｆｌ） 円形の磁石を外周上に着磁し、シャフトを中
心に回転する回転子の磁束のおよぶ位置にホール素子を
置き、その出力のアナログ的変化で回転位置を出す位置
検出器。 （２）磁石を円に形状にしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4452282A JPS58162813A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4452282A JPS58162813A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 位置検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58162813A true JPS58162813A (ja) | 1983-09-27 |
Family
ID=12693860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4452282A Pending JPS58162813A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58162813A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0185926A2 (en) * | 1984-12-12 | 1986-07-02 | The Perkin-Elmer Corporation | Multi-port valve in a gas collection system and method of using same |
| US4719419A (en) * | 1985-07-15 | 1988-01-12 | Harris Graphics Corporation | Apparatus for detecting a rotary position of a shaft |
| JPH02196922A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 近接二極レゾルバ |
| EP0511459A2 (de) * | 1991-04-27 | 1992-11-04 | Daimler-Benz Aerospace Aktiengesellschaft | Drehmeldesystem |
| EP0612974A2 (de) * | 1993-02-25 | 1994-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetischer Winkellagegeber |
| WO1998043047A1 (de) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | Mannesmann Vdo Ag | Bedienvorrichtung |
| EP1014039A1 (en) * | 1997-09-08 | 2000-06-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetic encoder |
| US7301328B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-11-27 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Through the hole rotary position sensor with a pair of pole pieces disposed around the periphery of the circular magnet |
| JP2008151665A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | ホール素子を用いた回転位置検出方法およびホール素子レゾルバ |
| DE112007003469T5 (de) | 2007-04-24 | 2010-03-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Magnetischer Geber und Verfahren des Erfassens einer absoluten Rotationsposition |
| US7898245B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetic encoder |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP4452282A patent/JPS58162813A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0185926A2 (en) * | 1984-12-12 | 1986-07-02 | The Perkin-Elmer Corporation | Multi-port valve in a gas collection system and method of using same |
| US4719419A (en) * | 1985-07-15 | 1988-01-12 | Harris Graphics Corporation | Apparatus for detecting a rotary position of a shaft |
| JPH02196922A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 近接二極レゾルバ |
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| EP0612974A2 (de) * | 1993-02-25 | 1994-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetischer Winkellagegeber |
| EP0612974A3 (de) * | 1993-02-25 | 1995-04-12 | Siemens Ag | Magnetischer Winkellagegeber. |
| WO1998043047A1 (de) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | Mannesmann Vdo Ag | Bedienvorrichtung |
| US6480752B1 (en) | 1997-03-21 | 2002-11-12 | Mannesmann Vdo Ag | Final operating element positioning device |
| EP1014039A4 (en) * | 1997-09-08 | 2000-12-06 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | MAGNETIC ENCODER |
| EP1014039A1 (en) * | 1997-09-08 | 2000-06-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetic encoder |
| US6762897B1 (en) | 1997-09-08 | 2004-07-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetic encoder apparatus |
| US7301328B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-11-27 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Through the hole rotary position sensor with a pair of pole pieces disposed around the periphery of the circular magnet |
| US7898245B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-03-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetic encoder |
| JP2008151665A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | ホール素子を用いた回転位置検出方法およびホール素子レゾルバ |
| DE112007003469T5 (de) | 2007-04-24 | 2010-03-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Magnetischer Geber und Verfahren des Erfassens einer absoluten Rotationsposition |
| US8368392B2 (en) | 2007-04-24 | 2013-02-05 | Harmonic Drive Systems Inc. | Magnetic encoder and method of detecting absolute rotational position |
| DE112007003469B4 (de) * | 2007-04-24 | 2014-12-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Magnetischer Geber und Verfahren des Erfassens einer absoluten Rotationsposition |
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