JPS5819483Y2 - Rotation state detection device - Google Patents

Rotation state detection device

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JPS5819483Y2
JPS5819483Y2 JP6616477U JP6616477U JPS5819483Y2 JP S5819483 Y2 JPS5819483 Y2 JP S5819483Y2 JP 6616477 U JP6616477 U JP 6616477U JP 6616477 U JP6616477 U JP 6616477U JP S5819483 Y2 JPS5819483 Y2 JP S5819483Y2
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JP
Japan
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electrodes
capacitance
rotating
electrode
detection device
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JP6616477U
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JPS53161676U (en
Inventor
哲夫 関谷
浩幸 山内
裕之 内田
謙吉 梅田
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ソニー株式会社
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転体と一体となって回転する容量可変体と
、この容量可変体の外周部にそれぞれ近接して対向する
ように配された少なくとも2つの固定電極とを具備し、
前記回転体の回転に伴なって回転する前記容量可変体の
回転状態に応じて、前記少なくとも2つの固定電極の間
の静電容量が変化するようにし、前記静電容量の変化に
応じた回転速度検出信号、回転位相検出信号等を得るよ
うにした回転状態検出装置に関し、特に速度制御を必要
とする装置に使用されるモータ、或いは電機子コイルの
電流切換えを必要とするブラシレスモータ等に組込んで
用いるのに最適なものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention comprises: a variable capacitance body that rotates together with a rotating body; and at least two fixed electrodes disposed close to and facing each other on the outer periphery of the variable capacitance body. Equipped with
The capacitance between the at least two fixed electrodes is changed according to the rotational state of the capacitance variable body that rotates with the rotation of the rotary body, and the capacitance is rotated according to the change in the capacitance. Regarding rotational state detection devices that obtain speed detection signals, rotational phase detection signals, etc., it is particularly applicable to motors used in devices that require speed control, or brushless motors that require armature coil current switching. It is ideal for intensive use.

一般に、定速回転をさせる必要のあるモータ(例えばテ
ープレコーダのキャプスタン駆動用モータ、VTRのヘ
ッド駆動用モータ等)においては、モータの回転速度を
回転速度検出装置によって検出し、この検出信号と、規
定の回転速度に対応した基準周波数信号とを比較して誤
差信号を形成し、この誤差信号に基いてモータが定速回
転するように回転速度を制御している。
Generally, in motors that need to rotate at a constant speed (for example, tape recorder capstan drive motors, VTR head drive motors, etc.), the rotation speed of the motor is detected by a rotation speed detection device, and this detection signal is , a reference frequency signal corresponding to a specified rotational speed is compared to form an error signal, and the rotational speed is controlled based on this error signal so that the motor rotates at a constant speed.

このような回転速度検出装置としては、例えばリラクタ
ンス変化方式の交流タコジェネレータが用いられる。
As such a rotational speed detection device, for example, a reluctance change type AC tacho generator is used.

この交流タコジェネレータは、例えば、その外周面全体
にわたって多数の磁極を形成した円板状回転子と、その
内部に環状の検出コイルが収納されかつ断面がほぼ長方
形の環状の固定子とから構成されている。
This AC tachogenerator is composed of, for example, a disc-shaped rotor with a large number of magnetic poles formed over its entire outer circumferential surface, and an annular stator with a substantially rectangular cross section and in which an annular detection coil is housed. ing.

そして上記長方形の断面部分によって形成される磁路の
一部において上記環状固定子には、上記回転子の外周面
に対向したくし型のギャップ部が設けられている。
In a part of the magnetic path formed by the rectangular cross section, the annular stator is provided with a comb-shaped gap portion facing the outer peripheral surface of the rotor.

そして回転子の回転によってくし型ギャップ部の磁気抵
抗が順次変化して、所定周波数の回転速度検出信号が得
られるようにしている。
As the rotor rotates, the magnetic resistance of the comb-shaped gap portions is sequentially changed, so that a rotational speed detection signal of a predetermined frequency can be obtained.

このようなリラクタンス変化型交流タコジェネレータは
、構造が複雑であり、また回転子に形成する磁極数に限
界があるため検出信号の周波数が低い欠点がある。
Such a variable reluctance type AC tacho generator has a complicated structure and has a drawback that the frequency of the detection signal is low because there is a limit to the number of magnetic poles formed on the rotor.

また磁路に形成するくし型のギャップは、構造上精度を
出しにくいので、検出信号の周波数にむらがあって真の
回転数の検出が困難となる。
Furthermore, since the comb-shaped gaps formed in the magnetic path are structurally difficult to achieve precision, the frequency of the detection signal is uneven, making it difficult to detect the true rotational speed.

このため静電容量変化方式の回転速度検出装置が提案さ
れている。
For this reason, a capacitance change type rotation speed detection device has been proposed.

第1図はこの方式による検出装置の原理を示す軸方向の
縦断面図である。
FIG. 1 is an axial longitudinal cross-sectional view showing the principle of a detection device based on this method.

第1図に示すように、回転体の回転軸1には、外周縁に
歯形が形成された導電体の円板状回転電極2が取り付け
られている。
As shown in FIG. 1, a rotating shaft 1 of a rotating body is attached with a disc-shaped rotating electrode 2 made of a conductive material and having tooth shapes formed on its outer periphery.

そしてこの回転電極2の外周部に対向して、実質的に同
一形状の歯形が内周面に形成された環状の固定電極3が
設けられている。
An annular fixed electrode 3 having substantially the same tooth profile formed on its inner circumferential surface is provided opposite to the outer circumference of the rotating electrode 2.

従って回転軸1の回転に応じて、回転電極2の歯形が固
定電極の歯形の山部と谷部とに順次対向して、これらの
電極間の静電容量が変化する。
Therefore, as the rotating shaft 1 rotates, the tooth profile of the rotating electrode 2 sequentially faces the peaks and valleys of the tooth profile of the fixed electrode, and the capacitance between these electrodes changes.

この結果、回転軸1の回転速度に比例した検出信号を回
転電極2と固定電極3との間から得ることができる。
As a result, a detection signal proportional to the rotational speed of the rotating shaft 1 can be obtained from between the rotating electrode 2 and the fixed electrode 3.

なお歯形の山部の面積をSl、歯数をn、回転電極2と
固定電極3とのギャップをgとすると、回転軸1の回転
(角速度ω)によって、回転電極2の歯形の山部が固定
電極3の歯形の山部と対向するときの容量と、回転電極
2の歯形の山部が固定電極3の歯形の谷部と対向すると
きの容量との差、すなわち容量変化量、(Cは とすると、このCの最大値と最小値との差がJCとなり
、またこの容量変化の周波数fは となる。
If the area of the crest of the tooth profile is Sl, the number of teeth is n, and the gap between the rotating electrode 2 and the fixed electrode 3 is g, then the rotation of the rotating shaft 1 (angular velocity ω) causes the crest of the tooth profile of the rotating electrode 2 to The difference between the capacitance when the tooth profile of the fixed electrode 3 faces the peak and the capacitance when the tooth profile of the rotating electrode 2 faces the valley of the tooth profile of the fixed electrode 3, that is, the amount of change in capacitance, (C Then, the difference between the maximum value and the minimum value of C becomes JC, and the frequency f of this capacitance change becomes.

このような静電容量変化方式の回転速度検出装置は、構
造が簡単であるため精度が出やすく、正確な回転速度の
検出が容易である。
Such a capacitance change type rotational speed detection device has a simple structure, so it is easy to achieve accuracy, and it is easy to accurately detect the rotational speed.

また歯形のピッチを狭くすることができるので、検出信
号の周波数を高くすることができ、このためサーボ帯域
を広くすることができる。
Furthermore, since the pitch of the tooth profile can be narrowed, the frequency of the detection signal can be increased, and therefore the servo band can be widened.

ところが検出信号は回転電極2と固定電極3とから得る
ため、回転電極の信号は回転軸1、軸受、モータケース
(図示せず)をそれぞれ介してか、あるいは特別に回転
軸1に設けたスリップリングとブラシ(図示せず)とを
介して取り出さねばならない。
However, since the detection signal is obtained from the rotating electrode 2 and the fixed electrode 3, the signal from the rotating electrode is transmitted through the rotating shaft 1, a bearing, a motor case (not shown), or a slip specially provided on the rotating shaft 1. It must be removed via a ring and a brush (not shown).

第2図は第1図の回転速度検出装置の等価回路であって
、検出すべき可変容量icと直列に、軸受と回転軸、あ
るいはスリップリングとブラシとの間に接触抵抗rが形
成される。
FIG. 2 is an equivalent circuit of the rotational speed detection device shown in FIG. 1, in which a contact resistance r is formed between the bearing and the rotating shaft or the slip ring and the brush in series with the variable capacitance IC to be detected. .

そしてこの接触抵抗rが回転軸1の回転に伴なって変動
するので、検出信号のレベル変動が生じたり、ノイズが
発生したりする。
Since this contact resistance r changes as the rotating shaft 1 rotates, the level of the detection signal changes and noise occurs.

従って正確な検出信号が得られなかったり、あるいはス
リップリング、ブラシ等の余分な構成部品が必要となる
欠点があった。
Therefore, there are disadvantages in that an accurate detection signal cannot be obtained or that extra components such as slip rings and brushes are required.

このような欠点を補うため一つの改良された静電容量変
化型の回転速度検出装置が提案されている。
In order to compensate for these drawbacks, an improved capacitance variable type rotational speed detection device has been proposed.

第3図は改良された静電容量変化型の回転速度検出装置
の原理を示す軸方向の縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view in the axial direction showing the principle of the improved capacitance variable type rotational speed detection device.

第3図において、回転体の回転軸1と共に回転する絶縁
物の回転円板4の外周囲に、その外周部に歯形が形成さ
れた導電体の回転リング5が嵌め込まれている。
In FIG. 3, a rotating ring 5 made of an electrically conductive material and having tooth shapes formed on its outer periphery is fitted around the outer periphery of a rotating disk 4 made of an insulator that rotates together with a rotating shaft 1 of a rotating body.

そしてこの容量可変体としての回転リング5の外周面(
歯形面)に対向して、回転リング5と実質的に同一形状
の歯形がその内周縁に形成された第1および第2の導電
性環状固定電極6.7が設けられている。
The outer circumferential surface (
First and second electrically conductive annular fixed electrodes 6.7 each having a tooth profile having substantially the same shape as the rotary ring 5 formed on their inner periphery are provided opposite to the tooth profile surface.

そしてこれらの固定電極6.7は絶縁物のスペーサ8を
挾んで上下に配置されている。
These fixed electrodes 6.7 are arranged one above the other with an insulating spacer 8 in between.

このような構成によると、回転リング5と第1の固定電
極6との間の静電容量C1及び回転リング5と第2の固
定電極7との間の静電容量C2が、回転リング5と電極
6,7とのそれぞれの歯形の山部と谷部の対向状態に応
じて変化する。
According to such a configuration, the capacitance C1 between the rotating ring 5 and the first fixed electrode 6 and the capacitance C2 between the rotating ring 5 and the second fixed electrode 7 are the same as that of the rotating ring 5 and the capacitance C2 between the rotating ring 5 and the second fixed electrode 7. It changes depending on the opposing state of the peaks and troughs of the respective tooth shapes with the electrodes 6 and 7.

第4図は第3図の検出系の等価回路であって、回転軸1
の回転速度に比例した検出信号を第1及び第2の固定電
極6,7から得ることができ、この結果、第1図の方法
のような信号の取り出し方についての問題点であるノイ
ズの発生および構造の複雑さを解決することができる。
FIG. 4 is an equivalent circuit of the detection system shown in FIG.
Detection signals proportional to the rotational speed can be obtained from the first and second fixed electrodes 6, 7, and as a result, noise generation, which is a problem with the method of extracting signals as in the method shown in FIG. 1, can be obtained. and structural complexity can be resolved.

しかしこのような構成によると、一対の固定電極6.7
を同軸的に、しかもこれら両固定電極6,7の歯形のピ
ッチが上下に完全に一致するようにスペーサ8を介して
取付けなければならず、このために組立てが複雑となり
、また組立ての工数が増大するという問題がある。
However, according to such a configuration, the pair of fixed electrodes 6.7
must be mounted coaxially through a spacer 8 so that the tooth profile pitches of both the fixed electrodes 6 and 7 perfectly match vertically, which makes assembly complicated and increases the number of assembly steps. The problem is that it increases.

また比較的薄いスペーサ8を介して固定電極6.7が上
下に対向しているために、これらの電極6.7の間に浮
遊容量を生ずることになる。
Further, since the fixed electrodes 6.7 are vertically opposed to each other with the relatively thin spacer 8 in between, a stray capacitance is generated between these electrodes 6.7.

この浮遊容量は、電極6,7間の間隔が非常に狭いため
に、検出すべき容量変化量、(Cに比較して大きくなり
、このために回転信号の検出がより困難になる。
Since the spacing between the electrodes 6 and 7 is very narrow, this stray capacitance is larger than the capacitance change (C) to be detected, which makes it more difficult to detect the rotation signal.

そこで例えばスペーサ8の厚みを厚くすることも考えら
れるが、そうするとその分だけ固定電極6゜7の厚みを
薄くしなくてはならず、これによって回転リング5と対
向する固定電極6,7の面積が小さくなり、検出すべき
容量変化量JCは小さくなる。
Therefore, for example, it is conceivable to increase the thickness of the spacer 8, but in that case, the thickness of the fixed electrodes 6 and 7 must be reduced by that amount. becomes smaller, and the amount of capacitance change JC to be detected becomes smaller.

また固定電極6,7の厚みを薄くすることなくスペーサ
8の厚みを厚くすることも考えられるが、このようにす
るとモータが大型化することになる。
It is also conceivable to increase the thickness of the spacer 8 without reducing the thickness of the fixed electrodes 6 and 7, but this would result in an increase in the size of the motor.

特にアキシャル・エアギャップ型のモータのように、回
転軸方向の厚さの偏平化をその主要な設計目標とするよ
うなものについては、回転速度検出装置の構成部品に要
するスペーサの分だけモータの軸方向の厚さを厚くしな
ければならないので好ましいものではない。
In particular, for motors of the axial air-gap type, whose main design goal is to flatten the thickness in the direction of the rotational axis, the spacer required for the component parts of the rotational speed detection device This is not preferable because the thickness in the axial direction must be increased.

本考案は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
回転体と一体となって回転し、その外周部に多数の導電
性凹凸歯が形成された容量可変体と、この容量可変体の
外周部にそれぞれ近接して対向するように配され、その
内周部に前記容量可変体の凹凸歯と対向する多数の凹凸
歯が形成されている少なくとも一対の固定電極対とを具
備し、前記回転体の回転に伴って回転する前記容量可変
体の回転状態に応じて、前記少なくとも一対の固定電極
対間の静電容量が変化するようにした回転状態検出装置
において、前記少なくとも一対の固定電極対が前記容量
可変体を直径方向に挾んで対向配置されていることを特
徴とする回転状態検出装置に係るものである。
This invention was made in view of the above-mentioned problems, and
A capacitance variable body that rotates together with the rotating body and has a large number of conductive uneven teeth formed on its outer periphery; a rotating state of the capacitance variable body, comprising at least one pair of fixed electrodes having a plurality of concave and convex teeth facing the concave and convex teeth of the capacitance variable body formed on a peripheral portion thereof, and rotating with the rotation of the rotary body; In the rotational state detection device in which the capacitance between the at least one pair of fixed electrodes is changed according to The present invention relates to a rotation state detection device characterized in that:

従って本考案によれば、組立てが容易となり、しかも2
つの固定電極間の静電容量を小さくすることが可能とな
る。
Therefore, according to the present invention, assembly is easy, and two
It becomes possible to reduce the capacitance between the two fixed electrodes.

以下本考案を実施例によって詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to examples.

まず第5図〜第9図によって第1の実施例を説明すると
、第5図および゛第6図に示すように、モータのケーシ
ング11の上部には回転検出装置12が取付けられてい
る。
First, the first embodiment will be explained with reference to FIGS. 5 to 9. As shown in FIGS. 5 and 6, a rotation detection device 12 is attached to the upper part of the casing 11 of the motor.

すなわち回転検出装置12の下側のケース13の中心に
設けられている円形孔14はモータのケーシング11に
取付けられ、かつモータの出力軸15を回転可能に支持
しているオイルレスメタル16の外周面に嵌合された状
態で位置決めされている。
That is, the circular hole 14 provided in the center of the case 13 on the lower side of the rotation detection device 12 is connected to the outer periphery of the oil-less metal 16 that is attached to the casing 11 of the motor and rotatably supports the output shaft 15 of the motor. It is positioned in a state where it is fitted to the surface.

そしてこの下側のケース13の外周部に一体に突出して
設けられているリング状のリブ17の内周面には後に詳
しく説明するように、一対の電極、すなわち第1固定電
極21および第2固定電極22、が嵌装されている。
As will be explained in detail later, on the inner peripheral surface of the ring-shaped rib 17 integrally provided on the outer peripheral part of the lower case 13, a pair of electrodes, namely a first fixed electrode 21 and a second fixed electrode 21, are provided. A fixed electrode 22 is fitted.

そしてこれらの固定電極21.22の内側には回転電極
20が配されており、ビス19によって出力軸15に固
定されている。
A rotating electrode 20 is disposed inside these fixed electrodes 21 and 22, and is fixed to the output shaft 15 with screws 19.

この回転電極20は絶縁性の円板23の外周部に、歯形
18が形成されている導電体20を嵌装して構成したも
のである。
This rotating electrode 20 is constructed by fitting a conductor 20 on which a tooth profile 18 is formed onto the outer periphery of an insulating disc 23 .

そしてこの回転電極20と固定電極21.22との上部
には上側のケース24が取付けられている。
An upper case 24 is attached above the rotating electrode 20 and fixed electrodes 21 and 22.

このケース24の外周部に形成されているリング状のリ
ブ25は一対の固定電極21.22の外周面に嵌合され
て位置決めされている。
A ring-shaped rib 25 formed on the outer periphery of the case 24 is fitted and positioned on the outer periphery of the pair of fixed electrodes 21 and 22.

そしてこのケース24と一対の固定電極21.22と下
側のケース13とは、これらを貫通するビス26によっ
てモータのケーシング11に取付けられている。
The case 24, the pair of fixed electrodes 21 and 22, and the lower case 13 are attached to the motor casing 11 by screws 26 passing through them.

そして上側のケース24の中心に形成されている円形孔
27を前記出力軸15が貫通して、この回転検出装置1
2の上方に突出している。
The output shaft 15 passes through a circular hole 27 formed in the center of the upper case 24, and the rotation detection device 1
It protrudes above 2.

次に前記固定電極21.22について特に第6図および
第7図につき述べると、これらの固定電極21.22は
それぞれ約170°の円弧状をなすセグメントから構成
されており、回転する出力軸15に対して対称に配され
ている。
Next, the fixed electrodes 21.22 will be described in particular with reference to FIGS. 6 and 7. Each of the fixed electrodes 21.22 is composed of a segment having an arc shape of about 170°, and is connected to the rotating output shaft 15. are arranged symmetrically with respect to

そしてこれらの固定電極21.22にはそれぞれ内歯車
の如くそれらの内周面に歯形28.29が形成されてい
る。
Each of these fixed electrodes 21 and 22 has teeth 28 and 29 formed on its inner peripheral surface like an internal gear.

これらの歯形28.29はその山と谷とがちょうど回転
電極20の歯形18の山と谷とに一致するように形成さ
れている。
These tooth profiles 28 and 29 are formed so that their peaks and valleys exactly match the peaks and valleys of the tooth profile 18 of the rotating electrode 20.

またこれらの固定電極21.22は導電性の材料から構
成されており、これによって第1の固定電極21の歯形
28の山と回転電極20の歯形18の山との間および第
2の固定電極22の歯形29の山と回転電極20の歯形
18の山との間にそれぞれコンテ゛ンサC1,C2(第
8図参照)が形成されるようになっている。
Furthermore, these fixed electrodes 21 and 22 are made of an electrically conductive material, so that the gap between the peaks of the tooth profile 28 of the first fixed electrode 21 and the peak of the tooth profile 18 of the rotating electrode 20 and the second fixed electrode Containers C1 and C2 (see FIG. 8) are formed between the peaks of the tooth profile 29 of the rotary electrode 22 and the peak of the tooth profile 18 of the rotating electrode 20, respectively.

なおこれらの固定電極21.22が互に導通しないよう
に、回転検出装置12のケース13.24は絶縁性の材
料でできており、かつ固定電極21.22のビス26の
挿通孔には絶縁性の材料から戊るブツシュが圧入されて
いる。
In order to prevent these fixed electrodes 21.22 from being electrically connected to each other, the case 13.24 of the rotation detection device 12 is made of an insulating material, and the insertion hole for the screw 26 of the fixed electrode 21.22 is made of an insulating material. A bushing made of solid material is press-fitted.

このように、固定電極21.22は一対のセグメントか
ら構成されているために、組立てが容易となる。
In this way, since the fixed electrodes 21, 22 are composed of a pair of segments, assembly is facilitated.

またこれらの電極21.22は回転電極20の外周面に
沿って出力軸15に対して対称に、しかも同一平面上に
配設されているものであるから、回転検出装置12の出
力軸15の軸線方向における厚みをより薄く構成できる
Furthermore, since these electrodes 21 and 22 are disposed along the outer peripheral surface of the rotating electrode 20 symmetrically with respect to the output shaft 15 and on the same plane, the output shaft 15 of the rotation detection device 12 is The thickness in the axial direction can be made thinner.

またこれらの電極21.22は互に円周方向の端面30
においてのみ対向するだけであり、両者の対向面積が非
常に小さくなる。
Further, these electrodes 21 and 22 are mutually connected to the end surface 30 in the circumferential direction.
They only face each other at the edges, and the area in which they face each other becomes very small.

このためにこれら両媒定電極21.22間の浮遊容量を
非常に小さくすることができ、回転の変化に伴う正確な
回転速度検出信号を取出すことができる。
Therefore, the stray capacitance between these two medium electrodes 21 and 22 can be made very small, and an accurate rotational speed detection signal can be obtained in response to changes in rotation.

上述の如く回転電極20と一対の固定電極21゜22と
によって構成された一対のコンデンサC□。
As described above, a pair of capacitors C□ are constituted by a rotating electrode 20 and a pair of fixed electrodes 21 and 22.

C2は第8図に示す等価回路で表わすことができ、端子
21.22から回転速度に応じた信号を取出すことがで
きる。
C2 can be represented by the equivalent circuit shown in FIG. 8, and signals corresponding to the rotational speed can be taken out from terminals 21 and 22.

次にこの回転検出装置12を用いたモータの速度サーボ
系の一例を第9図に示すブロック図によって説明する。
Next, an example of a motor speed servo system using this rotation detection device 12 will be explained with reference to the block diagram shown in FIG.

なお上記一対のコンテ゛ンサをこのブロック図において
は単一のコンデンサ31で示す。
Note that the pair of capacitors described above is shown as a single capacitor 31 in this block diagram.

モータの回転に伴うコンデンサ31の容量値の変化は容
量変化検出器32で電気信号に変換される。
Changes in the capacitance value of the capacitor 31 as the motor rotates are converted into electrical signals by a capacitance change detector 32.

このような容量変化検出器32は、例えば搬送波発振器
33からの所定周波数の搬送波電流をコンテ゛ンサ31
に流し、このコンテ゛ンサ31の容量変化(即ちインピ
ーダンス変化)を電圧に変換して検出信号を得るように
したAM変調器であってよい。
Such a capacitance change detector 32 converts a carrier wave current of a predetermined frequency from a carrier wave oscillator 33 into a capacitor 31, for example.
It may be an AM modulator that converts the change in capacitance (that is, the change in impedance) of the capacitor 31 into a voltage to obtain a detection signal.

即ち容量変化検出器32からは、搬送波発振器33の搬
送波をAM変調した回転速度検出信号が得られる。
That is, the capacitance change detector 32 obtains a rotation speed detection signal obtained by AM modulating the carrier wave of the carrier wave oscillator 33.

この速度検出信号はAM復調器34に供給される。This speed detection signal is supplied to an AM demodulator 34.

AM復調器34は、例えば整流回路と低域フィルターと
から構成されるものであってよく、AM変調された回転
速度検出信号から搬送波成分を除去した信号がこのAM
復調器から得られる。
The AM demodulator 34 may be composed of, for example, a rectifier circuit and a low-pass filter, and the AM demodulator 34 is a signal obtained by removing a carrier component from an AM-modulated rotational speed detection signal.
obtained from the demodulator.

この信号はコンデンサ31の容量変化に対応しかつ回転
速度に比例した周波数信号である。
This signal is a frequency signal that corresponds to the capacitance change of the capacitor 31 and is proportional to the rotation speed.

次にこの信号は周波数−電圧変換器35に供給されて、
ここで、回転数の変動、即ち周波数変動が電圧に変換さ
れる。
This signal is then fed to a frequency-to-voltage converter 35,
Here, variations in rotational speed, ie, frequency variations, are converted into voltage.

このような周波数−電圧変換器35は、例えば上記周波
数信号から所定傾斜の三角波信号を形成し、この三角波
の傾斜部分を所定の基準サンプリングパルスでサンプリ
ングして周波数−電圧の変換を行ない得るように構成し
たものであってよい。
Such a frequency-voltage converter 35 is configured to, for example, form a triangular wave signal with a predetermined slope from the frequency signal, sample the slope portion of this triangular wave with a predetermined reference sampling pulse, and perform frequency-voltage conversion. It may be configured.

周波数−電圧変換器35の出力電圧は、比較回路36に
おいて基準電圧発生回路37から供給された基準電圧と
比較され、この比較回路36で得られた誤差信号が回転
制御回路38に供給される。
The output voltage of the frequency-voltage converter 35 is compared with a reference voltage supplied from a reference voltage generation circuit 37 in a comparator circuit 36, and an error signal obtained by the comparator circuit 36 is supplied to a rotation control circuit 38.

従ってモータ39はこの制御回路38によって回転速度
が一定となるように制御が行なわれる。
Therefore, the motor 39 is controlled by the control circuit 38 so that its rotational speed is constant.

次に本考案の第2の実施例を第10図および第11図に
つき述べる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

上記第1の実施例においては第1固定電極21と第2固
定電極22とは導電性の材料から戊り、出力軸15に対
して対称に配設されている一対のセグメントによって構
成されていたが、本実施例においてはこれらの両電極2
1.22が一体に構成されている。
In the first embodiment, the first fixed electrode 21 and the second fixed electrode 22 are formed by a pair of segments cut from a conductive material and arranged symmetrically with respect to the output shaft 15. However, in this embodiment, these two electrodes 2
1.22 are integrally constructed.

すなわち第10図に示すように、合成樹脂、例えばAB
S樹脂から戒るリング状体40の内周面に歯形41を内
歯車の如く形成する。
That is, as shown in FIG. 10, synthetic resins such as AB
A tooth profile 41 is formed like an internal gear on the inner peripheral surface of a ring-shaped body 40 made of S resin.

次いでこのリング状体40の全表面にメッキ層が形成さ
れるように、このリング状体40に、例えばZn/Co
の無電解メッキを施して、リング状体40の外表面全体
に、例えば5〜8μmの厚さの導電性層を形成する。
Next, this ring-shaped body 40 is coated with, for example, Zn/Co so that a plating layer is formed on the entire surface of the ring-shaped body 40.
A conductive layer having a thickness of, for example, 5 to 8 μm is formed on the entire outer surface of the ring-shaped body 40 by electroless plating.

次いで第11図に示すように、このリング状体40の円
周方向のほぼ対称な2ケ所において一対の溝42を形成
して、メッキによって形成された導電性層をこのリング
状体40の円周方向に2分割する。
Next, as shown in FIG. 11, a pair of grooves 42 are formed at two approximately symmetrical locations in the circumferential direction of this ring-shaped body 40, and the conductive layer formed by plating is spread around the circle of this ring-shaped body 40. Divide into two in the circumferential direction.

これによってリング状体40の表面に、互に対称に一対
の固定電極21.22が形成されることになる。
As a result, a pair of fixed electrodes 21 and 22 are formed symmetrically on the surface of the ring-shaped body 40.

このように一対の固定電極21.22を構成すると、両
電極が一つの部品から戒るために組立てがより容易とな
り、また両電極21.22間の相互の位置合せが不要と
なる。
By configuring the pair of fixed electrodes 21, 22 in this manner, since both electrodes are made from one component, assembly becomes easier, and mutual alignment between the electrodes 21, 22 becomes unnecessary.

さらに両電極21.22はリング状体40上に形成され
た薄い導電性層から戒るために、両電極21.22の互
に対向する端面30の面積が非常に小さくなり、このた
めに両者の間の浮遊容量も非常に小さくなる。
Furthermore, since both electrodes 21 and 22 are separated from the thin conductive layer formed on the ring-shaped body 40, the areas of the mutually opposing end surfaces 30 of both electrodes 21 and 22 are extremely small. The stray capacitance between them also becomes very small.

なおこの実施例においては、歯形41の形成されている
リング状体40にメッキによって導電性層を形成してい
るが、歯形41の形成されていないリング状体の全表面
にまずメッキによって導電性層を形成し、次いでこのリ
ング状体に一対の溝と歯形とを形成するようにしてもよ
い。
In this embodiment, a conductive layer is formed by plating on the ring-shaped body 40 on which the tooth profile 41 is formed, but the entire surface of the ring-shaped body on which the tooth profile 41 is not formed is first coated with a conductive layer. A layer may be formed and then a pair of grooves and teeth may be formed in the ring-shaped body.

このようにすれば、歯形の谷の部分には導電性層が形成
されないので、より明確な回転速度検出信号が得られる
In this way, since no conductive layer is formed in the valley portions of the tooth profile, a clearer rotational speed detection signal can be obtained.

次に本考案の第3の実施例を第12図につき述べる。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記2つの実施例においては一対の第1電極21と第2
電極22とが回転電極20の外周部に固定配置されてい
るが、このような構成によると、一対の第1電極21と
第2電極22および回転電極20の偏心によって、回転
電極20の1回転に1回毎の容量変化のゆらぎないしは
変動を生じ、これが回転速度検出信号に重畳されること
になる。
In the above two embodiments, the pair of first electrode 21 and second electrode
The electrode 22 is fixedly arranged on the outer periphery of the rotating electrode 20. According to such a configuration, one rotation of the rotating electrode 20 is caused by the eccentricity of the pair of first and second electrodes 21 and 22 and the rotating electrode 20. This causes fluctuations or fluctuations in the capacitance change every time, and this is superimposed on the rotational speed detection signal.

このようなゆらぎを少くするためには、第1電極21と
第2電極22とを複数対用いればよい。
In order to reduce such fluctuations, a plurality of pairs of the first electrode 21 and the second electrode 22 may be used.

本実施例においてはこのような点に鑑みて回転電極20
の外周部に2組の第1電極21と第2電極22とを交互
に配している。
In this embodiment, the rotating electrode 20 is
Two sets of first electrodes 21 and second electrodes 22 are alternately arranged on the outer periphery of the electrode.

なお2対の第1電極21と第2電極22の代りに、3対
以上の第1電極21と第2電極22との組を用いるよう
にしてもよい。
Note that instead of the two pairs of first electrodes 21 and second electrodes 22, three or more pairs of first electrodes 21 and second electrodes 22 may be used.

次に本考案の第4の実施例を第13図〜第15図につき
説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 15.

上記第3の実施例においては固定電極と回転電極との偏
心による回転速度検出信号のゆらぎを防止するために2
対の固定電極を用いているが、本実施例においては、こ
れら2対の固定電極をリング状体40上に導電性層によ
って形成している。
In the third embodiment, in order to prevent fluctuations in the rotation speed detection signal due to eccentricity between the fixed electrode and the rotating electrode, two
Pairs of fixed electrodes are used, and in this embodiment, these two pairs of fixed electrodes are formed on the ring-shaped body 40 using a conductive layer.

すなわちまず歯車41の形成されているリング状体40
にメッキを施し、このリング状体40の全外周面に導電
性層を形成する。
That is, first, the ring-shaped body 40 on which the gear 41 is formed
is plated to form a conductive layer on the entire outer peripheral surface of the ring-shaped body 40.

次いでリング状体40の内周面に巾方向に90°毎に4
つの溝43を形成し、しかもこれらの溝43をこのリン
グ状体40の上端面と下端面とにほぼ90°毎に円周方
向に形成されている溝44で連結する。
Next, on the inner peripheral surface of the ring-shaped body 40, 4
Two grooves 43 are formed, and these grooves 43 are connected by grooves 44 formed in the upper and lower end surfaces of the ring-shaped body 40 at approximately every 90° in the circumferential direction.

さらにリング状体40と外周面にもその巾方向のほぼ中
央部において全周に互って溝45を形成する。
Further, grooves 45 are formed on the ring-shaped body 40 and its outer circumferential surface so as to overlap each other around the entire circumference at approximately the center in the width direction thereof.

これによって2対の第1電極21と第2電極22とが互
に分離された状態でリング状体40上に形成され、しか
も互に対向する2つの第1電極21と第2電極22とは
それぞれ互に導電性層によって結合されている。
As a result, two pairs of first electrodes 21 and second electrodes 22 are formed on the ring-shaped body 40 in a state where they are separated from each other, and the two pairs of first electrodes 21 and second electrodes 22 facing each other are Each is connected to each other by a conductive layer.

従って本実施例においては2つの第1電極21と2つの
第2電極22とをそれぞれリード線で結線する必要はな
くなる。
Therefore, in this embodiment, there is no need to connect the two first electrodes 21 and the two second electrodes 22 with respective lead wires.

また2対の固定電極はリング状体40上に形成されてい
るために、2対の第1電極21と第2電極22とを相互
に位置合せする必要もない。
Furthermore, since the two pairs of fixed electrodes are formed on the ring-shaped body 40, there is no need to align the two pairs of first electrodes 21 and second electrodes 22 with each other.

以上本考案を実施例につき述べたが、上記実施例は本考
案を限定するためのものではなく、本考案はその技術的
思想の範囲内において各種変更が可能である。
Although the present invention has been described above with reference to embodiments, the above-mentioned embodiments are not intended to limit the present invention, and the present invention can be modified in various ways within the scope of its technical idea.

例えば上記実施例においては、一対または2対の固定電
極を用いたものが示されているが、本考案はこれに限ら
れることなく、3対以上の固定電極を用いることも可能
である。
For example, in the above embodiments, one or two pairs of fixed electrodes are used, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to use three or more pairs of fixed electrodes.

また第2の実施例および第4の実施例においては、リン
グ状体40にメッキを施して導電性層を形成しているが
、リング状体40への導電性層の形成は必ずしもメッキ
に限られることなく、例えば蒸着等の他の方法によって
もよい、そして蒸着された導電性層を分離するために溝
を形成する代りに、この導電性層をエツチングするよう
にしてもよい。
Furthermore, in the second and fourth embodiments, the ring-shaped body 40 is plated to form the conductive layer, but the formation of the conductive layer on the ring-shaped body 40 is not necessarily limited to plating. Other methods may be used, such as vapor deposition, and instead of forming grooves to separate the deposited conductive layer, the conductive layer may be etched.

以上に述べたように本考案は、少なくとも一対の固定電
極対を、固定体と一体となって回転する容量可変体を直
径方向に挾んで対向配置したものであるから、回転検出
装置の回転体の軸線方向における厚みを小さくすること
ができ、また2つの固定電極対の回転体の軸線方向にお
ける相互の位置合せは全く必要でなくなる。
As described above, in the present invention, at least one pair of fixed electrodes is arranged facing each other in the diametrical direction of the variable capacitance body that rotates integrally with the fixed body. The thickness of the rotor in the axial direction can be reduced, and mutual alignment of the two fixed electrode pairs in the axial direction of the rotating body is no longer necessary.

また2つの固定電極対の互に対向する面積が非常に小さ
くなり、両者間の浮遊電極を小さくすることができる。
Furthermore, the areas where the two pairs of fixed electrodes face each other become extremely small, and the floating electrodes between them can be made small.

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

第1図〜第4図は従来の回転検出装置を示し、第1図は
静電容量変化方式の回転速度検出装置の縦断面図、第2
図は同等価回路図、第3図は改良された静電容量変化方
式の回転速度検出装置の縦断面図、第4図は同等価回路
図である。 第5図〜第9図は本考案の第1の実施例の回転検出装置
を示し、第ら図はその縦断面図、第6図は第5図におけ
るVI〜VI線断面図、第7図は同要部斜視図、第8図
はこの回転検出装置の等価回路図、第9図はモータの速
度サーボ系のブロック図である。 第10図および第11図は本考案の第2の実施例を示し
、第10図は溝42を形成する前の状態のリング状体4
0の斜視図、第11図は溝42を形成したリング状体4
0の斜視図である。 第12図は本考案の第3の実施例の要部平面図である。 第13図〜第15図は本考案の第4の実施例を示し、第
13図はリング状体40の斜視図、第14図は第13図
におけるW−■線断面図、第15図は第13図における
XV〜XV線断面図である。 なお図面において用いられている符号において、15は
出力軸、20は回転電極、21は第1固定電極、22は
第2固定電極である。
1 to 4 show conventional rotation detection devices, FIG.
The figure is an equivalent circuit diagram, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an improved capacitance variation type rotation speed detection device, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram. 5 to 9 show a rotation detecting device according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 8 is a perspective view of the same essential parts, FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of this rotation detection device, and FIG. 9 is a block diagram of a motor speed servo system. 10 and 11 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the ring-shaped body 4 before forming the groove 42.
0 and 11 are ring-shaped bodies 4 with grooves 42 formed therein.
FIG. FIG. 12 is a plan view of main parts of a third embodiment of the present invention. 13 to 15 show a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 13 is a perspective view of a ring-shaped body 40, FIG. 14 is a sectional view taken along the line W-■ in FIG. 13, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line XV-XV in FIG. 13. FIG. In the reference numerals used in the drawings, 15 is an output shaft, 20 is a rotating electrode, 21 is a first fixed electrode, and 22 is a second fixed electrode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 回転体と一体となって回転し、その外周部に多数の導電
性凹凸歯が形成された容量可変体と、この容量可変体の
外周部にそれぞれ近接して対向するように配され、その
内周部に前記容量可変体の凹凸歯と対向する多数の凹凸
歯が形成されている少なくとも一対の固定電極対とを具
備し、前記回転体の回転に伴って回転する前記容量可変
体の回転状態に応じて、前記少なくとも一対の固定電極
対間の静電容量が変化するようにした回転状態検出装置
において、前記少なくとも一対の固定電極対が前記容量
可変体を直径方向に挾んで対向配置されていることを特
徴とする回転状態検出装置。
A capacitance variable body that rotates together with the rotating body and has a large number of conductive uneven teeth formed on its outer periphery; a rotating state of the capacitance variable body, comprising at least one pair of fixed electrodes having a plurality of concave and convex teeth facing the concave and convex teeth of the capacitance variable body formed on a peripheral portion thereof, and rotating with the rotation of the rotary body; In the rotational state detection device in which the capacitance between the at least one pair of fixed electrodes is changed according to A rotation state detection device characterized by:
JP6616477U 1977-05-23 1977-05-23 Rotation state detection device Expired JPS5819483Y2 (en)

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