JPS5927262A - 回転検出装置 - Google Patents

回転検出装置

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JPS5927262A
JPS5927262A JP57137039A JP13703982A JPS5927262A JP S5927262 A JPS5927262 A JP S5927262A JP 57137039 A JP57137039 A JP 57137039A JP 13703982 A JP13703982 A JP 13703982A JP S5927262 A JPS5927262 A JP S5927262A
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JP
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electrode
inverter
rotation
electrodes
substrate
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JP57137039A
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Shigeyuki Akita
秋田 成行
Hiroaki Tanaka
裕章 田中
Junji Kitagawa
北川 順二
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/483Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable capacitance detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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
    • G01D5/24Mechanical 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 by varying capacitance
    • G01D5/2403Mechanical 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 by varying capacitance by moving plates, not forming part of the capacitor itself, e.g. shields

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等におけるプロペラ軸等の回転を検出す
る場合に、グ[1ベラシャ゛ノド軸等の回転物体の回転
速度の広範囲にわたり精度良く回転を検出する静電容量
型口(1転検出装置に凹するものである。
従来、例えば、自動車のエンジンのクランク軸等の回転
を検出する装置としCは、磁性体にコイルを巻いて回転
体に列向けしめ、回転体の凹凸による磁束変化によって
二1イルに交番起電力を誘起して回転体の回転を検出す
るものがある。
しかるに、この種の装置においては、コイルに誘起され
る交番起電力は、それに供する磁束変化オなわも1回転
体の回転速度に影響され、回転体の回転速度が低い場合
には、コイルに交番起電力がほとんど発生ゼす、回転体
の回転検出が不5J能であるという欠点がある。
本発明は」1記欠点を解消Vるものである。くし形電極
を有する複数枚のプレートと複数制のインバータにより
RC発振回路を構成し、この出力を検知することにより
、良好に回転体の回転を検出する回転検出装置を提供す
ることをVl的と・するt)のである。
121下木発明を図に示す実施例について説明する。
第1図は本発明装置の1実施例を示゛4構1ili図で
ある。この第1図において、101(よハウジングで含
油全屈等よりなるベアリング114が固定されている。
113は回転物体の回転にLi> uて回転するシャフ
ト、+02はハウジングカバー、11と12及び[3は
後述する静電容量型口成4るための電極を印刷や蒸着等
で形成したカラスやセラミックあるいは樹脂等の絶縁体
から成る第I固定基板と回転基板及び第2固定基板であ
り、この第1固定括板11と第2固定法板131;lハ
ウジング101に図示されていないネジ等で固定され、
回転基板12は前記シャフト113にネジ115等で固
定され、回転物体の回転に応じて回転→る。
14はi:l記名々の電極で形成される静電’IV甲を
検出する電子素子を有する検出量118部である。12
1と122及ヒl 23 ハfitl 記検出II I
IRfil l A トi’+il記第1固定基板11
及び第2固定基板1:3とを接続する電線である。
前記構造よりなる本発明装置の電極及び結線方法を第2
図に示Jバ目実施例について説明する。
ff12図において、11と12及び131よ第1図の
11と12及び1((に対応した第1固定晶板と回転基
板及び第2固定基板であり、第1図に示される如く組み
付けられるものである。第1固定基@11の)1面11
aに半円型の電極211と212とが形成されており、
前記tU極211は検出量(18部200のインバータ
ゲーI・203の出力に接続され、前記電極212は−
インバータゲ−1202の出力に接続されている。回転
基板12の片面12aにnil記?!!極211又は2
12と同様のffl t%221を、他面12b」二に
も0;■記電極221と同一電極222 (図示されて
ない)が形成されており、この電極221と電極222
は接続されている。第2固定基板13の前記第1固定法
板の電極に対向する面、ずなわら面13bには円形の電
極231が形成されCおり、この電極231は検出回路
200のインバータゲート201の人力に接続されてい
る。前記各電極により形成される静電容量とインバータ
ゲート201.202.203および抵抗204から成
る発振回11A let ’t!?開閉55−9672
4に提示されている。2 (161よ1)11記発晴回
+18の発振周波数を検出する周波数検出量11h、2
40は回転物体の回転に応しC゛1゛′“0゛信号を出
力する出力端子である。
医に上記構成の作動を説明する。
まず第2図に示される如く第1固定M ii I Lの
電極212と回転基板12の電極221力敷1回し、第
1固定括板11の電極212と対向する回転基板12の
電極が無い場合を月えると、m I li’il定基板
11の電極211と第2の固定基板の電極231とて形
成される静電容ic、+、lc、−ε0・εr・S/ 
(2j! ++7!2)[但し、ε0はI’E空1情屯
率、εrは誘電体の比誘電率、Sは電極211の面積、
plは第1固定基板11と回転洪板[2との1ffj、
 !jiltで、ここては第2固定基板13と回転1西
板12との回部1も7!1としている。7!2は回転基
板の厚さを示す。]一方第1固定拮板11の電極212
と第2固定基板の電極231とで形成される静電容量C
2はc2−’0’ εr ’ S / 2 ’ (l 
Iとなる。
よっ−Cc2  C1=g□−εr−3−A2/2・a
l・ (2・β嘗→−7!2)であり、C2−C、>0
となる。ここでp2>pl、S>>12としたならばC
2>>C,となり、第2図の検出回路部200の発振回
路(J特開昭55−96724に提示されていることか
らも明らかのように、第3図に示す如く公知のR(′、
発振1m路と見なせ、本実施例では数十KIIZの発I
辰信号を得ている。
次に回転物体の回転に応じて第1図のシャフト113が
回転し、第2財1の回転基板の電極221が第1固定基
板11の電極211に対向したとすると、前記静電容量
の関係はC2<<C1となることは明らかであろう。よ
って第4図に示す如く奇数個のインバータゲートを直列
接続されたリング発振回路を構成することになり、本実
施例では数MIIZの発振信号を得ている。
上記発振信号は周波数検出回路206に導びかれ、この
周波数検出回路ではある周波数を設定されており、入力
信号が設定周波敗り」この場合に″1″信号を、設定周
波数以下のばうぃに(、じ0”信号出力するようになっ
ているため、回転物体の回転に応して、出力端子240
に(、ビ1゛、“0”信号が現われる。
次に第5図に示1第2実施例について説明する。
この第5図において第1固定基板11.!:rn2固定
基板13及び検出回路部200との接続1.1. ti
il記第2同第2図実施例と同一である。ただ第5図で
は回転基板12は金属導体で作られ、この回転基板12
を固定している前記第1図のシトフ1113も金属導体
で作られており、このシャツL 113がアース(検出
II!I [i8 all )G N 1) )と電へ
(的ニ接続されている構造となっている。ずなゎ!5 
tlil記回転基板12は静電遮へいをする働きをする
ことになる。よって第5図に示されるよ・)に第1固定
枯仮11の電極212と回転、2i8仮12が対向しC
いると、電極212と電界は第2固定2.6仮13の電
極231に伝達されず、電極212の電Wが電極231
に伝達されることになり、n11記1v13図に示され
る公知のRC発振回路と等価となる。このため回転物体
の回転にLL・じて回転基板12が回転すれば1回転σ
1パルスの信号が出力端子240に現われることは明ら
かであろう。
さらに第6図に示゛す第3実施例につい°C説明する。
この!7X6図においては、固定基板及び回転基板はそ
の上に形成される電極のみを図示しである。
電極211と電極212は前述同様に第1固定基板11
に形成され、電極211は検出回路部200のGND 
(電源マイナス)に接続され、電極21?はインバータ
ゲ−1201の人力に接続されている。電極223と電
極224は回転基板12の前記電極211と212とに
対向する面に形成され、この他面にリング状の電極22
5と226が形成され、前記電極223と225とが、
7Ii極224と226とがそれぞれ接続されCいる。
電極235と236は第2固定ノ+llf:il 3の
前記電極225と226とに対向する面に形成され、電
極235はインバータゲーI・203の出力に、電極2
36はインバータゲート202の出力にそれぞれ接続さ
れる。
今、第6図に示される如く各電極が対向して0るとする
と、電極212と224、電極22らと236により、
電極212と236との間に静電容量が生じる。他方電
極211と223、?lt l飛225と235により
、電極211と235との間にも静電容量が生じる。し
かし電極211 j;巨;NDに接続されているため、
検出間+1R部の発1hu 1lil l!Flの作動
には前記電極212と236との間に41.シた静電容
量のみが供与することになり、前記第3図に示す公知の
RC発振回路と等価の作動をlることになる。そして回
転物体の回転に応じて1111転基板12が回転し、電
極211と224が、電極212と223がそれぞれ対
向したとすると、電極211と236との間で静電容量
が生じ、電極212と235との間で静電容量が生じる
ことるこなる。しかし電極211はG N I)に接続
され“(シ)るため、発振作動には電極212と235
−C形成される静電容量が供与することになり、前記第
4図に示すリング発振回路と等価の作動を4j・)。
よって、回転物体の回転に応じて回転板12が回転する
と、1回転に1パルスの信号が出力a11°1)子24
0に現われる。
以」二本実施例で(,1回転Ji9板1回転で1パルス
の信号を取り出しCいるが、これに限られたものではな
い。例えば第7図に示す様な電極を形成すれば前述第2
図と同じ作動で1回転6パルスの信号を取り出すことが
できる。この第7図の回転基板の電極をG N Dに接
続すれば前述第5図と同一作動で前記同様1回転6パル
スの信号を取り出′」ことができ、電極形状を変えるこ
とにより複数のパルス信号及び各種のパルス形態を持つ
信号が得られる。
又、第8図に示す様な7i!極形成を−4れば前述第6
図と同し作動で1 lI+1転E)パルスのIQ Wが
得られる。
以上述べたよ・)に本発明装置は、第1電極、第2電極
の2つの電極を有する第1の固定基板と、前記第1電極
(又は第2電極)と同一形状をした第3電極を両面に有
し、回転物体の回転に応じて回転する回転基板と、前記
m3電極と常に対向“4る第4電極を有する第2の固定
基板と、;3回のインバータおよび周波数検出回路より
なる検出回路部とを備え、前記検出回路部は第1のイン
バータと抵抗により閉回路を形成し、さらにこのr<s
 + 、<ンバータと第2インバータと第3インバータ
を直列接続し、niI記第2インバータの出力端rとn
iI記第1 ?ti極(又は第2電極)とを、i;■同
第:う・インバータの出力端子と11:l同第2ffl
極(又ルよ第111X極)とをそれぞれ接続し、n;■
同第4電極(よ11;1記m +インバータの人力☆1
(,1子に接続される抵抗宕111型発振回路と、この
発振(回路の発振tail波数を検出Jる囚波数検出回
lidとからなるため191転速度が(1(い場合でも
ノイズ等の影響を受けることなく稍度、1.り回転体の
回転を検出−Cきるという優れた効311を奏邊る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1実施例の回転検出01−の構造図、
第2図は本発明第1実施例の電極と検出11M路部との
結線図、第3図は回転基板が第2図の場合の位置にある
ときの等11i回路図、第4図は回転基板が第2図にす
180 ’回転した場合の等価回路図、第5図は本発明
の第2実施例の結線図、第6図は第3実施例の結線図、
第7図は第4実施例の結線図、第8図は第5実施例の結
線図をそれぞれ示し、 11.1.3・・・固定基板、12・・・回転基板、2
01.202,203・・・インバータ、204・・・
抵抗、206・・・周波数検出回路、CI、C2・・・
コンデンサ、211,212,221,231・・・電
極をそれぞれ示す。 代理人弁理士 岡 部   隆 第5図 第6図 第 7 図 第8図 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1ffi極、第2電極の2つの電極を有する第1
    の固定基板と、前記第1電極又むJ第2電極と同一形状
    をした第3電極を両面に有し、回転物体の回転に応じて
    回転−4る回転箔板と、nII記第3電極と常に対向す
    る第4電極を有する第2の固定基板と、3個のインバー
    タおよび周波数検出回路よりなる検出回路部とを備える
    回転検出装置において、1+;+記憶用回路部は第1の
    インバータと抵抗により閉回路を形成し、さらに、この
    第1−インバータと第2インバータと第3インバータを
    直列接猜、シ、前記第2インバータのiJ1カ端子とi
    iJ記第1電極(又は第2電極)とを、前記第3インバ
    ータの出力端子と前記第2電極(又は第1電極)とをそ
    れぞれ接続し、前記第4電極は前記第1インパークの入
    力端子に接続される抵抗容量型発振回路と、この発振回
    11δの発振周波数を検出゛づる周波数検出回路とから
    なる回転検出装置。 2、前記回転話板の第3電極は電気的に1);1記憶用
    回路部の負側電源に接続されている特A’1Illlt
    求の範囲第1項記載の回転検出装置。 3、前記回転基板は前記第1固定基板に形成される一対
    の電極と同一形状を成し、第1固定ノ、(板との対向面
    に一対の第5電極と第6゛…極を有し1、他面に2(I
    Mのリング状の第7電極と第8 it 111ハを1[
    シ、前記第5電極と第7電極、前記第6電極と第8電極
    がそれぞれ接続され、第2固定基板はn:1記回転Ji
    %板の第7?Ii極と第8電極と常に各々が対向するリ
    ング状の第9電極と第10電極を自し、nis記第1電
    極(又は第2電極)を検出回118部の負側電源に接続
    し2、前記第2電極(又は第1電極)を前記第1インバ
    ータの入力端子に接続し、前記第9電極(又は第1 (
    l電極)を第2インバータの出力端子に接続し、tti
    l記第10電極(又は第!1711 +へ)を第3イン
    バータの出力硝子に接続した’!、’r R’l II
    /I求の範囲第1 I−i’i記載の回転検出装置。
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Families Citing this family (12)

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