JPS62140020A - 多機能型検出器 - Google Patents
多機能型検出器Info
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- JPS62140020A JPS62140020A JP60281178A JP28117885A JPS62140020A JP S62140020 A JPS62140020 A JP S62140020A JP 60281178 A JP60281178 A JP 60281178A JP 28117885 A JP28117885 A JP 28117885A JP S62140020 A JPS62140020 A JP S62140020A
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- detector
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
（産業上の利用分野）
本発明は可動体の駆動位置及び形心位置（ギャップ）と
を単一の検出器で検出し得る多機能型検出器に関する。
を単一の検出器で検出し得る多機能型検出器に関する。
（従来の技術）
従来、ステップモータ、同期モータなどを使用した磁気
浮上型のアクチュエータはそれほど開発されておらず、
また、係るアクチュエータの可動体の駆動位置とギャッ
プとの両方を単一の検出器で検出し得るものはいまだ見
あたらない。
浮上型のアクチュエータはそれほど開発されておらず、
また、係るアクチュエータの可動体の駆動位置とギャッ
プとの両方を単一の検出器で検出し得るものはいまだ見
あたらない。
ここでは、先行技術として、従来の磁気浮上型アクチュ
エータのギヤツブ検出方法と同期モータの位置検出方法
について説明する。
エータのギヤツブ検出方法と同期モータの位置検出方法
について説明する。
（１）回転形ロータを有する磁気浮上型アクチェエータ
の場合のギャップ検出例 第４図は係る従来のギャップ検出器の構成図であり、こ
れはギャップの変位を検出コイルの自己インダクタンス
の変化として検出するものである。
の場合のギャップ検出例 第４図は係る従来のギャップ検出器の構成図であり、こ
れはギャップの変位を検出コイルの自己インダクタンス
の変化として検出するものである。
ここで、ロータ３のターゲット部及び検出器のステータ
１の芯部材２は磁性体で構成され、その磁極部分に検出
コイルＸ＋ 、Ｘｚ 、”ｙ’＋ 、Ｙｚが巻回される
。
１の芯部材２は磁性体で構成され、その磁極部分に検出
コイルＸ＋ 、Ｘｚ 、”ｙ’＋ 、Ｙｚが巻回される
。
第５図は第４図に示されるギャップ検出器からＸ方向、
Ｙ方向のギャップを検出する回路図であり、Ｘ方向にお
いては、検出コイルは二つのＸ方向コイルＸ、、Ｘ２と
二つのダミーコイルＸＤ、。
Ｙ方向のギャップを検出する回路図であり、Ｘ方向にお
いては、検出コイルは二つのＸ方向コイルＸ、、Ｘ２と
二つのダミーコイルＸＤ、。
ＸＯＺとてブリッジがｉｉ＆成され、このブリッジの両
端に発振器４からの正弦波が加えられる。そこで、コイ
ルＸ、とコイルＸ２の両方のインダクタンスが等しい場
合には、コイルＸｌとコイルＸ２の接続点とダミーコイ
ルＸ Ｄ ｌとダミーコイルＸＤ２の接続点との電位差
がなくなり、Ｘ方向の変位検出値は０となる。また、ロ
ータ３がＸ軸のコイルＸＩの方向に近づくとコイルＸ１
のインダクタンスが大きくなり、コイルＸ２のインダク
タンスが小さくなるため、そのセンタータップの電圧を
検出することにより、変位が測定できる。つまり、前記
センタータップの電圧は差動増幅器５で増幅され、同期
整流器６を介してＸ方向のギヤノブを検出することがで
きる。なお、Ｙ方向においても同様である。これはＸ、
Ｙ二方向へのギヤツブ検出例であり、ロータ３の回転方
向の検出は別の検出器を用いて行っている。また、他の
検出方法としては、この検出器の代わりに渦電流型の検
出器や静電型の検出器を用いた例もある。
端に発振器４からの正弦波が加えられる。そこで、コイ
ルＸ、とコイルＸ２の両方のインダクタンスが等しい場
合には、コイルＸｌとコイルＸ２の接続点とダミーコイ
ルＸ Ｄ ｌとダミーコイルＸＤ２の接続点との電位差
がなくなり、Ｘ方向の変位検出値は０となる。また、ロ
ータ３がＸ軸のコイルＸＩの方向に近づくとコイルＸ１
のインダクタンスが大きくなり、コイルＸ２のインダク
タンスが小さくなるため、そのセンタータップの電圧を
検出することにより、変位が測定できる。つまり、前記
センタータップの電圧は差動増幅器５で増幅され、同期
整流器６を介してＸ方向のギヤノブを検出することがで
きる。なお、Ｙ方向においても同様である。これはＸ、
Ｙ二方向へのギヤツブ検出例であり、ロータ３の回転方
向の検出は別の検出器を用いて行っている。また、他の
検出方法としては、この検出器の代わりに渦電流型の検
出器や静電型の検出器を用いた例もある。
（２）回転型の同期型モータの位置検出例同期型モータ
は速度制御システムにおいても、モータのロータの位置
検出器が必要となり、ロータの磁極位置を検出するよう
にしている。
は速度制御システムにおいても、モータのロータの位置
検出器が必要となり、ロータの磁極位置を検出するよう
にしている。
筒車なものでは第６図に示されるように、ロータフの磁
極の位置をホール素子８で検出してモータを回転させる
ようにしている。即ち、指令信号と位置信号の差、つま
り、位置偏差に比例した電圧を入力として加えると、そ
の偏差電圧に比例しなモーフトルクが生じる。そして、
このモータの位置は位置センサとしてのホール素子８で
検出され、増幅器９によって増幅され、コイルＸを励磁
するように構成されている。
極の位置をホール素子８で検出してモータを回転させる
ようにしている。即ち、指令信号と位置信号の差、つま
り、位置偏差に比例した電圧を入力として加えると、そ
の偏差電圧に比例しなモーフトルクが生じる。そして、
このモータの位置は位置センサとしてのホール素子８で
検出され、増幅器９によって増幅され、コイルＸを励磁
するように構成されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、可動体の磁気浮上を行う場合、磁気浮上
可動体の重量に対抗して作用する吸引用電磁石の働く表
面積と、可動体の位置決め（回転、直線駆動）の駆動力
の働くモータ部の表面積に対して、ギャップセンサと、
位置センサ（回転、直ｖＡ駆動）の表面積の占める割合
をいかにして小さくするかが、性能上の課題となってき
ている。
可動体の重量に対抗して作用する吸引用電磁石の働く表
面積と、可動体の位置決め（回転、直線駆動）の駆動力
の働くモータ部の表面積に対して、ギャップセンサと、
位置センサ（回転、直ｖＡ駆動）の表面積の占める割合
をいかにして小さくするかが、性能上の課題となってき
ている。
特に、非接触状態で可動体を磁気浮上させる場合、その
可動体は永久磁石（同期型モータ）が、歯が形成されて
いる可動体（ステップモータ）、二次側導体（誘導モー
タ）になるが、いずれにしろ位置決めを位置フィードバ
ックを用いて行うためには、その可動体の磁極位置を知
るセンサが必要になる。ギャップセンサとこの位置セン
サのスペースを別々にとると、可動体の他のスペース（
回転力、吸引力）が圧縮され、結果として性能低下を招
いてしまう。
可動体は永久磁石（同期型モータ）が、歯が形成されて
いる可動体（ステップモータ）、二次側導体（誘導モー
タ）になるが、いずれにしろ位置決めを位置フィードバ
ックを用いて行うためには、その可動体の磁極位置を知
るセンサが必要になる。ギャップセンサとこの位置セン
サのスペースを別々にとると、可動体の他のスペース（
回転力、吸引力）が圧縮され、結果として性能低下を招
いてしまう。
本発明は、上記問題点を除去し、ギャップセンサと位置
センサとを一体化し、占有スペースを低減すると共に、
磁気浮上可動体の小型化、軽量化を図り得る多機能型検
出器を提供することを目的とする。
センサとを一体化し、占有スペースを低減すると共に、
磁気浮上可動体の小型化、軽量化を図り得る多機能型検
出器を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記問題点を解決するために、磁気浮上可動
体の表面には一定ビノチの歯が形成され、該歯に対向し
て該歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二対の検出
値を出力する第１の磁気検出手段と、該第１の磁気検出
手段に対して前記可動体を中心にして対称な位置に前記
第１の磁気検出手段と同一の機能を有する第２の磁気検
出手段とを配設し、前記第１及び第２の磁気検出手段の
各検出値に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と
固定部間のギャップとを単一の検出器で検出するように
したものである。
体の表面には一定ビノチの歯が形成され、該歯に対向し
て該歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二対の検出
値を出力する第１の磁気検出手段と、該第１の磁気検出
手段に対して前記可動体を中心にして対称な位置に前記
第１の磁気検出手段と同一の機能を有する第２の磁気検
出手段とを配設し、前記第１及び第２の磁気検出手段の
各検出値に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と
固定部間のギャップとを単一の検出器で検出するように
したものである。
（作用）
本発明によれば、磁気浮上可動体の表面には一定ピッチ
の歯が形成され、第１の磁気検出手段はこの歯に対向し
てこの歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二対の検
出値を出力する。一方、第２の磁気検出手段は前記第１
の磁気検出手段と同一の機能を有しており、第１の磁気
検出手段に対して前記可動体を中心にして対称な位置に
配設され、前記第１及び第２の磁気検出手段の各検出値
に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と固定部と
のギャップとを単一の検出器で検出する。
の歯が形成され、第１の磁気検出手段はこの歯に対向し
てこの歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二対の検
出値を出力する。一方、第２の磁気検出手段は前記第１
の磁気検出手段と同一の機能を有しており、第１の磁気
検出手段に対して前記可動体を中心にして対称な位置に
配設され、前記第１及び第２の磁気検出手段の各検出値
に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と固定部と
のギャップとを単一の検出器で検出する。
つまり、（１）磁気浮上可動体が回転体の場合は、回転
体の表面に一定ビノチの歯が形成され、その歯に対向し
てこの歯を検出する第１のル２支気検出手段を備え、該
磁気検出手段は前記歯を検出することにより、正弦、余
弦波状の各二つの検出値を出力し、更に、回転体の回転
中心に対して点対称の位置に前記磁気検出手段と同一の
機能を有する第２の磁気検出手段を設け、この正弦、余
弦波状各々四つの検出値を加減する演算回路とにより、
回転体の歯数分の回数のｓｉｎθ状、ｃｏｓθ状の出力
と、二つの検出器の間にある回転体の位置を表す出力と
を検出し、このｓｉｎθ状、ｃｏｓｖ状の検出値から回
転位置に変換する変換器とにより、回転体の回転位置と
磁気浮上のための回転体の位置、つまり、ギャップを一
体化した検出器で検出する。
体の表面に一定ビノチの歯が形成され、その歯に対向し
てこの歯を検出する第１のル２支気検出手段を備え、該
磁気検出手段は前記歯を検出することにより、正弦、余
弦波状の各二つの検出値を出力し、更に、回転体の回転
中心に対して点対称の位置に前記磁気検出手段と同一の
機能を有する第２の磁気検出手段を設け、この正弦、余
弦波状各々四つの検出値を加減する演算回路とにより、
回転体の歯数分の回数のｓｉｎθ状、ｃｏｓθ状の出力
と、二つの検出器の間にある回転体の位置を表す出力と
を検出し、このｓｉｎθ状、ｃｏｓｖ状の検出値から回
転位置に変換する変換器とにより、回転体の回転位置と
磁気浮上のための回転体の位置、つまり、ギャップを一
体化した検出器で検出する。
（２）磁気浮上可動体が直線運動を行う可動体（推進可
動体）の場合は、推進可動体の両側の表面に一定ピッチ
の歯が形成され、その片側の歯に対向して、この歯を検
出する第１の磁気検出手段を備え、該磁気検出手段は前
記歯を検出することにより、正弦、余弦波状の各二つの
検出値を出力し、更に、推進可動体を中心にしてその可
動方向に対して線対称の位置に前記磁気検出手段と同一
の機能を有する第２の磁気検出手段を設け、前記（１）
のようにして、第１及び第２の磁気検出手段の各検出値
に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と固定部と
のギャップとを単一の検出器で検出する。
動体）の場合は、推進可動体の両側の表面に一定ピッチ
の歯が形成され、その片側の歯に対向して、この歯を検
出する第１の磁気検出手段を備え、該磁気検出手段は前
記歯を検出することにより、正弦、余弦波状の各二つの
検出値を出力し、更に、推進可動体を中心にしてその可
動方向に対して線対称の位置に前記磁気検出手段と同一
の機能を有する第２の磁気検出手段を設け、前記（１）
のようにして、第１及び第２の磁気検出手段の各検出値
に基づいて前記可動体の駆動位置と該可動体と固定部と
のギャップとを単一の検出器で検出する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示す多機能型検出器の構成
図である。
図である。
図中、１０は円筒状の固定枠、１１は第１の検出器、１
２は第２の検出器、１３は磁性体からなる磁気浮上ロー
タ、１４は磁性体からなる凹部が連設された芯部材、１
５．２１はその芯部材の基部に巻回され、搬送波が印加
される励磁コイル、１６．２２は第１の検出コイルであ
り、この検出コイル１６と２２はロータ１３の回転中心
に対して点対称の位置に配置される。
２は第２の検出器、１３は磁性体からなる磁気浮上ロー
タ、１４は磁性体からなる凹部が連設された芯部材、１
５．２１はその芯部材の基部に巻回され、搬送波が印加
される励磁コイル、１６．２２は第１の検出コイルであ
り、この検出コイル１６と２２はロータ１３の回転中心
に対して点対称の位置に配置される。
１７、２３は第２の検出コイル、１８．２４は第３の検
出コイル、１９．２５は第４の検出コイルであり、上記
第１の検出コイル同様に、各検出コイルはロータ１３の
回転中心に対して点対称の位置に配置され、各検出コイ
ルは芯部材の先端の突極片に巻回される。なお、各検出
器側はケースに内蔵され固定枠１０に固定される。
出コイル、１９．２５は第４の検出コイルであり、上記
第１の検出コイル同様に、各検出コイルはロータ１３の
回転中心に対して点対称の位置に配置され、各検出コイ
ルは芯部材の先端の突極片に巻回される。なお、各検出
器側はケースに内蔵され固定枠１０に固定される。
この多機能型検出器の動作について説明する。
ここで、ω：発振角周波数、ｄ、：第１の検出器とロー
タ間のギャップ、ｄ２ ：第２の検出器とロータ間のギ
ャップ、θ：ロータ回転電気角、α：変調率、ｋ：信号
伝達の定数である。
タ間のギャップ、ｄ２ ：第２の検出器とロータ間のギ
ャップ、θ：ロータ回転電気角、α：変調率、ｋ：信号
伝達の定数である。
まず、これらの第１の検出器１１．第２の検出器１２の
各々の励磁コイル１５．２１には搬送波ｓｉｎ （ω
ｔ−φ） を印加する。 。
各々の励磁コイル１５．２１には搬送波ｓｉｎ （ω
ｔ−φ） を印加する。 。
そこで、第１の検出器１１の検出コイルの出力をギヤノ
ブｄ、とロータ回転電気角θで近似すると、それぞれの
検出コイルの出力は次のようになる。
ブｄ、とロータ回転電気角θで近似すると、それぞれの
検出コイルの出力は次のようになる。
Ｖｃ＋、＝ （ｋ／ｄ＋）（１＋αＣＯ５θ） ｓｉｎ
ωｔＶ ｃ＋−＝ （ｋ ／ ｄ ＋）（１−α
ｃｏｓθ） ｓｉｎ ωｔｖ、、、＝ （ｋ／ｄ
＋）（１＋α ｓｔｎθ） ｓｉｎ ωｔＶｓ＋−＝
（ｋ／ｄ ＋）（１−α ｓｉｎθ） ｓｉｎ
ωを同様に、第２の検出器１２の検出コイルの出力は下
側のギャップｄ２とロータ回転電気角θで近似すると、 Ｖｃｔ、＝ （ｋ／ｄ２）（１＋α ｃｏｓθ） ｓ
ｉｎ ωｔＶｃｚ−＝ （ｋ／ｄｚ）（ｌ ａｔ
ｃｏｓθ） ｓｉｎ （ＩＩ ｔＶｓｚ、 ＝
（ｋ／ｄｉ）（１＋αｓｉｎθ） ｓｉｎ ωｔＶ
ｓｔ−＝ Ｃｋ／ ｄｚ）（１ｃｔ ｓｉｎθ）
ｓｉｎ ωＬとなる。
ωｔＶ ｃ＋−＝ （ｋ ／ ｄ ＋）（１−α
ｃｏｓθ） ｓｉｎ ωｔｖ、、、＝ （ｋ／ｄ
＋）（１＋α ｓｔｎθ） ｓｉｎ ωｔＶｓ＋−＝
（ｋ／ｄ ＋）（１−α ｓｉｎθ） ｓｉｎ
ωを同様に、第２の検出器１２の検出コイルの出力は下
側のギャップｄ２とロータ回転電気角θで近似すると、 Ｖｃｔ、＝ （ｋ／ｄ２）（１＋α ｃｏｓθ） ｓ
ｉｎ ωｔＶｃｚ−＝ （ｋ／ｄｚ）（ｌ ａｔ
ｃｏｓθ） ｓｉｎ （ＩＩ ｔＶｓｚ、 ＝
（ｋ／ｄｉ）（１＋αｓｉｎθ） ｓｉｎ ωｔＶ
ｓｔ−＝ Ｃｋ／ ｄｚ）（１ｃｔ ｓｉｎθ）
ｓｉｎ ωＬとなる。
これらを利用して、
（１） ｃｏｓ出力を得るためには上記第１の検出器の
検出コイルの各出力を下記のように加減演算する。
検出コイルの各出力を下記のように加減演算する。
Ｖ（１＊ −Ｖｃｔ−＋ Ｖｃｚ。−Ｖｃｔ−＝２にα
（（１／ｄｌ ）＋ （Ｌ／ｄＺ ））× Ｃｏｇθ
ｓｉｎω ｔ （２） ｓｉｎ出力を得るためには、同様にＶｓ＋＋
−ＶｓＩ−＋Ｖｓｚ＋ Ｖｓｚ−＝２にα（（１／ｄ
、）＋ （１／ｄｔ ））Ｘ ｓｉｎθ ｓｉｎω
Ｌ （３）ギャップ検出値は、 上側の合計−下側の合計 ＝４ ｋ Ｃ（１／ｄ１） （１／ｄｚ ）］ｘ
ｓｉｎω ｔ となる。
（（１／ｄｌ ）＋ （Ｌ／ｄＺ ））× Ｃｏｇθ
ｓｉｎω ｔ （２） ｓｉｎ出力を得るためには、同様にＶｓ＋＋
−ＶｓＩ−＋Ｖｓｚ＋ Ｖｓｚ−＝２にα（（１／ｄ
、）＋ （１／ｄｔ ））Ｘ ｓｉｎθ ｓｉｎω
Ｌ （３）ギャップ検出値は、 上側の合計−下側の合計 ＝４ ｋ Ｃ（１／ｄ１） （１／ｄｚ ）］ｘ
ｓｉｎω ｔ となる。
ここで、線型近恨を用いて、ギャップｄ１とギャップｄ
２の等しい位置を基準値ｄ０とし、それと基準値からの
ずれΔｄで近似すると、 （１／ｄｌ ’）＋ （１／ｄＺ ’）＝ （（１／ｄ
ｏ ）−（１／ｄ、”）ｘΔｄ〕＋ （（１／ｄｏ ）
−（１／ｄ＠ ”）Ｘ−Δｄ〕＝２ ／ ｄ 。
２の等しい位置を基準値ｄ０とし、それと基準値からの
ずれΔｄで近似すると、 （１／ｄｌ ’）＋ （１／ｄＺ ’）＝ （（１／ｄ
ｏ ）−（１／ｄ、”）ｘΔｄ〕＋ （（１／ｄｏ ）
−（１／ｄ＠ ”）Ｘ−Δｄ〕＝２ ／ ｄ 。
つまり、Δｄの変化によらず一定である。
（１／ｄｌ ）−Ｈ／ａｔ ）
’ （（１／ｄｏ ） （１／ｄｏ ”）ｘΔｄ〕
（（１／ｄ＋＋ ） （１／ｄｏ ”）×−Δｄ〕
＝ （２／ｄ６”）ＸΔｄ つまり、ギャップの変位に比例する。
（（１／ｄ＋＋ ） （１／ｄｏ ”）×−Δｄ〕
＝ （２／ｄ６”）ＸΔｄ つまり、ギャップの変位に比例する。
そして、上記（１） 、 （２） 、 （３）を同期整
流と低域通過フィルタ処理することにより、ｓｉｎωｔ
の周波数を消し、ｃｏｓθ、 ｓｉｎθ及びギャップ
検出値を得ることができる。
流と低域通過フィルタ処理することにより、ｓｉｎωｔ
の周波数を消し、ｃｏｓθ、 ｓｉｎθ及びギャップ
検出値を得ることができる。
ｃｏｓθ、 ｓｉｎθの出力から、例えば、ディジタ
ルで位置θを得る方法はＲ／Ｄ （レゾルバ・ディジク
ル）コンバータなどがあるのでそれらを用いることがで
きる。
ルで位置θを得る方法はＲ／Ｄ （レゾルバ・ディジク
ル）コンバータなどがあるのでそれらを用いることがで
きる。
このように構成することにより、検出器１１．１２は磁
気浮上ロータの回転位置とギャップの両方を検出するこ
とができる。
気浮上ロータの回転位置とギャップの両方を検出するこ
とができる。
次に、本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する
。
。
図中、１０は固定枠、１３は磁気浮上ロータ、３１は第
１の検出器、３２は第２の検出器、３３は芯部材、３４
、４１は永久磁石、３５．４２は第１の検出素子、３６
゜４３は第２の検出素子、３７．４４は第３の検出素子
、３８、４５は第４の検出素子である。なお、検出器側
はケースに内蔵され固定枠１０に固定される。
１の検出器、３２は第２の検出器、３３は芯部材、３４
、４１は永久磁石、３５．４２は第１の検出素子、３６
゜４３は第２の検出素子、３７．４４は第３の検出素子
、３８、４５は第４の検出素子である。なお、検出器側
はケースに内蔵され固定枠１０に固定される。
ここで、この検出器３１．３２は前記した搬送波を印加
する励磁コイル２１に代えて永久磁石３１を用い、ロー
タと検出器のとの歯の相対位置変化をギャップの磁気抵
抗変化として検出し、それによる磁束の変化をホール素
子或いは磁気抵抗素子などの磁束を検出する検出素子に
より検出し、これに基づいてロータの回転位置とギャッ
プとを検出するようにしている。
する励磁コイル２１に代えて永久磁石３１を用い、ロー
タと検出器のとの歯の相対位置変化をギャップの磁気抵
抗変化として検出し、それによる磁束の変化をホール素
子或いは磁気抵抗素子などの磁束を検出する検出素子に
より検出し、これに基づいてロータの回転位置とギャッ
プとを検出するようにしている。
そこで、Ｖｃｔ＊のギヤ、プとｖｃＩ−のギャップの総
和はロータの回転位置によらず、略一定なので検出器３
１の検出素子の出力は検出器３１のギャップｄ１とロー
タ回転電気角θで近似すると、Ｖｃｔ、＝ （ｋ／ｄ＋
）（１＋αｃｏｓθ）Ｖｃｔ−＝ （ｋ／ｄ＋）（１−
ｅｘ ｃｏｓθ）ＶＳ＋。＝ （ｋ／ｄ、）（１＋αｓ
ｉｎθ）ＶｓＩ−＝ （ｋ／ ｄ＋）（１−αｓｉｎθ
）となる。
和はロータの回転位置によらず、略一定なので検出器３
１の検出素子の出力は検出器３１のギャップｄ１とロー
タ回転電気角θで近似すると、Ｖｃｔ、＝ （ｋ／ｄ＋
）（１＋αｃｏｓθ）Ｖｃｔ−＝ （ｋ／ｄ＋）（１−
ｅｘ ｃｏｓθ）ＶＳ＋。＝ （ｋ／ｄ、）（１＋αｓ
ｉｎθ）ＶｓＩ−＝ （ｋ／ ｄ＋）（１−αｓｉｎθ
）となる。
同様に、検出器３２の検出コイルの出力は下側のギャッ
プｄ２とロータ回転電気角θで近似すると、Ｖｃｚ、
−（ｋ／ｄｚ）（１＋αＣＯ５θ）Ｖｃｚ−＝ （ｋ／
ｄｚ）（１ｅｘ ｃｏｓθ）Ｖｓｚ＊ ＝ （ｋ／
ｄａ）（１＋αｓｉｎθ）Ｖｓｚ−＝ （ｋ／ｄｚ）
（１ｃｒ ｓｉｎθ）となる。
プｄ２とロータ回転電気角θで近似すると、Ｖｃｚ、
−（ｋ／ｄｚ）（１＋αＣＯ５θ）Ｖｃｚ−＝ （ｋ／
ｄｚ）（１ｅｘ ｃｏｓθ）Ｖｓｚ＊ ＝ （ｋ／
ｄａ）（１＋αｓｉｎθ）Ｖｓｚ−＝ （ｋ／ｄｚ）
（１ｃｒ ｓｉｎθ）となる。
これらを利用して、
（１） ｃｏｓ出力を得るためには、上記第１の検出器
の検出素子の各出力を下記のように加減演算する。
の検出素子の各出力を下記のように加減演算する。
ｖＣＩ＊ Ｖｃ＋−＋Ｖｅｔ＊ −Ｖｃｚ−−２ｓｃ
α（（１／ｄ、）＋ （１／ｄｔ ））ｘ ｃｏｓθ （２） ｓｉｎ出力を得るためには、同様にＶｓ＋＊
Ｖｓ＋−＋ Ｖｓｚ＊ Ｖｓｔ−−２にα（（１／
ｄ、）＋ （１／ｄｉ ））ｘ ｓｉｎθ （３）ギャップ検出値は 上側の合計−下側の合計 ”４ｋ （（１／ｄ＋ ） （１／ｄｇ ））これ
より以降は、前記した第１実施例と同様にｃｏｓθ、
ｓｉｎθ及びギャップ検出値を得ることができる。
α（（１／ｄ、）＋ （１／ｄｔ ））ｘ ｃｏｓθ （２） ｓｉｎ出力を得るためには、同様にＶｓ＋＊
Ｖｓ＋−＋ Ｖｓｚ＊ Ｖｓｔ−−２にα（（１／
ｄ、）＋ （１／ｄｉ ））ｘ ｓｉｎθ （３）ギャップ検出値は 上側の合計−下側の合計 ”４ｋ （（１／ｄ＋ ） （１／ｄｇ ））これ
より以降は、前記した第１実施例と同様にｃｏｓθ、
ｓｉｎθ及びギャップ検出値を得ることができる。
次に、本発明の第３の実施例を第３図に基づいて説明す
る。
る。
この実施例においては、可動体が直線方向に駆動される
リニア型の場合の可動体の直線方向への変位とギヤノブ
の検出を単一の検出器で行うようにしたものである。
リニア型の場合の可動体の直線方向への変位とギヤノブ
の検出を単一の検出器で行うようにしたものである。
図中、５０は直線方向に駆動される可動体（推進可動体
）、５１は第１の検出器、５２は第２の検出器、５３は
芯部材、５５．６５は励磁コイル、５６．６６は第１の
検出コイル、５７．６７は第２の検出コイル、５８゜６
８は第３の検出コイル、５９．６９は第４の検出コイル
である。なお、各検出器側はケースに内蔵され固定枠に
固定される。
）、５１は第１の検出器、５２は第２の検出器、５３は
芯部材、５５．６５は励磁コイル、５６．６６は第１の
検出コイル、５７．６７は第２の検出コイル、５８゜６
８は第３の検出コイル、５９．６９は第４の検出コイル
である。なお、各検出器側はケースに内蔵され固定枠に
固定される。
第３図に示されるように、二つの検出器は推進可動体の
中心ＩＡ−Ａ’に対して上下が線対称になるように配置
されており、矢印方向（右方向）の変位に対して各検出
コイルの検出値は上下ともに同様なエンベロープを出力
する。
中心ＩＡ−Ａ’に対して上下が線対称になるように配置
されており、矢印方向（右方向）の変位に対して各検出
コイルの検出値は上下ともに同様なエンベロープを出力
する。
ここで、ω：発振角周波数、Ｘ：両相対変位、ｄ、：検
出器５１と推進可動体５０との間のギャップ、ｄ２ ：
検出器５２と推進可動体５０との間のギャップ、τ：歯
ピッチである。
出器５１と推進可動体５０との間のギャップ、ｄ２ ：
検出器５２と推進可動体５０との間のギャップ、τ：歯
ピッチである。
まず、この検出器５１．５２の励磁コイル５５．６５に
は搬送波 ｓｉｎ （ωを一φ） を印加する。すると、各検出コイルには以下のような検
出値が出力される。即ち、 Ｖｃ＋、 ＝ （ｋ／ ｄ＋） （１＋ｃｘ ｃｏｇ（
２３Ｘ／ ｒ） ）ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｃ＋−＝ （ｋ／ｄ＋） （１−αｃｏｓ（２ｓ ｘ
／ｆ） ）Ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓ＋−＝ （ｋ／ｄ＋）（１−α５ｉｎ（２ＪＩ Ｘ
／τ）〕ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓ、、＝ （ｋ／ｄ、）［１＋α５ｉｎ（２ｘｘ／τ
）］ｘ ｓｉｎω を 同様に下側の各検出コイルには Ｖｃｚ−＝ （ｋ／ｄｚ） （１＋ｔｘ Ｃｏｇ（２１
Ｘ／ ｒ） ）ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｃｚ−＝ （ｋ／ｄり （１ｔｘ ｃｏｓ（２ｘ ｘ
／τ）〕Ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓｚ−＝ （ｋ／ｄｔ） （１（Ｘ ５ｉｎ（２Ａｘ
／τ）〕ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓｔ、 ＝ （ｋ／ｄｇ） （１＋ｔｘ ５ｉ
ｎ（２７１ｘ／ｒ） ］ｘ ｓｉｎω ｔ が出力される。
は搬送波 ｓｉｎ （ωを一φ） を印加する。すると、各検出コイルには以下のような検
出値が出力される。即ち、 Ｖｃ＋、 ＝ （ｋ／ ｄ＋） （１＋ｃｘ ｃｏｇ（
２３Ｘ／ ｒ） ）ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｃ＋−＝ （ｋ／ｄ＋） （１−αｃｏｓ（２ｓ ｘ
／ｆ） ）Ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓ＋−＝ （ｋ／ｄ＋）（１−α５ｉｎ（２ＪＩ Ｘ
／τ）〕ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓ、、＝ （ｋ／ｄ、）［１＋α５ｉｎ（２ｘｘ／τ
）］ｘ ｓｉｎω を 同様に下側の各検出コイルには Ｖｃｚ−＝ （ｋ／ｄｚ） （１＋ｔｘ Ｃｏｇ（２１
Ｘ／ ｒ） ）ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｃｚ−＝ （ｋ／ｄり （１ｔｘ ｃｏｓ（２ｘ ｘ
／τ）〕Ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓｚ−＝ （ｋ／ｄｔ） （１（Ｘ ５ｉｎ（２Ａｘ
／τ）〕ｘ ｓｉｎω ｔ Ｖｓｔ、 ＝ （ｋ／ｄｇ） （１＋ｔｘ ５ｉ
ｎ（２７１ｘ／ｒ） ］ｘ ｓｉｎω ｔ が出力される。
これらを利用して、
（１） ｃｏｓ出力を得るためには上記第１の検出器の
検出コイルの各出力を下記のように加減演算する。
検出コイルの各出力を下記のように加減演算する。
Ｖ ｅｌ ４− Ｖ Ｃ１−＋Ｖ Ｃ２＊ Ｖ Ｃ１
−＝２にα（（１／ｄｌ ）＋ （１／ｄ、））Ｘ
ｃｏｓ （２Ｊ ｘ／τ）ｓｉｎωｔ（２） ｓｉｎ
出力を得るためには、同様にｖｓ１６ Ｖｓ＋−＋Ｖ
ｓｚ＋ Ｖｓｉ−＝２にα（（１／ｄ、）＋ （１／
ｄｉ ））ｘ ｓｉｎ （２ＪＩ Ｘ／τ）ｓｉｎωｔ
（３）ギャップ検出値は 上側の合計−下側の合計 ＝４ｋ （（１／ｄ＋ ） （１／ｄｚ ））ｘ
ｓｉ口ω ｔ ここで、線型近似を用いて、ギヤ、プｄ、とギャップｄ
２の等しい位置を基準値ｄ０とし、それと基準値からの
ずれΔｄで近似すると、（１／ｄ＋ ） ＋ （
１／ｄｚ ）＝ （（１／ｄｏ ）−（１／ｄ、
”）ｘΔｄ〕＋ （（ｉ／ｄｏ ） −（１／ｄ
ｏ ”）ｘ−Δｄ〕” ２ ／ ａ 。
−＝２にα（（１／ｄｌ ）＋ （１／ｄ、））Ｘ
ｃｏｓ （２Ｊ ｘ／τ）ｓｉｎωｔ（２） ｓｉｎ
出力を得るためには、同様にｖｓ１６ Ｖｓ＋−＋Ｖ
ｓｚ＋ Ｖｓｉ−＝２にα（（１／ｄ、）＋ （１／
ｄｉ ））ｘ ｓｉｎ （２ＪＩ Ｘ／τ）ｓｉｎωｔ
（３）ギャップ検出値は 上側の合計−下側の合計 ＝４ｋ （（１／ｄ＋ ） （１／ｄｚ ））ｘ
ｓｉ口ω ｔ ここで、線型近似を用いて、ギヤ、プｄ、とギャップｄ
２の等しい位置を基準値ｄ０とし、それと基準値からの
ずれΔｄで近似すると、（１／ｄ＋ ） ＋ （
１／ｄｚ ）＝ （（１／ｄｏ ）−（１／ｄ、
”）ｘΔｄ〕＋ （（ｉ／ｄｏ ） −（１／ｄ
ｏ ”）ｘ−Δｄ〕” ２ ／ ａ 。
つまり、基準点のまわりで略一定となる。
（１／ｄ、 ）−（１／ｄｚ ’）
＝ （（Ｌ／ｄｏ ）−（１／ｄ、”）ＸΔｄ〕−（＜
１／ｄｏ ）−（１／ａ、”）ｘ−Δｄ〕＝ （−２／
ｄｏ ” ）ＸΔｄ つまり、基準点のまわりで略ギャップ変位に比例する。
１／ｄｏ ）−（１／ａ、”）ｘ−Δｄ〕＝ （−２／
ｄｏ ” ）ＸΔｄ つまり、基準点のまわりで略ギャップ変位に比例する。
このように構成することにより、第１の検出器５１及び
第２の検出器５２は磁気浮上可動体５０の駆動位置とギ
ヤツブ位置の両方を検出することができる。
第２の検出器５２は磁気浮上可動体５０の駆動位置とギ
ヤツブ位置の両方を検出することができる。
また、磁気浮上可動体はディスク状円板にすることもで
きる：この場合には、このディスク状円板の表裏に放射
状に一定ピッチの歯を形成し、このディスク状円板を中
心にして、その表裏に対称に前記第１の磁気検出手段と
第２の磁気検出手段とを対向させるように配置する。
きる：この場合には、このディスク状円板の表裏に放射
状に一定ピッチの歯を形成し、このディスク状円板を中
心にして、その表裏に対称に前記第１の磁気検出手段と
第２の磁気検出手段とを対向させるように配置する。
更に、上記るｎ気浮上ロータ型の実施例においては、そ
のロータの回りに第１及び第２の検出器を配置するよう
にしているが、磁気浮上の用途によってはこのギヤノブ
変位方向と直行する方向にも同一の型の検出器を配設し
て、この検出器からの出力も足し合わせ、直行する計４
個の検出器からの回転検出信号を利用することにより、
ギャップ変位の干渉のない回転位置信号を得ることがで
きる。
のロータの回りに第１及び第２の検出器を配置するよう
にしているが、磁気浮上の用途によってはこのギヤノブ
変位方向と直行する方向にも同一の型の検出器を配設し
て、この検出器からの出力も足し合わせ、直行する計４
個の検出器からの回転検出信号を利用することにより、
ギャップ変位の干渉のない回転位置信号を得ることがで
きる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、表面に
一定ピッチの歯を形成した磁気浮上可動体を設け、該歯
に対向して咳歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二
対の検出値を出力する第１の磁気検出手段と、該第１の
磁気検出手段に対して前記可動体を中心にして対称な位
置に前記第１の磁気検出手段と同一の機能を有する第１
の磁気検出手段とを配設し、前記第１及び第２の磁気検
出手段の各検出値に基づいて前記可動体の駆動位置と該
可動体と固定側とのギャップとを単一の検出器で検出す
る手段を設けるようにしたので、（１）検出器をコンパ
クトにすることができると共に、磁気浮上可動体の検出
用基準面を小さくすることができるため、検出のための
占有スペースを低減し、磁気浮上可動体の軽量化による
磁気浮上性能の向上を図ることができる。
一定ピッチの歯を形成した磁気浮上可動体を設け、該歯
に対向して咳歯を検出し、正弦波状及び余弦波状の各二
対の検出値を出力する第１の磁気検出手段と、該第１の
磁気検出手段に対して前記可動体を中心にして対称な位
置に前記第１の磁気検出手段と同一の機能を有する第１
の磁気検出手段とを配設し、前記第１及び第２の磁気検
出手段の各検出値に基づいて前記可動体の駆動位置と該
可動体と固定側とのギャップとを単一の検出器で検出す
る手段を設けるようにしたので、（１）検出器をコンパ
クトにすることができると共に、磁気浮上可動体の検出
用基準面を小さくすることができるため、検出のための
占有スペースを低減し、磁気浮上可動体の軽量化による
磁気浮上性能の向上を図ることができる。
（２）検出器が可動体を中心にして対称に配置さるため
、駆動、つまり、回転成いは推進とギャップとの干渉を
低減することができる。
、駆動、つまり、回転成いは推進とギャップとの干渉を
低減することができる。
（３）可動体を検出器により挾み込む形となり、インダ
クタンスの双曲線的な非線形性を上下足し合わせる形に
することができ、ギャップ変位に対しである範囲内にお
いて略直線的な変位検出値を得ることができる。
クタンスの双曲線的な非線形性を上下足し合わせる形に
することができ、ギャップ変位に対しである範囲内にお
いて略直線的な変位検出値を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す多機能型検出器の構成
図、第２図は本発明の第２実施例を示す多機能型検出器
の構成図、第３図は本発明の第３実施例を示す多機能型
検出器の構成図、第４図は従来のギャップ検出器の構成
図、第５図はそのギャップ検出回路図、第６図は従来の
他のギャップ検出器の構成図である。 １０・・・固定枠 １１、３１．５１・・・第１の検出器 １２、３２．５２・・・第２の検出器 １３・・・磁気浮上ロータ ＋４．３３．５３・・・芯部材 １５、２１．５５．６５・・・励磁コイル１６、２２．
５６．６６・・・第１の検出コイル１７、２３．５７．
６７・・・第２の検出コイル１８、２４．５８．６８・
・・第３の検出コイル１９、２５．５９．６９・・・第
４の検出コイル３４、４１・・・永久磁石 ３５、４２・・・第１の検出素子 ３６、４３・・・第２の検出素子 ３７、４４．５８．６８・・・第３の検出素子３８．４
５・・・第４の検出素子 ５０・・・推進可動体
図、第２図は本発明の第２実施例を示す多機能型検出器
の構成図、第３図は本発明の第３実施例を示す多機能型
検出器の構成図、第４図は従来のギャップ検出器の構成
図、第５図はそのギャップ検出回路図、第６図は従来の
他のギャップ検出器の構成図である。 １０・・・固定枠 １１、３１．５１・・・第１の検出器 １２、３２．５２・・・第２の検出器 １３・・・磁気浮上ロータ ＋４．３３．５３・・・芯部材 １５、２１．５５．６５・・・励磁コイル１６、２２．
５６．６６・・・第１の検出コイル１７、２３．５７．
６７・・・第２の検出コイル１８、２４．５８．６８・
・・第３の検出コイル１９、２５．５９．６９・・・第
４の検出コイル３４、４１・・・永久磁石 ３５、４２・・・第１の検出素子 ３６、４３・・・第２の検出素子 ３７、４４．５８．６８・・・第３の検出素子３８．４
５・・・第４の検出素子 ５０・・・推進可動体
Claims (4)
- （１）表面に一定ピッチの歯を形成した磁気浮上可動体
を設け、該歯に対向して該歯を検出し、正弦波状及び余
弦波状の各二対の検出値を出力する第１の磁気検出手段
と、該第１の磁気検出手段に対して前記可動体を中心に
して対称な位置に前記第１の磁気検出手段と同一の機能
を有する第２の磁気検出手段とを配設し、前記第１及び
第２の磁気検出手段の各検出値に基づいて前記可動体の
駆動位置と該可動体と固定側間のギャップを単一の検出
器で検出するようにしたことを特徴とする多機能型検出
器。 - （２）前記磁気浮上可動体は円筒状の回転体であり、該
回転体の円筒表面に一定ピッチの歯を形成し、該回転体
の回転中心に対して点対称の位置に前記第１の磁気検出
手段と第２の磁気検出手段とを対向させるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多機能型検
出器。 - （３）前記磁気浮上可動体は直線運動を行う推進可動体
であり、該可動体の両面に一定ピッチの歯を形成し、該
可動体の可動方向の中心線に対して線対称の位置に前記
第１の磁気検出手段と第２の磁気検出手段とを対向させ
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の多機能型検出器。 - （４）前記磁気浮上可動体はディスク状円板であり、該
円板の表裏に放射状に一定ピッチの歯を形成し、該ディ
スク状円板を中心にしてその表裏に前記第１の磁気検出
手段と第２の磁気検出手段とを対向させるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多機能型検
出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281178A JPS62140020A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 多機能型検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281178A JPS62140020A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 多機能型検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140020A true JPS62140020A (ja) | 1987-06-23 |
| JPH0580964B2 JPH0580964B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=17635434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281178A Granted JPS62140020A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 多機能型検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62140020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025216A1 (fr) | 2000-09-19 | 2002-03-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Detecteur de position rotatif et moteur equipe de ce dernier |
| JP2008310564A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 回転型有限角度検出器 |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP60281178A patent/JPS62140020A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025216A1 (fr) | 2000-09-19 | 2002-03-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Detecteur de position rotatif et moteur equipe de ce dernier |
| JPWO2002025216A1 (ja) * | 2000-09-19 | 2004-01-29 | 本田技研工業株式会社 | 回転位置検出器および回転位置検出器付きモータ |
| JP2008310564A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 回転型有限角度検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0580964B2 (ja) | 1993-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |