JPS63200015A - Position detector - Google Patents

Position detector

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Publication number
JPS63200015A
JPS63200015A JP3139487A JP3139487A JPS63200015A JP S63200015 A JPS63200015 A JP S63200015A JP 3139487 A JP3139487 A JP 3139487A JP 3139487 A JP3139487 A JP 3139487A JP S63200015 A JPS63200015 A JP S63200015A
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JP
Japan
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teeth
magnet
magnetic
magnetic plate
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3139487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruaki Kichiji
輝朗 吉地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Tamagawa Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tamagawa Seiki Co Ltd filed Critical Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority to JP3139487A priority Critical patent/JPS63200015A/en
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a position detector with a simple structure and a high detecting accuracy by providing first, second magnetic plates and a magnet plate respectively having N first teeth, N second teeth and N+M magnet teeth and making the opposite positions of the first and second teeth to the magnet teeth agree with each other in positions wherein the polarities of the magnet teeth are reversed. CONSTITUTION:First and second magnetic plates 4 and 5 having N first teeth 4a and N second teeth 5a, respectively, along a circumference, arranged in superposition and having phases shifted by 180 deg., a magnetic sensor 6 provided between the magnetic plates 4 and 5 and a magnet plate 3 opposite thereto and having N+M magnet teeth 3a with 2M magnetized poles are provided. Thus, since the opposite positions of the first teeth 4a and the second teeth 5a to the magnet teeth 3a take positions wherein the polarity of the magnet plate 3 is in reverse, the magnetic polarities of the magnetic plates 4 and 5 are also in reverse and the direction of magnetic flux flowing in the magnetic sensor 6 is inverted by prescribed times in accordance with the amount of the rotational movement of the magnet plate 3 constituting a rotor.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ロータの回転位置を検出する位置検出器に
関し、特に構成が簡単で精度の高い位置検出器に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detector that detects the rotational position of a rotor, and particularly to a position detector that has a simple configuration and high accuracy.

[従来の技術] 従来この種の位置検出器としては、レゾルバ、シンクロ
、又は光学式エンコーダなどがある。しかしながら、レ
ゾルバやシンクロにおいては、巻線を用いるため構成が
複雑となり、又、光学式エンコーダにおいては、グレー
ティングを有する部分的な固定スリットを用いるため、
フラッタなどによる誤差が発生する可能性がある。
[Prior Art] Conventionally, this type of position detector includes a resolver, a synchronizer, an optical encoder, and the like. However, resolvers and synchronizers use windings, making their configurations complicated, and optical encoders use partial fixed slits with gratings, so
Errors may occur due to flutter, etc.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の位置検出器は以上のように、レゾルバやシンクロ
においては巻線を用いるなめ経済性が悪く、光学式エン
コーダにおいては部分的なスリットを用いるため精度が
悪いという問題点があった。
[Problems to be solved by the invention] As described above, conventional position detectors use windings in resolvers and synchronizers, which are not economical, and optical encoders use partial slits, which leads to poor accuracy. There was a problem with it being bad.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、簡単な構成で精度の高い位置検出器を得るこ
とを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to obtain a highly accurate position detector with a simple configuration.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る位置検出器は、円周に沿って設けられた
N個の第1歯を有する第1磁性板と、この第1磁性板に
重ね配置され且つ第1歯と180°位相をずらせて設け
られたN個の第2歯を有する第2磁性板と、第1磁性板
と第2磁性板との間に設けられた磁気センサと、第1磁
性板及び第2磁性板に対向配置され且つ円周に沿って第
1歯及び第2歯に対向するように設けられたN+M個の
磁石歯を有する2M極着磁の磁石板とを備えたものであ
る。
[Means for Solving the Problems] A position detector according to the present invention includes a first magnetic plate having N first teeth provided along the circumference, and a first magnetic plate arranged to overlap the first magnetic plate. a second magnetic plate having N second teeth provided 180° out of phase with the first teeth; a magnetic sensor provided between the first magnetic plate and the second magnetic plate; A 2M pole magnetized magnet plate having N+M magnet teeth disposed to face the magnetic plate and the second magnetic plate and facing the first tooth and the second tooth along the circumference. It is something.

(ヤ用] この発明においては、磁石歯に対する第1歯の対向位置
と、磁石歯に対する第2歯の対向位置とが、磁石′板の
極性が反対となる位置になるので、第1磁性板及び第2
磁性板の各磁気極性が逆となり、ロータの回転移動量に
応じて磁気センサに流れる磁束方向が所定回数だけ反転
する。
(For Yarn) In this invention, since the position where the first tooth faces the magnet tooth and the position where the second tooth faces the magnet tooth are positions where the polarity of the magnet plate is opposite, the first magnetic plate and second
The magnetic polarities of the magnetic plates are reversed, and the direction of the magnetic flux flowing through the magnetic sensor is reversed a predetermined number of times depending on the amount of rotational movement of the rotor.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例を示す側断面図であり、第2図
は第1図中の磁石板及び各磁性板の位置関係を平面的に
示す説明図、第3図は第2図中の磁束の流れを示す説明
図である。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a side sectional view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship of the magnet plate and each magnetic plate in FIG. 1 in plan view, and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of magnetic flux.

図において、(1)は筐体をなすベアリングハウス、(
2)はベアリングハウス(1)に設けられた回転自在の
軸である。(3)は円筒形状の磁石板であり、軸(2)
と一体構造のロータとなっている。又、この磁石板(3
)には第2図に示すようにN+2の磁石歯(3a)が形
成されており、径方向に4極に着磁されている。尚、こ
の磁石歯(3a)の数は、磁石板(3)の着磁極数を2
M極とすればN+M個となっている。
In the figure, (1) is the bearing house that forms the housing, (
2) is a rotatable shaft provided in the bearing house (1). (3) is a cylindrical magnet plate, and the shaft (2)
The rotor has an integral structure. Also, this magnetic plate (3
) is provided with N+2 magnet teeth (3a) as shown in FIG. 2, and is magnetized into four poles in the radial direction. The number of magnet teeth (3a) is equal to the number of magnetized poles of the magnet plate (3) by 2.
If there are M poles, the number is N+M.

(4)は円盤形状をなした第1磁性板であり、外周に沿
ってN個の第1歯(4a)を有している。(5)は第1
磁性板(4)に重ね配置された第2磁性板であり、外周
に沿って第1歯(4a)と180°位相のずれたN個の
第2歯(5a)を有している。(6)は第1磁性板(4
)と第2磁性板(5)との間に設けられた磁気センサで
あり、例えば磁性材に埋め込まれたホール素子からなっ
ている。又、第1磁性板(4)及び第2磁性板(5)は
ベアリングハウス(1)内に固定されたステータとなっ
ており、第1歯(4a)及び第2歯(5a)は磁石歯(
3a)と対向するようになっている。
(4) is a first magnetic plate having a disk shape, and has N first teeth (4a) along the outer periphery. (5) is the first
This is a second magnetic plate placed over the magnetic plate (4), and has N second teeth (5a) that are 180° out of phase with the first teeth (4a) along the outer periphery. (6) is the first magnetic plate (4
) and the second magnetic plate (5), and is composed of, for example, a Hall element embedded in a magnetic material. Moreover, the first magnetic plate (4) and the second magnetic plate (5) serve as a stator fixed in the bearing house (1), and the first tooth (4a) and the second tooth (5a) are magnet teeth. (
3a).

次に、第1図〜第3図に示したこの発明の一実施例の動
作について説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 will be described.

この場合、第1歯(4a)及び第2歯(5a)の数はN
個であり且つ互いに180°位相がずれており、又、磁
石@(3a)の数はN+2個であるため、第2図に示す
ように、磁石歯(3a)に対向して第1歯(4a)が一
致する位置はθ−0°及びθ−180°となる。又、磁
石歯(3a)に対向して第2歯(5a)が一致する位置
は、はぼθ−90°及びθ=270”となる、そして、
磁石板(3)は4fiに着磁されているため、第1磁性
板(4)はN極に励磁され、第2磁性板(5)はS極に
励磁されることになる。
In this case, the number of first teeth (4a) and second teeth (5a) is N
Since the number of magnets @ (3a) is N+2, as shown in Fig. 2, the first tooth ( The positions where 4a) coincide are θ-0° and θ-180°. Further, the position where the second tooth (5a) matches the magnet tooth (3a) is approximately θ-90° and θ=270'', and
Since the magnet plate (3) is magnetized to 4fi, the first magnetic plate (4) is excited to the north pole, and the second magnetic plate (5) is excited to the south pole.

従って、第2図の状態では、磁束φは一点鎖線のように
第1磁性板(4)から第2磁性板(5)に向かって流れ
、磁気センサ(6)には第3図に示す方向に磁束φが流
れる。
Therefore, in the state shown in Fig. 2, the magnetic flux φ flows from the first magnetic plate (4) toward the second magnetic plate (5) as shown by the dashed line, and the magnetic flux φ flows in the direction shown in Fig. 3. Magnetic flux φ flows through.

いま、磁石板(3)が第2図の状態から回転し、360
°/2Nだけ移動したとすると、第2歯(5a)が磁石
歯(3a)のN極に対向し、第1歯(4a)はS極に対
向するようになる。従って、磁束φは第2歯(5a)か
ら第1歯(4a)に向かって流れ、磁気センサ(6)に
流れる磁束φは第3図の状態から反転する。
Now, the magnet plate (3) rotates from the state shown in Fig. 2, and the magnet plate (3) rotates 360 degrees.
If it moves by °/2N, the second tooth (5a) will come to oppose the north pole of the magnet tooth (3a), and the first tooth (4a) will come to oppose the south pole. Therefore, the magnetic flux φ flows from the second tooth (5a) toward the first tooth (4a), and the magnetic flux φ flowing to the magnetic sensor (6) is reversed from the state shown in FIG. 3.

このように、第1磁性板(4)の極性は必ず同極となり
、第2磁性板(5)の極性は必ず異極となり、且つ36
0°/2N回転する毎に反転するため、磁石板(3)が
1回転する間に、第1歯(4a〉及び第2歯(5a)の
極性が2N回反転し、磁気センサ(6)は、磁束φの方
向及び量の変化によりN個のパルス信号を出力すること
ができる。
In this way, the polarity of the first magnetic plate (4) is always the same polarity, the polarity of the second magnetic plate (5) is always different polarity, and 36
Since the polarity is reversed every 0°/2N rotation, the polarity of the first tooth (4a> and second tooth (5a) is reversed 2N times during one rotation of the magnet plate (3), and the magnetic sensor (6) can output N pulse signals by changing the direction and amount of magnetic flux φ.

以上の構成において、第1磁性板(4)及び第2磁性板
(5)の極性は、各磁性板(4)及び(5)の全周によ
って決定されるので、部分的なフラッタなどによる誤差
は相殺されて、精度の高い位置検出信号が得られること
になる。又、巻線を全く必要としないため、構成が簡単
となり経済性も向上する。
In the above configuration, the polarity of the first magnetic plate (4) and the second magnetic plate (5) is determined by the entire circumference of each magnetic plate (4) and (5), so errors due to partial flutter etc. are canceled out, and a highly accurate position detection signal is obtained. Furthermore, since no winding is required, the structure is simple and economic efficiency is improved.

尚、上記実施例では円筒形状の磁石板(3)を回転させ
たが、磁石板(3)を円盤形状とし、第1磁性板(4)
及び第2磁性板(5)を円筒形状とし、且つ磁気センサ
(6)をリング形状とすることにより、インナロータと
してもよい。
In the above embodiment, the cylindrical magnet plate (3) was rotated, but the magnet plate (3) was made into a disc shape, and the first magnetic plate (4)
The second magnetic plate (5) may have a cylindrical shape, and the magnetic sensor (6) may have a ring shape to form an inner rotor.

又、磁石板(3)の着磁極数は4極に限らず、6極以上
の2M極着磁の6のを用いてもよい、この場合、磁石歯
(3a)の数はN+M個に設定すれば上記実施例と同等
に作用することができる。
Also, the number of magnetized poles of the magnet plate (3) is not limited to 4, but 6 or more 2M pole magnetization may be used. In this case, the number of magnet teeth (3a) is set to N+M. In this case, the same effect as in the above embodiment can be achieved.

又、磁石板(3)を第1磁性板(4)及び第2磁性板(
5)の軸方向に配置させ、アキシャルギャップを介して
磁石歯(3a)と第1歯〈4a)及び第2歯(5a)と
を対向させてもよい。
Moreover, the magnet plate (3) is connected to the first magnetic plate (4) and the second magnetic plate (
5), and the magnet tooth (3a), the first tooth (4a), and the second tooth (5a) may be opposed to each other via an axial gap.

更に、1つの磁気センサ(6)を用いて位置検出信号を
1チヤンネルで出力するようにしたが、第1歯(4)、
第2歯〈5)及び磁気センサ(6)を多層に積み重ねる
ことにより、多チャンネルの出力を得るようにしてもよ
い。
Furthermore, although one magnetic sensor (6) is used to output a position detection signal in one channel, the first tooth (4),
Multi-channel output may be obtained by stacking the second tooth (5) and the magnetic sensor (6) in multiple layers.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、円周に沿って設けられ
たN個の第1歯を有する第1磁性板と、この第1磁性板
に重ね配置され且つ第1歯と180゜位相をずらせて設
けられたN個の第2歯を有する第2磁性板と、第1磁性
板と第2磁性板との間に設けられた磁気センサと、第1
磁性板及び第2磁性板に対向配置され且つ円周に沿って
第1歯及び第2歯に対向するように設けられたN+M個
の磁石歯を有する2M極着磁の磁石板とを備え、磁石歯
に対する第1歯の対向位置と、磁石歯に対する第2歯の
対向位置とが、磁石板の極性が反対となる位置で一致す
るようにしたので、相対的回転移動量に応じた信号が磁
気センサから得られ、簡単な構成で精度の高い位置検出
器が得られる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is a first magnetic plate having N first teeth provided along the circumference, and a first magnetic plate overlapping the first magnetic plate and having N first teeth. a second magnetic plate having N second teeth provided 180° out of phase with the first magnetic plate; a magnetic sensor provided between the first magnetic plate and the second magnetic plate;
A 2M pole magnetized magnet plate having N+M magnet teeth disposed to face the magnetic plate and the second magnetic plate and facing the first teeth and the second teeth along the circumference, Since the position where the first tooth faces the magnet tooth and the position where the second tooth faces the magnet tooth match at the position where the polarity of the magnet plate is opposite, a signal corresponding to the amount of relative rotational movement is generated. This can be obtained from a magnetic sensor, and has the effect of providing a highly accurate position detector with a simple configuration.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す側断面図、第2図は
第1図中の磁石板及び各磁性板の位置関係を平面的に示
す説明図、第3図は第2図中の磁束の流れを示す説明図
である。 (3)・・・磁石板     (3a)・・・磁石歯(
4)・・・第1磁性板   (4a)・・・第1歯(5
)・・・第2磁性板   (5a)・・・第2歯(6)
・・・磁気センサ 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship of the magnet plate and each magnetic plate in Fig. 1 in plan view, and Fig. 3 is in Fig. 2. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of magnetic flux. (3)... Magnet plate (3a)... Magnet tooth (
4)...First magnetic plate (4a)...First tooth (5
)...Second magnetic plate (5a)...Second tooth (6)
...Magnetic sensor In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円周形状をなしこの円周に沿って設けられたN個
の第1歯を有する第1磁性板と、この第1磁性板に重ね
配置され且つ円周形状をなしこの円周に沿って前記第1
歯と180°位相をずらせて設けられたN個の第2歯を
有する第2磁性板と、前記第1磁性板と前記第2磁性板
との間に設けられた磁気センサと、前記第1磁性板及び
前記第2磁性板に対向配置され且つ円周形状をなしこの
円周に沿って前記第1歯及び第2歯に対向するように設
けられたN+M個の磁石歯を有する2M極着磁の磁石板
とを備え、前記第1及び第2の磁性板と前記磁石板との
相対位置を検出するようにした位置検出器。
(1) A first magnetic plate having a circumferential shape and having N first teeth provided along the circumference; along said first
a second magnetic plate having N second teeth provided 180° out of phase with the teeth; a magnetic sensor provided between the first magnetic plate and the second magnetic plate; A 2M pole mounting having N+M magnet teeth disposed to face the magnetic plate and the second magnetic plate and having a circumferential shape and facing the first teeth and the second teeth along the circumference. A position detector comprising: a magnetic plate; the position detector detects relative positions between the first and second magnetic plates and the magnetic plate.
(2)磁気センサは、ホール素子、ホールIC、又はM
R素子である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。
(2) The magnetic sensor is a Hall element, Hall IC, or M
The position detector according to claim 1, wherein the position detector is an R element.
(3)第1磁性板及び第2磁性板は、外周部にそれぞれ
第1歯及び第2歯が形成された円盤形状のステータであ
り、磁石板は、内周部に磁石歯が形成された円筒形状の
ロータであることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の位置検出器。
(3) The first magnetic plate and the second magnetic plate are disk-shaped stators in which first teeth and second teeth are formed on the outer circumference, respectively, and the magnet plate is a disk-shaped stator in which magnet teeth are formed on the inner circumference. 3. The position detector according to claim 1, wherein the position detector is a cylindrical rotor.
(4)第1磁性板及び第2磁性板は、内周部にそれぞれ
第1歯及び第2歯が形成された円筒形状のステータであ
り、磁石板は、外周部に磁石歯が形成された円盤形状の
ロータであることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の位置検出器。
(4) The first magnetic plate and the second magnetic plate are cylindrical stators in which first teeth and second teeth are formed on the inner circumference, respectively, and the magnet plate is a stator in which magnet teeth are formed on the outer circumference. 3. The position detector according to claim 1, wherein the position detector is a disc-shaped rotor.
(5)第1磁性板及び第2磁性板は、円周に沿ってそれ
ぞれ第1歯及び第2歯が形成された円盤形状のステータ
であり、磁石板は、円周に沿って磁石歯が形成された円
盤形状のロータであり、前記磁石板は、前記第1磁性板
及び第2磁性板に対して軸方向に配置されたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の位置検出
器。
(5) The first magnetic plate and the second magnetic plate are disk-shaped stators in which first teeth and second teeth are formed along the circumference, respectively, and the magnet plate has magnetic teeth formed along the circumference. Claim 1 or 2, characterized in that the rotor is a disk-shaped rotor, and the magnet plate is arranged in the axial direction with respect to the first magnetic plate and the second magnetic plate. Position detector as described.
(6)磁石板は4極着磁であり、N+2個の磁石歯が形
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
至第5項のいずれかに記載の位置検出器。
(6) The position detector according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnet plate is four-pole magnetized and has N+2 magnet teeth.
JP3139487A 1987-02-16 1987-02-16 Position detector Pending JPS63200015A (en)

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