JPS58168913A - 回転位置検出器 - Google Patents
回転位置検出器Info
- Publication number
- JPS58168913A JPS58168913A JP5128782A JP5128782A JPS58168913A JP S58168913 A JPS58168913 A JP S58168913A JP 5128782 A JP5128782 A JP 5128782A JP 5128782 A JP5128782 A JP 5128782A JP S58168913 A JPS58168913 A JP S58168913A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallel magnetic
- magnetic fields
- magnetic field
- hall elements
- rotation
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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)
- 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】
技術分野の説明
本発明は、巻線構成を用いずに回転位置の検出に用いる
回転位置検出器に関する。
回転位置検出器に関する。
従来技術の説明
従来、回転位置の検出にはシンクロ電機およびレゾルバ
が用いられておシ、いずれも巻線により構成されていた
。第１図はレゾルノ（の巻線構成の１例を示す図で、固
定子巻線５ｌ−Ｓ３は単相、回転子巻線は電気的に９０
度ずれた曳−曳と４−瓜の２巻線で構成されている。第
２図は固定子巻線Ｓ、−８、に印加する励磁電圧ｇｓ、
、 ｌと回転子巻線Ｒｓ Ｒａ。
が用いられておシ、いずれも巻線により構成されていた
。第１図はレゾルノ（の巻線構成の１例を示す図で、固
定子巻線５ｌ−Ｓ３は単相、回転子巻線は電気的に９０
度ずれた曳−曳と４−瓜の２巻線で構成されている。第
２図は固定子巻線Ｓ、−８、に印加する励磁電圧ｇｓ、
、 ｌと回転子巻線Ｒｓ Ｒａ。
ｆｌｙ−ｆａｔに出る出力電圧”Ｂｓｓ＋”−と回転角
６との関係を示している。この関係を式で示すと次式（
１）、（２）となる。
６との関係を示している。この関係を式で示すと次式（
１）、（２）となる。
ｎａ、、ｘＫｋｉｓｔ、ｃｏＳθ−（１）均−ｍ ＫＥ
Ｉ４１＠ ｓｉｎθ・・・（２）ここでＫは巻線比によ
シ決オる定数である。
Ｉ４１＠ ｓｉｎθ・・・（２）ここでＫは巻線比によ
シ決オる定数である。
第３図はシンクロ電機の巻線構成を示している。
これは回転子巻線域−為に励磁電圧”Ｒｔｔを加えると
固定子巻線８．−８．−８．間に回転子の回転位置に応
じ九三相の出力”１１ ＊ １ｉ１８１ｓ ｔ ” ３
１が得られる。
固定子巻線８．−８．−８．間に回転子の回転位置に応
じ九三相の出力”１１ ＊ １ｉ１８１ｓ ｔ ” ３
１が得られる。
これらの信号を電子回路によプデジタル信号に変換し、
位置信号として制御に１史うことか現在性なわれている
。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。
位置信号として制御に１史うことか現在性なわれている
。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。
しかしながら従来のレゾルバやシンクロ電機は巻線を用
いているため断線事故がるり、巻線にコストがかかる。
いているため断線事故がるり、巻線にコストがかかる。
また、回転子の巻線に一流を流すためスリップリングを
用いると接触不良が起こり、プツシレスにして回転トラ
ンス等を用いると大形にな９、また慣性モーメントも大
きくなって信頼性が低いという欠点があった。
用いると接触不良が起こり、プツシレスにして回転トラ
ンス等を用いると大形にな９、また慣性モーメントも大
きくなって信頼性が低いという欠点があった。
発明の目的
本発明は以上の欠点を除去して巻線を用いず構造が簡単
でブラシなどの接触部のない＾信頼性のある回転位置検
出器を涛ることを目的とする。
でブラシなどの接触部のない＾信頼性のある回転位置検
出器を涛ることを目的とする。
発明の構成
以下本発明の一実施例を図面をｊ＃照して説明する。４
４図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の一実施例である。第
４図において櫨検出体の回転に応じて回転する回転軸１
．こけ対向してガイド２およびガイド３が固定されてい
る。ガイド（２）、ガイド（３）の対向する面には平行
磁界を作る丸めの永久磁石４、永久磁石５が取シ付けら
れている。さらに永久磁石４０対向する面には、磁束の
分布を均一にするための鉄板６．７が取り付けられてい
る。鉄板６と鉄板７Ｏ関の平行磁界中には、ホール素子
８とホール素子９が互いに９０の位置になるように固定
軸１ｏに固定されている０回転軸１は軸受１１と軸受１
２とで回転自在に支えられている。
４図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の一実施例である。第
４図において櫨検出体の回転に応じて回転する回転軸１
．こけ対向してガイド２およびガイド３が固定されてい
る。ガイド（２）、ガイド（３）の対向する面には平行
磁界を作る丸めの永久磁石４、永久磁石５が取シ付けら
れている。さらに永久磁石４０対向する面には、磁束の
分布を均一にするための鉄板６．７が取り付けられてい
る。鉄板６と鉄板７Ｏ関の平行磁界中には、ホール素子
８とホール素子９が互いに９０の位置になるように固定
軸１ｏに固定されている０回転軸１は軸受１１と軸受１
２とで回転自在に支えられている。
発明の作用
次に本発明の詳細な説明する。まずポール素子の作用は
、第５図に示すようにホール素子８または９に電流ＩＣ
を流してそれと垂直方向に磁界Ｂを加えると、電１１１
ｃおよび磁界Ｂに対して夫々垂直方向に電圧ＶＨが発生
する。この電圧ＶＨは電流Ｉｃと磁界Ｂの磁束密度に比
例する。
、第５図に示すようにホール素子８または９に電流ＩＣ
を流してそれと垂直方向に磁界Ｂを加えると、電１１１
ｃおよび磁界Ｂに対して夫々垂直方向に電圧ＶＨが発生
する。この電圧ＶＨは電流Ｉｃと磁界Ｂの磁束密度に比
例する。
第４図の鉄板６と鉄板７の間隙には永久磁石４と永久磁
石５によシ平行磁界が作られて＆シ回転軸１が角度θ回
転すると平行磁界も同じ角慮回転する。よってホール素
子８．９に直流電流を流しておくと、平行磁界が角度θ
回転した時のホール素子８．９の出力電圧Ｖ４．Ｖ４は
次式のようになる。
ＩＶＨＰ ＝ Ｋ、 、Ｉｃ、Ｂｏ
ｃｏｓθ （３）ＶＨＱ ｗ Ｋ、
、ＩＣ−に３ｏ ｓｉｎθ（ここでべは定数である）
（４）を九、ホール素子８．９の出力電圧ｖ４．ｖｚの
波形は第６図（ａ） 、 （ｂ）のようになる。ホール
素子に加える電流を交流にすればｄＸ７図（ａ） 、
（ｂ）のようになる、第７図の信号は出力・電圧ＶＨ，
，ＶＨ，，が交流の電流Ｉｃにより土に振られ、回転に
よ抄電圧が変化し、出力電圧ＶＨ３０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。
石５によシ平行磁界が作られて＆シ回転軸１が角度θ回
転すると平行磁界も同じ角慮回転する。よってホール素
子８．９に直流電流を流しておくと、平行磁界が角度θ
回転した時のホール素子８．９の出力電圧Ｖ４．Ｖ４は
次式のようになる。
ＩＶＨＰ ＝ Ｋ、 、Ｉｃ、Ｂｏ
ｃｏｓθ （３）ＶＨＱ ｗ Ｋ、
、ＩＣ−に３ｏ ｓｉｎθ（ここでべは定数である）
（４）を九、ホール素子８．９の出力電圧ｖ４．ｖｚの
波形は第６図（ａ） 、 （ｂ）のようになる。ホール
素子に加える電流を交流にすればｄＸ７図（ａ） 、
（ｂ）のようになる、第７図の信号は出力・電圧ＶＨ，
，ＶＨ，，が交流の電流Ｉｃにより土に振られ、回転に
よ抄電圧が変化し、出力電圧ＶＨ３０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。
じ信号が得られる。
他の５ｉ！施例
第４図ではホール素子を２１１１としたが、ｌ相の信号
を得るのであれば１つでよい、また、シンクロ電機のよ
うに３相の信号を得るためには１２０ずらし九位置に１
個ずつ計３個のホール素子を配置すればよい。
を得るのであれば１つでよい、また、シンクロ電機のよ
うに３相の信号を得るためには１２０ずらし九位置に１
個ずつ計３個のホール素子を配置すればよい。
史に高い出力や波形の０１度を上げるために第４図のホ
ール素子８，９を固定した固定軸１００反対の面にホー
ル素子を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倍の奈幅が得られる。
ール素子８，９を固定した固定軸１００反対の面にホー
ル素子を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倍の奈幅が得られる。
シャフト１のぶれにより平行磁界が乱れても、変動を相
殺でき、外乱に強い構成となる。
殺でき、外乱に強い構成となる。
発明の効果
以上のように本発明にはっぎのような効果がある。
ｔｌ） 回転軸に永久磁石を用い、磁石による千行蝋
界内にホール素子を置く構成にしたので、回転子に電気
を供給する必要がなくなり、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シ構造が簡単である。
界内にホール素子を置く構成にしたので、回転子に電気
を供給する必要がなくなり、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シ構造が簡単である。
ｔ２Ｊ ４ｆ線を用いず磁石を回転させ、磁界をホー
ル素子で検出する簡単な構造なので、征゛コストでしか
も断線などの不良が減って信頼性が＾くなる。
ル素子で検出する簡単な構造なので、征゛コストでしか
も断線などの不良が減って信頼性が＾くなる。
４１図は従来の回転位置検出器であるレゾルバの結線図
、第２図は同じくレゾルバの出カ′鑞圧関係図、ｊｌａ
図は同じくシンクロ鴫機の結線図、第４図は不発明の一
実施例による回転位置検出器を下す図で（ａ）は正面図
、（ｂ）は側面図、第５図はボール素子の説明図、４６
図（Ｊｌ） 、 （ｂ）はＩｃ、＝直流の時の本発明の
出力波形図、第７図（ａ） 、 （ｂ）はＩｃａ父流の
時の本発明の出方波形図である。 ｌ・・・回転軸 ２，３・・・ガイド４．５・・
永久磁石 ６，７・・・鉄板８．９・・・ホール素
子 １０・・・固定軸１１．１２・・・軸受 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 ｉ！ｉ
佑 （はが１名）第１図 第２図 第３１３
、第２図は同じくレゾルバの出カ′鑞圧関係図、ｊｌａ
図は同じくシンクロ鴫機の結線図、第４図は不発明の一
実施例による回転位置検出器を下す図で（ａ）は正面図
、（ｂ）は側面図、第５図はボール素子の説明図、４６
図（Ｊｌ） 、 （ｂ）はＩｃ、＝直流の時の本発明の
出力波形図、第７図（ａ） 、 （ｂ）はＩｃａ父流の
時の本発明の出方波形図である。 ｌ・・・回転軸 ２，３・・・ガイド４．５・・
永久磁石 ６，７・・・鉄板８．９・・・ホール素
子 １０・・・固定軸１１．１２・・・軸受 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 ｉ！ｉ
佑 （はが１名）第１図 第２図 第３１３
Claims (1)
- 被検出体の回転に応じて回転する回転軸と、この回転軸
に取り付けられ平行磁界を作る磁石と、前記平行磁界内
に互いに直角になる位置に設けられたホール素子とから
成シ、前記ホール素子から出力される回転軸の回転角度
の正弦に比例する信号と、回転角度の余弦に比例する信
号とで被検出体の回転位置を検出することを特徴とする
回転位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128782A JPS58168913A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 回転位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128782A JPS58168913A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 回転位置検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168913A true JPS58168913A (ja) | 1983-10-05 |
Family
ID=12882710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5128782A Pending JPS58168913A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 回転位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168913A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6295402A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-01 | Tokyo Keiso Kk | 回転角度検出器 |
| US5252919A (en) * | 1990-03-04 | 1993-10-12 | Macome Corporation | Apparatus producing trapezoidal waveforms from a pair of magnetic sensors for detecting the rotating angle of an object |
| US6400141B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-06-04 | Ab Elektronik Gmbh | Hall effect rotation sensor for a throttle valve unit |
| US6408591B1 (en) | 1998-03-27 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminum alloy |
| US6489761B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-12-03 | Delphi Technologies, Inc. | Magnetic arrangement for an analog angle encoder |
| US6777928B2 (en) | 2002-12-03 | 2004-08-17 | Delphi Technologies, Inc. | Rotary magnetic position sensor having pole differentiated magnets |
| JP2007132819A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Denso Corp | 回転角度検出ユニット |
| JP2014100079A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Shimano Inc | 電動リール |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5128782A patent/JPS58168913A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6295402A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-01 | Tokyo Keiso Kk | 回転角度検出器 |
| US5252919A (en) * | 1990-03-04 | 1993-10-12 | Macome Corporation | Apparatus producing trapezoidal waveforms from a pair of magnetic sensors for detecting the rotating angle of an object |
| US6408591B1 (en) | 1998-03-27 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminum alloy |
| US6400141B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-06-04 | Ab Elektronik Gmbh | Hall effect rotation sensor for a throttle valve unit |
| US6489761B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-12-03 | Delphi Technologies, Inc. | Magnetic arrangement for an analog angle encoder |
| US6777928B2 (en) | 2002-12-03 | 2004-08-17 | Delphi Technologies, Inc. | Rotary magnetic position sensor having pole differentiated magnets |
| JP2007132819A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Denso Corp | 回転角度検出ユニット |
| JP4544135B2 (ja) * | 2005-11-10 | 2010-09-15 | 株式会社デンソー | 回転角度検出ユニット |
| JP2014100079A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Shimano Inc | 電動リール |
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