JPS61122504A - 回転位置検出装置 - Google Patents
回転位置検出装置Info
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- JPS61122504A JPS61122504A JP24336284A JP24336284A JPS61122504A JP S61122504 A JPS61122504 A JP S61122504A JP 24336284 A JP24336284 A JP 24336284A JP 24336284 A JP24336284 A JP 24336284A JP S61122504 A JPS61122504 A JP S61122504A
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- Japan
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- magnetic
- pole
- phase
- rotor
- winding
- Prior art date
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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〕
この発明は、ステータ側に1次巻線と2次巻線を備え、
ロータ側には巻線を設けないタイプの誘導形(詳しくは
可変磁気抵抗型)の回転位置検出装置に関し、詳しくは
、磁気抵抗変化(透磁性変化)と渦電流損の両方をパラ
メータとした誘導係数変化が相乗的に得られるようにし
、高精度な検出を可能にした回転位置検出装置に関する
。
ロータ側には巻線を設けないタイプの誘導形(詳しくは
可変磁気抵抗型)の回転位置検出装置に関し、詳しくは
、磁気抵抗変化(透磁性変化)と渦電流損の両方をパラ
メータとした誘導係数変化が相乗的に得られるようにし
、高精度な検出を可能にした回転位置検出装置に関する
。
ステータ側に1次巻線と2次巻線を設け、ロータ側には
巻線を設けないタイプの誘導形回転位置検出器としては
、回転位置に応じた電圧レベルを持つ出力信号を生ずる
タイプのものとしてマイクロシンといわれる回転形士動
トランスが知られており、他方、回転位置に応じた電気
的位相角を持つ交流信号を出力するタイプのものとして
本出願人の出願に係る特開昭57−70406号に開示
されたものが知られている。このような従来の検出装置
はいずれも磁性体の変位による磁気抵抗変化(透磁性変
化)のみに応じてコイルの誘導係数を変化させるように
していた。
巻線を設けないタイプの誘導形回転位置検出器としては
、回転位置に応じた電圧レベルを持つ出力信号を生ずる
タイプのものとしてマイクロシンといわれる回転形士動
トランスが知られており、他方、回転位置に応じた電気
的位相角を持つ交流信号を出力するタイプのものとして
本出願人の出願に係る特開昭57−70406号に開示
されたものが知られている。このような従来の検出装置
はいずれも磁性体の変位による磁気抵抗変化(透磁性変
化)のみに応じてコイルの誘導係数を変化させるように
していた。
そのため、検出精度に限界があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、へ
検出精度をより一層高めることができるようにした
回転位置検出装置を提供することを目的とする。
検出精度をより一層高めることができるようにした
回転位置検出装置を提供することを目的とする。
この発明に係る回転位置検出装置は、1次交流信号によ
って励磁されると共に2次出力を取り出すだめの巻線手
段を具えたステータ部と、このステータ部に対して相対
的に回転変位可能に配されたロータ部とを具備しており
、そこに3いて前記ロータ部が、ステータ部に対する相
対的回転変位に応じて前記巻線手段を遡る磁気の磁気抵
抗(換言すれば透磁性)を変化せしめる形状を成した磁
性体部分と、前記磁気抵抗が相対的に増せしめられる箇
所(換言すれば透磁性すなわちパーミアンスが相対的に
減少せしめられる箇所)に2いて磁束に対して渦電流路
を形成し得るよう設けられ、前記磁性体部分よりも相対
的に弱磁性又は非磁性、であると共に相対的に良導電体
から成る導電体部分、を含むものであることを特徴とし
ている。
って励磁されると共に2次出力を取り出すだめの巻線手
段を具えたステータ部と、このステータ部に対して相対
的に回転変位可能に配されたロータ部とを具備しており
、そこに3いて前記ロータ部が、ステータ部に対する相
対的回転変位に応じて前記巻線手段を遡る磁気の磁気抵
抗(換言すれば透磁性)を変化せしめる形状を成した磁
性体部分と、前記磁気抵抗が相対的に増せしめられる箇
所(換言すれば透磁性すなわちパーミアンスが相対的に
減少せしめられる箇所)に2いて磁束に対して渦電流路
を形成し得るよう設けられ、前記磁性体部分よりも相対
的に弱磁性又は非磁性、であると共に相対的に良導電体
から成る導電体部分、を含むものであることを特徴とし
ている。
ロータ部において、磁気抵抗が相対的に増大せしめられ
る箇所に対応して導電体部分を設けたことにより、その
部分で渦電流損が生じ、これにより実質的な磁気抵抗が
更に増大せしめられる。こうして、磁性体部分の変位に
よる磁気抵抗変化(透磁性変化)のみならず導電体部分
の変位による渦電流損をもパラメータとした誘導係数変
化(巻線手段の巻数その他の条件は固定であるため実質
的には磁気抵抗変化と等価である)が相乗的に得られる
ことになる。すなわち、磁気抵抗が相対的に減少せしめ
られる範囲(パーミアンスが相対的に増大せしめられる
範囲)においては導電体部分による渦電流損の影響が及
ばず、従りて相対的に十分に高いレベルの電圧を2次側
に誘導することができる。他方、磁気抵抗が相対的に増
せしめられる範囲では導電体部分による渦電流損が生せ
しめられ、磁気抵抗増大が加算され、従って、2次側に
誘導される電圧レベルをより一層下げることができる。
る箇所に対応して導電体部分を設けたことにより、その
部分で渦電流損が生じ、これにより実質的な磁気抵抗が
更に増大せしめられる。こうして、磁性体部分の変位に
よる磁気抵抗変化(透磁性変化)のみならず導電体部分
の変位による渦電流損をもパラメータとした誘導係数変
化(巻線手段の巻数その他の条件は固定であるため実質
的には磁気抵抗変化と等価である)が相乗的に得られる
ことになる。すなわち、磁気抵抗が相対的に減少せしめ
られる範囲(パーミアンスが相対的に増大せしめられる
範囲)においては導電体部分による渦電流損の影響が及
ばず、従りて相対的に十分に高いレベルの電圧を2次側
に誘導することができる。他方、磁気抵抗が相対的に増
せしめられる範囲では導電体部分による渦電流損が生せ
しめられ、磁気抵抗増大が加算され、従って、2次側に
誘導される電圧レベルをより一層下げることができる。
こうして、2次側誘起電圧の高レベル時と低レベル時の
差すなわち変位に対する2次出力の変化幅を十分に大き
くすることができるようになり、これにより精度の良い
変位検出を行うことができるようになる。
差すなわち変位に対する2次出力の変化幅を十分に大き
くすることができるようになり、これにより精度の良い
変位検出を行うことができるようになる。
以下添付図面を参照してこの発明の実施句を詳細に説明
しよう。
しよう。
第1図において、ステータ部1は円周方向に沿って90
度の間隔で配された4つの相A−Dに対応する4つの極
部1八〜1Dを含む。各極部1A〜1Dには1次巻線W
Iと2次巻線W2が夫々巻回されている。ステータ部1
の各極部1A〜1Dのコア素材は共通の磁性体コア素材
から成っている。各極部1A〜1Dの端部は内側に向い
ており、この端部によって囲まれた空間内にギャップを
介してロータ部2が配されている。ロータ部2は回転軸
乙に対して偏心した円筒状の磁性体部分2aを含んでい
る。この磁性体部分2aの偏心形状により、ステータの
各極部1A〜1Dを通る磁気回路の磁気抵抗を回転角度
忙応じて変化する。すなわち、磁性体部分2aの円筒側
面と各極部1A〜1Dの端部との間のエアーギャップの
距離が回転角度θに応じて変化し、このギャップの変化
によって、ロータ部2の1回転につき1周期分の三角関
数に相当する磁気抵抗(もしくはパーミアンス)変化が
各相A−Dにもたらされる。
度の間隔で配された4つの相A−Dに対応する4つの極
部1八〜1Dを含む。各極部1A〜1Dには1次巻線W
Iと2次巻線W2が夫々巻回されている。ステータ部1
の各極部1A〜1Dのコア素材は共通の磁性体コア素材
から成っている。各極部1A〜1Dの端部は内側に向い
ており、この端部によって囲まれた空間内にギャップを
介してロータ部2が配されている。ロータ部2は回転軸
乙に対して偏心した円筒状の磁性体部分2aを含んでい
る。この磁性体部分2aの偏心形状により、ステータの
各極部1A〜1Dを通る磁気回路の磁気抵抗を回転角度
忙応じて変化する。すなわち、磁性体部分2aの円筒側
面と各極部1A〜1Dの端部との間のエアーギャップの
距離が回転角度θに応じて変化し、このギャップの変化
によって、ロータ部2の1回転につき1周期分の三角関
数に相当する磁気抵抗(もしくはパーミアンス)変化が
各相A−Dにもたらされる。
ロータ部2は、磁性体部分2aの円筒側面において、回
転軸6からの距離が最も短かい部分(つまり磁気抵抗が
相対的に増大せしめられる箇所)に銅のような弱磁性又
は非磁性かつ良纏電体から成る導電体部分2bを具備し
ている。第2図に側面図を示すように、この導電体部分
2bはステータ極部1A〜1Dの端部の面積とほぼ同じ
かそれより幾分広い面積を持ち、極部1A〜1Dと磁性
体部分2aとの間を通る磁束に対して第2図の線Eで示
すように渦電流路を形成し得るようになっている。
転軸6からの距離が最も短かい部分(つまり磁気抵抗が
相対的に増大せしめられる箇所)に銅のような弱磁性又
は非磁性かつ良纏電体から成る導電体部分2bを具備し
ている。第2図に側面図を示すように、この導電体部分
2bはステータ極部1A〜1Dの端部の面積とほぼ同じ
かそれより幾分広い面積を持ち、極部1A〜1Dと磁性
体部分2aとの間を通る磁束に対して第2図の線Eで示
すように渦電流路を形成し得るようになっている。
導電体部分2bがステータ極部1A〜1Dの端面により
多く対向している状態(例えば最大では第1図のC相の
状態)はどより多くの渦電流が導I) c)
を通る磁気回路の磁気抵抗が増大せしめられる。一方、
前述から明らかなように、ステータ極部1A〜1Dが導
電体部分2bに対向している状態では、その極部(第1
図では1C)とロータ部2の磁性体部分2aとの間のギ
ャップが最大であり、該極部を通る磁気回路の磁気抵抗
が相対的に増大せしめられている。従って、相乗的に磁
気抵抗が増大され、該極部における2次巻線W2の誘起
電圧のレベルが相乗的に減衰せしめられる。
多く対向している状態(例えば最大では第1図のC相の
状態)はどより多くの渦電流が導I) c)
を通る磁気回路の磁気抵抗が増大せしめられる。一方、
前述から明らかなように、ステータ極部1A〜1Dが導
電体部分2bに対向している状態では、その極部(第1
図では1C)とロータ部2の磁性体部分2aとの間のギ
ャップが最大であり、該極部を通る磁気回路の磁気抵抗
が相対的に増大せしめられている。従って、相乗的に磁
気抵抗が増大され、該極部における2次巻線W2の誘起
電圧のレベルが相乗的に減衰せしめられる。
成るステータ極部1A〜1Dから導電体部分2bが離れ
るに従って、その極部と磁性体部分2aとの間のギャッ
プが縮まり、磁気抵抗が減少する。
るに従って、その極部と磁性体部分2aとの間のギャッ
プが縮まり、磁気抵抗が減少する。
そして、第1図のA相のように、極部1Aと磁性体部分
2aとのギャップが最小になった状態で磁気抵抗が最小
となり、該極部1Aにおける2次巻線W2の誘起電圧の
レベルが最大となる。
2aとのギャップが最小になった状態で磁気抵抗が最小
となり、該極部1Aにおける2次巻線W2の誘起電圧の
レベルが最大となる。
上述の事柄を作図によって模式的に示すと、成る1相の
2次巻線W2における磁性体部分2aのみによる誘起電
圧のレベルは1回転(360度)の範囲の回転変位に関
して第3図の実線のようであるが、このレベルが相対的
に減衰している部分において導電体部分2bの渦電流損
による誘起電圧のレベル減衰が破線のように相乗される
。こうして、回転変位に対する誘起電圧レベルの変化幅
(例えばVLl、VL2)が磁性体部分2aのみの場合
(VLl)に比べて磁性体部分2aと導電体部分2bの
相乗効果による場合(VL2)の方が大きくなる。
2次巻線W2における磁性体部分2aのみによる誘起電
圧のレベルは1回転(360度)の範囲の回転変位に関
して第3図の実線のようであるが、このレベルが相対的
に減衰している部分において導電体部分2bの渦電流損
による誘起電圧のレベル減衰が破線のように相乗される
。こうして、回転変位に対する誘起電圧レベルの変化幅
(例えばVLl、VL2)が磁性体部分2aのみの場合
(VLl)に比べて磁性体部分2aと導電体部分2bの
相乗効果による場合(VL2)の方が大きくなる。
第2図の場合導電体部分2bは面状であるが、これは第
4図に示すようにリング状であってもよく、要するに線
Eで示すような渦電流路を形成し得るようになっていれ
ばよい。
4図に示すようにリング状であってもよく、要するに線
Eで示すような渦電流路を形成し得るようになっていれ
ばよい。
第5図及び第6図に示した実施例では、ステータ部4の
各極部4A〜4D、4Eの端部が回転軸乙に平行な方向
を指向しており、円周方向に90度の間隔で配された各
相A−Dに対応する極部4八〜4Dには1次巻線W、だ
けが巻回され、中央に配された極部4Eには2次巻線W
2だけが巻回されている。ロータ部5は斜面を有する円
板状の磁性体部分5aを含んでおり、この斜面がステー
タ極部4A〜4Eの端部に対向している。磁性体部分5
aと極部4A〜4Eとの間のギャップの大きい部分に、
導電体部分5bが設けられている。
各極部4A〜4D、4Eの端部が回転軸乙に平行な方向
を指向しており、円周方向に90度の間隔で配された各
相A−Dに対応する極部4八〜4Dには1次巻線W、だ
けが巻回され、中央に配された極部4Eには2次巻線W
2だけが巻回されている。ロータ部5は斜面を有する円
板状の磁性体部分5aを含んでおり、この斜面がステー
タ極部4A〜4Eの端部に対向している。磁性体部分5
aと極部4A〜4Eとの間のギャップの大きい部分に、
導電体部分5bが設けられている。
磁束は各極部4A〜4Dからロータ部5を通って中央の
極部4Eに流れる。導電体部分5bを流れる渦電流路は
第5図において線Eで示されている。
極部4Eに流れる。導電体部分5bを流れる渦電流路は
第5図において線Eで示されている。
この構成により、第1図と同様に動作し、磁気抵抗が増
大する箇所において相乗的な磁気抵抗の増大を図ること
ができる。
大する箇所において相乗的な磁気抵抗の増大を図ること
ができる。
第7図及び第8図に示した実施例では、ステータ部6の
各相A−Dに対応する極部6A〜6Dが、コの字(又は
0字)型の1相分の独立した磁性体コアから夫々成って
いる。第1図、第2図、第5図、第6図の例では、各極
部の磁路はロータ部を通って別の極部につながるように
なっているが、第7図、第8図の例のように各相毎に独
立のコアを用いる場合は各極部の一方の端部からロータ
部を通って同じ極部の他方の端部につながるよう磁路が
形成される。各極部6A〜6Dには夫々1次及び2次巻
HWt 、Wzが巻かれている。
各相A−Dに対応する極部6A〜6Dが、コの字(又は
0字)型の1相分の独立した磁性体コアから夫々成って
いる。第1図、第2図、第5図、第6図の例では、各極
部の磁路はロータ部を通って別の極部につながるように
なっているが、第7図、第8図の例のように各相毎に独
立のコアを用いる場合は各極部の一方の端部からロータ
部を通って同じ極部の他方の端部につながるよう磁路が
形成される。各極部6A〜6Dには夫々1次及び2次巻
HWt 、Wzが巻かれている。
ロータ部7は、回転軸6に対して偏心した円板状の磁性
体部分7aと、この磁性体部分7aとは180度ずれた
位置で回転軸6に対して偏心した円板状の導電体部分、
7 bとから成る。第8図に示すように、ロータ部7は
その縁部が各極部6A〜6Dの2本の脚部の間に侵入し
得るように配されている。磁性体部分7aと導電体部分
7bの偏心が180度ずれているため、成る極部6A〜
6Dにおいて磁性体部分7aが最も多く侵入していると
き導電体部分7bは全く侵入していす、反対に導電体部
分7bが最も多く侵入しているとき磁性体部分7aは全
く侵入していない。導電体部分7bが極部6A〜6Dの
2つの脚部の間に最も深く侵入した状態(例えば第7図
、第8図の60に侵入した状態)では、渦電流が最も易
く流れる。この状態では磁性体部分7aは極部6Cの脚
部に全く侵入していす、磁気抵抗が増大している。従っ
て、上述の実施例と同様に、磁気抵抗が相乗的に増大せ
しめられる。尚、導電体部分7bは全体が導電体から成
っている必要はなく、渦電流路を形成しへ
得るように部分的に(例えば円板の円周に沿ってリング
状に)導電体が用いられていてもよい。
体部分7aと、この磁性体部分7aとは180度ずれた
位置で回転軸6に対して偏心した円板状の導電体部分、
7 bとから成る。第8図に示すように、ロータ部7は
その縁部が各極部6A〜6Dの2本の脚部の間に侵入し
得るように配されている。磁性体部分7aと導電体部分
7bの偏心が180度ずれているため、成る極部6A〜
6Dにおいて磁性体部分7aが最も多く侵入していると
き導電体部分7bは全く侵入していす、反対に導電体部
分7bが最も多く侵入しているとき磁性体部分7aは全
く侵入していない。導電体部分7bが極部6A〜6Dの
2つの脚部の間に最も深く侵入した状態(例えば第7図
、第8図の60に侵入した状態)では、渦電流が最も易
く流れる。この状態では磁性体部分7aは極部6Cの脚
部に全く侵入していす、磁気抵抗が増大している。従っ
て、上述の実施例と同様に、磁気抵抗が相乗的に増大せ
しめられる。尚、導電体部分7bは全体が導電体から成
っている必要はなく、渦電流路を形成しへ
得るように部分的に(例えば円板の円周に沿ってリング
状に)導電体が用いられていてもよい。
第9図及び第10図に示された実施例でも、ステータ部
8の各相A−Dに対応する極部8A〜8Dが、コの字型
の1相分の独立した磁性体コアから成っており、各極部
8A〜8Dに1次巻線W、と2次巻線W2が夫々巻かれ
ている。各ステータ極部8A〜8Dの端部によって囲ま
れた空間内に挿入されたロータ部9は、全体として円筒
状であり、1条ねじの配列で磁性体部分9aと導電体部
分9bとが交互にら旋状に設けられている。ねじの山部
が磁性体部分9aに相当し、谷部に導電体部分9bが設
けられている。第10図では図示の便宜上、ねじの山部
(磁性体部分9a)と谷部は側面図で示磁性体から成っ
ていてもよい。各極部8A〜8Dの端部とロータ部9の
磁性体部分9aとの対向面積が大きいほど磁気抵抗が減
少し、該端部と導電体部分9bとの対向面積が大きいほ
ど磁気抵抗が増大する。磁性体部分9aと導電体部分9
bは1条ねじ状に交互に設けられているため、回転位置
に応じてこれらの部分と各極部8A〜8Dとの対向面積
が変化し、前述の実施例と同様に動作し、相乗的な磁気
抵抗変化が得られる。
8の各相A−Dに対応する極部8A〜8Dが、コの字型
の1相分の独立した磁性体コアから成っており、各極部
8A〜8Dに1次巻線W、と2次巻線W2が夫々巻かれ
ている。各ステータ極部8A〜8Dの端部によって囲ま
れた空間内に挿入されたロータ部9は、全体として円筒
状であり、1条ねじの配列で磁性体部分9aと導電体部
分9bとが交互にら旋状に設けられている。ねじの山部
が磁性体部分9aに相当し、谷部に導電体部分9bが設
けられている。第10図では図示の便宜上、ねじの山部
(磁性体部分9a)と谷部は側面図で示磁性体から成っ
ていてもよい。各極部8A〜8Dの端部とロータ部9の
磁性体部分9aとの対向面積が大きいほど磁気抵抗が減
少し、該端部と導電体部分9bとの対向面積が大きいほ
ど磁気抵抗が増大する。磁性体部分9aと導電体部分9
bは1条ねじ状に交互に設けられているため、回転位置
に応じてこれらの部分と各極部8A〜8Dとの対向面積
が変化し、前述の実施例と同様に動作し、相乗的な磁気
抵抗変化が得られる。
上記各実施例では各ステータ極部における磁気抵抗変化
のサイクルは1回転につき1サイクルであるが、第11
図及び第12図に示された実施例では1回転につき3サ
イクルとなっている。ステータ部10の各極部10A〜
10Dは、前述と同様に、コの字型の各相毎に独立した
磁性体コアから成っており、夫々に1次及び2次巻線W
、、W2 が巻かれている。ステータ極部10A〜10
Dの各端部によって囲まれた空間内に挿入されたロータ
部11は、全体として円筒形状であり、歯数3の歯車状
の磁性体部分11aと、各歯の間の凹部に充填された3
片の導電体部分11bとから成っている。ロータ部11
の円周面を見ると、60度の幅で磁性体部分11aと導
電体部分11bが交互に並んでおり、120度の回転範
囲を1サイクルとして各ステータ極部10A−jODに
おける磁気抵抗変化が生じる。従って1回転につき3サ
イクルの磁気抵抗変化が生じる。磁性体部分11aの凹
みによって磁気抵抗が増大する箇所に導電体部第13図
及び第14図に示された実施例は1回転につき2サイク
ルの磁気抵抗変化を生じるものである。ステータ部12
は、円周方向に45度の間隔で8個の極部12A〜12
D、12A〜12Dを具えており、同一相が180度の
間隔で対向している。ロータ部13は、全体として楕円
筒状であり、楕円筒形のi性体部分13aと、この楕円
筒の長径に沿うたて方向の周囲に巻かれたリング状の導
電体部分13bとを具えている。磁性体部分13aが楕
円筒状であるため、各極部12A 〜12D、12A〜
12Dには、一回転を1サイクルとする磁気抵抗変化が
生じる。一方、導電体部分13bは楕円筒の長径に沿り
てショートリングを形成しているため、成る極部(第1
3図の例では12Aと12A)が磁性体部分13aの短
径部に対応しているとき、その極部を通る磁束に応じて
最も多くの渦電流が流れる。この短径部に対応する極部
では磁性体部分13aとのギャップが最大であり、磁気
抵抗が増大している。従って、上記各実施例と同様に、
相乗的に磁気抵抗が増大せしめられる。
のサイクルは1回転につき1サイクルであるが、第11
図及び第12図に示された実施例では1回転につき3サ
イクルとなっている。ステータ部10の各極部10A〜
10Dは、前述と同様に、コの字型の各相毎に独立した
磁性体コアから成っており、夫々に1次及び2次巻線W
、、W2 が巻かれている。ステータ極部10A〜10
Dの各端部によって囲まれた空間内に挿入されたロータ
部11は、全体として円筒形状であり、歯数3の歯車状
の磁性体部分11aと、各歯の間の凹部に充填された3
片の導電体部分11bとから成っている。ロータ部11
の円周面を見ると、60度の幅で磁性体部分11aと導
電体部分11bが交互に並んでおり、120度の回転範
囲を1サイクルとして各ステータ極部10A−jODに
おける磁気抵抗変化が生じる。従って1回転につき3サ
イクルの磁気抵抗変化が生じる。磁性体部分11aの凹
みによって磁気抵抗が増大する箇所に導電体部第13図
及び第14図に示された実施例は1回転につき2サイク
ルの磁気抵抗変化を生じるものである。ステータ部12
は、円周方向に45度の間隔で8個の極部12A〜12
D、12A〜12Dを具えており、同一相が180度の
間隔で対向している。ロータ部13は、全体として楕円
筒状であり、楕円筒形のi性体部分13aと、この楕円
筒の長径に沿うたて方向の周囲に巻かれたリング状の導
電体部分13bとを具えている。磁性体部分13aが楕
円筒状であるため、各極部12A 〜12D、12A〜
12Dには、一回転を1サイクルとする磁気抵抗変化が
生じる。一方、導電体部分13bは楕円筒の長径に沿り
てショートリングを形成しているため、成る極部(第1
3図の例では12Aと12A)が磁性体部分13aの短
径部に対応しているとき、その極部を通る磁束に応じて
最も多くの渦電流が流れる。この短径部に対応する極部
では磁性体部分13aとのギャップが最大であり、磁気
抵抗が増大している。従って、上記各実施例と同様に、
相乗的に磁気抵抗が増大せしめられる。
第15図及び第16図に示された実施例も1回転につき
2サイクルの磁気抵抗変化を生じるものである。ステー
タ部14は、独立の磁性体コアから成る8個の極部14
A〜14D、14A〜14Dを45度の間隔で配してお
り、各極部には1次及び2次巻線W、、W、が巻かれて
いる。第13図と同様K、180度の間隔で対向する2
つの相が同一相となっている。第13図の例では、磁気
回路は対向する2つの同一相の間でロータ部16を通っ
て形成されるようにするが(例えば極部12Aからロー
タ部16を介して極部12Aに流れる磁気回路が形成さ
れるようKする)、第15図の例では同じ極部の一方の
端部からロータ部15を通って他へ 方の端部に
流れるよう磁気回路が形成される。
2サイクルの磁気抵抗変化を生じるものである。ステー
タ部14は、独立の磁性体コアから成る8個の極部14
A〜14D、14A〜14Dを45度の間隔で配してお
り、各極部には1次及び2次巻線W、、W、が巻かれて
いる。第13図と同様K、180度の間隔で対向する2
つの相が同一相となっている。第13図の例では、磁気
回路は対向する2つの同一相の間でロータ部16を通っ
て形成されるようにするが(例えば極部12Aからロー
タ部16を介して極部12Aに流れる磁気回路が形成さ
れるようKする)、第15図の例では同じ極部の一方の
端部からロータ部15を通って他へ 方の端部に
流れるよう磁気回路が形成される。
各ステータ極部14A〜’14Dの端部によりて囲まれ
た空間内に挿入されたロータ部15は、全体として円筒
状であり、2条ねじの配列で磁性体部分15aと導電体
部分15bが交互にら旋状に設けられている。2条ねじ
の山部が磁性体部分15aに相当し、谷部に導電体部分
15bが設けられている。第16図では図示の便宜上、
ねじの山部(磁性体部分15a)と谷部は側面図で示し
、この体から成っていてもよい。2条ねじ構造であるた
め、成る極部における磁性体部分15aとの対向面積の
変化による磁気抵抗の変化は1回転につき2サイクル生
じる。また、その磁気抵抗が相対的に増大する部分にお
いて導電体部分15bが設けられているので、相乗的に
磁気抵抗が増大せしめられる。
た空間内に挿入されたロータ部15は、全体として円筒
状であり、2条ねじの配列で磁性体部分15aと導電体
部分15bが交互にら旋状に設けられている。2条ねじ
の山部が磁性体部分15aに相当し、谷部に導電体部分
15bが設けられている。第16図では図示の便宜上、
ねじの山部(磁性体部分15a)と谷部は側面図で示し
、この体から成っていてもよい。2条ねじ構造であるた
め、成る極部における磁性体部分15aとの対向面積の
変化による磁気抵抗の変化は1回転につき2サイクル生
じる。また、その磁気抵抗が相対的に増大する部分にお
いて導電体部分15bが設けられているので、相乗的に
磁気抵抗が増大せしめられる。
上述の各実施例において、ロータ部の磁性体部分は鉄そ
の他の強磁性材質から成るものであることが好ましく、
導電体部分は磁性体部分よりも相対的に弱磁性又は非磁
性であると共に相対的に、良導電性の材質(例えば銅あ
るいはアルミニウムあるいは真鍮など、若しくはそれら
のような良導電性物質と他の物質を混合したもの)から
成るものであればよい。
の他の強磁性材質から成るものであることが好ましく、
導電体部分は磁性体部分よりも相対的に弱磁性又は非磁
性であると共に相対的に、良導電性の材質(例えば銅あ
るいはアルミニウムあるいは真鍮など、若しくはそれら
のような良導電性物質と他の物質を混合したもの)から
成るものであればよい。
上述した各実施例においては位相シフト方式によってロ
ータ部の回転位置に応じた出力信号を得ることができる
ようになっている。まず、第1図〜第1O図の実施例で
は、各相A−Dには1回転を1サイクルとする磁気抵抗
変化が生じ、この磁気抵抗変化の位相は隣合う相間では
90度づつずれている。従って、各相A−Dの2次巻線
W2に誘起される電圧のレベルはロータ部の回転角度θ
に応じて概ねA相ではcosθ、B相ではsinθ、C
相では一5inθ、D相では一5inθなる略式で表わ
すことができる。A、C相の1次巻線WlとB。
ータ部の回転位置に応じた出力信号を得ることができる
ようになっている。まず、第1図〜第1O図の実施例で
は、各相A−Dには1回転を1サイクルとする磁気抵抗
変化が生じ、この磁気抵抗変化の位相は隣合う相間では
90度づつずれている。従って、各相A−Dの2次巻線
W2に誘起される電圧のレベルはロータ部の回転角度θ
に応じて概ねA相ではcosθ、B相ではsinθ、C
相では一5inθ、D相では一5inθなる略式で表わ
すことができる。A、C相の1次巻線WlとB。
D相の1次巻HW 、とを空気的位相が90度ずれた交
流信号によって夫々励磁する(例えば、A及びC相は正
弦波信号sinωtで夫々励磁し、B及びD相は余弦波
信号cosωtで夫々励磁する)。そして、A、C相対
ではその2次巻線W2の出力信号を差動的に加算し、B
、D相対でもその2次巻線W2の出力を差動的に加算し
、各村の差動出力信号を加算合成して最終的な出力信号
Yを得る。そうすると、出力信号Yは次のような略式で
実質的に表現することができる。
流信号によって夫々励磁する(例えば、A及びC相は正
弦波信号sinωtで夫々励磁し、B及びD相は余弦波
信号cosωtで夫々励磁する)。そして、A、C相対
ではその2次巻線W2の出力信号を差動的に加算し、B
、D相対でもその2次巻線W2の出力を差動的に加算し
、各村の差動出力信号を加算合成して最終的な出力信号
Yを得る。そうすると、出力信号Yは次のような略式で
実質的に表現することができる。
Y=sinωt cosθ−(−sinωt Cogθ
)+ CO5ωt sinθ−(−cos ωt s
inθ)= 2sin ωt COsθ+2 cos
Qlt sinθ== 2 sin (ωt+θ) 上記式で便宜的に「2」と示された係数を諸種の条件に
応じて定まる定数にで置換えると、Y=K sin (
ωt+θ) ト表現できる。ここで、θはロータ部の回転位置に対応
しているので、1次交流信号sinωt(またはcos
ωt)に対する出力信号Yの位相ずれθを測定すること
により回転位置を検出することができる。
)+ CO5ωt sinθ−(−cos ωt s
inθ)= 2sin ωt COsθ+2 cos
Qlt sinθ== 2 sin (ωt+θ) 上記式で便宜的に「2」と示された係数を諸種の条件に
応じて定まる定数にで置換えると、Y=K sin (
ωt+θ) ト表現できる。ここで、θはロータ部の回転位置に対応
しているので、1次交流信号sinωt(またはcos
ωt)に対する出力信号Yの位相ずれθを測定すること
により回転位置を検出することができる。
2次コイルの出力合成信号Yと基準交流信号sinωt
(又はcosωt)との位相ずれθを求めるための手段
は適宜に構成できる。第17図は位相ずれθをディジタ
ル量で求めるようにした回路例を示すものである。尚、
特に図示しないが、積分回路を用いて基準交流信号si
nωtと出力信号Y=1(sin(ωを十〇)との位相
角0度の時間差分を求めることにより、位相ずれθをア
ナログ量で求めることもできる。
(又はcosωt)との位相ずれθを求めるための手段
は適宜に構成できる。第17図は位相ずれθをディジタ
ル量で求めるようにした回路例を示すものである。尚、
特に図示しないが、積分回路を用いて基準交流信号si
nωtと出力信号Y=1(sin(ωを十〇)との位相
角0度の時間差分を求めることにより、位相ずれθをア
ナログ量で求めることもできる。
第17図において、発振部62は基準の正弦信号sin
ωtと余弦信号cosω【を発生する回路、位相差検出
回路67は上記位相ずれθを測定するための回路である
。クロック発振器66から発振されたクロックパルスC
Pがカウンタ60でカウントされる。カウンタ60は例
えばモジュロM(Mは任意の整数)であり、そのカウン
ト値がレジスタのC入力に与えられる。このフリップ7
0ツブ64のQ出力から出たパルスPbがフリップ70
ツブぢ 65に加わり、Q出力から出たパル
スPaがフリップフロップ66に加わり、これら65及
び66の出力がローパスフィルタ38 、69及び増幅
器40.41を経由して、余弦信号cosωt と正弦
信号sinωtが得られ、各相A−Dの1次巻線W1゜
に印加される。カウンタ60におけるMカウントがこれ
ら基準信号cosωt、sinωtの2πラジアン分の
位相角に相当する。すなわち、カウンタ602π −1 01カウント値は−フジアンの位相角を示している。
ωtと余弦信号cosω【を発生する回路、位相差検出
回路67は上記位相ずれθを測定するための回路である
。クロック発振器66から発振されたクロックパルスC
Pがカウンタ60でカウントされる。カウンタ60は例
えばモジュロM(Mは任意の整数)であり、そのカウン
ト値がレジスタのC入力に与えられる。このフリップ7
0ツブ64のQ出力から出たパルスPbがフリップ70
ツブぢ 65に加わり、Q出力から出たパル
スPaがフリップフロップ66に加わり、これら65及
び66の出力がローパスフィルタ38 、69及び増幅
器40.41を経由して、余弦信号cosωt と正弦
信号sinωtが得られ、各相A−Dの1次巻線W1゜
に印加される。カウンタ60におけるMカウントがこれ
ら基準信号cosωt、sinωtの2πラジアン分の
位相角に相当する。すなわち、カウンタ602π −1 01カウント値は−フジアンの位相角を示している。
2次コイル2A〜2Dの合成出力信号Y&ま増幅器42
を介してコンパレータ46に加わり、該信号Yの正・負
極性に応じた方形波信号が該コン、NOレータ46から
出力される。このコン、クレータ46の出力信号の立上
りに応答して立上り検出回路44からパルスT が出力
され、このノクルスT、に応じてカウンタ60のカウン
ト値をレジスタ61にロードする。その結果、位相ずれ
θに応じたディジタル値Dθがレジスタ61に取り込ま
れる。こうして、1回転内の回転位置をアブソリュート
で示すデータDθを得ることができる。
を介してコンパレータ46に加わり、該信号Yの正・負
極性に応じた方形波信号が該コン、NOレータ46から
出力される。このコン、クレータ46の出力信号の立上
りに応答して立上り検出回路44からパルスT が出力
され、このノクルスT、に応じてカウンタ60のカウン
ト値をレジスタ61にロードする。その結果、位相ずれ
θに応じたディジタル値Dθがレジスタ61に取り込ま
れる。こうして、1回転内の回転位置をアブソリュート
で示すデータDθを得ることができる。
第11図〜第16図の実施例も同様にして位相シフト方
式で回転位置データを求めることができる。
式で回転位置データを求めることができる。
但し、第11図、第12図の実施例は1回転につき3サ
イクルの磁気抵抗変化を生じるので、実際の回転角度θ
に対してY=Ksin(ωt+3θ)なる関転内の回転
位置をアブソリュートで特定するものとなる。ま′た、
第13図〜第16図の実施例は1回転につき2サイクル
の磁気抵抗変化を生じるので、ニートで特定するものと
なる。
イクルの磁気抵抗変化を生じるので、実際の回転角度θ
に対してY=Ksin(ωt+3θ)なる関転内の回転
位置をアブソリュートで特定するものとなる。ま′た、
第13図〜第16図の実施例は1回転につき2サイクル
の磁気抵抗変化を生じるので、ニートで特定するものと
なる。
信号処理方式は上述のような位相シフト方式に限らず、
通常の差動トランスのように、2次コイルの差動出力を
整流して回転位置に応じたレベルのアナログ電圧を得る
ようにしてもよい。その場合、各相A−Dの1次交流信
号は全て共通としてよく、また、極部はA、C相又はB
、D相の一方だけとしてよい。
通常の差動トランスのように、2次コイルの差動出力を
整流して回転位置に応じたレベルのアナログ電圧を得る
ようにしてもよい。その場合、各相A−Dの1次交流信
号は全て共通としてよく、また、極部はA、C相又はB
、D相の一方だけとしてよい。
なお、ロータ部における導電体部分の形成法は、めっき
、溶射、パターン焼付、エツチング等その他適宜の表面
加工処理技術を用いて行うとよい。
、溶射、パターン焼付、エツチング等その他適宜の表面
加工処理技術を用いて行うとよい。
また、ステータ部及びロータ部の構造は、実施例に示し
たものに限らず、特許請求の範囲に示された範囲で様々
な変形が可能である。
たものに限らず、特許請求の範囲に示された範囲で様々
な変形が可能である。
また、1次巻線と2次巻線は必らずしも別々に設ける必
要はなく、実開昭58−2621号あるいは実開昭58
−39507号に示されたもののように共通であっても
よい。
要はなく、実開昭58−2621号あるいは実開昭58
−39507号に示されたもののように共通であっても
よい。
以上の通りこの発明によれば、磁性体部分の変位による
磁気抵抗変化と導電体部分の変位による渦電流損に応じ
た等測的な磁気抵抗変化との相乗効果により、変位に対
する2次出力電圧レベルの変化幅を大きくすることがで
き、精度の良い回転位置検出が行えるようになる。
磁気抵抗変化と導電体部分の変位による渦電流損に応じ
た等測的な磁気抵抗変化との相乗効果により、変位に対
する2次出力電圧レベルの変化幅を大きくすることがで
き、精度の良い回転位置検出が行えるようになる。
第1図はこの発明に係る回転位置検出装置の一実施例を
示す径方向の断面図、第2図は同実施例におけるロータ
部の一例を示す側面図、第3図は同実施例における2次
側出力電圧レベルと回転位置との関係を例示するグラフ
、第4図は同実施例におけるロータ部の変更例を示す側
面図、第5図はこの発明の別の実施例を示す正面略図、
第6図は第5図のVI−VI線に沿う断面図、第7図は
この発明の更に別の実施例を示す正面略図、第8図は第
7図のVIII −VIII線に沿う断面図、第9図は
この発明の他の実施例を示す径方向の断面図、第10図
は第9図のX−X線に沿う断面図、第11図はこの発明
の更に他の実施例を示す径方向の断面図、第12図は第
11図のロータ部の側面図、第13図はこの発明の別の
実施例を示す径方向の断面図、第14図は第13図のロ
ータ部の斜視図、第15図はこの発明の更に別の実施例
を示す径方向ノ断面図、il! 16 図ハ第15 m
(D、V −VIWlaう断面図、第17図はこの発明
の回転位置検出装置を位相シフト方式によって動作させ
、回転位置に応じた電気的位相シフト量の測定を行うた
めのへ 回路の一例を示すブロック図、である
。 1.4,6,8,10,12,14・・・ステータ部、
1A〜I D 、 4A〜4D 、6A〜6D、8A〜
8D、IOA〜IOD、12A〜12D、14A〜14
D・・・A−D相に対応するステータ極部、Wl・・
・1次巻線、W2・・・2次巻線、2.b、7,9゜1
1 、16 、1500.ロータ部、2a、5a、7a
。 9a、11.a、13a、15a・・・磁性体部分、2
b、5b、7b、9b、11b、16b、15b・・・
導電体部分、3・・・回転軸。
示す径方向の断面図、第2図は同実施例におけるロータ
部の一例を示す側面図、第3図は同実施例における2次
側出力電圧レベルと回転位置との関係を例示するグラフ
、第4図は同実施例におけるロータ部の変更例を示す側
面図、第5図はこの発明の別の実施例を示す正面略図、
第6図は第5図のVI−VI線に沿う断面図、第7図は
この発明の更に別の実施例を示す正面略図、第8図は第
7図のVIII −VIII線に沿う断面図、第9図は
この発明の他の実施例を示す径方向の断面図、第10図
は第9図のX−X線に沿う断面図、第11図はこの発明
の更に他の実施例を示す径方向の断面図、第12図は第
11図のロータ部の側面図、第13図はこの発明の別の
実施例を示す径方向の断面図、第14図は第13図のロ
ータ部の斜視図、第15図はこの発明の更に別の実施例
を示す径方向ノ断面図、il! 16 図ハ第15 m
(D、V −VIWlaう断面図、第17図はこの発明
の回転位置検出装置を位相シフト方式によって動作させ
、回転位置に応じた電気的位相シフト量の測定を行うた
めのへ 回路の一例を示すブロック図、である
。 1.4,6,8,10,12,14・・・ステータ部、
1A〜I D 、 4A〜4D 、6A〜6D、8A〜
8D、IOA〜IOD、12A〜12D、14A〜14
D・・・A−D相に対応するステータ極部、Wl・・
・1次巻線、W2・・・2次巻線、2.b、7,9゜1
1 、16 、1500.ロータ部、2a、5a、7a
。 9a、11.a、13a、15a・・・磁性体部分、2
b、5b、7b、9b、11b、16b、15b・・・
導電体部分、3・・・回転軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、1次交流信号によって励磁されると共に2次出力を
取り出すための巻線手段を具えたステータ部と、このス
テータ部に対して相対的に回転変位可能に配されたロー
タ部とを具備したものにおいて、 前記ロータ部が、 前記ステータ部に対する相対的回転変位に応じて、前記
巻線手段を通る磁気回路の磁気抵抗を変化せしめる形状
を成した磁性体部分と、 前記磁気抵抗が相対的に増大せしめられる箇所において
磁束に対して渦電流路を形成し得るよう設けられ、前記
磁性体部分よりも相対的に弱磁性又は非磁性であると共
に相対的に良導電体から成る導電体部分と、 を含むものであることを特徴とする回転位置検出装置。 2、前記巻線手段は、複数の1次巻線と、2次巻線とを
含み、各1次巻線を位相のずれた複数の1次交流信号を
用いて励磁し、これにより前記1次交流信号を前記ロー
タ部の回転位置に応じて位相シフトした信号が前記2次
巻線の側で得られるようにした特許請求の範囲第1項記
載の回転位置検出装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24336284A JPS61122504A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転位置検出装置 |
DE8585114579T DE3582783D1 (de) | 1984-11-20 | 1985-11-16 | Einrichtung zum erfassen der drehlage. |
EP85114579A EP0182322B1 (en) | 1984-11-20 | 1985-11-16 | Rotational position detection device |
US06/799,608 US4743786A (en) | 1984-11-20 | 1985-11-19 | Rotational position detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24336284A JPS61122504A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61122504A true JPS61122504A (ja) | 1986-06-10 |
JPH0446362B2 JPH0446362B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=17102709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24336284A Granted JPS61122504A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61122504A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02248868A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-04 | Yazaki Corp | センサ装置 |
FR2705455A1 (fr) * | 1993-05-17 | 1994-11-25 | Valeo Systemes Dessuyage | Capteur de déplacement relatif par mesure de réluctance magnétique, capteur de couple utilisant un tel capteur et application à un système de direction assistée de véhicule. |
WO2006049145A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Ntn Corporation | センサ付車輪用軸受 |
JPWO2019123836A1 (ja) * | 2017-12-22 | 2020-12-17 | 株式会社松尾製作所 | 回転角度センサ |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP24336284A patent/JPS61122504A/ja active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02248868A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-04 | Yazaki Corp | センサ装置 |
FR2705455A1 (fr) * | 1993-05-17 | 1994-11-25 | Valeo Systemes Dessuyage | Capteur de déplacement relatif par mesure de réluctance magnétique, capteur de couple utilisant un tel capteur et application à un système de direction assistée de véhicule. |
WO2006049145A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Ntn Corporation | センサ付車輪用軸受 |
JP2006133111A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Ntn Corp | センサ付車輪用軸受 |
JP4727209B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2011-07-20 | Ntn株式会社 | センサ付車輪用軸受 |
JPWO2019123836A1 (ja) * | 2017-12-22 | 2020-12-17 | 株式会社松尾製作所 | 回転角度センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0446362B2 (ja) | 1992-07-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |