JPS61269017A - 静電容量型エンコ−ダ - Google Patents
静電容量型エンコ−ダInfo
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- JPS61269017A JPS61269017A JP11182785A JP11182785A JPS61269017A JP S61269017 A JPS61269017 A JP S61269017A JP 11182785 A JP11182785 A JP 11182785A JP 11182785 A JP11182785 A JP 11182785A JP S61269017 A JPS61269017 A JP S61269017A
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- plate
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- 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]
本発明は静電容量型エンコーダ、特に回転板の回転変位
間を電気的に検出する静電容量型エンコーダの改良に関
する。
間を電気的に検出する静電容量型エンコーダの改良に関
する。
[R頭技術〕
従来よりエンコーダを用いた各種の測定装置が周知であ
り、この測定装置は装置本体上を移動し被測定物に接触
する測定子を含み、該測定子の移8出をエンコーダを用
いて測定し、その値を表示器上にデジタル表示している
。
り、この測定装置は装置本体上を移動し被測定物に接触
する測定子を含み、該測定子の移8出をエンコーダを用
いて測定し、その値を表示器上にデジタル表示している
。
ところで、この種の測定装置に用いられるエンコーダと
して、従来より静16ffi型エンコーダが周知であり
、今日このような静電容酪型エンコーダに対しては装置
の携帯性及び操作性の向上を図る上からその小型化及び
軽量化が’f32されている。
して、従来より静16ffi型エンコーダが周知であり
、今日このような静電容酪型エンコーダに対しては装置
の携帯性及び操作性の向上を図る上からその小型化及び
軽量化が’f32されている。
匙110UL文兼
第4図及び第5図にはこのような従来の静電容量型エン
コーダが示されており、このエンコーダは、測定子の移
vJmに応じて回転する回転軸10aにより本体に回転
可能に取り付けられた回転板10と、この回転板10に
対向配置するよう本体に取り付けられた固定板12と、
を含み、固定板12に対する回転板10の回転変位団を
検出するものである。
コーダが示されており、このエンコーダは、測定子の移
vJmに応じて回転する回転軸10aにより本体に回転
可能に取り付けられた回転板10と、この回転板10に
対向配置するよう本体に取り付けられた固定板12と、
を含み、固定板12に対する回転板10の回転変位団を
検出するものである。
このため、前記固定板12の表面には、複数の単位電極
板14aがその円周方向に沿って等間隔に輪状配置され
送信電極14を形成している。これら各単位電極板14
aには電圧印加回路16により所定の位相、実施例にお
いては45°ずつ位相をずらせた正弦波あるいは矩形波
の交流電圧が印加され、8相分のψ位置極板14aを1
1$1位とする電極ユニット100が複数組形成されて
いる。
板14aがその円周方向に沿って等間隔に輪状配置され
送信電極14を形成している。これら各単位電極板14
aには電圧印加回路16により所定の位相、実施例にお
いては45°ずつ位相をずらせた正弦波あるいは矩形波
の交流電圧が印加され、8相分のψ位置極板14aを1
1$1位とする電極ユニット100が複数組形成されて
いる。
また回転板10の表面には、前記?Ili極ユニツユニ
ット数の受偲電1418が設(プられ、各受信電極18
はそれぞれ各電極−]ニット100に含まれる連続した
所定枚数のlit位電44扱1/laと対向するよう形
成されている。
ット数の受偲電1418が設(プられ、各受信電極18
はそれぞれ各電極−]ニット100に含まれる連続した
所定枚数のlit位電44扱1/laと対向するよう形
成されている。
第5図に示すエンコーダにおいて、この受信電極18は
、4個の連続した中位電極板群、すなわら基準電圧v1
と、この基準電圧V1に対し45°。
、4個の連続した中位電極板群、すなわら基準電圧v1
と、この基準電圧V1に対し45°。
9G’ 、 135°スツ位相が−rれたv 、v
3.v4の各電圧が印加される4枚の単位電極板14a
に跨がって対向配置されている。
3.v4の各電圧が印加される4枚の単位電極板14a
に跨がって対向配置されている。
また回転板10の表面には、各受信電極18の間に位置
するアース電極20が設けられており、各受信電極18
及びその他からの静電容量の干渉による悪影響を防止し
ている。
するアース電極20が設けられており、各受信電極18
及びその他からの静電容量の干渉による悪影響を防止し
ている。
以上の構成とすることにより、回転板10を回転さばる
と、送信電極14と受信電極18とが相対移動すること
になり、受信Ti極18からは周知のように回転板10
の回転変位量に応じた周期変化を有する静電容量信号V
。が検出される。
と、送信電極14と受信電極18とが相対移動すること
になり、受信Ti極18からは周知のように回転板10
の回転変位量に応じた周期変化を有する静電容量信号V
。が検出される。
このようにして回転板10上の受信電極18に1得られ
る電圧V。を本体側に取り出すため、固定板12の表面
には、送信電極14の内側に位置してリング状の出力電
極22が設けられている。
る電圧V。を本体側に取り出すため、固定板12の表面
には、送信電極14の内側に位置してリング状の出力電
極22が設けられている。
そして、前記受信電極18は、固定板12上に設けられ
た送信電極14及び出力′Fi極22の双方に躊がって
対向配置するよう形成されている。
た送信電極14及び出力′Fi極22の双方に躊がって
対向配置するよう形成されている。
以上の構成とすることにより、このエンコーダによれば
、受信電極18にて得られる静電容量イS号V。を、回
転mloと固定板12との機械的な接触を用いることな
く静電結合を介して本体側に出力し回転Jfi10の回
転変位凸を正確に測定すろことができる。
、受信電極18にて得られる静電容量イS号V。を、回
転mloと固定板12との機械的な接触を用いることな
く静電結合を介して本体側に出力し回転Jfi10の回
転変位凸を正確に測定すろことができる。
しかし、この従来の静電容量型エンコーダは、単に1枚
の固定板12上にほぼリング状に形成された1個の送信
ffi極14及び出力電極22を股()ているのみであ
るため良好な8111定精度、検出分解能を維持しよう
とする場合は、固定板12を小さくづることができず、
この結実装保を固定板12の幅方向へ向は小型化するこ
とがでさないという欠点があった。
の固定板12上にほぼリング状に形成された1個の送信
ffi極14及び出力電極22を股()ているのみであ
るため良好な8111定精度、検出分解能を維持しよう
とする場合は、固定板12を小さくづることができず、
この結実装保を固定板12の幅方向へ向は小型化するこ
とがでさないという欠点があった。
すなわら、このように1枚の固定板12上に送信電極1
4及び出力電極22の双方を設けると、これら両電極1
4.22の間に静電容量の干渉による悪影響が発生しや
すい。このような問題を除去するためには、固定板12
上において送信″71iK14と出力電極22の極間距
離を大きく設定し、かつ両1i14.22間にリング状
のアース電極24を設けてやることが必要となる。この
結果、このような従来のエンコーダでは、固定板12の
形状が大きくしかもこの表面電極構造が複雑となること
が避けられず、この結果固定板12が大ぎくなり装置全
体の回転半径方向へ向けた小型化を図ることができない
とう問題があった。
4及び出力電極22の双方を設けると、これら両電極1
4.22の間に静電容量の干渉による悪影響が発生しや
すい。このような問題を除去するためには、固定板12
上において送信″71iK14と出力電極22の極間距
離を大きく設定し、かつ両1i14.22間にリング状
のアース電極24を設けてやることが必要となる。この
結果、このような従来のエンコーダでは、固定板12の
形状が大きくしかもこの表面電極構造が複雑となること
が避けられず、この結果固定板12が大ぎくなり装置全
体の回転半径方向へ向けた小型化を図ることができない
とう問題があった。
第2の背瑣技術
このような静電容量の干渉による影響を除去し、エンコ
ーダの回転半径方向に対する小型化を図るため、昭和5
9年10月29日付で特願昭59−228785号に係
る出願を行った。
ーダの回転半径方向に対する小型化を図るため、昭和5
9年10月29日付で特願昭59−228785号に係
る出願を行った。
第6図及び第7図にはこの出願に係る静電容量型エンコ
ーダが示されており、前記第1の背慎技術と74応する
部材に(ま同−符し;をイ、1しその説明LL省18す
る。
ーダが示されており、前記第1の背慎技術と74応する
部材に(ま同−符し;をイ、1しその説明LL省18す
る。
このエンコーダは、回転軸10aにより本体に回転可能
に設(ブられた回転板10と、この回転板10を介しく
互いに対向配dするよう本体に固定された第1の固定板
30及び第2の固定板32と、を含む。
に設(ブられた回転板10と、この回転板10を介しく
互いに対向配dするよう本体に固定された第1の固定板
30及び第2の固定板32と、を含む。
第7図には、第1の固定板309回転板10及び第2の
固定板32の各表面構造が示されて6す、同図において
回転板10の表面は、第1の固定板30への対向面と第
2の固定板32への対向面とに分解して図示している。
固定板32の各表面構造が示されて6す、同図において
回転板10の表面は、第1の固定板30への対向面と第
2の固定板32への対向面とに分解して図示している。
前記第1の固定板12及び回転板10の各表面には、前
記第1の行頭技術と同様に、送信電極14、受信側18
及びアースff1KI20がそれぞれ形成されている。
記第1の行頭技術と同様に、送信電極14、受信側18
及びアースff1KI20がそれぞれ形成されている。
回転板10上に形成された受信電極18にて得られる電
圧V。を本体側に取り出すために、回転板10の第2の
固定板32の対向面に結合電極34が設けられ、該結合
電極34は各受信電極18と;6気的に18杭されてい
る。ここにおいて前記結合電極3/lは回転板1oの表
面に円周り向に泊ってリング状に形成されている。
圧V。を本体側に取り出すために、回転板10の第2の
固定板32の対向面に結合電極34が設けられ、該結合
電極34は各受信電極18と;6気的に18杭されてい
る。ここにおいて前記結合電極3/lは回転板1oの表
面に円周り向に泊ってリング状に形成されている。
そして、第2の固定板32の表面には、前記結合電極3
4と対向するようリング状に形成された出力ff1f2
2が設けられ、この出力ff1i22と結合電極34と
の静電結合により受信′Ii極18にて誘起される静電
容量信号V。を出力電極22がら出力する。
4と対向するようリング状に形成された出力ff1f2
2が設けられ、この出力ff1i22と結合電極34と
の静電結合により受信′Ii極18にて誘起される静電
容量信号V。を出力電極22がら出力する。
そして、この出力電極22がら出力される信号voと、
検出回路36内において設定された基準電圧V と比較
することにより、その位相差φに基づき回転板10の回
転変位値を検出することができる。
検出回路36内において設定された基準電圧V と比較
することにより、その位相差φに基づき回転板10の回
転変位値を検出することができる。
このように該エンコーダによれば、送信電極14、受信
電極18.結合電極34及び出力電極22を、それぞれ
第1の固定板30.回転板1o及び第2の固定板32の
各表面にそれぞれ設けている。このため、これら各固定
板30.32及び回転板10の表面上に設けられた各電
極は他の種類のミルとの静電容量の干渉を考慮する必要
がなく、この面から名主VM14.18.34及び22
を検出精度を員ねない範囲で小型化することができる。
電極18.結合電極34及び出力電極22を、それぞれ
第1の固定板30.回転板1o及び第2の固定板32の
各表面にそれぞれ設けている。このため、これら各固定
板30.32及び回転板10の表面上に設けられた各電
極は他の種類のミルとの静電容量の干渉を考慮する必要
がなく、この面から名主VM14.18.34及び22
を検出精度を員ねない範囲で小型化することができる。
特に、このエンコーダは、前記第1の行田技術のように
送信型1(!14と出力ミル22との静電容量による干
渉を考慮する必要がないため、前記第1の従来技術と同
一の検出精度であるならばこの送信電極14の半径を大
幅に小さくすることができ、この結・恨エンコーダの回
転半径方向への小型化を図ることが可能となる。
送信型1(!14と出力ミル22との静電容量による干
渉を考慮する必要がないため、前記第1の従来技術と同
一の検出精度であるならばこの送信電極14の半径を大
幅に小さくすることができ、この結・恨エンコーダの回
転半径方向への小型化を図ることが可能となる。
なJ3、このエンコーダは、前記第1の背狽技術に比し
、第2の固定板32を設けているため回転軸10a方向
にこの分だけ厚くなるが、回転板10とこれら第1及び
第2の固定板30.32の間隔は極めて小さく、具体的
には1/10mm程度であるため、このように第2の固
定板32を設けることにより発生する軸方向への〃みの
増加はほとんど無視することができる。
、第2の固定板32を設けているため回転軸10a方向
にこの分だけ厚くなるが、回転板10とこれら第1及び
第2の固定板30.32の間隔は極めて小さく、具体的
には1/10mm程度であるため、このように第2の固
定板32を設けることにより発生する軸方向への〃みの
増加はほとんど無視することができる。
[発明が解決しようとする問題点1
ところで、このような静電容量型エンコーダにおいて、
その検出分解能を高めるためには、送信3i極14を構
成する各単位電極板14aの面積及び間隔を適切な値に
Ilt持したまま、この電極板14aの枚数を増加する
ことが必要となる。
その検出分解能を高めるためには、送信3i極14を構
成する各単位電極板14aの面積及び間隔を適切な値に
Ilt持したまま、この電極板14aの枚数を増加する
ことが必要となる。
従って、従来のように、単位電極板14aを輪状配列し
てなる送信型+4! 14を有するエンコーダでは、そ
の検出分解能を高めようとすると送信型KA14の半径
が大きくなることが避けられず、回転半径方向へ向けた
小型化と検出分解能の向上という2つの要求を同時に満
たすことがぐきないという欠点があった。
てなる送信型+4! 14を有するエンコーダでは、そ
の検出分解能を高めようとすると送信型KA14の半径
が大きくなることが避けられず、回転半径方向へ向けた
小型化と検出分解能の向上という2つの要求を同時に満
たすことがぐきないという欠点があった。
また、静電容量型1ンコーダでは、回転板1o。
第1及び第2の固定板30.32を偏心、撮れ及び傾き
などを発生させることなく形成することが難しく、これ
らが誤差要因として動き、測定π;差を引き起こすとい
う問題があった。
などを発生させることなく形成することが難しく、これ
らが誤差要因として動き、測定π;差を引き起こすとい
う問題があった。
発明の目的
本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、イの目的は測定精度が13クシがも回転半径方向
へ向けた小型軽量化を図ることが可能な静電容ffi型
エンコーダを提供することにある。
あり、イの目的は測定精度が13クシがも回転半径方向
へ向けた小型軽量化を図ることが可能な静電容ffi型
エンコーダを提供することにある。
[問題点を解決するための手段1
前記目的を達成するため本発明の静電容量型エンコーダ
は、本体に回転可能に設けられた回転板と、この回転板
を介して互いに対向配買するよう本体に固定された第1
の固定板及び第2の固定板と、を含む。
は、本体に回転可能に設けられた回転板と、この回転板
を介して互いに対向配買するよう本体に固定された第1
の固定板及び第2の固定板と、を含む。
そして、前記第1の固定板上には、第1の送信電極及び
第2の送信電極がそれぞれ同心円上に輪状配置されてい
る。前記第1の送信電極は、それぞれ位相の異なる交流
電圧が印加される複数の単位電極板を第1の固定板表面
の外側にその円周方向に沿って輪等間隔に輪状配列する
ことにより形成されている。また前記第2の送信ffi
極は、前記第1の送信電極の各単位電極板側と180°
位相の異なる交流電圧がそれぞれ印加される複数の単位
電極板を、第1の固定板表面の内周側にその円周方向に
沿って等間隔に輪状配列することにより形成されている
。
第2の送信電極がそれぞれ同心円上に輪状配置されてい
る。前記第1の送信電極は、それぞれ位相の異なる交流
電圧が印加される複数の単位電極板を第1の固定板表面
の外側にその円周方向に沿って輪等間隔に輪状配列する
ことにより形成されている。また前記第2の送信ffi
極は、前記第1の送信電極の各単位電極板側と180°
位相の異なる交流電圧がそれぞれ印加される複数の単位
電極板を、第1の固定板表面の内周側にその円周方向に
沿って等間隔に輪状配列することにより形成されている
。
すなわら、第1及び第2の送イΔ7gi極は、それぞれ
同心円上に輪状配列された同数の単位電極板からなり、
その内周側に位置する中位電極板と外周側に位置する単
位ff1lfj板とは180°位相の異なる電圧がそれ
ぞれ印加されている。
同心円上に輪状配列された同数の単位電極板からなり、
その内周側に位置する中位電極板と外周側に位置する単
位ff1lfj板とは180°位相の異なる電圧がそれ
ぞれ印加されている。
また前記第2の固定板には、前記第1の送信電極及び第
2の送信電極とにまたがって対向Rnされた結合電極が
設けられている。
2の送信電極とにまたがって対向Rnされた結合電極が
設けられている。
また、前記回転板には、第1及び第2の送信電極の共通
位相交1m圧が印加される所定中位電極板のみを前記出
力電極と対向させ、その他の単位電極板と出力電極とを
シールドするシールド部が形成される。
位相交1m圧が印加される所定中位電極板のみを前記出
力電極と対向させ、その他の単位電極板と出力電極とを
シールドするシールド部が形成される。
[作用]
このように、本発明によれば、前述したように検出精度
を決定する送信電極として第1の送信電極及び第2の送
信電極という2系列の送信電極を有しているため、送信
′74極が1系列しかない従来のエンコーダに比し、そ
の大きさが同一であれば約2倍の精度で回転板の回転変
位量を検出することができ、また従来のエンコーダと同
一精度である場合には各送信電極を構成する単位電極板
の数が約172となり、その結果エンコーダをその回転
半径方向へ大幅に小型化することが可能となる。
を決定する送信電極として第1の送信電極及び第2の送
信電極という2系列の送信電極を有しているため、送信
′74極が1系列しかない従来のエンコーダに比し、そ
の大きさが同一であれば約2倍の精度で回転板の回転変
位量を検出することができ、また従来のエンコーダと同
一精度である場合には各送信電極を構成する単位電極板
の数が約172となり、その結果エンコーダをその回転
半径方向へ大幅に小型化することが可能となる。
更に、本発明によれば、第1の送信電極及び第2の送信
電極にはそれぞれ180°位相の異なる交流電圧が印加
され、このような第1及び第2の送信電極に対し第1の
受信電極及び第2の受信電極はそれぞれ同位相の電圧信
号を静電結合により受信している。従って、本発明のエ
ンコーダは、第1の固定板、第2の固定板及び回転板間
に偏心、振れあるいは傾きなどの訳差要囚が存在しても
、このような誤差要因により引き起こされる測定誤差開
度は、前記第1及び第2の受信電極の出力を結合電極に
て合成する際に互いに相殺され、出力電極からはこのよ
うな誤差要因の有無にに拘りなく、正確な測定信号を得
ることが可能となる。
電極にはそれぞれ180°位相の異なる交流電圧が印加
され、このような第1及び第2の送信電極に対し第1の
受信電極及び第2の受信電極はそれぞれ同位相の電圧信
号を静電結合により受信している。従って、本発明のエ
ンコーダは、第1の固定板、第2の固定板及び回転板間
に偏心、振れあるいは傾きなどの訳差要囚が存在しても
、このような誤差要因により引き起こされる測定誤差開
度は、前記第1及び第2の受信電極の出力を結合電極に
て合成する際に互いに相殺され、出力電極からはこのよ
うな誤差要因の有無にに拘りなく、正確な測定信号を得
ることが可能となる。
[実施例]
次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。な
お前記第6図、第7図に示す従来Vt22と対応する部
材には同一符号を付しその説明は省略する。
お前記第6図、第7図に示す従来Vt22と対応する部
材には同一符号を付しその説明は省略する。
第1図及び第2図には本発明に係る静電容ω型エンコー
ダの好適な実施例が示されており、本発明の特徴的事項
は、回転板10、第1及び第2の固定板30.32の表
面に設けられる電極構造を改良することにより、静電容
ffi型エンコーダを小フ化し、かつその検出精度を向
上させたことにある。
ダの好適な実施例が示されており、本発明の特徴的事項
は、回転板10、第1及び第2の固定板30.32の表
面に設けられる電極構造を改良することにより、静電容
ffi型エンコーダを小フ化し、かつその検出精度を向
上させたことにある。
このため、本発明の第1の固定板30の表面には、第1
の送信電極14A及び第2の送信電極14Bがそれぞれ
同心円上に輪状配置されている。
の送信電極14A及び第2の送信電極14Bがそれぞれ
同心円上に輪状配置されている。
嶋記第1の送信電極14Aは、複数の単位量IC板14
aが第1の固定板12の表面外側にその円周り向に沿っ
て等間隔に輪状配列して形成されている。また、前記第
2の送信電極14Bは、前記第1の送信電極14Aと同
数の単位電極板14bを第1の固定板12の表面内周側
に4Qゴして等15]隔に輪状配列して形成されている
。
aが第1の固定板12の表面外側にその円周り向に沿っ
て等間隔に輪状配列して形成されている。また、前記第
2の送信電極14Bは、前記第1の送信電極14Aと同
数の単位電極板14bを第1の固定板12の表面内周側
に4Qゴして等15]隔に輪状配列して形成されている
。
実施例においてこれら第1の送信電極14A及び第2の
送信?i極14Bは共に16枚の中(Q電極板14a及
び14bからなり、外周側に位置する中位電極板14a
と内周側に位にする単位電極板14bは共にその中心軸
が第1の固定板30の中心0に対しそれぞれ同一直線上
に位置するよう取り付は固定されている。
送信?i極14Bは共に16枚の中(Q電極板14a及
び14bからなり、外周側に位置する中位電極板14a
と内周側に位にする単位電極板14bは共にその中心軸
が第1の固定板30の中心0に対しそれぞれ同一直線上
に位置するよう取り付は固定されている。
そして第1の送信電極14の各中位電極板14aには、
電圧印加回路16により所定の位相、実施例においては
45°ずつ位相をずらせた正弦波あるいは矩形波の交流
電圧が印加され、0〜315゜までの8相電極板を1単
位とする2組のiff極ユニットが形成されている。
電圧印加回路16により所定の位相、実施例においては
45°ずつ位相をずらせた正弦波あるいは矩形波の交流
電圧が印加され、0〜315゜までの8相電極板を1単
位とする2組のiff極ユニットが形成されている。
また第2の送信電極14Bの各t11位電極板14bに
は、電圧印加回路16により各単位電極板14aに対し
180°位相をずらせた正弦波あるいは矩形波からなる
交流電圧が印加され、同様にしてO〜315°までの8
相ffi極板14bを111位とす62組の電極ユニッ
トが形成されている。
は、電圧印加回路16により各単位電極板14aに対し
180°位相をずらせた正弦波あるいは矩形波からなる
交流電圧が印加され、同様にしてO〜315°までの8
相ffi極板14bを111位とす62組の電極ユニッ
トが形成されている。
すなわら、第2図に示づように、第1の送信電極14A
には、中心線A上に(Q 1ffi する単位電極板1
4aを始点として0,45°、90°・・・と順次位相
をずらせた交流電圧が印加され、第2の送信電極14B
には前記中心線へに対し電気角で180°だけ位相をず
らけた中心線B上に位i!2する中位電極板14bを始
点として0,45°、90°・・・と順次位相をずらゼ
た交流電圧が印加されることになる。
には、中心線A上に(Q 1ffi する単位電極板1
4aを始点として0,45°、90°・・・と順次位相
をずらせた交流電圧が印加され、第2の送信電極14B
には前記中心線へに対し電気角で180°だけ位相をず
らけた中心線B上に位i!2する中位電極板14bを始
点として0,45°、90°・・・と順次位相をずらゼ
た交流電圧が印加されることになる。
また第2の固定板32の表面には、第1の固定板30上
に形成された第1及び第2の送信電極14A及び14B
に跨がって対向配置する円盤形状をした出力電極22が
設けられている。
に形成された第1及び第2の送信電極14A及び14B
に跨がって対向配置する円盤形状をした出力電極22が
設けられている。
そして、本発明のエンコーダは、回転板10の表面に非
シールド部36とシールド部38とを設け、第1及び第
2の送信′R114A及び14Bと出力電1i22との
静電結合をf+制御し、出力電極22から回転板20の
回転変位のに応じた信号■。
シールド部36とシールド部38とを設け、第1及び第
2の送信′R114A及び14Bと出力電1i22との
静電結合をf+制御し、出力電極22から回転板20の
回転変位のに応じた信号■。
を出力している。
本実施例において、前記回転板10は周知の非シールド
材料からなる基板を用いて形成されており、前記シール
ド部38はこの基板上に例えば銅箔又はステンレス等の
周知のシールド材料を被覆しこれをアース側に接続する
ことにより形成される。
材料からなる基板を用いて形成されており、前記シール
ド部38はこの基板上に例えば銅箔又はステンレス等の
周知のシールド材料を被覆しこれをアース側に接続する
ことにより形成される。
この場合には、回転板10の表面に前記シールド材料を
′#1覆しない領域が非シールド部36となるが、本発
明はこれに限らず、回転板1oの表面全域にシールド材
料を被覆し、非シールド部36に対応する個所を打ち扱
きにより形成することも可能である。
′#1覆しない領域が非シールド部36となるが、本発
明はこれに限らず、回転板1oの表面全域にシールド材
料を被覆し、非シールド部36に対応する個所を打ち扱
きにより形成することも可能である。
実施例において、前記非シールド部36は、第1の送信
電極14Aの各ffi極ユニット数と同数の2組の第1
の非シールド部36A、36Aと、前記第2の送信電極
14Bの電極ユニット数と同数の2組の第2の非シール
ド部368.36[3とからなる。
電極14Aの各ffi極ユニット数と同数の2組の第1
の非シールド部36A、36Aと、前記第2の送信電極
14Bの電極ユニット数と同数の2組の第2の非シール
ド部368.36[3とからなる。
そして、前述した2組の第1の非シールド部36A、3
6Bは回転板10の表面外周側に、その回転中心を挟ん
で点対称に配置され、第1の送信電極14Aに含まれる
連続した4個の単位電極板14aとそれぞれ対向してい
る。
6Bは回転板10の表面外周側に、その回転中心を挟ん
で点対称に配置され、第1の送信電極14Aに含まれる
連続した4個の単位電極板14aとそれぞれ対向してい
る。
また、前述した2組の第2の非シールド部368.36
Bは、回転板10の表面内周側にその回転中心を挟んで
点対称に配置され、第2の送信電極14Bに含まれる連
続した4個の単位rfi極板14bとそれぞれ対向して
いる。
Bは、回転板10の表面内周側にその回転中心を挟んで
点対称に配置され、第2の送信電極14Bに含まれる連
続した4個の単位rfi極板14bとそれぞれ対向して
いる。
ここにおいて第1及び第2の非シールド部36A及び3
6Bは各送信電極14A及び14Bに含まれる同位相の
単位?1tfJU板と対向するよう、その中心軸が回転
板10の回転中心に対し機械的に90°位相の異なる位
置(電気角で表すと180°位相の異なる位置)にそれ
ぞれ設けられている。
6Bは各送信電極14A及び14Bに含まれる同位相の
単位?1tfJU板と対向するよう、その中心軸が回転
板10の回転中心に対し機械的に90°位相の異なる位
置(電気角で表すと180°位相の異なる位置)にそれ
ぞれ設けられている。
また、実施例において前記シールド部38は、2組の第
1のシールド部38A、38Aと2組の第2のシールド
部38B、38Bと、からなる。
1のシールド部38A、38Aと2組の第2のシールド
部38B、38Bと、からなる。
前述した2組のシールド部38A、38Aは回転板1o
の表面外周側に前記第1の非シールド部36△、36△
に挟まれて位置し、それぞれ第1の送信電極14Aに含
まれる連続した4個の単位電極板14aと対向し該対向
中位電極板14aと出力電極22との静電結合をシール
ドしている。
の表面外周側に前記第1の非シールド部36△、36△
に挟まれて位置し、それぞれ第1の送信電極14Aに含
まれる連続した4個の単位電極板14aと対向し該対向
中位電極板14aと出力電極22との静電結合をシール
ドしている。
また前述した第2のシールド部38Bは、回転板10の
表面内周側に前記第2の非シールド部36B、368に
挟まれて点対称に位置しでおり、それぞれ第2の送(g
iff極14Bに含まれる連続した4個の単位電極板
14bと対向し、この対向中位電極板14bと出力電極
22との静電結合をシールドしている。
表面内周側に前記第2の非シールド部36B、368に
挟まれて点対称に位置しでおり、それぞれ第2の送(g
iff極14Bに含まれる連続した4個の単位電極板
14bと対向し、この対向中位電極板14bと出力電極
22との静電結合をシールドしている。
このようにすることにより、第1の非シールド部36A
及び第2の非シールド部36Bと対向する第1及び第2
の出力電極14A及び14Bの領域のみが出力電極22
と静電結合することとなり、これ以外の部分すなわち第
1及び第2のシールド部38A及び38Bと対向する第
1及び第2の送信電極14A及び14BのgA域は該シ
ールド部により良好にシールドされ出力電極22との静
電結合が阻止される。
及び第2の非シールド部36Bと対向する第1及び第2
の出力電極14A及び14Bの領域のみが出力電極22
と静電結合することとなり、これ以外の部分すなわち第
1及び第2のシールド部38A及び38Bと対向する第
1及び第2の送信電極14A及び14BのgA域は該シ
ールド部により良好にシールドされ出力電極22との静
電結合が阻止される。
従って、本発明によれば、例えば出力電極22が、第1
の送信電極14AのO〜135°の範囲の交流電圧が印
加されている4枚の単位電極板14aと静′rri結合
している一合には、該出力型44i22は同様に第2の
送信電極14Bの0〜135°の範囲の4枚の中位電極
板14bと静電結合し、出力電極22からは、この2系
列の静電結合を介して入力される同位相の信号V。が出
力されることになる。
の送信電極14AのO〜135°の範囲の交流電圧が印
加されている4枚の単位電極板14aと静′rri結合
している一合には、該出力型44i22は同様に第2の
送信電極14Bの0〜135°の範囲の4枚の中位電極
板14bと静電結合し、出力電極22からは、この2系
列の静電結合を介して入力される同位相の信号V。が出
力されることになる。
このようにして、出力電極22がら、回転板10の回転
変位ωに対応する位相の信号v0が出力されると、この
検出信号v。は検出回路39内において基準電圧がvl
と比較され、その位相差φに基づき回転板10の回転変
位間が検出される。
変位ωに対応する位相の信号v0が出力されると、この
検出信号v。は検出回路39内において基準電圧がvl
と比較され、その位相差φに基づき回転板10の回転変
位間が検出される。
以上説明したように、本発明は、第1の固定板30上に
第1及び第2の送信電極14A及び14Bを設け、回転
板10上に形成された第1及び第2の非シールド部36
A及び36Bを介してこの2組の送信Ti1i14A及
び14Bを出力型If!22と静電結合させる。そして
、この2系列の静電結合部を介して出力電極22に回転
板1oの回転変位間に対応した14号V。を出力させ、
この出力信号V。に基づき回転板10の回転変位間の検
出を行っている。
第1及び第2の送信電極14A及び14Bを設け、回転
板10上に形成された第1及び第2の非シールド部36
A及び36Bを介してこの2組の送信Ti1i14A及
び14Bを出力型If!22と静電結合させる。そして
、この2系列の静電結合部を介して出力電極22に回転
板1oの回転変位間に対応した14号V。を出力させ、
この出力信号V。に基づき回転板10の回転変位間の検
出を行っている。
このように、本発明によれば、2系列の静電結合により
回転板10の回転変位間に対応した信号Voを発生させ
、これら両系列から得られる信号voを出力型i22[
1mにて合成し回転板1oの回転変位量を検出している
ため、送信Ti m 14と出力電極22との静電結合
部を1系列しか設けないエンコーダに比し約2(aの検
出分解能をもって回転板10の回転変位量を検出するこ
とができる。
回転板10の回転変位間に対応した信号Voを発生させ
、これら両系列から得られる信号voを出力型i22[
1mにて合成し回転板1oの回転変位量を検出している
ため、送信Ti m 14と出力電極22との静電結合
部を1系列しか設けないエンコーダに比し約2(aの検
出分解能をもって回転板10の回転変位量を検出するこ
とができる。
従って、例えば第6図及び第7図に示すように、32枚
の単位電極板を輪状配列してなる1個の送信電極14の
みを有するエンコーダと同一の検出分解能を得ようとす
る場合には、本実施例のごとく第1の送信電極14A及
び第2の送信電極14Bをそれぞれ16枚の単位電極板
14a及び14bを用いて形成すればよい。このとき1
6枚の単位電極板を輪状配列してなる第1及び第2の送
信電気14A及び14Bは、32枚の単位電極板を輪状
配列してなる送信電極14に比しその半径を大幅に小さ
くすることができ、従って本発明のエンコーダは、従来
のエンコーダに比し同一の分解能を(9る一合には、そ
の回転半径方向への大きざを十分に小さくしエンコーダ
自体の小型化を図ることが可能となる。
の単位電極板を輪状配列してなる1個の送信電極14の
みを有するエンコーダと同一の検出分解能を得ようとす
る場合には、本実施例のごとく第1の送信電極14A及
び第2の送信電極14Bをそれぞれ16枚の単位電極板
14a及び14bを用いて形成すればよい。このとき1
6枚の単位電極板を輪状配列してなる第1及び第2の送
信電気14A及び14Bは、32枚の単位電極板を輪状
配列してなる送信電極14に比しその半径を大幅に小さ
くすることができ、従って本発明のエンコーダは、従来
のエンコーダに比し同一の分解能を(9る一合には、そ
の回転半径方向への大きざを十分に小さくしエンコーダ
自体の小型化を図ることが可能となる。
更に、本発明によれば、第1の送信Ti極30及び第2
の送信電極32とを、2系列の静電結合部を介して静電
結合しているため、各固定板30゜32及び回転板10
に偏心、振れ又は傾きなどが存在しても、これらの影響
を受けることなく回転板10の回転変位間を正IITf
に検出することが可能となる。
の送信電極32とを、2系列の静電結合部を介して静電
結合しているため、各固定板30゜32及び回転板10
に偏心、振れ又は傾きなどが存在しても、これらの影響
を受けることなく回転板10の回転変位間を正IITf
に検出することが可能となる。
また、本発明のエンコーダによれば、従来のように受信
′Ii極、結合電極を用いることなく送信電極14と出
力電極22とを直接静電結合しているため、出力電極2
2からはS/N比の高い良好な信号V。を得ることが可
能となる。
′Ii極、結合電極を用いることなく送信電極14と出
力電極22とを直接静電結合しているため、出力電極2
2からはS/N比の高い良好な信号V。を得ることが可
能となる。
また、本発明によれば、回転板10上に例えばシールド
材料などを被覆しシールド部38を設けるだけで足り、
従来のように受信電極、結合電極を設()る必茸がない
ため、回転板10の性成を挿めて簡単かつ安価に行うこ
とが可能となる。
材料などを被覆しシールド部38を設けるだけで足り、
従来のように受信電極、結合電極を設()る必茸がない
ため、回転板10の性成を挿めて簡単かつ安価に行うこ
とが可能となる。
具体的な応用例
第3図には、本発明に係る静電8邑型エンコーダを、ワ
ークの内(¥を測定する測定装置に用いた場合が示され
ている。
ークの内(¥を測定する測定装置に用いた場合が示され
ている。
実施例の測定%&訝は、円筒形状に形成されたフレーム
本体40の先端に設けられ矢印Yで示す半径方向に進退
する内径測定子42と、フレーム本体46内に収納され
矢印2で示す軸方向に進退しその先端部44にて測定子
42の内側と当接するスピンドル46と、を含む。
本体40の先端に設けられ矢印Yで示す半径方向に進退
する内径測定子42と、フレーム本体46内に収納され
矢印2で示す軸方向に進退しその先端部44にて測定子
42の内側と当接するスピンドル46と、を含む。
実施例において、前記測定子42は、フレーム本体40
の先端部に120°の角度間隔をもって3個設けられて
おり、各測定子42は板バネ48によりその内側に付勢
されスピンドル46の先端部44と当接している。
の先端部に120°の角度間隔をもって3個設けられて
おり、各測定子42は板バネ48によりその内側に付勢
されスピンドル46の先端部44と当接している。
ここにおいて、スピンドル46の先端部44は円錐形状
に形成されており、各測定子42の内面は先Da W
44の円錐形状に泊って当接するよう切り欠き形成され
ている。
に形成されており、各測定子42の内面は先Da W
44の円錐形状に泊って当接するよう切り欠き形成され
ている。
そして、実施例の測定に首は、スピンドル46に一体的
に設各)られたシンプル5oを回転操作し、スピンドル
46を矢印Zで示す軸方向に向は進退させることにより
、その先端部44により測定子42を半径方向に向けて
進退させている。
に設各)られたシンプル5oを回転操作し、スピンドル
46を矢印Zで示す軸方向に向は進退させることにより
、その先端部44により測定子42を半径方向に向けて
進退させている。
従って、フレーム本体4oの先端部に設けられた3個の
測定子42がワークの内面と3点接触する状態を検出す
ることにより、ワークの内径をスピンドル46の2方向
への変位分として検出することができる。
測定子42がワークの内面と3点接触する状態を検出す
ることにより、ワークの内径をスピンドル46の2方向
への変位分として検出することができる。
実施例のgLIlFは、このようなスピンドル46の変
位分を本発明に係るエンコーダを用いて検出し、検出変
位出に応じた電気信号パルスを計数回路に入力している
。計数回路は、エンコーダの出力する電気信号パルス信
号を計数し、その計数値をフレーム本体40の側面に設
けられたデジタル表示器上にデジタル表示している。
位分を本発明に係るエンコーダを用いて検出し、検出変
位出に応じた電気信号パルスを計数回路に入力している
。計数回路は、エンコーダの出力する電気信号パルス信
号を計数し、その計数値をフレーム本体40の側面に設
けられたデジタル表示器上にデジタル表示している。
本実施例の装置に用いられる、エンコーダは、フレーム
本体40に固定された第1及び第2の固定板30.32
と、これら第1及び第2の固定板30.32の間に設け
られスピンドル46の移妨聞に応じ回動する回転板1o
と、を含む。
本体40に固定された第1及び第2の固定板30.32
と、これら第1及び第2の固定板30.32の間に設け
られスピンドル46の移妨聞に応じ回動する回転板1o
と、を含む。
前記第1及び第2の固定板30.32は、はぼドーナツ
型に形成され、その中央に設けられた挿通穴30a、3
2aにスピンドル46が進退自在に挿通された状態でフ
レーム本体40の基台52に固定されている。
型に形成され、その中央に設けられた挿通穴30a、3
2aにスピンドル46が進退自在に挿通された状態でフ
レーム本体40の基台52に固定されている。
また、回転板10もほぼドーナツ型に形成され、スピン
ドル46の周囲に回動可能に設けられた回転円筒54上
に前記第1及び第2の固定板30゜32と対向するよう
配置されている。
ドル46の周囲に回動可能に設けられた回転円筒54上
に前記第1及び第2の固定板30゜32と対向するよう
配置されている。
ここにおいて、回転円854には、その内周に係合ビン
56が設けられ、このビン56がスピンドル46の外周
にその進退方向に)0っで設けられたキー溝58に係合
されている。
56が設けられ、このビン56がスピンドル46の外周
にその進退方向に)0っで設けられたキー溝58に係合
されている。
また、回転円筒54のスピンドル軸方向変位を阻止する
ためのスラストアンギュラコンタクトベアリング60が
設【ノられている。
ためのスラストアンギュラコンタクトベアリング60が
設【ノられている。
従って、シンプル50を回転操作し、スピンドル46を
回転させながら図中Zで示す軸方向に進退させると、ビ
ン56とキー溝58との係合により回転円筒54がスピ
ンドル軸方向に変位することなく回転され、該スピンド
ル46の変位分に応じて回転板10が第1及び第2の固
定板30.32との間に一定のクリアランスを保ったま
ま回転されることになる。
回転させながら図中Zで示す軸方向に進退させると、ビ
ン56とキー溝58との係合により回転円筒54がスピ
ンドル軸方向に変位することなく回転され、該スピンド
ル46の変位分に応じて回転板10が第1及び第2の固
定板30.32との間に一定のクリアランスを保ったま
ま回転されることになる。
従って、実施例の測定装置によれば、矢印Yで示す測定
子42の半径方向への変位mを、本発明のエンコーダを
用いて回転板10の回転変位mとして正確に検出し、こ
の結果、ワークの各種内径の測定を正確に行うことが可
能となる。
子42の半径方向への変位mを、本発明のエンコーダを
用いて回転板10の回転変位mとして正確に検出し、こ
の結果、ワークの各種内径の測定を正確に行うことが可
能となる。
また、前記実施例においては、本発明のエンコーダを、
ワークの内径測定用の測定装置に適用した場合を例にと
り説明したが、本発明はこれに限らず、マイクロメータ
、ダイヤルゲージ、マイクロゲージ及びその他の測定装
置に適用可能であることは言うまでもない。
ワークの内径測定用の測定装置に適用した場合を例にと
り説明したが、本発明はこれに限らず、マイクロメータ
、ダイヤルゲージ、マイクロゲージ及びその他の測定装
置に適用可能であることは言うまでもない。
[発明の効果]
以上IIJしたように、本発明によれば、装置全体を小
型化しかつ高い検出粘麿で回転板の回転変位aを検出す
ることが可能な静電容儀型エンコーダを得ることができ
る。
型化しかつ高い検出粘麿で回転板の回転変位aを検出す
ることが可能な静電容儀型エンコーダを得ることができ
る。
第1図は本発明に係る静電容色型エンコーダの好適な実
施例を示す説明図、 第2図は第1図に示すエンコーダの電極M4逃を示す説
明図、 第3図は本発明のエンコーダを用いた測定装rの構造説
明図、 第4図及び第5図は静TiIFfBmエンコーダの第1
の前提技術を示す説明図、 第6図及び第7図は静電容量型エンコーダの第2の前提
技術を示す説明図である。 10 ・・・ 回転板 14A ・・・ 第1の送信′!s極14B ・・
・ 第2の送信電極 14a ・・・ 単位電極板 14b ・・・ 単位電極板 22 ・・・ 出力電極 3o ・・・ 第1の固定板 32 ・・・ 第2の固定板 36△、36B ・・・ 非シールド部38A、38B
・・・ シールド部 。
施例を示す説明図、 第2図は第1図に示すエンコーダの電極M4逃を示す説
明図、 第3図は本発明のエンコーダを用いた測定装rの構造説
明図、 第4図及び第5図は静TiIFfBmエンコーダの第1
の前提技術を示す説明図、 第6図及び第7図は静電容量型エンコーダの第2の前提
技術を示す説明図である。 10 ・・・ 回転板 14A ・・・ 第1の送信′!s極14B ・・
・ 第2の送信電極 14a ・・・ 単位電極板 14b ・・・ 単位電極板 22 ・・・ 出力電極 3o ・・・ 第1の固定板 32 ・・・ 第2の固定板 36△、36B ・・・ 非シールド部38A、38B
・・・ シールド部 。
Claims (1)
- (1)本体に回転可能に設けられた回転板と、この回転
板を介して互いに対向配置するよう本体に固定された第
1の固定板及び第2の固定板と、を含み、 前記第1の固定板には、位相の異なる交流電圧が印加さ
れる複数の単位電極板を円周方向に沿つて等間隔に輪状
配列してなる第1の送信電極と、この第1の送信電極の
内側にその単位電極板と180°位相の異なる交流電圧
が印加される複数の単位電極板を円周方向に沿って等間
隔に輪状配列してなる第2の送信電極と、が設けられ、 前記第2の固定板には、前記第1の送信電極及び第2の
送信電極とに跨がって対向配置された出力電極が設けら
れ、 前記回転板には、第1及び第2の送信電極の共通位相交
流電圧が印加される所定の単位電極板のみを出力電極と
静電結合させそれ以外の単位電極板をシールドするシー
ルド部が設けられ、 回転板の回転により変化する出力電極の出力信号に基づ
き回転板の回転変位量を検出することを特徴とする静電
容量型エンコーダ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11182785A JPS61269017A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 静電容量型エンコ−ダ |
GB8612439A GB2176013B (en) | 1985-05-23 | 1986-05-22 | Variable capacitance type encoder |
DE19863617335 DE3617335A1 (de) | 1985-05-23 | 1986-05-23 | Encoder vom drehkondensator-typ |
US07/183,975 US4843387A (en) | 1985-05-23 | 1988-04-20 | Variable capacitance type encoder |
US07/185,348 US4879552A (en) | 1985-05-23 | 1988-04-20 | Variable capacitance type encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11182785A JPS61269017A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 静電容量型エンコ−ダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61269017A true JPS61269017A (ja) | 1986-11-28 |
JPH0412811B2 JPH0412811B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=14571155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11182785A Granted JPS61269017A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 静電容量型エンコ−ダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61269017A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003207307A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Mitsutoyo Corp | 絶対位置測定装置 |
JP2012068255A (ja) * | 1999-04-19 | 2012-04-05 | Netzer Precision Motion Sensors Ltd | 容量性変位エンコーダ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019193516A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 | 駆動装置および駆動制御方法 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP11182785A patent/JPS61269017A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012068255A (ja) * | 1999-04-19 | 2012-04-05 | Netzer Precision Motion Sensors Ltd | 容量性変位エンコーダ |
JP2003207307A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Mitsutoyo Corp | 絶対位置測定装置 |
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Publication number | Publication date |
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JPH0412811B2 (ja) | 1992-03-05 |
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