JPS6176928A - 位相差検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、機械要素の異なる２点冊の運動位相差を検出
する位相差検出装置に関し、特に、機械要素が静止中の
、応力等による機械要素の変形をも検出する位相差検出
装置に関する６本発明の位相差検出装置の、代表的な例
は、トルクセンサとして用いられる。

（従来の技術） たとえば１回転軸のねじれを検出する従来のトルクセン
サは、第１１図に示すように、回転軸１の２点に磁性体
ギア１８１および１８２を結合し、ギアのそれぞれに電
気コイル１９１および１９２を対向させて、回転軸１の
回転（ギアの回転）により電気コイルのインダクタンス
が変動（パルス変動）することを利用して、２組のパル
スを生成し、これらのパルスの位相差よりギア１８１゜
１８２間のねじれ（つまりトルク対応のねじれ）を検出
する。したがって、この例では回転軸１゛（つまりはギ
ア１８１，１８２）が回転することが条件となっており
、ｍｔが停止中のトルク（静止トルク又は静止中のねじ
れ）を検出することは出来ない。

そこで従来は、第１２図に示すような、静止トルクをも
検出するトルクセンサが開発されている。

これにおいては、ギア１８１およびギア１８２が回転軸
ｌに固着されているのは第１１図に示す従来例と同様で
あるが、回転筒２０が軸１に枢着されており、この回転
筒２０に、もう１組の磁性体ギア２１１，２１２が固着
され、各ギア２１１および２１□がそれぞれギア１８１
および１８２に対向している。また１回転筒２０に２個
のリング状の永久磁石２４１および２４２が固着されて
おり、これらの磁石２４１および２４□とギア１８１お
よび１８２の間に検出用コイル２２１および２２２が固
定配置されている。回転筒２０は電動機２３で定速度で
回転駆動される。これにより、回転軸１の回転中および
静止中のいずれでも、検出用コイル２２１および２２□
がパルス電圧を発生する。

これらのパルス電圧の位相差で回転軸１に加わっている
トルクが検出される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の通り、第１１図に示す如きの、構造が簡単な位相
差検出装置では、回転軸１の静止トルクを検出し得ない
という問題がある。第１２図に示す如きの位相差検出装
置では１機械構造が大変複雑になると共に、電動機を付
加し、かつそれを定速度で回転させなければならないの
で、たとえば車両のステアリングシャフト、ドライブシ
ャフトなど、あるいはその他の、所定位置で動作中の回
転軸のトルクを検出するには、装備コストが増大する。

のみならず、初期位相差が、ギア１８１゜１８２＋　２
１＋＋　２１２および電気コイル２２゜および２２゜そ
れぞれの加工精度、取付精度に依存して、これら８要素
の組合せで定まるので、ばらつきが大きく、しかも組立
後の調整は実質上困難である。したがって、１つの装置
毎に、初期位相差を確認してばらつき分の較正を電気回
路で行なわなければならない。このような較正には複雑
な電気回路を必要とし、また調整に手数がかかりしかも
調整精度も低くなる。

本発明は、電動機などの付加要素を要せず、この他にも
機械構造が簡単で、しかも検出対象機械要素の静止中の
ねじれなどに対応する位相差をも検出し得る、位相差検
出装置を提供することを第１の目的とし、初期位相差の
調整設定が簡単かつ高精度に行なえる位相差検出装置を
提供することを第２の目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、第１定周
期脈動信号をもたらす２組以上の第１原電気信号、を発
生する第１電気信号発生手段；第１原電気信号のそれぞ
れを受け、第１原電気信号に応した第１空間伝達信号そ
れぞれを発生する複数個の信号発信端を有する第１空間
伝達信号発信手段；第１空間伝達信号を受けてそれに対
応した第１１！気信号を発生する第１受信手段；第１空
間伝達信号発信手段から第１受信手段への第１空間伝達
信号の伝達率を高低に変える信号伝達パターンを有する
第１伝達制御手段；および、第１受信手段の第１電気信
号に対応した第１脈動電気信号を発生する第１信号合成
手段；を備えて、第１空間伝達信号発信手段と第１伝達
制御手段の一方を固定とし、他方を可動として機械要素
のある位置に結合して、検出対象機械要素の運動中なら
びに静止中に第１の脈動電気信号を得るものとして、同
様に、第１定周期脈動信号と等しい周期の第２定周期脈
動信号をもたらす２組以上の第２原電気信号、を発生す
る第２電気信号発生手段；第２原電気信号のそれぞれを
受け、第２原電気信号に応じた第２空間伝達信号のそれ
ぞれを発生する複数個の信号発信端を有する第２空間伝
達信号発信手段；第２空間伝達信号を受けてそれに対応
した第２電気信号を発生する第２受信手段；第２空間伝
達信号発信手段から第２受信手段への第２空間伝達信号
の伝達率を高低に変える信号伝達パターンを有する第２
伝達制御手段；および、第２受信手段の第２電気信号に
対応した第２脈動電気信号を発生する第２信号合成手段
；を備えて、第２空間伝達信号発信手段と第２伝達制御
手段の一方を固定とし、他方を可動として機械要素の他
の位置に結合して、検出対象機械要素の運動中ならびに
静止中に第２の脈動電気信号を得るものとして。

かつ、この第２の脈動電気信号の、第１の脈動電気信号
に対する位相差を設定する位相設定手段を第２電気信号
発生手段に組合せ、 第１脈動電気信号と第２脈動電気信号の組合せ処理によ
り、両信号の位相差に対応する電気信号を得る構成とす
る。

（作用） これによれば、検出対象の機械要素が静止中にも第１お
よび第２の脈動電気信号が得られ、機械要素のねじり等
に対応した位相差信号が得られる。

したがって静止トルクの検出が可能である。機械要素の
回転中には、その回転速度に対応する位相角変化が第１
および第２の脈動電気信号に現われ。

この場合も位相差信号より１機械要素のねじれ。

回転トルク等を検出し得る。

第１の脈動電気信号を発生するユニットと第２の脈動電
気信号を発生するユニットを、歯車、ベルト等の伝達手
段を介して結合された２つの機械要素のそれぞれに結合
することにより、この態様では、２つの機械要素間の動
作ずれを検出し得る。

また、動作ずれをもたらした力を検出し得る。

空間伝達信号の代表的なものは、電界および電磁波（光
を含む）である。このような空間伝達信号の発信手段お
よび受信手段は、たとえば電界の場合には相対向する又
は並設の薄電極、光の場合は発光素子および受光素子の
組合せ、など、格別に大きな空間を取らず、設置が簡単
かつ容易である。発信手段および受信手段の間の伝達率
をかえる伝達制御手段は、たとえば、電界の場合でシー
ルド電極および又は中継電極、光の場合でスリット板な
ど、格別に大きな空間をとらず、設置が簡単かつ容易で
ある。発信手段および受信手段と、伝達制御手段の一方
、好ましくは伝達制御手段、を可動とし回転軸などの機
械要素に固着するが。

このような取付けは簡単であり、しかも大きな取付はス
ペースを要しない。

いずれにしても、新たに駆動パワーを要する駆動源を必
要とせず、原電気信号から脈動電気信号を得るまでの構
成要素が実質上電気要素であり、したがって、検出対象
機械要素に格別に大きな負担を課すことがない。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例の機械要素部の構成を示す。

１が検出対象の機械要素、この例では回転軸である６回
転軸１には空間伝達信号を発信および受信する第１ユニ
ツト（２１＋３１）と第２ユニツト（２２＋３２　）が
結合されている。

第１ユニツトの伝達制御用のプリント基板２１は支持体
４１に固着されており、この支持体４１が回転＠１に固
着されている０発、受信用のプリント基板３１は支持体
５１に固着されている。支持体５１はベアリングを介し
て回転軸ｌで支持されている。プリント基板２１が可動
、プリント基板３１が静止（固定）である。

第２ユニツトの構造も第１ユニツトの構造と全く同じで
あり、プリント基板２２は２１と、３２は３１と全く同
じ構成である。

第２図にプリント基板３１の表面を示し、第３図にプリ
ント基板２１の表面を示す。

なお、第２図と第３図の中間を折って２１と３１の表面
を対向させた形が第１図に示す状態である。

プリント基板３１の表面には、同じ形状の８個の分割電
極５Ｇ１ａ、５Ｇ３ａ、ＳＧ２　ａ、ＳＧ４　ａ。

ＳＧｔ　ｂ、ＳＧｓ　ｂ、ＳＧ２　ｂｅ　ＳＧ、ａ　ｂ
が、同一円弧上に、所定ピッチで、互にわずかに離して
、この順に、配列されている。

これらの分割電極の配列線の端部と内側とを囲んで、シ
ールド用アース電極５Ｇｅａが配設され、上記分割電極
とは離れている。アース電極５Ｇｅａの内側に、それよ
り離して、ピックアップ電極５Ｇｏｕが配置されている
。このピックアップ電極５Ｇｏｕの広がりθは、４個の
分割電極５Ｇ２ａ。

Ｓ　Ｇ４　ａｔ　Ｓ　Ｇ　１ｂｙ　Ｓ　Ｇ３　ｂの広が
りと同じである。

上述の８個の分割電極、１個のシールドアース電極およ
び１個のピックアップ電極は、それぞれスルーホールメ
ッキにより裏面配線と接続されており、裏面配線に、コ
ネクタ基台７１およびプリント基板３１を貫通したリー
ドピンＨ１〜Ｈ４ｙＨｅａおよびＨｏｕの端部が接続さ
れている。真面配線によるピンと′Ｋｔ極の接続は次の
第１表の通りである。

第１表 上述のピンはコネクタ基台７１に固着されている。

コネクタ基台７１はプリント基板３１の表面に接合され
ている。

プリント基板３１に対向するプリント基板２１には、そ
の表面に、８個の分割電極Ｓ　Ｇ　ｌａ等。

の２個の配列幅分の幅を有する中継用の分割電極ＧＡｓ
が、やはりその幅分の間を置いて、しかも分割型１ｉｓ
Ｇｔａ等とピックアップ電極５Ｇｏｕの両者に渡る長さ
で、全周に配列されており、隣り合う分割電極ＧＡｓの
間に、分割電極Ｓ　Ｇ　（ａ等の２個の配列幅分の幅を
有する放射状延長部を配列した中継用の′：Ｉｌ極ＧＡ
ｃが配列されている。これらの放射状延長部は、すへて
つながっている。なお、ＧＡｓおよびＧＡｃ共に電気的
には孤立しており、他部とは電気的に接続されていない
。

第１図に示すように、プリント電極３１の表面にプリン
ト電極２！が対向した状態では、分割電極Ｇ　Ａ　ｓお
よび放射状延長部ＧＡｃのそれぞれは。

分割電極Ｓ　Ｇ　１ａ等の配列範囲にあるとき１分割電
極Ｓ　Ｇ　１　ａ等の隣り合う２個（ピッタリ合さった
とき）又は３個（１個には全体が対向するが他の２個に
は一部が対向）に対向する。

第４図に、第１ユニツト（２１＋３１）および第２ユニ
ツト（２□＋３□）のそれぞれに第１の原電完信号５ｔ
−Ｓ４および第２の原電完信号８１〜Ｓ４を与え、それ
ぞれより受信信号Ｓｘ１　。

Ｓｘ２を受けて１位相差（ｉ号を発生する電気回路の構
成を示すに の電気回路において、パルス発振器９が定周期２値レヘ
ルのパルスを発生して分周器１０のカウンタＬＯａに印
加する。カウンタ１０ａのカウントデータ出力端のそれ
ぞれに選択スイッチｔａｂが接続されており、１つのス
イッチが閉とされる。

閉とされたスイッチが接続された出力端のビットデータ
が分周パルス（以下においてはクロックパルスと称する
）として原電気信号発生手段の一部であるカウンタ１１
１およびプリセットカウンタ１１２に印加される。

この例では、第１原電気信号発生手段はアップカウンタ
１１１と信号発生器１２１で構成され、第２原電気信号
発生手段はプリセットアップカウンタ１１２と信号発生
器１２□で構成されている。

カウンタｌ１１は２５６までカウントアツプすると次は
Ｏに戻りそれからまたカウントアツプする連環カウンタ
であり、カウンタ１１２は、位相設定用スイッチ１３で
設定されたプリセット値よリカラントを開始し、その後
は、２５６までカウントアツプすると次は０に戻りそれ
からまたカウントアツプするプリセット連環カウンタで
ある。

カウンタ１１１のカウントデータはアドレスデータとし
て第１の信号発生器１２１のＲＯＭに印加され、カウン
タ１１□のカウントデータはアドレスデータとして第２
の信号発生器１２２のＲＯＭに印加される。

第１の信号発生器１２ＨのＲＯＭおよび第２の信号発生
器１２２のＲＯＭには、第５図に示す原電完信号Ｓ１〜
Ｓ４およびＳ９．Ｓ１０を発生するデータ（Ｓｌ−Ｓ４
．Ｓ９．ＳＩＯのそれぞれにｌビットの割り当て）が格
納されている。

信号Ｓ１は１周期ｔｃのパルスを基本とし、このパルス
の分布を第５図に示すように定めたものである。後述す
る、第１定周期交流信号（Ｓｙ＋　）の半すイクルＴ／
２区間分の前半Ａに対して後半Ｂは逆位相となっている
。

信号Ｓ２はＳｌと逆位相のものであり、信号Ｓ１の後半
Ｂを前半に、前半Ａを後半に入れ替えた信号系列となっ
ている。

信号Ｓ３は信号Ｓ１よりπ／２　（Ｔ／４）遅れたもの
である。

信号Ｓ４はＳ３と逆位相のものである。

信号Ｓ９およびＳ１０は、それぞれ周期ｔｃのパルスが
連続した基準パルスであるが、信号Ｓ９とＳｔＯとは逆
位相である。

信号８１〜Ｓ４を同時に重畳すると零レベル（機器アー
スレベル）の結果が得られ、Ｓｌと３２を一重畳しても
零レベルの結果が、またＳ３と３４を重畳しても零レベ
ルの結果が得られる。更には、信号Ｓ９とＳｌＯを同時
に重畳するとＴレベルの結果が得られる。

（δ号Ｓｔと８３を重畳すると、信号Ｓｘ１　　（第５
図に示すＳｘ１は、分割型ｔ！　Ｓ　Ｇ　１　ａおよび
５Ｇ３ａに分割電極ＧＡｃがぴったり重なったときに得
られるもの）のように３値の信号が得られる。

この信号Ｓｘ１を後述する信号合成回路１５１に、基準
パルスＳ９．ＳＩＯと共に加えて、信号Ｓｙ１を得る。

この信号ｓｙ１は、レベルが変化し。

かつパルス極性が反転するパルス列であり、そのピーク
点の包路線が交流波形となる。たとえば、信号ｓｙｔを
積分回路に通すと交流電圧が得られる。このように、２
組の信号を重畳することにより交流波形が得られるよう
に各信号のパルス分布が定められている。信号ＳＬ、Ｓ
３．Ｓ２およびＧ４は、該交流電圧に照らして互いにこ
の順に一定時間のずれを持ち、各々はπ／２　（Ｔ／４
）の位相のずれた。ｔｃ周期の発振部分と、その間にあ
って該交流電圧の零クロス点に対応する発振の抜けがあ
る部分で構成されている。これら４組の信号の２つの組
合せがＳｘ１の如くに３値の、しかもパルスの抜けがあ
るものとなる。この合成パルスは交流波形を形成するベ
ースとなり、パルスの抜は部が交流波形のゼロクロス点
近傍となる６４組の信号の２つの組合せ（Ｓｘ１）にお
ける各信号（たとえばＳｌと５３）のパルスレベルの変
化、ならびに、更に他の１つの信号（たとえばＧ２又は
Ｇ４）の付加重畳により、重畳信号Ｓｘ１のパルスの抜
は部がａ、ｂ方向にシフトする（交流波の位相シフト）
。

第１の信号発生器１２１のＲＯＭには、第５図に示す信
号Ｓ１〜Ｓ４．Ｇ９およびＳｔＯの、ｔｃ／２間隔の信
号レベル（高レベル１又は低レベルＯ）がメモリされて
いる。同一時点に６個（Ｓｔ〜Ｓ４．Ｇ９．５１０）の
信号レベルがあるので、６ビツトを一時点の信号データ
（フード）としている。Ｔ＝１２８ｔｃであり、ｔｃ／
２間隔で信号データを更新読出し・更新出力するので、
信号データ数（ワード数）は１２８Ｘ２＝２５６である
。

なお、ｔｃ／２は、分周器１０の出力クロックパルスの
周期である。

第２の信号発生器１２２のＲＯＭからは１位相設定用ス
イッチ１３で設定されたアドレス（プリセット値）を始
点として信号データを読み出すが、その後は、カウント
値が２５６を越える毎に０に復帰して０からカウントア
ツプするので、第２の信号発生器１２２のＲＯＭにも１
周期Ｔ分の信号データが連続して書込まれている。すな
わち、第１の信号発生器１２１のＲＯＭと第２の信号発
生器１２２のＲＯＭは全く同じものが用いられており。

全く同じデータをメモリしている。これらのＲＯＭの読
み書きアドレスは０〜２５６である。

第１の信号発生器１２１のＲＯＭの読み出し信号データ
（ワード）の内、第１ビツト（Ｓｔ）〜第４ビット（Ｇ
４）は、前記第１表に示すように。

第１ユニツト（２１＋３１）のＳ　Ｇ　１　ａ等の８個
の分割電極に印加される。

第１ユニツト（２１＋３１）のピックアップ電極５Ｇｏ
ｕの電圧５ｘ１（第５図に示すＳｘ１は分割電極Ｓ　Ｇ
　１　ａおよび５ＧＪａに分割電極ＧＡｃがぴったり重
なったときに得られるもの）と、信号Ｓ９およびＳＩＯ
が第１信号合成回路１５１に印加される。プリント基板
２１と３１との相対的な回転位置に対応して、ピックア
ップ電極５Ｇｏｕに表われる信号Ｓｘ１のパルス抜は部
（Ｓｙｌの包絡線のゼロクロス点）がシフトする。信号
Ｓｘ１の代表的な状態は次の通りである。

（Ａ）　　分割電極Ｓ　Ｇ　１　ａおよびＳ　Ｇ　３ａ
に分割電極ＧＡｃがぴったり重なったときには、第にニ
ットのプリント基板３１上の分割電極およびピックアッ
プ電極ならびにプリント基板２１上の分割電極の組合せ
は、第６ａ図に示す電気等価回路となって、信号Ｓ【と
８３を重畳したパルスＳｘ１　　（この場合のＳｘ１を
第５図に示す）がピックアップ電極５Ｇｏｕに現われる
。

これを詳細に説明すると次の通りである。すなわち、中
継電極ＧＡｃの１つがＳＧ１　ａと５Ｇ３ａに、中継電
極ＧＡｃのもう１つがピックアップ電ｔ！１ｓＧｏｕと
ＳＧｔ　ｂ、ＳＧ３　ｂに対向する。中継用電極ＧＡｃ
は相互に連続しているので、これにより、ピックアップ
電極５Ｇｏｕに信号 ２ＳＬ＋２５３ が与えられる。しかし、１つの分割電極ＧＡｓがピック
アップ？を極５Ｇｏｕと５Ｇ２ａ＋　５Ｇ４ａに対向し
てこれによりピックアップ電極５Ｇｏｕに信号Ｓ２＋Ｓ
４ を与える１以上の結果、ピックアップ電極５Ｇｏｕでは
、 （２Ｓ　１＋２Ｓ３）＋（Ｓ２＋３４）、＝ＳＬ＋３３
＋　　（Ｓｌ＋Ｓ２＋Ｓ３＋５４）＝Ｓ１＋Ｓ３ の信号が得られることになる。なお前述の通り（Ｓ　Ｌ
＋Ｓ２＋Ｓ３＋５４）＝Ｏである。

ＣＢ）　　分割電ｔｌｓＧ３ａおよび５Ｇ２ａに分割７
１１ＧＡｃがぴったり重なったときには、第１ユニツト
のプリント基板３１上の分割電極およびピックアップ電
極ならびにプリント基板２１上の分割電極の組合せは、
第６ｂ図に示す電気等価回路となって、信号Ｓ３と８２
を重畳したパルスＳｘ１がピックアップ電極５Ｇｏｕに
現われる。

（Ｃ）　　分割電極５Ｇ２ａおよび５Ｇａａに分割電極
ＧＡｃがぴったり重なったときには、第１ユニツトのプ
リント基板３１上の分割電極およびピックアップ電極な
らびにプリント基板２１上の分割電極の組合せは、第６
Ｃ図に示す電気等価回路となって、信号Ｓ２と８４を重
畳したパルスＳＸＩがピックアップ電極５Ｇｏｕに現わ
れる。

（Ｄ）　　分割電極５Ｇ４ａおよび５Ｇｔｂに分割電極
ＧＡｃがぴったり重なったときには、信号Ｓ４とＳｌを
重畳したパルスＳｘＩがピックアップ電極５Ｇｏｕに現
われる。

すなわち、プリント基板２１が分割電極ＧＡｃの幅の半
分相当（θ／４）回転する毎に、ピックアップ電極５Ｇ
ｏｕの信号Ｓｘ１　（Ｓｙｔ　）は、（ＳＬ＋Ｓ３゜Ｓ
３＋Ｓ２．　Ｓ２＋Ｓ４．　Ｓ／ｌ＋５１）　、　　（
Ｓ１＋Ｓ３．　Ｓ３＋Ｓ２゜Ｓ２＋Ｓ４．　Ｓ４＋ＳＬ
）　、　　・・・と切換ねる。Ｓ１＋Ｓ３とＳ３＋Ｓ２
とは位相（ゼロクロス点）がπ／２異なり。

５３　＋　５２と５２＋５４とは位相がπ／２異なり、
Ｓ２　＋　Ｓ４とＳ４＋Ｓｌとは位相がπ／２異なり、
また５４＋Ｓ１とＳ１＋Ｓ３とは位相がπ／２異なる。

たとえばＳ１＋５３から、Ｓ３＋Ｓ２に切換わるまでに
、Ｓ１＋５３＋５２の状態があり、この状態で５１が次
第に小さくなって５２が次第に大きくなり、この過程で
３１＋５３の時の位相から５３　＋　５２の時の位相へ
向けて、Ｓ１＋５３＋５２の位相が次第にシフトする。

このように、プリント基＠２１がθノ４回転する間にＴ
周期の信号５ｘＩＣ５ｙｓ　）のパルス抜は部（ゼロク
ロス点）がπ／２シフトする。

信号Ｓｘ１と基準パルスＳ９およびＳＩＯが第１の合成
回路１５１に印加され、この回路１５゜で信号Ｓｘｌが
交番パルス信号ｓｙｔに変換される。

基準パルスＳ９とＳＩＯは第５図に示すように互い゛に
位相がπずれた（逆相の）、信号８１〜Ｓ４の基本波に
相当する定周期パルスである６基準パルスＳ１０がＬ、
基準パルスＳ９がＨのとき、ｓｙｔは一定電圧に固定さ
れ、基準パルスＳ１０がＨ１基準パルスＳ９がＬのとき
、入力信号Ｓｘ１によるコンデンサＣａの充放電波形が
ｓｙｔとして積分コンデンサＣｆに出力され、ｓｙｉの
包絡線に相当する電圧が比較器１５ｃに印加される。

比較器１５ｃの出力Ｓｚ１は、ｓｙｔの包絡線のゼロク
ロス点で極性が逆転する２値信号となる。この２値信号
Ｓｚ１の周期は原電低信号Ｓ１〜Ｓ４の周期Ｔであり、
２値信号ＳｚｌのＬからＨへの立上り点（０，２π、４
π、・・・）およびＨからＬへの立下り点（π、３π、
５π、・・・）がプリント基板２１の回転につれてシフ
トし、θ／４の回転当り、π／２シフトする。

以上に説明した信号Ｓｘ１と同様な信号Ｓｘ２が第２ユ
ニツト（２□＋３２）のピックアップ電極より得られて
第２の合成回路１５２に印加され。

交番パルス信号ｓｙｔと同様な信号Ｓｙ２が合成回路１
５゜に現われ、合成回路１５２の出力Ｓｚ２も第１の合
成回路１５１の出力Ｓｚ１と同様なものとなる。

但し、第２ユニツト（２２＋３２　）に印加される原電
低信号８１〜Ｓ４は、第１ユニツト（２１＋３１）に印
加される原電低信号５ｔ−５４に対して、それぞれ、プ
リセットカウンタ１１２のプリセット値（スイッチ１３
の設定）相当の位相差を有する。それに加えて、第１ユ
ニツト（２１＋３１）の軸１への取付けと、第２ユニツ
ト（２２十３２）の軸１への取付けにおける相対位相差
、ならびに、軸１のねしれによる相対位相差が加わるの
で、こ九らを合ヰした位相差が２値出力Ｓｚ１とＳｚ２
の間にある。

２値出力Ｓ　７．　ＩとＳｚ２は位相差パルス発生回路
１６に印加される。

位相差パルス発生器１６のフリソプフ口ップ１６ａはＳ
ｚｌのＬからＨへの立上り点でセットされ、フリッププ
ロップ１６ｂのＱ出力の反転信号のＬからＨへの立上り
点でリセットされる。フリップフロップ１６ｂはＳｚ２
のＬからＨへの立上り点でセットされ、フリップフロッ
プ１６ａのＱ出力のＬからＨへの立とり点でリセットさ
れる。

これにより、フリップフロップ１６ａのＱ出力すなわち
位相差信号Ｓｄｏは、Ｓｚｌの立上り点からＳｚ２の立
上り点までＨで、Ｓｚ２の立上り点からＳｚｌの立上り
点までＬの、Ｔ周期のパルスとなり、位相差信号Ｓｄ、
のＨ区間（又はＬ区間）が信号Ｓｚ１とＳｚ２の位相差
に対応する。

この例では、位相差信号ＳｄＱがアナログ積分回路１７
でアナログ電圧Ｓａｏに変換され、出力される。

なお１位相差信号ＳｄｏのＨ区間（又はＬ区間）の間、
クロックパルスをカウントし、カウント値をメモリやレ
ジスタに取込むデジタル変換器を用いて、もよい。

第４図において、１４はリセット回路である。

第４図に示す電気回路に電源が投入されたとき、ならび
に、リセットスイッチ１４ｇが一瞬閉とされたときに、
カウンタ１１．が初期化（カウンタクリア）され、カウ
ンタ１１２が初期化（カウンタクリア＆プリセット値ロ
ード）される。

以上の構成において、軸１が静止し、かつそれにトルク
が加わっていない状態でリセットスイッチ１４ａを一瞬
閉とすると、互いにある位相差がある２値信号Ｓｚｌお
よびＳｚ２が現われ、それらの位相差に対応した電圧の
アナログ信号Ｓａ□が現われる。

この状態でスイッチ１３をプリセット値０に設定すると
、第１ユニツト（２ｚ＋３ｔ）と第２ユニソｈ　（２２
＋３２　）に印加される原電完信号の位相差が零となり
、全く同じ原電完信号が第１ユニツトと第２ユニツトに
加わることになる。このときの２値信号Ｓｚ４とＳｚ２
の位相差は、第１ユニツト（２ｔ＋３ｔ）と第２ユニツ
ト（２２＋３２）の、軸ｌへの取付けずれに対応した値
となる。最も簡単には、二の状態で２値信号Ｓｚ１とＳ
ｚ２の位相差が零となるように、スイッチ１３を切換え
る。あるいは、スイッチ１３の切換えで２値信号Ｓｚ（
とＳｚ２の位相差を零でない所定値にしてもよい。

以上により、第１ユニツトと第２ユニツトの初期位相差
が設定又は調整されたことになる。

その後回転トルクが軸ｌに加えられると、軸１が静止状
態であると回転状態であるとに力１かわらず、印加トル
クによる軸ｌのねじれにより、第１ユニツトのプリント
基板２１と第２ユニツトのプリント基板２２の相対位置
がずれて、２値信号Ｓｚ１とＳｚ２の位相差が変化する
。この変化分が軸１のねじれ量、つまりは軸１の印加ト
ルク、に対応する。

以上に説明したように、２値信号ＳｚｌとＳｚ２の位相
差の調整、設定は、スイッチ１３でカウンタ１１２のプ
リセット値を変えることにより実現し、機械的な調整よ
りもきわめて容易であり、しかも高精度に村なえる。

このように、軸ｌが無負荷時での２値信号Ｓｚ１とＳｚ
２の位相差を任意に設定できる。この設定はすべて電気
的処理により行える為、あらかじめ設定目標を決めてお
くことで、フィードバック制御により自動調整が可能で
轟る。たとえば、スイッチ１３をポテンショメータとＡ
／Ｄコンバータに置き変え、Ａ／Ｄコンバータの出力デ
ータをカウンタｌ１２のプリセットデータ入力端に与え
て。

出力Ｓｄｏの高レベル区間Ｔしが所定値となるように（
あるいは５ａ（１が所定レベルとなるように）ポテンシ
ョメータのスライ°ダを電動機で駆動するフィードバッ
ク制御系を用い得る。あるいは、マイクロプロセッサで
信号Ｓｄ、のＨ区間Ｔしの間。

Ｓ９又はＳｌＯをカウントし、カウント値と目標値との
偏差の２倍の数を示すデータをカウンタ１１２のプリセ
ット入力端にセットして、Ｔｔ。

すなわち、ＳｚＩとＳｚ２の位相差、を目標値とする制
御系を用い得る。

また、２値信号Ｓ　ｚ　１とＳｚ２の１つたとえばＳｚ
ｌに着目すると、軸ｌのθ／４回転当りπ／２の位相シ
フトを生ずるので、軸ｌの基準位置での信号Ｓｚ１の位
相を記憶しておき、記憶位相が現われた回数をカウント
し、記憶位相からの位相シフト量を累算すると、カウン
ト値と累算値で軸１の回転角度を高精度で検出し得る。

カウント値は軸１の回転数を示すものでもあるので、軸
１の回転数も高精度で検出し得る。記憶位相が現われる
度にパルスを発生させると、このパルスはロータリーエ
ンコーダのパルスと同じく、軸１の回転同期パルスとし
て使用できる。

このように本発明の検出器は１位相検出器、トルクセン
サ、回転角度検出器１回転数検出器および回転同期パル
ス発生器として使用し得る。

軸重が静止中および回転中のいずれでも、＃Ｉのねじれ
量に対応した信号ＳａＯが得られる。つまり１回転トル
クおよび静止トルクのいずれも検出される。軸１に装着
されるものは、第１図に示すように、プリント基板２１
＋２２ｔ３１＋３□であり、軸１周りを格別に複雑とす
ることはなく。

取付はスペースも少なくて済む。電動機などの駆動体を
必要としない。

上述の実施例では、第１および第２の原電気信号（−３
１に印加するものと３□に印加するもの）のそれぞれを
４種（Ｓｌ−Ｓ４）としている。この信号の数を多くす
ることにより、交流合成波（Ｓｙ＋の包絡線）がより一
層なめらかになり、そのゼロクロス点（Ｐ　１＋　Ｐｚ
　）の識別が高精度になる７原電気信号を８種とした実
施例を第７図〜第１０図を参照して説明するに の実施例で用いるプリント基板３１および２１の電極配
列を第７図および第８図に示す。

プリント基板３１の表面には、同じ形状の１６個の分割
型ＩＳＧ＋　ａ、ＳＧ３　ａ、ＳＧｓ　ａ、ＳＧ７　ａ
ｌＳＧ２　ａ、　ＳＧａ　ａ、　ＳＧ６　ａ、　ＳＱＢ
　ａ、　ＳＧ１　ｂ。

５Ｇ３ｂ、ＳＧｓ　ｂ＋　５Ｇ７ｂ、５Ｇ２ｂ、５Ｇ４
ｂＳ　Ｇｅ　ｂ＋　Ｓ　Ｇｏ　ｂが、同一円弧上に、所
定ピッチで、互にわずかに離して、この順に、配列され
ている。

これらの分割型（唄の配列線の端部と内側とを囲んで、
シールド用アース電極Ｓ　Ｇ　ｅａが配設され、上記分
割電極とは離れている。アース電ｐｉＳＧｅａの内側に
、それより離して、ピックアップ電極５Ｇｏｕが配置さ
れている。このピックアップ電極５Ｇｏｕの広がりθは
、８個の分割電極５Ｇ２ａ。

ＳＧａ　ａ、　ＳＧｓ　ａｌ　ＳＧｓ　ａｌ　ＳＧ　１
ｂ＋　５Ｇ３ｂ＋Ｓ　Ｇｓ　ｂ、　Ｓ　Ｇ７　ｂの広が
りと同じである。

上述の１６個の分割電極、１個のシールドアース電極お
よび１個のピックアップ電極は、それぞれスルーホール
メッキにより裏面配線と接続されており、裏面配線に、
コネクタ基台７１およびプリント基板３１を貫通したリ
ードピンＨ１−ＨＥｌ　＋ＨｅａおよびＨｏｕの端部が
接続されている。裏面配線によるピンと電極の接続は次
の第２表の通りである。

上述のピンはコネクタ基台７Ｉに固着さ九ている。

コネクタ基台７１はプリント基板３１の表面に接合され
ている。

プリン１へ基板３１に対向するプリント基板２１には、
その表面に、１６個の分割電極Ｓ　Ｑ　ｔａ等。

、の４個の配列幅分の幅を有する中継用の分割電極ＧＡ
ｓが、やはりその幅分の間を置いて、しかも分割電極Ｓ
　Ｇ　１　ａ等とピックアップ電極５Ｇｏｕの両者に渡
る長さで、全周に配列されており、隣り合う分割電極Ｇ
Ａｓの間に、分割電極Ｓ　Ｑ　１　ａ等の４個の配列幅
分の幅を有する放射状延長部を配列した中継用の電１１
　Ｇ　Ａ　ｃが配列されている。これらの放射状延長部
は、すにでつながっている。なお、ＧＡｓおよびＧＡｃ
共に電気的には孤立しており、他部とは電気的に接続さ
れていない。

この実施例でも、第１図に示すように、プリント電極３
１の表面にプリント電極２１が対向した状態では、分割
型％　Ｇ　Ａ　ｓおよび放射状延長部ＧΔＣのそれぞれ
は、分割電極Ｓ　Ｑ　１　ａ等の配列範囲にあるとき、
分割ｆｆｉ極Ｓ　Ｇ　Ｉａ等の隣り合う４個（ピッタリ
合さったとき）又は５個（３個には全体が対向するが他
の２個には一部が対向）に対向する。

第９図に、第１ユニツト（２１＋３ｔ）および第２ユニ
ツト（２□＋３２）のそれぞれに第１の原電低信号８１
〜Ｓ８および第２の原電低信号８１〜Ｓ８を与え、それ
ぞれより受信信号Ｓｘｌ　。

Ｓｘ２を受けて１位相差信号を発生する電気回路の構成
を示す。

この電気回路の構成も、第４図に示す電気回路の構成と
同様であるが１Ｍ電電気帯の数が２倍であるので、信号
発生器１２１，１２２のＲＯＭは第４図の場合よりも４
ビット多いデータを発生するように構成され、また、原
電低信号の数が増えた分、信号の解像度を高くするため
、１周期Ｔを２５６Ｘｔｃとして、１周期Ｔに、５１２
のデータを割り当てるために、カウンタ１１１．プリセ
ットカウンタ１１２．および位相設定用スイッチ１３は
、第４図の電気回路の場合よりも１ビツト桁数が多いデ
ータを発生するように構成されている。

カウンタｌ１１は５１２までカウントアツプすると次は
０に戻りそれからまたカウントアツプする連環カウンタ
であり、カウンタ１１２は１位相設定用スイッチ１３で
設定されたプリセット値よりカウントを開始し、その後
は、５１２までカウントアツプすると次はＯに戻りそれ
からまたカウントアツプするプリセット連環カウンタで
ある。

カウンタ１１．のカウントデータはアドレスデータとし
て第１の信号発生器１２１のＲＯＭに印加され、カウン
タ１１２のカウントデータはアドレスデータとして第２
の信号発生器１２２のＲＯＭに印加される。

第１の信号発生器１２．のＲＯＭおよび第２の信号発生
器１２２のＲＯＭには、第１０図に示す原電低信号Ｓ！
〜Ｓ８およびＳ９．ＳＬＯを発生するデータ（ＳＬ−５
８，Ｓ９．ＳＬＯのそれぞれに１ビツトの割り当て）が
格納されている。

信号Ｓ１は１周期ｔｃのパルスを基本とし、このパルス
の分布を第１Ｏ図に示すように定めたものである。後述
する、第１定周期交流信号（Ｓｙ＋　）の半すイクルＴ
／２区間分の前半Ａに対して後半Ｂは逆位相となってい
る。

信号Ｓ２はＳｌと逆位相のものであり、信号Ｓ１の後半
Ｂを前半に、前半Ａを後半に入れ替えた信号系列となっ
ている。

信号Ｓ３は信号Ｓ１より７ｃ／４（Ｔ／８）遅れたもの
である。

信号Ｓ４はＳ３と逆位相のものである。

信号Ｓ５は信号Ｓ３よりπ／４　（Ｔ／８）遅れたもの
である。

信号Ｓ６はＳ５と逆位相のものである。

信号Ｓ７は信号Ｓ５よりπ／４　（Ｔ／８）遅れたもの
である。

信号Ｓ８はＳ７と逆位相のものである。

信号Ｓ９およびＳ１０は、それぞれ周期ｔｃのパルスが
連続した基準パルスであるが、信号Ｓ９と５１０とは逆
位相である。

信号８１〜Ｓ８を同時に重畳すると零レベル（機器アー
スレベル）の結果が得られ、ＳｔとＳ２を重畳しても雰
レベルの結果が、Ｓ３と５４を重畳しても零レベルの結
果が、Ｓ５と８６を重畳しても零レベルの結果が、また
Ｓ７と８８を重畳しても零レベルの結果が得られる。更
には、信号Ｓ９とＳｌＯを同時に重畳すると零レベルの
結果が得られる。

パルス波高が等しい信号Ｓｔ、Ｓ３．Ｓ５およびＳ７を
重畳すると、信号Ｓｘｌは、第５図に示すものと類限で
あるが、Ｔ／８周期の微細な変化を含む、Ｔ周期のパル
ス分布および波高分布のものとなる。これを合成回路１
５＋に与えてＴ周期の交流波形を得て更にそのゼロクロ
ス点でレベルが反転する２値信号Ｓｚ（を得る。

このように、この実施例では４組の信号を重畳すること
により交流波形が得られるように各信号のパルス分布が
定められている。信号３１．Ｓ３．。

Ｓ３＋　Ｓ７．Ｓ２．Ｓ４．Ｓ６およびＳ８は、該交流
波形に照らして互いにこの順に一定時間のずれを持ち、
各々はπ／４　（Ｔ／８）の位相のずれた、ｔ　ｃ、周
期の発振部分と、その間にあって該交流電圧の零クロス
点に対応する発振の抜けがある部分で構成されている。

これら８組の信号の４つの組合せがパルス波高が変化す
る、しかもパルスの抜けがあるものとなる。この合成パ
ルスは交流波形を形成するベースとなり、パルスの抜は
部が交流波形のゼロクロス点近傍となる。８組の信号の
４つの組合せ（Ｓｘ１）における各信号（たとえばＳｔ
、５３Ｓ５．Ｓ７）のパルスレベルの変化。

ならびに、更に池の１つの信号（たとえばＳ２゜Ｓ４，
５６又はＧ８）の付加重畳により１重畳信号Ｓｘ１のパ
ルスの抜は部がシフトする（交流波の位相シフト）。

第１の信号発生器１２１のＲＯＭには、第１０図に示す
信号Ｓ１〜Ｓ８．Ｓ９およびｓｉｏの、ｔｃ／２間隔の
信号レベル（高レベル１又は低レベルＯ）がメモリされ
ている。同一時点に８個（Ｓｌ−Ｓ８．Ｓ９，５ＩＯ）
の信号レベルがあるので。

８ビツトを一時点の信号データ（ワード）としている。

この例ではＴ　＝　２５６　ｔ　ｃであり、ｔｃ／２間
隔で信号データを更新読出し・更新出力するので、信号
データ数（ワード数）は２５６Ｘ２＝５１２である。

なお、ｔｃ／２は１分周器１０の出力クロックパルスの
周期である。

第２の信号発生器１２２のＲ，ＯＭからは、位相設定用
スイッチ１３で設定されたアドレス（プリセット・値）
を始点として信号データを読み出すが、その後は、カウ
ント値が５１２を越える毎に０に復帰してＯからカウン
トアンプするので、第２の信号発生器１２２のＲＯＭに
も１周期Ｔ分の信号データが連続して書込まれでいる。

すなわち、第１の信号発生器１２．のＲＯＭと第２の信
号発生器＋２２のＲＯＭは全く同じものが用いられてお
り、全く同じデータをメモリしている。これらのＲＯＭ
の読み書きアドレスは０〜５１２である。

第１の信号発生Ｎ　１２１のＲＯＭの読み出し信号デー
タ（ワード）の内、第１ビツト（Ｓｌ）〜第８ビット（
Ｇ８）は、前記第２表に示すように、第１ユニツト（２
＋＋３＋）のＳ　Ｑ　１　ａ等の１６個の分割電極に印
加される。

第１ユニツト（２１＋３ｔ）のピックアップ電極Ｓ　Ｇ
　ｏｕの電圧Ｓｘ１と、信号Ｓ９および５１０が第１信
号合成回路１５１に印加される。プリント基板２１と３
１との相対的な回転位置に対応して、ピックアップ電ｔ
＋５Ｇｏｕに表われる信号ＳＸＩのパルス波は部（Ｓｙ
＋の包絡線のゼロクロス点）がシフトする。信号Ｓｘ１
の代表的な状態は次の通りである。

（Ａ）　　分割電極５Ｇ１ａ、ＳＧ３　ａ、５Ｇ５ａお
よびＳ　Ｇ　７　ａに分割電極ＧＡｃがぴったり重なっ
たときには、信号ＳＬ、Ｓ３．Ｓ５およびＳ７を重畳し
たパルスＳｘｌがピックアンプ電極５Ｇｏｕに現われる
。

これを詳細に説明すると次の通りである。すなわち、中
継電極ＧＡｃの１つがＳＧ＋ａ＋５ＧａａＳＧ５ａおよ
び５Ｇｙａに、中継電極ＧＡｃのもう１つがピックアッ
プ電極５Ｇｏｕと５Ｇ１ｂ。

Ｓ　Ｇ３　ｂ、　Ｓ　Ｇ５　ｂ、　Ｓ　Ｇ７　ｂに対向
する。中継用電極ＧＡｃは相互に連続しているので、こ
れにより、ピックアップｆｆｌ匝５ｃｏｕに信号２Ｓ　
Ｌ＋２Ｓ３＋２３５＋２Ｓ７ が１３えられる。しかし、１つの分割’Ｎ　ｐｉＧ　Ａ
　ｓがピックアップ電１１ＳＧｏｕとＳＧ２　ａ、　Ｓ
Ｇ４　ａｌＳ　Ｇ（Ｈｉｌ、Ｓ　ＧＢ　ａに対向してこ
れによりピックアップ電ｔ＠Ｓ　Ｇ　ＱＩＪにイご号 Ｓ２＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ８ を与える。以上の結果、ピックアップ電極５Ｇｏｕでは
、 （２Ｓ　Ｉ　＋　２　Ｓ　３　＋　２　Ｓ　５　＋　２
　Ｓ　７　）＋（Ｓ２＋Ｓ４＋Ｓ１３＋５８） ＝Ｓ　ｌ＋ｓ３＋ｓ５＋ｓ７ ＋（Ｓｌ　＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＋ＳＳ＋５６＋５７＋５
８）＝Ｓ１←Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ７ の信号が得られることになる。なお前述の通り（ＳＬ＋
Ｓ２＋Ｓ：ｌｌ＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８）　＝
　Ｏである。

（Ｂ）　　分割電極ＳＧ；Ｉ　ａ、ＳＧｓ　ａ、ＳＧ７
　ａおよびＳ　Ｇ　２　ａに分割電極ｃ、Ａｃがぴった
り重なったときには、信号Ｓ３．Ｓ５．Ｓ７およびＳ２
を重畳したパルスＳｘ１がピックアップｍｔＭｓａｏｕ
に現われる。

（Ｃ）　　分割電極ＳＧｓ　ａ、ＳＧ７　ａ、ＳＧ２　
ａおよび５Ｇ４ａに分割ｆｌｌ　ＶＡＧ　Ａ　ｃがぴっ
たり重なったときには、信号Ｓ５．Ｓ７．Ｓ２およびＳ
４を重畳したパルスＳＸＩがピックアップ電極５Ｇｏｕ
に現われる。

（Ｄ）　　分割電極Ｓ　Ｇｙ　ａ、　Ｓ　Ｇ２　ａ、　
Ｓ　Ｇｔ　ａおよび５Ｇ６ａに分割電極ＧＡｃがぴった
り重なったときには、信号Ｓ７．Ｓ２．Ｓ４およびＳ６
を重畳したパルスＳｘ１がピックアップ電極５Ｇｏｕに
現われる。

（ε）分割電極ＳＧ２　ａ、５Ｇ４ａ、ＳＧ６　ａおよ
び５ＧＢａに分割電極ＧＡｃがぴったり重なったときに
は、信号Ｓ２．Ｓ４．Ｓ６およびＳ８を重畳したパルス
Ｓｘ１がピックアップ電極５Ｇｏｕに現われる。

（Ｆ）　　分割電極Ｓ　Ｇａ　ａ、Ｓ　Ｇｓ　ａ、Ｓ　
Ｇ８ａおよびＳＧ１　ｂに分割電極ＧＡｃがぴったり重
なったときには、信号Ｓ４．Ｓ６．Ｓ８およびＳｌを重
畳したパルスＳｘｌがピックアップ電極５Ｇｏｕに現わ
れる。

（Ｇ）　　分割電極５Ｇｅａ、ＳＧｓ　ａ、５Ｇ１ｂお
よび５Ｇ３ｂに分割型＋４！Ｇ　Ａ　ｃがぴったり重な
ったときには、信号Ｓ６．Ｓ８．５１およびＳ３を重畳
したパルスＳｘｌがピックアップ電％　Ｓ　Ｇ　ｏｕに
現われる。

（１（）　　分割型１１Ｓ　Ｇｅ　ａ、　Ｓ　Ｇ　ＩＮ
　Ｓ　Ｇ３ｂおよび５Ｇ５ｂに分割電極ＧＡｃがぴった
り重なったときには、信号ＳＲ，Ｓ１．５３およびＳ５
を重畳したパルスＳｘ１がピックアップ電極５Ｇｏｕに
呪われる。この（Ｈ）状態から基板２１が更にθ／４回
転すると上記（Ａ）の状態となる。つまり、プリント基
板２１がθ回転する間に、パルスＳに１に１周期の変化
が現われる。これを詳細に説明する。

すなわら、プリント基板２１が分割電極ＧＡｃの幅の１
／４相当（０／８）回転する毎に、ピックアップＭ１．
　ｍ　Ｓ　Ｇ　ｏｕの１８号Ｓｘｔ　（Ｓｙｔ　）は、
５１＋５３＋５５＋５７．　Ｓ３＋５５＋３７＋５２．
　Ｓ５＋Ｓ７＋Ｓ２＋Ｓ４．　Ｓ７＋Ｓ２＋Ｓ４＋５６
．　　Ｓ２＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ８．　　Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ８
＋ＳＬ、　　５６−１−５Ｒ＋Ｓ１＋Ｓ３．　Ｓ８＋Ｓ
１＋Ｓ３＋ＳＳ、　Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ７゜・・・と
切換わる。　Ｓ３＋５５＋５７＋５２と５３　＋　５５
　＋　５７＋５２とは位相（ゼロクロス点）がπ／４異
なり、Ｓ３＋５５＋５７＋５２と５５＋５７＋５２＋５
４とは位相がπ／４異なり、同様に、順次に位相がπ／
４異なる。

たとえばＳ１＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ７から５３　＋　５５　
＋　Ｓ７　＋　Ｓ２に切換わるまでに、Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ
５＋Ｓ７＋Ｓ２の状態があり、この状態で５１が次第に
小さくなって５２が次第に大きくなり、この過程で５１
＋５３＋５５＋５７の時の位相からＳ３　＋　Ｓ５　＋
Ｓ７　＋　Ｓ２の時の位相へ向けて、Ｓｌ＋５３＋５５
＋５７＋３２の位相が次第にシフトする。このように、
プリント基板２１がθ７８回転する間にＴ周期の信号Ｓ
ｘｌ　（Ｓｙｔ　）のパルス抜は部（ゼロクロス点）が
π／４シフトする。

信号Ｓｘ１と基準パルスＳ９およびＳ１０が第１の合成
回路１５．に印加され、この回路１５１で信号Ｓｘ１が
交番パルス信号ｓｙ＋に変換される。

基準パルスＳ９と８１０は第１０図に示すように互いに
位相がπずれた（逆相の）、信号８１〜Ｓ８の基本波に
相当する定周期パルスである。基準パルスＳ１０がし、
基準パルスＳ９がＨのとき、ｓｙｔは一定電圧に固定さ
れ、基準パルスＳ１０がＨ１基準パルスＳ９がＬのとき
、入力信号ＳｘｌによるコンデンサＣａの充放電波形が
Ｓｙｌとして積分コンデンサＣｆに出力され、ｓｙｔの
包絡線に相当する電圧が比較器１５ｃに印加される。

比較器Ｌ５ｃの出力Ｓ７．１は、ｓｙｔの包絡線のゼロ
クロス点で極性が逆転する２値信号となる。この２値信
号Ｓｚｌの周期は７７ＬＩ！気信号Ｓ１〜Ｓ８の周期Ｔ
であり、２値信号ＳＺｉのＬからＨへの立上り点（Ｑ、
２π、４π、・・・）およびＨからＬへの立下り点（π
、３π、５π、・・・）がプリン１〜基板２１の回転に
つれてシフトし、θ／８の回転当り、π／４シフトする
。

以上に説明した信号Ｓｌ１と同様な信号Ｓｘ２が第２ユ
ニッＩ−（２２＋３□）のピックアップ電極より得られ
て第２の合成回路１５２に印加され。

交番パルス信号Ｓｙ＋と同様な信号ＳＹ２が合成回路１
５□に呪われ、合成回路１５２の出力Ｓｚ２も第１の合
成回路１５１の出力ＳｚＩと同様なものとなる。

但し、第２ユニツトＣ２２＋３２　）に印加される原電
低信号Ｓ１〜Ｓ８は、第１ユニツト（２１＋３１）に印
加される原電低信号８１〜Ｓ８に対して、それぞれ、プ
リセットカウンタ１１２のプリセット値（スイッチ１３
の設定）相当の位相差を有する。それに加えて、第１ユ
ニツト（２１＋３１）の軸ｌへの取付けと、第２ユニツ
ト（２２＋３２）の軸１への取付けにおける相対位相差
、ならびに、軸１のねじれによる相対位相差が加わるの
で、これらを合算した位相差が２値出力Ｓｚ１とＳｚ２
の間にある。

２値出力ＳｚｌとＳｚ２は位相差パルス発生回路１６に
印加される。

位相差パルス発生器１６のフリップフロップ１６ａはＳ
ｚｌのＬからＨへの立上り点でセットされ、フリップフ
ロップＬ６ｂのＱ出力の反転信号のＬからＨへの立上り
点でリセットされる。フリップフロップ１６ｂはＳｚ２
のＬがらＨへの立上り点でセットされ、フリップフロッ
プ１６ａのＱ出力のＬからＨへの立上り点でリセットさ
れる。

これにより、フリップフロップ１６ａのＱ出力すなわら
位相差信号Ｓｄｏは、Ｓｚｌの立上り点からＳｚ２の立
上り点までＨで、Ｓｚ２の立上り点からＳｚｌの立上り
点までＬの、Ｔ周期のパルスとなり、位相差信号Ｓｄｏ
のＨ区間（又はＬ区間）が信号Ｓｚ１と３７．２の位相
差に対応する。

この例では、位相差信号Ｓｄｏがアナログ積分回路１７
でアナログ電圧５ａ（Ｈに変換され、出力される。

以上に説明した２つの実施例はいずれも、空間伝達信号
発信手段および受信手段を、それぞれ容景形成用の５Ｇ
ａ１等８個又は１６個の分割電極と対向中継電極Ｇ　Ａ
　ｓおよび分割電極ＧＡｃとし。

信号伝達を確実にするため、原電低信号（Ｓｌ−Ｓ４．
Ｓｌ−Ｓ８）をパルス列としたものである。

なお、アース［極５Ｇｅａはノイズ遮断用である。

プリント基板２１の、分割電極ＧＡｓ間の連続中継電極
ＧＡｃは、ピックアップ電極５Ｇｏｕと同一放射角内に
分布した。プリント基板３１上の分割Ｗｌ極以外の分割
電極の、プリント基板２１上の分割電極ＧＡｓ以外、に
加わる原電低信号（８１〜Ｓ４．Ｓｌ−Ｓ８の全部）の
うち１合成用に用いるもののみを合算する目的のもので
あり、分割基ｔＭＧＡｓは、合成用に用いない信号を他
の信号と加え合せて相殺する目的のものである。

ピックアップ電極５Ｇｏｕ上には、中継電極ＧＡｃに対
向する分割電極ＧＡｘａ等２個又は３個（第２，３図の
実施例）もしくは４個又は５個（第７，８図の実施例）
の信号の合成信号のみが現われる。

仮にアナログ波形そのままに原電低信号が、中継用電極
ＧＡｃ又は分割電極ＧＡｓを介して、ピックアップ電極
５Ｇｏｕに伝達される場合には、原電低信号Ｓ１〜Ｓ４
又はＳ１〜Ｓ８は、パルス列信号でなくても、サイン波
交流などの、複数個が重畳しても定周期脈動信号を構成
するものとしてもよい。

上記２実施例では、分割電極等によるコンデンサカップ
リングを利用して原電低信号を空間伝達するようにして
いる。これらにおいてはパルス波搬送波として用いるの
で伝達効率が良いし、ノイズ耐性が高い。

本発明の思想に従えば、たとえば、第２図および第３図
に示す例で、分割電極Ｓ　Ｇ　２　ａ、　Ｓ　Ｇ　４ａ
。

Ｓ　Ｇ　１ｂおよび５Ｇａｂを発光源（空間信号伝達手
段）として、これらに、信号Ｓ２．Ｓ４．ＳｔおよびＳ
３（原電低信号）それぞれを印加して、あるいは、信号
Ｓ２．Ｓ４．ＳＬおよびＳ３のそれぞれに対応するが位
相が相互にπ／２ずれたサイン波（ｉ′！！！気信号）
を印加し、ＧＡｓ相当部に透光窓を開けた遮光スリット
板を介して５Ｇｏｕの広がりの半分θ／２の受光窓を有
する受光素子（受信手段）を：Ｊ、！してもよいにのよ
うに空間信号を光とするときには、受光素子を発光源と
１対ｌに対応する複数個として、受光素子の受信信号を
電気回路で加算（重畳）するようにしてもよい。

その他１本発明は、発信手段および受信手段の組合せを
、容量結合、光結合と同等の処理をし得るものとして実
施し得る。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、位相差の調整、設定はスイ
ッチなどで電気的に行なわれ、機械的な調整よりもきわ
めて容易であり、しかも高精度に行なえる。検出対象機
械要素が静止中および回転中のいずれでも、そのねじれ
などの機械的変位に対応した信号が得られる。検出対象
機械要素が軸体である場合には、回転トルクおよび静止
トルクのいずれも検出される。検出対象機械要素に装着
されるものは、プリント基板等、機械要素というよりは
むしろ電気要素であり、検出対象機械要素周りを格別に
複雑とすることはなく、取付はスペースも少なくて済む
。電動機などの駆動体を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機械要素部の構成を示す縦
断面図、第２図は第１図に示すプリント基板３１の表面
の平面図、第３図はプリント基板２１の表面の平面図で
ある。 第４図は、該実施例の電気要素の構成を示す電気回路図
、第５図は第４図に示す電気回路各部の電気信号の波形
を示すタイムチャートである。 第６ａ図、第６ｂ図および第６ｃ図はプリント基板２　
ｌと３１の組合せでもたらされる等価電気回路を示す電
気回路図である。 第７図は本発明の池の１つの実施例で用いるプリント基
板３１の表面の平面図、第８図はプリント基板２Ｉの表
面の平面図である。 第９図は、該他の実施例の電気要素の構成を示す電気回
路図、第１Ｏ図は第９図に示す電気回路で発生される電
気Ｑ号を示すタイムチャートである。 第１１図は従来のトルクセンサの構成概要を示す側面図
、第１２図は従来の他のトルクセンサの構成概要を示す
縦断面図である。 １：軸（検出対象機械要素） ３Ｉ＝プリント基板（第１空間伝達信号発信手段）３２
ニブリント基板（第２空間伝達信号発信手段）２１ニブ
リント基板（第１伝達制御手段）２□ニブリント基板（
第２伝達制御手段）４１　＋４２　’回転支持体　　ｓ
ｉ　＋５２　：固定支持体６：固定枠体　　　７．．７
２：コネクタ基台８１　＋８２　　’コネクタ Ｓ　Ｑａ　１−　Ｓ　Ｑｈ２　：分割電極（信号発信端
）ＳＧｏｕ：ピックアップ電極（受信手段）９：パルス
発振器　　　１０：分周器 １０ａ：カウンタ　　　　　１１！：カウンタ１１２ニ
ブリセツトカウンタ １２、．１２２：信号発生器 （１１＋　＋１２１　：第１電気信号発生手段）（１１
□、１２□　：第２電気信号発生手段）１３：スイッチ
（位相設定手段） １４：リセッ・ト回路　　１４ｓ　：リセットスイッチ
１５１：合成回路（第１信号合成手段）１５ｃ：比較器
１５２：合成回路（第２信号合成手段）１６：位相差信
号発生回路（位相差信号発生手段）１７：積分回路 荊２図 第　３７ 第７図 東８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１定周期脈動信号をもたらす２組以上の、第１
   原電気信号を発生する第１電気信号発生手段；第１原電
   気信号のそれぞれを受け、第１原電気信号に応じた第１
   空間伝達信号それぞれを発生する複数個の信号発信端を
   有する第１空間伝達信号発信手段； 第１空間伝達信号を受けてそれに対応した第１電気信号
   を発生する第１受信手段； 第１空間伝達信号発信手段から第１受信手段への第１空
   間伝達信号の伝達率を高低に変える信号伝達パターンを
   有する第１伝達制御手段；第１受信手段の第１電気信号
   に対応した第１脈動電気信号を発生する第１信号合成手
   段；第１定周期脈動信号と等しい周期の第２定周期脈動
   信号をもたらす２組以上の、第２原電気信号を発生する
   第２電気信号発生手段； 第２原電気信号の位相を設定する位相設定手段； 第２原電気信号のそれぞれを受け、第２原電気信号に応
   じた第２空間伝達信号のそれぞれを発生する複数個の信
   号発信端を有する第２空間伝達信号発信手段； 第２空間伝達信号を受けてそれに対応した第２電気信号
   を発生する第２受信手段； 第２空間伝達信号発信手段から第２受信手段への第２空
   間伝達信号の伝達率を高低に変える信号伝達パターンを
   有する第２伝達制御手段；第２受信手段の第２電気信号
   に対応した第２脈動電気信号を発生する第２信号合成手
   段；第１脈動電気信号と第２脈動電気信号の位相差に対
   応する電気信号を発生する位相差信号発生手段； を備え： 第１空間伝達信号発信手段と第１伝達制御手段の一方を
   固定とし、他方を可動として機械要素のある位置に結合
   し；第２空間伝達信号発信手段と第２伝達制御手段の一
   方を固定とし、他方を可動として機械要素の他の位置に
   結合した；位相差検出装置。
2. （２）第１伝達制御手段および第２伝達制御手段を可動
   として、それぞれ機械要素のある位置と他の位置に結合
   した、前記特許請求の範囲第（１）項記載の位相差検出
   装置。
3. （３）第１原電気信号および第２原電気信号は、それぞ
   れ、時系列で所定パターンで電気パルスが分布した複数
   組のパルス信号であり； 第１空間伝達信号発信手段および第２空間伝達信号発信
   手段は、それぞれ、原電気信号を受ける複数個の分割電
   極を絶縁体表面に配列したプリント基板であり； 第１受信手段および第２受信手段は、それぞれ、前記プ
   リント基板上に前記分割電極と同一面に配列されたピッ
   クアップ電極であり； 第１伝達制御手段および第２伝達制御手段は、それぞれ
   、前記分割電極の少なくとも一部と前記ピックアップ電
   極に同時に対向する、複数個の分割電極を所定パターン
   で配列したプリント基板である；前記特許請求の範囲第
   （１）項記載の位相差検出装置。
4. （４）第１電気信号発生手段は、定周期パルスをカウン
   トするカウンタ、および、時系列で所定パターンで電気
   パルスが分布した複数組のパルス信号を得る、時系列各
   時点の２値信号を記憶しておりしかも該カウンタのカウ
   ントデータで読出しアドレスが定められるＲＯＭ、を含
   み； 第２電気信号発生手段は、定周期パルスをカウントする
   プリセットカウンタ、および、時系列で所定パターンで
   電気パルスが分布した複数組のパルス信号を得る、時系
   列各時点の２値信号を記憶しておりしかも該カウンタの
   カウントデータで読出しアドレスが定められるＲＯＭ、
   を含み；位相設定手段は、前記プリセットカウンタにプ
   リセット値を与えるプリセット設定手段である；前記特
   許請求の範囲第（３）項記載の位相差検出装置。