JPS62265511A - ねじれ角検出装置 - Google Patents
ねじれ角検出装置Info
- Publication number
- JPS62265511A JPS62265511A JP10840786A JP10840786A JPS62265511A JP S62265511 A JPS62265511 A JP S62265511A JP 10840786 A JP10840786 A JP 10840786A JP 10840786 A JP10840786 A JP 10840786A JP S62265511 A JPS62265511 A JP S62265511A
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- Japan
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- shaft
- disk
- slit
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (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〕
本発明はねじれ角検出装置に係シ、特に高速回転時のシ
ャフトのねじれ角を高ａ度で検出するのに好適な光学的
手法を用いたねじれ角検出装置に関するものである。
ャフトのねじれ角を高ａ度で検出するのに好適な光学的
手法を用いたねじれ角検出装置に関するものである。
従来、シャフトのねじれ角の測定は、例えば、実公昭４
９−２７２６０号公報に示しであるように。
９−２７２６０号公報に示しであるように。
第６図において、シャフト１０に外周部に歯形を形成し
てなる円板ｉｔ、１１’を所定距離を隔って取シ付け、
この円板１１．１１’の外側に検出器１２゜１２′を設
置し、円板１１．１１’の歯形の凸部が検出器１２．１
２’を通過するのに同期した交流信号を発生式せ、その
位相差がシャフト１０のねじれ角に対応することによシ
、上記位相差からねじれ角の検出を行うようにしたもの
であった。
てなる円板ｉｔ、１１’を所定距離を隔って取シ付け、
この円板１１．１１’の外側に検出器１２゜１２′を設
置し、円板１１．１１’の歯形の凸部が検出器１２．１
２’を通過するのに同期した交流信号を発生式せ、その
位相差がシャフト１０のねじれ角に対応することによシ
、上記位相差からねじれ角の検出を行うようにしたもの
であった。
上記した従来技術では、シャフト１０の回転速度が速く
なると、発生する交流信号の周波数が高くな９、検出信
号の処理が困難になるとともに、シャフト１０のねじれ
角が小さい場合、位相差が小さくなって検出が困難にな
るという問題点があったＯ 本発明の目的は、高速回転から静止までの極めて高範囲
の回転速度においてシャフトのねじれ角を高精度で測定
することができるねじれ角検出装置を提供することにあ
る。
なると、発生する交流信号の周波数が高くな９、検出信
号の処理が困難になるとともに、シャフト１０のねじれ
角が小さい場合、位相差が小さくなって検出が困難にな
るという問題点があったＯ 本発明の目的は、高速回転から静止までの極めて高範囲
の回転速度においてシャフトのねじれ角を高精度で測定
することができるねじれ角検出装置を提供することにあ
る。
上記目的は、中心線が互いに微小角だけ傾いた対向する
スリットを円周方向に等ピッチで形成したねじれ角を測
定すべきシャフト上に所定距離を隔てて相対するように
固定した一対の円板と、この一対の円板をはさんで半径
方向に並べて設置した元詠とフォトダイオードアレイか
らなる受光部とを備え、この受光部からの信号を処理し
て上記一対の円板の対向するスリットによシ作られる開
口部の重な９部分の半径方向の位置ずれを測定すること
により上記シャフトのねじれ角を検出する構成として達
成するようにした。
スリットを円周方向に等ピッチで形成したねじれ角を測
定すべきシャフト上に所定距離を隔てて相対するように
固定した一対の円板と、この一対の円板をはさんで半径
方向に並べて設置した元詠とフォトダイオードアレイか
らなる受光部とを備え、この受光部からの信号を処理し
て上記一対の円板の対向するスリットによシ作られる開
口部の重な９部分の半径方向の位置ずれを測定すること
により上記シャフトのねじれ角を検出する構成として達
成するようにした。
光源から出た光は、基準円板のスリットを通過後、検出
円板のスリットを通過してフォトダイオードアレイをス
リットの長手方向に設けた受光部に到達するが、基準円
板のスリットと検出円板のスリットは中心線を互いに微
小角だけ傾けであるので、上記２つのスリットの重なり
合う部分を光が通過して受光部に到達する。なお、２つ
の円板のスリットの位置関係は円周上のどの位置でも同
一であり、シャフトの回転速度によって光の当る位置は
変化せず、また、単位時間当シの露光量は円周方向のス
リット幅とスリットのない部分の距離で決ま）、回転速
度に無関係で、常に一定の出カバターンが得られる。
円板のスリットを通過してフォトダイオードアレイをス
リットの長手方向に設けた受光部に到達するが、基準円
板のスリットと検出円板のスリットは中心線を互いに微
小角だけ傾けであるので、上記２つのスリットの重なり
合う部分を光が通過して受光部に到達する。なお、２つ
の円板のスリットの位置関係は円周上のどの位置でも同
一であり、シャフトの回転速度によって光の当る位置は
変化せず、また、単位時間当シの露光量は円周方向のス
リット幅とスリットのない部分の距離で決ま）、回転速
度に無関係で、常に一定の出カバターンが得られる。
いま、シャフトがねじれて、基準円板に対して検出円板
が角度θだけねじれたとすると、基準円板のスリットに
対して検出円板のスリットの位置が移動して中心線の叉
点が移動する。したがって、光の通路も移動し、受光部
のフォトダイオードアレイの出力波形も移動し、その移
動方向によってシャフトのねじれ方向がわかり、また、
ねじれ角が苓のときの中心線の叉点と回転中心までの距
離をｒとすると、角度θだけねじれたときの出力波形の
移動菫Δは、Δ＝θｒ／ ２ ｔｌＬｎα（αは２つの
円板のスリットの中心線の間の微小角の１７２）の関係
にあシ、ｒを大きくするか、αを小さくすることによシ
、θが微小な場合でもθを高ｆＩｖ度で検出できる。
が角度θだけねじれたとすると、基準円板のスリットに
対して検出円板のスリットの位置が移動して中心線の叉
点が移動する。したがって、光の通路も移動し、受光部
のフォトダイオードアレイの出力波形も移動し、その移
動方向によってシャフトのねじれ方向がわかり、また、
ねじれ角が苓のときの中心線の叉点と回転中心までの距
離をｒとすると、角度θだけねじれたときの出力波形の
移動菫Δは、Δ＝θｒ／ ２ ｔｌＬｎα（αは２つの
円板のスリットの中心線の間の微小角の１７２）の関係
にあシ、ｒを大きくするか、αを小さくすることによシ
、θが微小な場合でもθを高ｆＩｖ度で検出できる。
以下本発明を第１図〜第３図、第６図に示した実施例２
よび第４図、第５図、第７図を用いて詳細に説明する。
よび第４図、第５図、第７図を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明のねじれ角検出装置の一実施例を示す斜
視図である。第１図において、１は回転駆動されるシャ
フト、２．３はシャフト１の外周に所定距離を隔てて相
対するように固定した円板で、円板２．３には、それぞ
れ互いに中心線が微小角２αだけ傾いた長方形のスリン
）４．４’が円周方向に対向するように等ピッチで複数
個つつ形成されていて、この２つの円板２．３をはさん
で光源５と光源５からの光を受光するフォトダイオード
アレイを設けてなる受光部６とが半径方向に設置してる
る。このように対向するスリット４゜４′は、互いに中
心線が角２α頑いているから、互いのスリット４．４’
の開口部が重った蓋形の部分のみを光が通過し、受光部
６上に照射される。
視図である。第１図において、１は回転駆動されるシャ
フト、２．３はシャフト１の外周に所定距離を隔てて相
対するように固定した円板で、円板２．３には、それぞ
れ互いに中心線が微小角２αだけ傾いた長方形のスリン
）４．４’が円周方向に対向するように等ピッチで複数
個つつ形成されていて、この２つの円板２．３をはさん
で光源５と光源５からの光を受光するフォトダイオード
アレイを設けてなる受光部６とが半径方向に設置してる
る。このように対向するスリット４゜４′は、互いに中
心線が角２α頑いているから、互いのスリット４．４’
の開口部が重った蓋形の部分のみを光が通過し、受光部
６上に照射される。
第２図は第１図の円板２，３のスリット部の一実施例を
示す拡大図で、基準円板２のスリット４のうちの１つを
スリット４ａ、検出円板３のスリット４′のうちのスリ
ット４ａに対向するものをスリット４ａ’として示して
ア）、互いのスリット４ａ、４ａ’の中心線が角２α煩
いてお９、スリット４ａ、４ａ’の重った蓋形の部分８
を元が通過する。
示す拡大図で、基準円板２のスリット４のうちの１つを
スリット４ａ、検出円板３のスリット４′のうちのスリ
ット４ａに対向するものをスリット４ａ’として示して
ア）、互いのスリット４ａ、４ａ’の中心線が角２α煩
いてお９、スリット４ａ、４ａ’の重った蓋形の部分８
を元が通過する。
シャフト１にねじれかない場合、第２図に示すように、
スリット４ａと４ ａ’とで中央部に開口部が重った蓋
形の部分８が形成され、受光部６より第７図のＡで示す
ような出力波形が得られる。
スリット４ａと４ ａ’とで中央部に開口部が重った蓋
形の部分８が形成され、受光部６より第７図のＡで示す
ような出力波形が得られる。
第３図は第１図の受光部６のフォトダイオードアレイの
一実施例を示す平面図で、受光部６はフォトタイオード
アレイ７がスリット４，４′の長手方向に設けである。
一実施例を示す平面図で、受光部６はフォトタイオード
アレイ７がスリット４，４′の長手方向に設けである。
なお、フォトダイオードアレイ７は、露光量と出力電荷
との間に第５図に示すような関係がめるので、第６図に
示すように、スリット４．４’の■なり回目ＮＳが蓋形
の部分８のときには、受光部乙に光が当ったときの出力
は第４図に示すような出力波形となる。
との間に第５図に示すような関係がめるので、第６図に
示すように、スリット４．４’の■なり回目ＮＳが蓋形
の部分８のときには、受光部乙に光が当ったときの出力
は第４図に示すような出力波形となる。
いま、シャフト１がねじれて基準円板２に対して検出円
板３が角度θだけ傾くと、第６図に示すようになシ、円
板３のスリット４ａ’は、 ４ａ“の位置に移動し、
スリット４ａと４ ａ’の中心線の交点０は、０７点に
移動し、受光部乙の出力波形は第７図にＢに示したよう
になる。
板３が角度θだけ傾くと、第６図に示すようになシ、円
板３のスリット４ａ’は、 ４ａ“の位置に移動し、
スリット４ａと４ ａ’の中心線の交点０は、０７点に
移動し、受光部乙の出力波形は第７図にＢに示したよう
になる。
ところで、基準円板２のスリット４と検出円板３のスリ
ット４′の位置関係は１円板２．５の円周上のどの位置
でも向−であシ、シャフト１の回転速度によって光の当
っている位置は変化しない。
ット４′の位置関係は１円板２．５の円周上のどの位置
でも向−であシ、シャフト１の回転速度によって光の当
っている位置は変化しない。
萱た、単位時間当りのｎ光重は１円板２，３のスリット
４．４’のスリット幅とスリットのない部分の距離で決
まり、シャフト１の回転速度に無関係に常に一定の出カ
バターンが得られる。
４．４’のスリット幅とスリットのない部分の距離で決
まり、シャフト１の回転速度に無関係に常に一定の出カ
バターンが得られる。
したがって、第６図に示すように、シャフト１がねじれ
て基準円板２に対して検出円板３が角度θだけねじれる
と、スリット４ａ’が４ａ”の位置へ移動し、スリット
４ａと４ ａ’の交点０がスリット４ａと４ａ”の交点
０′へとΔだけ下方へ移動し、受光Ｂ乙の出力鼓形が第
７図に示すようにＡがらＢへと下方へΔたげ移動する。
て基準円板２に対して検出円板３が角度θだけねじれる
と、スリット４ａ’が４ａ”の位置へ移動し、スリット
４ａと４ ａ’の交点０がスリット４ａと４ａ”の交点
０′へとΔだけ下方へ移動し、受光Ｂ乙の出力鼓形が第
７図に示すようにＡがらＢへと下方へΔたげ移動する。
また、逆方向へねじれた一合は上方へ移動する。これに
より出力波形の移動方向からねじれの方向がわかる。
より出力波形の移動方向からねじれの方向がわかる。
ｌだ、ねじれ角が零のときの基準円板２上のスリット４
ａと検出円板６のスリット４ａ’の中心線の交点０と回
転中心１での距離をｒとすると、θたけねじれたときの
出刃波形の移動量Δは、θ Δ＝ ｒ ・・・・・・ （１）
２ ｔａｎα と表わすことができ、出力及形Ｂの移動量Δを第１図の
信号処理回路９により測定し、Δに対応したねじれ角θ
を検出することができる。
ａと検出円板６のスリット４ａ’の中心線の交点０と回
転中心１での距離をｒとすると、θたけねじれたときの
出刃波形の移動量Δは、θ Δ＝ ｒ ・・・・・・ （１）
２ ｔａｎα と表わすことができ、出力及形Ｂの移動量Δを第１図の
信号処理回路９により測定し、Δに対応したねじれ角θ
を検出することができる。
以上説明したように、本発明によれば、シャフトのねじ
れ角を一対の円板のそれぞれのスリットの開口部の宣っ
た部分の半径方向の移動１に変換し、それを光学的に検
出するようにしているので、シャフトの回転速度の高速
から低速でで一定の出刃が得られ、高ｆＦｆ度でねじれ
角を測定できるという効果がある。
れ角を一対の円板のそれぞれのスリットの開口部の宣っ
た部分の半径方向の移動１に変換し、それを光学的に検
出するようにしているので、シャフトの回転速度の高速
から低速でで一定の出刃が得られ、高ｆＦｆ度でねじれ
角を測定できるという効果がある。
第１図は本発明のねじれ角検出装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は第１図の円板のスリット部の一実施例を
示す拡大図、第６図は第１図の受光部の７オトタイオー
ドアレイの一実施例を示す平面図、第４図は第１図の受
光部の出力波形図、第５図は第３図のフォトダイオード
アレイの露光室と出力電荷との間の関係線図、果６図は
第１図のシャフトがねじれた場合のスリット部の一実施
例を示す拡大図、第７図はシャフトのねじれ角が零のと
きとθのときの受光部の出力波形の関係を示した線図、
第８図は従来のねじれ角検出装置の構成説明図である。 １・・・ンヤフト、２・・・基準円板、６・・・検出円
板、４、４’、 ４ａ 、 ４ａ’ 、 ４ａ“・・・
スリット、５・・・光源、６・・・受光部、７・・・フ
ォトダイオードアレイ、８・・・開口部の１った部分、
９・・・信号処理回路。 第ｚ図 晃３０ 第４図 系５０ 露光Ｉ ｙＡ６１２１ 篤７図累８図 手続補正書ζ、自発） 事件の表示 昭和 ６１年特許願第 １０８４０７ 号補正をする
者 １１町の１耶 特許出願人 名 ドｉ： （５１０１株式会１１． 日
立 製 作 所補正）対象 明細書の発明
の詳細な説明の欄及び図面（第６図）。 補正の内容 １、 明細書の発明の詳細な説明の欄を下記の通り補正
する。 （１）明細書第４ページ第２０行の「Δ＝θγ／ ２
ｔａｎα」を［Δ−＝ ｒ −ｔａｎ（′／２） ／ｌ
ａｎ （α十Ｂ ）Ｊと訂正する。 θ （２）明細書第８ページ第１０行の［−ｒ、、１２ｔａ
ｎα ハ ２ 図面の第６図を別紙の通り補正する。 以上
視図、第２図は第１図の円板のスリット部の一実施例を
示す拡大図、第６図は第１図の受光部の７オトタイオー
ドアレイの一実施例を示す平面図、第４図は第１図の受
光部の出力波形図、第５図は第３図のフォトダイオード
アレイの露光室と出力電荷との間の関係線図、果６図は
第１図のシャフトがねじれた場合のスリット部の一実施
例を示す拡大図、第７図はシャフトのねじれ角が零のと
きとθのときの受光部の出力波形の関係を示した線図、
第８図は従来のねじれ角検出装置の構成説明図である。 １・・・ンヤフト、２・・・基準円板、６・・・検出円
板、４、４’、 ４ａ 、 ４ａ’ 、 ４ａ“・・・
スリット、５・・・光源、６・・・受光部、７・・・フ
ォトダイオードアレイ、８・・・開口部の１った部分、
９・・・信号処理回路。 第ｚ図 晃３０ 第４図 系５０ 露光Ｉ ｙＡ６１２１ 篤７図累８図 手続補正書ζ、自発） 事件の表示 昭和 ６１年特許願第 １０８４０７ 号補正をする
者 １１町の１耶 特許出願人 名 ドｉ： （５１０１株式会１１． 日
立 製 作 所補正）対象 明細書の発明
の詳細な説明の欄及び図面（第６図）。 補正の内容 １、 明細書の発明の詳細な説明の欄を下記の通り補正
する。 （１）明細書第４ページ第２０行の「Δ＝θγ／ ２
ｔａｎα」を［Δ−＝ ｒ −ｔａｎ（′／２） ／ｌ
ａｎ （α十Ｂ ）Ｊと訂正する。 θ （２）明細書第８ページ第１０行の［−ｒ、、１２ｔａ
ｎα ハ ２ 図面の第６図を別紙の通り補正する。 以上
Claims (1)
- １、中心線が互いに微小角だけ傾いた対向するスリット
を円周方向に等ピッチで形成したねじれ角を測定すべき
シャフト上に所定距離を隔てて相対するように固定した
一対の円板と、該一対の円板をはさんで半径方向に並べ
て設置した光源とフォトダイオードアレイからなる受光
部とを備え、該受光部からの信号を処理して前記一対の
円板の対向するスリットにより作られる開口部の重なり
部分の半径方向の位置ずれを測定することにより前記シ
ャフトのねじれ角を検出する構成としたことを特徴とす
るねじれ角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10840786A JPS62265511A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ねじれ角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10840786A JPS62265511A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ねじれ角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265511A true JPS62265511A (ja) | 1987-11-18 |
Family
ID=14483971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10840786A Pending JPS62265511A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ねじれ角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62265511A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4124700A1 (de) * | 1991-07-25 | 1993-01-28 | Schenck Ag Carl | Verfahren und anordnung zur messung von verformungen und/oder risslaengen an proben oder pruefkoerpern |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP10840786A patent/JPS62265511A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4124700A1 (de) * | 1991-07-25 | 1993-01-28 | Schenck Ag Carl | Verfahren und anordnung zur messung von verformungen und/oder risslaengen an proben oder pruefkoerpern |
| DE4124700C2 (de) * | 1991-07-25 | 1993-11-18 | Schenck Ag Carl | Vorrichtung zur Messung von Verformungen und/oder Rißlängen an Proben oder Prüfkörpern in Prüfmaschinen |
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