JPH0257651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学式レゾルバに関し、特に、４個
のスリツトと、偏心した輪状パターンとの重合及
び非重合の連続変化を利用して、各受光素子から
レゾルバ信号を得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたレゾルバとしては、一般
に、磁気鉄心内に、２個の回転子巻線と、２個の
固定子巻線を組合わせた電磁形の構成で、４線式
角度伝達要素として、角度伝達のみでなく移送器
パルス制御等に用いられていると共に、その出力
電圧はsinθ及びcosθに比例したレゾルバ信号とし
て得られている。

しかしながら、前述の従来構成のレゾルバの場
合、コア及び巻線を組合わせた構成であるため、
構造が極めて複雑で且つコストを下げることが極
めて困難であつた。

また、従来構成では、その構造を小形・軽量化
することが困難であつた。

本発明は、以上のような課題を解決するために
なされたもので、特に、回転軸に設けられた回転
円板と、前記回転円板に形成され前記回転軸の中
心Ｓより偏心量δだけ偏心すると共に第１半径
（ｒ＋2δ）を有する輪状パターンと、前記回転円
板の近接位置に独立して設けられた固定円板と、
前記固定円板に設けられ前記回転軸の中心Ｓを中
心として形成されると共に前記第１半径（ｒ＋
2δ）よりも径大の第２半径（ｒ＋δ＋2δ）に外端
を接して90゜ごとに設けられた４個のスリツトと、
前記各円板を挟み前記各スリツトに対応して設け
られた発光素子及び受光素子と、互いに180゜ずれ
た位置に設けられた前記各受光素子に各々接続さ
れた一対の差動増巾器とを備え、前記輪状パター
ンの半径方向の巾は前記偏心量δの２倍であり、
前記回転円板を回転した場合、前記輪状パターン
と各スリツトとは、重合状態から非重合状態に連
続して変化し、前記発光素子から受光素子に与え
られる光量変化に基づいてレゾルバ信号を得るよ
うにした構成である。

以下、図面と共に本発明による光学式レゾルバ
の好適な実施例について説明する。

まず、第１図において符号１で示されるもの
は、回転軸１ｄに設けられた回転円板であり、こ
の回転円板１の中心Ｓは、回転軸１ｄの中心Ｓと
一致している。

前記回転円板１には、前記中心Ｓとは偏心量δ
だけ偏心した中心Ｐを中心とする輪状の透明又は
非透明（反射形）の輪状パターン１ａが形成さ
れ、この輪状パターン１ａは、内径ｒの外側に半
径方向の幅2δ（前記偏心量δの２倍）を有する第
１半径（ｒ＋2δ）を有している。

前記回転円板１に近接する下段位置には、前記
回転円板１と同径で且つ前記回転軸１ｄと同軸状
の固定円板２が設けられており、この固定円板２
の中心に形成された貫通孔２Ａには、前記回転軸
１ｄが貫通して設けれている。

前記固定円板２には、前記回転軸１ｄの中心か
らＲ＝ｒ＋δ（ｒは前記内径ｒ、δは前記偏心量）
の位置に内端２Ｃを有し、半径方向に幅2δ（δは
前記偏心量）の長手形状のスリツト２ａ，２ｂ，
２a′，２b′が、90゜ごとに設けられ、各スリツト２
ａ〜２b′の外端２Ｂは、第２半径（ｒ＋δ＋2δ）
の位置に接している。

従つて、前記各スリツト２ａ，２ｂ，２a′，２
b′の外端２Ｂすわち前記第２半径（ｒ＋δ＋2δ）
は、前記輪状パターン１ａの第１半径（ｒ＋2δ）
よりもδ分だけ大であるように構成されている。

前記各スリツト２ａ，２ｂ，２a′，２b′に対応
する位置には、第１図及び第３図に示すように、
発光素子３ａ，３a′及び３ｂ，３b′が各円板１，
２を挟む状態で互いに180゜ずれて対向して設けら
れており、各発光素子３ａ，３a′及び３ｂ，３
b′の光りは、輪状パターン１ａ及びスリツト２
ａ，２ｂ，２a′，２b′を通過して、各受光素子４
ａ，４a′及び４ｂ，４b′に受光するように構成さ
れている。

第２図は本発明の原理説明用計算図で５は回転
円板１の回転中心Ｓ（固定円板２の軸心０）を中
心とした輪状パターン１ａの中心Ｐの軌跡であ
り、回転円板１の透明部分つまり輪状パターン１
ａと固定円板２のスリツト２ａとが重なり合う距
離をＸとし、輪状パターン１ａの第２半径（ｒ＋
δ＋2δ）に位置する点を１a′とすると、この点１
a′より軌跡５に接する点P′をとると、点１a′と
P′の距離はｒ＋2δとなる。

従つて、 今ｒ≫δのときｒ／δ≫１であるから式(2)で 式(3)を式(2)に代入して Ｘ＝δ（１＋cosθ） ………(4) 従つて受光素子４ａの出力電圧Ｖ４ａは V4a＝αδ（１＋cosθ） ………(5) 但しαは比例定数である。

同様にして受光素子４ａと90゜の位置にある受
光素子４ｂの出力電圧Ｖ４ｂは V4a＝βδ（１＋sinθ） ………(6) 尚βは比例定数である。

また固定円板２のスリツト２ａと180゜の位置に
あるスリツト２a′に位置する受光素子４a′の出力
電圧Ｖ４a′は V4a′＝α′δ（１−cosθ） ………(7) ここにα′は比例定数である。

又固定円板１のスリツト２ｂと180゜の位置にあ
るスリツト２b′に位置する受光素子４b′の出力電
圧Ｖ４b′は V4b′＝β′δ（１−sinθ） ………(8) ここにβ′は比例定数である。

次に第３図は本発明実施例に係る電子回路結線
図で、先に述べた180゜位置にある発光素子３ａと
３a′，３ｂと３b′を直列接続して入力Ａ，Ｂを
夫々与えるものとする。これ等発光素子３ａ，３
a′，３ｂ，３b′の光りは受光素子４ａ，４a′，４
ｂ，４b′に与えられ受光素子４ａ，４a′，４ｂ，
４b′で変換された電気信号は差動増巾型演算増巾
器つまり差動増巾器６ａ，６ｂの−、＋入力端子
に夫々与えられる。尚各受光素子は並列に可変抵
抗R₁，R₂，R₃，R₄が接続される。従つて差動増
巾器６ａ，６ｂにＶ４ａとＶ４a′，Ｖ４ｂとＶ４
b′を与えることにより増巾された出力電圧V_A，
V_Bは V_A＝V4a−V4a′＝δ（α−α′）＋δ（α ＋α′）cosθ ………(9) V_B＝V4b−V4b′＝δ（β−β′）＋δ（β ＋β′）sinθ ………(10) となり、可変抵抗R₁〜R₄を調整することにより、 α＝α′＝β＝β′ ………(11) とすることができる。このとき V_A＝2αδcosθ ………(12) V_B＝2αδsinθ ………（13） つまりsinθ、cosθに比例した信号が得られレゾ
ルバの出力電圧として用いうるのである。

本発明によれば、機械的な構成が簡単且つパタ
ーンの形状も簡単であるため、製作が容易であ
り、低価格で且つ小形化された信頼性の高い光学
式レゾルバを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは夫々回転円板１、固定円板２の
正面図、第１図ｃはこれ等回転円板１と固定円板
２に発光素子、受光素子を配置した側断面図、第
２図は本発明の原理説明用構成図、第３図は本発
明の一実施例を示す回路図である。 図で１は回転円板、１ａは輪状パターン、２は
固定円板、３ａ，３a′，３ｂ，３b′は発光素子、
４ａ，４a′，４ｂ，４b′は受光素子、６ａ，６ｂ
は差動増巾器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸１ｄに設けられた回転円板１と、前記
   回転円板１に形成され前記回転軸１ｄの中心Ｓよ
   り偏心量δだけ偏心すると共に第１半径（ｒ＋
   2δ）を有する輪状パターン１ａと、前記回転円板
   １の近接位置に独立して設けられた固定円板２
   と、前記固定円板２に設けられ前記回転軸１ｄの
   中心Ｓを中心として形成されると共に前記第１半
   径（ｒ＋2δ）よりも径大の第２半径（ｒ＋δ＋
   2δ）に外端２Ｂを接して90゜ごとに設けられた４
   個のスリツト２ａ，２a′，２ｂ，２b′と、前記各
   円板１，２を挟み前記各スリツト２ａ，２a′，２
   ｂ，２b′に各々対応して設けられた発光素子３
   ａ，３a′及び３ｂ，３b′及び受光素子４ａ，４
   a′及び４ｂ，４b′と、互いに180゜ずれた位置に設
   けられた前記各受光素子４ａ，４a′及び４ｂ，４
   b′に各々接続された一対の差動増巾器６ａ，６ｂ
   とを備え、 前記輪状パターン１ａの半径方向の巾は前記偏
   心量δの２倍であり、前記回転円板１を回転した
   場合、前記輪状パターン１ａと各スリツト２ａ，
   ２a′，２ｂ，２b′とは、重合状態から非重合状態
   に連続して変化し、前記発光素子３ａ，３a′から
   受光素子４ａ，４a′に与えられる光量変化に基づ
   いてレゾルバ信号を得るようにしたことを特徴と
   する光学式レゾルバ。