JPH06241831A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH06241831A JPH06241831A JP5493193A JP5493193A JPH06241831A JP H06241831 A JPH06241831 A JP H06241831A JP 5493193 A JP5493193 A JP 5493193A JP 5493193 A JP5493193 A JP 5493193A JP H06241831 A JPH06241831 A JP H06241831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- salient pole
- pole portions
- moving member
- winding
- male screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で精度よく移動部材の移動量を検
出することの可能な位置検出装置を実現すること。 【構成】 位置検出装置１の環状固定子２には４個の突
極部４、５、６、７が形成され、この内側には同軸状態
の回転部材３が配置されている。回転部材３の円形外周
面には雄ねじ部３ａが形成されており、これに対峙する
複数の突極部の先端面には同一ピッチの円周方向に延び
る溝４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂが形成されている。回転部
材３の回転に伴い、これらの間の磁気抵抗が正弦波状に
周期的に変動する。第１および第２の巻線１１、１２の
端子間電圧波形の位相に基づき、回転部材の回転位置を
算出できる。
出することの可能な位置検出装置を実現すること。 【構成】 位置検出装置１の環状固定子２には４個の突
極部４、５、６、７が形成され、この内側には同軸状態
の回転部材３が配置されている。回転部材３の円形外周
面には雄ねじ部３ａが形成されており、これに対峙する
複数の突極部の先端面には同一ピッチの円周方向に延び
る溝４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂが形成されている。回転部
材３の回転に伴い、これらの間の磁気抵抗が正弦波状に
周期的に変動する。第１および第２の巻線１１、１２の
端子間電圧波形の位相に基づき、回転部材の回転位置を
算出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリニアアクチュエータ等
によって移動される移動部材の移動量を検出するための
位置検出装置に関するものである。
によって移動される移動部材の移動量を検出するための
位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直線移動部材、回転部材などの移動量あ
るいは移動位置を検出するために、オプティカル・エン
コーダ、レゾルバ等の検出器が知られている。例えば、
レゾルバは、固定子と回転子から成り、回転子を回転さ
せるとその回転角度位置を示す信号を出力してその角度
を検出するようになっている。これらの検出器は、工作
機械、ロボット等のサーボ制御機構における位置検出手
段として広く利用されている。
るいは移動位置を検出するために、オプティカル・エン
コーダ、レゾルバ等の検出器が知られている。例えば、
レゾルバは、固定子と回転子から成り、回転子を回転さ
せるとその回転角度位置を示す信号を出力してその角度
を検出するようになっている。これらの検出器は、工作
機械、ロボット等のサーボ制御機構における位置検出手
段として広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年においては、高精
度の位置決めが、工作機械、ロボット等において要求さ
れている。したがって、そのためには位置検出器の分解
能も高める必要がある。検出器の分解能を高めるために
は、その構造が複雑になり、それに伴ってコストも増大
する。
度の位置決めが、工作機械、ロボット等において要求さ
れている。したがって、そのためには位置検出器の分解
能も高める必要がある。検出器の分解能を高めるために
は、その構造が複雑になり、それに伴ってコストも増大
する。
【０００４】したがって、本発明の課題は、簡単な構成
で精度よく移動部材の移動量を検出することの可能な位
置検出装置を実現することにある。
で精度よく移動部材の移動量を検出することの可能な位
置検出装置を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の位置検出装置は、内周面に半径方向の内
側に向けて突出した複数の突極部が形成された環状部材
と、前記突極部に巻かれた励磁巻線と、この励磁巻線に
励磁電圧を印加する励磁電圧印加手段と、円形外周面を
備え、前記環状部材の内部に同心状態に配置された移動
部材と、この移動部材の円形外周面に形成された雄ねじ
部と、この雄ねじ部に対峙している前記各突極部の先端
面において前記雄ねじ部と同一のピッチで形成された円
周方向に延びる複数の溝と、前記移動部材の移動に伴い
前記突極に発生する誘導電圧を取り出すために、これら
の突極に巻き付けた誘導電圧出力用の巻線とを有し、こ
の巻線の出力に基づき、前記移動部材の移動量を検出す
るようになっていることを特徴としている。
めに、本発明の位置検出装置は、内周面に半径方向の内
側に向けて突出した複数の突極部が形成された環状部材
と、前記突極部に巻かれた励磁巻線と、この励磁巻線に
励磁電圧を印加する励磁電圧印加手段と、円形外周面を
備え、前記環状部材の内部に同心状態に配置された移動
部材と、この移動部材の円形外周面に形成された雄ねじ
部と、この雄ねじ部に対峙している前記各突極部の先端
面において前記雄ねじ部と同一のピッチで形成された円
周方向に延びる複数の溝と、前記移動部材の移動に伴い
前記突極に発生する誘導電圧を取り出すために、これら
の突極に巻き付けた誘導電圧出力用の巻線とを有し、こ
の巻線の出力に基づき、前記移動部材の移動量を検出す
るようになっていることを特徴としている。
【０００６】ここに、移動部材としては、その軸線方向
に直線運動運動する直線移動部材でもよいし、あるい
は、軸線の回りに回転運動する回転部材でもよい。また
は、回転しながら直線運動する部材であってもよい。
に直線運動運動する直線移動部材でもよいし、あるい
は、軸線の回りに回転運動する回転部材でもよい。また
は、回転しながら直線運動する部材であってもよい。
【０００７】例えば、環状部材に９０度間隔で４個の突
極部を形成し、これらのうちの直径方向に対峙する一対
の突極に誘導電圧出力用の第１の巻線を巻き、他方の対
の突極部に第２の巻線を巻く。移動部材が直線移動ある
いは回転運動すると、環状部材の突極部の複数の溝に対
して、移動部材の外周の雄ねじ部が相対的に移動する。
この結果、双方の部材の間の磁気抵抗（リラクタンス）
が正弦波形状、および余弦波形状に変動する。このため
に、第１および第２の巻線の端子間に現れる誘導電圧波
形も同様に変動する。よって、これらの巻線端子から得
られる信号波形に基づき、移動部材の移動位置あるいは
移動量を検出することができる。
極部を形成し、これらのうちの直径方向に対峙する一対
の突極に誘導電圧出力用の第１の巻線を巻き、他方の対
の突極部に第２の巻線を巻く。移動部材が直線移動ある
いは回転運動すると、環状部材の突極部の複数の溝に対
して、移動部材の外周の雄ねじ部が相対的に移動する。
この結果、双方の部材の間の磁気抵抗（リラクタンス）
が正弦波形状、および余弦波形状に変動する。このため
に、第１および第２の巻線の端子間に現れる誘導電圧波
形も同様に変動する。よって、これらの巻線端子から得
られる信号波形に基づき、移動部材の移動位置あるいは
移動量を検出することができる。
【０００８】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
【０００９】図１には本発明の一実施例である位置検出
器の構成を示してある。本例の位置検出器１は、環状を
した固定子（環状部材）２と、この内側を同軸状態に貫
通している回転部材（移動部材）３を有している。固定
子２の内周面には、９０度間隔で４個の突極部４、５、
６、７が半径方向の内側に向けて突出している。これら
の突極部の先端面は同一円周面上に位置している。これ
らの突極部４、５、６、７には、励磁巻線８が直列に巻
かれており、この励磁巻線８には、励磁電圧源９が接続
され、励磁周波数ωｔの励磁電圧が印加される。また、
突極部のうち、直径方向に位置する一対の突極部４、６
には、誘導電流出力用の第１の巻線１１が直列に巻かれ
ている。同様に、他方の対の突極部５、７にも、誘導電
流出力用の第２の巻線１２が直列に巻かれている。
器の構成を示してある。本例の位置検出器１は、環状を
した固定子（環状部材）２と、この内側を同軸状態に貫
通している回転部材（移動部材）３を有している。固定
子２の内周面には、９０度間隔で４個の突極部４、５、
６、７が半径方向の内側に向けて突出している。これら
の突極部の先端面は同一円周面上に位置している。これ
らの突極部４、５、６、７には、励磁巻線８が直列に巻
かれており、この励磁巻線８には、励磁電圧源９が接続
され、励磁周波数ωｔの励磁電圧が印加される。また、
突極部のうち、直径方向に位置する一対の突極部４、６
には、誘導電流出力用の第１の巻線１１が直列に巻かれ
ている。同様に、他方の対の突極部５、７にも、誘導電
流出力用の第２の巻線１２が直列に巻かれている。
【００１０】これに対して、回転部材３は突極部の先端
面が位置する円周面よりも小径の円形外周面を備えてい
る。この回転部材３は、回転位置の検出対象である被駆
動部材（図示せず）と一体回転するように、この被駆動
部材に連結されている。
面が位置する円周面よりも小径の円形外周面を備えてい
る。この回転部材３は、回転位置の検出対象である被駆
動部材（図示せず）と一体回転するように、この被駆動
部材に連結されている。
【００１１】ここに、図２および図３に示すように、こ
の回転部材３の外周面には、軸線方向の所定の範囲に渡
って一定のピッチの三角形断面または台形断面の雄ねじ
部３ａが形成されている。この雄ねじ部３ａに対峙して
いる各突極部の先端面には、ねじ部３ａと同一断面形状
をした円周方向に延びる（ねじれ角が零の）溝４ａ、５
ａ、６ａ、７ａが全幅に渡って形成されている。これら
の溝は、雄ねじ部３ａのねじのピッチと同一とされてい
る。
の回転部材３の外周面には、軸線方向の所定の範囲に渡
って一定のピッチの三角形断面または台形断面の雄ねじ
部３ａが形成されている。この雄ねじ部３ａに対峙して
いる各突極部の先端面には、ねじ部３ａと同一断面形状
をした円周方向に延びる（ねじれ角が零の）溝４ａ、５
ａ、６ａ、７ａが全幅に渡って形成されている。これら
の溝は、雄ねじ部３ａのねじのピッチと同一とされてい
る。
【００１２】この構成の位置検出装置１において、回転
部材３が回転すると、それに伴って、回転部材３と各突
極部４、５、６、７の間の磁気抵抗（リラクタンス）が
変化する。すなわち、回転部材３の或る回転位置におけ
る一対の突極部４、６と、回転部材３の間の隙間の状態
は図２に示すようになる。また、この時の他方の対の突
極部５、７と、回転部材３の間の隙間の状態は図３に示
すようになる。図２に示すように、突極部４と回転部材
の外周面に形成した溝３ｂとは、それらの峰の部分が対
峙した状態にある。このために、これらの間の磁気抵抗
は小さい。これに対して、図３に示すように、突極部６
と溝３ｂとは、一方の峰が他方の谷に略対峙した状態あ
り、このために、これらの間の磁気抵抗は大きい。回転
部材３が回転すると、回転部材３と突極部の間の隙間が
周期的に変動して、これらの間の磁気抵抗が正弦波状に
変動する。
部材３が回転すると、それに伴って、回転部材３と各突
極部４、５、６、７の間の磁気抵抗（リラクタンス）が
変化する。すなわち、回転部材３の或る回転位置におけ
る一対の突極部４、６と、回転部材３の間の隙間の状態
は図２に示すようになる。また、この時の他方の対の突
極部５、７と、回転部材３の間の隙間の状態は図３に示
すようになる。図２に示すように、突極部４と回転部材
の外周面に形成した溝３ｂとは、それらの峰の部分が対
峙した状態にある。このために、これらの間の磁気抵抗
は小さい。これに対して、図３に示すように、突極部６
と溝３ｂとは、一方の峰が他方の谷に略対峙した状態あ
り、このために、これらの間の磁気抵抗は大きい。回転
部材３が回転すると、回転部材３と突極部の間の隙間が
周期的に変動して、これらの間の磁気抵抗が正弦波状に
変動する。
【００１３】この結果、第１の巻線１１の端子間電圧Ｅ
（１−３）は、回転部材３の回転角をΘとすると、ｓｉ
ｎωｔ・ｃｏｓΘｔで規定される波形となる。これを図
４に示してある。また、第２の巻線１２の端子間電圧Ｅ
（２−４）は、ｃｏｓωｔ・ｓｉｎΘで規定される波形
となる。これを図５に示してある。
（１−３）は、回転部材３の回転角をΘとすると、ｓｉ
ｎωｔ・ｃｏｓΘｔで規定される波形となる。これを図
４に示してある。また、第２の巻線１２の端子間電圧Ｅ
（２−４）は、ｃｏｓωｔ・ｓｉｎΘで規定される波形
となる。これを図５に示してある。
【００１４】ここに、双方の端子間電圧を合成して得ら
れる信号波形の位相は、励磁電流の信号波形に対して、
回転部材３の回転角に応じた位相差のものとなる。よっ
て、この位相差に基づき、回転部材３の回転角を算出す
ることができる。
れる信号波形の位相は、励磁電流の信号波形に対して、
回転部材３の回転角に応じた位相差のものとなる。よっ
て、この位相差に基づき、回転部材３の回転角を算出す
ることができる。
【００１５】なお、本例では移動部材が回転部材３であ
る場合を説明したが、移動部材が直線運動する部材の場
合には、その移動量あるいは移動位置の検出を行うこと
ができる。また、本例では突極部を４個配置している
が、異なる個数の突極部を配置してもよい。
る場合を説明したが、移動部材が直線運動する部材の場
合には、その移動量あるいは移動位置の検出を行うこと
ができる。また、本例では突極部を４個配置している
が、異なる個数の突極部を配置してもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置検出
装置は、移動部材の円形外周面に雄ねじ部を形成し、こ
れに対峙する複数の突極部の先端面には同一ピッチの溝
を形成し、移動部材の移動に伴い、これらの間の磁気抵
抗が正弦波状に周期的に変動するようになっている。し
たがって、本発明によれば、この磁気抵抗に変動に基づ
き発生する誘導電圧波形に基づき、移動部材の移動位置
を検出することができる。
装置は、移動部材の円形外周面に雄ねじ部を形成し、こ
れに対峙する複数の突極部の先端面には同一ピッチの溝
を形成し、移動部材の移動に伴い、これらの間の磁気抵
抗が正弦波状に周期的に変動するようになっている。し
たがって、本発明によれば、この磁気抵抗に変動に基づ
き発生する誘導電圧波形に基づき、移動部材の移動位置
を検出することができる。
【図１】本発明の一実施例の位置検出装置の構成図であ
る。
る。
【図２】図１の検出装置のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分
の断面図である。
の断面図である。
【図３】図１の検出装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した
部分の断面図である。
部分の断面図である。
【図４】図１の検出装置の第１の巻線の端子間電圧波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図５】図１の検出装置の第２の巻線の端子間電圧波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
１・・・位置検出装置 ２・・・固定子（環状部材） ３・・・回転部材（移動部材） ３ａ・・・雄ねじ部 ４、５、６、７・・・突極部 ４ａ、５ａ、６ａ、７ａ・・・突極部の先端面 ４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ・・・溝 ８・・・励磁巻線 ９・・・励磁電流源 １１、１２・・・巻線
Claims (3)
- 【請求項１】 内周面に半径方向の内側に向けて突出し
た複数の突極部が形成された環状部材と、前記突極部に
巻かれた励磁巻線と、この励磁巻線に励磁電圧を印加す
る励磁電圧印加手段と、円形外周面を備え、前記環状部
材の内部に同心状態に配置された移動部材と、この移動
部材の円形外周面に形成された雄ねじ部と、この雄ねじ
部に対峙している前記各突極部の先端面において前記雄
ねじ部と同一のピッチで形成された円周方向に延びる複
数の溝と、前記移動部材の移動に伴い前記突極に発生す
る誘導電圧を取り出すために、これらの突極に巻き付け
た誘導電圧出力用の巻線とを有し、この巻線の出力に基
づき、前記移動部材の移動量を検出するようになってい
ることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記移動部材は、そ
の軸線方向の直線運動および軸線の回りの回転運動のう
ちの少なくとも一方の運動形態で運動することを特徴と
する位置検出装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記突極部
は、等角度間隔で形成された４個の突極部であり、前記
誘導電圧出力用の巻線は、直径方向に対峙する一方の対
の突極部に巻かれた第１の巻線と、他方の対の突極部に
巻かれた第２の巻線であり、これらの双方の巻線に発生
する誘導電圧出力波形の位相に基づき、前記移動部材の
移動量を検出するようになっていることを特徴とする位
置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5493193A JPH06241831A (ja) | 1993-02-20 | 1993-02-20 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5493193A JPH06241831A (ja) | 1993-02-20 | 1993-02-20 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241831A true JPH06241831A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12984378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5493193A Pending JPH06241831A (ja) | 1993-02-20 | 1993-02-20 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001042743A1 (fr) * | 1999-12-07 | 2001-06-14 | Sumtak Corporation | Detecteur d'angle de type a reluctance variable |
-
1993
- 1993-02-20 JP JP5493193A patent/JPH06241831A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001042743A1 (fr) * | 1999-12-07 | 2001-06-14 | Sumtak Corporation | Detecteur d'angle de type a reluctance variable |
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