JPH0843128A

JPH0843128A - 回転角検出装置

Info

Publication number: JPH0843128A
Application number: JP19597494A
Authority: JP
Inventors: Keiji Oyabu; 恵司大薮
Original assignee: LINE SEIKI KK
Current assignee: LINE SEIKI KK
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2782039B2

Abstract

(57)【要約】【目的】交番２進数による回転角の検出を行う。【構成】主軸４に駆動歯車９と従動歯車８とビット検
出端１１を有する複数個の符号部材５を並列し、副軸１
８には駆動歯車９と従動歯車８に噛合するピニオン歯車
２０を配置し、駆動歯車９とピニオン歯車２０の少なく
とも一方の歯車を無歯構造とすることにより、入力軸３
の回転を順次に間欠的に符号部材５に伝達し、符号部材
５と一体的に回転するビット検出端１１の回転位置を光
電センサ１４によって検知し、交番２進数のデジタル出
力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種機械の回転角位置
の絶対値を、主として機械的手段によりデジタル的に検
出する回転角検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転角位置の絶対値をデジタル的
に検出する装置には、エンコード板を用いた光学式方
法、磁力を利用した磁気式方法等の種々の方法が知られ
ている。また、絶対位置を検出する方法としては、回転
移動量を積算することにより求める積算方式と、回転角
位置そのものを検出する絶対位置検出方式とが知られて
いる。なお、簡単な構造で回転角位置を交番２進数によ
るデジタル的に検出する装置は殆ど提案されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】積算方式により絶対位
置を検出する方法においては、原点からの回転移動量を
積算する必要があるため、測定の開始時点においては一
度原点に復帰し、そこから測定を始める手間が生ずる。
また、回転移動量を誤検出した場合には、その誤差も積
算されてしまうという問題がある。

【０００４】絶対位置検出方式においては、原点への復
帰を必要としないが、一般的にその構造は複雑で高価で
あり、装置を小型化するためには、微細な構造や加工が
必要であるという問題点がある。分解能を高度化する場
合においては、ますますこの問題点が顕著になり、装置
を実用的な大きさ及び費用で構成することは困難であ
る。

【０００５】また、従来の絶対位置検出方式の回転角検
出装置においては、任意の回転角位置において、検出開
始時の出力を所望の値に設定したり、又は零とする所謂
リセットはその構造から困難である。更に、回転角検出
装置を機械に取り付ける際には、予め設定点又は零点を
定め固定的に使用するか、外部に電気演算回路を別途用
意して、疑似的に設定又はリセットを行う方法が採られ
ている。

【０００６】本発明の目的は、実用的な大きさ及び構造
で、交番２進数により高い分解能が得られる絶対位置検
出方式の回転角検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る回転角検出装置は、駆動歯車と従動歯車
を有する複数個の符号部材を主軸に並列し、前記符号部
材の従動歯車を隣接する前記符号部材の前記駆動歯車に
対し、前記主軸と平行に設けた副軸に配置したピニオン
歯車を介して噛合し、外部から機械的に入力される回転
角が前記符号部材の回転として順次に上位の前記符号部
材に伝達されるようにし、前記駆動歯車又は前記ピニオ
ン歯車の少なくとも一方の歯車の適所を欠歯歯車とする
ことにより隣接する上位の前記符号部材をその従動歯車
を介して間欠的に回転させ、前記各符号部材にはその回
転角に応じて１ビット信号を表す検出端を設けると共
に、該検出端の回転位置を検出するセンサを設け、外部
から入力される前記回転角を前記検出端の回転位置を基
に交番２進数のデジタル信号として出力する機構を有す
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上述の構成を有する回転角検出装置は、複数個
の符号部材を主軸に並列し、外部から入力される回転角
を前記符号部材に伝達し、順次に上位の符号部材を間欠
的に回転させ、符号部材の検出端とセンサとによって、
前記回転角を符号部材の回転位置を基に、交番２進数で
デシタル的に検出する。

【０００９】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の構成図であり、金属板から
成るフレーム１の片側の側板１ａには回転角伝達用歯車
２が設けられ、この回転角伝達用歯車２にはフレーム１
の外側から検出すべき回転角を伝達する入力軸３が連結
されている。また、フレーム１の他側の側板１ｂと回転
角伝達用歯車２間には主軸４が支えられて、入力軸３と
同軸に軸支されており、この主軸４には４個の符号部材
５ａ〜５ｄが並列に挿通されている。これらの符号部材
５ａ〜５ｄにおいては、図２に示すように主軸４を挿通
する貫通孔６を有する円筒部７の片側に、従動歯車８と
駆動歯車９とが一体となった歯車部１０が設けられ、円
筒部７の中央部にはカム状のビット検出端１１がそれぞ
れ取り付けられている。

【００１０】最終段の符号部材５ｄ以外の符号部材５ａ
〜５ｃに設けられたビット検出端１１は、図３に示すよ
うに１８０度の遮光部１２と、１８０度の切欠部１３と
から構成され、最終段の符号部材５ｄには、図４に示す
ように９０度の遮光部１２と９０度の切欠部１３とが交
互に２個ずつ形成されている。また、これらのビット検
出端１１に近接して光電センサ１４が配置されており、
この光電センサ１４はビット検出端１１の遮光部１２及
び切欠部１３に対応して、「０」及び「１」の１ビット
信号をそれぞれ出力するようにされている。

【００１１】また、従動歯車８は例えば図５に示すよう
に歯数が１６個の全歯歯車とされ、駆動歯車９は図６に
示すように９０度間隔に歯数が４個ずつ形成された欠歯
歯車とされており、この欠歯歯車の山部１５ａ〜１５ｄ
は歯車部１０の駆動歯車９の側面１６から突出して形成
されている。更に、駆動歯車９の山部１５ａ、１５ｂ間
及び山部１５ｃ、１５ｄ間の谷部１７ａ、１７ｂは歯車
部１０の駆動歯車側面１６よりも低くされ、山部１５
ｂ、１５ｃ間の谷部１７ｃは駆動歯車９の側面１６と同
じ高さとされている。

【００１２】一方、主軸４と平行に副軸１８がフレーム
１の両側の側板１ａ、１ｂに軸支され、この副軸１８に
は、回転角伝達用歯車２の回転を符号部材５ａに伝達す
る連結歯車１９と、符号部材５間の回転を伝達する３個
のピニオン歯車２０が挿通されている。図７はこのピニ
オン歯車２０の斜視図であり、ピニオン歯車２０には副
軸１８を挿通する貫通孔２１が形成され、その外周には
軸方向に長い山部２２と、軸方向に短い山部２３が交互
に形成されている。

【００１３】このピニオン歯車２０の山部２２、２３は
図８に示すように符号部材５の駆動歯車９に噛合され、
この状態では山部２３は駆動歯車９の無歯部上に配置さ
れ、長い山部２２の歯面は歯車部１０の外周面と接して
いる。ここで、歯車部１０が矢印方向に１／４左回転す
ると、この歯面と歯車部１０の外周面とが接しているた
めに、ピニオン歯車２０の回転は規制され、歯車部１０
の回転がピニオン歯車２０に伝達されることはない。更
に、歯車部１０が矢印方向に１／４左回転し、駆動歯車
９の山部１５ａとピニオン歯車２０の短い山部２３とが
係合すると、長い山部２２が駆動歯車９の谷部１７ａに
噛合されて、歯車部１０の回転はピニオン歯車２０に伝
達されるように構成されている。

【００１４】このような構成において、外部からの機械
的な回転駆動による測定すべき回転角が入力軸３に伝達
されると、その回転は回転角伝達用歯車２から連結歯車
１９を介して符号部材５ａに伝達され、更にピニオン歯
車２０を介して上位の符号部材５を間欠的に回転させる
ことで、この回転は順次に上位の符号部材５に伝達され
る。

【００１５】図９はこの第１の実施例の機構により交番
２進数を出力する説明図であり、符号部材５は模式的に
ビット検出端１１の遮光部１２を黒色、切欠部１３を白
色の円形で表し、その周辺の太線部は駆動歯車９の歯部
を表すものとする。隣接する符号部材５間にはピニオン
歯車２０が介在されている状態を示している。

【００１６】入力軸３の回転角が初期状態にある場合に
おいては、図９(a) に示すように符号部材５ａ〜５ｄの
検出端１１の出力部位は、４個の光電センサ１４に対し
全て「０」である切欠部１３が位置し、光電センサ１４
で得られる信号は００００となっている。ここで、入力
軸３が１／４左回転して符号部材５ａが図９(b) に示す
ような状態になると、符号部材５ａからの出力は「１」
となり、結果として信号は０００１となる。なお、この
ときの符号部材５ａの駆動歯車９は無歯部が回転したた
め、符号部材５ｂに回転が伝達されることはない。

【００１７】続いて、符号部材５ａが図９(c) に示すよ
うに更に１／４左回転すると、駆動歯車９の歯部により
符号部材５ｂに回転が伝達されて符号部材５ｂも１／４
左回転し、信号は００１１となる。次に、符号部材５ａ
が更に１／４左回転すると、符号部材５ａの駆動歯車９
は無歯部であるため、符号部材５ｂには回転は伝達され
ず、図９(d) に示すような状態となり信号は００１０と
なる。このようにして、順次に符号部材５ａ〜５ｄが間
欠的に回転を続け、図９(e) 、(f) 、(g) と順次に変化
し、最終的に図９(p) に示すように信号が１０００とな
るまで、００００〜１０００のグレイコード式の交番２
進数が順次に得られる。更に、図９(p)の状態から符号
部材５ａを１／４左回転させると、符号部材５ｂ〜５ｄ
は全て１／４左回転し、図９(a) に示すような初期状態
に戻り動作が一順する。

【００１８】このようにして、実施例においては４個の
符号部材５の回転位置が、４個の光電センサ１４により
４ビットの交番２進数信号として得られる。なお、符号
部材５において、「０」、「１」の符号を視認できるよ
うにしておけば、目視によっても回転角を交番２進数で
読み取ることができる。

【００１９】図１０は第２の実施例の説明図であり、符
号部材５と同様にビット検出端を有する４個の符号部材
３１ａ〜３１ｄが、ピニオン歯車２０により相互に噛合
されており、図９と同様に符号部材３１は模式的にビッ
ト検出端の遮光部３３を黒色、切欠部３４を白色の円形
で表し、その周辺の太線部は駆動歯車３５の歯部を表す
ものとする。

【００２０】符号部材３１ａ〜３１ｄのビット検出端は
全て１８０度の遮光部３３と１８０度の切欠部３４から
構成されているが、初期状態では図１０(a) に示すよう
に、符号部材３１ｄは他の符号部材３１ａ〜３１ｃから
１／４右回転した状態となっている。また、符号部材３
１ａ、３１ｂの駆動歯車３５は第１の実施例の符号部材
５ａ〜５ｃの駆動歯車９と同様に９０度間隔で歯数が４
個ずつ形成された欠歯歯車とされ、符号部材３１ｃの駆
動歯車３５は歯数が１６個の全歯歯車とされている。

【００２１】この第２の実施例においても、符号部材３
１ａを１／４ずつ左回転させると、図１０(a) 〜(p) に
示すように符号部材３１ａ〜３１ｄが間欠的に回転し、
第１の実施例と同様に００００〜１０００の交番２進数
が順次に得られる。更に、図１０(p) の状態から符号部
材３１ａを１／４左回転させると、符号部材３１ｂ〜３
１ｄは全て１／４左回転し、図１０(a) に示す状態に戻
り動作が一順する。

【００２２】なお、第１及び第２の実施例では、符号部
材５、３１を左廻り方向のみに回転させた場合を説明し
たが、符号部材５、３１を右廻り方向に回転させること
も可能であり、この場合には、図９、図１０で示す(p)
の状態から(a) の状態に逆方向に順次に変化する動作が
行われる。また、符号部材５、３１の駆動歯車９、３５
に無歯部を形成して間欠的駆動を行ったが、駆動歯車
９、３５を全歯歯車とし、ピニオン歯車２０の従動歯車
８と噛合する部分に無歯部を形成することで間欠的駆動
を行うこともできる。

【００２３】この場合は、ピニオン歯車２０の欠歯部の
谷部の適所を他の谷部よりも高く形成し、ピニオンは車
２０の外径とほぼ同等な外周面を形成し、同ピニオン歯
車２０と噛合する従動歯車８には、軸方向に長い歯の山
部と短い歯の山部を交互に形成する。従動歯車８とピニ
オン歯車２０の欠歯部との噛合においては、長い歯の山
部の波面がピニオン歯車２０の欠歯部の外周面に接面
し、従動歯車８の回転が規制される。

【００２４】図１１は第３の実施例の構成図であり、金
属板から成るフレーム４１の片側の側板４１ａには回転
角検出用歯車４２が設けられ、この回転角検出用歯車４
２にはフレーム４１の外側から検出すべき回転角を伝達
する入力軸４３が連結されている。また、フレーム４１
の他側の側板４１ｂと回転角検出用歯車４２間には主軸
４４が支えられ、この主軸４４が入力軸４３と同軸に軸
支されており、この主軸４４には２個の符号部材４５
ａ、４５ｂが並列に挿通されている。

【００２５】これらの符号部材４５ａ、４５ｂにおいて
は、主軸４４を挿通する貫通孔を有する円筒部４６の片
側に、従動歯車４７と駆動歯車４８が一体となった歯車
部４９が設けられ、円筒部４６の中央部にはカム状のビ
ット検出端５０がそれぞれ取り付けられている。符号部
材４５のビット検出端５０には、図１２の模式図に示す
ように１８０度の遮光部５１と１８０度の切欠部５２と
が形成されている。

【００２６】また、符号部材４５ａ、４５ｂの従動歯車
４７は歯数が１６個の全歯歯車とされ、符号部材４５ａ
の駆動歯車４８は１３５度だけ隔てて歯数が２個ずつの
歯部が２個所に形成された欠歯歯車とされ、符号部材４
５ｂの駆動歯車４８は９０度間隔で歯数が４個ずつの歯
部が２個所に形成された欠歯歯車とされている。更に、
ビット検出端５０を覆うように光電センサ５３が配置さ
れており、この光電センサ５３がビット検出端５０の遮
光部５１、切欠部５２に対応して「０」、「１」の１ビ
ット信号をそれぞれ出力するようにされている。

【００２７】一方、主軸４４と平行に副軸５４がフレー
ム４１の両側の側板４１ａ、４１ｂに軸支され、この副
軸５４には、回転角検出用歯車４２の回転を符号部材４
５ａに伝達する連結歯車５５と、符号部材４５間の回転
を伝達する２個のピニオン歯車５６が挿通されている。
これらのピニオン歯車５６には、符号部材４５と同様に
１８０度の遮光部５７と１８０度の切欠部５８を有する
ビット検出端５９が一体的に回転するように固定され、
このビット検出端５９を覆うように、遮光部５７、切欠
部５８に対応して「０」、「１」の１ビット信号をそれ
ぞれ出力する光電センサ６０が配置されている。なお、
ピニオン歯車５６は共に歯数が８個の全歯歯車とされて
いる。

【００２８】このような構成において、外部からの機械
的な回転駆動による測定すべき回転角が入力軸４３に伝
達されると、その回転は回転角検出用歯車４２から連結
歯車５５を介して符号部材４５ａに伝達され、更にピニ
オン歯車５６を介して上位の符号部材４５ｂを間欠的に
回転させることで、この回転は上位のピニオン歯車５６
に伝達される。

【００２９】図１２はこの第３の実施例の機構により交
番２進数を出力する説明図であり、符号部材４５は模式
的にビット検出端５０の遮光部５１を黒色、切欠部５２
を白色の円形で表し、その周辺の太線部は駆動歯車４８
の歯部を表すものとする。また、符号部材４５に隣接す
るピニオン歯車５６も同様に、ビット検出端５９の遮光
部５７を黒色、切欠部５８を白色の円形で表すものとす
る。

【００３０】入力軸４３の回転角が初期状態にある場合
においては、図１２(a) に示すように符号部材４５ａ、
４５ｂのビット検出端５０及びピニオン歯車５６のビッ
ト検出端５９は、それぞれに設けられた合計４個の光電
センサ５３、６０に対し全て「０」である切欠部５２、
５８が位置するため、光電センサ５３、６０で得られる
信号は左から順に００００となっている。ここで、入力
軸４３が１／４左回転し符号部材４５ａが図１２(b) に
示すような状態になると、符号部材４５ａからの出力は
「１」となり、結果として信号は０００１となる。な
お、このとき符号部材４５ａの駆動歯車４８は無歯部が
回転したため、ピニオン歯車５６に回転が伝達されるこ
とはない。

【００３１】続いて、符号部材４５ａが図１２(c) に示
すように更に１／４左回転すると、駆動歯車４８の歯部
によりピニオン歯車５６は１／４右回転し、これに伴っ
て符号部材４５ｂは１／８左回転し、信号は００１１と
なる。次に、符号部材４５ａが更に１／４左回転する
と、符号部材４５ａの駆動歯車４８は無歯部であるた
め、ピニオン歯車５６には回転は伝達されず、図１２
(d) に示すような状態となり信号は００１０となる。こ
のようにして、順次に符号部材４５ａ、４５ｂ及びピニ
オン歯車５６が間欠的に回転を続け、図１２(e) 、(f)
、(g) と順次に変化し、図１２(p) に示すように信号
が１０００となるまで、００００〜１０００の交番２進
数が順次に得られる。更に、図１２(p) の状態から符号
部材４５ａを１／４左回転させると、ピニオン歯車５６
は１／４右回転し、符号部材４５ｂは１／８左回転し、
最終段のピニオン歯車５６は１／２右回転し、図１２
(a) に示すような初期状態に戻り、動作が一順する。

【００３２】この第３の実施例の場合では、符号部材４
５とピニオン歯車５６の双方のビット検出端５０、５９
から１ビット信号を得ることができるため、同一の軸寸
法において２倍の信号が得られ、同一寸法の装置におい
て２倍の分解能を実現することができる。

【００３３】なお、副軸５４に配置されるピニオン歯車
５６は、図７に示すようなピニオン歯車２０にビット検
出端を付加した形状であっても、或いは図２に示すよう
な符号部材５と同様の形状であっても、実装上配置可能
な形状であれば支障はない。

【００３４】この種の回転角検出装置において、任意の
入力軸３の回転角位置において出力を所定の値又は零に
復帰する所謂リセットが必要とされることがある。以下
の実施例では、リセット機構を備えた回転角検出装置に
ついて説明する。

【００３５】図１３は第４の実施例の断面図であり、図
１と同一の符号は同一の部材を示している。主軸４はフ
レーム１の側板１ｂに形成された軸孔に軸支され、副軸
１８は側板１ａ、１ｂに形成された縦長の長孔６１内を
上下に移動可能に軸支されており、この副軸１８はフレ
ーム１の下部に設けられた板ばね６２により上方向に付
勢されている。更に、第１の実施例と同様に主軸４には
符号部材５が並列に挿通され、副軸１８にはピニオン歯
車２０が並列に挿通されている。

【００３６】この実施例においても、回転角の検出は第
１の実施例と同様であり、符号部材５を図示しない手段
により強制的に回転させると、符号部材５はピニオン歯
車２０を下方に押圧し、図１４に示すように副軸１８と
主軸４との距離が拡大して、歯車部１０とピニオン歯車
２０との噛合が一時的に解離され、符号部材５を所望の
回転位置に合わせることができ、交番２進数の出力を所
望の値に設定することが可能となる。ここで、零に設定
すれば交番２進数の出力は零となり、リセットを容易に
行うことができる。

【００３７】図１５は第５の実施例の構成図であり、図
１、図１３と同一の符号は同一の部材を示している。第
４の実施例と同様に、副軸１８は長孔６１内を上下に移
動可能に軸支されて、板ばね６２により上方に付勢され
ている。主軸６３はフレーム１の側板１ｂを貫通し回転
可能に軸支され、この主軸６３には従動歯車８、駆動歯
車９、ビット検出端１１を有する符号部材６４ａ〜６４
ｄが並列されていると共に、その端部にはつまみ６５が
固定されており、リセット時にこのつまみ６５を外部か
ら回転させることで、主軸６３が回転するようにされて
いる。

【００３８】図１６は符号部材６４の歯車部６６の背面
図であり、歯車部６６の内部は中空とされている。主軸
６３にはＶ字溝６７が形成されており、主軸６３の周囲
にはスプリング部材６８が、その内側に形成されたＶ字
状突起６９をＶ字溝６７に係合させることで、主軸６３
と一体的に回転可能に設けられ、スプリング部材６８の
外側には、動径方向に対して弾性を有するアーム７０が
取り付けられている。一方、符号部材６４の内周面７１
には、アーム７０の先端部７２と係合し得る爪７３が形
成されている。

【００３９】本実施例においても、回転角を検出する際
の動作は、第１の実施例と同様である。リセット時にお
いては、つまみ６５を回転し、主軸６３を介してスプリ
ング部材６８を図１６の矢印方向に回転させると、主軸
６３の回転に伴ってアーム７０は符号部材６４の内周面
７１を摺動しながら回転する。なお、この時点では符号
部材６４とピニオン歯車２０は噛合されており、符号部
材６４が回転することはない。

【００４０】更に、つまみ６５を回転させると、図１７
に示すようにアーム７０の先端部３７が内周面７１の爪
７３に係合し摺動しない状態となり、主軸６３の回転力
がアーム７０を介して符号部材６４に伝達されると、符
号部材６４はピニオン歯車２０を押し下げ、第４の実施
例における図１４に示すように、副軸５と主軸６３との
距離が拡大し、歯車同志の噛合が一時的に解離され、符
号部材６４は強制的に回転する。主軸６３に並列された
種々の回転位置に移動した符号部材６４は、つまみ６５
を回転させることにより、同じ回転角位置に揃えられ、
交番２進数の出力を零としてリセット又は他の数値の設
定が可能となる。

【００４１】なお、入力軸３の回転により連結歯車１
９、ピニオン歯車２０を介して符号部材６４に回転力が
伝達される場合は、副軸１８は主軸６３から離れること
なく歯車部６６とピニオン歯車２０は噛合しながら回転
する。また、この場合にアーム７０の先端部７２と符号
部材６４の爪７３が係合する際には、符号部材６４の回
転に伴って主軸６３が回転する。

【００４２】図１８は第６の実施例の構成図、図１９は
リセット機構の作動説明図であり、図１と同じ符号は同
じ部材を示している。主軸４と平行して補助軸８１がフ
レーム１の両側の側板１ａ、１ｂで軸支されている。副
軸１８はこの補助軸８１を中心に回転可能に設けられた
可動部材８２に軸支され、主軸４と平行に設けられてお
り、副軸１８は図１９の一点鎖線で示すように下方に移
動可能となっている。更に、この副軸１８にはリセット
レバー８３が連結されており、このリセットレバー８３
の下方への押圧により、主軸４との平行を保持しなが
ら、主軸４との距離を拡大するようにされており、副軸
１８は常時板ばね８４により主軸４の方向に付勢されて
いる。

【００４３】一方、主軸４に挿通され従動歯車８、駆動
歯車９、ビット検出端１１を有する符号部材６４ａ〜６
４ｄには、ハート型の形状をしたハート型カム８６が一
体的に固定されており、このハート型カム８６を押圧し
得るように、可動部材８２の他端にはリセット爪８７が
形成されている。

【００４４】回転角検出動作については第１の実施例と
同様であるが、リセット時にリセットレバー８３を押し
下げると、リセットレバー８３に連結された副軸１８は
下方に移動し、主軸４との距離が拡大して歯車部６６と
ピニオン歯車２０との噛合が解離され、符号部材６４は
回転自在となる。同時に、副軸１８が下方に移動するに
伴って、可動部材８２は補助軸８１を中心に回転し、可
動部材８２のリセット爪８７が符号部材６４のハート型
カム８６を押圧し、回転自在となった符号部材６４を図
１９の一点鎖線に示すように所定の回転位置に揃える。
これにより、符号部材６４の回転位置が初期状態に揃え
られることになり、交番２進数の出力を零とするリセッ
トが簡単な操作で行われる。

【００４５】なお、符号部材の従動歯車、駆動歯車の歯
数や無歯部分、ビット検出端の遮光部、切欠部等の配
置、ピニオン歯車の歯数の組合わせは、上述の実施例に
挙げる他にも種々の組合わせが可能であり、回転角検出
装置の仕様等に基づいて設計されるものである。

【００４６】また実施例においては、計４個の符号部材
及びピニオン歯車を使用して４ビットの出力例を示した
が、更に多数の符号部材、ピニオン歯車を使用すること
で、出力のビット数を増加し分解能を高めることができ
ることは勿論である。

【００４７】更には、センサについては実施例で用いた
光電センサの他に、静電容量式や磁気式の近接スイッチ
やリミットスイッチ等の各種のセンサを使用することが
可能である。また、入力軸における１分解能当りの検出
角については、回転角伝達用歯車と連結歯車による歯数
比等の、入力軸から符号部材までの減増速機構等によっ
て決定することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る回転角
検出装置は、欠歯歯車を利用した比較的簡素な機構によ
って、符号部材の回転位置を基に交番２進数で回転角を
検出できる。

【００４９】また、符号部材又はピニオン歯車を所望の
位置に揃える機構を設けると、リセット動作が可能とな
り、検出信号の処理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】符号部材の側面図である。

【図３】符号部材の正面図である。

【図４】最終段の符号部材の正面図である。

【図５】符号部材の背面図である。

【図６】駆動歯車の斜視図である。

【図７】ピニオン歯車の斜視図である。

【図８】駆動歯車とピニオン歯車の係合状態の説明図で
ある。

【図９】交番２進数を得る動作の説明図である。

【図１０】第２の実施例における交番２進数を得る動作
の説明図である。

【図１１】第３の実施例の構成図である。

【図１２】第３の実施例の交番２進数を得る動作の説明
図である。

【図１３】第４の実施例の断面図である。

【図１４】作動説明図である。

【図１５】第５の実施例の構成図である。

【図１６】符号部材の背面図である。

【図１７】作動説明図である。

【図１８】第６の実施例の構成図である。

【図１９】作動説明図である。

【符号の説明】

１、４１フレーム２、４２回転角伝達用歯車３、４３入力軸４、４４、６３主軸５、３１、４５、６４、８５符号部材８、４７従動歯車９、３５、４８駆動歯車１１、５０、５９ビット検出端１４、５３、６０光電センサ１８、５４副軸２０、５６ピニオン歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動歯車と従動歯車を有する複数個の符
号部材を主軸に並列し、前記符号部材の従動歯車を隣接
する前記符号部材の前記駆動歯車に対し、前記主軸と平
行に設けた副軸に配置したピニオン歯車を介して噛合
し、外部から機械的に入力される回転角が前記符号部材
の回転として順次に上位の前記符号部材に伝達されるよ
うにし、前記駆動歯車又は前記ピニオン歯車の少なくと
も一方の歯車の適所を欠歯歯車とすることにより隣接す
る上位の前記符号部材をその従動歯車を介して間欠的に
回転させ、前記各符号部材にはその回転角に応じて１ビ
ット信号を表す検出端を設けると共に、該検出端の回転
位置を検出するセンサを設け、外部から入力される前記
回転角を前記検出端の回転位置を基に交番２進数のデジ
タル信号として出力する機構を有することを特徴とする
回転角検出装置。
【請求項２】前記ピニオン歯車にその回転角に応じて
１ビット信号を表す検出端を設け、該検出端の回転位置
を検出するセンサを設け、前記符号部材の検出端と前記
ピニオン歯車の検出端の双方からの信号により、外部か
ら入力される前記回転角を交番２進数のデジタル信号と
して出力するようにした請求項１に記載の回転角検出装
置。
【請求項３】前記副軸を移動可能に配置し前記主軸と
の距離を一時的に拡大する機構を設け、前記ピニオン歯
車と前記駆動歯車、従動歯車との噛合を一時的に解離
し、前記符号部材又は前記ピニオン歯車を所望の回転位
置に揃える機構を有する請求項１に記載の回転角検出装
置。
【請求項４】前記駆動歯車又はピニオン歯車における
欠歯歯車とし、欠歯部の谷部の適所を他の谷部よりも高
く形成して歯車外径とほぼ同等な外周面を形成し、前記
欠歯歯車と噛合する歯車には、軸方向に長い歯の山部と
短い歯部を交互に形成し、回転を伝達しない欠歯部の噛
合においては、前記長い歯の山部の歯面が前記欠歯歯車
の外周面に接面し、前記欠歯歯車の回転を規制する歯車
による間欠駆動機構を有する請求項１に記載の回転角検
出装置。
【請求項５】前記センサは前記符号部材の回転位置に
応じて１ビット信号を出力する近接スイッチ又は反射又
は遮光により１ビット信号を出力する光電センサとした
請求項１に記載の回転角検出装置。