JPH11248486A - 回転シャフトの位置および速度のピックアップ - Google Patents

回転シャフトの位置および速度のピックアップ

Info

Publication number
JPH11248486A
JPH11248486A JP11000177A JP17799A JPH11248486A JP H11248486 A JPH11248486 A JP H11248486A JP 11000177 A JP11000177 A JP 11000177A JP 17799 A JP17799 A JP 17799A JP H11248486 A JPH11248486 A JP H11248486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
coder
pickup
center
spiral
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.)
Withdrawn
Application number
JP11000177A
Other languages
English (en)
Inventor
Fernand Peilloud
ペイルード フェルナンド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Europe SA
Original Assignee
Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nouvelle de Roulements SNR SA filed Critical Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Publication of JPH11248486A publication Critical patent/JPH11248486A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転シャフトに同心状に固定された多極環状
の磁気コーダと、この磁気コーダの磁化面に対向して取
付けられた、位相差Гの正弦曲線信号を出す一定間隔で
配置された少なくとも二つのホール効果または磁気抵抗
型の感知要素を有する固定ピックアップとから成る回転
するシャフトの位置と速度を測定する装置。 【解決手段】 二つの感知要素（51、52）の中心が存在
するピックアップ（５）の軸線（δC）が磁気コーダ
（４）の回転シャフト（δR）から距離（ＲO）の位置に
あり、磁気コーダ（４）の磁化面（６）はＮ／Ｓ両極間
に２ｍ個の螺線状の磁気転移部を有し、最初の螺線状磁
気転移部の軌跡は極座標（μ，Θ）で下記方程式で定義
され、残りの（２ｍ―１）個の螺線状磁気転移部の軌跡
は磁気コーダの中心（Ｏ）を中心として最初の螺線状磁
気転移部を角度π／ｍずつ回転して得られる： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）＋Ω

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転シャフトの相対位置
と速度を測定する装置に関するものである。本発明装置
はシャフトに固定され且つそれと同心な多極磁化された
環状磁気コーダと、固定フレームに接続されたホール効
果型または磁気抵抗型の少なくとも二つの別体の感知要
素とで構成される。本発明の特色は、測定装置の最終組
立て作業が単純化でき、しかも異なる磁化特性を有する
磁気コーダを片面に有するタイプのピックアップが使用
可能な多極コーダを新規に設計した点にある。
【０００２】
【従来の技術】多極磁気コーダと、それにと対向配置さ
れた二つの感知要素を有するピックアップとを用いて運
動する物体の速度または位置を測定することは公知であ
る。二つの感知要素は一般に各感知要素の中心が交番磁
界内で直角位相または磁石の正弦曲線と一致するような
幾何学的位置に調節される。この状態は各感知要素の中
心が磁気コーダの磁気周期の1/4の奇数倍に対応すると
きに得られ、各感知要素から出される電気信号は直角位
相になる。幾何学位置が調節されていない装置では、各
感知要素から出た信号が正弦曲線をしていれば、適当な
電子信号処理をすることによって各感知要素を直角位相
に調節することができる。
【０００３】回転状態を測定する場合には、片面が磁化
された環状ディスク形の磁気コーダを回転シャフトに同
心かつ一体に取り付ける。Ｎ極セクターとＳ極セクター
との間の磁気転移部は一般にディスク状または環状コー
ダの半径で与えられる。従って、多極磁石は2mに等しい
数のセクターすなわち極性が交互に反対になる角度π／
mの極で構成され、それによって角度が2π／mのｍ個の
セクター周期が決定される。
【０００４】磁界内でのピックアップの各感知要素を直
角位相の幾何学位置に調節するには、寸法に関する下記
の関係式を確認する必要がある： ｄ＝２Ｒ＊sin［（２ｎ＋１）＊π／４ｍ］ （ここで、ｄはピックアップの２つの感知要素の中心間
距離であり、Ｒは各感知要素が配置されているコーダの
読取り半径であり、ｎは直角位相状態を定める負、０ま
た正の整数である）
【０００５】この等式は所定の直角位相状態例えば周期
の1/4、3/4または5/4での選択した磁気コーダの周期数
ｍに対して距離ｄと読取り半径Ｆとの間には一義的な関
係が存在することを表している。
【０００６】上記装置の第１の問題は、磁気コーダの周
期数にせよ読取り半径Ｒでのピックアップの位置にせ
よ、変更した測定装置を新たに設計するたびに、十分に
間隔をあけた二つの感知要素を有する新しいピックアッ
プを作って、直角位相状態を達成しなければならないこ
とにである。これは製造費の増加につながる。適した製
造技術としては、支持体上の個別の構成部品から成る感
知要素の桁上げによって製造法を実施するものが好まし
いが、その配置の精度が不十分なため、構成された各測
定装置の組立てのためには、やはり調節をしなければな
らない。
【０００７】この装置の別の問題点は、ピックアップの
支持体の役目をするフレームが一般に精度の低い部品で
作られているため、最終組立て時に各測定装置を調節を
しないと磁気コーダの読取り半径上でのピックアップの
位置が不正確になり、信号の直角位相状態も不正確にな
ることにある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は新規な
回転速度および位置測定装置を提供することにある。す
なわち、本発明装置は、固定フレームに連結され且つ正
確な一定間隔で配置されたホール効果または磁気抵抗式
の二つの感知要素を有するピックアップと、回転シャフ
トと同心に回転部分に固定された多極磁気コーダとを有
し、ピックアップが感知要素の中心を通る軸線に沿って
移動したときに感知要素が磁気コーダの磁界内で常に同
じ相対位相差を示すようにして上記問題点を解決する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、回転シ
ャフトに同心状に固定された多極環状の磁気コーダと、
この磁気コーダの磁化面に対向して取付けられた、位相
差Гの正弦曲線信号を出す一定間隔で配置された少なく
とも二つのホール効果または磁気抵抗型の感知要素を有
する固定ピックアップとから成る回転するシャフトの位
置と速度を測定する装置において、二つの感知要素の中
心が存在するピックアップの軸線δCが磁気コーダの回
転シャフトδRから距離ＲOの位置にあり、磁気コーダの
磁化面はＮ／Ｓ両極間に２ｍ個の螺線状の磁気転移部を
有し、最初の螺線状磁気転移部の軌跡は極座標（μ，
Θ）で下記のいずれか一つの方程式： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）＋Ω または μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）―Ω [ここで、Ωは磁気コーダの中心（Ｏ）を中心とする磁
気コーダの回転角、μは螺線の磁気コーダ（４）の中心
（Ｏ）からの係数（module）、Θは螺線の始点である間
隔距離（Ｒo）を有する軸線（Ｏｚ）からの螺線の偏
角、ａは下記式により定められる螺線の偏心パラメー
タ： ａ＝ｄ＊ｍ＊１／Г （ここで、Гはピックアップ（５）の両感知要素（51、
52）から出る二つの信号の位相差角度を示し、ｄはピッ
クアップの感知要素の中心間距離を示し、ｍはコーダの
磁気周期数を示す）]で定義され、残りの（２ｍ―１）
個の螺線状磁気転移部の軌跡は磁気コーダの中心（Ｏ）
を中心として最初の螺線状磁気転移部を角度π／ｍずつ
回転して得られることを特徴とする装置にある。
【００１０】本発明はさらに、互いに異なる寸法または
異なる数の磁気周期を有する磁気コーダと対向する同一
のピックアップの使用条件にも関するものである。本発
明のこの普遍性によってメーカーは公知のマイクロエレ
クトロニクス技術で集積回路としてピックアップを作る
ことができ、必要に応じて、磁化コーダの磁界内でピッ
クアップの直角位相配置に対応する値より小さい値に各
感知要素を固定し、感知要素から出た信号を公知の単純
な電子手段で直交化して小型化することができる。正確
な直角位相に対するズレは一定であるので、本発明条件
で作られ、使用される全ての磁気コーダに対して電子補
正は一定である。
【００１１】本発明はさらに、磁気コーダの回転磁気分
割周期数や磁気コーダの寸法とは無関係に、所定の軸線
に沿って測定した磁気周期の長さが一定である円形また
はは環状の多極磁気コーダの複数の変形実施例に関する
ものである。本発明の上記以外の特徴および利点は添付
図面を参照した本発明測定装置の複数の実施例の説明か
ら明らかになるであろう。
【００１２】
【実施例】各図面において同じ参照番号を記した要素は
同じ機能を有し、同じ結果となる。図１は従来法の環状
円形コーダ１を有する測定装置を示している。このコー
ダ１はｍ個のＮ／Ｓ極の磁気周期を有し、図示されてい
ない回転シャフトに同心状に固定され、ピックアップ２
と対向している。ピックアップ２は中心間距離ｄで互い
に隔てられた二つの感知要素21および22を有している。
【００１３】Ｎ／Ｓ極間の磁気転移部（transition mag
netique）３は２ｍ個あり、コーダの半径によって規定
され、それによって各々がπ／ｍの角度を有する２ｍ個
のセクターが規定される。ピックアップの二つの感知要
素21、22は読取り半径Ｒの同じ円ＣL上にある。これら
の感知要素21、22は下記関係式を満たすときにコーダの
磁界内で幾何学的に直角位相にある： ｄ＝2R＊sin［（2n＋１）＊π／4m］ （ここで、ｎは負、０または正の整数である）従って、
２ｍ個の磁極を有するコーダの場合、上記の距離ｄは所
定読取り半径Ｒに対して最大でｍ個の異なる値を取るこ
とができる。
【００１４】この値以外では、設計者決めたｄおよびＲ
の値に対して上記関係式に従ったズレによって直角位相
からズレが生じるため、装置を組立てた後に調節する必
要がある。さらに、磁極の数が異なるコーダを有する新
しい装置の場合には、一般に距離ｄの新しいピックアッ
プを設計することになる。二つの感知要素を別々の読取
り半径上で調節する場合も結論は同じである。
【００１５】図２に本発明の測定装置を示す。この装置
は例えばマイクロエレクトロニクス技術で集積回路に作
られたピックアップ５を有する。このピックアップ５は
磁界を感知する二つの要素51および52を有し、両要素の
中心間距離ｄは一定値に固定され、これら中心を結ぶ軸
線の位置は分かっている。この装置はさらに、図示して
いない可動シャフトに同心状に固定された回転シャフト
δRを有する磁気コーダ４を含む。ピックアップ５は、
感知要素51、52が間隙ｅを介して磁気コーダ４の磁化面
（motif magnetique）と対向するうように、磁気コーダ
４の磁化面と平行な平面Ｐ内に取り付けられている。こ
の平面Ｐ内にある感知要素の中心軸δCは装置の回転シ
ャフトδRから距離Ｒ0離れた位置にある。ピックアップ
の取付け面はピックアップ支持体８と固定フレーム９と
の間に設けられた角柱状ガイド７によって規定され、装
置設計時に選択した一定距離Ｒ0に維持される。中心軸
δCはコーダ４の磁化面が各感知要素51、52によって読
み取られる軸線である。２つの感知要素51、52の中心間
距離ｄはピックアップのモードに合せて選択する。この
中心間距離ｄはコーダの一つの磁極の寸法の一部で、組
立て後の装置の感知要素の中心軸に沿って測定され、好
ましくはコーダ磁石の周期の1/4以下である。距離ｄと
して周期の1/4を超えた値を選択しても本発明の範囲を
超えるものではない。
【００１６】軸δCはコーダ４の磁化面が各感知要素5
1、52によって読み取られる軸である。本発明では、距
離ｄを決めれば、感知要素51、52がコーダ４の磁化面と
対向している限り、軸δC上を移動するピックアップ支
持体８の位置とは無関係に、直角位相状態または一定の
位相差状態が得られる。
【００１７】環状コーダ４は当業者に公知の永久磁石の
構成材料で作られ、その片面６は回転磁気周期がｍであ
る一連のＮ／Ｓ磁化面に磁化される。本発明の基本的な
特徴は、互いに反対の極性を有する二つの磁極に挟まれ
た各磁気転移部が極座標（μ，Θ）における下記連立方
程式のいずれかにで表される点にある： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）＋Ω または、 μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）−Ω
【００１８】コーダの磁気転移部全体は最初の磁気転移
部をコーダの中心に対して角度π／ｍでの２ｍ回連続し
て回転して得られる２ｍ個の磁気転移部またはｍ個の磁
気周期で与えられる。
【００１９】上記二つの連立方程式によって二種類の螺
線が定義できる。この螺線では、１）Ｒoは上記で定義
した装置の構成パラメータであり、２）Ωはコーダの中
心で測定される現在のコーダの回転角度であり、３）ａ
はピックアップの感知要素の中心からの距離ｄとコーダ
に対して選択した磁気周期の数とを関数とする定数であ
る。Ｒo、ａおよびΩを用いることによって、コーダの
中心に対する極座標で係数μによって表される磁気転移
部位置と、Ωの始点と一致した始点の位相Θとを各Ωの
値に対して定義することができる。
【００２０】本発明およびその利点は添付図面を参照に
した以下の詳細な説明からさらに明瞭に理解できよう。
図３は、中心Ｏを有するコーダ４のＮ／Ｓ両極間の磁気
転移部10の本発明による軌跡を示したものである。軸線
δCは中心Ｏから距離Ｒoだけ離れた位置で軸線Ｏｚを切
断する。距離Ｒoはこの軸線Ｏｚ上の点Ｘ'まで距離であ
る。軸線Ｏｚ上の点Ｘ'はコーダの外側端まで延びた螺
線状の磁気転移部10の始点である。
【００２１】磁気転移部10上の点は、係数μおよび位相
始点Ｏｚからの角度Θで表される下記極座標（μ，Θ）
で定義される： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）＋Ω （ここで、ａΩは軸線δC上での始点Ｘ'から距離で与え
られ、ａはピックアップの感知要素の中心同士の距離ｄ
とコーダの磁気周期数とを関数として計算される定数で
あり、Ωは縦座標ａΩの軸線δC上の点から、始点に対
して角度Θだけ位相がずれた磁気転移部10に対応する点
を生じさせる、コーダ４の中心Ｏに対して左回りの回転
角である）。
【００２２】図４は本発明による、下記の極座標（μ，
Θ）での関係式に対応する、コーダ４上のＮ／Ｓ両極間
の磁気転移部12の軌跡を表している： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／ Ｖ）―Ω すなわち、軸線δC上に現れる縦座標ａΩの点からの右
回りに角度―Ωだけ回転して、磁気転移部12に対応する
点を生じさせる。
【００２３】図５は本発明の磁気コーダの第１実施例を
示している。この図は図３と同様にコードの中心Ｏに対
して回転した時に得られるＮ／Ｓ磁極間の全ての磁気転
移部10の軌跡を示している。各磁気転移部は角度π／ｍ
回転する毎に生じる磁気転移を表す。
【００２４】一連の磁気転移部10によって磁石コーダ４
の互いに連続した２ｍ個のＮ極またはＳ極が定義され
る。コーダ４の中心Ｏからの距離ＲOの地点で軸線Ｏｚ
上での始点Ｘ'の軸線δCはπａ／ｍに等しい一定のピッ
チで一連の続磁気転移部10を切る。一方、円周方向のピ
ッチはπ／ｍに等しい。ピックアップ５は感知要素51、
52の中心間距離ｄが軸線δC上に来るように配置され
る。
【００２５】感知要素51および52から発信された信号
は、軸線δC上のピックアップ５の位置とは無関係に、
一定の位相差のままであり、その値は、軸線δC上で測
定されるコーダのピッチπａ／ｍの値に対するピックア
ップの感知要素の中心間距離として選択された距離ｄの
みの関数である。感知要素51および52から出た信号の位
相差はコーダがその軸線Ｏを中心に回転した時にも一定
に維持される。
【００２６】非制限的な実施例では、距離ｄを下記式に
従って選択して感知要素51、52から出た信号を直角位相
で得ることができる： ｄ＝πａ／２ｍ
【００２７】別の非制限的な例では、直角位相以下の信
号位相差に対応する上記より小さい値を選択することに
よって、コーダの回転に伴うまたは伴わない軸δC上の
ピックアップ５の位置とは無関係に、一定の位相差の利
点を維持したまま、ピックアップを小型化することがで
きる。
【００２８】図６は本発明による磁気コーダの第２の実
施例を示す。この実施例には図４で説明したのと同様
に、コーダ４の中心Ｏに対して回転して得られる磁極間
の全ての磁気転移部の軌跡が示されている。各磁気転移
部12は角度π／ｍだけ回転した時に起こる磁気転移部で
発生する。この磁気転移部が連続することによって磁石
コーダにｍ個の連続した周期または２ｍ個のＮ極または
Ｓ極が規定される。コーダ４の中心Ｏから距離ＲOの位
置で、軸線Ｏｚ上に位置する始点Ｘ'の軸線δCはπａ／
ｍに等しい一定のピッチで一連の磁気転移部を切る。一
方、円周方向ピッチはπ／ｍに等しい。感知要素の中心
が軸δC上に位置するピックアップ５に期待される特徴
は、図５について説明したものと同じである。
【００２９】図７は、図５の軌跡から上記利点を有する
直径および／または幅の異なる無数の多極環状コーダが
できるということを示している。本発明の多極環状コー
ダを得るための二つの条件は選択したコーダの内径Φi
が二つの軸線δCとδとRの間の距離ＲOの二倍より小さ
いことと、ピックアップの感知要素の中心がコーダと対
向し且つ軸線δC上に位置することである。外径には制
限がなく、螺線磁気転移部は必然的に制限された図面の
軌道を超えて延長することができ、本発明の利点を損な
うこともない。本発明の無数の環状コーダを図６から作
ることもできる。
【００３０】図８は距離ＲOがゼロで、螺線状磁気転移
部が上記μおよびΘの関係式のいずれか一つで定義され
る多極性コーダ４の別の非制限的態様を示している。円
周方向ピッチはπ／ｍに等しく、ピックアップの感知要
素の中心が位置する軸線δCはコーダの中心Ｏを通り、
πａ／ｍに等しい一定ピッチで一連の磁気転移部を切
る。従って、距離ｄで隔てられたピックアップ５の二つ
の感知要素51、52は上記実施例と同じ信号位相差状態で
機能する。
【００３１】図９は多極環状コーダ４のさらに別の非制
限的実施例を示す。Ｎ／Ｓ極間の磁気転移部は一連の角
度π／ｍ'で回転した時に下記のように極座標で生じ
る： μ＝［Ｒo 2＋ｂ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ｂΩ／Ｒo ）―Ω （ここで、ｂはａとは異なる螺線定数であり、ｍ'はｍ
とは異なるが関係式ｂ／ｍ'＝ａ／ｍによって表される
周期数である）。
【００３２】円周ピッチはπ／ｍ'に等しく、感知要素5
1、52およびピックアップ５の中心を通るコーダ４の中
心からの距離ＲOの位置で、軸線Ｏｚ上に位置する始点
Ｘ'の軸線δCはπｂ／ｍ'＝πａ／ｍに等しい一定ピッ
チで一連の磁気転移部を切る。
【００３３】ピックアップ５は二つの感知要素51、52で
構成され、距離ｄで隔てられた両要素の中心は軸線δC
上にある。従って、ピックアップ５は上記実施例と同じ
信号位相差状態で機能するが、コーダの磁気転移部の数
または磁気周期の数は異なる。μ、Θの連立方程式のい
ずれによって得られる任意のコーダについて結論は同じ
である。
【００３４】図５、６、７、８および９に示した非制限
的実施例は本発明の本質的な特徴を示し、中心間距離ｄ
を有する二つの感知要素で構成される単一のピックアッ
プで全てのピックアップ装置が構成でき、このピックア
ップ装置は、円周状に連続した２ｍ個のＳ／Ｎ極を交互
に有する磁化面（すなわちｍ個の磁気周期を示す磁化
面）を持つ環状の磁化コーダと組み合わされ、その際
に、磁極間の磁気転移部は極座標において下記のいずれ
か一つの連立方程式： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan （ａΩ／Ｒo）＋Ω または、 μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan （ａΩ／Ｒo）―Ω で与えられ、しかも、磁気コーダの中心に対してπ／ｍ
の回転角度だけ回転したときに磁気転移部が直ちに生成
される。
【００３５】すなわち、ピックアップの両感知要素の中
心は、内径が少なくとも２ＲOに等しい磁気コーダと対
向した任意の位置で、磁気コーダの中心から距離ＲOの
位置ある軸線Ｏｚと正面投影図での交点に対応する始点
Ｘ'（位相始点）の半軸線δC上にある。ＲOの値は設計
者が選択でき、ゼロ以上の任意の値を取ることができ
る。
【００３６】螺線パラメータａは、新しい磁化コーダを
設計する度に、ピックアップの両感知要素から出た二つ
の信号が直角位相となるように、ピックアップの感知要
素の中心間距離ｄおよび磁気コーダの磁気周期数ｍに対
して下記関係式で定義される： ａ＝２ｄ＊ｍ／π
【００３７】図１０はピックアップ５の感知要素51、び
52から出た信号の位相差が直角位相とは異なる場合の装
置の別の設計を示す。この設計は例えば感知要素51、52
の中心間距離ｄを小さくすることによって磁化コーダ４
の構成を単純化したり、ピックアップ５を大幅に小型化
する場合に選択することができる。選択した位相差値は
速度ピックアップ装置の全ての設計で統一することがで
き、ピックアップ５の信号を統一処理でき、速度または
位置ピックアップ装置の全ての設計で単一のピックアッ
プでよいことの利点が維持できる。
【００３８】この仮定で、磁極に関する前記連立方程式
のいずれかに従うＮ／Ｓ両極間の磁気転移部を表す螺線
の定数ａは、ピックアップ５の感知要素51、52の中心間
距離ｄと、磁化コーダ４の周期数ｍとの関数として下記
式で与えられる： ａ＝ｄ＊ｍ＊１／Г （ここで、Гはピックアップから出た二つの信号の位相
差角であり、ラジアンで表される）
【００３９】速度または位置のピックアップ装置の特定
用途では、ピックアップから出た信号の直角位相または
位相差状態の不正確さが許され、磁化コーダのＮ／Ｓ磁
気転移部を単純化することもできる。図１１は幅の小さ
な環状の磁気コーダ13を使用して単純化した実施例を示
す。この場合、螺線の弧を描くＮ／Ｓ両極間の磁気転移
部の代わりに、磁気コーダの平均直径Φmの所に位置し
た螺線15の点Ａの曲率中心Ｏ'に中心を置く半径ｒの円1
4の弧を描く磁気転移部を使用する。この曲率半径およ
び曲率中心の位置の計算方法は公知である。
【００４０】別の実施例では、螺線磁気転移部15に代わ
り、磁気コーダの内側円周Ｃiと外側円周Ｃeとの間にあ
る部分を円14の弧を描く磁気転移部を使用することがで
きる。この実施例では二つの軌跡の直角位相距離（dist
ances quadratiques）の平均値を最小化する方法で螺線
軸に最も近い円弧を選択する。
【００４１】図１２は幅の小さい環状磁気コーダ16の単
純化した別の実施例を示す。この実施例では、螺線の弧
を描くＮ／Ｓ両極間の磁気転移部19のに代りに、直線状
の磁気転移部17を使用する。この磁気転移部17の位置を
規定する直線18は磁気コーダ16の半径の中間で螺線に接
する接線か、螺線を二つの交点Ｐ1、Ｐ2で切り、それぞ
れ環状磁気コーダ16の内側円周Ｃiおよび外側円周Ｃeと
交わる割線にすることができる。この直線18は環状磁石
の幅で螺線と直線との間の直角位相距離の平均値を最小
にする螺線弧の一部にすることができる。
【００４２】以上説明した態様のいずれについても、磁
気コーダの中心またはこの中心を通る軸線に対して対称
な位置も本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術のピックアップと磁気コーダとを有
する測定装置の図。
【図２】 本発明による位置および速度の測定装置を示
す図
【図３】 本発明の磁気コーダの磁気転移部の軌跡を示
す一実施例の図。
【図４】 本発明の磁気コーダの磁気転移部の軌跡を示
す別の実施例の図。
【図５】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を示
す図。
【図６】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を示
す図。
【図７】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を示
す図。
【図８】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を示
す図。
【図９】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を示
す図。
【図１０】 本発明の磁気コーダのさらに別の実施例を
示す図。
【図１１】 単純化した本発明の磁気コーダの実施例を
示す図。
【図１２】 単純化した本発明の磁気コーダの別の実施
例を示す図。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転シャフトに同心状に固定された多極
    環状の磁気コーダと、この磁気コーダの磁化面に対向し
    て取付けられた、位相差Гの正弦曲線信号を出す一定間
    隔で配置された少なくとも二つのホール効果または磁気
    抵抗型の感知要素を有する固定ピックアップとから成る
    回転するシャフトの位置と速度を測定する装置におい
    て、 二つの感知要素（51、52）の中心が存在するピックアッ
    プ（５）の軸線（δC）が磁気コーダ（４）の回転シャ
    フト（δR）から距離（ＲO）の位置にあり、磁気コーダ
    （４）の磁化面（６）はＮ／Ｓ両極間に２ｍ個の螺線状
    の磁気転移部を有し、最初の螺線状磁気転移部の軌跡は
    極座標（μ，Θ）で下記方程式： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）＋Ω [ここで、 Ωは磁気コーダの中心（Ｏ）を中心とする磁気コーダの
    回転角、 μは螺線の磁気コーダ（４）の中心（Ｏ）からの係数
    （module）、 Θは螺線の始点である間隔距離（Ｒo）を有する軸線
    （Ｏｚ）からの螺線の偏角、 ａは下記式により定められる螺線の偏心パラメータ： ａ＝ｄ＊ｍ＊１／Г （ここで、 Гはピックアップ（５）の両感知要素（51、52）から出
    る二つの信号の位相差角度を示し、 ｄはピックアップの感知要素の中心間距離を示し、 ｍはコーダの磁気周期数を示す）]で定義され、残りの
    （２ｍ―１）個の螺線状磁気転移部の軌跡は磁気コーダ
    の中心（Ｏ）を中心として最初の螺線状磁気転移部を角
    度π／ｍずつ回転して得られることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 回転シャフトに同心状に固定された多極
    環状の磁気コーダと、この磁気コーダの磁化面に対向し
    て取付けられた、位相差Гの正弦曲線信号を出す一定間
    隔で配置された少なくとも二つのホール効果または磁気
    抵抗型の感知要素を有する固定ピックアップとから成る
    回転するシャフトの位置と速度を測定する装置におい
    て、 二つの感知要素（51、52）の中心が存在するピックアッ
    プ（５）の軸線（δC）が磁気コーダ（４）の回転シャ
    フト（δR）から距離（ＲO）の位置にあり、磁気コーダ
    （４）の磁化面（６）はＮ／Ｓ両極間に２ｍ個の螺線状
    の磁気転移部を有し、最初の螺線状磁気転移部の軌跡は
    極座標（μ，Θ）で下記方程式： μ＝［Ｒo 2＋ａ2Ω2］1/2 Θ＝ arctan（ａΩ／Ｒo ）―Ω [ここで、 Ωは磁気コーダの中心（Ｏ）を中心とする磁気コーダの
    回転角、 μは螺線の磁気コーダ（４）の中心（Ｏ）からの係数
    （module）、 Θは螺線の始点である間隔距離（Ｒo）を有する軸線
    （Ｏｚ）からの螺線の偏角、 ａは下記式により定められる螺線の偏心パラメータ： ａ＝ｄ＊ｍ＊１／Г （ここで、 Гはピックアップ（５）の両感知要素（51、52）から出
    る二つの信号の位相差角度を示し、 ｄはピックアップの感知要素の中心間距離を示し、 ｍはコーダの磁気周期数を示す）]で定義され、残りの
    （２ｍ―１）個の螺線状磁気転移部の軌跡は磁気コーダ
    の中心（Ｏ）を中心として最初の螺線状磁気転移部を角
    度π／ｍずつ回転して得られることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 磁気コーダ（４）の回転シャフト
    （δR）とピックアップ（５）の軸線（δC）との間の距
    離（Ｒo）がゼロである請求項１または２に記載の測定
    装置。
  4. 【請求項４】 ピックアップ（５）の両感知要素（51、
    52）から発信される二つの信号間の位相差の角度（Г）
    がπ／２の奇数倍に等しい値であり、ピックアップの両
    感知要素を磁気コーダの磁界で直角位相状態に位置決め
    する請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
  5. 【請求項５】 ピックアップ（５）の両感知要素（51、
    52）から出た二つの信号間の位相差角度（Г）が両感知
    要素間の距離（ｄ）の小さい値に対応するπ／２以下の
    値を有し、ピックアップは両感知要素から出た信号を電
    子的に直交化する単一の手段を有する請求項１から３の
    いずれか一項に記載の測定装置。
  6. 【請求項６】 環状の磁気コーダ（４）の内径（Φi）
    が中心間距離（Ｒo）の二倍以上である請求項１から３
    のいずれか一項に記載の測定装置。
  7. 【請求項７】 環状の磁気コーダ（４）によって生成さ
    れる磁気転移が円（14）の弧を描き、この円の半径およ
    び中心位置が環状磁気コーダ（４）の平均直径（Φm）
    に位置する螺線群の点の曲率半径（ｒ）および曲率中心
    （Ｏ'）に対応する請求項１から６のいずれか一項に記
    載の測定装置。
  8. 【請求項８】 環状の磁気コーダによって生成される磁
    気転移が円（14）の弧を描き、この円の軌跡が各磁気転
    移部について円弧を描く軌跡と螺線（15）の弧を描く軌
    跡との間の直角位相距離の最小化する方法で得られる請
    求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
  9. 【請求項９】 環状の磁気コーダによって生成される磁
    気転移が直線（17）であり、その軌跡が環状の磁気コー
    ダの平均直径（Φm）に位置する螺線群の点に接する接
    線（18）に対応する請求項１から６のいずれか一項に記
    載の測定装置。
  10. 【請求項10】 環状の磁気コーダによって生成される磁
    気転移部直線（17）であり、その軌跡が各磁気転移部に
    ついて、螺線（19）の弧を描く軌跡と直線との間の直角
    位相距離の最小化する方法で得られる請求項１から６の
    いずれか一項に記載の測定装置。
  11. 【請求項11】 環状の磁気コーダによって生成される磁
    気転移が螺線と交わる直線であり、各直線状磁気転移が
    環状の磁気コーダの表面にある各螺線状磁気転移部の二
    つの端部点（Ｐ1およびＰ2）を通る請求項１から６のい
    ずれか一項に記載の測定装置。
  12. 【請求項12】 感知要素の中心が存在するピックアップ
    の軸線がピックアップと固定フレームとの接続手段とは
    無関係に装置の一定位置に維持される請求項１から３の
    いずれか一項に記載の測定装置。
JP11000177A 1997-12-31 1999-01-04 回転シャフトの位置および速度のピックアップ Withdrawn JPH11248486A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9716783A FR2773212B1 (fr) 1997-12-31 1997-12-31 Capteurs de position et de vitesse d'un arbre en rotation
FR9716783 1997-12-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11248486A true JPH11248486A (ja) 1999-09-17

Family

ID=9515366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11000177A Withdrawn JPH11248486A (ja) 1997-12-31 1999-01-04 回転シャフトの位置および速度のピックアップ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6163147A (ja)
EP (1) EP0927872B1 (ja)
JP (1) JPH11248486A (ja)
DE (1) DE69816020T2 (ja)
FR (1) FR2773212B1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168679A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Denso Corp 回転検出装置
JP2019152640A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 株式会社デンソー リニアポジションセンサ
JP2019526808A (ja) * 2016-09-13 2019-09-19 エヌテエヌ−エスエヌエール ルルモン 回転部材の少なくとも１つの回転パラメータを決定するための決定システム
JP2019191155A (ja) * 2018-03-12 2019-10-31 エヌテエヌ−エスエヌエール ルルモン 回転部材の少なくとも１つの回転パラメータを決定するためのシステム

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849613A1 (de) * 1998-10-28 2000-05-04 Philips Corp Intellectual Pty Anordnung zur Messung einer relativen linearen Position
EP1208348B1 (en) * 2000-03-08 2012-07-18 Mts Systems Corporation Linear and rotary magnetic sensor
JP2003211765A (ja) 2001-11-16 2003-07-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 印字装置及びロール装置
ITTO20030024A1 (it) * 2003-01-20 2004-07-21 Rft Spa Dispositivo di comando a ruota fonica
US7229746B2 (en) * 2003-04-02 2007-06-12 Delphi Technologies, Inc. Printed high strength permanent magnet targets for magnetic sensors
DE102005021300B4 (de) * 2005-05-09 2007-08-16 Vs Sensorik Gmbh Drehgeber
FR2898189B1 (fr) * 2006-03-02 2008-10-17 Moving Magnet Tech Capteur de position a direction d'aimantation variable et procede de realisation
ITTO20060771A1 (it) * 2006-10-25 2008-04-26 Elmotron S R L Dispositivo rilevatore della posizione e della velocita' angolare di un elemento rotante
FR2935485B1 (fr) * 2008-08-28 2010-09-10 Roulements Soc Nouvelle Systeme et procede de mesure du mouvement axial d'une piece mobile en rotation
DE102008043556B4 (de) 2008-11-07 2022-03-31 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
US10704925B2 (en) * 2009-01-12 2020-07-07 Infineon Technologies Ag Sensor and method for determining angular position including measuring magnetic field lines at a distance greater than the inner radius and less than the outer radius of a ring magnet, and at a distance greater than the outer radius or less than the inner radius
DE102009023395B4 (de) 2009-05-29 2019-06-19 Lakeview Innovation Ltd. Codescheibe für einen Encoder
US20170276695A1 (en) * 2014-08-29 2017-09-28 Aktiebolaget Skf Sensor-bearing unit, mechanical system comprising such unit and method for manufacturing such unit
DE202014105652U1 (de) * 2014-11-24 2015-06-18 Infineon Technologies Ag Magnetanordnung für magnetischen Positionssensor und entsprechende Positionssensoreinrichtung
CN104571116B (zh) * 2015-01-09 2017-02-22 西安应用光学研究所 一种光电稳定平台的位置回路坐标系转换方法
FR3051552B1 (fr) * 2016-05-18 2018-05-25 Continental Automotive France Capteur de position inductif lineaire pour une mesure angulaire d'une piece mecanique en rotation
FR3055960B1 (fr) * 2016-09-13 2018-10-12 Ntn Snr Roulements Codeur et systeme de determination d’au moins un parametre de rotation comprenant un tel codeur
EP3671222A1 (de) 2018-12-18 2020-06-24 Baumer Electric AG Drehgebervorrichtung mit zwei detektoreinheiten auf gemeinsamem träger
FR3093798B1 (fr) * 2019-03-12 2021-06-25 Ntn Snr Roulements Système de détermination d’au moins un paramètre de rotation d’un organe tournant
CN112986608B (zh) * 2021-03-31 2023-04-11 长光卫星技术股份有限公司 一种基于线性霍尔的微纳卫星反作用飞轮测速方法
EP4675298A3 (en) * 2024-07-02 2026-01-28 Honeywell International Inc. Off-axis magnetic field sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2423500C3 (de) * 1974-05-15 1980-05-29 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Signalen mit Feldplatten
US5017776A (en) * 1989-03-10 1991-05-21 Hewlett-Packard Company Apparatus for and methods of optical encoding having spiral shaped light modulator
DE9420147U1 (de) * 1994-12-16 1995-03-02 Ind Tech Res Inst Flacher magnetischer Meßgeber für eine absolute Position eines sich drehenden Teiles

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168679A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Denso Corp 回転検出装置
JP2019526808A (ja) * 2016-09-13 2019-09-19 エヌテエヌ−エスエヌエール ルルモン 回転部材の少なくとも１つの回転パラメータを決定するための決定システム
JP2019152640A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 株式会社デンソー リニアポジションセンサ
JP2019191155A (ja) * 2018-03-12 2019-10-31 エヌテエヌ−エスエヌエール ルルモン 回転部材の少なくとも１つの回転パラメータを決定するためのシステム

Also Published As

Publication number Publication date
DE69816020T2 (de) 2004-06-03
DE69816020D1 (de) 2003-08-07
FR2773212B1 (fr) 2000-03-31
EP0927872A1 (fr) 1999-07-07
FR2773212A1 (fr) 1999-07-02
US6163147A (en) 2000-12-19
EP0927872B1 (fr) 2003-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11248486A (ja) 回転シャフトの位置および速度のピックアップ
JP4052798B2 (ja) 相対位置計測器
EP0212662B1 (en) Absolute rotational position detection device
US7188533B2 (en) Apparatus for sensing position and/or torque
US4801830A (en) Brushless motor
JP4169536B2 (ja) アクチュエータ
US4097756A (en) Tubular wheel speed sensor
US4656377A (en) Tachogenerator having a magnetoresistance stator coil
JP3041675B2 (ja) 揺動モータ
JPH11233338A (ja) 多極磁気リング
US4029180A (en) Tubular wheel speed sensor for an anti-skid system
EP0882943A1 (en) "Device for determining a momentary angular position"
JP2005531008A (ja) ２つの磁気トラックを有する角変位エンコーダ
EP0947804A1 (en) Rotational position sensor
JP2001082914A (ja) 角度検出装置
KR20000070595A (ko) 회전각도를 접촉없이 감지할 수 있는 측정장치
JP2003262537A (ja) 回転角センサ
JP2556383B2 (ja) 磁気レゾルバ
US3222660A (en) Magnetic position encoder
USRE30847E (en) Tubular wheel speed sensor
JPH0311739Y2 (ja)
RU1768951C (ru) Дискретный преобразователь угла поворота
JPH0320779Y2 (ja)
EP3922954A1 (en) System and method for determining angular position in rotating machines
JPH079043Y2 (ja) 非接触変位センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060307