JPS59190601A - 位置検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接触方式の位置検出素子の改良構造に関する。

自動制御機器あるいはロボットなどにおいては、物体の
位置情報を得て、その位置を制御する必要がある。特に
ロボットなどのように多くの可動部分を有するような制
御系では、位置の情報を得る検出素子の信頼性とともに
その太きさも重要となってくる。また制御機器の頭とな
る例えばマイクＣ１ｊンビユーク等のソフトウェアにお
いても、できるだけハードウェアに対する負担が低い方
が処理スピードあるいはソフトウェア開発のためにも望
ましい。すでに本発明者は２進コ一ド配列となる電極を
印刷した複数枚の絶縁体シートの積層焼結体であって、
かつこの積層体の積層方向への切断あるいは加工によっ
て現われる前記２進コ一ド配列となる電極面を摺動子に
て摺動する位置検出素子＼を提案している。

前記位置検出素子はマイクロコンピュータ等の制御装置
の接続が直接行えるため、複数の検出機能を必要とする
装置においても、検出部分の数だけ前記素子があれば良
く、インターフェースとしての変換回路はまったく不要
である。

第１図−ａは、前記説明の位置検出素子の外観であシ、
積層焼結体の少なくとも１つの面１１に２進コ一ド配列
となるように２°〜２ｎの電極Ｉ２が各層に配置された
ものであって、この電極面を導電性物質の摺動子１３が
摺動し、前記２°〜２ｎの各電極１２と積層焼結体の内
部で電気的接続されたとり出し端子１４からとり出した
信月線１５によって位置に対応する情報が２進データー
となって得られるものである。また、これと同様な方法
で素子自体の形状が第１図−ｂのように円形状となって
おり、この円形の内周面１６に前記２°〜２ｎの電極が
配置された内周摺動型の角度検出素子がある。

ところが、前記第１図−ａで示した位置検出素子の検出
ピッチは第２図に示すように、摺動子２１と前記位置検
出素子２２の位置検出電極あるいは、位置検出マーク電
極２３の接触の信頼性及び、前記摺動子２１との接触幅
ｗ１の大きさによって、前記位置検出電極２３の配列最
小ピッチｗ２が制限されてし壕い、高い分解能を得るこ
とができない。

例えば、前記位置検出マーク電極の幅全０．２ｎｕｖと
すれば、位置検出電極の幅が０．５　ｖａｎ以上の値と
なシ、必然的に位置検出の分解能が、前記位置検出電極
の幅に等しいが、それ以上の値となる位置しか検出分解
能は上がらない。

本発明は、このような欠点を除去せしめて、高分解能の
位置制徒ｊが得られる位置検出器を提供するものである
。

不発明によれば、少なくとも２対１！上の比を持つ回転
と直線移動の変換媒体を介して接続された少なくとも１
以上の軸もしくけ、１以上の移動媒体を有し、かっ該１
以」の軸もしくは、１以上の移動媒体の相方又は片方に
少なくとも２個所に摺動子がと９つけられており、との
摺動子が移動する際に接触する位置に、１つの摺動子に
対しては位置に応じた情報を示すコードとなるように配
列された電極が露出している面を有する位置検出素子と
、他方の摺動子に対しては前記同様に各角度に応じた情
報を示すコードとなるように配列された電極が露出して
いる面を有する角度検出素子が設置されておシ、位置の
情報を前記位置検出素子と角度検出素子からと９出した
値を演算することで得られることを特徴とする位置検出
器を得る。

以下、本発明を一実施例を示す図面を参照して説明する
。

第３図は本発明の一実施列を示す位置検出器の一部切欠
き斜視図である。

本実施例の位置検出器は位置検出素子３１と角度検出素
子３２を一体化したものであり、位置送ｐ用の軸３３に
は、ボールねじ３４が一体となっており、前記角度検出
素子３２を摺動する摺動子３５が固定されている。まだ
前記ボールねじ３４には位置検出のためのと９つけ部分
３６を持つ前記位置検出素子３１を摺動する摺動子３７
を持たせている。さらに、これら２つの位置検出素子３
１と角度検出素子３２のとり出し端子には、マイクロコ
ンビーータ３８の２つの入力ボート３９に接続するため
のケーブル４０が接続されている。

前記位置検出器では、ボールねじ３４の１ピツチを角度
検出素子３２０１回転に相当するように構成しているた
め、前記位置検出素子３１の検出分解能がＩＴａｎであ
っても、前記角度検出素子３２０１回転を１００等分す
ることによって、位置検出素子の１／１．００分解能の
位置が容易に得られる。

例えば、角度検出素子の摺動面のｒ＋を径を２０＋＋＋
ｖ＋とすれば、１／１００の分解丁ｊ旨を得る電極手品
は０６１、開と々ジ、マーク電極Ｏ２２胴で十分可能と
なる。

しだがって、本発明の位置検出器での位置股定几は、位
置検出素子によって検出され；Ａｃ　１ｔｉ−をり、と
し、角度検出素子によって検出された値をＤｂとすれば
、Ｄｏ＝Ｄａ＋０．０１・Ｄｂ　　となって得られる。

このように、本発明での位置検出素子と角度検出素子の
複合体は、位置検出素子のみでは得られない位置分解能
を高めることが容易に行える。

本発明の実施例では、１１１１１１分解能で長さ１００
闘の位置検出素子と１回転を１／２０とした摺動面直径
２０ｗｎの内周摺動型の角度検出素子で構成しており、
位置送ジ用の軸をモーターにて駆動し、５０μｍ分解能
の位置制御を得ている。

なお、本発明の複合構造での位置制御では、モーターが
位置を送る方向によって位置検出素子からの値Ｄａと角
度検出素子からの値Ｄｂの演算符号は異なり、増加方向
のときは、Ｄｏ＝　Ｄａ＋０．０１−Ｄｂで、減小方向
のときは、Ｊ）ｏ　＝　Ｄａ　’　　１　０．０１・Ｄ
ｂとなるが、この方向検出は制御を行うマイクロコンピ
ュータ−が記憶しているために容易に、その位置が決定
できる。

本発明では、角度検出素子に内周摺動型のものを用いた
が、第４図に示す摺動面４１が外側となる外周摺動型の
ものであっても、そのと９つけ構造を変更することで容
易に可能であり、さらに、とりつけ位置も位置検出素子
の前後どちらでも可能であることは明らかである。

第５図は本発明の別の実施例を示す位置検出器の構成で
あり、位置送り用の軸５１には角度検出素子５２がとり
つけられており、さらに２０対１の回転伝達媒体５３を
介してプーリー５４を廻わし、ワイヤー５５にとりつけ
られた摺動子５６によって位置検出素子５７を摺動する
。

この場合も位置検出素子と角度検出素子の複合構造とな
っているため、位置検出素子の検出最小分解能を角度検
出器によって高められ、前記２０対１の回転伝達媒体に
よって、位置検出素子の１／２０の分解能となり、前記
実施例での分ｊ「能１閣、長さ１００厚の位置検出素子
と１回転１／２０の分解能の角度検出素子によって、５
０μｍの分解能の位置制御が可能となる。

以上の説明で明らかなように、位置検出素子と角度検出
素子を一体構造にした本発明の位置検出器は容易に高い
分解能の位置制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図−ａは位置検出素子の外観斜視図である。 第１図−すは内周摺動型の角度検出素子の外観斜視図で
ある。 第２図は位置検出素子の摺動子と摺動面の断面図である
。 第３図はボールねじを用いた位置検出器の一部切欠き斜
視図である。 第４図は外周摺動型の角度検出素子の外観斜視図である
。 第５図はワイヤーを用いた位置検出器の構成図である。 図において、２１・・・・・・摺動子、２２・・・・・
・位置検出素子、２３・−・・・位置検出電極、ｗｉ・
・・・パ接触幅、Ｗ２・・・・・・検出電極の配列最小
ピッチ、３１・・・・・・位置検出素子、３２・・・・
・角度検出素子、３３・・・・・・位置送υ用の軸、３
４・・・・・・ボールねじ、３５・・・・・・摺動子、
３６・・・・・とυつけ部分、３７・・・・・・摺動子
、３８・・・・・・マイクロコンピュータ、３９°゛′
°入カポ−）、４０・・・・・ケーブル、４１・・・・
・・摺動面、５１・・・・・・位置送り用の軸、５２・
・〜・・角度検出素子、５３・・・・・・回転伝達媒体
、５４・・・−・・ブーＩＪ−１５５・・・・・・ワイ
ヤー、５６・・・・・・摺動子、５７・・・・・・位置
検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２対１以上の比を持つ回転と直線移動の変換
   媒体を介して接続された少々くとも１以上の軸もしくは
   １以上の移動媒体を有し、かつ該１以上の軸もしくは、
   １以上の移動媒体の相方又は片方に少なくとも２個所に
   摺動子がとシつけられており、との摺動子が移動する際
   に接触する位置に、１つの摺動子に対しては位置に応じ
   た情報を示すコードとなるように配列された電極が露出
   している面を有する位置検出素子と他方の摺動子に対し
   ては前記同様に各角度に応じた情報を示すコードとなる
   ように配列された電極が露出している面を有する角度検
   出素子が設置されていることを特徴とする位置検出器。