JPS6020113A - 回転信号発生器 - Google Patents

回転信号発生器

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JPS6020113A
JPS6020113A JP58127694A JP12769483A JPS6020113A JP S6020113 A JPS6020113 A JP S6020113A JP 58127694 A JP58127694 A JP 58127694A JP 12769483 A JP12769483 A JP 12769483A JP S6020113 A JPS6020113 A JP S6020113A
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JP
Japan
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signal
capacitance
electrodes
signal generator
rotation
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JP58127694A
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Saburo Kazama
風間 三郎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G01DMEASURING 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
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転体の回転変位量や回転速度や回転方向等の
情報信号を発生する装置に関する0〔発明の背景J 第1図は従来の回転信号発生器の構造側図で、(a)は
縦断面図、(b)は平面図である。本例は回転体から発
生する磁界信号を固定側に設けた磁界検出素子(ホール
素子が一般的)で検出しその電圧信号出力によって回転
体の回転方向を検出する構成である。回転体10周平面
に固定した多極の円環状マグネット2゛の磁界信号をこ
れに近接対向させて設けた2個の磁界検出素子3a 。
3bで検出する。磁界検出素子5a 、 3bは互に電
気角でアの角度間隔をもって配列固定しである。
回転体1の回転に伴ない磁界検出素子!+a 、 3b
には互に三の位相差の電圧信号が発生する。回転方向に
より3a 、 3b相互の電圧信号出力の位相関係が逆
転する。すなわち本例の構成では回転体の正転の場合と
逆転の場合で磁界検出素子3aの出力が同5bの出力に
対し二位相が進んだり遅れま たりする。この位相の進み遅れ関係を検出して回転体1
0回転方向を検出する。本例は2個の磁界検出素子を用
いて回転体の正逆転方向の検出をする例であるが、この
他この信号を回転速度検出信号に兼用したりする方式例
もある。
上記従来技術の回転信号発生器では (1)円環状マグネット20着磁磁極寸法に下限値がち
り比較的小直径の回転体では高周波の回転信号を得難い
(2)磁界検出素子3a 、 3bも小型・高感度・高
安定のものが得られない。
(3)従って回転信号発生部の寸法が大型化しかつコス
ト高になる。
等の欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし小型軽量、
高レート、高S/Nかつ低コストな複数位相の回転信号
発生器を提供するにある。
〔発明の概要〕
上記目的を実現するために本発明の回転信号発生器では
、 (1)回転側構体及び固定側構体に互に平面対向する導
体電極を設は回転側構体の回転により両電極間の対向面
積を変化させ2相以上の静電容量変化を得る構成とし小
型軽量かつ低コスト構造でS/N比の高い高レートの回
転信号を得るようにしていることが特徴である。
〔発明の実施例J 以下、本発明を実施例に基づき説明する。本発明は導体
電極間に形成される静電容量変化を検出する回転信号発
生器である。
第2図は本発明の回転信号発生器の第1実施例図で、(
a)は回転子側の静電電極基板平面図、(b)は固定子
側の静電電極基板平面図である。本実施例は電気的に号
だけ位相の異なる2信号を発生する構成である。静電電
極は回転子側及び固定子側とも半径方向に放射状に設け
である。
外側半径部で2信号のうちの1つ(以下第1の信号と呼
ぶ)を得、内側半径部で残りの1信号(以下第2の信号
と呼ぶ)を得る。回転子側のパターン状静電電極21 
、22は同一位相位置にありそれぞれ内側を円環パター
ン24 、25で連続接続されている。固定子側のパタ
ーン状静電電極26゜27 、28 、29もそれぞれ
外側、内側で円環パターン50 、51 、52 、5
3に連続接続されている。電極26.27と電極28 
、29とは円周方向に電気的に一五(機械的には舊−)
だけ位相がずれている。電極26.27と上記電極21
とで形成される静電容量で第1の信号を発生させ、電極
28 、29と電極22とで形成される静電容量で第2
の信号を発生させる。
信号は固定子側電極26 、27及び28 、29から
端子側に取り出す。電極26 、27の信号は端子55
 、56から、また電極28 、29の信号は基板裏面
に設けたパターン導線部を介して端子57 、58から
取る。
回転子側の静電電極21と固定子側の静電電極26゜2
7とが平面的に最大に重なり合った場合に端子55 、
56間の静電容量は最大になりこれより180゜(電気
角)ずれた位置では回転・固定両電極間の重なシ乎面は
最小になり静電容量値も最小になる。同様に回転子側の
静電電極22と固定子側の静電電極28 、29の間に
も対向面積変化が生ずるため端子57 、58間の静電
容量値が変化する。
第6図及び第4図は第2図の実施例の静電電極拡大図で
ある。本実施例の構造では円周方向の2に極を1対とし
て固定子側の端末A−B間、C・1〕間に静電容量変化
信号を発生ずる。回転子側静電電極長さlI(を固定子
側静電電極長さlsよりも長くすると重なり面積を広く
でき静電容量値を大きくできる。また固定子側静電電極
の円周方向の幅は電極ピッチの−1−以下にすると静寛
容量変化のS/Nを高くできる。
第5図は上記第1実施例の回転信号発生器の電極におけ
る静電容量形成原理説明図である。
固定子側電極端子A、Bからみて固定子側電極面と回転
子側電極面との間の静電容量はギヤツブ部2箇所で形成
され直列接続されている。従ってこの1対の合成容量は
ギャップ1箇所の静電容量の約Iとなる。全周の電極数
をnとすると2個づつ直列対のコンデンサがL個並列接
続にされていると等価なため全周の合計容量は電極1個
の容量の7倍になる。
第6図は静電容量〜電圧変換回路構成側図、第7図及び
第8図は変換原理及び各部出方波形の説明図である。第
6図の検出回路3oは内部に検波器40 、40’を含
む。回転・固定両電極間に形成され回転に伴ない変化す
る2個の静電容量C61゜Cotを端31 ・32 、
31′・32’で検出回路3oに接続する。検出回路3
o中には抵抗RとインダクタンスLとを直列に接続して
あシ容量CO+ 、 Cotを接続することによpR,
L、Cの直列共振回路を形成する。
キャリア発振器41は端子35 、36で検出回路60
に接続しである。キャリア発振器41から出力されるキ
ャリア信号の角周波数をW。、振幅をE。とすると容量
Cot 、 cotの両端端子31−52 、3’l’
 ・32’間には次式の信号電圧E0が発生する。
キャリア発振器410発生角周波数を上記直列共や低い
値に設定すれば第7図に示すごとく容量Coの変化量Δ
Coに応じて電圧EcoをΔEcoだけ振動変調させる
ことができる。従ってこの共振回路の共振特性が急峻で
ある程振幅変調度を太きくでき増幅率を増大できる。得
られた変調信号電圧Ecoをダイオード57、抵抗58
及びコンデンサ39から成る検波器40にインプットし
て包絡線検波すれば出力端子53・34 、33”・3
4′に容量変化に対応した信号電圧Eoul+ 、 E
outtを得ることができる静電容量変化ΔCOI 、
ΔCo霞”2の位相差を持つ場合には上記出力Eout
+ 、 Eouttも−の位相差信号となる。
第9図、第10図は本発明の回転信号発生器を用いた正
転・逆転方向検出回路側図とその2相川力信号波形図で
ある。上記第6図〜第8図に述べたごとくアだけ位相の
異なる2個の静電容量変化信号を検出回路30で二位相
の異なる電圧信号Eoub 、 Eouhに変換しこれ
を増幅器75 、75’で増幅した後、コンパレータ7
6 、76にインプットしここで2相のパルスP、 、
 P、に変換する。さらニハルスPl、Plヲフリツプ
・フロップ80ニインプツトしここでP、 、 P、の
位相関係に対応した出力信号Poutを作る。すなわち
パルスP、がHigb電位でパルスP!が立上がるとフ
リップ・フロップ80の出力がHigh電位となシ(第
10図(a))パルスP1がLow電位でパルスP、が
立上がると7リツプ・フロップ80の出力がLow電位
と々る(同(b))。
従って回転体の正転の場合のP、 、 P、の位相関係
を第10図(a)、逆転の場合の位相関係を同(b)と
すると7リツプ・フロップ80の出力PoutのHig
h 。
Lowで正転・逆転の検出ができる。
上記実施例のごとき回転信号発生器では、(1)バクー
ン導体電極を用いた静電容量方式であるため卸1@パタ
ーン電極を高精度に容易に実現できるため高周波の回転
信月を得ることができる(2)低コストにできる (3
)小型・薄型にできる(4)電磁気信号とリンクしない
ため高S/N信号が得られる (5)磁気方式における
磁極のような信号のポテンシャル源を必要としないため
回転体への組込作業が容易で取扱い易い、 等従来方式を大幅に改善する顕著な効果があるO M¥i1図及び第12図は本発明の回転信号発生器の静
電′電極の他の構造側図、第16図はさらに他の構造側
図である。これらの電極では固定子側の1>極数を回転
子側の電極数の2倍にし回転子側電極1個に対し固定子
側電極2個で対応し回転チ側電極1個毎に固定子電極端
子間に静電容量変化出力を取り出す。全体の合計静電容
量値は前記第1実施例の場合と等しい。効果もほぼ同様
であるっ 上記実施例では2相信号発生の構成例について述べたが
、この他5相以上の回転信号発生の場合についても基本
構成・効果等はぼこれと同様でこれらも本発明の範囲内
である。
〔発明の効果J 本発明によれば回転信号発生器をして、(1)簡易かつ
)低コストな11造で2相以上の回転情報が得られる。
(2)小型軽量で茜し− トθつ回転信号が得られる。
(3)電磁気信号等信の信号との相互干渉がないため信
号のS/Nを冒〈でき高精度の回転検出ができる。
(4)回転体との結合・組込みが容易で取扱い易い。
等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の回転信号発生器の構造例1?テ1、第2
図は本発明の回転信号発生器の第1実施例図、第6図及
び第4図は同実施例の電極拡大図、第5図は静電容量形
成原理説明図、第6図il′i静電容量〜亀圧変換回路
47ケ成図、第7図及び第8図は変換原理及び各部出力
波形の説明図、第9図は正転・逆転検出回路図、第10
図はその2相出力信号波形図、第11図及び第12図は
本発明の回転信号発生器の電極の他の構造図、第13図
はさらに他の電極構造図である。 21 、22・回転子側静電電極、 26 、27 、28 、29 固定子側静電電極。 代理人弁理士 高 橋 明 xl 特開昭G(1−2U1i3<’4> 才1図 (α) (b) 矛2m 第3図 、;t4図 第5m (0−) (し) Cr C2 、?6図 0 ノ 第7m 第8m (0,) 19図 0 \ オフ0図 (1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 回転構体側に設けた静電電極と固定構体側に設けた
    静電電極との間に回転構体の回転に伴ない変化する静電
    容量を形成し、2相以上の回転信号を固定側電極端末よ
    シ取り出す構造としたことを特徴とする回転信号発生器
JP58127694A 1983-07-15 1983-07-15 回転信号発生器 Pending JPS6020113A (ja)

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JP58127694A JPS6020113A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 回転信号発生器

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JP58127694A JPS6020113A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 回転信号発生器

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JPS6020113A true JPS6020113A (ja) 1985-02-01

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ID=14966388

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JP58127694A Pending JPS6020113A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 回転信号発生器

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009053183A (ja) * 2007-07-31 2009-03-12 Kyocera Corp ステージの位置変動検出装置およびこれを備えた搬送装置
JP2009288058A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Kyocera Corp ステージの位置変動検出装置およびこれを備えた搬送装置
JP2016031332A (ja) * 2014-07-30 2016-03-07 栃木県 静電容量式角度検出装置
JP2016053505A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 オリエンタルモーター株式会社 静電エンコーダ
WO2019116716A1 (ja) * 2017-12-13 2019-06-20 株式会社村田製作所 回転型エンコーダ
JPWO2020262385A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30

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