JPS61706A - 傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検出装置 - Google Patents
傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検出装置Info
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- JPS61706A JPS61706A JP12085484A JP12085484A JPS61706A JP S61706 A JPS61706 A JP S61706A JP 12085484 A JP12085484 A JP 12085484A JP 12085484 A JP12085484 A JP 12085484A JP S61706 A JPS61706 A JP S61706A
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- 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
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- G01D5/26—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
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- G01D5/34—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転中におゆる２軸の相対変位角検出装置で、
回転軸ＩＩｃ装架した円盤、若しくは円筒面上の各々に
傾斜縞帯を設けて光源で照射し、２軸の相対変位角のみ
で傾斜縞の一部が円周線上に連続して配列されて生ずる
明又は暗の受光信号の回数を受光素子で計数して相対変
位角を検出し、捩り棒を介して軸動力転数をこれに乗す
ることで軸動力の検出も行うことができるようにしたも
のである。
回転軸ＩＩｃ装架した円盤、若しくは円筒面上の各々に
傾斜縞帯を設けて光源で照射し、２軸の相対変位角のみ
で傾斜縞の一部が円周線上に連続して配列されて生ずる
明又は暗の受光信号の回数を受光素子で計数して相対変
位角を検出し、捩り棒を介して軸動力転数をこれに乗す
ることで軸動力の検出も行うことができるようにしたも
のである。
従来、２個の物体の直線、又は角度の相対変位の検出は
機械的、電磁気的或は光学的の種々な方法が知られ、行
われていｇものであるが、これらは一般に静止状態に置
かれている場合である。これに対し運動状態のものを静
止点から相対変位の検出を行う場合には刷子、滑動面の
ような機械的接触を有する機−となり、これを避は非接
触とするためＫは電磁的或は光学的の構造が採られる。
機械的、電磁気的或は光学的の種々な方法が知られ、行
われていｇものであるが、これらは一般に静止状態に置
かれている場合である。これに対し運動状態のものを静
止点から相対変位の検出を行う場合には刷子、滑動面の
ような機械的接触を有する機−となり、これを避は非接
触とするためＫは電磁的或は光学的の構造が採られる。
本願に類似のものとして光学的のＭｏ１ｒｅ縞に依る方
法がある。これは２枚の回折格子によるもので、格子相
互に僅かの角度を持たせて重ね合わせ格子線で生ずる光
の磯淡、即ち干渉縞模様を利用するものである。回折格
子線は１闘巾内に数百本の格子線を線引したもので、数
μ程度の極めて高精度の相対“変位を静的で検出するこ
とが出来るものであるが、このよ５め な高精度の回折格子線のたに長尺、或は大円周上では二
枚の回折格子のピッチを一致させ、更にこれらを運動体
に設けることは技術的、構造的にも殆ど不可能なものと
なる。
法がある。これは２枚の回折格子によるもので、格子相
互に僅かの角度を持たせて重ね合わせ格子線で生ずる光
の磯淡、即ち干渉縞模様を利用するものである。回折格
子線は１闘巾内に数百本の格子線を線引したもので、数
μ程度の極めて高精度の相対“変位を静的で検出するこ
とが出来るものであるが、このよ５め な高精度の回折格子線のたに長尺、或は大円周上では二
枚の回折格子のピッチを一致させ、更にこれらを運動体
に設けることは技術的、構造的にも殆ど不可能なものと
なる。
本発明は此の様な点に鑑み行われたもので、回転軸に装
架した２個の円盤、若しくは円筒面上に互いに僅かな角
度で斜交させた傾斜綿帯な設け、これを光源で照射させ
るもので、両者の相対的の変位で傾斜縞の一部が円周上
に連続して配列され明、暗が生ずるので、この受光信号
の計数で、回転中における２軸の相対変位角を検出する
ようＫしたものである。
架した２個の円盤、若しくは円筒面上に互いに僅かな角
度で斜交させた傾斜綿帯な設け、これを光源で照射させ
るもので、両者の相対的の変位で傾斜縞の一部が円周上
に連続して配列され明、暗が生ずるので、この受光信号
の計数で、回転中における２軸の相対変位角を検出する
ようＫしたものである。
この明、又は暗は軸の回転速度に無関係であり、変位角
にのみ関係するものであることは云うまでもない。従っ
て光の回折格子によるＭｏ１ｒｅ 縞によるものとは
異るものである。
にのみ関係するものであることは云うまでもない。従っ
て光の回折格子によるＭｏ１ｒｅ 縞によるものとは
異るものである。
これを図について説明する。第１図（イ）、（ロ）、←
→は傾斜綿帯を設げた２個の円筒面の展開図、第２図は
その詳細図で、Ａ、Ｂは２枚の透明基板、Ｓは不透明傾
斜縞、Ｉ−Ｘ図は明暗の特性面側ＬＷは傾斜綿帯の巾、
ｄは傾斜鍋中、Ｐは傾斜縞ピッチ、Ｐは傾斜高さ、θは
傾斜角で、Ｂ基板はＡ基板の裏返しの関係に置かれるも
のである。光源を紙面の背後に置き、此れを透過する光
束はげ）図ではｘ３ の点は０で暗、ｘｌ の点で
は脈動光束の最大値。
→は傾斜綿帯を設げた２個の円筒面の展開図、第２図は
その詳細図で、Ａ、Ｂは２枚の透明基板、Ｓは不透明傾
斜縞、Ｉ−Ｘ図は明暗の特性面側ＬＷは傾斜綿帯の巾、
ｄは傾斜鍋中、Ｐは傾斜縞ピッチ、Ｐは傾斜高さ、θは
傾斜角で、Ｂ基板はＡ基板の裏返しの関係に置かれるも
のである。光源を紙面の背後に置き、此れを透過する光
束はげ）図ではｘ３ の点は０で暗、ｘｌ の点で
は脈動光束の最大値。
（ｄ）図は３２点で零、ｘｌ、：ｔ３ ０点では、その
中間の値、（９図では、ｔ−１点で零、ｘｌ点で最大値
となる。これはＡ基板に対してＢ基板が１ピツチのＰの
変位によるもので明暗が一回行われる。此のような一定
変位値においては傾斜綿帯の長さ方向に移動させても透
過光の００値には変化がなく、これを除く他の位置の受
光素子は傾斜縞（Ｓ）の通過数、即ち回転数で光束は変
調され零と最大値の範囲内で脈動する。
中間の値、（９図では、ｔ−１点で零、ｘｌ点で最大値
となる。これはＡ基板に対してＢ基板が１ピツチのＰの
変位によるもので明暗が一回行われる。此のような一定
変位値においては傾斜綿帯の長さ方向に移動させても透
過光の００値には変化がなく、これを除く他の位置の受
光素子は傾斜縞（Ｓ）の通過数、即ち回転数で光束は変
調され零と最大値の範囲内で脈動する。
従って相対変位値の検出は受光素子の光束が傾斜綿帯の
移動に対して変化しな〜？線上の点で求めれば、最も確
実に変位角の計数を行うことができるものである。
移動に対して変化しな〜？線上の点で求めれば、最も確
実に変位角の計数を行うことができるものである。
若し傾斜縞が反射性のものとし、受光素子に光源よりの
光束が反射光であれば、最大値の光束で脈動の全くない
円周線ができる。この計測により回転速度に影響される
ことがなく、相対変位角の検出ができることｋなる。
光束が反射光であれば、最大値の光束で脈動の全くない
円周線ができる。この計測により回転速度に影響される
ことがなく、相対変位角の検出ができることｋなる。
基板と傾斜縞との投射光による受光素子の論理表を次に
示す。０は暗、１は明である。
示す。０は暗、１は明である。
次に透過光、反射光の０或は１で脈動の全（生じない値
とするためには、Ｐ≦２ｄ （透明基板、遮光傾斜縞陽
１）とし、相対変位値の感度、即ち分解能を゛上昇する
ためには機構的のものは勿論であるが、傾斜綿帯の巾（
Ｗ）内に受光素子を複数個並べればよく、これを゛ 仮
りＩｃｌ０個とすれば１０倍に分解能を高めることがで
きる。Ｗの巾が狭い場合には光ファイバーのようなもの
を受光端とすることで容易にその目的を達することがで
きる。
とするためには、Ｐ≦２ｄ （透明基板、遮光傾斜縞陽
１）とし、相対変位値の感度、即ち分解能を゛上昇する
ためには機構的のものは勿論であるが、傾斜綿帯の巾（
Ｗ）内に受光素子を複数個並べればよく、これを゛ 仮
りＩｃｌ０個とすれば１０倍に分解能を高めることがで
きる。Ｗの巾が狭い場合には光ファイバーのようなもの
を受光端とすることで容易にその目的を達することがで
きる。
次は傾斜縞の角度、ｔａｎθ＝Ｗ を小さくすることで
ある。その限度はｔａｎθ＝ｗ＝Ｐ Ｉであり、他にはｄを小さな値とすることＫより分解能
は向上するが、傾斜縞帯の全長に亘りＡ、Ｂ基板上の傾
斜線相互の重ね合わせの寸法誤差が許容範囲内に置かれ
なければならない。これは回転軸に装架される円筒の直
径、即ち傾斜縞帯の長さの加工精度や、回転体の機械精
度、その経済性にも関係する。
ある。その限度はｔａｎθ＝ｗ＝Ｐ Ｉであり、他にはｄを小さな値とすることＫより分解能
は向上するが、傾斜縞帯の全長に亘りＡ、Ｂ基板上の傾
斜線相互の重ね合わせの寸法誤差が許容範囲内に置かれ
なければならない。これは回転軸に装架される円筒の直
径、即ち傾斜縞帯の長さの加工精度や、回転体の機械精
度、その経済性にも関係する。
第３図は回転中におけるトーションバーの捩り角検出装
置で、（１）を駆動軸とすれば（２）は被駆動軸、（３
）は捩れ軸で、駆動軸（１）及び被駆動軸（２）には図
のように円筒（４）、（５）が取りつけられ、夫々の内
外円筒（４）、（５）には傾斜線ｆｓ］をスリットとし
て相互に交叉するように打ち抜かれる。円筒の内方には
光源（６）を固定させ、円筒の外方には傾斜線巾（Ｗ）
の範囲内に軸心にそって複数の受光素子Ｃ１〜Ｃｎ
が等間隔で配置される。此の場合には透過光００円周線
上の受光素子の信号が計数される。次に新たな変位角に
対して透過光００円周線は軸心方向に移動し、これに対
応する受光素子の信号で計数が行われ、前記の受光素子
の前後の受光素子で加算及び減算の信号を発信させ、こ
れにより原点からの相対変位角の計数が行われる。更に
傾斜線（Ｓ）を通しての脈動数Ｎは傾斜縞数と回転数ル
との積ｎＮで、Ｎは一定であるから、これに変位角との
ディジタル積を求めれば、駆動軸（１１より被駆動軸（
２）に伝達される軸動力をディジタル量で直接表示させ
ることができる。このような受光素子（Ｃ＋〜ＣｒＬ）
からの出力に依る演算或はその回路は既に周知のもので
あるから、その説明は省略する。
置で、（１）を駆動軸とすれば（２）は被駆動軸、（３
）は捩れ軸で、駆動軸（１）及び被駆動軸（２）には図
のように円筒（４）、（５）が取りつけられ、夫々の内
外円筒（４）、（５）には傾斜線ｆｓ］をスリットとし
て相互に交叉するように打ち抜かれる。円筒の内方には
光源（６）を固定させ、円筒の外方には傾斜線巾（Ｗ）
の範囲内に軸心にそって複数の受光素子Ｃ１〜Ｃｎ
が等間隔で配置される。此の場合には透過光００円周線
上の受光素子の信号が計数される。次に新たな変位角に
対して透過光００円周線は軸心方向に移動し、これに対
応する受光素子の信号で計数が行われ、前記の受光素子
の前後の受光素子で加算及び減算の信号を発信させ、こ
れにより原点からの相対変位角の計数が行われる。更に
傾斜線（Ｓ）を通しての脈動数Ｎは傾斜縞数と回転数ル
との積ｎＮで、Ｎは一定であるから、これに変位角との
ディジタル積を求めれば、駆動軸（１１より被駆動軸（
２）に伝達される軸動力をディジタル量で直接表示させ
ることができる。このような受光素子（Ｃ＋〜ＣｒＬ）
からの出力に依る演算或はその回路は既に周知のもので
あるから、その説明は省略する。
第４図は可撓軸を利用したもので、（１）を駆動軸とす
れば、（２）は被駆動軸、（３）はコイルバネで軸の捩
れ部分である。これは円筒（４）、（５）Ｋ設けられた
反射基板とスリットの組合せで、論理表隘８の場合であ
る。Ｃ１−Ｃｎは光ファイバを受光端としたもので、（
６）は光源である。
れば、（２）は被駆動軸、（３）はコイルバネで軸の捩
れ部分である。これは円筒（４）、（５）Ｋ設けられた
反射基板とスリットの組合せで、論理表隘８の場合であ
る。Ｃ１−Ｃｎは光ファイバを受光端としたもので、（
６）は光源である。
回転中のトルク及び軸動力のディジタル表示が行われる
。
。
本発明は以上の説明のように僅かな角度で相互に交叉す
る傾斜線を設け、光源よりの光束の脈動のない円周線上
における明又＆ま暗の発生回数を計数させる相対変位角
の検出のために、その構造は頗る簡単であり、従って軸
径の極めて大きな場合の変位角の検出、ｆｆＯち大容量
の捩れ動力計用の変位角センサーとして好適なものであ
る。且つ原理上より非接触型で、静止状態での指示の較
正も行うこと力ｔでき、表示の全領域に亘り比例性を有
し高精度の変位角或は軸動力をディジタル的に指示させ
ることができるものである。
る傾斜線を設け、光源よりの光束の脈動のない円周線上
における明又＆ま暗の発生回数を計数させる相対変位角
の検出のために、その構造は頗る簡単であり、従って軸
径の極めて大きな場合の変位角の検出、ｆｆＯち大容量
の捩れ動力計用の変位角センサーとして好適なものであ
る。且つ原理上より非接触型で、静止状態での指示の較
正も行うこと力ｔでき、表示の全領域に亘り比例性を有
し高精度の変位角或は軸動力をディジタル的に指示させ
ることができるものである。
第１図は、本発明の原理を示す傾斜縞帯の説明図で、（
イ）、（ロ）、（ハ）図は基板Ａ、Ｈの相対変位で生ず
る光束の変化をＩ−Ｘ特性曲線で示したもの。 第２図は傾斜線の塁状を示す説明図、第３図及び第４図
は本発明の用例を示した軸動力検出装置で、１：駆動軸
２：被駆動軸３：捩れ軸、４，５：は回転円筒、６：
光源Ｃ１〜Ｃユ受光素子 茅１因 キ？圀 鼻４Ｎ
イ）、（ロ）、（ハ）図は基板Ａ、Ｈの相対変位で生ず
る光束の変化をＩ−Ｘ特性曲線で示したもの。 第２図は傾斜線の塁状を示す説明図、第３図及び第４図
は本発明の用例を示した軸動力検出装置で、１：駆動軸
２：被駆動軸３：捩れ軸、４，５：は回転円筒、６：
光源Ｃ１〜Ｃユ受光素子 茅１因 キ？圀 鼻４Ｎ
Claims (3)
- （１）回転２軸に装架した２個の円盤若しくは円筒面上
に互いに僅かな角度で斜交した傾斜縞帯を設けて光源で
照射し、その相対変位で傾斜縞の一部が円周線上に連続
し配列されて生ずる明又は暗の受光信号を計数すること
により、回転中における２軸の相対変位角を検出するこ
とを特徴とする傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検
出装置。 - （２）前記装置の２個の円盤、若しくは円筒面上の傾斜
縞帯の巾内で、軸心にそって等間隔に複数個の受光素子
を配設したことを特徴とする傾斜縞を利用した回転軸の
相対変位角検出装置。 - （３）前記装置の傾斜縞帯巾内で軸心にそって等間隔に
配設された複数個の受光素子の中で、明又は暗信号の受
光素子を除いた他の受光素子により、計数時の加算若し
くは減算の信号発生機能と、回転軸の回転検出機能とを
持たせたことを特徴とする傾斜縞を利用した回転軸の相
対変位角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085484A JPS61706A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085484A JPS61706A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61706A true JPS61706A (ja) | 1986-01-06 |
| JPH0377929B2 JPH0377929B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=14796586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12085484A Granted JPS61706A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 傾斜縞を利用した回転軸の相対変位角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61706A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175579A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Ono Sokki Co Ltd | トルクセンサ |
| DE102008045745B4 (de) | 2007-09-05 | 2018-11-22 | Denso Corporation | Fahrzeugwechselstromgenerator mit einem Gleichrichteranschluss, der Abschnitte aus verschiedenen Metallen aufweist |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633645A (en) * | 1979-08-01 | 1981-04-04 | Eastman Kodak Co | Forming color element image |
| JPS5674609A (en) * | 1979-11-24 | 1981-06-20 | Tomiya Iwasaki | Transit |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP12085484A patent/JPS61706A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633645A (en) * | 1979-08-01 | 1981-04-04 | Eastman Kodak Co | Forming color element image |
| JPS5674609A (en) * | 1979-11-24 | 1981-06-20 | Tomiya Iwasaki | Transit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175579A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Ono Sokki Co Ltd | トルクセンサ |
| DE102008045745B4 (de) | 2007-09-05 | 2018-11-22 | Denso Corporation | Fahrzeugwechselstromgenerator mit einem Gleichrichteranschluss, der Abschnitte aus verschiedenen Metallen aufweist |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377929B2 (ja) | 1991-12-12 |
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