(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定配置の固定盤(1)と、前記固定盤(1)の周縁面(1a)に形成された１個又は複数の固定スリット(2)と、前記固定盤(1)の固定スリット(2)の内側に形成された多数のレゾルバ用固定コイルパターン(3)と、前記固定盤(1)の前記各レゾルバ用固定コイルパターン(3)の内側に設けられ螺旋状をなす固定接続用パターン(31A)と、前記各レゾルバ用固定コイルパターン(3)の両端を互いに直列に接続するため前記各レゾルバ用固定コイルパターン(3)の反対面(3a)でこれと重合及びその内側に位置する固定接続パターン(30A)と、前記固定盤(1)に対向して回転自在に設けられた回転盤(4)と、前記回転盤(4)の周縁面(4a)に形成され前記固定スリット(2)と対向する多数の回転スリット(5)と、前記回転盤(4)に形成され前記レゾルバ用固定コイルパターン(3)に対向する多数のレゾルバ用回転コイルパターン(10)と、前記回転盤(4)の前記各レゾルバ用回転コイルパターン(10)の内側に設けられ螺旋状をなす回転接続用パターン(31)と、前記各レゾルバ用回転コイルパターン(10)の両端を互いに直列に接続するため前記各レゾルバ用回転コイルパターン(10)の反対面(10a)でこれと重合及びその内側に位置する回転接続パターン(30)と、前記回転盤(1)の上方に位置する光源(32)と、前記回転盤(4)の下方に位置する受光体(33)とを備え、前記各レゾルバ用固定コイルパターン(3)とレゾルバ用回転コイルパターン(10)によってレゾルバ(20)を構成し、前記固定スリット(2)と回転スリット(5)によりインクリメンタルエンコーダ(34)を構成すると共に、前記受光体(33)からのインクリメンタルエンコーダ信号(41)と前記固定接続用パターン(31A)からのレゾルバ信号(40)とを精粗信号合成回路(51)に入力してアブソリュート信号(52)を得ることを特徴とする角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角度センサに関し、特に、固定盤に対して回転盤を回転自在とし、各盤に設けたコイルパターンによってレゾルバを形成し、各盤に設けたスリットによってインクリメンタルエンコーダを形成し、高精度なアブソリュートエンコーダを安価に提供するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の角度センサとしては、一般に高精度なアブソリュート角度センサを実現するには、複雑なスリットパターンを有する回転符号板を用い、精密な光学系信号処理系を用いていた。
また、巻線とコアを用いたレゾルバの場合、ステータとロータに巻線を施して形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の角度センサは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、アブソリュートエンコーダの場合には、その回転符号板を形成するために多大のコストを必要とし、大量生産に対する最大の障害となっていた。
また、レゾルバは巻線と積層コアを用いるために、その巻線を特殊な巻線機で行わなくてはならず、巻線工程のコスト低減化が極めて困難であった。さらに、積層コアの製作も容易ではなかった。
また、このレゾルバは、極めて高精度の角度検出には向いておらず、光学式のエンコーダを越えることは困難であった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、固定盤に対して回転盤を回転自在とし、各盤に設けたコイルパターンによってレゾルバを形成し、各盤に設けたスリットによってインクリメンタルエンコーダを形成し、高精度なアブソリュートエンコーダを安価に提供するようにした角度センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による角度センサは、固定配置の固定盤と、前記固定盤の周縁面に形成された１個又は複数の固定スリットと、前記固定盤の固定スリットの内側に形成された多数のレゾルバ用固定コイルパターンと、前記固定盤の前記各レゾルバ用固定コイルパターンの内側に設けられ螺旋状をなす固定接続用パターンと、前記各レゾルバ用固定コイルパターンの両端を互いに直列に接続するため前記各レゾルバ用固定コイルパターンの反対面でこれと重合及びその内側に位置する固定接続パターンと、前記固定盤に対向して回転自在に設けられた回転盤と、前記回転盤の周縁面に形成され前記固定スリットと対向する多数の回転スリットと、前記回転盤に形成され前記レゾルバ用固定コイルパターンに対向する多数のレゾルバ用回転コイルパターンと、前記回転盤の前記各レゾルバ用回転コイルパターンの内側に設けられ螺旋状をなす回転接続用パターンと、前記各レゾルバ用回転コイルパターンの両端を互いに直列に接続するため前記各レゾルバ用回転コイルパターンの反対面でこれと重合及びその内側に位置する回転接続パターンと、前記回転盤の上方に位置する光源と、前記回転盤の下方に位置する受光体とを備え、前記各レゾルバ用固定コイルパターンとレゾルバ用回転コイルパターンによってレゾルバを構成し、前記固定スリットと回転スリットによりインクリメンタルエンコーダを構成すると共に、前記受光体からのインクリメンタルエンコーダ信号と前記固定接続用パターンからのレゾルバ信号とを精粗信号合成回路に入力してアブソリュート信号を得る構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による角度センサの好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは固定盤であり、この固定盤１の周縁面１ａにはこれを貫通する１個又は複数の固定スリット２が周知のエッチング等によって形成されている。
前記固定盤１の内側の周縁面１ａには、図２で示されるように後述のレゾルバ用回転コイルパターン１０と同一パターンに周知のエッチング又はフォトリソグラフ等で形成されたレゾルバ用固定コイルパターン３が形成されている。
【０００７】
前記レゾルバ用固定コイルパターン３は、前記固定スリット２に対して前記固定盤１の半径方向に沿う内側位置に形成されている。尚、前記スリット２とパターン３並びに後述のスリット５とパターン１０は同時に形成することができる。
前記固定盤１に対向して回転盤４が回転自在に設けられ、この固定盤１と回転盤４は実際には図示しないケース内に設けられているが、ここでは、回転盤４を回転自在に保持する構成は周知であるため省略している。
【０００８】
前記回転盤４の周縁面４ａには、図２で示されるように、多数の回転スリット５が前記固定スリット２と同様にその半径方向に沿ってかつ円周方向に所定の角度間隔で貫通して形成されている。
尚、前記固定スリット２は、この回転スリット５と軸方向の位置関係が互いに一致するように構成されている。
【０００９】
前記回転盤４の前記固定盤１と対面する内面には、前記レゾルバ用固定パターン３と同一パターンで形成されたエッチング及びフォトリソグラフ等によるレゾルバ用回転コイルパターン１０が形成されている。
前記レゾルバ用固定コイルパターン３とレゾルバ用回転コイルパターン１０とは、前述のように図２で示されるレゾルバ用回転コイルパターン１０と同一パターンで形成されていると共に、各パターン３、１０は互いに対面してレゾルバ２０が構成されている。
前記各パターン３、１０の両端は、図２に示されるように互いに点線で示される固定接続パターン３０Ａ及び回転接続パターン３０によって互いに直列接続され、螺旋状に形成された固定接続用パターン３１Ａ及び回転接続用パターン３１に各パターン３、１０の直列接続された両端が接続されている。
尚、前記固定接続パターン３０Ａ及び回転接続パターン３０は、前記レゾルバ用固定コイルパターン３及びレゾルバ用回転コイルパターン１０の各反対面３ａ，１０ａでこれらの各パターン３，１０と重合及びその内側に位置するように形成されている。
【００１０】
前記回転盤４の上方（外側）には光源３２が設けられ、この光源３２からの光３２ａは、回転盤４の回転スリット５を経て固定盤１の固定スリット２を貫通し、この固定盤１の下方（外側）に位置する受光体３３に到達して受光され、前述の光源３２、回転スリット５、固定スリット２及び受光体３３により光学式のインクリメンタルエンコーダ３４を構成している。
【００１１】
前記レゾルバ２０のレゾルバ用固定パターン３は、周知のレゾルバのように、励磁用と検出用に用いられ、回転盤４のレゾルバ用回転コイルパターン１０の回転により、この各パターン３、１０間の磁気作用によって回転盤４の回転角度（数）を示すレゾルバ信号４０が出力される。
【００１２】
前記受光体３３からは、前記インクリメンタルエンコーダ３４からのインクリメンタルエンコーダ信号４１が出力され、前記レゾルバ信号４０は粗信号生成用Ｒ／Ｄ変換回路５０に入力されてＲ／Ｄ（レゾルバ／デジタル）変換された後に精粗信号合成回路５１に入力されている。
前記受光体３３からのインクリメンタルエンコーダ信号４１は精信号生成用Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路５２に入力されてＡ／Ｄ変換された後に前記精粗信号合成回路５１に入力してレゾルバ信号４０に内挿されて合成される。
前記精粗信号合成回路５１では、入力されたレゾルバ信号４０で粗信号すなわち回転盤４の回転数を検出し、インクリメンタルエンコーダ信号４１で精信号すなわち回転盤４の１回転内の回転角度を検出し、回転数と回転角度を示す精粗信号からなるアブソリュート信号５２が前記精粗信号合成回路５１から出力される。
尚、前記各盤１、４は、エッチング等でスリット２、５が抜きやすい周知の材質及び厚さで構成されている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明による角度センサは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、固定盤と回転盤の各プリントパターンによってレゾルバを構成することにより、従来よりも部品点数の低減、コイル製造の簡易化及び工数低減、コイルの製造バラツキ低減及び高精度化を実現することができる。
また、固定盤と回転盤のスリットを用いてインクリメンタルエンコーダを構成しているため、エンコーダをレゾルバと一体化して構成することができ、偏平小形形状の高精度アブソリュート角度センサを得ることができる。
また、各スリット及びパターンは、固定盤及び回転盤に対してエッチング又はフォトリソグラフ等によって同時形成できるため、極めて安価に製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による角度センサを示す構成図である。
【図２】  図１の回転盤４の裏面を示す構成図である。
【符号の説明】
１    固定盤
１ａ    周縁面
２    固定スリット
３    レゾルバ用固定コイルパターン
４    回転盤
４ａ    周縁面
５    回転スリット
１０    レゾルバ用回転コイルパターン
２０    レゾルバ
３２    光源
３３    受光体
３４    インクリメンタルエンコーダ
４０    レゾルバ信号
４１    インクリメンタルエンコーダ信号
３ａ，１０ａ    反対面
３０    回転接続パターン
３０Ａ    固定接続パターン
３１    回転接続用パターン
３１Ａ    固定接続用パターン
５１    精粗信号合成回路
５２    アブソリュート信号
【図１】
0003865617.tif 000002
【図２】
0003865617.tif 000003