[发明专利]位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置检测装置，其基于磁性解算器的检测信号检测电动机的旋转位置。详细地说，涉及一种位置检测装置，其可以将磁性解算器的磁特性变化变换为电气信号，并基于根据磁性解算器的移动发生周期性变化而各自的相位不同的多个检测信号，检测电动机的旋转位置。

背景技术

作为进行定位动作的致动器，存在将电动机和编码器组合的产品。在该致动器中，由编码器检测电动机的旋转位置，并通过将检测信号作为返回信号而对电动机的旋转位置进行反馈控制，进行定位动作。作为这种致动器，存在使编码器具有绝对旋转位置检测功能的产品。

图5是当前的具有绝对位置检测功能的致动器的概略结构图。

在图5中，500是电动机部，600是作为编码器的磁性解算器部。磁性解算器部600由n×解算器610、和1×解算器620构成。作为1×解算器620，如果转子520旋转一周，则检测信号的相位发生一个周期的变化。作为n×解算器610，如果转子520旋转1/n(n为大于或等于2的整数)周，则检测信号的相位发生一个周期的变化。

在磁性解算器部600中，利用1×解算器620将1/n周旋转作为分辨率而检测绝对旋转位置，利用n×解算器610对所检测出的1/n周旋转内的旋转位置进行检测，从而可以高分辨率地检测绝对旋转位置。

电动机部500、n×解算器610、1×解算器620的任一个均是外转子型，内侧的定子510为中空结构。中空部分作为配线空间等而使用。

图6是磁性解算器600的详细图，图6(a)是n×解算器610的俯视图，(b)是1×解算器620的俯视图。

在图6(a)中，在n×解算器610的解算器转子611上，以一定齿距形成n个齿，它们以电动机500的旋转中心轴为中心而形成圆环状。配置解算器定子612，该解算器定子612与该解算器转子611的齿相对地具有多个凸极，在每个凸极上具有大于或等于1个的齿。如果解算器转子611的齿和解算器定子612的凸极的位置关系发生变化，则卷绕在解算器定子612上的线圈的电感发生变化。利用解算器转子每旋转1/n周而电感发生一个周期的变化，从而检测电动机在旋转1/n周内的旋转位置。

在图6(b)中，1×解算器620在解算器定子622上设置4个凸极。解算器转子621为环状，环宽度随着环每旋转一周而发生一个周期的变化。因此，解算器转子621和解算器定子622之间的间隙，随着解算器转子每旋转一周而发生一个周期的变化。

如果解算器转子和解算器定子之间的间隙发生变化，则卷绕在解算器定子622上的线圈的磁特性发生变化。利用解算器转子每旋转一周而电感发生一个周期的变化，从而检测电动机在旋转中的旋转位置。

在下述的专利文献中记载了具有类似上述的绝对位置检测功能的致动器。

专利文献1：日本实开平05-11776号公报

专利文献2：日本特开平05-324075号公报

发明内容

但是，在上述结构中，因为具有n×解算器610和1×解算器620这2个系统的解算器，所以磁性解算器部600的体积庞大。

另外，为了抑制解算器之间的磁干涉，需要单独或组合实施下述的(1)～(3)的对策，即，(1)使n×解算器610和1×解算器620之间的距离远离，(2)在n×解算器610和1×解算器620之间实施磁屏蔽，(3)对n×解算器610和1×解算器620的励磁进行时间分割，并控制为在对一个进行励磁的期间切断另一个的励磁等，从而使检测部的结构复杂。

本发明的目的在于提供一种简单的位置检测装置，其可以解决当前的问题，并以简单的结构使体积缩小。

为了解决上述问题，本发明具有如下的结构。

(1)一种位置检测装置，其基于磁性解算器的检测信号，对电动机的旋转位置进行检测，其特征在于，具有：解算器定子，其配置为以所述电动机的旋转中心轴为中心的圆环状，该解算器定子形成有多个齿，它们分别卷绕有旋转位置检测线圈；解算器转子，其与该解算器定子相对，并配置为与所述旋转中心轴偏心的圆环状，该解算器转子具有n个齿，n为大于或等于2的整数；以及运算部，其基于所述检测信号的信号振幅以及相位，计算所述电动机的绝对旋转位置。

(2)根据(1)所述的位置检测装置，其特征在于，所述运算部基于所述检测信号的信号振幅变化，计算在所述电动机一周旋转内的位置，所述检测信号的信号振幅随着所述解算器转子和所述解算器定子之间的间隙变化而变化，其中，所述电动机每旋转一周，该间隙发生一个周期的变化。