CN104977028A - 感应检测型旋转编码器 - Google Patents

Abstract

一种感应检测型旋转编码器，包括：定子；转子，其与所述定子相对地配置；第一发送线圈，其设置在所述定子中，并且包括第一内周侧线圈和第一外周侧线圈；第二发送线圈，其设置在所述定子中，并且包括第二内周侧线圈和第二外周侧线圈；第一接收线圈和第二接收线圈，其设置在所述定子中；以及第一磁通耦合体和第二磁通耦合体，其设置在所述转子中。所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离短于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离。所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离短于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离。

Description

感应检测型旋转编码器

技术领域

本发明涉及基于转子和定子中所设置的布线之间的磁通耦合来测量转动角的感应检测型旋转编码器。

背景技术

感应检测型旋转编码器包括定子和转子：定子具有发送线圈和接收线圈，并且转子具有磁通耦合体。在这种感应检测型旋转编码器中，发送电流以其流动方向周期性地改变的状态流经发送线圈。由于流经发送线圈的该发送电流，因此产生磁场。然后，磁通耦合体基于该磁场产生感应电流。而接收线圈基于根据流经磁通耦合体的感应电流而产生的磁场来检测感应电压。

日本特开2013-152163公开了具有如下定子的示例性感应检测型旋转编码器，其中在该定子中，多个发送线圈和多个接收线圈分别经由绝缘层进行堆叠。另外，该示例性感应检测型旋转编码器具有多个磁通耦合体经由绝缘层进行堆叠的转子。

由于发送线圈、接收线圈和磁通耦合体各自的堆叠结构，因此日本特开2013-152163所公开的感应检测型旋转编码器具有紧凑型本体。

发明内容

图8是示出感应检测型旋转编码器中的第一磁通耦合体的示例性结构的平面图。图9是示出第二磁通耦合体的示例性结构的平面图。如图8所示，第一磁通耦合体41a具有沿转子15的转动方向按间距λ1周期性地改变的连续齿状图案的形状。如图9所示，第二磁通耦合体41b具有各自形成为矩形环路的多个岛状图案；这些岛状图案沿转子15的转动方向按固定间距λ2彼此分开配置。

在图8所示的第一磁通耦合体41a中，与内周侧圆弧相对应的各凹部411a的长度b短于与外周侧圆弧相对应的各凸部412a的长度a。在图9所示的第二磁通耦合体41b中，与内周侧圆弧相对应的各内周部411b的长度d短于与外周侧圆弧相对应的各外周部412b的长度c。这些长度差妨碍了感应电流完全抵消，这可能会引起串扰。

以下将说明产生如上所述的串扰的机制。

图12A示意性示出根据流经第一发送线圈35a的电流Id1而在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中产生的感应电流。在图12A所示的示例中，电流Id1沿着第一发送线圈35a的内周侧和外周侧顺时针地流动。由于该电流Id1，感应电流Id21和Id22逆时针地流经沿着第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b各自的外周侧和内周侧的电流路径。在这种情况下，在第一磁通耦合体41a中，由于电流路径不成环路，因此感应电流Id21和Id22没有相互抵消。作为对比，在第二磁通耦合体41b中，由于各电流路径成环路，因此感应电流Id21和Id22相互抵消。

在第二磁通耦合体41b中，各内周部411b的长度d短于各外周部412b的长度c，其中在这种情况下，流经内周部411b的电流路径的感应电流Id22小于流经外周部412b的电流路径的感应电流Id21。该感应电流差(Id21-Id22)妨碍了感应电流Id21和Id22之间的完全相互抵消，这可能会引起串扰。

图12B示意性示出根据流经第二发送线圈35b的电流Id1而在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中产生的感应电流。在图12B所示的示例中，电流Id1沿着第二发送线圈35b的外周侧和内周侧分别顺时针地和逆时针地流动。

由于电流Id1，感应电流Id21逆时针地流经第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b的外周侧的电流路径。另外，感应电流Id22顺时针地流经这两者的内周侧的电流路径。在这种情况下，在第一磁通耦合体41a中，感应电流Id21和Id22在非环路状的电流路径上相互抵消。作为对比，在第二磁通耦合体41b中，感应电流Id21和Id22在环路状的电流路径上没有相互抵抵消。

在第一磁通耦合体41a中，各凹部411a的电流路径长度b短于各凸部412a的电流路径长度a，其中在这种情况下，流经各凹部411a的电流路径的感应电流Id22小于流经各凸部412a的电流路径的感应电流Id21。该感应电流差(Id21-Id22)妨碍了感应电流Id21和Id22之间的完全相互抵消，这可能会引起串扰。

本发明的目的是提供减少在各磁通耦合体中进行感应电流的抵消时发生的串扰、由此能够进行高度精确的位置检测的感应检测型旋转编码器。

解决如上所述的问题的本发明的一种感应检测型旋转编码器，包括：定子；转子，其与所述定子相对地配置，所述转子能够绕转动轴转动；第一发送线圈，其设置在所述定子中，所述第一发送线圈包括使得各自的电流以所述转动轴为中心沿相同的转动方向流经的第一内周侧线圈和第一外周侧线圈；第二发送线圈，其设置在所述定子中，所述第二发送线圈包括使得各自的电流以所述转动轴为中心沿不同的转动方向流经的第二内周侧线圈和第二外周侧线圈；第一接收线圈，其设置在所述定子中，所述第一接收线圈形成在所述转动轴位于中心的环状的第一区域中；第二接收线圈，其设置在所述定子中，所述第二接收线圈形成在环状的第二区域中，所述第二区域在沿着所述转动轴的方向上配置在所述第一区域的上方或下方，在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈之间插入有第一绝缘层；第一磁通耦合体，其设置在所述转子中，所述第一磁通耦合体形成在所述转动轴位于中心的环状的第三区域中；以及第二磁通耦合体，其设置在所述转子中，所述第二磁通耦合体形成在环状的第四区域中，所述第四区域在沿着所述转动轴的方向上配置在所述第三区域的上方或下方，在所述第一磁通耦合体和所述第二磁通耦合体之间插入有第二绝缘层。在该结构中，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离短于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离，以及所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离短于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离。

在如上所述的结构中，流经第一发送线圈的电流产生磁场。由于基于该磁场的磁通耦合，因此感应电流流经第一磁通耦合体。同样，流经第二发送线圈的电流产生磁场。由于基于该磁场的磁通耦合，因此感应电流流经第二磁通耦合体。在这种情况下，从第一发送线圈的第一内周侧线圈向第二磁通耦合体的磁通耦合大于从第一发送线圈的第一外周侧线圈向第二磁通耦合体的磁通耦合。结果，即使第二磁通耦合体的内周侧和外周侧各自的电流路径的长度彼此不同，由于该长度差将引起的电流路径上的感应电流之间的差也减小。同样，从第二发送线圈的第二内周侧线圈向第一磁通耦合体的磁通耦合大于从第二发送线圈的第二外周侧线圈向第一磁通耦合体的磁通耦合。结果，即使第一磁通耦合体的内周侧和外周侧各自的电流路径的长度彼此不同，由于该长度差将引起的电流路径上的感应电流之间的差也减小。

在本发明的感应检测型旋转编码器中，在沿着所述转动轴的方向上，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔可以被设置得小于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔，以及在沿着所述转动轴的方向上，所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔可以被设置得小于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔。

根据如上所述的结构，可以通过调整设置第一内周侧线圈、第一外周侧线圈、第二内周侧线圈和第二外周侧线圈的各深度(沿着转动轴的方向上的各位置)，来减小由于第一磁通耦合体的内周侧和外周侧的电流路径的长度之间的差所引起的这些内周侧和外周侧的感应电流之间的差、以及由于第二磁通耦合体的内周侧和外周侧的电流路径的长度之间的差所引起的这些内周侧和外周侧的感应电流之间的差。

在本发明的感应检测型旋转编码器中，所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的至少一个与所述第一发送线圈可以设置在相同层上，以及所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的至少一个与所述第二发送线圈可以设置在相同层上。根据如上所述的结构，可以在无需增加定子中的接收线圈的数量的情况下形成发送线圈。

在本发明的感应检测型旋转编码器中，在与所述转动轴垂直的方向上，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔可以被设置得小于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔，以及在与所述转动轴垂直的方向上，所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔可以被设置得小于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔。

根据如上所述的结构，可以通过调整第一内周侧线圈和第一外周侧线圈在与转动轴垂直的方向上的位置来减小由于第二磁通耦合体的内周侧和外周侧的电流路径的长度之间的差所引起的这些内周侧和外周侧的感应电流之间的差。同样，可以通过调整第二内周侧线圈和第二外周侧线圈在与转动轴垂直的方向上的位置来减小由于第一磁通耦合体的内周侧和外周侧的电流路径的长度之间的差所引起的这些内周侧和外周侧的感应电流之间的差。

在本发明的感应检测型旋转编码器中，所述第一磁通耦合体和所述第一接收线圈各自可以被设置成以所述转动轴为中心的沿转动方向按第一间距周期性地改变的形状，以及所述第二磁通耦合体和所述第二接收线圈各自可以被设置成以所述转动轴为中心的沿转动方向按第二间距周期性地改变的形状，其中所述第一间距不同于所述第二间距。根据如上所述的结构，相比使用第二磁通耦合体和第二接收线圈这两者的位置检测，可以更加精确地进行使用第一磁通耦合体和第一接收线圈这两者的位置检测。

在本发明的感应检测型旋转编码器中，所述第一磁通耦合体具有由周期性地配置的凸部和凹部所构成的图案，其中所述图案包含内周侧电流路径和外周侧电流路径，以及所述第二磁通耦合体具有周期性地配置的多个岛状图案，其中各所述岛状图案形成环路状的电流路径。根据如上所述的结构，可以减少在第一磁通耦合体和第二磁通耦合体各自中感应电流抵消时所产生的串扰。

附图说明

图1是示出示例性数字测微计的正视图；

图2是示出本发明的第一实施例中的感应检测型旋转编码器的示例性结构的截面图；

图3是示出定子和转子的示例性结构的示意截面图；

图4是示出示例性的第一发送线圈和第一接收线圈的平面图；

图5是示出第一接收线圈中的示例性接收线圈部的平面图；

图6是示出示例性的第二发送线圈和第二接收线圈的平面图；

图7是示出第二接收线圈中的示例性接收线圈部的平面图；

图8是示出示例性第一磁通耦合体的平面图；

图9是示出示例性第二磁通耦合体的平面图；

图10A和10B示出根据流经第一发送线圈和第二发送线圈的电流所产生的示例性感应电流；

图11是示出本发明的第二实施例中的感应检测型旋转编码器的示例性结构的示意截面图；以及

图12A和12B示出根据流经传统的第一发送线圈和第二发送线圈的电流所产生的示例性感应电流。

具体实施方式

第一实施例

以下将参考附图来说明本发明的第一实施例。在以下说明中，将相同的附图标记赋予相同的构件，并且将适当省略针对已说明的构件的说明。

图1是示出采用第一实施例中的感应检测型旋转编码器的示例性数字测微计的正视图。

如图1所示，数字测微计1包括机架3、套管5、主轴7和显示器9。机架3具有主体3a和砧部3b；主体3a支撑套管5和主轴7这两者，并且砧部3b位于与主体3a分开预定距离的位置。套管5可转动地安装至机架3的主体3a；主轴7作为测头由机架3的主体3a可转动地支撑。

主轴7的一端7a从机架3的主体3a向砧部3b突出；砧部3b的砧3c与主轴7的一端7a相对。主轴7的另一端插入机架3的主体3a，并且在主轴7的该端处形成进给螺杆(图1中未示出)。该进给螺杆插入套管5中所设置的螺母(图1中未示出)。

在机架3的主体3a的外部设置显示器9。例如使用根据分段方式示出数值等的液晶显示面板来实现显示器9。利用上述结构，在套管5沿正方向转动的情况下，主轴7沿着主轴7的轴(转动轴AX)向砧3c移动。主轴7和砧3c之间的距离由此减小。在套管5沿反方向转动的情况下，主轴7沿主轴7的轴(转动轴AX)远离砧3c而移动。主轴7和砧3c之间的距离由此增大。

在测量对象物的大小的情况下，将该对象物放置在主轴7的一端7a和砧3c之间，并且通过使套管5沿正方向转动来将该对象物保持在轴7的一端7a和砧3c之间。利用显示器9示出轴7的一端7a和砧3c之间的距离作为测量值。

接着，将说明本实施例中的感应检测型旋转编码器的结构。

图2是示出本实施例中的感应检测型旋转编码器的示例性结构的截面图。

如图2所示，感应检测型旋转编码器11安装在机架3的主体3a中。

感应检测型旋转编码器11包括定子13和转子15；定子13经由定子衬套21固定至机架3的主体3a，并且转子15被配置成与定子13相对从而能够绕转动轴AX转动。另外，转子15固定至筒状的转子衬套19的端面。主轴7插入在转子衬套19和定子衬套21这两者中。

在主轴7的表面上形成插入配置在套管5的内部的螺母中的进给螺杆23。在主轴7的表面上沿其长边方向(主轴7的移动方向)形成键槽25。固定至转子衬套19的销27的端部装配至键槽25。在主轴7转动的情况下，其转动力经由销27传递至转子衬套19，由此转子15转动。具体地，转子15连同主轴7一起转动。由于销27没有固定至键槽25，因此转子15在没有涉及主轴7的移动的情况下转动。定子衬套21没有连同主轴7一起转动。换句话说，在主轴7转动的情况下，定子13保持固定。

接着，将说明定子13和转子15的结构。

图3是示出定子和转子的示例性结构的示意截面图。

如图3所示，定子13包括呈堆叠的绝缘层33A、33B、33C和33D。绝缘层33A、33B、33C和33D按该顺序沿远离转子15的方向顺次堆叠。在所有的绝缘层33A、33B、33C和33D中都形成使得主轴7穿过的孔34。

转子15包括呈堆叠的绝缘层42A和42B。绝缘层42A和42B按该顺序沿远离定子13的方向顺次堆叠。在绝缘层42A和42B这两者中都形成使得主轴7穿过的孔43。

定子13设置有第一接收线圈32a和第二接收线圈32b。第一接收线圈32a设置在转动轴AX位于中心的环状的第一区域R1中。第一接收线圈32a的一部分(第一层布线)设置在绝缘层33A的与转子15相对的表面上；其它部分(第二层布线)设置在绝缘层33A和33B之间。这两个部分经由穿过绝缘层33A所形成的通孔或通路而相互连接。

第二接收线圈32b设置于在沿着转动轴AX的方向配置在第一区域R1下方的环状的第二区域R2中。第二接收线圈32b经由绝缘层33B堆叠在第一接收线圈32a上。第二接收线圈32b的一部分(第三层布线)设置在绝缘层33B和33C之间；其它部分(第四层布线)设置在绝缘层33C和33D之间。这两个部分经由穿过绝缘层33C所形成的通孔或通路而相互连接。

定子13还设置有第一发送线圈31a和第二发送线圈31b。第一发送线圈31a具有分别设置在定子13的内周侧和外周侧的第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a。第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a各自呈转动轴AX位于中心的环状形成，并且电流在以转动轴AX为中心的状态下沿相同的转动方向流经这两者。流经第一发送线圈31a的电流的流动方向周期性地改变；该电流所产生的磁场施加于转子15中所设置的第一磁通耦合体41a。

第二发送线圈31b具有分别设置在定子13的内周侧和外周侧的第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b。第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b各自呈转动轴AX位于中心的环状形成，并且电流在以转动轴AX为中心的状态下沿不同的转动方向流经这两者。流经第二发送线圈31b的电流的流动方向周期性地改变；该电流所产生的磁场施加于转子15中所设置的第二磁通耦合体41b。

转子15设置有第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b。第一磁通耦合体41a形成在转动轴AX位于中心的环状的第三区域R3中，并且形成在绝缘层42A的与定子13相对的表面上。

第二磁通耦合体41b形成于在沿着转动轴AX的方向上配置在第三区域R3的上方的环状的第四区域R4中。第二磁通耦合体41b形成在绝缘层42A和42B之间。因而，第二磁通耦合体41b经由绝缘层42A堆叠在第一磁通耦合体41a上。

在本实施例中，第一区域R1设置在第二区域R2和第三区域R3之间；第三区域R3设置在第一区域R1和第四区域R4之间。结果，第一接收线圈32a被配置成与第一磁通耦合体41a相对。此外，第一接收线圈32a和第一磁通耦合体41a这两者配置在第二接收线圈32b和第二磁通耦合体41b之间。由于该配置提高了第一接收线圈32a将接收到的信号的强度，因此该配置在测量精度对第一接收线圈32a所接收到的信号敏感的情况下是优选的。

以下将说明感应检测型旋转编码器11的操作。

在感应检测型旋转编码器11中，发送电流在流动方向周期性地改变的情况下流经第一发送线圈31a。然后，根据该发送电流而产生的磁场施加于转子15中所形成的第一磁通耦合体41a。由于磁通耦合，感应电流流经第一磁通耦合体41a。相应地，第一接收线圈32a检测基于根据流经第一磁通耦合体41a的感应电流所产生的磁场的感应电压。

在感应检测型旋转编码器11中，发送电流在流动方向周期性地改变的情况下流经第二发送线圈31b。然后，根据该发送电流而产生的磁场施加于转子15中所形成的第二磁通耦合体41b。由于磁通耦合，感应电流流经第二磁通耦合体41b。相应地，第二接收线圈32b检测基于根据流经第二磁通耦合体41b的感应电流所产生的磁场的感应电压。

在以上配置成的感应检测型旋转编码器11中，第一内周侧线圈311a和第二磁通耦合体41b之间的最短距离被设置成短于第一外周侧线圈312a和第二磁通耦合体41b之间的最短距离。此外，第二内周侧线圈311b和第一磁通耦合体41a之间的最短距离被设置成短于第二外周侧线圈312b和第一磁通耦合体41a之间的最短距离。

在本实施例中，为了满足上述距离关系，第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a设置在不同的层上。此外，第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b设置在不同的层上。

更具体地，在图3所示的示例中，第一内周侧线圈311a设置在绝缘层33A的与转子15相对的表面上；第一外周侧线圈312a设置在绝缘层33B和33C之间。此外，第二内周侧线圈311b设置在绝缘层33A和33B之间；第二外周侧线圈312b设置在绝缘层33C和33D之间。

利用上述配置，在沿着转动轴AX的方向上，第一内周侧线圈311a和第二磁通耦合体41b之间的距离被设置得短于第一外周侧线圈312a和第二磁通耦合体41b之间的距离。另外，在沿着转动轴AX的方向上，第二内周侧线圈311b和第一磁通耦合体41a之间的距离被设置得短于第二外周侧线圈312b和第一磁通耦合体41a之间的距离。

在本实施例中，第一接收线圈32a的一部分(第一层布线)和第一内周侧线圈311a设置在相同层上；第二接收线圈32b的一部分(第三层布线)和第一外周侧线圈312a设置在相同层上。此外，第一接收线圈32a的其它部分(第二层布线)和第二内周侧线圈311b设置在相同层上；第二接收线圈32b的其它部分(第四层布线)和第二外周侧线圈312b设置在相同层上。利用该配置，可以使用四层结构来实现定子13中的两个发送线圈(第一发送线圈31a和第二发送线圈31b)和两个接收线圈(第一接收线圈32a和第二接收线圈32b)。因而，本实施例的结构不涉及添加任何附加层。然而，该示例并非限制性的，并且可以采用任何其它结构，只要第一发送线圈31a与第一接收线圈32a和第二接收线圈32b中的至少一个设置在相同层上、并且第二发送线圈31b与第一接收线圈32a和第二接收线圈32b中的至少一个设置在相同层上即可。

接着，将说明第一发送线圈31a、第二发送线圈31b、第一接收线圈32a、第二接收线圈32b、第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b各自的平面形状。

图4是示出示例性的第一发送线圈和第一接收线圈的平面图。

如图4所示，第一发送线圈31a中的第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a相对于主轴7的转动轴AX呈同轴设置。具体地，第一内周侧线圈311a设置在绝缘层33A的转子15一侧的表面上；第一外周侧线圈312a设置在绝缘层33B的转子15相反侧的表面上。第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a各自具有大致圆形的电流路径。电流沿相同方向流经第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a中的电流路径(参见图4的箭头)。

第一接收线圈32a呈环状形成在第一发送线圈31a中的第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a之间。第一接收线圈32a包括转动方向上具有不同的相位的三个接收线圈部321a～323a。接收线圈部321a～323a的交叉部分在经由通孔或通路相互连接的情况下，经由绝缘层33A垂直配置。由此，这些交叉部分彼此电气隔离。

图5是示出第一接收线圈中的示例性接收线圈部的平面图。

如图5所示，接收线圈部321a具有沿转子15的转动方向按间距λ1周期性地改变的环路状(菱形)图案的形状。具体地，在接收线圈部321a中设置有10个菱形图案对PA1。接收线圈部322a和323a各自具有与接收线圈部321a大致相同的形状。

图6是示出示例性的第二发送线圈和第二接收线圈的平面图。

如图6所示，第二发送线圈31b中的第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b相对于主轴7的转动轴AX呈同轴设置。具体地，第二内周侧线圈311b设置在绝缘层33C的转子15一侧的表面上；第二外周侧线圈312b设置在绝缘层33C的转子15相反侧的表面上。

第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b各自具有大致圆形的电流路径。电流沿不同方向流经第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b中的电流路径(参见图6的箭头)。

具有与第一接收线圈32a大致相同形状的第二接收线圈32b包括转动方向上具有不同相位的三个接收线圈部321b～323b。然而，第二接收线圈32b在转动方向上的各间距不同于第一接收线圈32a在转动方向上的各间距。

图7是示出第二接收线圈中的示例性接收线圈部的平面图。

如图7所示，接收线圈部321b具有沿转子15的转动方向按间距λ2周期性地改变的环路状(菱形)图案的形状，并且各间距λ2不同于各间距λ1。例如，各间距λ2长于各间距λ1。换句话说，各间距λ1短于各间距λ2。在接收线圈部321b中设置有九个菱形图案对PA2。接收线圈部322b和323b各自具有与接收线圈部321b大致相同的形状。

图8是示出示例性第一磁通耦合体的平面图。

如图8所示，第一磁通耦合体41a在相对于主轴7的转动轴AX呈同轴的情况下，经由间隙形成在第一接收线圈32a的上方。第一磁通耦合体41a具有沿转子15的转动方向按间距λ1周期性地改变的齿状图案的形状，并且这些间距λ1各自等于第一接收线圈32a的各间距λ1。

第一磁通耦合体41a包括交替配置的凹部411a和凸部412a；凹部411a在向着主轴7的方向上凹陷，并且各凸部412a在远离主轴7的方向上突出。在图8的示例中，设置各自具有凹部411a和凸部412a的10个图案对PA3。

图9是示出示例性第二磁通耦合体的平面图。

如图9所示，第二磁通耦合体41b相对于主轴7的转动轴AX呈同轴设置。另外，第二磁通耦合体41b包括沿转子15的转动方向按固定间距λ2配置的多个岛状图案或多个孤立的矩形环路状图案。在图9所示的示例中，在第二磁通耦合体41b中设置9个图案。在本实施例中，第一磁通耦合体41a如图8所示具有齿状图案，并且第二磁通耦合体41b如图9所示具有岛状图案。相反，第一磁通耦合体41a可以具有岛状图案，并且第二磁通耦合体41b可以具有齿状图案。可选地，这两者可以具有其它形状。

接着，将说明在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中所产生的感应电流。

图10A和10B示出根据流经第一发送线圈和第二发送线圈的电流而产生的示例性感应电流。图10A示意性示出根据流经第一发送线圈31a的电流Id1而在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中产生的感应电流。

在图10A所示的示例中，电流Id1顺时针地流经第一发送线圈31a中的第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a。由于该电流Id1，感应电流Id21和Id22分别逆时针地流经沿着第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b各自的内周侧和外周侧的电流路径。在这种情况下，在第一磁通耦合体41a中，由于电流路径没有成环路，因此感应电流Id21和Id22没有相互抵消。作为对比，在第二磁通耦合体41b中，由于电流路径成环路，因此感应电流Id21和Id22相互抵消。

在第二磁通耦合体41b中，与内周侧圆弧相对应的各内周部411b的电流路径长度d短于与外周侧圆弧相对应的各外周部412b的电流路径长度c。在本实施例中，第二磁通耦合体41b与第一发送线圈31a的第一内周侧线圈311a之间的最短距离被设置得短于第二磁通耦合体41b与第一外周侧线圈312a之间的最短距离。

最短距离的该设置(以下称为“距离关系设置”)调整了与第二磁通耦合体41b中的各内周部411b和各外周部412b的磁通耦合的强度，从而减小了感应电流Id21和Id22之间的差。结果，即使长度d短于长度c，也可以减小由于该长度差将引起的感应电流之间的差。这样使得感应电流能够相互抵消，从而减少串扰。

图10B示意性示出根据流经第二发送线圈31b的电流Id1而在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中产生的感应电流。在图10B所示的示例中，电流Id1顺时针地和逆时针地分别流经第二发送线圈31b中的第二外周侧线圈312b和第二内周侧线圈311b。

由于上述的电流Id1，因此感应电流Id21逆时针地流经第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b中的外周侧的电流路径。另外，感应电流Id22顺时针地流经这两者中的内周侧的电流路径。

在这种情况下，在第一磁通耦合体41a中，感应电流Id21和Id22在非环路状的电流路径上相互抵消。作为对比，在第二磁通耦合体41b中，感应电流Id21和Id22在环路状的电流路径上没有相互抵消。

在第一磁通耦合体41a中，与内周侧圆弧相对应的各凹部411a的电流路径长度b短于与外周侧圆弧相对应的各凸部412a的电流路径长度a。在本实施例中，第一磁通耦合体41a与第二发送线圈31b的第二内周侧线圈311b之间的最短距离被设置得短于第一磁通耦合体41a与第二外周侧线圈312b之间的最短距离。

该距离关系设置调整了与第一磁通耦合体41a中的各凹部411a和各凸部412a的磁通耦合的强度，从而减小了感应电流Id21和Id22之间的差。结果，即使长度b短于长度a，也可以减小由于该长度差而将产生的感应电流之间的差。这样使得感应电流能够相互抵消，从而减少串扰。

为了调整可能引起串扰的感应检测型旋转编码器11中的感应电流之间的差，仅需在沿着转动轴AX的方向上调整第一发送线圈31a和第二发送线圈31b的布局。该调整对定子13和转子15的外径所施加的影响极小。

期望地进行上述距离关系设置，以使得感应电流Id21和Id22之间的差大致减小为零。这样减少了在第一磁通耦合体41a和第二磁通耦合体41b各自中感应电流Id21和Id22相互抵消时所发生的串扰。这样，感应电流Id21和Id22可以彼此完全抵消。注意，第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a可以嵌入相同的绝缘层中。在这种情况下，这两者需要位于沿着转动轴AX的方向上的不同位置处(相同绝缘层的不同深度处)。同样，第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b可以嵌入相同的绝缘层中。在这种情况下，这两者需要位于沿着转动轴AX的方向上的不同位置处(相同绝缘层中的不同深度处)。

第二实施例

接着，以下将参考附图来说明本发明的第二实施例。

图11是示出本发明的第二实施例中的感应检测型旋转编码器的示例性结构的示意截面图。

如图11所示，感应检测型旋转编码器12包括形成在相同层上的第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a。另外，感应检测型旋转编码器12还包括形成在相同层上的第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b。其它组件具有与第一实施例中的感应检测型旋转编码器11的组件相同的结构。

在感应检测型旋转编码器12中，第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a这两者都形成在绝缘层33A的转子15一侧的表面上。第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b这两者都形成在绝缘层33B的转子15相反侧的表面上。

尽管第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a这两者形成在相同层上，但第一内周侧线圈311a和第二磁通耦合体41b之间的最短距离被设置得短于第一外周侧线圈312a和第二磁通耦合体41b之间的最短距离。另外，第二内周侧线圈311b和第一磁通耦合体41a之间的最短距离被设置得短于第二外周侧线圈312b和第一磁通耦合体41a之间的最短距离。

更具体地，在与转动轴AX垂直的方向上，第一内周侧线圈311a和第二磁通耦合体41b之间的间隔L1被设置得小于第一外周侧线圈312a和第二磁通耦合体41b之间的间隔L2。为此，在沿着绝缘层33A的表面的方向上，调整第一内周侧线圈311a和第二磁通耦合体41b之间以及第一外周侧线圈312a和第二磁通耦合体41b之间的各个距离。

同样，在与转动轴AX垂直的方向上，第二内周侧线圈311b和第一磁通耦合体41a之间的间隔L3被设置得小于第二外周侧线圈312b和第一磁通耦合体41a之间的间隔L4。为此，在沿着绝缘层33B的表面的方向上，调整第二内周侧线圈311b和第一磁通耦合体41a之间以及第二外周侧线圈312b和第一磁通耦合体41a之间的各个距离。

上述的感应检测型旋转编码器11和感应检测型旋转编码器12都能够减少由于第一磁通耦合体41a的内周侧和外周侧的长度差以及第二磁通耦合体41b的内周侧和外周侧的长度差将引起的在感应电流相互抵消时所发生的串扰。

为了调整可能引起串扰的感应检测型旋转编码器12中的感应电流之间的差，仅需在沿着相应的绝缘层的表面的方向上调整第一发送线圈31a和第二发送线圈31b的布局。这样，可以容易地进行距离关系设置。

如上所述，本发明的一些实施例提供了能够减少在各磁通耦合体中感应电流相互抵消时所发生的串扰的感应检测型旋转编码器11和12，由此使得能够进行高度精确的位置检测。

本发明不限于如上所述的实施例。例如，第一内周侧线圈311a和第一外周侧线圈312a可以设置在不同的层上。在这种情况下，通过沿与转动轴AX垂直的方向配置这两者，可以调整流经第一磁通耦合体41a的感应电流Id21和Id22之间的平衡。同样，第二内周侧线圈311b和第二外周侧线圈312b可以设置在不同的层上。在这种情况下，通过沿与转动轴AX垂直的方向配置这两者，可以调整流经第二磁通耦合体41b的感应电流Id21和Id22之间的平衡。此外，各间距λ1可以被设置得长于各间距λ2。应当注意，本领域技术人员通过适当添加或删除构成元件、改变这些构成元件的设计或者组合实施例的特征可以想到的如上所述的实施例的修改和改变均落在本发明的范围内，只要这些修改和改变包含本发明的精神即可。

产生上的可利用性

如上所述，本发明可适当地应用于数字测微计、数字指示器和通过检测转动量来读取测量值的其它测量仪器。

Claims (6)

1.一种感应检测型旋转编码器，包括：

定子；

转子，其与所述定子相对地配置，所述转子能够绕转动轴转动；

第一发送线圈，其设置在所述定子中，所述第一发送线圈包括使得各自的电流以所述转动轴为中心沿相同的转动方向流经的第一内周侧线圈和第一外周侧线圈；

第二发送线圈，其设置在所述定子中，所述第二发送线圈包括使得各自的电流以所述转动轴为中心沿不同的转动方向流经的第二内周侧线圈和第二外周侧线圈；

第一接收线圈，其设置在所述定子中，所述第一接收线圈形成在所述转动轴位于中心的环状的第一区域中；

第二接收线圈，其设置在所述定子中，所述第二接收线圈形成在环状的第二区域中，所述第二区域在沿着所述转动轴的方向上配置在所述第一区域的上方或下方，在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈之间插入有第一绝缘层；

第一磁通耦合体，其设置在所述转子中，所述第一磁通耦合体形成在所述转动轴位于中心的环状的第三区域中；以及

第二磁通耦合体，其设置在所述转子中，所述第二磁通耦合体形成在环状的第四区域中，所述第四区域在沿着所述转动轴的方向上配置在所述第三区域的上方或下方，在所述第一磁通耦合体和所述第二磁通耦合体之间插入有第二绝缘层，

其中，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离短于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的最短距离，以及

所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离短于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的最短距离。

2.根据权利要求1所述的感应检测型旋转编码器，其中，

在沿着所述转动轴的方向上，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔小于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔，以及

在沿着所述转动轴的方向上，所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔小于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔。

3.根据权利要求1所述的感应检测型旋转编码器，其中，

所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的至少一个与所述第一发送线圈设置在相同层上，以及

所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的至少一个与所述第二发送线圈设置在相同层上。

4.根据权利要求1所述的感应检测型旋转编码器，其中，

在与所述转动轴垂直的方向上，所述第一内周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔小于所述第一外周侧线圈和所述第二磁通耦合体之间的间隔，以及

在与所述转动轴垂直的方向上，所述第二内周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔小于所述第二外周侧线圈和所述第一磁通耦合体之间的间隔。

5.根据权利要求1所述的感应检测型旋转编码器，其中，

所述第一磁通耦合体和所述第一接收线圈各自被设置成以所述转动轴为中心的沿转动方向按第一间距周期性地改变的形状，以及

所述第二磁通耦合体和所述第二接收线圈各自被设置成以所述转动轴为中心的沿转动方向按第二间距周期性地改变的形状，其中所述第一间距不同于所述第二间距。

6.根据权利要求5所述的感应检测型旋转编码器，其中，

所述第一磁通耦合体和所述第二磁通耦合体中的一个具有由周期性地配置的凸部和凹部所构成的图案，其中所述图案包含内周侧电流路径和外周侧电流路径，以及

所述第一磁通耦合体和所述第二磁通耦合体中的另一个具有周期性地配置的多个岛状图案，其中各所述岛状图案形成环路状的电流路径。