CN110869708B - 绝对编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适合薄型化的绝对编码器。一种对主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,包括:第一驱动齿轮,随着主轴1a的旋转而旋转;第一从动齿轮,与第一驱动齿轮啮合;第二驱动齿轮,随着第一从动齿轮的旋转而旋转;第二从动齿轮,与第二驱动齿轮啮合;以及角度传感器Sp,对随着第二从动齿轮的旋转而旋转的第二旋转体的旋转角进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于输入轴的旋转量进行确定的绝对编码器。
背景技术
以往,在各种控制机械装置中,已知用于对可动元件的位置或角度进行检测的旋转编码器。该类旋转编码器包括对相对的位置或角度进行检测的增量型的编码器、以及对绝对的位置或角度进行检测的绝对型的编码器。例如,引用文献1中记载了一种绝对型的旋转编码器,其用于将自动控制装置或机器人装置等的运动控制用的旋转轴或用于阀门开闭的动力传递用的旋转轴等的旋转量作为绝对量以数字方式进行测量。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:(日本)实开平4-96019号公报
发明内容
<本发明要解决的问题>
专利文献1中记载的绝对编码器通过在旋转轴的轴向上堆叠转盘、狭缝、投光元件、受光元件等构成要素而构成。因此,由于各构成要素的轴向尺寸在轴向上堆积,因此存在绝对编码器的轴向的尺寸较大、难以实现薄型化的问题。为了使绝对编码器薄型化,也考虑将各构成要素形成得较薄。然而,如果将构成要素形成得较薄,则强度会降低,当受到振动或冲击时有可能容易损坏。
鉴于该类问题,本发明的目的在于提供一种适合薄型化的绝对编码器。
<用于解决问题的手段>
为了解决上述问题,根据本发明的一个实施方式,提供一种对主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,包括:第一驱动齿轮,随着主轴的旋转而旋转;第一从动齿轮,与第一驱动齿轮啮合;第二驱动齿轮,随着第一从动齿轮的旋转而旋转;第二从动齿轮,与第二驱动齿轮啮合;以及角度传感器,对随着第二从动齿轮的旋转而旋转的第二旋转体的旋转角进行检测。
根据该实施方式,在绝对编码器中,能够通过角度传感器来检测第二从动齿轮的旋转角。
根据本发明的另一个实施方式,提供一种对主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,包括:中间旋转体,伴随主轴的旋转以第一减速比旋转;第二旋转体,伴随中间旋转体的旋转以第二减速比旋转;以及角度传感器,对第二旋转体的旋转角进行检测,其中,主轴的旋转轴线相对于中间旋转体的旋转轴线位于扭转的位置,并且与第二旋转体的旋转轴线平行地设置。
根据本发明的另一个实施方式,提供一种对主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,包括:减速机构,具有蜗杆变速机构,并且伴随主轴的旋转使磁铁旋转;以及角度传感器,根据磁铁的磁极对磁铁的旋转角进行检测,其中,主轴的旋转轴线与磁铁的旋转轴线平行。
需要说明的是,将在方法、装置、系统等之间将以上的构成要素的任意组合或本发明的构成要素或表述互相替换而得到的实施方式作为本发明的实施方式也同样有效。
<发明的效果>
根据本发明,能够提供一种适合薄型化的绝对编码器。
附图说明
图1是对本发明的第1实施方式中的编码器进行说明的框图。
图2是对本发明的第2实施方式中的编码器进行说明的框图。
图3是对本发明的第3实施方式中的编码器进行说明的框图。
图4是对本发明的第4实施方式中的编码器进行说明的框图。
图5是图4的编码器的立体图。
图6是图4的编码器的另一立体图。
图7是图4的编码器的又一立体图。
图8是图4的编码器的基板的底面图。
图9是图4的编码器的平面图。
图10是包括图4的编码器的一部分剖面的正面图。
图11是示出图4的编码器的第二旋转体的周围的剖面图。
图12是示出图4的编码器的第三旋转体和连接旋转体的周围的剖面图。
图13是本发明的第5实施方式中的编码器的平面图。
图14是包括本发明的第5实施方式中的编码器的一部分剖面的正面图。
图15是本发明的第6实施方式中的编码器的平面图。
图16是包括本发明第6实施方式中的编码器的一部分剖面的正面图。
图17是本发明的第7实施方式中的编码器的平面图。
图18是包括本发明的第7实施方式中的编码器的一部分剖面的正面图。
图19是本发明的第8实施方式中的编码器的平面图。
图20是各个实施方式中的编码器的规格分类表。
具体实施方式
以下,参照各附图对本发明的优选实施方式进行说明。在各个实施方式、变形例中,对于相同或等同的构成要素、部件赋予相同的符号,并适当地省略重复的说明。另外,对于各附图中的部件的尺寸,为了便于理解而适当地以放大或缩小的方式表示。另外,在各附图中对实施方式进行说明的基础上,对一部分不重要的部件省略其表示。
另外,虽然包括“第一”、“第二”等序数的用语是用于对多种构成要素进行说明,但是该用语仅用于区分一个构成要素与另一个构成要素,该用语并不对构成要素进行限定。
[第1实施方式]
参照图1对第1实施方式进行说明。图1是对本发明的第1实施方式中的编码器100进行说明的框图。绝对编码器100是对马达1的主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器。绝对编码器100包括主轴1a、第一旋转体20、第一蜗杆(worm gear)10、第一蜗轮(wormwheel)12、中间旋转体22、第二蜗杆14、第二蜗轮16、第二旋转体24、磁铁Mp、角度传感器Sp、以及控制部40。
绝对编码器100利用了以下原理:通过取得伴随马达1的主轴1a的旋转而减速旋转的第一旋转体20和第二旋转体24的旋转角,从而能够对主轴1a的多圈的旋转(以下称为多圈旋转)涉及的旋转量进行确定。通过将第二旋转体24的旋转角除以减速比,从而能够确定主轴1a的旋转量。在此,能够确定的主轴1a的旋转量的范围与减速比成反比地增大。例如,如果主轴1a与第二旋转体24的减速比为1/100,则能够确定旋转100圈的旋转量。另一方面,能够确定的主轴1a的旋转量的分辨率与减速比成反比地降低。例如,如果减速比为1/100,则减速比为1时的分辨率0.1°降低至10°。
绝对编码器100是能够根据应用来选择旋转量范围和分辨率的绝对编码器,并且能够改善成本与性能之间的平衡。以下,对具体的结构进行说明。
主轴1a是马达1的输出轴,并且向绝对编码器100输入旋转的输入轴。第一旋转体20被固定在主轴1a上,并与主轴1a一体地被马达1的轴承部件以能够旋转的方式支撑。第一蜗杆10以使双方的中心轴一致的方式设在第一旋转体20的外周,从而随着主轴1a的旋转而旋转。第一蜗轮12以与第一蜗杆10啮合并且伴随第一蜗杆10的旋转而旋转的方式设置。第一蜗轮12以使中心轴一致的方式设在中间旋转体22的外周。第一蜗轮12与第一蜗杆10之间的轴角被设定为90°。
尽管对于第一蜗轮12的外径并无特别限制,但是在该图的示例中,第一蜗轮12的外径被设定为小于第一蜗杆10的外径。与第一蜗轮12的外径较大的情况相比,能够将编码器相对于主轴1a的轴向的尺寸抑制得较小。
第二蜗杆14随着第一蜗轮12的旋转而旋转。第二蜗杆14以使双方的中心轴一致的方式设在中间旋转体22的外周。第二蜗轮16以与第二蜗杆14啮合并且伴随第二蜗杆14的旋转而旋转的方式设置。第二蜗轮16以使双方的中心轴一致的方式设在第二旋转体24的外周。第二蜗轮16与第二蜗杆14之间的轴角被设定为90°。第二蜗轮16的旋转轴线被设置成与第一蜗杆10的旋转轴线平行。
角度传感器Sp对第二蜗轮16的旋转角进行检测。磁铁Mp以使双方的中心轴一致的方式被固定在第二旋转体24的上表面上。在磁铁Mp的上表面上,在与第二旋转体24的旋转轴线垂直的方向上设置有双极的磁极Up。角度传感器Sp以使其下表面隔着间隙在推力方向上面向磁铁Mp的上表面的方式设置。作为示例,角度传感器Sp被固定在由绝对编码器100的壳体(未示出)等所支撑的基板上。角度传感器Sp对磁极Up进行检测,根据磁极Up对磁铁Mp的旋转角进行确定,并将其输出至控制部40。控制部40基于从角度传感器Sp所取得的旋转角度来确定并输出主轴1a的旋转量。例如,控制部40可以将主轴1a的旋转量作为数字信号输出。
第一蜗杆10的条数为1,第一蜗轮12的条数为20。换言之,第一蜗杆10和第一蜗轮12构成减速比为1/20的第一蜗杆变速机构11。当第一蜗杆10旋转20圈时,第一蜗轮12旋转1圈。第一蜗轮12使中间旋转体22旋转,中间旋转体22使第二蜗杆14旋转。因此,当第一蜗轮12旋转1圈时,中间旋转体22和第二蜗杆14旋转1圈。
第二蜗杆14的条数为5,第二蜗轮16的条数为25。换言之,第二蜗杆14和第二蜗轮16构成减速比为1/5的第二蜗杆变速机构15。当第二蜗杆14旋转5圈时,第二蜗轮16旋转1圈。第二蜗轮16使第二旋转体24和磁铁Mp旋转。在各个齿轮和各个旋转体的作用下,当主轴1a旋转100圈时,中间旋转体22旋转5圈,磁铁Mp旋转1圈。换言之,角度传感器Sp能够对主轴1a的旋转100圈的旋转量进行确定。
如上所述构成的绝对编码器100能够对主轴1a的旋转量进行确定。例如,当主轴1a旋转1圈时,第二旋转体24和磁铁Mp旋转1/100圈,即旋转3.6°。因此,如果第二旋转体24的旋转角度为3.6°以下,则能够确定主轴1a的旋转量为1圈以内的旋转量。
[第2实施方式]
参照图2对第2实施方式中的编码器120进行说明。图2是对本发明的第2实施方式中的编码器120进行说明的框图。编码器120是对马达1的主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器。相对于第1实施方式中的绝对编码器100,编码器120还包括角度传感器Sq和磁铁Mq,其他结构相同。省略与第1实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。
磁铁Mq以使双方的中心轴一致的方式被固定在第1旋转体20的上表面上。在磁铁Mq的上表面上,在与第1旋转体20的旋转轴线垂直的方向上设置有双极的磁极Uq。角度传感器Sq以使其下表面隔着间隙在推力方向上面向磁铁Mq的上表面的方式设置。作为示例,角度传感器Sq以与角度传感器Sp位于相同表面上的方式被固定在固定有角度传感器Sp的基板上。角度传感器Sq对磁极Uq进行检测,根据磁极Uq对作为主轴1a的旋转角的磁铁Mq的旋转角进行确定,并将其输出至控制部40。控制部40基于从角度传感器Sq所取得的旋转角度来确定主轴1a的旋转角。主轴1a的旋转角的分辨率对应于角度传感器Sq的分辨率。
如上所述构成的编码器120能够根据角度传感器Sp检测到的旋转角度来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量,并且能够根据角度传感器Sq检测到的旋转角度来确定主轴1a的旋转角。因此,能够同时实现可确定的主轴1a的旋转量的范围的扩大、以及可确定的主轴的旋转角的分辨率的提高。
[第3实施方式]
参照图3对第3实施方式中的编码器140进行说明。图3是对本发明的第3实施方式中的编码器140进行说明的框图。编码器140是对马达1的主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器。相对于第1实施方式中的绝对编码器100,编码器140还包括第三蜗杆30、第三蜗轮32、连接旋转体33、驱动齿轮34、从动齿轮36、第三旋转体38、磁铁Mr、以及角度传感器Sr,其他结构相同。省略与第1实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。
第三蜗杆30随着第一蜗轮12的旋转而旋转。第三蜗杆30以使双方的中心轴一致的方式设在中间旋转体22的外周。第三蜗轮32以与第三蜗杆30啮合并且伴随第三蜗杆30的旋转而旋转的方式设置。第三蜗轮32以使双方的中心轴一致的方式设在连接旋转体33的外周。第三蜗轮32与第三蜗杆30之间的轴角被设定为90°。第三蜗轮32的旋转轴线被设置成与第一蜗杆10的旋转轴线平行。
驱动齿轮34以使双方的中心轴一致的方式与第三蜗轮32被固定在连接旋转体33的外周。驱动齿轮34随着第三蜗轮32的旋转而一体地旋转。从动齿轮36与驱动齿轮34啮合,并且随着驱动齿轮34的旋转而旋转。第三旋转体38以使双方的中心轴一致的方式被固定在从动齿轮36上。第三旋转体38随着从动齿轮36的旋转而一体地旋转。第三旋转体38的旋转轴线被设置成与第一旋转体20的旋转轴线平行。
第三蜗杆30的条数为1,第三蜗轮32的条数为30。换言之,两者构成减速比为1/30的第三蜗杆变速机构31。当第三蜗杆30与中间旋转体22一体地旋转30圈时,第三蜗轮32旋转1圈。换言之,当主轴1a旋转600圈时,第三蜗轮32旋转1圈。驱动齿轮34是齿数为24的正齿轮,从动齿轮36是齿数为40的正齿轮,两者构成减速比为3/5的减速机构35。换言之,当主轴1a旋转1000圈时,从动齿轮36和第三旋转体38一体地旋转1圈。
角度传感器Sr对从动齿轮36的旋转角进行检测。磁铁Mr以使双方的中心轴一致的方式被固定在第三旋转体38的上表面上。在磁铁Mr的上表面上,在与第三旋转体38的旋转轴线垂直的方向上设置有双极的磁极Ur。角度传感器Sr以使其下表面隔着间隙在推力方向上面向磁铁Mr的上表面的方式设置。作为示例,角度传感器Sr以与角度传感器Sp位于相同表面上的方式被固定在固定有角度传感器Sp的基板上。角度传感器Sr对磁极Ur进行检测,根据磁极Ur对作为第三旋转体38及从动齿轮36的旋转角的磁铁Mr的旋转角进行确定,并将其输出至控制部40。
在各个齿轮和各个旋转体的作用下,当主轴1a旋转1000圈时,第三旋转体38、从动齿轮36以及磁铁Mr旋转1圈。换言之,角度传感器Sr能够对主轴1a的旋转1000圈的旋转量进行确定。控制部40基于从角度传感器Sp及角度传感器Sr所取得的各个旋转角来确定主轴1a的旋转量。例如,当主轴1a旋转1圈时,从动齿轮36和磁铁Mr旋转1/1000圈,即旋转0.36°。因此,如果从动齿轮36的旋转角度为0.36°以下,则能够确定主轴1a的旋转量为1圈以内的旋转量。
如上所述构成的第3实施方式的编码器140通过根据角度传感器Sr检测到的旋转角度来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量,从而能够进一步扩大可确定的主轴1a的旋转量的范围。编码器140通过根据角度传感器Sp检测到的旋转角度来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量,从而与不具有角度传感器Sp的情况相比,能够抑制可确定的主轴1a的旋转量的分辨率的降低。
因此,编码器140能够在进一步扩大可确定的主轴1a的旋转量的范围的同时,能够补偿可确定的主轴的旋转量的分辨率的降低。
[第4实施方式]
参照图4对第4实施方式中的编码器160进行说明。图4是对本发明的第4实施方式中的编码器160进行说明的框图。编码器160是对马达1的主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器。相对于第1实施方式中的绝对编码器100,编码器160还包括角度传感器Sq、磁铁Mq、第三蜗杆30、第三蜗轮32、连接旋转体33、驱动齿轮34、从动齿轮36、第三旋转体38、磁铁Mr、以及角度传感器Sr,其他构造相同。换言之,编码器160兼具第1实施方式中的绝对编码器100、第2实施方式中的编码器120以及第3实施方式中的编码器140的结构。省略与第1实施方式~第3实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。
控制部40基于从角度传感器Sp、Sq、Sr所取得的各个旋转角来确定主轴1a的旋转量。
如上所述构成的第4实施方式的编码器160通过根据角度传感器Sr检测到的旋转角度来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量,从而能够进一步扩大可确定的主轴1a的旋转量的范围。编码器160通过根据角度传感器Sp检测到的旋转角度来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量,从而与不具有角度传感器Sp的情况相比,能够抑制可确定的主轴1a的旋转量的分辨率的降低。编码器160通过根据角度传感器Sq检测出的旋转角度来确定主轴1a的旋转角,从而能够提高可确定的主轴1a的旋转角的分辨率。
因此,编码器160能够在进一步扩大可确定的主轴1a的旋转量的范围的同时,能够提高可确定的主轴的旋转角的分辨率。
接着,参照图5~图12对第4实施方式中的编码器160的详细结构进行说明。需要说明的是,对于第1实施方式~第3实施方式的绝对编码器100、120、140中与编码器160共同的结构,以下的说明同样适用。
图5是第4实施方式中的编码器160的立体图。以下,以XYZ正交坐标系为基础进行说明。X轴方向对应于水平的左右方向,Y轴方向对应于水平的前后方向,Z轴方向对应于铅垂的上下方向。Y轴方向和Z轴方向分别与X轴方向正交。有时将X轴方向标记为左方向或右方向,将Y轴方向标记为前方向或后方向,将Z轴方向标记为上方向或下方向。在该图中,将在Z轴方向上从上方观看的状态称为平面图,在Y轴方向上从前方观看的状态称为正面图,在X轴方向上从左右观看的状态称为侧面图。该些方向的标记并非对编码器160的使用姿势进行限制,编码器160可以以任意姿势使用。
如上所述,编码器160是对马达1的主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定并输出的绝对编码器。在本示例中,编码器160被设置在马达1的Z轴方向的端部。尽管不对编码器160的形状进行特别限制,但是在实施方式中,编码器160在平面图中具有大致矩形的形状,在正面图和侧面图中具有在主轴的延伸方向(以下称为轴向。在本示例中,轴向是平行于Z轴方向的方向。)上较薄的横宽的矩形形状。换言之,编码器160具有在Z轴方向上扁平的长方体形状。
编码器160包括用于容纳内部结构的中空方筒形的壳体3。壳体3至少包括包围主轴和中间旋转体的多个(例如4个)外壁部3b、3c、3d、3e。在壳体3的外壁部3b、3c、3d、3e的端部上固定有盖部4。盖部4是在平面图中具有大致矩形的形状,并且在轴向上较薄的板状的部件。外壁部3b、3c、3d、3e以此顺序分别连接。外壁部3b、3d彼此平行地设置。外壁部3c、3e架设在外壁部3b、3d的侧端部上,并且彼此平行地设置。在该示例中,外壁部3b、3d在平面图中沿X轴方向延伸,外壁部3c、3e在平面图中沿Y轴方向延伸。
马达1例如可以是步进马达或DC无刷马达。例如,马达1可以用作经由波动齿轮装置等减速机构来驱动工业用的机器人等的驱动源。马达1的主轴1a在马达1的Z轴方向的两侧突出。编码器160将主轴1a的旋转量作为数字信号输出。
图6是编码器160的另一立体图。图6示出了从壳体3拆下盖部4的状态。在该状态下,基板5以覆盖编码器内部的方式设置。基板5是在平面图中具有大致矩形的形状,且在轴向上较薄的板状的印刷布线基板。图7是编码器160的又一立体图。图8是基板5的底面图。图9是编码器160的平面图。图7和图9示出了拆下基板5的状态。尽管角度传感器Sp、Sq、Sr被安装在基板5上,但是为了便于理解,在该些图中示出了角度传感器Sp、Sq、Sr。图10是编码器160的正面图。图10示出了沿着通过主轴1a的中心且平行于Z轴方向的平面将编码器160切断的状态。图11是示出第二旋转体24的周围的剖面图。图11示出了从大致左侧观察编码器160的纵剖面。图11示出了沿着通过第二旋转体24的中心、且垂直于中间旋转体22的旋转轴线、且平行于Z轴方向的平面将编码器160切断的状态。图12是示出第三旋转体38和连接旋转体33的周围的剖面图。图12示出了从大致右侧观察编码器160的纵剖面。图12示出了沿着通过第三旋转体38的中心和连接旋转体33的中心且平行于Z轴方向的平面将编码器160切断的状态。在图11、图12中,省略了壳体3及盖部4的记载。
编码器160包括基座2、壳体3、盖部4、基板5、施力部62、以及多个固定用具64。基座2是以能够旋转的方式对各个旋转体和各个齿轮进行支撑的基座。设置在基座2上的支柱2c对基板5进行支撑。基板5主要对角度传感器Sp、Sq、Sr、以及控制部40进行支撑。基座2包括底部2b、以及多个(例如4个)支柱2c。底部2b是面对编码器160的马达1侧的板状的部分,并且在X轴方向和Y轴方向上延伸。支柱2c是从底部2b在轴向上向远离马达1的方向突出的大致圆柱形的部分。在基座2的底部2b上,通过多个(例如3个)固定用具64固定有中空方筒形的壳体3。固定用具64例如可以是螺钉。在支柱2c的突出端上,例如利用螺钉(未图示)对基板5进行固定。关于施力部62后面将进行说明。
另外,编码器160包括第一旋转体20、第一蜗杆10、第一蜗轮12、中间旋转体22、第二蜗杆14、第二蜗轮16、第二旋转体24、第三蜗杆30、第三蜗轮32、连接旋转体33、驱动齿轮34、从动齿轮36、第三旋转体38、磁铁Mp、Mq、Mr、角度传感器Sp、Sq、Sr、以及控制部40(参见图8)。
(第一旋转体)
第一旋转体20随着主轴1a的旋转而旋转,并将主轴1a的旋转传递至第一蜗杆10。第一旋转体20包括与主轴1a的外周嵌合的连接部20b、形成有第一蜗杆10的齿轮形成部20c、以及用于保持磁铁Mq的保持部20d。连接部20b具有环绕主轴1a的圆筒形状。齿轮形成部20c具有从连接部20b的外周沿半径方向伸出的圆板形状。保持部20d具有在齿轮形成部20c的轴向上远离底部2b侧的端面上设置的圆筒形的凹部形状。连接部20b、齿轮形成部20c以及保持部20d以使各自中心轴一致的方式一体地形成。第一旋转体20可以由树脂材料或金属材料等各种材料形成。在本示例中,第一旋转体20由聚缩醛树脂形成。
(第一蜗杆)
第一蜗杆10是对第一蜗轮12进行驱动的传动元件。特别地,第一蜗杆10是在齿轮形成部分20c的外周上形成的条数=1的螺旋齿轮。第一蜗杆10的旋转轴线在主轴1a的轴向上延伸。
(中间旋转体)
中间旋转体22随着主轴1a的旋转而旋转,并将主轴1a的旋转传递至第二旋转体24和连接旋转体33。中间旋转体22以能够绕着大致平行于底部2b延伸的旋转轴线La旋转的方式被支撑。中间旋转体22是在该旋转轴线La的方向上延伸的大致圆筒形状的部件。中间旋转体22包括基部22b、形成有第一蜗轮12的第一筒部22c、形成有第二蜗杆14的第二筒部22d、形成有第三蜗杆30的第三筒部22e、以及设在两端的被支撑部22f、22g。
外壁部3b设置在中间旋转体22的与主轴1a相反的相反侧。外壁部3d与外壁部3b平行地设置在中间旋转体22的设置有主轴1a的一侧。中间旋转体22可以被设置为使其旋转轴线La向着任意的方向。在平面图中,中间旋转体22的旋转轴线La可以被设置为相对于设置在中间旋转体22的与主轴1a相反的相反侧的外壁部3b的延伸方向在5°至30°的范围内倾斜。在图9的示例中,在平面图中,中间旋转体22的旋转轴线La相对于外壁部3b的延伸方向倾斜20°。换言之,在平面图中,壳体3包括沿相对于中间旋转体22的旋转轴线La在5°至30°的范围内倾斜的方向延伸的外壁部3b。在图9的示例中,外壁3b的延伸方向与中间旋转体22的旋转轴线La之间的倾斜度Ds被设定为20°。
在本示例中,基部22b具有圆筒形状,并且第一筒部22c、第二筒部22d、以及第三筒部22e具有直径大于基部22b的圆筒形状。基部22b、第一筒部22c、第二筒部22d、第三筒部22e、以及被支撑部22f、22g以使各自的中心轴一致的方式一体地形成。第二筒部22d、第一筒部22c以及第三筒部22e以该顺序设置在彼此分离的位置处。中间旋转体22可以由树脂材料或金属材料等各种材料形成。在本示例中,中间旋转体22由聚缩醛树脂形成。
在本示例中,被支撑部22f、22g被将底部2b的一部分切开并扳起的支撑部2f、2g支撑。在支撑部2f、2g上,设置有在中间旋转体22的旋转轴线方向上贯穿以使被支撑部22f、22g嵌合的孔。通过这样构成,中间旋转体22以能够进行旋转的方式被支撑部2f、2g支撑。
(施力部)
对施力部62进行说明。由于由第二蜗杆14和第三蜗杆30对各个蜗轮进行驱动,因此有时会在中间旋转体22的旋转轴线方向作用反作用力,中间旋转体22的旋转轴线方向的位置会发生变动。因此,在本示例中,设有用于对中间旋转体22赋予施力的施力部62。施力部62通过对中间旋转体22赋予与反作用力为相反方向的施力,从而对旋转轴线方向的位置变动进行抑制。施力部62包括安装在底部2b上安装部62b、以及从安装部62b延伸并与半球形突起22h接触的弹簧部62c。安装部62b和弹簧部62c由薄板状的弹簧材料形成,并且弹簧部62c的根部在中途相对于安装部62b以呈大致直角的方式被弯曲。通过这样利用施力部62对半球形突起22h进行施力,从而能够在降低对中间旋转体22的旋转动作的影响的同时,对中间旋转体22在旋转轴方向上的位置变动进行抑制。
在本示例中,因第二蜗杆14旋转而使中间旋转体22受到的反作用力的方向与因第三蜗杆30旋转而使中间旋转体22受到的反作用力的方向被设定为相反。特别地,以各反作用力的中间旋转体22的旋转轴线方向上的分量互相为相反方向的方式,对各蜗杆的齿形状进行设定。具体来说,以使各蜗杆中的齿的倾斜方向与其反作用力的中间旋转体22的旋转轴线方向上的分量的方向互相为相反方向的方式进行设定。在此情况下,由于与各蜗杆的反作用力的方向相同的情况相比合成反作用力较小,因此能够相应地减小施力部62的施力。在此情况下,能够使中间旋转体22的旋转阻力减小从而使其平滑地旋转。
(第一蜗轮)
第一蜗轮12是由第一蜗杆10驱动的传动元件。特别地,第一蜗轮12是在第一筒部22c的外周上形成的齿数=20的斜齿轮。第一蜗杆10和第一蜗轮12构成第一蜗杆变速机构11。第一蜗轮12的旋转轴线在与主轴1a的轴向垂直的方向上延伸。
(第二蜗杆)
第二蜗杆14是对第二蜗轮16进行驱动的传动元件。特别地,第二蜗杆14是在第二筒部22d的外周上形成的条数=5的螺旋齿轮。第二蜗杆14的旋转轴线在与主轴1a的轴向垂直的方向上延伸。
(第二旋转体)
第二旋转体24随着主轴1a的旋转而旋转,并将主轴1a的旋转以减速方式传递至磁铁Mp。第二旋转体24以能够绕着从底部2b大致垂直地延伸的旋转轴线进行旋转的方式被支撑。第二旋转体24是在平面图中为大致圆形的部件。其包括以能够旋转的方式被底部2b支撑的轴承部24b、形成有第二蜗轮16的伸出部24c、以及用于保持磁铁Mp的保持部24d。轴承部24b具有隔着间隙对从底部2b突出的旋转轴24s进行环绕的圆筒形状。
伸出部24c具有从轴承部24b的外周沿半径方向伸出的圆板形状。在本示例中,伸出部24c被设置在靠近轴承部24b的远离底部2b侧的端部的位置处。保持部24d具有在伸出部40c的轴向上远离底部2b侧的端面上设置的圆筒形的凹部形状。轴承部24b、伸出部24c以及保持部24d以使各自中心轴一致的方式一体地形成。第二旋转体24可以由树脂材料或金属材料等各种材料形成。在本示例中,第二旋转体24由聚缩醛树脂形成。
(第二蜗轮)
第二蜗轮16是由第二蜗杆14驱动的斜齿轮。特别地,第二蜗轮16是在伸出部24c的外周上形成的齿数=25的斜齿轮。第二蜗杆14和第二蜗轮16构成第二蜗杆变速机构15。第二蜗轮16的旋转轴线在与主轴1a的轴向平行的方向上延伸。
第三蜗杆30是对第三蜗轮32进行驱动的传动元件。特别地,第三蜗杆30是在第三筒部22e的外周上形成的条数=1的螺旋齿轮。第三蜗杆30的旋转轴线在与主轴1a的轴向垂直的方向上延伸。
(连接旋转体)
连接旋转体33随着主轴1a的旋转而旋转,并将主轴1a的旋转以减速方式传递至第三旋转体。连接旋转体33以能够绕着从底部2b大致垂直地延伸的旋转轴线进行旋转的方式被支撑。连接旋转体33是在平面图中为大致圆形的部件。其包括以能够旋转的方式被底部2b支撑的轴承部33b、以及形成有第三蜗轮32的伸出部24c。轴承部33b具有隔着间隙对从底部2b突出的旋转轴33s进行环绕的圆筒形状。
由于具有连接旋转体33,从而能够将后面将说明的第三旋转体38设置在远离第三蜗杆30的位置处。因此,能够使磁铁Mq、Mr之间的距离更长以减小相互的漏磁通的影响。另外,由于具有连接旋转体33,从而扩大了可设定该部分减速比的范围,并且提高了设计的自由度。
伸出部33c具有从轴承部33b的外周沿半径方向伸出的圆板形状。在本示例中,伸出部33c被设置在靠近轴承部33b的远离底部2b侧的端部的位置处。驱动齿轮34形成在轴承部33b的比伸出部33c更靠近底部2b侧的区域的外周上。轴承部33b和伸出部33c以使各自中心轴一致的方式一体地形成。连接旋转体33可以由树脂材料或金属材料等各种材料形成。在本示例中,连接旋转体33由聚缩醛树脂形成。
(第三蜗轮)
第三蜗轮32是由第三蜗杆30驱动的传动元件。特别地,第三蜗轮32是在伸出部33c的外周上形成的齿数=30的斜齿轮。第三蜗杆30和第三蜗轮32构成第三蜗杆变速机构31。第三蜗轮32的旋转轴线在与主轴1a的轴向平行的方向上延伸。
(驱动齿轮)
驱动齿轮34是对从动齿轮36进行驱动的传动元件。特别地,驱动齿轮34是在轴承部33b的外周上形成的齿数=24的正齿轮。
(第三旋转体)
第三旋转体38随着主轴1a的旋转而旋转,并将主轴1a的旋转以减速方式传递至磁铁Mr。第三旋转体38以能够绕着从底部2b大致垂直地延伸的旋转轴线进行旋转的方式被支撑。第三旋转体38是在平面图中为大致圆形的部件。第三旋转体38包括以能够旋转的方式被底部2b支撑的轴承部38b、形成有从动齿轮36的伸出部38c、以及用于保持磁铁Mr的保持部38d。轴承部38b具有隔着间隙对从底部2b突出的旋转轴38s进行环绕的圆筒形状。
伸出部38c具有从轴承部38b的外周沿半径方向伸出的圆板形状。在本示例中,伸出部38c被设置在轴承部38b的靠近底部2b的位置处。保持部38d具有在轴承部38b的轴向上远离底部2b侧的端面上设置的圆筒形的凹部形状。轴承部38b、伸出部38c以及保持部38d以使各自中心轴一致的方式一体地形成。第三旋转体38可以由树脂材料或金属材料等各种材料形成。在本示例中,第三旋转体38由聚缩醛树脂形成。
(从动齿轮)
从动齿轮36是由驱动齿轮34驱动的传动元件。特别地,从动齿轮36是在伸出部38c的外周上形成的齿数=60的正齿轮。驱动齿轮34和从动齿轮36构成减速机构35。
(磁铁)
磁铁Mp、Mq、Mr(以下记载为各磁铁)具有在轴向上扁平的大致圆筒形状。各磁铁例如由铁氧体系或NdFeB系的磁性材料形成。各磁铁例如可以是包含树脂粘结剂的橡胶磁铁或粘结磁铁。在各磁铁上设有磁极。尽管对各磁铁的磁化方向并无限制,但是在本示例中,双极的磁极Up、Uq、Ur设置在各磁铁的与角度传感器相对的端面上。各磁铁的旋转方向上的磁通密度分布可以为梯形波形状,也可以为正弦波状或矩形波形状。在实施方式中,其被磁化为梯形波状。
各磁铁的一部分或全部被容纳在形成于各旋转体的端部的凹部上,并且例如通过粘接或铆接被固定。磁铁Mp被粘接固定到第二旋转体24的保持部24d,磁铁Mq被粘接固定到第一旋转体20的保持部20d,磁铁Mr被粘接固定到第三旋转体38的保持部38d。
如果各磁铁之间的距离较短,则由于相邻磁铁的相互的漏磁通的影响使得角度传感器的检测误差变大。因此,在图9的示例中,在平面图中,各磁铁在相对于壳体3的外壁部3b倾斜的直线(以下称为设置直线Lm)上分离地设置。与设置直线Lm平行于外壁部3b的情况相比,能够使各磁铁之间的距离变长。从该观点出发,关于设置直线Lm相对于外壁部3b的倾斜度,例如在本实施方式中优选在30°~60°的范围内,在图9的示例中被设定为38°~42°的范围。
(角度传感器)
角度传感器Sp、Sq、Sr(以下记载为各角度传感器)是对与各旋转体的1圈旋转相对应的0°~360°范围内的绝对的旋转角进行检测的传感器。各角度传感器将与检测到的旋转角相对应的信号(例如数字信号)输出至控制部40。即使在一旦停止通电并再次通电的情况下,各角度传感器也会输出与通电停止前相同的旋转角。因此,可以是不具有备用电源的结构。
如图8所示,各角度传感器通过焊接或粘接等方法齐平地固定在基板5的底部2b侧的表面上。角度传感器Sp在与设在第二旋转体24上的磁铁Mp的磁极Up隔着间隙相对的位置处被固定在基板5上。角度传感器Sq在与设在第一旋转体20上的磁铁Mq的磁极Uq隔着间隙相对的位置处被固定在基板5上。角度传感器Sr在与设在第三旋转体38上的磁铁Mr的磁极Ur隔着间隙相对的位置处被固定在基板5上。
关于各角度传感器可以使用分辨率较高的磁力式角度传感器。磁力式角传感器在各个旋转体的轴向上隔着间隙与各磁铁的磁极相对地设置,并且基于该些磁极的旋转对旋转体的旋转角进行确定并输出数字信号。例如,磁力式角度传感器包括用于检测磁极的检测元件、以及基于该检测元件的输出来输出数字信号的运算电路。检测元件例如可以包括多个(例如4个)霍尔元件或GMR(Giant Magneto Resistive:巨磁阻)元件等磁场检测元件。
运算电路例如可以通过使用多个检测元件的输出的差或比率作为关键字的利用查找表的表处理来确定旋转角。该检测元件和运算电路可以被集成在1个IC芯片上。该IC芯片可以被嵌入具有薄型的长方体形状的外形的树脂中。各角度传感器将作为数字信号的角度信号输出至控制部40,该角度信号与经由未图示的布线部件所检测到的各旋转体的旋转角相对应。例如,各角度传感器将各旋转体的旋转角作为多位(例如7位)的数字信号输出。
(控制部)
对控制部40进行说明。图4所示的控制部40的各模块在硬件上可以通过以计算机的CPU(central processing unit:中央处理单元)为首的元件或机械设备来实现,在软件上由计算机程序等来实现,在此,对由其合作实现的功能模块进行说明。因此,接触到本说明书的本领域技术人员应能理解可以通过硬件、软件的组合以各种形式来实现该些功能模块。
控制部40包括旋转角取得部40p、40q、40r、对应关系表40b、旋转量确定部40c、以及输出部40e。旋转角取得部40p取得由角度传感器Sp检测到的第二旋转体24的旋转角Ap。旋转角取得部40q取得由角度传感器Sq检测到的第一旋转体20的旋转角Aq。旋转角取得部40r取得由角度传感器Sr检测到的第三旋转体38的旋转角Ar。对应关系表40b通过表处理来确定与所取得的旋转角Ap、Ar对应的主轴1a的转数。旋转量确定部40c根据由对应关系表40b所确定的主轴1a的转数和所取得的旋转角Aq,来确定主轴1a的多圈旋转涉及的旋转量。输出部40e将所确定的主轴1a的多圈旋转涉及的旋转量转换成期望格式的信号并输出。在本示例中,如图8所示,控制部40通过焊接或粘接等方法被固定在基板5的底部2b侧的表面上。
对如上所述构成的第4实施方式中的编码器160的作用和效果进行说明。
第4实施方式中的编码器160是对主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,其包括:随着主轴1a的旋转而旋转的第一蜗杆10、与第一蜗杆10啮合的第一蜗轮12、随着第一蜗轮12的旋转而旋转的第二蜗杆14、与第二蜗杆14啮合的第二蜗轮16、以及对随着第二蜗轮16的旋转而旋转的第二旋转体24的旋转角进行检测的角度传感器Sp。根据该结构,能够根据角度传感器Sp的检测结果来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量。由于包括具有第一蜗杆10和第一蜗轮12的第一蜗杆变速机构11、以及具有第二蜗杆14和与其啮合的第二蜗轮16的第二蜗杆变速机构15,因此编码器160能够构成弯曲的传动路径而薄型化。该作用和效果对于具有同样结构的第1~3实施方式中的绝对编码器100、120、140也能够奏效。
第4实施方式中的编码器160是对主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,其包括:伴随主轴1a的旋转以第一减速比旋转的中间旋转体22、伴随中间旋转体22的旋转以第二减速比旋转的第二旋转体24、以及对第二旋转体24的旋转角进行检测的角度传感器Sp,其中,主轴1a的旋转轴线相对于中间旋转体22的旋转轴线位于扭转的位置,并且与第二旋转体24的旋转轴线平行地设置。根据该结构,能够根据角度传感器Sp的检测结果来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量。由于中间旋转体22的旋转轴线相对于主轴1a和第二旋转体24的旋转轴线位于扭转的位置并且在正面图中正交,因此编码器160能够构成弯曲的传动路径而薄型化。该作用和效果对于具有同样结构的第1~3实施方式中的绝对编码器100、120、140也能够奏效。
第4实施方式中的编码器160是对主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,其包括:具有第一蜗杆变速机构11并且伴随主轴1a的旋转使磁铁Mp旋转的减速机构、以及根据磁铁Mp的磁极Up对磁铁Mp的旋转角进行检测的角度传感器Sp,其中,主轴1a的旋转轴线与磁铁Mp的旋转轴线平行地设置。根据该结构,能够根据角度传感器Sp的检测结果来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量。由于包括第一蜗杆变速机构11,并且主轴1a的旋转轴线与磁铁Mp的旋转轴线平行地设置,因此编码器160能够构成弯曲的传动路径而薄型化。该作用和效果对于具有同样结构的第1~3实施方式中的绝对编码器100、120、140也能够奏效。
第4实施方式中的编码器160还包括对主轴1a的旋转角进行检测的角度传感器Sq。根据该结构,能够根据角度传感器Sq的检测结果来确定主轴1a的旋转角。与不具有角度传感器Sq的情况相比,编码器160能够提高可确定的主轴1a的旋转角的分辨率。该作用和效果对于具有同样结构的第2实施方式中的绝对编码器120也能够奏效。
在第4实施方式中的编码器160中,还包括随着第一蜗轮12的旋转而旋转的第三蜗杆30、与第三蜗杆30啮合的第三蜗轮32、以及对随着第三蜗轮32的旋转而旋转的第三旋转体38的旋转角进行检测的角度传感器Sr。根据该结构,能够根据角度传感器Sq的检测结果来确定主轴1a的多圈的旋转涉及的旋转量。与不具有角度传感器Sr的情况相比,编码器160能够增大可确定的主轴1a的旋转量的范围。该作用和效果对于具有同样结构的第3实施方式中的绝对编码器140也能够奏效。
在第4实施方式中的编码器160中,包括设有第二蜗杆14和第三蜗杆30的中间旋转体22,其中,因第二蜗杆14旋转而使中间旋转体22受到的反作用力的方向与因第三蜗杆旋转而使中间旋转体22受到的反作用力的方向被设定为相反。根据该结构,与反作用力的方向相同的情况相比,能够减小两个反作用力的合成反作用力。该作用和效果对于具有同样结构的第3实施方式中的绝对编码器140也能够奏效。
在第4实施方式中的编码器160中,第一蜗轮12的外径被设定为小于第一蜗杆10的外径。根据该结构,与第一蜗轮12的外径较大的情况相比,薄型化更容易。该作用和效果对于具有同样结构的第1~3实施方式中的绝对编码器100、120、140也能够奏效。
第4实施方式中的编码器160包括具有外壁部3b的壳体3,该外壁部3b设置在中间旋转体22的与主轴1a相反的相反侧,其中,在平面图中,中间旋转体22的旋转轴线La相对于外壁部3b的延伸方向以20°倾斜。根据该结构,与中间旋转体22的旋转轴线La不倾斜的情况相比,能够增大各磁铁的设置直线相对于外壁部3b的倾斜度。因此,各磁铁之间的距离增大,能够降低相邻磁铁的漏磁通的影响。该作用和效果对于具有同样结构的第1~3实施方式中的绝对编码器100、120、140也能够奏效。
[第5实施方式]
参照图13、图14对第5实施方式中的编码器200进行说明。图13是第5实施方式中的编码器200的平面图。图13与图9对应。图14是编码器200的正面图。图14与图10对应。相对于根据第4实施方式中的编码器160,编码器200不具有角度传感器Sq和磁铁Mq,并且主轴201a、第一旋转体220、基板205以及盖部204的形状不同,其他结构相同。省略与第4实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。主轴201a、第一旋转体220、基板205以及盖部204分别与主轴1a、第一旋转体20、基板5以及盖部4对应,具有同样的特征。主轴201a贯穿设置在第一旋转体220中的开口220h、设置在基板205中的开口205h、以及设置在盖部204中的开口204h,并且在轴向上沿远离马达1的方向突出。在本说明书中,将如编码器200那样主轴在马达1的两侧突出的情况称为双轴,将如编码器160那样主轴仅在马达1的一侧突出的情况称为单轴。主轴201a是剖面填满的实心的轴。
根据第5实施方式中的编码器200,在具有与第4实施方式中的编码器160相同的结构的部分上起到相同的作用和效果。在第5实施方式中的编码器200中,由于作为马达1的输出轴的主轴201a具有从与编码器200的马达1相反的相反侧突出的突出部,因此能够在该突出部上连接被驱动负载。能够实现主轴201a在与马达1的编码器200相反的相反侧上也突出的所谓的双轴结构。因此,能够将编码器200用于各种用途。
[第6实施方式]
参照图15、图16对第6实施方式中的编码器300进行说明。图15是第6实施方式中的编码器300的平面图。图15与图9对应。图16是编码器300的正面图。图16与图10对应。相对于根据第5实施方式中的编码器200,编码器300的主轴301a、第一旋转体320、基板305以及盖部304的形状不同,其他结构相同。省略与第5实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。主轴301a、第一旋转体320、基板305以及盖部304分别对应于主轴201a、第一旋转体220、基板205以及盖部204,并且具有同样的特征。相对于主轴201a是实心的轴,主轴301a是空心的轴,并且设定为比主轴201a大的直径。主轴301a贯穿设置在第一旋转体320中的开口320h、设置在基板305中的开口305h、以及设置在盖部304中的开口304h。对应于主轴301a的直径的增大化,开口320h、开口305h以及开口304h的直径分别相对于开口220h、开口205h以及开口204h进行了扩径。
第6实施方式中的编码器300起到了与第5实施方式中的编码器200相同的作用和效果。在第6实施方式中的编码器300中,由于作为马达1的输出轴的主轴301a是空心的,因此能够在该空心部上连接被驱动负载。
[第7实施方式]
参照图17、图18对第7实施方式中的编码器400进行说明。图17是第7实施方式中的编码器400的平面图。图17与图9对应。图18是编码器400的正面图。图18与图10对应。相对于根据第4实施方式中的编码器160,编码器400的主轴401a和第一旋转体420的形状不同,其他结构相同。省略与第4实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。
主轴401a和第一旋转体420分别对应于主轴1a和第一旋转体20,并且具有相同的特征。相对于主轴1a是实心的轴,主轴401a是空心的轴,并且被设定为比主轴1a大的直径。在第一旋转体320中,对应于主轴401a的外径的增大,环绕主轴401a的部分的内径被增大。第一旋转体320具有覆盖空心的主轴401a的端面的部分。
第7实施方式中的编码器400起到与第4实施方式中的编码器160相同的作用和效果。在第7实施方式的编码器400中,由于作为马达1的输出轴的主轴401a是空心的,因此能够在该空心部上连接被驱动负载。
[第8实施方式]
参照图19对第8实施方式中的编码器500进行说明。图19是第8实施方式中的编码器500的平面图。在图19中,为了便于理解,省略了不重要部件或部分的图示。相对于第4实施方式中的编码器160,编码器500在中间旋转体22的旋转轴线Lb被设置为与外壁部3b的延伸方向(X轴方向)平行,并且各磁铁的设置直线Ln的相对于外壁部3b的延伸方向的倾斜度设定得较小这点上不同,其他结构相同。省略与第4实施方式重复的说明,对不同的结构进行说明。在图19的示例中,各磁铁的设置直线Ln相对于外壁部3b的延伸方向的倾斜度被设定为20°。
第8实施方式中的编码器500在具有与第4实施方式中的编码器160相同的结构的部分上起到相同的作用和效果。第8实施方式中的编码器500能够将中间旋转体22构成得较短,并且能够使其轻量化。
图20是各个实施方式中的编码器的规格分类表。如图20所示,各个实施方式中的编码器可以被开发为各种规格。特别地,通过使基本结构共同并选择第一旋转体的形状,从而还能够应对主轴的空心和实心以及单轴和双轴的任意组合的规格。另外,通过选择角度传感器Sq的有无,还能够就主轴的旋转角应对高分辨率和中分辨率的任意规格。另外,通过选择角度传感器Sr的有无,还能够就可检测的主轴的旋转量的范围应对宽范围和中范围。换言之,通过平台的共同化以及构成要素的共有率的提高实现了设计的有效化和生产成本的降低,从而易于应对各种需求。
以上根据各实施方式进行说明。本领域技术人员能够理解该些实施方式仅为示例性说明,可以在专利保护的范围内进行各种变形及改变,并且该些变形例及改变也落入专利保护的范围。因此,本说明书中的记载及附图并非限定性的说明而是例证性的说明。
以下,对变形例进行说明。在变形例的附图及说明中,对与各实施方式相同或同等的构成要素、部件赋予相同的符号。适当地省略与各实施方式重复的说明,对与实施方式不同的结构重点进行说明。
(第1变形例)
在各实施方式的说明中,虽然对各磁铁各自为一体的部件的示例进行了说明但是不限于此。磁铁Mp、Mq、Mr可以分别通过组合多片而构成。
(第2变形例)
在各实施方式的说明中,虽然对各齿轮和各旋转体由树脂材料形成的示例进行了说明但是不限于此。各齿轮和各旋转体的全部或一部分可以由金属材料或其他材料形成。
根据上述变形例,在具有与各实施方式相同的结构的部分上起到相同的作用和效果。
上述的各实施方式和变形例的任意组合也可以用作实施方式。通过组合而产生的新的实施方式具有所组合的实施方式和变形例的各自的效果。
以上,对示例性的实施方式的绝对编码器进行了说明,但本发明并不限定于具体公开的实施方式,在不脱离专利保护的范围情况下可以进行各种变形或改变。
本国际申请以2017年7月4日提交的日本发明专利申请第2017-131231号作为要求优先权的基础,本国际申请在此援引其全部内容。
符号说明
1马达、1a主轴、2基座、3壳体、10第一蜗杆、12第一蜗轮、14第二蜗杆、16第二蜗轮、20第一旋转体、22中间旋转体、24第二旋转体、30第三蜗杆、32第三蜗轮、38第三旋转体、40控制部、100、120、140、160编码器。
Claims (9)
1.一种对主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,其特征在于,包括:
第一驱动齿轮,随着所述主轴的旋转而旋转;
第一从动齿轮,与所述第一驱动齿轮啮合;
第二驱动齿轮,随着所述第一从动齿轮的旋转而旋转;
第二从动齿轮,与所述第二驱动齿轮啮合;
角度传感器,对随着所述第二从动齿轮的旋转而旋转的第二旋转体的旋转角进行检测;
第三驱动齿轮,随着所述第一从动齿轮的旋转而旋转;
第三从动齿轮,与所述第三驱动齿轮啮合;以及
中间旋转体,设有所述第二驱动齿轮和所述第三驱动齿轮,
在所述中间旋转体的旋转轴线的方向上,因所述第二驱动齿轮旋转而使所述中间旋转体受到的反作用力的方向与因所述第三驱动齿轮旋转而使所述中间旋转体受到的反作用力的方向被设定为相反。
2.根据权利要求1所述的绝对编码器,其中,还包括:
另一个角度传感器,对所述主轴的旋转角进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的绝对编码器,其中,还包括:
又一个角度传感器,对随着所述第三从动齿轮的旋转而旋转的第三旋转体的旋转角进行检测。
4.根据权利要求3所述的绝对编码器,其中,
所述第二驱动齿轮和所述第三驱动齿轮为蜗杆,
所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮为蜗轮。
5.根据权利要求1或2所述的绝对编码器,其中,
所述第一驱动齿轮为蜗杆,
所述第一从动齿轮为蜗轮,
所述第一从动齿轮的外径被设定为小于所述第一驱动齿轮的外径。
6.一种对主轴的多圈的旋转涉及的旋转量进行确定的绝对编码器,其特征在于,包括:
第一驱动齿轮,随着所述主轴的旋转而旋转;
第一从动齿轮,与所述第一驱动齿轮啮合;
第二驱动齿轮,随着所述第一从动齿轮的旋转而旋转;
第二从动齿轮,与所述第二驱动齿轮啮合;
第三驱动齿轮,随着所述第一从动齿轮的旋转而旋转;
第三从动齿轮,与所述第三驱动齿轮啮合;
中间旋转体,设有所述第二驱动齿轮和所述第三驱动齿轮,伴随所述主轴的旋转以第一减速比旋转;
第二旋转体,伴随所述中间旋转体的旋转以第二减速比旋转;以及
角度传感器,对随着所述第二从动齿轮的旋转而旋转的所述第二旋转体的旋转角进行检测,
其中,在所述中间旋转体的旋转轴线的方向上,因所述第二驱动齿轮旋转而使所述中间旋转体受到的反作用力的方向与因所述第三驱动齿轮旋转而使所述中间旋转体受到的反作用力的方向被设定为相反,
所述主轴的旋转轴线相对于所述中间旋转体的旋转轴线位于扭转的位置,并且与所述第二旋转体的旋转轴线平行地设置。
7.根据权利要求6所述的绝对编码器,其中,还包括:
另一个角度传感器,对所述主轴的旋转角进行检测。
8.根据权利要求6或7所述的绝对编码器,其中,还包括:
第三旋转体,该第三旋转体是具有与所述主轴的旋转轴线平行的旋转轴线的旋转体,并且伴随所述中间旋转体的旋转以第三减速比旋转;以及
又一个角度传感器,对所述第三旋转体的旋转角进行检测。
9.根据权利要求6或7所述的绝对编码器,其中,包括:
壳体,该壳体具有外壁部,该外壁部设置在所述中间旋转体的与所述主轴相反的相反侧,
其中,在平面图中,所述中间旋转体的旋转轴线相对于所述外壁部的延伸方向在5°至30°的范围内倾斜。
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