CN209727060U - 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮 - Google Patents

多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮 Download PDF

Info

Publication number
CN209727060U
CN209727060U CN201920746586.4U CN201920746586U CN209727060U CN 209727060 U CN209727060 U CN 209727060U CN 201920746586 U CN201920746586 U CN 201920746586U CN 209727060 U CN209727060 U CN 209727060U
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
gear
axis
light
rotation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201920746586.4U
Other languages
English (en)
Inventor
大竹伸幸
福田真夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Application granted granted Critical
Publication of CN209727060U publication Critical patent/CN209727060U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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 using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/3473Circular or rotary encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/3473Circular or rotary encoders
    • G01D5/34738Axles; Driving or coupling means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • G01D5/34792Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20Detecting rotary movement
    • G01D2205/26Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20Detecting rotary movement
    • G01D2205/28The target being driven in rotation by additional gears

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

本实用新型提供一种多旋转绝对型旋转角检测装置。具备:第一轴;设置于上述第一轴上并绕上述第一轴的旋转轴旋转的第一齿轮;第二轴;第二齿轮,其设置于上述第二轴并绕上述第二轴的旋转轴旋转,并且与上述第一齿轮啮合;检测上述第一轴的旋转角的第一旋转角检测部;以及检测上述第二轴的旋转角的第二旋转角检测部,上述第一齿轮具有由使光透过的透过性树脂形成且形成有用于在一转的范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体和设置于上述被检测体的外周的多个齿,上述第一旋转角检测部具有:向上述被检测体照射光的光照射部;以及接收透过了上述被检测体的光的受光部。

Description

多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮
技术领域
本实用新型涉及检测轴的旋转角的多旋转绝对型旋转角检测装置以及用于多旋转绝对型旋转角检测装置的齿轮。
背景技术
在日本特开2003-065799号公报中公开了一种编码器装置(旋转角检测装置),其在同心圆上等间隔地形成多个缝隙的旋转体与旋转轴使第二齿轮与共通的第一齿轮(减速齿轮)啮合并检测该第二齿轮的旋转轴的旋转角。在该编码器装置中,旋转体紧贴第一齿轮(旋转体与第一齿轮在旋转轴方向上重叠地配置)。
实用新型内容
在日本特开2003-065799号公报的编码器装置中,关于薄型化具有改善的余地。
本实用新型的第一方案是一种多旋转绝对型旋转角检测装置,其具备:第一轴;设置于上述第一轴上并绕上述第一轴的旋转轴旋转的第一齿轮;第二轴;第二齿轮,其设置于上述第二轴并绕上述第二轴的旋转轴旋转,并且与上述第一齿轮啮合;检测上述第一轴的旋转角的第一旋转角检测部;以及检测上述第二轴的旋转角的第二旋转角检测部,该多旋转绝对型旋转角检测装置的特征在于,上述第一齿轮具有由使光透过的透过性树脂形成且形成有用于在一转的范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体和设置于上述被检测体的外周的多个齿,上述第一旋转角检测部具有:向上述被检测体照射光的光照射部;以及接收透过了上述被检测体的光的受光部。
根据第一方案所述的多旋转绝对型旋转角检测装置,上述被检测体具有在上述第一轴的旋转轴延伸的方向排列且与该旋转轴正交的方向的直径相互不同的多个径部,上述多个齿设置于上述多个径部中的上述直径最大的径部以外的径部的外周。
多旋转绝对型旋转角检测装置还具备:第三齿轮,其设置于上述第二轴,绕上述第二轴的旋转轴旋转,且直径比上述第二齿轮的直径小;第三轴;第四齿轮,其设置于上述第三轴,绕上述第三轴的旋转轴旋转,且与上述第三齿轮啮合;以及检测上述第三轴的旋转角的第三旋转角检测部。
本实用新型的第二方案是一种齿轮,其用于多旋转绝对型旋转角检测装置,该齿轮的特征在于,由使光透过的透过性树脂形成且形成有用于在一转范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体;以及设置于上述被检测体的外周的多个齿。
根据本实用新型,能够使多旋转绝对型旋转角检测装置薄型化。
上述的目的、特征以及优点从参照附图进行说明的以下的实施方式的说明中能够容易理解。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施方式的编码器装置的概略结构的纵剖视图。
图2是表示本实用新型的实施方式的编码器装置所具有的第一齿轮、齿轮列等的俯视图。
图3是表示变形例1的编码器装置的概略结构的纵剖视图。
图4是表示变形例1的编码器装置所具有的第一齿轮、齿轮列等的俯视图。
图5是表示变形例2的编码器装置的概略结构的纵剖视图。
图6是表示现有的编码器装置的概略结构的图。
具体实施方式
关于本实用新型的多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮,举出合适的实施方式,以下参照附图详细地说明。
〔实施方式〕
在图1中用纵剖视图表示作为本实用新型的多旋转绝对型旋转角检测装置的一例的编码器装置10的概略结构。编码器装置10是光学式多旋转绝对型的编码器(旋转角检测装置)。以下,适当地使用图1等所示的XYZ三维正交坐标系进行说明。
如图1所示,编码器装置10具备编码器轴12、第一齿轮14、齿轮列16、印刷电路板18、第一传感器20、第二传感器21、第三传感器22以及信号处理部23。在图2中用俯视图表示第一齿轮14、齿轮列16等。
如图1以及图2所示,编码器轴12是平行于Z轴配置的轴,通过轴承能旋转地被支撑于未图示的外壳。编码器装置10通过编码器轴12连结于如机床、机器人等的旋转部件、电机的旋转轴上,从而能够检测该旋转部件、该旋转轴的旋转角(更详细地说,第几圈的哪个旋转角)。另外,在使用将旋转部件、旋转轴的旋转运动变换为并进运动的变换机而使移动体移动的情况下,能够高精度地检测该移动体的移动距离。以下,将编码器12也称为“第一轴12”。作为第一轴12的材料例如列举金属、合金、树脂等。
第一齿轮14同轴地被固定于第一轴12。即,第一齿轮14与第一轴12一起绕第一轴12的旋转轴旋转。第一齿轮14将具有透光性的树脂(透过性树脂) 作为材料,具有被检测体15和多个齿17。并且,可以将具有透光性的树脂作为材料而一体成形第一齿轮14和第一轴12。
被检测体15作为一例包括大径部15a、小径部15b(也被称为“凸起部”),作为整体具有大致高顶礼帽形状(轴对称的形状)。在大径部15a上形成有用于在一转的范围内检测绝对旋转角(旋转角的绝对值)的光学图案LP。在被检测体15的中央形成供第一轴12嵌入的在Z轴方向上延伸的孔13。即,被检测体15同轴地被固定于第一轴12。
大径部15a在其外周部(从小径部15b鼓出的部分)的-Z侧的面上,在同心圆上随机地(绕旋转轴的位置、长度不一致)形成绕第一轴12的旋转轴延伸的圆弧状的多个槽(例如,截面为V字状)(参照图2)。各槽是全反射入射光的槽,具有遮光功能。大径部15a的外周部的未形成槽的平坦部分具有入射光透过的透光功能。
通过上述多个槽,构成光学图案LP。在此,将为了在一转内检测而将光学图案LP以每个绝对旋转角等分割的构成单位称为“单位光学图案”。各单位光学图案透过或反射入射光的至少一部分。详细叙述,例如在图2中抽出具有光学图案LP的单位光学图案表示的局部放大图所示,各单位光学图案由在大径部15a的径向上排列的透光部(平坦部)、遮光部(槽部)构成。在单位光学图案之间,在被检测体15的径向上排列的透光部、遮光部的组合相互不同。因此,照射到各单位光学图案的整体并透过该单位光学图案的光的图案相互不同。
如从以上说明中理解,构成光学图案LP的上述多个槽形成为,在一转内为了检测而以每个绝对旋转角被照射到被检测体15并透过被检测体15的光的模型相互不同。
并且,光学图案LP只要具有在一转内为了检测而在每个旋转角相互不同的多个单位光学图案即可,可适当地变更。
多个齿17在被检测体15的大径部15a的外周以预定间距设置。
齿轮列16具有第二齿轮26、第三齿轮28、第四齿轮30。作为齿轮列16 的各齿轮的材料如举出金属、合金、树脂等。
第二齿轮26是与第一齿轮14啮合且比第一齿轮14直径大的齿轮(齿数多的齿轮),同轴地被固定于与第一轴12平行地(与Z轴平行)配置的第二轴32。即,第二齿轮26与第二轴32一起绕第二轴32的旋转轴旋转。第二轴 32以从-Y方向观察位于第一轴12的+X侧的方式通过轴承自由旋转地被支撑于未图示的外壳。
第三齿轮28是比第二齿轮26直径小的齿轮(齿数少的齿轮),同轴地被固定于第二轴32。即,第三齿轮28与第二轴32一起绕第二轴32的旋转轴旋转。第三齿轮28相对于第二齿轮26配置于第二轴32的前端侧(+Z侧)。
第四齿轮30是与第三齿轮28啮合且比第三齿轮28直径大的齿轮(齿数多的齿轮),同轴地被固定于与第一轴12以及第二轴32平行地(与Z轴平行) 配置的第三轴34。即,第四齿轮30与第三轴34一起绕第三轴34的旋转轴旋转。第三轴34以从-Y方向观察位于第二轴32的+X侧的方式,通过轴承自由旋转地被支撑于未图示的外壳。
通过如以上的结构,若向第一轴12传递旋转转矩,则第一轴12以及第一齿轮14向绕第一轴12的旋转轴(绕Z轴)的一方向旋转。由此,第二齿轮 26、第三齿轮28以及第二轴32向与第一轴12以及第一齿轮14的旋转方向相反的方向旋转,第四齿轮30以及第三轴34向与第一轴12以及第一齿轮14 的旋转方向相同的方向旋转。若第一轴12以及第一齿轮14旋转N圈,则第二齿轮26、第三齿轮28以及第二轴32旋转一圈。若第二齿轮26、第三齿轮 28以及第二轴32旋转M圈,则第一齿轮30以及第三轴34旋转一圈。
印刷电路板18以与第一齿轮14以及齿轮列16对置的方式(位于齿轮列 16以及第一齿轮14的+Z侧),与XY平面大致平行地配置。
第一传感器20包括以在Z轴方向上夹持第一齿轮14的大径部15a中的形成有光学图案LP的外周部(以下,也简称为“第一齿轮14的外周部”)的方式配置的光照射部36以及受光部38。即,第一齿轮14的外周部位于光照射部36与受光部38之间。在此,受光部38安装于印刷电路板18的-Z侧的面上,光照射部36以光的射出方向朝向受光部38的方式(为+Z方向)被固定于未图示的外壳。
光束照射部36包括在与第一轴12的旋转轴正交的方向(被检测体15的径向)上以与单位光学图案的例如5个构成部(透光部、遮光部)分别对置的方式配置的多个(例如,5个)发光元件37(37a、37b、37c、37d、37e)(参照图2)、驱动(点亮)各发光元件37的驱动电路24。驱动电路24例如安装于印刷电路板18。各发光元件37与驱动电路24利用与印刷电路板18上的配线路径不同的配线路径连接。驱动电路24在编码器装置10的检测动作中使多个发光元件37连续发光。
受光部38包括在与第一轴12的旋转轴正交的方向(被检测体15的径向) 上以与单位光学图案的如5个构成部(透光部、遮光部)分别对置的方式配置的如5个受光元件39(39a、39b、39c、39d、39e)(参照图2)。
在此,如图2的局部放大图所示,在各单位光学图案的5个构成部(透光部、遮光部)中,从最靠近第一轴12的顺序数,将第一个构成部称为第一构成部、将第二个构成部称为第二构成部、将第三个构成部称为第三构成部、将第四个构成部称为第四构成部、将第五个构成部称为第五构成部。发光元件 37a与受光元件39a以在Z轴方向上夹持第一构成部的方式配置。发光元件37b 与受光元件39b以在Z轴方向上夹持第二构成部的方式配置。发光元件37c 与受光元件39c以在Z轴方向上夹持第三构成部的方式配置。发光元件37d 与受光元件39d以在Z轴方向上夹持第四构成部的方式配置。发光元件37e 与受光元件39e以在Z轴方向上夹持第五构成部的方式配置。并且,在图2 中的局部扩大图中所示的单位光学图案中,第一构成部、第三构成部以及第五构成部是遮光部,第二构成部以及第四构成部是透光部。
如此,发光元件37a~37e与多个受光元件39a~39e分别对应。
通过如以上的结构,从发光元件37a发射并射入单位光学图案的透光部的光透过该透光部并射入受光元件39a。从发光元件37a射出并射入单位光学图案的遮光部的光由该遮光部进行遮光(例如,全反射),不会射入受光元件39a 中。从发光元件37b发射并射入单位光学图案的透光部的光透过该透光部射入受光元件39b。从发光元件37b射出并射入单位光学图案的遮光部的光由该遮光部进行遮光(例如,全反射),不会射入受光元件39b中。从发光元件37c 发射并射入单位光学图案的透光部的光束透过该透光部射入受光元件39c。从发光元件37c射出并射入单位光学图案的遮光部的光由该遮光部进行遮光(例如,全反射),不会射入受光元件39c中。从发光元件37d发射并射入单位光学图案的透光部的光透过该透光部射入受光元件39d。从发光元件37d射出并射入单位光学图案的遮光部的光由该遮光部进行遮光(例如,全反射),不会射入受光元件39d中。从发光元件37e发射并射入单位光学图案的透光部的光透过该透光部射入受光元件39e。从发光元件37e射出并射入单位光学图案的遮光部的光由该遮光部进行遮光(例如,全反射),不会射入受光元件39e中。
在多个发光元件37a~37e发光的状态下,若第一齿轮14与第一轴12一起旋转,则多个单位光学图案依次横穿来自多个发光元件37a~37e的光的光路。从各发光元件37发射并射入各单位光学图案的对应的透光部的光透过该透光部而射入对应的受光元件39中,从该受光元件39输出信号。另一方面,从各发光元件37射出并射入各单位光学图案的对应的遮光部的光被遮光(例如,全反射)而不会射入对应的受光元件39,不会从该受光部件39输出信号。即,若光从光照射部36照射到旋转的光学图案LP,则从该光学图案LP射出为了在一转内检测而在每个绝对旋转角相互不同的图案的光,并射入受光部38。各受光元件39的输出信号被发送至信号处理部23。
作为发光元件37,例如使用LD(激光二极管)、LED(发光二极管)等。另外,作为从发光元件37射出的光例如使用红外线,但也可以是红外线以外的光(例如,可见光)。另外,光照射部36可以在各发光元件37与第一齿轮 14的外周部之间的光路上具有抑制光的发散的透镜(例如,耦合透镜)。
作为受光元件39使用例如PD(光电二极管)、光电晶体管等。另外,受光部38可以在各受光元件39与第一齿轮14的外周部之间的光的光路上具有将该光聚集于该受光元件39的聚光透镜。
第二传感器21是检测第二轴32的旋转角的传感器,包括磁铁44与霍尔元件46。磁铁44在第二轴32的前端面(+Z侧的端面)上以将N极与S极连结的方向与第二轴32大致正交的方式安装。霍尔元件46安装于印刷电路板 18的-Z侧的面中的与磁铁44对置的位置。若磁铁44与第二轴32一起旋转,则磁铁44的磁场方向变化,根据该变化,从霍尔元件46输出的信号的相位变化。即,能够从霍尔元件46的输出信号检测第二轴32的一转内的旋转角。霍尔元件46的输出信号被发送至信号处理部23。
第三传感器22是检测第三轴34的旋转角的传感器,包括磁铁48和霍尔元件50。磁铁48在第三轴34的前端面(+Z侧的面)上以将N极与S极连结的方向与第三轴34大致正交的方式安装。霍尔元件50安装于印刷电路板18 的-Z侧的面中的与磁铁48对置的位置。若磁铁48与第三轴34一起旋转,则磁铁48的磁场的方向变化,根据该变化,从霍尔元件50输出的信号的相位变化。即,能够从霍尔元件50的输出信号检测第三轴34的一转内的旋转角。霍尔元件50的输出信号被发送至信号处理部23。
信号处理部23安装于印刷电路板18的-Z侧的面上。信号处理部23通过基于第一传感器20的各受光元件39的输出信号特定光照射的单位光学图案,检测第一轴12的一转内的绝对旋转角(与该单位光学图案对应的绝对旋转角)。另外,信号处理部23基于第二传感器21的检测结果(霍尔元件46的输出信号)以及第三传感器22的检测结果(霍尔元件50的输出信号)检测第一轴 12的转数。
即,信号处理部23检测第一轴12位于第几转的哪个绝对旋转角上。
[变形例]
在上述实施方式中说明的编码器装置10的结构可适当地变更。
(变形例1)
在上述实施方式中,使用多个齿17设置于大径部15a的外周的第一齿轮 14,但并不限于此。例如,如图3以及图4所示的变形例1,可以使用在包括大径部56a以及小径部56b的被检测体56的小径部56b的外周上设置多个齿54的第一齿轮58。在该情况下,与上述实施方式相同地能够使编码器装置10A 薄型化。在该情况下,也能够在于第一轴12的旋转轴正交的方向(X轴方向) 上使编码器装置10A小型化。详细叙述,能够使第一轴12与第二轴32的距离缩短(能够使第二齿轮26以及第三齿轮28小型化),还能够缩短第二轴32 与第三轴34的距离(能够使第四齿轮30小径化)。在图3中,伴随将多个齿 54设置于被检测体56的小径部56b的外周上,相对于图1变更第二齿轮26、第三齿轮28、第四齿轮30的配置。具体的说,使第二齿轮26与第三齿轮28 的位置关系相反,将第四齿轮30配置于与配置变更后的第三齿轮28啮合的位置上。在该情况下,设置多个齿的径部的直径越小,就越能够在宽度方向(X轴方向)上使编码器装置10A小型化。即,从在宽度方向上使编码器装置10A 小型化的观点出发,设置多个齿的被检测体的径部优选是该被检测体的多个径部中的直径最大的径部以外的径部。
(变形例2)
在上述实施方式中,使用具有与第一轴12正交的方向的直径不同的两个径部的第一齿轮14,但如图5所示的变形例2,既可以是具有一个径部的结构 (例如,大致圆板形状、大致圆柱形状等),也可以具有三个以上的径部。如图5所示,在使第一齿轮60包括大致圆板状的被检测体62与多个齿64且作为整体为圆板形状(没有凸起部的形状)的情况下,能够实现编码器装置10B 的进一步的薄型化。
(变形例3)
在上述实施方式以及各变形例中,使用分别卡合于第一齿轮14、58、60 的二级齿轮列16,但只要是分别卡合于第一齿轮14、58、60上的一级以上的齿轮即可。即,既可以采用从图1、图3与图5的结构中拆除齿轮列16的第四齿轮30、第三轴34以及第三传感器22的结构,还可以追加包括啮合于齿轮列16的第四齿轮30的齿轮的至少一个齿轮、该齿轮的旋转轴与检测该旋转轴的旋转角的传感器。
(变形例4)
第二传感器21、第三传感器22的结构只要是能够检测对应的旋转轴的旋转角的结构,也可以是其他结构。
(变形例5)
在上述实施方式以及各变形例中,受光部38具有多个受光元件39,但也可以具有单一的受光元件39。在该情况下,通过使光照射部36中的多个发光元件37的发光时机错开,能够使来自多个发光元件37的光在不同的时机照射到单位光学图案。由此,信号处理部23能够判断在每个发光元件37的发光中来自受光元件39的信号输出的有无。该结果,能够识别从光照射部36照射光的单位光学图案。
(变形例6)
光照射部36具有单一的发光元件37与使来自该发光元件37的光向被检测体15的径向偏向的光偏向器(例如,振镜、MEMS镜等),可以扫描各单位光学图案。在该情况下,由于扫描单位光学图案的各构成部(透光部、遮光部)的时机不同,因此在受光部38中既可以使用与单位光学图案的所有的构成部对应的单一受光元件39,也可以使用与单位光学图案的多个构成部对应的多个受光元件39。
(变形例7)
光照射部36可以具有单一的发光元件37、将来自该发光元件37的光整形为照射到单位光学图案整体上的线状光的圆柱形透镜。在该情况下,由于同时向单位光学图案的各构成部(透光部、遮光部)照射光,因此需要设置与单位光学图案的多个构成部分别对应的多个受光元件39。
(变形例8)
作为光学图案LP的构成单位的单位光学图案的构成部(透光部、遮光部) 的数量并不限于上述实施方式以及变形例中说明的数量(例如,5个)。但无论如何,均优选根据单位光学图案的构成部的数量来设定发光元件37、受光元件39的数量。
(变形例9)
在变形例1~8不矛盾的范围内可以任意地组合。
[从实施方式以及变形例1~9中所把握的实用新型]
[第一实用新型]
第一实用新型的多旋转绝对型旋转角检测装置10具备第一轴12、设置于第一轴12且绕第一轴12的旋转轴旋转的第一齿轮14、第二轴32、设置于第二轴32且绕第二轴32的旋转轴旋转且与第一齿轮14啮合的第二齿轮26、检测第一轴12的旋转角的第一旋转角检测部20、检测第二轴32的旋转角的第二旋转角检测部21。并且,第一齿轮14由透过光的透过性树脂形成,具备形成用于在一转范围内检测绝对旋转角的光学图案LP的被检测体15、设置于被检测体15外周的多个齿17,第一旋转角检测部20具备向被检测体15照射光的光照射部36、接收透过了被检测体15的光的受光部38。
由此,由于在形成光学图案LP的被检测体15的外周设置多个齿17,因此如现有技术,相比较于与第一齿轮14对应的齿轮和与被检测体15对应的旋转体在旋转轴方向上重叠配置的情况,能够使多旋转绝对型旋转角检测装置 10薄型化。
即,在现有技术中,必须确保用于在旋转轴方向上重叠地配置的旋转体(被检测体)以及齿轮的编码器装置的厚度方向的空间,关于多旋转绝对型旋转角检测装置10的薄型化留有改善的余地(参照图6)。
而且,在多旋转绝对型旋转角检测装置10中,相比较于与被检测体15 对应的旋转体和与第一齿轮14对应的齿轮为不同部件的情况,能够削减部件数量。
被检测体15具备在第一轴12的旋转轴延伸的方向上排列且与旋转轴正交的方向的直径相互不同的多个径部15a、15b,多个齿17优选设置于多个径部 15a、15b中的直径最大的径部15a以外的径部15b的外周。在该情况下,能够缩短第一轴12与第二轴32的距离,能够在与第一轴12的旋转轴相交的方向上使多旋转绝对型旋转角检测装置10小型化。
另外,本实用新型的多旋转绝对型旋转角检测装置10优选还具备设置于第二轴32上并绕第二轴32的旋转轴旋转且比第二齿轮26直径小的第三齿轮 28、第三轴34、设置于第三轴34并绕第三轴34的旋转轴旋转且与第三齿轮 28啮合的第四齿轮30、检测第三轴34的旋转角的第三旋转角检测部22。在该情况下,能够抑制在与多旋转绝对型旋转角检测装置10的第一轴12的旋转轴相交的方向的大型化、且更多地对第一轴12的转数进行计数。
[第二实用新型]
第二实用新型的齿轮14是使用于多旋转绝对型旋转角检测装置10的齿轮,具备由透过光的透过性树脂形成并形成有用于在一转的范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体15、设置于被检测体15外周的多个齿17。
由此,能够实现一体地包括光学图案LP与多个齿17的齿轮,进而能够使旋转绝对型旋转角检测装置10薄型化。
在齿轮14中,由于被检测体15与多个齿17是一体,因此能够削减部件数量。

Claims (4)

1.一种多旋转绝对型旋转角检测装置,具备:
第一轴;
设置于上述第一轴上并绕上述第一轴的旋转轴旋转的第一齿轮;
第二轴;
第二齿轮,其设置于上述第二轴并绕上述第二轴的旋转轴旋转,并且与上述第一齿轮啮合;
检测上述第一轴的旋转角的第一旋转角检测部;以及
检测上述第二轴的旋转角的第二旋转角检测部,
其特征在于,
上述第一齿轮具有由使光透过的透过性树脂形成且形成有用于在一转的范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体和设置于上述被检测体的外周的多个齿,
上述第一旋转角检测部具有:
向上述被检测体照射光的光照射部;以及
接收透过了上述被检测体的光的受光部。
2.根据权利要求1所述的多旋转绝对型旋转角检测装置,其特征在于,
上述被检测体具有在上述第一轴的旋转轴延伸的方向排列且与该旋转轴正交的方向的直径相互不同的多个径部,
上述多个齿设置于上述多个径部中的上述直径最大的径部以外的径部的外周。
3.根据权利要求1或2所述的多旋转绝对型旋转角检测装置,其特征在于,
还具备:
第三齿轮,其设置于上述第二轴,绕上述第二轴的旋转轴旋转,且直径比上述第二齿轮的直径小;
第三轴;
第四齿轮,其设置于上述第三轴,绕上述第三轴的旋转轴旋转,且与上述第三齿轮啮合;以及
检测上述第三轴的旋转角的第三旋转角检测部。
4.一种齿轮,用于多旋转绝对型旋转角检测装置,其特征在于,
由使光透过的透过性树脂形成且形成有用于在一转范围内检测绝对旋转角的光学图案的被检测体;以及
设置于上述被检测体的外周的多个齿。
CN201920746586.4U 2018-05-23 2019-05-22 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮 Expired - Fee Related CN209727060U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018098625A JP2019203772A (ja) 2018-05-23 2018-05-23 多回転アブソリュート型回転角検出装置及びギア
JP2018-098625 2018-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN209727060U true CN209727060U (zh) 2019-12-03

Family

ID=68499503

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201920746586.4U Expired - Fee Related CN209727060U (zh) 2018-05-23 2019-05-22 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮
CN201910431222.1A Pending CN110530294A (zh) 2018-05-23 2019-05-22 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910431222.1A Pending CN110530294A (zh) 2018-05-23 2019-05-22 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190360845A1 (zh)
JP (1) JP2019203772A (zh)
CN (2) CN209727060U (zh)
DE (1) DE102019003586A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7272075B2 (ja) * 2019-04-08 2023-05-12 セイコーエプソン株式会社 エンコーダー、モーター及びロボット
CN114803294B (zh) * 2022-05-06 2023-09-26 南通巨大机械制造有限公司 一种齿轮装配线用带有质量检测的上下料结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493611A (ja) * 1990-08-03 1992-03-26 Mitsubishi Electric Corp 位置検出装置
JPH1047996A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Seibu Electric & Mach Co Ltd ロータリーエンコーダ
KR100592146B1 (ko) * 1999-01-07 2006-06-23 세이코 엡슨 가부시키가이샤 프린터
JP2008224348A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Seiko Epson Corp 円盤状スケール、エンコーダ装置、搬送装置、記録装置及び円盤状スケールの製造方法
JP2009244042A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Seiko Epson Corp エンコーダ用スケール
JP5006270B2 (ja) * 2008-06-12 2012-08-22 デルタ エレクトロニックス,インコーポレイテッド 絶対型エンコーダ装置とその操作方法
JP5671353B2 (ja) * 2011-01-14 2015-02-18 株式会社アイエイアイ エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータシステム

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019003586A1 (de) 2019-11-28
JP2019203772A (ja) 2019-11-28
US20190360845A1 (en) 2019-11-28
CN110530294A (zh) 2019-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209727060U (zh) 多旋转绝对型旋转角检测装置以及齿轮
JP3203643B2 (ja) 反射式エンコーダ
CN103376475B (zh) 多光轴光电传感器
CN104567970A (zh) 指针式仪表
CN103487840B (zh) 光电传感器
JP2009145098A (ja) 指針照明装置
CN108351511A (zh) 光学扫描仪
EP2807456A1 (fr) Module indicateur de position a axe illumine
CN109387850A (zh) 距离测定装置
JP2011089993A (ja) 光学エンコーダ装置
JP3808517B2 (ja) 回転式表示装置
CN102889902A (zh) 光学转盘、旋转编码器、线性编码器及旋转编码器的归零信号产生方法
CN109833633A (zh) 发光玩具
CN109870179A (zh) 用于旋转定位的光学机构
JP3575506B2 (ja) 光学式エンコーダ
US20170241816A1 (en) Indicating device with light-pickup configuration
US11110796B2 (en) Meter device and meter unit provided with meter device reflecting visible rays to pointer and outputting infrared rays from pointer
JP5848794B2 (ja) デュアルポインタディスプレイ
JPH0345293A (ja) ミシンの下糸量検出表示装置
CN103017801B (zh) 位置检测装置
JP6031786B2 (ja) 指針式計器装置
CN208625667U (zh) 一种光电检测装置及生理信息检测装置
CN106443817A (zh) 回归反射型光电传感器
CN211452381U (zh) 一种同步测量码盘装置
US6407377B1 (en) Apparatus for reading-out a setting of number wheels

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191203

Termination date: 20210522

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee