JP3906474B2 - 多回転式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多回転式アブソリュートエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多回転式アブソリュートエンコーダは、図４に示すように構成されている。図において、３０は回転機械（図示せず）に接続された第１の回転検出器で、この第１の回転検出器３０の回転軸に歯車３１が固定されている。３２は第２の回転検出器で、この第２の検出器３２の回転軸に歯車３３が取付けられ、この歯車３３を前記第１の回転検出器３０の歯車３１に噛合させている。このように構成した多回転式アブソリュートエンコーダは、前記回転機械が回転して第１の回転検出器３０が回転すると、第２の検出器３２が減速されて回転する。この回転機械の回転数は、第２の回転検出器３２で検出した回転角度と第１の回転検出器３０で検出した回転角度とを合算して検出するようにしている。
【０００３】
【発明を解決しようとする課題】
ところが、従来の多回転式アブソリュートエンコーダは、第１の回転検出器に歯車を介して第２の回転検出器を連結しており、歯車の磨耗による第２の回転検出器に誤差が発生し、正確に回転角度を検出することができなかった。
そこで、本発明は、歯車の磨耗による検出誤差をなくし、正確に回転角度を検出できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は回転機械の回転軸に連結された第１の回転検出器と、この第１の回転検出器の回転を減速して伝動する第２の回転検出器とを具えた多回転式アブソリュートエンコーダにおいて、前記多回転式アブソリュトエンコーダのフレームに第１の軸受を介して支持され前記回転機械の回転軸に連結された駆動軸と、前記駆動軸に取付けられた第１の回転円板の板面に設けた絶対角度位置情報パターンを検出するセンサを前記フレームに具えた第１の回転検出器と、前記フレームに第２の軸受を介して支持され前記駆動軸と同一軸心上に配置された従動軸と、前記従動軸に取付けられた第２の回転円板の板面に設けた絶対角度位置情報パターンを検出するセンサを前記フレームに具えた第２の回転検出器と、前記第１の回転検出器の駆動軸と第２の回転検出器の従動軸とを無接触電磁ギヤで連結するようにしている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図において、１は多回転式アブソリュートエンコーダのフレーム２に第１の軸受３を介して支持された駆動軸で、回転機械（図示せず）の回転軸に連結してある。４は第１の回転検出器で、前記駆動軸１に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第１の回転円板５を取付け、この第１の回転円板５の板面に対向させて前記フレーム２に取付けた光センサ６とより構成している。前記光センサ６は受光素子側に発光素子を有する反射型の光センサで、発光素子からの光を第１の回転円板５に照射し、その第１の回転円板５からの反射光を受光して検出するようにしてある。７は前記フレーム２に第２の軸受８を介して支持され前記駆動軸と同一軸心上に配置された従動軸である。９は第２の回転検出器で、前記従動軸７に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第２の回転円板１０を取付け、この第２の回転円板１０の板面に対向させて前記フレーム２に取付けた光センサ１１とより構成している。１２は無接触電磁ギヤで、前記駆動軸１の軸端に取付けた回転子１３を設け、この回転子１３の外周に永久磁石１３ａ取付けている。１４は中間回転子で、従動軸７の軸端に支持板１４ｂを設け、この支持板１４ｂの外周に突出歯１４ａが設けられている。１５はフレーム２の内周に固定した固定子で、内周に突出歯１５ａが設けられている。
つぎに、多回転式アブソリュートエンコーダの動作について説明する。
図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で、固定子１５の突出歯１５ａの歯数を２０とし、中間回転子１１の突出歯１１ａの歯数を１８として、前記固定子１５の突出歯１５ａ１が中間回転子１４の突出歯１４ａ１に近接した状態を示す。この状態における永久磁石１３ａからの磁束は、中間回転子１４の突出歯１４ａ１から固定子１５の突出歯１５ａ１を通りフレーム２を経て固定子１５の突出歯１５ａ１１より中間回転子１４の突出歯１４ａ１０を通り永久磁石１３ａに流れる。この状態から駆動軸１が回転し、この駆動軸１と一体に永久磁石１３ａが時計方向に回転すると、固定子１５の突出歯１５ａ２に対向する中間回転子１４の突出歯１４ａ２が吸引されて前記固定子１５の突出歯１５ａ２に対向する中間回転子１４の突出歯１４ａ２が反時計方向に回転する。さらに回転子１３が回転すると回転子１３に取付けた永久磁石１３ａが回転して中間回転子１４を反時計方向に回転する。このようにして永久磁石１３ａが時計方向に１回転すると、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数２だけ回転する。したがって、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数が１８あるので、２／１８減速されることになる。このようにして回転機械の回転軸の回転数を検出するときは、駆動軸１に取付けた第１の回転円板５の絶対角度位置情報パターンを光センサ６で検出し、従動軸７に取付けた第２の回転円板１０の絶対角度位置情報パターンを光センサ１１で検出し、これら光センサ５および１１の信号を合算して回転機械の回転軸の絶対角度位置を検出する。
図３は本発明の第２の実施例を示すもので、１６はフレーム２に取付けたフレームで、このフレーム１６に第３の軸受１７を介して伝動軸１８が設けられている。１９は第３の回転検出器で、伝動軸１８に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第３の回転円板２０を取付け、この第３の回転円板２０の板面に対向させて前記フレーム１６に取付けた光センサ２１を具えている。２２は前記従動軸７固定した回転子で、この回転子２２の外周に円弧状の永久磁石２２ａが従動軸７を中心に２個配置して固定してある。２３ｂは伝動軸１８に取付けた支持体で、この支持体２３ｂの外周に突出歯２３ａを有する磁性材よりなる中間回転子２３が取付けてある。２４はフレーム２に取付けた磁性材よりなる固定子で、内周に突出歯２４ａが設けられている。
このように構成した多回転式のアブソリュートエンコーダの動作について説明をする。
固定子１５の突出歯１５ａの歯数を２０とし、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数を１８とすれば、従動軸７は駆動軸１に対して２／１８に減速され、さらに、伝動軸１８は従動軸７に対して２／１８に減速されて伝動軸１８を回転する。したがって、駆動軸１に対する伝動軸１８は２／１８×２／１８＝１／８１に減速されて回転する。このように減速された多回転式アブソリュートエンコーダによる回転機械の回転軸の検出は、駆動軸１に取付けた第１の回転円板４の絶対角度位置情報パターンを光センサ５で検出し、従動軸７に取付けた第２の回転円板１２の絶対角度位置情報パターンを光センサ１３で検出しさらに伝動軸１８に取付けた第３の回転円板２０の絶対角度位置情報パターンを光センサ２１で検出し、これら光センサ５、１３および２１の信号を合算して回転機械の回転軸の絶対角度位置を検出するものである。
実施例では、第１の回転検出器４、第２の回転検出器９および第３の回転検出器１９の検出素子に光センサを用いたが、磁気センサを用いてもよい。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、第１の回転検出器と第２の回転検出器とを無接触の電磁ギヤで連結したので、歯車の磨耗による検出精度の低下がなく精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。
【図４】 従来の多回転式アブソリュートエンコーダの斜視図である。
【符号の説明】
１ 駆動軸、 ２ フレーム、 ３ 第１の軸受、 ４ 第１の回転検出器、
５ 第１の回転円板、 ６ 光センサ、 ７ 従動軸、 ８ 第２の軸受、
９ 第２の回転検出器、 １０ 第２の回転円板、 １１ 光センサ、
１２ 無接触電磁ギヤ、 １３ 回転子、 １３ａ 永久磁石、
１４ 中間回転子、 １４ａ 突出歯、 １４ｂ 支持板、
１５ 固定子、 １５ａ 突出歯、 １６ フレーム、 １７ 第３の軸受、
１８ 伝導軸、 １９ 第３の回転検出器、 ２０ 第３の回転円板、
２１ 光センサ、 ２２ 回転子、 ２２ａ 永久磁石、
２３ 中間回転子、２３ａ 突出歯、 ２３ｂ 支持板
【発明の属する技術分野】
本発明は、多回転式アブソリュートエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多回転式アブソリュートエンコーダは、図４に示すように構成されている。図において、３０は回転機械（図示せず）に接続された第１の回転検出器で、この第１の回転検出器３０の回転軸に歯車３１が固定されている。３２は第２の回転検出器で、この第２の検出器３２の回転軸に歯車３３が取付けられ、この歯車３３を前記第１の回転検出器３０の歯車３１に噛合させている。このように構成した多回転式アブソリュートエンコーダは、前記回転機械が回転して第１の回転検出器３０が回転すると、第２の検出器３２が減速されて回転する。この回転機械の回転数は、第２の回転検出器３２で検出した回転角度と第１の回転検出器３０で検出した回転角度とを合算して検出するようにしている。
【０００３】
【発明を解決しようとする課題】
ところが、従来の多回転式アブソリュートエンコーダは、第１の回転検出器に歯車を介して第２の回転検出器を連結しており、歯車の磨耗による第２の回転検出器に誤差が発生し、正確に回転角度を検出することができなかった。
そこで、本発明は、歯車の磨耗による検出誤差をなくし、正確に回転角度を検出できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は回転機械の回転軸に連結された第１の回転検出器と、この第１の回転検出器の回転を減速して伝動する第２の回転検出器とを具えた多回転式アブソリュートエンコーダにおいて、前記多回転式アブソリュトエンコーダのフレームに第１の軸受を介して支持され前記回転機械の回転軸に連結された駆動軸と、前記駆動軸に取付けられた第１の回転円板の板面に設けた絶対角度位置情報パターンを検出するセンサを前記フレームに具えた第１の回転検出器と、前記フレームに第２の軸受を介して支持され前記駆動軸と同一軸心上に配置された従動軸と、前記従動軸に取付けられた第２の回転円板の板面に設けた絶対角度位置情報パターンを検出するセンサを前記フレームに具えた第２の回転検出器と、前記第１の回転検出器の駆動軸と第２の回転検出器の従動軸とを無接触電磁ギヤで連結するようにしている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図において、１は多回転式アブソリュートエンコーダのフレーム２に第１の軸受３を介して支持された駆動軸で、回転機械（図示せず）の回転軸に連結してある。４は第１の回転検出器で、前記駆動軸１に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第１の回転円板５を取付け、この第１の回転円板５の板面に対向させて前記フレーム２に取付けた光センサ６とより構成している。前記光センサ６は受光素子側に発光素子を有する反射型の光センサで、発光素子からの光を第１の回転円板５に照射し、その第１の回転円板５からの反射光を受光して検出するようにしてある。７は前記フレーム２に第２の軸受８を介して支持され前記駆動軸と同一軸心上に配置された従動軸である。９は第２の回転検出器で、前記従動軸７に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第２の回転円板１０を取付け、この第２の回転円板１０の板面に対向させて前記フレーム２に取付けた光センサ１１とより構成している。１２は無接触電磁ギヤで、前記駆動軸１の軸端に取付けた回転子１３を設け、この回転子１３の外周に永久磁石１３ａ取付けている。１４は中間回転子で、従動軸７の軸端に支持板１４ｂを設け、この支持板１４ｂの外周に突出歯１４ａが設けられている。１５はフレーム２の内周に固定した固定子で、内周に突出歯１５ａが設けられている。
つぎに、多回転式アブソリュートエンコーダの動作について説明する。
図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で、固定子１５の突出歯１５ａの歯数を２０とし、中間回転子１１の突出歯１１ａの歯数を１８として、前記固定子１５の突出歯１５ａ１が中間回転子１４の突出歯１４ａ１に近接した状態を示す。この状態における永久磁石１３ａからの磁束は、中間回転子１４の突出歯１４ａ１から固定子１５の突出歯１５ａ１を通りフレーム２を経て固定子１５の突出歯１５ａ１１より中間回転子１４の突出歯１４ａ１０を通り永久磁石１３ａに流れる。この状態から駆動軸１が回転し、この駆動軸１と一体に永久磁石１３ａが時計方向に回転すると、固定子１５の突出歯１５ａ２に対向する中間回転子１４の突出歯１４ａ２が吸引されて前記固定子１５の突出歯１５ａ２に対向する中間回転子１４の突出歯１４ａ２が反時計方向に回転する。さらに回転子１３が回転すると回転子１３に取付けた永久磁石１３ａが回転して中間回転子１４を反時計方向に回転する。このようにして永久磁石１３ａが時計方向に１回転すると、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数２だけ回転する。したがって、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数が１８あるので、２／１８減速されることになる。このようにして回転機械の回転軸の回転数を検出するときは、駆動軸１に取付けた第１の回転円板５の絶対角度位置情報パターンを光センサ６で検出し、従動軸７に取付けた第２の回転円板１０の絶対角度位置情報パターンを光センサ１１で検出し、これら光センサ５および１１の信号を合算して回転機械の回転軸の絶対角度位置を検出する。
図３は本発明の第２の実施例を示すもので、１６はフレーム２に取付けたフレームで、このフレーム１６に第３の軸受１７を介して伝動軸１８が設けられている。１９は第３の回転検出器で、伝動軸１８に板面に絶対角度位置情報パターンを有する第３の回転円板２０を取付け、この第３の回転円板２０の板面に対向させて前記フレーム１６に取付けた光センサ２１を具えている。２２は前記従動軸７固定した回転子で、この回転子２２の外周に円弧状の永久磁石２２ａが従動軸７を中心に２個配置して固定してある。２３ｂは伝動軸１８に取付けた支持体で、この支持体２３ｂの外周に突出歯２３ａを有する磁性材よりなる中間回転子２３が取付けてある。２４はフレーム２に取付けた磁性材よりなる固定子で、内周に突出歯２４ａが設けられている。
このように構成した多回転式のアブソリュートエンコーダの動作について説明をする。
固定子１５の突出歯１５ａの歯数を２０とし、中間回転子１４の突出歯１４ａの歯数を１８とすれば、従動軸７は駆動軸１に対して２／１８に減速され、さらに、伝動軸１８は従動軸７に対して２／１８に減速されて伝動軸１８を回転する。したがって、駆動軸１に対する伝動軸１８は２／１８×２／１８＝１／８１に減速されて回転する。このように減速された多回転式アブソリュートエンコーダによる回転機械の回転軸の検出は、駆動軸１に取付けた第１の回転円板４の絶対角度位置情報パターンを光センサ５で検出し、従動軸７に取付けた第２の回転円板１２の絶対角度位置情報パターンを光センサ１３で検出しさらに伝動軸１８に取付けた第３の回転円板２０の絶対角度位置情報パターンを光センサ２１で検出し、これら光センサ５、１３および２１の信号を合算して回転機械の回転軸の絶対角度位置を検出するものである。
実施例では、第１の回転検出器４、第２の回転検出器９および第３の回転検出器１９の検出素子に光センサを用いたが、磁気センサを用いてもよい。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、第１の回転検出器と第２の回転検出器とを無接触の電磁ギヤで連結したので、歯車の磨耗による検出精度の低下がなく精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す多回転式アブソリュートエンコーダの上部側断面図である。
【図４】 従来の多回転式アブソリュートエンコーダの斜視図である。
【符号の説明】
１ 駆動軸、 ２ フレーム、 ３ 第１の軸受、 ４ 第１の回転検出器、
５ 第１の回転円板、 ６ 光センサ、 ７ 従動軸、 ８ 第２の軸受、
９ 第２の回転検出器、 １０ 第２の回転円板、 １１ 光センサ、
１２ 無接触電磁ギヤ、 １３ 回転子、 １３ａ 永久磁石、
１４ 中間回転子、 １４ａ 突出歯、 １４ｂ 支持板、
１５ 固定子、 １５ａ 突出歯、 １６ フレーム、 １７ 第３の軸受、
１８ 伝導軸、 １９ 第３の回転検出器、 ２０ 第３の回転円板、
２１ 光センサ、 ２２ 回転子、 ２２ａ 永久磁石、
２３ 中間回転子、２３ａ 突出歯、 ２３ｂ 支持板
Claims (2)
- 回転機械の回転軸に連結された駆動軸の回転を検出する第１の回転検出器と、前記駆動軸を減速した従動軸の回転を検出する第２の回転検出器とを備え、前記第１の回転検出器および前記第２の回転検出器からの検出信号を合算して前記回転軸の多回転量を検出する多回転式アブソリュートエンコーダにおいて、
前記駆動軸と前記従動軸は無接触電磁ギヤで結合され、
前記無接触電磁ギヤは、
前記駆動軸に取付けられ外周に２極の永久磁石を有する回転子と、
前記従動軸に取付けられ外周に複数の突出歯を有する磁性材よりなる中間回転子と、
前記多回転式アブソリュートエンコーダのフレームの内周に取付けられ、内周に複数の突出歯を有する磁性材よりなる固定子から構成され、
前記中間回転子の突出歯の歯数と前記固定子の突出歯の歯数の差が２であることを特徴とする多回転式アブソリュートエンコーダ。 - 前記無接触電磁ギヤで多段に連結された複数の従動軸と、前記複数の従動軸の回転をそれぞれ検出する複数の回転検出器を備え、前記第１の回転検出器および前記複数の従動軸の回転検出器の検出信号を合算して前記回転軸の多回転量を検出することを特徴とする請求項１記載の多回転式アブソリュートエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24202697A JP3906474B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24202697A JP3906474B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164043A JPH1164043A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3906474B2 true JP3906474B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=17083173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24202697A Expired - Fee Related JP3906474B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3906474B2 (ja) |
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| CN112259951B (zh) * | 2020-09-14 | 2023-01-24 | 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) | 一种轴向高抗冲击性能的方位平台 |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP24202697A patent/JP3906474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1164043A (ja) | 1999-03-05 |
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