JP6517014B2 - 誘導検出型ロータリエンコーダ - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
図1は、第1実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダを適用したデジタル式マイクロメータを例示する正面図である。図1に表したように、デジタル式マイクロメータ1は、フレーム3と、シンブル5と、スピンドル7と、表示部9と、を備える。フレーム3は、シンブル5及びスピンドル7を支持する本体部3aと、本体部3aから間隔を開けて設けられるアンビル部3bとを有する。シンブル5は、フレーム3の本体部3aに回転可能に取り付けられる。測定子であるスピンドル7は、フレーム3の本体部3aで回転可能に支持される。
図2は、本実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダの構成を例示する断面図である。
図2に表したように、誘導検出型ロータリエンコーダ11は、フレーム3の本体部3aに設けられる。
図3は、ステータ及びロータの構成を例示する模式的断面図である。
図3に表したように、ステータ14は、積層された絶縁層33A及び33Bを有する。絶縁層33A及び33Bは、ロータ15から離れる方向にこの順で積層される。絶縁層33A及び33Bには、スピンドル7を通すための貫通孔34が設けられる。
誘導検出型ロータリエンコーダ11においては、第1送信巻線31aに流す送信電流の方向を周期的に変化させ、この送信電流により発生する磁界をロータ15に形成された第1磁束結合体41aに与える。第1磁束結合体41aには、磁束結合による誘導電流が流れる。第1受信巻線32aは、第1磁束結合体41aに流れる誘導電流によって発生した磁界に基づく誘導電圧を検出する。
図4に表したように、第1送信巻線31aは、絶縁層33Aの外周に近い側に配置され、第2送信巻線31bは、貫通孔34に近い側に配置される。
図5に表したように、受信巻線部321aは、ロータ15の回転方向にピッチλ1をもって周期的に変化するループ状(菱型状)の形状を有する。受信巻線部321aにおいて、菱型状のパターン対PA1は10個設けられる。なお、受信巻線部322a、323aも受信巻線部321aと同様の形状を有する。
図6に表したように、第1磁束結合体41aは、スピンドル7に対して同軸的に形成され、第1受信巻線32aと空隙を介して重なるように形成される。第1磁束結合体41aは、第1受信巻線32aと同じピッチλ1をもってロータ15の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の形状を有する。
図7に表したように、第2磁束結合体41bは、スピンドル7に対して同軸的に形成され、第1磁束結合体41aと同様な凹部411bと凸部412bとが交互に繰り返される歯車状の形状を有する。
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
図8は、第2実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダを例示する断面図である。
図9及び図10は、第2実施形態に係る磁束結合体を例示する平面図である。
第2実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ12において、第1磁束結合体41aは第1環状電流経路413aを含み、第2磁束結合体41bは第2環状電流経路413bを含む。
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
図11は、第3実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダを例示する断面図である。
図12及び図13は、第3実施形態に係る磁束結合体を例示する平面図である。
第3実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ13は、第1磁束結合体41aの内側に回転軸AXを中心として環状に設けられた第1環状電流経路413aと、第2磁束結合体41bの外側に回転軸AXを中心として環状に設けられた第2環状電流経路413bと、をさらに備えている。すなわち、第1環状電流経路413aは、第1磁束結合体41aとは独立して環状に設けられ、第2環状電流経路413bは、第2磁束結合体41bとは独立して環状に設けられる。これら以外の構成は第1実施形態と同様である。
3…フレーム
5…シンブル
7…スピンドル
9…表示部
11,12,13…誘導検出型ロータリエンコーダ
14…ステータ
15…ロータ
31a…第1送信巻線
31b…第2送信巻線
33A,33B…絶縁層
41a…第1磁束結合体
41b…第2磁束結合体
42A,42B…絶縁層
413a…第1環状電流経路
413b…第2環状電流経路
R1…第1領域
R2…第2領域
R3…第3領域
R4…第4領域
Claims (5)
- ステータと、
前記ステータと対向し、回転軸を中心に回転可能に設けられたロータと、
前記ステータに設けられ、前記回転軸を中心とした環状の第1領域に形成された第1受信巻線と、
前記ステータに設けられ、前記回転軸と直交する放射方向に前記第1領域と並ぶ環状の第2領域に形成された第2受信巻線と、
前記ステータに設けられ、前記第1領域の前記第2領域とは反対側に配置された第1送信巻線と、
前記ステータに設けられ、前記第2領域の前記第1領域とは反対側に配置された第2送信巻線と、
前記ロータに設けられ、前記回転軸を中心とした環状の領域であって前記回転軸に沿った軸方向に前記第1領域と重なる第3領域に形成された第1磁束結合体と、
前記ロータに設けられ、前記回転軸を中心とした環状の領域であって前記軸方向に前記第2領域と重なる第4領域に形成された第2磁束結合体と、
を備え、
前記第3領域の前記放射方向の幅は、前記第1領域の前記放射方向の幅よりも広く、
前記第4領域の前記放射方向の幅は、前記第2領域の前記放射方向の幅よりも広く、
前記第1領域と前記第2領域とは前記軸方向に重ならず、
前記第3領域の一部は、前記第4領域の一部と前記軸方向に重なることを特徴とする誘導検出型ロータリエンコーダ。 - 前記第1送信巻線は、前記第2送信巻線と同層に設けられたことを特徴とする請求項1記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
- 前記第1磁束結合体及び前記第1受信巻線は、前記回転軸を中心とした回転方向に第1ピッチで周期的に変化する形状に設けられ、
前記第2磁束結合体及び前記第2受信巻線は、前記回転軸を中心とした回転方向に前記第1ピッチと異なる第2ピッチで周期的に変化する形状に設けられたことを特徴とする請求項1または2に記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。 - 前記第1磁束結合体は、前記回転軸を中心として前記第1磁束結合体の内側半径と同じ半径で環状に設けられた第1環状電流経路を含み、
前記第2磁束結合体は、前記回転軸を中心として前記第2磁束結合体の外側半径と同じ半径で環状に設けられた第2環状電流経路を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。 - 前記第1磁束結合体の内側に前記回転軸を中心として環状に設けられた第1環状電流経路と、
前記第2磁束結合体の外側に前記回転軸を中心として環状に設けられた第2環状電流経路と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
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