JP7262276B2 - absolute encoder - Google Patents

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本発明は、アブソリュートエンコーダに関する。 The present invention relates to absolute encoders.

従来から、各種の制御機械装置において、可動要素の位置や角度を検出するために用いられるロータリーエンコーダが知られている。このようなロータリーエンコーダには、相対的な位置又は角度を検出するインクリメンタル型のエンコーダと、絶対的な位置又は角度を検出するアブソリュート型のエンコーダとが存在している。このようなアブソリュート型のエンコーダとして、例えば、歯車機構を備えた磁気式エンコーダ装置と、1枚の回転ディスクを利用して構成された光学式エンコーダ装置とを備えたアブソリュートエンコーダが開示されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, rotary encoders are known that are used to detect the position and angle of movable elements in various types of control machinery. Such rotary encoders include incremental encoders that detect relative positions or angles and absolute encoders that detect absolute positions or angles. As such an absolute encoder, for example, an absolute encoder has been disclosed that includes a magnetic encoder device having a gear mechanism and an optical encoder device that is configured using a single rotating disk ( For example, see Patent Document 1).

特開2013-24572号公報JP 2013-24572 A

このような従来のアブソリュートエンコーダにおいては、メインシャフト(主軸)の複数回の回転にわたる回転量を特定するために、磁気式エンコーダ装置を適切に配置する必要がある。しかしながら、従来のアブソリュートエンコーダにおいて、アブソリュートエンコーダを小型化した場合には、磁気干渉などの影響を考慮するとメインシャフトの磁気式エンコーダ装置の他に磁気式エンコーダ装置やサブシャフト(副軸)を複数配置することができない。このため、サブシャフトを増やすことにより検出可能なメインシャフトの回転量を増やすことができないという問題がある。 In such a conventional absolute encoder, it is necessary to appropriately arrange the magnetic encoder device in order to specify the amount of rotation over multiple rotations of the main shaft (main shaft). However, in conventional absolute encoders, if the size of the absolute encoder is reduced, considering the influence of magnetic interference, etc., multiple magnetic encoder devices and sub shafts (secondary shafts) must be arranged in addition to the main shaft magnetic encoder device. Can not do it. Therefore, there is a problem that the amount of rotation of the main shaft that can be detected cannot be increased by increasing the number of sub-shafts.

一方で、磁気式エンコーダ装置の角度センサの検出精度や減速ギアのバックラッシュ、温度特性などの影響を考慮すると、1つの角度センサによって検出可能なメインシャフト(主軸)の回転量には限界があり、このため、検出可能なメインシャフトの回転量を増やすことができないという問題がある。このように、従来のアブソリュートエンコーダに対しては、アブソリュートエンコーダを小型化した場合であっても検出可能なメインシャフトの回転量を増やすことができる構造が求められていた。 On the other hand, considering the detection accuracy of the angle sensor of the magnetic encoder device, backlash of the reduction gear, temperature characteristics, etc., there is a limit to the amount of rotation of the main shaft (main shaft) that can be detected by a single angle sensor. Therefore, there is a problem that the amount of rotation of the main shaft that can be detected cannot be increased. Thus, a conventional absolute encoder is required to have a structure capable of increasing the amount of rotation of the main shaft that can be detected even when the absolute encoder is downsized.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アブソリュートエンコーダを小型化した場合であっても検出可能な主軸の回転量を増やすことができるアブソリュートエンコーダを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide an absolute encoder capable of increasing the detectable rotation amount of a main shaft even when the absolute encoder is downsized. be.

上記目的を達成するために、本発明に係るアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、前記主軸の回転に従って回転する第1駆動歯車と、前記第1駆動歯車と噛み合う第1従動歯車と、前記第1従動歯車の回転に従って回転する第2駆動歯車と、前記第2駆動歯車と噛み合う第2従動歯車と、前記第2従動歯車の回転に従って回転する副軸ギアの回転数を特定する計数機構とを備えていることを特徴とする。 To achieve the above object, an absolute encoder according to the present invention is an absolute encoder that specifies a rotation amount over a plurality of rotations of a main shaft, comprising: a first drive gear that rotates according to the rotation of the main shaft; A first driven gear that meshes with the drive gear, a second driven gear that rotates according to the rotation of the first driven gear, a second driven gear that meshes with the second driven gear, and a sub that rotates according to the rotation of the second driven gear. and a counting mechanism for specifying the number of revolutions of the shaft gear.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記計数機構は、前記第2従動歯車の回転に従って回転する第3駆動歯車と、前記第3駆動歯車と噛み合う第3従動歯車と、前記第3従動歯車の回転に従って回転する第1カム部と、前記第1カム部の回転に従って第1の位置と第2の位置との間を揺動する揺動部材と、前記揺動部材が前記第1の位置にあるか前記第2の位置にあるかを検出する検出部とを備えている。 In the absolute encoder according to one aspect of the present invention, the counting mechanism includes a third driving gear that rotates according to the rotation of the second driven gear, a third driven gear that meshes with the third driving gear, and the third driven gear. a first cam portion that rotates according to the rotation of the first cam portion; a rocking member that rocks between a first position and a second position according to the rotation of the first cam portion; and a detection unit that detects whether it is at the position or at the second position.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記揺動部材は、前記第1カム部と摺動可能となっており、前記第1カム部との摺動に従って揺動する第1揺動部と、一方側の端部において前記第1揺動部と接続しており、他方側の端部において前記第1揺動部の揺動に従って前記第1の位置と前記第2の位置との間を揺動するマグネットを有する第2揺動部とを備え、前記検出部は、前記マグネットが前記第1の位置にあるか前記第2の位置にあるかを検出するホール検出器である。 In the absolute encoder according to one aspect of the present invention, the swinging member is slidable with the first cam portion, and the first swinging portion swings as it slides with the first cam portion. , one end of which is connected to the first oscillating portion, and the other end of which moves between the first position and the second position according to the oscillating movement of the first oscillating portion. a second swinging portion having a swinging magnet, wherein the detecting portion is a Hall detector that detects whether the magnet is at the first position or at the second position.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記第3従動歯車の回転に従って回転する第2カム部を更に備え、前記揺動部材は、平面視において前記第1カム部および前記第2カム部を前記第1揺動部との間で挟み込むように延在し、前記第2カム部と摺動可能となっており、前記第2カム部との摺動に従って揺動する第3揺動部材と、前記第1揺動部と前記第3揺動部とを互いに引き付ける弾性部材とを備えている。 The absolute encoder according to one aspect of the present invention further includes a second cam portion that rotates according to the rotation of the third driven gear, and the rocking member includes the first cam portion and the second cam portion in plan view. a third oscillating member extending so as to be sandwiched between the first oscillating portion, slidable with the second cam portion, and oscillating in accordance with sliding movement with the second cam portion; , and an elastic member for attracting the first swinging part and the third swinging part to each other.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記計数機構は、前記第2従動歯車の回転に従って回転する第3駆動歯車と、前記第3駆動歯車と噛み合う第3従動歯車と、前記第3従動歯車の回転に従って回転する第1カム部と、前記第1カム部の回転に従って第1の位置と第2の位置との間をスライド移動するスライド部材と、前記スライド部材が前記第1の位置の場合にオフとなり、前記第2の位置の場合にオンとなるスイッチ部とを備えている。 In the absolute encoder according to one aspect of the present invention, the counting mechanism includes a third driving gear that rotates according to the rotation of the second driven gear, a third driven gear that meshes with the third driving gear, and the third driven gear. a first cam portion that rotates according to the rotation of the first cam portion; a slide member that slides between a first position and a second position according to the rotation of the first cam portion; and a switch section that is turned off at the first position and turned on at the second position.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記主軸の回転角度を検知する第1角度センサと、前記副軸の回転角度を検知する第2角度センサとを更に備えている。 The absolute encoder according to one aspect of the present invention further includes a first angle sensor that detects the rotation angle of the main shaft and a second angle sensor that detects the rotation angle of the sub shaft.

本発明の一態様に係るアブソリュートエンコーダにおいて、前記第1従動歯車および前記第2駆動歯車が設けられる中間ギアを更に備え、前記主軸の回転軸線は、前記中間ギアの回転軸線に対してねじれの位置にあり、前記第2従動歯車の回転軸線と平行に設けられている。 The absolute encoder according to one aspect of the present invention further includes an intermediate gear provided with the first driven gear and the second drive gear, wherein the rotation axis of the main shaft is at a twisted position with respect to the rotation axis of the intermediate gear. and is provided parallel to the rotation axis of the second driven gear.

本発明に係るアブソリュートエンコーダによれば、アブソリュートエンコーダを小型化した場合であっても検出可能な主軸の回転量を増やすことができる。 According to the absolute encoder of the present invention, even if the absolute encoder is downsized, it is possible to increase the detectable rotation amount of the main shaft.

本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the configuration of an absolute encoder according to an embodiment of the invention; FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダの構成を、ケースを除いた状態で概略的に示す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 1 with a case removed; FIG. 図2に示すアブソリュートエンコーダの構成を、基板、制御部およびコネクタを除いた状態で概略的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 2 with the substrate, control unit and connector removed; 図3に示すアブソリュートエンコーダの構成において、別の角度から見た状態を概略的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state viewed from another angle in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 3; 図4に示すアブソリュートエンコーダの構成を、モータを除いた状態で概略的に示す斜視図である。5 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 4 with the motor removed; FIG. 図5に示すアブソリュートエンコーダの構成を概略的に示す平面図である。6 is a plan view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 5; FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダの構成において、モータを除いた状態で主軸ギアの中心を通り、かつ、中間ギアと直交する面で切断した状態を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state cut along a plane passing through the center of a main shaft gear and perpendicular to an intermediate gear in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 1 with the motor removed; 図7に示すアブソリュートエンコーダの構成において、マグネット、主軸ギアおよびモータの主軸を分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。8 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of a magnet, a main shaft gear, and a main shaft of a motor in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 7; FIG. 図3に示すアブソリュートエンコーダの構成において、中間ギアの中心を通り、かつ、XY平面と平行な面で切断した状態を概略的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 3 is cut along a plane that passes through the center of the intermediate gear and is parallel to the XY plane; 図6に示すアブソリュートエンコーダの構成において、中間ギアの中心を通り、かつ、XY平面と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。7 is a partial cross-sectional view schematically showing a state cut along a plane passing through the center of the intermediate gear and perpendicular to the XY plane in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 6; FIG. 図2に示すアブソリュートエンコーダの構成において、副軸ギアの中心を通り、かつ、中間ギアと直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a state cut along a plane that passes through the center of the countershaft gear and is perpendicular to the intermediate gear in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 2 ; 図11に示すアブソリュートエンコーダの構成において、マグネット、マグネットホルダ、副軸ギアおよびベアリングを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of a magnet, a magnet holder, a countershaft gear and a bearing in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 11; 図2に示すアブソリュートエンコーダの構成において、副軸ギア、揺動カムおよび揺動部材軸の中心を通る面で切断した状態を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 2 is cut along a plane passing through the centers of the counter shaft gear, the swing cam, and the swing member shaft; 図13に示すアブソリュートエンコーダの構成において、揺動カム軸および揺動カムを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。14 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of the swing cam shaft and the swing cam in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 13; FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダの構成において、モータを除いた状態で、揺動部材軸およびマグネットの中心を通る面で切断した状態を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a motor is removed from the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 図6に示すアブソリュートエンコーダの揺動カムおよび揺動部材の構成を概略的に示す部分平面図である。7 is a partial plan view schematically showing the configuration of a swing cam and a swing member of the absolute encoder shown in FIG. 6; FIG. 図16に示すアブソリュートエンコーダの構成において、揺動部材軸、弾性部材、第3揺動部、第1揺動部および第2揺動部、マグネット並びにマグネットネジホルダを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。17 schematically shows an exploded state of the swing member shaft, the elastic member, the third swing portion, the first swing portion, the second swing portion, the magnet, and the magnet screw holder in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. It is an exploded perspective view. 図6に示すアブソリュートエンコーダの構成を、揺動部材を除いた状態で概略的に示す平面図である。FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 6 with a swing member removed; 図19(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの0番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図19(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図19(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 19(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 0 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 19(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 19(a); be. 図20(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの25番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図20(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図20(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 20(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first swinging portion in contact with the first cam portion and the third swinging portion in contact with the second cam portion at address 25 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 20(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second oscillating portion when the positions of the first oscillating portion and the third oscillating portion are as shown in FIG. 20(a); be. 図21(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの40番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図21(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図21(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 21(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first swinging portion in contact with the first cam portion and the third swinging portion in contact with the second cam portion at address 40 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 21(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 21(a); be. 図22(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの44番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図22(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図22(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 22(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 44 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 22(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 22(a); be. 図23(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの48番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図23(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図23(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 23(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first swinging portion in contact with the first cam portion and the third swinging portion in contact with the second cam portion at address 48 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 23(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second oscillating portion when the positions of the first oscillating portion and the third oscillating portion are as shown in FIG. 23(a); be. 図24(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの50番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図24(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図24(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 24(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 50 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 24(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second oscillating portion when the positions of the first oscillating portion and the third oscillating portion are as shown in FIG. 24(a); be. 図25(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの60番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図25(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図25(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 25(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 60 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 25(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 25(a); be. 図26(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの80番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図26(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図26(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 26(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 80 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 26(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 26(a); be. 図27(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの100番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図27(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図27(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 27(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 100 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 27(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 27(a); be. 図28(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの106番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図28(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図28(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 28(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 106 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 28(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second oscillating portion when the positions of the first oscillating portion and the third oscillating portion are as shown in FIG. 28(a); be. 図29(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの110番地における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図29(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図29(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 29(a) is an enlarged view schematically showing the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 110 of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 29(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second swinging portion when the positions of the first swinging portion and the third swinging portion are as shown in FIG. 29(a); be. 図30(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの120番地(=0番地)における第1カム部に当接する第1揺動部および第2カム部に当接する第3揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図であり、図30(b)は、第1揺動部および第3揺動部の位置が図30(a)のときの第2揺動部の位置を概略的に示す拡大平面図である。FIG. 30(a) shows the positions of the first oscillating portion in contact with the first cam portion and the third oscillating portion in contact with the second cam portion at address 120 (=address 0) of the absolute encoder shown in FIG. FIG. 30(b) is an enlarged plan view schematically showing the position of the second oscillating portion when the positions of the first oscillating portion and the third oscillating portion are shown in FIG. 30(a); It is an enlarged plan view showing. 図1に示すアブソリュートエンコーダの機能的構成を概略的に示すブロック図である。2 is a block diagram schematically showing the functional configuration of the absolute encoder shown in FIG. 1; FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダの構成において、モータの主軸の回転数(=番地)とホール検出器Srの検出結果との関係を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing the relationship between the rotation speed (=address) of the main shaft of the motor and the detection result of the Hall detector Sr in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 1; 本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの変形例における計数機構のスライダ部材およびスイッチ部の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a slider member and a switch section of a counting mechanism in a modification of the absolute encoder according to the embodiment of the invention; 本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの変形例における計数機構のスライダ部材およびスイッチ部の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a configuration of a slider member and a switch section of a counting mechanism in a modification of the absolute encoder according to the embodiment of the invention; 本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの変形例における計数機構の揺動カムおよび揺動部材の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing the configuration of a swing cam and a swing member of a counting mechanism in a modification of the absolute encoder according to the embodiment of the invention;

本発明者は、アブソリュートエンコーダにおいて、主軸の複数回の回転(以下、複数回転という。)にわたる回転量(以下、主軸の回転量という。)を、主軸の回転に伴い減速回転する回転体の回転角度を取得することによって、特定し得ることを見出した。すなわち、回転体の回転角度を減速比で乗することにより、主軸の回転量を特定することができる。ここで、特定可能な主軸の回転量の範囲は、減速比に比例して増加する。例えば、減速比が100であれば、主軸100回転分の回転量を特定することができる。 In an absolute encoder, the amount of rotation (hereinafter referred to as the amount of rotation of the main shaft) over a plurality of rotations of the main shaft (hereinafter referred to as a plurality of rotations) is defined as the rotation of a rotating body that rotates at a reduced speed as the main shaft rotates. It was found that it can be specified by obtaining the angle. That is, the amount of rotation of the main shaft can be specified by multiplying the rotation angle of the rotating body by the reduction ratio. Here, the range of the identifiable rotation amount of the main shaft increases in proportion to the speed reduction ratio. For example, if the speed reduction ratio is 100, the amount of rotation for 100 rotations of the main shaft can be specified.

一方、必要な回転体の分解能は、減速比に比例して小さくなる。例えば、減速比が100であれば、主軸1回転あたり回転体に必要な分解能は360°/100=3.6°となり、±1.8°の検出精度が求められる。一方、減速比が60の場合、主軸1回転あたり回転体に必要な分解能は360°/60=6.0°となり、±3.0°の検出精度が求められる。この知見から、本発明者は、求められる検出精度を上げずに、特定可能な主軸の回転量を増加させることが可能なアブソリュートエンコーダの構成を案出した。以下、いくつかの実施の形態に基づき具体的な構成を説明する。 On the other hand, the required resolution of the rotor becomes smaller in proportion to the reduction ratio. For example, if the speed reduction ratio is 100, the resolution required for the rotor per rotation of the spindle is 360°/100=3.6°, and a detection accuracy of ±1.8° is required. On the other hand, when the speed reduction ratio is 60, the resolution required for the rotating body per rotation of the main shaft is 360°/60=6.0°, and a detection accuracy of ±3.0° is required. Based on this knowledge, the inventor devised a configuration of an absolute encoder capable of increasing the identifiable amount of rotation of the main shaft without increasing the required detection accuracy. Specific configurations will be described below based on several embodiments.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。各実施形態、変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. In each embodiment and modification, the same or equivalent constituent elements and members are denoted by the same reference numerals, and duplication of description will be omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in each drawing, some of the members that are not important for explaining the embodiments are omitted. Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. are used to describe various components, but these terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and the terms The constituent elements are not limited by

図1は、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ100の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、図1に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を、ケース3を除いた状態で示す斜視図である。図1では、アブソリュートエンコーダ100のケース3および基板5が透過して示されており、図2では、アブソリュートエンコーダ100の基板5が透過して示されている。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an absolute encoder 100 according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 1 with the case 3 removed. In FIG. 1, the case 3 and substrate 5 of the absolute encoder 100 are transparently shown, and in FIG. 2, the substrate 5 of the absolute encoder 100 is transparently shown.

以下、XYZ直交座標系をもとに説明する。X軸方向は水平な左右方向に対応し、Y軸方向は水平な前後方向に対応し、Z軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Y軸方向およびZ軸方向はそれぞれX軸方向に直交する。X軸方向は左側あるいは右側と、Y軸方向は前側あるいは後側と、Z軸方向は上側あるいは下側と表記することがある。この図において、Z軸方向で上側から視た状態を平面視と、Y軸方向で前側から視た状態を正面視と、X軸方向で左右側から視た状態を側面視という。このような方向の表記はアブソリュートエンコーダ100の使用姿勢を制限するものではなく、アブソリュートエンコーダ100は任意の姿勢で使用されうる。 The following description is based on the XYZ orthogonal coordinate system. The X-axis direction corresponds to the horizontal left-right direction, the Y-axis direction corresponds to the horizontal front-back direction, and the Z-axis direction corresponds to the vertical up-down direction. The Y-axis direction and the Z-axis direction are orthogonal to the X-axis direction. The X-axis direction may be referred to as left or right, the Y-axis direction as front side or rear side, and the Z-axis direction as upper side or lower side. In this drawing, the state viewed from above in the Z-axis direction is referred to as a plan view, the state viewed from the front in the Y-axis direction is referred to as a front view, and the state viewed from the left and right in the X-axis direction is referred to as a side view. Such direction notation does not limit the use posture of the absolute encoder 100, and the absolute encoder 100 can be used in any posture.

アブソリュートエンコーダ100は、既述したように、モータ1の主軸1aの複数回転にわたる回転量を特定して出力するアブソリュート型のエンコーダである。本発明の実施の形態では、アブソリュートエンコーダ100はモータ1のZ軸方向の上側の端部に設けられている。本発明の実施の形態では、アブソリュートエンコーダ100は、平面視で略矩形状を有し、正面視および側面視で主軸1aの延在方向であるZ軸方向に薄い横長の矩形状を有している。つまり、アブソリュートエンコーダ100はZ軸方向に偏平な直方体形状を有している。 The absolute encoder 100 is an absolute type encoder that specifies and outputs the amount of rotation over a plurality of rotations of the main shaft 1a of the motor 1, as described above. In the embodiment of the present invention, the absolute encoder 100 is provided at the upper end of the motor 1 in the Z-axis direction. In the embodiment of the present invention, the absolute encoder 100 has a substantially rectangular shape in plan view, and has a thin oblong rectangular shape in the Z-axis direction, which is the extending direction of the main shaft 1a, in front view and side view. there is That is, the absolute encoder 100 has a rectangular parallelepiped shape that is flat in the Z-axis direction.

アブソリュートエンコーダ100は内部構造を収容する中空角筒状のケース3を備えている。ケース3は、少なくともモータ1の主軸1aの一部と、主軸ギア20と、中間ギア22とを包囲する複数(例えば4つ)の外壁部3aを含んでいる。ケース3の外壁部3aの上側の端部に蓋部3bが固定されている。蓋部3bは、平面視で略矩形状を有し、Z軸方向に薄い板状の部材である。 The absolute encoder 100 has a hollow rectangular cylindrical case 3 that houses the internal structure. The case 3 includes a plurality of (for example, four) outer wall portions 3a surrounding at least a portion of the main shaft 1a of the motor 1, the main shaft gear 20, and the intermediate gear 22. As shown in FIG. A lid portion 3 b is fixed to the upper end portion of the outer wall portion 3 a of the case 3 . The lid portion 3b is a plate-like member that has a substantially rectangular shape in plan view and is thin in the Z-axis direction.

モータ1は、一例として、ステッピングモータやDCブラシレスモータであってもよい。一例として、モータ1は波動歯車装置などの減速機構を介して産業用などのロボットを駆動する駆動源として適用されてもよい。モータ1の主軸1aはZ軸方向の両側に突出している。アブソリュートエンコーダ100はモータ1の主軸1aの回転量をデジタル信号として出力する。 The motor 1 may be, for example, a stepping motor or a DC brushless motor. As an example, the motor 1 may be applied as a drive source for driving an industrial robot through a reduction mechanism such as a strain wave gearing. A main shaft 1a of the motor 1 protrudes to both sides in the Z-axis direction. The absolute encoder 100 outputs the amount of rotation of the main shaft 1a of the motor 1 as a digital signal.

モータ1の形状は、平面視で略矩形状を有し、Z軸方向においても略矩形状を有している。つまり、モータ1は略立方体形状を有している。平面視においてモータ1の外形を構成する4つの外壁部のそれぞれの長さは25mmであり、すなわち、モータ1の外形は、平面視で25mm角である。また、モータ1に設けられるアブソリュートエンコーダ100は、モータ1の外形形状に合わせて25mm角である。 The motor 1 has a substantially rectangular shape in plan view, and also has a substantially rectangular shape in the Z-axis direction. That is, the motor 1 has a substantially cubic shape. The length of each of the four outer wall portions forming the outer shape of the motor 1 in plan view is 25 mm, that is, the outer shape of the motor 1 is 25 mm square in plan view. Also, the absolute encoder 100 provided on the motor 1 is 25 mm square in accordance with the outer shape of the motor 1 .

図1,2においては、基板5がケース3と共にアブソリュートエンコーダ100内部を覆うように設けられている。基板5は、平面視で略矩形状を有し、Z軸方向に薄い板状のプリント配線基板である。また、コネクタ70は基板5に接続されており、アブソリュートエンコーダ100と外部装置(不図示)を接続するためのものである。 In FIGS. 1 and 2, the substrate 5 is provided so as to cover the inside of the absolute encoder 100 together with the case 3 . The board 5 is a plate-like printed wiring board that has a substantially rectangular shape in plan view and is thin in the Z-axis direction. A connector 70 is connected to the substrate 5 and is used to connect the absolute encoder 100 and an external device (not shown).

図3は、図2に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を、基板5、制御部110およびコネクタ70を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図4は、図3に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を、別の角度から見た状態を概略的に示す斜視図である。図5は、図4に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を、モータ1を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図6は、図5に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を概略的に示す平面図である。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of absolute encoder 100 shown in FIG. 2, with substrate 5, control unit 110 and connector 70 removed. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 3 as seen from another angle. FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 4 with the motor 1 removed. FIG. 6 is a plan view schematically showing the configuration of absolute encoder 100 shown in FIG.

アブソリュートエンコーダ100は、モータ1の主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュート型のエンコーダである。アブソリュートエンコーダ100は、主軸ギア20と、第1ウォームギア部20h(第1駆動歯車)と、中間ギア22と、第1ウォームホイール部22d(第1従動歯車)と、第2ウォームギア部22e(第2駆動歯車)と、副軸ギア24と、第2ウォームホイール部24b(第2従動歯車)と、マグネットMpと、角度センサSpと、マグネットMqと、角度センサSqと、制御部110と、計数機構30とを含んでいる。 The absolute encoder 100 is an absolute type encoder that specifies the amount of rotation over multiple rotations of the main shaft 1a of the motor 1 . The absolute encoder 100 includes a main shaft gear 20, a first worm gear portion 20h (first drive gear), an intermediate gear 22, a first worm wheel portion 22d (first driven gear), and a second worm gear portion 22e (second drive gear). driving gear), countershaft gear 24, second worm wheel portion 24b (second driven gear), magnet Mp, angle sensor Sp, magnet Mq, angle sensor Sq, control unit 110, and counting mechanism 30.

モータ1の主軸1aは、モータ1の出力軸であり、アブソリュートエンコーダ100に回転が入力される入力軸である。主軸ギア20は、モータ1の主軸1aに固定され、主軸1aと一体にモータ1の軸受部材によって回転可能に支持される。第1ウォームギア部20hは、モータ1の主軸1aの回転に従って回転するように、主軸ギア20の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第1ウォームホイール部22dは中間ギア22に設けられ、第1ウォームホイール部22dは、第1ウォームギア部20hと噛み合い、第1ウォームギア部20hの回転に伴い回転するように設けられる。第1ウォームホイール部22dは、中間ギア22の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第1ウォームホイール部22dと第1ウォームギア部20hとの軸角は90°に設定される。 A main shaft 1 a of the motor 1 is an output shaft of the motor 1 and an input shaft to which rotation is input to the absolute encoder 100 . The main shaft gear 20 is fixed to the main shaft 1a of the motor 1 and is rotatably supported by a bearing member of the motor 1 integrally with the main shaft 1a. The first worm gear portion 20h is provided on the outer periphery of the main shaft gear 20 so that both central axes substantially coincide with each other so as to rotate in accordance with the rotation of the main shaft 1a of the motor 1 . The first worm wheel portion 22d is provided on the intermediate gear 22, and the first worm wheel portion 22d is provided so as to mesh with the first worm gear portion 20h and rotate as the first worm gear portion 20h rotates. The first worm wheel portion 22d is provided on the outer circumference of the intermediate gear 22 so that both central axes substantially coincide. The axial angle between the first worm wheel portion 22d and the first worm gear portion 20h is set to 90°.

第1ウォームホイール部22dの外径に特別な制限はないが、この図の例では、第1ウォームホイール部22dの外径は第1ウォームギア部20hの外径より小さく設定されている。これにより、アブソリュートエンコーダ100では、第1ウォームホイール部22dの外径が大きい場合に比べて、Z軸方向の寸法を小さく抑えることができる。 Although there is no particular limitation on the outer diameter of the first worm wheel portion 22d, in the example of this figure, the outer diameter of the first worm wheel portion 22d is set smaller than the outer diameter of the first worm gear portion 20h. Thus, in the absolute encoder 100, the dimension in the Z-axis direction can be kept smaller than when the outer diameter of the first worm wheel portion 22d is large.

第2ウォームギア部22eは中間ギア22に設けられ、第1ウォームホイール部22dの回転に従って回転する。第2ウォームギア部22eは、中間ギア22の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第2ウォームホイール部24bは、第2ウォームギア部22eと噛み合い、第2ウォームギア部22eの回転に伴い回転するように設けられる。第2ウォームホイール部24bは副軸ギア24に設けられ、副軸ギア24の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第2ウォームホイール部24bと第2ウォームギア部22eとの軸角は90°に設定される。第2ウォームホイール部24bの回転軸線は、第1ウォームギア部20hの回転軸線と平行に設けられる。 The second worm gear portion 22e is provided on the intermediate gear 22 and rotates as the first worm wheel portion 22d rotates. The second worm gear portion 22e is provided on the outer circumference of the intermediate gear 22 so that both central axes thereof substantially coincide. The second worm wheel portion 24b is provided so as to mesh with the second worm gear portion 22e and rotate as the second worm gear portion 22e rotates. The second worm wheel portion 24b is provided on the countershaft gear 24, and is provided on the outer periphery of the countershaft gear 24 so that the central axes of both of them substantially coincide with each other. The axial angle between the second worm wheel portion 24b and the second worm gear portion 22e is set to 90°. The rotation axis of the second worm wheel portion 24b is provided parallel to the rotation axis of the first worm gear portion 20h.

角度センサSqは、第2ウォームホイール部24b、すなわち副軸ギア24の回転角度を検知する。マグネットMqは、副軸ギア24の上面に双方の中心軸が略一致するように固定される。マグネットMqの上面には副軸ギア24の回転軸線に対して垂直な方向に2極の磁極が設けられる。角度センサSqは、その下面が隙間を介してマグネットMqの上面にZ軸方向に対向するように設けられる。 The angle sensor Sq detects the rotation angle of the second worm wheel portion 24 b , that is, the countershaft gear 24 . The magnet Mq is fixed to the upper surface of the countershaft gear 24 so that both central axes thereof are substantially aligned. Two magnetic poles are provided on the upper surface of the magnet Mq in a direction perpendicular to the rotation axis of the sub-shaft gear 24 . The angle sensor Sq is provided so that its lower surface faces the upper surface of the magnet Mq with a gap therebetween in the Z-axis direction.

一例として、角度センサSqは、アブソリュートエンコーダ100の基板支持部材(図示せず)や後述するベース2などに支持された基板5に固定される。角度センサSqは、マグネットMqの磁極を検知し、磁極に応じてマグネットMqの回転角度を特定し、制御部110に出力する。制御部110は、角度センサSqから取得した回転角度に基づき副軸ギア24の回転角度から主軸1aの回転量を特定して出力する。制御部110は、一例としてモータ1の主軸1aの回転量をデジタル信号として出力するようにしてもよい。 As an example, the angle sensor Sq is fixed to a substrate 5 supported by a substrate support member (not shown) of the absolute encoder 100, a base 2 described later, or the like. The angle sensor Sq detects the magnetic pole of the magnet Mq, specifies the rotation angle of the magnet Mq according to the magnetic pole, and outputs it to the control unit 110 . The control unit 110 identifies and outputs the amount of rotation of the main shaft 1a from the rotation angle of the counter shaft gear 24 based on the rotation angle acquired from the angle sensor Sq. As an example, the control unit 110 may output the amount of rotation of the main shaft 1a of the motor 1 as a digital signal.

マグネットMpは、主軸ギア20の上面に双方の中心軸が略一致するように固定される。マグネットMpの上面には主軸ギア20の回転軸線に対して垂直な方向に2極の磁極が設けられる。角度センサSpは、主軸ギア20の回転角度を検知する。角度センサSpは、その下面が隙間を介してマグネットMpの上面にZ軸方向に対向するように設けられる。 The magnet Mp is fixed to the upper surface of the main shaft gear 20 so that both central axes thereof substantially coincide with each other. Two magnetic poles are provided on the upper surface of the magnet Mp in a direction perpendicular to the rotation axis of the main shaft gear 20 . The angle sensor Sp detects the rotation angle of the main shaft gear 20 . The angle sensor Sp is provided so that its lower surface faces the upper surface of the magnet Mp with a gap therebetween in the Z-axis direction.

一例として、角度センサSpは、角度センサSqと同面に角度センサSqが固定された基板5に固定されている。角度センサSpは、マグネットMpの磁極を検知し、磁極に応じて主軸1aの回転角度であるマグネットMpの回転角度を特定し、制御部110に出力する。制御部110は、角度センサSpから取得した回転角度に基づき主軸ギア20の回転角度から主軸1aの回転角度を特定する。主軸1aの回転角度の分解能は角度センサSpの分解能に対応する。 As an example, the angle sensor Sp is fixed to the substrate 5 on which the angle sensor Sq is fixed on the same surface as the angle sensor Sq. The angle sensor Sp detects the magnetic pole of the magnet Mp, specifies the rotation angle of the magnet Mp, which is the rotation angle of the main shaft 1a, according to the magnetic pole, and outputs it to the control unit 110 . The control unit 110 identifies the rotation angle of the main shaft 1a from the rotation angle of the main shaft gear 20 based on the rotation angle acquired from the angle sensor Sp. The resolution of the rotation angle of the spindle 1a corresponds to the resolution of the angle sensor Sp.

このように構成されたアブソリュートエンコーダ100は、角度センサSqの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するとともに、角度センサSpの検知した回転角度に応じて主軸1aの回転角度を特定することができる。 The absolute encoder 100 configured in this manner specifies the amount of rotation of the main shaft 1a over a plurality of rotations according to the rotation angle detected by the angle sensor Sq, and determines the rotation angle of the main shaft 1a according to the rotation angle detected by the angle sensor Sp. can be specified.

制御部110は、角度センサSp、Sqから取得した各回転角度およびホール検出器Srから取得した副軸ギア24の回転量に基づき主軸1aの回転量を特定する。 The control unit 110 specifies the rotation amount of the main shaft 1a based on the rotation angles obtained from the angle sensors Sp and Sq and the rotation amount of the subshaft gear 24 obtained from the Hall detector Sr.

計数機構30は、第2ウォームホイール部24bの回転に従って回転する副軸ギア24の回転量を特定する。計数機構30は、第1平ギア部31(第3駆動歯車)と、揺動カム33と、第2平ギア部32(第3従動歯車)と、第1カム部33a(後述)と、揺動部材35と、検出部40(後述)とを含んでいる。第1平ギア部31は、第2ウォームホイール部24bと双方の中心軸が略一致するように副軸ギア24の外周に設けられる。第1平ギア部31は、第2ウォームホイール部24bの回転に従って一体に回転する。 The counting mechanism 30 specifies the amount of rotation of the countershaft gear 24 that rotates according to the rotation of the second worm wheel portion 24b. The counting mechanism 30 includes a first spur gear portion 31 (third driving gear), an oscillating cam 33, a second spur gear portion 32 (third driven gear), a first cam portion 33a (described later), and an oscillating gear. It includes a moving member 35 and a detector 40 (described later). The first spur gear portion 31 is provided on the outer circumference of the countershaft gear 24 so that the center axes of both the second worm wheel portion 24b and the second worm wheel portion 24b are substantially aligned. The first spur gear portion 31 rotates together with the rotation of the second worm wheel portion 24b.

第2平ギア部32は、第1平ギア部31と噛み合い、第1平ギア部31の回転に従って回転するように設けられる。第2平ギア部32は、揺動カム33の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第2平ギア部32の回転軸線は、第1ウォームギア部20hの回転軸線および第1平ギア部31の回転軸線と平行に設けられる。第1カム部33aは、第2平ギア部32の回転に従って回転する。第1カム部33aは、揺動カム33に双方の中心軸が略一致するように設けられる。すなわち、第1カム部33aおよび第2平ギア部32の回転軸線は、揺動カム33の回転軸線と略一致するように設けられる。 The second spur gear portion 32 is provided so as to mesh with the first spur gear portion 31 and rotate as the first spur gear portion 31 rotates. The second spur gear portion 32 is provided on the outer circumference of the rocking cam 33 so that both central axes thereof substantially coincide. The rotation axis of the second spur gear portion 32 is provided parallel to the rotation axis of the first worm gear portion 20 h and the rotation axis of the first spur gear portion 31 . The first cam portion 33a rotates as the second spur gear portion 32 rotates. The first cam portion 33a is provided so that both central axes of the swing cam 33 substantially coincide with each other. That is, the rotation axes of the first cam portion 33a and the second spur gear portion 32 are provided so as to substantially match the rotation axis of the rocking cam 33. As shown in FIG.

揺動部材35は、第1カム部33aの回転に従って第1の位置と第2の位置との間を揺動する。揺動部材35は、略鋏状の部材である。揺動部材35は、第1揺動部36と、第2揺動部37とを含んでいる。第1揺動部36は、第1カム部33aと摺動可能となっており、第1カム部33aとの摺動に従って揺動する。第2揺動部37は、一方側の端部である左側端37aにおいて第1揺動部36と一体に形成されており、他方側の端部である右側端37bにおいて第1揺動部36の揺動に従って第1の位置L1(後述)と第2の位置L2(後述)との間を揺動するマグネットMr(後述)を有している。 The swinging member 35 swings between the first position and the second position according to the rotation of the first cam portion 33a. The swing member 35 is a substantially scissors-shaped member. The swinging member 35 includes a first swinging portion 36 and a second swinging portion 37 . The first swinging portion 36 is slidable with the first cam portion 33a, and swings according to the sliding movement with the first cam portion 33a. The second swinging portion 37 is formed integrally with the first swinging portion 36 at a left end 37a which is one end, and is integrally formed with the first swinging portion 36 at a right end 37b which is the other end. It has a magnet Mr (described later) that swings between a first position L1 (described later) and a second position L2 (described later) according to the swing of the magnet.

検出部40は、揺動部材35が第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出する。検出部40は、マグネットMrが第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出するホール検出器Srである。一例として、ホール検出器Srは、アブソリュートエンコーダ100のベース2の底部2bに固定されている。ホール検出器Srは、マグネットMrの位置に応じてマグネットMrが第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出し、制御部110に出力する。なお、ホール検出器Srに限らず、他の磁気センサを用いてもよい。 The detector 40 detects whether the swing member 35 is at the first position L1 or the second position L2. The detection unit 40 is a Hall detector Sr that detects whether the magnet Mr is at the first position L1 or the second position L2. As an example, the Hall detector Sr is fixed to the bottom 2b of the base 2 of the absolute encoder 100. As shown in FIG. Hall detector Sr detects whether magnet Mr is at first position L<b>1 or second position L<b>2 according to the position of magnet Mr, and outputs the result to control unit 110 . Note that other magnetic sensors may be used instead of the Hall detector Sr.

マグネットMrは、第1の位置L1においてホール検出器Srの検出素子の位置SrCとマグネットMrの中心軸MrCとが略一致するように、第2揺動部37の右側端37bに固定される。また、マグネットMrは、第2の位置L2においてマグネットMrの中心軸MrCがホール検出器Srの検出素子の位置SrCよりも後側にずれている。 The magnet Mr is fixed to the right end 37b of the second swinging portion 37 so that the position SrC of the detection element of the Hall detector Sr and the center axis MrC of the magnet Mr substantially coincide at the first position L1. Further, in the second position L2 of the magnet Mr, the central axis MrC of the magnet Mr is shifted rearward from the position SrC of the detection element of the Hall detector Sr.

ホール検出器Srは、マグネットMrが第1の位置L1に位置している場合にマグネットMrからの磁束を検知し、マグネットMrが第2の位置L2に位置している場合にマグネットMrからの磁束を検知しない。ホール検出器Srは、マグネットMrが第1の位置L1に位置している場合に、その上面が隙間を介してマグネットMrの下面にZ軸方向において対向するように設けられており、マグネットMrの中心軸MrCとホール検出器Srの検出素子の位置SrCとがZ軸に平行な同一直線上に位置している。 The Hall detector Sr detects the magnetic flux from the magnet Mr when the magnet Mr is positioned at the first position L1, and detects the magnetic flux from the magnet Mr when the magnet Mr is positioned at the second position L2. is not detected. The Hall detector Sr is provided such that when the magnet Mr is positioned at the first position L1, its upper surface faces the lower surface of the magnet Mr with a gap therebetween in the Z-axis direction. The central axis MrC and the position SrC of the detection element of the Hall detector Sr are located on the same straight line parallel to the Z-axis.

主軸1aに設けられた主軸ギア20を構成する第1ウォームギア部20hの条数は3であり、第1ウォームホイール部22dの歯数は18である。つまり、第1ウォームギア部20hと第1ウォームホイール部22dは、減速比が18/3=6の第1変速機構11を構成する。第1ウォームギア部20hが6回転するとき第1ウォームホイール部22dは1回転する。第1ウォームホイール部22dと第2ウォームギア部22eは同軸上に設けられて中間ギア22を構成しており、一体となって回転することから、第1ウォームギア部20hが6回転するとき、すなわち主軸1aおよび主軸ギア20が6回転するとき、中間ギア22は1回転する。 The number of threads of the first worm gear portion 20h constituting the main shaft gear 20 provided on the main shaft 1a is three, and the number of teeth of the first worm wheel portion 22d is eighteen. That is, the first worm gear portion 20h and the first worm wheel portion 22d constitute the first transmission mechanism 11 with a reduction ratio of 18/3=6. When the first worm gear portion 20h rotates six times, the first worm wheel portion 22d rotates once. The first worm wheel portion 22d and the second worm gear portion 22e are provided coaxially to form the intermediate gear 22, and rotate together. When 1a and main shaft gear 20 rotate six times, intermediate gear 22 rotates once.

第2ウォームギア部22eの条数は2であり、第2ウォームホイール部24bの歯数は20である。つまり、第2ウォームギア部22eと第2ウォームホイール部24bは減速比が20/2=10の第2変速機構15を構成する。第2ウォームギア部22eが10回転するとき第2ウォームホイール部24bは1回転する。第2ウォームホイール部24bは副軸ギア24、マグネットホルダ25、およびマグネットMqと一体となって回転する事から、中間ギア22を構成する第2ウォームギア部22eが10回転するとき、マグネットMqは1回転する。以上より、主軸1aが60回転すると、中間ギア22が10回転し、副軸ギア24およびマグネットMqが1回転する。つまり、角度センサSqは、主軸1aの60回転分の回転量を特定することができる。 The number of threads of the second worm gear portion 22e is two, and the number of teeth of the second worm wheel portion 24b is twenty. That is, the second worm gear portion 22e and the second worm wheel portion 24b constitute the second transmission mechanism 15 with a reduction ratio of 20/2=10. When the second worm gear portion 22e rotates ten times, the second worm wheel portion 24b rotates once. Since the second worm wheel portion 24b rotates integrally with the sub-shaft gear 24, the magnet holder 25, and the magnet Mq, the magnet Mq is 1 when the second worm gear portion 22e that constitutes the intermediate gear 22 rotates 10 times. Rotate. As described above, when the main shaft 1a rotates 60 times, the intermediate gear 22 rotates 10 times, and the counter shaft gear 24 and the magnet Mq rotate once. That is, the angle sensor Sq can specify the amount of rotation for 60 rotations of the main shaft 1a.

第2ウォームホイール部24bと同軸に設けられた第1平ギア部31の歯数は17であり、第2平ギア部32の歯数は34である。つまり、第1平ギア部31と第2平ギア部32は減速比が34/17=2の第3変速機構17を構成する。第1平ギア部31が2回転するとき第2平ギア部32は1回転する。第2平ギア部32と第1カム部33aは同軸上に設けられて揺動カム33を構成しており、一体となって回転することから、第2平ギア部32の回転によって第1カム部33aを回転させる。第1カム部33aが1回転するとき、揺動部材35は1回揺動する、つまり、揺動部材35は1回往復する。したがって、揺動部材35の第2揺動部37の右側端27bに設けられたマグネットMrは、第1平ギア部31が1回転すると、第2平ギア部32(第1カム部33a)が半回転し、第1の位置L1から第2の位置L2に移動する。その後、さらに第1平ギア部31が1回転すると、第2平ギア部32(第1カム部33a)が半回転し、マグネットMrは第1の位置L1に戻る。つまり、第1平ギア部31が1回転すると、マグネットMrは、ホール検出器Srから一旦離れる方向に移動し、その後、第1平ギア部31がさらに半回転すると、マグネットMrは、ホール検出器Srに近づく方向に移動する。 The first spur gear portion 31 provided coaxially with the second worm wheel portion 24b has 17 teeth, and the second spur gear portion 32 has 34 teeth. That is, the first spur gear portion 31 and the second spur gear portion 32 constitute the third transmission mechanism 17 having a reduction ratio of 34/17=2. When the first spur gear portion 31 makes two rotations, the second spur gear portion 32 makes one rotation. The second spur gear portion 32 and the first cam portion 33a are provided coaxially to form a rocking cam 33, and rotate together. Rotate the portion 33a. When the first cam portion 33a rotates once, the swinging member 35 swings once, that is, the swinging member 35 reciprocates once. Therefore, the magnet Mr provided at the right end 27b of the second swinging portion 37 of the swinging member 35 rotates the second spur gear portion 32 (first cam portion 33a) when the first spur gear portion 31 makes one rotation. It makes a half turn and moves from the first position L1 to the second position L2. After that, when the first spur gear portion 31 rotates once more, the second spur gear portion 32 (first cam portion 33a) rotates halfway, and the magnet Mr returns to the first position L1. That is, when the first spur gear portion 31 rotates once, the magnet Mr moves away from the Hall detector Sr. Move toward Sr.

これらの計数機構30の作用により、副軸ギア24が1回転すると揺動カム33が半回転し、マグネットMrは第1の位置L1から第2の位置L2に移動する。その後、副軸ギア24がさらに1回転するとマグネットMrは第2の位置L2から第1の位置L1に戻る。つまり、ホール検出器Srは、副軸ギア24が1回転目であるか2回転目であるかを後述する図32のタイミングチャートに基づき特定することができる。マグネットMrが第1の位置L1にある場合、副軸ギア24は1回転目であり、マグネットMrが第2の位置L2にある場合、副軸ギア24は2回転目である。そして、制御部110は、角度センサSqから取得した回転角度およびホール検出器Srから取得した副軸ギア24の回転量に基づき、主軸1aの回転量を特定することができる。したがって、アブソリュートエンコーダ100は、これらの計数機構30の作用により、主軸1aの回転量を特定することができる。 Due to the action of these counting mechanisms 30, when the auxiliary shaft gear 24 rotates once, the rocking cam 33 rotates halfway, and the magnet Mr moves from the first position L1 to the second position L2. After that, when the countershaft gear 24 rotates one more time, the magnet Mr returns from the second position L2 to the first position L1. That is, the Hall detector Sr can identify whether the counter shaft gear 24 is in the first rotation or the second rotation based on the timing chart of FIG. 32, which will be described later. When the magnet Mr is at the first position L1, the countershaft gear 24 is in the first rotation, and when the magnet Mr is in the second position L2, the countershaft gear 24 is in the second rotation. Then, the control unit 110 can specify the rotation amount of the main shaft 1a based on the rotation angle obtained from the angle sensor Sq and the rotation amount of the sub shaft gear 24 obtained from the Hall detector Sr. Therefore, the absolute encoder 100 can specify the amount of rotation of the main shaft 1a by the action of these counting mechanisms 30. FIG.

このように構成された本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ100は、主軸1aの角度センサSrの他に副軸ギア24の角度センサSqしか配置できないような小型のアブソリュートエンコーダ100であっても、計数機構30の作用により検出可能な主軸1aの回転量を2倍に増やすことができる。このため、アブソリュートエンコーダ100では、アブソリュートエンコーダ100を小型化した場合であっても検出可能な主軸1aの回転量の範囲を一層大きくすることができる。 The absolute encoder 100 according to the embodiment of the present invention configured in this way can be a small absolute encoder 100 in which only the angle sensor Sq of the counter shaft gear 24 can be arranged in addition to the angle sensor Sr of the main shaft 1a. , the counter mechanism 30 can double the amount of rotation of the main shaft 1a that can be detected. Therefore, in the absolute encoder 100, even if the absolute encoder 100 is miniaturized, it is possible to further widen the detectable rotation amount range of the main shaft 1a.

なお、計数機構30のホール検出器Srは、角度センサSpおよび角度センサSqのように回転角度を検出するものではないため、他のマグネットなどからの磁気の影響を比較的受けにくくなっている。また、アブソリュートエンコーダ100では、計数機構30の作用により主軸1aの検出可能な回転量を増やしているため、角度センサの数を増やすことなく、また、1つの角度センサあたりの主軸1aの検出可能な回転量を増やすこともなく、さらに、計数機構30により、各回転体、各ギアの減速比を増やす必要がないため、要求される検出精度をあげることなく、総合的に検出可能な主軸1aの回転量を増やすことができる。 Since the Hall detector Sr of the counting mechanism 30 does not detect the rotation angle like the angle sensors Sp and Sq, it is relatively less affected by magnetism from other magnets. In addition, since the absolute encoder 100 increases the detectable amount of rotation of the main shaft 1a by the action of the counting mechanism 30, it is possible to detect the main shaft 1a per one angle sensor without increasing the number of angle sensors. There is no increase in the amount of rotation, and there is no need to increase the speed reduction ratio of each rotating body and each gear by the counting mechanism 30. Therefore, it is possible to comprehensively detect the main shaft 1a without increasing the required detection accuracy. You can increase the amount of rotation.

以下、アブソリュートエンコーダ100の構成について具体的に説明する。 The configuration of the absolute encoder 100 will be specifically described below.

図1~6に示すように、アブソリュートエンコーダ100は、ベース2と、ケース3と、基板5とを含んでいる。ベース2は、各回転体、各歯車および各部材を回転可能に支持する基台である。ベース2は、底部2bと、複数(例えば2個)の支柱2cとを含んでいる。ベース2に配設される支柱2cは基板5を支持する。基板5は、主に角度センサSp、Sqおよび制御部110を有している。 As shown in FIGS. 1-6, the absolute encoder 100 includes a base 2, a case 3, and a substrate 5. FIG. The base 2 is a base that rotatably supports each rotor, each gear, and each member. The base 2 includes a bottom portion 2b and a plurality (eg, two) of pillars 2c. Supports 2 c provided on the base 2 support the substrate 5 . The board 5 mainly has the angle sensors Sp, Sq and the controller 110 .

底部2bは、アブソリュートエンコーダ100のモータ1側に面する板状の部分であり、X軸方向およびY軸方向に延在している。支柱2cは、底部2bからZ軸方向でモータ1から遠ざかる方向に突出する略円柱状の部分である。ベース2の底部2bには、中空角筒状のケース3が複数の固定具(図示せず)によって固定される。固定具は例えばねじであってもよい。支柱2cの突出端には、基板5が例えばねじ(図示せず)を用いて固定される。 The bottom portion 2b is a plate-like portion facing the motor 1 side of the absolute encoder 100 and extends in the X-axis direction and the Y-axis direction. The support 2c is a substantially cylindrical portion that protrudes from the bottom 2b in the Z-axis direction in a direction away from the motor 1. As shown in FIG. A hollow rectangular tubular case 3 is fixed to the bottom portion 2b of the base 2 by a plurality of fixtures (not shown). The fasteners may be screws, for example. A substrate 5 is fixed to the protruding end of the column 2c using, for example, screws (not shown).

また、アブソリュートエンコーダ100は、主軸ギア20と、第1ウォームギア部20hと、中間ギア22と、第1ウォームホイール部22dと、第2ウォームギア部22eと、副軸ギア24と、第2ウォームホイール部24bと、マグネットMp、Mqと、角度センサSp、Sqと、制御部110と、計数機構30とを含んでいる。 The absolute encoder 100 also includes a main shaft gear 20, a first worm gear portion 20h, an intermediate gear 22, a first worm wheel portion 22d, a second worm gear portion 22e, a counter shaft gear 24, and a second worm wheel portion. 24b, magnets Mp and Mq, angle sensors Sp and Sq, a control unit 110, and a counting mechanism 30.

続いて、アブソリュートエンコーダ100が備える複数の部品のそれぞれについて具体的に説明する。 Next, each of the plurality of components included in the absolute encoder 100 will be specifically described.

(主軸ギア)
図7は、図1に示すアブソリュートエンコーダの構成において、モータ1を除いた状態で主軸ギア20の中心を通り、かつ、中間ギア22と直交する面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図8は、図7に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、マグネットMp、主軸ギア20およびモータ1の主軸1aを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。
(main shaft gear)
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a plane passing through the center of the main shaft gear 20 and perpendicular to the intermediate gear 22 is cut in the configuration of the absolute encoder shown in FIG. be. FIG. 8 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of the magnet Mp, the main shaft gear 20 and the main shaft 1a of the motor 1 in the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG.

図7に示すように、主軸ギア20は、モータ1の主軸1aと同軸に設けられる筒状部材である。主軸ギア20は、筒状の第1筒状部20aと、第1筒状部20aと同軸に第1筒状部20aのZ軸方向上側に設けられる筒状の第2筒状部20bとを備えている。 As shown in FIG. 7, the main shaft gear 20 is a cylindrical member provided coaxially with the main shaft 1a of the motor 1. As shown in FIG. The main shaft gear 20 includes a tubular first tubular portion 20a and a tubular second tubular portion 20b provided on the upper side of the first tubular portion 20a in the Z-axis direction coaxially with the first tubular portion 20a. I have.

また、主軸ギア20は、第2筒状部20bの径方向内側に設けられる第1筒状部20aと第2筒状部20bをつなぐ連通部20cと、第2筒状部20bの径方向外側に設けられる第1ウォームギア部20hとを備えている。このように連通部20cを形成することで、連通部20cが、モータ1の主軸1aに主軸ギア20を圧入する際の空気の逃げ道として機能する。 In addition, the main shaft gear 20 includes a communicating portion 20c that connects the first tubular portion 20a and the second tubular portion 20b provided radially inward of the second tubular portion 20b, and a first worm gear portion 20h provided in the . By forming the communicating portion 20c in this manner, the communicating portion 20c functions as an escape path for air when the main shaft gear 20 is press-fitted onto the main shaft 1a of the motor 1. FIG.

連通部20cの内径は、第1筒状部20aの内径および第2筒状部20bの内径よりも小さくなっている。連通部20cのZ軸方向下側の端面である底面20dと、第1筒状部20aの内周面とに囲まれる空間は、主軸ギア20をモータ1の主軸1aの端部に固定するための圧入部20eである。圧入部20eは、第1筒状部20aの軸方向下側の端部からZ軸方向上側に向かって窪む窪みである。圧入部20eには、モータ1の主軸1aが圧入され、主軸ギア20はモータ1の主軸1aと一体となって回転する。第1ウォームギア部20hは、主軸ギア20のギア部である。 The inner diameter of the communicating portion 20c is smaller than the inner diameter of the first cylindrical portion 20a and the inner diameter of the second cylindrical portion 20b. The space surrounded by the bottom surface 20d, which is the end surface of the communicating portion 20c on the lower side in the Z-axis direction, and the inner peripheral surface of the first cylindrical portion 20a is used to fix the main shaft gear 20 to the end portion of the main shaft 1a of the motor 1. is the press-fit portion 20e. The press-fit portion 20e is a recess that is recessed upward in the Z-axis direction from the axially lower end portion of the first cylindrical portion 20a. The main shaft 1a of the motor 1 is press-fitted into the press-fit portion 20e, and the main shaft gear 20 rotates together with the main shaft 1a of the motor 1. As shown in FIG. The first worm gear portion 20 h is a gear portion of the main shaft gear 20 .

連通部20cのZ軸方向上側の端面である底面20fと、第2筒状部20bの内周面とに囲まれる空間は、マグネットMpを固定するためのマグネット保持部20gである。マグネット保持部20gは、第2筒状部20bのZ軸方向上側の端部からZ軸方向下側に向かって窪む窪みである。マグネット保持部20gには、マグネットMpが圧入されている。マグネット保持部20gに圧入されたマグネットMpは、外周面が第2筒状部20bの内周面に接し、下面が底面20fに接する。これにより、マグネットMpのZ軸方向の位置決めがなされると共に、Z軸方向と直交する方向の位置決めがなされる。マグネットMpのZ軸方向は、モータ1の主軸1aの中心軸方向に等しい。 A space surrounded by a bottom surface 20f, which is the upper end surface in the Z-axis direction of the communicating portion 20c, and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 20b is a magnet holding portion 20g for fixing the magnet Mp. The magnet holding portion 20g is a recess that is recessed downward in the Z-axis direction from the upper end in the Z-axis direction of the second tubular portion 20b. A magnet Mp is press-fitted into the magnet holding portion 20g. The magnet Mp press-fitted into the magnet holding portion 20g has its outer peripheral surface in contact with the inner peripheral surface of the second tubular portion 20b and its lower surface in contact with the bottom surface 20f. As a result, the magnet Mp is positioned in the Z-axis direction and in a direction orthogonal to the Z-axis direction. The Z-axis direction of the magnet Mp is the same as the central axis direction of the main shaft 1 a of the motor 1 .

第1ウォームギア部20hは、螺旋状に形成された歯部により構成され、中間ギア22の第1ウォームホイール部22dと噛み合う。第1ウォームホイール部22dは、中間ギア22のギア部である。第1ウォームギア部20hは、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。第1ウォームギア部20hは、第1駆動歯車の一例である。 The first worm gear portion 20 h is configured by a tooth portion formed in a spiral shape and meshes with the first worm wheel portion 22 d of the intermediate gear 22 . The first worm wheel portion 22 d is a gear portion of the intermediate gear 22 . The first worm gear portion 20h is made of polyacetal resin, for example. The first worm gear portion 20h is an example of a first drive gear.

図8に示すように、マグネットMpは、主軸ギア20のマグネット保持部20gの内部に圧入される略円柱状の永久磁石であり、上面および下面を有している。上面は、角度センサSqの表面から一定距離を隔てて、向き合っている。下面は、主軸ギア20のマグネット保持部20gの底面20fと接し、主軸ギア20の中心軸GmC方向における位置(Z軸方向における位置)を規定している。 As shown in FIG. 8, the magnet Mp is a substantially cylindrical permanent magnet press-fitted inside the magnet holding portion 20g of the main shaft gear 20, and has an upper surface and a lower surface. The upper surface faces the surface of the angle sensor Sq with a certain distance therebetween. The bottom surface is in contact with the bottom surface 20f of the magnet holding portion 20g of the main shaft gear 20, and defines the position of the main shaft gear 20 in the central axis GmC direction (the position in the Z-axis direction).

マグネットMpの中心軸MpC(マグネットMpの中心を表す軸または磁極の境界の中心を通る軸)は、主軸ギア20の中心軸GmCおよびモータ1の主軸1aの中心軸MoCと一致している。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となっている。 A central axis MpC of the magnet Mp (an axis representing the center of the magnet Mp or an axis passing through the center of the boundary of the magnetic poles) coincides with the central axis GmC of the main shaft gear 20 and the central axis MoC of the main shaft 1a of the motor 1 . By aligning the central axes in this way, it is possible to detect the rotation angle or rotation amount with higher accuracy.

なお、本発明の実施の形態においては、マグネットMpの2つの磁極(N/S)は、マグネットMpの中心軸MpCに対して垂直な平面(XY平面)内で隣り合うように形成されることが望ましい。これにより、さらに回転角又は回転量の検出精度が向上する。なお、マグネットMpは、例えばフェライト系、Nd(ネオジム)-Fe(鉄)-B(ホウ素)系などの磁性材料から形成される。マグネットMpは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石などであってもよい。 In the embodiment of the present invention, the two magnetic poles (N/S) of the magnet Mp are formed adjacent to each other within a plane (XY plane) perpendicular to the central axis MpC of the magnet Mp. is desirable. This further improves the detection accuracy of the rotation angle or rotation amount. The magnet Mp is made of a magnetic material such as ferrite, Nd (neodymium)--Fe (iron)--B (boron). The magnet Mp may be, for example, a rubber magnet containing a resin binder, a bond magnet, or the like.

(中間ギア)
図9は、図3に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、中間ギア22の中心を通り、かつ、XY平面と平行な面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図10は、図6に示すアブソリュートエンコーダの構成において、中間ギア22の中心を通り、かつ、XY平面と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。
(intermediate gear)
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 3 taken along a plane passing through the center of the intermediate gear 22 and parallel to the XY plane. FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically showing a state cut along a plane passing through the center of the intermediate gear 22 and perpendicular to the XY plane in the configuration of the absolute encoder shown in FIG.

図9,10に示すように、中間ギア22は、ベース2の底部2bのZ軸方向上側において、中間ギア軸23によって回転自在に支持されている。中間ギア軸23は、XY平面に平行である。また、中間ギア軸23は、平面視でX軸方向およびY軸方向のそれぞれとは平行ではない。すなわち、中間ギア軸23は、X軸方向およびY軸方向のそれぞれが伸びる方向に対して斜めとなっている。中間ギア軸23が、X軸方向およびY軸方向のそれぞれが伸びる方向に対して斜めであることは、中間ギア軸23がベース2の外周面に対して斜めに伸びていることを意味している。 As shown in FIGS. 9 and 10, the intermediate gear 22 is rotatably supported by an intermediate gear shaft 23 above the bottom portion 2b of the base 2 in the Z-axis direction. The intermediate gear shaft 23 is parallel to the XY plane. Further, the intermediate gear shaft 23 is not parallel to each of the X-axis direction and the Y-axis direction in plan view. That is, the intermediate gear shaft 23 is oblique with respect to the directions in which the X-axis direction and the Y-axis direction respectively extend. The fact that the intermediate gear shaft 23 is oblique with respect to the directions in which the X-axis direction and the Y-axis direction extend means that the intermediate gear shaft 23 extends obliquely with respect to the outer peripheral surface of the base 2 . there is

図9に示すように、ベース2の外周面は、YZ平面に平行な右側外周面2dおよび左側外周面2eと、XZ平面に平行で右側外周面2dおよび左側外周面2eに隣接する後側外周面2fおよび前側外周面2gとにより構成される。右側外周面2dは、ベース2のX軸方向右側に設けられる側面である。左側外周面2eは、ベース2のX軸方向左側に設けられる側面である。後側外周面2fは、ベース2のY軸方向後側に設けられる側面である。前側外周面2gは、ベース2のY軸方向前側に設けられる側面である。 As shown in FIG. 9, the outer peripheral surface of the base 2 includes a right outer peripheral surface 2d and a left outer peripheral surface 2e parallel to the YZ plane, and a rear outer peripheral surface parallel to the XZ plane and adjacent to the right outer peripheral surface 2d and the left outer peripheral surface 2e. It is composed of the surface 2f and the front outer peripheral surface 2g. The right outer peripheral surface 2d is a side surface provided on the right side of the base 2 in the X-axis direction. The left outer peripheral surface 2e is a side surface provided on the left side of the base 2 in the X-axis direction. The rear outer peripheral surface 2f is a side surface provided on the rear side of the base 2 in the Y-axis direction. The front outer peripheral surface 2g is a side surface provided on the front side of the base 2 in the Y-axis direction.

アブソリュートエンコーダ100を平面視した寸法は、一例として25mm角のモータ1の寸法に合わせられている。そのため、XY平面に平行に配置される中間ギア22が、ベース2の外周面に対して斜めに伸びるように設けられることによって、水平方向へのアブソリュートエンコーダ100の寸法を小さくすることができる。なお、水平方向とは、モータ1の主軸1aの中心軸と直交する方向に等しく、またXY平面と平行な方向に等しい方向である。 The dimensions of the absolute encoder 100 in a plan view are, for example, matched to the dimensions of the motor 1 of 25 mm square. Therefore, the intermediate gear 22 arranged parallel to the XY plane is provided so as to extend obliquely with respect to the outer peripheral surface of the base 2, so that the dimension of the absolute encoder 100 in the horizontal direction can be reduced. The horizontal direction is equal to the direction orthogonal to the central axis of the main shaft 1a of the motor 1 and equal to the direction parallel to the XY plane.

中間ギア22は、第1ウォームホイール部22d、第2ウォームギア部22e、右側摺動部22a、左側摺動部22bおよび貫通孔22cを有している。中間ギア22は、中間ギア軸23に沿って貫通する貫通孔22cの内部に、中間ギア軸23が挿通される円筒状の部材である。貫通孔22cは、中間ギア22の内周面によって囲まれる空間である。貫通孔22cには、中間ギア軸23が摺動可能に挿通され、中間ギア22は、中間ギア軸23によって回転自在に支持される。中間ギア22は、金属、樹脂などで一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。 The intermediate gear 22 has a first worm wheel portion 22d, a second worm gear portion 22e, a right sliding portion 22a, a left sliding portion 22b, and a through hole 22c. The intermediate gear 22 is a cylindrical member through which the intermediate gear shaft 23 is inserted through a through hole 22c extending along the intermediate gear shaft 23 . The through hole 22 c is a space surrounded by the inner peripheral surface of the intermediate gear 22 . The intermediate gear shaft 23 is slidably inserted into the through hole 22c, and the intermediate gear 22 is rotatably supported by the intermediate gear shaft 23. As shown in FIG. The intermediate gear 22 is a member integrally molded of metal, resin, or the like, and is formed of polyacetal resin as an example here.

第1ウォームホイール部22dは、主軸ギア20の第1ウォームギア部20hが噛み合う歯車である。第1ウォームホイール部22dは、第1従動歯車の一例であり、かつ、中間ギア22のギア部である。第1ウォームホイール部22dは、ベース2の底部2bの中央寄りの箇所に設けられている。また、第1ウォームホイール部22dは、中間ギア22の円筒部の外周部に設けられる複数の歯によって構成される。 The first worm wheel portion 22d is a gear with which the first worm gear portion 20h of the main shaft gear 20 meshes. The first worm wheel portion 22 d is an example of a first driven gear and a gear portion of the intermediate gear 22 . The first worm wheel portion 22d is provided at a portion near the center of the bottom portion 2b of the base 2. As shown in FIG. Also, the first worm wheel portion 22 d is composed of a plurality of teeth provided on the outer peripheral portion of the cylindrical portion of the intermediate gear 22 .

第1ウォームホイール部22dの外径は、第1ウォームギア部20hの外径よりも小さくなっている。第1ウォームホイール部22dの中心軸は、ベース2の底部2bと平行であるため、第1ウォームホイール部22dの外径が小さくなることにより、アブソリュートエンコーダ100のZ軸方向(高さ方向)における小型化が可能である。 The outer diameter of the first worm wheel portion 22d is smaller than the outer diameter of the first worm gear portion 20h. Since the central axis of the first worm wheel portion 22d is parallel to the bottom portion 2b of the base 2, the outer diameter of the first worm wheel portion 22d becomes smaller, so that the absolute encoder 100 moves in the Z-axis direction (height direction). Miniaturization is possible.

第2ウォームギア部22eは、螺旋状に形成された歯部によって構成され、第1ウォームホイール部22dと同軸上に隣接して設けられる。また、第2ウォームギア部22eは、中間ギア22の円筒部の外周部に設けられている。第2ウォームギア部22eが、副軸ギア24に設けられた第2ウォームホイール部24bと噛み合うことによって、中間ギア22の回転力が副軸ギア24に伝達される。 The second worm gear portion 22e is configured by a spirally formed tooth portion, and is coaxially adjacent to the first worm wheel portion 22d. Also, the second worm gear portion 22 e is provided on the outer peripheral portion of the cylindrical portion of the intermediate gear 22 . The rotational force of the intermediate gear 22 is transmitted to the sub-shaft gear 24 by the second worm gear portion 22 e meshing with the second worm wheel portion 24 b provided on the sub-shaft gear 24 .

第2ウォームギア部22eは、第2駆動歯車の一例であり、かつ、中間ギア22のギア部である。第2ウォームホイール部24bは、副軸ギア24のギア部である。第2ウォームホイール部24bの中心軸と第2ウォームギア部22eの中心軸とは、第2ウォームホイール24bの中心軸に垂直、かつ、第2ウォームギア部22eの中心軸に垂直な方向から見たとき、互いに直交している。 The second worm gear portion 22 e is an example of a second driving gear and also a gear portion of the intermediate gear 22 . The second worm wheel portion 24 b is a gear portion of the countershaft gear 24 . The central axis of the second worm wheel portion 24b and the central axis of the second worm gear portion 22e are perpendicular to the central axis of the second worm wheel 24b and perpendicular to the central axis of the second worm gear portion 22e when viewed from the direction. , are orthogonal to each other.

第2ウォームギア部22eの外径は、アブソリュートエンコーダ100のZ軸方向(高さ方向)における小型化を可能にするために、可能な範囲で小さい値に設定されている。 The outer diameter of the second worm gear portion 22e is set as small as possible in order to make the absolute encoder 100 compact in the Z-axis direction (height direction).

中間ギア22の右側摺動部22aは、中間ギア22の一端側、すなわち中間ギア22のX軸方向右側に設けられている。中間ギア22の右側摺動部22aは、板バネ51の一端51aに当接されている。板バネ51は、弾性部材の一例であり、例えば金属製である。 The right sliding portion 22a of the intermediate gear 22 is provided on one end side of the intermediate gear 22, that is, on the right side of the intermediate gear 22 in the X-axis direction. The right sliding portion 22 a of the intermediate gear 22 is in contact with one end 51 a of the leaf spring 51 . The leaf spring 51 is an example of an elastic member, and is made of metal, for example.

板バネ51の一端51aは、板バネ51から二股状に分かれた2つの分岐体で構成されている(例えば図4を参照)。板バネ51の一端51aを構成する2つの分岐体の間には、中間ギア軸23の直径より大きな隙間が形成されている。そのため、2つの分岐体は、中間ギア軸23と接触しないように中間ギア軸23を跨いでいる。板バネ51の他端51bは、ベース2の壁部52にねじ53によって固定される。 One end 51a of the leaf spring 51 is composed of two branched bodies bifurcated from the leaf spring 51 (see FIG. 4, for example). A gap larger than the diameter of the intermediate gear shaft 23 is formed between the two branched bodies forming the one end 51 a of the leaf spring 51 . Therefore, the two branched bodies straddle the intermediate gear shaft 23 so as not to contact the intermediate gear shaft 23 . The other end 51 b of the leaf spring 51 is fixed to the wall portion 52 of the base 2 with a screw 53 .

板バネ51の一端51aは、中間ギア22が組み付けられた後に中間ギア22の右側摺動部22aと向き合う位置に設けられる。中間ギア22の右側摺動部22aは、板バネ51の一端51aに当接し押圧されることによって、中間ギア軸23の中心軸に沿って、中間ギア軸23の右側端23aから中間ギア軸23の左側端23bに向かう方向に付勢される。この状態で中間ギア22が回転したとき、中間ギア22の右側摺動部22aは、板バネ51の一端51aと当接しながら摺動する。 One end 51a of the leaf spring 51 is provided at a position facing the right sliding portion 22a of the intermediate gear 22 after the intermediate gear 22 is assembled. The right sliding portion 22a of the intermediate gear 22 is pressed against the one end 51a of the leaf spring 51, thereby sliding the intermediate gear shaft 23 along the central axis of the intermediate gear shaft 23 from the right end 23a of the intermediate gear shaft 23 to the intermediate gear shaft 23. is urged in the direction toward the left end 23b. When the intermediate gear 22 rotates in this state, the right sliding portion 22a of the intermediate gear 22 slides in contact with the one end 51a of the leaf spring 51. As shown in FIG.

中間ギア22の左側摺動部22bは、中間ギア22の他端側、すなわち中間ギア22のX軸方向左側に設けられている。中間ギア22の左側摺動部22bは、壁部54に当接されている。壁部54は、中間ギア22の位置を規定している。中間ギア22は、板バネ51によって、中間ギア軸23の右側端23aから中間ギア軸23の左側端23bに向かう方向に付勢されているため、中間ギア22の左側摺動部22bも同方向に付勢されて壁部54に当接する。その結果、付勢力が壁部54に伝えられ、中間ギア22は、中間ギア軸23の右側端23aから中間ギア軸23の左側端23bに向かう方向に安定して支持される。この状態で中間ギア22が回転したとき、中間ギア22の左側摺動部22bは、壁部54と当接しながら摺動する。 The left sliding portion 22b of the intermediate gear 22 is provided on the other end side of the intermediate gear 22, that is, on the left side of the intermediate gear 22 in the X-axis direction. The left sliding portion 22 b of the intermediate gear 22 is in contact with the wall portion 54 . Wall portion 54 defines the position of intermediate gear 22 . Since the intermediate gear 22 is urged by the plate spring 51 in the direction from the right end 23a of the intermediate gear shaft 23 toward the left end 23b of the intermediate gear shaft 23, the left sliding portion 22b of the intermediate gear 22 also moves in the same direction. is biased against the wall portion 54 . As a result, the biasing force is transmitted to the wall portion 54 , and the intermediate gear 22 is stably supported in the direction from the right end 23 a of the intermediate gear shaft 23 toward the left end 23 b of the intermediate gear shaft 23 . When the intermediate gear 22 rotates in this state, the left sliding portion 22b of the intermediate gear 22 slides in contact with the wall portion 54. As shown in FIG.

壁部54および壁部55は、中間ギア軸23を介して中間ギア22を回転自在に保持する保持部の一例である。壁部54は、壁部55と対をなすように、ベース2の底部2bからZ軸方向でモータ1から遠ざかる方向に突出する略直方体状の部分である。壁部54は、平面視で、X軸方向左側かつY軸方向後側に設けられている。また、壁部55は、平面視で、X軸方向右側かつY軸方向中央付近に設けられている。 The wall portion 54 and the wall portion 55 are an example of a holding portion that rotatably holds the intermediate gear 22 via the intermediate gear shaft 23 . The wall portion 54 is a substantially rectangular parallelepiped portion that protrudes from the bottom portion 2b of the base 2 in the direction away from the motor 1 in the Z-axis direction so as to form a pair with the wall portion 55 . The wall portion 54 is provided on the left side in the X-axis direction and the rear side in the Y-axis direction in plan view. The wall portion 55 is provided on the right side in the X-axis direction and near the center in the Y-axis direction in a plan view.

壁部54、壁部55および中間ギア軸23は、中間ギア22を回転自在に保持する保持部として機能する。中間ギア軸23は、円柱棒状の部材であり、右側端23aおよび左側端23bを有している。中間ギア軸23の左側端23bは、ベース2の壁部54に形成された孔に圧入された上で、固定具54aより固定されている。 The wall portion 54 , the wall portion 55 and the intermediate gear shaft 23 function as a holding portion that holds the intermediate gear 22 rotatably. The intermediate gear shaft 23 is a cylindrical rod-shaped member and has a right end 23a and a left end 23b. A left end 23b of the intermediate gear shaft 23 is press-fitted into a hole formed in a wall portion 54 of the base 2 and fixed by a fixture 54a.

一方、中間ギア軸23の右側端23aは、壁部55に形成された孔に挿入された上で固定具55aより位置決めされていればよく、中間ギア軸23の右側端23aが壁部55の孔に圧入される必要はない。このように中間ギア軸23の右側端23aが壁部55の孔に圧入ではなく挿入されることによって、中間ギア軸23の右側端23aが壁部55の孔に圧入される場合に比べて、中間ギア軸23の組み立てが容易になる。 On the other hand, the right end 23a of the intermediate gear shaft 23 may be inserted into a hole formed in the wall portion 55 and positioned by the fixture 55a. It need not be pressed into the hole. By inserting the right end 23a of the intermediate gear shaft 23 into the hole of the wall portion 55 instead of press-fitting it, compared to the case where the right end 23a of the intermediate gear shaft 23 is press-fitted into the hole of the wall portion 55, the Assembly of the intermediate gear shaft 23 is facilitated.

このように、中間ギア22は、第1ウォームホイール部22dおよび第2ウォームギア部22eを備えており、主軸ギア20の回転軸線は、中間ギア22の回転軸線に対してねじれの位置にあり、第2ウォームホイール部24bの回転軸線と平行に設けられている。この構成によれば、角度センサSqの検出結果に応じて主軸ギア20の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。中間ギア22の回転軸線が、主軸ギア20および副軸ギア24の回転軸線に対してねじれの位置にあり正面視で直交するため、アブソリュートエンコーダ100は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。 Thus, the intermediate gear 22 comprises a first worm wheel portion 22d and a second worm gear portion 22e, the axis of rotation of the main shaft gear 20 is in a twisted position with respect to the axis of rotation of the intermediate gear 22, and the second 2 It is provided parallel to the rotational axis of the worm wheel portion 24b. According to this configuration, it is possible to specify the amount of rotation over multiple rotations of the main shaft gear 20 according to the detection result of the angle sensor Sq. Since the rotation axis of the intermediate gear 22 is at a twisted position with respect to the rotation axes of the main shaft gear 20 and the counter shaft gear 24 and perpendicular to each other when viewed from the front, the absolute encoder 100 has a curved transmission path and is thinned. can be done.

(副軸ギア)
図11は、図2に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、副軸ギア24の中心を通り、かつ、中間ギア22と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。図12は、図11に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、マグネットMq、マグネットホルダ25、副軸ギア24およびベアリング2iを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。
(Secondary shaft gear)
FIG. 11 is a partial cross-sectional view schematically showing a state cut along a plane passing through the center of the counter shaft gear 24 and orthogonal to the intermediate gear 22 in the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of magnet Mq, magnet holder 25, countershaft gear 24 and bearing 2i in the configuration of absolute encoder 100 shown in FIG.

図11に示すように、副軸ギア24は、マグネットホルダ25の軸部25bに圧入されて固定される円筒状の部材である。副軸ギア24は、第2ウォームホイール部24bと、計数機構30の第1平ギア部31と、貫通孔24aとを備えている。副軸ギア24は、金属又は樹脂で一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。 As shown in FIG. 11, the sub-shaft gear 24 is a cylindrical member that is press-fitted into and fixed to the shaft portion 25b of the magnet holder 25. As shown in FIG. The countershaft gear 24 includes a second worm wheel portion 24b, a first flat gear portion 31 of the counting mechanism 30, and a through hole 24a. The countershaft gear 24 is a member integrally molded of metal or resin, and is formed of polyacetal resin as an example here.

第2ウォームホイール部24bは、中間ギア22の第2ウォームギア部22eが噛み合う歯車である。第2ウォームホイール部24bは、第2従動歯車の一例である。第2ウォームホイール部24bは、副軸ギア24の上側の円筒部の外周部に設けられる複数の歯によって構成される。中間ギア22が回転することによって、中間ギア22の回転力は、中間ギア22の第2ウォームギア部22eと第2ウォームホイール部24bを介して、副軸ギア24に伝達される。 The second worm wheel portion 24b is a gear with which the second worm gear portion 22e of the intermediate gear 22 meshes. The second worm wheel portion 24b is an example of a second driven gear. The second worm wheel portion 24 b is composed of a plurality of teeth provided on the outer peripheral portion of the upper cylindrical portion of the countershaft gear 24 . As the intermediate gear 22 rotates, the rotational force of the intermediate gear 22 is transmitted to the subshaft gear 24 via the second worm gear portion 22e and the second worm wheel portion 24b of the intermediate gear 22.

第1平ギア部31は、平歯状に形成された歯部によって構成され、第2ウォームホイール部24bの下側に第2ウォームホイール部24bと同軸上に隣接して設けられる。また、第1平ギア部31は、副軸ギア24の下側の円筒部の外周部に設けられている。副軸ギア24の下側の円筒部の外周部の半径は、副軸ギア24の上側の円筒部の外周部よりも小さくなっている。 The first spur gear portion 31 is configured by a tooth portion formed in a spur tooth shape, and is provided below the second worm wheel portion 24b so as to be coaxially adjacent to the second worm wheel portion 24b. Also, the first spur gear portion 31 is provided on the outer peripheral portion of the lower cylindrical portion of the countershaft gear 24 . The radius of the outer peripheral portion of the lower cylindrical portion of the countershaft gear 24 is smaller than the outer peripheral portion of the upper cylindrical portion of the countershaft gear 24 .

第1平ギア部31が、揺動カム33の第2平ギア部32と噛み合うことによって、副軸ギア24の回転力が揺動カム33に伝達される。第1平ギア部31は、第3駆動歯車の一例であり、かつ、副軸ギア24のギア部である。第2平ギア部32は、揺動カム33のギア部である。第2平ギア部32の中心軸と第1平ギア部31の中心軸とは、互いにZ軸方向に平行に延在している。 The first spur gear portion 31 meshes with the second spur gear portion 32 of the swing cam 33 , so that the rotational force of the countershaft gear 24 is transmitted to the swing cam 33 . The first spur gear portion 31 is an example of a third drive gear and is a gear portion of the countershaft gear 24 . The second spur gear portion 32 is a gear portion of the swing cam 33 . The central axis of the second spur gear portion 32 and the central axis of the first spur gear portion 31 extend parallel to each other in the Z-axis direction.

貫通孔24aは、円筒状の副軸ギア24の中心軸に沿って貫通する孔である。貫通孔24aには、マグネットホルダ25の軸部25bが圧入され、副軸ギア24はマグネットホルダ25と一体となって回転する。 The through hole 24 a is a hole that penetrates along the central axis of the cylindrical countershaft gear 24 . The shaft portion 25b of the magnet holder 25 is press-fitted into the through hole 24a, and the sub-shaft gear 24 rotates integrally with the magnet holder 25. As shown in FIG.

マグネットホルダ25は、マグネット保持部25a、軸部25bを有している。マグネットホルダ25は、金属又は樹脂で一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、非磁性のステンレス鋼で形成されている。ベース2に形成されたベアリングホルダ部2hの内周面に、2つのベアリング2iの外輪が圧入されている。マグネットホルダ25の軸部25bは円柱状の部材である。軸部25bは、副軸ギア24の貫通孔24aに圧入されており、軸部25bの下部は、2つのベアリング2iの内輪に挿入されている。したがって、マグネットホルダ25は、2つのベアリング2iによってベース2に対して軸支され、副軸ギア24と一体となって回転する。 The magnet holder 25 has a magnet holding portion 25a and a shaft portion 25b. The magnet holder 25 is a member integrally molded of metal or resin, and is made of non-magnetic stainless steel as an example here. Outer rings of two bearings 2i are press-fitted into the inner peripheral surface of a bearing holder portion 2h formed in the base 2. As shown in FIG. A shaft portion 25b of the magnet holder 25 is a cylindrical member. The shaft portion 25b is press-fitted into the through hole 24a of the countershaft gear 24, and the lower portion of the shaft portion 25b is inserted into the inner rings of the two bearings 2i. Therefore, the magnet holder 25 is pivotally supported with respect to the base 2 by the two bearings 2 i and rotates together with the counter shaft gear 24 .

また、マグネットホルダ25の上端にはマグネット保持部25aが設けられる。マグネット保持部25aは、有底円筒状の部材である。マグネット保持部25aは、マグネットホルダ25の上端面から下側に向かって窪む窪みを有している。マグネットMqの外周面は、マグネット保持部25aの内周面に接している。これにより、マグネット保持部25aにマグネットMqが固定されている。 A magnet holder 25 a is provided at the upper end of the magnet holder 25 . The magnet holding portion 25a is a bottomed cylindrical member. The magnet holding portion 25 a has a recess that is recessed downward from the upper end surface of the magnet holder 25 . The outer peripheral surface of the magnet Mq is in contact with the inner peripheral surface of the magnet holding portion 25a. Thereby, the magnet Mq is fixed to the magnet holding portion 25a.

ベース2に形成されたベアリングホルダ部2hに配設された2つのベアリング2iによってマグネットホルダ25の軸部25bが軸支されることで、マグネットホルダ25の傾きを防止することができる。そして、2つのベアリング2iは、軸部25bのZ軸方向においてできるだけ距離を離して配置すると、よりマグネットホルダ6の傾きを防止する効果が大きくなる。 Since the shaft portion 25b of the magnet holder 25 is pivotally supported by two bearings 2i arranged in the bearing holder portion 2h formed in the base 2, the inclination of the magnet holder 25 can be prevented. If the two bearings 2i are arranged as far apart as possible in the Z-axis direction of the shaft portion 25b, the effect of preventing the magnet holder 6 from tilting becomes greater.

図12に示すように、マグネットMqは、マグネットホルダ25のマグネット保持部25aの内部に圧入される略円柱状の永久磁石であり、上面および下面を有している。マグネットMqの上面は、角度センサSpの下面から一定距離を隔てて、向き合っている。マグネットMqの中心軸MqC(マグネットMqの中心を表す軸又は磁極の境界の中心を通る軸)は、マグネットホルダ25の中心軸SC、副軸ギア24の中心軸GsCおよびベアリング2iの中心軸BCと一致している。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となっている。 As shown in FIG. 12, the magnet Mq is a substantially cylindrical permanent magnet that is press-fitted inside the magnet holding portion 25a of the magnet holder 25, and has an upper surface and a lower surface. The upper surface of the magnet Mq faces the lower surface of the angle sensor Sp with a certain distance therebetween. The central axis MqC of the magnet Mq (the axis representing the center of the magnet Mq or the axis passing through the center of the boundary of the magnetic poles) is the central axis SC of the magnet holder 25, the central axis GsC of the sub-shaft gear 24, and the central axis BC of the bearing 2i. Match. By aligning the central axes in this way, it is possible to detect the rotation angle or rotation amount with higher accuracy.

なお、本発明の実施の形態においては、マグネットMqの2つの磁極(N/S)は、マグネットMqの中心軸MqCに対して垂直な平面(XY平面)内で隣り合うように形成されることが望ましい。これにより、さらに回転角又は回転量の検出精度が向上する。なお、マグネットMqは、例えばフェライト系、Nd(ネオジム)-Fe(鉄)-B(ホウ素)系などの磁性材料から形成される。マグネットMqは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石などであってもよい。 In the embodiment of the present invention, the two magnetic poles (N/S) of the magnet Mq are formed adjacent to each other in a plane (XY plane) perpendicular to the central axis MqC of the magnet Mq. is desirable. This further improves the detection accuracy of the rotation angle or rotation amount. The magnet Mq is made of a magnetic material such as ferrite, Nd (neodymium)--Fe (iron)--B (boron). The magnet Mq may be, for example, a rubber magnet containing a resin binder, a bond magnet, or the like.

(揺動カム)
図13は、図2に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、副軸ギア24、揺動カム33および揺動部材軸42の中心を通る面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図14は、図13に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、揺動カム軸34および揺動カム33を分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。
(Swing cam)
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a state of the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. FIG. 14 is an exploded perspective view schematically showing a disassembled state of the swing cam shaft 34 and the swing cam 33 in the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG.

図13,14に示すように、揺動カム33は、揺動カム軸34軸支されて回転する円筒状の部材である。揺動カム33は、第2平ギア部32と、第1カム部33aと、第2カム部33bと、貫通孔33cとを備えている。揺動カム33は、金属又は樹脂で一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。 As shown in FIGS. 13 and 14, the rocking cam 33 is a cylindrical member that is pivotally supported by the rocking cam shaft 34 and rotates. The swing cam 33 includes a second spur gear portion 32, a first cam portion 33a, a second cam portion 33b, and a through hole 33c. The rocking cam 33 is a member integrally molded of metal or resin, and is made of polyacetal resin as an example here.

第2平ギア部32は、副軸ギア24の第1平ギア部31が噛み合う歯車である。第2平ギア部32は、第3従動歯車の一例である。第2平ギア部32は、揺動カム33の下側の円筒部の外周部に設けられる複数の平歯によって構成される。副軸ギア24が回転することによって、副軸ギア24の回転力は、副軸ギア24の第1平ギア部31と第2平ギア部32を介して、揺動カム33に伝達される。 The second spur gear portion 32 is a gear with which the first spur gear portion 31 of the countershaft gear 24 meshes. The second spur gear portion 32 is an example of a third driven gear. The second spur gear portion 32 is composed of a plurality of spur teeth provided on the outer peripheral portion of the lower cylindrical portion of the swing cam 33 . As the countershaft gear 24 rotates, the rotational force of the countershaft gear 24 is transmitted to the swing cam 33 via the first spur gear portion 31 and the second spur gear portion 32 of the countershaft gear 24 .

第1カム部33aは、第2平ギア部32の回転に従って回転する。第1カム部33aは、略扇状に形成された扇状部によって構成され、第2平ギア部32の上側に第2平ギア部32と同軸上に隣接して設けられる。また、第1カム部33aは、揺動カム33の第1カム部33aの外周部に摺動面33dを有している。第1カム部33aの扇状部の外周部の半径は、第2平ギア部32の円筒部の外周部よりも小さくなっている。第1カム部33aが、揺動部材35の第1揺動部36と摺動することによって、揺動カム33の回転力が揺動部材35の第1揺動部36に伝達される。 The first cam portion 33a rotates as the second spur gear portion 32 rotates. The first cam portion 33 a is configured by a substantially fan-shaped portion, and is provided above the second spur gear portion 32 so as to be coaxially adjacent to the second spur gear portion 32 . Further, the first cam portion 33a of the rocking cam 33 has a sliding surface 33d on the outer peripheral portion of the first cam portion 33a. The radius of the outer peripheral portion of the fan-shaped portion of the first cam portion 33 a is smaller than the outer peripheral portion of the cylindrical portion of the second spur gear portion 32 . The rotational force of the swing cam 33 is transmitted to the first swing portion 36 of the swing member 35 by the first cam portion 33 a sliding against the first swing portion 36 of the swing member 35 .

第2カム部33bは、第2平ギア部32の回転に従って回転する。第2カム部33bは、第1カム部33aと異なる形状の略扇状に形成された扇状部によって構成され、第1カム部33aの上側に第1カム部33aと同軸上に隣接して設けられる。また、第2カム部33bは、揺動カム33の第2カム部33bの外周部に摺動面33eを有している。第2カム部33bの扇状部の外周部の半径は、第1カム部33aの扇状部の外周部の半径の外周部よりも小さくなっている。第2カム部33bが、揺動部材35の第3揺動部38と摺動することによって、揺動カム33の回転力が揺動部材35の第3揺動部38に伝達される。 The second cam portion 33b rotates as the second spur gear portion 32 rotates. The second cam portion 33b is composed of a substantially fan-shaped portion having a shape different from that of the first cam portion 33a, and is provided above the first cam portion 33a and coaxially adjacent to the first cam portion 33a. . Further, the second cam portion 33b of the swing cam 33 has a sliding surface 33e on the outer peripheral portion of the second cam portion 33b. The radius of the outer peripheral portion of the fan-shaped portion of the second cam portion 33b is smaller than the radius of the outer peripheral portion of the fan-shaped portion of the first cam portion 33a. The rotation force of the swing cam 33 is transmitted to the third swing portion 38 of the swing member 35 by sliding the second cam portion 33 b on the third swing portion 38 of the swing member 35 .

貫通孔33cは、揺動カム33の中心軸に沿って貫通する円筒状の孔である。貫通孔33cには、揺動カム軸34に挿入されている。揺動カム軸34は、金属又は樹脂により形成された円柱棒状部材であり、ここでは一例として、非磁性のステンレス鋼で形成されている。揺動カム軸34の下側端34aは、ベース2に形成された揺動カム軸ホルダ部2jの内周面に圧入されて固定されている。揺動カム33は、揺動カム軸34の上側端34bにおいて、固定具34cよりZ軸方向に移動しないように制限されている。従って、揺動カム軸34は、揺動カム軸ホルダ部2jによってベース2に対して軸支され、揺動カム33は揺動カム軸34の中心軸周りに回転する。 The through hole 33c is a cylindrical hole penetrating along the central axis of the swing cam 33 . A rocking cam shaft 34 is inserted into the through hole 33c. The rocking camshaft 34 is a cylindrical bar-shaped member made of metal or resin, and is made of non-magnetic stainless steel as an example here. A lower end 34a of the rocking cam shaft 34 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the rocking cam shaft holder portion 2j formed in the base 2. As shown in FIG. The rocking cam 33 is restricted at the upper end 34b of the rocking cam shaft 34 by a fixture 34c so as not to move in the Z-axis direction. Therefore, the swing cam shaft 34 is pivotally supported with respect to the base 2 by the swing cam shaft holder portion 2 j , and the swing cam 33 rotates around the central axis of the swing cam shaft 34 .

(揺動部材)
図13は、図2に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、副軸ギア24、揺動カム33および揺動部材軸42の中心を通る面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図15は、図1に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、モータ1を除いた状態で揺動部材軸42およびマグネットMrの中心を通る面で切断した状態を概略的に示す断面図である。
(Swing member)
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a state of the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 1 taken along a plane passing through the center of the swing member shaft 42 and the magnet Mr with the motor 1 removed.

図16は、図6に示すアブソリュートエンコーダ100の揺動カム33および揺動部材35の構成を概略的に示す拡大平面図である。図17は、図16に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、揺動部材軸42、弾性部材39、第3揺動部38、第1揺動部36および第2揺動部37、マグネットMr並びにマグネットネジホルダ41を分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。 FIG. 16 is an enlarged plan view schematically showing the configuration of rocking cam 33 and rocking member 35 of absolute encoder 100 shown in FIG. FIG. 17 shows the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. 4 is an exploded perspective view schematically showing an exploded state of the screw holder 41. FIG.

図13,15~17に示すように、揺動部材35は、揺動部材軸42に挿入されて揺動される略鋏状の部材である。揺動部材35は、第1揺動部36と、第2揺動部37と、第3揺動部38と、弾性部材39と、マグネットMrとを備えている。第1揺動部36は、第1カム部33aと摺動可能となっており、第1カム部33aとの摺動に従って揺動する。 As shown in FIGS. 13 and 15 to 17, the swinging member 35 is a substantially scissor-shaped member that is inserted into the swinging member shaft 42 and swings. The swinging member 35 includes a first swinging portion 36, a second swinging portion 37, a third swinging portion 38, an elastic member 39, and a magnet Mr. The first swinging portion 36 is slidable with the first cam portion 33a, and swings according to the sliding movement with the first cam portion 33a.

第2揺動部37は、左側端37aにおいて第1揺動部36へと延びており、右側端37bにおいて第1揺動部36の揺動に従って第1の位置L1と第2の位置L2との間を揺動するマグネットMrを有している。第3揺動部38は、平面視において第1カム部33aおよび第2カム部33bを第1揺動部36との間で挟み込むように延在し、第2カム部33bと摺動可能となっており、第2カム部33bとの摺動に従って揺動する。弾性部材39は、第1揺動部36と第3揺動部38とを互いに引き付ける。 The second swinging portion 37 extends to the first swinging portion 36 at the left end 37a, and moves between the first position L1 and the second position L2 at the right end 37b as the first swinging portion 36 swings. It has a magnet Mr that oscillates between The third swinging portion 38 extends so as to sandwich the first cam portion 33a and the second cam portion 33b with the first swinging portion 36 in plan view, and is slidable with the second cam portion 33b. , and swings as it slides with the second cam portion 33b. The elastic member 39 attracts the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 to each other.

具体的に、第1揺動部36は、揺動カム33の第1カム部33aが摺動するための略矩形状の棒状部材である。第1揺動部36は、前後方向において斜めに延在している。第1揺動部36の後側端36aには、第1カム部33aの摺動面33dが摺動するための摺動面36bが第1揺動部36のX軸方向右側の側面に設けられている。また、第1揺動部36の後側端36aには、第1揺動部36の上面からZ軸方向上側に向かって突出する略円柱状の部分である、弾性部材39を取り付けるための弾性部材取付部36cが設けられている。 Specifically, the first rocking portion 36 is a substantially rectangular rod-like member on which the first cam portion 33a of the rocking cam 33 slides. The first swinging portion 36 obliquely extends in the front-rear direction. At the rear end 36a of the first swinging portion 36, a sliding surface 36b on which the sliding surface 33d of the first cam portion 33a slides is provided on the right side surface of the first swinging portion 36 in the X-axis direction. It is Further, at the rear end 36a of the first swinging portion 36, an elastic member 39 for attaching an elastic member 39, which is a substantially cylindrical portion protruding upward in the Z-axis direction from the upper surface of the first swinging portion 36 A member mounting portion 36c is provided.

第1揺動部36の前側端36dには、第2揺動部37がX軸方向右側に向かって延在している。第1揺動部36は、第1揺動部36の前側端36dにおいて第2揺動部37の左側端37aと金属又は樹脂で一体的に成型されて略L字状の部材として形成されている。第1揺動部36および第2揺動部37は、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。第2揺動部37は、第1揺動部36の左右方向の揺動に従って前後方向に揺動する略矩形状の棒状部材である。 A second swinging portion 37 extends rightward in the X-axis direction from a front end 36d of the first swinging portion 36 . The first swinging portion 36 is integrally molded with metal or resin at the front end 36d of the first swinging portion 36 and the left end 37a of the second swinging portion 37 to form a substantially L-shaped member. there is The first swinging portion 36 and the second swinging portion 37 are made of polyacetal resin as an example here. The second swinging portion 37 is a substantially rectangular rod-shaped member that swings in the front-rear direction in accordance with the left-right swinging motion of the first swinging portion 36 .

第2揺動部37の右側端37bには、Z軸方向下側にマグネットMrを有し、外周面にネジ部を有するマグネットネジホルダ41と、Z軸方向に沿って貫通する円筒状の孔であり、内周面にマグネットネジホルダ41と螺合するねじ溝部を有するネジ孔37cが設けられている。マグネットネジホルダ41は、ネジ孔37cに螺合されている。 At the right end 37b of the second swinging portion 37, a magnet screw holder 41 having a magnet Mr on the lower side in the Z-axis direction and a screw portion on the outer peripheral surface, and a cylindrical hole penetrating along the Z-axis direction. , and a screw hole 37c having a screw groove portion to be screwed with the magnet screw holder 41 is provided on the inner peripheral surface. The magnet screw holder 41 is screwed into the screw hole 37c.

このため、マグネットネジホルダ41を回転させるとマグネットネジホルダ41がネジ孔37cに螺合し、マグネットネジホルダ41はZ軸方向に移動する。マグネットMrがZ軸方向に移動することで、マグネットMrとホール検出器Srとの距離を調整することができ、ホール検出器Srに加えられる磁束の強さを変更することができる。これにより、ホール検出器SrがマグネットMrを検出する閾値を調整することができる。 Therefore, when the magnet screw holder 41 is rotated, the magnet screw holder 41 is screwed into the screw hole 37c, and the magnet screw holder 41 moves in the Z-axis direction. By moving the magnet Mr in the Z-axis direction, the distance between the magnet Mr and the Hall detector Sr can be adjusted, and the strength of the magnetic flux applied to the Hall detector Sr can be changed. Thereby, the threshold for the Hall detector Sr to detect the magnet Mr can be adjusted.

第2揺動部37の左側端37aには、Z軸方向に沿って貫通する円筒状の孔である貫通孔37dが形成されている。貫通孔37dは、揺動部材軸42に挿入されている。 A through-hole 37d, which is a cylindrical hole that penetrates along the Z-axis direction, is formed in the left end 37a of the second swinging portion 37. As shown in FIG. The swing member shaft 42 is inserted into the through hole 37d.

マグネットMrは、マグネットネジホルダ41の下側の窪みに圧入される略円柱状の永久磁石であり、上面および下面を有している。マグネットMrの下面は、後述するホール検出器Srの上面から一定距離を隔てて、向き合っている。マグネットMrの中心軸MrC(マグネットMrの中心を表す軸)は、マグネットネジホルダ41の中心軸MsC、ネジ孔37cの中心軸ShCおよびホール検出器Srの中心軸SrCと一致している。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となっている。 The magnet Mr is a substantially columnar permanent magnet that is press-fitted into a depression on the lower side of the magnet screw holder 41, and has an upper surface and a lower surface. The lower surface of the magnet Mr faces the upper surface of the Hall detector Sr, which will be described later, with a certain distance therebetween. The central axis MrC of the magnet Mr (the axis representing the center of the magnet Mr) coincides with the central axis MsC of the magnet screw holder 41, the central axis ShC of the screw hole 37c, and the central axis SrC of the Hall detector Sr. By aligning the central axes in this way, it is possible to detect the rotation angle or rotation amount with higher accuracy.

なお、本発明の実施の形態においては、マグネットMrは、例えばフェライト系、Nd(ネオジム)-Fe(鉄)-B(ホウ素)系などの磁性材料から形成される。マグネットMrは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石などであってもよい。ホール検出器SrによるマグネットMrの検出は、角度センサSp,SqによるマグネットMp,Mqの検出よりも検出精度が求められないため、小型で磁束密度の低いマグネットを使用することができる。このため、磁気干渉などの影響を抑えながらモータ1の主軸1aの検出可能な回転量を増やすことができる。 In the embodiment of the present invention, the magnet Mr is made of a magnetic material such as ferrite, Nd (neodymium)--Fe (iron)--B (boron). The magnet Mr may be, for example, a rubber magnet containing a resin binder, a bond magnet, or the like. Since detection of the magnet Mr by the Hall detector Sr requires less detection accuracy than detection of the magnets Mp and Mq by the angle sensors Sp and Sq, a compact magnet with a low magnetic flux density can be used. Therefore, it is possible to increase the detectable amount of rotation of the main shaft 1a of the motor 1 while suppressing the influence of magnetic interference and the like.

第3揺動部38は、揺動カム33の第2カム部33bが摺動するための略矩形状の湾曲した棒状部材である。第3揺動部38は、前後方向において斜めに延在している。第3揺動部38の後側端38aには、第2カム部33bの摺動面33eが摺動するための摺動面38bが第3揺動部38のX軸方向左側の側面に設けられている。 The third rocking portion 38 is a substantially rectangular curved rod-like member on which the second cam portion 33b of the rocking cam 33 slides. The third swing portion 38 obliquely extends in the front-rear direction. At the rear end 38a of the third swinging portion 38, a sliding surface 38b on which the sliding surface 33e of the second cam portion 33b slides is provided on the left side surface of the third swinging portion 38 in the X axis direction. It is

また、第3揺動部38の前後方向における中央部分には、第3揺動部38の上面からZ軸方向上側に向かって突出する略円柱状の部分である、弾性部材39を取り付けるための弾性部材取付部38cが設けられている。第3揺動部38の前側端38dには、Z軸方向に沿って貫通する円筒状の孔である貫通孔38eが形成されている。貫通孔38eは、第1揺動部36および第2揺動部37の上側において揺動部材軸42に挿入されている。 In addition, at the central portion of the third swinging portion 38 in the front-rear direction, an elastic member 39, which is a substantially cylindrical portion projecting upward in the Z-axis direction from the upper surface of the third swinging portion 38, is attached. An elastic member mounting portion 38c is provided. A through-hole 38e, which is a cylindrical hole that penetrates along the Z-axis direction, is formed in a front end 38d of the third swinging portion 38. As shown in FIG. The through hole 38 e is inserted into the swing member shaft 42 above the first swing portion 36 and the second swing portion 37 .

揺動部材軸42は、金属又は樹脂により形成された円柱棒状部材であり、ここでは一例として、非磁性のステンレス鋼で形成されている。揺動部材軸42の下側端42aは、ベース2に形成された揺動部材軸ホルダ部2kの内周面に圧入されて固定されている。第1揺動部36、第2揺動部37および第3揺動部38は、揺動部材軸42の上側端42bにおいて、固定具42cよりZ軸方向に移動しないように制限されている。したがって、揺動部材軸42は、揺動部材軸ホルダ部2kによってベース2に対して軸支され、第1揺動部36、第2揺動部37および第3揺動部38は、揺動部材軸42の中心軸周りに揺動する。 The rocking member shaft 42 is a cylindrical rod-shaped member made of metal or resin, and is made of non-magnetic stainless steel as an example here. A lower end 42a of the swing member shaft 42 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the swing member shaft holder portion 2k formed in the base 2. As shown in FIG. The first swinging portion 36, the second swinging portion 37, and the third swinging portion 38 are restricted at the upper end 42b of the swinging member shaft 42 so as not to move in the Z-axis direction by the fixture 42c. Therefore, the swinging member shaft 42 is pivotally supported with respect to the base 2 by the swinging member shaft holder portion 2k, and the first swinging portion 36, the second swinging portion 37 and the third swinging portion 38 swing. It swings around the central axis of the member shaft 42 .

弾性部材39は、左右方向において第1揺動部36と第3揺動部38との間に配置されている。弾性部材39は、例えば引っ張りばねであり、弾性部材39の一端が第1揺動部36の弾性部材取付部36cに、弾性部材39の他端が第3揺動部38の弾性部材取付部38cに取り付けられており、弾性部材取付部36cおよび弾性部材取付部38cを左右方向に互いに近づく方向に引っ張っている。 The elastic member 39 is arranged between the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 in the left-right direction. The elastic member 39 is, for example, a tension spring. , and pulls the elastic member mounting portion 36c and the elastic member mounting portion 38c toward each other in the left-right direction.

これにより、第1揺動部36および第3揺動部38は、左右方向に互いに近づく方向に付勢される。これにより、第1揺動部36の追従性を向上させ、揺動部材35の高精度な運動が可能となる。特に、揺動カム33が高速回転した場合であっても、揺動部材35の追従性を確保することができる。なお、第1揺動部36と第3揺動部38との間に配置された弾性部材39の長さは、常に一定となっており、弾性部材39の付勢力も常に一定となっている。 As a result, the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 are biased toward each other in the left-right direction. As a result, the followability of the first oscillating portion 36 is improved, and highly accurate movement of the oscillating member 35 becomes possible. In particular, even when the swing cam 33 rotates at high speed, the followability of the swing member 35 can be ensured. The length of the elastic member 39 arranged between the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 is always constant, and the biasing force of the elastic member 39 is also always constant. .

図18は、図6に示すアブソリュートエンコーダ100の構成を、揺動部材35を除いた状態で概略的に示す平面図である。検出部40は、揺動部材35が第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出する。検出部40は、マグネットMrが第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出するホール検出器Srである。 FIG. 18 is a plan view schematically showing the configuration of absolute encoder 100 shown in FIG. 6 with swing member 35 removed. The detector 40 detects whether the swing member 35 is at the first position L1 or the second position L2. The detection unit 40 is a Hall detector Sr that detects whether the magnet Mr is at the first position L1 or the second position L2.

具体的に、ホール検出器Srは、アブソリュートエンコーダ100のベース2の底部2bに基板に実装された状態で固定されている。ホール検出器Srは、X軸方向右側かつY軸方向前側に配置されており、マグネットMrの下面と、一定距離を隔てて、向き合っている。ホール検出器Srの中心軸SrCは、ホール検出器Srの中心よりも前側にずれている。ホール検出器Srの中心軸SrCは、第1の位置L1においてマグネットMrの中心軸MrCと一致している。ホール検出器Srは、マグネットMrが第1の位置L1に位置している場合にマグネットMrを検知し、マグネットMrが第2の位置L2に位置している場合にマグネットMrを検知しない。 Specifically, the Hall detector Sr is fixed to the bottom 2b of the base 2 of the absolute encoder 100 while being mounted on a substrate. The Hall detector Sr is arranged on the right side in the X-axis direction and on the front side in the Y-axis direction, and faces the lower surface of the magnet Mr with a certain distance therebetween. The central axis SrC of the Hall detector Sr is shifted forward from the center of the Hall detector Sr. The central axis SrC of the Hall detector Sr coincides with the central axis MrC of the magnet Mr at the first position L1. The Hall detector Sr detects the magnet Mr when the magnet Mr is positioned at the first position L1, and does not detect the magnet Mr when the magnet Mr is positioned at the second position L2.

続いて、アブソリュートエンコーダ100の揺動カム33および揺動部材35の動作について具体的に説明する。 Next, operations of the swing cam 33 and the swing member 35 of the absolute encoder 100 will be specifically described.

図19(a)~図30(a)は、図6に示すアブソリュートエンコーダの0~120番地における第1カム部33aに当接する第1揺動部36および第2カム部33bに当接する第3揺動部38の位置を概略的に示す拡大平面図である。例えば、0番地は主軸の回転数が0回転目であり、ホール検出器Srの中心軸SrCとマグネットMrの中心軸MrCが一致する位置となり、例えば50番地は主軸の回転数が50回転目であり、50番地を境にホール検出器Srからの信号が反転するである。図19(b)~図30(b)は、第1揺動部36および第3揺動部38の位置が図19(a)~図30(a)のとき第2揺動部37の位置を概略的に示す拡大平面図である。なお、図19~30においては、揺動カム33および揺動部材35の動作を確認するために、弾性部材39が除かれて示されている。また、図19~30においては、マグネットMrの動作を確認するために、マグネットMrが除かれてマグネットMrの中心軸MrCのみが示されている。 19(a) to 30(a) show the first swinging portion 36 in contact with the first cam portion 33a and the third swinging portion 36 in contact with the second cam portion 33b at addresses 0 to 120 of the absolute encoder shown in FIG. 4 is an enlarged plan view schematically showing the position of a swinging part 38; FIG. For example, address 0 is the 0th rotation of the main shaft, and the central axis SrC of the Hall detector Sr and the central axis MrC of the magnet Mr are aligned. For example, address 50 is the 50th rotation of the main shaft. Yes, the signal from the Hall detector Sr is inverted at address 50 as a boundary. 19(b) to 30(b) show the position of the second oscillating portion 37 when the positions of the first oscillating portion 36 and the third oscillating portion 38 are as shown in FIGS. 19(a) to 30(a). is an enlarged plan view schematically showing the. 19 to 30, the elastic member 39 is removed in order to confirm the operation of the swing cam 33 and the swing member 35. As shown in FIG. 19 to 30, in order to confirm the operation of the magnet Mr, the magnet Mr is removed and only the central axis MrC of the magnet Mr is shown.

上述したように、アブソリュートエンコーダ100は、主軸1aが60回転すると、中間ギア22が10回転し、副軸ギア24が1回転する。また、アブソリュートエンコーダ100は、副軸ギア24が2回転するとき揺動カム33が1回転し、揺動部材35が1回往復してマグネットMrが第1の位置L1から第2の位置L2に移動し、その後、第2の位置L2から第1の位置L1に戻る。したがって、アブソリュートエンコーダ100は、主軸1aの120回転分の回転量を特定することができ、これらの回転量における各ギアおよび揺動部材35の位置を0~120番地として示すことができる。 As described above, in the absolute encoder 100, when the main shaft 1a rotates 60 times, the intermediate gear 22 rotates 10 times and the countershaft gear 24 rotates once. Also, in the absolute encoder 100, when the auxiliary shaft gear 24 rotates twice, the rocking cam 33 rotates once, the rocking member 35 reciprocates once, and the magnet Mr moves from the first position L1 to the second position L2. It moves and then returns from the second position L2 to the first position L1. Therefore, the absolute encoder 100 can specify the rotation amount for 120 rotations of the main shaft 1a, and can indicate the positions of the gears and the swing member 35 in these rotation amounts as 0 to 120 addresses.

図19は、アブソリュートエンコーダ100の0番地における第1カム部33aに当接する第1揺動部36と、第2カム部33bに当接する揺動ギア33および揺動部材35の位置を示しており、主軸1aが0回転のときの揺動カム33および揺動部材35の位置を示している。すなわち、図19は、揺動カム33および揺動部材35の基準位置を示している。このとき、図19(b)に示すように、マグネットMrの中心軸MrCとホール検出器Srの中心軸SrCとが第1の位置L1において略一致している。 FIG. 19 shows the positions of the first oscillating portion 36 in contact with the first cam portion 33a at address 0 of the absolute encoder 100, and the oscillating gear 33 and oscillating member 35 in contact with the second cam portion 33b. , the positions of the rocking cam 33 and the rocking member 35 when the main shaft 1a rotates zero. 19 shows the reference positions of the swing cam 33 and the swing member 35. FIG. At this time, as shown in FIG. 19(b), the central axis MrC of the magnet Mr and the central axis SrC of the Hall detector Sr substantially coincide at the first position L1.

図20(a)~図21(a)に示すように、揺動カム33が0番地から25番地、40番地に移動すると、揺動カム33が右回りに回転する。このとき、揺動カム33の第2カム部33bの摺動面33eが揺動部材35の第3揺動部38の摺動面38bを摺動すると共に、揺動カム33の第1カム部33aが揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bを摺動する。ここで、揺動部材35の第1揺動部36および第3揺動部38の位置は変わらず、揺動部材35の第2揺動部37の位置も変わらない。したがって、図20(b)~図21(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCとホール検出器Srの中心軸SrCとが第1の位置L1において略一致したままである。 As shown in FIGS. 20(a) to 21(a), when the swing cam 33 moves from address 0 to addresses 25 and 40, the swing cam 33 rotates clockwise. At this time, the sliding surface 33e of the second cam portion 33b of the swing cam 33 slides on the sliding surface 38b of the third swing portion 38 of the swing member 35, and the first cam portion of the swing cam 33 slides. 33 a slides on the sliding surface 36 b of the first swing portion 36 of the swing member 35 . Here, the positions of the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 of the swinging member 35 remain unchanged, and the position of the second swinging portion 37 of the swinging member 35 remains unchanged. Therefore, in FIGS. 20(b) to 21(b), the center axis MrC of the magnet Mr and the center axis SrC of the Hall detector Sr remain substantially aligned at the first position L1.

図22(a)~図24(a)に示すように、揺動カム33が40番地から44番地、48番地、50番地に移動すると、揺動カム33が更に右回りに回転する。このとき、揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bが揺動カム33の第1カム部33aを押圧し、揺動部材35の第1揺動部36が揺動部材軸42周りに左回りに回動する。第1揺動部36が揺動部材軸42周りに左回りに回動すると、弾性部材39の付勢力により揺動部材35の第3揺動部38が揺動部材軸42周りに左回りに回動して第3揺動部38の摺動面38bが揺動カム33の第2カム部33bを押圧する。また、第1揺動部36が揺動部材軸42周りに左回りに回動すると、第2揺動部37が揺動部材軸42周りに左回りに回動する。したがって、図22(b)~図24(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCが第1の位置L1から第2の位置L2に向かって後側に移動する。 As shown in FIGS. 22(a) to 24(a), when the swing cam 33 moves from address 40 to addresses 44, 48, and 50, the swing cam 33 rotates further clockwise. At this time, the sliding surface 36b of the first oscillating portion 36 of the oscillating member 35 presses the first cam portion 33a of the oscillating cam 33, and the first oscillating portion 36 of the oscillating member 35 moves toward the oscillating member shaft. 42 to rotate counterclockwise. When the first swinging portion 36 rotates counterclockwise about the swinging member shaft 42 , the biasing force of the elastic member 39 causes the third swinging portion 38 of the swinging member 35 to rotate counterclockwise about the swinging member shaft 42 . As it rotates, the sliding surface 38b of the third swinging portion 38 presses the second cam portion 33b of the swinging cam 33 . Further, when the first swinging portion 36 rotates counterclockwise about the swinging member shaft 42 , the second swinging portion 37 rotates counterclockwise about the swinging member shaft 42 . Therefore, in FIGS. 22(b) to 24(b), the center axis MrC of the magnet Mr moves rearward from the first position L1 toward the second position L2.

図25(a)に示すように、揺動カム33が50番地から60番地に移動すると、揺動カム33が更に右回りに回転する。このとき、揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bが揺動カム33の第1カム部33aを更に押圧し、揺動部材35の第1揺動部36が揺動部材軸42周りに更に左回りに回動する。第1揺動部36が揺動部材軸42周りに更に左回りに回動すると、弾性部材39の付勢力により揺動部材35の第3揺動部38が揺動部材軸42周りに更に左回りに回動して第3揺動部38の摺動面38bが揺動カム33の第2カム部33bを更に押圧する。また、第1揺動部36が揺動部材軸42周りに更に左回りに回動すると、第2揺動部37が揺動部材軸42周りに更に左回りに回動する。したがって、図25(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCが第2の位置L2に移動する。 As shown in FIG. 25(a), when the swing cam 33 moves from address 50 to address 60, the swing cam 33 rotates further clockwise. At this time, the sliding surface 36b of the first swinging portion 36 of the swinging member 35 further presses the first cam portion 33a of the swinging cam 33, and the first swinging portion 36 of the swinging member 35 It further rotates counterclockwise around the shaft 42 . When the first swinging portion 36 rotates further counterclockwise about the swinging member shaft 42 , the biasing force of the elastic member 39 causes the third swinging portion 38 of the swinging member 35 to further rotate leftward about the swinging member shaft 42 . As it rotates, the sliding surface 38b of the third swinging portion 38 presses the second cam portion 33b of the swinging cam 33 further. Further, when the first swinging portion 36 rotates further counterclockwise about the swinging member shaft 42 , the second swinging portion 37 further rotates counterclockwise about the swinging member shaft 42 . Therefore, in FIG. 25(b), the central axis MrC of the magnet Mr moves to the second position L2.

図26(a)~図27(a)に示すように、揺動カム33が60番地から80番地、100番地に移動すると、揺動カム33が更に右回りに回転する。このとき、揺動カム33の第1カム部33aの摺動面33dが揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bを摺動すると共に、揺動カム33の第2カム部33bが揺動部材35の第3揺動部38の摺動面38bを摺動する。ここで、揺動部材35の第1揺動部36および第3揺動部38の位置は変わらず、揺動部材35の第2揺動部37の位置も変わらない。したがって、図26(b)~図27(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCが第2の位置L2に留まったままである。 As shown in FIGS. 26(a) to 27(a), when the swing cam 33 moves from address 60 to address 80 and then to address 100, the swing cam 33 rotates further clockwise. At this time, the sliding surface 33d of the first cam portion 33a of the swing cam 33 slides on the sliding surface 36b of the first swing portion 36 of the swing member 35, and the second cam portion of the swing cam 33 slides. 33 b slides on the sliding surface 38 b of the third swing portion 38 of the swing member 35 . Here, the positions of the first swinging portion 36 and the third swinging portion 38 of the swinging member 35 remain unchanged, and the position of the second swinging portion 37 of the swinging member 35 remains unchanged. Therefore, in FIGS. 26(b) to 27(b), the central axis MrC of the magnet Mr remains at the second position L2.

図28(a)~図29(a)に示すように、揺動カム33が100番地から106番地、110番地に移動すると、揺動カム33が更に右回りに回転する。このとき、揺動部材35の第3揺動部38の摺動面38bが揺動カム33の第2カム部33bを押圧し、揺動部材35の第3揺動部38が揺動部材軸42周りに右回りに回動する。第3揺動部38が揺動部材軸42周りに右回りに回動すると、弾性部材39の付勢力により揺動部材35の第1揺動部36が揺動部材軸42周りに右回りに回動して揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bが揺動カム33の第1カム部33aを押圧する。第1揺動部36が揺動部材軸42周りに右回りに回動すると、第2揺動部37が揺動部材軸42周りに右回りに回動する。したがって、図28(b)~図29(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCが第2の位置L2から第1の位置L1に向かって前側に移動する。 As shown in FIGS. 28A to 29A, when the swing cam 33 moves from address 100 to addresses 106 and 110, the swing cam 33 rotates further clockwise. At this time, the sliding surface 38b of the third swinging portion 38 of the swinging member 35 presses the second cam portion 33b of the swinging cam 33, and the third swinging portion 38 of the swinging member 35 moves toward the swing member shaft. 42 to rotate clockwise. When the third swinging portion 38 rotates clockwise about the swinging member shaft 42 , the biasing force of the elastic member 39 causes the first swinging portion 36 of the swinging member 35 to rotate clockwise about the swinging member shaft 42 . As the swing member 35 rotates, the sliding surface 36 b of the first swing portion 36 of the swing member 35 presses the first cam portion 33 a of the swing cam 33 . When the first swinging portion 36 rotates clockwise about the swinging member shaft 42 , the second swinging portion 37 rotates clockwise about the swinging member shaft 42 . Therefore, in FIGS. 28(b) and 29(b), the central axis MrC of the magnet Mr moves forward from the second position L2 toward the first position L1.

図30(a)に示すように、揺動カム33が110番地から120番地に移動すると、揺動カム33が更に右回りに回転して0番地に戻る。このとき、揺動部材35の第3揺動部38の摺動面38bが揺動カム33の第2カム部33bを更に押圧し、揺動部材35の第3揺動部38が揺動部材軸42周りに更に右回りに回動する。第3揺動部38が揺動部材軸42周りに更に右回りに回動すると、弾性部材39の付勢力により揺動部材35の第1揺動部36が揺動部材軸42周りに更に右回りに回動して揺動部材35の第1揺動部36の摺動面36bが揺動カム33の第1カム部33aを更に押圧する。第1揺動部36が揺動部材軸42周りに更に右回りに回動すると、第2揺動部37が揺動部材軸42周りに更に右回りに回動する。したがって、図30(b)においては、マグネットMrの中心軸MrCが第1の位置L1に移動し、マグネットMrの中心軸MrCとホール検出器Srの中心軸SrCとが第1の位置L1において略一致している。 As shown in FIG. 30(a), when the swing cam 33 moves from address 110 to address 120, the swing cam 33 rotates further clockwise and returns to address 0. As shown in FIG. At this time, the sliding surface 38b of the third oscillating portion 38 of the oscillating member 35 further presses the second cam portion 33b of the oscillating cam 33, and the third oscillating portion 38 of the oscillating member 35 moves toward the oscillating member. It rotates further clockwise around the shaft 42 . When the third swinging portion 38 further rotates clockwise around the swinging member shaft 42 , the biasing force of the elastic member 39 causes the first swinging portion 36 of the swinging member 35 to further rotate rightward around the swinging member shaft 42 . The sliding surface 36b of the first swinging portion 36 of the swinging member 35 presses the first cam portion 33a of the swinging cam 33 further. When the first swinging portion 36 further rotates clockwise about the swinging member shaft 42 , the second swinging portion 37 further rotates clockwise about the swinging member shaft 42 . Therefore, in FIG. 30(b), the central axis MrC of the magnet Mr moves to the first position L1, and the central axis MrC of the magnet Mr and the central axis SrC of the Hall detector Sr are substantially aligned at the first position L1. Match.

なお、本発明の実施の形態においては、揺動カム33が左回りに回転してもよく、揺動カム33が左回りした場合においても、上述の場合と同様に揺動部材35を揺動部材軸42周りに回動してマグネットMrの中心軸MrCを移動することができる。 In the embodiment of the present invention, the rocking cam 33 may rotate counterclockwise, and even when the rocking cam 33 rotates counterclockwise, the rocking member 35 is rocked in the same manner as described above. The central axis MrC of the magnet Mr can be moved by rotating around the member axis 42 .

続いて、アブソリュートエンコーダ100の制御部110の構成について具体的に説明する。 Next, the configuration of the control section 110 of the absolute encoder 100 will be specifically described.

(制御部)
図31は、図1に示すアブソリュートエンコーダ100の機能的構成を概略的に示すブロック図である。図31に示す制御部110の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPU(central processing unit)をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組み合わせによって種々の形態で実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
(control part)
FIG. 31 is a block diagram schematically showing a functional configuration of absolute encoder 100 shown in FIG. 1. Referring to FIG. Each block of the control unit 110 shown in FIG. 31 can be implemented by hardware such as a CPU (central processing unit) of a computer or other device or mechanical device, and can be implemented by a computer program or the like in terms of software. However, here, the functional blocks realized by their cooperation are drawn. Therefore, those skilled in the art who have read this specification will understand that these functional blocks can be realized in various forms by combining hardware and software.

制御部110は、回転角取得部111、回転角取得部112、マグネット有無検出部113、テーブル処理部114、回転量特定部115および出力部116を備えている。回転角取得部111は、角度センサSpから出力された信号をもとに主軸ギア20の回転角度Apを取得する。回転角度Apは、主軸ギア20の回転角度を示す角度情報である。 The control unit 110 includes a rotation angle acquisition unit 111 , a rotation angle acquisition unit 112 , a magnet presence/absence detection unit 113 , a table processing unit 114 , a rotation amount identification unit 115 and an output unit 116 . The rotation angle acquisition unit 111 acquires the rotation angle Ap of the main shaft gear 20 based on the signal output from the angle sensor Sp. The rotation angle Ap is angle information indicating the rotation angle of the main shaft gear 20 .

回転角取得部112は、角度センサSqから出力された信号をもとに副軸ギア24の回転角度Aqを取得する。回転角度Aqは、副軸ギア24の回転角度を示す角度情報である。マグネット有無検出部113は、ホール検出器Srから出力された信号をもとにマグネットMrの検出情報Arを取得する。検出情報Arは、マグネットMrが検出されているか否かの情報である。 The rotation angle acquisition unit 112 acquires the rotation angle Aq of the sub shaft gear 24 based on the signal output from the angle sensor Sq. The rotation angle Aq is angle information indicating the rotation angle of the subshaft gear 24 . The magnet presence/absence detector 113 acquires the detection information Ar of the magnet Mr based on the signal output from the Hall detector Sr. The detection information Ar is information as to whether or not the magnet Mr is detected.

テーブル処理部114は、回転角度Aqと、検出情報Arと、回転角度Aqおよび検出情報Arに対応する主軸ギア20の回転数とを格納した対応関係テーブル114aを参照して、取得した回転角度Aqおよび検出情報Arに対応する主軸ギア20の回転数を特定する。回転量特定部115は、テーブル処理部114によって特定された主軸ギア20の回転数と、取得した回転角度Aqおよび検出情報Arとに応じて主軸ギア20の複数回転にわたる回転量を特定する。出力部116は、特定された主軸ギア20の複数回転にわたる回転量を、当該回転量を示す情報に変換して出力する。 The table processing unit 114 refers to the correspondence table 114a that stores the rotation angle Aq, the detection information Ar, and the number of rotations of the main shaft gear 20 corresponding to the rotation angle Aq and the detection information Ar. and the rotational speed of the main shaft gear 20 corresponding to the detection information Ar. The rotation amount specifying unit 115 specifies the rotation amount of the main shaft gear 20 over multiple rotations according to the number of rotations of the main shaft gear 20 specified by the table processing unit 114 and the acquired rotation angle Aq and detection information Ar. The output unit 116 converts the specified amount of rotation of the main shaft gear 20 over a plurality of rotations into information indicating the amount of rotation and outputs the information.

図32は、図1に示すアブソリュートエンコーダ100の構成において、モータ1の主軸1aの回転数(番地)とホール検出器Srの検出結果との関係を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは、便宜上、副軸ギア24が2回転、すなわち主軸1aが120回転した場合のマグネット有無検出部113から出力される電圧の変化を模式的に示したものである。図32に示すように、副軸ギア24の角度センサSqから求めた主軸1aの回転数が0~39回転となった場合、制御部110のテーブル処理部114は、ホール検出器Srの検出結果であるマグネット有無検出部113から電圧値LOの検出情報Arを受信すると、回転角度Apに対応する主軸1aの回転数をそのまま主軸1aの回転数として特定する。これを図32における主軸1aの回転数が0~39番地となる領域R1とする。 FIG. 32 is a timing chart showing the relationship between the rotation speed (address) of the main shaft 1a of the motor 1 and the detection result of the Hall detector Sr in the configuration of the absolute encoder 100 shown in FIG. For the sake of convenience, this timing chart schematically shows changes in the voltage output from the magnet presence/absence detector 113 when the sub shaft gear 24 rotates two times, that is, when the main shaft 1a rotates 120 times. As shown in FIG. 32, when the number of revolutions of the main shaft 1a obtained from the angle sensor Sq of the subshaft gear 24 is 0 to 39 revolutions, the table processing section 114 of the control section 110 detects the detection result of the Hall detector Sr. When the detection information Ar of the voltage value LO is received from the magnet presence/absence detection unit 113, the number of rotations of the main shaft 1a corresponding to the rotation angle Ap is specified as the number of rotations of the main shaft 1a. This is defined as a region R1 in FIG. 32 where the number of revolutions of the main shaft 1a is 0 to 39 addresses.

一方、副軸ギア24の角度センサSqから求めた主軸1aの回転数が0~39回転となった場合でも、制御部110のテーブル処理部114がホール検出器Srの検出結果であるマグネット有無検出部113から電圧値HIの検出情報Arを受信した場合は、回転角度Aqに対応する主軸1aの回転数に60回転分加算した回転数を、主軸1aの回転数として特定する。これを主軸1aの回転数が60~99番地となる領域R3とする。なお、制御部110のテーブル処理部114は、副軸ギア24の角度センサSqから求めた主軸1aの回転数が40~59回転となった場合、マグネット有無検出部113からの電圧値がホール検出器Srの感度とマグネットMrの強さ、ギア等の機械的な精度、電気的なスレッショルドレベルの設定により不確定となり、電圧値LoからHIへの反転位置が変化することがあるため、マグネット有無検出部113から電圧値の検出情報Arは考慮せず、回転角度Aqに対応する主軸1aの回転数をそのまま主軸1aの回転数として特定する。これを主軸1aの回転数が40~59番地となる領域R2とする。 On the other hand, even when the rotation speed of the main shaft 1a obtained from the angle sensor Sq of the auxiliary shaft gear 24 is 0 to 39 rotations, the table processing unit 114 of the control unit 110 detects the presence or absence of the magnet, which is the detection result of the Hall detector Sr. When the detection information Ar of the voltage value HI is received from the unit 113, the number of rotations obtained by adding 60 rotations to the number of rotations of the main shaft 1a corresponding to the rotation angle Aq is specified as the number of rotations of the main shaft 1a. This is defined as a region R3 in which the number of revolutions of the main shaft 1a is 60-99. Note that the table processing unit 114 of the control unit 110 detects the voltage value from the magnet presence/absence detection unit 113 as a Hall value when the rotation speed of the main shaft 1a obtained from the angle sensor Sq of the sub shaft gear 24 is 40 to 59 rotations. Due to the sensitivity of the device Sr, the strength of the magnet Mr, the mechanical accuracy of gears, etc., and the setting of the electrical threshold level, it becomes uncertain, and the reversal position from the voltage value Lo to HI may change. The rotation speed of the main shaft 1a corresponding to the rotation angle Aq is directly specified as the rotation speed of the main shaft 1a without considering the detection information Ar of the voltage value from the detection unit 113 . This is defined as a region R2 in which the number of revolutions of the main shaft 1a is 40-59.

また、制御部110のテーブル処理部114は、主軸1aの回転数が100番地を超える図32に示す領域R4内である場合、上述した領域R2と同様の理由によりマグネット有無検出部113からの電圧値が不確定となるため、主軸1aの回転数が図32に示す領域R4については、使用しない領域となっている。以上のように、誤判定を避けるため、副軸ギア24の角度センサSqから求めた主軸1aの回転数が0~39回転まで、すなわち実際の主軸1aの回転数が0~99回転となる範囲のみを使うように設定している。 Further, when the number of rotations of the spindle 1a exceeds 100 addresses and is within the region R4 shown in FIG. Since the value is uncertain, the rotation speed of the main shaft 1a is not used in the region R4 shown in FIG. As described above, in order to avoid erroneous determination, the rotation speed of the main shaft 1a obtained from the angle sensor Sq of the counter shaft gear 24 is 0 to 39 rotations, that is, the range in which the actual rotation speed of the main shaft 1a is 0 to 99 rotations. It is set to use only

このように、制御部110は図32のタイミングチャートから、99番地、すなわち主軸の99回転分までを安定して判定可能となる。したがって、アブソリュートエンコーダ100は、これらの計数機構30の作用により、主軸1aの99回転分の回転量と359.99°(360°未満)の回転角度を特定することができる。なお、図32のタイミングチャートにおける領域R1~R4の範囲はホール検出器Srの感度やマグネットMrの強さなどに応じて適宜設定することが可能であり、検出可能な回転数についても99回転に限らず、任意に設定することができる。 In this manner, the control unit 110 can stably determine up to 99 addresses, ie, 99 rotations of the main shaft, from the timing chart of FIG. Therefore, the absolute encoder 100 can specify the amount of rotation for 99 rotations of the main shaft 1a and the rotation angle of 359.99° (less than 360°) by the action of these counting mechanisms 30 . The range of regions R1 to R4 in the timing chart of FIG. 32 can be appropriately set according to the sensitivity of the Hall detector Sr and the strength of the magnet Mr. can be set arbitrarily.

なお、上述したように、マグネットネジホルダ41およびネジ孔37cによりマグネットMrとホール検出器Srとの距離を調整することで、ホール検出器Srの電圧値の閾値を調整することができる。 As described above, the threshold value of the voltage value of the Hall detector Sr can be adjusted by adjusting the distance between the magnet Mr and the Hall detector Sr using the magnet screw holder 41 and the screw hole 37c.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes all aspects included in the concept of the present invention and the scope of claims. Moreover, each configuration may be selectively combined as appropriate so as to achieve at least part of the above-described problems and effects. For example, the shape, material, arrangement, size, etc. of each component in the above embodiment may be changed as appropriate according to the specific usage of the present invention.

例えば、アブソリュートエンコーダ100として、揺動部材35およびホール検出器Srを有している場合を一例に本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、図33,34に示すように、スライド部材60およびスイッチ部61を有していてもよい。 For example, the embodiment of the present invention has been described as an example in which the absolute encoder 100 has the swinging member 35 and the Hall detector Sr, but the present invention is not limited to this, as shown in FIGS. , the slide member 60 and the switch portion 61 may be provided.

この場合、スライド部材60は、揺動カム33の第1カム部33aの回転に従って第1の位置L1と第2の位置L2との間をスライド移動する。そして、スイッチ部61は、スライド部材60が第1の位置L1の場合にオフとなり、第2の位置L2の場合にオンとなる。アブソリュートエンコーダ100の変形例では、スライド部材60およびスイッチ部61によって、アブソリュートエンコーダ100を小型化した場合に検出可能な主軸1aの回転量の範囲を一層大きくすることができる。 In this case, the slide member 60 slides between the first position L1 and the second position L2 as the first cam portion 33a of the swing cam 33 rotates. The switch portion 61 is turned off when the slide member 60 is at the first position L1, and turned on when it is at the second position L2. In the modification of the absolute encoder 100, the slide member 60 and the switch portion 61 can further increase the detectable rotation amount range of the main shaft 1a when the absolute encoder 100 is downsized.

また、アブソリュートエンコーダ100として、揺動部材35が第1揺動部36、第2揺動部37および第3揺動部38を有している場合を一例に本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、図35に示すように、揺動部材35は種々の形態であってもよい。また、スイッチ部61をマグネットとホール検出器やリードリレーなどに置き換えることも可能である。 Further, the embodiment of the present invention has been described as an example in which the swinging member 35 has the first swinging portion 36, the second swinging portion 37, and the third swinging portion 38 as the absolute encoder 100. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 35, the rocking member 35 may have various forms. It is also possible to replace the switch section 61 with a magnet, a Hall detector, a reed relay, or the like.

例えば、図35に示すように、揺動部材35は矩形状の棒状部材であり、左右方向における中央部分に設けられた揺動部材軸42により揺動自在に軸支されている。揺動部材35は、揺動カム33第1カム部33aの回転に従って第1の位置L1と第2の位置L2との間を揺動し、ホール検出器Sr(図示せず)は、揺動部材35のマグネットMrが第1の位置L1にあるか第2の位置L2にあるかを検出する。このような構成であっても、アブソリュートエンコーダ100を小型化した場合に検出可能な主軸1aの回転量の範囲を一層大きくすることができる。 For example, as shown in FIG. 35, the rocking member 35 is a rectangular rod-shaped member, and is rockably supported by a rocking member shaft 42 provided in the central portion in the left-right direction. The swinging member 35 swings between the first position L1 and the second position L2 according to the rotation of the first cam portion 33a of the swinging cam 33, and the Hall detector Sr (not shown) swings. It is detected whether the magnet Mr of the member 35 is at the first position L1 or the second position L2. Even with such a configuration, when the absolute encoder 100 is miniaturized, the detectable rotation amount range of the main shaft 1a can be further increased.

1…モータ、1a…主軸、2…ベース、2b…底部、2c…支柱、2d…右側外周面、2e…左側外周面、2f…後側外周面、2g…前側外周面、2h…ベアリングホルダ部、2i…ベアリング、2j…揺動カム軸ホルダ部、2k…揺動部材軸ホルダ部、3…ケース、3a…外壁部、3b…蓋部、5…基板、11…第1変速機構、15…第2変速機構、17…第3変速機構、20…主軸ギア、20a…第1筒状部、20b…第2筒状部、20c…連通部、20d…底面、20e…圧入部、20f…底面、20g…マグネット保持部、20h…第1ウォームギア部、22…中間ギア、22a…右側摺動部、22b…左側摺動部、22c…貫通孔、22d…第1ウォームホイール部、22e…第2ウォームギア部、23…中間ギア軸、23a…右側端、23b…左側端、24…副軸ギア、24a…貫通孔、24b…第2ウォームホイール部、25…マグネットホルダ、25a…マグネット保持部、25b…軸部、30…計数機構、31…第1平ギア部、32…第2平ギア部、33…揺動カム、33a…第1カム部、33b…第2カム部、33c…貫通孔、33d,33e…摺動面、34…揺動カム軸、34a…下側端、34b…上側端、34c…固定具、35…揺動部材、36…第1揺動部、36a…後側端、36b…摺動面、36c…弾性部材取付部、36d…前側端、37…第2揺動部、37a…左側端、37b…右側端、37c…ネジ孔、37d…貫通孔、38…第3揺動部、38a…後側端、38b…摺動面、38c…弾性部材取付部、38d…前側端、38e…貫通孔、39…弾性部材、40…検出部、41…マグネットネジホルダ、42…揺動部材軸、42a…下側端、42b…上側端、51…板バネ、51a…一端、51b…他端、52,54,55…壁部、53…ねじ、54,55…壁部、54a,55a…固定具、60…スライド部材、61…スイッチ部、100…アブソリュートエンコーダ、110…制御部、111,112…回転角取得部、113…マグネット有無検出部、114…テーブル処理部、114a…対応関係テーブル、115…回転量特定部、116…出力部、Ap,Aq…角度情報、Ar…検出情報、BC…ベアリングの中心軸、GmC…主軸ギアの中心軸、GsC…副軸ギアの中心軸、L1…第1の位置、L2…第2の位置、MoC…モータの主軸の中心軸、Mp,Mq,Mr…マグネット、MpC,MqC,MrC…マグネットの中心軸、MsC…マグネットネジホルダの中心軸、R1~R4…領域、SC…マグネットホルダの中心軸、ShC…ネジ孔の中心軸、Sp,Sq…角度センサ、Sr…ホール検出器、SrC…ホール検出器の中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Motor 1a... Main shaft 2... Base 2b... Bottom part 2c... Strut 2d... Right outer peripheral surface 2e... Left outer peripheral surface 2f... Rear outer peripheral surface 2g... Front outer peripheral surface 2h... Bearing holder part , 2i Bearing 2j Swing cam shaft holder 2k Swing member shaft holder 3 Case 3a Outer wall 3b Lid 5 Substrate 11 First transmission mechanism 15 Second transmission mechanism 17 Third transmission mechanism 20 Main shaft gear 20a First cylindrical portion 20b Second cylindrical portion 20c Communicating portion 20d Bottom surface 20e Press-fit portion 20f Bottom surface , 20g... Magnet holding part 20h... First worm gear part 22... Intermediate gear 22a... Right sliding part 22b... Left sliding part 22c... Through hole 22d... First worm wheel part 22e... Second Worm gear portion 23 Intermediate gear shaft 23a Right end 23b Left end 24 Counter shaft gear 24a Through hole 24b Second worm wheel portion 25 Magnet holder 25a Magnet holding portion 25b Axial portion 30 Counting mechanism 31 First spur gear portion 32 Second spur gear portion 33 Swing cam 33a First cam portion 33b Second cam portion 33c Through hole 33d, 33e sliding surface 34 rocking cam shaft 34a lower end 34b upper end 34c fixture 35 rocking member 36 first rocking portion 36a rear end , 36b... Sliding surface 36c... Elastic member attachment part 36d... Front end 37... Second swing part 37a... Left end 37b... Right end 37c... Screw hole 37d... Through hole 38... Third 3 rocking portion 38a rear end 38b sliding surface 38c elastic member mounting portion 38d front end 38e through hole 39 elastic member 40 detector 41 magnet screw holder 42 Swing member shaft 42a Lower end 42b Upper end 51 Leaf spring 51a One end 51b Other end 52, 54, 55 Wall 53 Screw 54, 55 Wall Part 54a, 55a... Fixing tool 60... Slide member 61... Switch part 100... Absolute encoder 110... Control part 111, 112... Rotation angle acquisition part 113... Magnet presence/absence detection part 114... Table processing part , 114a...correspondence table, 115...rotation amount specifying unit, 116...output unit, Ap, Aq...angle information, Ar...detection information, BC...center axis of bearing, GmC...center axis of main shaft gear, GsC...subshaft Central axis of gear, L1... First position, L2... Second position, MoC... Central axis of main shaft of motor, Mp, Mq, Mr... Magnet, MpC, MqC, MrC... Central axis of magnet, MsC... Magnet Central axis of screw holder, R1 to R4... area, SC... central axis of magnet holder, ShC... central axis of screw hole, Sp, Sq... angle sensor, Sr... hall detector, SrC... central axis of hall detector

Claims (6)

主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸の回転に従って回転する第1駆動歯車と、
前記第1駆動歯車と噛み合う第1従動歯車と、
前記第1従動歯車の回転に従って回転する第2駆動歯車と、
前記第2駆動歯車と噛み合う第2従動歯車と、
前記第2従動歯車の回転に従って回転する副軸ギアの回転数を特定する計数機構とを備え
前記計数機構は、
前記第2従動歯車の回転に従って回転する第3駆動歯車と、
前記第3駆動歯車と噛み合う第3従動歯車と、
前記第3従動歯車の回転に従って回転する第1カム部と、
前記第1カム部の回転に従って第1の位置と第2の位置との間を揺動する揺動部材と、
前記揺動部材が前記第1の位置にあるか前記第2の位置にあるかを検出する検出部とを備えていることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
An absolute encoder that specifies the amount of rotation over multiple revolutions of a spindle,
a first driving gear that rotates according to the rotation of the main shaft;
a first driven gear that meshes with the first drive gear;
a second driving gear that rotates according to the rotation of the first driven gear;
a second driven gear that meshes with the second drive gear;
a counting mechanism that specifies the number of rotations of the subshaft gear that rotates according to the rotation of the second driven gear ;
The counting mechanism is
a third driving gear that rotates according to the rotation of the second driven gear;
a third driven gear meshing with the third drive gear;
a first cam portion that rotates according to the rotation of the third driven gear;
a swinging member swinging between a first position and a second position according to the rotation of the first cam;
and a detector for detecting whether the swinging member is at the first position or at the second position .
前記揺動部材は、
前記第1カム部と摺動可能となっており、前記第1カム部との摺動に従って揺動する第1揺動部と、
一方側の端部において前記第1揺動部と接続しており、他方側の端部において前記第1揺動部の揺動に従って前記第1の位置と前記第2の位置との間を揺動するマグネットを有する第2揺動部とを備え、
前記検出部は、前記マグネットが前記第1の位置にあるか前記第2の位置にあるかを検出するホール検出器であることを特徴とする請求項記載のアブソリュートエンコーダ。
The rocking member is
a first oscillating portion slidable with the first cam portion and oscillating as it slides with the first cam portion;
One end is connected to the first oscillating portion, and the other end oscillates between the first position and the second position according to the oscillating movement of the first oscillating portion. a second oscillating part having a moving magnet,
2. The absolute encoder according to claim 1 , wherein said detector is a Hall detector for detecting whether said magnet is at said first position or at said second position.
前記第3従動歯車の回転に従って回転する第2カム部を更に備え、
前記揺動部材は、
平面視において前記第1カム部および前記第2カム部を前記第1揺動部との間で挟み込むように延在し、前記第2カム部と摺動可能となっており、前記第2カム部との摺動に従って揺動する第3揺動部と、
前記第1揺動部と前記第3揺動部とを互いに引き付ける弾性部材とを備えていることを特徴とする請求項記載のアブソリュートエンコーダ。
further comprising a second cam portion that rotates according to the rotation of the third driven gear;
The rocking member is
In a plan view, the first cam portion and the second cam portion extend so as to be sandwiched between the first swing portion and the second cam portion, and are slidable with the second cam portion. a third oscillating portion that oscillates according to sliding with the portion;
3. The absolute encoder according to claim 2 , further comprising an elastic member that attracts said first swinging portion and said third swinging portion to each other.
主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸の回転に従って回転する第1駆動歯車と、
前記第1駆動歯車と噛み合う第1従動歯車と、
前記第1従動歯車の回転に従って回転する第2駆動歯車と、
前記第2駆動歯車と噛み合う第2従動歯車と、
前記第2従動歯車の回転に従って回転する副軸ギアの回転数を特定する計数機構とを備え、
前記計数機構は、
前記第2従動歯車の回転に従って回転する第3駆動歯車と、
前記第3駆動歯車と噛み合う第3従動歯車と、
前記第3従動歯車の回転に従って回転する第1カム部と、
前記第1カム部の回転に従って第1の位置と第2の位置との間をスライド移動するスライド部材と、
前記スライド部材が前記第1の位置の場合にオフとなり、前記第2の位置の場合にオンとなるスイッチ部とを備えていることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
An absolute encoder that specifies the amount of rotation over multiple revolutions of a spindle,
a first driving gear that rotates according to the rotation of the main shaft;
a first driven gear that meshes with the first drive gear;
a second driving gear that rotates according to the rotation of the first driven gear;
a second driven gear that meshes with the second drive gear;
a counting mechanism that specifies the number of rotations of the subshaft gear that rotates according to the rotation of the second driven gear;
The counting mechanism is
a third driving gear that rotates according to the rotation of the second driven gear;
a third driven gear meshing with the third drive gear;
a first cam portion that rotates according to the rotation of the third driven gear;
a slide member that slides between a first position and a second position according to the rotation of the first cam;
and a switch section that is turned off when the slide member is at the first position and turned on when the slide member is at the second position.
前記主軸の回転角度を検知する第1角度センサと、
前記副軸ギアの回転角度を検知する第2角度センサとを更に備えていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載のアブソリュートエンコーダ。
a first angle sensor that detects the rotation angle of the main shaft;
5. The absolute encoder according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second angle sensor for detecting a rotation angle of said countershaft gear.
前記第1従動歯車および前記第2駆動歯車が設けられる中間ギアを更に備え、
前記主軸の回転軸線は、前記中間ギアの回転軸線に対してねじれの位置にあり、前記第2従動歯車の回転軸線と平行に設けられていることを特徴とする請求項1または4記載のアブソリュートエンコーダ。
further comprising an intermediate gear on which the first driven gear and the second drive gear are provided;
5. The absolute according to claim 1, wherein the rotation axis of said main shaft is at a twisted position with respect to the rotation axis of said intermediate gear, and is provided parallel to the rotation axis of said second driven gear. encoder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7272289B2 (en) * 2020-01-23 2023-05-12 株式会社デンソー magnet holder
JPWO2022181701A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3510288B2 (en) 1992-05-29 2004-03-22 サイテックス ディジタル プリンティング インコーポレイテッド Arrangement method and arrangement structure of components of ink jet printer
JP4829841B2 (en) 2007-06-07 2011-12-07 株式会社ニューギン Amusement machine island equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5243311Y2 (en) * 1971-08-17 1977-10-01
JPS57196102A (en) * 1981-05-28 1982-12-02 Mitsubishi Electric Corp Angle detector
JP2749781B2 (en) * 1994-10-04 1998-05-13 住友建機株式会社 Turning position detector for construction machinery
JP6545141B2 (en) * 2016-11-29 2019-07-17 ミネベアミツミ株式会社 Absolute encoder
JP6829663B2 (en) * 2017-07-04 2021-02-10 ミネベアミツミ株式会社 Absolute encoder
JP2019020188A (en) * 2017-07-13 2019-02-07 ミネベアミツミ株式会社 Encoder and angle detector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3510288B2 (en) 1992-05-29 2004-03-22 サイテックス ディジタル プリンティング インコーポレイテッド Arrangement method and arrangement structure of components of ink jet printer
JP4829841B2 (en) 2007-06-07 2011-12-07 株式会社ニューギン Amusement machine island equipment

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