JPH0750979B2 - 多回転型アブソリュートエンコーダ - Google Patents

多回転型アブソリュートエンコーダ

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JPH0750979B2
JPH0750979B2 JP1068973A JP6897389A JPH0750979B2 JP H0750979 B2 JPH0750979 B2 JP H0750979B2 JP 1068973 A JP1068973 A JP 1068973A JP 6897389 A JP6897389 A JP 6897389A JP H0750979 B2 JPH0750979 B2 JP H0750979B2
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magnetic
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absolute
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政行 梨木
伸二 柴田
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オ−クマ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、1つの軸の回転を変速させて他の軸へ伝達す
ることができる伝達機構に関する。
(従来の技術) 1つの軸の回転を変速させて他の軸へ伝達する伝達機構
には一般的に歯車列が用いられている。第6図はそのよ
うな歯車列を有する多回転型アブソリュートエンコーダ
の一例を示す構造図であり、同図(A)はその平面図、
同図(B)はその側面図である。アブソリュートエンコ
ーダ1Aの回転軸2Aには平歯車3Aが嵌入され、アブソリュ
ートエンコーダ1Bの回転軸2Bには平歯車3B及び3Cが嵌入
され、アブソリュートエンコーダ1Cの回転軸2Cには平歯
車3Dが嵌入されている。そして、平歯車3Aと平歯車3Bと
がかみ合わされ、平歯車3Cと平歯車3Dとがかみ合わされ
ている。従って、アブソリュートエンコーダ1Aの回転は
平歯車3A,3B,3C,3Dを介してアブソリュートエンコーダ1
B,1Cへ伝達されることになる。例えば、アブソリュート
エンコーダ1Aがモータ軸(図示せず)に直結され、モー
タ軸の1回転内の回転角を検出するようにし、アブソリ
ュートエンコーダ1Aの1回転に対してアブソリュートエ
ンコーダ1Bがその分解能分の角度だけ回転するように平
歯車3A,3Bの歯数を決め、さらにアブソリュートエンコ
ーダ1Bの1回転に対してアブソリュートエンコーダ1Cが
その分解能分の角度だけ回転するように平歯車3C,3Dの
歯数を決めることで、モータ軸の回転角度と回転数を多
回転にわたって検出することが可能となる。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来の伝達機構は、歯車の機械的な接触により
回転を伝達しているため、接触部の摩擦による伝達効率
の低下や音の発生を解消することができないという問題
があった。
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、伝達効率が高く摩擦音の無い伝達機構を
提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、多回転型アブソリュートエンコーダに関する
ものであり、本発明の上記目的は、一回転の絶対位置の
角度を検出する第一のアブソリュートエンコーダと、螺
旋状若しくは渦巻状に一定ピッチの磁極又は磁性体を備
え、前記第一のアブソリュートエンコーダの軸に結合さ
れた第一の磁性回転体と、多回転の絶対位置を検出する
第二のアブソリュートエンコーダと、前記第二のアブソ
リュートエンコーダの軸に直結あるいは間接的に接続さ
れ、前記第一の磁性回転体と所定のギャップをあけて配
置され、外周状に一定ピッチの磁極を備えた第二の磁性
回転体と、対向した磁極又は磁性体に通常は接触しない
ように、外周面より突出した機械的ガイドとを備えるよ
うにし、あるいは一回転の絶対位置の角度を検出する第
一のアブソリュートエンコーダと、螺旋状若しくは渦巻
状に一定ピッチの磁極を備え、前記第一のアブソリュー
トエンコーダの軸に結合された第一の磁性回転体と、多
回転の絶対位置を検出する第二のアブソリュートエンコ
ーダと、前記第二のアブソリュートエンコーダの軸に直
結あるいは間接的に接続され、前記第一の磁性回転体と
所定のギャップをあけて配置され、外周状に一定ピッチ
の磁極又は磁性体を備えた第二の磁性回転体と、対向し
た磁極又は磁性体に通常は接触しないように、外周面よ
り突出した機械的ガイドとを備えることによって達成さ
れる。
(作用) 本発明の伝達機構は、磁力により回転を伝達するように
しているので、接触による摩耗や音の発生を無くし、効
率の良い伝達を行なうことができるものである。
(実施例) 第1図は本発明の伝達機構の一例を有する多回転型アブ
ソリュートエンコーダを示す構造図であり、同図(A)
はその平面図、同図(B)はその側面図である。アブソ
リュートエンコーダ11Aの回転軸12Aは磁性体で成り、そ
の外周上には螺旋状にS極,N極が一定のピッチPで着磁
されている。また、アブソリュートエンコーダ11Bの回
転軸12Bには磁性体で成る回転円板13Bが嵌入され、その
円周上にもS極,N極が上記ピッチPで着磁されている。
そして、アブソリュートエンコーダ11Aの回転軸12Aの外
周と回転円板13Bの円周とが所定のギャップをあけ、か
つ回転軸12Aと回転円板13Bの回転軸12Bとが互いに直交
するように配置されている。従って、回転軸12A(アブ
ソリュートエンコーダ11A)が1回転することで回転円
板13B(アブソリュートエンコーダ11B)は磁気力により
ピッチPに相当する角度分回転することになる。例えば
アブソリュートエンコーダ11Aがモータ軸(図示せず)
に直結され、モータ軸の1回転内の回転角を検出するよ
うにし、アブソリュートエンコーダ11BがピッチPに相
当する角度を検出するようにすれば、モータ軸の回転角
度と回転数を多回転にわたって検出することが可能とな
る。
なお、ピッチPは回転円板13Bの直径Dと減速比Kとに
より次式(1)で表わされる。
第2図(A),(B)は本発明の伝達機構の別の一例を
有する多回転型アブソリュートエンコーダを第1図
(A),(B)に対応させて示す構造図であり、同一構
成箇所は同符号を付して説明を省略する。磁性体で成る
アブソリュートエンコーダ11Aの回転軸22Aはつづら状に
形成され、その外周上に螺旋状にS極,N極が一定のピッ
チPで着磁されている。アブソリュートエンコーダ11A
の回転軸22Aのくびれは回転円板13Bの円周に沿うように
形成されており、回転軸22Aの外周と回転円板13Bの円周
とが所定のギャップをあけ、かつ回転軸22Aと回転円板1
3Bの回転軸12Bとが互いに直交するように配置されてい
る。このように回転軸22Aの磁極と回転円板13Bの磁極と
の対向面積を大きくすることで、回転の伝達力を大きく
して伝達の安定化を図ることができる。
第3図(A),(B)は本発明の伝達機構のさらに別の
一例を有する多回転型アブソリュートエンコーダを第1
図(A),(B)に対応させて示す構造図であり、同一
構成箇所は同符号を付して説明を省略する。磁性体で成
るアブソリュートエンコーダ11Aの回転軸32Aはつづら状
であって、その外周上には螺旋状の凸部33Aが一定のピ
ッチPで形成されている。また、回転円板23Bの円周上
には一対のS極,N極でなる永久磁石24Bが一定のピッチ
Pで固定されており、いわゆる歯車状を成している。ア
ブソリュートエンコーダ11Aの回転軸32Aのくびれは回転
円板23Bの円周に沿うように形成されており、回転軸32A
の凸部33Aと回転円板23Bの永久磁石24Bとが所定のギャ
ップをあけ、かつ回転軸32Aと回転円板23Bの回転軸12B
とが互いに直交するように配置されている。このような
構成によっても回転の伝達力が大きくなり、伝達の安定
化を図ることができる。
なお、回転軸32Aの凸部33AにS極,N極を一定のピッチP
で着磁し、回転円板23Bの歯部を磁性体で形成するよう
にしても同様の効果が得られる。また、回転円板23Bの
永久磁石24Bを電磁石としても良い。
第4図(A),(B)は第3図(A),(B)に示す本
発明の伝達機構を有する多回転型アブソリュートエンコ
ーダに脱調防止機構を付加した一例を示す構造図であ
り、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略する。回
転円板23Bの円周上に固定されている永久磁石24Bと永久
磁石24Bとの間に永久磁石24Bより突出している非磁性体
(例えばプラスチック)で成るガイド25Bが固定されて
いる。アブソリュートエンコーダ11Aの回転軸32Aに急激
な回転力が加わったとき、回転軸32Aの凸部33Aと回転円
板23Bの永久磁石24Bとの吸引力よりも回転円板23Bに加
わる慣性力の方が大きくなることがあり、脱調する場合
がある。このような場合、上記ガイド25Bと回転軸32Aの
凸部33Aとが接触して回転円板23Bの回転を1極以上すら
さないようにするので、脱調を防止することができる。
さらに別のアブソリュートエンコーダ11Cに回転を伝達
する場合は、磁性体で成る歯車状の円板(歯部のピッチ
はP)26Bを回転円板23Bの回転軸12Bに嵌入し、アブソ
リュートエンコーダ11Cの回転軸12Cに嵌入されている回
転円板23Cの永久磁石24Cと円板26Bの歯部とを所定のギ
ャップをあけて配置する。
なお、回転軸32Aの凸部33A及び円板26Bの歯部にS極,N
極を一定のピッチPで着磁し、回転円板23B,23Cの歯部
を磁性体で形成するようにしても同様の効果が得られ
る。また、回転円板23B,23Cの永久磁石24B,24Cを電磁石
としても良い。
第5図は本発明の伝達機構の別の一例を有する多回転型
アブソリュートエンコーダを示す構造図であり、同図
(A)はその平面図、同図(B)はそのX−X線断面図
である。磁性体で成るアブソリュートエンコーダ11Aの
回転軸42Aは一端面がくぼんでいる円板状であって、そ
の一端面にはうず巻状の凸部43A及び凹部44Aが一定のピ
ッチPで形成されている。すなわち、同図(B)に示す
ように回転軸42Aのくぼみは第3図と同一構成の回転円
板23Bの円周に沿うように形成されており、回転軸42Aの
凸部43Aと回転円板23Bの永久磁石24Bとが所定のギャッ
プをあけ、かつ回転軸42Aと回転円板23Bの回転軸12Bと
が互いに直交するように配置されている。このような構
成によっても回転の伝達力が大きくなり、伝達の安定化
を図ることができる。
なお、回転軸42Aの凸部43AにS極,N極を一定のピッチP
で着磁し、回転円板23Bの歯部を磁性体で形成するよう
にしても同様の効果が得られる。また、回転円板23Bの
永久磁石24Bを電磁石としても良い。
上述した各実施例においては回転を伝達する回転軸にそ
の回転が伝達される回転円板を1つ配置するようにした
が、回転軸まわりのスペースの許す限り複数の回転円板
を配置するようにしても良く、その場合にピッチを変え
ずに磁極の数を変化させれば複数の減速比の異なる回転
伝達を行なうことができる。
今、上記回転円板の数を3つ、それぞれの磁極の数を2
h,2i,2jとすると(ただしh,i,jは互いに素な数)、この
多回転型アブソリュートエンコーダの多回転を検出する
範囲Nは、 N=h*i*j となり、回転円板が1つの場合に比べ多回転範囲を大幅
に増加させることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明の伝達機構によれば、非接触な回転
伝達を実現することができるので、伝達効率を向上さ
せ、摩擦音を無くすことができると共に、摩擦による摩
耗箇所が無くなるので、長寿命化を図ることができる。
また、脱調防止機構を付けることにより、いかなる状態
においても、多回転の絶対位置を間違わない信頼性の高
い多回転型アブソリュートエンコーダを提供できる。
また、回転軸のまわりに複数の回転円板を配置すること
により、多回転範囲の大きい、長寿命の多回転型アブソ
リュートエンコーダを容易に、しかも、小型に構成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)及び(B)は本発明の伝達機構の一例を示
す平面図及び側面図、第2図(A)及び(B)〜第4図
(A)及び(B)はそれぞれ本発明の伝達機構の別の一
例を示す平面図及び側面図、第5図(A)及び(B)は
本発明の伝達機構のさらに別の一例を示す平面図及びX
−X線断面図、第6図(A)及び(B)は従来の伝達機
構の一例を示す平面図及び側面図である。 1A,1B,1D,11A,11B,11C……アブソリュートエンコーダ、
2A,2B,2C,12A,12B,12C,22A,32A,42A……回転軸、3A,3B,
3C,3D……平歯車,13B,23B……回転円板、24B,24C……永
久磁石、25B,25C……ガイド、26B……円板、33A,43A…
…凸部、44A……凹部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一回転の絶対位置の角度を検出する第一の
    アブソリュートエンコーダと、螺旋状若しくは渦巻状に
    一定ピッチの磁極又は磁性体を備え、前記第一のアブソ
    リュートエンコーダの軸の結合された第一の磁性回転体
    と、多回転の絶対位置を検出する第二のアブソリュート
    エンコーダと、前記第二のアブソリュートエンコーダの
    軸に直結あるいは間接的に接続され、前記第一の磁性回
    転体と所定のギャップをあけて配置され、外周状に一定
    ピッチの磁極を備えた第二の磁性回転体と、対向した磁
    極又は磁性体に通常は接触しないように、外周面より突
    出した機械的ガイドとを備えたことを特徴とする多回転
    型アブソリュートエンコーダ。
  2. 【請求項2】一回転の絶対位置の角度を検出する第一の
    アブソリュートエンコーダと、螺旋状若しくは渦巻状に
    一定ピッチの磁極を備え、前記第一アブソリュートエン
    コーダの軸に結合された第一の磁性回転体と、多回転の
    絶対位置を検出する第二のアブソリュートエンコーダ
    と、前記第二のアブソリュートエンコーダの軸に直結あ
    るいは間接的に接続され、前記第一の磁性回転体と所定
    のギャップをあけて配置され、外周状に一定ピッチの磁
    極または磁性体を備えた第二の磁性回転体と、対向した
    磁極又は磁性体に通常は接触しないように、外周面より
    突出した機械的ガイドとを備えたことを特徴とする多回
    転型アブソリュートエンコーダ。
  3. 【請求項3】前記第一の磁性回転体の磁極と前記第二の
    磁性回転体の磁極の一方若しくは両方が永久磁石である
    請求項1又は2に記載の多回転型アブソリュートエンコ
    ーダ。
  4. 【請求項4】前記第一の磁性回転体に対して磁極の数が
    互いに異なる前記第二の磁性回転体が複数個設けられて
    いる請求項1、2又は3に記載の多回転型アブソリュー
    トエンコーダ。
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JPH02250657A JPH02250657A (ja) 1990-10-08
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