JPS59154319A - 多回転形アブソリユ−トエンコ−ダ - Google Patents

多回転形アブソリユ−トエンコ−ダ

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Publication number
JPS59154319A
JPS59154319A JP2903283A JP2903283A JPS59154319A JP S59154319 A JPS59154319 A JP S59154319A JP 2903283 A JP2903283 A JP 2903283A JP 2903283 A JP2903283 A JP 2903283A JP S59154319 A JPS59154319 A JP S59154319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input shaft
shaft
resolver
attached
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2903283A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruyuki Ito
輝之 伊藤
Tadahiro Takasu
高須 忠弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP2903283A priority Critical patent/JPS59154319A/ja
Publication of JPS59154319A publication Critical patent/JPS59154319A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/249Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
    • G01D5/2497Absolute encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は多回転形アブソリュートエンコーダに関するも
のである。
〈従来技術〉 現在、多回転形アブソリュートエンコーダとしては、1
回転を10分割して絶対位置を検出するエンコーダを各
桁のそれぞれに対応して多数段り、これら多数のエン2
二1−ダを減速機構で連動させたものと、複数のレゾル
バをn対(n+1)の歯数比を有する一対の歯車で順次
連動さ−Uたものとがある。
しかしながら、前者のものGこおいては、各桁のそれぞ
れに対応してエンコーダと減速機構が必要になるため、
装置が複雑で人形となる問題があり、また、後者のもの
においても、複数のI/ヅルハを同軸的に配置すること
が困難なため、装置が・シ・熱的に人形化するだけでな
く、複数のレソルハカ月対1に近い減速比で連結される
人−め、複数のレゾルバの回転子の慣性モーメントが直
接入力軸に作用することになり、レゾルバが1個の場合
ニ比べ、入力軸に作用する慣性モーメントが著しく増大
し、サーボ系の応答性能に悪影響を与える問題があった
〈発明の目的〉 そこで本発明は、複数のレゾルバを最小のスペースに配
置して装置の小形化を計るとともに、レゾルバの増大に
より、入力軸に作用する慣性モーメントが増大すること
を防止することを目的とするものである。
〈発明の構成〉 本発明は、エンコーダのハウシング内に、入力軸と、こ
の入力軸に対して独立的に回転する回転軸とを互いの軸
線を一致させて軸承するとともに、ごの入力軸と回転軸
にそれぞれ設りられた回転子とエンコーダのハウジング
に取付けられ一対の固定子とにより、第1および第2の
レゾルバを構成し、さらに前記入力軸と回転軸との間を
、ノ\−モニソクドライブによって連結したことを特徴
とするものである。
〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、第1のレゾルバ22と第2のI/ゾル/N3
2を同軸的に配置した本発明の第1実施例を示すもので
、ハウジング10ば、第1図において左側に底部を有す
るカップ状のケーシング10aと、このケーシング10
aの右端部に螺着体10eを介して取付けられた固定部
材101〕と、この固定部材10bの右側面に固着され
た蓋部+、t i ’o cとによって構成され、固定
部材10bの左側面には前記ケーシング10a内の中空
室を、中心軸線含む中央中空部と環状の外周中空部に分
割する環状凸起10dか突設されている。
そして、ゲージング10aの底部と蓋部利10(、とに
それぞれ取付LJられた軸受13a、131)を介1〜
で入力軸16が回転可能に軸承されている。
この入力軸16は、前記固定部材10 bの右端部に取
(=t LJられた軸受17aおよび環状凸起10dの
左端部に固着の支持部月10「に取付し」られた軸受1
7bを介してケーシング10a4こ軸承された中空円筒
形状の回転軸20と同軸的に配設されて両端部が回転軸
20の貫通穴20aより突出し、一方の突出端はケーシ
ング10aから左方に突出し、他方の突出端は固定部+
A1o bと蓋部材1.0cとによって形成される歯車
室に突出している。
また、入力軸16の中空室内左端部に形成されたフラン
ジ16aには円筒形状の回転体16bの底部が固着され
、この回転体16bの内周面に、環状凸起10dの外周
面に取付りられた第1の固定子21とともに第1のレゾ
ルノ\22を構成する第1の回転子23および、同じく
環状凸起10dの外周面に取付けられた固定子25とと
もに回転I・ランス26を構成する回転子27が取付け
られている。
一方、回転軸20の外周には、環状凸起10dの内周面
に取(=Jけられた第2の固定子31とともに第2のレ
ゾルバ32を構成する第2の回転子33および、環状凸
起10dの内周面に取イ」けられた固定子38とともに
回転トランス36を構成すく回転子37が取付けられて
いる。
さらに、入力軸16の右端部には、固定部材10bと蓋
部材1.0 Cとによって形成された歯車室内に設けら
れたハーモニ・ツクドライブ40のウェーブ・ジェネレ
ータ43が取付けられ、このウェーブ・ジェネレータ4
3の外周にはボールベアリング45を介して可撓性でリ
ング状のフレックスプライン42が取付けられ、このフ
レックスプライン42の外周には所定数の歯が一定ピン
チで形成されている。一方、蓋部+4’ 10 Cの内
側面と、回転軸20の右端部に形成された大径フランジ
2obの右側面とにはそれぞれ固定サーキ、エラ・スプ
ライン47と回転サーキュラ・スプライン48とか入力
軸16の軸線に対して同心的に数例りられ、これらの固
定サーキュラ・スプライン47、回転サーキュラ・スプ
ライン48の内周面には前記フレックスプライン42の
外周に形成された歯と噛合する歯が形成されている。そ
し7て、回転サーキュラ・スプライン48の歯数は固定
サーキj4う・スプライン47の歯数より所定数だけ少
なく形成され、フレックスプライン42の歯数は回転サ
ーキュラ・スプライン48の歯数と同一に設定されてい
る。
ウェーブ・ジェネレータ43は断面楕円形状に形成され
、その長円形部においてのみ、フレノクスプライン42
の歯と、固定サーキュラ・スプライン47、回転サーキ
ュラ・スプライン48の歯とか噛合するため、入力軸1
6の回転は固定サーキュラ・スプライン47と回転サー
キュラ・スプライン48との歯数差に応じた値に減速さ
れて回転軸20に伝達される。
第2図は上記構成の多回転形アブソリュートエンコーダ
によ−って多回転にわたる入力軸16の回転量を検出す
るための電気回路を示すものであり、一対の固定子21
.31のそれぞれに設けられている一対の励磁コイル2
1a、21bおよび31a、32bに励磁回路50が接
続され、励磁コイル21a、31aおよび2 l b、
  3i ))を互いに位相が90度異なる基準正弦信
号simωtおよび基準余弦信号cosωtによって励
磁するようになっている。
そして、第1の回転子23の検出コイル23aからの出
力sin  (ωを十α)は回転トランス26を介し゛
C位相比較回路51に供給され、基準正号シ信号sin
ωtに対する位相の変位けを表すデータが入力軸16の
回転角度位置データとして位相比較回路51から出力さ
れる。
なお、この第1のレゾルバ22の分解能は、位相比較回
路51に供給される基準クロックの周期等によって決定
され、例えば、入力軸16の1回転を1万分割した場合
には、0.036度の角度変位を検出できる。
−・ソj、第2の回転子33の検出コイル33aからの
出力sin  (ωtトβ)は回転トランス36を介し
て位相比較回路52に供給され、例えば回転軸20の1
回転を2000分割した回転量データが位相比較回路5
2から出力される。
演算回路53は位相比較回路52とハーモニックドライ
ブ40による減速率とから、回転軸20の1回転量を入
力軸16の回転量に換算して、入力軸16の回転量デー
タに加算するもので、例えばバー・モニソクドライブ4
0の減速率が1/100である場合には(1)式によっ
て演算を行い、その演算結果R,を出力する。
RT−R+ 十(R2/20:l X100OO・・・
(])なお、(1,)式においてR1は位相比較回路5
1から出力される人力軸16の回転量データを示し、R
、は位相比較回路52から出力される回転軸20の回転
量データを示すものであり、〔〕は整数化を示ずGau
ss記号である。
このように、入力軸16の回転がハーモニックドライブ
40によって大幅に減速されて回転軸20に伝達される
ことにより、第2のレゾルバ32によって入力軸16の
回転数を検出できることになるが、」1記したように、
第1のレゾルバ22と第2のレゾルバ32を同一軸線上
に配設し、かつ両者の間をハーモニックドライブによっ
て結合したので、装置全体を小形化できる上、ハーモニ
ックドライブ40の作用により第2のレゾルバ32の第
2の回転子33の慣性モーメントは殆と入力軸1Gに作
用しなくなり、レゾルバの数に増大による慣性モーメン
トの増大を避りることができ、サーボ系に与える影響を
最小限に押さえることができる。
第3図は本発明の第2実施例を示すもので、一対のレゾ
ルバ22.32を軸方向位置を異にして配設したもので
ある。
エンコーダのハウジング10は円筒形のケーシング11
と、このケーシング11内に嵌装さた4個の支持筒12
a、12b、12c、12dによって構成され、第3図
において左側に位置する支持筒12aの左端と支持筒1
2bの右端に形成された隔壁に取付けられた軸受13a
、13bにより入力軸16か回転可能に軸承され、また
、右側から2番目の支持筒12Cの右端に形成された隔
壁に取付げられた軸受17aと、ハウジング10の右端
に取付けられたエンドキャップ18に爪側げられた軸受
17+)とにより回転軸20が人力軸16に対して軸線
が一致するように軸承されている。
そして、前記入力軸16には、支持筒12aの内周に爪
側された第1の固定子21とともに第1のレゾルバ22
を構成する第1の回転子23と、同じく支持筒12aに
取付けられた固定子25とともに回転トランス26を構
成する回転子27が数例りられており、第1の回転子2
3の巻線23aに対する受給電を回転トランス26を介
して行うようになっている。また、回転軸20にも同様
に、支持筒12Cの内周に取付けられた第2の固定子3
1とともに第2のレゾルバ32を構成する第2の回転7
−33と、支持筒12Cの内周に取付けられた固定子3
8とともに回転トランス36を構成する回転子37が取
付けられ、第2の回転子33の巻線33aに対する受給
電を回転[−ランス36を介して行うようになっている
一方、40は支持筒12b内に設けられたハーモニック
ドライブで、このハーモニックドライブ4(N;t、サ
ーキュラ・スプライン41、フレックスプライン42、
ウェーブ・ジェネレータ43によって主に構成されてい
る。
ずなわぢ、支持筒12bの隔壁の右側には、内周面に多
数の+′Jiiを同一ピノチで刻設(〜たサーキ、−ラ
・スプライン41が取付けられるとともに、このサーキ
ュラ・スプライン41の内周山面には、底部が回転軸2
0に固着された有底で可撓性の]!/ ツクスプライン
42の開放端外周面が対向し、この開放端外周面にはサ
ーキュラ・スプライン41よりも所定数だけ数の少ない
歯が形成されている。一方、前記入力軸1Gの右端部に
は断面楕円状のウェーブ・ジェネレータ43が固着され
るとともに、このウェーブ・ジェネレータ43の外周面
にはベアリング45が嵌装され、このヘアリング45外
輪45aの長円筒によりノl/ ツクスプライン42の
外端部がザーキ二う・スプライン41の歯面Qこ押圧さ
れている。
したがって、入力軸16の回転に伴いウェーブ・ジェネ
i/−夕43が回転すると、その長円筒部分が移動し、
フレックスブライン42の外周歯面とザーキブーラ・ス
プライン41の内周山面との噛合位置が変位して、入力
軸16か1回転する間に両者の歯数の差だ1.Jフレッ
クスプライン42、ずなわぢ回転軸20が回転されるこ
と乙こなる。
この実施例においても第2図に示す電気回路を設けるこ
とによって、入力軸16の回転量を多回転に亘って高精
度に検出することができるが、このものにおいても、第
1のレゾルバ22と第2のレゾルバ32とが同軸状に配
置され、か一つ両者間がハーモニックドライブ40にて
結合されているため、装置を大幅に小形化できる上、複
数個のレゾルバを設けることによって入力軸16に作用
する慣性モーメントが増加するごともない。
〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、エンコータのハウ
ジング内に、入力軸と、この入力軸に対して独立的に回
転する回転軸とを互いの軸線を一致させて軸承するとと
もに、この入力軸と回転軸にそれぞれ設りられた回転子
とエンコーダのハウジングに数例けられ一対の固定子と
により、第1および第2のレゾルバを構成し、さらに前
記入力軸と回転軸との間を、ハーモニックドライブによ
って連結した構成であるので、複数の1/ゾルバを最小
のスペースに配置して装置の小形化を計るとともに、レ
ゾルバの増大によって入力軸に作用する慣性モーメント
が増大することを防止でき、小形で高性能の多回転形ア
ブフリュー1−エンコーダを提供できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は本発明の
第1実施例を示す多回転形アブソリr−−トエンニ7−
ダの断面図、第2図は第1図に示す多回転形アブソリュ
ーI〜エンコーダを用いて入力軸16の回転量を検出す
る電気回路を示す図、第3図は本発明の第2実施例を示
す多回転形アブソリューhエンコーダの断面図である。 10・ ・ハウジング、16・・・入力軸、20・・・
回転軸、21.31・・・固定子、22゜32・・・レ
ゾルバ、23.33・・・回転子、40・・・ハーモニ
ックドライブ、41・・・サーキュラ・スプライン、4
2・・・フレックスブライン、43・・・ウェーブ・ジ
ェネレータ、45・・・ヘアリング、47・・・固定サ
ーキュラ・スプライン、48・・・回転サーキュラ・ス
プライン。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1,1多回転する人力軸の絶対回転量を検出する多回
    転形アブソリ1−トエンコーダであって、前記。 入力軸とこの入力軸と独立して回転可能な回転軸とをハ
    ウジング内に互いの軸線を一致させて軸承するとともに
    、前記入力軸にはハウジングに取イ;1けられた第1の
    固定子とともに第1のレゾルバを構成する第1の回転子
    を取4=Jす、前記回転軸にはハウジングに取付られた
    第2の固定子とともに第2のレゾルバを構成する第2の
    回転子を取(=Jけ、さらに前記入力軸と回転軸との間
    をハーモニックドライブによって連結したことを特徴と
    する多回転形アブソリュートエンコーダ。
JP2903283A 1983-02-23 1983-02-23 多回転形アブソリユ−トエンコ−ダ Pending JPS59154319A (ja)

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JP2903283A JPS59154319A (ja) 1983-02-23 1983-02-23 多回転形アブソリユ−トエンコ−ダ

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JPS59154319A true JPS59154319A (ja) 1984-09-03

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ID=12265066

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JP2903283A Pending JPS59154319A (ja) 1983-02-23 1983-02-23 多回転形アブソリユ−トエンコ−ダ

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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