JPS61272613A - Magnetic rotary encoder - Google Patents

Magnetic rotary encoder

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Publication number
JPS61272613A
JPS61272613A JP11399185A JP11399185A JPS61272613A JP S61272613 A JPS61272613 A JP S61272613A JP 11399185 A JP11399185 A JP 11399185A JP 11399185 A JP11399185 A JP 11399185A JP S61272613 A JPS61272613 A JP S61272613A
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JP
Japan
Prior art keywords
fixed
rotary encoder
bearing
ring
rotor shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP11399185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nariaki Koyama
小山 成昭
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61272613A publication Critical patent/JPS61272613A/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high-precision, high resolution magnetic rotary encoder by providing a fixed and a rotary part to a bearing itself which determines the center of rotation of a servo-motor and increasing the concentricity between the rotary part and fixed part. CONSTITUTION:The stator housing 11 of the servo-motor holds plural discoid stator cores 12, which have a laminate structure of stator elements equipped with a spiral winding element. One of a couple of bearings 14 and 15, i.e. 14 which support a rotor shaft 13 on the housing 11 rotatably is a roller bearing and the other 14 is a cross roller bearing; and plural discoid rotors 16 arranged between discoid stator cores 12 are fixed to the rotor shaft 13 and each rotor 16 is equipped with plural permanent magnets 16b put in a nonmagnetic base 16a at circumferential intervals. The external ring 17 of the bearing 15 is fixed to the housing 11 and the internal ring 18 is fixed to the rotor shaft 13; and the ring-shaped fixed part 20 of the magnetic rotary encoder 19 is fixed to the external ring 17 and the ring-shaped rotary part 21 of the encoder 19 is fixed to the internal ring 18 coaxially.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロークリエンコーダに関し、更に詳しくは、サ
ーボモータの回転位置及び速度を検出するための磁気式
ロータリエンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rotary encoder, and more particularly to a magnetic rotary encoder for detecting the rotational position and speed of a servo motor.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

近来、サーボモータの回転位置及び速度を検出するため
のロークリエンコーダは、モータの小型化及び高精度化
に伴い、増々小型軽量で高性能及び高分解能のものが要
望されている。磁気式ロータリエンコーダの場合、高精
度及び高分解能を得るためには固定部と回転部との間の
隙間をできるだけ小さくするとともに、固定部及び回転
部の同心度をできるだけ高める必要がある。一般に、モ
ータのステータハウジング及びロータシャフトの回転中
心はステータハウジングとロータシャフトとの間に設け
られる軸受により決定される。軸受は一般に高い同心度
を有するが、従来の磁気式ロータリエンコーダの固定部
及び回転部は軸受から離れた位置でそれぞれカップリン
グを介してステ−タハウジング及びロータシャツI−に
取り付けられているので、ロータリエンコーダの固定部
に対し回転部の偏心が生じる原因となっている。
BACKGROUND ART In recent years, as motors have become smaller and more precise, there has been a demand for low-return encoders for detecting the rotational position and speed of servo motors that are smaller, lighter, and have higher performance and resolution. In the case of a magnetic rotary encoder, in order to obtain high precision and high resolution, it is necessary to minimize the gap between the fixed part and the rotating part and to increase the concentricity of the fixed part and the rotating part as much as possible. Generally, the rotation center of the stator housing and rotor shaft of a motor is determined by a bearing provided between the stator housing and the rotor shaft. Bearings generally have high concentricity, but the fixed part and rotating part of conventional magnetic rotary encoders are attached to the stator housing and rotor shirt I- through couplings, respectively, at positions remote from the bearing. This causes eccentricity of the rotating part with respect to the fixed part of the rotary encoder.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点に鑑み、本発明は、内周面に磁気センサを設
けた固定部と外周面に着磁パターンを設けた回転部とを
備え、前記固定部はサーボモータのステータハウジング
とロータシャフトとの間に設けられる軸受の外輪に対し
同軸に固定され、前記回転部は前記軸受の内輪に対し同
軸に固定されていることを特徴とする磁気式ロークリエ
ンコーダを提供する。
In view of the above problems, the present invention includes a fixed part provided with a magnetic sensor on the inner circumferential surface and a rotating part provided with a magnetized pattern on the outer circumferential surface, and the fixed part is connected to the stator housing and rotor shaft of the servo motor. Provided is a magnetic rotary encoder, characterized in that the rotating section is coaxially fixed to an outer ring of a bearing provided between the two, and the rotating part is coaxially fixed to an inner ring of the bearing.

〔作用〕[Effect]

本発明による上記手段によれば、モータの回転中心を決
める軸受自体にロータリエンコーダの固定部と回転部と
を設けるので、回転部と固定部との同心度が高まる。し
たがって、高精度及び高分解能を得ることができる。ま
た、ロータリエンコ一ダの固定部及び回転部が軸受に直
接取り(=1けられるので、部品数が少なくなるととも
に小型軽量となる。
According to the above means according to the present invention, since the fixed part and the rotating part of the rotary encoder are provided on the bearing itself that determines the rotation center of the motor, the degree of concentricity between the rotating part and the fixed part is increased. Therefore, high precision and high resolution can be obtained. In addition, the fixed part and rotating part of the rotary encoder are directly mounted on the bearing, which reduces the number of parts and makes it smaller and lighter.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明による磁気式ロータリエンコーダをディ
スク状のステータ及びロータを備えたサーボモータに適
用した例を示すものである。同図を参照すると、サーボ
モータのステータハウジング11は複数個のディスク状
ステータコア12を保持しており、各ディスク状ステー
タコア12は渦巻き状の巻線要素を備えたステータエレ
メントの積層構造となっている。ロータシャフト13は
一対の軸受14.15を介してステータハウジング11
に回転可能に支持されている。ロータシャフト13には
ディスク状ステータコア12間に配置される複数個のデ
ィスク状ロータ16が固定されている。各ディスク状ロ
ータ16は非磁性のへ−ス16a内に周方向に隔設され
た複数個の永久磁石16bを備えている。
FIG. 1 shows an example in which a magnetic rotary encoder according to the present invention is applied to a servo motor equipped with a disk-shaped stator and rotor. Referring to the figure, a stator housing 11 of a servo motor holds a plurality of disc-shaped stator cores 12, and each disc-shaped stator core 12 has a stacked structure of stator elements including spiral winding elements. . The rotor shaft 13 is connected to the stator housing 11 through a pair of bearings 14.15.
is rotatably supported. A plurality of disc-shaped rotors 16 are fixed to the rotor shaft 13 and are arranged between the disc-shaped stator cores 12 . Each disc-shaped rotor 16 includes a plurality of permanent magnets 16b circumferentially spaced within a non-magnetic head 16a.

図示実施例において、一方の軸受14はローラ軸受であ
り、他方の軸受15はクロスローラ軸受である。クロス
ローラ軸受15の外輪17はステータハウジング11に
固定されており、クロスローラ軸受15の内輪18はロ
ータシャフト13に固定されている。ステータハウジン
グ11とロータシャフト13との同心度はこれら軸受1
4゜15を基準として決定されている。外輪17には磁
気式ロータリエンコーダ19のリング状固定部20が同
軸に固定されており、内輪18にはロークリエンコーダ
19のリング状回転部21が同軸に固定されている。固
定部20及び回転部21は非磁性体からなっている。
In the illustrated embodiment, one bearing 14 is a roller bearing and the other bearing 15 is a cross roller bearing. An outer ring 17 of the cross roller bearing 15 is fixed to the stator housing 11, and an inner ring 18 of the cross roller bearing 15 is fixed to the rotor shaft 13. The concentricity of the stator housing 11 and the rotor shaft 13 is determined by the bearing 1
It is determined based on 4°15. A ring-shaped fixed portion 20 of a magnetic rotary encoder 19 is coaxially fixed to the outer ring 17, and a ring-shaped rotating portion 21 of a rotary encoder 19 is coaxially fixed to the inner ring 18. The fixed part 20 and the rotating part 21 are made of non-magnetic material.

第2図を参照すると、回転部21の外周面には磁性粉2
2が塗着されており、その表面は所定パターンに(例え
ばN極とS極とが周方向に交互に配列されるように)着
磁されている。固定部20の内周面には磁気センサ、例
えばパーマロイの薄膜パターンからなる磁気抵抗素子2
3が設iJられている。
Referring to FIG. 2, magnetic powder 2 is provided on the outer peripheral surface of the rotating part 21.
2 is applied, and its surface is magnetized in a predetermined pattern (eg, N poles and S poles are arranged alternately in the circumferential direction). A magnetic sensor, for example, a magnetoresistive element 2 made of a permalloy thin film pattern is mounted on the inner peripheral surface of the fixed part 20.
3 is set up.

ここでは、固定部20及び回転部21の側部に設けられ
た環状のインロ一部20 a、  21 aカ外輪17
及び内輪18の側部に設けられたインロ一部にそれぞれ
嵌合することにより、高い同心度が確保されている。固
定部20及び回転部21は外輪17及び内輪18に対し
それぞれねし固定、接着、溶接、ロウ付は等の手段によ
り固定することができる。固定部20及び回転部21を
外輪17及び内輪18に固定した後に一体に機械加工す
ることができるので、固定部20及び回転部21の同心
度を高めることができる。
Here, the annular spigot parts 20a, 21a provided on the sides of the fixed part 20 and the rotating part 21 and the outer ring 17
A high level of concentricity is ensured by fitting into parts of the spigots provided on the sides of the inner ring 18, respectively. The fixed part 20 and the rotating part 21 can be fixed to the outer ring 17 and the inner ring 18, respectively, by screwing, gluing, welding, brazing, or the like. Since the fixed part 20 and the rotating part 21 can be integrally machined after being fixed to the outer ring 17 and the inner ring 18, the concentricity of the fixed part 20 and the rotating part 21 can be increased.

ロータリエンコーダ19と一体化された軸受15はロー
タシャフト13に圧入等の手段により装着され、次いで
軸受15の外輪17がステータハウジング11のボス部
内に嵌着される。外輪17は圧入によりステータハウシ
ング11に固定してもよいが、ステータハウジング11
に設けたねじ、ピン等の先端を外輪]7の外周に設けた
窪みに係合させるごとにより、外輪17をステータハウ
ジング11に固定するようにしてもよい。ステータハウ
シング11にねし止めされた押えホルダ24はロータリ
エン:l−ダ19の固定部20の外端部に当接してロー
タリエンコーダ19軸受15の軸方向の動きを防止して
いる。ここでは、ロークリエンコーダ19と一体化され
る軸受15は軸方向にガタのないクロスローラ軸受であ
るので、1つの軸受15で十分な剛性を確保することが
でき、最も簡単な構造を実現することができる。
The bearing 15 integrated with the rotary encoder 19 is attached to the rotor shaft 13 by means such as press fitting, and then the outer ring 17 of the bearing 15 is fitted into the boss portion of the stator housing 11. The outer ring 17 may be fixed to the stator housing 11 by press fitting;
The outer ring 17 may be fixed to the stator housing 11 by engaging the tips of screws, pins, etc. provided in the outer ring 7 with recesses provided on the outer periphery of the outer ring 7. A presser foot holder 24 screwed onto the stator housing 11 comes into contact with the outer end of the fixed portion 20 of the rotary encoder 19 to prevent the rotary encoder 19 bearing 15 from moving in the axial direction. Here, since the bearing 15 integrated with the row encoder 19 is a cross roller bearing with no play in the axial direction, sufficient rigidity can be ensured with one bearing 15, and the simplest structure can be achieved. be able to.

ロークリエンコーダ19の精度及び分解能を高めるため
には固定部20と回転部21との間の隙間をできるだけ
小さくする必要がある。−上記構成によれば、固定部2
0と回転部21との同心度を高めることができるので、
高分解能のロータリエンコーダを得ることができる。ま
た、ロータリエンコーダ19を軸受15に固定した状態
でモータへの組付けを行なうことができるので、固定部
20及び回転部21の損傷を防止することができる。
In order to improve the accuracy and resolution of the low-resolution encoder 19, it is necessary to make the gap between the fixed part 20 and the rotating part 21 as small as possible. - According to the above configuration, the fixing part 2
Since the concentricity between 0 and the rotating part 21 can be increased,
A high-resolution rotary encoder can be obtained. Further, since the rotary encoder 19 can be assembled to the motor while being fixed to the bearing 15, damage to the fixed part 20 and the rotating part 21 can be prevented.

以上図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施例
の態様のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載した発明の範囲内においてその構成要素に種々の
変更を加えることができる。
Although the illustrated embodiments have been described above, the present invention is not limited to only the embodiments of the above embodiments, and various changes can be made to the constituent elements within the scope of the invention described in the claims. .

例えば、固定部20はリング状部材に限られず、リング
の一部を切り取った弧状の部材であってもよい。
For example, the fixing part 20 is not limited to a ring-shaped member, but may be an arc-shaped member obtained by cutting out a part of a ring.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、サー
ボモータの回転中心を決める軸受自体に固定部と回転部
とを設けるので、回転部と固定部との同心度を高めるこ
とができる。したがって、高精度及び高分解能のローク
リエンコーダを提供することができる。しかも、固定部
及び回転部を軸受に直接取りイマ1けるので、部品数が
少なく且つ小型軽量の磁気式ロークリエンコーダを提供
することができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, since the fixed portion and the rotating portion are provided in the bearing itself that determines the rotation center of the servo motor, the concentricity between the rotating portion and the fixed portion can be increased. Therefore, a high-precision and high-resolution low-resolution encoder can be provided. Moreover, since the fixed part and the rotating part are directly mounted on the bearing, it is possible to provide a small and lightweight magnetic rotary encoder with a small number of parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による磁気式ロータリエンコーダをサー
ボモータに組み込んだ実施例を示ずモータの断面図、 第2図は第1図に示すロータリエンコーダの分解斜視図
である。 11・・・ステータハウジング、 13・・・ロータシャフト、 15・・・クロスヘアリング軸受、 17・・・軸受の外輪、 18・・・軸受の内輪、 19・・・磁気式ロータリエンコーダ、20・・・固定
部、 21・・・回転部、 20a、21a・・・インロ一部 22・・・磁性粉、 23・・・磁気抵抗素子(磁気センサ)。 第1図
FIG. 1 is a sectional view of a servo motor in which a magnetic rotary encoder according to the present invention is incorporated into a servo motor, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotary encoder shown in FIG. 1. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Stator housing, 13... Rotor shaft, 15... Cross hair ring bearing, 17... Outer ring of bearing, 18... Inner ring of bearing, 19... Magnetic rotary encoder, 20... - Fixed part, 21... Rotating part, 20a, 21a... Inro part 22... Magnetic powder, 23... Magnetic resistance element (magnetic sensor). Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、内周面に磁気センサを設けた固定部と外周面に着磁
パターンを設けた回転部とを備え、前記固定部はサーボ
モータのステータハウジングとロータシャフトとの間に
設けられる軸受の外輪に対し同軸に固定され、前記回転
部は前記軸受の内輪に対し同軸に固定されていることを
特徴とする磁気式ロータリエンコーダ。 2、前記軸受はクロスローラ軸受であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の磁気式ロータリエンコ
ーダ。 3、前記固定部及び前記回転部はリング状をなしており
、前記固定部及び前記回転部は前記外輪及び前記内輪の
側部に嵌合するインロー部をそれぞれ有していることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の磁気式ロータ
リエンコーダ。
[Claims] 1. A fixed part provided with a magnetic sensor on the inner circumferential surface and a rotating part provided with a magnetized pattern on the outer circumferential surface, and the fixed part is provided between the stator housing and the rotor shaft of the servo motor. A magnetic rotary encoder, wherein the rotary encoder is coaxially fixed to an outer ring of a bearing provided in the rotary encoder, and the rotating part is coaxially fixed to an inner ring of the bearing. 2. The magnetic rotary encoder according to claim 1, wherein the bearing is a cross roller bearing. 3. The fixed part and the rotating part are ring-shaped, and each of the fixed part and the rotating part has a spigot part that fits into a side part of the outer ring and the inner ring, respectively. A magnetic rotary encoder according to claim 1.
JP11399185A 1985-05-29 1985-05-29 Magnetic rotary encoder Pending JPS61272613A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293410A (en) * 1987-05-27 1988-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rotation detector
JP2001287849A (en) * 2000-02-01 2001-10-16 Hitachi Metals Ltd Sheet material conveyer roller and method of manufacturing the same and method of conveying sheet material
EP3415873A4 (en) * 2016-02-10 2019-07-10 Advanced Telecommunications Research Institute International Rotational structure, assist system, and robot

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