JPS62231118A

JPS62231118A - エンコ−ダ

Info

Publication number: JPS62231118A
Application number: JP7493386A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okuda; 奥田　宏史; Takashi Matsubara; 孝松原
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-09

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）この発明は、エンコーダ殊に２相出力を得るようにした
磁気式のロータリエンコーダの改良に関するものである
。

（従来の技術）自動制御系における位置フィードバック信号の検出には
、ロータリ又はリニアのエンコーダ、シンクロ、レゾル
バなどが使われており、産業用ロボットやＮＯ工作機な
どのアーム位置や軸位置などの検出にはロータリエンコ
ーダがよく使われている。

このようなエンコーダには、光学式のもの、磁気式のも
のがあり、磁気式のものには歯車式のものやドラム式の
ものがある。しかしながら、光学式のもの、磁気式のも
のとも分解能や精度の面で限界があることから、これら
のエンコーダから得られる情報を内挿法によって更に細
分化すｂ”Ｉ’ｈによって高分解能化をはかるものもあ
る。

ところで、従来の産業用ロボットや各種自動工作機など
では、減速機を介してアームや軸をモータで駆動してお
り、このモータに連結したロータリエンコーダによって
モータの回転位置を検出し、軸やアームの位置情報を得
ていた。ところが、極めて低回転数のモータを使用し、
減速比も極めて小さい場合や殊に新しいモータであるダ
イレクトドライブモータのように減速機を必要としない
モータを使用する場合、モータ回転位置の検出精度がア
ームや軸の位置検出精度にまともに影響することから、
極めて高い分解能のエンコーダが求められる。

例えば、ダイレクトドライブモータを産業用ロボットな
どに使用する場合、１００万パルス／回転以上の分解能
が必要となり、このような高分解能を得ることができる
、簡単な構造で安価に製作できるエンコーダについては
本出願人の出願による特願昭６０−１４８４７６号によ
るものがある。

この種のエンコーダにおいても一般のエンコーダ同様、
回転方向検出のため及び正弦波出力の山や谷の部分で精
度のよい情報が得られないことを補うため位相の異なっ
た２相出力を得ることが必要となるが、このだめ、普通
は２対の、磁界発生手段と検出コイルを設けることにな
る。

（解決しようとする問題点）ところで、これらエンコーダは産業用ロボットや自動工
作機のアームや軸の中に組み込まれるものであるから、
極力、コンパクトで軽量であることが望まれる。この発
明は前述特願昭６０−１４８４７６号にあるような磁気
式エンコーダでありながら極めてコンパクトなものとし
、産業用ロボットや自動工作機の軸やアームへの組み込
みの容易な磁気式エンコーダを提供しようとする。

（問題点を解決するための手段）この発明においては、多数の磁石１を円周状に配設して
なるリング状多極磁界発生手段２は、回転軸Ｒと垂直に
設けられ、多数の磁石１は第１図のように回転軸方向Ｒ
Ｄと傾斜して順次交互にＮ−８、Ｓ−Ｎに着磁されてい
る。このような着磁部の、回転軸方向ＲＤについての両
側に、同心的に近接対向して、磁心３ａ、３ｂにコイ／
Ｉ／４を巻回してなる検出用コイル４ａ、４ｂが配設さ
れる。

そして、リング状多極磁界発生手段２は、回転軸と一体
化して回転子とし、検出用コイル４ａ、４ｂを固定子側
に設けることができ、またその逆とすることもできる。

（作用）回転軸Ｒの回動に伴い、ある磁心３ａに磁石１が近すき
、かつ離れていくと、これらの磁石１による磁界によっ
てその磁心３ａは磁化され、その磁心３ａに巻かれたコ
イ／Ｌ／４のインダクタンスが変動する。

コイ／Ｌ／４は、１個の検出用コイ／Ｉ／４ａに対して
多数設けられているので、検出用コイ）ｖ４ａの両端で
みたインダクタンスの変動は、個々のコイル４のインダ
クタンスの変動の総和であって、個々のコイ）ｖ４につ
いての変動のばらつきが平均化されている。コイ）ｖ４
ｂの両端でみたインダクタンスの変動についても同様で
ある。

一方、リング状多極磁界発生手段２は、回転軸方向ＲＤ
と傾斜して順次、交互にＮ−８，Ｓ−Ｎに着磁されてい
るので、検出用コイ）Ｖ４ａ、４ｂの両端に電圧を印加
して取り出される検出信号はそれぞれ位相がずれている
。そして傾斜を適切につけておけば、９０度位相のずれ
た二つの検出信号が得られる。

このように、多数の磁心の磁化による平均化されたコイ
ルのインダクタンスの変動に対応して精密な検出信号を
得るとともに、多数の磁石を傾斜して設けることによっ
てリング状多極磁界発生手段１は一つでありなから２相
の検出信号を取９出すことができる。

（実施例）リング状多極磁界発生手段を回転子側に設け。

検出用コイルを固定子に設けた一実施例についての蓋５
ｂはステンレヌ鋼製で、子ねじ６によって固定されシー
ルドケース５を形成している。

ケーシング５ａの内部には、ジュラコン製リング状ホル
ダ７、磁心３ａにコイル４ａを巻回し、エポキシ樹脂８
で固めてなるリング状の固定子Ｓｔ１、ジュラコン製リ
ング状ホルダ９、磁心３ｂにコイ）ｖ４ｂを巻回し、エ
ポキシ樹脂８で固めてなるリング状の固定子ｓｔ２、ジ
ュラコン製リング状ホルダ１０を順次嵌装して、小ねじ
１１によって固定している。固定子ｓｔ１、ｓｔ２は、
全部を図示しないが第３図のようにアモルファス磁心か
らなる１００個の磁心３ａに１００個のコイ／ｌ／４が
巻回され、直列接続されてなる検出用コイ／Ｉ／４ａ、
４ｂがそれぞれ埋め込まれて−おり、各検出用コイル４
ａ、４ｂには検出信号取出用端子４ａ１．４ｂ１を設け
ている。アモルファス磁心３ａ、３ｂは、０．１Ｍ径の
素線３本からなる長さ４１１’ｌの磁心で、典型的な角
形特性の磁化特性をもつ、いわゆる零磁歪磁心である。

そして、０．１ｆｌ径のエナメル線を１０回巻いて１ｆ
ｆ径程度の微小な磁気センサをなしている。

次に、シールドケース５には、非磁性体の回転軸Ｒが挿
通され、ベアリング１２ａ、１２ｂによって軸支されて
おり、回転軸孔には、はぼ平板状のジュラコン製ホルダ
１３を嵌装し、図示しない回り止めをしたのちそれぞれ
非磁性体の座金１４及びポルト１５によって固定し、回
転子としている。そしてホルダ１３の外周には全部を図
示しないが、１００個の磁石１を第４図のように回転軸
方向ＲＤと傾斜させ、順次交互にＮ−８，Ｓ−Ｎとなる
ように配設し、相互に密着して接着しである。この磁石
１を配設した部分を固定子Ｓｔ１、ｓｔ２とは近接対向
しており、その間のギャップは１期である。そして、検
出用コイ）ｖ４＋ａ、４ｂの検出信号取出用端子４ａｌ
、４ｂ１はそれぞれ第５図のように２磁心マ／Ｌ／４バ
イブレータブリツヂと接続されるものとする。

他の実施例として、第６図のように磁心３ａ、３ｂを回
転軸方向ＲＤと平行に設け、磁石１と垂直に位置するよ
うに設けることができるが、このような直列巻きに限る
ものでなく、波巻きその池の巻き方とすることができる
。磁心３ａ、３ｂの数もまた必ずしも磁石の数と同数に
する必要はなく、適宜ピッチとすることができる。また
、磁心３は、アモルファス磁心に代表される零磁歪のも
のが望ましいが、必ずしも零磁歪でなくてもよい。

磁心３ａ、３ｂや：１４／Ｌ／３Ｂ、３ｂも、エポキシ
樹脂に封入固形化するばかりでなく、他の樹脂や、他の
非磁性かつ絶縁性の材料に封入することや、これらの材
料で製作したブロック状の材で支持することができる。

磁石、磁心の数およびこれらのギャップなども適宜法め
ることができ、磁心及びコイルを回転子に設け、磁石を
固定子に設けることもできる。また、磁石間も密着して
接着するのに限ったものではなく、適宜スリットを設け
てもよいが、密着した方が減磁しないので有利である。

磁石の取付は方は、接着に限るものではなく嵌込み、ね
じ止めなどにすることもできる。

ケース５は必ずしもシールドケースにする必要はないが
、周囲の磁気ノイズを避けるためシールドケースとする
のが一般的である。リング状多極マクネットや固定子を
支持するためのサポート材料、組立構造やねじによる固
定のし方もまた適宜なものとすることができる。

この発明をリニアエンコーダに利用することもできるが
、ギャップのばらつきをならすことのメリットは少ない
。

（効果）以上のように、この発明によれば精密な２相出力の得ら
れる軽量コンパクトな磁気式エンコーダを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の構成及び実施例を示すものであって
、第１図は概略図、第２図〜第４図は概略構造図、第５
図は回路図、第６図は概略構造図である。図面において、１は磁石、２はリング状多極磁界発生手
段、３ａ・３ｂは磁心、４はコイル、４ａ・４ｂは検出
用コイル、Ｒは回転軸である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多数の磁石を円周状に配設してなるリング状多極
磁界発生手段を、回転軸と垂直に設け、前記多数の磁石
は前記回転軸方向と傾斜して順次交互にＮ−Ｓ、Ｓ−Ｎ
に着磁され、多数の磁心にコイルを巻回してなる検出用
コイルを、前記着磁されてなる部分の両側に、前記回転
軸と同心的に近接対向して配設してなり、前記リング状多極磁界発生手段又は前記検出用コイルの
いずれか一方を回動可能に軸支し、かつ、いずれか他方
を固設してなるエンコーダ。
（２）前記磁心は、角形特性の磁心である特許請求の範
囲第１項記載のエンコーダ。
（３）前記リング状多極磁界発生手段を回転軸に装着し
て回転子となし、前記検出用コイルを装着してなる固定
子内に、回動自在に軸支してなる特許請求の範囲第１項
記載のエンコーダ。