TWI838604B - 絕對型編碼器 - Google Patents
絕對型編碼器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI838604B TWI838604B TW110103502A TW110103502A TWI838604B TW I838604 B TWI838604 B TW I838604B TW 110103502 A TW110103502 A TW 110103502A TW 110103502 A TW110103502 A TW 110103502A TW I838604 B TWI838604 B TW I838604B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- gear
- angle sensor
- worm
- absolute encoder
- magnetic flux
- Prior art date
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 24
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 14
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 5
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 101100012902 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) FIG2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100233916 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) KAR5 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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
- G01D5/14—Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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
- G01D5/14—Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/26—Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/28—The target being driven in rotation by additional gears
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本發明的目的在於對檢測永久磁鐵發出的磁通的磁感測器，減輕由原本不應檢測的永久磁鐵發出的漏磁通造成的影響。
本發明的絕對型編碼器(2)係具備：作為第1永久磁鐵的磁鐵(Mp)，係設在第1蝸桿部(11)的前端部側；作為第1角度感測器的角度感測器(Sp)，係檢測與從磁鐵(Mp)產生的磁通的變化對應的第1蝸桿部(11)的旋轉角度；作為第2永久磁鐵的磁鐵(Mq)，係設在第2蝸輪部(41)的前端側；作為第2角度感測器的角度感測器(Sq)，係檢測與從磁鐵(Mq)產生的磁通的變化對應的第2蝸輪部(41)的旋轉角度；及作為磁通屏蔽構件的齒輪底座部(3)，係將角度感測器(Sp)及角度感測器(Sq)周圍的至少一部分圍起；齒輪底座部(3)係藉由施作過退火處理的磁性體而構成。
Description
本發明係有關絕對型編碼器(absolute encoder)。
在習知技術的各種控制機械裝置中，已知有為了檢測可動要素的位置和角度而使用的旋轉編碼器(rotary encoder)。關於如上述的旋轉編碼器，有檢測相對性的位置或角度之遞增(incremental)型的編碼器、及檢測絕對性的位置或角度之絕對型的絕對型編碼器。
在如上述的絕對型編碼器中，例如已知有種測量絕對位置之用的絕對型的旋轉編碼器，係具備複數個磁性編碼器部，利用磁性來偵測主軸(main shaft)及副軸(sub shaft)的角度位置，從該檢測結果測量主軸的絕對位置(參照例如下述之專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2013-24572號公報
[發明欲解決之課題]
然而，上述專利文獻1所揭示的絕對型編碼器係例如因為磁偵測元件即磁感測器(sensor)受到馬達的磁鐵或裝置外部的磁鐵等相鄰的永久磁鐵所發出的磁通的一部分影響，而有檢測精度因由原本欲檢測的永久磁鐵所發出的磁通以外的外部要素產生的雜訊(noise)的影響而惡化之情事。
本發明乃係鑒於上述的課題而研創，目的在於提供對檢測永久磁鐵發出的磁通的磁感測器，減輕由原本不應檢測的永久磁鐵發出的漏磁通造成的影響之絕對型編碼器。
[用以解決課題之手段]
為了達成上述目的，本發明的絕對型編碼器係具備：第1驅動齒輪，係隨主軸的旋轉而旋轉；第1永久磁鐵，係設在前述第1驅動齒輪的前端部側；第1角度感測器，係檢測與從前述第1永久磁鐵產生的磁通的變化對應的前述第1驅動齒輪的旋轉角度；第1從動齒輪，係中心軸與前述第1驅動齒輪的中心軸正交，齧合至前述第1驅動齒輪；第2驅動齒輪，係設在與前述第1從動齒輪同一軸上，隨前述第1從動齒輪的旋轉而旋轉；第2從動齒輪，係中心軸與前述第1從動齒輪的中心軸正交，齧合至前述第2驅動齒輪；第2永久磁鐵，係設在前述第2從動齒輪的前端側；第2角度感測器，係檢測與從前述第2永久磁鐵產生的磁通的變化對應的前述第2從動齒輪的旋轉角度；及磁通屏蔽構件，係將前述第1角度感測器及前述第2角度感測器周圍的至少一部分圍起；前述磁通屏蔽構件係藉由施作過退火處理的磁性體而構成。
為了達成上述目的，本發明的絕對型編碼器的磁通屏蔽構件係藉由在鐵氧體(ferrite)系不鏽鋼的板狀構件施作機械加工的機械加工步驟、及在真空或氫氣環境中將施作過前述機械加工的前述板狀構件以退火溫度800℃至900℃進行退火的退火步驟而製造。
[發明之效果]
依據本發明的絕對型編碼器，能夠對檢測永久磁鐵發出的磁通的磁感測器，減輕由原本不應檢測的永久磁鐵發出的漏磁通造成的影響。
本案發明人等係發現在絕對型編碼器中，主軸的歷經複數次旋轉(以下，亦稱為複數旋轉)的旋轉量(以下，亦稱為主軸的旋轉量)能藉由取得伴隨主軸的旋轉進行減速旋轉的旋轉體的旋轉角度來特定出。亦即，藉由將旋轉體的旋轉角度乘以減速比，能夠將主軸的旋轉量特定出。此處，能夠特定出的主軸的旋轉量的範圍係與減速比成比例地增加。例如，若減速比為50，則能夠特定出主軸旋轉50圈份量的旋轉量。
另一方面，所需的旋轉體的解析度係與減速比成比例地減少。例如，若減速比為100，則旋轉體於主軸每旋轉1圈所需的解析度係成為360°/100=3.6°，需要±1.8°的檢測精度。另一方面，當減速比為50時，旋轉體於主軸每旋轉1圈所需的解析度係成為360°/50=7.2°，需要±3.6°的檢測精度。
以下，針對本發明實施形態，參照圖式進行說明。在以下說明的各實施形態、變形例中，相同或同等的構成要素、構件係給予相同的元件符號且適當省略重複說明。此外，各圖式中的構件的尺寸係為了容易理解而適當放大、縮小顯示。此外，在各圖式中，在說明實施形態上不重要的構件的一部分係省略顯示。此外，在圖式中，齒輪係省略顯示齒部形狀。此外，含有第1、第2等序數的用語係供說明各式各樣的構成要素使用，但該些用語僅是做區別一個構成要素與其他的構成要素的目的之用，構成要素並不受該些用語所限定。另外，本發明並不受本實施形態所限定。
圖1係概略性顯示本發明實施形態的絕對型編碼器2的構成之立體圖。圖2係概略性顯示絕對型編碼器2拿掉屏蔽板7後之狀態的構成之立體圖。圖2中，絕對型編碼器2的殼4及角度感測器支持基板5以透視顯示。圖3係概略性顯示絕對型編碼器2拿掉殼4後之狀態的構成之立體圖。圖3中，絕對型編碼器2的角度感測器支持基板5以透視顯示。圖4係概略性顯示絕對型編碼器2拿掉角度感測器支持基板5後之狀態的構成之俯視圖。
如圖1至圖4所示，本發明實施形態的絕對型編碼器2係具備：第1蝸桿(worm gear)部11、磁鐵Mp、角度感測器Sp、第1蝸輪(worm wheel)部21、第2蝸桿部22、第2蝸輪部41、磁鐵Mq、角度感測器Sq、及齒輪底座部3。第1蝸桿部11係作為第1驅動齒輪，隨主軸1a的旋轉而旋轉。磁鐵Mp係作為第1永久磁鐵，設在第1蝸桿部11的前端部側。角度感測器Sp係作為第1角度感測器，檢測與從磁鐵Mp產生的磁通的變化對應的第1蝸桿部11的旋轉角度。第1蝸輪部21係作為第1從動齒輪，中心軸與第1蝸桿部11的中心軸正交，齧合至第1蝸桿部11。第2蝸桿部22係作為第2驅動齒輪，設在與第1蝸輪部21同一軸上，隨第1蝸輪部21的旋轉而旋轉。第2蝸輪部41係作為第2從動齒輪，中心軸與第1蝸輪部21的中心軸正交，齧合至第2蝸桿部22。磁鐵Mq係作為第2永久磁鐵，設在第2蝸輪部41的前端側。角度感測器Sq係作為第2角度感測器，檢測與從磁鐵Mq產生的磁通的變化對應的第2蝸輪部41的旋轉角度。齒輪底座部3係作為磁通屏蔽構件，將角度感測器Sp及角度感測器Sq周圍的至少一部分圍起。齒輪底座部3係藉由施作過退火處理的磁性體而構成。以下，具體說明絕對型編碼器2的構造。
在本實施形態中，為了說明上的方便，係針對絕對型編碼器2根據XYZ直角座標系進行說明。X軸方向係對應水平的左右方向，Y軸方向係對應水平的前後方向，Z軸方向係對應鉛直的上下方向。Y軸方向及Z軸方向係分別正交於X軸方向。在本說明中，X軸方向亦稱為左側或右側，Y軸方向亦稱為前側或後側，Z軸方向亦稱為上側或下側。在圖1、圖2所示的絕對型編碼器2的擺向中，X軸方向的左側為左側，X軸方向的右側為右側。此外，在圖1、圖2所示的絕對型編碼器2的擺向中，Y軸方向的近側為前側，Y軸方向的遠側為後側。此外，在圖1、圖2所示的絕對型編碼器2的擺向中，Z軸方向的上側為上側，Z軸方向的下側為下側。將在Z軸方向從上側觀看所見得之狀態稱為俯視，將在Y軸方向從前側觀看所見得之狀態稱為正視，將在X軸方向從左側觀看所見得之狀態稱為側視。如上述的方向的表記並非限制絕對型編碼器2的使用擺向，絕對型編碼器2係能以任意的擺向使用。
絕對型編碼器2係如既述，乃係將馬達1的主軸1a的歷經複數旋轉的旋轉量特定出予以輸出的絕對型的編碼器。在本發明實施形態中，絕對型編碼器2係設在馬達1的Z軸方向的上側的端部。在本發明實施形態中，絕對型編碼器2係在以俯視觀看時具有大致矩形形狀，在以正視及側視觀看時具有在主軸1a的延伸方向即上下方向低高度的橫長形的矩形狀。亦即，絕對型編碼器2係具有水平方向比上下方向長的扁平的長方體形狀。
絕對型編碼器2係具備收容內部構造的中空方筒狀的殼4。殼4係含有將至少馬達1的主軸1a的一部分、主軸齒輪10、第1中間齒輪20、第2中間齒輪30、第1副軸齒輪40、及第2副軸齒輪50等圍起的複數個(例如4個)外壁部4a，上側的端部係開蓋。關於殼4，在開蓋的4個外壁部4a的上側的端部，矩形的板狀構件即作為第2磁通屏蔽構件的屏蔽板7藉由螺絲8e而固定在殼4及齒輪底座部3。
屏蔽板7乃係在軸線方向(Z軸方向)設在角度感測器Sp、Sq、Sr與絕對型編碼器2的外部之間的板狀構件。屏蔽板7係為了防止設在殼4內部的角度感測器Sp、Sq、Sr受到在絕對型編碼器2外部產生的磁通造成的磁干擾而以磁性體形成。
馬達1係就一例而言可為步進(stepping)馬達和DC無刷(brushless)馬達。就一例而言，馬達1係可為作為透過諧波齒輪裝置等減速機構對產業用等的機器人(robot)進行驅動的驅動源適用的馬達。馬達1的主軸1a係上下方向兩側從馬達的殼突出。絕對型編碼器2係將馬達1的主軸1a的旋轉量以數位(digital)信號的形式輸出。
馬達1的形狀係以俯視觀看時具有大致矩形形狀，在上下方向亦具有大致矩形形狀。亦即，馬達1係具有大致立方體形狀。俯視下，構成馬達1外形的4個外壁部各者的長度係例如為25mm，亦即，馬達1的外形係以俯視觀看時為25mm見方。此外，設於馬達1的絕對型編碼器2係例如與馬達1的外形形狀配合而為25mm見方。
在圖1、圖2中，係以角度感測器支持基板5與殼4及屏蔽板7一起罩覆絕對型編碼器2內部的方式設置。
圖5係從下側觀看角度感測器支持基板5所見得之圖。如圖5所示，角度感測器支持基板5乃係以俯視觀看時具有大致矩形形狀、在上下方向薄厚度的板狀的印刷配線基板。此外，連接器(connector)6係連接至角度感測器支持基板5，乃係供將絕對型編碼器2與外部裝置(未圖示)連接起來之用。
如圖2、圖3所示，絕對型編碼器2係含有：具有第1蝸桿部11(第1驅動齒輪)的主軸齒輪10、具有第1蝸輪部21(第1從動齒輪)、第2蝸桿部22(第2驅動齒輪)及第3蝸桿部28(第3驅動齒輪)的第1中間齒輪20、具有第3蝸輪部31(第3從動齒輪)及第1正齒輪部32(第4驅動齒輪)的第2中間齒輪30、具有第2蝸輪部41(第2從動齒輪)的第1副軸齒輪40、具有第2正齒輪部51(第3從動齒輪)的第2副軸齒輪50、磁鐵Mp、與磁鐵Mp對應的角度感測器Sp、磁鐵Mq、與磁鐵Mq對應的角度感測器Sq、磁鐵Mr、與磁鐵Mr對應的角度感測器Sr、以及圖5中所示的微電腦(microcomputer)121。
圖6係絕對型編碼器2的A-A剖面圖。
如圖4及圖6所示，馬達1的主軸1a乃係馬達1的輸出軸，乃係將旋轉力傳遞至絕對型編碼器2的輸入軸。主軸齒輪10係固定在馬達1的主軸1a，藉由馬達1的軸承構件而以能夠與主軸1a一體地旋轉的方式獲得支持。第1蝸桿部11係以隨馬達1的主軸1a的旋轉而旋轉的方式設在主軸齒輪10的外周。在主軸齒輪10中，第1蝸桿部11係以其中心軸與主軸1a的中心軸一致或大致一致的方式設置。主軸齒輪10係能夠由樹脂材料和金屬材料等各種材料形成。主軸齒輪10係例如由聚縮醛(polyacetal)樹脂形成。
如圖3及圖4所示，第1中間齒輪20乃係將主軸齒輪10的旋轉傳遞至第1副軸齒輪40及第2中間齒輪30的齒輪部。第1中間齒輪20係藉由軸23而以繞大致平行於基部3b地延伸的旋轉軸線旋轉的方式軸支。第1中間齒輪20乃係沿該旋轉軸線的方向延伸的大致圓筒形狀的構件。第1中間齒輪20係含有第1蝸輪部21、第2蝸桿部22、及第3蝸桿部28，內部形成有貫通孔，軸23插通於該貫通孔。藉由將該軸23插通至設在齒輪底座部3的基部3b的第1中間齒輪軸支部3g，使第1中間齒輪20獲得軸支。第2蝸桿部22、第1蝸輪部21、及第3蝸桿部28係依上述順序配置在互相分離的位置。第1中間齒輪20係能夠由樹脂材料和金屬材料等各種材料形成。第1中間齒輪20係由聚縮醛樹脂形成。
圖7係絕對型編碼器2的B-B剖面圖。
如圖4及圖7所示，第1蝸輪部21係設在第1中間齒輪20的外周，第1蝸輪部21係以與第1蝸桿部11齧合，隨第1蝸桿部11的旋轉而旋轉的方式設置。第1蝸輪部21與第1蝸桿部11的軸角係設定為90°或大致90°。
第1蝸輪部21的外徑並無特別的限制，而在圖示的例子中，第1蝸輪部21的外徑係設定為比第1蝸桿部11的外徑小，且第1蝸輪部21的外徑形成為小徑。藉此，在絕對型編碼器2中係達到上下方向的尺寸的小型化。
第2蝸桿部22係設在第1中間齒輪20的外周，構成為隨第1蝸輪部21的旋轉而旋轉。在第1中間齒輪20中，第2蝸桿部22係以其中心軸與第1蝸輪部21的中心軸一致或大致一致的方式設置。
圖8係絕對型編碼器2的C-C剖面圖。
如圖4及圖8所示，第3蝸桿部28係設在第1中間齒輪20的外周，構成為隨第1蝸輪部21的旋轉而旋轉。在第1中間齒輪20中，第3蝸桿部28係以其中心軸與第1蝸輪部21的中心軸一致或大致一致的方式設置。
如圖4所示，第1副軸齒輪40係與磁鐵Mq一體地隨馬達軸的旋轉而減速旋轉。第1副軸齒輪40乃係藉由從齒輪底座部3的基部3b大致垂直地突出的軸所軸支，在以含有第2蝸輪部41及保持磁鐵Mq的保持部的俯視觀看時呈大致圓形形狀的構件。第1副軸齒輪40係能夠由樹脂材料和金屬材料等各種材料形成。第1副軸齒輪40係由聚縮醛樹脂形成。
第2蝸輪部41係設在第1副軸齒輪40的外周，以與第2蝸桿部22齧合，隨第2蝸桿部22的旋轉而旋轉的方式設置。第2蝸輪部41與第2蝸桿部22的軸角係設定為90°或大致90°。第2蝸輪部41的旋轉軸線係設置成與第1蝸桿部11的旋轉軸線平行或大致平行。
在圖4及圖8中，第2中間齒輪30乃係隨主軸1a的旋轉而旋轉，將主軸1a的旋轉減速後傳遞至第2副軸齒輪50的圓盤狀的齒輪部。第2中間齒輪30係設在第2蝸桿部22與設在第2副軸齒輪50的第2正齒輪部51之間。第2正齒輪部51係與第1正齒輪部32齧合。第2中間齒輪30係具有與第1中間齒輪20的第3蝸桿部28齧合的第3蝸輪部31、及驅動第2正齒輪部51的第1正齒輪部32。第2中間齒輪30係例如以聚縮醛樹脂形成。第2中間齒輪30乃係以俯視觀看時呈大致圓形形狀的構件。第2中間齒輪30係軸支在齒輪底座部3的基部3b。
藉由具備第2中間齒輪30，相應地，能夠將後述的第2副軸齒輪50配置在遠離第3蝸桿部28的位置。因此，能夠增加磁鐵Mp、Mq之間的距離而減小彼此的漏磁通的影響。此外，藉由具備第2中間齒輪30，相應地，擴大能夠設定減速比的範圍，設計的自由度提升。
第3蝸輪部31係設在第2中間齒輪30的外周，以與第3蝸桿部28齧合，隨第3蝸桿部28的旋轉而旋轉的方式設置。第1正齒輪部32係以其中心軸與第3蝸輪部31的中心軸一致或大致一致的方式設置在第2中間齒輪30的外周。第1正齒輪部32係以與第2正齒輪部51齧合，隨第3蝸輪部31的旋轉而旋轉的方式設置。第3蝸輪部31及第1正齒輪部32的旋轉軸線係設置成與第1蝸桿部11的旋轉軸線平行或大致平行。
在圖8中，第2副軸齒輪50乃係隨主軸1a的旋轉而旋轉，將主軸1a的旋轉減速後傳遞至磁鐵Mr，以俯視觀看時呈圓形形狀的齒輪部。第2副軸齒輪50係以繞從齒輪底座部3的基部3b大致垂直地延伸的旋轉軸線旋轉的方式軸支。第2副軸齒輪50係含有第2正齒輪部51及保持磁鐵Mr的磁鐵保持部。
第2正齒輪部51係以其中心軸與第1正齒輪部32的中心軸一致或大致一致的方式設置在第2副軸齒輪50的外周。第2正齒輪部51係以與第1正齒輪部32齧合，隨第3蝸輪部31的旋轉而旋轉的方式設置。第2正齒輪部51的旋轉軸線係設置成與第1正齒輪部32的旋轉軸線平行或大致平行。第2副軸齒輪50係能夠由樹脂材料和金屬材料等各種材料形成。第2副軸齒輪50係由聚縮醛樹脂形成。
此處，第1蝸輪部21齧合至第1蝸桿部11，故設第1蝸輪部21面向第1蝸桿部11的方向為第1齧合方向P1(圖4中的箭頭P1方向)。同樣地，第2蝸桿部22齧合至第2蝸輪部41，故設第2蝸桿部22面向第2蝸輪部41的方向為第2齧合方向P2(圖4中的箭頭P2方向)。此外，第3蝸桿部28齧合至第3蝸輪部31，故設第3蝸桿部28面向第3蝸輪部31的方向為第3齧合方向P3(圖4中的箭頭P3方向)。在本實施形態中，第1齧合方向P1、第2齧合方向P2、及第3齧合方向P3係皆形成為沿著水平面(XY平面)的方向。
磁鐵Mp係在主軸齒輪10的頂面以雙方的中心軸一致或大致一致的方式固定。磁鐵Mp係透過保持具(holder)部16而由設在主軸齒輪10的中心軸的磁鐵支持部17所支持。保持具部16係藉由鋁(aluminum)合金等非磁性體形成。保持具部16的內周面係以與磁鐵Mp的徑方向的外周面相接將該外周面保持的方式，對應於磁鐵Mp的外徑和外周面的形狀而例如形成為環狀。此外，磁鐵支持部17的內周面係以與保持具部16的外周面相接的方式，對應於保持具部16的外徑和外周面的形狀而例如形成為環狀。磁鐵Mp係具有沿相對於主軸齒輪10的旋轉軸線垂直的方向排列的兩極的磁極。角度感測器Sp係為了偵測主軸齒輪10的旋轉角度，以其底面隔著間隙與磁鐵Mp的頂面沿上下方向相對向的方式設在角度感測器支持基板5的底面5a。
就一例而言，角度感測器Sp係固定在絕對型編碼器2的藉由後述配設在齒輪底座部3的基板支柱110所支持的角度感測器支持基板5。角度感測器Sp係偵測磁鐵Mp的磁極，將偵測資訊輸出至微電腦121。微電腦121係根據所輸入的關於磁極的偵測資訊將磁鐵Mp的旋轉角度特定出，藉此，將主軸齒輪10的旋轉角度、亦即主軸1a的旋轉角度特定出。主軸1a的旋轉角度的解析度係對應於角度感測器Sp的解析度。微電腦121係如後述，根據所特定出的第1副軸齒輪40的旋轉角度及所特定出的主軸1a的旋轉角度將主軸1a的旋轉量特定出，將該旋轉量輸出。微電腦121係就一例而言可構成為將馬達1的主軸1a的旋轉量以數位信號的形式輸出。
角度感測器Sq係偵測第2蝸輪部41的旋轉角度、亦即第1副軸齒輪40的旋轉角度。磁鐵Mq係在第1副軸齒輪40的頂面以雙方的中心軸一致或大致一致的方式固定。磁鐵Mq係具有沿相對於第1副軸齒輪40的旋轉軸線垂直的方向排列的兩極的磁極。如圖3所示，角度感測器Sq係為了偵測第1副軸齒輪40的旋轉角度，以其底面隔著間隙與磁鐵Mq的頂面沿上下方向相對向的方式設置。
就一例而言，角度感測器Sq係在固定有角度感測器Sp的角度感測器支持基板5，固定在與角度感測器Sp固定的面同一面。角度感測器Sq係偵測磁鐵Mq的磁極，將偵測資訊輸出至微電腦121。微電腦121係根據所輸入的關於磁極的偵測資訊將磁鐵Mq的旋轉角度、亦即第1副軸齒輪40的旋轉角度特定出。
角度感測器Sr係偵測第2正齒輪部51的旋轉角度、亦即第2副軸齒輪50的旋轉角度。磁鐵Mr係在第2副軸齒輪50的頂面以雙方的中心軸一致或大致一致的方式固定。磁鐵Mr係具有沿相對於第2副軸齒輪50的旋轉軸線垂直的方向排列的兩極的磁極。如圖3所示，角度感測器Sr係為了偵測第2副軸齒輪50的旋轉角度，以其底面隔著間隙與磁鐵Mr的頂面沿上下方向相對向的方式設置。
就一例而言，角度感測器Sr係固定在絕對型編碼器2之藉由後述配設在齒輪底座部3的基板支柱110所支持的角度感測器支持基板5。角度感測器Sr係偵測磁鐵Mr的磁極，將偵測資訊輸出至微電腦121。微電腦121係根據所輸入的關於磁極的偵測資訊將磁鐵Mr的旋轉角度、亦即第2副軸齒輪50的旋轉角度特定出。
各磁感測器係可使用解析度比較高的磁性角度感測器。磁性角度感測器係在各個旋轉體的軸方向，與各永久磁鐵的含有磁極的端面隔著一定的間隙相對向配置，根據該些磁極的旋轉將相對向的旋轉體的旋轉角特定出，輸出數位信號。磁性角度感測器係就一例而言含有偵測磁極的偵測元件及根據該偵測元件的輸出而輸出數位信號的運算電路。偵測元件係例如可含有複數個(例如4個)霍爾元件(Hall element)和GMR(Giant Magneto Resistive；巨磁阻)元件等磁場偵測要素。
運算電路係例如可構成為以複數個偵測元件的輸出之差和比作為索引(key)，使用對照表(look-up table)進行表處理，藉此將旋轉角特定出。該些偵測元件與運算電路係可集聚在單一個IC晶片(chip)上。該IC晶片係可埋置於薄型的具有長方體形狀外形的樹脂中。各磁感測器係透過未圖示的配線構件將與偵測得的各旋轉體的旋轉角對應的數位信號即角度信號輸出至微電腦121。例如，各磁感測器係將各旋轉體的旋轉角以複數個位元(bit)(例如7位元)的數位信號的形式輸出。
圖9係概略性顯示絕對型編碼器2所具備的微電腦121的功能構成之圖。微電腦121係藉由焊接和接著等方法固定在角度感測器支持基板5的齒輪底座部3的基部3b側的面。微電腦121係以CPU(Central Processing Unit；中央處理器)構成，取得從角度感測器Sp、Sq、Sr各者輸出的表示旋轉角度的數位信號，運算主軸齒輪10的旋轉量。圖9所示的微電腦121的各方塊係代表藉由作為微電腦121的CPU執行程式(program)而實現的功能(function)。微電腦121的各方塊係從硬體(hardware)觀點來看能夠藉由以電腦的CPU和RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)為首的元件和機械裝置實現，從軟體(software)觀點來看係藉由電腦程式等實現，但此處所描繪的是藉由硬體、軟體的協同運作實現的功能方塊。因此，閱讀本說明書的本技術領域人員係可理解該些功能方塊能夠藉由硬體、軟體的組合以各式各樣的形式實現。
微電腦121係具備旋轉角度取得部121p、旋轉角度取得部121q、旋轉角度取得部121r、表處理部121b、旋轉量特定部121c、及輸出部121e。旋轉角度取得部121p係根據從角度感測器Sp輸出的信號而取得表示主軸齒輪10亦即主軸1a的旋轉角度的角度資訊即旋轉角度Ap。旋轉角度取得部121q係根據從角度感測器Sq輸出的信號而取得表示第1副軸齒輪40的旋轉角度的角度資訊即旋轉角度Aq。旋轉角度取得部121r係取得表示以角度感測器Sr偵測得的第2副軸齒輪50的旋轉角度的角度資訊即旋轉角度Ar。
表處理部121b係參照儲存有旋轉角度Ap及與旋轉角度Ap對應的主軸齒輪10的旋轉數之第1對應關係表，將與所取得的旋轉角度Ap對應的主軸齒輪10的旋轉數特定出。此外，表處理部121b係參照儲存有旋轉角度Ar及與旋轉角度Ar對應的主軸齒輪10的旋轉數之第2對應關係表，將與所取得的旋轉角度Ar對應的主軸齒輪10的旋轉數特定出。
旋轉量特定部121c係相應於藉由表處理部121b而特定出的主軸齒輪10的旋轉數及所取得的旋轉角度Aq，將主軸齒輪10的歷經複數旋轉的第1旋轉量特定出。輸出部121e係將藉由旋轉量特定部121c而特定出的主軸齒輪10的歷經複數旋轉的旋轉量轉換成表示該旋轉量的資訊予以輸出。
構成如上述的絕對型編碼器2係能夠相應於根據角度感測器Sq、Sr的偵測資訊而特定出的第1副軸齒輪40及第2副軸齒輪50的旋轉角度將主軸1a的旋轉數特定出，並且根據角度感測器Sp的偵測資訊將主軸1a的旋轉角度特定出。此外，微電腦121係根據所特定出的主軸1a的旋轉數及主軸1a的旋轉角度，將主軸1a的歷經複數次旋轉的旋轉量特定出。
設在主軸1a的主軸齒輪10的第1蝸桿部11的線數係例如為1，第1蝸輪部21的齒數係例如為20。亦即，第1蝸桿部11與第1蝸輪部21係構成減速比為20/1=20的第1變速機構(參照圖4)。當第1蝸桿部11旋轉20圈時，第1蝸輪部21係旋轉1圈。第1蝸輪部21與第2蝸桿部22係設在同一軸上構成第1中間齒輪20，一體地旋轉，因此當第1蝸桿部11旋轉20圈時、亦即當主軸1a及主軸齒輪10旋轉20圈時，第1中間齒輪20係旋轉1圈，第2蝸桿部22係旋轉1圈。
第2蝸桿部22的線數係例如為5，第2蝸輪部41的齒數係例如為25。亦即，第2蝸桿部22與第2蝸輪部41係構成減速比為25/5=5的第2變速機構(參照圖4)。當第2蝸桿部22旋轉5圈時，第2蝸輪部41係旋轉1圈。形成有第2蝸輪部41的第1副軸齒輪40係如後述以與磁鐵保持具35及磁鐵Mq一體地旋轉的方式構成，因此，當構成第1中間齒輪20的第2蝸桿部22旋轉5圈時，磁鐵Mq係旋轉1圈。依上述，當主軸1a旋轉50圈，第1中間齒輪20便旋轉5圈，第1副軸齒輪40及磁鐵Mq便旋轉1圈。亦即，藉由角度感測器Sq的關於第1副軸齒輪40的旋轉角度的偵測資訊，能夠將主軸1a的旋轉50圈份量的旋轉數特定出。
第3蝸桿部28的線數係例如為1，第3蝸輪部31的齒數係例如為30。亦即，第3蝸桿部28與第3蝸輪部31係構成減速比為30/1=30的第3變速機構(參照圖4)。當第3蝸桿部28旋轉30圈時，第3蝸輪部31係旋轉1圈。形成有第3蝸輪部31的第2中間齒輪30係設有具有與第3蝸輪部31的中心軸一致或大致一致的中心軸的第1正齒輪部32。因此，當第3蝸輪部31旋轉時，第1正齒輪部32亦旋轉。第1正齒輪部32係與設在第2副軸齒輪50的第2正齒輪部51齧合，因此，當第2中間齒輪30旋轉時，第2副軸齒輪50亦旋轉。
第2正齒輪部51的齒數係例如為40，第1正齒輪部32的齒數係例如為24。亦即，第1正齒輪部32與第2正齒輪部51係構成減速比為40/24=5/3的第4變速機構(參照圖4)。當第1正齒輪部32旋轉5圈時，第2正齒輪部51係旋轉3圈。形成有第2正齒輪部51的第2副軸齒輪50係如後述以與磁鐵Mr一體地旋轉的方式構成，因此，當構成第1中間齒輪20的第3蝸桿部28旋轉50圈時，磁鐵Mr係旋轉1圈。依上述，當主軸1a旋轉1000圈，第1中間齒輪20便旋轉50圈，第2中間齒輪30便旋轉5/3圈，第2副軸齒輪50及磁鐵Mr便旋轉1圈。亦即，藉由角度感測器Sr的關於第2副軸齒輪50的旋轉角度的偵測資訊，能夠將主軸1a的旋轉1000圈份量的旋轉數特定出。
以下，針對絕對型編碼器2的構成，更具體地進行說明。
如上述(參照圖1至圖5)，絕對型編碼器2係含有：齒輪底座部3、殼4、角度感測器支持基板5、及連接器6。此外，絕對型編碼器2係含有：主軸齒輪10、第1中間齒輪20、第2中間齒輪30、第1副軸齒輪40、及第2副軸齒輪50。此外，絕對型編碼器2係含有：磁鐵Mp、Mq、Mr及角度感測器Sp、Sq、Sr，以及含有供控制絕對型編碼器2的驅動部和檢測部等之用的微電腦121。
此處，如圖6所示，齒輪底座部3乃係在軸線方向(Z軸方向)設在角度感測器Sp、Sq、Sr與使主軸1a旋轉的驅動源即馬達1之間的板狀構件。齒輪底座部3係將主軸齒輪10和第1中間齒輪20、第1副軸齒輪40等絕對型編碼器2所具備的各旋轉體以能夠旋轉的方式保持。此外，齒輪底座部3乃係將角度感測器支持基板5等絕對型編碼器2所具備的各構件固定至馬達1的基台。
圖10係絕對型編碼器2的構成中作為磁通屏蔽構件的齒輪底座部3的立體圖。如圖10所示，齒輪底座部3係具備：基部3b、作為機械加工部的支柱支持孔3c、螺絲孔3d、凹槽部3e、主軸插通孔3f、及第1中間齒輪軸支部3g。
齒輪底座部3係為了作為從馬達1等絕對型編碼器2外部對磁通進行磁屏蔽的磁通屏蔽構件發揮功能，而藉由磁性體形成。具體而言，齒輪底座部3係在屬於鐵氧體系不鏽鋼(例如，SUS430)板狀構件的基部3b，藉由削孔、彎曲加工等各種機械加工，形成諸如支柱支持孔3c、螺絲孔3d、凹槽部3e、主軸插通孔3f、及第1中間齒輪軸支部3g的機械加工部。齒輪底座部3係在藉由如上述的機械加工在基部3b形成機械加工部後，施作退火處理。關於齒輪底座部3的製造方法，於後文中說明。
齒輪底座部3的基部3b乃係絕對型編碼器2之臨馬達1側的板狀的部分，係以能夠將角度感測器Sp、Sq、Sr周圍的至少一部分圍起的方式沿X軸方向及Y軸方向延伸。在齒輪底座部3的基部3b，藉由複數個(例如2個)螺絲8e固定中空方筒狀的殼4。
配設在齒輪底座部3的支柱3a乃係從基部3b在軸方向往遠離馬達1的方向突出的大致圓柱狀的部分，係在與磁鐵Mp、Mq、Mr間隔著距離的位置在主軸1a的軸線方向支持角度感測器支持基板5。支柱3a係例如藉由鋁合金(例如，A5052)之類的非磁性體形成。另外，支柱3a的材料係能夠使用其他種鋁合金、黃銅等銅系的合金、沃斯田鐵(austenite)系不鏽鋼合金等各種非磁性體。
在支柱3a的突出端，使用基板安裝螺絲8a固定角度感測器支持基板5。在圖2中係顯示設置成角度感測器支持基板5罩覆編碼器內部的樣子。角度感測器支持基板5乃係以俯視觀看時具有大致矩形形狀、在軸方向薄板狀的印刷配線基板。在角度感測器支持基板5主要係貼裝有角度感測器Sp、Sq、Sr及微電腦121和各種線圈(coil)。
支柱支持孔3c係為了在將支柱3a支持在齒輪底座部3的基部3b時讓基板安裝螺絲8a插通而設。螺絲孔3d係為了讓將齒輪底座部3固定至馬達1之用的齒輪底座部固定螺絲8c插通而設。凹槽部3e乃係為了讓將殼4及屏蔽板7固定至馬達1之用的螺絲8e通過而設的凹槽。主軸插通孔3f乃係為了讓馬達1的主軸1a插通至絕對型編碼器2側之用的孔。第1中間齒輪軸支部3g係為了軸支第1中間齒輪20的中心軸而設。
第1中間齒輪軸支部3g乃係藉由切割齒輪底座部3的基部3b的一部分後上折而從基部3b往Z軸正方向突出的突形狀的構件，係形成有第1中間齒輪20的軸23插通的孔。藉由構成如上述，第1中間齒輪20係以能夠在旋轉軸線旋轉的方式獲得支持。
接著，針對作為磁通屏蔽構件的齒輪底座部3的製造方法進行說明。
齒輪底座部3係藉由以下步驟製造。亦即，齒輪底座部3係藉由在鐵氧體系不鏽鋼的板狀構件施作機械加工的機械加工步驟、及在真空或氫氣環境中將施作過機械加工的板狀構件以退火溫度800℃至900℃進行退火的退火步驟而製造。
具體而言係對SUS430等鐵氧體系不鏽鋼的磁性體板狀構件執行形成機械加工部的機械加工步驟。在機械加工步驟中，係藉由衝切加工及彎曲加工(本實施形態的機械加工)，從上述磁性體板狀構件形成齒輪底座部3的諸如基部3b的外形形狀、支柱支持孔3c、螺絲孔3d、凹槽部3e、主軸插通孔3f、及第1中間齒輪軸支部3g的機械加工部。藉由該機械加工步驟，形成圖10所示的齒輪底座部3的概略構成。
在執行機械加工步驟後，對上述磁性體板狀構件執行在真空或氫氣環境中以退火溫度800℃至900℃退火預定時間(例如，數小時)的退火步驟。在執行退火步驟後，藉由鉚接(rivet)加工，能夠在支柱3a不會傾斜下從上述磁性體板狀構件形成齒輪底座部3。
接著，針對絕對型編碼器2的作用進行說明。
首先，例如，針對檢測絕對型編碼器2的磁鐵Mp、Mq、Mr的角度感測器Sp、Sq、Sr受到相鄰於絕對型編碼器2配置的馬達1產生的磁通的一部分所影響、即所謂的磁干擾進行說明。
絕對型編碼器2係為了縮短全長(Z軸方向的尺寸)而安裝在馬達1的輸出軸即主軸1a的相反側。因此，在絕對型編碼器2中，馬達1與角度感測器Sp、Sq、Sr的距離變近，故角度感測器Sp、Sq、Sr係變得容易受到漏磁通的影響。此外，隨著馬達1的小型化，角度感測器Sp、Sq、Sr與馬達1的永久磁鐵的距離也跟著變近。因此，角度感測器Sp、Sq、Sr係變得容易受到磁場檢測對象的磁鐵Mp、Mq、Mr以外的永久磁鐵發出的磁通的影響。
因此，在角度感測器Sp、Sq、Sr，當產生磁干擾時，或有無法檢測出正確波形的情形。
絕對型編碼器2係在與馬達1的接合面具備藉由施作有退火處理的磁性體形成的作為磁通屏蔽構件的齒輪底座部3。
絕對型編碼器2係藉由齒輪底座部3藉由磁性體形成，使伴隨馬達1的旋轉而生的漏磁通和其他永久磁鐵的磁場等外部磁場的磁通流向齒輪底座部3，故而防止流往設在比齒輪底座部3更靠Z軸方向上側、亦即絕對型編碼器2的殼4內部的角度感測器Sp、Sq、Sr。
具體而言，關於齒輪底座部3，係如上述對形成有機械加工部的屬於鐵氧體系不鏽鋼的SUS430的磁性體板狀構件施作有退火處理。此處，SUS430雖然無需表面處理且耐蝕性優異，擁有作為將絕對型編碼器2的齒輪等進行保持的構件所需要有的強度，但導磁係數比高導磁合金(permalloy)和純鐵低。此外，磁性體板狀構件係因為機械加工成預定的形狀而在機械加工部產生加工硬化和在內部產生應變。因此，用於齒輪底座部3的磁性體係因為進行機械加工而於導磁係數上發生參差，故於磁通減少上亦發生參差。
有鑒於此，在絕對型編碼器2中，藉由磁性體形成的齒輪底座部3施作有退火處理，藉此，相較於沒有施作退火處理的情形，減小導磁係數的參差和磁通減少的參差，故能夠抑制角度感測器Sp、Sq、Sr受外部來的磁通的影響。
在絕對型編碼器2中，在藉由磁性體形成的齒輪底座部3施作有退火處理，藉此，能夠將比純鐵和高導磁合金低的導磁係數提高。
下表1係顯示因退火處理的有無而形成的齒輪底座部3的磁通的屏蔽特性之用的表。表1係顯示，在馬達1的溫度為55度至58度時，當令來自齒輪底座部3外部的磁通的磁通密度變化為0、0.7、2.0[mT]時，在齒輪底座部3內側量測得的磁通密度因有無在齒輪底座部3施作退火處理所造成的差異。在表1中，N1至N3係代表將齒輪底座部3的樣品(sample)予以特定的編號。此外，在表1中，穿過的磁通密度的值的正負係代表磁通的方向。
[表1]
| 在馬達溫度55度 至58度時測量 | 磁通密度[mT] | ||||
| 0 | 0.7 | 2 | 變化量[0.7→2.0] | ||
| 無退火 | N1 | -0.60 | -0.52 | -0.50 | 0.02 |
| N2 | 0.00 | 0.00 | 0.10 | 0.10 | |
| N3 | 0.05 | 0.15 | 0.06 | -0.09 | |
| 平均 | -0.18 | -0.12 | -0.11 | 0.01 | |
| 變異 | 0.09 | 0.08 | 0.08 | 0.00 | |
| 標準偏差 | 0.30 | 0.29 | 0.27 | 0.02 | |
| 有退火 | N1 | 0.00 | -0.04 | -0.05 | -0.01 |
| N2 | 0.00 | -0.04 | -0.05 | -0.01 | |
| N3 | 0.00 | -0.04 | -0.05 | -0.01 | |
| 平均 | 0.00 | -0.04 | -0.05 | -0.01 | |
| 變異 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
| 標準偏差 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
依據表1，藉由進行退火處理，齒輪底座部3係能夠減少穿過的磁通密度。此外，依據表1，藉由進行退火處理，當來自絕對型編碼器2外部的磁通密度的值變大時的變化量愈大、亦即來自外部的磁通的磁通密度變得愈大，齒輪底座部3愈能夠抑制磁通的上升。此外，藉由進行退火處理，齒輪底座部3係抑制因磁性體板狀構件個體的差異造成的穿過的磁通的變異或標準偏差，因此，能夠將因齒輪底座部3的個體差形成的磁通的屏蔽效果提高。
如上述說明，依據絕對型編碼器2，能夠對檢測角度檢測用永久磁鐵發出的磁通的磁感測器，減輕由原本不應檢測的馬達1內部的永久磁鐵發出的漏磁通造成的影響。
此外，絕對型編碼器2係具備藉由非磁性體形成，將磁鐵Mp的徑方向的外周面保持的保持具部16。在藉由軟磁性體形成保持具部16的情形中，在受到磁場作用時，因磁滯(hysteresis)的影響而留下了磁化的影響。亦即，在藉由軟磁性體形成保持具部16的情形中，當保持具部16離角度感測器Sq、Sr很近，便會帶給角度感測器Sq、Sr該殘留磁通的影響。此外，在藉由軟磁性體形成保持具部16的情形中，在保持具部16受到外部磁場作用時，外部磁場的磁通會被拉往該構件。如上所述，藉由具備藉由非磁性體形成的保持具部16，絕對型編碼器2係能夠防止角度感測器Sq、Sr附近的磁場的紊亂。
此外，絕對型編碼器2係，藉由非磁性體形成對在與磁鐵Mp及磁鐵Mq間隔著距離的位置在主軸的軸線x方向支持角度感測器Sp、Sq的角度感測器支持基板5進行支持的支柱3a。同上述的保持具部16一樣，在支柱3a藉由軟磁性體形成的情形中，同樣因磁滯的影響而留下了磁化的影響。當支柱3a離角度感測器Sq、Sr很近，便會帶給角度感測器Sq、Sr該殘留磁通的影響。此外，在藉由軟磁性體形成支柱3a的情形中，在受到外部磁場作用時，外部磁場的磁通會被拉往該構件。藉由將支柱3a藉由非磁性體形成，絕對型編碼器2係能夠防止角度感測器Sq、Sr附近的磁場的紊亂。
亦即，藉由將保持具部16與支柱3a藉由非磁性體形成，絕對型編碼器2便不在角度感測器Sq、Sr附近配置磁性體，能夠令經退火處理的齒輪底座部3均勻地吸收磁通。
以上，針對本發明實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述本發明實施形態的絕對型編碼器2，而是包含本發明的概念及申請專利範圍所含的所有態樣。此外，亦可為了達成上述的課題及效果的至少一部分而將各構成適宜地選擇組合、亦可與公知技術組合。例如，上述實施形態的各構成要素的形狀、材料、配置、大小(size)等係能依本發明的具體使用態樣而適宜變更。
1:馬達
1a:主軸
2:絕對型編碼器
3:齒輪底座部
3a:支柱
3b:基部
3c:支柱支持孔
3d:螺絲孔
3e:凹槽部
3f:主軸插通孔
3g:第1中間齒輪軸支部
4:殼
4a:外壁部
5:角度感測器支持基板
5a:底面
6:連接器
7:屏蔽板
8a:基板安裝螺絲
8c:齒輪底座部固定螺絲
8e:螺絲
10:主軸齒輪
11:第1蝸桿部
16:保持具部
17:磁鐵支持部
20:第1中間齒輪
21:第1蝸輪部
22:第2蝸桿部
23:軸
28:第3蝸桿部
30:第2中間齒輪
31:第3蝸輪部
32:第1正齒輪部
35:磁鐵保持具
40:第1副軸齒輪
41:第2蝸輪部
50:第2副軸齒輪
51:第2正齒輪部
121:微電腦
121b:表處理部
121c:旋轉量特定部
121e:輸出部
121p:旋轉角度取得部
121q:旋轉角度取得部
121r:旋轉角度取得部
Mp,Mq,Mr:磁鐵
Sp,Sq,Sr:角度感測器
圖1係概略性顯示本發明實施形態的絕對型編碼器的構成之立體圖。
圖2係概略性顯示圖1所示絕對型編碼器拿掉屏蔽板(shield plate)後之狀態的構成之立體圖。
圖3係概略性顯示圖2所示絕對型編碼器拿掉殼(case)後之狀態的構成之立體圖。
圖4係概略性顯示圖3所示絕對型編碼器拿掉基板後之狀態的構成之俯視圖。
圖5係從底面側觀看圖3中所示角度感測器支持基板所見得之圖。
圖6係圖4所示絕對型編碼器的A-A剖面圖。
圖7係圖4所示絕對型編碼器的B-B剖面圖。
圖8係圖4所示絕對型編碼器的C-C剖面圖。
圖9係概略性顯示圖1所示絕對型編碼器的功能性構成之方塊(block)圖。
圖10係圖3所示絕對型編碼器的構成中作為磁通屏蔽構件的齒輪底座(base)部的立體圖。
3:齒輪底座部
3a:支柱
6:連接器
8a:基板安裝螺絲
8c:齒輪底座部固定螺絲
10:主軸齒輪
11:第1蝸桿部
16:保持具部
17:磁鐵支持部
20:第1中間齒輪
21:第1蝸輪部
22:第2蝸桿部
23:軸
28:第3蝸桿部
30:第2中間齒輪
31:第3蝸輪部
40:第1副軸齒輪
41:第2蝸輪部
50:第2副軸齒輪
51:第2正齒輪部
Mp,Mq,Mr:磁鐵
Claims (4)
- 一種絕對型編碼器，係具備：第1驅動齒輪，係隨主軸的旋轉而旋轉；第1永久磁鐵，係設在前述第1驅動齒輪的前端部側；第1角度感測器，係檢測與從前述第1永久磁鐵產生的磁通的變化對應的前述第1驅動齒輪的旋轉角度；第1從動齒輪，係中心軸與前述第1驅動齒輪的中心軸正交，齧合至前述第1驅動齒輪，且在內部形成有供軸插通的貫通孔；第2驅動齒輪，係設在與前述第1從動齒輪同一軸上，隨前述第1從動齒輪的旋轉而旋轉；第2從動齒輪，係中心軸與前述第1從動齒輪的中心軸正交，齧合至前述第2驅動齒輪；第2永久磁鐵，係設在前述第2從動齒輪的前端側；第2角度感測器，係檢測與從前述第2永久磁鐵產生的磁通的變化對應的前述第2從動齒輪的旋轉角度；及磁通屏蔽構件，係將前述第1角度感測器及前述第2角度感測器周圍的至少一部分圍起，且具有軸支部以支持前述第1從動齒輪的前述軸；前述磁通屏蔽構件係藉由施作過退火處理的磁性體而構成。
- 如請求項1之絕對型編碼器，其中前述磁 通屏蔽構件乃係設在前述第1角度感測器與使前述主軸旋轉的驅動源之間或前述第2角度感測器與前述驅動源之間的板狀構件。
- 如請求項1或2之絕對型編碼器，其具備保持具部，其藉由非磁性體形成，且將前述第1永久磁鐵的徑方向的外周面保持。
- 如請求項1或2之絕對型編碼器，其具備：角度感測器支持基板，係在與前述第1永久磁鐵及前述第2永久磁鐵間隔著距離的位置在前述主軸的軸線方向支持前述第1角度感測器及前述第2角度感測器；及支柱，係藉由非磁性體形成，支持前述角度感測器支持基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020015093A JP7441062B2 (ja) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | アブソリュートエンコーダ |
| JP2020-015093 | 2020-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202146853A TW202146853A (zh) | 2021-12-16 |
| TWI838604B true TWI838604B (zh) | 2024-04-11 |
Family
ID=77079504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110103502A TWI838604B (zh) | 2020-01-31 | 2021-01-29 | 絕對型編碼器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12092455B2 (zh) |
| JP (1) | JP7441062B2 (zh) |
| TW (1) | TWI838604B (zh) |
| WO (1) | WO2021153614A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7316075B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2023-07-27 | ミネベアミツミ株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108138767A (zh) * | 2015-08-07 | 2018-06-08 | 玛格泵业有限公司 | 泵送流体的装置 |
| WO2019059173A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | ミネベアミツミ株式会社 | 角度検出装置、回転量特定ユニットおよび回転駆動ユニット |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110215A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-26 | Nippon Autom:Kk | 回転角度センサ |
| JPH0555020U (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-23 | ヤマハ株式会社 | 磁気エンコーダ |
| JPH09308171A (ja) * | 1996-05-13 | 1997-11-28 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気式エンコーダ付きモータ |
| JP2005031055A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Yazaki Corp | 回転角度検出装置 |
| JP4622487B2 (ja) | 2004-11-29 | 2011-02-02 | 株式会社安川電機 | 磁気エンコーダおよびこれを備えたモータ |
| JP4733482B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2011-07-27 | シチズンマイクロ株式会社 | 磁気式エンコーダ付きモータ |
| JP4869760B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2012-02-08 | Ｎｔｎ株式会社 | 回転検出装置付き軸受 |
| JP2008007075A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Yazaki Corp | 舵角センサ組み込み式回転コネクタ装置 |
| JP4992516B2 (ja) * | 2007-04-02 | 2012-08-08 | パナソニック株式会社 | 回転角度検出装置 |
| DE102009048389B4 (de) * | 2009-10-06 | 2019-12-19 | Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh | Anordnung zur Erfassung mehr als einer Umdrehung mitels Magneten als Positionsgeber |
| JP5462070B2 (ja) * | 2010-05-17 | 2014-04-02 | タカタ株式会社 | 位置検知装置、この位置検知装置を備えたシートベルトリトラクタ、およびこのシートベルトリトラクタを備えたシートベルト装置 |
| JP5750325B2 (ja) | 2011-07-15 | 2015-07-22 | 山洋電気株式会社 | エンコーダ |
| JP5705705B2 (ja) * | 2011-11-11 | 2015-04-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 磁界角計測装置およびそれを用いた回転機 |
| US8917484B2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-23 | Seagate Technology Llc | Magnetoresistive element with nano-crystalline shield |
| JP2017009312A (ja) * | 2015-06-17 | 2017-01-12 | 株式会社ジェイテクト | 回転角センサ、それを備えたモータ装置および回転角センサの製造方法 |
| JP6924935B2 (ja) * | 2017-03-07 | 2021-08-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 回転角度検出装置 |
| JP6904803B2 (ja) * | 2017-06-23 | 2021-07-21 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ |
| JP6829663B2 (ja) * | 2017-07-04 | 2021-02-10 | ミネベアミツミ株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
| JP2020165917A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ミネベアミツミ株式会社 | 減速機構及びアブソリュートエンコーダ |
-
2020
- 2020-01-31 JP JP2020015093A patent/JP7441062B2/ja active Active
-
2021
- 2021-01-27 US US17/759,744 patent/US12092455B2/en active Active
- 2021-01-27 WO PCT/JP2021/002842 patent/WO2021153614A1/ja active Application Filing
- 2021-01-29 TW TW110103502A patent/TWI838604B/zh active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108138767A (zh) * | 2015-08-07 | 2018-06-08 | 玛格泵业有限公司 | 泵送流体的装置 |
| WO2019059173A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | ミネベアミツミ株式会社 | 角度検出装置、回転量特定ユニットおよび回転駆動ユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202146853A (zh) | 2021-12-16 |
| WO2021153614A1 (ja) | 2021-08-05 |
| US12092455B2 (en) | 2024-09-17 |
| JP7441062B2 (ja) | 2024-02-29 |
| US20230071255A1 (en) | 2023-03-09 |
| JP2021124281A (ja) | 2021-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107150759B (zh) | 用于电动自行车的轴集成角度感测设备和包括这种设备的电动自行车 | |
| US11555719B2 (en) | Actuator assembly having rotary sensor responsive to rotation of magnet | |
| US11913784B2 (en) | Reduction mechanism and absolute encoder | |
| TWI838604B (zh) | 絕對型編碼器 | |
| US20220155051A1 (en) | Absolute encoder | |
| US11561117B2 (en) | Absolute encoder for detecting rotation angle | |
| US20240175724A1 (en) | Absolute encoder | |
| EP4321842A1 (en) | Absolute encoder | |
| US20240280385A1 (en) | Absolute encoder, angle error correction device in absolute encoder, and method for correcting angle error in absolute encoder | |
| JP7441099B2 (ja) | アブソリュートエンコーダ | |
| JP7441061B2 (ja) | アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法 | |
| JP7533464B2 (ja) | 磁気式エンコーダ | |
| JP2024065033A (ja) | アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置、及び、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法 | |
| JP2024027726A (ja) | アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置、及び、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法 | |
| TW202206778A (zh) | 運動感測裝置 | |
| JP4279309B2 (ja) | 磁気検出装置 |