编码器和带编码器的电机制造技术

本发明专利技术提供编码器和带编码器的电机，能够提高检测精度。该编码器具有：沿着测量方向(C)的图案(SA1、SA2)；向图案(SA1、SA2)射出光的光源(131)；以及沿着测量方向(C)排列，接收从光源(131)射出并被图案(SA1、SA2)反射的光的受光阵列(PA1、PA2)，受光阵列(PA1、PA2)各自具有的多个受光元件各自的测量方向(C)上的最大外形尺寸(TPA2)以及与测量方向垂直的宽度方向(R)上的最大外形尺寸(WPA2)彼此相等，并且，离光源(131)的距离不同的受光元件彼此具有不同的形状，使得各自的受光光量彼此相等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请公开的实施方式涉及编码器和带编码器的电机。
技术介绍
在专利文献1中，记载了以下这样的编码器：绝对用受光元件组的多个受光元件分别独立地检测来自绝对图案的光信号，所述绝对图案能够通过规定角度内的反射缝隙的位置组合而唯一地表示转盘的绝对位置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4945674号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述编码器中提高检测精度的情况下，要求装置结构的进一步优化。本专利技术是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供能够提高检测精度的编码器和带编码器的电机。用于解决课题的手段为了解决上述课题，根据本专利技术的一个观点，提供一种编码器，其具有：沿着测量方向的绝对图案；光源，其构成为向所述绝对图案射出光；以及多个受光元件，它们构成为沿着所述测量方向排列，接收从所述光源射出并透过所述绝对图案或被所述绝对图案反射的光，所述多个受光元件各自的所述测量方向上的最大外形尺寸以及与所述测量方向垂直的宽度方向上的最大外形尺寸彼此相等，并且，离所述光源的距离不同的所述受光元件彼此具有不同的形状，使得各自的受光光量彼此相等。另外，根据本专利技术的另一个观点，提供一种带编码器的电机，其具有电机和上述编码器。另外，根据本专利技术的另一个观点，提供一种编码器，其具有：沿着测量方向的绝对图案；光源，其构成为向所述绝对图案射出光；多个受光元件，它们构成为沿着所述测量方向排列，接收从所述光源射出并透过所述绝对图案或被所述绝对图案反射的光；以及使所述各受光元件的受光光量彼此相等的单元。专利技术效果根据本专利技术，能够提高检测精度。附图说明图1是用于对一个实施方式的伺服系统进行说明的说明图。图2是用于对该实施方式的编码器进行说明的说明图。图3是用于对该实施方式的盘进行说明的说明图。图4是用于对该实施方式的图案进行说明的说明图。图5是用于对该实施方式的光学模块和受光阵列进行说明的说明图。图6是用于对图4和图5的A-A截面处的受光动作进行说明的说明图。图7是用于对该实施方式的光学模块的基板上的反射光的光强度分布进行说明的说明图。图8是对该实施方式的受光元件的形状和尺寸设定进行说明的说明图。图9是用于对不具有尖端部的矩形形状的受光元件的情况下的模拟检测信号的变化特性进行说明的说明图。图10是用于对具有尖端部的受光元件的情况下的模拟检测信号的变化特性进行说明的说明图。图11是用于对不具有尖端部的受光元件和具有尖端部的受光元件各自的受光光量的变化特性的差异进行说明的说明图。图12是用于对该实施方式的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图13是用于对3个受光元件的受光面积相同的变形例中的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图14是用于对7个受光元件的受光面积相同的变形例中的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图15是用于对全部9个受光元件的受光面积相同的变形例中的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图16是用于对只由尖端部构成受光元件的变形例中的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图17是用于对全部9个受光元件的受光面积不同的变形例中的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。图18是用于对受光元件只在与光源侧相反一侧的端部具有尖端部的变形例的受光阵列具有的多个受光元件的形状进行说明的说明图。具体实施方式以下，参照附图对一个实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式的编码器能够应用于旋转型(旋转类)或直线型(直线类)等各种类型的编码器。下文中，为了使编码器容易理解，以旋转型的编码器为例进行说明。在应用于其他类型的编码器时，可以通过施加恰当的变更例如将被测对象从旋转型的盘变更为直线型的线性标尺等来实现，因此省略详细说明。<1.伺服系统>首先，参照图1对具有本实施方式的编码器的伺服系统的结构进行说明。如图1所示，伺服系统S具有伺服电机SM和控制装置CT。伺服电机SM具有编码器100和电机M。电机M是不包括编码器100的动力产生源的一例。电机M是转子(省略图示)相对于定子(省略图示)进行旋转的旋转型电机，通过使固定在转子上的轴SH绕轴心AX旋转来输出旋转力。另外，有时也将电机M单体称为伺服电机，但在本实施方式中，将包括编码器100的结构称为伺服电机SM。即，伺服电机SM相当于带编码器的电机的一例。下文中，为了方便说明，对带编码器的电机是被控制为追随着位置和速度等的目标值的伺服电机的情况进行说明，但并不限定为伺服电机。带编码器的电机只要附设有编码器即可，例如将编码器的输出只用于显示的情况等，还包括应用于伺服系统以外的系统中的电机。另外，电机M没有特别限定，例如只要是能够利用编码器100检测位置数据等的电机即可。另外，电机M不限定于将电气用作动力源的电动式电机的情况，例如也可以是液压式电机、气动式电机、蒸汽式电机等使用了其他动力源的电机。但是，为了方便说明，以下，对电机M是电动式电机的情况进行说明。编码器100被连接于电机M的轴SH的与旋转力输出侧相反的一侧。但是，并不限定为相反的一侧，编码器100也可以被连接于轴SH的旋转力输出侧。编码器100通过检测轴SH(转子)的位置，对电机M的位置(也称旋转角度)进行检测，并输出表示该位置的位置数据。另外，编码器100并不限定为与电机M直接连接的情况，例如也可以经由制动装置、减速器、旋转方向转换器等其他机构进行连接。也可以是，编码器100除了电机M的位置以外还检测电机M的速度(也称为旋转速度、角速度等)和电机M的加速度(也称为旋转加速度、角加速度等)中的至少一个，或者是替代电机M的位置而检测电机M的速度和电机M的加速度中的至少一个。在这种情况下，例如可以通过如下等处理来检测电机M的速度和加速度，即：针对在时间上对位置进行一阶微分或二阶微分而得到的检测信号(例如后述的增量信号)，进行规定时间的计数。为了方便说明，以下，对编码器100检测的物理量为位置的情况进行说明。控制装置CT获得从编码器100输出的位置数据，根据该位置数据对电机M的旋转进行控制。因此，在使用电动式电机作为电机M的本实施方式中，控制装置CT根据位置数据对施加到电机M上的电流或电压等进行控制，由此对电机M的旋转进行控制。此外，控制装置CT也能够以如下方式对电机M进行控制，即：从上位控制装置(未图示)获得上位控制信号，从电机M的轴SH输出能够实现该上位控制信号所表示的位置等的旋转力。另外，在电机M使用液压式、气动式、蒸汽式等其他动力源的情况下，控制装置CT能够通过对这些动力源的供给进行控制来对电机M的旋转进行控制。<2.编码器>接着，对本实施方式的编码器100进行说明。如图2所示，编码器100具有盘110、光学模块130、以及位置数据生成部140。编码器100是光学模块130具备的光源131和受光阵列PA1、PA2等相对于盘110的图案SA1、SA2等被配置在同侧的、所谓的反射型的编码器。但是，编码器100并不限定为反射型编码器，也可以是光源131和受光阵列PA1、PA2等隔着盘110而配置在相反侧的、所谓的透射型的编码器。但是，为了方便说明，以下，对编码器100为反射型编码器的情况进行说明。这里，为了方便说明编码器100的构造，如下地设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器，该编码器具有：沿着测量方向的绝对图案；光源，其构成为向所述绝对图案射出光；以及多个受光元件，它们构成为沿着所述测量方向排列，接收从所述光源射出并透过所述绝对图案或被所述绝对图案反射的光，所述多个受光元件各自的所述测量方向上的最大外形尺寸以及与所述测量方向垂直的宽度方向上的最大外形尺寸彼此相等，并且，离所述光源的距离不同的所述受光元件彼此具有不同的形状，使得各自的受光光量彼此相等。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种编码器，该编码器具有：沿着测量方向的绝对图案；光源，其构成为向所述绝对图案射出光；以及多个受光元件，它们构成为沿着所述测量方向排列，接收从所述光源射出并透过所述绝对图案或被所述绝对图案反射的光，所述多个受光元件各自的所述测量方向上的最大外形尺寸以及与所述测量方向垂直的宽度方向上的最大外形尺寸彼此相等，并且，离所述光源的距离不同的所述受光元件彼此具有不同的形状，使得各自的受光光量彼此相等。2.根据权利要求1所述的编码器，其中，所述多个受光元件包括离所述光源的距离不同并且面积彼此相等的多个受光元件。3.根据权利要求1或2所述的编码器，其中，所述多个受光元件包括第1受光元件，所述第1受光元件在所述宽度方向的端部处具有末端渐细形状的尖端部。4.根据权利要求3所述的编码器，其中，对于面积彼此相等的多个所述第1受光元件而言，所述尖端部的宽度方向尺寸的合计彼此相等，并且，越是在所述测量方向上接近所述光源的所述第1受光元件，形成在所述光源侧的所述端部处的所述尖端部的所述宽度方向尺寸相对于该合计的比例越大。5.根据权利要求3或4所述的编码器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田康，松谷泰裕，近藤宏树，室北几磨，原田正信，村冈次郎，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP