旋转编码器制造技术

提供了一种旋转编码器，其能够在实现小型化的同时确保足够的合成容限。旋转编码器(1)包括转子(3)、定子(4)和用于计算旋转角度的计算单元(5)。转子(3)具有第一转子图案(31)和第二转子图案(32)，第一转子图案具有沿着围绕旋转轴(2)的测量方向布置的多个单位图案(310)，第二转子图案具有比沿着测量方向布置的第一转子图案(310)中的多个单位图案(310)更少的单位图案(320)。第一转子图案(31)的多个单位图案(310)的数量和第二转子图案(32)的多个单位图案(320)的数量被设置成使得它们之间的最大公约数是两个或更多。计算单元基于来自第一转子图案(31)和第二转子图案(32)的检测信号来计算转子(3)的旋转角度。来计算转子(3)的旋转角度。来计算转子(3)的旋转角度。

Rotary encoder

【技术实现步骤摘要】
旋转编码器


[0001]本专利技术涉及一种旋转编码器。

技术介绍

[0002]传统上，旋转编码器是已知的，该旋转编码器包括绕预定旋转轴在测量方向上旋转的转子、从转子接收检测信号的定子、以及用于基于定子接收的检测信号计算旋转角度的计算单元。旋转编码器用于千分尺、千分尺头、高度规、霍尔特斯特(内径测量工具)等。作为这种旋转编码器中的检测方法，有光学型、电磁感应型、磁性型等。
[0003]例如，在日本专利2006
‑
322927A中描述的绝对旋转编码器包括具有轨道组的转子和具有发送绕组群和接收绕组群的定子，轨道组中的轨道同心布置，发送绕组群和接收绕组群布置成与轨道组磁通耦合。轨道组中的每个轨道包括设置在转子上的第一和第二半径的弧形部分，并且是以轴线为中心的磁通量耦合绕组的一个连续环。轨道组中至少两个轨道的弧形部分的数量彼此不同。具体地，绝对旋转编码器通过使用具有36度周期的轨道和具有40度周期的轨道，基于从两条轨道获得的接收信号来计算绝对角度。这允许绝对编码器仅在必要时通过计算绝对角度来间歇操作，从而降低角度检测的频率并降低功耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题
[0005]这里，即使旋转编码器的物理尺寸可以减小，零件的加工和装配精度也不能容易地提高。此外，轨道间误差(其作为从两条轨道检测到的检测信号的差异的误差)可能随着小型化而恶化。轨道间误差是由转子和定子之间的未对准等引起的。因此，旋转编码器具有合成容限，这是轨道间误差的允许范围，使得即使存在一定量的轨道间误差，也可以执行绝对角度的计算，假设转子和定子之间未对准等。如果轨道间误差超过合成容限，旋转编码器无法计算绝对角度。
[0006]随着旋转编码器尺寸的减小，合成容限变小，轨道间误差可能恶化。结果，难以实现绝对角度计算，因为由于小型化，轨道间误差很容易超过合成容限。
[0007]本专利技术的目的是提供一种旋转编码器，其能够在实现小型化的同时确保足够的合成容限。
[0008]解决问题的方法
[0009]本专利技术的旋转编码器包括绕预定旋转轴在测量方向上旋转的转子、从转子接收检测信号的定子、以及用于基于由定子接收的检测信号来计算旋转角度的计算单元。转子包括:第一转子图案，其具有绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置的多个单位图案；和第二转子图案，具有单位图案，单位图案在数量上小于第一转子图案中的多个单位图案，且围绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置。第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置成使得它们之间的最大公约数是2或更大。计算单元基于由定子从第一和第二转子模式中的每一个检测到的检测信号来计算转子的旋转角度。
[0010]根据本专利技术，转子中的第一转子图案的单位图案的数量和第二转子图案的单位图案的数量被设置成使得彼此的最大公约数是2或更大。因此，检测到用于计算的检测信号的第一转子图案和第二转子图案的周期是最大公约数为1的情况的一半或更少。此外，与最大公约数为1的情况相比，合成容限是在旋转编码器1小型化而不改变转子图案时的合成容限的两倍以上。因此，合成容限可以保持接近小型化之前的值。因此，旋转编码器可以小型化，同时保持足够的合成容限。
[0011]第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置为偶数。
[0012]这里，如果第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置为奇数，则作为计算单元基于来自第一和第二转子图案的检测信号的计算结果的旋转角中容易出现误差，并且难以保持精度。
[0013]然而，根据这种配置，第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置为偶数。因此，可以防止基于来自第一转子图案和第二转子图案的检测信号的计算单元的计算结果的精度恶化并保持精度。
[0014]第一转子图案和第二转子图案优选分别是以旋转轴2为中心的连续磁通量耦合绕组。定子优选为电磁感应型，具有被布置成与第一转子图案和第二转子图案磁通耦合的发送绕组群，以及被布置成与第一转子图案和第二转子图案磁通耦合的接收绕组群。
[0015]根据这样的配置，由于旋转编码器是电磁感应型的，所以可以基于传统技术容易地进行第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量的设计以及对应于第一转子图案和第二转子图案的定子的设计。
附图说明
[0016]图1是示出根据本专利技术实施例的旋转编码器中的转子的平面图。
[0017]图2是旋转编码器中定子的平面图。
[0018]图3A是示出旋转编码器1中的转子3的平面图。
[0019]图3B是显示旋转编码器1中轨道间误差和合成容限之间关系的曲线图。
[0020]图4A是平面图，示出了传统小型化旋转编码器1A中的转子3A。
[0021]图4B是示出了在传统的小型化旋转编码器1A中轨道间误差和合成容限之间的关系曲线图。
[0022]图5A是平面图，示出了传统的预小型化旋转编码器1B中的转子3B。
[0023]图5B是示出在传统的预小型化旋转编码器1B中轨道间误差和合成容限之间的关系的曲线图。
具体实施方式
[0024]在下文中，将参照附图中分配给各个元件的附图标记来说明和描述本专利技术的实施例。
[0025]图1是示出根据本专利技术实施例的旋转编码器1中的转子3的平面图。图2是示出旋转编码器1中的定子4的平面图。
[0026]如图1和2所示，旋转编码器1包括绕预定旋转轴(旋转轴线)2在测量方向上旋转的
转子3和用于从转子3接收用于检测旋转角度的检测信号的定子4。旋转编码器1用在测微计中，测微计是测量装置(未示出)。旋转编码器1设置在千分尺内部。在千分尺中，转子3相对于定子4在测量方向上旋转。千分尺检测转子3相对于定子4的旋转角度，并将检测结果输出到显示装置(未示出)等。
[0027]旋转轴2是支撑转子3和定子4的圆柱形构件。旋转轴2可以由金属、玻璃、树脂或其他材料制成。旋转轴2的端部设置有接触测量目标(未示出)的测量头。
[0028]如图1所示，转子3包括绝缘基板30、第一转子图案31、第二转子图案32和让转轴2穿过的轴孔20。绝缘基板30可以由诸如玻璃环氧树脂、玻璃或硅这样的材料制成。轴孔20设置在绝缘基板30的中心，以允许旋转轴2在垂直于表面S1的方向上插入。绝缘基板30具有面向定子4并垂直于旋转轴2的表面S1。绝缘基板30形成为大致圆形。绝缘基板30形成为使得表面S1的外径为13.5毫米，让旋转轴2穿过的轴孔20的内径为8毫米。
[0029]第一转子图案31和第二转子图案32分别是以旋转轴2为中心的连续磁通量耦合绕组。第一转子图案31和第二转子图案32沿着作为测量方向的圆周方向设置在绝缘基板30的表面S1上，以面向定子4。在第一转子图案31中，多个单位图案310围绕作为中心的旋转轴2沿着测量方向布置。在第一转子图案32中，围绕作为中心的旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转编码器，其包括绕预定旋转轴在测量方向上旋转的转子、从转子接收检测信号的定子、以及用于基于由定子接收的检测信号来计算旋转角度的计算单元，其中转子包括:第一转子图案，其具有绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置的多个单位图案；和第二转子图案，具有单位图案，所述单位图案在数量上小于第一转子图案中的多个单位图案，且围绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置，其中所述第一转子图案的所述多个单位图案的数量和所述第二转子图案的所述多个单位图案的数量被设置成使得它们之间的最大公约数是2或更大，并且计算单元基于由定子从第一和第二转子模式中的每一个检测到的检测信号来计算转子的旋转角度。2.根据权利要求1所述的旋转编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：川床修，小林博和，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：