磁编码器制造技术

本实用新型专利技术提供一种即使在由磁性体形成的旋转部相对于旋转轴发生了偏心的情况下，也会减小磁传感器的输出电压振幅的变化并提高对旋转部的旋转的检测精度的磁编码器。磁编码器(1)具有：圆板状的旋转部(4)，其由磁性体形成，并固定在旋转轴上且其平面与旋转轴(2)的轴心相垂直；磁传感器(6A)、(6B)，其与旋转部隔开规定的间隔而配置，至少为一个；以及偏置磁体(12A)、(12B)，其设在每个磁传感器上，至少为一个。旋转部沿旋转部的圆周方向具有多个形状变化部(4a)，它们在旋转部旋转时，引起该旋转部到磁传感器的距离变化。磁传感器配置在与旋转轴的轴心垂直的平面上，且其在旋转部的板厚方向上与形状变化部相对。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种用于检测机床、エ业用机器人的关节等的旋转角度的磁编码器。
技术介绍
近年来，要求用于检测机床、エ业用机器人的关节的旋转角度的磁编码器具有高分辨率、高耐久性及高可靠性。至今为止，在机床、エ业用机器人中所使用的光学式编码器能够实现高分辨率，但是由于使用LED、光电检测 器等光学部件，因此被认为有耐油、尘埃、粉尘、热等较差的问题。因此，对于在机床、エ业用机器人工作的严苛的环境中所使用的编码器，开始使用具有高耐久性及高可靠性的磁编码器。对于能够实现高分辨率的磁编码器，例如具有以下两种类型。一种是图8所示的专利文献I所述的使用了具有多极磁化的许多磁极112的多极磁化磁体(磁鼓)111和磁传感器113的编码器101。另ー种是图9所示的专利文献2所述的使用了磁性体齿轮211、多个磁传感器212A、212B (将A相的磁传感器设为212A，将B相的磁传感器设为212B)和多个偏置磁体(单极磁化磁体)213的编码器201。在此，由于图8所示的专利文献I所述的多极磁化磁体111与单极磁体相比耐热较差，因此，在机床、エ业用机器人的关节的旋转角度的检测中应用图9所示的专利文献2所述的、使用了进ー步具有高耐久性、高可靠性的磁性体齿轮211、多个磁传感器212A、212B及偏置磁体213的编码器201成为主流。一般而言，图9所示的专利文献2所述的、使用了磁性体齿轮、磁传感器及偏置磁体的磁编码器为如图10所示的结构。S卩，图10所示的磁编码器301具有圆板状的磁性体齿轮304，其借助轴承303固定在旋转轴302上，且其平面与旋转轴302的轴心相垂直，在周面上形成有齿部305 ;磁传感器307，其与磁性体齿轮304的齿部305隔开规定的间隙而配置；以及偏置磁体310，其设在磁传感器307上。而且，磁传感器307以在磁性体齿轮304的径向上与磁性体齿轮304的齿部305相対的方式配置，且设在磁性体齿轮304的旋转方向上彼此不同的相位位置上。而且，磁传感器307安装在传感器用电路基板306的磁性体齿轮304侧的表面上，并且，偏置磁体310安装在传感器用电路基板306的与磁性体齿轮304侧的表面相反的表面上。另ー方面，安装有磁传感器307的信号处理电路及编码器输出用电路312的电路基板311设置在与旋转轴302的轴心垂直的平面上。而且，安装在传感器用电路基板306上的磁传感器307经由安装在传感器用电路基板306上的连接器315、连接线缆314及安装在电路基板311上的连接器313与磁传感器307的信号处理电路及编码器输出用电路312相连接。在该图10所示的磁编码器301中，在检测磁性体齿轮304的旋转时，一般而言，如图11所示，使用环状地连接有4个磁阻元件307a、307b、307c、307d的4端子的磁阻元件(A相/B相的两相输出)作为磁传感器307。在此，A相以与磁性体齿轮304的齿部305上的峰与谷相対的方式串联地配置2个磁阻元件307a、307b而成。另外，B相以相对于A相仅错开磁性体齿轮304的齿部305的1/4齿距P的方式串联地配置2个磁阻元件307c、307d而成。然后，将直流电源309分别连接在A相及B相上，井分别将A相上的输出端子308a的电位及B相上的输出端子308b的电位作为输出电压取出。在此，A相上的输出端子308a的电位及B相上的输出端子308b的电位分别依赖于磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值，各磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值与施加于各磁阻元件307a、307b、307c、307d的磁通密度相应地变化，该磁通密度与从磁性体齿轮304的齿部305到各磁阻元件307a、307b、307c、307d的距离相应地变化。因而，在如图11所示那样配置有各磁阻元件307a、307b、307c、307d的情况下，如图12所不，磁传感器307的A相的输出电压及B相的输出电压为相位相差90度的正弦波输出、余弦波输出。然后，通过对这些正弦波输出及余弦波输出进行电插值(角度运算)，对磁性体齿轮304进行高精度的旋转检測。专利文献I :日本特开平5-288571号公报专利文献2 :日本特开平9-280887号公报但是，在以往的、图10所示的磁编码器301中，存在有以下的问题点。S卩，在图10所示的磁编码器301的情况下，存在有如下这样的问题磁性体齿轮304相对于旋转轴302的偏心，在磁性体齿轮304旋转时会引起从磁性体齿轮304的齿部305到磁传感器307的距离变化，磁性体齿轮304旋转I周的过程中A相及B相的各输出电压振幅发生较大的变化。
技术实现思路
因而，本技术是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于提供一种即使在由磁性体形成的旋转部相对于旋转轴发生了偏心的情况下，也会减小磁传感器的输出电压振幅的变化并提高对旋转部的旋转的检测精度的磁编码器。本技术中的技术方案I的磁编码器具有圆板状的旋转部，其由磁性体形成，并固定在旋转轴上且其平面与上述旋转轴的轴心相垂直；磁传感器，其与该旋转部隔开规定的间隔而配置，至少为ー个；以及偏置磁体，其设在每个该磁传感器上，至少为ー个，其特征在于，上述旋转部沿上述旋转部的圆周方向具有多个形状变化部，该形状变化部在该旋转部旋转时，引起该旋转部到上述磁传感器的距离变化，上述磁传感器被配置在与上述旋转轴的轴心垂直的平面上，且其在上述旋转部的板厚方向上与上述形状变化部相对，上述偏置磁体沿与上述旋转轴的轴心平行的方向磁化。采用该技术方案I的磁编码器，由于磁传感器被配置在与旋转轴的轴心垂直的平面上，且其在由磁性体形成的旋转部的板厚方向上与形状变化部相对，因此，即使在由磁性体形成的旋转部相对于旋转轴发生了偏心的情况下，从旋转部的形状变化部到磁传感器的距离也不会发生变化。因此，能够提供ー种减小旋转部旋转I周的过程中磁传感器的输出电压振幅的变化并提高对旋转部的旋转的检测精度的磁编码器。另外，本技术中的技术方案2的磁编码器是根据技术方案I所述的磁编码器，其特征在于，将安装有上述磁传感器的信号处理电路及编码器输出用电路的电路基板设置在与上述旋转轴的轴心垂直的平面上，且使其在上述旋转部的板厚方向上与上述旋转部相对，上述磁传感器安装在上述电路基板的与上述旋转部相対的表面上，并且，上述偏置磁体安装在上述电路基板的与上述旋转部相対的表面相反侧的表面上。采用该技术方案2的磁编码器，在安装有磁传感器的信号处理电路及编码器输出用电路的电路基板上安装磁传感器及偏置磁体，因此，无需分别配置安装有磁传感器的信号处理电路及编码器输出用电路的电路基板与安装有磁传感器及偏置磁体的电路基板，能够减少磁编码器的部件的件数，并且能够简化磁编码器的制造エ序。在以往的、图10所示的磁编码器301的情况下，分别配置有安装有磁传感器307的信号处理电路及编码器输出用电路312的电路基板311与安装有磁传感器307及偏置磁体310的传感器用电路基板306。而且，本技术中的技术方案3的磁编码器是根据技术方案2所述的磁编码器，其特征在干，上述磁传感器具有半导体磁阻元件，该半导体磁阻元件具有加工为多个矩形条状的化合物半导体膜，其设在上述电路基板上；多个短路电极，其在该化合物半导体膜上沿该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁编码器，其具有：圆板状的旋转部，该旋转部由磁性体形成，并固定在旋转轴上且其平面与上述旋转轴的轴心相垂直；磁传感器，其与该旋转部隔开规定的间隔而配置，至少为一个；以及偏置磁体，其设在每个该磁传感器上，至少为一个，其特征在于，上述旋转部沿上述旋转部的圆周方向具有多个形状变化部，该形状变化部在该旋转部旋转时，引起该旋转部到上述磁传感器的距离变化，上述磁传感器被配置在与上述旋转轴的轴心垂直的平面上，且其在上述旋转部的板厚方向上与上述形状变化部相对，上述偏置磁体被沿与上述旋转轴的轴心平行的方向磁化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西田聪佑，藤本佳伸，
申请(专利权)人：旭化成微电子株式会社，
类型：实用新型
国别省市：