CN106165266A - 电机和电机用编码器 - Google Patents
电机和电机用编码器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106165266A CN106165266A CN201480077270.0A CN201480077270A CN106165266A CN 106165266 A CN106165266 A CN 106165266A CN 201480077270 A CN201480077270 A CN 201480077270A CN 106165266 A CN106165266 A CN 106165266A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- encoder
- magnetic
- magnetic field
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
本发明提供电机和电机用编码器,能够降低来自电机电磁部和电磁制动器的漏磁通对磁场传感器的影响。具有编码器(100)的伺服电机(SM)具有:使电机轴(SH1)旋转的电机电磁部(M)和进行电机轴(SH1)的制动的电磁制动器(200),编码器(100)具有:被支撑为与电机轴(SH1)一同旋转的磁铁(111a~111d);磁场传感器(120a~120c),其包含具备大巴克豪森效应的磁性体(121),检测磁铁(111a~111d)的磁场;以及作为磁通感应部件的支柱部件(147a~147c),其以如下方式对漏磁通进行感应:使得从电机电磁部(M)和电磁制动器(200)中的至少一方朝向磁场传感器(120a~120c)的漏磁通成为与磁场传感器(120a~120c)的长度方向正交的方向。
Description
技术领域
本申请公开的实施方式涉及电机和电机用编码器。
背景技术
在专利文献1中记载了一种电机,该电机包含电机主体、旋转体、以及具有磁性体的磁场传感器,所述磁性体具备大巴克豪森效应。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/094042号
发明内容
发明要解决的课题
磁场传感器有可能受到来自电机电磁部等的漏磁通的影响,但在上述现有技术中不是对该漏磁通进行特别考虑的结构。
本发明是鉴于这样的问题点而完成的,其目的在于提供能够减小来自电机电磁部和电磁制动器的漏磁通对磁场传感器的影响的电机和电机用编码器。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,应用一种具有编码器的电机,其中,该电机具有:电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,所述编码器具有:磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及磁通感应部件,其对从所述电机电磁部和所述电磁制动器中的至少一方朝向所述磁场传感器的漏磁通进行感应,使得所述漏磁通成为与所述磁场传感器的长度方向正交的方向。
另外,根据本发明的另一个观点,应用一种具有编码器的电机,其中,该电机具有:电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,所述编码器具有:磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及编码器轴,其由磁性材料构成,与所述电机轴一同旋转,并且所述编码器轴被配置为在所述磁铁的旋转轨迹圆的半径方向上与所述磁场传感器相对。
另外,根据本发明的又一个观点,应用一种具有编码器的电机,其中,该电机具有:电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,所述编码器具有:磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及线圈,其配置在所述电机电磁部或所述电磁制动器与所述编码器之间,所述线圈构成为在所述电机轴的轴心上产生从所述编码器侧朝向所述电机电磁部或所述电磁制动器侧的磁通。
另外,根据本发明的又一个观点,应用一种在电机中使用的电机用编码器,该电机具有电机电磁部,所述电机电磁部构成为使电机轴旋转,其中,所述电机用编码器具有:磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及磁通感应部件,其对从所述电机电磁部和构成为进行所述电机轴的制动的电磁制动器中的至少一方朝向所述磁场传感器的漏磁通进行感应,使得所述漏磁通成为与所述磁场传感器的长度方向正交的方向。
发明效果
根据本发明的电机等,能够降低来自电机电磁部和电磁制动器的漏磁通对磁场传感器的影响。
附图说明
图1是用于说明一个实施方式的伺服***的结构概要的一例的说明图。
图2是用于说明该实施方式的伺服***的结构的一例的说明图。
图3是用于说明该实施方式的磁铁和磁铁固定部件的结构的一例的说明图。
图4是用于说明该实施方式的磁场传感器和支柱部件的结构的一例的说明图。
图5是用于说明该实施方式的基板、基板固定部件以及光学模块的结构的一例的说明图。
图6是用于说明该实施方式的控制部的结构的一例的说明图。
图7是用于说明在电磁制动器和编码器之间配置屏蔽部件的变形例的伺服电机M的结构的一例的说明图。
图8是用于说明在电磁制动器和编码器之间配置线圈的变形例的伺服电机SM的结构的一例的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式进行说明。并且,在本说明书和附图中,对于实质上具有相同功能的结构要素,原则上用相同的标号来表示,对于这些结构要素适当省略重复的说明。
<1.伺服***>
首先,参照图1对本实施方式的伺服***的结构概要的一例进行说明。图1是表示本实施方式的伺服***的结构概要的一例的示意图。
如图1所示,伺服***S具有伺服电机SM和控制装置CT。伺服电机SM具有电机电磁部M、电磁制动器200以及编码器100。
这里,有时将电机电磁部M单体、或包括电机电磁部M和电磁制动器200在内的结构、或包括电机电磁部M和编码器100在内的结构称作电机或伺服电机。然而,在本说明书中,将包括电机电磁部M、电磁制动器200以及编码器100在内的结构称为伺服电机SM。也就是说,伺服电机SM相当于电机的一例,在该伺服电机SM中使用的编码器100相当于电机用编码器的一例。
另外,为了方便说明,下文中,对电机是被控制为追随着位置和速度等的目标值且具有电磁制动器200的伺服电机SM的情况进行说明,但电机并不限定为这样的伺服电机SM。例如,虽然电机被控制为追随着位置和速度等的目标值,但也可以是不具有电磁制动器的伺服电机。此外,电机只要附设有编码器即可,也可以是在伺服***以外的情况中使用的电机,例如将编码器的输出只用于显示的情况等。
另外,在伺服电机SM中,电机电磁部M、电磁制动器200、以及编码器100各自可以分体(作为独立的产品)地配备,也可以是电机电磁部M一体地具有电磁制动器200,或编码器100一体地具有电磁制动器200。在电机电磁部M一体地具有电磁制动器200的情况下,有时将其结构(产品)称为“带制动器的电机”。另一方面,在编码器100一体地具有电磁制动器200的情况下,有时将其结构(产品)称为“带制动器的编码器”。另外,在伺服电机SM中,也可以是电机电磁部M一体地具有电磁制动器200和编码器100。但是,为了方便说明,以下,对电机电磁部M一体地具有电磁制动器200的情况进行说明。
电机电磁部M通过使电机轴SH1绕其轴心AX旋转来输出旋转力。在本说明书中,将电机电磁部M的旋转力输出侧称为“负载侧”,将其相反侧称为“负载相反侧”。
电磁制动器200进行电机轴SH1的制动。“电机轴SH1的制动”是指使正在惯性旋转的电机轴SH1静止,或者是指如下情况:在从外部对处于静止的电机轴SH1施加欲使其旋转的力(扭矩)时,保持电机轴SH1而维持电机轴SH1的静止状态。该电磁制动器200被相邻地配置于电机电磁部M的负载相反侧。
另外,电磁制动器200不是必须配置为与电机电磁部M相邻,也可以经由例如减速器、旋转方向转换器、编码器等其他结构被配置在电机电磁部M上。另外,电磁制动器200不是必须配置在电机电磁部M的负载相反侧,也可以配置在电机电磁部M的负载侧。但是,为了方便说明,下文中,对电磁制动器200被相邻地配置于电机电磁部M的负载相反侧的情况进行说明。
编码器100具有与电机轴SH1一同旋转,并且以与电机轴SH1成同一轴心的方式被支撑的编码器轴SH2。并且,编码器100通过检测编码器轴SH2的位置来检测电机电磁部M的位置(也称“旋转位置”或“旋转角度”等),并输出表示该位置的位置数据。该编码器100被配置在电机电磁部M的负载相反侧。因此,在电磁制动器200被相邻地配置于电机电磁部M的负载相反侧的本实施方式中,编码器100被配置在电磁制动器200的负载相反侧。
另外,编码器100除了电机电磁部M的位置以外还可以检测电机电磁部M的速度(也称为旋转速度、角速度等)和加速度(也称为旋转加速度、角加速度等)中的至少一个,或者也可以替代电机电磁部M的位置而检测电机电磁部M的速度和加速度中的至少一个。在这种情况下,例如可以通过在时间上对位置进行一阶微分或二阶微分,或者通过对检测信号进行规定时间的计数等处理来检测速度和加速度。但是,为了方便说明,下文中,对编码器100检测的物理量为位置的情况进行说明。
另外,编码器100不是必须配置在电磁制动器200的负载相反侧。即,在可以不将电磁制动器200相邻地配置于电机电磁部M的负载相反侧的情况下,编码器100可以在电机电磁部M的负载相反侧,被配置在电机电磁部M和电磁制动器200之间。此外,编码器100不是必须配置在电机电磁部M的负载相反侧,也可以配置在电机电磁部M的负载侧。但是,为了方便说明,下文中,对编码器100被配置在与电机电磁部M的负载相反侧相邻配置的电磁制动器200的负载相反侧的情况进行说明。
控制装置CT从编码器100获得位置数据,并根据该位置数据控制电机电磁部M的动作。具体地,控制装置CT根据位置数据来控制施加给电机电磁部M的电流或电压等,从而控制电机电磁部M的动作。此外,控制装置CT也可以从上位控制装置(未图示)获得上位控制信号,对电机电磁部M进行控制,使得从电机轴SH1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,控制装置CT对电磁制动器200的动作进行控制。具体地,控制装置CT通过控制对电磁制动器200的通电,来控制电磁制动器200的动作。
<2.伺服电机>
接着,参照图2、图3、图4和图5,对伺服电机SM的结构的一例进行说明。图2是沿着伺服电机SM的轴心AX方向的截面图。图3是图2中的B-B截面的截面图。图4是图2中的C-C截面的截面图。图5是图2中的A-A截面的截面图。另外,在图2和图4中,通过粗实线箭头示意性地图示出漏磁通的一例。
如图2所示,伺服电机SM具有上述电机电磁部M、上述电磁制动器200以及上述编码器100。
这里,为了方便说明伺服电机SM的各结构的构造,下文中,如下地设定左、右等方向而适当地使用。即,在图2~图5中,将负载相反侧方向即Z轴正向设定为“右”,将相反的负载侧方向即Z轴负向设定为“左”。不过,左右等方向是随着伺服电机SM的设置形态而变动的,不对伺服电机M的各结构的位置关系进行限定。另外,为了方便说明,有时对这里设定的方向采用其他表达方式,也有时对这里设定的方向以外的方向进行适当说明并加以使用。
(2-1.电机电磁部)
如图2所示,电机电磁部M具有定子20和配置在定子20的内周侧的转子10。即,电机电磁部M是在定子20的内周侧配置有转子10的所谓“内转子型”的结构。
转子10以与电机轴SH1成为同一轴心的方式被固定在电机轴SH1的外周。该转子10例如具有作为永久磁铁的磁铁(未图示)。即,转子10构成为励磁部。
电机轴SH1例如由磁性材料构成,电机轴SH1通过外轮被嵌合在支架40、45的内周的轴承30、35,以能够绕轴心AX旋转的方式被支撑。
定子20以在半径方向上隔着磁隙与转子10的外周相对的方式,由配置在其左侧和右侧的上述支架40、45进行支撑。该定子20具有定子铁芯22、安装在定子铁芯22上的线圈架24(也称“绝缘体”)、卷绕在线圈架24上的线圈线26、以及对线圈线26的端部进行接线处理的接线基板28,并且通过树脂模塑部50一体成型。即,定子20构成为电枢。线圈架24由绝缘材料(例如树脂)构成,将定子铁芯22和线圈线26电绝缘。
在上述结构的电机电磁部M中,通过对线圈线26进行通电,在定子20的内侧产生磁场。并且,通过该定子20的内侧的磁场和基于转子10的磁铁的磁场的相互作用,使得转子10相对于定子20绕轴心AX旋转,由此使电机轴SH1绕轴心AX旋转。
另外,上述说明的电机电磁部M的结构仅是一例,也可以是上述情况以外的结构。例如,电机电磁部M并不限定为转子10构成为励磁部,定子20构成为电枢的情况,也可以是转子10构成为电枢,定子20构成为励磁部。另外例如,电机电磁部M不限定于构成为内转子型的情况,也可以是在定子的外周侧配置有转子的所谓“外转子型”的结构。
(2-2.电磁制动器)
如图2所示,电磁制动器200具有制动盘202、收纳励磁线圈210和弹簧(未图示)的励磁铁芯204、以及电枢206。另外,这些制动盘202、励磁铁芯204、电枢206等构成电磁制动器200的各部件被收纳在外壳220内。
外壳220的内部贯穿***有电机轴SH1,外壳220被固定在上述电机电磁部M的支架45的右端。
制动盘202以其旋转中心与轴心AX一致的方式被固定在电机轴SH1的外周。
电枢206由磁性材料构成,在左右方向上与励磁铁芯204相对,并且,电枢206以仅能够在左右方向上进行移动的方式被配置在制动盘202和励磁铁芯204之间。
弹簧对电枢206作用向左侧按压的作用力。
另外,在制动盘202的与电枢206相对的表面上安装有摩擦材料214。
并且,电磁制动器200构成为“无励磁工作型”的电磁制动器,即:在未对励磁线圈210通电的非通电状态(无励磁状态)下以进行电机轴SH1的制动的方式工作,在对励磁线圈210通电的通电状态(励磁状态)下,不进行电机轴SH1的制动。
下文中,对上述结构的电磁制动器200的动作的一例进行说明。
即,在无励磁状态下,电枢206被弹簧向左侧按压而向左侧移动,与摩擦材料214接触。其结果是,制动盘202被制动,电机轴SH1被制动。
另一方面,在励磁状态下,励磁线圈210对电枢206施加向右侧的磁吸引力。由此,电枢206克服弹簧的作用力而向右侧移动,与摩擦材料214分离。其结果是,制动盘202不被制动,电机轴SH1不被制动。
另外,上述说明的电磁制动器200的结构和动作仅是一例,也可以是上述情况以外的结构和动作。例如,电磁制动器200并不限定为无励磁工作型的电磁制动器。即,电磁制动器200只要是能够进行电机轴SH1的制动的电磁制动器即可,也可以是其他类型的电磁制动器,例如在励磁状态下以进行电机轴SH1的制动的方式工作,在非励磁状态下不进行电机轴SH1的制动的“励磁工作型”的电磁制动器等。
(2-3.编码器)
如图2~图5所示,编码器100具有上述编码器轴SH2、磁检测机构、光学检测机构、以及控制部150(参考后述的图6)。并且,这些磁检测机构、光学检测机构、控制部150等构成编码器100的各部件例如被收纳在有盖圆筒状的编码器罩102内。
编码器罩102由磁性材料构成,被固定在上述电磁制动器200的外壳220的右端。
另外,编码器罩102不是必须由磁性材料构成,也可以由非磁性材料构成。但是,为了方便说明,下文中,对编码器罩102由磁性材料构成的情况进行说明。
(2-3-1.编码器轴)
编码器轴SH2通过外轮被嵌合在支架108的内周的轴承104、106,被支撑为能够与电机轴SH1一同绕轴心AX旋转。该编码器轴SH2与电机轴SH1分体,并且被连接在电机轴SH1的右端部1R(相当于端部的一例)。具体地,电机轴SH1的右端部1R例如通过切削加工被形成为直径比右端部1R以外的部分小,在编码器轴SH2的左端部2R1上形成有朝向右侧凹陷的凹部2R1a。并且,通过使右端部1R与凹部2R1a嵌合,编码器轴SH2被连接在电机轴SH1的右端部1R上。
支架108经由支撑部件(未图示)与上述电磁制动器200的外壳220连接。
另外,编码器轴SH2由磁性材料构成,被配置为:在后述的磁铁111a、111b、111c、111d的旋转轨迹圆Ra、Rb、Rc、Rd的半径方向上与后述的磁场传感器120a、120b、120c相对。具体地,编码器轴SH2的右端部2R2比磁场传感器120a~120c向右侧突出。由此,从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向编码器100侧的漏磁通集中于编码器轴SH2,能够使该漏磁通的一部分的磁路形成为从编码器轴SH2的右端部2R2起在磁场传感器120a~120c中迂回。
另外,电机轴SH1的右端部1R与编码器轴SH2的连接方式并不限定为上述那样的基于右端部1R与凹部2R1a的嵌合的连接,也可以是其他方式。另外,编码器轴SH2不限定为与电机轴SH1分体的情况,也可以与电机轴SH1一体。但是,为了方便说明,下文中,对编码器轴SH2与电机轴SH1分体的情况进行说明。另外,编码器轴SH2的右端部2R2不是必须比磁场传感器120a~102c向右侧突出,也可以位于左右方向上与磁场传感器120a~102c大致相同的位置处。
(2-3-2.磁检测机构)
磁检测机构是对上述电机电磁部M的旋转状态(例如转速和旋转方向等)进行磁检测的机构。该磁检测机构具有4个永久磁铁即磁铁111a、111b、111c、111d(以下适当统称为“磁铁111”)和3个磁场传感器120a、120b、120c(以下适当统称为“磁场传感器120”。)。
磁铁111a~111d被支撑为与电机轴SH1一同旋转。具体地,编码器100具有例如圆环板状的磁铁固定部件112,该磁铁固定部件112与电机轴SH1成同一轴心,并且该磁铁固定部件112以板面方向成为与左右方向垂直的方向的方式被固定在编码器轴SH2的右端部2R2的外周。磁铁固定部件112例如由非磁性材料构成,但也可以由磁性材料构成。并且,磁铁111a~111d是平板状磁铁,它们被固定在磁铁固定部件112的左表面(在左右方向上与磁场传感器120a~120c相对的一侧的表面),并且与磁铁固定部件112一同绕轴心AX旋转。更具体地,磁铁111a、111b、111c、111d被固定成:各自的旋转轨迹圆Ra、Rb、Rc、Rd(以下适当统称为“旋转轨迹圆R”。)的半径/圆周彼此一致。更具体地,磁铁111a~111d以在旋转轨迹圆R的圆周方向(以下适当单纯称为“圆周方向”)上例如等间隔(90°间隔)地分离的方式,被固定在磁铁固定部件112的左表面。
并且,磁铁111a~111d在左右方向上被磁化,并且左侧的磁极在圆周方向上交替地配置。例如,磁铁111a、111b、111c、111d被配置为各自左侧的磁极为N极、S极、N极、S极。另外,在图1中,省略了磁铁111a~111d的磁极的图示,在图3中,只图示了磁铁111a~111d的左侧的磁极。
另外,磁铁111的数量并不限定为4个,也可以是其他数量。在将磁铁111的数量设定为4个以外的其他数量时,磁场传感器120等的数量和配置可能也要适当变更。但是,为了方便说明,下文中,对磁铁111的数量为4个的情况进行说明。另外,磁铁111并不限定为永久磁铁的情况,也可以是其他磁铁(例如电磁铁等)。另外,磁铁111并不限定为平板状磁铁的情况,也可以是其他磁铁(例如环状磁铁(多极磁铁)或圆弧状磁铁等)。但是,为了方便说明,下文中,对磁铁111是永久磁铁且为平板状磁铁的情况进行说明。
另外,磁铁111并不限定为被固定于磁铁固定部件112的情况,也可以被固定于编码器轴SH2或后述的盘130、轮毂131等。在将磁铁111固定于编码器轴SH2或盘130、轮毂131等的情况下,可以省略磁铁固定部件112。但是,为了方便说明,下文中,对磁铁111被固定于磁铁固定部件112的情况进行说明。
另外,磁铁111并不限定为以在左右方向上与磁场传感器120相对的方式被配置在磁场传感器120的右侧的情况,也可以配置在磁场传感器120的左侧。或者,磁铁111也可以按照在半径方向上与磁场传感器120相对的方式被配置在磁场传感器120的半径方向内侧或外侧。但是,为了方便说明,下文中,对磁铁111以在左右方向上与磁场传感器120相对的方式被配置在磁场传感器120的右侧的情况进行说明。
磁场传感器120a~120c具有:具备大巴克豪森效应的磁性体(也称“磁性元件”)121;和卷绕在磁性体121上的线圈122。
这些磁场传感器120a~120c以如下方式被固定在支架108上:各自的长度方向(具体来讲是磁性体121的长度方向)与旋转轨迹圆R的切线方向平行,并且在左右方向上能够与磁铁111a~111d(隔着后述的第1磁性部件和第2磁性部件)相对。具体地,磁场传感器120a~120c被配置为:磁性体121的长度方向一端部与轴心AX之间的最短距离和磁性体121的长度方向另一端部与轴心AX之间的最短距离相等。更具体地,磁场传感器120a~120c以各自的磁性体121的长度方向中央部与轴心AX之间的最短距离彼此相等,并且在圆周方向上例如等间隔(120°间隔)地分离的方式,被配置在编码器轴SH2的周围。即,磁场传感器120a~120c以从左右方向观察呈大致三角形状的方式被配置在编码器轴SH2的周围。
并且,磁场传感器120a~120c能够检测磁铁111a~111d的磁场。
这里,“大巴克豪森效应”是指磁性体121的磁化方向在所赋予的外部磁场的强度超过某一强度的时刻急剧反转的现象,也被称为大巴克豪森跳变。
作为磁性体121,没有特别限定,只要是能够产生大巴克豪森效应的磁性体即可,例如可以使用线状的磁性体(例如复合磁线、韦根线、非晶丝等)、棒状的磁性体、板状的磁性体等。不过,为了方便说明,以下,对磁性体121为复合磁线的情况进行说明。
复合磁线是具有如下磁性特性的单轴各向异性的复合磁性体,即:其外周部的磁化方向通过赋予比较小的外部磁场而发生变化,但其中心部的磁化方向只有赋予比较大的外部磁场才发生变化。
即,当在与复合磁线的长度方向平行的一个方向上,赋予了足以使复合磁线的中心部的磁化方向反转的比较大的外部磁场时,复合磁线的中心部的磁化方向与外周部的磁化方向被统一为相同方向。之后,当在与上述一个方向相反的另一方向上,赋予了只能够使复合磁线的外周部的磁化方向反转的程度的比较小的外部磁场时,复合磁线的中心部的磁化方向不变化,仅外周部的磁化方向反转。其结果是,复合磁线成为其中心部和外周部的磁化方向不同的状态,即使消除了外部磁场也会维持这种状态。
这里例如,针对中心部在上述一个方向上被磁化而外周部在上述另一个方向上被磁化的状态的复合磁线,在上述一个方向上赋予外部磁场。此时,开始时使外部磁场的强度减小,之后逐渐增加。这样,当外部磁场的强度超过某一强度时,产生大巴克豪森效应,复合磁线的外周部的磁化方向从上述另一个方向急剧向上述一个方向反转。并且,由于因复合磁线的磁化方向的急剧反转产生的电动势,从卷绕于复合磁线的线圈输出例如向正方向陡峭地上升的脉冲信号。
另外例如,针对中心部和外周部都在上述一个方向上被磁化的状态的复合磁线,在上述另一个方向上赋予了外部磁场。此时,也是开始时使外部磁场的强度减小,之后逐渐增加。这样,当外部磁场的强度超过某一程度时,产生大巴克豪森效应,复合磁线的外周部的磁化方向从上述一个方向急剧向上述另一个方向反转。并且,由于因复合磁线的磁化方向的急剧的反转产生的电动势,从卷绕于复合磁线的线圈输出例如向负方向陡峭地上升的脉冲信号。
在将上述这样的复合磁线用作磁性体121的磁场传感器120a~120c中,当对磁性体121赋予了外部磁场,磁性体121的外周部的磁化方向反转时,从线圈122输出脉冲信号。
并且,在编码器100中,相当于被赋予给磁性体121的外部磁场的磁场是:上述4个磁铁111a~111d中、在圆周方向上相邻的2个磁铁111、111的磁场即磁铁111a、111b的磁场、磁铁111b、111c的磁场、磁铁111c、111d的磁场、磁铁111d、111a的磁场。这4个磁场并不是能够使磁性体121的中心部和外周部双方的磁化方向都发生变化那样大的磁场,而是只能够使磁性体121的外周部的磁化方向发生变化那种程度的磁场。
即,当磁铁111a~111d与电机轴SH1一同旋转时,被赋予给磁场传感器120a~120c的磁性体121的磁场(磁场方向)发生变化。由此,在磁场传感器120a~120c中,磁性体121的外周部的磁化方向反转,从线圈122输出脉冲信号。此时,磁场传感器120a~120c具有通过各自的长度方向分量的磁场能量而动作的特性,与长度方向正交的方向的磁场与磁场强度无关,对磁场传感器120a~120c几乎没有影响。
另外,在编码器100中,如上所述,磁铁111a~111d在圆周方向上以90°间隔进行配置,磁场传感器120a~120c在圆周方向上以120°间隔进行配置。因此,在电机轴SH1旋转的过程中,从磁场传感器120a~120c各自的线圈122输出脉冲信号的时机不会互相重叠。并且,控制部150通过使用磁场传感器120a~120c各自的线圈122在不同的时机输出的脉冲信号来进行规定的处理,能够对电机电磁部M的旋转状态进行检测(详情后述)。
另外,上述说明的磁场传感器120的结构和动作仅是一例,也可以是上述情况以外的结构和动作。例如,磁场传感器120a~120c的配置形状并不限定为从左右方向观察大致呈三角形状,也可以是其他形状。另外,磁场传感器120的数量并不限定为3个,也可以是其他数量。在将磁场传感器120的数量设定为3个以外的其他数量时,磁铁111等的数量和配置等可能也要适当变更。但是,为了方便说明,下文中,对磁场传感器120的数量为3个的情况进行说明。
另外,磁场传感器120a~120c各自的长度方向一侧的与磁铁111a~111d相对的部分和长度方向另一侧的与磁铁111a~111d相对的部分被第1磁性部件和第2磁性部件(均未图示)所覆盖。与磁场传感器120a~120c分别对应的第1和第2磁性部件在对应的磁场传感器120的长度方向中央部处隔着间隙配置,并固定在支架108上。并且,与磁场传感器120a~120c分别对应的第1和第2磁性部件能够对磁铁111a~111d赋予给对应的磁场传感器120的磁场进行感应,形成规定的磁路。
另外,例如在即使不使用第1和第2磁性部件的磁场感应功能也能够防止磁场传感器120的磁性体121的磁化方向的难以预测的变化的情况下,可以省略第1和第2磁性部件。
(2-3-3.光学检测机构、基板固定部件、支柱部件)
光学检测机构是用于对上述电机电磁部M的位置进行光学检测的机构。该光学检测机构具有对编码器轴SH2的位置进行光学测量的被测对象的一例即盘130和光学模块135。
盘130以其旋转中心与轴心AX一致的方式经由轮毂131被连接在编码器轴SH2的右端部2R2的比上述磁铁固定部件112靠右侧的部分。
轮毂131例如通过螺栓132被固定在编码器轴SH2的右端。另外,轮毂131优选由磁性材料构成。
在盘130的右表面(在左右方向上与光学模块135相对一侧的表面)上,沿着其圆周方向形成有1个以上的排列有多个反射缝隙(未图示)的轨道(未图示)。反射缝隙对从后述的光源136射出的光进行反射。作为轨道中的反射缝隙的排列图案,例如可以列举出反射缝隙以规定间距有规律地重复的“增量图案”、以及反射缝隙的位置和比例等在盘130的一次旋转中被唯一确定的“绝对图案(absolute pattern)”等,没有特别限定。
另外,在编码器轴SH2的右端部2R2的右侧(在左右方向上与电机轴SH1相反的一侧)即盘130的右侧,配置有具备电子部件(未图示)的例如圆板状的基板140和例如圆板状的基板固定部件145。
基板固定部件145由磁性材料构成,并且被配置为其板面方向成为与左右方向垂直的方向。即,基板固定部件145相当于磁性板部件的一例。该基板固定部件145的右表面例如通过螺栓142固定有基板140,使得该基板固定部件145被配置在基板140的左侧(在左右方向上靠编码器轴SH2侧)。
在基板140的圆周方向上例如等间隔地配置有多处(例如3处)螺栓142。
具体地,基板固定部件145例如具有以该基板固定部件145的中心为中心的大致圆形的孔即开口部145a,并且在基板140的一个面上设置有上述光学模块135。并且,在基板固定部件145的右表面上以如下方式固定有基板140:基板140的设置有光学模块135的表面成为左表面(盘130侧的表面),并且光学模块135(具体而言,至少是后述的光源136和受光阵列)位于开口部145a。这样,通过在基板固定部件145的右表面上固定基板140,使得设置在基板140上的光学模块135露出于左侧(盘130侧)。
光学模块135以与盘130平行并且能够与上述轨道的一部分相对的方式被设置在基板140的左表面上。在该光学模块135的左表面设置有光源136,并且设置有1个以上的沿着盘130的圆周方向排列有多个受光元件的受光阵列(未图示)。光源136例如由LED等构成,对经过相对的位置的上述轨道的一部分射出光。受光元件例如由光电二极管等构成,接收由光源136射出且被经过相对的位置的上述轨道的反射缝隙反射的光,输出受光信号。控制部150使用从受光阵列的受光元件输出的受光信号进行规定的处理,由此能够检测电机电磁部M的位置(详情后述)。
另外,基板固定部件145由圆柱状的3个支柱部件147a、147b、147c(以下适当地统称为“支柱部件147”。)支撑,并且基板固定部件145被固定在支架108上。
支柱部件147a~147c例如通过螺栓149被固定成直立设置在基板固定部件145和支架108之间。这些支柱部件147a~147c以沿着圆周方向例如具有等间隔(120°间隔)的方式,在半径方向上被配置在磁场传感器120a~120c的外周侧。具体地,支柱部件147a、147b、147c由磁性材料构成,并且在半径方向上被配置在磁场传感器120a、120b、120c各自的长度方向中央部的外周侧。并且,支柱部件147a~147c能够以使得从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向磁场传感器120a~120c泄漏的漏磁通成为与磁场传感器120a~120c的长度方向正交的方向的方式,对该漏磁通进行感应。即,支柱部件147a~147c相当于磁性部件的一例,并且也相当于磁通感应部件的一例。
另外,盘130不限定为经由轮毂131与编码器轴SH2连接的情况,也可以不经由轮毂131而直接固定在编码器轴SH2上。另外,作为被测对象,并不限定为盘130,例如也可以是编码器轴SH2的右端面等其他部件。但是,为了方便说明,下文中,对被测对象为盘130的情况进行说明。另外,编码器100并不限定为具有所谓的“反射型”的光学检测机构的情况,也可以具有所谓的“透射型”的光学检测机构。另外,编码器100不是必须具有光学检测机构。但是,为了方便说明,下文中,对编码器100具有反射型的光学检测机构的情况进行说明。
另外,在上文中,编码器轴SH2的右端部2R2并不限定为位于基板140的左侧的情况,也可以是,编码器轴SH2贯通基板140而位于基板140的右侧。但是,为了方便说明,对编码器轴SH2的右端部2R2位于基板140的左侧的情况进行说明。
另外,基板固定部件145并不限定为具有以其中心为中心的大致圆形的孔即开口部145a,也可以具有其他形状的开口部。例如,基板固定部件145也可以具有以从其缘部朝向中心部呈大致矩形形状切除的方式形成的开口部。另外,基板固定部件145并不限定为配置在基板140的左侧的情况,也可以配置在基板140的右侧。在基板固定部件145被配置在基板140的右侧时,可以使用没有开口部的基板固定部件145。另外,作为磁性板部件,并不限定为基板固定部件145,只要是被配置在编码器轴SH2的右侧且将与左右方向垂直的方向作为板面方向的磁性板部件,则也可以使用基板固定部件145以外的磁性板部件。另外,例如在盘130的右侧与基板固定部件145独立设置磁性板部件的情况下,基板固定部件145也可以由非磁性材料构成。另外,例如在没有设置基板固定部件145的情况下,只要在盘130的右侧设置磁性板部件即可。此外,也可以不设置磁性板部件。
另外,支柱部件147的数量并不限定为3个,可以根据磁场传感器120的数量适当变更。另外,支柱部件147的形状并不限定为圆柱状,也可以是其他形状(例如四棱柱状等)。另外,作为磁性部件,并不限定为支柱部件147,只要是在半径方向上被配置在磁场传感器120的长度方向中央部的外周侧的磁性部件,则也可以使用支柱部件147以外的磁性部件。另外,例如在半径方向上磁场传感器120的长度方向中央部的外周侧,与支柱部件147独立地设置磁性部件的情况下,支柱部件147也可以由非磁性材料构成。另外,例如在没有设置支柱部件147的情况下,只要在半径方向上磁场传感器120的长度方向中央部的外周侧设置磁性部件即可。另外,作为磁通感应部件,并不限定为磁性板部件,只要是能够对从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向磁场传感器120的漏磁通进行感应,使得该漏磁通成为与磁场传感器120的长度方向正交的方向的部件即可,也可以使用磁性板部件以外的部件。
另外,在本实施方式中,对如下情况进行了说明:并用了在编码器100上设置磁通感应部件(在上述例子中为支柱部件147)的手段(以下适当称为“第1手段”)、以及利用磁性材料构成编码器轴SH2并且在半径方向上与磁场传感器120相对配置的手段(以下适当称为“第2手段”),获得了以下说明那样的降低漏磁通对磁场传感器120的影响的效果。然而,上述第1手段和第2手段并不一定并用,只要采用第1手段和第2手段中的任意一个手段,就能够获得降低漏磁通对磁场传感器120的影响的效果。
(2-3-4.控制部)
控制部150在生成位置数据的时刻,至少根据来自受光阵列的受光元件的受光信号,生成位置数据,输出到控制装置CT。
以下,作为控制部150的结构的一例,参照图6,更具体地说明利用功能框进行安装的例子。图6是表示控制部150的结构的一例的功能框图。
如图6所示,控制部150具有旋转状态检测部151、位置检测部156、以及位置数据生成部157。这些控制部150的各功能部可以通过编码器100具备的CPU(未图示)所执行的程序或者编码器100具备的控制装置(未图示)来执行。控制装置例如由ASIC或FPGA等面向特定用途而构建的专用集成电路或其他电路等构成。
旋转状态检测部151即使在未从外部电源供应电源电压的情况下,也能够根据使用从磁场传感器120a~120c输出的脉冲信号生成的电压,检测编码器轴SH2的旋转状态。该旋转状态检测部151具有电源切换部152、波形整形部153、多旋转检测部154、以及多旋转记录部155。
电源切换部152在从外部电源供应了电源电压的情况下,向波形整形部153、多旋转检测部154、以及多旋转记录部155供应电源电压。另一方面,电源切换部152在未从外部电源供应电源电压的情况下,将使用从磁场传感器120a~120c输出的脉冲信号而生成的电压供应给波形整形部153、多旋转检测部154、以及多旋转记录部155。
这里,在从磁场传感器120a~120c输出的脉冲信号中包含向正方向上升的脉冲信号和向负方向上升的脉冲信号。电源切换部152在这些脉冲信号中使用向正方向上升的脉冲信号生成电压,并将该电压供应给波形整形部153、多旋转检测部154、以及多旋转记录部155。另外,在使用全波整流器等的情况下,也可以将从磁场传感器120a~120c输出的、向负方向上升的脉冲信号应用于电压生成。
波形整形部153在从磁场传感器120a~120c输出的脉冲信号中,选择向正方向上升的脉冲信号,并将选择的脉冲信号的波形整形为矩形波,并将整形后的脉冲信号输出到多旋转检测部154。
多旋转检测部154根据从波形整形部153输出的脉冲信号来检测编码器轴SH2的旋转。具体地,多旋转检测部154判定从波形整形部153输出的检测脉冲是否是与磁场传感器120a~120c中的任意的磁场传感器120对应的脉冲信号,并将其结果记录到多旋转记录部155中。例如,多旋转检测部154在是与磁场传感器120a对应的脉冲信号的情况下,将“00”的数据记录到多旋转记录部155中,在是与磁场传感器120b对应的脉冲信号的情况下,将“01”的数据记录到多旋转记录部155中,在是与磁场传感器120c对应的脉冲信号的情况下,将“10”的数据记录到多旋转记录部155中。并且,多旋转检测部154根据记录在多旋转记录部155中的数据,检测编码器轴SH2的旋转,并将多旋转信号输出到位置数据生成部157。
如上所述,在旋转状态检测部151中,即使在未从外部电源供应电源电压的情况下,也能够自己发电产生供消耗的电力,因此能够省略备用电源(例如电池等)。
位置检测部156根据从受光阵列的受光元件输出的受光信号,检测电机电磁部M的位置,并将位置信号输出到位置数据生成部157。
位置数据生成部157获得从位置检测部156输出的位置信号和从多旋转检测部154输出的多旋转信号。并且,位置数据生成部157根据获得的位置信号和多旋转信号,生成位置数据,并将生成的位置数据输出到控制装置CT。
此时,位置数据生成部157在从外部电源供应电源电压的情况下,也可以只根据从位置检测部156输出的位置信号,生成位置数据。另一方面,位置数据生成部157在来自外部电源的电源电压停止后,来自外部电源的电源电压的供应开始的情况下,根据从位置检测部156输出的位置信号和从多旋转检测部154输出的多旋转信号,生成位置数据。
另外,以上说明的图6所示的控制部150的各结构的划分只是一例,也可以是上述情况以外的划分。
另外,上述说明的编码器100的结构和动作仅是一例,也可以是上述情况以外的结构和动作。
<3.本实施方式的效果的例子>
以上说明的本实施方式的编码器100具有磁铁111a~111d、磁场传感器120a~120c、以及磁通感应部件(在上述例子中为支柱部件147a~147c)。磁场传感器120a~120c通过长度方向分量的磁场能量而动作,与长度方向正交的方向上的磁场与磁场强度无关,对磁场传感器120a~120c几乎没有影响。磁通感应部件(在上述例子中为支柱部件147a~147c)以如下方式对漏磁通进行感应:使得从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向磁场传感器120a~120c的漏磁通成为与磁场传感器120a~120c的长度方向正交的方向。由此,能够降低来自电机电磁部M和电机制动器200的漏磁通对磁场传感器120a~120c的影响。其结果是,提高了编码器100的检测精度,能够提高电机特性。
另外例如,当漏磁通从中心(电机轴SH1或轴承104、106)朝向半径方向外侧呈放射状扩展时,漏磁通的长度方向分量在磁场传感器120a~120c的长度方向一侧和另一侧成为相反的方向,作用于磁场传感器120a~120c的磁场强度在长度方向上不平衡。在这种情况下,由于大巴克豪森效应的显现机制发生变化,因此有可能导致输出波形发生紊乱。因此,在本实施方式中,将作为磁通感应部件的磁性部件(在上述例子中为支柱部件147a~147c)配置到磁场传感器120a~120c的长度方向中央部的外周侧。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,当漏磁通从中心朝向半径方向外侧扩展时,能够进行感应,使得漏磁通经过磁场传感器120a~120c的中央部。由此,能够使得漏磁通成为与磁场传感器120a~120c的长度方向大致正交的方向,因此防止了上述磁场强度的不平衡,能够降低由漏磁通造成的影响。
另外,在本实施方式中,利用磁性材料构成编码器轴SH2,并且编码器轴SH2被配置为在半径方向上与磁场传感器120a~120c相对。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向编码器100侧泄漏的漏磁通集中于编码器轴SH2,能够使得该漏磁通的磁路形成为从编码器轴SH2的右端部2R2起在磁场传感器120a~120c中迂回。由此,能够降低漏磁通对磁场传感器120a~120c的影响。另外,不需要为了降低朝向编码器100侧的漏磁通而使用非磁性材料(例如SUS)构成电机轴SH1,不需要由磁性材料(例如铁)和非磁性材料制成的压接轴,因此能够大幅削减成本。
另外,在本实施方式中,使得编码器轴SH2与电机轴SH1分体。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,能够对编码器100进行单元化。另外,通过将单元化的编码器100安装在已有的带制动器的电机上,能够容易地实现可降低漏磁通的影响的带编码器的电机。
另外,在本实施方式中,在编码器轴SH2的右侧设置有将与左右方向垂直的方向作为板面方向的磁性板部件(在上述的例子中为基板固定部件145)。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,能够将来自电机电磁部M和电磁制动器200的漏磁通从编码器轴SH2的右端部2R2经由磁性板部件(在上述的例子中为基板固定部件145)朝向半径方向外侧呈放射状地进行引导。其结果是,能够提高将漏磁通的磁路形成为在磁场传感器120a~120c中迂回的可靠性。
另外,在本实施方式中,使磁性板部件成为基板固定部件145。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,能够兼任磁性板部件和基板固定部件,因此能够降低部件数量。因此,能够使伺服电机SM小型化,降低成本。另外,在将基板固定部件145配置在基板140的左侧的情况下,能够保护电子部件不受漏磁通等的影响,能够降低针对电子部件的外部干扰噪声。
另外,在本实施方式中,使得磁通感应部件成为支柱部件147a~147c。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,能够兼任磁通感应部件和支柱部件,因此能够降低部件数量。因此,能够使伺服电机SM小型化,降低成本。
另外,在光学式编码器中,也可能由于漏磁通而产生例如在电路中产生感应电动势而导致检测精度下降等影响。因此,在本实施方式中,使编码器100成为光学式编码器,基板固定部件145具有使受光元件露出于左侧的开口部145a。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,不会阻碍作为光学式编码器发挥功能。此外,能够利用开口部145a以避开电路的方式形成漏磁通的磁路。因此,降低了上述影响,能够提高编码器100的检测精度。
另外,在本实施方式中,由磁性材料构成编码器罩102。在这样的情况下,能够获得以下这样的效果。即,通过上述结构,能够将磁通感应部件(在上述例子中为支柱部件147a~147c)所感应的漏磁通的磁路形成在编码器100的外周。另外,编码器罩102成为针对来自外部的外部干扰磁场的屏蔽件,能够降低外部干扰对磁场传感器120a~120c的影响。此外,能够降低对外部的电子部件的影响。
另外,在本实施方式中,编码器100构成为一体地具有电磁制动器200。在这样的情况下,能够构成一体地具有电磁制动器200的带制动器的编码器。另外,在带制动器的编码器中,电磁制动器200和磁场传感器120a~120c被配置为更加接近,因此磁场传感器120a~120c更加容易受到来自电磁制动器200的漏磁通的影响。因此,当应用该结构时更加有效。
<4.变形例等>
以上,参照附图对一个实施方式详细地进行了说明。然而,权利要求书中记载的技术思路的范围并不限定为上述说明的一个实施方式。显然,只要是在一个实施方式所属的技术领域中具有普通知识的人员,都能够在技术思想的范围内想到进行各种变更、修正、以及组合等。因此,进行了这些变更、修正、组合等之后的技术当然也属于技术思想的范围。以下,对这样的变形例依次进行说明。
(4-1.在电磁制动器和编码器之间配置有屏蔽部件的情况)
以下,参照图7对本变形例的伺服电机SM的结构的一例进行说明。图7是与图2对应的图。
如图7所示,在本变形例的伺服电机SM中,在电磁制动器200和编码器100之间即电磁制动器200的外壳220A和编码器100的支架108之间,配置有由磁性材料构成的例如圆环状的屏蔽部件300。屏蔽部件300形成有贯穿***孔301。并且,屏蔽部件300在贯穿***孔301中贯穿***有编码器轴SH2的情况下,通过支撑部件(未图示)被固定于外壳220A和支架108中的至少一方。通过如上这样地配置屏蔽部件300,能够使得从电磁制动器200未经由电机轴SH1和编码器轴SH2而向编码器100侧泄漏的漏磁通的磁路形成在电磁制动器200和编码器100之间。
另外,在屏蔽部件300的贯穿***孔301中也可以贯穿***电机轴SH1。另外,例如在编码器100被配置为与电机电磁部M相邻的情况下,只要将屏蔽部件300配置在电机电磁部M和编码器100之间即可。
在以上说明的本变形例中,能够获得与上述实施方式相同的效果。此外,在本变形例中,通过在电磁制动器200和编码器100之间配置屏蔽部件300,能够利用该屏蔽部件300截断从电磁制动器200未经由电机轴SH1和编码器轴SH2而向编码器100侧泄漏的漏磁通。因此,能够进一步降低来自电磁制动器200的漏磁通对磁场传感器120a~120c的影响。
(4-2.在电磁制动器和编码器之间配置有线圈的情况)
以下,参照图8对本变形例的伺服电机SM的结构的一例进行说明。图8是与图2对应的图。另外,在图8中,用粗实线箭头示意性地图示出漏磁通的一例,用粗虚线箭头示意性地图示出由线圈产生的磁通。
如图8所示,在本变形例的伺服电机SM中,在电磁制动器200和编码器100之间即电磁制动器200的外壳220A和编码器100的支架108之间配置有线圈400。线圈400在电机轴SH1的轴心AX上产生从编码器100侧朝向电磁制动器200侧的磁通,即与从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向编码器100侧的漏磁通相反方向的磁通。通过如上这样地配置线圈400,能够使得由线圈400产生的磁通与从电机电磁部M和电磁制动器200中的至少一方朝向编码器100侧的漏磁通互相抵消。
另外,例如在编码器100被配置为与电机电磁部M相邻的情况下,只要将线圈400配置在电机电磁部M和编码器100之间即可。在将线圈400配置在电机电磁部M和编码器100之间的情况下,线圈400在电机轴SH1的轴心AX上产生从编码器100侧朝向电机电磁部M侧的磁通。
另外,在本变形例中,对如下情况进行了说明:除了上述实施方式中说明的第1手段和第2手段之外,还并用了在电磁制动器200和编码器100之间配置线圈400的手段(以下适当称为“第3手段”),获得了以下说明那样的进一步降低漏磁通对磁场传感器120的影响的效果。然而,上述第3手段也可以不与上述第1手段和第2手段并用,可以单独采用上述第3手段,也可以将其与第1手段和第2手段中的任意一方并用。在这些情况下,也能够获得降低漏磁通对磁场传感器120的影响的效果。
在以上说明的本变形例中,能够获得与上述实施方式相同的效果。此外,在本变形例中,通过在电磁制动器200和编码器100之间配置线圈400,能够使得由该线圈400产生的磁通与从电机电磁部M和电磁制动器200朝向编码器100侧的漏磁通互相抵消,能够进一步降低漏磁通对磁场传感器120a~120c的影响。
(4-3.其他)
以上,以具有电磁制动器200的伺服电机SM为例进行了说明,但不具有电磁制动器200的伺服电机也可以使用上述的第1手段、第2手段、第3手段,能够获得与上述实施方式和各变形例相同的效果。
另外,在上述说明中,在存在“垂直”、“正交”、“平行“、“中央”等记载内容的情况下,该记载内容并非严格意义上的概念。即,这些“垂直”、“正交”、“平行“、“中央”等允许存在设计上和制造上的公差及误差,表示“实质上垂直”、“实质上正交”、“实质上平行”、“实质***”。
另外,在上述说明中,在存在外观上的尺寸或大小“相同”、“相等”、“一致”、“不同”等记载内容的情况下,该记载内容并非严格意义上的概念。即,这些“相同”、“相等”、“一致”、“不同”等允许存在设计上和制造上的公差及误差,表示“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上一致”、“实质上不同”。
标号说明
100:编码器(电机用编码器的一例);102:编码器罩;111a~111c:磁铁;120a~120c:磁场传感器;121:磁性体;130:盘;136:光源;140:基板;145:基板固定部件(磁性板部件的一例);145a:开口部;147a~147c:支柱部件(磁铁部件的一例,磁通感应部件的一例);1R:右端部(端部的一例);200:电磁制动器;300:屏蔽部件;301:贯穿***孔;400:线圈;AX:轴心;M:电机电磁部;Ra~Rd:旋转轨迹圆;SH1:电机轴;SH2:编码器轴;SM:伺服电机(电机的一例)。
Claims (15)
1.一种具有编码器的电机,该电机具有:
电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及
电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,
所述编码器具有:
磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;
磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及
磁通感应部件,其对从所述电机电磁部和所述电磁制动器中的至少一方朝向所述磁场传感器的漏磁通进行感应,使得所述漏磁通成为与所述磁场传感器的长度方向正交的方向。
2.根据权利要求1所述的电机,其中,
所述磁场传感器被配置为所述长度方向与所述磁铁的旋转轨迹圆的切线方向平行,
所述磁通感应部件是在所述旋转轨迹圆的半径方向上被配置在所述磁场传感器的所述长度方向中央部的外周侧的磁性部件。
3.根据权利要求2所述的电机,其中,
所述编码器具有由磁性材料构成的编码器轴,所述编码器轴与所述电机轴一同旋转,并且所述编码器轴被配置为在所述半径方向上与所述磁场传感器相对。
4.根据权利要求3所述的电机,其中,
所述编码器轴与所述电机轴分体,并且所述编码器轴以成为同一轴心的方式连接于所述电机轴的端部。
5.根据权利要求4所述的电机,其中,
所述编码器具有磁性板部件,所述磁性板部件在所述轴心方向上被配置在所述编码器轴的与所述电机轴相反的一侧,所述磁性板部件将与所述轴心方向垂直的方向作为板面方向。
6.根据权利要求5所述的电机,其中,
所述编码器具有包含电子部件的基板,所述磁性板部件是在所述轴心方向上被配置在所述基板的所述编码器轴侧的、对所述基板进行固定的基板固定部件。
7.根据权利要求6所述的电机,其中,
所述磁通感应部件是由磁性材料构成的、支撑所述基板固定部件的支柱部件。
8.根据权利要求6或7所述的电机,其中,
所述编码器具有:
盘,其与所述编码器轴连接;
光源,其构成为对所述盘射出光;以及
受光元件,其设置在所述基板上,构成为接收来自所述盘的光,
所述基板固定部件具有开口部,所述开口部至少使所述受光元件露出于所述盘侧。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的电机,其中,
所述编码器具有编码器罩,所述编码器罩由磁性材料构成,收纳所述磁铁、所述磁场传感器以及所述磁通感应部件。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的电机,其中,
所述电机还具有由磁性材料构成的屏蔽部件,所述屏蔽部件被配置在所述电机电磁部或所述电磁制动器与所述编码器之间,所述屏蔽部件形成有所述电机轴或所述编码器轴的贯穿***孔。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的电机,其中,
所述电机还具有线圈,所述线圈被配置在所述电机电磁部或所述电磁制动器与所述编码器之间,所述线圈构成为在所述电机轴的轴心上产生从所述编码器侧朝向所述电机电磁部或所述电磁制动器侧的磁通。
12.一种具有编码器的电机,该电机具有:
电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及
电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,
所述编码器具有:
磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;
磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及
由磁性材料构成的编码器轴,其与所述电机轴一同旋转,并且被配置为在所述磁铁的旋转轨迹圆的半径方向上与所述磁场传感器相对。
13.一种具有编码器的电机,该电机具有:
电机电磁部,其构成为使电机轴旋转;以及
电磁制动器,其构成为进行所述电机轴的制动,
所述编码器具有:
磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;
磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及
线圈,其配置在所述电机电磁部或所述电磁制动器与所述编码器之间,构成为在所述电机轴的轴心上产生从所述编码器侧朝向所述电机电磁部或所述电磁制动器侧的磁通。
14.一种在电机中使用的电机用编码器,所述电机具有电机电磁部,所述电机电磁部构成为使电机轴旋转,其中,
所述电机用编码器具有:
磁铁,其被支撑为与所述电机轴一同旋转;
磁场传感器,其包含具备大巴克豪森效应的磁性体,构成为检测所述磁铁的磁场;以及
磁通感应部件,其对从所述电机电磁部和构成为进行所述电机轴的制动的电磁制动器中的至少一方朝向所述磁场传感器的漏磁通进行感应,使得所述漏磁通成为与所述磁场传感器的长度方向正交的方向。
15.根据权利要求14所述的电机用编码器,其中,
所述电机用编码器一体地具有所述电磁制动器。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/077194 WO2016056122A1 (ja) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | モータ及びモータ用エンコーダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106165266A true CN106165266A (zh) | 2016-11-23 |
CN106165266B CN106165266B (zh) | 2019-01-08 |
Family
ID=55652776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480077270.0A Active CN106165266B (zh) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | 电机和电机用编码器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6057036B2 (zh) |
CN (1) | CN106165266B (zh) |
WO (1) | WO2016056122A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106787469A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 重庆迈思迪科技有限公司 | 一种伺服电机 |
CN109995193A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 深圳市优必选科技有限公司 | 一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件 |
CN110870177A (zh) * | 2017-07-14 | 2020-03-06 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机及使用该旋转电机的门装置 |
CN113067435A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | Lg电子株式会社 | 电机和包括电机的电动车辆 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017105077A1 (ko) | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 엘지전자 주식회사 | 사용자기기 및 데이터 수신 방법과 네트워크 노드 및 데이터 전송 방법 |
CN111602032A (zh) * | 2018-01-15 | 2020-08-28 | 株式会社尼康 | 编码器装置、驱动装置、载台装置、以及机械手装置 |
JP6951691B2 (ja) * | 2019-11-14 | 2021-10-20 | 株式会社安川電機 | 真空用ロボット、真空用モータ、真空モータ用エンコーダ、 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005124259A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Yaskawa Electric Corp | 磁気センサおよびブレーキ付き電動機 |
JP2012244766A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用回転電機 |
CN103378686A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 日本电产三协株式会社 | 带制动器马达 |
JP2014087123A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Otics Corp | 回転電機 |
CN103929018A (zh) * | 2013-01-15 | 2014-07-16 | 株式会社安川电机 | 马达 |
-
2014
- 2014-10-10 CN CN201480077270.0A patent/CN106165266B/zh active Active
- 2014-10-10 JP JP2016547634A patent/JP6057036B2/ja active Active
- 2014-10-10 WO PCT/JP2014/077194 patent/WO2016056122A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005124259A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Yaskawa Electric Corp | 磁気センサおよびブレーキ付き電動機 |
JP2012244766A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用回転電機 |
CN103378686A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 日本电产三协株式会社 | 带制动器马达 |
JP2014087123A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Otics Corp | 回転電機 |
CN103929018A (zh) * | 2013-01-15 | 2014-07-16 | 株式会社安川电机 | 马达 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106787469A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 重庆迈思迪科技有限公司 | 一种伺服电机 |
CN110870177A (zh) * | 2017-07-14 | 2020-03-06 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机及使用该旋转电机的门装置 |
CN109995193A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 深圳市优必选科技有限公司 | 一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件 |
CN113067435A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | Lg电子株式会社 | 电机和包括电机的电动车辆 |
CN113067435B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-02-20 | Lg麦格纳电子动力总成有限公司 | 电机和包括电机的电动车辆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016056122A1 (ja) | 2016-04-14 |
CN106165266B (zh) | 2019-01-08 |
JP6057036B2 (ja) | 2017-01-11 |
JPWO2016056122A1 (ja) | 2017-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106165266A (zh) | 电机和电机用编码器 | |
JP5880577B2 (ja) | モータ、モータシステムおよびモータ用エンコーダ | |
CN103929018B (zh) | 马达 | |
CN103683681B (zh) | 马达 | |
CN103795220B (zh) | 直线-旋转复合致动器*** | |
CN100448142C (zh) | 带编码器的小型电动机 | |
CN102761186A (zh) | 电动机转子和电动机 | |
CN109565229A (zh) | 双轴一体型马达 | |
JP2019020418A (ja) | 組み立て品 | |
KR20140040608A (ko) | 회전 전기 | |
JP2020511926A (ja) | 内蔵光学エンコーダーを有する軸方向磁束モーター | |
US4406983A (en) | Rotational magnetic transducer | |
BR102015007889A2 (pt) | processo e dispositivo de balanceamento dinâmico para um corpo rotativo | |
US5111138A (en) | Speed sensor having a closed magnetic flux path for sensing speed from an axial face of a rotating member | |
JP7275249B2 (ja) | モーター | |
EP2224581A2 (en) | Tubular motor | |
JPS6031005A (ja) | 回転角位置検出器 | |
JP2021530707A (ja) | 回転角度測定システム | |
CN106662469B (zh) | 电机 | |
JP2562042B2 (ja) | ブラシレスd.c.モータ用インダクタンス型センサ | |
JP2014180108A (ja) | 回転電機 | |
JPH1132462A (ja) | 永久磁石モータおよびエレベーター | |
JP2005121501A (ja) | タンデム型回転検出装置 | |
KR20230019663A (ko) | 센서모듈 및 이를 이용하는 센서시스템 | |
US20220021278A1 (en) | Integrated encoder and resolver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |