JP2010249721A - Encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンコーダに関するものである。 The present invention relates to an encoder.
モータの回転軸など回転体の回転数を検出する装置として、エンコーダが知られている（特許文献１）。エンコーダは、例えばモータの回転軸に取り付けられて用いられる。エンコーダの具体的構成として、例えば光や磁気を用いて回転数を検出する構成が知られている。このような構成のエンコーダは、例えば、所定の光学パターンや磁気パターンなどのパターンを有する回転部を回転軸と一体的に回転させ、パターンの変化をセンサによって読み取ることで、モータの回転軸の回転数を検出できるようになっている。 An encoder is known as a device that detects the number of rotations of a rotating body such as a rotating shaft of a motor (Patent Document 1). For example, the encoder is used by being attached to a rotating shaft of a motor. As a specific configuration of the encoder, for example, a configuration for detecting the rotational speed using light or magnetism is known. The encoder having such a configuration, for example, rotates a rotating part having a pattern such as a predetermined optical pattern or magnetic pattern integrally with the rotating shaft, and reads a change in the pattern with a sensor, thereby rotating the rotating shaft of the motor. The number can be detected.
しかしながら、回転軸の回転動作を続けるうちに、モータなどの内部に付着されていた回転軸の潤滑油などの液体成分が回転軸を伝わってエンコーダ側へ流れてくる場合がある。当該液体成分が流れている状態を放置すると、液体成分がパターン上に付着し、検出精度が低下する場合がある。 However, as the rotating shaft continues to rotate, liquid components such as lubricating oil of the rotating shaft that has adhered to the inside of the motor or the like may flow along the rotating shaft to the encoder side. If the state in which the liquid component is flowing is left unattended, the liquid component may adhere to the pattern and the detection accuracy may be reduced.
このような事情に鑑み、本発明の目的は、検出精度の低下を抑制することが可能なエンコーダを提供することにある。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an encoder capable of suppressing a decrease in detection accuracy.
本発明に係るエンコーダは、パターン（２４、Ｍ）を有する回転部（Ｒ）と、前記パターンを検出する検出部（Ｄ）と、前記回転部に設けられ、前記パターンへの流体の流通を低減する抑制部（２５）とを備える。 The encoder according to the present invention is provided in the rotating part (R) having the pattern (24, M), the detecting part (D) for detecting the pattern, and the rotating part, and reduces the flow of fluid to the pattern. And a suppressor (25).
本発明によれば、検出精度の低下を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、エンコーダＥＣの構成を示す断面図である。
エンコーダＥＣは、回転部材Ｒ、磁石部材Ｍ及び検出機構Ｄを有している。エンコーダＥＣは、回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍが一体的に設けられており、これらが検出機構Ｄを構成する筐体３０内に収容された状態で用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the encoder EC.
The encoder EC has a rotating member R, a magnet member M, and a detection mechanism D. The encoder EC is integrally provided with a rotating member R and a magnet member M, and these are used in a state where they are accommodated in a
回転部材Ｒは、回転体である例えばモータＭＲの回転軸４０に固定されている。回転部材Ｒは、回転軸４０を中心軸として当該回転軸４０と一体的に回転する。回転部材Ｒは、例えばＳＵＳなどによって円盤状に形成されている。回転部材Ｒの構成材料として、他の材料を用いても勿論構わない。回転部材Ｒは、ハブ２０、パターン形成部２１、突出部２２、凹部２３及び流通抑制部２５を有している。
The rotating member R is fixed to a rotating
ハブ２０の下面側には、平面視中央部に挿入穴２０ａ（図２参照）が形成されている。挿入穴２０ａは、上記モータＭＲの回転軸４０が挿入されるようになっている。ハブ２０は、回転軸４０が挿入穴２０ａに挿入された状態で回転軸４０とハブ２０との間を固定する固定機構（不図示）を有している。
On the lower surface side of the
パターン形成部２１は、ハブ２０の周縁部に設けられた円環状の部分である。パターン形成部２１の上面２１ａは平坦に形成されている。上面２１ａには光反射パターン２４が形成されている。
The
光反射パターン２４は、上面２１ａの他の部分よりも光反射率の低い低反射領域２４ａを有している。低反射領域２４ａは、例えばクロム（Ｃｒ）などの薄膜によって形成されている。低反射領域２４ａは、上面２１ａの他の部分よりも反射率が低くなっている。低反射領域２４ａは、パターン形成部２１の形状に沿って円周方向に所定の間隔で配置されている。
The
この他、例えば上面２１ａ自体を着色加工したり、粗面加工したりすることで低反射領域２４ａを形成しても構わない。パターン形成部２１は、光反射パターン２４が形成された領域を含めて、ほぼ全体がアクリル樹脂などの透明保護膜（不図示）によって被覆されている。このように、光反射パターン２４は、円板状に形成された回転部材Ｒの第１円板面Ｒａ（図中上面側）に設けられている。
In addition, for example, the
突出部２２は、ハブ２０の平面視中央に設けられており、ハブ２０の上面側に突出して形成されている。凹部２３は、ハブ２０の上面側において、パターン形成部２１と突出部２２との間に環状に形成されている部分である。凹部２３には、磁石部材Ｍが収容されるようになっている。
The protruding
流通抑制部２５は、ハブ２０の下面側、すなわち、円板状に形成された回転部材Ｒの第２円板面Ｒｂに形成されていることになる。流通抑制部２５は、例えば溝状に形成されている。流通抑制部２５は、回転軸４０の近傍に設けられている。本実施形態では、流通抑制部２５は、例えば当該回転軸４０を囲うように形成され、回転軸４０を中心とする円環状に形成されている。したがって、流通抑制部２５は、回転部材Ｒの周方向に沿って設けられていることになる。
The
磁石部材Ｍは、回転部材Ｒの回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石部材Ｍは、例えば回転部材Ｒの周縁部に配置されている。磁石部材Ｍには、所定の磁気パターンが形成されている。磁石部材Ｍの磁気パターンとして、例えば回転軸４０の軸方向に見て円環の半分の領域にＮ極に着磁され、円環の他の半分の領域がＳ極に着磁された磁気パターンなどが挙げられる。磁石部材Ｍは、回転部材Ｒの凹部２３に収容されている。このばめ、磁気パターンは、円板状に形成された回転部材Ｒの第１円板面Ｒａ側に形成されていることになる。回転部材Ｒと磁石部材Ｍとの間は、例えば不図示の接着剤などを介して固着されている。
The magnet member M is a permanent magnet formed in an annular shape along the rotating direction of the rotating member R. The magnet member M is arrange | positioned at the peripheral part of the rotation member R, for example. A predetermined magnetic pattern is formed on the magnet member M. As a magnetic pattern of the magnet member M, for example, a magnetic pattern in which an N-pole is magnetized in a half region of the ring as viewed in the axial direction of the
検出機構Ｄは、上記の光反射パターン２４及び磁石部材Ｍによる磁場を検出する部分である。検出機構Ｄは、筐体３０、光センサ３１及び磁気センサ３２を有している。
筐体３０は、例えば平面視円形のコップ状に形成されている。筐体３０は、モータＭＲに固定されており、回転軸４０とは固定されていない状態となっている。したがって、回転軸４０が回転しても、筐体３０とモータＭＲとの相対位置が変化しないようになっている。筐体３０は、一体的に形成された回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍを収容する。回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍは、回転軸４０の軸方向に見たときに、それぞれの中心が筐体３０の中心に一致するように位置合わせされた状態で収容されている。
The detection mechanism D is a part that detects the magnetic field generated by the
The housing |
光センサ３１は、光反射パターン２４へ向けて光を射出し、反射光を読み取ることで光反射パターン２４を検出するセンサである。光センサ３１は、例えば回転部材Ｒの光反射パターン２４に対して、回転軸４０の軸方向に見て重なる位置に配置されている。光センサ３１は、光を射出する発光部及び反射光を受光する受光部を有する。発光部としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。受光部としては、例えば光電素子などが用いられる。受光部によって読み取られた光は、電気信号として不図示の制御装置に送信されるようになっている。光センサ３１を構成する各部は、筐体３０に保持されている。
The
磁気センサ３２は、例えば磁石部材Ｍに対して回転軸４０の軸方向に見て重なる位置に一対配置されている（磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂ）。各磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、バイアス磁石（不図示）及び磁気抵抗素子（不図示）を有している。磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、それぞれ筐体３０に保持されている。
For example, a pair of magnetic sensors 32 are arranged at positions overlapping the magnet member M when viewed in the axial direction of the rotary shaft 40 (
バイアス磁石は、磁石部材Ｍの磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石を構成する材料として、例えばサマリューム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。バイアス磁石は、磁気抵抗素子に接触したり、隣接したりしない位置に配置されている。 The bias magnet is a magnet that forms a combined magnetic field with the magnetic field of the magnet member M. As a material constituting the bias magnet, for example, a rare earth magnet having a large magnetic force such as samarium / cobalt can be cited. The bias magnet is disposed at a position where it does not contact or adjoin the magnetoresistive element.
磁気抵抗素子は、例えば金属配線などによって形成された直交する２つの繰り返しパターンを有している。磁気抵抗素子は、磁場の方向が当該繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下するようになっている。磁気抵抗素子は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。磁気抵抗素子は、磁石部材Ｍの磁場及びバイアス磁石の磁場による合成磁場を検出するようになっている。検出結果は、電気信号として上記の制御装置（不図示）に送信されるようになっている。 The magnetoresistive element has two orthogonal repeating patterns formed by, for example, metal wiring. In the magnetoresistive element, the electric resistance decreases when the direction of the magnetic field is close to the direction perpendicular to the direction of the current flowing in the repetitive pattern. The magnetoresistive element converts the direction of the magnetic field into an electric signal by utilizing the decrease in electric resistance. The magnetoresistive element is adapted to detect a combined magnetic field generated by the magnetic field of the magnet member M and the magnetic field of the bias magnet. The detection result is transmitted as an electric signal to the control device (not shown).
制御装置は、光センサ３１の受光部からの出力に基づいて回転軸４０の回転角度を求めると共に、磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂからの出力に基づいて回転軸４０の回転数を求める処理を行う。
The control device performs a process of obtaining the rotation angle of the
次に、上記のように構成されたエンコーダＥＣの動作を説明する。
モータＭＲの回転軸４０が回転すると、当該回転軸４０に一体的に取り付けられた回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍが回転軸４０と一体的に回転する。モータＭＲに固定された検出機構Ｄについては、回転軸４０には接続されていないため、回転せずに静止した状態となる。
Next, the operation of the encoder EC configured as described above will be described.
When the
回転部材Ｒが回転すると、当該回転部材Ｒに形成された光反射パターン２４が回転方向に移動する。光センサ３１は、移動する光反射パターン２４へ光を射出し、反射光を読み取ることで光反射パターン２４の移動角度を検出する。
When the rotation member R rotates, the
磁石部材Ｍが回転すると、当該磁石部材Ｍの磁気パターンによって形成される磁場とバイアス磁石の磁場との合成磁場が周期的に変化する。磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、当該合成磁場の変化の周期を検出することにより、磁石部材Ｍ（回転軸）の回転数を検出する。
When the magnet member M rotates, the combined magnetic field of the magnetic field formed by the magnetic pattern of the magnet member M and the magnetic field of the bias magnet changes periodically. The
回転軸４０の回転動作を続けるうちに、モータＭＲの内部に付着されていた回転軸４０の潤滑油などの液体成分が回転軸４０を伝わってエンコーダＥＣ側へ流れてくる場合がある。当該液体成分が流れている状態を放置すると、液体成分が筐体３０内に飛散したり、光反射パターン２４や磁気パターン上に付着したりし、検出精度が低下する場合がある。
As the
これに対して、本実施形態においては、ハブ２０のモータＭＲ側に流通抑制部２５が形成されているため、図２に示すように、回転軸４０を伝わって流れてくる液体成分Ｑが流通抑制部２５に保持されることになる。このため、液体成分Ｑが筐体３０内に飛散するのを回避することができ、光反射パターン２４や磁気パターン上に付着するのを防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the
以上のように、本実施形態によれば、光反射パターン２４や磁気パターンを有する回転部材Ｒと、当該光反射パターン２４及び磁気パターンを検出する検出部３１、３２と、回転部材Ｒに設けられ、光反射パターン２４及び磁気パターンへの液体成分Ｑの流通を低減する流通抑制部２５とを備えるので、液体成分Ｑが筐体３０内に飛散するのを回避することができ、光反射パターン２４や磁気パターン上に付着するのを防ぐことができる。これにより、検出精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the rotary member R having the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態においては、流通抑制部２５が回転軸４０の周囲に１重に形成されている構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図３に示すように、流通抑制部２５が回転軸４０の周りに多重に形成されている構成としても構わない。図３では、流通抑制部２５は、例えば回転軸４０を囲うように環状に形成された溝状の抑制部２５ａと、当該抑制部２５ａを囲うように環状に形成された溝状の抑制部２５ｂとを有する構成となっている。このように、回転軸４０から回転の径方向に複数段設けられている構成としても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the said embodiment, although the distribution |
また、上記実施形態においては、流通抑制部２５が溝状に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば図４に示すように、流通抑制部２５が突起部によって構成されるようにしても構わない。図４に示す構成では、回転部材Ｒの第２円板面Ｒｂ側に回転軸４０を囲うように環状の突起部２５ｃが形成されている。当該突起部２５ｃと回転軸４０との間には、凹部２５ｄが形成されることになる。モータからの液体成分は、当該凹部２５ｄに収容されることで、流通が規制されることになる。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated taking the example of the structure by which the
また、図５に示すように、当突起部２５ｃを回転軸４０から回転の径方向に複数段設ける構成としても構わない。図５では、ハブ２０の段差部分ごとに突起部２５ｃを設けた構成としている。このように、ハブ２０に段差部分がある場合には、当該段差部分を用いることにより、効率的に凹部２５ｄを形成することができる。
In addition, as shown in FIG. 5, the projecting
また、上記実施形態においては、流通抑制部２５の断面形状が矩形となるように形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図６に示すように、流通抑制部２５の形状が断面視で三角形となるように形成しても構わない。図６に示す構成においては、溝部の底面が回転軸４０側に傾いた構成となっている。また、図７に示すように、断面視で三角形となるように流通抑制部２５を形成する場合において、溝部の底面が回転軸４０から回転の径方向の外側に向けて傾く構成としても構わない。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated taking the example of the structure formed so that the cross-sectional shape of the distribution |
また、図８に示すように、流通抑制部２５の断面形状を三角形ではなく例えば半円形となるように形成しても構わない。また、図９に示すように、溝の底部に至るにつれて溝幅（回転の径方向の寸法）が徐々に大きくなるように流通抑制部２５を形成しても構わない。この場合、流通抑制部２５に保持された液体成分が流通抑制部２５の外にはみ出してしまうのを効果的に抑えることができる。
Moreover, as shown in FIG. 8, you may form the cross-sectional shape of the distribution |
また、上述の各実施形態において、流通抑制部２５は、回転軸４０の近傍に形成されているが、回転軸４０より所定距離を離間して形成されてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the
ＥＣ…エンコーダ ４０…回転軸 Ｒ…回転部材（回転部） Ｍ…磁石部材（磁気パターン） Ｄ…検出機構（検出部） ＭＲ…モータ ２１…パターン形成部 ２４…光反射パターン ２５…流通抑制部（抑制部） ３１…光センサ ３２…磁気センサ
EC ...
Claims (12)
前記パターンを検出する検出部と、
前記回転部に設けられ、前記パターンへの流体の流通を低減する抑制部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。 A rotating part having a pattern;
A detection unit for detecting the pattern;
An encoder comprising: a suppressing unit provided in the rotating unit and configured to reduce a flow of fluid to the pattern.
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 1, wherein the suppressing unit is provided in the vicinity of a rotating shaft of the rotating unit.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 1, wherein the suppression unit is provided so as to surround a rotation shaft of the rotation unit.
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 3, wherein the suppressing unit is formed in an annular shape centering on a rotation axis of the rotating unit.
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 4, wherein the suppression unit is provided in a plurality of stages in a radial direction from a rotation shaft of the rotation unit.
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 5, wherein the suppressing unit is provided along a circumferential direction of the rotating unit.
前記抑制部は、前記第１円板面とは反対側の第２円板面に設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The pattern is provided on the first disk surface of the rotating part,
The encoder according to any one of claims 1 to 6, wherein the suppressing portion is provided on a second disk surface opposite to the first disk surface.
ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 7, wherein the suppressing portion is formed in a groove shape.
ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 7, wherein the suppressing portion is formed in a protruding shape.
前記流体は、前記モータ装置から流通する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The rotating part is used by being attached to a rotating shaft member of a motor device,
The encoder according to any one of claims 1 to 9, wherein the fluid flows from the motor device.
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 10, wherein the pattern is an optical pattern.
前記磁気パターンを検出する第２検出部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。 The rotating part has a magnetic pattern,
The encoder according to any one of claims 1 to 11, further comprising a second detection unit that detects the magnetic pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009100770A JP2010249721A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Encoder |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009100770A JP2010249721A (en) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Encoder |
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|---|---|
| JP2010249721A true JP2010249721A (en) | 2010-11-04 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2010249721A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012225677A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Nikon Corp | Encoder, driving device, and robot device |
-
2009
- 2009-04-17 JP JP2009100770A patent/JP2010249721A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012225677A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Nikon Corp | Encoder, driving device, and robot device |
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