JP6457250B2 - 位置検出装置、駆動装置、および位置検出用スケール部材 - Google Patents
位置検出装置、駆動装置、および位置検出用スケール部材Info
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Description
前記軸線方向で異なる領域に設けられているため、例えば、ロータリエンコーダおよびリニアエンコーダにおいて、同一の検出方式を採用した場合でも、相互の干渉が発生しにくい。
と、を備え、前記第1筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの一方が形成され、前記第2筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの他方が形成されていることが好ましい。
(駆動装置100の構成)
図1は、本発明の参考例に係る位置検出装置10を備えた駆動装置100の説明図である。図1に示す駆動装置100は、被駆動部材2を軸線L周りに回転移動させる回転駆動装置110と、被駆動部材2を軸線L方向に直線移動させる直線駆動装置120と、被駆動部材2の回転移動および直線移動を検出する位置検出装置10とを有している。
図2は、本発明の参考例に係る位置検出装置10の説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は、スケール部材1とセンサとの位置関係を示す説明図、スケール部材1の分解斜視図、およびスケール部材1をさらに細かく分解したときの分解斜視図である。
ル21には、図1に示す固定体130に保持された回転位置検出用の第1センサ22が対向しており、第1スケール21と第1センサ22とによってロータリエンコーダ20が構成されている。また、第2スケール31には、図1に示す固定体130に保持された直線位置検出用の第2センサ32が対向しており、第2スケール31と第2センサ32とによってリニアエンコーダ30が構成されている。
ができる。例えば、第1スケール21が形成されたフィルムを第2筒状部材14の周面14aに貼付することができる。
以上説明したように、本形態では、共通のスケール部材1の周面1aに回転位置検出用の第1スケール21、および直線位置検出用の第2スケール31を設けたため、スケール部材1の移動を検出すれば、被駆動部材2の軸線L周りの回転位置、および軸線L方向の直線位置を検出することができる。従って、位置検出装置10の構成を簡素化することができるので、位置検出装置10を設けるためのスペースを縮小することができる等の利点がある。また、共通の移動部材(スケール部材1)の移動を検出するので、回転位置検出用の第1センサ22、および直線位置検出用の第2センサ32を固定体130側に設けることができる。従って、第1センサ22および第2センサ32からの信号の出力等が容易である。
上記参考例の形態では、筒状部材12が第1筒状部材13および第2筒状部材14の二重になっていたが、筒状部材12が一重であってもよい。この場合、軸部11の周面11aに第1スケール21および第2スケール31の一方を形成し、筒状部材12の周面12aに第1スケール21および第2スケール31の他方を形成する。例えば、軸部11の周面11aに磁気パターン1mからなる第2スケール31を形成し、筒状部材12の周面12aに反射パターン1rからなる第1スケール21を形成する。
上記参考例では、筒状部材12が第1筒状部材13および第2筒状部材14の二重になっていたが、一重の筒状部材12の周面12aに第1スケール21および第2スケール31を形成してもよい。この場合、筒状部材12の周面12aに第1スケール21および第2スケール31の一方を形成した後、その上層(径方向外側)に第1スケール21および第2スケール31の他方を積層する。例えば、筒状部材12の周面12aに磁気パターン1mからなる第2スケール31を形成した後、その上層に反射パターン1rからなる第1スケール21を積層する。
上記参考例では、軸部11に筒状部材12が嵌っていたが、筒状部材12を用いずに、軸部11の周面11aに第1スケール21および第2スケール31を形成してもよい。こ
の場合、軸部11の周面11aに第1スケール21および第2スケール31の一方を形成した後、その上層(径方向外側)に第1スケール21および第2スケール31の他方を積層する。例えば、軸部11の周面11aに磁気パターン1mからなる第2スケール31を形成した後、その上層に反射パターン1rからなる第1スケール21を積層する。
上記参考例では、下層側に磁気パターン1mからなる第2スケール31が形成され、上層側に反射パターン1rからなる第1スケール21が形成されていたが、下層側に磁気パターン1mからなる第1スケール21が形成され、上層側に反射パターン1rからなる第2スケール31が形成されている構成を採用してもよい。すなわち、第1スケール21を磁気パターン1mにより形成し、第2スケール31を反射パターン1rにより形成してもよい。
図3は、本発明の実施の形態に係る位置検出装置10を備えた駆動装置100の説明図である。図4は、本発明の実施の形態に係る位置検出装置10の説明図であり、図4(a)、(b)は、スケール部材1とセンサとの位置関係を示す説明図、およびスケール部材1の分解斜視図である。なお、本形態の基本的な構成は、参考例と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの詳細な説明を省略する。
延在している部分がスケール部材1として構成されている。
に対する着磁により第1スケール21および第2スケール31を構成してもよい。この場合、筒状部材15を磁性材料とすれば、筒状部材15を第2スケール31に対するヨークとして利用することができる。
図5は、本発明の実施の形態に係る別の位置検出装置10の説明図であり、図5(a)、(b)は、スケール部材1とセンサとの位置関係を示す説明図、およびスケール部材1の分解斜視図である。
うに、被駆動部材2が位置する側の領域15c(スケール部材1の領域1c)に直線位置検出用の第2スケール31を形成し、領域15cに対して被駆動部材2が位置する側と反対側の領域15d(スケール部材1の領域1d)には、回転位置検出用の第1スケール
21を形成してもよい。
上記実施の形態では、筒状部材15に第1スケール21および第2スケール31を形成したが、筒状部材15を短くして軸部11の一部を筒状部材15から露出させ、軸部11において筒状部材15から露出した周面11aに第1スケール21および第2スケール31の一方を形成し、筒状部材15の周面15aに第1スケール21および第2スケール31の他方を形成してもよい。
上記実施の形態では、軸部11に筒状部材15が嵌っていたが、筒状部材15を用いずに、軸部11の周面11aにおいて軸線L方向で離間する領域に第1スケール21および第2スケール31を形成してもよい。
上記実施の形態では、ロータリエンコーダ20とリニアエンコーダ30とが同一種類の物理量を検出する構成として、ロータリエンコーダ20およびリニアエンコーダ30の双方を磁気式エンコーダとした構成を例示したが、ロータリエンコーダ20およびリニアエンコーダ30の双方を光学式エンコーダとした構成を採用してもよい。この場合、第1スケール21および第2スケール31を反射パターン1rにより形成する。
上記実施の形態では、直線駆動装置120として送りねじ機構を用いたが、リニアモータを用いてもよい。また、上記実施の形態では、回転駆動装置110の第1モータ111の第1回転軸112に被駆動部材2を連結したが、第1回転軸112と被駆動部材2とが歯車やプーリ等の伝達機構を介して接続された駆動装置100の位置検出装置10に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、被駆動部材2と一体に移動可能なスケール部材1として第1回転軸112に連結されているスケール部材を例示したが、被駆動部材2と一体に移動可能であれば、第1回転軸112と被駆動部材2との間に構成された歯車やプーリ等にスケール部材1が連結されている構成を採用してもよい。
Claims (18)
- 回転位置検出用の第1スケール、および該第1スケールに対向する回転位置検出用の第1センサを備えたロータリエンコーダと、
直線位置検出用の第2スケール、および該第2スケールに対向する直線位置検出用の第2センサを備えたリニアエンコーダと、
を有し、
前記第1スケールおよび前記第2スケールは、軸線周りの回転移動および軸線方向の直線移動が行われるスケール部材の周面において前記軸線方向で異なる領域に設けられていることを特徴とする位置検出装置。 - 前記第1スケールでは、前記軸線方向に延在するパターンが前記軸線周りに複数配列され、
前記第2スケールでは、前記軸線周りに延在するパターンが前記軸線方向に複数配列されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記ロータリエンコーダと前記リニアエンコーダとでは、異なる種類の物理量を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。
- 前記ロータリエンコーダと前記リニアエンコーダとでは、同一種類の物理量を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。
- 前記ロータリエンコーダおよび前記リニアエンコーダのうち、少なくとも一方は、磁気式エンコーダであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の位置検出装置。
- 前記磁気式エンコーダでは、前記周面にコーティングされた磁性層に対する着磁によりスケール用の磁気パターンが形成されていることを特徴とする請求項5に記載の位置検出装置。
- 前記ロータリエンコーダおよび前記リニアエンコーダのうち、少なくとも一方は、反射型の光学式エンコーダであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の位置
検出装置。 - 前記光学式エンコーダでは、前記周面に形成された反射層によりスケール用の反射パターンが形成されていることを特徴とする請求項7に記載の位置検出装置。
- 前記スケール部材は、前記軸線方向に延在する軸部と、前記軸部に嵌められた筒状部材と、を備え、
前記筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールが形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記筒状部材は、第1筒状部材と、該第1筒状部材が内側に嵌められた第2筒状部材と、を備え、
前記第1筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの一方が形成され、
前記第2筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの他方が形成されていることを特徴とする請求項9に記載の位置検出装置。 - 前記スケール部材は、前記軸線方向に延在する軸部と、前記軸部に嵌められた筒状部材と、を備え、
前記軸部の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの一方が形成され、
前記筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの他方が形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 前記スケール部材は、前記軸線方向に延在する軸部を備え、
当該軸部の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールが形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の位置検出装置。 - 被駆動部材を軸線周りに回転移動させる回転駆動装置と、
前記被駆動部材を前記軸線方向に直線移動させる直線駆動装置と、
前記被駆動部材の回転移動および直線移動を検出する位置検出装置と、
を有し、
前記位置検出装置は、回転位置検出用の第1スケール、および該第1スケールに対向する回転位置検出用の第1センサを備えたロータリエンコーダと、直線位置検出用の第2スケール、および該第2スケールに対向する直線位置検出用の第2センサを備えたリニアエンコーダと、を備え、
前記第1スケールおよび前記第2スケールは、前記被駆動部材と一体に移動するスケール部材の周面において前記軸線方向で異なる領域に設けられていることを特徴とする駆動装置。 - 周面に回転位置検出用の第1スケール、および直線位置検出用の第2スケールが設けられ、
前記第1スケールおよび前記第2スケールは、前記周面において軸線方向で異なる領域に設けられていることを特徴とする位置検出用スケール部材。 - 筒状部材を有し、
前記筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールが形成されていることを特徴とする請求項14に記載の位置検出用スケール部材。 - 前記筒状部材は、第1筒状部材と、該第1筒状部材が内側に嵌められた第2筒状部材と、を備え、
前記第1筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの一方が形成され、
前記第2筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの他方が形成されていることを特徴とする請求項15に記載の位置検出用スケール部材。 - 軸部と、該軸部に嵌められた筒状部材と、を備え、
前記軸部の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの一方が形成され、
前記筒状部材の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールの他方が形成されていることを特徴とする請求項14に記載の位置検出用スケール部材。 - 軸部を備え、
当該軸部の周面に前記第1スケールおよび前記第2スケールが形成されていることを特徴とする請求項14に記載の位置検出用スケール部材。
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