JP7121341B2 - エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 - Google Patents
エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7121341B2 JP7121341B2 JP2018188889A JP2018188889A JP7121341B2 JP 7121341 B2 JP7121341 B2 JP 7121341B2 JP 2018188889 A JP2018188889 A JP 2018188889A JP 2018188889 A JP2018188889 A JP 2018188889A JP 7121341 B2 JP7121341 B2 JP 7121341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- pattern
- detector
- encoder
- rotating shaft
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
また、別の態様によれば、回転軸の回転情報を検出するエンコーダであって、その回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、その回転軸に設けられたパターン及びその検出器を収容する第1収容ケースと、その第1収容ケース内に収容されたそのパターン及びその検出器の少なくとも一方を加熱する加熱部と、を備え、そのパターンは、その回転軸の一端部に取り付けられたスケールの表面に形成され、その加熱部は、そのスケールの裏面に設けられた発熱体と、その発熱体に電力を供給する接触式又は非接触式の配線部とを有するエンコーダが提供される。
第2の態様によれば、第1の態様のエンコーダと、その回転軸を駆動するモータ部と、そのエンコーダの検出結果を用いてそのモータ部を制御するモータ制御部と、を備える駆動装置が提供される。
別の態様によれば、回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、その回転軸に設けられたパターン及びその検出器を収容する第1収容ケースと、を備えるエンコーダの加熱方法であって、その検出器の検出信号の振幅を求めることと、その検出信号の振幅が目標値より小さいときに、その第1収容ケース内に収容されたそのパターン及びその検出器の少なくとも一方を加熱することと、を含む加熱方法が提供される。
図1(A)は、本実施形態に係る駆動装置10の概略構成を示す。図1(A)において、駆動装置10は、エンコーダ部12と、モータ部14と、エンコーダ部12の検出結果に基づいてモータ部14の動作を制御する制御装置16とを備えている。モータ部14は、互いに対向する2つの開口が形成された箱状のモータケース30と、モータケース30に形成された2つの開口の側面部(内側面)に設けられた1対の回転軸受28A及び28Bと、この1対の回転軸受28A及び28Bを介して回転可能に支持された細長い棒状の回転軸18と、回転軸18の中央の軸部18cの外面に装着された複数のマグネット20と、マグネット20を囲むようにモータケース30の内面に配置された複数のコイル22と、コイル22に複数の信号ライン26を介して接続された駆動回路24とを有する。マグネット20及びコイル22の少なくとも一部は合成樹脂等の樹脂(不図示)によって覆われ、モータ部14の停止中には、その樹脂は周囲の空気中の水分を吸収し、モータ部14の運転中(コイル22に電流を供給する期間)には、その樹脂は水分(水蒸気)を周囲の空気中に放出する。以下では、回転軸18の中心軸に平行にZ軸を取って説明する。回転軸18はZ軸に平行な軸の回りに回転可能である。
図1(B)は図1(A)中のエンコーダ部12を示す拡大図である。図1(B)において、基板38と反射符号板34との間に、モータ部14側から基板38側に向かう電磁波を遮蔽して検出部33におけるノイズを低減させるための円形の板状のシールド板36(遮蔽板)が配置されている。シールド板36は例えば真鍮等の非磁性体の金属(導電性材料)から形成されており、シールド板36のパターンPAと光源40及び受光素子42との間の部分には、検出光を通過させるための開口部(後述の図5(B)のシールド板36Aの開口部36Acと同様の開口部)が形成されている。なお、シールド板36には、その開口部の代わりにガラス板等の光透過性の窓部を設けてもよい。基板38のパターンPA側の面の外周部には接地された(0Vの)端子部38aが設けられ、シールド板36のリング状の外周部36aがエンコーダケース32の+Z方向側の端部と端子部38aとの間に挟み込まれて固定されている。エンコーダケース32の+Z方向側の端部の内面には、シールド板36の外形に合わせて段差部32aが設けられている。
本実施形態では、モータケース30(第2収容ケース)に対してエンコーダケース32(第1収容ケース)は隣接しており、モータケース30内の空間30Sと、エンコーダケース32内の空間32Sとは、回転軸受28A内の隙間を介してわずかに連通し、また、空間30Sは回転軸受28B内の隙間を介して外気とわずかに連通している。そのため、外気又は空間30S内で発生する水蒸気が回転軸受28A内の隙間を通して空間32S内に流入する場合がある。このため、空間32S内のパターンPA、光源40、及び受光素子42等の表面に結露が生じ、検出信号S1のSN比の低下等が起こる恐れがある。なお、モータケース30とエンコーダケース32との間に隙間があると、外気がこの隙間を介して空間32S内に流入する場合がある。
上述のように本実施形態の回転軸18の回転情報(エンコーダ情報S1)を検出するエンコーダ部12は、回転軸18に設けられたパターンPAを検出する検出部33(検出器)と、回転軸18に設けられたパターンPA及び検出部33を収容するエンコーダケース32(第1収容ケース)と、パターンPA及び検出部33を加熱するヒータ46(加熱部)と、を備えるエンコーダである。
エンコーダ部12及びその加熱方法によれば、ヒータ46でエンコーダケース32内のパターンPA及び検出部33を加熱することによって、パターンPA及び検出部33の表面の温度を露点よりも高くできるため、エンコーダケース32内での結露を防止できる。このため、エンコーダ部12によって常に高精度に回転軸18の回転情報を検出できる。
また、エンコーダ部12及びその加熱方法によれば、エンコーダケース32内で結露が生じた場合に、その結露を迅速に解消することもできる。
なお、パターンPA及び検出部33を加熱すると、パターンPA及び検出部33の周囲の雰囲気(気体)の温度が上昇し、逆にパターンPA及び検出部33の周囲の雰囲気の温度が上昇すると、パターンPA及び検出部33の温度が上昇するため、パターンPA及び検出部33を加熱することは、実質的にパターンPA及び検出部33の周囲の雰囲気を加熱することと同じである。
なお、ヒータ46は、シールド板36のパターンPA(反射符号板34)側の面に設けてもよく、シールド板36の両面(基板38側の面及びパターンPA側の面)に設けてもよい。
なお、ヒータ46によってパターンPA及び検出部33の一方、又は検出部33の少なくとも一部の構成部材(例えば光源40又は受光素子42)を加熱するようにしてもよい。この場合でも、エンコーダケース32内での結露を抑制することができる。さらに、エンコーダケース32内で結露が生じた場合に、その結露を迅速に解消するか、又は回転情報の検出に影響が生じない程度にその結露を小さくできる。
まず、上述の実施形態では、アブソリュート型のパターンから得られる検出信号S1Aを取り込んで結露の有無を判定しているため、回転軸18を駆動する必要がないが、インクリメンタル型のパターンから得られる時間に関して正弦波状又は矩形波状に変化する検出信号の振幅から結露の有無を判定してもよい。この場合には、モータ部14で回転軸18(反射符号板34)をわずかに回転する必要がある。さらに、検出信号等を用いて結露の有無を判定することなく、例えば駆動装置10への電源投入時に、予め定められた時間(例えば経験的に結露が解消されると予測される時間)だけヒータ46に通電して反射符号板34及び検出部33を加熱するようにしてもよい。
この変形例において、接触式の配線部50の代わりに非接触式の配線部(不図示)を用いて、ヒータ制御部とヒータ46Aとを接続してもよい。非接触式の配線部は、例えばエンコーダケース32内に設けられるコイルと、一端部18a側に設けられるコイルと、一端部18a側に設けられる整流回路とを含んで構成できる。
次に、この変形例ではヒータ46Aが反射符号板34に設けられているが、図4(B)の第2変形例の駆動装置のエンコーダ部12Bで示すように、ヒータをエンコーダケース32の内面に設けてもよい。図4(B)において、シールド板36及び反射符号板34にはヒータは設けられていない。そして、エンコーダケース32の内面に反射符号板34を囲むように発熱抵抗塗膜よりなるヒータ46Bが設けられている。さらに、ヒータ46Bの一方(0V)の端子部及び他方の端子部がそれぞれ基板38の0Vの端子部38a及び図1(B)の電源端子部38bに不図示の信号ラインを介して接続されている。このため、図1(A)のヒータ制御部48と同様のヒータ制御部(不図示)が、それらの信号ラインを介してヒータ46Bに供給する電流(電圧)を制御することによって、ヒータ46Bによる加熱量を制御できる。この他の構成は第1の実施形態のエンコーダ部12と同様である。
この変形例においては、ヒータ46Bがエンコーダケース32の内面に設けられているため、ヒータ46Bを容易に設けることができる。さらに、ヒータ46Bによって反射符号板34のパターンPA及びこの周囲の雰囲気の温度を効率的に上昇させることができ、ヒータ46Bによって基板38の光源40及び受光素子42の周囲の雰囲気の温度を容易に上昇させることもできる。
この変形例においては、シールド板36Aがヒータを兼用しているため、エンコーダ部12Cの構成を複雑化することなく、実質的にヒータを設けることができる。
次に、第2の実施形態につき図6(A)~図7を参照して説明する。
本実施形態のエンコーダ部12Dを備える駆動装置10Dを示す図6(A)において、モータケース30の+Z方向の側面に、エンコーダケース32及び基板38を覆うように、円筒状で+Z方向の端部が閉じられたカバー部材62が設けられている。カバー部材62で覆われた空間はほぼ密閉されている。カバー部材62で覆われた空間内の基板38に、基板38(検出部33)の周囲の雰囲気の温度Te及び湿度Heを計測する温湿度センサ64が設置され、エンコーダケース32の内面の反射符号板34に近接した位置に、反射符号板34(回転軸18)の周囲の雰囲気の温度Tmを計測する温度センサ66が設置されている。温度センサ66で計測される温度Tmは実質的に反射符号板34(パターンPAが形成されている部分)の温度とみなすことができる。
B(Te)=A(Te)・He/100 …(1)
さらに、ステップ120において、ヒータ制御部48Aは、次のように検出部33の周囲の気体の蒸気圧B(Te)が反射符号板34に接する気体の飽和蒸気圧A(Tm)以上であるかどうかを判定する。
(2)式が成立する場合には、反射符号板34の表面に結露が生じる恐れがある。なお、次のように通常は検出部33の周囲の温度Teの気体の飽和蒸気圧A(Te)は蒸気圧B(Te)以上である。
A(Te)≧B(Te) …(3)
この際に飽和蒸気圧A(T)は温度Tに関して単調に増加する関数であるため、(2)式が成立する場合は、検出部33の周囲の気体の温度Teは反射符号板34の温度Tm以上である。このため、図6(B)において、結露が生じる範囲70dは、温度Teが温度Tm以上となる範囲内にある。
また、本実施形態において、ステップ120で蒸気圧B(Te)が飽和蒸気圧A(Tm)より小さい場合(結露の恐れがない場合)には、図3のステップ102,104を実行し、検出部33から出力される検出信号の振幅を求め、その振幅が目標値以上である場合に、実際に結露が生じていないものと判定して、ステップ110に移行してもよい。また、その検出信号の振幅が目標値より小さい場合には、その検出信号の振幅が目標値以上になるまでヒータ46による加熱を行うようにしてもよい。
なお、本実施形態では、次のような変形が可能である。
まず、本実施形態において、ヒータ46はパターンPA(反射符号板34)及び検出部33の両方をほぼ均等に加熱することなく、ヒータ46はパターンPAがある部分を重点的に加熱するようにしてもよい。このためには、ヒータ46を例えばシールド板36の反射符号板34側の面に設けてもよい。
また、本実施形態においても、ヒータ46は、シールド板36以外の任意の位置(例えば反射符号板34又はエンコーダケース32の内面)に設けてもよい。さらに、ヒータ46としては発熱抵抗塗膜以外の任意の加熱装置(シート状発熱体又は赤外線ヒータ等)を使用してもよい。
なお、上述の各実施形態において、検出部が例えば磁気センサを含む場合、シールド板36,36Aの代わりに、例えば磁性体よりなり磁力線を遮蔽する磁気シールド部材を使用し、必要に応じてその磁気シールド部材にヒータ46を設けてもよい。
また、各実施形態において、一例としてシールド板36にヒータ46を設ける構成について説明したが、検出部33が、モータ部14側から基板38側に向かう電磁波の影響を受けにくい場合には、シールド板36の代わりに、シールド板36と同じ形状のヒータ支持部材(材質は金属でも非金属でもよい)を設け、このヒータ支持部材にヒータ46を設けても良い。さらに、そのヒータ支持部材自体をヒータとしてもよい。
Claims (15)
- 回転軸の回転情報を検出するエンコーダであって、
前記回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、
前記回転軸に設けられたパターン及び前記検出器を収容する第1収容ケースと、
前記第1収容ケース内に収容された前記パターン及び前記検出器の少なくとも一方を加熱する加熱部と、
前記パターンと前記検出器との間に設けられ、前記パターンからの光を通過させる通過部が形成された板状部材と、を備え、
前記加熱部は、前記板状部材に設けられるエンコーダ。 - 前記板状部材は、前記回転軸側から前記検出器側に向かう電磁波を遮蔽する遮蔽板であり、
前記加熱部は、前記遮蔽板に設けられた発熱体である請求項1に記載のエンコーダ。 - 回転軸の回転情報を検出するエンコーダであって、
前記回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、
前記回転軸に設けられたパターン及び前記検出器を収容する第1収容ケースと、
前記第1収容ケース内に収容された前記パターン及び前記検出器の少なくとも一方を加熱する加熱部と、を備え 、
前記パターンは、前記回転軸の一端部に取り付けられたスケールの表面に形成され、
前記加熱部は、前記スケールの裏面に設けられた発熱体と、前記発熱体に電力を供給する接触式又は非接触式の配線部とを有す るエンコーダ。 - 前記発熱体は、発熱抵抗塗膜である請求項2又は請求項3に記載のエンコーダ。
- 前記加熱部の加熱時間及び加熱量の少なくとも一方を制御する加熱制御部を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のエンコーダ。
- 前記加熱制御部は、前記検出器の検出信号の振幅が目標値より小さいときに、前記加熱部を介して前記パターン及び前記検出器の少なくとも一方を加熱する請求項5に記載のエンコーダ。
- 前記第1収容ケース内の雰囲気の湿度を検出する湿度センサを備え、
前記加熱制御部は、前記湿度センサの検出結果に基づいて前記加熱部を制御する請求項5に記載のエンコーダ。 - 前記検出器の周囲の雰囲気の温度を検出する第1温度センサと、
前記回転軸の周囲の雰囲気の温度を検出する第2温度センサと、を備え、
前記加熱制御部は、前記第1及び第2温度センサの検出結果に基づいて前記加熱部を制御する請求項5に記載のエンコーダ。 - 前記加熱制御部は、前記検出器の周囲の雰囲気の蒸気圧が飽和蒸気圧以上になったときに、前記加熱部を介して前記パターンを加熱する請求項8に記載のエンコーダ。
- 前記回転軸のうち、前記パターンが設けられた部分とは異なる軸部の少なくとも一部を収容する第2収容ケースを備える請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のエンコーダ。
- 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のエンコーダと、
前記回転軸を駆動するモータ部と、
前記エンコーダの検出結果を用いて前記モータ部を制御するモータ制御部と、を備える駆動装置。 - 回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、
前記回転軸に設けられたパターン及び前記検出器を収容する第1収容ケースと、を備えるエンコーダの加熱方法であって、
前記パターンと前記検出器との間に設けられた板状部材の通過部を介して、前記パターンからの光を前記検出器に導くことと、
前記板状部材に設けられる加熱部を用いて、 前記第1収容ケース内に収容された前記パターン及び前記検出器の少なくとも一方を加熱することと、を含む加熱方法。 - 前記板状部材によって、前記回転軸側から前記検出器側に向かう電磁波を遮蔽することを含む請求項12に記載の加熱方法。
- 前記検出器に接する雰囲気の蒸気圧及び前記回転軸に接する雰囲気の飽和蒸気圧を求めることと、
前記蒸気圧が前記飽和蒸気圧以上になったときに、前記加熱部を用いて前記パターンを加熱することと、を含む請求項12又は請求項13に記載の加熱方法。 - 回転軸に設けられたパターンを検出する検出器と、
前記回転軸に設けられたパターン及び前記検出器を収容する第1収容ケースと、を備えるエンコーダの加熱方法であって、
前記検出器の検出信号の振幅を求めることと、
前記検出信号の振幅が目標値より小さいときに、 前記第1収容ケース内に収容された前記パターン及び前記検出器の少なくとも一方を加熱することと、を含む加熱方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018188889A JP7121341B2 (ja) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018188889A JP7121341B2 (ja) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020056742A JP2020056742A (ja) | 2020-04-09 |
JP7121341B2 true JP7121341B2 (ja) | 2022-08-18 |
Family
ID=70107083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018188889A Active JP7121341B2 (ja) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7121341B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220349731A1 (en) * | 2017-07-14 | 2022-11-03 | Nikon Corporation | Encoder and drive device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4631403A (en) | 1985-01-11 | 1986-12-23 | Rsf Elektronik Gesellschaft M.B.H. | Length measuring instrument comprising a scale member and a signal-generating scanning unit which is movable along the scale member |
JP2018136257A (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | 光学スケールユニット、光学スケールユニットの製造方法、エンコーダー、駆動装置、ロボットおよびプリンター |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55152411U (ja) * | 1979-04-19 | 1980-11-04 | ||
JPH0660804B2 (ja) * | 1985-04-09 | 1994-08-10 | 日本電装株式会社 | 位置検出装置 |
EP0348660B1 (de) * | 1988-06-29 | 1992-02-19 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung |
JPH11318093A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Canon Inc | モータ制御方法、モータ制御装置、モータを備えた装置および画像形成装置 |
-
2018
- 2018-10-04 JP JP2018188889A patent/JP7121341B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4631403A (en) | 1985-01-11 | 1986-12-23 | Rsf Elektronik Gesellschaft M.B.H. | Length measuring instrument comprising a scale member and a signal-generating scanning unit which is movable along the scale member |
JP2018136257A (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | 光学スケールユニット、光学スケールユニットの製造方法、エンコーダー、駆動装置、ロボットおよびプリンター |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220349731A1 (en) * | 2017-07-14 | 2022-11-03 | Nikon Corporation | Encoder and drive device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020056742A (ja) | 2020-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102247797B1 (ko) | 범용형 로터리 인코더 및 그것을 사용한 서보모터 | |
JP5425476B2 (ja) | 関節式プローブヘッド装置および方法 | |
JP3228242U (ja) | ロータリエンコーダ | |
JP5038861B2 (ja) | 位置測定装置 | |
JP7273712B2 (ja) | 高速回転機用赤外線温度センサ | |
US20110200460A1 (en) | Vacuum pump | |
JP7121341B2 (ja) | エンコーダ及び駆動装置、並びに加熱方法 | |
US7575372B2 (en) | Device for contactless measurement of rotor temperatures | |
JP5328909B2 (ja) | 回転トランスデューサー | |
US10197376B2 (en) | Runout detection device configured to detect runout of the rotating member based on the heat flux detected by the heat | |
JP7299565B2 (ja) | エンコーダ及び駆動装置 | |
JP2015105934A (ja) | センサ装置およびセンサ装置での温度制御方法 | |
JP6234231B2 (ja) | 駆動装置および物品処理装置 | |
JP2003014552A (ja) | 温度検知装置 | |
KR101028107B1 (ko) | 갈바노미터 스캐너의 회전각측정시스템 | |
JP6472309B2 (ja) | 測定器の調整方法、調整装置、および測定器 | |
JP2021136779A (ja) | 電動アクチュエータ | |
KR101412927B1 (ko) | 전자기 유도를 이용한 로터리 스위치의 회전량 및 회전방향측정 방법 및 장치 | |
JP4328228B2 (ja) | モータ回転軸のスラスト量検出方法、モータの製造方法、及びモータ回転軸のスラスト量検出装置 | |
JP2005085914A (ja) | チップ実装方法および装置 | |
JP2009074925A (ja) | 温度センサの較正方法 | |
JP3541382B2 (ja) | X/yステージのレーザ光線測定方法及びx/yステージ | |
JP2006292460A (ja) | 劣化検出装置およびそれを備えたエンコーダ | |
JP2002153080A (ja) | 超音波モータ及び超音波を備えた電子機器 | |
JPH0972712A (ja) | 測長装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210805 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220408 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220706 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220719 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7121341 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |