JP7489583B2 - 回転検出器及びそれを備えたモータ - Google Patents
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Description
[モータの構成]
図1は、本発明の実施形態1に係るモータ300の断面模式図である。なお、図1は、モータ300及びロータリーエンコーダ100の構造を模式的に図示しているものであって、実際の形状及び寸法とは異なっている。
図2は、ロータリーエンコーダ100を径方向から見た模式図である。図3は、回路基板130を上から見た模式図である。図4は、回転板を上から見た模式図である。図5は、信号処理回路の機能ブロックの概略構成図である。
多回転情報Sを記憶部228に保存するようにしてもよい。モータ300がロボットアームの関節軸に用いられるサーボモータである場合は、多回転情報Sに基づいてロボットアームの先端の移動量を算出できる。なお、光学式エンコーダ110が回転軸32の回転位置と回転量の両方を検出する場合は、多回転情報Sは光学式エンコーダ110の検出結果のみから算出してもよい。また、前述したように、光学式エンコーダ110で検出された回転位置情報と多回転情報Sとから回転軸32の絶対位置情報が求められる。
図6A,図6B,図6Cは、回転軸が時計回り方向に回転した場合の発電用磁石の磁極と磁気遮蔽板の位置変化の様子を示す平面模式図である。図7は、回転軸が時計回り方向に回転した場合の第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの検出信号の変化を示す図である。図8A,図8B,図8Cは、回転軸が反時計回り方向に回転した場合の発電用磁石の磁極と磁気遮蔽板の位置変化の様子を示す平面模式図である。図9は、回転軸が反時計回り方向に回転した場合の第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの検出信号の変化を示す図である。
以上説明したように、本実施形態に係るロータリーエンコーダ(回転検出器)100は、磁気式エンコーダ120を少なくとも備えており、少なくともモータ300の回転軸32の回転量を検出する。
図11は、変形例1に係る発電用磁石の磁極の位置と領域情報との関係を示す図である。図11において、発電用磁石122の中心を通り径方向に延びる線のうち、実線及び破線は、図6A,図6B,図6C,図8A,図8B,図8Cに示すのと同様に、それぞれ、時計回り方向への回転時に発電素子126に電圧パルスが発生する位置と反時計回り方向への回転時に発電素子126に電圧パルスが発生する位置である。
図12は、変形例2に係る、回転軸が時計回り方向に回転した場合の第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの検出信号の変化を示す図である。なお、本変形例における発電用磁石122及び磁気遮蔽板123の配置は、図8A,図8B,図8Cに示すのと同様である。
図13は、変形例3に係る発電用磁石122の平面配置を示す図である。図14は、別の発電用磁石122の平面配置を示す図である。図15は、発電素子126の平面配置を示す図である。
図16は、変形例4に係るロータリーエンコーダを径方向から見た模式図である。なお、図16において、実施形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図17Aは、本発明の実施形態2に係る発電用磁石122と磁気遮蔽板と発電素子126との平面配置関係を示す図である。図17Bは、磁気式エンコーダ内の各部品の平面配置図である。なお、図17A,図17Bにおいて、実施形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図18は、本発明の実施形態3に係るロータリーエンコーダを径方向から見た模式図である。図19は、回路基板を上から見た模式図である。図20は、回転板を上から見た模式図である。なお、図18~図20において、実施形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
前述の各実施形態及び各変形例に示す各構成要素を適宜組み合わせて新たな実施形態とすることもできる。
21,22 ブラケット
30 回転子
32 回転軸
40 固定子
51,52 軸受
60 モータ制御部
100 ロータリーエンコーダ(回転検出器)
110 光学式エンコーダ(回転位置検出器)
111 受光素子
112 発光素子
113 透過パターン
114 受発光素子
115 反射パターン
120 磁気式エンコーダ
121 回転板
122 発電用磁石
123 磁気遮蔽板(磁束制御部材)
124 第1の磁気センサ
125 第2の磁気センサ
126 発電素子
126a ウィーガントワイヤ
126b 誘導コイル
130 回路基板
140 センサ基板
150 コネクタ
160 ケース
170 位置検出用磁石(磁束制御部材)
200 信号処理回路
210 光学信号処理回路
220 磁気信号処理回路
227 論理情報処理部
228 記憶部
230 電源
300 モータ
Claims (9)
- モータの回転軸の回転量を検出する回転検出器であって、
前記回転軸に回転一体に取り付けられ、外周方向に4極以上の磁極を有する発電用磁石と、
感磁部と誘導コイルからなる少なくとも1つの発電素子と、
第1の磁気センサと、
第2の磁気センサと、
前記回転軸の回転によって、前記発電用磁石と共に位置が変化し、前記第1の磁気センサと前記第2の磁気センサのうちの少なくとも1つに励磁電圧を発生させることがある磁束制御部材と、を備え、
前記発電用磁石の回転により前記発電素子が発電した電力で、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサを駆動する回転検出器において、
前記磁束制御部材は、前記回転軸の回転に応じて、前記第1の磁気センサと前記第2の磁気センサのうちの少なくとも1つと前記発電用磁石との間に位置することがある磁気遮蔽板であり、
前記第1の磁気センサと前記発電用磁石の間に前記磁気遮蔽板がないときに前記第1の磁気センサに励磁電圧が発生し、前記第2の磁気センサと前記発電用磁石の間に前記磁気遮蔽板がないときに前記第2の磁気センサに励磁電圧が発生する、回転検出器。 - 平面視で、前記発電用磁石と前記磁気遮蔽板とは同心円状に配置されている、請求項1に記載の回転検出器。
- 平面視で、前記発電用磁石は、前記外周方向及び前記回転軸の半径方向のそれぞれに沿って互いに異なる極性の磁極が配列されており、前記発電素子の両端は前記半径方向に沿って配置されている、請求項1に記載の回転検出器。
- モータの回転軸の回転量を検出する回転検出器であって、
前記回転軸に回転一体に取り付けられ、外周方向に4極以上の磁極を有する発電用磁石と、
感磁部と誘導コイルからなる少なくとも1つの発電素子と、
第1の磁気センサと、
第2の磁気センサと、
前記回転軸の回転によって、前記発電用磁石と共に位置が変化し、前記第1の磁気センサと前記第2の磁気センサのうちの少なくとも1つに励磁電圧を発生させることがある磁束制御部材と、を備え、
前記発電用磁石の回転により前記発電素子が発電した電力で、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサを駆動する回転検出器において、
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサの検出情報に基づき、前記回転軸の回転位置に関し、少なくとも3つ以上の領域情報を判定する論理情報処理部と、
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサの検出情報と前記回転軸の回転量とを記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記領域情報は前記記憶部に保存される、回転検出器。 - 前記第1磁気センサで第1 の信号が、前記第2の磁気センサで第2の信号がそれぞれ検出された後、前記第1の磁気センサで前記第1の信号と異なる信号が検出されるか、または、前記第2の磁気センサで前記第2の信号と異なる信号が検出されるまでの間に、前記発電素子で複数回の発電が行われる、請求項4に記載の回転検出器。
- 前記回転軸の回転位置を検出する回転位置検出器をさらに備え、
前記論理情報処理部に対して無給電状態から給電状態となったとき、前記論理情報処理部は、前記記憶部に記憶された前記領域情報と前記回転量とを読み出し、前記回転位置検出器で検出された前記回転位置と前記領域情報に基づいて前記回転量の情報を更新する、請求項4に記載の回転検出器。 - 前記論理情報処理部に対して無給電状態から給電状態となったとき、前記論理情報処理部で判定した領域情報が、前記記憶部に記憶された直前の領域情報から予測される値ではない場合に、前記論理情報処理部はエラー検出情報を出力し、前記エラー検出情報を前記記憶部に保存する、請求項4に記載の回転検出器。
- モータの回転軸の回転量を検出する回転検出器であって、
前記回転軸に回転一体に取り付けられ、外周方向に4極以上の磁極を有する発電用磁石と、
感磁部と誘導コイルからなる少なくとも1つの発電素子と、
第1の磁気センサと、
第2の磁気センサと、
前記回転軸の回転によって、前記発電用磁石と共に位置が変化し、前記第1の磁気センサと前記第2の磁気センサのうちの少なくとも1つに励磁電圧を発生させることがある磁束制御部材と、を備え、
前記発電用磁石の回転により前記発電素子が発電した電力で、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサを駆動する回転検出器において、
前記磁束制御部材は、位置検出用磁石であり、前記回転軸の回転に応じて、前記位置検出用磁石が、前記第1の磁気センサに近接するときに前記第1の磁気センサに励磁電圧が発生し、前記第2の磁気センサに近接するときに前記第2の磁気センサに励磁電圧が発生し、
平面視で、前記位置検出用磁石は円弧状であり、前記発電用磁石と前記位置検出用磁石とは同心円状に配置されている、回転検出器。 - 回転軸を有する回転子と、
前記回転子と同軸にかつ前記回転子と所定の間隔をあけて設けられた固定子と、
前記回転軸に取付けられた請求項1~8のいずれか1項に記載の回転検出器と、を少なく
とも備えた、モータ。
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