磁編碼器制造技術

本實用新型專利技術提供一種即使在由磁性體形成的旋轉部相對于旋轉軸發(fā)生了偏心的情況下，也會減小磁傳感器的輸出電壓振幅的變化并提高對旋轉部的旋轉的檢測精度的磁編碼器。磁編碼器(1)具有：圓板狀的旋轉部(4)，其由磁性體形成，并固定在旋轉軸上且其平面與旋轉軸(2)的軸心相垂直；磁傳感器(6A)、(6B)，其與旋轉部隔開規(guī)定的間隔而配置，至少為一個；以及偏置磁體(12A)、(12B)，其設在每個磁傳感器上，至少為一個。旋轉部沿旋轉部的圓周方向具有多個形狀變化部(4a)，它們在旋轉部旋轉時，引起該旋轉部到磁傳感器的距離變化。磁傳感器配置在與旋轉軸的軸心垂直的平面上，且其在旋轉部的板厚方向上與形狀變化部相對。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種用于檢測機床、エ業(yè)用機器人的關節(jié)等的旋轉角度的磁編碼器。
技術介紹
近年來，要求用于檢測機床、エ業(yè)用機器人的關節(jié)的旋轉角度的磁編碼器具有高分辨率、高耐久性及高可靠性。至今為止，在機床、エ業(yè)用機器人中所使用的光學式編碼器能夠實現高分辨率，但是由于使用LED、光電檢測 器等光學部件，因此被認為有耐油、塵埃、粉塵、熱等較差的問題。因此，對于在機床、エ業(yè)用機器人工作的嚴苛的環(huán)境中所使用的編碼器，開始使用具有高耐久性及高可靠性的磁編碼器。對于能夠實現高分辨率的磁編碼器，例如具有以下兩種類型。一種是圖8所示的專利文獻I所述的使用了具有多極磁化的許多磁極112的多極磁化磁體(磁鼓)111和磁傳感器113的編碼器101。另ー種是圖9所示的專利文獻2所述的使用了磁性體齒輪211、多個磁傳感器212A、212B (將A相的磁傳感器設為212A，將B相的磁傳感器設為212B)和多個偏置磁體(單極磁化磁體)213的編碼器201。在此，由于圖8所示的專利文獻I所述的多極磁化磁體111與單極磁體相比耐熱較差，因此，在機床、エ業(yè)用機器人的關節(jié)的旋轉角度的檢測中應用圖9所示的專利文獻2所述的、使用了進ー步具有高耐久性、高可靠性的磁性體齒輪211、多個磁傳感器212A、212B及偏置磁體213的編碼器201成為主流。一般而言，圖9所示的專利文獻2所述的、使用了磁性體齒輪、磁傳感器及偏置磁體的磁編碼器為如圖10所示的結構。S卩，圖10所示的磁編碼器301具有圓板狀的磁性體齒輪304，其借助軸承303固定在旋轉軸302上，且其平面與旋轉軸302的軸心相垂直，在周面上形成有齒部305 ;磁傳感器307，其與磁性體齒輪304的齒部305隔開規(guī)定的間隙而配置；以及偏置磁體310，其設在磁傳感器307上。而且，磁傳感器307以在磁性體齒輪304的徑向上與磁性體齒輪304的齒部305相対的方式配置，且設在磁性體齒輪304的旋轉方向上彼此不同的相位位置上。而且，磁傳感器307安裝在傳感器用電路基板306的磁性體齒輪304側的表面上，并且，偏置磁體310安裝在傳感器用電路基板306的與磁性體齒輪304側的表面相反的表面上。另ー方面，安裝有磁傳感器307的信號處理電路及編碼器輸出用電路312的電路基板311設置在與旋轉軸302的軸心垂直的平面上。而且，安裝在傳感器用電路基板306上的磁傳感器307經由安裝在傳感器用電路基板306上的連接器315、連接線纜314及安裝在電路基板311上的連接器313與磁傳感器307的信號處理電路及編碼器輸出用電路312相連接。在該圖10所示的磁編碼器301中，在檢測磁性體齒輪304的旋轉時，一般而言，如圖11所示，使用環(huán)狀地連接有4個磁阻元件307a、307b、307c、307d的4端子的磁阻元件(A相/B相的兩相輸出)作為磁傳感器307。在此，A相以與磁性體齒輪304的齒部305上的峰與谷相対的方式串聯地配置2個磁阻元件307a、307b而成。另外，B相以相對于A相僅錯開磁性體齒輪304的齒部305的1/4齒距P的方式串聯地配置2個磁阻元件307c、307d而成。然后，將直流電源309分別連接在A相及B相上，井分別將A相上的輸出端子308a的電位及B相上的輸出端子308b的電位作為輸出電壓取出。在此，A相上的輸出端子308a的電位及B相上的輸出端子308b的電位分別依賴于磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值，各磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值與施加于各磁阻元件307a、307b、307c、307d的磁通密度相應地變化，該磁通密度與從磁性體齒輪304的齒部305到各磁阻元件307a、307b、307c、307d的距離相應地變化。因而，在如圖11所示那樣配置有各磁阻元件307a、307b、307c、307d的情況下，如圖12所不，磁傳感器307的A相的輸出電壓及B相的輸出電壓為相位相差90度的正弦波輸出、余弦波輸出。然后，通過對這些正弦波輸出及余弦波輸出進行電插值(角度運算)，對磁性體齒輪304進行高精度的旋轉檢測。專利文獻I :日本特開平5-288571號公報專利文獻2 :日本特開平9-280887號公報但是，在以往的、圖10所示的磁編碼器301中，存在有以下的問題點。S卩，在圖10所示的磁編碼器301的情況下，存在有如下這樣的問題磁性體齒輪304相對于旋轉軸302的偏心，在磁性體齒輪304旋轉時會引起從磁性體齒輪304的齒部305到磁傳感器307的距離變化，磁性體齒輪304旋轉I周的過程中A相及B相的各輸出電壓振幅發(fā)生較大的變化。
技術實現思路
因而，本技術是鑒于上述的問題點而完成的，其目的在于提供一種即使在由磁性體形成的旋轉部相對于旋轉軸發(fā)生了偏心的情況下，也會減小磁傳感器的輸出電壓振幅的變化并提高對旋轉部的旋轉的檢測精度的磁編碼器。本技術中的技術方案I的磁編碼器具有圓板狀的旋轉部，其由磁性體形成，并固定在旋轉軸上且其平面與上述旋轉軸的軸心相垂直；磁傳感器，其與該旋轉部隔開規(guī)定的間隔而配置，至少為ー個；以及偏置磁體，其設在每個該磁傳感器上，至少為ー個，其特征在于，上述旋轉部沿上述旋轉部的圓周方向具有多個形狀變化部，該形狀變化部在該旋轉部旋轉時，引起該旋轉部到上述磁傳感器的距離變化，上述磁傳感器被配置在與上述旋轉軸的軸心垂直的平面上，且其在上述旋轉部的板厚方向上與上述形狀變化部相對，上述偏置磁體沿與上述旋轉軸的軸心平行的方向磁化。采用該技術方案I的磁編碼器，由于磁傳感器被配置在與旋轉軸的軸心垂直的平面上，且其在由磁性體形成的旋轉部的板厚方向上與形狀變化部相對，因此，即使在由磁性體形成的旋轉部相對于旋轉軸發(fā)生了偏心的情況下，從旋轉部的形狀變化部到磁傳感器的距離也不會發(fā)生變化。因此，能夠提供ー種減小旋轉部旋轉I周的過程中磁傳感器的輸出電壓振幅的變化并提高對旋轉部的旋轉的檢測精度的磁編碼器。另外，本技術中的技術方案2的磁編碼器是根據技術方案I所述的磁編碼器，其特征在于，將安裝有上述磁傳感器的信號處理電路及編碼器輸出用電路的電路基板設置在與上述旋轉軸的軸心垂直的平面上，且使其在上述旋轉部的板厚方向上與上述旋轉部相對，上述磁傳感器安裝在上述電路基板的與上述旋轉部相対的表面上，并且，上述偏置磁體安裝在上述電路基板的與上述旋轉部相対的表面相反側的表面上。采用該技術方案2的磁編碼器，在安裝有磁傳感器的信號處理電路及編碼器輸出用電路的電路基板上安裝磁傳感器及偏置磁體，因此，無需分別配置安裝有磁傳感器的信號處理電路及編碼器輸出用電路的電路基板與安裝有磁傳感器及偏置磁體的電路基板，能夠減少磁編碼器的部件的件數，并且能夠簡化磁編碼器的制造エ序。在以往的、圖10所示的磁編碼器301的情況下，分別配置有安裝有磁傳感器307的信號處理電路及編碼器輸出用電路312的電路基板311與安裝有磁傳感器307及偏置磁體310的傳感器用電路基板306。而且，本技術中的技術方案3的磁編碼器是根據技術方案2所述的磁編碼器，其特征在干，上述磁傳感器具有半導體磁阻元件，該半導體磁阻元件具有加工為多個矩形條狀的化合物半導體膜，其設在上述電路基板上；多個短路電極，其在該化合物半導體膜上沿該本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁編碼器，其具有：圓板狀的旋轉部，該旋轉部由磁性體形成，并固定在旋轉軸上且其平面與上述旋轉軸的軸心相垂直；磁傳感器，其與該旋轉部隔開規(guī)定的間隔而配置，至少為一個；以及偏置磁體，其設在每個該磁傳感器上，至少為一個，其特征在于，上述旋轉部沿上述旋轉部的圓周方向具有多個形狀變化部，該形狀變化部在該旋轉部旋轉時，引起該旋轉部到上述磁傳感器的距離變化，上述磁傳感器被配置在與上述旋轉軸的軸心垂直的平面上，且其在上述旋轉部的板厚方向上與上述形狀變化部相對，上述偏置磁體被沿與上述旋轉軸的軸心平行的方向磁化。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：西田聰佑，藤本佳伸，
申請(專利權)人：旭化成微電子株式會社，
類型：實用新型
國別省市：