[實用新型]磁編碼器

有效

• 申請號: 201220154369.4
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN202648615U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 西田聰佑;藤本佳伸
• 申請（專利權）人: 旭化成微電子株式會社
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01D5/245
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本實用新型涉及一種用于檢測機床、工業用機器人的關節等的旋轉角度的磁編碼器。

背景技術

近年來，要求用于檢測機床、工業用機器人的關節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、工業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、工業用機器人工作的嚴苛的環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1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。另一種是圖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1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、工業用機器人的關節的旋轉角度的檢測中應用圖9所示的專利文獻2所述的、使用了進一步具有高耐久性、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。

即，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相對的方式配置，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。

另一方面，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上的峰與谷相對的方式串聯地配置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，并分別將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所示，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1：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。