專利名稱：感應檢測式旋轉編碼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種感應檢測式旋轉編碼器，該感應檢測式旋轉編碼器通過利用被設置于轉子和定子的布線之間的磁通耦合來測量被測體的轉動角度。
背景技術：
旋轉編碼器包括定子，該定子設置有發(fā)送線圈和接收線圈；以及轉子，該轉子設 置有用于產(chǎn)生與發(fā)送線圈和接收線圈的磁通耦合的磁通耦合線圈。在旋轉編碼器被應用到 如測微計等手持工具的情況下，通過將用于產(chǎn)生具有不同波長的信號的多個軌道(track) (發(fā)送線圈、接收線圈以及磁通耦合線圈)一體化來實現(xiàn)手持工具的尺寸的減小。例如，日本特開2006-322927號公報公開的旋轉編碼器包括第一和第二發(fā)送線 圈，第一和第二發(fā)送線圈以與轉動軸同軸的方式從內(nèi)部起被順次設置；以及第一和第二接 收線圈，第一和第二接收線圈以與第一和第二發(fā)送線圈對應且與轉動軸同軸的方式從內(nèi)部 起被順次設置。此外，日本特開2006-322927號公報公開的旋轉編碼器包括第一和第二磁 通耦合體，該第一和第二磁通耦合體被形成為與轉動軸同軸，并且產(chǎn)生與第一和第二接收 線圈的磁通耦合。為了進一步提高精確性，期望的是具有最大程度地抑制相鄰軌道之間的信號串擾 的構造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止相鄰軌道之間的串擾的高精度的感應檢測式 旋轉編碼器。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種感應檢測式旋轉編碼器，其包括一種感應檢測 式旋轉編碼器，其包括定子；轉子，其被構造成相對于以轉動軸為中心轉動，轉子被設置 成面對定子；第一發(fā)送線圈，其被設置于定子的第一面，第一面面對轉子；第二發(fā)送線圈， 其以包圍第一發(fā)送線圈的方式被設置于第一面，第二發(fā)送線圈被布置成與第一發(fā)送線圈相 對于轉動軸成同軸的圖案；第一接收線圈，其被設置于第一面；第二接收線圈，其以包圍第 一接收線圈的方式被設置于第一面，第二接收線圈被布置成與第一接收線圈相對于轉動軸 成同軸的圖案；第一磁通耦合體，其被設置于轉子的第二面，第二面面對定子，第一磁通耦 合體與第一接收線圈磁耦合；以及第二磁通耦合體，其以包圍第一磁通耦合體的方式被設 置于第二面，第二磁通耦合體被布置成與第一磁通耦合體相對于轉動軸成同軸的圖案，第 二磁通耦合體與第二接收線圈磁耦合；其中第一發(fā)送線圈被設置在第一接收線圈和第二 接收線圈之間；第二發(fā)送線圈和轉動軸之間的距離比第二接收線圈和轉動軸之間的距離 大；第一磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第一軌道；第二磁通耦合體形成 對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第二軌道；第二磁通耦合體具有如下圖案圖案的內(nèi)周側 沿周向大致連續(xù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種感應檢測式旋轉編碼器，其包括定子；轉子，其被構造成相對于以轉動軸為中心轉動，轉子被設置成面對定子；第一發(fā)送線圈，其被 設置于定子的第一面，第一面面對轉子；第二發(fā)送線圈，其以包圍第一發(fā)送線圈的方式被設 置于第一面，第二發(fā)送線圈被布置成與第一發(fā)送線圈相對于轉動軸成同軸的圖案；第一接 收線圈，其被設置于第一面；第二接收線圈，其以包圍第一接收線圈的方式被設置于第一 面，第二接收線圈被布置成與第一接收線圈相對于轉動軸成同軸的圖案；第一磁通耦合體， 其被設置于轉子的第二面，第二面面對定子，第一磁通耦合體與第一接收線圈磁耦合；以及 第二磁通耦合體，其以包圍第一磁通耦合體的方式被設置于第二面，第二磁通耦合體被布 置成與第一磁通耦合體相對于轉動軸成同軸的圖案，第二磁通耦合體與第二接收線圈磁耦 合；其中第一接收線圈和轉動軸之間的距離比第一發(fā)送線圈和轉動軸之間的距離大；第 二發(fā)送線圈被設置在第一接收線圈和第二接收線圈之間；第一磁通耦合體形成對于每圈轉 動產(chǎn)生周期性變化的第一軌道；第二磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第二 軌道；第一磁通耦合體具有如下圖案圖案的外周側沿周向大致連續(xù)。根據(jù)上述方面，還能夠提供一種能夠防止相鄰軌道之間的串擾的高精度的感應檢 測式旋轉編碼器。


從下面給出的詳細說明和僅以圖示方式示出且由此并非對本發(fā)明進行限制的附 圖中，本發(fā)明將會被更充分地理解，其中圖1是安裝有根據(jù)本發(fā)明的實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的數(shù)字測微計1的 正視圖；圖2是被組裝到圖1的測微計1的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的感應檢測式旋轉編碼 器11的截面圖；圖3是圖示定子13的構造的圖；圖4是圖示轉子15的構造的圖；圖5是圖示根據(jù)比較例的轉子15’的構造的圖；圖6是圖示根據(jù)比較例的測量誤差的圖；圖7是圖示根據(jù)第一實施方式的測量誤差的圖；圖8是圖示根據(jù)第二實施方式的轉子15a的構造的圖；圖9是圖示根據(jù)第三實施方式的轉子15b的構造的圖；圖10是圖示根據(jù)第四實施方式的定子13a的構造的圖；圖11是圖示根據(jù)第四實施方式的轉子15c的構造的圖；圖12是圖示根據(jù)第五實施方式的轉子15d的構造的圖；以及圖13是圖示根據(jù)第六實施方式的轉子15e的構造的圖。
具體實施例方式將參照附圖，對本發(fā)明的典型實施方式進行詳細說明。通過參照附圖1，將對根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的數(shù)字測微計1的構造進行說明。圖1是數(shù)字測微計1的正視圖。套筒5被可轉動地安裝到數(shù) 字測微計1的框架(frame)3。作為測頭的主軸(spindle) 7被可轉動地支撐在框架3的內(nèi)部。主軸7的一端露在外部，并且該端被用于與被測體接觸。另一方面，通過切削而在 主軸7的另一端形成進給螺桿(圖1中未示出)。進給螺桿被裝配進套筒5內(nèi)部的螺母。在該構造中，當套筒5沿正向轉動時，主軸7沿主軸7的軸向向前移動，當套筒5 沿反向轉動時，主軸7沿主軸7的軸向向后移動。框架3設置有液晶顯示部9，該液晶顯示 部9能夠在其上顯示數(shù)字測微計1的測量值。接著，通過參考圖2，將說明被組裝到圖1的數(shù)字測微計1的根據(jù)第一實施方式的 感應檢測式旋轉編碼器11的構造。圖2是感應檢測式旋轉編碼器11的截面圖。感應檢測式旋轉編碼器11包括定子13和轉子15，轉子15能繞主軸(轉動軸)7 轉動，并且轉子15被布置成與定子13相面對。轉子15被固定到筒狀轉子軸瓦(bush) 19 的端面。主軸7被插入到轉子軸瓦19中。定子軸瓦21被固定到框架3。主軸7的表面設置有進給螺桿23，該進給螺桿23被裝配進被設置在圖1的套筒5 內(nèi)的螺母。此外，在主軸7的表面沿主軸7的縱向(即，主軸7的往復移動方向)開設鍵槽 25。被固定到轉子軸瓦19的銷27的前端被插入鍵槽25。當主軸7轉動時，主軸7的轉動 力通過銷27傳遞至轉子軸瓦19，使轉子15轉動。換言之，轉子15的轉動與主軸7的轉動 相關聯(lián)。由于銷27不被固定到鍵槽25，因此，轉子15能夠以轉子15不與主軸7 —起移動 的方式轉動。接著，通過參考圖3和圖4，將說明定子13和轉子15的構造。圖3是圖示定子13 的構造的圖。圖4是圖示轉子15的構造的圖。定子13和轉子15均設置有具有不同測量 精度的兩個軌道Trl和Tr2，兩個軌道從各定子13和轉子15的內(nèi)部起以同心狀的形式順次 形成。如圖3所示，定子13包括定子體13A、用于第一軌道Trl的第一發(fā)送和接收線圈 31a、32a、以及用于第二軌道Tr2的第二發(fā)送和接收線圈31b、32b。感應檢測式旋轉編碼器 11使用第一和第二軌道Trl和Tr2通過時分(time division)來進行測量。例如，在驅(qū)動 第一發(fā)送線圈31a以從第一接收線圈32a讀出信號的情況下(在使用第一軌道Trl的情況 下)，感應檢測式旋轉編碼器11允許第二發(fā)送和接收線圈31b和32b處于非驅(qū)動狀態(tài)(第 二軌道Tr2被設定在非驅(qū)動狀態(tài))。在驅(qū)動第二發(fā)送線圈31b以從第二接收線圈32b讀出 信號的情況下(在驅(qū)動第二軌道Tr2的情況下)，感應檢測式旋轉編碼器11允許第一發(fā)送 和接收線圈31a和32a處于非驅(qū)動狀態(tài)(第一軌道Trl被設定在非驅(qū)動狀態(tài))。定子體13A包括穿孔13B，該穿孔13B形成于定子體13A的中央，以允許主軸7穿 過。定子體13A包括基板和疊置在基板上的多個層間絕緣層。多個層間絕緣層被層疊，以 遮蔽第一發(fā)送線圈31a、第二發(fā)送線圈31b、第一接收線圈32a和第二接收線圈32b。第一發(fā)送線圈31a和第二發(fā)送線圈31b形成為圓形，并且以關于主軸7同軸的方 式從內(nèi)部起被順次形成。第一發(fā)送線圈31a被定位成介于第一接收線圈32a和第二接收線 圈32b之間。第二發(fā)送線圈31b被定位成比第二接收線圈32b距主軸7遠。第一發(fā)送線圈 31a被用于將在電流方向周期性變化的發(fā)送電流從第一發(fā)送線圈31a流過時所產(chǎn)生的磁場 施加到形成于轉子15內(nèi)的第一磁通耦合線圈41a(下文詳述)。第二發(fā)送線圈31b被用于 將在電流方向周期性變化的發(fā)送電流從第二發(fā)送線圈31b流過時所產(chǎn)生的磁場施加到形 成于轉子15內(nèi)的第二磁通耦合線圈41b (下文詳述)。
第一發(fā)送線圈31a包括引線311a，引線311a從第一發(fā)送線圈31a的兩端引出，以 穿過第二發(fā)送線圈31b并且延伸到定子體13A的外周。第二發(fā)送線圈31b包括引線324a， 引線324a從第二發(fā)送線圈31b的兩端引出，以延伸到定子體31A的外周。第一接收線圈32a和第二接收線圈32b以關于主軸7同軸的方式從內(nèi)部起被順次 形成。第一接收線圈32a被用于基于通過第一發(fā)送線圈31a和第一磁通耦合線圈41a之間 的磁耦合在第一磁通耦合線圈41a中產(chǎn)生的感應電流而檢測由磁通耦合產(chǎn)生的感應電壓。 第二接收線圈32b被用于基于通過第二發(fā)送線圈31b和第二磁通耦合線圈41b之間的磁耦 合在第二磁通耦合線圈41b中產(chǎn)生的感應電流而檢測由磁通耦合產(chǎn)生的感應電壓。第一接收線圈32a包括沿轉動方向具有不同相位的三個接收線圈321a 323a。 接收線圈321a 323a均包括設置成環(huán)狀(菱形或正弦曲線形)的電線。接收線圈321a 323a以如下方式被布置成彼此絕緣和彼此分離使接收線圈321a 323a的交叉部被布置 在基板的上方和下方從而不短路并且通過導通孔(via hole)彼此連接。此外，第一接收線 圈32a包括弓|線324a 326a，弓丨線324a 326a從接收線圈32la 323a的兩端引出，以 穿過第二接收線圈32b并且延伸到定子體13A的外周。第二接收線圈32b以與第一接收線圈32a相同的方式形成，并且第二接收線圈32b 包括接收線圈321b 323b。此外，第二接收線圈32b包括引線324b 326b，引線324b 326b從接收線圈321b 323b的兩端延伸到定子體13A的外周。同時，如圖4所示，轉子15包括轉子體15A、上述用于第一軌道Trl的第一磁通耦 合線圈(第一磁通耦合體)41a以及用于第二軌道Tr2的第二磁通耦合線圈(第二磁通耦 合體)41b。轉子體15A包括穿孔15B，該穿孔15B形成在轉子體15A的中央，以允許主軸7穿 過。轉子體15A包括基板和層疊在基板上的多個層間絕緣層。層間絕緣層被層疊，以遮蔽 第一磁通耦合線圈41a和第二磁通耦合線圈41b。第一磁通耦合線圈41a基于由流到第一發(fā)送線圈31a的發(fā)送電流所產(chǎn)生的磁場而 產(chǎn)生感應電流。第二磁通耦合線圈41b基于由流到第一發(fā)送線圈31b的發(fā)送電流所產(chǎn)生的 磁場而產(chǎn)生感應電流。第一磁通耦合線圈41a和第二磁通耦合線圈41b分別形成第一軌道 和第二軌道，該第一軌道和第二軌道對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化。第二磁通耦合線圈41b 的形狀抑制由第二磁通耦合線圈41b和第一發(fā)送線圈31a之間產(chǎn)生的感應電流產(chǎn)生的第二 磁通耦合線圈41b和第一接收線圈32a之間的磁耦合。第一磁通耦合線圈41a被形成為關于主軸7同軸。第一磁通耦合線圈41a形成為 齒輪狀。在第一磁通耦合線圈41a中，交替地形成有在靠近主軸7的方向上向內(nèi)突出的凹 部411a和在遠離主軸7的方向上向外突出的凸部412a。第二磁通耦合線圈41b被形成為關于主軸7同軸。第二磁通耦合線圈41b具有如 下圖案圖案的內(nèi)周沿周向大致連續(xù)。第二磁通耦合線圈41b包括第一布線410b和第二布 線420b。第一布線410b形成為齒輪狀。在第一布線410b中，交替地形成有在靠近主軸7 的方向上向內(nèi)突出的凹部411b和在遠離主軸7的方向上向外突出的凸部412b。第二布線 420b被形成為連接到第一布線410b的凹部411b。此外，第一布線410b和第二布線420b 可以被連續(xù)且一體地形成。接著，通過參照圖5至圖7，基于與比較例的比較，將說明根據(jù)第一實施方式的感應檢測式旋轉編碼器11的優(yōu)點。圖5是圖示根據(jù)比較例的轉子15’的構造的圖。圖6是 圖示根據(jù)比較例的測量誤差的圖。圖7是圖示根據(jù)第一實施方式的測量誤差的圖。如圖5所示，在根據(jù)比較例的轉子15’中，第二磁通耦合線圈41b’僅包括第一布 線410b，而未設置連接到第一布線410b的內(nèi)側的第二布線420b。在具有上述構造的比較例中，設想通過使用第一軌道Trl來執(zhí)行測量的示例。在 這種情況下，如圖5所示，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生流到齒輪狀的第一磁通耦 合線圈41a的凹部411a和凸部412a的感應電流la。接著，感應電流la產(chǎn)生交替磁通，該 交替磁通產(chǎn)生與第一發(fā)送線圈31a的磁通耦合。當由第一接收線圈32a讀出交替磁通時， 感應檢測式旋轉編碼器11輸出測量值。然而，在上述比較例中，如圖5所示，由于第一發(fā)送線圈31a還靠近第二磁通耦合 線圈41b’，因此，與感應電流la —起，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應電流Ib， 該感應電流lb流到齒輪狀的第二磁通耦合線圈41b’的凹部411b和凸部412b。感應電流 lb在各凹部411b的周圍形成左轉(或右轉)渦流狀電流通路，并且在各凸部412b的周圍 形成右轉(或左轉)渦流狀電流通路。此外，感應電流lb生成交替磁通，該交替磁通產(chǎn)生 與第一發(fā)送線圈31a的磁通耦合。由感應電流lb產(chǎn)生的交替磁通影響第一軌道Trl的測 量。例如，存在如下問題第二軌道Tr2的交替磁通被第一接收線圈32a的引線324a、325a 及326a檢測到。因此，如圖6所示，在比較例中，根據(jù)第一接收線圈32a的引線324a、325a 及326a與第二磁通耦合線圈41b’之間的相互作用周期(reaction cycle)，在從第一接收 線圈32a獲取的信號中出現(xiàn)測量誤差E。相比之下，如圖4所示，根據(jù)第一實施方式的上述轉子15包括第二磁通耦合線圈 41b。第二磁通耦合線圈41b包括形成為齒輪狀的第一布線410b和被形成為連接第一布線 410b的凹部411b的第二布線420b。在具有上述構造的第一實施方式中，如在比較例中，設想通過第一軌道Trl來執(zhí) 行測量的示例。在這種情況下，如在比較例中那樣，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁場生成 感應電流la和lb。同時，如圖4所示，根據(jù)具有上述構造的第一實施方式，與感應電流la和lb —起， 由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應電流Ic，該感應電流Ic流到圓形的第二磁通 耦合線圈41b的第二布線420b以及第一布線410b的凹部411b。感應電流Ic不產(chǎn)生與第 一接收線圈32a進行磁通耦合的交替電流。此外，感應電流I c比感應電流lb更占支配地 位。此外，感應電流lb和Ic在凸部412b的周圍(該處不產(chǎn)生渦流狀電流通路)沿相反的 方向流動，抑制了歸因于感應電流lb的磁通的出現(xiàn)。在第一實施方式中，如圖7所示，通過上述感應電流Ic，在從第一接收線圈32a獲 取的信號中不出現(xiàn)比較例的測量誤差E。即，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的感應檢測式旋轉 編碼器11能夠通過使用第二磁通耦合線圈41b抑制比較例的測量誤差E而能執(zhí)行高精度測量。同時，當執(zhí)行第二軌道Tr2的測量時，由于第二發(fā)送線圈31b與第二磁通耦合線圈 41b的第一布線410b之間的磁通耦合度比第二發(fā)送線圈31b與第二布線420b之間的磁通 耦合度大，因此，流到第一布線410b的感應電流lb比流到第二布線420b的感應電流Ic更 占支配地位。因此，第二磁通耦合線圈41b產(chǎn)生交替磁通。因此，能夠沒有任何問題地進行第二軌道Tr2的測量。接著，通過參考圖8，將說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的感應檢測式旋轉編碼器 的構造。圖8是圖示根據(jù)第二實施方式的轉子15a的構造的圖。此外，在第二實施方式中， 相同的附圖標記被賦予與第一實施方式中的構件相同的構件，且省略其說明。如圖8所示，根據(jù)第二實施方式的感應檢測式旋轉編碼器與第一實施方式的感應 檢測式旋轉編碼器的不同在于，第二磁通耦合線圈41ba包括分離地形成在第二布線410b 的內(nèi)側的第二布線420ba。第二布線420ba以比第一布線410b靠近主軸7的方式形成為圓 形。接著，將對根據(jù)第二實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的優(yōu)點進行說明。在具有 上述構造的第二實施方式中，如在第一實施方式中那樣，設想通過使用第一軌道Trl來執(zhí) 行測量的示例。在這種情況下，如在第一實施方式中那樣，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁 場產(chǎn)生感應電流la和lb。此外，如圖8所示，與感應電流la和lb —起，由第一發(fā)送線圈 31a所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應電流Ica，該感應電流lea流到第二磁通耦合線圈41ba的第二 布線420ba。如在第一實施方式中那樣，通過感應電流Ica，根據(jù)第二實施方式的感應檢測 式旋轉編碼器能夠通過抑制上述測量誤差E而能執(zhí)行高精度測量。接著，通過參照圖9，將說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的感應檢測式旋轉編碼器 的構造。圖9是用于圖示根據(jù)第三實施方式的轉子15b的構造的圖。此外，在第三實施方 式中，相同的附圖標記被賦予與第一和第二實施方式中構件的相同的構件，且省略其說明。如圖9所示，根據(jù)第三實施方式的感應檢測式旋轉編碼器與第一和第二實施方式 的感應檢測式旋轉編碼器的不同在于，第二磁通耦合線圈41bb包括具有被配合到第一布 線410b的凸部412b的大致四邊形孤立圖案的第二布線420bb。將說明根據(jù)第三實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的優(yōu)點。在具有上述構造的 第三實施方式中，如在第一實施方式中那樣，設想通過使用第一軌道Tr 1來執(zhí)行測量的示 例。在這種情況下，如在第一實施方式中那樣，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應 電流la和lb。此外，如圖9所示，與感應電流la和lb —起，由第一發(fā)送線圈31a所產(chǎn)生 的磁場產(chǎn)生感應電流Icb，該感應電流Icb流到第二磁通耦合線圈41bb的第二布線420bb。 由于由感應電流Icb來抵消歸因于感應電流lb的交替磁通，因此，如在第一實施方式中那 樣，根據(jù)第三實施方式的感應檢測式旋轉編碼器能夠通過抑制上述測量誤差E而能執(zhí)行高 精度測量。此外，由于感應電流lb和Icb在測量第二軌道Tr2時沿相同的方向流動，因此出 現(xiàn)交替磁通。接著，通過參照圖10和圖11，將說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的感應檢測式旋 轉編碼器的構造。圖10是用于圖示根據(jù)第四實施方式的定子13a的構造的圖。圖11是用 于圖示根據(jù)第四實施方式的轉子15c的構造的圖。此外，在第四實施方式中，相同的附圖標 記被賦予與第一至第三實施方式中構件相同的構件，且省略其說明。在第一至第三實施方式中，已經(jīng)說明了防止第一軌道Trl的測量被第二軌道Tr2 的第二磁通耦合線圈影響的示例，然而在第四至第六實施方式中，對防止第二軌道Tr2的 測量被第一軌道Trl的第一磁通耦合線圈影響的示例進行說明。在這種情況下，由于發(fā)送 線圈分別被設置在軌道內(nèi)側，因此存在如下問題第二軌道Tr2的發(fā)送線圈與第一軌道Trl的磁通耦合線圈耦合。如圖10所示，定子13a包括從內(nèi)部起被順次設置的第一發(fā)送線圈31aa和第二發(fā) 送線圈31ba。此外，如圖10所示，定子13a包括從內(nèi)部起被順次設置的第一接收線圈32aa 和第二接收線圈32ba。
第一發(fā)送線圈31aa和第二發(fā)送線圈31ba被形成為圓形，并且以關于主軸7同軸 的方式從內(nèi)部起被順次設置。第一發(fā)送線圈31aa比第一接收線圈32aa靠近主軸7。第二 發(fā)送線圈31ba被定位成介于第一接收線圈32aa和第二接收線圈32ba之間。第一發(fā)送線 圈31aa被用于將在電流方向周期性變化的發(fā)送電流從第一發(fā)送線圈31aa流過時所產(chǎn)生的 磁場施加到形成于轉子15c的第一磁通耦合線圈41ac (下文詳述)。第二發(fā)送線圈31ba被 用于將在電流方向周期性變化的發(fā)送電流從第二發(fā)送線圈31ba流過時所產(chǎn)生的磁場施加 到形成于轉子15c的第二磁通耦合線圈41bc (下文詳述)。第一發(fā)送線圈31aa包括引線33a，引線33a從第一發(fā)送線圈31aa的兩端延伸到定 子13a的穿孔13B。第二發(fā)送線圈31ba包括引線33b，引線33b從第二發(fā)送線圈31ba的兩 端引出延伸到定子13a的穿孔13B。如在第一至第三實施方式中，第一接收線圈32aa包括接收線圈321a 323a。同 時，與第一至第三實施方式不同，第一接收線圈32aa包括引線327a 329a，引線327a 329a從接收線圈321a 323a的兩端延伸到定子13a的穿孔13B。如在第一至第三實施方式那樣，第二接收線圈32ba包括接收線圈321b 323b。 同時，與第一至第三實施方式不同，第二接收線圈32ba包括引線327b 329b，引線327b 329b從接收線圈321b 323b的兩端延伸到定子13a的穿孔13B。如圖11所示，轉子15c包括從內(nèi)部起被順次設置的第一磁通耦合線圈(第一磁通 耦合體)41ac和第二磁通耦合線圈(第二磁通耦合體)41bc。第四實施方式的這點與第一 至第三實施方式不同。第一磁通耦合線圈41ac基于由流到第一發(fā)送線圈31aa的發(fā)送電流所產(chǎn)生的磁場 而產(chǎn)生感應電流。第二磁通耦合線圈41bc基于由流到第二發(fā)送線圈31ba的發(fā)送電流所產(chǎn) 生的磁場而產(chǎn)生感應電流。第一磁通耦合線圈41ac和第二磁通耦合線圈41bc分別形成第 一軌道和第二軌道，該第一軌道和第二軌道對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化。第一磁通耦合 線圈41ac的形狀抑制由第一磁通耦合線圈41ac和第二發(fā)送線圈31ba之間所產(chǎn)生的感應 電流產(chǎn)生的第一磁通耦合線圈41ac和第二接收線圈32ba之間的磁耦合。第一磁通耦合線圈41ac以關于主軸7同軸的方式被形成。第一磁通耦合線圈41ac 具有如下圖案圖案的外周沿周向大致連續(xù)。第一磁通耦合線圈41ac包括第一布線410a 和第二布線420a。第一布線410a形成為齒輪狀。在第一布線410a中，交替地形成有在靠 近主軸7的方向上向內(nèi)突出的凹部411a和在遠離主軸7的方向上向外突出的凸部412a。 第二布線420a被形成為連接第一布線410a的凸部412a。此外，第一布線410a和第二布線 420a可以被連續(xù)且一體地形成。第二磁通耦合線圈41bc以關于主軸7同軸的方式被形成。第二磁通耦合線圈41bc 形成為齒輪狀。在第二磁通耦合線圈41bc中，交替地形成有在靠近主軸7的方向上向內(nèi)突 出的凹部411b和在遠離主軸7的方向上向外突出的凸部412b。接著，將說明根據(jù)第四實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的優(yōu)點。根據(jù)第四實施方式的上述轉子15c包括第一磁通耦合線圈41ac。如圖11所示，第一磁通耦合線圈41ac 包括形成為齒輪狀的第一布線410a和形成為連接第一布線410b的凹部411b的第二布線 420a。在具有上述構造的第四實施方式中，設想通過使用第二軌道Tr2來執(zhí)行測量的示 例。在這種情況下，如圖11所示，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生流到齒輪狀的第 二磁通耦合線圈41bc的凹部411b和凸部412b的感應電流Id。于是，感應電流Id產(chǎn)生交 替磁通，該交替磁通產(chǎn)生與第二接收線圈32ba的磁通耦合。當讀出交替磁通時，感應檢測 式旋轉編碼器輸出測量值。此外，如圖11所示，與感應電流Id —起，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生 感應電流Ie，該感應電流Ie流到齒輪狀的第一磁通耦合線圈41ac的第一布線410a的凸部 412a和凹部411a。感應電流Ie導致測量誤差。此外，如圖11所示，與感應電流Id和Ie —起，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的磁 場產(chǎn)生感應電流If，該感應電流If流到圓形的第一磁通耦合線圈41ac的第二布線420a以 及第一布線410a的凸部412a。感應電流If不產(chǎn)生與第二接收線圈32ba進行磁通耦合的 交替磁通。此外，感應電流If比感應電流Ie更占支配地位。于是，感應電流Ie和If在凹 部411a的周圍(該處不產(chǎn)生渦流狀電流通路)在相反的方向上流動，抑制了歸因于感應電 流Ie的磁通的出現(xiàn)。在第四實施方式中，通過上述感應電流If，從第二接收線圈32ba獲得的信號不被 第一磁通耦合線圈41ac影響。即，根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的感應檢測式旋轉編碼器能 夠通過使用第一磁通耦合線圈41ac抑制測量誤差而能執(zhí)行高精度測量。同時，當執(zhí)行第一軌道Trl的測量時，由于第一發(fā)送線圈31aa與第一磁通耦合線 圈41ac的第一布線410a之間的磁通耦合度比第一發(fā)送線圈31b與第二布線420a之間的 磁通耦合度大，因此，流到第一布線410a的感應電流Ie比流到第二布線420a的感應電流 If更占支配地位。因此，第一磁通耦合線圈41ac產(chǎn)生交替磁通。因此，能夠沒有任何問題 地進行第一軌道Trl的測量。接著，通過參考圖12，將說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的感應檢測式旋轉編碼 器的構造。圖12是圖示根據(jù)第五實施方式的轉子15d的構造的圖。此外，在第五實施方式 中，相同的附圖標記被賦予與第一至第四實施方式中的構件相同的構件，且省略其說明。如圖12所示，根據(jù)第五實施方式的感應檢測式旋轉編碼器與第四實施方式的感 應檢測式旋轉編碼器的不同在于，第一磁通耦合線圈41ad包括分離地形成在第一布線 410a的外側的第二布線420aa。第二布線420aa以比第一布線410a靠近主軸7的方式形 成為圓形。接著，將對根據(jù)第五實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的優(yōu)點進行說明。在具有 上述構造的第五實施方式中，如在第四實施方式中那樣，設想通過使用第二軌道Tr2來執(zhí) 行測量的示例。在這種情況下，如在第四實施方式中那樣，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的 磁場產(chǎn)生感應電流Id和Ie。此外，如圖12所示，與感應電流Id和Ie —起，由第二發(fā)送線圈 31ba所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應電流Ifa，該感應電流Ifa流到圓形的第一磁通耦合線圈41ad 的第二布線420aa。通過感應電流Ifa，如在第四實施方式中那樣，根據(jù)第五實施方式的感 應檢測式旋轉編碼器能夠通過抑制測量誤差而執(zhí)行高精度測量。
接著，通過參照圖13，將說明根據(jù)本發(fā)明的第六實施方式的感應檢測式旋轉編碼 器的構造。圖13是圖示根據(jù)第六實施方式的轉子15e的構造的圖。此外，在第六實施方式 中，相同的附圖標記被賦予與第一至第五實施方式中的構件相同的構件，且省略其說明。如圖13所示，根據(jù)第六實施方式的感應檢測式旋轉編碼器與第四和第五實施方 式的感應檢測式旋轉編碼器的不同在于，第二磁通耦合線圈41ae包括具有被配合到第一 布線410a的凹部411a的大致四邊形孤立圖案的第二布線420ab。將說明根據(jù)第六實施方式的感應檢測式旋轉編碼器的優(yōu)點。在具有上述構造的第 六實施方式中，如在第四實施方式中那樣，設想通過使用第二軌道Tr2來執(zhí)行測量的示例。 在這種情況下，如在第四實施方式中那樣，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生感應電 流Id和Ie。此外，如圖13所示，與感應電流Id和Ie —起，由第二發(fā)送線圈31ba所產(chǎn)生的 磁場產(chǎn)生感應電流Ifb，該感應電流Ifb流到第一磁通耦合線圈41ae的第二布線420ab。由 于由感應電流Ifb來抵消歸因于感應電流Ie的交替磁通，因此，如在第四實施方式中那樣， 根據(jù)第六實施方式的感應檢測式旋轉編碼器能夠通過抑制測量誤差而執(zhí)行高精度測量。此外，由于感應電流Ie和Ifb在測量第二軌道Tr2時沿相同的方向流動，因此出 現(xiàn)交替磁通。如上所述，盡管已經(jīng)對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限于此，在不 背離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以進行各種修改和增加等。例如，第一磁通耦合體和第二磁 通耦合體可以取代上述實施方式中的第一和第二磁通耦合線圈而是形成于導電板的電極、 孔或凹部。
權利要求
一種感應檢測式旋轉編碼器，其包括定子；轉子，其被構造成以轉動軸為中心轉動，所述轉子被設置成面對所述定子；第一發(fā)送線圈，其被設置于所述定子的第一面，所述第一面面對所述轉子；第二發(fā)送線圈，其以包圍所述第一發(fā)送線圈的方式被設置于所述第一面，所述第二發(fā)送線圈被布置成與所述第一發(fā)送線圈相對于所述轉動軸成同軸的圖案；第一接收線圈，其被設置于所述第一面；第二接收線圈，其以包圍所述第一接收線圈的方式被設置于所述第一面，所述第二接收線圈被布置成與所述第一接收線圈相對于所述轉動軸成同軸的圖案；第一磁通耦合體，其被設置于所述轉子的第二面，所述第二面面對所述定子，所述第一磁通耦合體與所述第一接收線圈磁耦合；以及第二磁通耦合體，其以包圍所述第一磁通耦合體的方式被設置于所述第二面，所述第二磁通耦合體被布置成與所述第一磁通耦合體相對于所述轉動軸成同軸的圖案，所述第二磁通耦合體與所述第二接收線圈磁耦合；其中所述第一發(fā)送線圈被設置在所述第一接收線圈和所述第二接收線圈之間；所述第二發(fā)送線圈和所述轉動軸之間的距離比所述第二接收線圈和所述轉動軸之間的距離大；所述第一磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第一軌道；所述第二磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第二軌道；所述第二磁通耦合體具有如下圖案圖案的內(nèi)周側沿周向大致連續(xù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第二磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二布線，該第二布線連接所述第一齒輪狀布線的內(nèi)周側。
3.根據(jù)權利要求1所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第二磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二圓形布線，該第二圓形布線位于所述第一齒輪狀布線的內(nèi)周側。
4.根據(jù)權利要求1所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第二磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二閉環(huán)狀布線，該第二閉環(huán)狀布線被以配合到所述凹部的方式設置。
5.一種感應檢測式旋轉編碼器，其包括 定子；轉子，其被構造成以轉動軸為中心轉動，所述轉子被設置成面對所述定子； 第一發(fā)送線圈，其被設置于所述定子的第一面，所述第一面面對所述轉子； 第二發(fā)送線圈，其以包圍所述第一發(fā)送線圈的方式被設置于所述第一面，所述第二發(fā) 送線圈被布置成與所述第一發(fā)送線圈相對于所述轉動軸成同軸的圖案； 第一接收線圈，其被設置于所述第一面；第二接收線圈，其以包圍所述第一接收線圈的方式被設置于所述第一面，所述第二接 收線圈被布置成與所述第一接收線圈相對于所述轉動軸成同軸的圖案；第一磁通耦合體，其被設置于所述轉子的第二面，所述第二面面對所述定子，所述第一 磁通耦合體與所述第一接收線圈磁耦合；以及第二磁通耦合體，其以包圍所述第一磁通耦合體的方式被設置于所述第二面，所述第 二磁通耦合體被布置成與所述第一磁通耦合體相對于所述轉動軸成同軸的圖案，所述第二 磁通耦合體與所述第二接收線圈磁耦合；其中所述第一接收線圈和所述轉動軸之間的距離比所述第一發(fā)送線圈和所述轉動軸之間 的距離大；所述第二發(fā)送線圈被設置在所述第一接收線圈和所述第二接收線圈之間；所述第一磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第一軌道；所述第二磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第二軌道；所述第一磁通耦合體具有如下圖案圖案的外周側沿周向大致連續(xù)。
6.根據(jù)權利要求5所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第一磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二布線，該第二布線連接所述第一齒輪狀布線的外周側。
7.根據(jù)權利要求5所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第一磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二圓形布線，該第二圓形布線位于所述第一齒輪狀布線的外周側。
8.根據(jù)權利要求5所述的感應檢測式旋轉編碼器，其特征在于所述第二磁通耦合體包括第一齒輪狀布線，在該第一齒輪狀布線中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二閉環(huán)狀布線，該第二閉環(huán)狀布線被以配合到所述凹部的方式設置。
全文摘要
一種感應檢測式旋轉編碼器，其包括定子；轉子，其被構造成以轉動軸為中心轉動；第一發(fā)送線圈；第二發(fā)送線圈；第一接收線圈；第二接收線圈；第一磁通耦合體；以及第二磁通耦合體。第一發(fā)送線圈被設置在第一接收線圈和第二接收線圈之間。第二發(fā)送線圈和轉動軸之間的距離比第二接收線圈和轉動軸之間的距離大。第一磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第一軌道。第二磁通耦合體形成對于每圈轉動產(chǎn)生周期性變化的第二軌道。第二磁通耦合體具有如下圖案圖案的內(nèi)周側沿周向大致連續(xù)。
文檔編號G01D5/12GK101832784SQ20101013085
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權日2009年3月11日
發(fā)明者小林博和 申請人:株式會社三豐