专利名称：感应检测式旋转编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感应检测式旋转编码器，该感应检测式旋转编码器通过利用被设置于转子和定子的布线之间的磁通耦合来测量被测体的转动角度。
背景技术：
旋转编码器包括定子，该定子设置有发送线圈和接收线圈；以及转子，该转子设 置有用于产生与发送线圈和接收线圈的磁通耦合的磁通耦合线圈。在旋转编码器被应用到 如测微计等手持工具的情况下，通过将用于产生具有不同波长的信号的多个轨道(track) (发送线圈、接收线圈以及磁通耦合线圈)一体化来实现手持工具的尺寸的减小。例如，日本特开2006-322927号公报公开的旋转编码器包括第一和第二发送线 圈，第一和第二发送线圈以与转动轴同轴的方式从内部起被顺次设置；以及第一和第二接 收线圈，第一和第二接收线圈以与第一和第二发送线圈对应且与转动轴同轴的方式从内部 起被顺次设置。此外，日本特开2006-322927号公报公开的旋转编码器包括第一和第二磁 通耦合体，该第一和第二磁通耦合体被形成为与转动轴同轴，并且产生与第一和第二接收 线圈的磁通耦合。为了进一步提高精确性，期望的是具有最大程度地抑制相邻轨道之间的信号串扰 的构造。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够防止相邻轨道之间的串扰的高精度的感应检测式 旋转编码器。根据本发明的一个方面，提供一种感应检测式旋转编码器，其包括一种感应检测 式旋转编码器，其包括定子；转子，其被构造成相对于以转动轴为中心转动，转子被设置 成面对定子；第一发送线圈，其被设置于定子的第一面，第一面面对转子；第二发送线圈， 其以包围第一发送线圈的方式被设置于第一面，第二发送线圈被布置成与第一发送线圈相 对于转动轴成同轴的图案；第一接收线圈，其被设置于第一面；第二接收线圈，其以包围第 一接收线圈的方式被设置于第一面，第二接收线圈被布置成与第一接收线圈相对于转动轴 成同轴的图案；第一磁通耦合体，其被设置于转子的第二面，第二面面对定子，第一磁通耦 合体与第一接收线圈磁耦合；以及第二磁通耦合体，其以包围第一磁通耦合体的方式被设 置于第二面，第二磁通耦合体被布置成与第一磁通耦合体相对于转动轴成同轴的图案，第 二磁通耦合体与第二接收线圈磁耦合；其中第一发送线圈被设置在第一接收线圈和第二 接收线圈之间；第二发送线圈和转动轴之间的距离比第二接收线圈和转动轴之间的距离 大；第一磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第一轨道；第二磁通耦合体形成 对于每圈转动产生周期性变化的第二轨道；第二磁通耦合体具有如下图案图案的内周侧 沿周向大致连续。根据本发明的另一个方面，提供一种感应检测式旋转编码器，其包括定子；转子，其被构造成相对于以转动轴为中心转动，转子被设置成面对定子；第一发送线圈，其被 设置于定子的第一面，第一面面对转子；第二发送线圈，其以包围第一发送线圈的方式被设 置于第一面，第二发送线圈被布置成与第一发送线圈相对于转动轴成同轴的图案；第一接 收线圈，其被设置于第一面；第二接收线圈，其以包围第一接收线圈的方式被设置于第一 面，第二接收线圈被布置成与第一接收线圈相对于转动轴成同轴的图案；第一磁通耦合体， 其被设置于转子的第二面，第二面面对定子，第一磁通耦合体与第一接收线圈磁耦合；以及 第二磁通耦合体，其以包围第一磁通耦合体的方式被设置于第二面，第二磁通耦合体被布 置成与第一磁通耦合体相对于转动轴成同轴的图案，第二磁通耦合体与第二接收线圈磁耦 合；其中第一接收线圈和转动轴之间的距离比第一发送线圈和转动轴之间的距离大；第 二发送线圈被设置在第一接收线圈和第二接收线圈之间；第一磁通耦合体形成对于每圈转 动产生周期性变化的第一轨道；第二磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第二 轨道；第一磁通耦合体具有如下图案图案的外周侧沿周向大致连续。根据上述方面，还能够提供一种能够防止相邻轨道之间的串扰的高精度的感应检 测式旋转编码器。
从下面给出的详细说明和仅以图示方式示出且由此并非对本发明进行限制的附 图中，本发明将会被更充分地理解，其中图1是安装有根据本发明的实施方式的感应检测式旋转编码器的数字测微计1的 正视图；图2是被组装到图1的测微计1的根据本发明的实施方式的感应检测式旋转编码 器11的截面图；图3是图示定子13的构造的图；图4是图示转子15的构造的图；图5是图示根据比较例的转子15’的构造的图；图6是图示根据比较例的测量误差的图；图7是图示根据第一实施方式的测量误差的图；图8是图示根据第二实施方式的转子15a的构造的图；图9是图示根据第三实施方式的转子15b的构造的图；图10是图示根据第四实施方式的定子13a的构造的图；图11是图示根据第四实施方式的转子15c的构造的图；图12是图示根据第五实施方式的转子15d的构造的图；以及图13是图示根据第六实施方式的转子15e的构造的图。
具体实施例方式将参照附图，对本发明的典型实施方式进行详细说明。通过参照附图1，将对根据本发明的第一实施方式的感应检测式旋转编码器的数字测微计1的构造进行说明。图1是数字测微计1的正视图。套筒5被可转动地安装到数 字测微计1的框架(frame)3。作为测头的主轴(spindle) 7被可转动地支撑在框架3的内部。主轴7的一端露在外部，并且该端被用于与被测体接触。另一方面，通过切削而在 主轴7的另一端形成进给螺杆(图1中未示出)。进给螺杆被装配进套筒5内部的螺母。在该构造中，当套筒5沿正向转动时，主轴7沿主轴7的轴向向前移动，当套筒5 沿反向转动时，主轴7沿主轴7的轴向向后移动。框架3设置有液晶显示部9，该液晶显示 部9能够在其上显示数字测微计1的测量值。接着，通过参考图2，将说明被组装到图1的数字测微计1的根据第一实施方式的 感应检测式旋转编码器11的构造。图2是感应检测式旋转编码器11的截面图。感应检测式旋转编码器11包括定子13和转子15，转子15能绕主轴(转动轴)7 转动，并且转子15被布置成与定子13相面对。转子15被固定到筒状转子轴瓦(bush) 19 的端面。主轴7被插入到转子轴瓦19中。定子轴瓦21被固定到框架3。主轴7的表面设置有进给螺杆23，该进给螺杆23被装配进被设置在图1的套筒5 内的螺母。此外，在主轴7的表面沿主轴7的纵向(即，主轴7的往复移动方向)开设键槽 25。被固定到转子轴瓦19的销27的前端被插入键槽25。当主轴7转动时，主轴7的转动 力通过销27传递至转子轴瓦19，使转子15转动。换言之，转子15的转动与主轴7的转动 相关联。由于销27不被固定到键槽25，因此，转子15能够以转子15不与主轴7 —起移动 的方式转动。接着，通过参考图3和图4，将说明定子13和转子15的构造。图3是图示定子13 的构造的图。图4是图示转子15的构造的图。定子13和转子15均设置有具有不同测量 精度的两个轨道Trl和Tr2，两个轨道从各定子13和转子15的内部起以同心状的形式顺次 形成。如图3所示，定子13包括定子体13A、用于第一轨道Trl的第一发送和接收线圈 31a、32a、以及用于第二轨道Tr2的第二发送和接收线圈31b、32b。感应检测式旋转编码器 11使用第一和第二轨道Trl和Tr2通过时分(time division)来进行测量。例如，在驱动 第一发送线圈31a以从第一接收线圈32a读出信号的情况下(在使用第一轨道Trl的情况 下)，感应检测式旋转编码器11允许第二发送和接收线圈31b和32b处于非驱动状态(第 二轨道Tr2被设定在非驱动状态)。在驱动第二发送线圈31b以从第二接收线圈32b读出 信号的情况下(在驱动第二轨道Tr2的情况下)，感应检测式旋转编码器11允许第一发送 和接收线圈31a和32a处于非驱动状态(第一轨道Trl被设定在非驱动状态)。定子体13A包括穿孔13B，该穿孔13B形成于定子体13A的中央，以允许主轴7穿 过。定子体13A包括基板和叠置在基板上的多个层间绝缘层。多个层间绝缘层被层叠，以 遮蔽第一发送线圈31a、第二发送线圈31b、第一接收线圈32a和第二接收线圈32b。第一发送线圈31a和第二发送线圈31b形成为圆形，并且以关于主轴7同轴的方 式从内部起被顺次形成。第一发送线圈31a被定位成介于第一接收线圈32a和第二接收线 圈32b之间。第二发送线圈31b被定位成比第二接收线圈32b距主轴7远。第一发送线圈 31a被用于将在电流方向周期性变化的发送电流从第一发送线圈31a流过时所产生的磁场 施加到形成于转子15内的第一磁通耦合线圈41a(下文详述)。第二发送线圈31b被用于 将在电流方向周期性变化的发送电流从第二发送线圈31b流过时所产生的磁场施加到形 成于转子15内的第二磁通耦合线圈41b (下文详述)。
第一发送线圈31a包括引线311a，引线311a从第一发送线圈31a的两端引出，以 穿过第二发送线圈31b并且延伸到定子体13A的外周。第二发送线圈31b包括引线324a， 引线324a从第二发送线圈31b的两端引出，以延伸到定子体31A的外周。第一接收线圈32a和第二接收线圈32b以关于主轴7同轴的方式从内部起被顺次 形成。第一接收线圈32a被用于基于通过第一发送线圈31a和第一磁通耦合线圈41a之间 的磁耦合在第一磁通耦合线圈41a中产生的感应电流而检测由磁通耦合产生的感应电压。 第二接收线圈32b被用于基于通过第二发送线圈31b和第二磁通耦合线圈41b之间的磁耦 合在第二磁通耦合线圈41b中产生的感应电流而检测由磁通耦合产生的感应电压。第一接收线圈32a包括沿转动方向具有不同相位的三个接收线圈321a 323a。 接收线圈321a 323a均包括设置成环状(菱形或正弦曲线形)的电线。接收线圈321a 323a以如下方式被布置成彼此绝缘和彼此分离使接收线圈321a 323a的交叉部被布置 在基板的上方和下方从而不短路并且通过导通孔(via hole)彼此连接。此外，第一接收线 圈32a包括弓|线324a 326a，弓丨线324a 326a从接收线圈32la 323a的两端引出，以 穿过第二接收线圈32b并且延伸到定子体13A的外周。第二接收线圈32b以与第一接收线圈32a相同的方式形成，并且第二接收线圈32b 包括接收线圈321b 323b。此外，第二接收线圈32b包括引线324b 326b，引线324b 326b从接收线圈321b 323b的两端延伸到定子体13A的外周。同时，如图4所示，转子15包括转子体15A、上述用于第一轨道Trl的第一磁通耦 合线圈(第一磁通耦合体)41a以及用于第二轨道Tr2的第二磁通耦合线圈(第二磁通耦 合体)41b。转子体15A包括穿孔15B，该穿孔15B形成在转子体15A的中央，以允许主轴7穿 过。转子体15A包括基板和层叠在基板上的多个层间绝缘层。层间绝缘层被层叠，以遮蔽 第一磁通耦合线圈41a和第二磁通耦合线圈41b。第一磁通耦合线圈41a基于由流到第一发送线圈31a的发送电流所产生的磁场而 产生感应电流。第二磁通耦合线圈41b基于由流到第一发送线圈31b的发送电流所产生的 磁场而产生感应电流。第一磁通耦合线圈41a和第二磁通耦合线圈41b分别形成第一轨道 和第二轨道，该第一轨道和第二轨道对于每圈转动产生周期性变化。第二磁通耦合线圈41b 的形状抑制由第二磁通耦合线圈41b和第一发送线圈31a之间产生的感应电流产生的第二 磁通耦合线圈41b和第一接收线圈32a之间的磁耦合。第一磁通耦合线圈41a被形成为关于主轴7同轴。第一磁通耦合线圈41a形成为 齿轮状。在第一磁通耦合线圈41a中，交替地形成有在靠近主轴7的方向上向内突出的凹 部411a和在远离主轴7的方向上向外突出的凸部412a。第二磁通耦合线圈41b被形成为关于主轴7同轴。第二磁通耦合线圈41b具有如 下图案图案的内周沿周向大致连续。第二磁通耦合线圈41b包括第一布线410b和第二布 线420b。第一布线410b形成为齿轮状。在第一布线410b中，交替地形成有在靠近主轴7 的方向上向内突出的凹部411b和在远离主轴7的方向上向外突出的凸部412b。第二布线 420b被形成为连接到第一布线410b的凹部411b。此外，第一布线410b和第二布线420b 可以被连续且一体地形成。接着，通过参照图5至图7，基于与比较例的比较，将说明根据第一实施方式的感应检测式旋转编码器11的优点。图5是图示根据比较例的转子15’的构造的图。图6是 图示根据比较例的测量误差的图。图7是图示根据第一实施方式的测量误差的图。如图5所示，在根据比较例的转子15’中，第二磁通耦合线圈41b’仅包括第一布 线410b，而未设置连接到第一布线410b的内侧的第二布线420b。在具有上述构造的比较例中，设想通过使用第一轨道Trl来执行测量的示例。在 这种情况下，如图5所示，由第一发送线圈31a所产生的磁场产生流到齿轮状的第一磁通耦 合线圈41a的凹部411a和凸部412a的感应电流la。接着，感应电流la产生交替磁通，该 交替磁通产生与第一发送线圈31a的磁通耦合。当由第一接收线圈32a读出交替磁通时， 感应检测式旋转编码器11输出测量值。然而，在上述比较例中，如图5所示，由于第一发送线圈31a还靠近第二磁通耦合 线圈41b’，因此，与感应电流la —起，由第一发送线圈31a所产生的磁场产生感应电流Ib， 该感应电流lb流到齿轮状的第二磁通耦合线圈41b’的凹部411b和凸部412b。感应电流 lb在各凹部411b的周围形成左转(或右转)涡流状电流通路，并且在各凸部412b的周围 形成右转(或左转)涡流状电流通路。此外，感应电流lb生成交替磁通，该交替磁通产生 与第一发送线圈31a的磁通耦合。由感应电流lb产生的交替磁通影响第一轨道Trl的测 量。例如，存在如下问题第二轨道Tr2的交替磁通被第一接收线圈32a的引线324a、325a 及326a检测到。因此，如图6所示，在比较例中，根据第一接收线圈32a的引线324a、325a 及326a与第二磁通耦合线圈41b’之间的相互作用周期(reaction cycle)，在从第一接收 线圈32a获取的信号中出现测量误差E。相比之下，如图4所示，根据第一实施方式的上述转子15包括第二磁通耦合线圈 41b。第二磁通耦合线圈41b包括形成为齿轮状的第一布线410b和被形成为连接第一布线 410b的凹部411b的第二布线420b。在具有上述构造的第一实施方式中，如在比较例中，设想通过第一轨道Trl来执 行测量的示例。在这种情况下，如在比较例中那样，由第一发送线圈31a所产生的磁场生成 感应电流la和lb。同时，如图4所示，根据具有上述构造的第一实施方式，与感应电流la和lb —起， 由第一发送线圈31a所产生的磁场产生感应电流Ic，该感应电流Ic流到圆形的第二磁通 耦合线圈41b的第二布线420b以及第一布线410b的凹部411b。感应电流Ic不产生与第 一接收线圈32a进行磁通耦合的交替电流。此外，感应电流I c比感应电流lb更占支配地 位。此外，感应电流lb和Ic在凸部412b的周围(该处不产生涡流状电流通路)沿相反的 方向流动，抑制了归因于感应电流lb的磁通的出现。在第一实施方式中，如图7所示，通过上述感应电流Ic，在从第一接收线圈32a获 取的信号中不出现比较例的测量误差E。即，根据本发明的第一实施方式的感应检测式旋转 编码器11能够通过使用第二磁通耦合线圈41b抑制比较例的测量误差E而能执行高精度测量。同时，当执行第二轨道Tr2的测量时，由于第二发送线圈31b与第二磁通耦合线圈 41b的第一布线410b之间的磁通耦合度比第二发送线圈31b与第二布线420b之间的磁通 耦合度大，因此，流到第一布线410b的感应电流lb比流到第二布线420b的感应电流Ic更 占支配地位。因此，第二磁通耦合线圈41b产生交替磁通。因此，能够没有任何问题地进行第二轨道Tr2的测量。接着，通过参考图8，将说明根据本发明的第二实施方式的感应检测式旋转编码器 的构造。图8是图示根据第二实施方式的转子15a的构造的图。此外，在第二实施方式中， 相同的附图标记被赋予与第一实施方式中的构件相同的构件，且省略其说明。如图8所示，根据第二实施方式的感应检测式旋转编码器与第一实施方式的感应 检测式旋转编码器的不同在于，第二磁通耦合线圈41ba包括分离地形成在第二布线410b 的内侧的第二布线420ba。第二布线420ba以比第一布线410b靠近主轴7的方式形成为圆 形。接着，将对根据第二实施方式的感应检测式旋转编码器的优点进行说明。在具有 上述构造的第二实施方式中，如在第一实施方式中那样，设想通过使用第一轨道Trl来执 行测量的示例。在这种情况下，如在第一实施方式中那样，由第一发送线圈31a所产生的磁 场产生感应电流la和lb。此外，如图8所示，与感应电流la和lb —起，由第一发送线圈 31a所产生的磁场产生感应电流Ica，该感应电流lea流到第二磁通耦合线圈41ba的第二 布线420ba。如在第一实施方式中那样，通过感应电流Ica，根据第二实施方式的感应检测 式旋转编码器能够通过抑制上述测量误差E而能执行高精度测量。接着，通过参照图9，将说明根据本发明的第三实施方式的感应检测式旋转编码器 的构造。图9是用于图示根据第三实施方式的转子15b的构造的图。此外，在第三实施方 式中，相同的附图标记被赋予与第一和第二实施方式中构件的相同的构件，且省略其说明。如图9所示，根据第三实施方式的感应检测式旋转编码器与第一和第二实施方式 的感应检测式旋转编码器的不同在于，第二磁通耦合线圈41bb包括具有被配合到第一布 线410b的凸部412b的大致四边形孤立图案的第二布线420bb。将说明根据第三实施方式的感应检测式旋转编码器的优点。在具有上述构造的 第三实施方式中，如在第一实施方式中那样，设想通过使用第一轨道Tr 1来执行测量的示 例。在这种情况下，如在第一实施方式中那样，由第一发送线圈31a所产生的磁场产生感应 电流la和lb。此外，如图9所示，与感应电流la和lb —起，由第一发送线圈31a所产生 的磁场产生感应电流Icb，该感应电流Icb流到第二磁通耦合线圈41bb的第二布线420bb。 由于由感应电流Icb来抵消归因于感应电流lb的交替磁通，因此，如在第一实施方式中那 样，根据第三实施方式的感应检测式旋转编码器能够通过抑制上述测量误差E而能执行高 精度测量。此外，由于感应电流lb和Icb在测量第二轨道Tr2时沿相同的方向流动，因此出 现交替磁通。接着，通过参照图10和图11，将说明根据本发明的第四实施方式的感应检测式旋 转编码器的构造。图10是用于图示根据第四实施方式的定子13a的构造的图。图11是用 于图示根据第四实施方式的转子15c的构造的图。此外，在第四实施方式中，相同的附图标 记被赋予与第一至第三实施方式中构件相同的构件，且省略其说明。在第一至第三实施方式中，已经说明了防止第一轨道Trl的测量被第二轨道Tr2 的第二磁通耦合线圈影响的示例，然而在第四至第六实施方式中，对防止第二轨道Tr2的 测量被第一轨道Trl的第一磁通耦合线圈影响的示例进行说明。在这种情况下，由于发送 线圈分别被设置在轨道内侧，因此存在如下问题第二轨道Tr2的发送线圈与第一轨道Trl的磁通耦合线圈耦合。如图10所示，定子13a包括从内部起被顺次设置的第一发送线圈31aa和第二发 送线圈31ba。此外，如图10所示，定子13a包括从内部起被顺次设置的第一接收线圈32aa 和第二接收线圈32ba。
第一发送线圈31aa和第二发送线圈31ba被形成为圆形，并且以关于主轴7同轴 的方式从内部起被顺次设置。第一发送线圈31aa比第一接收线圈32aa靠近主轴7。第二 发送线圈31ba被定位成介于第一接收线圈32aa和第二接收线圈32ba之间。第一发送线 圈31aa被用于将在电流方向周期性变化的发送电流从第一发送线圈31aa流过时所产生的 磁场施加到形成于转子15c的第一磁通耦合线圈41ac (下文详述)。第二发送线圈31ba被 用于将在电流方向周期性变化的发送电流从第二发送线圈31ba流过时所产生的磁场施加 到形成于转子15c的第二磁通耦合线圈41bc (下文详述)。第一发送线圈31aa包括引线33a，引线33a从第一发送线圈31aa的两端延伸到定 子13a的穿孔13B。第二发送线圈31ba包括引线33b，引线33b从第二发送线圈31ba的两 端引出延伸到定子13a的穿孔13B。如在第一至第三实施方式中，第一接收线圈32aa包括接收线圈321a 323a。同 时，与第一至第三实施方式不同，第一接收线圈32aa包括引线327a 329a，引线327a 329a从接收线圈321a 323a的两端延伸到定子13a的穿孔13B。如在第一至第三实施方式那样，第二接收线圈32ba包括接收线圈321b 323b。 同时，与第一至第三实施方式不同，第二接收线圈32ba包括引线327b 329b，引线327b 329b从接收线圈321b 323b的两端延伸到定子13a的穿孔13B。如图11所示，转子15c包括从内部起被顺次设置的第一磁通耦合线圈(第一磁通 耦合体)41ac和第二磁通耦合线圈(第二磁通耦合体)41bc。第四实施方式的这点与第一 至第三实施方式不同。第一磁通耦合线圈41ac基于由流到第一发送线圈31aa的发送电流所产生的磁场 而产生感应电流。第二磁通耦合线圈41bc基于由流到第二发送线圈31ba的发送电流所产 生的磁场而产生感应电流。第一磁通耦合线圈41ac和第二磁通耦合线圈41bc分别形成第 一轨道和第二轨道，该第一轨道和第二轨道对于每圈转动产生周期性变化。第一磁通耦合 线圈41ac的形状抑制由第一磁通耦合线圈41ac和第二发送线圈31ba之间所产生的感应 电流产生的第一磁通耦合线圈41ac和第二接收线圈32ba之间的磁耦合。第一磁通耦合线圈41ac以关于主轴7同轴的方式被形成。第一磁通耦合线圈41ac 具有如下图案图案的外周沿周向大致连续。第一磁通耦合线圈41ac包括第一布线410a 和第二布线420a。第一布线410a形成为齿轮状。在第一布线410a中，交替地形成有在靠 近主轴7的方向上向内突出的凹部411a和在远离主轴7的方向上向外突出的凸部412a。 第二布线420a被形成为连接第一布线410a的凸部412a。此外，第一布线410a和第二布线 420a可以被连续且一体地形成。第二磁通耦合线圈41bc以关于主轴7同轴的方式被形成。第二磁通耦合线圈41bc 形成为齿轮状。在第二磁通耦合线圈41bc中，交替地形成有在靠近主轴7的方向上向内突 出的凹部411b和在远离主轴7的方向上向外突出的凸部412b。接着，将说明根据第四实施方式的感应检测式旋转编码器的优点。根据第四实施方式的上述转子15c包括第一磁通耦合线圈41ac。如图11所示，第一磁通耦合线圈41ac 包括形成为齿轮状的第一布线410a和形成为连接第一布线410b的凹部411b的第二布线 420a。在具有上述构造的第四实施方式中，设想通过使用第二轨道Tr2来执行测量的示 例。在这种情况下，如图11所示，由第二发送线圈31ba所产生的磁场产生流到齿轮状的第 二磁通耦合线圈41bc的凹部411b和凸部412b的感应电流Id。于是，感应电流Id产生交 替磁通，该交替磁通产生与第二接收线圈32ba的磁通耦合。当读出交替磁通时，感应检测 式旋转编码器输出测量值。此外，如图11所示，与感应电流Id —起，由第二发送线圈31ba所产生的磁场产生 感应电流Ie，该感应电流Ie流到齿轮状的第一磁通耦合线圈41ac的第一布线410a的凸部 412a和凹部411a。感应电流Ie导致测量误差。此外，如图11所示，与感应电流Id和Ie —起，由第二发送线圈31ba所产生的磁 场产生感应电流If，该感应电流If流到圆形的第一磁通耦合线圈41ac的第二布线420a以 及第一布线410a的凸部412a。感应电流If不产生与第二接收线圈32ba进行磁通耦合的 交替磁通。此外，感应电流If比感应电流Ie更占支配地位。于是，感应电流Ie和If在凹 部411a的周围(该处不产生涡流状电流通路)在相反的方向上流动，抑制了归因于感应电 流Ie的磁通的出现。在第四实施方式中，通过上述感应电流If，从第二接收线圈32ba获得的信号不被 第一磁通耦合线圈41ac影响。即，根据本发明的第四实施方式的感应检测式旋转编码器能 够通过使用第一磁通耦合线圈41ac抑制测量误差而能执行高精度测量。同时，当执行第一轨道Trl的测量时，由于第一发送线圈31aa与第一磁通耦合线 圈41ac的第一布线410a之间的磁通耦合度比第一发送线圈31b与第二布线420a之间的 磁通耦合度大，因此，流到第一布线410a的感应电流Ie比流到第二布线420a的感应电流 If更占支配地位。因此，第一磁通耦合线圈41ac产生交替磁通。因此，能够没有任何问题 地进行第一轨道Trl的测量。接着，通过参考图12，将说明根据本发明的第五实施方式的感应检测式旋转编码 器的构造。图12是图示根据第五实施方式的转子15d的构造的图。此外，在第五实施方式 中，相同的附图标记被赋予与第一至第四实施方式中的构件相同的构件，且省略其说明。如图12所示，根据第五实施方式的感应检测式旋转编码器与第四实施方式的感 应检测式旋转编码器的不同在于，第一磁通耦合线圈41ad包括分离地形成在第一布线 410a的外侧的第二布线420aa。第二布线420aa以比第一布线410a靠近主轴7的方式形 成为圆形。接着，将对根据第五实施方式的感应检测式旋转编码器的优点进行说明。在具有 上述构造的第五实施方式中，如在第四实施方式中那样，设想通过使用第二轨道Tr2来执 行测量的示例。在这种情况下，如在第四实施方式中那样，由第二发送线圈31ba所产生的 磁场产生感应电流Id和Ie。此外，如图12所示，与感应电流Id和Ie —起，由第二发送线圈 31ba所产生的磁场产生感应电流Ifa，该感应电流Ifa流到圆形的第一磁通耦合线圈41ad 的第二布线420aa。通过感应电流Ifa，如在第四实施方式中那样，根据第五实施方式的感 应检测式旋转编码器能够通过抑制测量误差而执行高精度测量。
接着，通过参照图13，将说明根据本发明的第六实施方式的感应检测式旋转编码 器的构造。图13是图示根据第六实施方式的转子15e的构造的图。此外，在第六实施方式 中，相同的附图标记被赋予与第一至第五实施方式中的构件相同的构件，且省略其说明。如图13所示，根据第六实施方式的感应检测式旋转编码器与第四和第五实施方 式的感应检测式旋转编码器的不同在于，第二磁通耦合线圈41ae包括具有被配合到第一 布线410a的凹部411a的大致四边形孤立图案的第二布线420ab。将说明根据第六实施方式的感应检测式旋转编码器的优点。在具有上述构造的第 六实施方式中，如在第四实施方式中那样，设想通过使用第二轨道Tr2来执行测量的示例。 在这种情况下，如在第四实施方式中那样，由第二发送线圈31ba所产生的磁场产生感应电 流Id和Ie。此外，如图13所示，与感应电流Id和Ie —起，由第二发送线圈31ba所产生的 磁场产生感应电流Ifb，该感应电流Ifb流到第一磁通耦合线圈41ae的第二布线420ab。由 于由感应电流Ifb来抵消归因于感应电流Ie的交替磁通，因此，如在第四实施方式中那样， 根据第六实施方式的感应检测式旋转编码器能够通过抑制测量误差而执行高精度测量。此外，由于感应电流Ie和Ifb在测量第二轨道Tr2时沿相同的方向流动，因此出 现交替磁通。如上所述，尽管已经对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于此，在不 背离本发明的精神的范围内，可以进行各种修改和增加等。例如，第一磁通耦合体和第二磁 通耦合体可以取代上述实施方式中的第一和第二磁通耦合线圈而是形成于导电板的电极、 孔或凹部。
权利要求
一种感应检测式旋转编码器，其包括定子；转子，其被构造成以转动轴为中心转动，所述转子被设置成面对所述定子；第一发送线圈，其被设置于所述定子的第一面，所述第一面面对所述转子；第二发送线圈，其以包围所述第一发送线圈的方式被设置于所述第一面，所述第二发送线圈被布置成与所述第一发送线圈相对于所述转动轴成同轴的图案；第一接收线圈，其被设置于所述第一面；第二接收线圈，其以包围所述第一接收线圈的方式被设置于所述第一面，所述第二接收线圈被布置成与所述第一接收线圈相对于所述转动轴成同轴的图案；第一磁通耦合体，其被设置于所述转子的第二面，所述第二面面对所述定子，所述第一磁通耦合体与所述第一接收线圈磁耦合；以及第二磁通耦合体，其以包围所述第一磁通耦合体的方式被设置于所述第二面，所述第二磁通耦合体被布置成与所述第一磁通耦合体相对于所述转动轴成同轴的图案，所述第二磁通耦合体与所述第二接收线圈磁耦合；其中所述第一发送线圈被设置在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈之间；所述第二发送线圈和所述转动轴之间的距离比所述第二接收线圈和所述转动轴之间的距离大；所述第一磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第一轨道；所述第二磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第二轨道；所述第二磁通耦合体具有如下图案图案的内周侧沿周向大致连续。
2.根据权利要求1所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第二磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二布线，该第二布线连接所述第一齿轮状布线的内周侧。
3.根据权利要求1所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第二磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二圆形布线，该第二圆形布线位于所述第一齿轮状布线的内周侧。
4.根据权利要求1所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第二磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二闭环状布线，该第二闭环状布线被以配合到所述凹部的方式设置。
5.一种感应检测式旋转编码器，其包括 定子；转子，其被构造成以转动轴为中心转动，所述转子被设置成面对所述定子； 第一发送线圈，其被设置于所述定子的第一面，所述第一面面对所述转子； 第二发送线圈，其以包围所述第一发送线圈的方式被设置于所述第一面，所述第二发 送线圈被布置成与所述第一发送线圈相对于所述转动轴成同轴的图案； 第一接收线圈，其被设置于所述第一面；第二接收线圈，其以包围所述第一接收线圈的方式被设置于所述第一面，所述第二接 收线圈被布置成与所述第一接收线圈相对于所述转动轴成同轴的图案；第一磁通耦合体，其被设置于所述转子的第二面，所述第二面面对所述定子，所述第一 磁通耦合体与所述第一接收线圈磁耦合；以及第二磁通耦合体，其以包围所述第一磁通耦合体的方式被设置于所述第二面，所述第 二磁通耦合体被布置成与所述第一磁通耦合体相对于所述转动轴成同轴的图案，所述第二 磁通耦合体与所述第二接收线圈磁耦合；其中所述第一接收线圈和所述转动轴之间的距离比所述第一发送线圈和所述转动轴之间 的距离大；所述第二发送线圈被设置在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈之间；所述第一磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第一轨道；所述第二磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第二轨道；所述第一磁通耦合体具有如下图案图案的外周侧沿周向大致连续。
6.根据权利要求5所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第一磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二布线，该第二布线连接所述第一齿轮状布线的外周侧。
7.根据权利要求5所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第一磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二圆形布线，该第二圆形布线位于所述第一齿轮状布线的外周侧。
8.根据权利要求5所述的感应检测式旋转编码器，其特征在于所述第二磁通耦合体包括第一齿轮状布线，在该第一齿轮状布线中，沿周向交替地形 成凹部和凸部；以及第二闭环状布线，该第二闭环状布线被以配合到所述凹部的方式设置。
全文摘要
一种感应检测式旋转编码器，其包括定子；转子，其被构造成以转动轴为中心转动；第一发送线圈；第二发送线圈；第一接收线圈；第二接收线圈；第一磁通耦合体；以及第二磁通耦合体。第一发送线圈被设置在第一接收线圈和第二接收线圈之间。第二发送线圈和转动轴之间的距离比第二接收线圈和转动轴之间的距离大。第一磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第一轨道。第二磁通耦合体形成对于每圈转动产生周期性变化的第二轨道。第二磁通耦合体具有如下图案图案的内周侧沿周向大致连续。
文档编号G01D5/12GK101832784SQ20101013085
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者小林博和 申请人:株式会社三丰