[实用新型]磁编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测机床、工业用机器人的关节等的旋转角度的磁编码器。

背景技术

近年来，要求用于检测机床、工业用机器人的关节的旋转角度的磁编码器具有高分辨率、高耐久性及高可靠性。至今为止，在机床、工业用机器人中所使用的光学式编码器能够实现高分辨率，但是由于使用LED、光电检测器等光学部件，因此被认为有耐油、尘埃、粉尘、热等较差的问题。因此，对于在机床、工业用机器人工作的严苛的环境中所使用的编码器，开始使用具有高耐久性及高可靠性的磁编码器。

对于能够实现高分辨率的磁编码器，例如具有以下两种类型。一种是图8所示的专利文献1所述的使用了具有多极磁化的许多磁极112的多极磁化磁体(磁鼓)111和磁传感器113的编码器101。另一种是图9所示的专利文献2所述的使用了磁性体齿轮211、多个磁传感器212A、212B(将A相的磁传感器设为212A，将B相的磁传感器设为212B)和多个偏置磁体(单极磁化磁体)213的编码器201。

在此，由于图8所示的专利文献1所述的多极磁化磁体111与单极磁体相比耐热较差，因此，在机床、工业用机器人的关节的旋转角度的检测中应用图9所示的专利文献2所述的、使用了进一步具有高耐久性、高可靠性的磁性体齿轮211、多个磁传感器212A、212B及偏置磁体213的编码器201成为主流。

一般而言，图9所示的专利文献2所述的、使用了磁性体齿轮、磁传感器及偏置磁体的磁编码器为如图10所示的结构。

即，图10所示的磁编码器301具有：圆板状的磁性体齿轮304，其借助轴承303固定在旋转轴302上，且其平面与旋转轴302的轴心相垂直，在周面上形成有齿部305；磁传感器307，其与磁性体齿轮304的齿部305隔开规定的间隙而配置；以及偏置磁体310，其设在磁传感器307上。而且，磁传感器307以在磁性体齿轮304的径向上与磁性体齿轮304的齿部305相对的方式配置，且设在磁性体齿轮304的旋转方向上彼此不同的相位位置上。而且，磁传感器307安装在传感器用电路基板306的磁性体齿轮304侧的表面上，并且，偏置磁体310安装在传感器用电路基板306的与磁性体齿轮304侧的表面相反的表面上。

另一方面，安装有磁传感器307的信号处理电路及编码器输出用电路312的电路基板311设置在与旋转轴302的轴心垂直的平面上。

而且，安装在传感器用电路基板306上的磁传感器307经由安装在传感器用电路基板306上的连接器315、连接线缆314及安装在电路基板311上的连接器313与磁传感器307的信号处理电路及编码器输出用电路312相连接。

在该图10所示的磁编码器301中，在检测磁性体齿轮304的旋转时，一般而言，如图11所示，使用环状地连接有4个磁阻元件307a、307b、307c、307d的4端子的磁阻元件(A相/B相的两相输出)作为磁传感器307。在此，A相以与磁性体齿轮304的齿部305上的峰与谷相对的方式串联地配置2个磁阻元件307a、307b而成。另外，B相以相对于A相仅错开磁性体齿轮304的齿部305的1/4齿距P的方式串联地配置2个磁阻元件307c、307d而成。然后，将直流电源309分别连接在A相及B相上，并分别将A相上的输出端子308a的电位及B相上的输出端子308b的电位作为输出电压取出。在此，A相上的输出端子308a的电位及B相上的输出端子308b的电位分别依赖于磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值，各磁阻元件307a、307b、307c、307d的阻值与施加于各磁阻元件307a、307b、307c、307d的磁通密度相应地变化，该磁通密度与从磁性体齿轮304的齿部305到各磁阻元件307a、307b、307c、307d的距离相应地变化。因而，在如图11所示那样配置有各磁阻元件307a、307b、307c、307d的情况下，如图12所示，磁传感器307的A相的输出电压及B相的输出电压为相位相差90度的正弦波输出、余弦波输出。然后，通过对这些正弦波输出及余弦波输出进行电插值(角度运算)，对磁性体齿轮304进行高精度的旋转检测。

专利文献1：日本特开平5-288571号公报

专利文献2：日本特开平9-280887号公报

但是，在以往的、图10所示的磁编码器301中，存在有以下的问题点。