[发明专利]旋转编码器

说明书

提供了一种旋转编码器，其能够在实现小型化的同时确保足够的合成容限。旋转编码器(1)包括转子(3)、定子(4)和用于计算旋转角度的计算单元(5)。转子(3)具有第一转子图案(31)和第二转子图案(32)，第一转子图案具有沿着围绕旋转轴(2)的测量方向布置的多个单位图案(310)，第二转子图案具有比沿着测量方向布置的第一转子图案(310)中的多个单位图案(310)更少的单位图案(320)。第一转子图案(31)的多个单位图案(310)的数量和第二转子图案(32)的多个单位图案(320)的数量被设置成使得它们之间的最大公约数是两个或更多。计算单元基于来自第一转子图案(31)和第二转子图案(32)的检测信号来计算转子(3)的旋转角度。

技术领域

本发明涉及一种旋转编码器。

背景技术

传统上，旋转编码器是已知的，该旋转编码器包括绕预定旋转轴在测量方向上旋转的转子、从转子接收检测信号的定子、以及用于基于定子接收的检测信号计算旋转角度的计算单元。旋转编码器用于千分尺、千分尺头、高度规、霍尔特斯特(内径测量工具)等。作为这种旋转编码器中的检测方法，有光学型、电磁感应型、磁性型等。

例如，在日本专利2006-322927A中描述的绝对旋转编码器包括具有轨道组的转子和具有发送绕组群和接收绕组群的定子，轨道组中的轨道同心布置，发送绕组群和接收绕组群布置成与轨道组磁通耦合。轨道组中的每个轨道包括设置在转子上的第一和第二半径的弧形部分，并且是以轴线为中心的磁通量耦合绕组的一个连续环。轨道组中至少两个轨道的弧形部分的数量彼此不同。具体地，绝对旋转编码器通过使用具有36度周期的轨道和具有40度周期的轨道，基于从两条轨道获得的接收信号来计算绝对角度。这允许绝对编码器仅在必要时通过计算绝对角度来间歇操作，从而降低角度检测的频率并降低功耗。

发明内容

本发明要解决的问题

这里，即使旋转编码器的物理尺寸可以减小，零件的加工和装配精度也不能容易地提高。此外，轨道间误差(其作为从两条轨道检测到的检测信号的差异的误差)可能随着小型化而恶化。轨道间误差是由转子和定子之间的未对准等引起的。因此，旋转编码器具有合成容限，这是轨道间误差的允许范围，使得即使存在一定量的轨道间误差，也可以执行绝对角度的计算，假设转子和定子之间未对准等。如果轨道间误差超过合成容限，旋转编码器无法计算绝对角度。

随着旋转编码器尺寸的减小，合成容限变小，轨道间误差可能恶化。结果，难以实现绝对角度计算，因为由于小型化，轨道间误差很容易超过合成容限。

本发明的目的是提供一种旋转编码器，其能够在实现小型化的同时确保足够的合成容限。

解决问题的方法

本发明的旋转编码器包括绕预定旋转轴在测量方向上旋转的转子、从转子接收检测信号的定子、以及用于基于由定子接收的检测信号来计算旋转角度的计算单元。转子包括:第一转子图案，其具有绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置的多个单位图案；和第二转子图案，具有单位图案，单位图案在数量上小于第一转子图案中的多个单位图案，且围绕作为中心的旋转轴沿着测量方向布置。第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置成使得它们之间的最大公约数是2或更大。计算单元基于由定子从第一和第二转子模式中的每一个检测到的检测信号来计算转子的旋转角度。

根据本发明，转子中的第一转子图案的单位图案的数量和第二转子图案的单位图案的数量被设置成使得彼此的最大公约数是2或更大。因此，检测到用于计算的检测信号的第一转子图案和第二转子图案的周期是最大公约数为1的情况的一半或更少。此外，与最大公约数为1的情况相比，合成容限是在旋转编码器1小型化而不改变转子图案时的合成容限的两倍以上。因此，合成容限可以保持接近小型化之前的值。因此，旋转编码器可以小型化，同时保持足够的合成容限。

第一转子图案的多个单位图案的数量和第二转子图案的多个单位图案的数量被设置为偶数。