特許 5874142 誘導検出型ロータリエンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5874142

(24)【登録日】2016年1月29日

(45)【発行日】2016年3月2日

(54)【発明の名称】誘導検出型ロータリエンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20160218BHJP

   G01B 7/00 20060101ALN20160218BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/245 110Q

   !G01B7/00 101E

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-13458(P2012-13458)

(22)【出願日】2012年1月25日

(65)【公開番号】特開2013-152163(P2013-152163A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2014年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】100092820

【弁理士】

【氏名又は名称】伊丹 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100106389

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 和彦

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 康二

【審査官】 深田 高義

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３２２９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０１４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６５５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／２４５

Ｇ０１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータと、
回転軸を中心として回転可能で且つ前記ステータと対向して配置されたロータと、
前記ステータに前記回転軸を中心として環状に形成された送信巻線と、
前記ステータに前記送信巻線に沿って前記回転軸を中心として環状に形成された第１の受信巻線及び第２の受信巻線と、
前記ロータに前記回転軸を中心として環状に形成されて前記送信巻線、前記第１の受信巻線及び前記第２の受信巻線とそれぞれ磁束結合する第１の磁束結合体及び第２の磁束結合体とを備え、
前記第１の受信巻線及び前記第１の磁束結合体は、第１のピッチをもって前記ロータの回転方向に周期的に変化する形状を有する第１トラックを形成し、
前記第２の受信巻線及び前記第２の磁束結合体は、前記第１のピッチと異なる第２のピッチをもって前記ロータの回転方向に周期的に変化する形状を有する第２トラックを形成し、
前記第１の受信巻線及び前記第２の受信巻線は、同様の半径で前記回転軸の延びる方向に第１の絶縁層を介して積層形成され、
前記第１の磁束結合体及び前記第２の磁束結合体は、同様の半径で前記回転軸の延びる方向に第２の絶縁層を介して積層形成され、
前記第１の受信巻線は、前記第１の磁束結合体と対向し、
前記第２の受信巻線と前記第２の磁束結合体との間には、前記第１の受信巻線及び前記第１の磁束結合体が配置される
ことを特徴とする誘導検出型ロータリエンコーダ。

【請求項2】

前記送信巻線は、同様の半径を有する第１の送信巻線及び第２の送信巻線からなり、
前記第１の送信巻線は、外周側の電流経路と内周側の電流経路とを有し、これら電流経路で前記第１の受信巻線を取り囲み、
前記第２の送信巻線は、外周側の電流経路と内周側の電流経路とを有し、これら電流経路で前記第２の受信巻線を取り囲み、
前記第１の送信巻線の外周側の電流経路に流れる電流の向きは、前記第１の送信巻線の内周側の電流経路に流れる電流の向きと同じであり、
前記第２の送信巻線の外周側の電流経路に流れる電流の向きは、前記第２の送信巻線の内周側の電流経路に流れる電流の向きと逆であり、
前記第１の磁束結合体は、歯車状に連続して形成され、
前記第２の磁束結合体は、島状に分断して形成される
ことを特徴とする請求項１記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。

【請求項3】

前記送信巻線は、外周側の電流経路と内周側の電流経路とを有し、これら電流経路で前記第１の受信巻線及び前記第２の受信巻線を取り囲み、且つ接続関係を第１の状態及び第２の状態に切り替え可能に構成され、
前記第１の状態において、前記送信巻線の外周側の電流経路に流れる電流の向きは、前記送信巻線の内周側の電流経路に流れる電流の向きと同じであり、
前記第２の状態において、前記送信巻線の外周側の電流経路に流れる電流の向きは、前記送信巻線の内周側の電流経路に流れる電流の向きと逆であり、
前記第１の磁束結合体は、歯車状に連続して形成され、
前記第２の磁束結合体は、島状に分断して形成される
ことを特徴とする請求項１記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。

【請求項4】

前記第１のピッチは前記第２のピッチよりも短い
ことを特徴とする請求項１記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータとステータとに設けられた配線間の磁束結合を利用して物体の回転角を測定する誘導検出型ロータリエンコーダに関する。

【背景技術】

【0002】

ロータリエンコーダは、送信巻線及び受信巻線が配置されたステータと、これらと磁束結合可能な磁束結合体が配置されたロータとを備える（特許文献１参照）。マイクロメータ等のハンドツールへロータリエンコーダを応用する場合、波長の異なる信号を発生する複数のトラック（送信巻線、受信巻線、及び磁束結合体）を集約しその外径を小さくする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−３２２９２７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、小型化した誘導検出型ロータリエンコーダを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る誘導検出型ロータリエンコーダは、ステータと、回転軸を中心として回転可能で且つ前記ステータと対向して配置されたロータと、前記ステータに前記回転軸を中心として環状に形成された送信巻線と、前記ステータに前記送信巻線に沿って前記回転軸を中心として環状に形成された第１の受信巻線及び第２の受信巻線と、前記ロータに前記回転軸を中心として環状に形成されて前記送信巻線、前記第１の受信巻線及び前記第２の受信巻線とそれぞれ磁束結合する第１の磁束結合体及び第２の磁束結合体とを備え、前記第１の受信巻線及び前記第１の磁束結合体は、第１のピッチをもって前記ロータの回転方向に周期的に変化する形状を有する第１トラックを形成し、前記第２の受信巻線及び前記第２の磁束結合体は、前記第１のピッチと異なる第２のピッチをもって前記ロータの回転方向に周期的に変化する形状を有する第２トラックを形成し、前記第１の受信巻線及び前記第２の受信巻線は、同様の半径で前記回転軸の延びる方向に第１の絶縁層を介して積層形成され、前記第１の磁束結合体及び前記第２の磁束結合体は、同様の半径で前記回転軸の延びる方向に第２の絶縁層を介して積層形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

この発明によれば、小型化した誘導検出型ロータリエンコーダを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施の形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダを搭載したデジタル式マイクロメータ１の正面図である。

【図2】第１の実施の形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ１１の断面図である。

【図3】第１の実施の形態に係るステータ１３及びロータ１５の断面図である。

【図4】第１の実施の形態に係る送信巻線３１及び第１の受信巻線３２ａを示す平面図である。

【図5】第１の実施の形態に係る受信巻線３２１ａを示す平面図である。

【図6】第１の実施の形態に係る第２の受信巻線３２ｂを示す平面図である。

【図7】第１の実施の形態に係る受信巻線３２１ｂを示す平面図である。

【図8】第１の実施の形態に係る第１の磁束結合体４１ａを示す平面図である。

【図9】第１の実施の形態に係る第２の磁束結合体４１ｂを示す平面図である。

【図10】第１の実施の形態に係る第１及び第２の受信巻線３２ａ，３２ｂにて得られる信号を示す図である。

【図11】第２の実施の形態に係るステータ１３及びロータ１５を示す断面図である。

【図12】第２の実施の形態に係る第１の送信巻線３１ａ、第１の受信巻線３２ａを示す平面図である。

【図13】第２の実施の形態に係る第２の送信巻線３１ｂ、第２の受信巻線３２ｂを示す平面図である。

【図14】第２の実施の形態に係る第２の磁束結合体４１ｃを示す平面図である。

【図15】第２の実施の形態に係る第１の送信巻線３１ａを流れる電流Ｉｄ１によって第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｃに生じる誘導電流を示す概略図である。

【図16】第２の実施の形態に係る第２の送信巻線３１ｂを流れる電流Ｉｄ１によって第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｃに生じる誘導電流を示す概略図である。

【図17】第３の実施の形態に係る送信巻線３１ｃを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

次に本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【0009】

図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダを搭載したデジタル式マイクロメータの構成について説明する。図１は、デジタル式マイクロメータの正面図である。デジタル式マイクロメータのフレーム３には、シンブル５が回転可能に取り付けられている。測定子であるスピンドル７は、フレーム３の内部で回転可能に支持されている。

【0010】

スピンドル７の一端側は外部に出ており、この一端が測定対象物に当接する。一方、スピンドル７の他端側には送りネジ（図１では図示せず）が切られている。この送りネジがシンブル５内のナットに嵌めこまれている。

【0011】

この構成において、シンブル５を正方向に回転させるとスピンドル７の軸方向に沿ってスピンドル７が前進し、シンブル５を逆方向に回転させるとスピンドル７の軸方向に沿ってスピンドル７が後退する。フレーム３にはデジタル式マイクロメータの測定値を表示可能な液晶表示部９が設けられている。

【0012】

［第１実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ１１の構成］
次に、図２を参照して、図１のデジタル式マイクロメータに組み込まれた第１実施形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ１１の構成について説明する。図２は、誘導検出型ロータリエンコーダ１１の断面図である。

【0013】

誘導検出型ロータリエンコーダ１１は、ステータ１３と、スピンドル７（回転軸）を中心として回転可能で且つステータ１３と対向して配置されたロータ１５とを備える。ロータ１５は円筒状のロータブッシュ１９の端面に固定されている。ロータブッシュ１９にはスピンドル７が挿入されている。ステータブッシュ２１は、フレーム３に固定されている。

【0014】

スピンドル７の表面には、図１のシンブル５の内部に配置されたナットに嵌められる送りネジ２３が形成されている。また、スピンドル７の表面には、スピンドル７の長手方向（つまりスピンドル７の進退方向）に沿ってキー溝２５が掘られている。キー溝２５には、ロータブッシュ１９に固定されたピン２７の先端部が嵌っている。スピンドル７が回転すると、その回転力がピン２７を介してロータブッシュ１９に伝わり、ロータ１５が回転する。言い換えれば、スピンドル７の回転に連動してロータ１５が回転する。ピン２７はキー溝２５に固定されていないので、ロータ１５をスピンドル７と共に移動させずにロータ１５を回転させることができる。

【0015】

次に、図３を参照して、ステータ１３、及びロータ１５の構成について説明する。図３は、ステータ１３及びロータ１５の断面図である。ステータ１３は、図３に示すように、積層された絶縁層３３Ａ〜３３Ｄを有する。ステータ１３は、ロータ１５側の絶縁層３３Ａに送信巻線３１及び第１の受信巻線３２ａを備え、中間の絶縁層３３Ｃに第２の受信巻線３２ｂを備える。なお、絶縁層３３Ａ〜３３Ｄにはスピンドル７を通すための貫通穴３４が形成されており、送信巻線３１、第１の受信巻線３２ａ、及び第２の受信巻線３２ｂは貫通穴３４を中心として環状に形成されている。

【0016】

一方、ロータ１５は、図３に示すように、積層された絶縁層４２Ａ及び４２Ｂを有する。ロータ１５は、絶縁層４２Ａに第１の磁束結合体４１ａを備え、絶縁層４２Ｂに第２の磁束結合体４１ｂを備えている。なお、絶縁層４２Ａ，４２Ｂにはスピンドル７を通すための貫通穴４３が形成されており、第１の磁束結合体４１ａ、及び第２の磁束結合体４１ｂは貫通穴４３を中心として環状に形成されている。

【0017】

送信巻線３１は、電流方向が周期的に変化する送信電流を流し、これにより発生する磁界をロータ１５に形成された第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｂに与える。送信巻線３１は、絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面に設けられる。

【0018】

第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｂは、各々、送信巻線３１に流れる送信電流により生じた磁界に基づく誘導電流を発生させる。第１の磁束結合体４１ａは、絶縁層４２Ａのステータ１３側の表面に設けられる。第２の磁束結合体４１ｂは絶縁層４２Ｂのステータ１３側の表面に設けられる。第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｂは、同等の径を有し、絶縁層４２Ａを介して積層方向に互いに重なる位置に積層されている。

【0019】

第１の受信巻線３２ａは、送信巻線３１と第１の磁束結合体４１ａとの磁束結合により第１の磁束結合体４１ａに誘導電流が生じた場合に、これに基づく磁束結合により生じた誘導電圧を検出する。第２の受信巻線３２ｂは、送信巻線３１と第２の磁束結合体４１ｂとの磁束結合により第２の磁束結合体４１ｂに誘導電流が生じた場合に、これに基づく磁束結合により生じた誘導電圧を検出する。

【0020】

第１の受信巻線３２ａの一部は、絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面に形成され、第１の受信巻線３２ａの残りの部分は絶縁層３３Ｂのロータ１５側の表面に形成され、両者は絶縁層３３Ａを貫通するスルーホール又はビアによって相互に接続されている。第２の受信巻線３２ｂの一部は絶縁層３３Ｃのロータ１５側の表面に形成され、第２の受信巻線３２ｂの残りの部分は絶縁層３３Ｄのロータ１５側の表面に形成され、両者は絶縁層３３Ｃを貫通するスルーホール又はビアによって相互に接続されている。第１の受信巻線３２ａと第２の受信巻線３２ｂとは、同等の径を有し、絶縁層３３Ｂを介して積層方向に互いに重なる位置に積層されている。

【0021】

図３において、第１の受信巻線３２ａは、第１の磁束結合体４１ａと対向する。また、第２の受信巻線３２ｂと第２の磁束結合体４１ｂとの間には、第１の受信巻線３２ａ及び第１の磁束結合体４１ａが配置される。この配置によって、第１の受信巻線３２ａで受信する信号強度を高くすることができる。第１の受信巻線３２ａの受信信号が測定精度に影響を与える場合、この配置は好ましい。

【0022】

次に、送信巻線３１、第１の受信巻線３２ａ、第２の受信巻線３２ｂ、第１の磁束結合体４１ａ及び第２の磁束結合体４１ｂの平面的形状について説明する。

【0023】

図４は送信巻線３１及び第１の受信巻線３２ａを示す平面図である。送信巻線３１は、図４に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、外周側及び内周側に略円形の電流経路を持つ。送信巻線３１の外周側の電流経路に流れる電流の向きが送信巻線３１の内周側の電流経路に流れる電流の向きと同じとなるように、送信巻線３１は形成される（矢印参照）。

【0024】

第１の受信巻線３２ａは、図４に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、送信巻線３１の外周側及び内周側の電流経路の間に位置するように環状に形成される。第１の受信巻線３２ａは、回転方向に位相を異ならせた３つの受信巻線３２１ａ〜３２３ａにて構成される。受信巻線３２１ａ〜３２３ａは、交差部が短絡しないように、互いに交差する部分が絶縁層３３Ａを介して上下に配列され、相互がスルーホール又はビアホールにて接続されることにより各々絶縁分離されて配置される。

【0025】

次に、図５を参照して、受信巻線３２１ａの形状について説明する。図５は受信巻線３２１ａを示す平面図である。受信巻線３２１ａは、図５に示すように、ロータ１５の回転方向にピッチλ１をもって周期的に変化するループ状（菱型状）の形状を有する。受信巻線３２１ａにおいて、図５に示す例では、菱型状の対ＰＡ１は１０個設けられる。なお、受信巻線３２２ａ、３２３ａも受信巻線３２１ａと同様の形状を有する。

【0026】

次に、図６を参照して、第２の受信巻線３２ｂの形状について説明する。図６は第２の受信巻線３２ｂを示す平面図である。第２の受信巻線３２ｂは、図６に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、第１の受信巻線３２ａと積層方向に重なるように環状に形成される。第２の受信巻線３２ｂは、回転方向に位相を異ならせた３つの受信巻線３２１ｂ〜３２３ｂにて構成される。受信巻線３２１ｂ〜３２３ｂは、交差部が短絡しないように、互いに交差する部分が絶縁層３３Ｃを介して上下に配列され、相互がスルーホール又はビアホールにて接続されることにより各々絶縁分離されて配置される。

【0027】

次に、図７を参照して、受信巻線３２１ｂの形状について説明する。図７は受信巻線３２１ｂを示す平面図である。受信巻線３２１ｂは、図７に示すように、ピッチλ１と異なるピッチλ２（λ２≠λ１）をもってロータ１５の回転方向に周期的に変化するループ状（菱型状）の形状を有する。受信巻線３２１ｂにおいて、図７に示す例では、菱型状の対ＰＡ２は９個設けられる。本実施の形態において、ピッチλ１はピッチλ２よりも短い（λ１＜λ２）。なお、受信巻線３２２ｂ、３２３ｂも受信巻線３２１ｂと同様の形状を有する。

【0028】

次に、図８を参照して、第１の磁束結合体４１ａの形状について説明する。図８は第１の磁束結合体４１ａを示す平面図である。第１の磁束結合体４１ａは、図８に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、第１の受信巻線３２ａと空隙を介して重なるように形成される。第１の磁束結合体４１ａは、第１の受信巻線３２ａと同じピッチλ１をもってロータ１５の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の形状を有する。第１の磁束結合体４１ａは、スピンドル７に近づく方向に窪む凹部４１１ａと、スピンドル７から離れる方向に突出する凸部４１２ａとを交互に構成する。図８に示す例では、凹部４１１ａと凸部４１２ａの対ＰＡ３は１０個設けられる。

【0029】

次に、図９を参照して、第２の磁束結合体４１ｂの形状について説明する。図９は第２の磁束結合体４１ｂを示す平面図である。第２の磁束結合体４１ｂは、図９に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、第１の磁束結合体４１ａと絶縁層４２Ａを介して積層方向に重なるように形成される。第２の磁束結合体４１ｂは、ピッチλ２をもってロータ１５の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の形状を有する。第２の磁束結合体４１ｂは、スピンドル７に近づく方向に窪む凹部４１１ｂと、スピンドル７から離れる方向に突出する凸部４１２ｂとを交互に構成する。図９に示す例では、凹部４１１ｂと凸部４１２ｂの対ＰＡ４は９個設けられる。

【0030】

以上図３〜図９に示した構成により、第１の受信巻線３２ａ及び第１の磁束結合体４１ａは、ピッチλ１をもってロータ１５の回転方向に周期的に変化する形状を有する第１トラックを形成する。また、第２の受信巻線３２ｂ及び第２の磁束結合体４１ｂは、ピッチλ１と異なるピッチλ２をもってロータ１５の回転方向に周期的に変化する形状を有する第２トラックを形成する。本実施の形態においては第１トラックのピッチλ１が第２トラックのピッチλ２よりも短いので、第１トラックの方が第２トラックよりも測定精度に影響する。このピッチλ１による第１トラックの信号強度を第２トラックの信号強度よりも高めているので、高い測定精度が得られる。

【0031】

次に、図１０を参照して、第１の受信巻線３２ａ及び第２の受信巻線３２ｂにて得られる信号について説明する。送信巻線３１の外周側及び内周側の電流経路に、例えば図４に示すように時計回りに電流が流れると、各電流経路には、右ねじ方向に磁界が発生するので、この磁界が第１及び第２の磁束結合体４１ａ，４１ｂと結合して第１及び第２の磁束結合体４１ａ，４１ｂには反時計回りに電流が流れる。これにより、第１及び第２の磁束結合体４１ａ，４１ｂの凹部４１１ａ，４１１ｂには、図８及び図９の紙面の表面から裏面へ、凸部４１２ａ，４１２ｂには紙面の裏面から表面へ進む磁界が発生する。これらの磁界を第１及び第２の受信巻線３２ａ，３２ｂで受信する。第１の受信巻線３２ａには、第１の磁束結合体４１ａからの磁界のみならず、第２の磁束結合体４１ｂからの磁界も結合される。しかし、第１の磁束結合体４１ａは、１周の長さがピッチλ１×１０であるのに対し、第２の磁束結合体４１ｂは、１周の長さがピッチλ２×９であるから、第１の受信巻線３２ａに結合される磁界の影響は、１周分のトータルでは第２の磁束結合体４１ｂからの磁界の影響が相殺されて、第１の磁束結合体４１ａからの磁界による影響のみとなる。これにより、第１の受信巻線３２ａには、第１の磁束結合体４１ａとの結合位相のみによって決まる受信信号が得られる。同様に、第２の受信巻線３２ｂには、第２の磁束結合体４１ｂとの結合位相のみによって決まる受信信号が得られる。このように、異なるピッチλ１、λ２によって、第１の受信巻線３２ａでは第２の磁束結合体４１ｂに起因する誘導電圧は打消し合うため、その信号は検出されない。すなわち、第１の受信巻線３２ａでは第２の磁束結合体４１ｂからのクロストークを抑制することができ、第２の受信巻線３２ｂでは第１の磁束結合体４１ａからのクロストークを抑制することができる。

【0032】

この結果、図１０に示すように、ステータ１３に対するロータ１５の位置に応じて変化する受信信号が第１の受信巻線３２ａ及び第２の受信巻線３２ｂから得られる。両受信信号は、ロータ１５が１回転する間に１周分ずれているので、２つの受信信号から１回転における絶対位置を検出することができる。なお、図１０は１相分の信号しか図示していないが、実際には、１２０°ずつずれた３相の受信信号が得られる。

【0033】

以上、本実施の形態によれば、第１、第２の受信巻線３２ａ、３２ｂをスピンドル７の長手方向に絶縁層を介して重ねることができ、また第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｂも絶縁層を介してスピンドル７の長手方向に重ねることができるので、エンコーダの外径を小さくすることができる。しかも、クロストークを生じさせることも無い。

【0034】

［第２の実施の形態］
次に、図１１を参照して、第２の実施の形態に係るステータ１３及びロータ１５について説明する。図１１は第２の実施の形態に係るステータ１３及びロータ１５を示す断面図である。第２の実施の形態に係るステータ１３は、図１１に示すように、第１の送信巻線３１ａ、及び第２の送信巻線３１ｂを有する。この点で１つの送信巻線３１しか持たない第１の実施の形態と第２の実施の形態は異なる。また、ロータ１５に設けられた第２の磁束結合体４１ｃは第１の実施の形態と異なる形状を有する。その他、第２の実施の形態に係る第１、第２の受信巻線３２ａ、３２ｂ及び第１の磁束結合体４１ａ等は第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。

【0035】

第１の送信巻線３１ａは、電流方向が周期的に変化する送信電流を流し、これにより発生する磁界を第１の磁束結合体４１ａに与える。第２の送信巻線３１ｂは、電流方向が周期的に変化する送信電流を流し、これにより発生する磁界を第２の磁束結合体４１ｃに与える。第１、第２の送信巻線３１ａ、３１ｂへの電流の供給は異なるタイミングで行われる。

【0036】

第１の送信巻線３１ａは、図１１に示すように、絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面に形成される。第２の送信巻線３１ｂは、絶縁層３３Ｃのロータ１５側の表面に形成される。

【0037】

次に、図１２を参照して、第１の送信巻線３１ａの形状について説明する。図１２は第１の送信巻線３１ａ及び第１の受信巻線３２ａを示す平面図である。第１の送信巻線３１ａは、図１２に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、外周側及び内周側の略円形の電流経路を持つ。第１の送信巻線３１ａの外周側の電流経路に流れる電流の向きが第１の送信巻線３１ａの内周側の電流経路に流れる電流の向きと同じとなるように、第１の送信巻線３１ａは形成される（矢印参照）。第１の送信巻線３１ａの外周側及び内周側の電流経路の間に第１の受信巻線３２ａが配置される。

【0038】

次に、図１３を参照して、第２の送信巻線３１ｂの形状について説明する。図１３は第２の送信巻線３１ｂ及び第２の受信巻線３２ｂを示す平面図である。第２の送信巻線３１ｂは、図１３に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、外周側及び内周側の略円形の電流経路を持つ。第２の送信巻線３１ｂの外周側の電流経路に流れる電流の向きが第２の送信巻線３１ｂの内周側の電流経路に流れる電流の向きと逆となるように、第２の送信巻線３１ｂは形成される（矢印参照）。第２の送信巻線３１ｂの外周側及び内周側の電流経路の間に第２の受信巻線３２ｂが配置される。

【0039】

次に、図１４を参照して、第２の磁束結合体４１ｃの形状について説明する。図１４は第２の磁束結合体４１ｃを示す平面図である。第２の磁束結合体４１ｃは、図１４に示すように、スピンドル７に対して同軸的に形成され、ロータ１５の回転方向に一定ピッチλ２で配置された複数の孤立した矩形ループのような島状に形成されている。図１４に示す例では、第２の磁束結合体４１ｃは９個設けられる。なお、第２の実施の形態に係る第１の磁束結合体４１ａの形状は第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。

【0040】

次に、図１５を参照して、第１の送信巻線３１ａを流れる電流Ｉｄ１によって第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｃに生じる誘導電流を説明する。図１５に示す例では、第１の送信巻線３１ａの外周側の電流経路において時計回りに電流Ｉｄ１が流れる。この場合、第１の送信巻線３１ａの内周側の電流経路においても時計回りに電流Ｉｄ１が流れる。これにより、第１、第２の磁束結合体４１ａ，４１ｃの外周側及び内周側の電流経路においては、各々、反時計回りに誘導電流Ｉｄ２が流れる。したがって、その形状から第１の磁束結合体４１ａの全体の電流経路では誘導電流が生じる。一方、その形状から第２の磁束結合体４１ｃの外周側及び内周側の電流経路を流れる誘導電流Ｉｄ２は互いに打ち消し合うため、第２の磁束結合体４１ｃの全体の電流経路では誘導電流は略生じない。

【0041】

次に、図１６を参照して、第２の送信巻線３１ｂを流れる電流Ｉｄ１によって第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｃに生じる誘導電流を説明する。図１６に示す例では、第２の送信巻線３１ｂの外周側の電流経路において時計回りに電流Ｉｄ１が流れる。この場合、第２の送信巻線３１ｂの内周側の電流経路においては反時計回りに電流Ｉｄ１が流れる。これにより、第１、第２の磁束結合体４１ａ，４１ｃの外周側の電流経路においては反時計回りに誘導電流Ｉｄ２が流れ、第１、第２の磁束結合体４１ａ，４１ｃの内周側の電流経路においては時計回りに誘導電流Ｉｄ２が流れる。したがって、その形状から第１の磁束結合体４１ａの外周側及び内周側の電流経路を流れる誘導電流Ｉｄ２は互いに打ち消し合うため、第１の磁束結合体４１ａの全体の電流経路では誘導電流は略生じない。一方、その形状から第２の磁束結合体４１ｃの全体の電流経路では誘導電流が生じる。

【0042】

ここで、上記第１の実施の形態では、ステータとロータの配置（アライメント、軸偏心、傾き等）を正確に合わせなければ、クロストークが生じて測定精度が劣化する。一方、第２の実施の形態においては、図１５及び図１６に示したように、第１の送信巻線３１ａを流れる電流Ｉｄ１によって第２の磁束結合体４１ｃに誘導電流は生じず、また第２の送信巻線３１ｂを流れる電流Ｉｄ１によって第１の磁束結合体４１ａに誘導電流は生じない。すなわち、ピッチを正確に合わせなくとも、第２の実施の形態では、第１の送信巻線３１ａと第２の送信巻線３１ｂに交互に電流を流すことにより、第１の実施の形態よりもクロストークが抑制され、測定精度を向上させることができる。なお、第２の実施の形態は第１の実施の形態と同様の効果も奏する。

【0043】

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダについて説明する。第３の実施の形態は、第２の実施の形態の第１、第２の送信巻線３１ａ、３１ｂを一つの送信巻線３１ｃに置き換え、電流の流す向きを切り替えるようにしたものである。送信巻線３１ｃは、電流方向が周期的に変化する送信電流を流し、これにより発生する磁界を第１、第２の磁束結合体４１ａ、４１ｃに与えるためのものである。この他、第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様の構成を有する。よって、以下、図１７を参照して第３の実施の形態に係る送信巻線３１ｃ及びその周辺回路のみを説明する。

【0044】

本実施形態のロータリーエンコーダは、図１７に示すように、送信巻線３１ｃの内周側の電流経路に流れる電流の向きを反転させるためのスイッチＳ１、Ｓ２を有する。このスイッチＳ１、Ｓ２の切り替えにより、送信巻線３１ｃは、図１７（ｂ）に示す状態Ａ、図１７（ｃ）に示す状態Ｂに設定可能とされる。図１７（ｂ）に示す状態Ａにおいては、送信巻線３１ｃの外周側の経路に流れる電流の向きが送信巻線３１ｃの内周側の経路に流れる電流の向きと同じとなる（矢印参照）。図１７（ｃ）に示す状態Ｂにおいては、送信巻線３１ｃの外周側の経路に流れる電流の向きが送信巻線３１ｃの内周側の経路に流れる電流の向きと逆となる（矢印参照）。なお、送信巻線３１ｃは、第１の実施の形態に係る送信巻線３１と同様に、内周側及び外周側の電流経路の間に第１、第２の受信巻線３２ａ、３２ｂを配置している。第２の実施の形態における第１、第２の送信巻線３１ａ、３１ｂはそれぞれ絶縁層３３Ａ、３３Ｃのロータ１５側の表面に設けられるのに対して、第３の実施の形態における送信巻線３１ｃの内周側及び外周側の電流経路は、より高い信号強度を得るため絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面だけに設ける。

【0045】

以上により、第３の実施の形態は第２の実施の形態と同様の効果を奏する。また、第３の実施の形態は、１つの送信巻線３１ｃしか有さないため、２つの送信巻線３１ａ、３１ｂを有する第２の実施の形態と比較して、巻線周りの構成を簡略化することができる。なお、送信巻線３１ｃの内周側及び外周側の電流経路は、絶縁層３３Ｃのロータ１５側の表面だけに設けてもよい。また、送信巻線３１ｃの内周側の電流経路は絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面に設け、送信巻線３１ｃの外周側の電流経路は絶縁層３３Ｃのロータ１５側の表面に設けても良い。或いは、送信巻線３１ｃの外周側の電流経路は絶縁層３３Ａのロータ１５側の表面に設け、送信巻線３１ｃの内周側の電流経路は絶縁層３３Ｃのロータ１５側の表面に設けてもよい。

【0046】

以上、発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。例えば、第２の受信巻線３２ｂは第２の磁束結合体４１ｂと対向し、第１の受信巻線３２ａと第１の磁束結合体４１ａとの間には第２の受信巻線３２ｂ及び第２の磁束結合体４１ｂが配置されてもよい。また、第２の受信巻線３２ｂは第１の磁束結合体４１ａと対向し、第１の受信巻線３２ａと第２の磁束結合体４１ｂとの間には第２の受信巻線３２ｂ及び第１の磁束結合体４１ａが配置されてもよい。また、第１の受信巻線３２ａは第２の磁束結合体４１ｂと対向し、第２の受信巻線３２ｂと第１の磁束結合体４１ａとの間には第１の受信巻線３２ａ及び第２の磁束結合体４１ｂが配置されてもよい。

【0047】

また、第１の実施の形態における送信巻線３１は、外周側のみあるいは内周側のみに電流経路を有する形状としても良い。第２の実施の形態における第２の送信巻線３１ｂは、絶縁層３３Ｂのロータ１５側の表面に形成しても良い。

【符号の説明】

【0048】

３…フレーム、 ５…シンブル、 ７…スピンドル、 ９…液晶表示部、 １１…誘導検出型ロータリエンコーダ、 １３…ステータ、 １５…ロータ、 １９…ロータブッシュ、 ２１…ステータブッシュ、 ２３…送りネジ、 ２５…キー溝、 ２７…ピン、 ３１、３１ｃ…送信巻線、 ３１ａ…第１の送信巻線、 ３１ｂ…第２の送信巻線、 ３２ａ…第１の受信巻線、 ３２ｂ…第２の受信巻線、 ３３Ａ〜３３Ｄ…絶縁層、 ４１ａ…第１の磁束結合体、 ４１ｂ、４１ｃ…第２の磁束結合体、 ４２Ａ、４２Ｂ…絶縁層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】