(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024080566
(43)【公開日】2024-06-13
(54)【発明の名称】非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置
(51)【国際特許分類】
H02P 31/00 20060101AFI20240606BHJP
H02P 7/06 20060101ALI20240606BHJP
【FI】
H02P31/00
H02P7/06 H
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023037048
(22)【出願日】2023-03-10
(31)【優先権主張番号】111146389
(32)【優先日】2022-12-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】518435873
【氏名又は名称】東佑達自動化科技股▲ふん▼有限公司
【住所又は居所原語表記】No.55, Xinji 3rd Rd., Annan Dist., Tainan City, 70947 Taiwan
(74)【代理人】
【識別番号】110003915
【氏名又は名称】弁理士法人岡田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】曾坤成
(72)【発明者】
【氏名】羅元聰
(72)【発明者】
【氏名】陳奕安
(72)【発明者】
【氏名】顏鳳▲てぃん▼
【テーマコード(参考)】
5H501
5H571
【Fターム(参考)】
5H501BB11
5H501DD06
5H501GG01
5H501LL09
5H501PP02
5H571BB09
5H571GG01
5H571LL09
5H571PP01
(57)【要約】
【課題】従来技術の少なくとも1つの欠点を解決できる非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置の提供。
【解決手段】駆動ユニット1と磁気式回転エンコーダユニット2とセンサユニット3とを備えた、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置であって、磁気式回転エンコーダユニット2は、駆動ユニット1の駆動軸13により駆動されるメイン伝動ホイール21に配置されるメイン磁気連動部214と、メイン磁気連動部214の隣に回転可能に枢支される第1の伝動ホイール22に配置される第1の磁気連動部224と、メイン磁気連動部214の隣に回転可能に枢支される第2の伝動ホイール22に配置される第2の磁気連動部224と、を有し、メイン磁気連動部214の磁気を利用して第1の磁気連動部224及び第2の磁気連動部234を回転駆動する。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動ユニットと非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットとセンサユニットと計算ユニットとを備えた、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置であって、
前記駆動ユニットは、駆動本体と、支持台と、前記支持台を通過し、且つ、両端に駆動端部と前記駆動端部の反対側にある接続端部とを有し、前記駆動本体により駆動されて回転する駆動軸とを有するように構成されており、
前記磁気式回転エンコーダユニットは、前記駆動軸を包むように配置されるメイン伝動ホイールと回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイールと、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイールとを有するように構成され、前記メイン伝動ホイールは前記接続端部に固定配置されるメイン伝動ホイール本体と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメインフィードバック部と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメイン磁気連動部とを有し、前記第1の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイール本体と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1のフィードバック部と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1の磁気連動部とを有し、前記第2の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイール本体と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2のフィードバック部と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2の磁気連動部とを有し、且つ、前記メイン磁気連動部が磁気を利用して前記第1の磁気連動部及び前記第2の磁気連動部を動かすことにより、前記メイン伝動ホイール本体が回転する際、前記第1の伝動ホイール本体及び前記第2の伝動ホイール本体を連動回転させて前記支持台に対して回転させるように構成されており、
前記センサユニットは、前記メイン伝動ホイールと前記第1の伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとのいずれにも間を開けて配置されるセンサ基板と、前記メインフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記メインフィードバック部の状況を検知して対応するメイン検知信号を生成するメインセンサアセンブリと、前記第1のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第1のフィードバック部の状況を検知して対応する第1の検知信号を生成する第1のセンサアセンブリと、前記第2のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第2のフィードバック部の状況を検知して対応する第2の検知信号を生成する第2のセンサアセンブリと、を有するように構成されており、
前記計算ユニットは、前記メインセンサアセンブリと前記第1のセンサアセンブリと前記第2のセンサアセンブリとに信号的に接続し、前記メイン検知信号と前記第1の検知信号と前記第2の検知信号とに基づいて、前記メイン伝動ホイール本体に対応する回転数を算出するように構成されていることを特徴とする非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項2】
前記メイン磁気連動部は、前記メイン伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数のメイン磁極を有し、前記第1の磁気連動部は、前記第1の伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数の第1の磁極を有し、前記第2の磁気連動部は、前記第2の伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数の第2の磁極を有しており、前記第1の磁極の数は前記メイン磁極の数より大であり、前記メイン磁極の数は前記第2の磁極の数より大であることを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項3】
前記メイン磁気連動部と、前記第1の磁気連動部と、前記第2の磁気連動部とは、いずれも略円環状に形成され、そして前記メイン磁気連動部と前記第1の磁気連動部と前記第2の磁気連動部とをそれぞれ構成する各前記メイン磁極と、各前記第1の磁極と、各前記第1の磁極とは、いずれもカーブ面に形成された外周面を有しており、
前記メイン磁気連動部の前記第1の磁気連動部に対する最短距離と、前記メイン磁気連動部の前記第2の磁気連動部に対する最短距離とは実質的に同じであり、各前記メイン磁極の外周面の弧長と、各前記第1の磁極の外周面の弧長と、各前記第2の磁極の外周面の弧長とは実質的に同じであることを特徴とする請求項2に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項4】
前記メイン伝動ホイールはメイン軸線を中心として回転し、前記第1の伝動ホイールは第1の軸線を中心として回転し、前記第2の伝動ホイールは第2の軸線を中心として回転し、前記メイン軸線と前記第1の軸線と前記第2の軸線とは実質的に平行であることを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項5】
前記第1の伝動ホイールと前記メイン伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとは、前記メイン軸線に直交する配列軸線に沿って間を開けて配列されており、そして前記メイン伝動ホイールは前記第1の伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとの間に位置することを特徴とする請求項4に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項6】
前記メインフィードバック部はメイン磁気面と、前記メイン磁気面に位置するメイン磁気手段とを有し、前記第1のフィードバック部は第1の磁気面と、前記第1の磁気面に位置する第1の磁気手段とを有し、前記第2のフィードバック部は第2の磁気面と、前記第2の磁気面に位置する第2の磁気手段とを有しており、
前記メインセンサアセンブリは、前記メイン磁気手段による磁気を感知して前記メイン検知信号を生成し、前記第1のセンサアセンブリは、前記第1の磁気手段による磁気を感知して前記第1の検知信号を生成し、前記第2のセンサアセンブリは、前記第2の磁気手段による磁気を感知して前記第2の検知信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項7】
前記メインセンサアセンブリは、前記メイン磁気面に面するメイン磁気検知手段を有し、前記第1のセンサアセンブリは前記第1の磁気面に面する第1の磁気検知手段を有し、前記第2のセンサアセンブリは前記第2の磁気面に面する第2の磁気検知手段を有しており、
前記メイン磁気検知手段と前記第1の磁気検知手段と前記第2の磁気検知手段とは、それぞれ前記メイン磁気手段と前記第1の磁気手段と前記第2の磁気手段とが回転により近づくことによって生成された磁気の感知に用いられ、これにより前記メイン検知信号と前記第1の検知信号と前記第2の検知信号とにそれぞれ変換することを特徴とする請求項6に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は駆動センサ装置に関し、特に、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に示されるように、従来のモータは、駆動ユニットにより駆動される駆動軸と、駆動軸に取り付けられる駆動歯車と、この駆動歯車と噛み合うように取り付けられる2つの従動歯車と、ロータリーエンコーダ(回転エンコーダ)と、前記ロータリーエンコーダ及び駆動ユニットに電気的に接続される制御手段とを備える。
【0003】
このロータリーエンコーダは、前記駆動歯車及び前記2つの従動歯車とのそれぞれと共に回転する3つの回転盤と、各回転盤にそれぞれ対応するように配置される3つの発光ユニットと、各回転盤にそれぞれ対応するように配置される3つのセンサアセンブリと、を有するように構成されている。各回転盤はいずれも複数のエンコードエリアを有し、各エンコードエリアは透明部分と不透明部分との配列により構成されている。
【0004】
センサアセンブリはいずれも2つのセンサを有し、各センサは発光ユニットからの光が対応する回転盤のエンコードエリアの透明部分を通過したか否かを感知することで、回転盤の回転状況を検知し、そして検知結果に基づいて駆動軸の回転数を精確に算出する構成になっており、これにより、制御手段はロータリーエンコーダの精確な検知結果に基づいて、駆動ユニットをより正確に制御することができる。
【0005】
一方、ロータリーエンコーダのセンサアセンブリが検知するのは回転盤の回転状況であり、そして各回転盤はそれぞれ駆動歯車と、この駆動歯車と噛み合うように取り付けられる2つの従動歯車とにそれぞれ連動するように配置されているので、駆動歯車と2つの従動歯車との噛み合いに不具合や誤差があれば、精確な検知結果を得ることが出来ず、そして駆動歯車と従動歯車との噛み合いによる摩耗は不可避であるため、精確な検知結果を維持するには、定期的なメンテナンスが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】中国特許出願公開第102607616号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、従来技術の少なくとも1つの欠点を解決できる非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点に鑑みて、本発明は、駆動ユニットと磁気式回転エンコーダユニットとセンサユニットと計算ユニットとを備えた非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置であって、
前記駆動ユニットは、駆動本体と、支持台と、前記支持台を通過し、且つ、両端に駆動端部と前記駆動端部の反対側にある接続端部とを有し、前記駆動本体により駆動されて回転する駆動軸とを有するように構成されており、
前記磁気式回転エンコーダユニットは、前記駆動軸を包むように配置されるメイン伝動ホイールと、回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイールと、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイールとを有するように構成され、前記メイン伝動ホイールは前記接続端部に固定配置されるメイン伝動ホイール本体と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメインフィードバック部と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメイン磁気連動部とを有し、前記第1の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイール本体と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1のフィードバック部と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1の磁気連動部とを有し、
前記第2の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイール本体と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2のフィードバック部と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2の磁気連動部とを有し、且つ、前記メイン磁気連動部が磁気を利用して前記第1の磁気連動部及び前記第2の磁気連動部を動かすことにより、前記メイン伝動ホイール本体が回転する際、前記第1の伝動ホイール本体及び前記第2の伝動ホイール本体を連動回転させて前記支持台に対して回転させるように構成されており、
前記センサユニットは、前記メイン伝動ホイールと前記第1の伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとのいずれにも間を開けて配置されるセンサ基板と、前記メインフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記メインフィードバック部の状況を検知して対応するメイン検知信号を生成するメインセンサアセンブリと、前記第1のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第1のフィードバック部の状況を検知して対応する第1の検知信号を生成する第1のセンサアセンブリと、前記第2のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第2のフィードバック部の状況を検知して対応する第2の検知信号を生成する第2のセンサアセンブリと、を有するように構成されており、
前記計算ユニットは、前記メインセンサアセンブリと前記第1のセンサアセンブリと前記第2のセンサアセンブリとに信号的に接続し、前記メイン検知信号と前記第1の検知信号と前記第2の検知信号とに基づいて、前記メイン伝動ホイール本体に対応する回転数を算出するように構成されていることを特徴とする非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置は、メイン伝動ホイール本体が回転する際、メイン磁気連動部が磁気を利用して第1の磁気連動部及び第2の磁気連動部を動かすことにより、第1の伝動ホイール本体及び第2の伝動ホイール本体を連動回転させて前記支持台に対して回転させるように構成されているので、歯車の噛み合いを用いない非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置を提供することができ、歯車の噛み合いによる摩耗がなく、従って歯車の取り換えなどのメンテナンスが不要となり、低コストで精確な検知結果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置の実施例が示される一部分解斜視図である。
【
図2】
図1とは視角が異なる同実施例の一部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
具体的説明に入る前に、本発明において同じ役割を担う構成要素に関しては、全く同じものでなくても、同じ符号が振り分けられている。また、以下の説明における「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」などの用語は、各部材の間の相対的位置関係をわかりやすく説明するために用いられるものであり、本発明の構成を限定するものではない。
【0012】
図1と
図2に本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置の1つの実施例が示されており、図示のように、この非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置は、駆動ユニット1と、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニット2と、センサユニット3と、計算ユニット4と、を備える。
【0013】
駆動ユニット1は、駆動本体11と、支持台12と、支持台12を通過し、且つ、両端に駆動端部131と駆動端部131の反対側にある接続端部132とを有し、駆動本体11により駆動されて回転する駆動軸13と、これら及び非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニット2とセンサユニット3とを収容するパッケージケース14と、を有する。駆動軸13は駆動本体11により駆動されて回転し、この実施例において、駆動端部131は駆動本体11に接続されている。
【0014】
図2と
図3に示されるように、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニット2は、駆動軸13を包むように配置されるメイン伝動ホイール21と、回転可能に支持台12に配置される第1の伝動ホイール22と、回転可能に支持台12に配置される第2の伝動ホイール23と、を有するように構成されている。
【0015】
メイン伝動ホイール21はメイン軸線L0を回転軸として回転し、且つ、駆動軸13の接続端部132に固定配置されるメイン伝動ホイール本体210と、メイン伝動ホイール本体210に固定配置されるメインフィードバック部211と、メイン伝動ホイール本体210に固定配置されるメイン磁気連動部214とを有する。メインフィードバック部211は、支持台12の反対側に面するメイン磁気面212と、メイン磁気面212に配置されるメイン磁気手段213とを有する。メイン磁気連動部214は、メイン軸線L0を中心とする略円環状に配列される複数のメイン磁極215により形成されていると共に、隣り合う2つのメイン磁極215の前記円環の外周面に該当する端部は、いずれも反対する磁性を有する。すなわち、前記円環状のメイン磁気連動部214の外周面に、N極、S極、N極、S極…の磁気を発するメイン磁極215が並べられる。また、具体的には、この実施例において、メイン磁気連動部214は32個のメイン磁極215により構成されている。
【0016】
第1の伝動ホイール22は第1の軸線L1を回転軸として回転し、且つ、回転可能に支持台12に配置される第1の伝動ホイール本体220と、第1の伝動ホイール本体220に固定配置される第1のフィードバック部221と、第1の伝動ホイール本体220に固定配置される第1の磁気連動部224とを有する。第1のフィードバック部221は、支持台12の反対側に面する第1の磁気面222と、第1の磁気面222に配置される第1の磁気手段223とを有する。第1の磁気連動部224は、第1の軸線L1を中心とする略円環状に配列される複数の第1の磁極225により形成されていると共に、隣り合う2つの第1の磁極225の前記円環の外周面に該当する端部は、いずれも反対する磁性を有する。すなわち、前記円環状の第1の磁気連動部224の外周面に、N極、S極、N極、S極…の磁気を発する第1の磁極225が並べられる。また、具体的には、この実施例において、第1の磁気連動部224は34個の第1の磁極225により構成されている。
【0017】
第2の伝動ホイール23は第2の軸線L2を回転軸として回転し、且つ、回転可能に支持台12に配置される第2の伝動ホイール本体230と、第2の伝動ホイール本体230に固定配置される第2のフィードバック部231と、第2の伝動ホイール本体230に固定配置される第2の磁気連動部234とを有する。第2のフィードバック部231は、支持台12の反対側に面する第2の磁気面232と、第2の磁気面232に配置される第2の磁気手段233とを有する。第2の磁気連動部234は、第2の軸線L2を中心とする略円環状に配列される複数の第2の磁極235により形成されていると共に、隣り合う2つの第2の磁極235の前記円環の外周面に該当する端部は、いずれも反対する磁性を有する。すなわち、前記円環状の第2の磁気連動部234の外周面に、N極、S極、N極、S極…の磁気を発する第2の磁極235が並べられる。また、具体的には、この実施例において、第2の磁気連動部234は30個の第2の磁極235により構成されている。
【0018】
図3に示されるように、この実施例において、メイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224との最短距離と、メイン磁気連動部214と第2の磁気連動部234との最短距離とは、いずれも0.5mmに設定されて実質的に同一であり、そして第1の磁極225の数である34はメイン磁極215の数である32より大であり、メイン磁極215の数である32は第2の磁極235の数である30より大である。また、各メイン磁極215の外周面の弧長と、各第1の磁極225の外周面の弧長と、各第2の磁極235の外周面の弧長とは実質的に同じである。すなわち、円環状に形成された第1の磁気連動部224とメイン磁気連動部214と第2の磁気連動部234との半径は、34:32:30の比率になっている。
【0019】
この実施例において、メイン軸線L0と第1の軸線L1と第2の軸線L2とは実質的に平行であり、第1の伝動ホイール22とメイン伝動ホイール21と第2の伝動ホイール23とは、メイン軸線L0に直交する配列軸線L3に沿って間を開けて配列され、メイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224との最短距離と、メイン磁気連動部214と第2の磁気連動部234との最短距離とが、いずれも0.5mmに設定されて実質的に同一になるように、第1の伝動ホイール22と第2の伝動ホイール23との間にメイン伝動ホイール21が配置されている。
【0020】
ちなみに、本発明において、メイン磁気連動部214を構成するメイン磁極215と、第1の磁気連動部224を構成する第1の磁極225と、第2の磁気連動部234を構成する第2の磁極235との形状ついては、
図3に示される形状に限定されず、第1の磁気連動部224と第2の磁気連動部234とがメイン磁気連動部214の回転に応じて連動回転できる構成であれば、他の形状に適切に変更することは可能である。
【0021】
図1~
図3に示されるように、センサユニット3はメイン伝動ホイール21と第1の伝動ホイール22と第2の伝動ホイール23とのいずれにも間を開けて配置されるセンサ基板31と、メインフィードバック部211に面するようにセンサ基板31に配置され、メインフィードバック部211の状況を検知して対応するメイン検知信号を生成するメインセンサアセンブリ32と、第1のフィードバック部221に面するようにセンサ基板31に配置され、第1のフィードバック部221の状況を検知して対応する第1の検知信号を生成する第1のセンサアセンブリ33と、第2のフィードバック部231に面するようにセンサ基板31に配置され、第2のフィードバック部231の状況を検知して対応する第2の検知信号を生成する第2のセンサアセンブリ34と、を有するように構成されている。
【0022】
具体的には、メインセンサアセンブリ32はメイン磁気面212に面するメイン磁気検知手段321を有し、メイン磁気検知手段321は、駆動軸13と共に回転するメイン伝動ホイール21におけるメイン磁気面212に配置されているメイン磁気手段213の回転状況を検知して対応するメイン検知信号を生成する。更に具体的に言うと、この実施形態では駆動軸13と共に回転するメイン磁気手段213が所定の位置を通過するたびに、メイン検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
【0023】
また、第1のセンサアセンブリ33は第1の磁気面222に面する第1の磁気検知手段331を有し、第1の磁気検知手段331は、メイン伝動ホイール21の回転に連動して回転する第1の伝動ホイール22における第1の磁気面222に配置されている第1の磁気手段223の回転状況を検知して対応する第1の検知信号を生成する。更に具体的に言うと、この実施形態では第1の伝動ホイール22と共に回転する第1の磁気手段223が所定の位置を通過するたびに、第1の検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
第2のセンサアセンブリ34は第2の磁気面232に面する第2の磁気検知手段341を有し、第2の磁気検知手段341は、メイン伝動ホイール21の回転に連動して回転する第2の伝動ホイール23における第2の磁気面232に配置されている第2の磁気手段233の回転状況を検知して対応する第2の検知信号を生成する。更に具体的に言うと、この実施形態では第2の伝動ホイール23と共に回転する第2の磁気手段233が所定の位置を通過するたびに、第2の検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
【0024】
計算ユニット4はメインセンサアセンブリ32と第1のセンサアセンブリ33と第2のセンサアセンブリ34と信号的に接続し、受信したメイン検知信号と第1の検知信号と第2の検知信号とに基づいて、メイン伝動ホイール本体210に対応する回転数を算出する。
【0025】
すなわち、駆動本体11は一定のスピードで駆動軸13を回転駆動すると、駆動軸13と共に回転するメイン伝動ホイール21はメイン軸線L0を回転軸として回転するようになり、この際、メイン伝動ホイール21に取り付けられるメイン磁気連動部214における各メイン磁極215も共に回転して各メイン磁極215の磁界が動くようになるので、第1の伝動ホイール22に取り付けられる第1の磁気連動部224の各第1の磁極225及び第2の伝動ホイール23に取り付けられる第2の磁気連動部234の各第2の磁極235はそれぞれ各メイン磁極215の磁界の動きに動かされてメイン伝動ホイール21と反対する方向へと、第1の伝動ホイール22及び第2の伝動ホイール23をそれぞれ第1の軸線L1と第2の軸線L2とを回転軸として回転駆動するようになる。
【0026】
すると、メイン磁気面212に取り付けられるメイン磁気手段213も回転し、この回転によりメイン磁気手段213が所定の位置を通過するたびに、メインセンサアセンブリ32のメイン磁気検知手段321はメイン検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
【0027】
また、第1の磁気面222に取り付けられる第1の磁気手段223が連動して回転し、この回転により第1の磁気手段223が所定の位置を通過するたびに、第1のセンサアセンブリ33の第1の磁気検知手段331は第1の検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
【0028】
また、第2の磁気面232に取り付けられる第2の磁気手段233が連動して回転し、この回転により第2の磁気手段233が所定の位置を通過するたびに、第2のセンサアセンブリ34の第2の磁気検知手段341は第2の検知信号を生成して計算ユニット4に出力する。
【0029】
計算ユニット4は、メイン検知信号と第1の検知信号と第2の検知信号とをそれぞれ受信した回数をカウントし、カウントした回数に基づいてメイン伝動ホイール本体210の精確な回転数を算出する。
【0030】
すなわち、この実施形態において、メイン磁極215の数は32個であり、第1の磁極225の数は34個であり、第2の磁極235の数は30個であるとそれぞれ違うので、計算ユニット4は受信したメイン検知信号をカウントした回数である整数よりも更に精確にメイン伝動ホイール21の回転数を算出することができる。
【0031】
更に、メイン伝動ホイール21の回転数を算出する際、実際的には第1の検知信号と第2の検知信号とをそれぞれ受信したカウントの値を利用して比較するので、この実施形態においては、第1の磁極225の数は34個であり、第2の磁極235の数は30個であることから、メイン伝動ホイール本体210の回転数が34と30の最小公倍数である510に到達するたびに、1回リセットするようになるが、計算ユニット4はこのリセットした回数を記録することにより、このリセット問題に対処することができる。
【0032】
なお、上記のメイン磁極215、第1の磁極225、第2の磁極235のそれぞれの数量は一例であり、第1の磁極225の数がメイン磁極215の数より大であり、メイン磁極215の数が第2の磁極235の数より大であればよい。
【0033】
このように、本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置のこの実施例は、センサユニット3と計算ユニット4とを利用して、インクリメンタル方式とアブソリュート方式のロータリーエンコーダを実現し、駆動軸13により直接的に駆動されるメイン伝動ホイール本体210の回転数を整数以下まで精確に算出することができる。
【0034】
上記のように、本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置は以下の効果を達成することができる。
【0035】
まず、メイン伝動ホイール本体210と第1の伝動ホイール本体220と第2の伝動ホイール本体230とにメイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224と第2の磁気連動部234とをそれぞれ配置する上、これらをそれぞれ構成するメイン磁極215と第1の磁極225と第2の磁極235とが発する磁気を利用し、第1の磁気連動部224と第2の磁気連動部234とをメイン磁気連動部214に連動回転させることで、メイン伝動ホイール本体210の回転数を整数以下まで精確に算出することができる上、メイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224と第2の磁気連動部234とが互いに接触しないため摩耗は発生せず、例えば1万rpmなど、より高い回転数の連動制御に適用することができる。
【0036】
また、第1の伝動ホイール22とメイン伝動ホイール21と第2の伝動ホイール23とを配列軸線L3に沿って配列し、且つ、メイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224との最短距離と、メイン磁気連動部214と第2の磁気連動部234との最短距離とを、いずれも0.5mmに設定して実質的に同一にすることにより、メイン伝動ホイール21の回転に応じて第1の伝動ホイール22と第2の伝動ホイール23とが連動して回転する際における伝動効果を効率よく維持することができる。
【0037】
以上をまとめると、本発明の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置は、メイン磁気連動部214と第1の磁気連動部224と第2の磁気連動部234とを利用することにより、摩耗の発生を回避する上伝動効果を効率よく維持する効果を達成することができる。
【0038】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0039】
1 駆動ユニット
11 駆動本体
12 支持台
13 駆動軸
131 駆動端部
132 接続端部
14 パッケージケース
2 非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニット
21 メイン伝動ホイール
210 メイン伝動ホイール本体
211 メインフィードバック部
212 メイン磁気面
213 メイン磁気手段
214 メイン磁気連動部
215 メイン磁極
22 第1の伝動ホイール
220 第1の伝動ホイール本体
221 第1のフィードバック部
222 第1の磁気面
223 第1の磁気手段
224 第1の磁気連動部
225 第1の磁極
23 第2の伝動ホイール
230 第2の伝動ホイール本体
231 第2のフィードバック部
232 第2の磁気面
233 第2の磁気手段
234 第2の磁気連動部
235 第2の磁極
3 センサユニット
31 センサ基板
32 メインセンサアセンブリ
321 メイン磁気検知手段
33 第1のセンサアセンブリ
331 第1の磁気検知手段
34 第2のセンサアセンブリ
341 第2の磁気検知手段
4 計算ユニット
L0 メイン軸線
L1 第1の軸線
L2 第2の軸線
L3 配列軸線
【手続補正書】
【提出日】2024-03-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動ユニットと非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットとセンサユニットと計算ユニットとを備えた、非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置であって、
前記駆動ユニットは、駆動本体と、支持台と、前記支持台を通過し、且つ、両端に駆動端部と前記駆動端部の反対側にある接続端部とを有し、前記駆動本体により駆動されて回転する駆動軸とを有するように構成されており、
前記磁気式回転エンコーダユニットは、前記駆動軸を包むように配置されるメイン伝動ホイールと回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイールと、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイールとを有するように構成され、前記メイン伝動ホイールは前記接続端部に固定配置されるメイン伝動ホイール本体と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメインフィードバック部と、前記メイン伝動ホイール本体に固定配置されるメイン磁気連動部とを有し、前記第1の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第1の伝動ホイール本体と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1のフィードバック部と、前記第1の伝動ホイール本体に固定配置される第1の磁気連動部とを有し、前記第2の伝動ホイールは、回転可能に前記支持台に配置される第2の伝動ホイール本体と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2のフィードバック部と、前記第2の伝動ホイール本体に固定配置される第2の磁気連動部とを有し、且つ、前記メイン磁気連動部が磁気を利用して前記第1の磁気連動部及び前記第2の磁気連動部を動かすことにより、前記メイン伝動ホイール本体が回転する際、前記第1の伝動ホイール本体及び前記第2の伝動ホイール本体を連動回転させて前記支持台に対して回転させるように構成されており、
前記センサユニットは、前記メイン伝動ホイールと前記第1の伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとのいずれにも間を開けて配置されるセンサ基板と、前記メインフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記メインフィードバック部の状況を検知して対応するメイン検知信号を生成するメインセンサアセンブリと、前記第1のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第1のフィードバック部の状況を検知して対応する第1の検知信号を生成する第1のセンサアセンブリと、前記第2のフィードバック部に面するように前記センサ基板に配置され、前記第2のフィードバック部の状況を検知して対応する第2の検知信号を生成する第2のセンサアセンブリと、を有するように構成されており、
前記計算ユニットは、前記メインセンサアセンブリと前記第1のセンサアセンブリと前記第2のセンサアセンブリとに信号的に接続し、前記メイン検知信号と前記第1の検知信号と前記第2の検知信号とに基づいて、前記メイン伝動ホイール本体に対応する回転数を算出するように構成されており、
前記メイン伝動ホイールはメイン軸線を中心として回転し、前記第1の伝動ホイールと前記メイン伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとは、前記メイン軸線に直交する配列軸線に沿って間を開けて配列されており、そして前記メイン伝動ホイールは前記第1の伝動ホイールと前記第2の伝動ホイールとの間に位置することを特徴とする非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項2】
前記メイン磁気連動部は、前記メイン伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数のメイン磁極を有し、前記第1の磁気連動部は、前記第1の伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数の第1の磁極を有し、前記第2の磁気連動部は、前記第2の伝動ホイール本体を囲むように固定配置される複数の第2の磁極を有しており、前記第1の磁極の数は前記メイン磁極の数より大であり、前記メイン磁極の数は前記第2の磁極の数より大であることを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項3】
前記メイン磁気連動部と、前記第1の磁気連動部と、前記第2の磁気連動部とは、いずれも略円環状に形成され、そして前記メイン磁気連動部と前記第1の磁気連動部と前記第2の磁気連動部とをそれぞれ構成する各前記メイン磁極と、各前記第1の磁極と、各前記第1の磁極とは、いずれもカーブ面に形成された外周面を有しており、
前記メイン磁気連動部の前記第1の磁気連動部に対する最短距離と、前記メイン磁気連動部の前記第2の磁気連動部に対する最短距離とは実質的に同じであり、各前記メイン磁極の外周面の弧長と、各前記第1の磁極の外周面の弧長と、各前記第2の磁極の外周面の弧長とは実質的に同じであることを特徴とする請求項2に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項4】
前記第1の伝動ホイールは第1の軸線を中心として回転し、前記第2の伝動ホイールは第2の軸線を中心として回転し、前記メイン軸線と前記第1の軸線と前記第2の軸線とは実質的に平行であることを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項5】
前記メインフィードバック部はメイン磁気面と、前記メイン磁気面に位置するメイン磁気手段とを有し、前記第1のフィードバック部は第1の磁気面と、前記第1の磁気面に位置する第1の磁気手段とを有し、前記第2のフィードバック部は第2の磁気面と、前記第2の磁気面に位置する第2の磁気手段とを有しており、
前記メインセンサアセンブリは、前記メイン磁気手段による磁気を感知して前記メイン検知信号を生成し、前記第1のセンサアセンブリは、前記第1の磁気手段による磁気を感知して前記第1の検知信号を生成し、前記第2のセンサアセンブリは、前記第2の磁気手段による磁気を感知して前記第2の検知信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。
【請求項6】
前記メインセンサアセンブリは、前記メイン磁気面に面するメイン磁気検知手段を有し、前記第1のセンサアセンブリは前記第1の磁気面に面する第1の磁気検知手段を有し、前記第2のセンサアセンブリは前記第2の磁気面に面する第2の磁気検知手段を有しており、
前記メイン磁気検知手段と前記第1の磁気検知手段と前記第2の磁気検知手段とは、それぞれ前記メイン磁気手段と前記第1の磁気手段と前記第2の磁気手段とが回転により近づくことによって生成された磁気の感知に用いられ、これにより前記メイン検知信号と前記第1の検知信号と前記第2の検知信号とにそれぞれ変換することを特徴とする請求項5に記載の非接触タイプの磁気式回転エンコーダユニットを有する駆動センサ装置。