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JP6133589B2 - Inductive detection type rotary encoder - Google Patents
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JP6133589B2 - Inductive detection type rotary encoder - Google Patents

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Description

本発明は、ステータに対するロータの回転に伴う物理量の変化を検出し、その変化に基づき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。   The present invention relates to an induction detection type rotary encoder that detects a change in a physical quantity associated with rotation of a rotor relative to a stator and measures a rotation angle of an object based on the change.

誘導検出型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、これらと磁束結合された磁束結合体が配置されたロータとを備える。そして、この誘導検出型ロータリエンコーダにおいて、絶対位置を測定するためには少なくとも4トラック以上が必要とされる(例えば、特許文献1参照)。   The inductive detection type rotary encoder includes a stator in which a transmission winding and a reception winding are disposed, and a rotor in which a magnetic flux coupling body that is magnetically coupled with these is disposed. In this inductive detection type rotary encoder, at least four tracks or more are required to measure the absolute position (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1のように4トラックが同心円状に配置されると、誘導検出型ロータリエンコーダの外径が大きくなる。   However, when the four tracks are arranged concentrically as in Patent Document 1, the outer diameter of the induction detection type rotary encoder becomes large.

特開2011−85504号公報JP 2011-85504 A

本発明は、このような問題点に鑑みされたもので、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。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a miniaturized inductive detection type rotary encoder.

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、回転軸に係合されて前記回転軸と共に回転し前記ステータと軸方向に対向する第1のロータと、前記第1のロータの外周側に配置され前記第1のロータに対して回転可能で前記ステータと軸方向に対向する第2のロータと、前記回転軸の回転を伝達して前記第2のロータを前記第1のロータとは異なる速度で回転させる回転伝達手段と、前記ステータの前記第1ロータの対向面、及び前記第1ロータの前記ステータの対向面に同等の径をもって前記回転軸に対して同軸的に形成された第1の角度検出トラック、及び第2の角度検出トラックと、前記ステータの前記第2ロータの対向面、及び前記第2ロータの前記ステータの対向面に同等の径をもって前記回転軸に対して同軸的に形成された第3の角度検出トラック、及び第4の角度検出トラックとを備え、前記第1の角度検出トラックは、前記第1のロータの1回転でN1回の周期的変化を生成し、前記第2の角度検出トラックは、前記第1のロータの1回転でN2回の周期的変化を生成し、前記第3の角度検出トラックは、前記第2のロータの1回転でN3回の周期的変化を生成し、前記第4の角度検出トラックは、前記第2のロータの1回転でN4回の周期的変化を生成し、N1はN2と異なり、N3はN4と異なることを特徴とする。   An inductive detection type rotary encoder according to the present invention includes a stator, a first rotor that is engaged with a rotation shaft and rotates together with the rotation shaft, and faces the stator in the axial direction, and an outer peripheral side of the first rotor. A second rotor arranged and rotatable with respect to the first rotor and facing the stator in the axial direction; and transmitting the rotation of the rotary shaft to make the second rotor different from the first rotor A rotation transmitting means that rotates at a speed; a first surface of the stator that is coaxially formed with respect to the rotating shaft and having an equivalent diameter on the facing surface of the first rotor of the stator and the facing surface of the stator of the first rotor; The angle detection track, the second angle detection track, the opposing surface of the second rotor of the stator, and the opposing surface of the stator of the second rotor have the same diameter and are coaxial with the rotating shaft A third angle detection track and a fourth angle detection track formed, and the first angle detection track generates a periodic change of N1 times in one rotation of the first rotor, The second angle detection track generates N2 periodic changes per revolution of the first rotor, and the third angle detection track is N3 periodic changes per revolution of the second rotor. A change is generated, and the fourth angle detection track generates N4 periodic changes in one rotation of the second rotor, wherein N1 is different from N2 and N3 is different from N4.

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。   According to the present invention, a miniaturized inductive detection type rotary encoder can be provided.

第1の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the micrometer head 1 which concerns on 1st Embodiment. 同実施の形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ4を構成する第1のロータ42、第2のロータ51の斜視図である。3 is a perspective view of a first rotor 42 and a second rotor 51 that constitute the inductive detection type rotary encoder 4 according to the same embodiment. FIG. 同誘導検出型ロータリエンコーダ4を構成する第1のロータ42、第2のロータ51の分解斜視図である。4 is an exploded perspective view of a first rotor 42 and a second rotor 51 that constitute the same inductive detection type rotary encoder 4. FIG. 同実施の形態に係るステータ41及びロータ42,51の断面図である。It is sectional drawing of the stator 41 and the rotors 42 and 51 which concern on the embodiment. 同実施の形態に係る第1〜第3の送信巻線412a〜412c、第1の受信巻線413a、及び第3の受信巻線413cを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing first to third transmission windings 412a to 412c, a first reception winding 413a, and a third reception winding 413c according to the same embodiment. 同実施の形態に係る受信巻線413aa、413caを示す平面図である。It is a top view which shows receiving winding 413aa and 413ca which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第2の受信巻線413b、及び第4の受信巻線413dを示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd receiving winding 413b and the 4th receiving winding 413d which concern on the embodiment. 同実施の形態に係る受信巻線413ba、413daを示す平面図である。It is a top view which shows receiving winding 413ba and 413da which concern on the embodiment. 同実施の形態に係る第1の磁束結合体422aを示す平面図である。It is a top view which shows the 1st magnetic flux coupling body 422a which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第3の磁束結合体512aを示す平面図である。It is a top view which shows the 3rd magnetic flux coupling body 512a which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第2の磁束結合体422bを示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd magnetic flux coupling body 422b which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第4の磁束結合体512bを示す平面図である。It is a top view which shows the 4th magnetic flux coupling body 512b which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第1〜第3の送信巻線412a〜412cへの電流供給手段を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric current supply means to the 1st-3rd transmission winding 412a-412c which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る第2の送信巻線412bを流れる電流によって第1〜第4の磁束結合体422a,422b,512a,512bに生じる誘導電流を示す概略図である。It is the schematic which shows the induced current which arises in the 1st-4th magnetic flux coupling body 422a, 422b, 512a, 512b by the electric current which flows through the 2nd transmission winding 412b which concerns on the embodiment. 同実施の形態に係る第1及び第3の送信巻線412a,412cを流れる電流によって第1〜第4の磁束結合体422a,422b,512a,512bに生じる誘導電流を示す概略図である。It is the schematic which shows the induced current which arises in the 1st-4th magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, 512a, 512b by the current which flows through the 1st and 3rd transmission windings 412a, 412c concerning the embodiment. 同実施の形態に係る第1〜第4の受信巻線413a〜413dにて得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained by the 1st-4th receiving winding 413a-413d which concerns on the same embodiment. 第1の実施の形態の送受信制御部6および演算処理部7の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission / reception control part 6 and the arithmetic processing part 7 of 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1aを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the micrometer head 1a which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の誘導検出型ロータリエンコーダ4aの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the induction | guidance | derivation detection type rotary encoder 4a of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る第1〜第3の送信巻線412a〜412cへの電流供給手段を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric current supply means to the 1st-3rd transmission windings 412a-412c which concern on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の送受信制御部6および演算処理部7の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission / reception control part 6 and the arithmetic processing part 7 of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して、本発明に係る誘導検出型ロータリエンコーダの一実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of an inductive detection type rotary encoder according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
先ず、図1を参照して、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4を搭載したマイクロメータヘッド1の全体構成について説明する。図1は、第1の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1を示す断面図である。
[First Embodiment]
First, an overall configuration of a micrometer head 1 equipped with an inductive detection type rotary encoder 4 according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a micrometer head 1 according to a first embodiment.

マイクロメータヘッド1は、本体2、本体2から延びるスピンドル3、スピンドル3を中心に設けられた誘導検出型ロータリエンコーダ4を有する。また、マイクロメータヘッド1は、送受信制御部6、演算処理部7、及び表示部8を有する。送受信制御部6は、誘導検出型ロータリエンコーダ4との間の送受信を制御する。演算処理部7は、送受信制御部6(誘導検出型ロータリエンコーダ4)からの信号に基づき演算処理を実行する。表示部8は、演算処理部7による演算結果を表示する。   The micrometer head 1 includes a main body 2, a spindle 3 extending from the main body 2, and an inductive detection type rotary encoder 4 provided around the spindle 3. The micrometer head 1 includes a transmission / reception control unit 6, an arithmetic processing unit 7, and a display unit 8. The transmission / reception control unit 6 controls transmission / reception with the induction detection type rotary encoder 4. The arithmetic processing unit 7 executes arithmetic processing based on a signal from the transmission / reception control unit 6 (inductive detection type rotary encoder 4). The display unit 8 displays the calculation result by the calculation processing unit 7.

本体2は、略円筒状に形成され、内部に収納空間21,22を備えている。収納空間21、22は、中仕切り板23で仕切られている。この略円筒状の本体2のスピンドル先端側(図中、左側)の壁および中仕切り板23には、それぞれスピンドル3が貫通する貫通孔24,25が形成され、本体2の基端側(図中、右側)の端部には、雌ねじ26が形成されている。これらの貫通孔24,25および雌ねじ26は、同軸上に配置されている。   The main body 2 is formed in a substantially cylindrical shape and includes storage spaces 21 and 22 therein. The storage spaces 21 and 22 are partitioned by a partition plate 23. Through holes 24 and 25 through which the spindle 3 passes are respectively formed in the wall on the spindle front end side (left side in the figure) of the substantially cylindrical main body 2 and the partition plate 23, and the base end side (see FIG. A female screw 26 is formed at the end of the middle and right side. The through holes 24 and 25 and the female screw 26 are arranged coaxially.

スピンドル3は、略円柱状に形成され、先端部に被測定物(不図示)との接触面31を有し、基端部につまみ部32を有する。このつまみ部32は、スピンドル3を外部から回転操作するためのものである。そして、スピンドル3は、本体2の貫通孔24,25に挿通され、本体2から両端が突出した状態となっている。また、スピンドル3の外周には送りねじ33が形成され、本体2の雌ねじ26に螺合されている。このようにして、つまみ部32が回転されると、送りねじ33と雌ねじ26との螺合によって、スピンドル3が貫通孔24,25に沿って進退するようになっている。送りねじ33は、例えば、0.5mmピッチで40回転分形成され、スピンドル3を20mm進退させることができる。また、スピンドル3の略中央部には、軸方向に沿って直線状のキー溝34が形成されている。   The spindle 3 is formed in a substantially cylindrical shape, has a contact surface 31 with an object to be measured (not shown) at a distal end portion, and a knob portion 32 at a proximal end portion. The knob portion 32 is for rotating the spindle 3 from the outside. The spindle 3 is inserted into the through holes 24 and 25 of the main body 2, and both ends protrude from the main body 2. A feed screw 33 is formed on the outer periphery of the spindle 3 and is screwed to the female screw 26 of the main body 2. In this way, when the knob portion 32 is rotated, the spindle 3 is advanced and retracted along the through holes 24 and 25 by the screwing of the feed screw 33 and the female screw 26. The feed screw 33 is formed, for example, for 40 rotations at a pitch of 0.5 mm, and can move the spindle 3 forward and backward by 20 mm. Further, a linear key groove 34 is formed in the substantially central portion of the spindle 3 along the axial direction.

続いて、図1〜図3を参照して、誘導検出型ロータリエンコーダ4を構成する第1のロータ42、第2のロータ51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4を構成する第1のロータ42、第2のロータ51の斜視図である。図3は、誘導検出型ロータリエンコーダ4の分解斜視図である。誘導検出型ロータリエンコーダ4は、図1に示すように、第1のロータリエンコーダ40と、第2のロータリエンコーダ50とから構成され、本体2の収納空間22に収納されている。   Next, the configuration of the first rotor 42 and the second rotor 51 constituting the inductive detection type rotary encoder 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view of the first rotor 42 and the second rotor 51 that constitute the inductive detection type rotary encoder 4. FIG. 3 is an exploded perspective view of the inductive detection type rotary encoder 4. As shown in FIG. 1, the inductive detection type rotary encoder 4 includes a first rotary encoder 40 and a second rotary encoder 50, and is stored in the storage space 22 of the main body 2.

第1のロータリエンコーダ40は、ステータ41と、第1のロータ42と、第1の回転円筒43とを備えている。   The first rotary encoder 40 includes a stator 41, a first rotor 42, and a first rotating cylinder 43.

ステータ41は、円板の中央にスピンドル3が挿通される挿通孔44を有し、中仕切り板23に固定されている。具体的には、ステータ41は、中仕切り板23の貫通孔25周りに形成された縁部材27に外嵌されている。   The stator 41 has an insertion hole 44 through which the spindle 3 is inserted in the center of the disk, and is fixed to the partition plate 23. Specifically, the stator 41 is externally fitted to an edge member 27 formed around the through hole 25 of the partition plate 23.

第1のロータ42は、円板の中央にスピンドル3が挿通される挿通孔45を有し、ステータ41と所定寸法だけ離れた位置に、ステータ41に軸方向に対向して配置されている。   The first rotor 42 has an insertion hole 45 through which the spindle 3 is inserted in the center of the disk, and is disposed opposite to the stator 41 by a predetermined dimension and facing the stator 41 in the axial direction.

第1の回転円筒43は、当該第1の回転円筒43にスピンドル3が挿通された状態で、ステータ41よりもスピンドル3の先端側に配設され、第1のロータ42をスピンドル3の軸周りに回転可能に支持している。すなわち、第1の回転円筒43のステータ41側の端部には、スピンドル3の外周に沿ってロータ支持部46が形成され、このロータ支持部46の外周に第1のロータ42が外嵌されている。   The first rotating cylinder 43 is disposed closer to the tip of the spindle 3 than the stator 41 in a state where the spindle 3 is inserted through the first rotating cylinder 43, and the first rotor 42 is arranged around the axis of the spindle 3. It is rotatably supported. That is, the rotor support portion 46 is formed along the outer periphery of the spindle 3 at the end portion of the first rotating cylinder 43 on the stator 41 side, and the first rotor 42 is fitted on the outer periphery of the rotor support portion 46. ing.

また、第1の回転円筒43は、外周から中心に向かって螺入されたねじ状のキー47を備えている。このキー47の先端は、第1の回転円筒43の内周から突出し、スピンドル3の外周のキー溝34と係合している。すなわち、スピンドル3が回転すると、スピンドル3のキー溝34にキー47が係合していることから、第1の回転円筒43はスピンドル3と同期して回転するようになっている。   The first rotating cylinder 43 includes a screw-like key 47 screwed from the outer periphery toward the center. The tip of the key 47 protrudes from the inner periphery of the first rotating cylinder 43 and engages with the key groove 34 on the outer periphery of the spindle 3. That is, when the spindle 3 rotates, the key 47 is engaged with the key groove 34 of the spindle 3, so that the first rotating cylinder 43 rotates in synchronization with the spindle 3.

また、第1の回転円筒43の外周には、第1の歯車48が形成されている。この歯車48は、第1の回転円筒43においてスピンドル3の先端側の端部に設けられ、回転円筒43の他の部分の外周よりも大きい外径寸法を有している。第1の歯車48の歯数は、例えば、40枚に設定されている。   A first gear 48 is formed on the outer periphery of the first rotating cylinder 43. The gear 48 is provided at the end of the first rotating cylinder 43 on the tip side of the spindle 3 and has a larger outer diameter than the outer periphery of the other part of the rotating cylinder 43. The number of teeth of the first gear 48 is set to 40, for example.

第2のロータリエンコーダ50は、前述のステータ41と、第2のロータ51と、第2の回転円筒(保持体)52と、中継歯車53とを備えている。   The second rotary encoder 50 includes the aforementioned stator 41, the second rotor 51, a second rotating cylinder (holding body) 52, and a relay gear 53.

ステータ41は、第1のロータリエンコーダ40のステータ41であり、ロータリエンコーダ40、50に共通する部品となっている。   The stator 41 is the stator 41 of the first rotary encoder 40 and is a component common to the rotary encoders 40 and 50.

第2のロータ51は、円板の中央に第1のロータ42を配置可能な孔54を有し、当該第1のロータ42の外周に、それを取り囲むように配置されている。また、第2のロータ51は、第1のロータ42と同様に、ステータ41と所定寸法だけ離れた位置に、ステータ41に軸方向に対向して配置されている。このように、各ロータ42,51のステータ41と対向する面同士が略同一平面を形成している。   The 2nd rotor 51 has the hole 54 which can arrange | position the 1st rotor 42 in the center of a disc, and is arrange | positioned so that the outer periphery of the said 1st rotor 42 may surround it. Similarly to the first rotor 42, the second rotor 51 is disposed so as to face the stator 41 in the axial direction at a position separated from the stator 41 by a predetermined dimension. In this way, the surfaces of the rotors 42 and 51 facing the stator 41 form substantially the same plane.

第2の回転円筒52は、第1の回転円筒43(第1の歯車48を除く部分)が内部に挿通された状態で、当該第1の回転円筒43に支持されている。この第2の回転円筒52のステータ41側の端部に、第2のロータ51が貼付されている。このようにして、第2のロータ51がスピンドル3の軸周りに回転可能に支持されている。すなわち、第1のロータ42、第2のロータ51は、それぞれ内側と外側に配置されて2重円筒構造を構成している。   The second rotating cylinder 52 is supported by the first rotating cylinder 43 with the first rotating cylinder 43 (excluding the first gear 48) inserted therein. A second rotor 51 is affixed to the end of the second rotating cylinder 52 on the stator 41 side. In this way, the second rotor 51 is supported so as to be rotatable around the spindle 3. That is, the first rotor 42 and the second rotor 51 are disposed on the inner side and the outer side, respectively, to form a double cylindrical structure.

また、第2の回転円筒52の外周には、第2の歯車55が形成されている。この歯車55は、第2の回転円筒52においてスピンドル3の先端側の端部に設けられ、第1の回転円筒43の歯車48と略同じ外径寸法を有している。第2の歯車55の歯数は、例えば、41枚に設定され、第1の歯車48の歯数より1枚だけ大きくなっている。   A second gear 55 is formed on the outer periphery of the second rotating cylinder 52. The gear 55 is provided at the end of the spindle 3 in the second rotating cylinder 52 and has substantially the same outer diameter as the gear 48 of the first rotating cylinder 43. The number of teeth of the second gear 55 is set to 41, for example, and is larger by one than the number of teeth of the first gear 48.

中継歯車53は、本体2に回転可能に支持され、第1の歯車48と第2の歯車55との両方に噛合した状態で配置されている。すなわち、中継歯車53は、第1の歯車48に噛合する第1の中継歯車53Aと、第2の歯車55に噛合する第2の中継歯車53Bと、これらの中継歯車53A,53Bを同一軸上に軸支する軸部53Cとを有して構成されている。中継歯車53A,53Bの各歯数は同数に設定され、例えば12枚となっている。ここで、一対の歯車となる第1の歯車48および第1の中継歯車53Aの各モジュールは一致しており、他の一対の歯車となる第2の歯車55および第2の中継歯車53Bの各モジュールも一致しており、これによって、第1の回転円筒43が回転すると、中継歯車53を介して、第2の回転円筒52が円滑に回転できるようになっている。   The relay gear 53 is rotatably supported by the main body 2 and is disposed in a state where it is engaged with both the first gear 48 and the second gear 55. That is, the relay gear 53 includes a first relay gear 53A that meshes with the first gear 48, a second relay gear 53B that meshes with the second gear 55, and these relay gears 53A and 53B on the same axis. And a shaft portion 53 </ b> C that pivotally supports the shaft. The number of teeth of the relay gears 53A and 53B is set to the same number, for example, 12 pieces. Here, the modules of the first gear 48 and the first relay gear 53A that form a pair of gears coincide with each other, and the modules of the second gear 55 and the second relay gear 53B that form the other pair of gears. The modules also coincide with each other, so that when the first rotating cylinder 43 rotates, the second rotating cylinder 52 can smoothly rotate via the relay gear 53.

この際、歯車48と歯車55との歯数の違いによって、各ロータ42,51は、異なる速さで回転する。例えば、本実施の形態のように歯車48の歯数を40枚として、歯車55の歯数を41枚とした場合には、スピンドル3が進退移動範囲内で40回転する間に、第1のロータ42は40回転し、第2のロータ51は39回転する。   At this time, due to the difference in the number of teeth between the gear 48 and the gear 55, the rotors 42 and 51 rotate at different speeds. For example, when the number of teeth of the gear 48 is 40 and the number of teeth of the gear 55 is 41 as in the present embodiment, the first rotation is performed while the spindle 3 rotates 40 times within the advancing / retreating movement range. The rotor 42 rotates 40 times, and the second rotor 51 rotates 39 times.

また、第1のロータリエンコーダ40および第2のロータリエンコーダ50は、それぞれのロータ42、51の一回転以内の絶対角度を検出可能となっている。すなわち、ステータ41は、第1のロータ42の一回転あたり一周期の変化を示す位相信号を出力する。そして、第1のロータ42はスピンドル3と同期して回転するので、第1のロータ42に関する位相信号は、スピンドル3の一回転によって本発明の第1の周期の変化を示す。例えば、スピンドル3が40回転する間に40周期の変化を示す。   Further, the first rotary encoder 40 and the second rotary encoder 50 can detect an absolute angle within one rotation of the respective rotors 42 and 51. That is, the stator 41 outputs a phase signal indicating a change in one cycle per rotation of the first rotor 42. Since the first rotor 42 rotates in synchronization with the spindle 3, the phase signal related to the first rotor 42 indicates a change in the first cycle of the present invention by one rotation of the spindle 3. For example, a change of 40 cycles is shown while the spindle 3 rotates 40 times.

ステータ41は、第2のロータ51についても一回転あたり一周期の変化を示す位相信号を出力する。そして、第2のロータ51はスピンドル3が40回転する間に39回転するので、第2のロータ51に関する位相信号は、スピンドル3の40回転によって39周期の変化を示す。   The stator 41 also outputs a phase signal indicating a change in one cycle per rotation for the second rotor 51. Since the second rotor 51 rotates 39 times while the spindle 3 rotates 40 times, the phase signal related to the second rotor 51 shows a change of 39 cycles due to 40 rotations of the spindle 3.

次に、図4を参照して、ステータ41、第1のロータ42及び第2のロータ51の構成について説明する。図4は、ステータ41、第1のロータ42及び第2のロータ51の断面図である。   Next, the configuration of the stator 41, the first rotor 42, and the second rotor 51 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the stator 41, the first rotor 42, and the second rotor 51.

ステータ41は、図4に示すように、積層された絶縁層411A〜411Dを有する。ステータ41は、絶縁層411Aのロータ42,51側の表面に第1〜第3の送信巻線412a〜412cを有する。第1〜第3の送信巻線412a〜412cは挿通孔44を中心として環状に形成されている。   As illustrated in FIG. 4, the stator 41 includes stacked insulating layers 411 </ b> A to 411 </ b> D. The stator 41 has first to third transmission windings 412a to 412c on the surface of the insulating layer 411A on the rotors 42 and 51 side. The first to third transmission windings 412 a to 412 c are formed in an annular shape around the insertion hole 44.

また、ステータ41は、ロータ42,51側の絶縁層411Aに第1の受信巻線413aを有し、中間の絶縁層411Cに第2の受信巻線413bを有する。また、ステータ41は、絶縁層411Aに第3の受信巻線413cを有し、絶縁層411Cに第4の受信巻線413dを有する。第1、第3の受信巻線413a、413cの一部は、絶縁層411Aのロータ42,51側の表面に形成され、第1、第3の受信巻線413a、413cの残りの部分は絶縁層411Bのロータ42,51側の表面に形成され、両者は絶縁層411A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、第4の受信巻線413b、413dの一部は絶縁層411Cのロータ42,51側の表面に形成され、第2、第4の受信巻線413b、413dの残りの部分は絶縁層411Dのロータ42,51側の表面に形成され、両者は絶縁層411C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。   Further, the stator 41 has a first reception winding 413a on the insulating layer 411A on the rotor 42, 51 side, and a second reception winding 413b on the intermediate insulating layer 411C. The stator 41 has a third reception winding 413c in the insulating layer 411A and a fourth reception winding 413d in the insulating layer 411C. Part of the first and third reception windings 413a and 413c is formed on the surface of the insulating layer 411A on the rotor 42 and 51 side, and the remaining part of the first and third reception windings 413a and 413c is insulated. It is formed on the surface of the layer 411B on the side of the rotors 42 and 51, and both are connected to each other by through holes or vias that penetrate the insulating layer 411A. Part of the second and fourth reception windings 413b and 413d is formed on the surface of the insulating layer 411C on the rotor 42 and 51 side, and the remaining part of the second and fourth reception windings 413b and 413d is the insulation layer. 411D is formed on the surface of the rotors 42 and 51, and both are connected to each other by through holes or vias penetrating the insulating layer 411C.

第1〜第4の受信巻線413a〜413dは挿通孔44を中心として環状に形成されている。第1、第2の受信巻線413a、413bは、同等の径を有し、絶縁層411B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。第3、第4の受信巻線413c、413dは、第1、第2の受信巻線413a、413bよりもステータ41の外周側に設けられる。第3、第4の受信巻線413c、413dは、同等の径を有し、絶縁層411B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。   The first to fourth reception windings 413 a to 413 d are formed in an annular shape with the insertion hole 44 as the center. The first and second receiving windings 413a and 413b have the same diameter and are stacked at positions overlapping each other in the stacking direction via the insulating layer 411B. The third and fourth reception windings 413c and 413d are provided closer to the outer periphery of the stator 41 than the first and second reception windings 413a and 413b. The third and fourth reception windings 413c and 413d have the same diameter and are stacked at positions overlapping each other in the stacking direction via the insulating layer 411B.

一方、第1のロータ42は、図4に示すように、積層された絶縁層421A及び421Bを有する。第1のロータ42は、絶縁層421Aのステータ41側の表面に第1の磁束結合体422aを有し、絶縁層421Bのステータ41側の表面に第2の磁束結合体422bを有する。第1の磁束結合体422a、及び第2の磁束結合体422bは挿通孔45を中心として環状に形成されている。第1、第2の磁束結合体422a、422bは、同等の径を有し、絶縁層421A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。   On the other hand, the first rotor 42 has laminated insulating layers 421A and 421B as shown in FIG. The first rotor 42 has a first magnetic flux coupling body 422a on the surface of the insulating layer 421A on the stator 41 side, and has a second magnetic flux coupling body 422b on the surface of the insulating layer 421B on the stator 41 side. The first magnetic flux coupling body 422a and the second magnetic flux coupling body 422b are formed in an annular shape with the insertion hole 45 as the center. The first and second magnetic flux coupling bodies 422a and 422b have the same diameter and are stacked at positions overlapping each other in the stacking direction via the insulating layer 421A.

第2のロータ51は、図4に示すように、積層された絶縁層511A及び511Bを有する。第2のロータ51は、絶縁層511Aのステータ41側の表面に第3の磁束結合体512aを有し、絶縁層511Bのステータ41側の表面に第4の磁束結合体512bを有する。第3の磁束結合体512a、及び第4の磁束結合体512bは孔54を中心として環状に形成されている。第3、第4の磁束結合体512a、512bは、同等の径を有し、絶縁層511A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。   As shown in FIG. 4, the second rotor 51 includes stacked insulating layers 511A and 511B. The second rotor 51 has a third magnetic flux coupling body 512a on the surface of the insulating layer 511A on the stator 41 side, and has a fourth magnetic flux coupling body 512b on the surface of the insulating layer 511B on the stator 41 side. The third magnetic flux coupling body 512 a and the fourth magnetic flux coupling body 512 b are formed in an annular shape with the hole 54 as the center. The third and fourth magnetic flux coupling bodies 512a and 512b have the same diameter and are stacked at positions overlapping each other in the stacking direction via the insulating layer 511A.

第1〜第3の送信巻線412a〜412cは、電流方向が周期的に変化する送信電流を時分割で流し、これにより発生する磁界を第1〜第4の磁束結合体422a、422b、512a、512bに与える。   The first to third transmission windings 412a to 412c flow a transmission current whose current direction changes periodically in a time-sharing manner, and generate a magnetic field generated thereby by the first to fourth magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, and 512a. 512b.

第1、第2の磁束結合体422a、422bは、第1、第2の送信巻線412a、412b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3、第4の磁束結合体512a、512bは、第2、第3の送信巻線412b、412c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。   The first and second magnetic flux coupling bodies 422a and 422b generate an induced current based on the magnetic field generated by the transmission current flowing through the first and second transmission windings 412a and 412b. The third and fourth magnetic flux coupling bodies 512a and 512b generate an induced current based on the magnetic field generated by the transmission current flowing through the second and third transmission windings 412b and 412c.

第1の受信巻線413aは、第2の送信巻線412bと第1の磁束結合体422aとの磁束結合により第1の磁束結合体422a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413bは、第1の送信巻線412aと第2の磁束結合体422bとの磁束結合により第2の磁束結合体422b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。   The first reception winding 413a has a magnetic flux coupling based on an induced current generated in the first magnetic flux coupling body 422a by the magnetic flux coupling between the second transmission winding 412b and the first magnetic flux coupling body 422a. The induced voltage generated by is detected. The second reception winding 413b has a magnetic flux coupling based on an induced current generated in the second magnetic flux coupling body 422b by the magnetic flux coupling between the first transmission winding 412a and the second magnetic flux coupling body 422b. The induced voltage generated by is detected.

第3の受信巻線413cは、第3の送信巻線412cと第3の磁束結合体512aとの磁束結合により第3の磁束結合体512a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4の受信巻線413dは、第2の送信巻線412bと第4の磁束結合体512bとの磁束結合により第4の磁束結合体512b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。   The third reception winding 413c has a magnetic flux coupling based on an induced current generated in the third magnetic flux coupling body 512a by the magnetic flux coupling between the third transmission winding 412c and the third magnetic flux coupling body 512a. The induced voltage generated by is detected. The fourth reception winding 413d has a magnetic flux coupling based on an induction current generated in the fourth magnetic flux coupling body 512b by the magnetic flux coupling between the second transmission winding 412b and the fourth magnetic flux coupling body 512b. The induced voltage generated by is detected.

図4において、第1の受信巻線413aは、第1の磁束結合体422aと対向する。また、第2の受信巻線413bと第2の磁束結合体422bとの間には、第1の受信巻線413a及び第1の磁束結合体422aが配置される。この配置によって、第1の受信巻線413a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413a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。   In FIG. 4, the first receiving winding 413a faces the first magnetic flux coupling body 422a. Further, the first reception winding 413a and the first magnetic flux coupling body 422a are arranged between the second reception winding 413b and the second magnetic flux coupling body 422b. With this arrangement, the signal intensity received by the first reception winding 413a can be increased. This arrangement is preferable when the reception signal of the first reception winding 413a affects the measurement accuracy.

同様に、図4において、第3の受信巻線413cは、第3の磁束結合体512aと対向する。また、第4の受信巻線413dと第4の磁束結合体512bとの間には、第3の受信巻線413c及び第3の磁束結合体512aが配置される。この配置によって、第3の受信巻線413cで受信する信号強度を高くすることができる。第3の受信巻線413c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。   Similarly, in FIG. 4, the third reception winding 413 c faces the third magnetic flux coupling body 512 a. Further, the third reception winding 413c and the third magnetic flux coupling body 512a are arranged between the fourth reception winding 413d and the fourth magnetic flux coupling body 512b. With this arrangement, the signal strength received by the third reception winding 413c can be increased. This arrangement is preferable when the reception signal of the third reception winding 413c affects the measurement accuracy.

次に、第1〜第3の送信巻線421a〜412c、第1〜第4の受信巻線413a〜413d、第1〜第4の磁束結合体422a、422b、512a、512bの平面的形状について説明する。   Next, planar shapes of the first to third transmission windings 421a to 412c, the first to fourth reception windings 413a to 413d, and the first to fourth magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, 512a, and 512b are described. explain.

図5は第1〜第3の送信巻線412a〜412c及び第1、第3の受信巻線413a、413cを示す平面図である。第1〜第3の送信巻線412a〜412cは、図5に示すように、スピンドル3に対して同軸的に形成され、略円形の電流経路を持つ。第2の送信巻線412bは第1の送信巻線412aの外周側に形成され、第3の送信巻線412cは第2の送信巻線412bの外周側に形成される。   FIG. 5 is a plan view showing the first to third transmission windings 412a to 412c and the first and third reception windings 413a and 413c. As shown in FIG. 5, the first to third transmission windings 412 a to 412 c are formed coaxially with the spindle 3 and have a substantially circular current path. The second transmission winding 412b is formed on the outer peripheral side of the first transmission winding 412a, and the third transmission winding 412c is formed on the outer peripheral side of the second transmission winding 412b.

第1、第3の受信巻線413a、413cは、図5に示すように、スピンドル3に対して同軸的に環状に形成される。第1の受信巻線413aは、第1の送信巻線412aの外周側であり、且つ第2の送信巻線412bの内周側である位置に設けられる。第3の受信巻線413cは、第2の送信巻線412bの外周側であり、且つ第3の送信巻線412cの内周側である位置に設けられる。すなわち、第3の受信巻線413cは、第1の受信巻線413aの外周に設けられる。第1、第3の受信巻線413a、413cは、各々、回転方向に位相を異ならせた3つの受信巻線413aa〜413ac、413ca〜413ccにて構成される。受信巻線413aa〜413ac、413ca〜413ccは、それぞれ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411A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。   As shown in FIG. 5, the first and third reception windings 413 a and 413 c are formed coaxially and annularly with respect to the spindle 3. The first reception winding 413a is provided at a position on the outer peripheral side of the first transmission winding 412a and on the inner peripheral side of the second transmission winding 412b. The third reception winding 413c is provided at a position on the outer peripheral side of the second transmission winding 412b and on the inner peripheral side of the third transmission winding 412c. That is, the third reception winding 413c is provided on the outer periphery of the first reception winding 413a. Each of the first and third reception windings 413a and 413c is composed of three reception windings 413aa to 413ac and 413ca to 413cc whose phases are different in the rotation direction. The reception windings 413aa to 413ac and 413ca to 413cc are arranged such that portions intersecting each other are arranged vertically via an insulating layer 411A so that the intersection portions are not short-circuited, and are connected through through holes or via holes, respectively. Insulated and separated.

次に、図6を参照して、受信巻線413aa、413caの形状について説明する。図6は受信巻線413aa、413caを示す平面図である。   Next, the shapes of the reception windings 413aa and 413ca will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing the reception windings 413aa and 413ca.

受信巻線413aaは、図6に示すように、ロータ42,51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413aaにおいて、図6に示す例では、菱型状の対PA1は10個(N1)設けられる。なお、受信巻線413ab、413acも受信巻線413aaと同様の形状を有する。   As shown in FIG. 6, the reception winding 413aa has a loop shape (diamond shape) that periodically changes with a pitch λ1 in the rotation direction of the rotors 42 and 51. In the receiving winding 413aa, in the example shown in FIG. 6, ten (N1) diamond-shaped pairs PA1 are provided. The reception windings 413ab and 413ac have the same shape as the reception winding 413aa.

受信巻線413caは、図6に示すように、ロータ42,51の回転方向にピッチλ3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413caにおいて、図6に示す例では、菱型状の対PA3は10個(N3)設けられる。なお、受信巻線413cb、413ccも受信巻線413caと同様の形状を有する。   As shown in FIG. 6, the reception winding 413 ca has a loop shape (diamond shape) that periodically changes with a pitch λ 3 in the rotation direction of the rotors 42 and 51. In the receiving winding 413ca, in the example shown in FIG. 6, ten (N3) diamond-shaped pairs PA3 are provided. The reception windings 413cb and 413cc have the same shape as the reception winding 413ca.

次に、図7を参照して、第2、第4の受信巻線413b、413dの形状について説明する。図7は第2、第4の受信巻線413b、413dを示す平面図である。   Next, the shapes of the second and fourth reception windings 413b and 413d will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing the second and fourth reception windings 413b and 413d.

第2、第4の受信巻線413b、413dは、図7に示すように、スピンドル3に対して同軸的に環状に形成される。第2の受信巻線413bは、第1の受信巻線413aと積層方向に重なるように形成される。第4の受信巻線413dは、第3の受信巻線413bの外周側に位置し、第3の受信巻線413cと積層方向に重なるように形成される。第2、第4の受信巻線413b、413dは、各々、回転方向に位相を異ならせた3つの受信巻線413ba〜413bc、413da〜413dcにて構成される。受信巻線413ba〜413bc、413da〜413dcは、それぞれ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411C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。   As shown in FIG. 7, the second and fourth reception windings 413 b and 413 d are formed coaxially and annularly with respect to the spindle 3. The second reception winding 413b is formed so as to overlap the first reception winding 413a in the stacking direction. The fourth reception winding 413d is located on the outer peripheral side of the third reception winding 413b, and is formed so as to overlap the third reception winding 413c in the stacking direction. The second and fourth reception windings 413b and 413d are respectively configured by three reception windings 413ba to 413bc and 413da to 413dc whose phases are different in the rotation direction. The receiving windings 413ba to 413bc and 413da to 413dc are arranged such that the intersecting portions are arranged vertically via the insulating layer 411C so that the intersecting portions are not short-circuited, and are connected by through holes or via holes, respectively. Insulated and separated.

次に、図8を参照して、受信巻線413ba、413daの形状について説明する。図8は受信巻線413ba、413daを示す平面図である。   Next, the shapes of the reception windings 413ba and 413da will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view showing the reception windings 413ba and 413da.

受信巻線413baは、図8に示すように、ロータ42,51の回転方向にピッチλ1と異なるピッチλ2(λ2≠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413baにおいて、図8に示す例では、菱型状の対PA2は9個(N2)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413bb、413bcも受信巻線413baと同様の形状を有する。   As shown in FIG. 8, the reception winding 413ba has a loop shape (diamond shape) that periodically changes with a pitch λ2 (λ2 ≠ λ1) different from the pitch λ1 in the rotation direction of the rotors 42 and 51. In the receiving winding 413ba, in the example shown in FIG. 8, nine (N2) diamond-shaped pairs PA2 are provided. In the present embodiment, the pitch λ1 is shorter than the pitch λ2 (λ1 <λ2). The reception windings 413bb and 413bc have the same shape as the reception winding 413ba.

受信巻線413daは、図8に示すように、ロータ42,51の回転方向にピッチλ3と異なるピッチλ4(λ4≠λ3)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413daにおいて、図8に示す例では、菱型状の対PA4は9個(N4)設けられる。本実施の形態において、ピッチλ3はピッチλ4よりも短い(λ3<λ4)。なお、受信巻線413db、413dcも受信巻線413daと同様の形状を有する。   As shown in FIG. 8, the reception winding 413da has a loop shape (diamond shape) that periodically changes with a pitch λ4 (λ4 ≠ λ3) different from the pitch λ3 in the rotation direction of the rotors 42 and 51. In the receiving winding 413da, in the example shown in FIG. 8, nine (N4) diamond-shaped pairs PA4 are provided. In the present embodiment, the pitch λ3 is shorter than the pitch λ4 (λ3 <λ4). The reception windings 413db and 413dc have the same shape as the reception winding 413da.

次に、図9Aを参照して、第1の磁束結合体422aの形状について説明する。図9Aは第1の磁束結合体422aを示す平面図である。第1の磁束結合体422aは、図9Aに示すように、スピンドル3に対して同軸的に形成され、第1の受信巻線413a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422aは、第1の受信巻線413aと同じピッチλ1をもってロータ42,51の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の配線部分と、この歯車状の配線部分に内接する円形状の配線部分とが重なった形状の配線を有する。より具体的に、第1の磁束結合体422aは、スピンドル3に近づく方向に窪む凹部422aaと、スピンドル3から離れる方向に突出する凸部422abとを交互に構成する。また、第1の磁束結合体422aは、複数の凹部422aaを連結する円環状の連結部422acを有する。即ち、複数の凹部422aa及び凸部422abは歯車状の電流経路を形成し、複数の凹部422aa及び連結部422acは円環状の電流経路を形成する。図9Aに示す例では、凹部422aa、凸部422ab及び連結部422acの組合せPA5は10個(N1)設けられる。   Next, the shape of the first magnetic flux coupling body 422a will be described with reference to FIG. 9A. FIG. 9A is a plan view showing the first magnetic flux coupling body 422a. As shown in FIG. 9A, the first magnetic flux coupling body 422a is formed coaxially with the spindle 3, and is formed so as to overlap the first reception winding 413a via a gap. The first magnetic flux coupling body 422a has a continuous gear-shaped wiring portion that periodically changes in the rotation direction of the rotors 42 and 51 at the same pitch λ1 as the first receiving winding 413a, and the gear-shaped wiring portion. A wiring having a shape overlapping an inscribed circular wiring portion is provided. More specifically, the first magnetic flux coupling body 422a alternately includes concave portions 422aa that are recessed in a direction approaching the spindle 3 and convex portions 422ab that protrude in a direction away from the spindle 3. The first magnetic flux coupling body 422a has an annular coupling portion 422ac that couples the plurality of recesses 422aa. That is, the plurality of concave portions 422aa and the convex portions 422ab form a gear-shaped current path, and the plurality of concave portions 422aa and the connecting portion 422ac form an annular current path. In the example shown in FIG. 9A, ten (N1) combinations PA5 of the concave portion 422aa, the convex portion 422ab, and the connecting portion 422ac are provided.

次に、図9Bを参照して、第3の磁束結合体512aの形状について説明する。図9Bは第3の磁束結合体512aを示す平面図である。第3の磁束結合体512aは、図9Bに示すように、スピンドル3に対して同軸的に形成され、第3の受信巻線413cと空隙を介して重なるように形成される。第3の磁束結合体512aは、第3の受信巻線413cと同じピッチλ3をもってロータ42,51の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の配線部分と、この歯車状の配線部分に内接する円形状の配線部分とが重なった形状の配線を有する。より具体的に、第3の磁束結合体512aは、スピンドル3に近づく方向に窪む凹部512aaと、スピンドル3から離れる方向に突出する凸部512abとを交互に構成する。また、第3の磁束結合体512aは、複数の凹部512aaを連結する円環状の連結部512acを有する。即ち、複数の凹部512aa及び凸部512abは歯車状の電流経路を形成し、複数の凹部512aa及び連結部512acは円環状の電流経路を形成する。図9Bに示す例では、凹部512aa、凸部512ab及び連結部512acの組合せPA6は10個(N3)設けられる。   Next, the shape of the third magnetic flux coupling body 512a will be described with reference to FIG. 9B. FIG. 9B is a plan view showing the third magnetic flux coupling body 512a. As shown in FIG. 9B, the third magnetic flux coupling body 512a is formed coaxially with the spindle 3, and is formed so as to overlap the third reception winding 413c via a gap. The third magnetic flux coupling body 512a includes a continuous gear-shaped wiring portion that periodically changes in the rotation direction of the rotors 42 and 51 at the same pitch λ3 as the third reception winding 413c, and the gear-shaped wiring portion. A wiring having a shape overlapping an inscribed circular wiring portion is provided. More specifically, the third magnetic flux coupling body 512 a alternately includes concave portions 512 aa that are recessed in a direction approaching the spindle 3 and convex portions 512 ab that protrude in a direction away from the spindle 3. The third magnetic flux coupling body 512a has an annular coupling portion 512ac that couples the plurality of recesses 512aa. That is, the plurality of recesses 512aa and the protrusions 512ab form a gear-shaped current path, and the plurality of recesses 512aa and the connection part 512ac form an annular current path. In the example shown in FIG. 9B, ten (N3) combinations PA6 of the recesses 512aa, the protrusions 512ab, and the connection parts 512ac are provided.

次に、図10Aを参照して、第2の磁束結合体422bの形状について説明する。図10Aは第2の磁束結合体422bを示す平面図である。第2の磁束結合体422bは、図10Aに示すように、スピンドル3に対して同軸的に形成され、第1の磁束結合体422aと絶縁層421A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422bは、ピッチλ2をもってロータ42,51の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の配線部分と、この歯車状の配線部分に外接する円形状の配線部分とが重なった形状の配線を有する。より具体的に、第2の磁束結合体422bは、スピンドル3に近づく方向に窪む凹部422baと、スピンドル3から離れる方向に突出する凸部422bbとを交互に構成する。また、第2の磁束結合体422bは、複数の凸部422bbを連結する円環連結部422bcを有する。即ち、複数の凸部422bb及び連結部422bcは円環状の電流経路を形成し、複数の凹部422ba及び凸部422bbは歯車状の電流経路を形成する。図10Aに示す例では、凹部422ba、凸部422bb及び連結部422bcの組合せPA7は9個(N2)設けられる。   Next, the shape of the second magnetic flux coupling body 422b will be described with reference to FIG. 10A. FIG. 10A is a plan view showing the second magnetic flux coupling body 422b. As shown in FIG. 10A, the second magnetic flux coupling body 422b is formed coaxially with the spindle 3, and is formed so as to overlap in the stacking direction via the first magnetic flux coupling body 422a and the insulating layer 421A. . The second magnetic flux coupling body 422b includes a continuous gear-shaped wiring portion that periodically changes in the rotation direction of the rotors 42 and 51 with a pitch λ2, and a circular wiring portion that circumscribes the gear-shaped wiring portion. Overlapping shapes are provided. More specifically, the second magnetic flux coupling body 422b alternately includes concave portions 422ba that are recessed in a direction approaching the spindle 3 and convex portions 422bb that protrude in a direction away from the spindle 3. Further, the second magnetic flux coupling body 422b has an annular coupling portion 422bc that couples the plurality of convex portions 422bb. That is, the plurality of convex portions 422bb and the connecting portion 422bc form an annular current path, and the plurality of concave portions 422ba and the convex portion 422bb form a gear-shaped current path. In the example shown in FIG. 10A, nine (N2) combinations PA7 of the concave portion 422ba, the convex portion 422bb, and the connecting portion 422bc are provided.

次に、図10Bを参照して、第4の磁束結合体512bの形状について説明する。図10Bは第4の磁束結合体512bを示す平面図である。第4の磁束結合体512bは、図10Bに示すように、スピンドル3に対して同軸的に形成され、第3の磁束結合体512aと絶縁層511Aを介して積層方向に重なるように形成される。第4の磁束結合体512bは、ピッチλ4をもってロータ42,51の回転方向に周期的に変化する連続した歯車状の配線部分と、この歯車状の配線部分に外接する円形状の配線部分とが重なった形状の配線を有する。より具体的に、第4の磁束結合体512bは、スピンドル3に近づく方向に窪む凹部512baと、スピンドル3から離れる方向に突出する凸部512bbとを交互に構成する。また、第4の磁束結合体512bは、複数の凸部512bbを連結する円環連結部512bcを有する。即ち、複数の凸部512bb及び連結部512bcは円環状の電流経路を形成し、複数の凹部512ba及び凸部512bbは歯車状の電流経路を形成する。図10Bに示す例では、凹部512ba、凸部512bb及び連結部512bcの組合せPA8は9個(N4)設けられる。   Next, the shape of the fourth magnetic flux coupling body 512b will be described with reference to FIG. 10B. FIG. 10B is a plan view showing the fourth magnetic flux coupling body 512b. As shown in FIG. 10B, the fourth magnetic flux coupling body 512b is formed coaxially with the spindle 3, and is formed so as to overlap in the stacking direction via the third magnetic flux coupling body 512a and the insulating layer 511A. . The fourth magnetic flux coupling body 512b includes a continuous gear-shaped wiring portion that periodically changes in the rotation direction of the rotors 42 and 51 with a pitch λ4, and a circular wiring portion that circumscribes the gear-shaped wiring portion. Overlapping shapes are provided. More specifically, the fourth magnetic flux coupling body 512b alternately includes concave portions 512ba that are recessed in a direction approaching the spindle 3 and convex portions 512bb that protrude in a direction away from the spindle 3. The fourth magnetic flux coupling body 512b has an annular coupling portion 512bc that couples the plurality of convex portions 512bb. That is, the plurality of convex portions 512bb and the connecting portion 512bc form an annular current path, and the plurality of concave portions 512ba and the convex portion 512bb form a gear-shaped current path. In the example illustrated in FIG. 10B, nine (N4) combinations PA8 of the recesses 512ba, the protrusions 512bb, and the connection parts 512bc are provided.

以上図3〜図10Bに示した構成により、第1の受信巻線413a及び第1の磁束結合体422aは、ピッチλ1をもってロータ42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。この第1トラックは、ロータ42の1回転で10回(N1)の周期的変化を生成する。第2の受信巻線413b及び第2の磁束結合体422bは、ピッチλ1と異なるピッチλ2をもってロータ42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。この第2トラックは、ロータ42の1回転で9回(N2)の周期的変化を生成する。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よりも短く、且つ、第2トラックの第2の受信巻線413bと第2の磁束結合体422b間の距離よりも、第1トラックの第1の受信巻線413aと第1の磁束結合体422a間の距離が短い。これにより、ピッチλ1による第1トラックの信号強度が第2トラックの信号強度よりも高くなるので、高い測定精度が得られる。   3 to 10B, the first receiving winding 413a and the first magnetic flux coupling body 422a have the first track having a shape that periodically changes in the rotation direction of the rotor 42 with the pitch λ1. Form. This first track generates 10 (N1) periodic changes in one rotation of the rotor 42. The second receiving winding 413b and the second magnetic flux coupling body 422b form a second track having a shape that periodically changes in the rotation direction of the rotor 42 with a pitch λ2 different from the pitch λ1. This second track generates nine (N2) periodic changes in one revolution of the rotor 42. In the present embodiment, the pitch λ1 of the first track is shorter than the pitch λ2 of the second track, and more than the distance between the second reception winding 413b of the second track and the second magnetic flux coupling body 422b. The distance between the first receiving winding 413a of the first track and the first magnetic flux coupling body 422a is short. As a result, the signal intensity of the first track at the pitch λ1 is higher than the signal intensity of the second track, so that high measurement accuracy can be obtained.

また、第3の受信巻線413c及び第3の磁束結合体512aは、ピッチλ3をもってロータ51の回転方向に周期的に変化する形状を有する第3トラックを形成する。この第3トラックは、ロータ51の1回転で10回(N3)の周期的変化を生成する。第4の受信巻線413d及び第4の磁束結合体512bは、ピッチλ3と異なるピッチλ4をもってロータ51の回転方向に周期的に変化する形状を有する第4トラックを形成する。この第4トラックは、ロータ51の1回転で9回(N4)の周期的変化を生成する。本実施の形態においては第3トラックのピッチλ3が第4トラックのピッチλ4よりも短く、且つ、第4トラックの第4の受信巻線413dと第4の磁束結合体512b間の距離よりも、第3トラックの第3の受信巻線413cと第3の磁束結合体512a間の距離が短い。これにより、ピッチλ3による第3トラックの信号強度が第4トラックの信号強度よりも高くなるので、高い測定精度が得られる。   The third reception winding 413c and the third magnetic flux coupling body 512a form a third track having a shape that periodically changes in the rotation direction of the rotor 51 with a pitch λ3. The third track generates 10 (N3) periodic changes in one rotation of the rotor 51. The fourth reception winding 413d and the fourth magnetic flux coupling body 512b form a fourth track having a shape that periodically changes in the rotation direction of the rotor 51 with a pitch λ4 different from the pitch λ3. This fourth track generates nine (N4) periodic changes in one rotation of the rotor 51. In the present embodiment, the pitch λ3 of the third track is shorter than the pitch λ4 of the fourth track, and more than the distance between the fourth receiving winding 413d of the fourth track and the fourth magnetic flux coupling body 512b, The distance between the third receiving winding 413c of the third track and the third magnetic flux coupling body 512a is short. As a result, the signal intensity of the third track with the pitch λ3 is higher than the signal intensity of the fourth track, so that high measurement accuracy can be obtained.

図11は、第1〜第3の送信巻線412a〜412cに電流を供給する電流供給手段を示している。第1〜第3の送信巻線412a〜412cは、それぞれ一端が接地され、他端がスイッチS1を介して交流電源Vに接続される。測定時においては、電流方向が周期的に変化する送信電流をスイッチS1の切り替えによって第1〜第3の送信巻線412a〜412cに供給する。具体的に、第2の送信巻線412bのみに送信電流を供給し、その後に第1及び第3の送信巻線412a、412cのみに送信電流を同時に供給する。これら工程を繰り返し行う。   FIG. 11 shows current supply means for supplying current to the first to third transmission windings 412a to 412c. One end of each of the first to third transmission windings 412a to 412c is grounded, and the other end is connected to the AC power source V via the switch S1. At the time of measurement, a transmission current whose current direction changes periodically is supplied to the first to third transmission windings 412a to 412c by switching the switch S1. Specifically, the transmission current is supplied only to the second transmission winding 412b, and then the transmission current is supplied to only the first and third transmission windings 412a and 412c simultaneously. These steps are repeated.

次に、図12A、図12B及び図13を参照して、第1〜第4の受信巻線413a〜413dにて得られる信号について説明する。上述の通り、第1〜第3の送信巻線412a〜412cは、電流方向が周期的に変化する送信電流を時分割で流す。   Next, signals obtained by the first to fourth reception windings 413a to 413d will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 13. FIG. As described above, the first to third transmission windings 412a to 412c flow the transmission current whose current direction changes periodically in a time division manner.

まず、図12Aを参照して、第2の送信巻線412bに電流を流す場合について説明する。第2の送信巻線412b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〜第4の磁束結合体422a,422b,512a,512bと結合して第1〜第4の磁束結合体422a,422b,512a,512bには反時計回りに電流が流れる。   First, with reference to FIG. 12A, a case where a current is passed through the second transmission winding 412b will be described. When a current flows clockwise through the second transmission winding 412b, a magnetic field is generated in the right-handed direction in each current path. This magnetic field is generated by the first to fourth magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, 512a, and 512b. The current flows through the first to fourth magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, 512a, and 512b counterclockwise.

第1の磁束結合体422aにおいては、図12Aに示すように主に凸部422abに誘起される電流が大勢になる。従って、第1の磁束結合体422aにおいて誘起される電流は主として凹部422aa及び凸部422abから形成される歯車状の電流経路を流れる。これにより、第1の磁束結合体422aの凹部422aaには、図12Aの紙面の表面から裏面へ、凸部422abには紙面の裏面から表面へ進む磁界が発生し、これらの磁界がピッチλ1の周期的磁気パターンを形成する。これらの磁界を第1の受信巻線413aで受信する。   In the first magnetic flux coupling body 422a, as shown in FIG. 12A, a large amount of current is mainly induced in the convex portion 422ab. Therefore, the current induced in the first magnetic flux coupling body 422a mainly flows through a gear-shaped current path formed by the concave portion 422aa and the convex portion 422ab. As a result, a magnetic field is generated in the concave portion 422aa of the first magnetic flux coupling body 422a from the front surface to the rear surface in FIG. 12A and from the rear surface to the front surface in the convex portion 422ab. A periodic magnetic pattern is formed. These magnetic fields are received by the first reception winding 413a.

また、第2の磁束結合体422bにおいては、図12Aに示すように凸部422bb及び連結部422bcにおいて電流が誘起され、主に円環状の電流経路に電流が流れる。凹部422ba及び凸部422bbからなる歯車状の電流経路に流れる電流は、円環状の電流経路に流れる電流の10分の1程度の値となる。従って、第2の磁束結合体422bにおいて発生するピッチλ2の磁気パターンを形成する磁界は、第1の磁束結合体422aにおいて発生するピッチλ1の磁気パターンを形成する磁界と比較して極めて小さい。また、第1の磁束結合体422a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422bは、1周の長さがピッチλ2×9であるから、第1の受信巻線413aに結合される磁界の影響は、図13に示す通り、1周分のトータルでは第2の磁束結合体422bからの磁界の影響が相殺される。即ち、異なるピッチλ1、λ2によって、第1の受信巻線413aでは第2の磁束結合体422b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。第1の受信巻線413aでは第2の磁束結合体422bからのクロストークを抑制することができる。   In the second magnetic flux coupling body 422b, as shown in FIG. 12A, a current is induced in the convex portion 422bb and the connecting portion 422bc, and the current flows mainly through an annular current path. The current flowing through the gear-shaped current path formed by the recesses 422ba and the protrusions 422bb has a value of about one-tenth of the current flowing through the annular current path. Therefore, the magnetic field forming the magnetic pattern having the pitch λ2 generated in the second magnetic flux coupling body 422b is extremely small as compared with the magnetic field forming the magnetic pattern having the pitch λ1 generated in the first magnetic flux coupling body 422a. In addition, the first magnetic flux coupling body 422a has a pitch of λ1 × 10 while the second magnetic flux coupling body 422b has a length of one round of the pitch λ2 × 9. As shown in FIG. 13, the influence of the magnetic field coupled to the first reception winding 413a cancels the influence of the magnetic field from the second magnetic flux coupling body 422b in one round. That is, the induced voltage caused by the second magnetic flux coupling body 422b cancels out in the first reception winding 413a due to the different pitches λ1 and λ2, so that the signal is not detected. The first reception winding 413a can suppress crosstalk from the second magnetic flux coupling body 422b.

第3の磁束結合体512aにおいては、図12Aに示すように凹部512aa及び連結部512acにおいて電流が誘起され、電流は主に円環状の電流経路を流れる。従って、上述の場合と同様に第3の磁束結合体512aからはほぼ磁界が発生せず、また、若干の磁界が第4の受信巻線512bに電流を誘起した場合であっても第3の磁束結合体512aと第4の受信巻線413dとの位相の違いによってその電流は打ち消しあい、検出される事は無い。   In the third magnetic flux coupling body 512a, as shown in FIG. 12A, a current is induced in the recess 512aa and the connecting portion 512ac, and the current mainly flows through an annular current path. Therefore, as in the case described above, almost no magnetic field is generated from the third magnetic flux coupling body 512a, and even if a slight magnetic field induces a current in the fourth receiving winding 512b, the third magnetic flux coupling body 512a The current cancels out due to the difference in phase between the magnetic flux coupling body 512a and the fourth receiving winding 413d, and is not detected.

一方、第4の磁束結合体512bにおいては凹部512baに誘起される電流が大勢になる。このため、電流は主に凹部512ba及び凸部512bbから形成される歯車状の電流経路を流れる。これにより、第4の磁束結合体512bの凹部512baには、図12Aの紙面の表面から裏面へ、凸部512bbには紙面の裏面から表面へ進む磁界が発生し、これらの磁界がピッチλ4の周期的磁気パターンを形成する。これらの磁界を第4の受信巻線413dで受信する。   On the other hand, in the fourth magnetic flux coupling body 512b, a large amount of current is induced in the recess 512ba. For this reason, an electric current mainly flows through the gear-shaped current path formed by the concave portion 512ba and the convex portion 512bb. As a result, a magnetic field is generated in the concave portion 512ba of the fourth magnetic flux coupling body 512b from the front surface to the back surface of FIG. 12A, and the convex portion 512bb is generated from the back surface to the front surface of the paper surface. A periodic magnetic pattern is formed. These magnetic fields are received by the fourth reception winding 413d.

次に、図12Bを参照して、第1及び第3の送信巻線412a,412cに電流を流す場合について説明する。第1及び第3の送信巻線412a,412cに時計回りに電流が流れると、第2の送信巻線412bに電流を流した場合と同様に第1〜第4の磁束結合体422a,422b,512a,512bに反時計回りに電流が流れる。   Next, with reference to FIG. 12B, the case where a current is passed through the first and third transmission windings 412a and 412c will be described. When a current flows clockwise through the first and third transmission windings 412a, 412c, the first to fourth magnetic flux coupling bodies 422a, 422b, A current flows counterclockwise through 512a and 512b.

第1の磁束結合体422aにおいては、図12Bに示すように凹部422aa及び連結部422acにおいて電流が誘起され、電流は主に円環状の電流経路を流れる。従って、上述の場合と同様に第1の磁束結合体422aからはピッチλ1の磁界がほぼ発生せず、また、若干のピッチλ1の磁界が第2の受信巻線413bに電流を誘起した場合であっても第1の磁束結合体422aと第2の受信巻線413bとのピッチの違いによって第2の受信巻線413bでは第1の磁束結合体422aに起因する誘導電圧は打消し合うため、検出される事は無い。   In the first magnetic flux coupling body 422a, as shown in FIG. 12B, a current is induced in the recess 422aa and the connecting portion 422ac, and the current mainly flows through an annular current path. Therefore, as in the case described above, a magnetic field with a pitch λ1 is hardly generated from the first magnetic flux coupling body 422a, and a magnetic field with a slight pitch λ1 induces a current in the second receiving winding 413b. Even if the induced voltage caused by the first magnetic flux coupling body 422a cancels out in the second receiving winding 413b due to the difference in pitch between the first magnetic flux coupling body 422a and the second receiving winding 413b, It is never detected.

一方、第2の磁束結合体422bにおいては、図12Bに示すように凹部422baに誘起される電流が大勢になる。このため、電流は主に凹部422ba及び凸部422bbから形成される歯車状の電流経路を流れる。これにより、第2の磁束結合体422bの凹部422baには、図12Bの紙面の表面から裏面へ、凸部422bbには紙面の裏面から表面へ進む磁界が発生し、これらの磁界がピッチλ2の周期的磁気パターンを形成する。これらの磁界を第2の受信巻線413bで受信する。   On the other hand, in the second magnetic flux coupling body 422b, as shown in FIG. 12B, a large amount of current is induced in the recess 422ba. For this reason, an electric current mainly flows through the gear-shaped current path formed from the concave portion 422ba and the convex portion 422bb. As a result, a magnetic field is generated in the concave portion 422ba of the second magnetic flux coupling body 422b from the front surface to the back surface of FIG. 12B, and in the convex portion 422bb, the magnetic field is generated from the back surface to the front surface of the paper surface. A periodic magnetic pattern is formed. These magnetic fields are received by the second reception winding 413b.

第3の磁束結合体512aにおいては、図12Bに示すように凸部512abに誘起される電流が大勢になる。このため、電流は主に凹部512aa及び凸部512abから形成される歯車状の電流経路を流れる。これにより、第3の磁束結合体512aの凹部512aaには、図12Bの紙面の表面から裏面へ、凸部512abには紙面の裏面から表面へ進む磁界が発生し、これらの磁界がピッチλ3の周期的磁気パターンを形成する。これらの磁界を第3の受信巻線413cで受信する。   In the third magnetic flux coupling body 512a, a large amount of current is induced in the convex portion 512ab as shown in FIG. 12B. For this reason, an electric current mainly flows through the gear-shaped current path formed from the concave portion 512aa and the convex portion 512ab. As a result, a magnetic field is generated in the concave portion 512aa of the third magnetic flux coupling body 512a from the front surface to the rear surface in FIG. 12B, and the convex portion 512ab is generated from the rear surface to the front surface in the paper surface. A periodic magnetic pattern is formed. These magnetic fields are received by the third reception winding 413c.

一方、第4の磁束結合体512bにおいては、図12Bに示すように凸部512bb及び連結部512bcにおいて電流が誘起され、電流は主に円環状の電流経路を流れる。従って、上述の場合と同様に第4の磁束結合体512bからはピッチλ4の磁界がほぼ発生せず、また、若干のピッチλ4の磁界が第3の受信巻線413cに電流を誘起した場合であっても第3の磁束結合体512aと第4の受信巻線512bとのピッチの違いによって第4の受信巻線512bでは第3の磁束結合体512aに起因する誘導電圧は打消し合うため、検出される事は無い。   On the other hand, in the fourth magnetic flux coupling body 512b, as shown in FIG. 12B, current is induced in the convex portion 512bb and the connecting portion 512bc, and the current mainly flows through the annular current path. Therefore, as in the case described above, the fourth magnetic flux coupling body 512b generates almost no magnetic field with the pitch λ4, and a slight magnetic field with the pitch λ4 induces a current in the third receiving winding 413c. Even if the induced voltage caused by the third magnetic flux coupling body 512a cancels out in the fourth receiving winding 512b due to the difference in pitch between the third magnetic flux coupling body 512a and the fourth receiving winding 512b, It is never detected.

以上より、図13に示すように、ステータ41に対するロータ42,51の位置に応じて変化する受信信号が第1〜第4の受信巻線413a〜413dから得られる。第1及び第2の受信巻線413a,413bで得られる受信信号は、ロータ42が1回転する間に1周分ずれているので、それら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。同様に、第3及び第4の受信巻線413c,413dで得られる受信信号は、ロータ51が1回転する間に1周分ずれているので、それら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13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。   As described above, as shown in FIG. 13, reception signals that change in accordance with the positions of the rotors 42 and 51 with respect to the stator 41 are obtained from the first to fourth reception windings 413 a to 413 d. Since the reception signals obtained by the first and second reception windings 413a and 413b are shifted by one turn while the rotor 42 makes one rotation, the absolute position in one rotation is detected from these two reception signals. Can do. Similarly, the reception signals obtained by the third and fourth reception windings 413c and 413d are shifted by one turn while the rotor 51 makes one rotation, so the absolute position in one rotation is determined from these two reception signals. Can be detected. Note that FIG. 13 shows only a signal for one phase, but actually, three-phase received signals shifted by 120 ° are obtained.

以上、本実施の形態によれば、第1、第2の受信巻線413a、413bをスピンドル3の長手方向に絶縁層を介して重ねることができ、同様に、第3、第4の受信巻線413c、413dをスピンドル3の長手方向に絶縁層を介して重ねることができる。また、第1、第2の磁束結合体422a、422bも絶縁層を介してスピンドル3の長手方向に重ねることができ、同様に、第3、第4の磁束結合体512a、512bも絶縁層を介してスピンドル3の長手方向に重ねることができる。したがって、エンコーダの外径を小さくすることができ、クロストークの発生を抑制できる。更に、3つの送信巻線412a〜412cによって4つのトラックを駆動できるので、誘導検出型ロータリエンコーダの構成を更に単純化できる。   As described above, according to the present embodiment, the first and second receiving windings 413a and 413b can be stacked in the longitudinal direction of the spindle 3 via the insulating layer, and similarly, the third and fourth receiving windings are arranged. The wires 413c and 413d can be overlapped in the longitudinal direction of the spindle 3 via an insulating layer. The first and second magnetic flux coupling bodies 422a and 422b can also be stacked in the longitudinal direction of the spindle 3 through the insulating layer. Similarly, the third and fourth magnetic flux coupling bodies 512a and 512b also have an insulating layer. And can be stacked in the longitudinal direction of the spindle 3. Therefore, the outer diameter of the encoder can be reduced and the occurrence of crosstalk can be suppressed. Furthermore, since four tracks can be driven by the three transmission windings 412a to 412c, the configuration of the inductive detection type rotary encoder can be further simplified.

次に、図14を参照して、送受信制御部6および演算処理部7の構成について詳細に説明する。図14は、送受信制御部6および演算処理部7の構成を示すブロック図である。   Next, the configuration of the transmission / reception control unit 6 and the arithmetic processing unit 7 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 14 is a block diagram illustrating configurations of the transmission / reception control unit 6 and the arithmetic processing unit 7.

先ず、送受信制御部6について説明する。送受信制御部6は、送信制御部60、第1の受信制御部64、及び第2の受信制御部66を有する。   First, the transmission / reception control unit 6 will be described. The transmission / reception control unit 6 includes a transmission control unit 60, a first reception control unit 64, and a second reception control unit 66.

送信制御部60は、第1及び第2のロータリエンコーダ40、50に対する信号の送信を制御する。送信制御部60は、ステータ41に第1及び第2のロータ42、51用(第1〜第3の送信巻線412a〜412c用)の所定の交流信号を送信する。   The transmission control unit 60 controls transmission of signals to the first and second rotary encoders 40 and 50. The transmission control unit 60 transmits a predetermined AC signal for the first and second rotors 42 and 51 (for the first to third transmission windings 412a to 412c) to the stator 41.

第1の受信制御部64は、ステータ41(第1の受信巻線413a、及び第2の受信巻線413b)から第1のロータ42の位相信号を受信する。ここで、位相信号は、第1の磁束結合体422aに基づく信号と、第2の磁束結合体422bに基づく信号との位相差を示す信号である。   The first reception control unit 64 receives the phase signal of the first rotor 42 from the stator 41 (the first reception winding 413a and the second reception winding 413b). Here, the phase signal is a signal indicating a phase difference between a signal based on the first magnetic flux coupling body 422a and a signal based on the second magnetic flux coupling body 422b.

第2の受信制御部66は、ステータ41(第3の受信巻線413c、及び第4の受信巻線413d)から第2のロータ51の位相信号を受信する。ここで、位相信号は、第3の磁束結合体512aに基づく信号と、第4の磁束結合体512bに基づく信号との位相差を示す信号である。第1の受信制御部64および第2の受信制御部66は、ステータ41から受信した各ロータ42,51の位相信号を演算処理部7に出力する。   The second reception control unit 66 receives the phase signal of the second rotor 51 from the stator 41 (the third reception winding 413c and the fourth reception winding 413d). Here, the phase signal is a signal indicating a phase difference between a signal based on the third magnetic flux coupling body 512a and a signal based on the fourth magnetic flux coupling body 512b. The first reception control unit 64 and the second reception control unit 66 output the phase signals of the rotors 42 and 51 received from the stator 41 to the arithmetic processing unit 7.

次に、演算処理部7について説明する。演算処理部7は、回転角算出部71、回転位相算出部72、及びスピンドル位置算出部73を備える。回転角算出部71は、第1のロータ42および第2のロータ51の回転角θ1,θ2をそれぞれ算出する。回転位相算出部72は、回転角算出部71にて算出された各ロータ42,51の回転角θ1,θ2に基づいてスピンドル3の回転位相を算出する。スピンドル位置算出部73は、回転位相算出部72にて算出されたスピンドル3の回転位相に基づいてスピンドル3の絶対位置を算出する。   Next, the arithmetic processing unit 7 will be described. The arithmetic processing unit 7 includes a rotation angle calculation unit 71, a rotation phase calculation unit 72, and a spindle position calculation unit 73. The rotation angle calculation unit 71 calculates the rotation angles θ1 and θ2 of the first rotor 42 and the second rotor 51, respectively. The rotation phase calculation unit 72 calculates the rotation phase of the spindle 3 based on the rotation angles θ1 and θ2 of the rotors 42 and 51 calculated by the rotation angle calculation unit 71. The spindle position calculation unit 73 calculates the absolute position of the spindle 3 based on the rotation phase of the spindle 3 calculated by the rotation phase calculation unit 72.

回転角算出部71は、第1の回転角算出部74、及び第2の回転角算出部75を備える。第1の回転角算出部74は、第1の受信制御部64からの位相信号に基づいて第1のロータ42の回転角θ1を算出する。第2の回転角算出部75は、第2の受信制御部66からの位相信号に基づいて第2のロータ51の回転角θ2を算出する。   The rotation angle calculation unit 71 includes a first rotation angle calculation unit 74 and a second rotation angle calculation unit 75. The first rotation angle calculation unit 74 calculates the rotation angle θ1 of the first rotor 42 based on the phase signal from the first reception control unit 64. The second rotation angle calculation unit 75 calculates the rotation angle θ2 of the second rotor 51 based on the phase signal from the second reception control unit 66.

第1の回転角算出部74は、第1の受信制御部64からの位相信号に基づいて第1のロータ42の回転角θ1を一回転内の絶対角度(0°<θ1<360°)として算出する。ここで、第1の受信制御部64からの位相信号は、第1のロータ42の一回転内においては、同一の位相を生じない。第1の回転角算出部74には、第1のロータ42の回転角θ1と位相信号とが一対一の関係で設定記憶されている。これにより、第1の受信制御部64から出力される位相信号に応じて、第1のロータ42の回転角θ1が一義的に決まり、第1のロータ42の一回転以内の絶対角度が算出される。   Based on the phase signal from the first reception control unit 64, the first rotation angle calculation unit 74 sets the rotation angle θ1 of the first rotor 42 as an absolute angle within one rotation (0 ° <θ1 <360 °). calculate. Here, the phase signal from the first reception control unit 64 does not produce the same phase within one rotation of the first rotor 42. In the first rotation angle calculation unit 74, the rotation angle θ1 of the first rotor 42 and the phase signal are set and stored in a one-to-one relationship. Thus, the rotation angle θ1 of the first rotor 42 is uniquely determined according to the phase signal output from the first reception control unit 64, and the absolute angle within one rotation of the first rotor 42 is calculated. The

また、第2の回転角算出部75は、第1の回転角算出部74と同様に、第2の受信制御部66からの位相信号に基づいて第2のロータ51の回転角θ2を一回転内の絶対角度として算出する。   Similarly to the first rotation angle calculation unit 74, the second rotation angle calculation unit 75 rotates the rotation angle θ2 of the second rotor 51 by one rotation based on the phase signal from the second reception control unit 66. It is calculated as an absolute angle.

回転位相算出部72は、差分算出部76、及び総回転位相算出部77を備える。差分算出部76は、回転角算出部71で算出された各ロータ42,51の回転角θ1,θ2の差分θ3を算出する。総回転位相算出部77は、差分θ3に基づいてスピンドル3の総回転位相を算出する。   The rotation phase calculation unit 72 includes a difference calculation unit 76 and a total rotation phase calculation unit 77. The difference calculation unit 76 calculates a difference θ3 between the rotation angles θ1 and θ2 of the rotors 42 and 51 calculated by the rotation angle calculation unit 71. The total rotation phase calculation unit 77 calculates the total rotation phase of the spindle 3 based on the difference θ3.

総回転位相算出部77には、差分θ3とスピンドル3の総回転位相とが一対一の関係で設定記憶されている。すなわち、スピンドル3が進退移動範囲内で40回転する間に各ロータ42,51の回転角θ1,θ2の差が1回転となるように設定されているので、差分θ3が0°〜360°の範囲内で算出され、この差分θ3に応じてスピンドル3の総回転位相θTが一義的に算出される。   In the total rotation phase calculation unit 77, the difference θ3 and the total rotation phase of the spindle 3 are set and stored in a one-to-one relationship. That is, the difference θ3 is set to 0 ° to 360 ° because the difference between the rotation angles θ1 and θ2 of the rotors 42 and 51 is set to one rotation while the spindle 3 rotates 40 times within the range of forward / backward movement. The total rotation phase θT of the spindle 3 is uniquely calculated according to the difference θ3.

スピンドル位置算出部73には、スピンドル3の一回転当たりの移動ピッチ(0.5mm)が予め設定記憶されている。そして、スピンドル位置算出部73において、移動ピッチ(0.5mm)と総回転位相θTとが乗算されることにより、スピンドル3の総移動量、すなわち、スピンドル3の絶対位置が算出される。表示部8は、例えば、デジタル表示によってスピンドル3の絶対位置を表示する。   In the spindle position calculation unit 73, a movement pitch (0.5 mm) per rotation of the spindle 3 is set and stored in advance. Then, the spindle position calculation unit 73 multiplies the movement pitch (0.5 mm) and the total rotation phase θT, thereby calculating the total movement amount of the spindle 3, that is, the absolute position of the spindle 3. The display unit 8 displays the absolute position of the spindle 3 by digital display, for example.

次に、本実施の形態の機械的動作について説明する。つまみ部32によってスピンドル3を回転させると、本体2の雌ねじ26とスピンドル3の送りねじ33との螺合によりスピンドル3が軸方向に進退される。スピンドル3が回転すると、スピンドル3のキー溝34に係合したキー47によって第1の回転円筒43がスピンドル3とともに回転する。   Next, the mechanical operation of this embodiment will be described. When the spindle 3 is rotated by the knob portion 32, the spindle 3 is advanced and retracted in the axial direction by screwing between the female screw 26 of the main body 2 and the feed screw 33 of the spindle 3. When the spindle 3 rotates, the first rotating cylinder 43 rotates with the spindle 3 by the key 47 engaged with the key groove 34 of the spindle 3.

第1の回転円筒43が回転すると、第1の回転円筒43とともに第1のロータ42が回転する。第1のロータ42の回転がステータ41によって検出されて第1の受信制御部64に送られる。続いて、第1の回転角算出部74において第1のロータ42の一回転以内の回転角θ1が算出される。   When the first rotating cylinder 43 rotates, the first rotor 42 rotates together with the first rotating cylinder 43. The rotation of the first rotor 42 is detected by the stator 41 and sent to the first reception control unit 64. Subsequently, the first rotation angle calculation unit 74 calculates the rotation angle θ1 within one rotation of the first rotor 42.

ここで、第1のロータ42はスピンドル3と同期して回転するので、第1のロータ42の一回転内の回転角θ1とは、スピンドル3の一回転内の回転角を示している。   Here, since the first rotor 42 rotates in synchronization with the spindle 3, the rotation angle θ 1 within one rotation of the first rotor 42 indicates the rotation angle within one rotation of the spindle 3.

また、第1の回転円筒43が回転すると、第1の回転円筒43の歯車48に噛み合った中継歯車53の第1の中継歯車53Aが回転する。さらに、中継歯車53の第2の中継歯車53Bに噛み合った第2の回転円筒52の歯車55が回転し、第2の回転円筒52とともに第2のロータ51が回転する。第2のロータ51の一回転以内の位相信号がステータ41によって検出されて第2の受信制御部66に送られる。続いて、第2の回転角算出部75において第2のロータ51の一回転以内の回転角θ2が算出される。   When the first rotating cylinder 43 rotates, the first relay gear 53A of the relay gear 53 that meshes with the gear 48 of the first rotating cylinder 43 rotates. Further, the gear 55 of the second rotating cylinder 52 meshed with the second relay gear 53 B of the relay gear 53 rotates, and the second rotor 51 rotates together with the second rotating cylinder 52. A phase signal within one rotation of the second rotor 51 is detected by the stator 41 and sent to the second reception control unit 66. Subsequently, the second rotation angle calculation unit 75 calculates the rotation angle θ2 within one rotation of the second rotor 51.

続いて、回転位相算出部72において、各ロータ42,51の回転角θ1,θ2の差分θ3が算出され、この差分θ3に基づいてスピンドル3の総回転位相θTが算出される。最後に、スピンドル位置算出部73において、総回転位相θTとスピンドル3の送りピッチ(0.5mm)とに基づいてスピンドル3の絶対位置が算出され、表示部8に表示される。   Subsequently, the rotation phase calculation unit 72 calculates the difference θ3 between the rotation angles θ1 and θ2 of the rotors 42 and 51, and the total rotation phase θT of the spindle 3 is calculated based on the difference θ3. Finally, the spindle position calculation unit 73 calculates the absolute position of the spindle 3 based on the total rotational phase θT and the feed pitch (0.5 mm) of the spindle 3 and displays it on the display unit 8.

[第2の実施の形態]
次に、図15を参照して、第2の実施の形態に係る誘導検出型ロータリエンコーダ4aを搭載したマイクロメータヘッド1aの全体構成について説明する。図15は、第2の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1aを示す断面図である。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the overall configuration of the micrometer head 1a equipped with the inductive detection type rotary encoder 4a according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a micrometer head 1a according to the second embodiment. Note that in the second embodiment, identical symbols are assigned to configurations similar to those in the first embodiment and descriptions thereof are omitted.

マイクロメータヘッド1aは、図15に示すように、第1の実施の形態と異なるスピンドル3a、及びスピンドル3aを中心に設けられた誘導検出型ロータリエンコーダ4aを有する。なお、マイクロメータヘッド1aは、その他、第1の実施の形態と同様の構成を有する。   As shown in FIG. 15, the micrometer head 1a includes a spindle 3a different from the first embodiment, and an inductive detection type rotary encoder 4a provided around the spindle 3a. The micrometer head 1a has the same configuration as that of the first embodiment.

スピンドル3aは、第1の実施の形態と同様に、略円柱状に形成され、先端側の端部に被測定物(不図示)との接触面31を有し、基端側の端部につまみ部32を有する。   As in the first embodiment, the spindle 3a is formed in a substantially cylindrical shape, has a contact surface 31 with an object to be measured (not shown) at the end on the distal end side, and has an end on the proximal end side. A knob portion 32 is provided.

スピンドル3aの中央部には、第1の実施の形態と異なり、リード角が異なる2本のキー溝34a、34bが設けられている。第1のキー溝34aは、スピンドル3aの軸と平行に直線状に設けられている。第2のキー溝34bは、スピンドル3aに対して螺旋状に設けられている。第1のキー溝34aと第2のキー溝34bとの始点および終点の位置は、スピンドル3aの軸方向において略一致している。すなわち、第1のキー溝34aと第2のキー溝34bとは、スピンドル3aの軸方向において略同じ範囲に形成されている。   Unlike the first embodiment, two key grooves 34a and 34b having different lead angles are provided at the center of the spindle 3a. The first keyway 34a is provided in a straight line parallel to the axis of the spindle 3a. The second key groove 34b is provided spirally with respect to the spindle 3a. The positions of the start point and the end point of the first key groove 34a and the second key groove 34b are substantially the same in the axial direction of the spindle 3a. That is, the first key groove 34a and the second key groove 34b are formed in substantially the same range in the axial direction of the spindle 3a.

なお、スピンドル3aが進退する際に、キー溝34a、34bは、スピンドル3aと共に本体2の外部に出ることになるが、スピンドル3aが最大限に前進した場合でもキー溝34a、34bが外部に露出しないように外側フレーム11が設けられている。   When the spindle 3a moves back and forth, the key grooves 34a and 34b come out of the main body 2 together with the spindle 3a, but the key grooves 34a and 34b are exposed to the outside even when the spindle 3a moves forward to the maximum. An outer frame 11 is provided so as not to cause a failure.

続いて、誘導検出型ロータリエンコーダ4aについて説明する。図16は、誘導検出型ロータリエンコーダ4aの分解斜視図である。誘導検出型ロータリエンコーダ4aは、図16に示すように、第1のロータリエンコーダ40aと、第2のロータリエンコーダ50aとから構成され、本体2の収納空間22内に配設されている。   Next, the induction detection type rotary encoder 4a will be described. FIG. 16 is an exploded perspective view of the inductive detection type rotary encoder 4a. As shown in FIG. 16, the inductive detection type rotary encoder 4 a includes a first rotary encoder 40 a and a second rotary encoder 50 a, and is disposed in the storage space 22 of the main body 2.

第1のロータリエンコーダ40aは、ステータ41a、及びキー溝34aに係合するキー47aを有しスピンドル3aを中心にして回転可能に設けられた第1のロータ42aを有する。   The first rotary encoder 40a includes a stator 41a and a first rotor 42a that has a key 47a that engages with the key groove 34a and is provided to be rotatable about the spindle 3a.

ステータ41aは、スピンドル3aが挿通された状態で収納空間22の前端側内壁28に固定されている。   The stator 41a is fixed to the front end side inner wall 28 of the storage space 22 in a state where the spindle 3a is inserted.

第1のロータ42aは、スピンドル3aのすぐ外側に配設されている。第1のロータ42aは、ステータ41aと所定距離だけ離れた位置に、ステータ41aに軸方向に対向して配置されている。第1のロータ42aは、ステータ41aと対になってステータ41aと対向した状態で回転される第1のロータ板48aと、スピンドル3aを中心とする第1のロータ板48aの回転を支持する第1の回転円筒43aと、第1のキー溝34aに係合する第1のキー47aとを備える。第1のロータ板48aは、スピンドル3aが挿通される孔を有する小円板である。   The first rotor 42a is disposed just outside the spindle 3a. The first rotor 42a is disposed at a position separated from the stator 41a by a predetermined distance so as to face the stator 41a in the axial direction. The first rotor 42a supports the rotation of the first rotor plate 48a that rotates in a state of being opposed to the stator 41a as a pair with the stator 41a, and the first rotor plate 48a around the spindle 3a. 1 rotating cylinder 43a and a first key 47a engaged with the first key groove 34a. The first rotor plate 48a is a small disk having a hole through which the spindle 3a is inserted.

第1の回転円筒43aは、スピンドル3aに外嵌する円筒状であって第1のロータ板48aの背面に接続され第1のロータ板48aの回転を支持している。第1の回転円筒43aには、軸に直交する方向で貫通形成された二つの孔43aa、43abが設けられ、第1の孔43aaには第1のキー47aが螺合されている。また、第2の孔43abは、第1の回転円筒43aの周方向に長さを有する長孔状に形成されている。   The first rotating cylinder 43a has a cylindrical shape that is fitted on the spindle 3a, is connected to the back surface of the first rotor plate 48a, and supports the rotation of the first rotor plate 48a. The first rotating cylinder 43a is provided with two holes 43aa and 43ab penetratingly formed in a direction orthogonal to the axis, and a first key 47a is screwed into the first hole 43aa. The second hole 43ab is formed in a long hole shape having a length in the circumferential direction of the first rotating cylinder 43a.

第2のロータリエンコーダ50aは、ステータ41a、及びキー溝34bに係合するキー47bを有しスピンドル3aを中心にして回転可能に設けられた第2のロータ51aを有する。   The second rotary encoder 50a includes a stator 41a and a second rotor 51a that has a key 47b that engages with the key groove 34b and is provided to be rotatable about the spindle 3a.

第2のロータ51aは、第1のロータ42aの外側に、それを取り囲むように配置されている。第2のロータ51aは、ステータ41aと所定距離だけ離れた位置に、ステータ41aに軸方向に対向して配置されている。第2のロータ51aは、第1のロータ42aと同様に、ステータ41aと対になってステータ41aと対向した状態で回転される第2のロータ板55aと、スピンドル3aを中心とする第2のロータ板55aの回転を支持する第2の回転円筒52aと、第2のキー溝34bに係合する第2のキー47bとを備える。   The second rotor 51a is arranged outside the first rotor 42a so as to surround it. The second rotor 51a is disposed at a position separated from the stator 41a by a predetermined distance so as to face the stator 41a in the axial direction. Similarly to the first rotor 42a, the second rotor 51a is paired with the stator 41a and rotated in a state of facing the stator 41a, and a second rotor plate 55a centered on the spindle 3a. A second rotating cylinder 52a that supports the rotation of the rotor plate 55a and a second key 47b that engages with the second key groove 34b are provided.

第2のロータ板55aは、第1のロータ板48aを内側に遊嵌する程度の内孔を有する環状板である。第2の回転円筒52aは、第2のロータ板55aの背面に接続され、内側に第1の回転円筒43aを遊嵌する孔を有する円筒状である。   The second rotor plate 55a is an annular plate having an inner hole enough to loosely fit the first rotor plate 48a inside. The second rotating cylinder 52a is connected to the back surface of the second rotor plate 55a, and has a cylindrical shape having a hole in which the first rotating cylinder 43a is loosely fitted.

第2の回転円筒52aには、軸に直交する方向から貫通形成された孔52aaを有し、この孔52aaに第2のキー47bが螺合されている。なお、第2のキー47bは、第1の回転円筒43aの長孔である第2の孔43abを通過して第2のキー溝34bに係合している。   The second rotating cylinder 52a has a hole 52aa formed through from a direction orthogonal to the axis, and the second key 47b is screwed into the hole 52aa. The second key 47b is engaged with the second key groove 34b through the second hole 43ab which is a long hole of the first rotating cylinder 43a.

そして、第2の回転円筒52aは、第1のロータ42aを間にしてステータ41aと反対側においてスピンドル3aを軸受けする軸受部52abを有する。また、スピンドル軸方向において、第2のキー47bの位置は第1の回転円筒43aに設けられた第1のキー47aの位置と略同じである。   The second rotating cylinder 52a has a bearing portion 52ab for bearing the spindle 3a on the opposite side of the stator 41a with the first rotor 42a interposed therebetween. In the spindle axis direction, the position of the second key 47b is substantially the same as the position of the first key 47a provided on the first rotating cylinder 43a.

なお、ステータ41aが固定されている収納空間22の前端側内壁28においてスピンドル軸受け27aがステータ41aよりも後端側にわずかに延設されている。第1の回転円筒43aのスピンドル軸受け43acが第1のロータ板48aよりステータ41a側にわずかに延設されている。第1の回転円筒43aのスピンドル軸受け43acが本体2のスピンドル軸受け27aに当接することにより、ステータ41aと第1のロータ板48aとのギャップが適切に確保される。   A spindle bearing 27a extends slightly toward the rear end side of the stator 41a on the front end side inner wall 28 of the storage space 22 to which the stator 41a is fixed. A spindle bearing 43ac of the first rotating cylinder 43a is slightly extended from the first rotor plate 48a toward the stator 41a. When the spindle bearing 43ac of the first rotating cylinder 43a abuts on the spindle bearing 27a of the main body 2, a gap between the stator 41a and the first rotor plate 48a is appropriately secured.

また、第2の回転円筒52aと中仕切り板23と間に図示しないコイルバネ(付勢手段)が介装されて、第2のロータ51aがステータ41a側に向けて付勢されているとともに、第1のロータ42aが第2の回転円筒52aの内壁にて押されることで第1のロータ42aもステータ41aに向けて付勢されている。   In addition, a coil spring (biasing means) (not shown) is interposed between the second rotating cylinder 52a and the partition plate 23, and the second rotor 51a is biased toward the stator 41a side. The first rotor 42a is also urged toward the stator 41a by pressing one rotor 42a on the inner wall of the second rotating cylinder 52a.

次に、このような構成を備える第2の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1aの動作について説明する。つまみ部32によってスピンドル3aが回転操作されると、本体2の雌ねじ26とスピンドル3aの送りねじ33との螺合によってスピンドル3aが軸方向に進退される。   Next, the operation of the micrometer head 1a according to the second embodiment having such a configuration will be described. When the spindle 3a is rotated by the knob portion 32, the spindle 3a is advanced and retracted in the axial direction by screwing between the female screw 26 of the main body 2 and the feed screw 33 of the spindle 3a.

また、スピンドル3aが回転されると、スピンドル3aの第1のキー溝34aおよび第2のキー溝34bに第1の回転円筒43aの第1のキー47aと第2の回転円筒52aの第2のキー47bとがそれぞれ係合されているので、スピンドル3aの回転に伴って第1の回転円筒43aと第2の回転円筒52aとが回転される。このとき、第1の回転円筒43aはスピンドル軸受け43acによってスピンドル3aを軸受けしているので、第1の回転円筒43aはスピンドル3aを基準にして回転する。また、第2の回転円筒52aは軸受部622によってスピンドル3aを軸受けしているので、第2の回転円筒52aもスピンドル3aを基準として回転する。   When the spindle 3a is rotated, the first key 47a of the first rotating cylinder 43a and the second key of the second rotating cylinder 52a are inserted into the first key groove 34a and the second key groove 34b of the spindle 3a. Since the keys 47b are respectively engaged, the first rotating cylinder 43a and the second rotating cylinder 52a are rotated with the rotation of the spindle 3a. At this time, since the first rotating cylinder 43a supports the spindle 3a by the spindle bearing 43ac, the first rotating cylinder 43a rotates with reference to the spindle 3a. Further, since the second rotating cylinder 52a supports the spindle 3a by the bearing portion 622, the second rotating cylinder 52a also rotates on the basis of the spindle 3a.

そして、第1のキー溝34aと第2のキー溝34bとは互いにリード角が異なっているので、スピンドル3aが一回転するに当たって第1の回転円筒43aと第2の回転円筒52aとでは互いに異なる回転量(回転位相)で回転される。スピンドル3aの回転によって第1および第2の回転円筒43a、52aが回転されると、第1の回転円筒43aとともに第1のロータ板48aが回転され、第2の回転円筒52aとともに第2のロータ板55aが回転される。すなわち、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、第1のロータ42aは、第2のロータ51aと異なる回転速度で回転する。   Since the first key groove 34a and the second key groove 34b have different lead angles, the first rotating cylinder 43a and the second rotating cylinder 52a differ from each other when the spindle 3a rotates once. It is rotated by a rotation amount (rotation phase). When the first and second rotating cylinders 43a and 52a are rotated by the rotation of the spindle 3a, the first rotor plate 48a is rotated together with the first rotating cylinder 43a, and the second rotor together with the second rotating cylinder 52a. The plate 55a is rotated. That is, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the first rotor 42a rotates at a rotational speed different from that of the second rotor 51a.

なお、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、ステータ41と対向する第1のロータ42a上には、第1、第2の磁束結合体422a、422bが形成されている(図示略)。ステータ41と対向する第2のロータ51a上には、第3、第4の磁束結合体512a、512bが形成されている(図示略)。第1、第2のロータ42a、51aと対向するステータ41a上には、第1〜第3の送信巻線412a〜412c、及び第1〜第4の受信巻線412a〜412dが形成されている(図示略)。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the first and second magnetic flux coupling bodies 422a and 422b are formed on the first rotor 42a facing the stator 41. (Not shown). Third and fourth magnetic flux coupling bodies 512a and 512b are formed on the second rotor 51a facing the stator 41 (not shown). First to third transmission windings 412a to 412c and first to fourth reception windings 412a to 412d are formed on the stator 41a facing the first and second rotors 42a and 51a. (Not shown).

第2の実施の形態に係るマイクロメータヘッド1aは、第1の実施の形態と略同様に構成されているので、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。   Since the micrometer head 1a according to the second embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

[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を説明する。なお、第3の実施の形態において、第1の実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, an inductive detection type rotary encoder according to a third embodiment will be described. Note that in the third embodiment, identical symbols are assigned to configurations similar to those in the first embodiment and descriptions thereof are omitted.

図17は、第3の実施の形態に係る第1〜第3の送信巻線412a〜412cに電流を供給する電流供給手段を示す図である。図17に示すように、第3の実施の形態においては、スイッチS1を介して第1〜第3の送信巻線412a〜413cに別々に送信電流を供給する。この点で第1及び第3の送信巻線412a、412cに同時に送信電流を供給する第1の実施の形態と第3の実施形態は異なる。   FIG. 17 is a diagram showing current supply means for supplying current to the first to third transmission windings 412a to 412c according to the third embodiment. As shown in FIG. 17, in the third embodiment, transmission currents are separately supplied to the first to third transmission windings 412a to 413c via the switch S1. In this respect, the first embodiment and the third embodiment in which the transmission current is simultaneously supplied to the first and third transmission windings 412a and 412c are different.

次に、図18を参照して、第3の実施の形態に係る送受信制御部6の構成について説明する。図18は、第3の実施の形態に係る送受信制御部6および演算処理部7の構成を示すブロック図である。   Next, the configuration of the transmission / reception control unit 6 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a block diagram illustrating configurations of the transmission / reception control unit 6 and the arithmetic processing unit 7 according to the third embodiment.

送受信制御部6は、図18に示すように、第1のロータリエンコーダ40に対する信号の送受信を制御する第1の送受信制御部61と、第2のロータリエンコーダ50に対する信号の送受信を制御する第2の送受信制御部62とを備える。   As shown in FIG. 18, the transmission / reception control unit 6 controls the transmission / reception of signals to / from the first rotary encoder 40 and the second transmission / reception control unit 61 to control transmission / reception of signals to / from the second rotary encoder 50. The transmission / reception control unit 62 is provided.

第1の送受信制御部61は、第1の送信制御部63と第1の受信制御部64とを備える。第1の送信制御部63は、ステータ41に第1のロータ42用(第1、第2の送信巻線412a、412b用)の所定の交流信号を送信する。   The first transmission / reception control unit 61 includes a first transmission control unit 63 and a first reception control unit 64. The first transmission control unit 63 transmits a predetermined AC signal for the first rotor 42 (for the first and second transmission windings 412a and 412b) to the stator 41.

第2の送受信制御部62は、第2の送信制御部65と第2の受信制御部66とを備える。第2の送信制御部65は、ステータ41に第2のロータ51用(第2、第3の送信巻線412b、412c用)の所定の交流信号を送信する。   The second transmission / reception control unit 62 includes a second transmission control unit 65 and a second reception control unit 66. The second transmission control unit 65 transmits a predetermined AC signal for the second rotor 51 (for the second and third transmission windings 412b and 412c) to the stator 41.

上記第3の実施の形態であっても、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。   Even the third embodiment has the same effect as the first embodiment.

[その他の実施の形態]
以上、本発明に係る誘導検出型ロータリエンコーダの一実施の形態を説明してきたが、本発明は、上記実施の形態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、置換等が可能である。例えば、第1〜第4の磁束結合体は、電極、導電板に形成された穴、凹部などでも良い。
[Other embodiments]
As described above, one embodiment of the inductive detection type rotary encoder according to the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. , Addition, replacement, etc. are possible. For example, the first to fourth magnetic flux coupling bodies may be electrodes, holes formed in the conductive plate, recesses, or the like.

また、上記実施の形態は、第1のロータ42と第2のロータ51の位置関係に基づき、第1のロータ42が何回転目であるかを検出するものである。しかしながら、本発明は、第1のロータ42と第2のロータ51の位置関係に基づき、第2のロータ51が何回転目であるかを検出するものであってもよい。   In the above-described embodiment, the number of rotations of the first rotor 42 is detected based on the positional relationship between the first rotor 42 and the second rotor 51. However, the present invention may detect how many rotations the second rotor 51 is based on the positional relationship between the first rotor 42 and the second rotor 51.

また、上記実施の形態においては、N1=N3、N2=N4、及びN4−N3=N2−N1=1であるが、N1≠N3、N2≠N4、及びN4−N3≠N2−N1≠1であっても、また、N1=N4、N2=N3であってもよい。或いは、N1,N2,N3,N4は全て異なっていてもよい。   In the above embodiment, N1 = N3, N2 = N4, and N4-N3 = N2-N1 = 1, but N1 ≠ N3, N2 ≠ N4, and N4-N3 ≠ N2-N1 ≠ 1. Or N1 = N4 and N2 = N3. Alternatively, N1, N2, N3, and N4 may all be different.

例えば、第2の受信巻線413bは第2の磁束結合体422bと対向し、第1の受信巻線413aと第1の磁束結合体422aとの間には第2の受信巻線413b及び第2の磁束結合体422bが配置されてもよい。同様に、第4の受信巻線413dは第4の磁束結合体512bと対向し、第3の受信巻線413cと第3の磁束結合体512aとの間には第4の受信巻線413d及び第4の磁束結合体512bが配置されてもよい。   For example, the second reception winding 413b is opposed to the second magnetic flux coupling body 422b, and the second reception winding 413b and the second magnetic flux coupling body 422a are interposed between the first reception winding 413a and the first magnetic flux coupling body 422a. Two magnetic flux coupling bodies 422b may be arranged. Similarly, the fourth receiving winding 413d faces the fourth magnetic flux coupling body 512b, and the fourth receiving winding 413d and the third magnetic flux coupling body 512a are interposed between the fourth receiving winding 413d and the third magnetic flux coupling body 512a. A fourth magnetic flux coupling body 512b may be arranged.

また、第2の受信巻線413bは第1の磁束結合体422aと対向し、第1の受信巻線413aと第2の磁束結合体422bとの間には第2の受信巻線413b及び第1の磁束結合体422aが配置されてもよい。同様に、第4の受信巻線413dは第3の磁束結合体512aと対向し、第3の受信巻線413cと第4の磁束結合体512bとの間には第4の受信巻線413d及び第3の磁束結合体512aが配置されてもよい。   The second reception winding 413b faces the first magnetic flux coupling body 422a, and the second reception winding 413b and the second magnetic flux coupling body 422b are interposed between the first reception winding 413a and the second magnetic flux coupling body 422b. One magnetic flux coupling body 422a may be arranged. Similarly, the fourth reception winding 413d faces the third magnetic flux coupling body 512a, and the fourth reception winding 413d and the fourth magnetic flux coupling body 512b are interposed between the third reception winding 413d and the fourth magnetic flux coupling body 512b. A third magnetic flux coupling body 512a may be arranged.

また、第1の受信巻線413aは第2の磁束結合体422bと対向し、第2の受信巻線413bと第1の磁束結合体422aとの間には第1の受信巻線413a及び第2の磁束結合体422bが配置されてもよい。同様に、第3の受信巻線413cは第4の磁束結合体512bと対向し、第4の受信巻線413dと第3の磁束結合体512aとの間には第3の受信巻線413c及び第4の磁束結合体512bが配置されてもよい。   The first reception winding 413a is opposed to the second magnetic flux coupling body 422b, and the first reception winding 413a and the first magnetic flux coupling body 422a are interposed between the first reception winding 413a and the first magnetic flux coupling body 422a. Two magnetic flux coupling bodies 422b may be arranged. Similarly, the third reception winding 413c faces the fourth magnetic flux coupling body 512b, and the third reception winding 413c and the third magnetic flux coupling body 512a are interposed between the fourth reception winding 413c and the third magnetic flux coupling body 512a. A fourth magnetic flux coupling body 512b may be arranged.

例えば、上記実施の形態は、電磁誘導型ロータリエンコーダであるが、本発明は、静電容量型や光電式のロータリエンコーダにも適用可能である。   For example, although the above embodiment is an electromagnetic induction type rotary encoder, the present invention is also applicable to a capacitance type or photoelectric type rotary encoder.

1,1a…マイクロメータヘッド、 2…本体、 3,3a…スピンドル、 4,4a…誘導検出型ロータリエンコーダ、 40…第1のロータリエンコーダ、 50…第2のロータリエンコーダ、 7…演算処理部、 41,41a…ステータ、 42,42a…第1のロータ、 51,51a…第2のロータ、 43…第1の回転円筒、 48…第1の歯車、 52…第2の回転円筒、 53…中継歯車、 53A…第1の中継歯車、 53B…第2の中継歯車、 53C…中継歯車の軸部、 55…第2の歯車、 412a〜412c…第1〜第3の送信巻線、 413a〜413d…第1〜第4の受信巻線、 422a,422b…第1,第2の磁束結合体、 512a,512b…第3,第4の磁束結合体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a ... Micrometer head, 2 ... Main body, 3, 3a ... Spindle, 4, 4a ... Inductive detection type rotary encoder, 40 ... 1st rotary encoder, 50 ... 2nd rotary encoder, 7 ... Arithmetic processing part, 41, 41a ... stator, 42, 42a ... first rotor, 51, 51a ... second rotor, 43 ... first rotating cylinder, 48 ... first gear, 52 ... second rotating cylinder, 53 ... relay Gears, 53A ... first relay gear, 53B ... second relay gear, 53C ... shaft portion of relay gear, 55 ... second gear, 412a to 412c ... first to third transmission windings, 413a to 413d ... 1st-4th receiving winding, 422a, 422b ... 1st, 2nd magnetic flux coupling body, 512a, 512b ... 3rd, 4th magnetic flux coupling body.

Claims (7)

ステータと、
回転軸に係合されて前記回転軸と共に回転し前記ステータと軸方向に対向する第1のロータと、
前記第1のロータの外周側に配置され前記第1のロータに対して回転可能で前記ステータと軸方向に対向する第2のロータと、
前記回転軸の回転を伝達して前記第2のロータを前記第1のロータとは異なる速度で回転させる回転伝達手段と、
前記ステータの内周側から外周側にかけて順に設けられ、前記回転軸を中心として環状に形成された第1、第2及び第3の送信巻線と、
前記ステータの前記第1及び第2の送信巻線の間に設けられ、前記第1及び第2の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、前記軸方向に重なる第1の受信巻線及び第2の受信巻線と、
前記ステータの前記第2及び第3の送信巻線の間に設けられ、前記第2及び第3の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、前記軸方向に重なる第3の受信巻線及び第4の受信巻線と、
前記第1のロータに設けられ、前記回転軸を中心として環状に形成され、前記第1及び第2の受信巻線と前記軸方向に重なる第1及び第2の磁束結合体と、
前記第2のロータに設けられ、前記回転軸を中心として環状に形成され、前記第3及び第4の受信巻線と前記軸方向に重なる第3及び第4の磁束結合体と、
前記第1、第2及び第3の送信巻線に時分割で電流を供給する電流供給手段と
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、前記第1のロータの回転方向に1回転でN1回周期的に変化する形状を有し、
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のロータの回転方向に1回転でN2回周期的に変化する形状を有し、
前記第3の受信巻線及び前記第3の磁束結合体は、前記第2のロータの回転方向に1回転でN3回周期的に変化する形状を有し、
前記第4の受信巻線及び前記第4の磁束結合体は、前記第2のロータの回転方向に1回転でN4回周期的に変化する形状を有し、
N1はN2と異なり、N3はN4と異なり、
前記電流供給手段によって前記第1の送信巻線に電流を流す場合は前記第2の受信巻線によって信号を受信し、
前記電流供給手段によって前記第2の送信巻線に電流を流す場合は前記第1及び第4の受信巻線によって信号を受信し、
前記電流供給手段によって前記第3の送信巻線に電流を流す場合は前記第3の受信巻線によって信号を受信する
ことを特徴とする誘導検出型ロータリエンコーダ。
A stator,
A first rotor engaged with a rotating shaft and rotating together with the rotating shaft and facing the stator in the axial direction;
A second rotor disposed on an outer peripheral side of the first rotor and rotatable with respect to the first rotor and opposed to the stator in the axial direction;
Rotation transmitting means for transmitting rotation of the rotating shaft to rotate the second rotor at a speed different from that of the first rotor;
First, second and third transmission windings provided in order from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the stator and formed in an annular shape around the rotation axis;
A first portion provided between the first and second transmission windings of the stator, formed in an annular shape around the rotation axis along the first and second transmission windings, and overlapping in the axial direction. A receiving winding and a second receiving winding;
A third portion provided between the second and third transmission windings of the stator, formed in an annular shape around the rotation axis along the second and third transmission windings, and overlapping in the axial direction. A receiving winding and a fourth receiving winding;
First and second magnetic flux coupling bodies provided in the first rotor, formed in an annular shape around the rotation axis, and overlapping the first and second receiving windings in the axial direction;
Third and fourth magnetic flux coupling bodies provided in the second rotor, formed in an annular shape around the rotation axis, and overlapping the third and fourth reception windings in the axial direction;
Current supply means for supplying current to the first, second and third transmission windings in a time-sharing manner;
With
The first receiving winding and the first magnetic flux coupling body have a shape that periodically changes N1 times in one rotation in the rotation direction of the first rotor,
The second receiving winding and the second magnetic flux coupling body have a shape that periodically changes N2 times in one rotation in the rotation direction of the first rotor,
The third reception winding and the third magnetic flux coupling body have a shape that periodically changes N3 times in one rotation in the rotation direction of the second rotor,
The fourth reception winding and the fourth magnetic flux coupling body have a shape that periodically changes N4 times in one rotation in the rotation direction of the second rotor,
N1 is different from N2, N3 is Unlike N4,
When a current is supplied to the first transmission winding by the current supply means, a signal is received by the second reception winding,
When a current is supplied to the second transmission winding by the current supply means, a signal is received by the first and fourth reception windings,
An inductive detection type rotary encoder, wherein when the current is supplied to the third transmission winding by the current supply means, a signal is received by the third reception winding .
N3はN4よりも大きい  N3 is greater than N4
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。  The inductive detection type rotary encoder according to claim 1.
前記第3の受信巻線は前記第3の磁束結合体と対向し、  The third receiving winding faces the third magnetic flux coupling body;
前記第4の受信巻線と前記第4の磁束結合体との間には、前記第3の受信巻線及び前記第3の磁束結合体が配置される  The third receiving winding and the third magnetic flux coupling body are disposed between the fourth receiving winding and the fourth magnetic flux coupling body.
ことを特徴とする請求項2記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。  The inductive detection type rotary encoder according to claim 2.
N1,N2,N3,N4は互いに異なる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
N1, N2, N3, N4 is inductive detection type rotary encoder according to claim 1 to claim 3, wherein different from each other.
N1とN2の差分は、“1”であり、N3とN4の差分は、“1”である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
Difference N1 and N2 is "1", N3 a difference of N4 is inductive detection type rotary encoder according to claim 1 to claim 4, wherein the is "1".
N1=N3であり、N2=N4である
ことを特徴とする請求項1,2,3又は5記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
N1 = N3 and N2 = N4. The inductive detection type rotary encoder according to claim 1, 2, 3 or 5 .
前記第1の磁束結合体は、前記第1のロータの回転方向に1回転でN1回周期的に変化する形状を有する歯車状の第1の電流経路と、前記第1の電流経路の内周側を連結する環状の第2の電流経路とを有し、
前記第2の磁束結合体は、環状の第3の電流経路と、前記第3の電流経路によって外周側が連結され、前記第1のロータの回転方向に1回転でN2回周期的に変化する形状を有する歯車状の第4の電流経路とを有し、
前記第3の磁束結合体は、前記第2のロータの回転方向に1回転でN3回周期的に変化する形状を有する歯車状の第5の電流経路と、前記第5の電流経路の内周側を連結する環状の第6の電流経路とを有し、
前記第4の磁束結合体は、環状の第7の電流経路と、前記第7の電流経路によって外周側が連結され、前記第2のロータの回転方向に1回転でN4回周期的に変化する形状を有する歯車状の第8の電流経路とを有する
ことを特徴とする請求項乃至請求項6記載の誘導検出型ロータリエンコーダ。
It said first magnetic flux coupling body has a first current path toothed to have a first N1 times periodically varying shape 1 rotates in the rotational direction of the rotor, of said first current path An annular second current path connecting the peripheral sides,
The second magnetic flux coupling body has an annular third current path and an outer peripheral side connected by the third current path, and has a shape that periodically changes N2 times in one rotation in the rotation direction of the first rotor. to have a and a fourth current path toothed,
It said third flux coupling body includes a fifth current path toothed to have a second N3 times periodically varying shape 1 rotates in the rotational direction of the rotor, of the fifth current path An annular sixth current path connecting the peripheral sides;
The fourth magnetic flux coupling body has an annular seventh current path and an outer peripheral side connected by the seventh current path , and a shape that periodically changes N4 times in one rotation in the rotation direction of the second rotor. inductive detection type rotary encoder according to claim 1 to claim 6, wherein further comprising an eighth current path toothed to have a.
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