專利名稱：磁性編碼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種諸如在多關節機器人的各關節的轉動角的檢測、車輛方向盤的位置的檢測、無刷直流馬達的控制中所使用的小型磁性編碼器。
背景技術：
傳統的磁性編碼器在馬達主體的輸出側相反的端面上同軸安裝。該磁性編碼器在馬達主軸的底端部分外周固定的圓盤狀凸臺上固定由磁性材料制成的圓盤狀后軛(バツクヨ一ク)，在該后軛的表面上安裝圓盤狀的磁極，而且，在馬達的軸方向上與磁極離開的位置上固定基板。在該基板上在與磁極相對置的位置上固定有霍爾元件(例如參照專利文獻1)。
特許文獻1特開平9-308171號公報(第3頁、圖1)在前述的傳統磁性編碼器的基板上除了安裝有根據霍爾元件的檢測信號計算馬達的轉動位置等的信號處理回路之外，還安裝有對基于信號處理回路的計算處理的信號進行輸出的回路以及為這些回路供電的電源回路等。因此，基板的形狀減小受到限制，編碼器主體本身的小型化困難。
發明內容
本發明是為解決上述課題而作出的，目的在于提供一種能夠在空間狹小的場所使用的磁性編碼器。
根據本發明的磁性編碼器，其具有在主軸的前端固定的磁鐵；計算處理部，其具有檢測與該磁鐵轉動相伴隨的磁場變化的霍爾元件，根據該霍爾元件的檢測而計算主軸的轉動角，并且根據該轉動角生成各種信號；將由該計算處理部產生的各種信號分別向外輸出的多個回路部；向計算處理部和多個回路部供電的電源回路部，其中，主軸和磁鐵、計算處理部作為編碼器主體部分，該編碼器主體部分連接用于和控制器側相連接的電纜，在所述電纜的中途設置有轉接部，該轉接部包括安裝有多個回路部和電源回路部的基板；第一和第二連接器，該第一和第二連接器在該基板的電纜的中心軸方向的表面上彼此對置安裝，一個連接在碼器主體部分側的電纜上，另一個連接在與控制器側相連接的電纜上；第三和第四連接器，該第三和第四連接器在基板的電纜的中心軸方向的背面上彼此對置安裝，一個連接在編碼器主體部分側的電纜的，另一個連接在與控制器側相連接的電纜上。
通過本發明，主軸和磁鐵、計算處理部作為編碼器主體部分，在與該編碼器主體部分相連接的電纜的中途設置具有基板的轉接部，由于分別在該基板的電纜的中心軸方向的表面安裝了彼此對置的第一和第二連接器，以及在該基板的電纜的中心軸方向的背面安裝了彼此對置的第三和第四連接器，編碼器主體部分變小，并且轉接部在與電纜的中心軸垂直的寬度方向的尺寸變短，由此，用戶方的設計自由度變大，即使空間狹小的地方也能容易配線。
圖1是示出根據本發明實施例的磁性編碼器的一部分截面的外觀圖。
圖2是示出磁性編碼器的轉接部的結構的側視圖。
圖3是示出轉接部的透視圖。
附圖標記說明10編碼器主體部分；11主軸；11a凹部；12磁鐵；13殼體；13a凹部；13b密封軸承；14IC芯片；15基板；16陽型連接器；16a導向部分；17陰型連接器；18蓋；19密封橡膠；20、21電纜；30轉接部；31樹脂部件；32基板；33第一連接器；34第二連接器；35第三連接器；36第四連接器；33a-36a連接器端子具體實施方式
圖1是示出根據本發明實施例的磁性編碼器的一部分截面的外觀圖，圖2是示出磁性編碼器的轉接部的結構的側視圖，圖3是示出轉接部外觀的透視圖。
根據本發明實施例的磁性編碼器包括編碼器主體部分10；與編碼器主體部分10相連接的電纜20；一端連接該電纜20并且由熱熔工藝方法成形的樹脂部件31所覆蓋的轉接部30；與該轉接部30的另一端相連接的電纜21。該電纜21連接圖中未示出的控制器。
編碼器主體部分10包括前端形成凹部11a的主軸11；在主軸11的凹部11a內嵌入的具有例如12kGs磁通密度的磁鐵12；殼體13，其上部形成凹部13a，在內周圓周方向裝配有密封軸承13b，并在凹部13a中自由旋轉地支撐主軸11的前端；在磁鐵12的上部設置并且在下面安裝有與磁鐵12對置的IC芯片14(計算處理部)的基板15；在基板15上面安裝的例如陽型連接器16；與陽型連接器16可拆裝連接的陰型連接器17，其與電纜20的多個導線20a相連接；在殼體13中嵌合的磁性材質的蓋18。由密封橡膠19來密封從蓋18引出的電纜20。通過該構造，編碼器主體部分10的外形尺寸為15m×15mm×22mm。
所述IC芯片14中心在主軸11的中心軸上，以該中心為軸在其圓周上以90度間隔布置有霍爾元件(未示出)，該霍爾元件檢測伴隨磁鐵12的轉動的磁場變化。該IC芯片14基于霍爾元件的檢測計算主軸11的轉動角度，而且，以PWM信號和數字信號(用于串行通信)的形式輸出該絕對數據(轉動角信息)，并且產生增量信號。這種增量信號包括A相·B相信號、無刷直流馬達的通信信號(U相·V相·W相信號)等等，通過設定信號模式來完成這些信號的切換。
基板14的上面安裝的陽型連接器16在一端面上配置有向前方凸出的多個連接銷(未示出)，另外，為了從四周包圍該接線銷，設置從同一端面向前凸出的四角形導向部分16a。雖然圖中未示出，但是在除蓋18及殼體13的主軸凸出面之外的外面上施加了樹脂密封部件。從編碼器主體部分10的蓋18側插入模具，通過使得液體密封材料流入到與模具的間隙來成形的熱熔工藝方法而形成該密封部件。另外，由于密封橡膠19密封從蓋18引出的電纜20，密封材料不會流入內部。
如圖2所示，轉接部30包括基板32；在該基板32的電纜20、21的中心軸方向的表面上彼此對置安裝的第一和第二連接器33、34；在基板32的電纜20、21的中心軸方向的背面彼此對置安裝的第三和第四連接器35、36；圖中未示出的在基板32上安裝的電源回路部、低通濾波器部分、通信接口部分、輸出回路部等。前述電源回路部、低通濾波器部分、通信接口部分、輸出回路部等通過與芯片14一樣是安裝在基板上的周邊回路，與該基板是分離的。
電源回路部將來自控制器的電源5V設定為恒定電壓，是向編碼器主體部分10的IC芯片14等進行供給的回路，低通濾波器部分將PWM信號轉換為模擬信號。當由控制器接收轉動角的數字數據請求時，通信接口部分將該意圖通知IC芯片14，通過應答該通知，如果接收到來自IC芯片14的數字信號(絕對信號)，就傳送給控制器(串行)。輸出回路部是將來自IC芯片14的增量信號輸出到控制器的回路。
第一和第二連接器33、34以及第三和第四連接器35、36由例如L型板內連接器組成，在基板32的寬度方向(與電纜20、21的中心軸垂直的方向)布置的通孔(未示出)中分別插入多個端子33a-36a，通過釬焊進行固定。在基板32的表面上設置第一和第二連接器33、34，在基板32的背面設置第三和第四連接器35、36，如圖3所示是為了縮短基板32的寬度方向的長度尺寸。第一和第二連接器33、34通過基板32上的印刷線路和各個回路部相互連接，與前述一樣，第三和第四連接器35、36通過基板32上的印刷線路和各個回路部彼此連接。
本實施方式中，主軸11和磁鐵12、IC芯片14作為編碼器主體部分10，在與該編碼器主體部分10相連接的電纜20、21的中途上設置了具有基板32的轉接部30，由于分別在該基板30的電纜20、21的中心軸方向的表面安裝了彼此對置的第一和第二連接器33、34，以及在該基板32的電纜20、21的中心軸方向的背面安裝了彼此對置的第三和第四連接器35、36，編碼器主體部分10形狀變小，并且轉接部30在與電纜20、21的中心軸垂直的寬度方向的尺寸變短，由此，用戶方的設計自由度變大，即使空間狹小的地方也能容易配線。
權利要求
1.一種磁性編碼器，其具有在主軸的前端固定的磁鐵；計算處理部，其具有檢測與該磁鐵轉動相伴隨的磁場變化的霍爾元件，根據該霍爾元件的檢測計算主軸的轉動角，并且根據該轉動角信息生成各種信號；將由該計算處理部生成的各種信號分別向外輸出的多個回路部；為所述計算處理部和多個回路部供電的電源回路部，其特征在于所述主軸和磁鐵、計算處理部作為編碼器主體部分，該編碼器主體部分連接用于和控制器側相連接的電纜，在所述電纜的中途設置有轉接部，所述轉接部包括安裝有所述多個回路部和電源回路部的基板；第一和第二連接器，其在該基板的所述電纜的中心軸方向的表面上彼此對置安裝，一個連接在所述編碼器主體部分側的電纜上，另一個連接在與控制器側相連接的電纜上；第三和第四連接器，其在所述基板的所述電纜的中心軸方向的背面上彼此對置安裝，一個連接在所述編碼器主體部分側的電纜上，另一個連接在與控制器側相連接的電纜上。
2.如權利要求1所述的磁性編碼器，其特征在于，所述轉接部由通過熱熔工藝成形的樹脂部件覆蓋。
全文摘要
提供一種在空間狹小的地方也能夠使用的磁性編碼器。將在主軸的前端固定的磁鐵、具有檢測伴隨磁鐵轉動的磁場變化的霍爾元件并且根據霍爾元件的檢測計算主軸的轉動角以及根據該轉動角信息產生各種信號的IC芯片作為編碼器主體部分。該編碼器主體部分連接用于與控制器側相連接的電纜、在電纜的中途設置有轉接部，在轉接部中設置基板，該基板安裝有向外輸出由IC芯片產生的各種信號的多個回路部和電源回路部，在基板的電纜的中心軸方向的表面上設置第一和第二連接器，在基板的電纜的中心軸方向的背面上設置第三和第四連接器。
文檔編號H02K11/00GK101029835SQ20061007393
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月2日 優先權日2006年3月2日
發明者橋本克博, 梁川敏, 浦崎雄三 申請人:光洋電子工業株式會社