專利名稱：磁性編碼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種例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的位置上固定有霍爾元件。另外，為了保護這些部件，在馬達主體上固定有蓋(例如參照特許文獻1)。
特許文獻1特開平9-308171號公報(第3頁、圖1)前述的傳統磁性編碼器通過在蓋的側面設置電纜引入部分，將電纜自身插入該引入部分內并且在基板上連接導線而構成，但是在將如此構成的磁性編碼器放置在受到外部磁場(來自馬達的磁噪除外)影響的環境中的場合下，蓋安裝引入部分的側面的磁屏蔽面積由于該引入部分而變小，難以確保針對霍爾元件的完全屏蔽。
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盡量增加蓋的磁屏蔽面積、抑制外部磁場對霍爾元件的影響的磁性編碼器。
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；計算處理部分，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；將由該計算處理部分產生的各種信號分別向外輸出的多個回路部分；為計算處理部分和多個回路部分供電的電源回路部分，主軸和磁鐵、計算處理部分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，在電纜的中途設置具有多個回路部分和電源回路部分的轉接部，編碼器主體部分包括安裝有計算處理部分的基板；殼體，其自由轉動地支撐主軸，以便磁鐵與基板上的計算處理部分相對；與殼體嵌合以覆蓋基板的蓋；由蓋和殼體夾持并且僅使電纜的導線插入通過的導線引入部分；安裝在基板的計算處理部分安裝面的反面、并與通過導線引入部分引入的電纜的導線相連接的連接器；在導線引入部分和電纜相互接觸的狀態下，覆蓋兩者的外周部地進行保持的保持部件。
通過本發明，由于僅使電纜的導線在蓋和殼體夾持的導線引入部分中通過，該導線引入部分形狀能夠小型化，由此，能夠盡量增加蓋的導線引入部分的夾持面的面積(磁屏蔽面積)，能夠抑制外部磁場從該夾持面對霍爾元件的影響。另外，由于在導線引入部分和連接器之間僅是具有柔軟性的導線，所以對連接器不施加過大的應力。
另外，由于以主軸和磁鐵、計算處理部分作為編碼器主體部分，該編碼器主體部分連接與控制器一側相連接的電纜，電纜的中途設置具有多個回路部分和電源回路部分的轉接部，所以編碼器主體部分能夠小型化。
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視圖。
圖2是示出根據實施例的編碼器主體部分的分解立體圖。
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；18a切口部分；19導線引入部分；19a底部；19b槽；19c圓筒部分；19d孔；20電纜；30轉接部；40熱收縮管具體實施方式
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視圖，圖2是示出根據實施例的編碼器主體部分的分解立體圖。
根據本實施例的磁性編碼器包括編碼器主體部分10；在編碼器主體部分10上安裝的電纜20；一端連接該電纜20并且由通過熱熔工藝方法成形的樹脂部件(未示出)覆蓋的轉接部30；與該轉接部30的另一端相連接的電纜(未示出)。該電纜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，在內周部上沿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的前端部；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(計算處理部分)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；與殼體13嵌合的磁性材料的蓋18；由蓋18和殼體13夾持的且由諸如防塵橡膠形成的導線引入部分19。通過該構造，編碼器主體部分10的外形尺寸為15mm×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，通過設定信號模式執行這些信號的切換。
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，為了從四周包圍該連接銷，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進行成形的熱熔工藝方法而形成該密封材部件。
雖然圖中未示出，轉接部30包括基板；在該基板的電纜20的中心軸方向的表面彼此對置安裝的第一和第二連接器；基板的電纜20的中心軸方向的背面彼此對置安裝的第三和第四連接器；在基板上安裝的電源回路部分、低通濾波器部分、通信接口部分、輸出回路部分等。前述電源回路部分、低通濾波器部分、通信接口部分、輸出回路部分等與IC芯片14一樣是安裝在基板上的周邊回路，與該基板相分離。前述各個連接器例如由L型板內連接器組成，在基板的寬度方向(與電纜20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，通過釬焊進行固定。
電源回路部分將來自控制器的電源5V作為恒定電壓，并且是向供應編碼器主體10的IC芯片14等供給的回路，低通濾波器部分將PWM信號轉換為模擬信號。當從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)，就傳送到控制器(串行)。輸出回路部分是將來自IC芯片14的增量信號輸出到控制器的回路。
在前述蓋18的一個側面上形成如圖2所示的切口部分18a，而且在殼體13上形成與蓋18的切口部分18a的下部嵌合的凸起部分13c。例如圖2所示，導線引入部分19包括底部19a、從該底部19a凸出形成的圓筒部分19c。在底部19a中設置了具有電纜20的多個導線20a能夠通過的直徑的孔(未示出)，在外周部分設置有蓋18的切口部分18a和殼體13的凸起部分13c能夠嵌入的槽19b。圓筒部分19c具有以在底部19a上設置的孔的中心軸作為中心的同直徑的孔19d。此圓筒部分19的外徑與電纜20的外徑相同。
在底部19a設置的槽19b中嵌入蓋18的切口部分18a，隨后，通過使殼體13和蓋18嵌合來夾持導線引入部分19。在該情況下，殼體13的凸出部分13c進入底部19a的下部的槽19b內。在蓋18和殼體13之間夾持導線引入部分19之前，首先，電纜20在熱收縮管40中通過，電纜20的多個導線20a在導線引入部分19的圓筒部分19c的孔19d和底部19a的孔內通過。并且，使導線引入部分19的圓筒部分19c的前端面與電纜20的除導線20a以外的外周部分的端面相接觸，通過先前穿過電纜20的熱收縮管40覆蓋該部分，通過加熱使該熱收縮管收縮，對圓筒部分19c和電纜20進行緊固。通過該熱收縮管40的收縮，能夠保持導線引入部分19與電纜20的連接狀態。
這樣，由于導線引入部分19的圓筒部分19c的外徑與電纜20的外徑相同，與傳統的使電纜20自身插入穿入部分相比，導線引入部分19能夠小型化，由此，編碼器主體部分10自身小型化，而且能夠盡量增加蓋18的導線引入部分19的夾持面的面積(磁屏蔽面積)，能夠抑制外部磁場從該夾持面對霍爾元件的影響。另外，由于在導線引入部分19和連接器17之間僅是具有柔軟性的導線20a，所以對陽型連接器和陰型連接器16、17不會施加過大的應力。
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；計算處理部分，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；將由該計算處理部分生成的各種信號分別向外輸出的多個回路部分；為所述計算處理部分和多個回路部分供電的電源回路部分，所述主軸和磁鐵、計算處理部分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具有上述多個回路部分和電源回路部分的轉接部，所述編碼器主體部分包括安裝有所述計算處理部分的基板；殼體，其自由轉動地支撐所述主軸，以便所述磁鐵與所述基板上的計算處理部分對置；與所述殼體嵌合以覆蓋所述基板的蓋；由該蓋和所述殼體夾持并且僅使所述電纜的導線插入通過的導線引入部分；安裝在所述基板的計算處理部分安裝面的反面，與通過所述導線引入部分引入的所述電纜的導線相連接的連接器；在所述導線引入部分和電纜相互接觸的狀態下，覆蓋兩者的外周部分地進行保持的保持部件。
2.如權利要求1所述的磁性編碼器，其特征在于，導線引入部分包括底部和圓筒部分，上述底部設置具有所述電纜的導線能夠通過的直徑的孔，并且在外周部分上形成所述蓋和殼體的側壁嵌入的槽，上述圓筒部分從該底部凸出形成并且具有以所述孔的中心軸為中心的相同直徑的孔，所述圓筒部分的外徑與所述電纜的外徑相同。
3.如權利要求1或2所述的磁性編碼器，其特征在于，所述保持部件由因熱而收縮的熱收縮管形成。
全文摘要
提供一種最大化蓋的磁屏蔽面積、抑制外部磁場對霍爾元件相對的影響的磁性編碼器。編碼器主體部分(10)包括安裝具有霍爾元件的IC芯片(14)的基板(15)；殼體(13)，其自由轉動地支撐主軸(11)，以便磁鐵(12)與基板上的IC芯片相對；用于覆蓋基板且在殼體中嵌入結合的蓋(18)；由該蓋和殼體夾持并且僅使電纜(20)的導線(20a)插入通過的導線引入部分(19)；在基板(15)的IC芯片的安裝面的反面裝配，并與通過導線引入部分引入的電纜的導線相連接的連接器(17)；在導線引入部分和電纜相互接觸的狀態下，保持覆蓋兩者的外周部分的熱收縮管(40)。
文檔編號H02K11/00GK101029836SQ20061007393
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