CN100416229C

CN100416229C - 一种编码器

Info

Publication number: CN100416229C
Application number: CNB2004100880440A
Authority: CN
Inventors: 中村义行
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: EP1524734A1; US7107861B2; ATE381127T1; JP2005121444A; DE602004010594T2; US20050081648A1; KR20050036814A; EP1524734B2; CN1609561A; KR101084456B1; DE602004010594D1; TW200519358A; EP1524734B1; TWI334021B

Abstract

本发明的目的是提供一种编码器，其结构使得可利用一种类型盖子沿几个方向将连接器安装到编码器主体。本发明的编码器不更换盖子就可以改变连接方向。该编码器包括：探测目标旋转运动的编码器主体(1)；覆盖所述编码器主体(1)后部的盖子(2)；以及连接所述编码器主体(1)的内部电路与外部电路的连接器(4)，其中，所述连接器(4)通过转向适配器(3)安装在所述盖子(2)上。

Description

一种编码器

技术领域

本发明涉及一种安装在编码器盖子上的连接器联接结构，所述编码器连接到马达的旋转器旋转轴上，以探测旋转器的旋转数和/或旋转角及位置。

背景技术

现有技术的这种编码器中，编码器通过连接器连接到外部控制电路和其他装置上，用以导出输出信号或输入/输出控制信号。举例来说，在图4和图5中示出了这种用于导出的连接器的典型结构。图4所示的结构包含连接器4，连接到安装于编码器主体1的编码器盖子2的后部。也就是，在这种结构中连接器从附图所示的上侧连接到编码器盖子。连接器4通过保持主体内部气密的垫圈42连接到盖子2上。盖子2的形状通常可与编码器主体的形状相配，比如包括端封闭的圆筒形形状和近似方形的箱形形状。

编码器主体1包含探测旋转器如伺服马达的旋转数或旋转角的构件。具体地，主体1包括：布置在主体1的凸起部分1a上的旋转轴1b；连接到旋转轴1b的编码板，其中光线透射区域和光线屏蔽区域形成预定的图案；发射光线到编码板的所述图形形成部分上的光源；接收透过所述编码板光线的光传感器，布置在与所述光源相对的位置，中间夹有编码板；和输出对应于旋转角的电信号的电子线路。而且，所述旋转轴1b通过公知的方式连接到旋转器的旋转轴上，因而将旋转器的旋转动作传递给所述旋转轴1b。

另一方面，图5示出这样的结构，其中连接器4连接到编码器盖子2的侧部。也就是在这种结构中，连接器从附图所示的侧(右)向进行连接。这种结构的其余部件的布置方式几乎与图4相同，因此，对相同参考数字的相同部件的介绍将省略。

已知一种编码器，可通过直接固定在电气元件的连接器输出编码器的输出信号，如日本公开专利公报No.H09-243,409公开的编码器。此外，还知道一种编码器，其中的连接器与盖子整体形成，如日本公开专利公报No.2002-151,192公开的编码器。

这样，连接器安装到主体的方向，比如图4所示从后部安装连接器、如图5所示从侧部安装连接器、或者如未示出的那样沿其它方向如沿对角线向后安装等，将取决于连接器所要连接的设备或客户的技术要求。因此，即使对于一种类型的编码器也必须准备多个盖子2以符合编码器要连接的设备或客户的技术要求，所以现有技术中的这种方法不能实现低成本。而且，即使编码器主体符合技术要求，有时由于盖子不适合而必须重新设计盖子，这将使交货大大延迟，而且可能被竞争对手夺走客户。这一问题已经越来越严重，尤其是近来设备技术和控制装置迅速发展，而且设备的更新换代也在不断加快。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码器，其结构使得可利用一种类型盖子沿几个方向将连接器安装到编码器主体上。

为了解决上述问题，本发明的特征在于将转向适配器设置在连接器和盖子之间，其具体构造方式如下：

1)一种编码器，包括：用来探测目标旋转运动的编码器主体1；覆盖所述编码器主体1后部的盖子2；以及连接所述编码器主体1的内部电路与外部电路的连接器4；

其中所述连接器4通过可改变连接方向的转向适配器3安装在所述盖子2上。

2)上述第1项中的编码器，其中所述盖子2具有斜面部分2a，所述转向适配器3安装在该斜面部分2a上。

3)上述第1项或第2项的编码器，其中所述斜面部分2a的角度是所要改变角度的二分之一。

4)根据上述第3项的编码器，其中转向适配器3通过改变其安装到所述盖子斜面部分2a上的方向可以改变所述连接器4的连接方向。

本发明提供了具有这种结构的编码器，使得可以利用一种类型盖子沿几个方向安装连接器。

具体地，本发明提供一种编码器，包括：

一适用于探测围绕一旋转轴的目标旋转运动的编码器主体，其中；所述编码器主体包括用于探测所述旋转目标的旋转角度和输出对应于围绕所述旋转轴的旋转角度的电信号的不同元件；

一设置用于覆盖所述编码器主体的后部的盖子，其中，所述盖子包括一连接部分；

一转向适配器，其包括另一个连接部分；

一连接器，其构造成用于将所述编码器主体中的内部电路与外部电路相连接，所述连接器和所述转向适配器一起构成连接器组件；

其中，所述盖子的连接部分的形状和所述转向适配器的连接部分的形状相对称，以便有可能在所述连接器和所述盖子之间提供两个不同的连接方向。

此外，根据本发明的上述构造方式，只须改变转向适配器的连接方向就能够改变连接器的连接方向，因而是十分经济的。

附图说明

图1是示出根据本发明编码器的一个实施例的最佳方式的前视图；

图2是示出根据本发明编码器一个实施例的外观透视图；

图3是示出图2中的主要部分的横断面视图，；

图4是示出了现有技术一种编码器的结构的示意性正视图，其中连接器安装在编码器的后部；和

图5是示出了现有技术中一种编码器的结构实例的示意性正视图，其中连接器安装在编码器的侧部。

参考数字说明

1 编码器主体

2 盖子

2a 连接部分(斜面部分)

3 转向适配器

3a 连接部分(斜面部分)

35 螺纹

4 连接器

41 螺纹

42 垫圈

具体实施方式

本发明提供了一种编码器，包括：用来探测目标旋转运动的编码器主体；覆盖所述编码器主体后部的盖子；以及连接所述编码器主体的内部电路与外部电路的连接器，其中，所述连接器通过可改变连接方向的转向适配器安装在所述盖子上。而且，所述盖子最好具有可安装所述转向适配器的斜面部分，所述转向适配器使得通过改变其安装到所述盖子斜面部分上的方向就可以改变所述连接器的连接方向。

下面，将参考附图详细介绍用来实施本发明的最佳方式。图1是正视图，示出了本发明编码器的一个最佳实施例。

在此附图中，本发明的编码器包括带有旋转轴1b的主体1和覆盖所述主体1后部的盖子2，旋转轴1b布置在凸起部分1a上，而编码器的结构件布置在所述主体1的后部。另外，连接器4通过转向适配器3安装在所述盖子2上。而且，虽然在此实施例中编码器具有适合于安装到插式结构下部的凸起部分1a，但这一凸起部分1a并不总是需要的，编码器可以设计成适合其具体用途或技术要求。

编码器主体1的后部包含探测旋转器如伺服马达旋转数或旋转角的结构件。具体地，包括：与所述旋转轴1b接合的编码板，其中光线透射区域和光线屏蔽区域形成预定的图案；发射光线到编码板的图形形成部分上的光源；接收透过所述编码板光线的光传感器，布置在与所述光源相对的位置，中间夹有所述编码板；和输出对应于旋转角的电信号的电子线路。而且，所述旋转轴1b通过公知的方式与旋转器的旋转轴接合，因而将旋转器的旋转动作传递给所述旋转轴1b。

此外，作为具有相同功能的主体，本发明的编码器主体也可以包括：磁性图案生成装置，可通过旋转器的旋转运动产生预定的磁性图案；和磁检测元件等类似元件，可检测所述磁性图案生成装置随旋转器的旋转运动而发生的磁场变化并输出对应于旋转角的电信号。或者，可以使用其它检测元件，如通过静电或机械接触探测随旋转角度产生图案变化的检测元件。

编码器盖子2具有可连接到所述转向适配器的连接部分2a，带有连接器4的转向适配器3可与这一部分连接或接合。在所示附图中，这种连接部分2a是沿对角斜面的斜面部分。通过形成这样的斜面部分，能够方便地用转向适配器3来改变方向。对于斜面部分的角度，虽然没有特别限制，但是当连接器的连接方向改变到将近直角方向时，斜面部分的角度最好为其1/2，即斜面部分与旋转轴1b或编码器安装面1c之间的角度大约是45°。这是角度沿直角方向变化的情况，因此，当这一角度变化大约60°时，斜面部分的角度最好设置成大约30°。也就是，虽然斜面部分2a的角度最好是可更换连接器4的连接角度变化的1/2，但从另一方面，斜面部分2a可以具有任何角度。

至于斜面部分的形状，并不一定是附图所示的沿直线切割的平面形状，而可以是带有圆弧的弯曲表面。

转向适配器3的前部具有可与所述盖子2的连接部分2a相连的连接部分3a。连接部分3a最好形成与盖子相同的斜面部分。在这种情况下，切面角度与上面所述的相同，因此不再加以说明。而且，在所述连接部分2a或连接部分3a内可以设有垫圈或密封填料以保持内部气密或防止任何灰尘或液体侵入。

转向适配器3的后部通过螺纹41安装有连接器4，并带有垫圈或密封填料42以保持内部气密或防止任何灰尘或液体侵入。连接器4在所述编码器主体结构件的内部电路与外部控制电路之间传递编码器输出信号或输出/输入控制信号。即，连接器4起到连接编码器内部电路与外部电路的作用。可以使用任何形状以及任意数目的电极，只要是最适宜的并符合编码器或外部控制电路的技术要求。

转向适配器3和连接器4共同构成连接器组件14。在本优选实施例中，通过改变组件14的安装方向，可以使连接器的安装方向发生变化。在附图所示实例中，用组件14A举例说明横向的安装方向，另一方面，用组件14B说明纵向的安装方向。这样，通过改变组件14A、14B即转向适配器的安装方向可以使安装连接器的方向改变为直角方向(90°)。而且，所述连接部分2a和连接部分3a的形状最好是对称的，以适应不同的安装方向。

此外，通过具有不同构造方式的各种转向适配器3还能够实现各种不同的安装方向，尤其是可以配备具有不同角度斜面部分的转向适配器。

而且，在本发明的最佳实施方式中，例如在以上附图或下面实例中所示出的，最好通过一个转向适配器就可以使连接器安装到主体的方向至少沿横向和纵向发生变化。

实例

下面，将参考附图来解释本发明的更加具体的实例。图2是外观透视图，示出了本发明编码器的一个实例，图3是包含旋转轴1b的图2中编码器主要部分的横断面视图，其中连接器4从横向安装，该横断面包含有连接器4和转向适配器3的中心线，并包含有凸起部分33a(33b)。

而且，在图2和3中，主要的结构部件与图1的相同，因此，具有相同参考数字的相同部件不再作解释。在此实例中，安装在编码器主体1上的盖子2和转向适配器3具有更多的有用特性。盖子4具有装配到主体1外部的外围部分和从外围部分以圆弧封闭的后端部分。而且，由后端部分的一部分上的外围部分构成的斜面部分与编码器安装面之间的角度为45°，以形成连接转向适配器3的连接部分2a。此外，可以认为主体具有从外围部分通过斜面部分2a的倾斜面，因此与所连接的转向适配器结合成一个整体。

所述连接部分2a的斜面表面具有差不多是矩形的的开口部分24，其四个角是圆形的(即，具有四个圆角)。编码器主体1的结构件上的电路与安装在转向适配器3上的连接器4相连的导线可以穿过开口部分24，而且用户通过开口部分24可以对主体内部的微调电容器等类似的元件进行调节。在开口部分24的周围设有用来安置垫圈或密封填料(O形圈)的凹槽，使编码器的内部保持气密或防止任何灰尘或液体侵入。

而且，在开口部分24上下边的中间位置设有固定转向适配器3的螺纹孔21a、21b。如下面所要介绍的，取决于转向适配器的连接方向，可以使用这些螺纹孔21a、21b中的任一个。此外，从开口部分24的上侧到后端部分设有一对键槽23a、23b。而且，在开口部分24下侧的中间位置设有与这些键槽旋转对称的相同键槽23c、23d。

转向适配器3具有近似方杆状的筒形部分，其前部的连接部分3a具有与筒形部分的中心轴线大约成45°角的斜面，该斜面与所述连接部分2a的斜面相同。筒形部分的两端形成斜面，因此从后端到前端的切口深度加大，从而与所述盖子2的构造方式一致。

在转向适配器3的连接部分3a的斜面上设有形状与所述盖子2相同的开口部分34，因此当把转向适配器3安装到盖子2上时，盖子2的开口部分24与这一开口部分34相配。此外，在开口部分34的下侧设有一对与所述键槽23a、23b以及凸起部分22对应的引导凸起部分33a、33b。而且，连接器4通过螺纹41拧紧到转向适配器3后部的垫圈42上。

这里，与图1相同，转向适配器3和连接器4一起构成连接器组件14。在这些附图中，组件14A是从编码器的侧部即横向连接的，而组件14B是从编码器的后部即上面(纵向)连接的。因此附图示出了两个组件用以说明从横向和上侧进行的不同连接方式，而实际上只有其中一个组件连接到主体。而且，组件14A和组件14B包含相同的部件，只是连接方向不同。

当把组件14A从横向连接到主体上时，需要使盖子2的凸起部分22位于转向适配器3的引导凸起部分33a、33b之间。接着，使这些引导凸起部分33a、33b容纳在由盖子开口部分24下侧的台阶部分25构成的裂隙部分的下面，如图3所示。此时，两个开口24、34相互对准，而且，转向适配器上的螺纹孔31也与盖子2上部的螺纹孔21b相互对准。接着，从转向适配器3的裂隙部分32通过螺纹孔31将螺栓拧入螺纹孔21b，即只在一个位置拧入螺栓，所述台阶部分25下面的引导凸起部分33a、33b可以起到与螺纹35相同的固定作用，从而将组件14A牢固地固定到盖子2上。而且，虽然该横断面视图中本来只包含螺纹孔21a的横断面，但为了易于理解在图3中还示出了引导凸起部分33a(33)和台阶部分25。

当从上侧(沿纵向)把组件14B连接到主体上时，引导凸起部分33a、33b将容纳在盖子2的键槽23a、23b中。此时，由于两个开口部分沿竖向和横向是轴对称的，所以这些开口部分24、34相互配合，而且螺纹孔31和盖子2下部的螺纹孔21a也相互配合。接着，从转向适配器3的裂隙部分32通过螺纹孔31将螺栓拧入螺纹孔21a，即只须在一个位置拧入螺栓就可以将组件14B牢固地固定到盖子2。

如上所述，通过提供转向适配器3，在不改变编码器盖子2形状的情况下就可以使连接器的连接方向发生变化。而且，优选的是连接部分设有斜面部分，更为优选的是斜面部分的角度是所要改变方向角度的二分之一，因此通过改变转向适配器的连接方向就可以改变将连接器安装到主体上的方向。

工业应用领域

本发明将应用于光学、磁性和其它类型的编码器，而且这些编码器可以用于具有不同构造方式或技术要求的各种设备，这将导致人力的减少，从而降低开发费用。因此，本发明在近年来特别严重的低价格竞争中将成为一种十分有用的技术。

上述实例中，虽然已经介绍了具有轴线的编码器，但是本发明并不受此限制而可以应用于各种各样的编码器，比如轴线横断面具有不同形状的穿透轴型编码器、未具有不同结构支承面的组合型编码器、安装到其它装置如马达的编码器、以及装配的盖子等。而且，在某些情况下，本发明可应用于旋转器如马达。

Claims

1. 一种编码器，包括：

一适用于探测围绕一旋转轴(1b)的目标旋转运动的编码器主体(1)，其中；所述编码器主体(1)包括用于探测所述旋转目标的旋转角度和输出对应于围绕所述旋转轴(1b)的旋转角度的电信号的不同元件；

一设置用于覆盖所述编码器主体(1)的后部的盖子(2)，其中，所述盖子(2)包括一连接部分(2a)；

一转向适配器(3)，其包括另一个连接部分(3a)；

一连接器(4)，其构造成用于将所述编码器主体(1)中的内部电路与外部电路相连接，所述连接器(4)和所述转向适配器(3)一起构成连接器组件；

其中，所述盖子(2)的连接部分(2a)的形状和所述转向适配器(3)的连接部分(3a)的形状相对称，以便有可能在所述连接器(4)和所述盖子(2)之间提供两个不同的连接方向。

2. 根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述盖子(2)的连接部分(2a)以在两个连接方向之间的角度的二分之一角度被设置。

3. 根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述连接方向可以根据安装所述转向适配器(3)到所述盖子(2)的连接部分(2a)上的方向而改变。

4. 根据权利要求1所述的编码器，还包括设置在所述盖子(2)和所述转向适配器(3)之间的密封装置。

5. 根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述盖子(2)和所述转向适配器(3)包括两个对称的开口(24，34)，其设置成在连接方向上相互对准。

6. 根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，所述盖子(2)的连接部分(2a)和所述转向适配器(3)的连接部分(3a)基本上是平坦的。

7. 根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述盖子(2)的连接部分(2a)和所述转向适配器(3)的连接部分(3a)基本上是弯曲的。

8. 根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，在第一连接方向上，所述连接器(4)被设置成基本上与将被探测的目标的旋转轴相平行。

9. 根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，在第二连接方向上，所述连接器(4)被设置成基本上与将所述旋转目标的旋转轴相垂直。

10. 根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，在所述编码器主体(1)中的所述元件是：

一与所述目标的旋转轴(1b)接合的条码板，

一探测结构，

用于输出对应于所述旋转轴(1b)的旋转角度的电信号的电子线路。