CN105021122A - 旋转角度检测器及旋转机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供旋转角度检测器和旋转机械。该旋转角度检测器(11)在旋转轴(1)上安装在外周部具有被检测部(3)的旋转体(2)，包括设置在与旋转轴的轴线(X)正交的直线上并与被检测部相对的检测体(4)和用于安装该检测体(4)的基座(21)，用于检测马达的旋转轴或由马达驱动的机械的旋转轴的旋转角度，其中，在设于基座(21)的凹部(8)内，形成供检测体(4)的距旋转轴(1)较远一侧的检测体(4)的端面抵接的抵接面(19)，使抵接面(19)距轴线(X)的距离沿着基座(21)的周向不同，通过使检测体(4)抵接于抵接面(19)的抵接位置在周向上错位来进行旋转体(2)与检测体(4)之间的距离的调整。
Description
技术领域
本发明涉及具有检测体的位置调整用的基座的旋转角度检测器及旋转机械。
背景技术
对马达的旋转轴、利用马达驱动的旋转机械的旋转轴的转速、旋转位置或者旋转角度进行检测，这在控制马达、利用马达驱动的旋转机械方面是重要的。因此，作为磁编码器，公知有在马达的旋转轴、旋转机械的旋转轴上安装旋转构件、并利用磁性检测旋转构件的角度的旋转角度检测器。
例如像日本特开2006－10436号公报所公开的那样，这种旋转角度检测器包括安装于想要检测旋转角度的旋转轴的磁性体制的检测器的旋转体(检测环)和具有配置于检测环周围的磁检测部的检测体。检测环在其周向的面(周面)上具有以等间隔形成有凹凸形状的被检测部。另外，检测体包括配置在与检测环的凹凸形状相对的位置的磁体和配置在磁体与形成有凹凸形状的周面之间的磁检测部。磁检测部例如对串联连接有两个与通过的磁通密度相应地使阻力发生变化的磁阻元件而成的串联电路施加电压而形成，两个磁阻元件的中点电压在旋转轴的旋转位置处发生变化，从而形成旋转轴的旋转角度。
另一方面，对马达的旋转轴、旋转机械的旋转轴的旋转角度进行检测的旋转角度检测器的设置位置并不总是恒定，检测环的被检测部与检测体之间的距离需要根据从磁检测部输出的检测信号的信号强度进行变更。检测体固定在基座上进行使用。因此，以往通过在检测环的半径方向的线上(与旋转轴的轴线正交的直线上)使检测体在检测环的半径方向上移动来进行检测环的被检测部与检测体之间的距离的调整。
但是，通过使检测体在检测环的半径方向上移动来进行检测环的被检测部与检测体之间的距离的调整的方法存在使检测体撞击检测环而损伤检测体内部的磁阻元件的隐患，因此存在操作困难这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供消除在检测体设置于基座上时使检测体撞击检测环的隐患、且能够简单地进行检测环的被检测部与检测体之间的距离的调整的旋转角度检测器及旋转机械。
根据本发明的一技术方案，提供一种旋转角度检测器，其用于检测马达的旋转轴或由马达驱动的机械的旋转轴的旋转角度，该旋转角度检测器包括：旋转体，其安装于所述旋转轴并进行旋转，在外周部具有被检测部；以及基座，其包括设置在与所述旋转轴的轴线正交的直线上、并与所述被检测部相对的检测体和在中央部供所述旋转轴贯穿的开口部，该基座用于安装所述检测体，其特征在于，所述旋转角度检测器如下形成：所述基座形成为具有用于安装所述检测体的凹部的基座，在所述凹部的周围形成有供所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面抵接的抵接面，所述抵接面距所述旋转轴的轴线的距离形成为沿着所述基座的周向发生变化。而且，也提供一种旋转机械，其特征在于，该旋转机械具有以上那样的结构的旋转角度检测器。
根据本发明，所述抵接面由多个抵接面形成，以使得所述抵接面距所述旋转轴的轴线的、沿着周向发生变化的距离阶段性地发生变化。
根据本发明，所述多个抵接面是相同半径的圆周面。
根据本发明，所述多个抵接面是相对于与所述旋转轴的轴线正交的直线正交的平坦面。
根据本发明，所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面的形状是能够无间隙地安装于所述多个抵接面的圆周面形状。
根据本发明，所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面的形状是能够无间隙地安装于所述多个抵接面的平坦面形状。
根据本发明，所述基座能够翻过来安装于所述旋转轴，在所述基座的背面侧形成有与在所述基座的表面侧形成的所述抵接面不同形状的抵接面。
根据本发明，所述开口部是内径大于所述旋转轴的外径的圆孔。
根据本发明，所述开口部具有：内径大于所述旋转轴的外径的半圆部、和与所述半圆部连续并以与所述半圆部的直径相同的宽度延伸至所述基座的外周部而成的缺口部。
根据本发明的具有基座的旋转角度检测器及旋转机械，具有检测体的调整操作变容易、并消除了使检测元件破损的隐患这样的效果。
附图说明
通过参照以下添加的附图而能够更明确地理解本发明。
图1A是表示以往的旋转角度检测器的结构与检测体的位置调整方法的立体图。
图1B是图1A的俯视图。
图2A是表示第1实施例的旋转角度检测器的结构与检测体的位置调整方法的立体图。
图2B是图2A的俯视图。
图2C是从背面侧观察第1实施例中的检测体得到的立体图。
图3A是表示第2实施例的旋转角度检测器的结构与检测体的位置调整方法的立体图。
图3B是图3A的俯视图。
图4A是表示第3实施例的旋转角度检测器的结构与检测体的位置调整方法的立体图。
图4B是图4A的俯视图。
图4C是表示第3实施例的旋转角度检测器所使用的基座的另一实施例的俯视图。
图4D是说明第3实施例的旋转角度检测器的检测体向基座安装的立体图。
图5A是表示第4实施例的旋转角度检测器所使用的基座的结构的立体图。
图5B是表示图5A所示的基座的表面侧的结构的俯视图。
图5C是表示图5A所示的基座的背面侧的结构的俯视图。
图6A是表示第5实施例的旋转角度检测器所使用的基座的结构的立体图。
图6B是表示图6A所示的基座的表面侧的结构的俯视图。
图6C是表示图6A所示的基座的背面侧的结构的俯视图。
图7是安装有本发明的旋转角检测器的旋转机械的立体图。
具体实施方式
以下，使用添加附图并根据具体的实施例详细说明本发明的实施方式。但是，应理解本发明并不限定于附图或以下说明的实施方式。在说明本发明的实施例之前，作为比较技术，使用图1A、图1B说明以往的旋转角度检测器10的结构与检测体4向基座5安装的安装方法。在附图中，对相同构成要素标注相同附图标记。
图1A示出了以往的旋转角度检测器10的结构。旋转角度检测器10包括安装于旋转轴1上的旋转体2、基座5以及设置在基座5上的检测体4。图1B是从轴线X的方向观察图1A所示的安装于旋转轴1上的旋转角度检测器10得到的俯视图。旋转轴1是马达等的旋转轴本身、利用安装于马达等的旋转轴上的部件而与旋转轴同步旋转的部件、或者利用马达驱动旋转的旋转机械的旋转轴或安装于旋转机械的旋转轴上的部件中的任一者。
安装于旋转轴1上的旋转体2是磁性体制的检测环，在外周部具有以等间隔形成有凹凸形状的被检测部3。另外，检测体4以与旋转体2的被检测部3相对的方式载置在具有供旋转轴1贯穿的通孔7的基座5的载置面6上。检测体4具有配置在与被检测部3相对的位置的磁体和配置在磁体与被检测部3之间的磁检测部，由于检测体4的结构和功能是公知的，因此省略继续说明。
旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离需要根据从磁检测部输出的检测信号的信号强度进行变更。因此，在以往的旋转角度检测器10中，使检测体4在基座5的载置面6上向以箭头A表示的与旋转轴1的轴线X正交的线上的方向移动，而进行被检测部3与检测体4之间的距离的调整。但是，在该调整方法中，存在有在调整时使检测体4撞击被检测部3而损伤位于检测体4的内部的磁阻元件的隐患，因此操作困难。
本发明是对以往的旋转角度检测器10中的被检测部3与检测体4之间的距离的调整操作进行了改进的技术方案，用于载置检测体4的基座5的结构具有特征。以下，根据几个实施例来说明本发明的具有基座的旋转角度检测器的实施方式，但是本发明的旋转角度检测器的结构并不限定于这些实施例。另外，关于以下所说明的实施例中的旋转轴1、旋转体2、被检测部3以及检测体4，能够使用与利用图1A、图1B说明的构件相同的构件，因此对相同的构件标注相同的附图标记并省略其说明。
图2A、图2B是表示第1实施例的旋转角度检测器11的结构的图，图2A是旋转角度检测器11的立体图，图2B是从轴线X方向观察旋转角度检测器11得到的俯视图。旋转角度检测器11包括安装于旋转轴1上的旋转体2、与旋转体2的被检测部3相对的检测体4以及基座21。在基座21的载置面6上，在设于基座21的中央部的作为开口部的通孔7的周围设有比载置面6低一阶的凹部8。而且，凹部8的外周部形成为供检测体4的距旋转轴1较远一侧的端面抵接的抵接面19。另外，在本发明的实施例中，通孔7的内径形成得比旋转体2的外径大，但是旋转体2也可以位于基座21的上表面，因此通孔7的内径只要是至少能够供旋转轴1贯穿的大小即可。
在第1实施例的旋转角度检测器11中，抵接面19距旋转轴1的轴线X的距离沿着基座21的周向平滑地发生变化，形成为逐渐增大。而且，检测体4在距旋转轴1较远一侧的端面抵接于该抵接面19的状态下固定在凹部8中并与旋转体2的被检测部3相对。在此，将抵接面19距旋转轴1的轴线X的距离最短的点19m与抵接面19距旋转轴1的轴线X的距离最长的点19M之间的差设为D。这样的话，通过使检测体4的端面抵接于抵接面19，并沿着抵接面19的周向使检测体4移动，能够在距离D的范围内调整旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离。
其结果，在旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离的调整中，不必使检测体4在与旋转轴1的轴线X正交的线的方向上朝向旋转轴1移动，能够使检测体4不撞击旋转体2地进行调整操作。
另外，第1实施例的旋转角度检测器11中的检测体4的、距旋转轴1较远一侧的端面也可以是平坦面，但是如图2C所示，能够将距旋转轴1较远一侧的端面4B设为弯曲面。弯曲面也可以是圆周面。另外，在本实施例中，使抵接面19距旋转轴1的轴线X的距离沿着基座21的周向绕顺时针平滑地增大，但是也可以使其沿着基座21的周向绕逆时针平滑地增大。
图3A、图3B是表示第2实施例的旋转角度检测器12的结构的图，图3A是旋转角度检测器12的立体图，图3B是从轴线X方向观察旋转角度检测器12得到的俯视图。旋转角度检测器12包括安装于旋转轴1上的旋转体2、与旋转体2的被检测部3相对的检测体4以及基座22。在基座22的载置面6上，在设于基座22的中央部的作为开口部的通孔7的周围设有比载置面6低一阶的凹部8。而且，凹部8的外周部形成为供检测体4的距旋转轴1较远一侧的端面抵接的抵接面29。
在第2实施例的旋转角度检测器12中，抵接面29距旋转轴1的轴线X的距离沿着基座22的周向利用多个抵接面29阶段性地发生变化，形成为逐渐增大。而且，检测体4在距旋转轴1较远一侧的端面抵接于该抵接面29的状态下固定在凹部8中并与旋转体2的被检测部3相对。在第2实施例中，如图3B所示，凹部8绕轴线X呈放射状地被分为8部分，且具有8个抵接面29。各个抵接面29是相对于与旋转轴1的轴线X正交的直线正交的平坦面。
因而，第2实施例的旋转角度检测器12中的检测体4的、距旋转轴1较远一侧的端面是平坦面较好，检测体4抵接于8个抵接面29中的任一者并设置在凹部8中。在此，将距轴线X的距离最短的抵接面29m与距轴线X的距离最长的抵接面29M之间的距离之差设为D。这样的话，通过将检测体4的端面抵接于8个抵接面29中的任一者，能够在距离D的范围内将旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离调整为8个级别。
其结果，在旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离的调整中，只要使检测体4的端面抵接于8个抵接面29中的任一者即可，因此能够使检测体4不撞击旋转体2地进行调整操作。
图4A、图4B是表示本发明的第3实施例的旋转角度检测器13的结构的图，图4A是旋转角度检测器13的立体图，图4B是从轴线X方向观察旋转角度检测器13得到的俯视图。旋转角度检测器13包括安装于旋转轴1上的旋转体2、与旋转体2的被检测部3相对的检测体4以及基座23。在基座23的载置面6上，在设于基座23的中央部的作为开口部的通孔7的周围设有比载置面6低一阶的凹部8。而且，凹部8的外周部形成为供检测体4的距旋转轴1较远一侧的端面抵接的抵接面39。
在第3实施例的旋转角度检测器13中，抵接面39距旋转轴1的轴线X的距离沿着基座23的周向利用多个抵接面39阶段性地发生变化，形成为逐渐增大。而且，检测体4在距旋转轴1较远一侧的端面抵接于该抵接面39的状态下固定在凹部8中并与旋转体2的被检测部3相对。在第3实施例中，如图4B所示，凹部8绕轴线X呈放射状地被分为8部分，且具有8个抵接面39a～抵接面39h。
各个抵接面39a～抵接面39h是具有相同半径的圆周面，但是从轴线X向各个抵接面39a～抵接面39h引出的垂线的长度不同。而且，在第3实施例中，如图4B所示，各个抵接面39a～抵接面39h的各个圆周面的中心点Ca～中心点Ch逐渐靠近轴线X，抵接面39h的中心点Ch重叠于轴线X。
在第3实施例中，由于各个抵接面39a～抵接面39h是具有相同半径的圆周面，因此如图4D所示，如果将检测体4的距旋转轴1较远一侧的端面4B也设为具有相同半径的圆周面，则无论是抵接面39a～抵接面39h中的哪个抵接面，检测体4都会无间隙地进行抵靠。在此，将距轴线X的距离最短的抵接面39a与距轴线X的距离最长的抵接面39h之间的距离之差设为D。这样的话，通过将检测体4的端面抵接于8个抵接面39a～抵接面39h中的任一者，能够在距离D的范围内将旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离调整为8个级别。
其结果，在旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离的调整中，只要使检测体4的端面抵接于8个抵接面39a～抵接面39h中的任一者即可，因此能够使检测体4不撞击旋转体2地进行调整操作。另外，由于作为圆周面的抵接面39a～抵接面39h的半径全部相同，因此与检测体4之间的抵接较容易。
图4C是表示第3实施例的旋转角度检测器13所使用的基座23的另一实施例的图。在图4A、图4B所示的实施例中，凹部8呈放射状地被8等分，但是在图4C所示的实施例中，凹部8呈放射状地被4等分。4个抵接面39全部是半径R1的圆周面。另外，在图4B所示的基座23中，从轴线X向各个抵接面39a～抵接面39h引出的垂线的长度相对于轴线X绕顺时针逐渐变大。另一方面，在图4C所示的实施例中，4个抵接面39距轴线X的距离绕逆时针逐渐变大。在图4C所示的实施例中，通过将检测体4的端面抵接于4个抵接面39中的任一者，能够将旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离调整为4个级别。这样，抵接面39的分割数、距轴线的距离变小的方向并不特别限定。
图5A是表示第4实施例的旋转角度检测器14的结构的图。旋转角度检测器14包括安装于旋转轴1上的旋转体2和基座24。在旋转体2的外周部设有被检测部3。另外，在图5A中省略了检测体4的图示。在基座24的载置面6上，在中央部设有供旋转轴1贯穿的通孔7，通孔7的内径大于安装在旋转轴1上的旋转体2的被检测部3的外径。因而，基座24能够在旋转体2安装于旋转轴1的状态下够自旋转轴1上卸下，能够翻过来安装在旋转轴1上。
因此，在第4实施例中，如图5B所示，在基座24的表面侧，在通孔7的周围设置了比载置面6低一阶的凹部8，在凹部8的外周部设置了与第2实施例相同的抵接面29。另一方面，在基座24的背面侧，如图5C所示，在通孔7的周围设置了比载置面6低一阶的凹部8，并且在凹部8的外周部设置了与第3实施例相同的抵接面39a～抵接面39h。如上所述，抵接面29是平坦面，抵接面39a～抵接面39h是半径相同的圆周面。
因而，不管检测体4的端面是平坦面还是圆周面，具有基座24的第4实施例的旋转角度检测器14都能够进行应对。另外，在基座24的表面侧与背面侧设置何种抵接面并不受到限定。只要进一步减小相邻的抵接面距轴线X的距离之差并分配形成于表面侧与背面侧，就能够将旋转体2的被检测部3与检测体4之间的距离调整为更多的级别，调整范围扩大。另外，基座24也可以不是一个，而是预先准备多个。
而且，在以上说明的实施例中，说明了基座全部在中央部具有通孔的环状的形状，但是基座也可以形成为U字状并相对于旋转轴从侧向插入或者卸下，基座的形状并不特别限定。接着，作为一例说明基座为U字状的实施例。
图6A是表示本发明的第5实施例的旋转角度检测器15的结构的图。旋转角度检测器15包括安装于旋转轴1上的旋转体2和基座24A。在旋转体2的外周部设有被检测部3。另外，在图6A中省略了检测体4的图示。第5实施例的基座24A的开口部的形状与第4实施例的基座24的开口部的形状不同。第5实施例的基座24A包括内径大于旋转轴1的外径的半圆部7A和与半圆部7A连续、并以与半圆部7A的半圆的直径相同的宽度延伸至基座24A的外周部而成的缺口部7B，具有U字状的形状。因而，基座24A能够利用缺口部7B相对于旋转轴1从侧向进行安装。
另外，在基座24A中，在其两面设有凹部8和抵接面29，将其一例表示在图6B、图6C中。在第5实施例中，如图6B所示，在基座24A表面侧，在半圆部7A的周围设置了比载置面6低一阶的凹部8，在凹部8的外周部设置了与第4实施例相同的平坦的抵接面29。在第5实施例中，抵接面29的数量在从距半圆部7A的半圆的中心点的距离最短的抵接面29m到距半圆部7A的半圆的中心点的距离最长的抵接面29M的范围内为5个，能够将检测体4距旋转体2的被检测部3的距离调节为5个级别。
另一方面，在基座24A的背面侧，如图6C所示，在半圆部7A的周围设置了比载置面6低一阶的凹部8，在凹部8的外周部设置了5个抵接面39a～抵接面39e。抵接面39a～抵接面39e与第3实施例相同地为半径相同的圆周面较好，使从半圆部7A的半圆的中心点到抵接面39a～抵接面39e的距离变化为5个级别。这样，第5实施例的基座24A通过将检测体4的端面抵接于表面侧的5个抵接面29中的任一者，能够将检测体4距旋转体2的被检测部3的距离调整为5个级别。同样地，通过将检测体4的端面抵接于基座24A的背面侧的5个抵接面39a～抵接面39e中的任一者，能够将检测体4距旋转体2的被检测部3的距离调整为5个级别。
因而，不管检测体4的端面是平坦面还是圆周面，具有基座24A的第5实施例的旋转角度检测器15都能够进行应对。在基座24A的表面侧与背面侧设置何种抵接面并不受到限定。基座24A的更换较容易，因此只要预先准备多个具有不同种类的抵接面的基座，就能够将检测体4距旋转体2的被检测部3的距离调整为更多级别，调整范围扩大。
图7是表示安装有本发明的第2实施例的旋转角度检测器12的旋转机械9的图，示出了旋转机械9的基座安装用部件20。安装于基座安装用部件20的旋转角度检测器12并不限定于第2实施例的旋转角度检测器12，也能够安装其他实施例的旋转角度检测器。这样，通过使用具有基座的旋转角度检测器，不用改变旋转机械9的其他部件就能够进行基座的处理。
根据本发明的具有基座的旋转角度检测器及旋转机械，具有检测体的调整操作变容易、并消除了使检测元件破损的隐患这样的效果。
以上，将本发明与其优选实施方式相关联地进行了说明，但是本领域技术人员应该理解，能够在不脱离权利要求书的公开范围的前提下进行各种修改和变更。
Claims (10)
1.一种旋转角度检测器，其用于检测马达的旋转轴或由马达驱动的机械的旋转轴的旋转角度，该旋转角度检测器包括：旋转体，其安装于所述旋转轴并进行旋转，在外周部具有被检测部；以及基座，其包括设置在与所述旋转轴的轴线正交的直线上、并与所述被检测部相对的检测体和在中央部供所述旋转轴贯穿的开口部，该基座用于安装所述检测体，其特征在于，所述旋转角度检测器如下形成：
所述基座形成为具有用于安装所述检测体的凹部的基座，
在所述凹部的周围形成有供所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面抵接的抵接面，
所述抵接面距所述旋转轴的轴线的距离形成为沿着所述基座的周向发生变化。
2.根据权利要求1所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述抵接面由多个抵接面形成，以使得所述抵接面距所述旋转轴的轴线的、沿着周向发生变化的距离阶段性地发生变化。
3.根据权利要求2所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述多个抵接面是相同半径的圆周面。
4.根据权利要求2所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述多个抵接面是相对于与所述旋转轴的轴线正交的直线正交的平坦面。
5.根据权利要求3所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面的形状是能够无间隙地安装于所述多个抵接面的圆周面形状。
6.根据权利要求4所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述检测体的距所述旋转轴较远一侧的端面的形状是能够无间隙地安装于所述多个抵接面的平坦面形状。
7.根据权利要求1所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述基座能够翻过来安装于所述旋转轴，在所述基座的背面侧形成有与在所述基座的表面侧形成的所述抵接面不同形状的抵接面。
8.根据权利要求1所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述开口部是内径大于所述旋转轴的外径的圆孔。
9.根据权利要求1所述的旋转角度检测器，其特征在于，
所述开口部具有：内径大于所述旋转轴的外径的半圆部、和与所述半圆部连续并以与所述半圆部的直径相同的宽度延伸至所述基座的外周部而成的缺口部。
10.一种旋转机械，其特征在于，该旋转机械具有权利要求1至9中任一项所述的旋转角度检测器。
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