CN109327115A - 电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电动机，在具备编码器的电动机中，提高对编码器电缆与电动机主体的框架接地进行连接时的作业性。电动机具备对旋转轴的旋转进行检测的编码器。在编码器的连接于基板的编码器电缆的端部，信号线与框架接地线同时被引出，且电缆侧连接器具备与信号线及框架接地线分别对应的端子。另外，在基板上形成将导电性的终端构件的一端与基板侧连接器连接的图案，且终端构件的另一端与电动机主体的框架接地电连接。因此，仅进行编码器电缆向基板侧连接器的连接，便能够将编码器电缆与电动机主体的框架接地电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备通过磁敏元件来检测转子(rotor)的旋转的编码器(encoder)的电动机(motor)。
背景技术
专利文献1公开了一种具备检测转子的旋转的编码器的电动机。在专利文献1的电动机中，编码器具备搭载于基板上的磁敏元件及与电动机的输出轴一体地进行旋转的磁石。基板由固定于电动机壳体上的保持件支撑。搭载有磁敏元件的基板及磁石由盖体构件覆盖。盖体构件固定于编码器壳体的内侧面，所述编码器壳体固定于电动机壳体。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2016-3888号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
搭载于电动机的编码器会受到各种噪声(noise)的影响，所以有可能因产品的使用环境而输出会发生变化并且角度误差的产生状况会发生变化。例如，磁敏元件的输出因由干扰磁场带来的磁噪声或电磁波噪声的影响而发生变化。另外，磁敏元件的输出及搭载于基板上的编码器电路对磁敏元件的输出的放大值有可能受到固定编码器的电动机主体的框架接地噪声或电源噪声等电噪声的影响。
作为此种电磁波噪声对策，在专利文献1中，使用包含铁等磁性体的构件作为覆盖基板的盖体构件，使盖体构件作为磁屏蔽材(shield)发挥功能。然而，在基板上连接有编码器电缆，编码器电缆中带有静电放电(Electrostatic discharge，ESD)或电快速瞬变脉冲群(Electrical fast transient/burst，EFT/B)等电噪声，所以电噪声会侵入编码器电路的周围，所述对策不充分。
因此，提出了通过将编码器电缆与电动机壳体的框架接地电连接，使编码器电缆中带有的电噪声降低。例如，提出了在编码器电缆的端部引出框架接地线，在将支撑基板的编码器保持件螺固于电动机壳体的端面时，使用导电性的固定螺钉同时对框架接地线的端子进行螺固。
但是，存在如下问题：对从编码器电缆引出的框架接地线进行螺固的作业在基板及编码器保持件的周围的空间狭小时，作业性差。例如，在电动机的外形小时，必须减小编码器保持件的尺寸，且必须将螺固用的固定孔设置在狭小的空间中。因此难以进行螺固作业。另外，有时也存在如下情况：用以将从编码器电缆引出的框架接地线引导至螺固位置的空间狭小，螺固后必须使设置在框架接地线的端部的端子变形。
鉴于以上的问题，本发明的课题在于：在具备编码器的电动机中，提高对编码器电缆与电动机的框架接地进行连接时的作业性。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述课题，本发明的电动机包括：电动机主体，具备旋转轴；以及编码器，对所述旋转轴的旋转进行检测；且所述编码器具备：磁石，与所述旋转轴一体地进行旋转；基板，搭载与所述磁石对向的磁敏元件及基板侧连接器；编码器电缆，具备信号线及框架接地线；以及终端构件，与和编码器电路绝缘而设置在所述基板上的图案电连接，所述终端构件的其中一端经由所述图案而与连接于所述基板侧连接器的所述编码器电缆的所述框架接地线电连接，所述终端构件的另一端经由导电性的固定构件而与所述电动机主体的框架接地电连接。
本发明中，如此，在具备编码器的电动机中，编码器中与磁石对向的磁敏元件搭载于基板，且在基板上连接有编码器电缆。编码器电缆具备框架接地线，当将基板上的连接器与编码器电缆连接时，框架接地线经由和编码器电路绝缘的图案而与终端构件的其中一端连接。终端构件的另一端经由导电性的固定构件而与电动机主体的框架接地电连接。因此，作为将编码器电缆与电动机主体的框架接地电连接的作业，仅进行编码器电缆向基板上的连接器的连接即可，因此作业性良好，能够确实地进行连接。
本发明中，优选所述编码器具备配置在所述基板与所述电动机主体之间的编码器保持件，且所述基板经由所述编码器保持件被固定于所述电动机主体，所述固定构件将所述编码器保持件及所述终端构件固定于所述电动机主体。如此一来，能够利用共同的固定构件将编码器保持件及终端构件进行固定，且能够经由所述固定构件使电动机主体与终端构件电导通。因此，能够削减零件数量，从而能够使制造成本降低。
本发明中，优选所述编码器保持件具备配置所述磁石的磁石配置孔，且在所述磁石配置孔的外周侧设置用以使所述固定构件穿过的固定孔，所述终端构件的其中一端配置在所述编码器保持件中所述固定孔开口的部位，所述终端构件的另一端朝向与所述磁石配置孔对向的所述基板延伸，所述基板具备供所述另一端插入的第1贯穿孔，所述图案经由插入至所述第1贯穿孔的所述另一端，与所述终端构件电连接。如此一来，能够缩短使连接框架接地线的图案与电动机主体导通的路径，而无需使终端构件从基板的外周侧迂回到形成有图案的面上。因此，能够使终端构件的形状简化且小型化。另外，终端构件不易受到噪声的影响，因此能够提高噪声抗扰度。
本发明中，优选具备将所述编码器保持件的外周部分朝内周侧切开而成的切口，所述固定构件及所述终端构件配置在所述切口。如此一来，能够将固定构件及终端构件配置在从轴线方向观察时的编码器保持件的内周侧，空间效率好。因此，能够使电动机小型化。
本发明中，优选具备与所述磁石对向的基板保持件，且所述基板从所述磁石的相反侧被固定于所述基板保持件，所述基板保持件与所述基板的信号接地电连接，且从所述旋转轴的中心轴线方向观察，在与所述第1贯穿孔重叠的位置形成有比所述第1贯穿孔大的第2贯穿孔。如此一来，能够利用信号地电位的基板保持件从磁石侧覆盖基板，因此能够降低电磁波噪声对设置在基板上的磁敏元件的输出及其放大值的影响。另外，能够使框架接地电位的终端构件不与基板保持件接触。
本发明中，优选所述编码器保持件是在多个部位被固定于所述电动机主体，所述图案与设置在所述基板上的焊盘(land)电连接，所述固定构件将所述多个部位中最靠近所述焊盘的一个部位固定于所述电动机主体。如此一来，能够缩短固定构件与焊盘的距离，因此能够使终端构件小型化。因而，终端构件的成本变低，因此能够使制造成本降低。
本发明中，优选所述焊盘在所述基板上配置在比所述磁敏元件更靠近所述基板侧连接器的位置。如此一来，能够使磁敏元件与框架接地电位的图案及焊盘分离，从而能够减少对编码器电路及磁敏元件的影响。
本发明中，优选所述基板侧连接器具备与编码器电缆的所述信号线及所述框架接地线分别连接的多个端子连接部，所述多个端子连接部中与所述框架接地线连接的一个部位比其他端子连接部更靠近所述焊盘。如此一来，能够使框架接地电位的图案变小，因此基板上的图案布局不易被限制，从而设计的自由度提高。另外，能够使和编码器电缆的信号线连接的图案与框架接地电位的图案及焊盘分离，从而能够减少对编码器电路及磁敏元件的影响。
本发明中，优选所述编码器具备覆盖所述基板及所述磁石的外侧盖体，所述编码器电缆在设置于所述外侧盖体的配线取出部得到保持，所述基板侧连接器相对于所述基板的中心而配置在所述配线取出部的相反侧。如此一来，从配线取出部到基板侧连接器的距离长，因此连接器的连接容易，从而作业性良好。另外，在连接器的连接时无需使编码器电缆大幅挠曲，因此不易对编码器电缆施加负荷。
此时，所述基板侧连接器的插入口优选朝向所述配线取出部的相反侧。如此一来，因从基板的相反侧连接电缆侧连接器，因此无需在基板上增大电缆侧连接器的配置空间及引导编码器电缆的空间。由此，基板上的图案布局不易被限制，从而设计的自由度提高。另外，因将编码器电缆朝反方向折回来进行引导，因此能够增大基板与编码器电缆的距离。因此，能够抑制噪声对磁敏元件及编码器电路的影响。
本发明中，优选从所述旋转轴的中心轴线方向观察，所述固定构件的至少一部分与所述基板重叠。如此一来，在基板的外周侧无需增大固定构件的配置空间，因此能够使编码器的径向上的尺寸减小。
[发明的效果]
根据本发明，在具备编码器的电动机中，编码器的与磁石对向的磁敏元件搭载于基板，且在基板上连接有编码器电缆。编码器电缆具备框架接地线，当将基板上的连接器与编码器电缆连接时，框架接地线经由和编码器电路绝缘的图案，与终端构件的其中一端连接。终端构件的另一端经由导电性的固定构件而与电动机主体的框架接地电连接。因而，作为将编码器电缆与电动机主体的框架接地电连接的作业，仅进行编码器电缆向基板上的连接器的连接即可，因此作业性良好，能够确实地进行连接。
附图说明
图1是应用本发明的电动机的外观立体图。
图2是从反输出侧观察编码器及第1轴承保持件的分解立体图。
图3是从输出侧观察编码器及第1轴承保持件的分解立体图。
图4是编码器、第1轴承保持件、及旋转轴的剖面图。
图5是从反输出侧观察基板单元的分解立体图。
图6是从输出侧观察基板单元的分解立体图。
图7是已卸下外侧盖体的编码器及第1轴承保持件的立体图。
图8是从反输出侧观察已卸下外侧盖体的编码器及第1轴承保持件的分解立体图。
图9是从输出侧观察已卸下外侧盖体的编码器及第1轴承保持件的分解立体图。
图10是编码器保持件及终端构件的分解立体图。
[符号的说明]
1：电动机
2：旋转轴
2a：输出轴
3：电动机主体
4：电动机壳体
5：编码器电缆
5a：信号线
5b：框架接地线
6：电缆侧连接器
6b：端子
7：第1贯穿孔
7a：焊盘
8：第2贯穿孔
9：终端构件
10：编码器
11：外侧盖体
12：编码器盖体
13：基板单元
14：编码器保持件
15：磁石保持件
16：磁石
17：磁敏元件
18：基板侧连接器
30：配线取出部
31：电缆保持件
34：连接器
41：筒状壳体
42A：第1轴承保持件
42B：第2轴承保持件
43：轴承
44：圆形凹部
45：凸缘
46：环状壁
47：板
48：贯穿孔
49：突出部
50：基板保持件
51、52：凸台部
53、111：端板部
54、112：侧板部
56、58：贯穿孔
57：阶差部
59：屏蔽材安装面
60：基板
60a：反输出侧基板面
60b：输出侧基板面
61、64、117、123：切口
62、63、144、147：固定孔
70：固定构件
80：屏蔽构件
91：压接端子
92：第1部分
93：第2部分
94：前端部
113：配线取出部
114：密封构件
116、145：固定螺钉
118：保持构件
118a、119a：保持孔
119：编码器电缆保持件
121：端板部
122：筒状部
141：磁石配置孔
142、441：凹部
143：端面
145A：终端固定螺钉
148、149：切口部
149a：第1切口面
149b：第2切口面
149c：凸缘
151：磁石保持部
152：固定部
161：第1磁石
162：第2磁石
171：第1磁敏元件
172：第2磁敏元件
173：连接端子
174：柔性配线基板
175：霍尔元件
181：插入口
182、182a、182b：端子连接部
442：环状凸部
621：接地通孔
L：中心轴线
L1：输出侧
L2：反输出侧
具体实施方式
以下，参照附图对应用本发明的电动机的实施方式进行说明。图1是应用本发明的电动机1的外观立体图。另外，图2、图3是编码器10及第1轴承保持件42A的分解立体图，图2是从反输出侧观察的分解立体图，图3是从输出侧观察的分解立体图。图4是编码器10、第1轴承保持件42A、及旋转轴2的剖面图。
(整体构成)如图1所示，电动机1包括具备旋转轴2的电动机主体3以及检测旋转轴2的旋转的编码器10。电动机主体3具备收容转子及定子(省略图示)的电动机壳体4。转子与旋转轴2一体地进行旋转。旋转轴2的其中一个端部成为从电动机壳体4向外部突出的输出轴2a。在本说明书中，以符号L表示旋转轴2的中心轴线。另外，将输出轴2a从电动机壳体4突出的方向设为输出侧L1，将输出侧L1的相反侧设为反输出侧L2。编码器10固定于电动机主体3的反输出侧L2的端部。另外，在本说明书中，XYZ三方向是彼此正交的方向，将所述三方向的其中一侧分别设为X1、Y1、Z1，将另一侧分别设为X2、Y2、Z2。Z方向与中心轴线L平行，X方向及Y方向与中心轴线L正交。
(电动机壳体)如图1所示，电动机壳体4包括：筒状壳体41，沿中心轴线L方向延伸；第1轴承保持件42A，固定于筒状壳体41的反输出侧L2的端部；以及第2轴承保持件42B，固定于筒状壳体41的输出侧L1的端部。筒状壳体41、第1轴承保持件42A及第2轴承保持件42B在沿中心轴线L方向观察时呈大致矩形。在筒状壳体41朝向X方向的一侧X1的侧面设有配线取出部30。配线取出部30包括形成于筒状壳体41的侧面的切口(省略图示)及在覆盖切口的位置固定于侧面的电缆保持件31。在电动机主体3上连接有供电用的电动机电缆(省略图示)。电动机电缆从电动机壳体4的内侧穿过筒状壳体41的切口而向电缆保持件31的内侧引出，并从电缆保持件31的输出侧L1的端部向外部取出。在电动机电缆的前端设有连接于未图示的电动机放大器(motor amplifier)等控制装置的连接器。
(第1轴承保持件)编码器10从反输出侧L2固定于第1轴承保持件42A。如图2所示，在第1轴承保持件42A的反输出侧L2的面上形成有向输出侧L1凹陷的圆形凹部44，在圆形凹部44的外周侧形成有凸缘45。在圆形凹部44的内周面，在等角度间隔的三处形成有向外周侧凹陷的凹部441。凹部441从凸缘45的上端面延伸至圆形凹部44的底面为止。另外，在凸缘45的内周缘，在除了形成有凹部441的圆周方向位置之外的范围，形成有沿圆形凹部44的边缘向反输出侧L2突出的环状壁46。
如图2、图3所示，将轴承43保持于圆形凹部44的底部中央。轴承43将旋转轴2的反输出侧L2的端部支撑为能够旋转。另外，在圆形凹部44的底部，以从反输出侧L2按压轴承43的外周部分的方式安装环状的板47。旋转轴2穿过设置于板47的中心的贯穿孔48而向反输出侧L2突出。在板47的外周缘，在等角度间隔的三处形成有突出部49，各突出部49配置在第1轴承保持件42A的凹部441。板47的三处突出部49通过固定螺钉116而固定于圆形凹部44的底部。
(编码器)如图2～图4所示，编码器10包括：外侧盖体11，固定于第1轴承保持件42A；编码器盖体12，配置在外侧盖体11的内侧；基板单元13，配置在编码器盖体12的内侧；编码器保持件14，对基板单元13进行支撑；磁石保持件15，配置在编码器保持件14的内周侧；以及磁石16，由磁石保持件15保持。如图4所示，磁石保持件15固定于旋转轴2的反输出侧L2的前端。因而，磁石16与旋转轴2一体地进行旋转。基板单元13具备基板保持件50、以及固定于基板保持件50的基板60，在基板60的与磁石16对向的面上搭载有磁敏元件17。在本方式中，使用磁阻(Magneto Resistive，MR)元件作为磁敏元件17。
(外侧盖体)外侧盖体11具备在沿中心轴线L方向观察时呈大致矩形的端板部111及从端板部111的外周缘向输出侧L1立起的筒状的侧板部112。如图1所示，在侧板部112朝向X方向的其中一侧X1的侧面上设有用以使连接于基板单元13的编码器电缆5穿过的配线取出部113。如图2、图3所示，配线取出部113具备：切口117，形成于侧板部112；保持构件118，安装于切口117；以及编码器电缆保持件119，覆盖保持构件118及切口117。在保持构件118及编码器电缆保持件119上分别形成有用以使编码器电缆5穿过并将其向外侧盖体11的内侧引入的圆形的保持孔118a、保持孔119a。编码器电缆5的装配有管的部分在保持孔118a、保持孔119a中得到保持。在编码器10的外部，在编码器电缆5的前端设有连接于未图示的电动机放大器等控制装置的连接器34。
外侧盖体11与第1轴承保持件42A通过使密封构件114介隔在侧板部112的输出侧L1的端面与凸缘45之间，并在三个角部拧入固定螺钉(未图示)而得到固定。在本方式中，外侧盖体11及电动机壳体4包含铝等非磁性材料。
(编码器保持件)如图2、图3所示，编码器保持件14是在中心轴线L方向上具有规定厚度(高度)的筒状构件，且以包围磁石16的外周侧的方式配置。编码器保持件14的外周面中的反输出侧L2的部分为锥形面，输出侧L1的部分为圆筒面。从中心轴线L方向观察，编码器保持件14为圆形，且在其中央形成有圆形的磁石配置孔141。编码器保持件14以在第1轴承保持件42A的径向的中央被保持为能够旋转的旋转轴2的中心轴线L与磁石配置孔141同轴配置的方式定位，且从反输出侧L2与设置在第1轴承保持件42A的圆形凹部44的外周侧的环状凸部442抵接，利用三根固定螺钉145螺固于环状凸部442。环状凸部442在除了形成有外侧盖体11的配线取出部113的X方向的其中一侧X1以外的圆周方向上连续地延伸。
在编码器保持件14的反输出侧L2的端面143固定有基板单元13。在端面143上，在等角度间隔的三处形成有固定孔144。固定孔144形成在与将编码器保持件14固定于第1轴承保持件42A的固定螺钉145的角度位置不同的角度位置。将基板单元13固定于编码器保持件14的固定螺钉(省略图示)螺固于固定孔144中。
(磁石)如图2～图4所示，磁石保持件15具备：大致圆板状的磁石保持部151、以及从磁石保持部151的中心向输出侧L1突出的筒状的固定部152。利用压入、粘着剂、及紧固螺钉中的任一者或并用这些来将旋转轴2的前端固定于固定部152。在本方式中，将紧固螺钉拧入在径向上贯穿固定部152的螺钉孔中，而从侧面将旋转轴2固定。如图2、图4所示，磁石16具备：圆形的第1磁石161，嵌合于形成在磁石保持部151的中央的凹部；及环状的第2磁石162，嵌合于形成在第1磁石的外周缘的阶差部。第1磁石161在圆周方向上磁化有N极与S极各一个。另一方面，第2磁石162在圆周方向上交替磁化有N极与S极各多个。
如图4所示，当将编码器保持件14固定于第1轴承保持件42A上时，旋转轴2的前端配置在编码器保持件14的磁石配置孔141的中央。从而，固定于旋转轴2的前端的磁石保持件15配置在磁石配置孔141的中央。第1磁石161及第2磁石162在磁石配置孔141内朝向反输出侧L2配置，并且以旋转轴2的中心轴线L为中心同轴配置。
(编码器盖体)如图2、图3所示，编码器盖体12具备：端板部121，从与磁石16相反的一侧(反输出侧L2)与基板单元13对向；以及筒状部122，从端板部121的外周缘向输出侧L1立起。在筒状部122的从径向上观察时与外侧盖体11的切口117重叠的位置上，形成有用以使编码器电缆5穿过的切口123。编码器盖体12被安装为如下状态：筒状部122的输出侧L1的端部嵌套于编码器保持件14的外周端部的外侧。从而，编码器盖体12的筒状部122的输出侧L1的端部除切口123以外，被编码器保持件14及基板单元13封堵。
编码器盖体12包含具有导电性的磁性材料。例如，编码器盖体12由铁、坡莫合金(permalloy)等形成。在本方式中，编码器盖体12通过对冷轧钢板(Steel Plate ColdCommercial，SPCC)或冷轧深深拉钢板(Steel Plate Cold Deep Drawn Extra，SPCE)等磁性金属板进行压制加工而形成。如此，通过由磁性材料所形成的编码器盖体12来覆盖对磁敏元件17进行保持的基板单元13，可由磁性材料吸收干扰磁场等的磁噪声及电磁波噪声，并将磁敏元件17及编码器电路相对于磁噪声及电磁波噪声进行遮蔽。
(基板单元)图5是从反输出侧L2观察基板单元13的分解立体图，图6是从输出侧L1观察基板单元13的分解立体图。如图5、图6所示，基板单元13具备：基板保持件50；从反输出侧L2抵接于基板保持件50的基板60；将基板60固定于基板保持件50的导电性的固定构件70；以及从输出侧L1固定于基板保持件50的屏蔽构件80。基板60从中心轴线L方向观察呈大致圆形，且在X方向的另一侧X2的边缘搭载有基板侧连接器18。基板侧连接器18沿着将基板60的边缘切成直线状而成的切口61配置(参照图4)。基板保持件50在中心轴线L方向上观察与基板60呈大致相同形状，且基板60与基板保持件50在中心轴线L方向上抵接。如图4所示，在基板60的磁石16侧的面上搭载有磁敏元件17，在与磁石16相反的一侧的面上搭载有基板侧连接器18。屏蔽构件80以从磁石16侧覆盖磁敏元件17的方式安装。因此，磁敏元件17介隔屏蔽构件80与磁石16对向。
在基板60的两处形成有用以固定于基板保持件50的固定孔62。两处的固定孔62隔着基板保持件50的中心而配置在相反侧。另外，两处的固定孔62中的其中一个为与搭载在基板60上的编码器电路的信号接地电连接的接地通孔621。再者，可将两处的固定孔中的任一个设为接地通孔621。另外，可设置三处位置以上的固定孔62而在这些位置将基板60与基板保持件50加以固定。
基板保持件50具备：与基板60对向的端板部53、从端板部53的外周缘向反输出侧L2立起的侧板部54。在基板保持件50的在中心轴线L方向上与基板60的切口61重叠的部位，端板部53成为被切割成直线状的形状，侧板部54呈直线状延伸存在。在端板部53的两处形成有对应于基板60的固定孔62的凸台部51。固定构件70插入至固定孔62及凸台部51，由此基板60被固定于基板保持件50。固定构件70为弹簧销。通过使用弹簧销作为固定构件70，来防止基板60相对于基板保持件50的晃动。另外，固定构件70由导电性的金属例如不锈钢(SUS)形成，基板保持件50由导电性的金属例如铝形成。因此，当经由固定构件70将基板60安装于基板保持件50时，经由固定构件70及接地通孔621，基板保持件50与搭载在基板60上的编码器电路的信号接地电连接。
在基板保持件50上，在与形成于编码器保持件14的端面143的固定孔144对应的三处位置形成有用以使固定螺钉(省略图示)穿过的凸台部52。凸台部52与侧板部54相接。在本方式中，凸台部52的前端面成为与基板60抵接的抵接面。另外，在基板60上，在与凸台部52及固定孔144对应的三处位置形成有用以使固定螺钉(省略图示)穿过的固定孔63。
将三根固定螺钉(省略图示)分别穿过基板60的固定孔63及基板保持件50的凸台部52，并将所述固定螺钉的前端螺固于编码器保持件14的固定孔144，由此基板单元13被固定于编码器保持件14。在本方式中，编码器保持件14由树脂等绝缘材料形成。因此，当经由编码器保持件14将基板单元13固定于第1轴承保持件42A时，基板保持件50与第1轴承保持件42A绝缘。
基板60具备朝向反输出侧L2的反输出侧基板面60a及朝向输出侧L1的输出侧基板面60b。如图5所示，在反输出侧基板面60a上，搭载有构成编码器电路的电路元件、用以连接编码器电缆5的基板侧连接器18、及连接端子173等。连接端子173配置在基板60的外周缘，且隔着基板60的中心而配置在与基板侧连接器18相反的一侧。在基板60的外周缘的连接端子173的径向外侧形成有切口64。如图6所示，磁敏元件17具备配置在输出侧基板面60b的中央的第1磁敏元件171、及经由柔性配线基板174而与连接端子173连接的第2磁敏元件172。柔性配线基板174穿过基板60的切口64，并被引导至基板60的输出侧L1。第1磁敏元件171及第2磁敏元件172分别具备与基板60上所构成的编码器电路的信号接地连接的接地端子(省略图示)。另外，在输出侧基板面60b上，在第1磁敏元件171的附近搭载有两个霍尔元件175。两个霍尔元件175以磁敏元件17的位置为基准配置在相隔90度的角度位置。
在基板保持件50中，在端板部53的中央形成有圆形的贯穿孔56。另外，在基板保持件50中，在端板部53的输出侧L1的面上形成有朝输出侧L1突出的阶差部57。阶差部57具备包围贯穿孔56的形成为环状的部分、及以一定宽度呈带状延伸至端板部53的外周缘为止的部分。在阶差部57的靠近外周的部分，形成有大致矩形的贯穿孔58。当将基板60固定于基板保持件50时，第1磁敏元件171及霍尔元件175配置在贯穿孔56中。另外，经由柔性配线基板174而与基板60上的连接端子173连接的第2磁敏元件172配置在贯穿孔58中。
当将基板单元13固定于编码器保持件14时，配置在基板保持件50的贯穿孔56中的第1磁敏元件171与第1磁石161对向(参照图4)。另外，配置在基板保持件50的贯穿孔58中的第2磁敏元件172与第2磁石162对向。编码器10在第1磁敏元件171的输出侧L1的表面与第1磁石161之间、及在第2磁敏元件172的输出侧L1的表面与第2磁石162之间形成规定的间隙。
通过利用两个霍尔元件175对由一次旋转而获得的第1磁敏元件171的输出周期进行判别，第1磁敏元件171及配置在其附近的两个霍尔元件175与第1磁石161作为绝对编码器(absolute encoder)发挥功能。另一方面，第2磁敏元件172与第2磁石162因通过一次旋转可获得多周期的输出，因此作为增量编码器(incremental encoder)发挥功能。编码器10通过对所述两组的编码器的输出进行处理，能够进行高分辨率且高精度的位置检测。
(屏蔽构件)屏蔽构件80从反输出侧L2安装于基板保持件50的阶差部57。屏蔽构件80为可挠性的片材，且为将形成于阶差部57的贯穿孔56及贯穿孔58完全封堵的大小。阶差部57具备朝向反输出侧L2的屏蔽材安装面59，屏蔽构件80与屏蔽材安装面59抵接。屏蔽构件80与基板保持件50同样地，由导电性的非磁性金属例如铝形成。而且，屏蔽构件80经由导电性粘着剂而粘着于屏蔽材安装面59。因此，屏蔽构件80经由基板保持件50而与搭载在基板60上的编码器电路的信号接地电连接。
屏蔽构件80以覆盖配置在贯穿孔56中的第1磁敏元件171及配置在贯穿孔58中的第2磁敏元件172的方式安装于基板保持件50。通过将屏蔽构件80安装于基板保持件50，可利用信号地电位的构件(基板保持件50及屏蔽构件80)，相对于电动机主体3而遮蔽第1磁敏元件171与第2磁敏元件172。因此能够有效地遮蔽从第1磁石161及第2磁石162之间的间隙导入的框架接地噪声或电源噪声等。再者，第1磁敏元件171与第2磁敏元件172介隔屏蔽构件80而与第1磁石161及第2磁石162对向，但因屏蔽构件80为非磁性金属，因此在良好地遮蔽电磁波噪声的同时，能够使作为磁性编码器的功能不被损坏。
(编码器电缆的连接构造)如图4所示，基板侧连接器18隔着基板60的中心而配置于在径向上与外侧盖体11的配线取出部113相反的一侧(X方向的另一侧X2)，基板侧连接器18的插入口181朝向配线取出部113的相反侧。编码器电缆5穿过编码器盖体12与基板60之间而被引导至切口123。编码器电缆5在基板侧连接器18的外周侧以反转的方式挠曲，因此设置在编码器电缆5的前端的电缆侧连接器6从配线取出部113的相反侧连接于基板侧连接器18的插入口181。
(利用终端构件的框架接地线的接地构造)图7是已卸下外侧盖体11的编码器10及第1轴承保持件42A的立体图。另外，图8、图9是已卸下外侧盖体11的编码器10及第1轴承保持件42A的分解立体图。图8是从反输出侧L2观察的分解立体图，图9是从输出侧L1观察的分解立体图。图10是编码器保持件及终端构件的分解立体图。如图10所示，在编码器保持件14的磁石配置孔141的外周侧，以与基板单元固定用的固定孔144不同的角度位置且为等角度间隔的三处形成有固定孔147。在编码器保持件14的外周部分，向输出侧L1凹陷的凹部142在圆周方向上形成于相隔的两处，在各凹部142的底面形成有固定孔147。因此，固定螺钉145中的两根配置在凹部142中。另外，在编码器保持件14的外周部分，在X方向的其中一侧X1及另一侧X2形成有切口部148、切口部149。第三根固定螺钉145配置在位于X方向的另一侧X2的切口部149中。
如图7～图10所示，将编码器保持件14固定于第1轴承保持件42A的三根固定螺钉145中的一根，其为将编码器保持件14与终端构件9重叠来进行固定的终端固定螺钉145A。终端固定螺钉145A配置在基板60的切口61的圆周方向的中央，且配置在编码器保持件14的切口部149中。终端构件9及终端固定螺钉145A具有导电性。因此，终端构件9经由终端固定螺钉145A而与第1轴承保持件42A电连接，因此终端构件9与电动机壳体4的框架接地电连接。
如图5～图9所示，在基板60上的与基板侧连接器18在圆周方向上并列的位置形成有第1贯穿孔7。另外，在基板保持件50上的与基板60的第1贯穿孔7在中心轴线L方向上重叠的位置形成有第2贯穿孔8。形成于编码器保持件14的外周部分的切口部148、切口部149是将编码器保持件14的外周部分的圆周方向的一部分在与径向交叉的平面上切开而形成。配置有终端固定螺钉145A的切口部149具备与基板60的切口61及基板侧连接器18平行地延伸存在的第1切口面149a、及与第1切口面149a在圆周方向上相邻的第2切口面149b，第2切口面149b与第1切口面149a以构成钝角的方式相接。
第1切口面149a配置在比基板60的切口61更靠中心轴线L的位置。因此，配置在切口部149中的终端固定螺钉145A的一部分设置在沿着中心轴线L观察而与基板60及基板保持件50的外周部分重叠的位置，从而终端固定螺钉145A的一部分被基板60及基板保持件50的外周部分从反输出侧L2覆盖。同样，配置在编码器保持件14的凹部142中的另外两根固定螺钉145被基板60及基板保持件50的外周部分从反输出侧L2覆盖。另外，第2切口面149b形成在形成有第1贯穿孔7及第2贯穿孔8的圆周方向位置，且配置在比第1贯穿孔7及第2贯穿孔8更靠近中心轴线L的位置。即，编码器保持件14的从输出侧L1封堵第1贯穿孔7及第2贯穿孔8的部分被切除。
终端构件9具有导电性，在本方式中为铜制。终端构件9具备环状的压接端子91、与压接端子91在相同面上呈直线状延伸存在的第1部分92、及从第1部分92的与压接端子91相反的一侧的端部呈大致直角进行弯曲而向反输出侧L2延伸的第2部分93。第1部分92及第2部分93是通过使一根直线状的板材弯曲而形成。第2部分93的与第1部分92相接的部分和第1部分92为相同宽度，第2部分93的反输出侧L2的前端部94的宽度比第1部分92窄。前端部94形成为可插入至第1贯穿孔7中的粗细。
编码器保持件14的切口部149具备朝第1切口面149a及第2切口面149b的外周侧扩展的凸缘149c。使终端固定螺钉145A穿过的固定孔147形成于凸缘149c。当将编码器保持件14固定于电动机壳体4时，使终端构件9的压接端子91与凸缘149c的固定孔147重叠来进行配置，且使用固定螺钉145中的一根(终端固定螺钉145A)同时将编码器保持件14与压接端子91固定于第1轴承保持件42A。由此，压接端子91被夹持固定于凸缘149c与终端固定螺钉145A的头部之间。另外，终端构件9的第1部分92从压接端子91沿着第2切口面149b延伸，且终端构件9的第2部分93沿着第2切口面149b的反输出侧L2方向而朝基板60侧延伸，从而被定位在与第1贯穿孔7及第2贯穿孔8对应的位置。此状态下，若对基板单元13在圆周方向上进行定位，并将基板单元13固定于编码器保持件14的反输出侧L2的端面143，则终端构件9的第2部分93的前端部94穿过基板单元13的第1贯穿孔7及第2贯穿孔8而成为从基板60朝反输出侧L2突出的状态。
基板60具备形成于第1贯穿孔7的边缘的焊盘7a。在本方式中，焊盘7a形成于基板60的朝向与编码器保持件14相反的一侧的面即反输出侧基板面60a，并沿着第1贯穿孔7的边缘而形成为环状。当将终端构件9的第2部分93的前端部焊接于第1贯穿孔7时，终端构件9与设置在第1贯穿孔7的边缘的焊盘7a电连接。
编码器电缆5是利用金属制的网状的屏蔽材覆盖多个信号线5a而成的屏蔽电缆。如图7～图9所示，在编码器电缆5的端部，多个信号线5a以彼此经绝缘的状态被引出。另外，在编码器电缆5的端部，与屏蔽材连接的框架接地线5b和多个信号线5a并列地被引出，所述屏蔽材与信号线5a绝缘并覆盖信号线5a。多根信号线5a及框架接地线5b连接于电缆侧连接器6。电缆侧连接器6具备与多个信号线5a及框架接地线5b分别对应的端子，这些端子在电缆侧连接器6的宽度方向上并列地设置为一列。对应于框架接地线5b的端子6b配置在电缆侧连接器6的宽度方向上的其中一侧的端部。
如图5所示，在基板侧连接器18上，对应于设置在电缆侧连接器6的多个端子，多个端子连接部182在基板侧连接器18的宽度方向上并列地设置为一列。多个端子连接部182中一处的端子连接部182b经由设置在基板60上的图案而与设置在第1贯穿孔7的边缘的焊盘7a电连接。另外，其他的端子连接部182a的一部分或全部与设置在基板60上的编码器电路连接。此处，将焊盘7a与端子连接部182b连接的图案和编码器电路及其他端子连接部182a绝缘，并和编码器电路的信号接地绝缘。再者，第1贯穿孔7可为与图案电连接的通孔。
与焊盘7a电连接的端子连接部182b设置在基板侧连接器18的宽度方向上的其中一侧的端部，且配置在比其他端子连接部182a更靠近焊盘7a的位置。如图7所示，在本方式中，基板侧连接器18在Y方向上延伸存在，从而基板侧连接器18的端子连接部182在Y方向上并列。而且，第1贯穿孔7及焊盘7a配置于在Y方向的其中一侧Y1与基板侧连接器18相邻的位置，经由图案而与焊盘7a连接的端子连接部182b配置在基板侧连接器18的Y方向的其中一侧Y1的端部。
当将电缆侧连接器6连接于基板侧连接器18时，与编码器电缆5的框架接地线5b对应的端子6b与基板侧连接器18的配置在Y方向的其中一侧Y1的端部的端子连接部182b连接。因此，编码器电缆5的框架接地线5b经由焊盘7a及基板60上的图案而与焊接于第1贯穿孔7的终端构件9电连接，且经由终端构件9而与电动机壳体4的框架接地连接。另一方面，形成于基板保持件50的第2贯穿孔8比基板60的第1贯穿孔7大一圈，从而终端构件9与第2贯穿孔8的边缘不接触。因此，基板保持件50不会经由终端构件9而与电动机壳体4的框架接地电连接。
如此，在本方式中，当将编码器电缆5连接至基板单元13时，仅通过将电缆侧连接器6插入至基板侧连接器18，编码器电缆5便与电动机壳体4的框架接地电连接。通过将编码器电缆5与电动机壳体4的框架接地电连接，能够提高自编码器电缆5的外部侵入的电噪声的遮蔽效果。因而，能够提高编码器10的噪声抗扰度。
(本方式的主要作用效果)如上所示，在本方式的电动机1中，在编码器10的与基板60连接的编码器电缆5的端部，信号线5a与框架接地线5b同时被引出，且电缆侧连接器6具备与信号线5a及框架接地线5b分别对应的端子。另外，在基板60上形成有将导电性的终端构件9的一端与基板侧连接器18连接的图案，终端构件9的另一端与电动机主体3的框架接地电连接。因此，作为将编码器电缆5与电动机主体3的框架接地电连接的作业，只要进行编码器电缆5向基板侧连接器18的连接即可，因此操作性良好，能够确实地进行连接。另外，无需在连接器以外设置连接端子，因此空间效率良好，有利于电动机1的小型化。
在本方式中，编码器10的基板60经由基板保持件50及编码器保持件14而被固定于电动机壳体4，并且利用绝缘性的编码器保持件14而基板保持件50与电动机壳体4绝缘。而且，用以将编码器保持件14固定于电动机壳体4的固定螺钉145中的一根(终端固定螺钉145A)兼用于终端构件9的固定用途，且经由终端固定螺钉145A而使终端构件9与框架接地导通。因此，能够削减零件个数，从而能够使制造成本降低。另外，终端固定螺钉145A是三根固定螺钉145中与焊接有终端构件9的焊盘7a最近的螺钉。因此，能够将终端固定螺钉145A与焊盘7a的距离缩短，从而能够使终端构件9小型化。因此，终端构件9的成本降低，因此能够使制造成本降低。
在本方式中，焊接有终端构件9的焊盘7a在基板60上配置于比磁敏元件17更靠近基板侧连接器18的位置。即，第1磁敏元件171配置在基板60的中央，第2磁敏元件172配置在基板60的X方向的其中一侧X1的边缘，而基板侧连接器18及焊盘7a配置在基板60的X方向的另一侧X2的边缘。因此，能够使磁敏元件17与框架接地电位的图案及焊盘7a分离，因此能够减少框架接地电位的图案对磁敏元件17的影响。
在本方式中，设置于基板侧连接器18的多个端子连接部182中与编码器电缆5的框架接地线5b连接的一处端子连接部182b配置在比其他端子连接部182a更靠近焊盘7a的位置。由此，能够使设置在基板60上的框架接地电位的图案变小。因此，基板60上的图案布局不易被限制，设计的自由度提高。另外，因能够使与编码器电缆5的信号线5a连接的图案与框架接地电位的图案及焊盘7a分离，因此能够减少框架接地电位的图案对编码器电路的影响。
在本方式中，在编码器保持件14的磁石配置孔141的外周侧设有切口部149，且终端固定螺钉145A及终端构件9配置在切口部149中。切口部149位于比基板60的外周缘更靠内周侧，从而终端构件9及终端固定螺钉145A的至少一部分从中心轴线L方向上观察与基板60重叠。另外，其他两根固定螺钉145均配置在凹部142中，因此同样地，其他两根固定螺钉145的至少一部分从中心轴线L方向上观察与基板60重叠。因此，在基板60的外周侧无需增大固定螺钉145及终端构件9的配置空间，因此能够缩小编码器10的径向上的尺寸，从而能够使电动机1小型化。
另外，编码器保持件14的切口部149具备形成有固定孔147的凸缘149c，且终端构件9的压接端子91及第1部分92在凸缘149c上延伸存在，相对于第1部分92而弯曲相接的第2部分93沿着第2切口面149b的反输出侧L2方向延伸存在，并插入至基板保持件50的第2贯穿孔8及基板60的第1贯穿孔7中。如此，当使终端构件9沿着编码器保持件14的外表面配置，并使终端构件9朝向以与编码器保持件14的磁石配置孔141对向的方式配置的基板60延伸而贯穿基板60时，无需使终端构件9从基板60的外周侧迂回到反输出侧L2的面上，因此能够缩短使电动机壳体4与基板60的设置在反输出侧L2的面上的图案导通的路径。因此，能够使终端构件9的形状简化且小型化。另外，终端构件9不易受到噪声的影响，因此能够提高噪声抗扰度。
在本方式中，搭载磁敏元件17的基板60被与基板60上的编码器电路的信号接地电连接的基板保持件50从磁石16侧覆盖。因此，能够降低来自磁石16侧的磁噪声或电磁波噪声的影响、及电动机1的框架接地或电源电缆等所带有的电噪声的影响。另外，在基板保持件50上，形成有比基板60的第1贯穿孔7大一圈的第2贯穿孔8，因此能够使框架接地电位的终端构件9不与信号地电位的基板保持件50接触。
在本方式中，编码器电缆5在设置于外侧盖体11的配线取出部113得到保持，基板侧连接器18相对于基板60的中心而配置在配线取出部113的相反侧。另外，基板侧连接器18的插入口181朝向配线取出部113的相反侧(X2方向)，因此编码器电缆5的电缆侧连接器6从配线取出部113的相反侧连接于基板侧连接器18。因此，从配线取出部113到基板侧连接器18的距离长，因此连接器彼此的连接容易，从而操作性良好。另外，在连接器彼此的连接时无需使编码器电缆5大幅挠曲，因此不易对编码器电缆5施加负荷。另外，插入口181朝向基板60的外周侧，因此电缆侧连接器6以朝基板60的外周侧伸出的状态被连接。因此，在基板60上，无需增大引导电缆侧连接器6及编码器电缆5的空间，因此基板上的图案布局不易被限制，设计的自由度提高。另外，因将编码器电缆5朝反方向折回来进行引导，因此能够增大基板60与编码器电缆5的距离。因此，能够抑制噪声对磁敏元件17及编码器电路的影响。
Claims (17)
1.一种电动机，其特征在于，包括：
电动机主体，具备旋转轴；以及编码器，对所述旋转轴的旋转进行检测，且
所述编码器具备：
磁石，与所述旋转轴一体地进行旋转；
基板，搭载与所述磁石对向的磁敏元件及基板侧连接器；
编码器电缆，具备信号线及框架接地线；以及
终端构件，与和编码器电路绝缘而设置在所述基板上的图案电连接，
所述终端构件的其中一端经由所述图案而与连接于所述基板侧连接器的所述编码器电缆的所述框架接地线电连接，所述终端构件的另一端经由导电性的固定构件而与所述电动机主体的框架接地电连接。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：所述编码器具备配置在所述基板与所述电动机主体之间的编码器保持件，
所述基板经由所述编码器保持件被固定于所述电动机主体，
所述固定构件将所述编码器保持件及所述终端构件固定于所述电动机主体。
3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于：所述编码器保持件具备配置所述磁石的磁石配置孔，且在所述磁石配置孔的外周侧设置用以使所述固定构件穿过的固定孔，
所述终端构件的其中一端配置在所述编码器保持件中所述固定孔开口的部位，所述终端构件的另一端朝向与所述磁石配置孔对向的所述基板延伸，
所述基板具备供所述另一端插入的第1贯穿孔，
所述图案经由插入至所述第1贯穿孔的所述另一端，与所述终端构件电连接。
4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于：具备将所述编码器保持件的外周部分朝内周侧切开而成的切口，
所述固定构件及所述终端构件配置在所述切口。
5.根据权利要求3或4所述的电动机，其特征在于：具备与所述磁石对向的基板保持件，且所述基板从所述磁石的相反侧被固定于所述基板保持件，所述基板保持件与所述基板的信号接地电连接，且从所述旋转轴的中心轴线方向观察，在与所述第1贯穿孔重叠的位置形成有比所述第1贯穿孔大的第2贯穿孔。
6.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于：所述编码器保持件是在多个部位被固定于所述电动机主体，
所述图案与设置在所述基板上的焊盘电连接，
所述固定构件将所述多个部位中最靠近所述焊盘的一个部位固定于所述电动机主体。
7.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于：所述焊盘在所述基板上配置在比所述磁敏元件更靠近所述基板侧连接器的位置。
8.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于：所述基板侧连接器具备与编码器电缆的所述信号线及所述框架接地线分别连接的多个端子连接部，
所述多个端子连接部中与所述框架接地线连接的一个部位比其他端子连接部更靠近所述焊盘。
9.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：所述编码器具备覆盖所述基板及所述磁石的外侧盖体，
所述编码器电缆在设置于所述外侧盖体的配线取出部得到保持，
所述基板侧连接器相对于所述基板的中心而配置在所述配线取出部的相反侧。
10.根据权利要求9所述的电动机，其特征在于：所述基板侧连接器的插入口朝向所述配线取出部的相反侧。
11.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：从所述旋转轴的中心轴线方向观察，所述固定构件的至少一部分与所述基板重叠。
12.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于：所述编码器保持件是在多个部位被固定于所述电动机主体，
所述图案与设置在所述基板上的焊盘电连接，
所述固定构件将所述多个部位中最靠近所述焊盘的一个部位固定于所述电动机主体。
13.根据权利要求12所述的电动机，其特征在于：所述焊盘在所述基板上配置在比所述磁敏元件更靠近所述基板侧连接器的位置。
14.根据权利要求13所述的电动机，其特征在于：所述基板侧连接器具备与编码器电缆的所述信号线及所述框架接地线分别连接的多个端子连接部，
所述多个端子连接部中与所述框架接地线连接的一个部位比其他端子连接部更靠近所述焊盘。
15.根据权利要求8所述的电动机，其特征在于：所述编码器具备覆盖所述基板及所述磁石的外侧盖体，
所述编码器电缆在设置于所述外侧盖体的配线取出部得到保持，
所述基板侧连接器相对于所述基板的中心而配置在所述配线取出部的相反侧。
16.根据权利要求15所述的电动机，其特征在于：所述基板侧连接器的插入口朝向所述配线取出部的相反侧。
17.根据权利要求16所述的电动机，其特征在于：从所述旋转轴的中心轴线方向观察，所述固定构件的至少一部分与所述基板重叠。
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