CN111486874B - 编码器的制造方法、编码器及带编码器的电动机 - Google Patents

编码器的制造方法、编码器及带编码器的电动机 Download PDF

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Abstract

一种编码器的制造方法、编码器及带编码器的电动机,在具备磁体及磁敏元件的编码器中,即使各零件的尺寸精度低,也能高精度地管理磁体和磁敏元件的间隙。编码器具有:具备与旋转轴(2)一体旋转的磁体支架(19)以及固定于磁体支架上的第一磁体(161)、第二磁体(162)的磁体组装体(15);具备与第一磁体、第二磁体的磁化面对置的第一磁敏元件(171)和第二磁敏元件(172)以及设置有输入第一磁敏元件和第二磁敏元件的信号的编码器电路的基板(60)的电路基板组(13);以及具备载置电路基板组的基准面的编码器支架(14)。磁体组装体以基准面和第二磁体的磁化面位于规定的位置关系的方式被定位,并固定在旋转轴上。

Description

编码器的制造方法、编码器及带编码器的电动机
技术领域
本发明涉及由磁敏元件检测转子的旋转的编码器及带编码器的电动机、以及编码器的制造方法。
背景技术
专利文献1中公开了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,编码器具备装设于基板上的磁敏元件和与电动机的旋转轴一体旋转的磁体。磁体通过粘接等固定于磁体支架上,且经由磁体支架固定于旋转轴上。装设有磁敏元件的基板经由编码器支架(基板支架)固定于电动机壳体上。
另外,在专利文献2中公开了一种电动机,该电动机具有编码器,该编码器不是直接将基板固定于编码器支架上,而是将基板支架和基板组装在一起再固定于编码器支架上。在专利文献2中,磁敏元件具备装设于基板上的第一磁敏元件和装设于基板支架上的第二磁敏元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-86557号公报
专利文献2:日本特开2018-42332号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在编码器中,当磁体和磁敏元件的间隙存在偏差时,角度检测的精度降低。因此,在组装编码器时,需要高精度地管理磁体和磁敏元件的间隙。但是,目前,编码器的组装工序至少包括:将磁体固定于磁体支架上的工序、将磁体支架固定于电动机的旋转轴上的工序、将编码器支架固定于电动机壳体上的工序、以及将装设有磁敏元件的部件(基板或组装有基板和其它部件的电路基板组)固定于编码器支架上的工序。当进行这样的组装工序时,磁体和磁敏元件的间隙的偏差至少是装设磁敏元件的部件的尺寸公差、编码器支架的尺寸公差、以及磁体支架的尺寸公差的合计值以上的偏差。
如上所述,在磁体和磁敏元件的间隙的偏差由介于磁体和磁敏元件之间的零件(例如,编码器支架、基板、磁体支架)的尺寸公差的累积确定的情况下,为了高精度地管理该间隙,需要提高这些零件的尺寸精度。但是,如果提高尺寸精度,则存在各零件的加工成本增大并且零件成本增大的问题。
鉴于上述问题,本发明的技术问题在于,在具备磁体及磁敏元件的编码器中,即使各零件的尺寸精度低,也能够高精度地管理磁体和磁敏元件的间隙。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种编码器的制造方法,所述编码器具有:磁体组装体,所述磁体组装体具备与电动机的旋转轴一体旋转的磁体支架以及固定于所述磁体支架上的磁体;电路基板组,所述电路基板组具备与所述磁体的磁化面对置的磁敏元件以及设置有输入所述磁敏元件的信号的编码器电路的基板;以及编码器支架,所述编码器支架具备载置所述电路基板组的基准面,编码器的制造方法的特征在于,将所述编码器支架固定于所述电动机上,将所述磁体组装体定位在所述基准面和所述磁化面处于规定的位置关系的位置并固定于所述旋转轴上,使所述电路基板组与所述基准面抵接并固定于所述编码器支架上。
另外,本发明提供一种编码器,其特征在于,具有:磁体组装体,所述磁体组装体具备与旋转轴一体旋转的磁体支架以及固定于所述磁体支架上的磁体;电路基板组,所述电路基板组具备与所述磁体的磁化面对置的磁敏元件以及设置有输入所述磁敏元件的信号的编码器电路的基板;以及编码器支架,所述编码器支架具备所述电路基板组载置的基准面,所述基准面和所述磁化面以规定的位置关系被定位,将所述磁体组装体固定于所述旋转轴。
在本发明中,这样,以固定电路基板组的编码器支架的面为基准面,以该基准面和磁体的磁化面成为规定的位置关系的方式定位并固定磁体组装体。例如,使夹具与基准面抵接,且使磁体组装体与夹具抵接进行定位。然后,使电路基板组与基准面抵接进行固定。这样一来,即使编码器支架和磁体支架的尺寸精度低,磁体(磁化面)也相对于基准面高精度地定位。因此,磁体和磁敏元件之间的间隙的偏差仅是装设有磁敏元件的电路基板组侧的零件的尺寸公差,可以避免电动机和电路基板组之间的零件以及磁体和旋转轴之间的零件的尺寸公差累积。因此,即使这些零件(例如,编码器支架及磁体支架)的尺寸精度低,也能够高精度地管理磁体和磁敏元件的间隙。
此外,在本发明中,电路基板组不限于在基板上配置了磁敏元件的结构,也可以是将基板和其它部件组装成的组件,即是磁敏元件的一部分或全部配置于其它部件上而非基板上的结构。
在本发明中,理想的是,所述规定的位置关系是所述基准面和所述磁化面位于同一平面上的位置关系。这样一来,只要夹具具有供两部件抵接的平面(定位面)即可。因此,能够将夹具制成简单的形状,不需要高精度的加工。因此,因为能够使用廉价的夹具进行组装,所以能够降低制造成本。
在本发明中,理想的是,所述磁体具备在周向上磁化出N极和S极各一极的第一磁体以及在周向上交替磁化出多个N极和S极的第二磁体,所述磁敏元件具备与所述第一磁体对置的第一磁敏元件以及与所述第二磁体对置的第二磁敏元件,所述第一磁体和所述第二磁体在径向上分开,所述磁体支架具备位于所述第一磁体和所述第二磁体之间的屏蔽部,所述第一磁体及所述第二磁体定位在使所述第二磁体的磁化面比所述第一磁体的磁化面及所述屏蔽部的前端面更向所述第二磁敏元件侧突出的位置,并固定于所述磁体支架。这样一来,能够减小第二磁体和第二磁敏元件的间隙。因为第二磁敏元件是检测多个磁化的磁体的磁场的磁敏元件,所以间隙的偏差对于检测精度的影响大。因此,如果能够减小第二磁体和第二磁敏元件的间隙,则可以抑制检测精度的降低。
在本发明中,理想的是,将由磁性材料构成的夹具放在所述基准面上,将所述磁体的磁化面吸附于所述夹具上,由此将所述磁体组装体定位并固定于所述旋转轴上。这样,通过利用磁力进行定位,能够容易地且高精度地定位磁体组装体。
在这种情况下,理想的是,在将所述磁化面吸附于由磁性材料构成的夹具的状态下,将所述旋转轴压入所述磁体支架,直至所述夹具接触所述基准面。这样一来,由于能够在被磁体吸附的状态下压入旋转轴,所以容易进行压入作业。另外,不需要使用其它夹具将夹具和磁体支架保持在已经定位的状态。
在本发明的编码器的制造方法中,可以采用如下方式:所述磁体支架通过止动螺丝固定于所述旋转轴上,所述编码器支架具备配置所述磁体支架的磁体配置孔和沿径向贯通围绕所述磁体配置孔的部分的贯通部,从所述贯通部进行固定所述止动螺丝的作业。另外,在本发明的编码器中,可以采用如下结构:所述磁体支架具备配置所述旋转轴的轴孔和贯通围绕所述轴孔的部分的螺孔,所述编码器支架具备配置所述磁体支架的磁体配置孔和沿径向贯通围绕所述磁体配置孔的部分的贯通部。这样一来,因为能够在编码器支架的高度范围内使用螺丝刀等固定用工具进入编码器支架的内周侧,所以可以在编码器支架的高度范围内进行磁体支架的固定作业。因此,可以避免为了确保进行固定作业的空间而使编码器大型化。
在本发明中,理想的是,通过将固定于所述编码器支架上的至少两个弹簧销嵌入所述电路基板组的孔内,在周向上将所述电路基板组定位。这样一来,能够高精度地定位电路基板组。因此,能够提高磁敏元件的位置精度,能够提高检测精度。
在本发明的编码器的制造方法中,理想的是,所述电路基板组具备从所述磁体侧覆盖所述基板的基板支架,所述磁敏元件具备与所述磁体对置的传感器面,所述传感器面相对于设于所述基板支架上的传感器基准面被定位,使所述基板支架与所述基准面抵接,将所述电路基板组固定于所述编码器支架。另外,在本发明的编码器中,理想的是,所述电路基板组具备相对于所述基板配置于与所述磁体相同的一侧的基板支架,所述基板支架与所述基准面抵接,所述磁敏元件具备与所述磁体对置的传感器面,所述传感器面和设于所述基板支架的传感器基准面位于同一平面上。这样一来,能够提高磁敏元件相对于基准面的位置精度。因此,能够高精度地管理磁体和磁敏元件之间的间隙。
接着,本发明提供一种带编码器的电动机,其特征在于,具有上述的编码器和具备所述旋转轴的电动机。
(发明效果)
根据本发明,以编码器支架的固定电路基板组的面为基准面,以该基准面和磁体的磁化面成为规定的位置关系的方式将磁体组装体定位并固定。例如,使夹具抵接基准面,使磁体组装体抵接夹具进行定位。然后,使电路基板组与基准面抵接并固定。这样一来,即使编码器支架和磁体支架的尺寸精度低,也能够相对于基准面高精度地定位磁体(磁化面)。因此,磁体和磁敏元件之间的间隙的偏差仅是装设磁敏元件的电路基板组侧的零件的尺寸公差,能够避免电动机和电路基板组之间的零件以及磁体和旋转轴之间的零件的尺寸公差累积。因此,即使这些零件(例如,编码器支架及磁体支架)的尺寸精度低,也能够高精度地管理磁体和磁敏元件的间隙。
附图说明
图1是具备应用了本发明的编码器的带编码器的电动机的外观立体图。
图2是编码器、第一轴承保持架及旋转轴的剖视图(图1的A-A剖视图)及其局部放大图。
图3是编码器、第一轴承保持架和旋转轴的剖视图(图1的B-B剖视图)。
图4是从输出相反侧观察编码器、第一轴承保持架及旋转轴的分解立体图。
图5是从输出侧观察编码器、第一轴承保持架及旋转轴的分解立体图。
图6是移除了编码器壳体的编码器及第一轴承保持架的立体图。
图7是移除了编码器壳体的编码器及第一轴承保持架的分解立体图。
图8是从输出相反侧观察电路基板组的分解立体图。
图9是从输出侧观察电路基板组的分解立体图。
图10是磁体组装体的分解立体图。
图11是表示第一磁体和第二磁体的磁化分极线的位置的说明图。
图12是磁体组装体的制造方法的流程图。
图13是表示磁体组装体及电路基板组的定位结构的局部分解剖视图。
图14是磁体组装体及电路基板组的组装方法的流程图。
附图标记说明
1…带编码器的电动机;2…旋转轴;3…电动机;4…电动机壳体;5…编码器电缆;5A…第一部分;5B…第二部分;6…电缆侧连接器;7a…焊盘;7…第一贯通孔;8…第二贯通孔;9…终端部件;10…编码器;11…编码器壳体;12…编码器罩;13…电路基板组;14…编码器支架;15…磁体组装体;16…磁体;17…磁敏元件;18…连接器;19…磁体支架;20…电缆引导部件;21…引导面;22…圆弧面;23…电缆通道;24…定位孔;41…筒状壳体;42A…第一轴承保持架;43…轴承;44…圆形凹部;45…凸缘;46…环状壁;47…板;48…贯通孔;50…基板支架;51…固定孔;52…凸台部;53…平面部;54…缘部;56…贯通孔;57…台阶部;58…贯通孔;59…屏蔽件安装面;60…基板;60a…输出相反侧基板面;60b…输出侧基板面;61…直线部;61A…露出部分;61B…收容部分;62、63…固定孔;64…缺口部;65…基板固定螺丝;66…定位销;70…固定部件;80…屏蔽部件;90…弯曲位置;91…固定部;92…臂部;93…长孔;94…第一部分;95…第二部分;96…前端部;100…夹具;101…定位面;111…端板部;112…侧板部;113…配线取出部;114…密封部件;115…肋;116…凸部;117…缺口部;118…保持部件;119…编码器电缆支架;121…端板部;122…侧板部;123…开口部;124…固定孔;125…固定部件;126…防尘部件;127…直线部;128…弯曲部;131…定位孔;132…固定孔;133…接地通孔;140…主体部;141…磁体配置孔;143…环状面;144…凸台部;145…支架固定螺丝;145A…终端固定螺丝;146…定位孔;147…固定孔;148…贯通部;149…缺口部;150…腿部;161…第一磁体;161a…磁化面;162…第二磁体;162a…磁化面;171…第一磁敏元件;171a…传感器面;172…第二磁敏元件;172a…传感器面;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;191…磁体保持部;192…轴部;193…屏蔽部;193a…前端面;194…轭部;195…螺孔;196…止动螺丝;197…轴孔;198…标志线;471…缺口;621…接地通孔;C…防尘部件的配置区域;G…间隙;L…中心轴线;L1…输出侧;L2…输出相反侧;M1…第一磁体的磁化分极线;M2…第二磁体的磁化分极线;P…基准面
具体实施方式
下面,参照附图对应用了本发明的编码器及带编码器的电动机的实施方式进行说明。图1是具备应用了本发明的编码器10的带编码器的电动机1的外观立体图。图2是编码器10、第一轴承保持架42A及旋转轴2的剖视图(图1的A-A剖视图)及其局部放大图,图3是编码器10、第一轴承保持架42A及旋转轴2的剖视图(图1的B-B剖视图)。图4、图5是编码器10、第一轴承保持架42A及旋转轴2的分解立体图,图2是从输出相反侧L2观察的分解立体图,图3是从输出侧L1观察的分解立体图。
带编码器的电动机1具备:具备旋转轴2的电动机3;以及检测旋转轴2的旋转的编码器10。在本说明书中,XYZ三个方向是相互正交的方向,将这三个方向的一侧分别设为X1、Y1、Z1,将另一侧分别设为X2、Y2、Z2。Z方向与旋转轴2的中心轴线L平行,X方向及Y方向与中心轴线L正交。
(电动机)
电动机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2一体旋转,定子固定于电动机壳体4上。在从电动机壳体4向外部突出的旋转轴2的端部连接有被驱动部件。在本说明书中,将旋转轴2从电动机壳体4突出的方向设为输出侧L1,将输出侧L1的相反侧设为输出相反侧L2。编码器10被固定于电动机3的输出相反侧L2的端部。
如图1所示,电动机壳体4具备沿中心轴线L方向延伸的筒状壳体41、固定于筒状壳体41的输出相反侧L2的端部的第一轴承保持架42A、以及固定于筒状壳体41的输出侧L1的端部的第二轴承保持架(省略图示)。编码器10从输出相反侧L2固定于第一轴承保持架42A。如图4所示,第一轴承保持架42A具备向输出侧L1凹陷的圆形凹部44、向圆形凹部44的外周侧扩展的凸缘45、以及沿着圆形凹部44的边缘向输出相反侧L2突出的环状壁46。
如图2~图4所示,在圆形凹部44的底部中央保持有轴承43。轴承43可旋转地支承旋转轴2的输出相反侧L2的端部。另外,在圆形凹部44的底部,以从输出相反侧L2按压轴承43的外周部分的方式安装有环状的板47。旋转轴2穿过设于板47的中心的贯通孔48,被轴承43支承。板47通过三个螺丝固定于圆形凹部44的底部。
在本实施方式中,板47由磁性材料构成,屏蔽从电动机3侧侵入编码器10侧的磁噪声。在板47的外周缘,在等角度间隔的三处形成有缺口471。在缺口471配置有后述的编码器支架14的腿部150。
(编码器)
如图2~图5所示,编码器10具备:固定于第一轴承保持架42A上的编码器壳体11、配置于编码器壳体11的内侧的编码器罩12、配置于编码器罩12的内侧的电路基板组13、固定电路基板组13的编码器支架14、配置于编码器支架14的内周侧的磁体组装体15、配置于编码器壳体11和编码器罩12之间的电缆引导部件20。
磁体组装体15具备配置于输出相反侧L2的面上的磁体16,且固定于旋转轴2的输出相反侧L2的前端。因此,磁体16与旋转轴2一体旋转。电路基板组13具备基板支架50和固定于基板支架50上的基板60。电路基板组13具备与固定于旋转轴2上的磁体16对置的磁敏元件17,且磁敏元件17的信号被输入到基板60上的编码器电路。在本实施方式中,使用MR元件作为磁敏元件17。
(编码器壳体)
编码器壳体11具备沿中心轴线L方向观察时为大致矩形的端板部111和从端板部111的外周缘向输出侧L1延伸的筒状的侧板部112。如图1所示,在侧板部112的朝向X1侧的侧面设置有用于使编码器电缆5穿过的配线取出部113。如图4、图5所示,配线取出部113具备形成于侧板部112的缺口部117、安装于缺口部117的保持部件118、以及覆盖保持部件118及缺口部117的编码器电缆支架119。
编码器壳体11和第一轴承保持架42A通过使密封部件114介于侧板部112的输出侧L1的端面和凸缘45之间并在四处的角部紧固固定螺丝而固定。在本实施方式中,编码器壳体11及电动机壳体4由铝等非磁性材料构成。
(编码器支架)
如图4、图5所示,编码器支架14具备形成有圆形的磁体配置孔141的主体部140和从主体部140向外周侧突出的三个腿部150。如图5所示,腿部150的输出侧L1的端面比主体部140的输出侧L1的端面更向输出侧L1突出。腿部150配置于第一轴承保持架42A的圆形凹部44的内侧,且配置在形成于板47的外周缘的缺口471中,与圆形凹部44的底面抵接。在腿部150设置有使支架固定螺丝145穿过的固定孔147。编码器支架14通过三个支架固定螺丝145将腿部150拧紧固定于圆形凹部44的底面,从而被固定于第一轴承保持架42A。当将编码器支架14固定到第一轴承保持架42A时,旋转轴2和磁体组装体15配置在磁体配置孔141的中央。
在编码器支架14上固定电路基板组13。如图4所示,编码器支架14具备主体部140的输出相反侧L2的端面即环状面143,且在三个部位具备从环状面143突出的凸台部144,电路基板组13通过三个基板固定螺丝65拧紧紧固于凸台部144。电路基板组13通过从输出相反侧L2接触凸台部144的前端面即基准面P,在中心轴线L方向上被定位。通过将电路基板组13固定于编码器支架14,装设于电路基板组13的磁敏元件17和磁体组装体15中的磁体16以规定的间隙对置。
编码器支架14具备沿径向贯通围绕磁体配置孔141的主体部140的贯通部148。贯通部148设于沿周向分开的两处。在本实施方式中,贯通部148是将主体部140从输出侧L1的端部向输出相反侧L2切出的缺口部。如果具备贯通部148,则在将磁体组装体15固定于旋转轴2的输出相反侧L2的端部时,能够使用螺丝刀等固定用工具从固定于第一轴承保持架42A上的编码器支架14的外周侧进入磁体配置孔141。
在将电路基板组13固定于编码器支架14时,使用定位销66进行电路基板组13的周向的定位。如图5所示,电路基板组13具备供定位销66的端部嵌入的两处定位孔131。定位孔131设于基板支架50上。另一方面,如图4所示,编码器支架14具备两处比环状面143更向输出相反侧L2突出的凸部,各凸部具备供定位销66的端部嵌入的定位孔146。编码器支架14和电路基板组13通过在沿周向分开的两处,将两个定位销66的一端及另一端分别嵌入编码器支架14的定位孔146和电路基板组13的定位孔131,从而在周向上被定位。因为定位销66是弹簧销,所以能够防止电路基板组13的周向的晃动并进行定位。
(编码器罩)
图6是移除了编码器壳体11的编码器10及第一轴承保持架42A的立体图。图7是移除了编码器壳体11的编码器10及第一轴承保持架42A的分解立体图。如图2~图7所示,编码器罩12具备从与磁体16相反的一侧(输出相反侧L2)与电路基板组13对置的端板部121和从端板部121的外周缘向输出侧L1延伸的侧板部122。如图2、图3所示,编码器罩12从磁体16的相反侧(输出相反侧L2)覆盖电路基板组13。侧板部122围绕电路基板组13的外周侧,且围绕装设于电路基板组13的磁敏元件17的外周侧。侧板部122的前端延伸至比电路基板组13更靠输出侧L1的位置。如图3、图6所示,编码器罩12通过侧板部122的前端与编码器支架14的环状面143抵接,在中心轴线L方向上被定位。
编码器罩12具备朝向与配线取出部113相反的一侧(X2侧)的开口部123。开口部123是将端板部121及侧板部122的周向的一部分以与径向正交的平面切成直线状的缺口部。电路基板组13将X2侧的端部配置于编码器罩12的外部。因此,基板60具备配置于开口部123的外侧的露出部分61A和收容于编码器罩12的收容部分61B。电路基板组13具备配置于基板60的露出部分61A的连接器18。通过将连接器18配置于编码器罩12的外侧,能够减小编码器罩12的高度,且能够减小编码器10的整体高度。
如图6所示,编码器罩12的开口部123具备从输出相反侧L2观察时与电路基板组13重叠的直线部127。直线部127是端板部121的端部,沿Y方向延伸。连接器18使长度方向朝向Y方向,沿着直线部127的中央部分配置。在直线部127的中央设置有将端板部121的边缘向X1侧弯曲而成的弯曲部128。如后述,在编码器罩12和编码器壳体11之间设置有供与连接器18连接的编码器电缆5通过的电缆通道23。电缆通道23沿X方向延伸,从输出相反侧L2观察时与直线部127的中央部分重叠。弯曲部128设于面向电缆通道23的范围。
编码器罩12通过导电性的固定部件125固定于电路基板组13。如图4所示,在编码器罩12上,在两处设置有贯通端板部121的固定孔124。另外,在电路基板组13,在与编码器罩12的固定孔124对置的两处设置有固定孔132。通过将两个固定部件125的一端嵌入固定孔132,且将另一端嵌入编码器罩12的固定孔124,将编码器罩12固定于电路基板组13。固定孔124、132设于在周向上分开的两处。固定部件125是弹簧销,固定部件125的端部被压入固定孔124、132。通过使用弹簧销作为固定部件125,防止编码器罩12的周向的晃动。因此,能够通过固定部件125进行编码器罩12的周向的定位。
固定部件125是由导电性的金属(例如,SUS:不锈钢)构成的导通部件。固定孔132设于基板60上,两处中的一处是设置有与基板60上的编码器电路的信号地电连接的焊盘的接地通孔133。因此,通过将固定部件125嵌入两处固定孔132,两个固定部件125中的一个与基板60上的编码器电路的信号地电连接。
编码器罩12由具有导电性的磁性材料构成,作为屏蔽部件(第一屏蔽部件)发挥功能。例如,编码器罩12由铁、坡莫合金等形成。在本实施方式中,编码器罩12通过对SPCC、SPCE等磁性金属板进行冲压加工而形成。这样,通过利用由磁性材料形成的编码器罩12覆盖具备磁敏元件17的电路基板组13,由磁性材料吸收干扰磁场等磁噪声及电磁波噪声,能够将磁敏元件17及编码器电路与磁噪声及电磁波噪声隔离。另外,编码器罩12经由两个固定部件125中的一个与编码器电路的信号地电连接。这样,通过由信号地电位的部件覆盖电路基板组13,能够将磁敏元件17及编码器电路与来自电动机壳体4的机架接地噪声等电噪声隔离。
另外,如后述,电路基板组13具备从输出侧L1覆盖基板60的基板支架50,在基板支架50上,以覆盖磁敏元件17的方式安装有屏蔽部件80(第二屏蔽部件)。基板支架50及屏蔽部件80由导电性的金属例如铝构成,与编码器电路的信号地连接。因此,因为磁敏元件17及编码器电路被从磁体16侧隔离电噪声,所以在除了开口部123以外的全部方位上都与电噪声隔离。
(防尘部件)
如图2所示,在编码器罩12和基板60之间配置有封闭开口部123的防尘部件126。防尘部件126由弹性部件构成,在将编码器罩12固定于电路基板组13的状态下,防尘部件126在编码器罩12的端板部121和基板60之间被压缩。如图5~图7所示,防尘部件126是直线状的部件,沿着开口部123的边缘呈直线状延伸。通过在开口部123配置防尘部件126,能够抑制导电性的异物侵入到基板60上。
如图6所示,防尘部件126沿着开口部123的直线部127在Y方向上延伸。如图5所示,防尘部件126是X方向的宽度和Z方向的高度恒定的长方体状的部件。防尘部件126的配置区域C(参照图2)比基板60的中心靠开口部123侧(X2侧)。如后述,磁敏元件17具备装设于基板60的中心的第一磁敏元件171和配置于基板支架50的X1侧的边缘的第二磁敏元件172。两个磁敏元件中配置于最靠连接器18侧的磁敏元件是第一磁敏元件171,防尘部件126相对于第一磁敏元件171的中心位于开口部123侧(X2侧)。第二磁敏元件172相对于基板60的中心配置于与配置防尘部件126的一侧相反侧的端部,且配置于从输出相反侧L2观察时与防尘部件126完全不重叠的位置。
防尘部件126是绝缘性的多孔体。例如,防尘部件126是由橡胶、聚氨酯等绝缘材料构成的发泡体。在本实施方式中,防尘部件126是半独立半连续气泡体,由EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)构成。这样,因为防尘部件126是海绵状的柔软的弹性部件,所以在基板60和编码器罩12之间变形成与两部件密合的形状,并将开口部123封闭。防尘部件126在组装前的形状大于编码器罩12和基板60的间隙,通过组装而被压缩。
此外,也可以将绝缘性的填充剂注入编码器罩12和基板60之间的间隙来封闭间隙,代替使用多孔体作为防尘部件126。例如,作为填充剂,可以使用在常温下固化的硅橡胶系的弹性粘接剂。
(电缆引导部件)
如图2~图5所示,在编码器壳体11和编码器罩12之间配置有相同形状的两个电缆引导部件20。电缆引导部件20具备与XZ面平行的引导面21和朝向与引导面21相反的一侧的圆弧面22。两个电缆引导部件20被定位成圆弧面22位于同一圆上且引导面21在Y方向上对置,并被固定于编码器壳体11。在编码器壳体11的端板部111设置有用于按图2、图3所示的配置将两个电缆引导部件20定位的定位部。
如图3所示,编码器壳体11具备从端板部111向输出侧L1突出的圆弧状的肋115和设于肋115的内周侧的凸部116。肋115及凸部116是用于对电缆引导部件20进行定位的定位部。肋115与电缆引导部件20的圆弧面22接触,凸部116配置于贯穿电缆引导部件20的定位孔24中。电缆引导部件20例如通过粘接剂固定于端板部111。
电缆引导部件20由弹性部件构成,在编码器罩12的端板部121和编码器壳体11的端板部111之间被压缩。电缆引导部件20与防尘部件126同样为绝缘性的多孔体。在本实施方式中,防尘部件126是独立气泡体,由微孔聚合物片构成。编码器罩12通过电缆引导部件20的弹性恢复力被压在编码器支架14上。因此,能够减少编码器罩12因振动等而偏离电路基板组13的风险。
两个电缆引导部件20之间的空间成为沿X方向延伸的电缆通道23。如图2所示,电路基板组13在隔着基板60的中心与配线取出部113相反的一侧的端部(X2侧的端部)配置有连接器18,连接器18的插入口181朝向与配线取出部113相反的一侧(X2侧)。如图2、图6所示,设于编码器电缆5的前端的电缆侧连接器6从与配线取出部113相反的一侧连接于连接器18的插入口181。编码器电缆5从连接器18引出到X2侧,弯曲成在连接器18的X2侧向X1侧折回的形状,通过电缆通道23穿绕到配线取出部113。因此,编码器电缆5具备从连接器18引出到与配线取出部113相反的一侧后朝向配线取出部113侧折回的第一部分5A和沿着电缆引导部件20向配线取出部113侧呈直线状延伸的第二部分5B。
如上所述,编码器罩12的开口部123在面向电缆通道23的范围设置有弯曲部128。因此,编码器电缆5不会与端板部121的边缘接触,而是与弯曲部128接触,因此,编码器电缆5损伤的风险小。
(电路基板组)
图8是从输出相反侧L2观察电路基板组13的分解立体图,图9是从输出侧L1观察电路基板组13的分解立体图。如图8、图9所示,电路基板组13具备基板支架50、从输出相反侧L2与基板支架50抵接的基板60、相对于基板支架50固定基板60的导电性的固定部件70、以及从输出侧L1固定于基板支架50的屏蔽部件80。基板60沿中心轴线L方向观察为大致圆形,在X2侧的边缘上装设有连接器18。连接器18沿着将基板60的边缘呈直线状切去的直线部61配置。基板支架50沿中心轴线L方向观察时为与基板60大致相同的形状,基板60和基板支架50在中心轴线L方向上抵接。
在基板60上,在两处形成有用于向基板支架50进行固定的固定孔62。两处的固定孔62隔着基板支架50的中心配置于相反侧。另外,两处的固定孔62中的一者是与装设于基板60上的编码器电路的信号地电连接的接地通孔621。此外,也可以将两处的固定孔62中的任一个设为接地通孔621。另外,也可以设置三处以上的固定孔62,在三处将基板60和基板支架50固定。
基板支架50具备与基板60对置的平面部53和从平面部53的外周缘立起至输出相反侧L2的缘部54。在平面部53,在与基板60的固定孔62对置的两处形成有固定孔51。通过将固定部件70的一端及另一端分别嵌入基板60的固定孔62和基板支架50的固定孔51,而将基板60固定于基板支架50。固定部件70是弹簧销。通过使用弹簧销作为固定部件70,防止基板60相对于基板支架50的晃动。另外,如上所述,固定部件70是由导电性的金属例如SUS形成的导通部件,固定孔62中的一个为接地通孔621,因此,当基板60经由固定部件70安装于基板支架50上时,经由固定部件70及接地通孔621将基板支架50与装设于基板60上的编码器电路的信号地电连接。此外,也可以通过锡焊接合将固定部件70固定于固定孔62中。
在基板支架50上,在与编码器支架14的凸台部144对应的三处形成有用于使基板固定螺丝65穿过的凸台部52。在本实施方式中,凸台部52的输出相反侧L2的前端面成为与基板60抵接的抵接面。另外,凸台部52的输出侧L1的端面成为与编码器支架14抵接的抵接面。
在基板60上,在与凸台部52对置的三处形成有固定孔63。通过将三个基板固定螺丝65分别穿过基板60的固定孔63及基板支架50的凸台部52,并将其前端用拧紧固定于编码器支架14的固定孔147,将电路基板组13固定于编码器支架14。编码器支架14由树脂等绝缘材料构成。因此,当将电路基板组13经由编码器支架14固定于第一轴承保持架42A时,基板支架50与第一轴承保持架42A绝缘。
基板60具备朝向输出相反侧L2的输出相反侧基板面60a及朝向输出侧L1的输出侧基板面60b。在输出相反侧基板面60a装设有构成编码器电路的电路元件、用于连接编码器电缆5的连接器18以及连接端子173等。连接端子173配置于基板60的外周缘,且隔着基板60的中心配置于与连接器18相反侧。在基板60的外周缘,在连接端子173的径向外侧形成有缺口部64。如图9所示,磁敏元件17具备配置于输出侧基板面60b的中央的第一磁敏元件171、及经由柔性配线基板174与连接端子173连接的第二磁敏元件172。柔性配线基板174穿过基板60的缺口部64穿绕至基板60的输出侧L1。第一磁敏元件171及第二磁敏元件172分别具备与构成于基板60上的编码器电路的信号地连接的接地端子(未示出)。另外,在输出侧基板面60b,在第一磁敏元件171的附近装设有两个霍尔元件175。两个霍尔元件175以磁敏元件17的位置为基准配置于相距90度的角度位置。
在基板支架50的平面部53的中央形成有圆形的贯通孔56。另外,在平面部53的输出侧L1的面上形成有向输出侧L1突出的台阶部57。台阶部57从围绕贯通孔56的区域朝向平面部53的外周缘呈带状延伸。在台阶部57形成大致呈长方形的贯通孔58。在将基板60固定到基板支架50时,第一磁敏元件171和霍尔元件175配置于贯通孔56中。另外,在贯通孔58中配置有经由柔性配线基板174与基板60上的连接端子173连接的第二磁敏元件172。第二磁敏元件172固定于贯通孔58的边缘,且装设于基板支架50上。
如后述,在磁体组装体15的输出相反侧L2的前端配置有圆形的第一磁体161及与第一磁体161同轴配置的环状的第二磁体162。当向编码器支架14固定电路基板组13时,如图2、图3所示,第一磁敏元件171和第一磁体161对置,第二磁敏元件172和第二磁体162对置。编码器10被组装成在第一磁敏元件171的输出侧L1的表面和第一磁体161之间及第二磁敏元件172的输出侧L1的表面和第二磁体162之间形成规定的间隙。如后述,在本实施方式中,通过以编码器支架14的基准面P为基准将磁体组装体15及电路基板组13定位,高精度地管理磁敏元件17和磁体16的间隙。
第一磁敏元件171及配置于其附近的两个霍尔元件175和第一磁体161通过两个霍尔元件175判别旋转一圈所得的第一磁敏元件171的输出周期,从而作为绝对编码器发挥功能。另一方面,第二磁敏元件172和第二磁体162因为旋转一圈获得多个周期的输出,所以作为增量编码器发挥功能。编码器10通过处理这两组编码器的输出,能够进行高分辨率且高精度的位置检测。
(屏蔽部件)
屏蔽部件80从输出侧L1安装于基板支架50的台阶部57。屏蔽部件80是柔性的板材,其大小完全封闭形成于台阶部57的贯通孔56及贯通孔58。台阶部57具备朝向输出侧L1的屏蔽件安装面59,屏蔽部件80经由导电性粘接剂固定于屏蔽件安装面59。如上所述,屏蔽部件80与基板支架50相同,由导电性的非磁性金属例如铝形成。因此,屏蔽部件80经由基板支架50与装设于基板60上的编码器电路的信号地电连接。
屏蔽部件80覆盖配置于贯通孔56中的第一磁敏元件171及配置于贯通孔58的第二磁敏元件172。因此,第一磁敏元件171及第二磁敏元件172经由屏蔽部件80与第一磁体161及第二磁体162对置。通过将屏蔽部件80安装在基板支架50上,第一磁敏元件171和第二磁敏元件172通过信号地电位的部件(基板支架50及屏蔽部件80)与电动机3隔离。因此,能够有效地隔离从与第一磁体161及第二磁体162的间隙环绕进来的机架接地噪声、电源噪声等。此外,第一磁敏元件171和第二磁敏元件172隔着屏蔽部件80与第一磁体161和第二磁体162对置,但因为屏蔽部件80为非磁性金属,所以对于电磁波噪声良好地进行隔离,并且不会损坏作为磁式的编码器的功能。
(磁体组装体)
图10是磁体组装体的分解立体图。磁体组装体15具备磁体支架19和保持于磁体支架19上的磁体16。如图10所示,磁体支架19具备大致圆盘状的磁体保持部191和从磁体保持部191的中心向输出侧L1突出的筒状的轴部192。旋转轴2的前端通过压入、粘接剂及止动螺丝中的任意一种方法或并用这些方法固定于轴部192。如图2、图3所示,在本实施方式中,止动螺丝196被拧入沿径向贯通轴部192的螺孔195中,从侧面将配置于穿过轴部192的中心的轴孔197的旋转轴2固定。如图10所示,磁体16具备与形成于磁体保持部191的中央的凹部嵌合的圆形的第一磁体161及与形成于磁体保持部191的外周缘的台阶部嵌合的环状的第二磁体162。
磁体支架19由铁等磁性材料构成。磁体保持部191具备用于抑制第一磁体161和第二磁体162的磁干扰的屏蔽部193和位于第二磁体162的输出侧L1的轭部194。在磁体组装体15中,第一磁体161和第二磁体162在径向上分开,屏蔽部193配置于第一磁体161和第二磁体162之间。屏蔽部193是向输出相反侧L2突出的环状凸部,轭部194在第二磁体162的输出侧L1向径向外侧呈环状延伸。
第一磁体161具备朝向输出相反侧L2的磁化面161a,磁化面161a位于比屏蔽部193的前端面193a更向输出侧L1凹陷的位置(参照图13)。另外,第二磁体162具备朝向输出相反侧L2的磁化面162a,磁化面162a位于比屏蔽部193的前端面193a更向输出相反侧L2(第二磁敏元件172侧)突出的位置(参照图13)。第一磁体161和第二磁体162在径向上与屏蔽部193相接。另外,屏蔽部193是中心轴线L方向(即,旋转轴2的轴线方向)上的高度比径向宽度小的宽凸部。
图11是表示第一磁体161和第二磁体的磁化分极线的位置的说明图,是从输出相反侧L2观察磁体组装体15的俯视图。第一磁体161在周向上磁化出N极和S极各一极。另一方面,第二磁体162在周向上交替磁化出多个N极和S极。在图11所示的例子中,在第二磁体162上设置有64个磁极对。此外,磁极对的数量不限于64。
在磁体组装体15中,第一磁体161和第二磁体162的磁化分极线的位置不一致。如图11所示,第一磁体161的磁化分极线M1位于与第二磁体162的N极区域或S极区域的周向的中央(即,在周向上相邻的磁化分极线M2的中间点)相同的角度位置。磁体支架19具备用于使磁化分极线M1、M2的位置与目标位置一致的位置基准。在本实施方式中,具备作为位置基准的标记,标记是设于屏蔽部193的前端面193a的标志线198。标志线198沿径向延伸,在径向上设于相反侧的两个部位。标志线198的角度位置与第一磁体161的磁化分极线M1的目标位置一致。
此外,为了使磁化分极线M1、M2的位置一致而设于磁体支架19的位置基准也可以与标志线198不同。例如,可以将凹部、凸部或缺口作为位置基准。另外,通过在第一磁体161侧设置与位置基准嵌合的形状,能够通过机械嵌合进行定位。
(磁体组装体的制造方法)
图12是磁体组装体15的制造方法的流程图。以磁化分极线M1、M2的角度位置处于不一致的位置关系的方式设定第一磁体161和第二磁体162的磁极的目标位置,制造磁体组装体15。如图11所示,第一磁体161的目标位置是磁化分极线M1和标志线198(作为位置基准的标记)的角度位置一致的位置。另外,第二磁体162的目标位置是N极区域或S极区域的周向的中央(在周向上相邻的磁化分极线M2的中间点)和标志线198的角度位置一致的位置。
如图12所示,在步骤ST11中,将已磁化的第一磁体161相对于磁体支架19定位并固定于磁体支架19上。此时,以标志线198为基准,通过使第一磁体161的磁化分极线M1和标志线198的角度位置一致,进行第一磁体161的周向的定位,并且,以第一磁体161的磁化面161a配置于比屏蔽部193的前端面193a更向输出侧L1凹陷的位置的方式进行中心轴线L方向的定位。通过压入、粘接剂等方法进行第一磁体161相对于磁体保持部191的固定。
接着,在第二步骤ST12中,将磁化前的第二磁体162固定于磁体保持部191的外周缘的台阶部。此时,因为第二磁体162是磁化前的磁体,所以不必进行周向的定位,但以输出相反侧L2的表面(即,成为磁化面162a的面)配置于比屏蔽部193的前端面193a更向输出相反侧L2突出的位置的方式进行第二磁体162的中心轴线L方向的定位并将第二磁体162固定。通过压入、粘接剂等方法进行第二磁体162相对于磁体保持部191的固定。
接着,在第三步骤ST13中,将固定于磁体保持部191的第二磁体162放在磁化机上,以标志线198为基准,以磁化分极线M2的位置成为图11所示的配置的方式对第二磁体162进行磁化。即,以在周向上相邻的磁化分极线M2的中间点与磁化分极线M1的角度位置一致的方式对第二磁体162进行磁化。这样,通过设置作为位置基准的标志线198,能够提高磁化分极线M1、M2的位置精度。
(磁敏元件和磁体的间隙管理)
图13是表示磁体组装体15及电路基板组13的定位结构的局部分解剖视图,是在图6的D-D位置切断的局部分解剖视图。在编码器10中,为了高精度地管理磁敏元件17和磁体16的间隙,以设于编码器支架14的基准面P为基准,组装磁体组装体15和电路基板组13。如上所述,基准面P是电路基板组13抵接的凸台部144的前端面。如图7所示,基准面P设于在周向上分开的三个部位。
如图13所示,在磁体组装体15中,在中心轴线L方向上,第一磁体161的磁化面161a的位置H1、屏蔽部193的前端面193a的位置H2以及第二磁体162的磁化面162a的位置H3不同。在磁体组装体15中,位于最靠输出相反侧L2的面是第二磁体162的磁化面162a。磁体组装体15被定位于基准面P和第二磁体162的磁化面162a在中心轴线L方向上成为规定的位置关系的位置处,并被固定于旋转轴2上。在本实施方式中,磁体组装体15定位于基准面P和磁化面162a成为位于同一平面上的位置关系的位置并固定于旋转轴2上。
这样,在将基准面P和磁化面162a配置于同一平面上之后,使电路基板组13的凸台部52与基准面P抵接并固定的情况下,如图13所示,第二磁敏元件172的传感器面172a和磁化面162a的间隙G与电路基板组13中的凸台部52的前端面和传感器172a的高低差一致。将基板支架50的屏蔽件安装面59和传感器面172a定位在同一平面上来安装第二磁敏元件172。即,在电路基板组13中,屏蔽件安装面59是设于基板支架50上的传感器基准面。因此,传感器面172a和磁化面162a的间隙G是基板支架50上的屏蔽件安装面59(传感器基准面)和凸台部52的前端面的高低差,因此,能够通过管理基板支架50的尺寸精度来进行间隙G的管理。在本实施方式中,基板支架50是铝制,因此,能够容易地提高加工精度。因此,能够高精度地管理间隙G。
图14是磁体组装体15及电路基板组13的组装方法的流程图。如图14所示,在步骤ST21中,将编码器支架14固定于电动机壳体4(第一轴承保持架42A)上。接着,在步骤ST22中,将磁体组装体15定位在设于编码器支架14的基准面P和第二磁体162的磁化面162a成为规定的位置关系的位置。在本实施方式中,使用平板状的夹具100进行该定位。例如,使设于夹具100的定位面101与基准面P抵接,并且使第二磁体162的磁化面162a与定位面101抵接。
接着,在步骤ST23中,将磁体组装体15固定于旋转轴2上。在本实施方式中,使用螺丝刀等固定用工具从编码器支架14的贯通部148进入设于磁体支架19的轴部192的螺孔195,将止动螺丝196拧入螺孔195。由此,旋转轴2被止动螺丝196的前端按压于磁体支架19的轴孔197的内周面,磁体支架19被固定于旋转轴2上。螺孔195设于在周向上分开的两个位置,止动螺丝196拧紧固定于各螺孔195中。因此,在编码器支架14上,以与设于磁体支架19的两处的螺孔195的角度间隔相同的角度间隔,在两处设置有贯通部148。
接着,在步骤ST24中,将电路基板组13固定于编码器支架14。此时,使电路基板组13的凸台部52与设于编码器支架14的三处的基准面P抵接,进行中心轴线L方向的定位。另外,在周向上的定位由上述的定位销66进行。定位之后,通过基板固定螺丝65(参照图4)将电路基板组13固定于编码器支架14。由此,第二磁体162的磁化面162a和第二磁敏元件172的传感器面172a以规定的间隙G对置,并且,第二磁体162的磁化面162a和第二磁敏元件172的传感器面171a以规定的间隙对置。
(终端部件)
编码器电缆5是用金属制的网状的屏蔽件将多个信号线覆盖的屏蔽电缆。在编码器电缆5的端部,与多个信号线并排地引出有机架接地线,该机架接地线与信号线绝缘并与覆盖信号线的屏蔽件连接。机架接地线经由与编码器电路绝缘地设于基板60上的图案及终端部件9与电动机3的机架接地电位电连接。
如图6、图7所示,将编码器支架14固定于第一轴承保持架42A的三个支架固定螺丝145中的一个成为将编码器支架14的腿部150和终端部件9重叠进行固定的终端固定螺丝145A。在编码器支架14的主体部140的X2侧的部分设置有向输出侧L1凹陷的形状的缺口部149。三处腿部150中的一个配置在缺口部149的外周侧,终端部件9与缺口部149及腿部150重叠。
终端部件9是导电性的板金部件,在本实施方式中是铜制的。终端部件9具备从编码器支架14的缺口部149延伸到腿部150上的固定部91和从固定部91延伸到电路基板组13侧的臂部92。在固定部91设置有与设于腿部150的固定孔147(参照图5)重叠的长孔93。固定部91被夹在作为导电性的固定部件的终端固定螺丝145A的头部和腿部150之间,通过终端固定螺丝145A与腿部150一起螺丝固定于第一轴承保持架42A。因此,终端部件9经由终端固定螺丝145A与电动机壳体4的机架接地电连接。
在基板60上,在周向上与连接器18并排的位置形成有第一贯通孔7。另外,在基板支架50上,在中心轴线L方向上与基板60的第一贯通孔7重叠的位置形成有第二贯通孔8。终端部件9的臂部92具备从固定部91沿周向延伸的第一部分94和相对于第一部分94呈大致直角弯曲并向输出相反侧L2延伸的第二部分95。当将电路基板组13固定于编码器支架14时,第二部分95的前端部分96被配置于第一贯通孔7及第二贯通孔8中。当将第二部分95的前端部分96焊接于第一贯通孔7时,终端部件9与设于第一贯通孔7的边缘的焊盘7a电连接。
如图2、图6所示,在编码器电缆5的端部,设置有与基板60上的连接器18连接的电缆侧连接器6。电缆侧连接器6具备与多个信号线及机架接地线各自对应的端子。
如图8所示,在基板60上的连接器18上,多个端子连接部182沿连接器18的宽度方向排成一列设置。多个端子连接部182中的一处端子连接部182b经由设于基板60上的图案与设于第一贯通孔7的边缘的焊盘7a电连接。另外,其它端子连接部182a的一部分或全部与设于基板60上的编码器电路连接。在此,连接焊盘7a和端子连接部182b的图案与编码器电路及其它端子连接部182a绝缘,且与编码器电路的信号地绝缘。此外,第一贯通孔7也可以是与图案电连接的通孔。
当将电缆侧连接器6连接于基板60上的连接器18时,与编码器电缆5的机架接地线对应的端子与端子连接部182连接,该端子连接部182与焊盘7a电连接。因此,编码器电缆5的机架接地线经由焊盘7a及基板60上的图案与焊接于第一贯通孔7的终端部件9电连接,经由终端部件9与电动机壳体4的机架接地连接。另一方面,形成于基板支架50的第二贯通孔8比基板60的第一贯通孔7大一圈,终端部件9不与第二贯通孔8的边缘接触。因此,基板支架50不会经由终端部件9与电动机壳体4的机架接地电连接。
这样,在本实施方式中,在将编码器电缆5连接于基板60时,仅将电缆侧连接器6插入基板60上的连接器18,编码器电缆5即可与电动机壳体4的机架接地电连接。通过将编码器电缆5与电动机壳体4的机架接地电连接,能够提高从编码器电缆5的外部侵入的电噪声的屏蔽效果。因此,能够提高编码器10的噪声抗扰度。
(本实施方式的主要的作用效果)
如上所述,本实施例的编码器10具有磁体组装体15、电路基板组13以及编码器支架14。磁体组装体15具备与旋转轴2一体旋转的磁体支架19以及固定于磁体支架19的磁体16(第一磁体161、第二磁体162)。电路基板组13具备与磁体16的磁化面(即,磁化面161a、162a)对置的磁敏元件17(第一磁敏元件171、第二磁敏元件172)以及基板60,在基板60上设置有输入磁敏元件17的信号的编码器电路。编码器支架14具备放置电路基板组13的基准面P。磁体组装体15被定位于基准面P和第二磁体162的磁化面162a处于规定的位置关系(在本实施方式中在同一面上)的位置,并固定于旋转轴2上。
另外,在组装编码器10时,将编码器支架14固定于第一轴承保持架42A(电动机3)上(步骤ST21),将磁体组装体15定位在设于编码器支架14的基准面P和第二磁体162的磁化面162a处于规定的位置关系(在本实施方式中在同一平面上)的位置(步骤ST22),将磁体组装体15固定于旋转轴2上(步骤ST23),将电路基板组13放在基准面P上并固定于编码器支架14上(步骤ST24)。
在本实施方式中,这样,以固定电路基板组13的编码器支架14的面为基准面P,以该基准面P和第二磁体162的磁化面162a成为规定的位置关系(例如,同一面上)的方式将磁体组装体15定位并固定。例如,使夹具100与基准面P抵接,使磁化面162a与夹具100抵接来定位。然后,使电路基板组13与基准面P抵接进行固定。这样一来,即使编码器支架14和磁体支架19的尺寸精度低,也能够相对于基准面P高精度地定位第二磁体162的磁化面162a。因此,第二磁体162和第二磁敏元件172的间隙G的偏差仅是装设第二磁敏元件172的电路基板组13侧的零件(在本实施方式中为基板支架50)的尺寸公差,能够避免电动机3和电路基板组13之间的零件(在本实施方式中为编码器支架14)以及第二磁体162和旋转轴2之间的零件(在本实施方式中为磁体支架19)的尺寸公差累积。因此,即使这些零件(编码器支架14和磁体支架19)的尺寸精度低,也能够高精度地管理第二磁体162和第二磁敏元件172之间的间隙G。另外,关于第一磁体161和第一磁敏元件171之间的间隙,也同样能够避免零件的尺寸公差累积,因此,能够高精度地进行管理。因此,能够提高编码器10的分辨率,且能够提高编码器10进行的角度检测的精度。
在本实施方式中,规定的位置关系是基准面P和磁化面162a位于同一平面上的位置关系。因此,夹具100只要具备使两部件抵接的平面(定位面101)即可,因此,能够将夹具100制成简单的形状。因此,能够使用不需要高精度加工的廉价的夹具100进行组装,所以可以降低制造成本。
规定的位置关系也可以是基准面P和磁化面162a不在同一平面上的位置关系。在这种情况下,只要使用具备与基准面P和磁化面162a的高低差相同的级差的夹具100来定位磁体组装体15即可。在这种情况下,第二磁敏元件172和磁化面162a之间的间隙G成为包括基准面P和磁化面162a的高低差的尺寸,但间隙G的偏差与基准面P和磁化面162a位于同一平面上时类似。
本实施方式的磁体16具备:在周向上磁化出N极和S极各一极的第一磁体161;以及在周向上交替磁化出多个N极和S极的第二磁体162。第一磁体161与第一磁敏元件171对置,第二磁体162与第二磁敏元件172对置。第一磁体161和第二磁体162在径向上分开,磁体支架19具备位于第一磁体161和第二磁体162之间的屏蔽部193。第二磁体162的磁化面162a配置于比第一磁体161的磁化面162a及屏蔽部193的前端面193a更向第二磁敏元件172侧突出的位置。因此,因为第二磁体162的磁化面162a处于最突出的位置,所以能够减小第二磁体162和第二磁敏元件172之间的间隙G。因为第二磁敏元件172是检测多个磁化的磁体16的磁场的磁敏元件17,所以间隙G的偏差对角度检测的精度的影响较大。因此,通过减小第二磁体162和第二磁敏元件172之间的间隙G,能够提高角度检测的精度。
在此,如果夹具100是磁性材料,则可以利用第二磁体162的磁力吸附夹具100来定位磁体组装体15。例如,通过使夹具100与基准面P抵接,用第二磁体162的磁化面162a吸附夹具100,能够通过磁力将磁体组装体15定位。这样,通过用磁力吸附,能够使磁化面162a可靠地抵接夹具100。因此,能够高精度地定位磁体组装体15。另外,在向旋转轴2固定的作业期间,可以通过磁力保持磁体组装体15,因此,不需要另外的用于保持磁体组装体15的夹具。因此,能够高精度且容易地进行磁体组装体15的定位和固定的作业。
另外,在夹具100是磁性材料的情况下,优选通过压入将磁体组装体15固定于旋转轴2上。例如,在由第二磁体162的磁化面162a吸附夹具100的状态下,将旋转轴2压入磁体支架19,直至夹具100接触基准面P。这样一来,因为能够在利用磁力吸附夹具100的状态下将旋转轴2压入磁体支架19,所以容易进行磁体组装体15的固定作业。
在本实施方式中,磁体支架19具备配置旋转轴2的轴孔197和贯穿围绕轴孔197的部分的螺孔195,编码器支架14具备配置磁体支架19的磁体配置孔141和沿径向贯通围绕磁体配置孔141的部分的贯通部148。磁体支架19由止动螺丝196固定于旋转轴2上,固定止动螺丝196的作业通过从编码器支架14的贯通部148插入工具而进行。这样,通过设置沿径向贯通编码器支架14的贯通部148,能够在编码器支架14的高度范围内进入编码器支架14的内周侧,能够在编码器支架14的高度范围内进行磁体组装体15的固定作业。因此,能够避免为了确保进行固定作业的空间而使编码器10在高度方向上大型化。
在本实施方式中,通过将固定于编码器支架14上的至少两个弹簧销嵌入电路基板组13的定位孔131,在周向上将电路基板组13定位。因此,因为能够高精度地定位电路基板组13,所以能够提高磁敏元件17的位置精度。因此,能够提高角度检测的精度。
在本实施方式中,电路基板组13具备从磁体16侧覆盖基板60的基板支架50,使基板支架50与基准面P抵接,将电路基板组13固定于编码器支架14上。另外,第二磁敏元件172的传感器面172a相对于设于基板支架50上的传感器基准面即屏蔽件安装面59被定位。例如,在本实施方式中,电路基板组13被组装成使得传感器面172a和屏蔽件安装面59配置于同一平面上。因此,因为第二磁敏元件172相对于基板支架50的位置精度高,所以第二磁敏元件172相对于基板支架50抵接的基准面P的位置精度高。因此,能够高精度地管理第二磁体162和第二磁敏元件172之间的间隙G。
(变形例)
(1)在上述实施方式中,电路基板组13具备基板60和基板支架50,第一磁敏元件171装设于基板60上,第二磁敏元件172固定于基板支架50上,通过柔性配线基板174与基板60连接,但电路基板组13也可以是不具备基板支架50的结构。例如,也可以采用将第一磁敏元件171及第二磁敏元件172装设于基板60上且使基板60抵接固定于编码器支架14的结构。
(2)也可以采用如下制造方法:在向磁体支架19固定之前进行第二磁体162的磁化,以标志线198和磁化分极线M2的周向的位置不一致的方式进行第二磁体162的周向的定位,将第二磁体162固定于磁体支架19。

Claims (10)

1.一种编码器的制造方法,
所述编码器具有:
磁体组装体,所述磁体组装体具备与电动机的旋转轴一体旋转的磁体支架以及固定于所述磁体支架上的磁体;
电路基板组,所述电路基板组具备与所述磁体的磁化面对置的磁敏元件以及设置有输入所述磁敏元件的信号的编码器电路的基板;以及
编码器支架,所述编码器支架具备载置所述电路基板组的基准面,
其特征在于,
所述磁体具备第一磁体和第二磁体,所述第一磁体在周向上磁化出N极和S极各一极,所述第二磁体在周向上交替磁化出多个N极和S极,
所述磁敏元件具备与所述第一磁体对置的第一磁敏元件以及与所述第二磁体对置的第二磁敏元件,
所述第一磁体和所述第二磁体在径向上分开,
所述磁体支架具备位于所述第一磁体和所述第二磁体之间的屏蔽部,
将所述第一磁体及所述第二磁体定位在使所述第二磁体的磁化面比所述第一磁体的磁化面及所述屏蔽部的前端面更向所述第二磁敏元件侧突出的位置,并固定于所述磁体支架,
将所述编码器支架固定于所述电动机上,
将由磁性材料构成的夹具放在所述基准面上,将所述第二磁体的磁化面吸附于所述夹具上,将所述磁体组装体定位在所述基准面和所述第二磁体的磁化面处于规定的位置关系的位置并固定于所述旋转轴上,
使所述电路基板组与所述基准面抵接并固定于所述编码器支架上。
2.一种编码器的制造方法,
所述编码器具有:
磁体组装体,所述磁体组装体具备与电动机的旋转轴一体旋转的磁体支架以及固定于所述磁体支架上的磁体;
电路基板组,所述电路基板组具备与所述磁体的磁化面对置的磁敏元件以及设置有输入所述磁敏元件的信号的编码器电路的基板;以及
编码器支架,所述编码器支架具备载置所述电路基板组的基准面,
其特征在于,
所述磁体具备第一磁体和第二磁体,所述第一磁体在周向上磁化出N极和S极各一极,所述第二磁体在周向上交替磁化出多个N极和S极,
所述磁敏元件具备与所述第一磁体对置的第一磁敏元件以及与所述第二磁体对置的第二磁敏元件,
所述第一磁体和所述第二磁体在径向上分开,
所述磁体支架具备位于所述第一磁体和所述第二磁体之间的屏蔽部,
将所述第一磁体及所述第二磁体定位在使所述第二磁体的磁化面比所述第一磁体的磁化面及所述屏蔽部的前端面更向所述第二磁敏元件侧突出的位置,并固定于所述磁体支架,
将所述编码器支架固定于所述电动机上,
在将所述第二磁体的磁化面吸附于由磁性材料构成的夹具的状态下,将所述旋转轴压入所述磁体支架,直至所述夹具接触所述基准面,
将所述磁体组装体定位在所述基准面和所述第二磁体的磁化面处于规定的位置关系的位置并固定于所述旋转轴上,
使所述电路基板组与所述基准面抵接并固定于所述编码器支架上。
3.根据权利要求1或2所述的编码器的制造方法,其特征在于,
所述规定的位置关系是所述基准面和所述磁化面位于同一面上的位置关系。
4.根据权利要求1或2所述的编码器的制造方法,其特征在于,
所述磁体支架通过止动螺丝固定于所述旋转轴上,
所述编码器支架具备配置所述磁体支架的磁体配置孔和沿径向贯通围绕所述磁体配置孔的部分的贯通部,
从所述贯通部进行固定所述止动螺丝的作业。
5.根据权利要求1或2所述的编码器的制造方法,其特征在于,
通过将固定在所述编码器支架上的至少两个弹簧销嵌入所述电路基板组的孔内,在周向上将所述电路基板组定位。
6.根据权利要求1或2所述的编码器的制造方法,其特征在于,
所述电路基板组具备从所述磁体侧覆盖所述基板的基板支架,
所述磁敏元件具备与所述磁体对置的传感器面,所述传感器面相对于设于所述基板支架上的传感器基准面被定位,
使所述基板支架与所述基准面抵接,将所述电路基板组固定于所述编码器支架。
7.一种编码器,其特征在于,具有:
磁体组装体,所述磁体组装体具备与旋转轴一体旋转的磁体支架以及固定于所述磁体支架上的磁体;
电路基板组,所述电路基板组具备与所述磁体的磁化面对置的磁敏元件以及设置有输入所述磁敏元件的信号的编码器电路的基板;以及
编码器支架,所述编码器支架具备所述电路基板组载置的基准面,
所述磁体具备第一磁体和第二磁体,所述第一磁体在周向上磁化出N极和S极各一极,所述第二磁体在周向上交替磁化出多个N极和S极,
所述磁敏元件具备与所述第一磁体对置的第一磁敏元件以及与所述第二磁体对置的第二磁敏元件,
所述第一磁体和所述第二磁体在径向上分开,
所述磁体支架具备位于所述第一磁体和所述第二磁体之间的屏蔽部,
将所述第一磁体及所述第二磁体定位在使所述第二磁体的磁化面比所述第一磁体的磁化面及所述屏蔽部的前端面更向所述第二磁敏元件侧突出的位置,并固定于所述磁体支架,
所述基准面和所述第二磁体的磁化面以规定的位置关系被定位,所述磁体组装体固定于所述旋转轴,
所述规定的位置关系是所述基准面和所述第二磁体的磁化面位于同一面上的位置关系。
8.根据权利要求7所述的编码器,其特征在于,
所述磁体支架具备配置所述旋转轴的轴孔和贯通围绕所述轴孔的部分的螺孔,
所述编码器支架具备配置所述磁体支架的磁体配置孔和沿径向贯通围绕所述磁体配置孔的部分的贯通部。
9.根据权利要求7所述的编码器,其特征在于,
所述电路基板组具备相对于所述基板配置于与所述磁体相同的一侧的基板支架,所述基板支架与所述基准面抵接,
所述磁敏元件具备与所述磁体对置的传感器面,所述传感器面和设于所述基板支架的传感器基准面位于同一平面上。
10.一种带编码器的电动机,其特征在于,具有:
权利要求7~9中任一项所述的编码器;以及
具备所述旋转轴的电动机。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59209036A (ja) * 1983-05-11 1984-11-27 Toshiba Corp モ−タ
CN102650531A (zh) * 2011-02-22 2012-08-29 日本电产三协株式会社 旋转编码器
CN103814506A (zh) * 2011-09-30 2014-05-21 富士通将军股份有限公司 模塑电机
CN203981495U (zh) * 2013-05-10 2014-12-03 株式会社日本显示器 定位夹具以及定位夹具组装体
CN107819385A (zh) * 2016-09-06 2018-03-20 日本电产三协株式会社 电动机
CN108731710A (zh) * 2018-07-11 2018-11-02 上海市雷智电机有限公司 一种编码器
CN109120108A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 日本电产三协株式会社 马达
CN109217571A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本电产三协株式会社 电动机以及编码器电缆的连接方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05203462A (ja) * 1992-01-29 1993-08-10 Koyo Seiko Co Ltd 磁気式エンコーダ
US6075306A (en) * 1998-12-30 2000-06-13 Mfm Technology L.L.C. Laminated rotor for permanent magnet brushless motors
KR100817162B1 (ko) * 2001-08-31 2008-03-27 주식회사 포스코 로타리엔코더의 관리장치 및 그 제어방법
JP3990591B2 (ja) * 2002-04-18 2007-10-17 株式会社仙台ニコン エンコーダ
JP4894331B2 (ja) * 2005-04-11 2012-03-14 日本電産株式会社 ブラシレスモータ
TWI311088B (en) * 2006-06-23 2009-06-21 Chiu Michae Means and method for centering and flatting of workpiece
JP2008271686A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピンドルモータの組み立て方法およびスピンドルモータ
JP5335473B2 (ja) * 2009-02-20 2013-11-06 光洋電子工業株式会社 磁気式エンコーダ
JP5666886B2 (ja) * 2010-11-22 2015-02-12 日本電産サンキョー株式会社 ロータリエンコーダ
CN102672540B (zh) * 2012-05-11 2014-10-08 北京航空航天大学 一种基于dsp航空薄壁盘类件表面形貌测量与夹具加工系统
WO2014024240A1 (ja) * 2012-08-06 2014-02-13 日鍛バルブ株式会社 エンジンにおける位相可変装置の電磁クラッチ取付構造,電磁クラッチ取外し方法および電磁クラッチ取外し用治具
CN203217503U (zh) * 2013-04-18 2013-09-25 郭士秋 薄型非接触式摇杆
CN203696580U (zh) * 2014-02-26 2014-07-09 黑龙江建筑职业技术学院 一种用于自动生产线的金属物料输送回转机构
JP6469415B2 (ja) * 2014-10-27 2019-02-13 日本電産サンキョー株式会社 モータおよび回転軸への従動部材の固定構造
JP6819078B2 (ja) * 2016-05-30 2021-01-27 セイコーエプソン株式会社 エンコーダー、ロボット、及びエンコーダー一体型モーター

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59209036A (ja) * 1983-05-11 1984-11-27 Toshiba Corp モ−タ
CN102650531A (zh) * 2011-02-22 2012-08-29 日本电产三协株式会社 旋转编码器
CN103814506A (zh) * 2011-09-30 2014-05-21 富士通将军股份有限公司 模塑电机
CN203981495U (zh) * 2013-05-10 2014-12-03 株式会社日本显示器 定位夹具以及定位夹具组装体
CN107819385A (zh) * 2016-09-06 2018-03-20 日本电产三协株式会社 电动机
CN109120108A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 日本电产三协株式会社 马达
CN109217571A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本电产三协株式会社 电动机以及编码器电缆的连接方法
CN108731710A (zh) * 2018-07-11 2018-11-02 上海市雷智电机有限公司 一种编码器

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