CN112204355A - 编码器 - Google Patents

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Abstract

编码器(50)具有：磁传感器(1)，其磁场检测的灵敏度具有指向性，读取方向的磁场的检测的灵敏度高，相对于读取方向的角度越大的方向，磁场的检测的灵敏度越低；编码器基板(3)，其搭载磁传感器(1)；磁屏蔽部(2)，其具有将磁传感器(1)的侧方覆盖的侧面部(2a)和将磁传感器(1)的上方覆盖的上表面部(2b)，将磁场遮挡；永磁铁(4)，其与编码器基板(3)相对而配置；轴(5)，其在前端安装有永磁铁(4)；以及托架(6)，其将轴(5)能够旋转地支撑，磁屏蔽部(2)在侧面部(2a)设置有切口(21)，该切口(21)成为供连接器插入的连接器插入部，在不与将磁传感器(1)沿读取方向延长的延长区域重叠的位置，配置有连接器插入部。

Description

编码器
技术领域
本发明涉及具有磁屏蔽部及磁传感器的编码器。
背景技术
在搭载有磁传感器的磁式的编码器中，将产生用于使磁传感器进行动作的磁通的永磁铁配置于轴中心上，通过基板上的磁传感器对从永磁铁产生的磁通进行检测。但是，如果在编码器的周围存在产生磁场的装置或动力线，则外部磁场会对从永磁铁产生的磁通进行干涉，存在引起动作故障这一问题，需要配置磁屏蔽部而遮挡外部磁场。
在专利文献1中公开了磁式的编码器，其以软磁性部位于不会对磁传感器的动作磁场造成影响的位置的方式配置有磁罩。
专利文献1：日本特开2015－169439号公报
发明内容
但是，专利文献1所公开的编码器为下述构造，即，与对从永磁铁产生的磁通进行检测的磁传感器的检测方向相同方向的外部磁场经过非磁性部而能够侵入至磁罩内。因此，与磁传感器的检测方向相同方向的外部磁场经过非磁性部而侵入至磁罩内，磁传感器的检测结果的噪声成分增大，存在旋转角的检测精度降低这一问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到对由于外部磁场而使旋转角的检测精度降低进行了抑制的编码器。
为了解决上述的课题，达到目的，本发明具有：磁传感器，其磁场检测的灵敏度具有指向性，读取方向的磁场的检测的灵敏度高，相对于读取方向的角度越大的方向，磁场的检测的灵敏度越低；编码器基板，其搭载磁传感器；磁屏蔽部，其具有将磁传感器的侧方覆盖的侧面部和将磁传感器的上方覆盖的上表面部，将磁场遮挡；永磁铁，其与编码器基板相对而配置；轴，其在前端安装有永磁铁；以及托架，其将轴能够旋转地支撑。磁屏蔽部在侧面部设置有切口或孔，该切口或孔成为供连接器插入的连接器插入部。在不与将磁传感器沿读取方向延长的延长区域重叠的位置，配置有连接器插入部。
发明的效果
本发明所涉及的编码器具有下述效果，即，能够对由于外部磁场而使旋转角的检测精度降低进行抑制。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的编码器的斜视图。
图2是实施方式1所涉及的编码器的磁屏蔽部的斜视图。
图3是表示实施方式1所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。
图4是表示实施方式1所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。
图5是本发明的实施方式2所涉及的编码器的斜视图。
图6是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。
图7是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。
图8是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。
图9是本发明的实施方式3所涉及的编码器的斜视图。
图10是实施方式3所涉及的编码器的斜视图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的编码器详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1所涉及的编码器的斜视图。实施方式1所涉及的编码器50具有：永磁铁4，其与轴5一起旋转；磁传感器1，其磁场检测的灵敏度具有指向性，读取方向的磁场的检测的灵敏度高，相对于读取方向的角度越大的方向，磁场的检测的灵敏度越低；编码器基板3，其安装有磁传感器1；托架6，其由非磁性材料形成，能够旋转地支撑轴5；磁屏蔽部2，其覆盖编码器基板3；衬垫7，其配置于托架6和磁屏蔽部2之间；以及基板保持部件8，其设置于托架6，对编码器基板3进行支撑。图1所示的衬垫7是仅夹设于托架6和磁屏蔽部2之间的环形状，但也可以是将编码器基板3覆盖的圆顶。
图2是实施方式1所涉及的编码器的磁屏蔽部的斜视图。磁屏蔽部2具有将磁传感器1的侧方覆盖的侧面部2a及将磁传感器1的上方覆盖的上表面部2b。在磁屏蔽部2的侧面形成有切口21，该切口21成为供与编码器基板3连接的连接器插入的连接器插入部。此外，也可以在磁屏蔽部2的侧面形成成为连接器插入部的孔。磁屏蔽部2是通过冷轧钢或碳素钢这样的磁性材料形成的。
永磁铁4配置为与编码器基板3相对。永磁铁4设置于轴5的前端。永磁铁4为钕类、钐类或铁素体类的磁铁。永磁铁4可以直接固定于轴5，也可以经由未图示的部件进行固定。
图3是表示实施方式1所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。磁传感器1在磁场的检测的灵敏度具有指向性，在图3中箭头D所示的方向的磁场的检测的灵敏度高，与正交于箭头D的方向越接近的方向的磁场，检测的灵敏度越低。下面，将箭头D的方向称为磁传感器1的读取方向。磁屏蔽部2以在不与将磁传感器1沿读取方向延长的延长区域11重叠的位置配置有切口21的状态，覆盖磁传感器1。在从切口21的方向施加有外部磁场的情况下，磁通从切口21侵入至磁屏蔽部2内，但由于磁传感器1的读取方向和磁通的朝向是正交方向，因此在磁传感器1中，外部磁场的检测的灵敏度降低，噪声成分变小。另外，在从磁传感器1的读取方向施加有外部磁场的情况下，将与延长区域11重叠的位置由磁屏蔽部2覆盖，因此对外部磁场侵入至磁屏蔽部2内进行抑制。因此，即使在磁屏蔽部2开设切口21，在从轴5的半径方向施加有外部磁场的情况下，也能够减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
在托架6和磁屏蔽部2之间夹设有衬垫7，因此托架6和磁屏蔽部2不直接地接触，而是维持为以衬垫7的厚度的量分离的状态。在托架6和磁屏蔽部2之间夹设有衬垫7，由此托架6和磁屏蔽部2热分离。通过在托架6和磁屏蔽部2之间设置热间隙，从而能够抑制在使轴5旋转的电动机驱动时来自轴5的热传递。特别地，通过将托架6和磁屏蔽部2的距离设为小于或等于5mm，从而能够防止磁通向磁屏蔽部2的内侧的侵入，减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
通过使磁屏蔽部2的切口21的开口宽度A小于磁传感器1的读取方向的尺寸B，从而能够防止磁通向磁屏蔽部2的内侧侵入，提高将磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分减少的效果。
图4是表示实施方式1所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。如图4所示，以磁屏蔽部2的切口21的开口面21a的法线方向和磁传感器1的读取方向成为垂直的方式配置磁屏蔽部2，由此能够在外部磁场施加时进一步减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
如图2所示，切口21没有达到磁屏蔽部2的上表面部2b，由此即使在被施加有轴5的轴向的外部磁场的情况下，也能够减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
实施方式1所涉及的编码器50，即使在磁屏蔽部2设置成为连接器插入部的切口21，也能够减少在外部磁场施加时磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。实施方式1所涉及的编码器50在从与切口21的开口面21a相交叉的方向施加有外部磁场的情况下，磁通经过切口21而侵入至磁屏蔽部2内，但由于是与磁传感器1的读取方向相交叉的方向的磁通，因此磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分小。另外，在从磁传感器1的读取方向施加有外部磁场的情况下，在不与延长区域11重叠的位置，配置有切口21，因此能够减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。因此，实施方式1所涉及的编码器50针对外部磁场的耐受性高，能够提高轴5的旋转角的检测精度。另外，无需将包含连接器的编码器50整体由磁屏蔽部2覆盖，因此能够实现编码器50的小型化。
实施方式2.
图5是本发明的实施方式2所涉及的编码器的斜视图。实施方式2所涉及的编码器50与实施方式1所涉及的编码器50的差异点在于，在编码器基板3搭载有多个磁传感器1。
图6是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。如图6所示，将与最接近切口21的位置处的磁传感器1的延长区域11重叠的位置由磁屏蔽部2覆盖。
图7是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。如图7所示，以磁屏蔽部2的切口21的开口面21a的法线方向和磁传感器1的读取方向成为垂直的方式配置磁屏蔽部2，由此能够在外部磁场施加时进一步减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
图8是表示实施方式2所涉及的编码器的磁传感器和磁屏蔽部的位置关系的图。通过使磁屏蔽部2的切口21的开口宽度A小于磁传感器1的读取方向的尺寸B，从而能够防止磁通向磁屏蔽部2的内侧侵入，提高将磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分减少的效果。
实施方式2所涉及的编码器50通过搭载多个磁传感器1，从而能够防止检测遗漏，实现功能安全化。
实施方式3.
图9是本发明的实施方式3所涉及的编码器的斜视图。实施方式3所涉及的编码器50与实施方式1所涉及的编码器50的差异点在于，与永磁铁4相比在托架6侧配置有磁屏蔽板9。
在磁屏蔽板9和磁屏蔽部2之间夹设有衬垫7，因此在托架6和磁屏蔽部2之间形成有将磁屏蔽板9的厚度量和衬垫7的厚度量相加的量的间隙。通过在磁屏蔽板9和磁屏蔽部2之间夹设有衬垫7，从而磁屏蔽板9和磁屏蔽部2热分离。因此，托架6和磁屏蔽部2也热分离。通过在磁屏蔽板9和磁屏蔽部2之间设置热间隙，从而能够抑制在使轴5旋转的电动机驱动时来自轴5的热传递，并减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。特别地，通过将托架6和磁屏蔽部2的距离设为小于或等于5mm，从而能够防止磁通向磁屏蔽部2的内侧侵入，减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
实施方式3所涉及的编码器50，即使在被施加有轴5的轴向的外部磁场的情况下，也能够减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
图10是实施方式3所涉及的编码器的斜视图。也能够设为在编码器基板3搭载有多个磁传感器1的实施方式2所涉及的编码器50中追加有磁屏蔽板9的结构。与图9所示的编码器50同样地，即使在被施加有轴5的轴向的外部磁场的情况下，也能够减少磁传感器1的磁场的检测结果所包含的噪声成分。
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1磁传感器，2磁屏蔽部，2a侧面部，2b上表面部，3编码器基板，4永磁铁，5轴，6托架，7衬垫，8基板保持部件，9磁屏蔽板，11延长区域，21切口，21a开口面，50编码器。

Claims (9)

1.一种编码器，其具有：
磁传感器，其磁场检测的灵敏度具有指向性，读取方向的磁场的检测的灵敏度高，相对于所述读取方向的角度越大的方向，磁场的检测的灵敏度越低；
编码器基板，其搭载所述磁传感器；
磁屏蔽部，其具有将所述磁传感器的侧方覆盖的侧面部和将所述磁传感器的上方覆盖的上表面部，将磁场遮挡；
永磁铁，其与所述编码器基板相对而配置；
轴，其在前端安装有所述永磁铁；以及
托架，其将所述轴能够旋转地支撑，
所述磁屏蔽部在所述侧面部设置有切口或孔，该切口或孔成为供连接器插入的连接器插入部，
在不与将所述磁传感器沿所述读取方向延长的延长区域重叠的位置，配置有所述连接器插入部。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
所述连接器插入部的开口面的法线方向和所述读取方向垂直。
3.根据权利要求1或2所述的编码器，其特征在于，
所述连接器插入部的开口宽度小于所述磁传感器的所述读取方向的尺寸。
4.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
在所述编码器基板搭载多个所述磁传感器，
在不与将最接近所述连接器插入部的所述磁传感器沿所述读取方向延长的延长区域重叠的位置，配置有所述连接器插入部。
5.根据权利要求4所述的编码器，其特征在于，
所述连接器插入部的开口面的法线方向和最接近所述连接器插入部的所述磁传感器的所述读取方向垂直。
6.根据权利要求4或5所述的编码器，其特征在于，
所述连接器插入部的开口宽度小于最接近所述连接器插入部的所述磁传感器的所述读取方向的尺寸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的编码器，其特征在于，
所述连接器插入部没有到达所述上表面部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的编码器，其特征在于，
与所述永磁铁相比在所述托架侧具有将磁场遮挡的磁屏蔽板。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的编码器，其特征在于，
所述磁屏蔽部和所述托架热分离。
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