CN1967154A - 磁性编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性编码器，它进一步缩小外形尺寸，即使不使用O形密封圈也可确保防水性，从而可降低成本。编码器主体部(10)包括：轴(11)，在顶端部形成有凹部(11a)；磁体(12)，嵌入于轴(11)的凹部(11a)；壳体(13)，在凹部(13a)处自如转动地支持轴(11)的顶端部；基板(15)，被配置在磁体(12)的上方，将与磁体(12)相对置的IC芯片安装在下表面；公型连接器(16)，被安装在基板(15)的上表面；母型连接器(17)，连接导线电缆(20)的芯线(20a)，可装卸地连接在公型连接器(16)上；嵌合在壳体(13)上的盖(18)，在该编码器主体部(10)的盖(18)及壳体(13)(除轴突出面)的外表面上使用了密封部件(40)。

Description

磁性编码器
技术领域
本发明涉及小型的磁性编码器，其用于如多关节自动化设备的各关节的转动角检测、汽车转向盘的位置检测及无电刷式DC电动机的控制。
背景技术
编码器有光学式和磁式，特别是光学式编码器装有壳体，该壳体在端部自如转动地支持着安装了转动狭缝的轴，在该壳体的外周面上形成有槽，内嵌有O形密封圈。使该壳体从转动狭缝一侧嵌入罩中，从而可保持气密性(没有找到记载该现有技术的出版物)。
然而，在上述已有编码器的壳体上必须加工槽，为此需要时间进行槽加工，而且O形密封圈的嵌入也要花费工时，所以成本会相应升高。此外，由于壳体的外周面被罩覆盖，所以无法确认在槽中是否已嵌入了O形密封圈。如上所述，因为壳体上要带有槽，所以壳体的高度尺寸相应变长，罩的尺寸也随之变长，从而导致编码器的高度尺寸变长。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而提出来的，目的是提供磁性编码器，该磁性编码器使外形尺寸进一步缩小，即使不使用O形密封圈也可确保防水性，从而可降低成本。
本发明所述的磁性编码器包括：固定安装在轴的顶端部上的磁体(磁铁)；运算处理部，具有检测伴随该磁体的转动而引起的磁场变化的霍尔元件，根据该霍尔元件的检测来运算轴的转动角且根据它的转动角信息来生成多个信号；多个电路部，它们分别将由运算处理部生成的多个信号输出到外部，其中，以具有轴的磁体及运算处理部作为编码器主体部，将导线电缆连接在该编码器主体部上，在上述导线电缆上还包括中继部，该中继部具有向着多个电路部及编码器主体部供给电源的电源电路部，在编码器主体部的除了轴的突出面以外的外表面上，设置了密封部件。
在本发明中，编码器主体部包括固定在轴的顶端部上的磁体及运算处理部，在该编码器主体部的外表面上使用了密封部件，所以不需要槽加工和O形环的嵌入作业，由此可在确保防水性的基础上降低成本。此外还不需要槽部分的高度尺寸，从而可缩短编码器主体部的高度尺寸。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所述的磁性编码器的一部分截面的外观图。
图2是表示用于磁性编码器的编码器主体部的密封部件的外观图。
附图标记说明：
10编码器主体部
11轴
11a凹部
12磁体
13壳体
13a凹部
13b密封轴承
14IC芯片
15基板
16公(阳)型连接器
16a导向部
17母(阴)型连接器
18罩
19密封橡胶
20、21导线电缆
20a芯线
30中继部
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式所述的磁性编码器的一部分截面的外观图，图2是表示用于磁性编码器的编码器主体部的密封部件的外观图。
本实施方式的磁性编码器包括：编码器主体10；导线电缆20，连接在编码器主体部10上；中继(转接)部30，一端与该导线电缆20相连接；导线电缆21，连接在该中继部30的另一端上。导线电缆21连接在未图示的控制器上。
编码器主体部10包括：轴11，在顶端部形成有凹部11a；磁体12，嵌入轴11的凹部11a，如具有12kGs的磁通密度；壳体13，在上部形成凹部13a，在内周部沿着周方向配列密封轴承13b，在凹部13a自如转动地支持轴11的顶端部；基板15，配置在磁体12的上方，在下表面安装有与磁体12相对置的IC芯片14(运算处理部)；如公型连接器16(第1连接器)，被安装在基板15的上表面；母型连接器17(第2连接器)，连接导线电缆20的多条芯线20a，可装卸地连接在公型连接器16上；嵌合在壳体13上的磁性材质的罩18。用该罩18屏蔽来自外部的磁场的影响。此外，用密封橡胶19密封从罩18引出的导线电缆20。
上述IC芯片14的中心位于轴11的中心轴上，以IC芯片14的中心为轴在它的周围按90度间隔配置着霍尔元件(未图示)，该霍尔元件检测伴随磁体12的转动而引起的磁场变化。该IC芯片14根据霍尔元件的检测来运算轴11的转动角且以PWM信号及数码信号(串行通信用)的形式输出它的绝对数据(转动角信息)，同时还生成增量信号。作为该增量信号有A相信号·B相信号、无电刷式DC电动机的交换(整流)信号(U相·V相·W信号)等，通过信号模式的设定来转换这些信号。
在基板15的上表面安装有公型连接器16，在该公型连接器16的一端面上配列有向着前方突出的多个连接销(未图示)，此外还设有从同一端面向着前方突出的四方形导向部16a，以便从四方包围该连接销。通过该导向部16a以使母型连接器17的插入变得容易。如图2所示，在罩18及壳体13的除了轴突出面以外的外表面上，使用(设置)了树脂的密封部件40。该密封部件40是通过热熔工作法来成型的，即从编码器主体部10的罩18侧插入模具中，在与模具间的间隙处注入液状密封材料来成型。另外，用密封橡胶19对从罩18引出的导线电缆20进行密封，从而不会使密封材料流进内部。
中继部30设有安装了如电源电路部、低通滤波器部、通信接口部、输出电路等的基板(未图示)，可通过罩保护它的基板。电源电路部使来自控制器的5V电源电压恒定后，供给到编码器主体部10的基板15。低通滤波器部将PWM信号转换为模拟信号。当通信接口部从控制器接受到了转动角的数码数据的要求时，将该情况通知IC芯片14，根据该通知当一接受到来自IC芯片14的数码信号(绝对)，就传送(串行)到控制器。输出电路将来自IC芯片14的增量信号输出到控制器。
综上所述可知，编码器主体部10包括：轴11，在顶端部形成有凹部11a；磁体12，被嵌入轴11的凹部11a；壳体13，在凹部13a自如转动地支持轴11的顶端部；基板15，配置在磁体12的上方，在下表面安装了与磁体12相对置的IC芯片14；公型连接器16，被安装在基板15的上表面上；母型连接器17，连接导线电缆20的多条芯线20a，可装卸地连接在公型连接器16上；嵌合在壳体13上的磁性材质的罩18，从而可得到外形尺寸为15mm×15mm×22mm的这种小型编码器主体部10，此外在该编码器主体部10的罩18及壳体13(除了轴突出面以外)的外表面上使用了密封部件40，所以不需要槽加工和O形环的嵌入作业，由此可在确保防水性的基础上降低成本。此外还不需要槽部分的高度尺寸，从而可缩短编码器主体部10的高度尺寸。

Claims (3)

1.一种磁性编码器，包括：
固定安装在轴的顶端部上的磁体；运算处理部，具有检测伴随该磁体的转动而引起的磁场变化的霍尔元件，根据该霍尔元件的检测来运算轴的转动角且根据它的转动角信息来生成多个信号；多个电路部，分别将由运算处理部生成的多个信号输出到外部，
其特征在于，
以具有轴的磁体及运算处理部作为编码器主体部，将导线电缆连接在该编码器主体部上，在上述导线电缆上还包括中继部，该中继部具有向着上述多个电路部及上述编码器主体部供给电源的电源电路部，
在上述编码器主体部的除了轴的突出面以外的外表面上，设置了密封部件。
2.如权利要求1所述的磁性编码器，其特征在于，上述编码器主体部包括：
基板，安装有上述运算处理部；
壳体，自如转动地支持上述轴，上述磁体与上述基板上的运算处理部相对置；
第1连接器，安装在上述基板的与运算处理部安装面相反的面上；
第2连接器，连接上述导线电缆，可装卸地连接在上述第1连接器上；
罩，嵌合在上述壳体上，以覆盖上述第1连接器、第2连接器及上述基板。
3.如权利要求2所述的磁性编码器，其特征在于，在上述编码器主体部的罩及壳体的除轴的突出面以外的外表面上设置了密封部件。
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