CN214959158U - 缝纫机马达的旋转轴感测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种缝纫机马达的旋转轴感测装置，包含一磁石转盘、一第一IC板及一第二IC板，该磁石转盘充磁一内环磁区、一外环磁区及一上定位磁区，通过第一IC板感应磁石转盘的旋转直接撷取旋转轴的旋转，感应内环磁区，输出R、S、T脉冲信号，及感应外环磁区，输出A、B脉冲信号，作为马达驱动控制用；并借通过第二IC板感应磁石转盘的旋转撷取旋转轴的旋转，感应上定位磁区，输出上定位脉冲信号，用来控制缝纫机的上定位针停位置。

Description

缝纫机马达的旋转轴感测装置

技术领域

本实用新型是关于一种马达旋转轴的感测装置，以对马达旋转轴的运转状态进行精确监控，尤指一种缝纫机马达的旋转轴感测装置。

背景技术

目前的缝纫机编码器依其感应方式，大致可区分为接触式与非接触式两种。接触式的编码器有着零件磨耗的问题存在，为避免接触磨损，于是相关业者研发出非接触式的编码器，例如光学式编码器与磁性编码器。

请参考中国台湾第M302831号「伺服马达编码器」新型专利，该案的编码器即为光学式编码器。该伺服马达编码器包括一遮光片及一感测装置，遮光片为圆形片体而用以结合于伺服马达轴心的后端，其外圈或内圈等间隔凹设数个缺槽，于内圈或外圈同心环设多数个透光孔，感测装置设有一结合于伺服马达后端面的底座，底座设有一具有穿孔的底板，并于底板周缘垂直向外伸设一圆弧形且围绕于遮光片的插掣体，于插掣体环绕结合三个用以侦测缺槽的光遮断器以及一用以侦测各透光孔的光编码器模块；据此，即能以光遮断器及光编码模块侦测遮光片位置及动作，并将资讯编码输出，以供检知并控制伺服马达的动作。

前述的光学式编码器即为目前在业界普遍运用于缝纫机上的旋转式光学编码器，然而，缝纫机运作的机制是车缝布料，因此在车缝的过程中会产生许多断线或棉絮，这些断线或棉絮会沾附于底板的穿孔及遮光片的透光孔，而影响光遮断器的侦测正确性，进而导致缝纫机的时序错误无法正常运作。

另外，在非接触式的编码器中，磁性编码器同样具有克服接触式编码器组件磨耗问题的优点，用以将转轴的机械转角转换成数字或类比讯号，实现角度、直线位移、转速等讯号输出，相较于旋转式光学编码器，却没有使用于油污或者粉尘多(或如前述缝纫机断线或棉絮)等较恶劣的工作环境而影响其感应的准确度的问题，因此，若能使磁性编码器应用于缝纫机上，将可解决前述光学式编码器所遭遇到的问题。

磁性编码器请参考公告号第CN203645456U号「缝纫机直驱马达与磁性编码器同步化的装置」专利，是关于一种缝纫机直驱马达与磁性编码器同步化的装置，其主要的技术手段是在马达的出力轴套接一传动齿轮，并又额外在马达的外壳上组设一安装座以安装一额外的轴杆，又在轴杆套接一从动齿轮，该传动齿轮与该从动齿轮共同啮连一传动皮带，再于轴杆上安置一磁性元件，于磁性元件通过的路径中对应设有感应器，当马达运转时，轴杆因马达的出力轴、传动齿轮、传动皮带、从动齿轮间的传动关系而随着同步转动，且磁性元件也可以随着轴杆转动，这时候，感应器就能依据转动的磁性元件的磁场变化来测得所需的数据资料，换句话说，现有的技术大多是以类似这种在出力轴上加挂一传动机构，以将转动状态表现于另一被带动的轴杆上，再利用该轴杆驱动磁性元件转动而进行监测控制、产生编码。

只是，这种加挂传动机构再额外带动一轴杆的技术手段，很容易发生出力无谓损耗跟传动流失、皮带磨损扬尘、皮带传动打滑、皮带磨损造成传动间隙、皮带接触位置单侧受力容易造成转动共振…等等诸多问题，进而产生侦测失真的问题，再者，还会过度占用马达配置空间、影响散热等等的问题，而且磁性元件无法直接进行物理性的准位调校作业，必须通过电子参数设定的方式进行定位偏差补正调整，也因对于控制机能不熟悉者不易上手，并且容易发生设定错误的情形而影响产品良率，有鉴于此，针对缝纫机马达的旋转轴感测装置进行优化改良，为本实用新型所欲改善的重点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是在提供一种利用双感应IC板对缝纫机马达旋转轴进行直接感测，使缝纫机的运作更为准确以提升生产效率及良率。

为达上述目的，本实用新型所实行的技术手段包括：一磁石转盘，以一中心圆孔套入固定在该旋转轴的一环沟，使该磁石转盘随该旋转轴同步转动，该磁石转盘充磁有一内环磁区及一外环磁区；一第一IC板，固设在该后盖上，用以感测该内环磁区及外环磁区，以分别输出R、S、T的脉冲信号及输出A、B的脉冲信号；由于该磁石转盘是直接固定在该旋转轴上，随该旋转轴同步转动，可感测到该旋转轴的绝对位置，使其产生的信号不失真。

所述的感测装置更包括有一固设在该后盖上的第二IC板，该磁石转盘于该内环磁区与该外环磁区之间设有一上定位磁区，以供该第二IC板对应感测，输出上定位脉冲信号，并配合该第一IC板所输出的脉冲信号控制该马达运作。

所述的感测装置于该后盖上设有一定位机构，该定位机构固设有一第二IC板，该磁石转盘于该内环磁区与该外环磁区之间设有一上定位磁区，以供该第二IC板对应感测，输出上定位脉冲信号，并配合该第一IC板所输出的脉冲信号控制该马达运作。

所述的后盖设置有至少一第一螺柱，以供该第一IC板固定，该定位机构对应该第一螺柱设有一第一开口，以供该第一螺柱穿出；该定位机构周缘具有多个凸耳，并在各该凸耳处贯穿有一供锁固的调整孔，于松开时能够旋转该定位机构，调整该第二IC板与该上定位磁区的相对位置，并借由该第一开口相对该第一螺柱进行旋转；该定位机构具有一凸台，并在该凸台与各该凸耳之间形成有一凹沟，以供一转盘盖嵌入该凹沟。

所述的定位机构周缘具有多个凸耳，并在各该凸耳处贯穿有一供锁固的调整孔，于松开时能够旋转该定位机构，以调整该第二IC板与该上定位磁区的相对位置；该定位机构具有一凸台，并在该凸台与各该凸耳之间形成有一凹沟，以供一转盘盖嵌入该凹沟。

所述的感测装置更包括有一转盘盖，该转盘盖套入该旋转轴的环沟内侧并固定于该后盖上，以罩设于该磁石转盘与该第一IC板外侧。

所述的感测装置更包括有一转盘盖，该转盘盖罩设于该磁石转盘与该第一、二IC板外侧并固设在该后盖上。

所述的磁石转盘的内环磁区依极性排列充磁有至少4极，以供该第一IC板感测。

所述的磁石转盘的外环磁区依极性排列充磁有2倍数的极数，以供该第一IC板感测；该外环磁区的极数为60极。

所述的磁石转盘的上定位磁区充磁有3极，依NSN极性或SNS极性的其中一种排列，以供该第二IC板感测。

所述的磁石转盘在该上定位磁区对向180度的位置设置有一下定位磁区，以供该第二IC板对应感测该下定位磁区，以输出下定位脉冲信号，控制缝纫机的下定位针停位置；该磁石转盘更包括有一无磁极区域，该无磁极区域的高度小于该下定位磁区的高度；该无磁极区域高度降低0.2～0.6mm之间；该无磁极区域降低的高度为0.4mm。

所述的磁石转盘更包括有一无磁极区域，该无磁极区域的高度小于该内环磁区、该外环磁区及该上定位磁区的高度；该无磁极区域高度降低0.2～0.6mm之间；该无磁极区域降低的高度为0.4mm。

所述的磁石转盘材质为塑料材料与氧化铁磁石。

所述的感测装置进一步包含一固定在该旋转轴上的手轮。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的组合立体示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的分解示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的细部分解示意图；

图4为本实用新型较佳实施例中磁石转盘的磁区示意图；

图4A为本实用新型较佳实施例中磁石转盘的磁区另一示意图；

图5为本实用新型较佳实施例的剖面示意图；

图6为本实用新型较佳实施例中定位机构的旋转前示意图；

图6A为本实用新型较佳实施例中定位机构的旋转后示意图；

图7为单独使用本实用新型较佳实施例中的第一IC板的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，为本实用新型较佳实施例的示意图，本实用新型的感测装置是对应设置于马达10的旋转轴11的位置，并包括有一磁石转盘20、一第一IC板30、一第二IC板40、一定位机构50与一转盘盖60。

如图3所示，马达10在后盖12上设有第一螺柱121，定位机构50本体一侧具有一面积较本体小的凸台51并贯穿有一中心孔52，且对应各第一螺柱121位置预设有一第一开口53，以供第一螺柱121穿出。在足以供第一IC板30锁固的前提下，第一螺柱121的数目也可以增减。

定位机构50另于本体周缘向外延伸有多个凸耳54，使凸台51与凸耳54之间形成有一凹沟55，如图5所示，且在各凸耳54处贯穿有一呈长弧形的调整孔541。本实施例中定位机构50具有三个凸耳54，也可以依需求增减。

组装时，定位机构50以中心孔52套入旋转轴11，并利用第一开口53套经第一螺柱121，最后以螺丝56穿经调整孔541，将定位机构50固定在后盖12上。

第一IC板30以螺丝31固设在穿出第一开口53的第一螺柱121上，且第二IC板40以螺丝41锁固在定位机构50的第二螺柱57上。

本实施例中的定位机构50具有一对第二螺柱57以供第二IC板40锁固，在有需要时，也可以改变第二螺柱57设置的位置，或是如图3所示，预先在不同角度设有第二螺柱57，以供选择使用。在足以供第二IC板40锁固的前提下，第二螺柱57的数目也可以增减。

磁石转盘20具有呈圆盘状的本体并在本体上形成有一凸缘21围绕在中心圆孔211旁。本实施中的磁石转盘20是采用塑料材料配合氧化铁磁石，但其材料并不以这些为限。

组装时，磁石转盘20一侧与间隙调整片22共同穿入旋转轴11，再以C型扣环23对应扣合在旋转轴11的环沟111，以如图5所示固定在旋转轴11上，而另一侧以凸缘21供转盘盖60套入，以将磁石转盘20被夹固在旋转轴11的环沟111和转盘盖60之间。

转盘盖60于套入旋转轴11后，能够将磁石转盘20、定位机构50、第二螺柱57上的第二IC板40以及穿出定位机构50的第一螺柱121上的第一IC板30都一起如图5所示套覆于其与定位机构50共同形成的容置空间中，且转盘盖60可对应嵌入凸台51与凸耳54之间的凹沟55，再以螺丝61锁固于后盖12上。

如图4所示，磁石转盘20充磁有一内环磁区201、一外环磁区202与一上定位磁区203，外环磁区202位在磁石转盘20本体周边的外环处，内环磁区201位在磁石转盘20的中心圆孔211周边的外环处，而上定位磁区203相对位在内环磁区201与外环磁区202之间。

内环磁区201如图等分并依NSNS极性排列充磁有至少4极，实际上可依需求选择以2极的倍数(NS)增加，如6极、8极、10极、12极等极数；外环磁区202如图等分并依NSNS极性排列充磁有30极对(60极)，实际上可依需求选择以2极的倍数(NS)增加；上定位磁区203如图所示依NSN极性排列充磁有3极，实际上依感测装置的不同.可以选采SNS的极性排列。

第一IC板30固设在穿出定位机构50的第一螺柱121上，相对位在磁石转盘20与定位机构50之间，用以对应感测磁石转盘20的内环磁区201及外环磁区202。

第一IC板30配合磁石转盘20的内环磁区201利用磁性原理感应作检出，以输出R、S、T的脉冲信号，而另配合磁石转盘20的外环磁区202利用磁性原理感应作检出，以输出A、B的脉冲信号。

感测装置借第一IC板30输出R、S、T的脉冲信号及输出A、B的脉冲信号，以电连接将信号传送到控制器处理(图中未示)，作为马达驱动控制，例如侦测旋转轴11的旋转方向、速度等，可获得最佳的控制效果。

第二IC板40以螺丝41固设在第二螺柱57上，相对位在磁石转盘20与定位机构50，用以对应感测于磁石转盘20的上定位磁区203。

第二IC板40配合磁石转盘20的上定位磁区203利用磁性原理感应作检出，以输出上定位脉冲信号，再通过电连接将上定位脉冲信号传送到控制器处理(图中未示)，作为控制缝纫机的上定位针停位置。

如依作业需求，可在上定位磁区203对向180度的位置设置一组3极的下定位磁区204，如图4A所示，与上定位磁区203同样，依NSN极性排列，也可以依SNS极性排列，对应马达下定位位置。第二IC板40配合下定位磁区204利用磁性原理感应作检出，以输出下定位脉冲信号，作为控制缝纫机的下定位针停位置。

为避免充磁时造成磁干扰现象，图4中的内环磁区201、外环磁区202及上定位磁区203或下定位磁区204以外的无磁极区域205的高度设成比内环磁区201、外环磁区202、及上定位磁区203或下定位磁区204为低。无磁极区域205高度降低范围在0.2～0.6mm之间，最佳为0.4mm。

第二IC板40也可以依实际作业需求，可松开原本如图6中锁固在调整孔541的螺丝56，再如图6A所示直接旋转移动定位机构50，就可以调整第二螺柱57上的第二IC板40位置，以调整第二IC板40与上定位磁区203的相对位置，微调上定位点，方便不熟悉的作业人员做调整。依实际需求，第二螺柱57也可以直接设置在后盖12上适当位置，以配合磁石转盘20进行检测，省略调整的功能。

于调整时，定位机构50上供第一螺柱121穿出的第一开口53与调整孔541口径与形状可如图6A所示互相配合，在定位机构50旋转时，利用第一开口53的让第一螺柱121维持穿出的结构，以让定位机构50能够通过第一开口53相对第一螺柱121旋转，而不影响定位机构50的旋转动作。于不影响定位机构50的旋转动作的前提下，第一螺柱121设置的位置、第一IC板30固定的结构、定位机构50本体的形状也可以相应选择性变动。

本实施例中的第一IC板30也可以单独配合磁石转盘20使用。于单独使用第一IC板30时，如图7所示，第一IC板30可以直接锁固在后盖12上的第一螺柱121，配合磁石转盘20相应的磁区输出脉冲信号，并加设另一外部的定位信号装置，以控制马达10运作。

本实用新型另可如图5所示，选择加设一手轮70，手轮70是直接固定在旋转轴11上，以使手轮70能直接驱动旋转轴11，并且让磁石转盘20也能同步感应手轮70的转动状况；也可以加设一隔热罩(图中未所)罩在马达10的外面予以隔热。

本实用新型由于磁石转盘20是直接设置在旋转轴11上与旋转轴11轴、同步旋转，所产生的感应信号是由绝对位置获得，信号不会失真，且由于所有数值均直接撷取于旋转轴11，因此相较于一般的间接撷取手段，可产生更精确不失真的讯号、更绝对的监控与控制数值，进而使缝纫机马达的运作获得最佳的控制效果。

本实用新型又由于是以磁性感应来做到马达驱动及定位的控制，不怕油气或水气的污染，还有棉絮灰尘的遮盖，进而使缝纫机马达的运作获得最佳的控制效果。

以上所列举的各实施例，为举例说明本实用新型的较佳及可能实施的方式，并非用于局限本实用新型的专利范围，举凡依实用新型作的技术手段所进行简易替换或构成组件、手段的均等置换者，均应属本实用新型申请专利范围的范畴。

Claims (22)

1.一种缝纫机马达的旋转轴感测装置，用以配合一马达安装，该马达于其后盖上具有一旋转轴，其特征在于，该感测装置包括：

一磁石转盘，以一中心圆孔套入固定在该旋转轴的一环沟，使该磁石转盘随该旋转轴同步转动，该磁石转盘充磁有一内环磁区及一外环磁区；

一第一IC板，固设在该后盖上，用以感测该内环磁区及外环磁区，以分别输出R、S、T的脉冲信号及输出A、B的脉冲信号；

由于该磁石转盘是直接固定在该旋转轴上，随该旋转轴同步转动，可感测到该旋转轴的绝对位置，使其产生的信号不失真。

2.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该感测装置更包括有一固设在该后盖上的第二IC板，该磁石转盘于该内环磁区与该外环磁区之间设有一上定位磁区，以供该第二IC板对应感测，输出上定位脉冲信号，并配合该第一IC板所输出的脉冲信号控制该马达运作。

3.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该感测装置于该后盖上设有一定位机构，该定位机构固设有一第二IC板，该磁石转盘于该内环磁区与该外环磁区之间设有一上定位磁区，以供该第二IC板对应感测，输出上定位脉冲信号，并配合该第一IC板所输出的脉冲信号控制该马达运作。

4.根据权利要求3所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该后盖设置有至少一第一螺柱，以供该第一IC板固定，该定位机构对应该第一螺柱设有一第一开口，以供该第一螺柱穿出。

5.根据权利要求4所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该定位机构周缘具有多个凸耳，并在各该凸耳处贯穿有一供锁固的调整孔，于松开时能够旋转该定位机构，调整该第二IC板与该上定位磁区的相对位置，并借由该第一开口相对该第一螺柱进行旋转。

6.根据权利要求3所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该定位机构周缘具有多个凸耳，并在各该凸耳处贯穿有一供锁固的调整孔，于松开时能够旋转该定位机构，以调整该第二IC板与该上定位磁区的相对位置。

7.根据权利要求5或6所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该定位机构具有一凸台，并在该凸台与各该凸耳之间形成有一凹沟，以供一转盘盖嵌入该凹沟。

8.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该感测装置更包括有一转盘盖，该转盘盖套入该旋转轴的环沟内侧并固定于该后盖上，以罩设于该磁石转盘与该第一IC板外侧。

9.根据权利要求2或3所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该感测装置更包括有一转盘盖，该转盘盖罩设于该磁石转盘与该第一、二IC板外侧并固设在该后盖上。

10.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘的内环磁区依极性排列充磁有至少4极，以供该第一IC板感测。

11.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘的外环磁区依极性排列充磁有2倍数的极数，以供该第一IC板感测。

12.根据权利要求11所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该外环磁区的极数为60极。

13.根据权利要求2所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘的上定位磁区充磁有3极，依NSN极性或SNS极性的其中一种排列，以供该第二IC板感测。

14.根据权利要求2所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘在该上定位磁区对向180度的位置设置有一下定位磁区，以供该第二IC板对应感测该下定位磁区，以输出下定位脉冲信号，控制缝纫机的下定位针停位置。

15.根据权利要求14所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘更包括有一无磁极区域，该无磁极区域的高度小于该下定位磁区的高度。

16.根据权利要求15所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该无磁极区域高度降低

之间。

17.根据权利要求16所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该无磁极区域降低的高度为0.4mm。

18.根据权利要求2或3所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘更包括有一无磁极区域，该无磁极区域的高度小于该内环磁区、该外环磁区及该上定位磁区的高度。

19.根据权利要求18所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该无磁极区域高度降低

之间。

20.根据权利要求19所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该无磁极区域降低的高度为0.4mm。

21.根据权利要求1或2或3所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该磁石转盘材质为塑料材料与氧化铁磁石。

22.根据权利要求1所述的缝纫机马达的旋转轴感测装置，其特征在于：该感测装置进一步包含一固定在该旋转轴上的手轮。

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