JP2005274198A - Magnetic encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気式のエンコーダに関り、特に基板に取付けるコネクタ端子がどちらの向き(縦出し向き又は横出し向き)にでも突出することが可能な磁気式エンコーダに関する。 The present invention relates to a magnetic encoder, and more particularly to a magnetic encoder in which a connector terminal attached to a board can protrude in either direction (vertical protruding direction or horizontal protruding direction).
一般的にエンコーダ(回転位置検出装置)は、回転角度を検出する位置センサであり、光学的に回転角度を検出する光学式エンコーダと、磁気的に回転角度を検出する磁気式エンコーダとが提供されている。光学式エンコーダは、比較的容易に高分解能が得られるという利点がある。しかし、高分解能の光学式エンコーダには、回転体に刻まれるスリット幅が狭いため、埃や油が付着した場合には信号が検出されず、エラーが発生するという問題点を有していた。 In general, an encoder (rotational position detection device) is a position sensor that detects a rotational angle, and is provided with an optical encoder that optically detects the rotational angle and a magnetic encoder that magnetically detects the rotational angle. ing. The optical encoder has an advantage that high resolution can be obtained relatively easily. However, the high-resolution optical encoder has a problem that an error occurs because a signal is not detected when dust or oil adheres because the slit width carved into the rotating body is narrow.
一方、磁気式エンコーダは、所定の磁化パターン(A相、B相が着磁)が形成された磁気ドラムから生じた磁束を磁気検出素子(たとえばMR素子)等のセンサで検出する方式であるため、光学式エンコーダと比べ、埃や油等の付着による影響を受けにくいという利点があり、さらに、磁気式エンコーダには、部品数が少なくて構造が簡単であり、高速応答性が優れているという利点から昨今、様々な用途に使用されている。 On the other hand, the magnetic encoder is a method in which a magnetic flux generated from a magnetic drum on which a predetermined magnetization pattern (A phase and B phase is magnetized) is detected by a sensor such as a magnetic detection element (for example, MR element). Compared to optical encoders, it has the advantage of being less susceptible to dust and oil adhesion, and the magnetic encoder has fewer parts, has a simple structure, and has excellent high-speed response. Due to its advantages, it has been used for various purposes these days.
磁気式エンコーダは、磁気ドラムの表面には異なる磁極を所定の数だけ交互に着磁した着磁面が設けられている。また、この磁気ドラムはモータの回転軸に固定されており、回転軸の回転に伴って回転するようになっている。そして、回転ドラムの近傍には、磁性膜に対向して磁気検出素子(以下MR素子という)が基板に配設されている。 The magnetic encoder is provided with a magnetized surface in which a predetermined number of different magnetic poles are alternately magnetized on the surface of the magnetic drum. The magnetic drum is fixed to the rotating shaft of the motor, and is rotated with the rotation of the rotating shaft. In the vicinity of the rotating drum, a magnetic detecting element (hereinafter referred to as an MR element) is disposed on the substrate so as to face the magnetic film.
このように構成した磁気式エンコーダは、回転軸の回転に伴って磁気ドラムが回転すると、磁気ドラムの磁界強度に応じて基板に設けたMR素子から電気信号が出力され、波形処理回路によって波形整形され、コネクタから外部へと出力される。上記した磁気式エンコーダを用いて工作機械、産業用ロボット等における直線、回転体の正確な位置(移動量)を検出するための用途として幅広く採用されている。 When the magnetic drum rotates in accordance with the rotation of the rotating shaft, the magnetic encoder configured as described above outputs an electrical signal from the MR element provided on the substrate according to the magnetic field strength of the magnetic drum, and the waveform processing circuit shapes the waveform. And output from the connector to the outside. It is widely used as an application for detecting the exact position (movement amount) of a straight line and a rotating body in a machine tool, industrial robot, etc. using the magnetic encoder described above.
上記したように磁気式エンコーダには、外部出力するために合成樹脂等から形成されたコネクタ(接続端子)を基板に取付ける必要がある。エンコーダ以外においても一般的に基板にコネクタを実装する技術として、例えば下記の文献が開示されている。この文献においては、基板に設けた切欠部に、コネクタを側方から挿入(水平方向の姿勢)するように構成されている。
しかしながら、磁気エンコーダは、上述したように様々な用途に採用されるため、取付ける位置、向きにおいても要望が多く、基板から縦出し向き用のタイプ、又は基板から横出し向き用のタイプの各々(二種類)のタイプを用意し、それぞれの基板に取付けて、その都度対応を行っていた。そのため、部品点数が多くなり、コストアップとなっていた。 However, since the magnetic encoder is employed in various applications as described above, there are many requests for the mounting position and orientation, and each of the type for the vertical orientation from the substrate or the type for the lateral orientation from the substrate ( Two types) were prepared, attached to each substrate, and each time a response was made. For this reason, the number of parts is increased, resulting in an increase in cost.
本発明は、基板に対し、コネクタを縦出し方向、又は横出し方向の何れの方向にも取付けることを可能にしたことで部品点数を削減し、コストダウンすることができる磁気式エンコーダを提供することを目的とする。 The present invention provides a magnetic encoder capable of reducing the number of parts and reducing the cost by allowing the connector to be attached to the board in either the vertical or horizontal direction. For the purpose.
本発明の構成は、モータと、ケースと、キャップと、上記モータの回転軸に軸支され、周囲に沿って磁極が交互に変化するよう着磁された磁気ドラムと、該磁気ドラムの着磁面と対向する位置に配置された磁気検出素子を設けた基板とを備え、上記磁気ドラムの回転に伴う磁界強度変化を上記磁気検出素子で検出し、この検出信号を外部出力するコネクタを備えた磁気式エンコーダにおいて、
上記基板に取付けたコネクタが、縦出し方向、又は横出し方向の何れの方向にも突出するための凹部が上記ケース又はキャップに設けたことによって、達成される。
The configuration of the present invention includes a motor, a case, a cap, a magnetic drum that is pivotally supported by the rotation shaft of the motor and is magnetized so that magnetic poles change alternately along the circumference, and the magnetic drum is magnetized. And a substrate provided with a magnetic detection element disposed at a position opposite to the surface, and a connector for detecting a change in magnetic field intensity accompanying the rotation of the magnetic drum with the magnetic detection element and outputting the detection signal to the outside. In magnetic encoder,
This is achieved by providing the case or cap with a recess for projecting the connector attached to the board in either the vertical or horizontal direction.
本発明の構成によれば、ケース又はキャップに設けた凹部から、コネクタを縦出し方向、又は横出し方向の何れの方向に 突出することが可能なため、基板への実装が容易に行える共に、各々(二種類)のタイプの基板を用意しなくても、共通部品として組み立てられるため、コストダウンに繋がる効果は顕著である。 According to the configuration of the present invention, it is possible to project the connector from the recess provided in the case or the cap in either the vertical projection direction or the horizontal projection direction. Since it is assembled as a common part without preparing each (two kinds) type of substrates, the effect leading to cost reduction is remarkable.
以下、本発明の磁気式エンコーダの好適な実施形態を図に基づいて説明する。
図1はモータに接続された磁気式エンコーダの構成を示す一部断面図であり、図2は本発明の磁気式エンコーダの内部構成を分解した断面図であり、基板から縦出し方向にコネクタが突出している。図3は本発明の磁気式エンコーダの内部構成を分解した断面図であり、基板から横出し方向にコネクタが突出している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a magnetic encoder of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a magnetic encoder connected to a motor, and FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of the internal configuration of the magnetic encoder of the present invention. It protrudes. FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the internal configuration of the magnetic encoder of the present invention, and the connector protrudes from the board in the lateral direction.
始めに、本発明の磁気式エンコーダの構成について説明する。磁気式エンコーダの前にはモータ(例えば、コアレスモータ等)が接続され、さらに図示しないがモータの前側には減速機(例えば、遊星歯車式伝導装置等)が接続されている。
なお、コアレスモータの構成の説明、遊星歯車式伝導装置の構成の説明は一般的な技術を採用しているためここでの説明は省略する。ここでのモータ、遊星歯車式伝導装置、磁気式エンコーダを各々接続することにより一体構成と成る。各々は円筒形(直径16ミリ、直径22ミリ)の小型の大きさに形成されている。
First, the configuration of the magnetic encoder of the present invention will be described. A motor (for example, a coreless motor) is connected in front of the magnetic encoder, and a speed reducer (for example, a planetary gear transmission device) is connected to the front side of the motor (not shown).
The description of the configuration of the coreless motor and the description of the configuration of the planetary gear type transmission device employ a general technique, and thus the description thereof is omitted here. By connecting the motor, the planetary gear type transmission device, and the magnetic encoder here, an integrated configuration is obtained. Each is formed into a small size of a cylindrical shape (
磁気式エンコーダ10は、ケース11内に、上記したモータ5の回転軸5aに軸支され、周囲に沿って磁極が交互に変化するよう着磁された磁気ドラム12と、該磁気ドラム12の着磁面と対向する位置に配置された磁気検出素子14を設けた基板13とを内設してキャップ16にて被着した構成から成している。また、基板13には検出信号を外部出力するための縦出し用コネクタA、横出し用コネクタBが取付けられる。
本発明の磁気式エンコーダ10においては、さらに下記する新たな構成が設けられている。つまり、基板13に取付けた縦出し用コネクタ15A、横出し用コネクタ15Bが、縦出し方向、又は横出し方向の何れの向きにも突出することができるように凹んだ凹部16aが上記キャップ16に設けられている点が要旨となる。
The
The
モータ5は、先端に減速機に伝導するピニオン歯車5bが軸に軸支され、後端に回転軸5aが設けられている。
磁気式エンコーダ10のケース11内は、開口する段部11aが形成され、端縁には受部11bが形成され、該受部11bに後述するキャップ16の突部16bが被着し、接着することにより組立てられる。
円形状の磁気ドラム12の軸穴12aに、上記した回転軸5aが軸支され、回転可能と成している。また、磁気ドラム12には周囲(たとえば、内周縁又は外周縁等)沿って磁極となるよう着磁されている。さらに上記磁気ドラム12の着磁面と対向するように、磁気検出素子14(たとえば、MR素子や磁気センサ等)を設けた基板13が組み込まれる。
基板13の裏面には、検出信号を外部出力するためのコネクタ15が取付けられる(ピンを半田付け等)。該コネクタ15には、二種類のタイプがあり、縦出し用コネクタ15A、横出し用コネクタ15Bとがある。磁気式エンコーダ10の用途、取付け位置、場所等によってそれぞれ使用される。
The
In the
The
A
図2においては、縦出し用コネクタ15Aが基板13に半田付けされた状態を示し、図3においては、横出し用コネクタ15Bが基板13に半田付けされた状態を示している。つまり、コネクタ15の向きが異なる
。基板13に一方面の短辺15aが接するのが縦出し用コネクタ15Aであり、基板13に一方面の長辺15bが接するのが横出し用コネクタ15Bである。
このように基板13に異なる向きの縦出し用コネクタ15A、横出し用コネクタ15Bを取り付けると、キャップ16も二種類が必要となるが、本発明の凹み形状の凹部16aをキャップ16に設けることにより、共通化(共通部品)が図れる。
FIG. 2 shows a state in which the
When the
キャップ16は、円筒形状から成り、先端に突出状の突部16bが形成されていて、周縁の一部に凹んだ凹部16aが切欠けられている。該凹部16aは、縦出し用コネクタ15A、横出し用コネクタ15Bが入る幅、奥行きの大きさに凹んでいる。先端の突部16bの厚みはケース11の受部11bに嵌合するためのものである。
よって、基板13に取付けた縦出し用コネクタ15Aの場合でもキャップ16の凹部16aから突出することができる(図4参照)。図4においては、縦出し用コネクタ15Aが凹部16aに入り込む前と、入り込んだ後の状態を示している。
また、基板13に取付けた横出し用コネクタ15Bの場合でもキャップ16の凹部16aから突出することができる(図5参照)。図5においても、横出し用コネクタ15Bが凹部16aに入り込む前と、入り込んだ後の状態を示している。
The
Therefore, even in the case of the
Further, even in the case of the
以上、説明した構成によって、キャップ16に設けた凹部16aから、コネクタ15を縦出し方向又は横出し方向の何れの方向に 突出することが可能なため、基板13への実装が容易に行える共に、各々(二種類)のタイプの基板13、キャップ16を用意しなくても、共通部品として組み立てられるため、コストダウンに繋がる。さらに、組み立て後、コネクタ15がケースの役割を果たすため、埃等の侵入を防止する。
With the configuration described above, the
次に、凹部をケース側に設けた他の実施形態について説明する。
上述した磁気式エンコーダの構成は、キャップ16側に凹部16aを設けてケース11に被着するよう別部品として説明したが、別部品とせず、ケース11自体の端部に凹んだ凹部16aを形成したものであっても良く、ケース11に設けられている点も要旨である。
図6のようにケース11に設けた凹部16aも、縦出し用コネクタ15A、横出し用コネクタ15Bが入る幅、奥行きの大きさに凹んでいる。よって、ここではケース11の端部に設けた凹部16aから、コネクタ15を縦出し方向、又は横出し方向の何れの方向にも突出することが可能となり、キャップの部品が不要になる。なお、図6は基板13に横出し用コネクタ15Bが取付けられた図である。
Next, another embodiment in which a recess is provided on the case side will be described.
The configuration of the magnetic encoder described above has been described as a separate part so as to be attached to the
As shown in FIG. 6, the
5 モータ
10 磁気式エンコーダ
11 ケース
12 磁気ドラム
13 基板
14 磁気検出素子
15A 縦出し用コネクタ
15B 横出し用コネクタ
16 キャップ
16a 凹部
5
Claims (1)
上記基板に取付けたコネクタが、縦出し方向、又は横出し方向の何れの方向にも突出するための凹部が上記ケース又はキャップに設けられている磁気式エンコーダ。
A motor, a case, a cap, a magnetic drum that is pivotally supported by the rotation shaft of the motor, and is magnetized so that the magnetic poles are alternately changed along the circumference, and a position facing the magnetized surface of the magnetic drum A magnetic encoder including a connector provided with a substrate provided with a magnetic detection element disposed, detecting a change in magnetic field strength associated with rotation of the magnetic drum with the magnetic detection element, and outputting the detection signal to the outside;
A magnetic encoder in which a concave portion is provided in the case or the cap for the connector attached to the substrate to protrude in either the longitudinal direction or the lateral direction.
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