TW202240128A - 軸的支持構造、磁性檢測裝置及絕對型編碼器 - Google Patents
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Abstract
提供一種軸的支持構造,其可改善被壓入的軸之安裝精度。
軸的支持構造係具備:主軸配接器(12);及具有供主軸配接器(12)從一端部(124)壓入的壓入部(1b)之作為支持構件的主軸(1a)。主軸配接器(12)係具有一端部(124)的直徑小於周面(129)的直徑的錐度面部(126)。錐度面部(126)係在與周面(129)連接的連接部(126a)被施以曲面加工。
Description
本發明係有關一種軸的支持構造、磁性檢測裝置及絕對型編碼器。
自昔以來,藉由磁性感測器偵測源自於磁石(magnet)的磁通之磁性檢測裝置係被利用在各種技術上。在各種的控制機械裝置中,在為了檢測可動要素的位置、角度所用的旋轉編碼器(rotary encoder)也有使用磁性檢測裝置。關於旋轉編碼器,存在有檢測相對的位置或角度之增量(incremental)型的編碼器及檢測絶對的位置或角度之絕對型的絕對型編碼器。在這樣的絕對型編碼器具備有磁性檢測裝置,作為具備磁性檢測裝置的絕對型編碼器,已知一種磁性式編碼器裝置,其係將經磁化的磁石安裝於成為測定對象的旋轉軸(主軸),利用磁性感測器檢測磁石的旋轉角,藉以檢測成為測定對象之主軸的旋轉量。又,已知一種藉由取得伴隨主軸的旋轉而減速旋轉的旋轉體之旋轉角,以特定該主軸經複數次旋轉的旋轉量之方法。
在這樣的絕對型編碼器中,為了一邊維持可特定之主軸的旋轉量的解析度一邊擴大可特定之主軸的旋轉量的範圍,提出一種將複數個磁石的旋轉量藉由作為與此對應的角度感測器之磁性感測器進行檢測的構造。例如,提出一種將主軸及副軸或以後的軸藉由減速機構來連結,且將安裝於各軸的磁石的旋轉量藉由與此對應的磁性感測器進行檢測,以特定主軸的旋轉量之構造(例如,參照專利文獻1。)。
又,在絕對型編碼器中,採用藉由壓入方式將軸安裝於支持構件的構造。在有關絕對型編碼器中利用壓入方式之軸的支持構造方面,例如,可舉出將用以將齒輪安裝於主軸用的主軸配接器安裝在主軸的構造,或者將副軸齒輪的軸壓入於基板的構造。在有關藉由壓入方式將軸安裝於支持構件的支持構造方面,已知一種例如於壓入量的部分,在軸上設置圓周槽的構成(例如,參照專利文獻2。)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-15536號公報
[專利文獻2]日本特開平6-249218號公報
[發明欲解決之課題]
在具有上述那樣的軸的支持構造之絕對型編碼器中,於被壓入支持構件的孔之軸的前端形成有錐度面。
然而,在對軸的錐度面僅施以直線的倒角加工之情況,於將軸的前端壓入孔之際,會有所謂在孔緣與錐度面一接觸時從軸及孔雙方生出刮屑的問題。又,關於以往利用壓入方式之軸的支持構造中,會有起因於構件刮傷所致之軸被傾倒地(傾斜地)壓入的情況。再者,關於以往利用壓入方式之軸的支持構造中,有時考慮到軸傾斜而往往將壓入量(壓入所需的尺寸)設得較長。因此,期望能改善採用壓入方式之軸的支持構造的精度。
本發明係有鑑於上述課題而完成者,其目的在於提供一種軸的支持構造、磁性檢測裝置及絕對型編碼器,可改善被壓入的軸之安裝精度。
[用以解決課題之手段]
為達成上述目的,本發明的軸的支持構造係具備:軸;及支持構件,具有供前述軸從一端壓入的孔;前述軸具有前述一端的直徑比周面的直徑還小的錐度面部,前述錐度面部係在與周面連接的連接部被施以曲面加工。
本發明之一態樣的軸的支持構造中,前述軸具有從前述一端貫通另一端的貫通孔,前述貫通孔為,從前述一端側算起在軸線方向上既定長度之區域中的孔徑大於前述另一端側的孔徑。
為達成上述目的,本發明的磁性檢測裝置係具備:經磁化的磁石;磁性感測器,偵測源自於該磁石的磁通;磁石保持器,保持前述磁石;軸,將前述磁石以可旋轉的方式支持;及支持構件,具有供前述軸從一端壓入的孔;前述軸具有:壓入部,是從周面的一端算起在軸線方向上既定長度之區域,且被壓入於前述孔;及前述一端的直徑比周面的直徑還小的錐度面部;前述錐度面部係在與周面連接的連接部被施以曲面加工。
在本發明一態樣的磁性檢測裝置中,前述軸具有從前述一端貫通到另一端之貫通孔,前述貫通孔為,從前述一端側算起在軸線方向上既定長度之區域中的孔徑大於前述另一端側的孔徑。
在本發明一態樣的磁性檢測裝置中,前述外殼具有突座部,其從前述上面部往上側突出;前述屏蔽構件具有突座孔,其供收容前述突座部。
在本發明一態樣的磁性檢測裝置中,具備:磁石支持部,將前述磁石支持在前述軸的前端側;及磁石保持部,從前述軸的前端側覆蓋前述磁石及前述磁石支持部且將前述磁石保持在前述軸的前端側;前述磁石保持部由斷裂伸度特性比前述磁石支持部的斷裂伸度特性大的材料所形成,且具有:磁石接合部,與前述磁石的前述軸的前端側的面及外周部相接;及嵌裝部,與前述磁石支持部的外周部嵌裝。
為達成上述目的,本發明的絕對型編碼器之特徵為,具備本發明的磁性檢測裝置。
[發明之效果]
依據本發明的軸的支持構造、磁性檢測裝置及絕對型編碼器,可改善被壓入的軸之安裝精度。
[用以實施發明的形態]
以下,針對本發明實施形態,一邊參照圖式一邊作說明。此外,各圖式中的構件之尺寸,為了易於理解而適當放大、縮小地作顯示。又,各圖式中,省略了在說明本發明實施形態並非重要的構件之一部分。又,圖式中的齒輪被顯示成省略齒部形狀。又,包含第1、第2等之序數的用語雖係被用在說明多樣的構成要素,但該用語僅用在要將一構成要素與其他構成要素區別之目的,而非藉該用語來限定構成要素。此外,本發明未受本實施形態所限定。
本發明實施形態的磁性檢測裝置60具備:經磁化的磁石Mr;偵測源自於磁石Mr的磁通之磁性感測器、即角度感測器Sr;保持磁石Mr的磁石保持器61;及作為軸的第2副軸齒輪軸62。磁石保持器61係以可旋轉的方式支持於第2副軸齒輪軸62。第2副軸齒輪軸62係由磁性體形成,於磁石保持器61的旋轉軸線方向,形成在磁石Mr與第2副軸齒輪軸62之間藉由磁力產生吸引力。又,本發明實施形態的絕對型編碼器2具備有上述本發明實施形態的磁性檢測裝置60。以下,具體說明絕對型編碼器2及磁性檢測裝置60的構造。
圖1係概略顯示本發明實施形態的絕對型編碼器2的構成之立體圖。圖2係顯示圖1所示之絕對型編碼器2的構成去除了外殼4及屏蔽的狀態下之立體圖。圖1中,以透視絕對型編碼器2的屏蔽、外殼4及基板5來表示,圖2中,以透視絕對型編碼器2的基板5來表示。
本說明中,方便起見,針對絕對型編碼器2,依據XYZ直角座標系進行說明。X軸方向係對應水平的左右方向,Y軸方向係對應水平的前後方向,Z軸方向係對應鉛直的上下方向。Y軸方向及Z軸方向係分別與X軸方向正交。在本說明中,亦將X軸方向稱為左側或右側,亦將Y軸方向稱為前側或後側,亦將Z軸方向稱為上側或下側。關於圖1、2所示之絕對型編碼器2的姿勢(正立姿勢),X軸方向上的左側為左側,X軸方向上的右側為右側。又,關於圖1、2所示之絕對型編碼器2的姿勢,Y軸方向上的跟前側為前側,Y軸方向上的裏面側為後側。又,關於圖1、2所示之絕對型編碼器2的姿勢,Z軸方向上的上側為上側,Z軸方向上的下側為下側。將在Z軸方向從上側觀察的狀態稱為俯視,將在Y軸方向從前側觀察的狀態稱為前視,將在X軸方向觀察的狀態稱為側視。這樣的方向之記載並非限制絕對型編碼器2的使用姿勢,絕對型編碼器2能以任意的姿勢使用。
絕對型編碼器2乃如同前述,係將馬達1的主軸1a經複數次旋轉的旋轉量特定並輸出之絕對型的編碼器。本發明實施形態中,絕對型編碼器2設於馬達1的Z軸方向的上側的端部。本發明實施形態中,絕對型編碼器2係在俯視下具有大致矩形,在前視下及側視下具有在主軸1a的延伸方向、即上下方向較薄的橫長之矩形。也就是說,絕對型編碼器2係具有水平方向比上下方向長的扁平之長方體形狀。
絕對型編碼器2具備收容內部構造的外殼4。外殼4具有包圍至少馬達1的主軸1a的一部分、主軸齒輪10、第1中間齒輪20、第1副軸齒輪30、第2中間齒輪70及磁石保持器61之複數(例如4個)個外壁部4a。而且,外殼4具有塞住4個外壁部4a的上側的開口之蓋部4b。蓋部4b係被屏蔽所覆蓋。
作為馬達1的一例,可為步進馬達或DC無刷馬達。作為一例,馬達1亦可以是適用為驅動源之馬達,該驅動源藉由波動齒輪裝置等之減速機構來驅動產業用等之機器人。馬達1的主軸1a係上下方向的兩側從馬達的外殼突出。絕對型編碼器2係將馬達1的主軸1a的旋轉量作為數位信號輸出。
馬達1的形狀在俯視下具有大致矩形,在上下方向亦具有大致矩形。也就是說,馬達1具有大致立方體形狀。在俯視下構成馬達1的外形之4個外壁部各自的長度係例如為25mm,亦即馬達1的外形在俯視下為25mm見方。又,設在馬達1的絕對型編碼器2係配合例如馬達1的外形形狀在俯視下為25mm見方。
如圖1、2所示,基板5是以連同外殼4一起覆蓋絕對型編碼器2內部之方式設置。基板5乃係在俯視下具有大致矩形且在上下方向薄的板狀印刷配線基板。又,連接器6被連接於基板5,連接器6係用以將絕對型編碼器2連接於外部裝置(未圖示)。
圖3係概略顯示圖2所示之絕對型編碼器2的構成去除了基板5及連接器6的狀態下之立體圖。圖4係概略顯示從別的角度觀察圖3所示之絕對型編碼器2之構成的狀態之立體圖。圖5係概略顯示圖3所示之絕對型編碼器2的構成去除了馬達1的狀態之立體圖。圖6係概略顯示圖5所示之絕對型編碼器2的構成之平面圖。
絕對型編碼器2包含:具有第1蝸桿部11(第1驅動齒輪)的主軸齒輪10;具有第1蝸輪部21(第1從動齒輪)及第2蝸桿部22(第2驅動齒輪)的第1中間齒輪20;具有第2蝸輪部31(第2從動齒輪)及齒輪部32(第3驅動齒輪)的第1副軸齒輪30;第2中間齒輪70;具有第2副軸齒輪63的磁石保持器61;磁石Mp;對應於磁石Mp的角度感測器Sp;磁石Mq;對應於磁石Mq的角度感測器Sq;磁石Mr;對應於磁石Mr的角度感測器Sr;及微電腦51。
馬達1的主軸1a係馬達1的輸出軸,且為將旋轉力傳送至絕對型編碼器2的輸入軸。主軸齒輪10係固定於馬達1的主軸1a,而與主軸1a一體地被馬達1的軸承構件以可旋轉的方式支持。第1蝸桿部11係以隨著馬達1的主軸1a之旋轉而旋轉之方式設置在主軸齒輪10的外周。主軸齒輪10中,第1蝸桿部11係設置成其中心軸與主軸1a的中心軸一致或大約一致。第1蝸輪部21係設於第1中間齒輪20的外周,第1蝸輪部21係設置成與第1蝸桿部11嚙合,隨著第1蝸桿部11之旋轉而旋轉。第1蝸輪部21與第1蝸桿部11之軸角設定成90°或大致90°。
第1蝸輪部21的外徑無特別限制,但圖示例中,第1蝸輪部21的外徑被設定成小於第1蝸桿部11的外徑(參照圖8),第1蝸輪部21的外徑變小。因此,可謀求絕對型編碼器2在上下方向之尺寸的小型化。
第2蝸桿部22設於第1中間齒輪20的外周,形成隨著第1蝸輪部21之旋轉而旋轉。第1中間齒輪20中,第2蝸桿部22設置成其中心軸與第1蝸輪部21的中心軸一致或大約一致。第2蝸輪部31係設在第1副軸齒輪30的外周,且設置成與第2蝸桿部22嚙合,隨著第2蝸桿部22之旋轉而旋轉。第2蝸輪部31與第2蝸桿部22之軸角設定成90°或大致90°。第2蝸輪部31的旋轉軸線係與第1蝸桿部11的旋轉軸線平行或大致平行地設置。齒輪部32係設於第1副軸齒輪30的外周,形成隨著第2蝸輪部31之旋轉而旋轉。第1副軸齒輪30中,齒輪部32設置成其中心軸與第2蝸輪部31的中心軸一致或大約一致。
此處,為了使第1蝸輪部21與第1蝸桿部11嚙合,將第1蝸輪部21面對第1蝸桿部11的方向設為第1嚙合方向(圖12的箭頭P1方向)。同樣地,為了使第2蝸桿部22與第2蝸輪部31嚙合,將第2蝸桿部22面對第2蝸輪部31的方向設為第2嚙合方向(圖12的箭頭P2方向)。在本實施形態中,第1嚙合方向P1及第2嚙合方向P2都成為沿著水平面(XY平面)的方向。
第2中間齒輪70具有齒輪部71(第3從動齒輪)及齒輪部72(第4驅動齒輪)。齒輪部71係設於第2中間齒輪70的外周,形成與第1副軸齒輪30的齒輪部32嚙合,且隨著齒輪部32之旋轉而旋轉。齒輪部72係設於第2中間齒輪70的外周,形成隨著齒輪部71之旋轉而旋轉。第2中間齒輪70中,齒輪部72設置成其中心軸與齒輪部71的中心軸一致或大約一致。齒輪部71、72的旋轉軸線設置成與第1副軸齒輪30的齒輪部32的旋轉軸線平行或大致平行。
磁石保持器61具有第2副軸齒輪63,如同後述,具有設於第2副軸齒輪63的齒輪部64(第4從動齒輪)。齒輪部64係設於第2副軸齒輪63的外周,形成與第2中間齒輪70的齒輪部72嚙合,且隨著齒輪部72之旋轉而旋轉。齒輪部64的旋轉軸線設置成與第2中間齒輪70的齒輪部72的旋轉軸線平行或大致平行。
角度感測器Sq係偵測第2蝸輪部31的旋轉角度、亦即第1副軸齒輪30的旋轉角度。磁石Mq係以雙方的中心軸在第1副軸齒輪30的上面成一致或大約一致之方式固定。磁石Mq係具有在對第1副軸齒輪30的旋轉軸線成垂直或大致垂直的方向排列之雙極的磁極。為了偵測第1副軸齒輪30的旋轉角度,角度感測器Sq係以其下面隔有間隙並在上下方向與磁石Mq的上面對向之方式設置。
作為一例,角度感測器Sq係被固定在藉由配設在絕對型編碼器2的後述之基座3的基板支柱110所支持的基板5。角度感測器Sq係偵測磁石Mq的磁通,將偵測資訊輸出至微電腦51。微電腦51係基於與所輸入的磁通有關的偵測資訊來特定磁石Mq的旋轉角度、也就是第1副軸齒輪30的旋轉角度。
角度感測器Sr係偵測磁石保持器61的旋轉角度、亦即第2副軸齒輪63的旋轉角度。磁石Mr係以雙方的中心軸在第2副軸齒輪63的上面成為一致或大約一致之方式固定。磁石Mr具有在對第2副軸齒輪63的旋轉軸線垂直的方向排列之雙極的磁極。為了偵測第2副軸齒輪63的旋轉角度,角度感測器Sr係以其下面隔有間隙並在上下方向與磁石Mr的上面對向之方式設置。
作為一例,角度感測器Sr係於固定有角度感測器Sq的基板5上固定在和供角度感測器Sq固定的面同一面。角度感測器Sr係偵測磁石Mr的磁通,將偵測資訊輸出至微電腦51。微電腦51係基於與所輸入的磁通有關的偵測資訊來特定磁石Mr的旋轉角度、也就是第2副軸齒輪63的旋轉角度。
磁石Mp係在主軸齒輪10的上面以雙方的中心軸一致或大約一致之方式固定。磁石Mp係具有在對主軸齒輪10的旋轉軸線垂直的方向排列之雙極的磁極。為了偵測主軸齒輪10的旋轉角度,角度感測器Sp係以其下面隔著間隙並在上下方向與磁石Mp的上面對向之方式設置。
作為一例,角度感測器Sp係於固定有角度感測器Sq的基板5上固定在和供角度感測器Sq固定的面同一面。角度感測器Sp係偵測磁石Mp的磁通,將偵測資訊輸出至微電腦51。微電腦51係基於與所輸入的磁通有關的偵測資訊來特定磁石Mp的旋轉角度,藉以特定主軸齒輪10的旋轉角度、也就是主軸1a的旋轉角度。主軸1a的旋轉角度之解析度係與角度感測器Sp之解析度對應。微電腦51係如同後述,基於所特定之第1副軸齒輪30的旋轉角度、第2副軸齒輪63的旋轉角度、及所特定之主軸1a的旋轉角度來特定主軸1a的旋轉量,將其輸出。微電腦51係例如也可將馬達1的主軸1a的旋轉量作為數位信號輸出。
如此構成的絕對型編碼器2係因應基於角度感測器Sq的偵測資訊所特定之第1副軸齒輪30的旋轉角度、及基於角度感測器Sr的偵測資訊所特定之第2副軸齒輪63的旋轉角度來特定主軸1a的旋轉數,並可基於角度感測器Sp的偵測資訊來特定主軸1a的旋轉角度。而且,微電腦51係基於所特定之主軸1a的旋轉數及主軸1a的旋轉角度,特定主軸1a經複數次旋轉的旋轉量。
設在主軸1a的主軸齒輪10的第1蝸桿部11之條數例如為5,第1蝸輪部21的齒數例如為20。也就是說,第1蝸桿部11與第1蝸輪部21係構成減速比為20/5=4的第1變速機構R1(參照圖6)。在第1蝸桿部11旋轉4圈時第1蝸輪部21旋轉1圈。第1蝸輪部21與第2蝸桿部22係設於同軸上而構成第1中間齒輪20,由於成為一體而進行旋轉,所以在第1蝸桿部11旋轉4圈時,亦即在主軸1a及主軸齒輪10旋轉4圈時,第1中間齒輪20旋轉1圈,第2蝸桿部22旋轉1圈。
第2蝸桿部22的條數例如為2,第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31的齒數例如為25。也就是說,第2蝸桿部22與第2蝸輪部31係構成減速比為25/2=12.5的第2變速機構R2(參照圖6)。在第2蝸桿部22旋轉12.5圈時第2蝸輪部31旋轉1圈。形成有第2蝸輪部31的第1副軸齒輪30係如後述與磁石保持器35及磁石Mq成為一體並旋轉,因此,在構成第1中間齒輪20的第2蝸桿部22旋轉12.5圈時,磁石Mq旋轉1圈。
第1副軸齒輪30的齒輪部32的齒數例如為18,第2中間齒輪70的齒輪部71的齒數例如為36。也就是說,齒輪部32與齒輪部71係構成減速比為40/20=2的第3變速機構R3(參照圖5)。在第1副軸齒輪30的齒輪部32旋轉2圈時第2中間齒輪70的齒輪部71旋轉1圈。又,第2中間齒輪70的齒輪部72的齒數例如為19,第2副軸齒輪63的齒輪部64的齒數例如為38。也就是說,齒輪部64與齒輪部72係構成減速比為38/19=2的第4變速機構R4(參照圖5)。在第2中間齒輪70的齒輪部72旋轉2圈時第2副軸齒輪63的齒輪部64旋轉1圈。
齒輪部71與齒輪部72係設於同軸上而構成第2中間齒輪70,由於成為一體而進行旋轉,所以在齒輪部71旋轉1圈時齒輪部72旋轉1圈。因此,就第2中間齒輪70全體而言,減速比成為4。也就是說,在第1副軸齒輪30的齒輪部32旋轉4圈時,第2中間齒輪70旋轉2圈,第2副軸齒輪63的齒輪部64旋轉1圈。形成有齒輪部64的第2副軸齒輪63係如同後述般構成磁石保持器61,且與磁石Mr成為一體而旋轉。因此,在構成第1副軸齒輪30的齒輪部32旋轉4圈時,磁石Mr旋轉1圈。
依據以上說明,當主軸1a旋轉200圈時,第1中間齒輪20旋轉50圈,第1副軸齒輪30及磁石Mq旋轉4圈,第2中間齒輪70旋轉2圈,第2副軸齒輪63及磁石Mr旋轉1圈。也就是說,藉由角度感測器Sq的與第1副軸齒輪30的旋轉角度有關的偵測資訊,可特定主軸1a的50圈旋轉份之旋轉數,藉由角度感測器Sr的與第2副軸齒輪63的旋轉角度有關的偵測資訊,可特定主軸1a的200圈旋轉份之旋轉數。又,第1副軸齒輪30對主軸齒輪10之減速比係比第2副軸齒輪63對主軸齒輪10之減速比還小,依據與和第1副軸齒輪30一起旋轉的磁石Mq對應之磁性感測器Sq的偵測資訊所得之主軸1a的旋轉量的解析度,係高於依據與和第2副軸齒輪63一起旋轉的磁石Mr對應之磁性感測器Sr的偵測資訊所得之主軸1a的旋轉量的解析度。因此,就絕對型編碼器2而言,能在不降低可特定的主軸1a的旋轉量之解析度下擴大可特定的主軸1a的旋轉量之範圍。
以下,就絕對型編碼器2的構成作更具體說明。
如上述(參照圖1~6),絕對型編碼器2具有:基座3;外殼4;基板5;及連接器6。又,絕對型編碼器2包含:主軸齒輪10;第1中間齒輪20;第1副軸齒輪30;第2中間齒輪70;具有第2副軸齒輪63的磁石保持器61;及偏置機構40。又,絕對型編碼器2包含磁石Mp、Mq、Mr及角度感測器Sp、Sq、Sr,且包含用以控制絕對型編碼器2的驅動部、檢測部等之微電腦51。
基座3乃係將主軸齒輪10、第1中間齒輪20、第1副軸齒輪30、第2中間齒輪70、磁石保持器61(第2副軸齒輪63)等之各旋轉體以可旋轉的方式保持,且將基板5、偏置機構40等之各構件固定之基台。如圖3至圖6、圖11至圖14等所示,基座3具有:基部101;及用以將設於基部101的絕對型編碼器2之各構件支持的後述之各種支持部。如圖7所示,外殼4係藉由支持板3a固定於基座3。支持板3a係被挾持在基座3與馬達1之間,外殼4係藉由螺絲8c固定在支持板3a上的例如1個部位。又,基板5係藉由螺絲8a被固定在基座3上的例如3個部位。基部101乃係板狀的部分,且在水平方向(X軸方向及Y軸方向)延伸,該板狀的部分具有在絕對型編碼器2的上下方向面對之一對的面。
在基部101之上側的面、即上面104,設有基板支柱110及基板定位銷120,其等是用以支持基板5的部分。基座3係例如具有3個基板支柱110及2個基板定位銷120。
如圖5等所示,基板支柱110係從基部101的上面104朝上側突出的部分,例如為圓柱狀或大致圓柱狀的部分。在基板支柱110之上側的端面(上端面111),形成有朝下側延伸的螺孔112。各基板支柱110的上端面111係以在同一水平面上延伸或沿著同一水平面延伸之方式分別形成。絕對型編碼器2中,基板5係其下面5a接於基板支柱110的上端面111,藉由螺合到螺孔112的螺絲8a而固定於基板支柱110。此外,如同後述,基板支柱110之一係與1個基板定位銷120及構成後述的偏置機構40之支持突起45成為一體。又,基板支柱110亦可具有補強用的肋。
如圖5等所示,基板定位銷120係從基部101的上面104朝上側突出的部分,例如為圓柱狀或大致圓柱狀的部分。基板定位銷120之上側的端部(前端部121)係比前端部121下側的部分(基部122)還細,在前端部121與基部122之間形成有階差面123。如後述之圖28所示,基板定位銷120的前端部121係可插入形成在基板5的定位孔5b,藉由基板定位銷120的前端部121分別插入於基板5的定位孔5b,使基板5對基座3定位。
又,如圖5等所示,基座3具有設於基部101的上面104之朝上側突出的部分即支持突起131、132、141(參照圖3~圖6等)。如同後述,支持突起132乃係支持板彈簧9的部分,該支持板彈簧9將第1中間齒輪20推往第1中間齒輪20的中心軸方向。如同後述,支持突起131、141乃係用以將第1中間齒輪20以可旋轉的方式支持的部分。又,如同後述,基座3乃係具有支持軸承135的軸承保持器部134,該軸承135係將第1副軸齒輪30以可旋轉的方式保持(參照圖15)。又,如同後述,基座3係具有:支持第2副軸齒輪軸62的軸支持部136,該第2副軸齒輪軸62係將形成有第2副軸齒輪63的磁石保持器61以可旋轉的方式支持;及支持軸75的軸支持部137,該軸75係將第2中間齒輪70以可旋轉的方式支持(參照圖17~19)。又,在基座3的基部101的上面104設有支持突起45。如同後述,支持突起45乃係構成將第2蝸桿部22往第2蝸輪部31的方向偏置之偏置機構40的部分,為支持偏置彈簧41的部分。
接著,就絕對型編碼器2的基座3所支持的各零件,分別作具體說明。
(主軸齒輪)
圖8乃一剖視圖,係概略顯示在圖1所示之絕對型編碼器2的構成中去除了馬達1的狀態下,沿通過主軸齒輪10的中心軸且與第1中間齒輪20的中心軸正交的面剖切的狀態。圖9乃一分解縱剖視圖,係概略顯示在圖8所示之絕對型編碼器2的構成中之磁石Mp、主軸齒輪10、主軸配接器12及馬達1的主軸1a的構成。
如圖8、圖9所示,主軸齒輪10乃係設在與馬達1的主軸1a及主軸配接器12同軸或大致同軸的筒狀構件。主軸齒輪10具備有筒狀的筒狀部13、及設於筒狀部13的徑向外側的第1蝸桿部11。第1蝸桿部11係主軸齒輪10的齒輪部。如圖9所示,在馬達1的主軸1a的上端形成有於內周側形成空間的圓筒面狀的壓入部1b,壓入部1b係形成供主軸配接器12壓入並固定。又,在主軸齒輪10的筒狀部13形成有於內側形成空間的圓筒面狀的壓入部14,壓入部14係形成供主軸配接器12壓入並固定。
又,如圖8、9所示,在主軸齒輪10的筒狀部13,形成有用以保持磁石Mp的磁石保持部15。磁石保持部15係形成從筒狀部13的上端面13a往下側凹陷之與磁石Mp的形狀對應之凹部的部分,形成可收容磁石Mp。磁石保持部15係和壓入部14連通,且具有比壓入部14還大徑之圓筒面狀的內周面15a、及將內周面15a與壓入部14連接之圓環狀的底面15b。
磁石保持部15的內周面15a係形成為與收容於磁石保持部15的磁石Mp的外周面Mpd相接。絕對型編碼器2中,主軸配接器12的上端面12a係位在比磁石保持部15的底面15b還靠上側。絕對型編碼器2中,磁石Mp的下面Mpb係與主軸配接器12的上端面12a接觸,未與主軸齒輪10的磁石保持部15的底面15b接觸。如此,磁石Mp的上下方向之定位係利用主軸配接器12的上端面12a進行,水平方向之定位係利用磁石保持部15的內周面15a進行。被如此定位的磁石Mp的下面Mpb係被接著於主軸配接器12的上端面12a並固定。
如同上述,磁石Mp係固定於主軸配接器12,磁石Mp、主軸齒輪10及主軸配接器12係與馬達1的主軸1a成為一體地旋轉。磁石Mp、主軸齒輪10及主軸配接器12係形成繞與馬達1的主軸1a相同軸線旋轉。
第1蝸桿部11係利用形成螺旋狀的齒部所構成,形成為與第1中間齒輪20的第1蝸輪部21嚙合。第1蝸桿部11係例如以聚縮醛樹脂形成。第1蝸桿部11係第1驅動齒輪的一例。
如圖9所示,磁石Mp乃係插入主軸齒輪10之磁石保持部15的內部之圓盤狀或大致圓盤狀的永久磁石,具有相互背向之上面Mpa及下面Mpb。絕對型編碼器2中,主軸齒輪10的中心軸GC1方向上的磁石Mp的位置(上下方向上的位置)係如上述般以磁石Mp的上面Mpa與角度感測器Sp的表面在上下方向隔開一定距離相互面對之方式被主軸配接器12的上端面12a所規定。
磁石Mp的中心軸MpC(代表磁石Mp的中心的軸或通過磁極的交界之中心的軸)係與主軸齒輪10的中心軸GC1、主軸配接器12的中心軸SaC及馬達1的主軸1a的中心軸MoC一致或大約一致。藉由如此使各中心軸一致或大約一致,角度感測器Sp成為可更高精度地檢測磁石Mp的旋轉角或旋轉量。
此外,本發明實施形態中,磁石Mp的2個磁極(N/S)係以在相對於磁石Mp的中心軸MpC垂直的水平面(XY平面)內相鄰之方式形成較為理想。藉此,可更提升角度感測器Sp的旋轉角或旋轉量之檢測精度。此外,磁石Mp係例如由肥粒鐵系、Nd(釹)-Fe(鐵)-B(硼)系等之磁性材料形成。磁石Mp也可為例如含有樹脂黏結劑的橡膠磁鐵、黏結磁鐵等。
(主軸配接器)
圖10係顯示主軸配接器12的一端部124之放大剖視圖。
本發明的軸的支持構造之實施形態的主軸配接器12乃係以馬達1的主軸1a及主軸齒輪10的筒狀部13作為支持構件而被壓入於壓入部1b及壓入部14之軸。如圖8、圖9及圖10所示,主軸配接器12具有錐度面部126、127及貫通孔128。
貫通孔128係在主軸配接器12,將一端部124與另一端部125貫通。貫通孔128具有:從一端部124側算起在軸線方向上佔有預定長度之區域的第1孔部128a;及從第1孔部128a連通且佔有直到另一端部125為止之區域的第2孔部128c。貫通孔128中,從一端部124側算起在軸線方向上預定長度之區域中的第1孔部128a的孔徑係大於設在另一端部125側的第2孔部128c的孔徑。此外,第1孔部128a與第2孔部128c之間的端部128b係於加工第1孔部128a時,以在刀尖的前端帶有角度的鑽頭進行加工之際產生的部分,在以端銑刀加工的情況,端部128b不存在。
絕對型編碼器2在有關將主軸齒輪10安裝於馬達1的主軸1a的構造方面,為了對應於各式各樣直徑的主軸1a,未將主軸齒輪10直接安裝於主軸1a,而是藉由主軸配接器12來固定主軸齒輪10。此處,就主軸1a而言,乃係馬達的旋轉軸,需要剛性。又,主軸配接器12係如上述需要利用接著劑將磁石Mg固定,因此主軸1a及主軸配接器12係以採用金屬較理想。因此,在將主軸配接器12壓入主軸1a的壓入部1b之際需要高的壓入力。在這情況,會有因壓入力而發生主軸1a的挫曲變形或主軸1a與主軸配接器12之壓入嵌合部(內徑部、外徑部)的刮傷等破損之虞。
就絕對型編碼器2而言,藉由將主軸配接器12的貫通孔128的第1孔部128a的直徑作成大於第2孔部128c的直徑並將壁厚薄化,使主軸配接器12容易撓曲,使朝向主軸1a之壓入力降低,可減輕朝向主軸1a之負荷。另一方面,在主軸配接器12的上部(前端側),因為要將磁石Mp以接著劑固定,所以與磁石Mp之接觸面積(主軸配接器12的外徑與內徑之間的壁厚)是必要的。於是,主軸配接器12係以軸線方向上的預定位置、例如與一端部124側的壓入量(壓入所需的尺寸)相當的區域為交界,將貫通孔128的直徑作成相異者。
也就是說,主軸配接器12,藉由將壓入量的一端部124側的(圖9中的下側)的第1孔部128a的直徑設成大於第2孔部128c,使得主軸配接器12的周面129容易變形且容易往壓入部1b壓入。又,藉由將壓入量的另一端部125側(圖9中的上側)的第2孔部128c的直徑設成小於第1孔部128a,而得以兼顧確保與磁石Mp之接著面積及在無損接著保持力之下減輕壓入力。
錐度面部126、127乃係一端部124及另一端部125的直徑變得比周面129的直徑還小那樣傾斜的外周面。錐度面部126係主軸配接器12的錐度面部126與周面129之間的外周面的連接部126a被以曲面連接。在另一端部125側的錐度面部127亦是,與周面129之間的外周面的連接部127a被以曲面連接。也就是說,錐度面部126、127係在與周面129之間的外周面的連接部126a、127a被施以曲面加工。
如圖9所示,主軸配接器12為,從一端部124算起在軸線方向上的預定長度之區域被壓入於形成在馬達1的主軸1a的上端之壓入部1b。又,從主軸配接器12的另一端部125算起在軸線方向上的預定長度之區域被壓入於形成在主軸齒輪10的筒狀部13之壓入部14。
此處,在對錐度面部126僅施以直線的倒角加工的情況,於將主軸配接器12的一端部124壓入於壓入部1b之際,會有在壓入部1b的孔緣與錐度面部126一接觸時從主軸配接器12及壓入部1b雙方生出刮屑的情況。同樣地,在對錐度面部127僅施以直線的倒角加工的情況,於將主軸配接器12的另一端部125壓入於壓入部14之際,會有在壓入部14的孔緣與錐度面部127一接觸時從主軸配接器12及壓入部14雙方生出刮屑的情況。
另一方面,在主軸配接器12被壓入於壓入部1b及壓入部14之際,在錐度面部126、127被插入壓入部1b、14後,錐度面部126、127與周面129之間的外周面的連接部126a、127a與壓入部1b、14接觸。主軸配接器12係藉由錐度面部126、127與周面129之間的外周面的連接部126a、127a被施以曲面加工,使主軸配接器12被滑順地壓入於壓入部1b、14,因此可防止主軸配接器12及壓入部1b、14雙方刮傷。因此,依據主軸配接器12,可抑制刮屑等之飛散。又,依據主軸配接器12,可抑制起因於構件刮傷所致之主軸配接器12被傾倒地(傾斜地)壓入的情況。再者,依據主軸配接器12,藉由抑制主軸配接器12的傾斜,可降低壓入量(壓入所需的尺寸)。
連接部126a、127a的曲面加工係例如以設為半徑R=1[mm]左右為理想。又,主軸配接器12藉由作成使含有周面129及連接部126a、127a的錐度面部126、127之表面的表面粗度更滑溜,可防止主軸配接器12及壓入部14雙方的表面的材料刮傷。主軸配接器12之表面的面粗度Rmax(最大粗度)係可設為例如1.6[μm]以下。此外,連接部126a、127a的曲面加工也可為一端部124及另一端部125之任一者。
(第1中間齒輪)
圖11乃一剖視圖,係概略顯示在圖6所示之絕對型編碼器2的構成中,沿通過第1中間齒輪20的中心軸且與水平面(XY平面)平行的面剖切的狀態。圖12乃係從第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b側的上方觀察如圖11所示剖切的絕對型編碼器2之放大立體圖。圖13乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖6所示之絕對型編碼器2的構成中,沿通過第1中間齒輪20的中心軸且與水平面(XY平面)正交的面剖切的狀態。
如圖4至圖6及圖11至圖13所示,第1中間齒輪20係於基座3的基部101的上側被第1中間齒輪軸23以可旋轉自如的方式支持。第1中間齒輪軸23係沿著水平面平行地延伸。又,第1中間齒輪軸23在俯視下與左右方向(X軸方向)及前後方向(Y軸方向)分別不平行。亦即,第1中間齒輪軸23相對於左右方向及前後方向分別傾斜。第1中間齒輪軸23相對於左右方向及前後方向分別傾斜乃係意味著第1中間齒輪軸23相對於基座3的基部101的外周面105~108斜向延伸(參照圖11)。絕對型編碼器2中,第1中間齒輪軸23係藉由位在主軸齒輪10側的支持突起131及位在第1副軸齒輪30側的支持突起141而被支持於基座3的基部101。
如圖11所示,基座3的外周面係由右側外周面105及與YZ平面平行的左側外周面107、以及與XZ平面平行且在右側外周面105及左側外周面107之間延伸的後側外周面106及前側外周面108所構成。右側外周面105乃係設於基座3的右側(X軸方向右側)之側面。左側外周面107乃係設於基座3的左側(X軸方向左側)之側面。後側外周面106乃係設於基座3的後側(Y軸方向後側)之側面。前側外周面108乃係設於基座3的前側(Y軸方向前側)之側面。
如圖3至圖6所示,絕對型編碼器2在俯視下的尺寸為例如配合25mm見方之馬達1的尺寸。因此,藉由在基座3的上面104平行地配置的第1中間齒輪20被設置成相對於基座3的外周面105~108斜向延伸,可縮小絕對型編碼器2朝向水平方向的尺寸。此外,所謂水平方向係指等同於和馬達1的主軸1a的中心軸正交之方向,且等同於和XY平面平行之方向的方向。
如圖5、圖6及圖11~圖14所示,第1中間齒輪20係形成為能以第1中間齒輪軸23為軸旋轉之筒狀的構件,具有第1蝸輪部21、第2蝸桿部22、筒狀部24、主軸側滑動部25及副軸側滑動部26。筒狀部24係呈筒狀延伸的構件,具有形成第1中間齒輪軸23可插通的貫通孔24a之內周面24b。貫通孔24a係被筒狀部24的內周面24b包圍的空間。內周面24b係形成可在插通於貫通孔24a的第1中間齒輪軸23的外周面滑動,第1中間齒輪20以繞第1中間齒輪軸23旋轉自如的方式被第1中間齒輪軸23所支持。第1中間齒輪20係以金屬、樹脂等一體成形的構件,此處的一例係以聚縮醛樹脂形成。
如圖5至圖8所示,第1蝸輪部21乃係供主軸齒輪10的第1蝸桿部11嚙合的齒輪。第1蝸輪部21係第1從動齒輪的一例。第1蝸輪部21係設於第1中間齒輪20的筒狀部24的一端部側,例如由設於被形成在第1中間齒輪20的筒狀部24的一端部側之圓筒面的複數個齒所構成。絕對型編碼器2中,第1中間齒輪20係以第1蝸輪部21位在基座3的基部101的中央附近的部位之方式設置。因此,附近設置第1蝸輪部21之筒狀部24的一端部係第1中間齒輪20的主軸齒輪10側的端部。
如圖8所示,第1蝸輪部21的外徑係小於第1蝸桿部11的外徑。第1蝸輪部21的中心軸係形成與筒狀部24的內周面24b的中心軸同軸或大致同軸。絕對型編碼器2中,第1蝸輪部21的中心軸係與基座3的基部101的上面104平行或大致平行,因此藉由第1蝸輪部21的外徑變小,而能使絕對型編碼器2在上下方向(高度方向)小型化。
如圖5、圖6、圖11~圖15等所示,第2蝸桿部22係利用形成螺旋狀的齒部所構成,在與第1蝸輪部21同軸上或大致同軸上排列設置。第2蝸桿部22係第2驅動齒輪的一例。具體言之,第2蝸桿部22係設於筒狀部24的另一端部側,例如,由設於形成在筒狀部24的另一端部側的圓筒面且形成螺旋狀的齒部所構成。所謂筒狀部24的另一端部側係指成為第1中間齒輪20的第1副軸齒輪30側的端部之側。又,第2蝸桿部22的中心軸係形成與筒狀部24的內周面24b的中心軸同軸或大致同軸。藉由第2蝸桿部22與設於第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31嚙合,使第1中間齒輪20的旋轉力被傳送到第1副軸齒輪30。
如同上述,第1蝸桿部11與第1蝸輪部21之軸角為90°或大致90°,第1蝸桿部11的中心軸與第1蝸輪部21的中心軸係與第1蝸桿部11的中心軸垂直,同時從與第1蝸輪部21的中心軸垂直的方向觀察時,相互正交或大致正交。又,第2蝸桿部22與第2蝸輪部31之軸角為90°或大致90°,第2蝸桿部22的中心軸與第2蝸輪部31的中心軸係與第2蝸桿部22的中心軸垂直,同時從與第2蝸輪部31的中心軸垂直的方向觀察時,呈相互正交或大致正交。
如圖15所示,為使絕對型編碼器2在上下方向(高度方向)小型化,第2蝸桿部22的外徑係在可能的範圍內設定成小的值。
如圖6、圖11~圖13所示,第1中間齒輪20的主軸側滑動部25係設於第1中間齒輪20的一端、亦即第1中間齒輪20的成為主軸齒輪10側的端。具體言之,主軸側滑動部25為筒狀部24的一端的端面,乃係面對形成於筒狀部24的一端之第1中間齒輪20的中心軸方向之環狀的面。絕對型編碼器2中,第1中間齒輪20的主軸側滑動部25係與後述之板彈簧9的一端9a接觸。
板彈簧9係彈性構件的一例,例如為金屬製。板彈簧9係在絕對型編碼器2中,用以將第1中間齒輪20推往第1中間齒輪軸23的中心軸方向之構件。如圖4~圖6及圖13所示,板彈簧9的另一端9b係被基座3的支持突起132的突起132a所支持,且藉由螺絲8b固定於基座3的支持突起45而被基座3所支持。板彈簧9的一端9a係以與第1中間齒輪20的主軸側滑動部25接觸之方式形成,具體言之,如圖4及圖13所示,板彈簧9的一端9a係以分成叉狀的2個分支體構成。在構成板彈簧9的一端9a的2個分支體之間,形成有比第1中間齒輪軸23的直徑還大的間隙。藉此,在絕對型編碼器2中,板彈簧9的一端9a的2個分支體係穿過居間的第1中間齒輪軸23而與第1中間齒輪20的主軸側滑動部25接觸。
如圖4、圖6、圖11及圖13所示,板彈簧9係在絕對型編碼器2中,以在板彈簧9撓曲狀態下,一端9a與第1中間齒輪20的主軸側滑動部25接觸之方式,於另一端9b被基座3的支持突起132所支持,且固定於基座3的支持突起45。因此,在板彈簧9產生彈性力,第1中間齒輪20的主軸側滑動部25係被板彈簧9的一端9a所按壓。藉由該板彈簧9之按壓力,第1中間齒輪20係沿著第1中間齒輪軸23被往從主軸齒輪10側的支持突起131朝向第1副軸齒輪30側的支持突起141之方向偏置。在該狀態下第1中間齒輪20旋轉時,第1中間齒輪20的主軸側滑動部25係一邊與板彈簧9的一端9a接觸一邊旋轉。
如圖4、圖6及圖11至圖14所示,第1中間齒輪20的副軸側滑動部26係設於第1中間齒輪20的另一端、亦即第1中間齒輪20的成為第1副軸齒輪30側那端。具體言之,副軸側滑動部26乃係筒狀部24的另一端的端面,係面對筒狀部24的另一端所形成之第1中間齒輪20的中心軸方向之環狀的面,在第1中間齒輪20的中心軸方向上背向主軸側滑動部25。
絕對型編碼器2中,第1中間齒輪20的副軸側滑動部26係接觸於支持突起141,支持突起141係規定在第1中間齒輪軸23的中心軸方向之第1中間齒輪20的位置。如同上述,由於第1中間齒輪20係藉由板彈簧9而被往從主軸齒輪10側的支持突起131朝向第1副軸齒輪30側的支持突起141之方向按壓,所以第1中間齒輪20的副軸側滑動部26亦被往相同方向按壓而與支持突起141接觸。如此,板彈簧9的按壓力從第1副軸齒輪30傳到支持突起141,第1中間齒輪20係在從支持突起131朝向支持突起141的方向被穩定地支持。在第1中間齒輪20旋轉之際,第1中間齒輪20的副軸側滑動部26係一邊與支持突起141接觸一邊旋轉。
上述的支持突起131及支持突起141乃係分別為藉由第1中間齒輪軸23將第1中間齒輪20保持成旋轉自如的第1軸支持部及第2軸支持部的一例。如圖5、圖6及圖11至圖13所示,支持突起131及支持突起141係相互形成一對,例如乃係具有從基座3的基部101朝上側突出之大致長方體狀的部分或大致長方體的部分之部分。支持突起131設於主軸齒輪10的附近,在俯視下(參照圖6、11)係設於基座3的左側且前後方向中央附近。又,支持突起141設於第1副軸齒輪30的附近,在俯視下係設於基座3的右側且前側。
如圖6及圖11至圖13所示,支持突起131及支持突起141係作為可將第1中間齒輪軸23以沿著水平面擺動的方式支持之支持構件而發揮功能,也就是說,作為可將第1中間齒輪20以沿著水平面擺動的方式支持之支持構件而發揮功能。第1中間齒輪軸23係圓柱棒狀的構件,具有作為一端部的主軸側端部23a及作為另一端部的副軸側端部23b。主軸側端部23a乃係在絕對型編碼器2中位在主軸齒輪10側之第1中間齒輪軸23的端部,副軸側端部23b乃係在絕對型編碼器2中位在第1副軸齒輪30側之第1中間齒輪軸23的端部。
設於第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a側的第1蝸輪部21係藉由後述之偏置機構40而形成可在第1嚙合方向(圖12的箭頭P1方向)移動,且形成不可在與第1中間齒輪軸23的延伸方向(第1中間齒輪軸23的中心軸方向)及第1嚙合方向P1正交之方向(上下方向)移動。此外,所謂第1嚙合方向乃如同上述,係指第1蝸輪部21為了與第1蝸桿部11嚙合,該第1蝸輪部21面對第1蝸桿部11的方向。
如圖11至圖14所示,在支持突起131形成有供第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a插入的貫通孔143。貫通孔143的在與延伸方向正交之剖面的形狀係成為圓孔形狀。所謂圓孔形狀係指具有真圓或大致真圓的輪廓之形狀。
又,絕對型編碼器2亦可具有形成可與第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a卡合之作為固定部的扣環(未圖示)。扣環係將無法穿過支持突起131的貫通孔143的部分形成於第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a的構件,且係將第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a的外徑部分地加大的構件。扣環係例如為與形成在第1中間齒輪軸23的槽(未圖示)卡合之e型環等的環狀構件。又,扣環係在絕對型編碼器2中以扣環相對於支持突起131位在副軸側端部23b側的相反側之方式設於第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a。也就是說,扣環係設置成與支持突起131的外側面131a接觸。外側面131a係支持突起131的朝向支持突起141側的相反側之面。因此,藉由與扣環的支持突起131的外側面131a接觸,以限制第1中間齒輪軸23往從主軸側端部23a朝向副軸側端部23b之方向的移動。
設於第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b側的第2蝸桿部22係藉由後述之偏置機構40,而形成可在第2嚙合方向(圖12的箭頭P2方向)移動,且形成第1中間齒輪軸23不可在與第1中間齒輪軸23的延伸方向(第1中間齒輪軸23的中心軸方向)及第2嚙合方向P2正交之方向(Z軸方向)移動。此外,所謂第2嚙合方向乃如同上述,係指第2蝸桿部22為了與第2蝸輪部31嚙合,該第2蝸桿部22面對第2蝸輪部31的方向。
在支持突起141形成有供第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b插入之貫通孔145。貫通孔145的在與延伸方向正交的剖面之形狀係形成長孔形狀。該貫通孔145的長孔形狀係具有長軸及與長軸正交的短軸。長軸側的寬度大於短軸側的寬度。第1副軸齒輪30側的支持突起141的貫通孔145的長孔形狀的長軸側的寬度大於第1中間齒輪軸23的外周面的直徑。又,貫通孔145的短軸側的寬度係與第1中間齒輪軸23的外周面的直徑相同或大致相同。絕對型編碼器2中,支持突起141的貫通孔145的長軸方向係形成與水平面平行或大致平行。如同後述,在第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b既插入於支持突起141的貫通孔145之第1中間齒輪軸23中卡合有偏置彈簧41,形成偏置彈簧41將第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b往第2嚙合方向P2偏置。
如此,第1中間齒輪軸23係藉由後述之偏置機構40、支持突起131及支持突起141,使副軸側端部23b以主軸側端部23a為支點(=擺動中心)可與水平方向平行或大致平行地移動,又,使比主軸側端部23a側的第1蝸輪部21還靠副軸側端部23b側的第2蝸桿部22可與水平方向平行或大致平行地以大的幅度移動。藉此,被偏置機構40所偏置且被支持突起131及支持突起141所支持的第1中間齒輪軸23、亦即第1中間齒輪20係形成可沿著水平面(XY平面)擺動。
在這樣的構成中,第1中間齒輪軸23的移動量(擺動量)係由形成於支持突起131的貫通孔143的深度、亦即第1中間齒輪軸23的中心軸方向上的支持突起131的厚度、貫通孔143與第1中間齒輪軸23之間的餘隙(clearance)及貫通孔145的長軸側的寬度所決定。但是,在貫通孔143與第1中間齒輪軸23之間的餘隙大的情況,由於第1中間齒輪軸23的晃動變大會產生位偏,故希望避免讓該餘隙變大。因此,藉由將支持突起131以薄板等形成,將支持突起131的厚度薄化,也就是將貫通孔143作得較淺,可縮小貫通孔143與第1中間齒輪軸23之間的餘隙,且確保第1中間齒輪軸23的移動量。此外,藉由事先設計基於支持突起131的厚度之第1中間齒輪軸23的移動量大於基於貫通孔145的長軸側的寬度之第1中間齒輪軸23的移動量,第1中間齒輪軸23的移動量可藉由貫通孔145的長軸側之寬度來規定。
(第1副軸齒輪)
圖15乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖2所示之絕對型編碼器2的構成中,沿通過第1副軸齒輪30的中心軸且與第1中間齒輪20的中心軸正交的面剖切的狀態。圖16乃一分解立體圖,係概略顯示將圖15所示之絕對型編碼器2的構成中之磁石Mq、磁石保持器35、第1副軸齒輪30及軸承135分解的狀態。
如圖15、16所示,第1副軸齒輪30乃係供磁石保持器35的軸部35b壓入並固定在磁石保持器35之圓筒狀的構件。第1副軸齒輪30具備第2蝸輪部31、齒輪部32及貫通孔33。第1副軸齒輪30係以金屬或樹脂一體成形的構件,此處的一例係以聚縮醛樹脂形成。
第2蝸輪部31乃係供第1中間齒輪20的第2蝸桿部22嚙合的齒輪。第2蝸輪部31係第2從動齒輪的一例。第2蝸輪部31係例如由設於第1副軸齒輪30的上側的圓筒部的外周部之複數個齒所構成。藉由第1中間齒輪20旋轉,第1中間齒輪20的旋轉力係藉由第1中間齒輪20的第2蝸桿部22與第2蝸輪部31傳送到第1副軸齒輪30。
齒輪部32乃係嚙合於第2中間齒輪70的齒輪部71的齒輪。齒輪部32係第3驅動齒輪的一例。齒輪部32係例如由設於第1副軸齒輪30的下側的圓筒部的外周部之複數個齒所構成。又,齒輪部32係如圖15所示,形成於第2蝸輪部31的下側,其齒冠圓直徑小於第2蝸輪部31的齒冠圓直徑。藉由第1副軸齒輪30旋轉,第1副軸齒輪30的旋轉力係藉由第1副軸齒輪30的齒輪部32與第2中間齒輪70的齒輪部71傳送到第2中間齒輪70。
如圖15及圖16所示,貫通孔33乃係沿著圓筒狀的第1副軸齒輪30的中心軸貫通第1副軸齒輪30之孔。在貫通孔33有磁石保持器35的軸部35b壓入,第1副軸齒輪30係與磁石保持器35成為一體並旋轉。
磁石保持器35具有磁石保持部35a及軸部35b。磁石保持器35係以金屬或樹脂一體成形的構件,此處的一例係以非磁性的不銹鋼形成。在形成於基座3之筒狀的軸承保持器部134的內周面壓入有2個軸承135的外座圈。磁石保持器35的軸部35b係圓柱狀的構件。軸部35b被壓入第1副軸齒輪30的貫通孔33,軸部35b的下部被插入2個軸承135的內座圈並固定。因此,磁石保持器35係藉由2個軸承135而對基座3支持,與第1副軸齒輪30成為一體地旋轉。磁石保持器35係藉由軸承135而可繞與Z軸平行或大致平行的旋轉軸線旋轉地保持於軸承保持器部134。此外,在磁石保持器35的軸部35b壓入有軸承停止器35c。關於第1副軸齒輪30的組裝,首先,將設置於基座3的上面104側的軸承135之外座圈壓入軸承保持器部134,之後,將磁石保持器35的軸部35b插入該軸承135的內座圈。其次,軸承停止器35c壓入於磁石保持器35的軸部35b直到與軸承135的內座圈下側抵接為止。之後,一邊將磁石保持器35的軸部35b插入設置在基座3的下面102側的軸承135的內座圈,一邊將外座圈壓入軸承保持器部134並固定。因此,藉由該軸承停止器35c來防止被插入於軸承135之狀態的磁石保持器35從軸承135脫落,可使軸承135與磁石保持器35無間隙地固定,所以可盡可能縮小磁石Mg在上下方向的晃動。2個軸承135分別壓入的位置雖可藉由抵接於設在基座3的軸承定位構件35d來決定,但亦可在未設置軸承定位構件35d的情況下以基座3的上面104及下面102的表面與軸承135的表面分別成為相同高度之方式定位。
又,磁石保持部35a設於磁石保持器35的上端。磁石保持部35a係有底圓筒狀的構件。磁石保持部35a具有從磁石保持器35的上端面朝下側下陷的。該磁石保持部35a之凹坑的內周面係形成為與磁石Mq的外周面Mqd相接。藉此,絕對型編碼器2中,磁石Mq係藉由被收容於磁石保持部35a的凹坑而固定在磁石保持部35a。
藉由利用形成在基座3的軸承保持器部134所配設的2個軸承135來支持磁石保持器35的軸部35b,可防止磁石保持器35的傾斜。而且,當2個軸承135係於軸部35b的上下方向上盡可能隔開配置時,防止磁石保持器35的傾斜之效果變更大。
如圖16所示,磁石Mq乃係被壓入於磁石保持器35的磁石保持部35a的內部之圓盤狀或大致圓盤狀的永久磁石,具有上面Mqa及下面Mqb。絕對型編碼器2中,磁石Mq的上面Mqa係與角度感測器Sp的下面隔開一定距離而相互面對。磁石Mq的中心軸MqC(代表磁石Mq的中心的軸或通過磁極的交界之中心的軸)係與磁石保持器35的中心軸SC、第1副軸齒輪30的中心軸GC2及軸承135的中心軸BC一致。如此藉由使各中心軸一致,成為可更高精度地檢測旋轉角或旋轉量。
此外,本發明實施形態中,磁石Mq的2個磁極(N/S)係以在相對於磁石Mq的中心軸MqC垂直的水平面(XY平面)內相鄰之方式形成較為理想。藉此,可更加提升角度感測器Sq的旋轉角或旋轉量之檢測精度。此外,磁石Mq係例如由肥粒鐵系、Nd(釹)-Fe(鐵)-B(硼)系等之磁性材料形成。磁石Mq也可為例如含有樹脂黏結劑的橡膠磁鐵、黏結磁鐵等。
(第2中間齒輪)
圖17乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖2所示之絕對型編碼器2的構成中,沿通過第2中間齒輪70及第2副軸齒輪63的中心軸的面剖切的狀態。圖18係將圖17所示的第2中間齒輪70放大顯示的放大剖視圖。
如圖17、18所示,第2中間齒輪70乃係以可旋轉的方式支持於基座3的軸支持部136所固定之軸75之構件,具備齒輪部71、齒輪部72及本體部73。第2中間齒輪70係例如由滑阻低的樹脂材料一體成形的構件,作為第2中間齒輪70的樹脂材料的一例,有聚縮醛樹脂。軸75係以第2中間齒輪70的中心軸GC3與第1副軸齒輪30的中心軸GC2平行或大致平行之方式固定於基座3的軸支持部136,例如,軸75下側的端(下端面75a)側的部分被壓入於基座3的軸支持部136的貫通孔136a並固定。
本體部73係圓筒或大致圓筒狀的部分,在內部具有貫通孔74。貫通孔74係形成為相對於軸75可供滑動且可供軸75插入。齒輪部71乃係供第1副軸齒輪30的齒輪部32嚙合的齒輪。齒輪部71係第3從動齒輪的一例。齒輪部71係例如由設於本體部73下側的外周部之複數個齒所構成。藉由第1副軸齒輪30旋轉,第1副軸齒輪30的旋轉力係透過第1副軸齒輪30的齒輪部32傳送到第2中間齒輪70的齒輪部71。藉此使第2中間齒輪70旋轉。
齒輪部72乃係嚙合於第2副軸齒輪63的齒輪部64的齒輪。齒輪部72係第4驅動齒輪的一例。齒輪部72係例如由設於本體部73上側的外周部之複數個齒所構成,設置在齒輪部71的上側。藉由第2中間齒輪70旋轉,第2中間齒輪70的旋轉力係透過齒輪部72傳送到第2副軸齒輪63的齒輪部64。藉此使第2副軸齒輪63旋轉。
如圖17、18所示,第2中間齒輪70中的貫通孔74乃係以貫通孔74的中心軸與齒輪部71及齒輪部72的各個中心軸分別一致或大約一致之方式貫通本體部73並延伸的孔。又,貫通孔74係形成為第2中間齒輪70的中心軸GC3與軸75的中心軸一致或大約一致。
本體部73之下側的端面(下端面73a)係與基座3的上面104接觸,形成可對上面104滑動。本體部73的下端面73a係例如成為與第2中間齒輪70的中心軸GC3正交或大致正交之平面或大致平面。又,本體部73之上側的端面(上端面73b)係與上端面73b面對的構件接觸,形成可對該構件滑動。本體部73的上端面73b係例如成為與第2中間齒輪70的中心軸GC3正交或大致正交之平面或大致平面。
在軸75之上側的端(上端面75b)側的部分,形成有繞軸75的軸線之環狀的槽75c,槽75c形成可供扣環76卡合。扣環76係用以保持第2中間齒輪70可被軸75旋轉地支持的狀態之構件,為將軸75之上端面75b側的部分外徑部分地加大的構件。如圖18所示,扣環76係例如為c型環及e型環等之環狀構件。絕對型編碼器2中,槽75c係以扣環76與第2中間齒輪70的本體部73的上端面73b對向之方式設置在軸75。絕對型編碼器2中,安裝於槽75c的扣環76可形成為與第2中間齒輪70的上端面73b接觸,又,亦可為與第2中間齒輪70的上端面73b隔有間隙而相對向。藉由扣環76來限制第2中間齒輪70在軸75的軸線方向上的移動。
第2中間齒輪70係如上述那樣構成,於絕對型編碼器2中,軸75插入於第2中間齒輪70的貫通孔74,在軸75的槽75c安裝有扣環76,俾於絕對型編碼器2安裝第2中間齒輪70。絕對型編碼器2中,第2中間齒輪70係形成以軸75為旋轉軸而可繞與第1副軸齒輪30的中心軸GC2平行或大致平行的旋轉軸線旋轉。又,第2中間齒輪70係形成可與基座3的上面104及安裝在軸75上的扣環76滑動,在軸75的軸線方向上的移動受到限制。
(第2副軸齒輪)
圖19乃一放大剖視圖,係將具有圖17所示的第2副軸齒輪63之磁石保持器61放大顯示,圖20乃一分解立體圖,係概略顯示將圖19所示的磁石保持器61分解的狀態。
如圖17、19、20所示,磁石保持器61係以可旋轉的方式支持於基座3的軸支持部137所固定的第2副軸齒輪軸62之構件,具備第2副軸齒輪63、磁石保持器部65及磁石Mr。磁石保持器部65乃係在與第2副軸齒輪63之間挾持磁石Mr並在磁石保持器61中固定磁石Mr之用的構件。第2副軸齒輪軸62係以其軸線(中心軸GC4)與第2中間齒輪70的中心軸GC3平行或大致平行之方式固定於基座3的軸支持部137,例如,第2副軸齒輪軸62下側的端(下端面62a)側的部分被壓入於基座3的軸支持部137的貫通孔137a並固定。又,在絕對型編碼器2中,第2副軸齒輪軸62係以磁石保持器61的磁石Mr於中心軸GC3方向和安裝在基板5的角度感測器Sr對向之方式固定於基座3。
第2副軸齒輪63具備:齒輪部64、本體部66、及磁石支持部67。第2副軸齒輪63係例如由滑阻低的樹脂材料一體成形的構件。也就是說,齒輪部64、本體部66及磁石支持部67係由同一材料相互形成一體,分別構成第2副軸齒輪63的一部分。作為第2副軸齒輪63的樹脂材料的一例,有聚縮醛樹脂。本體部66係圓筒或大致圓筒狀的部分,在內部具有貫通孔66a。貫通孔66a係形成為相對於第2副軸齒輪軸62可滑動且可供第2副軸齒輪軸62插入。齒輪部64乃係供第2中間齒輪70的齒輪部72嚙合的齒輪。齒輪部64係第4從動齒輪的一例。齒輪部64係例如由設於本體部66的外周部之複數個齒所構成。在圖示例中,齒輪部64係形成從本體部66的外周面往外周方向突出之圓盤狀的部分,在該圓盤狀的部分的外周面設置形成有複數個齒。藉由第2中間齒輪70旋轉,第2中間齒輪70的旋轉力係藉由第2中間齒輪70的齒輪部72傳送到第2副軸齒輪63的齒輪部64。藉此使第2副軸齒輪63旋轉。
如圖17、19所示,第2副軸齒輪63中的貫通孔66a乃係以貫通孔66a的中心軸與齒輪部64的中心軸分別一致或大約一致之方式貫通本體部66並延伸的孔。又,貫通孔66a係形成為第2副軸齒輪63的中心軸GC4與第2副軸齒輪軸62的中心軸一致或大約一致。
本體部66之下側的端面(下端面66b)係與基座3的上面104接觸,且形成相對於上面104可滑動。本體部66的下端面66b係例如成為與第2副軸齒輪63的中心軸GC4正交或大致正交之平面或大致平面。又,本體部66之上側的端面(上端面66c)係與上端面66c所面對的構件接觸,形成可對該構件滑動。本體部66的上端面66c係例如成為與第2副軸齒輪63的中心軸GC4正交或大致正交之平面或大致平面。
磁石支持部67係於本體部66中從齒輪部64上側的部分往上側延伸的部分,為沿著第2副軸齒輪63的中心軸GC4延伸之筒狀的部分。磁石支持部67係超過本體部66的上端面66c往上側延伸,藉由本體部66的上端面66c及磁石支持部67的面對內周側的面(內周面67a)而在磁石支持部67的內部形成筒狀的空間。磁石支持部67的外周面67b係形成位在比齒輪部64的前端還靠內周側。磁石支持部67乃係例如以第2副軸齒輪63的中心軸GC4為中心或大致中心之圓筒狀或大致圓筒狀的構件。如圖19所示,在磁石支持部67的內周面67a連接有本體部66的上端面66c,本體部66的與磁石支持部67連接的部分中之外周側亦可比齒輪部64的下面部分大,又,與磁石支持部67連接的部分中的外周側亦可不比齒輪部64下面部分大。此外,磁石支持部67的形狀未受限於圓筒狀或大致圓筒狀,也可為其他的形狀。例如,磁石支持部67的形狀也可為角筒狀等之形狀。
磁石支持部67之上側的端面(上端面67c)係成為與第2副軸齒輪63的中心軸GC4正交或大致正交之平面或大致平面。絕對型編碼器2中,磁石支持部67的內周面67a係位在比面對磁石Mr的外周側之面(外周面Mrd)還靠內周側,俾磁石Mr可與上端面67c的全周接觸。又,絕對型編碼器2中,磁石支持部67係以上端面67c位在比第2副軸齒輪軸62之上側的端面(上端面62b)還靠上側之方式形成。此外,磁石支持部67的上端面67c係成為相對於基座3的上面104平行或大致平行,在第2副軸齒輪63旋轉時,成為上端面67c相對於基座3的上面104不會發生面跳動地旋轉。
磁石保持器部65乃係由有底筒狀的樹脂材料形成的構件。磁石保持器部65的樹脂材料乃係例如接著劑所黏附的樹脂材料。具體言之,磁石保持器部65具有:延伸成筒狀的筒部68;及從筒部68的一端側的端往內周側延伸的底部69。筒部68係形成在內部收容第2副軸齒輪63的磁石支持部67,且可將磁石保持器部65嵌裝於磁石支持部67的嵌裝部65a,筒部68及底部69係形成可將磁石Mr收容於內部並保持的磁石收容部65b。
絕對型編碼器2中,磁石保持器部65的筒部68係具有沿著與第2副軸齒輪63的中心軸MC4一致或大約一致的中心軸延伸之圓筒面狀或大致圓筒面狀的內周面68a。內周面68a乃係與內周側相面對的面,為從筒部68的底部69側的端相反側的端(開口端68c)往底部69側延伸的面,且在筒部68的開口端68c形成開口。內周面68a在內部形成的空間成為嵌裝部65a。內周面68a係在第2副軸齒輪63的磁石支持部67被收容於嵌裝部65a之際,以磁石支持部67被緊嵌於磁石保持器部65之方式,且與磁石支持部67的外周面67b接觸之方式形成。此外,筒部68的內周面68a的形狀未受限於圓筒狀或大致圓筒狀,亦可為其他的形狀。筒部68的內周面68a的形狀係與所收容之磁石支持部67的形狀對應的形狀。
又,絕對型編碼器2中,磁石保持器部65的筒部68係具有圓筒面狀或大致圓筒面狀的內周面68b,其沿著與第2副軸齒輪63的中心軸MC4一致或大約一致之中心軸延伸,又,沿著與磁石Mr的中心軸MrC一致或大約一致之中心軸延伸。內周面68b係面對內周側之面,且在內周面68a與底部69的底面69a之間延伸的面。內周面68b與底部69的底面69a形成在內部的空間成為磁石收容部65b。內周面68b係形成為在磁石Mr被收容於磁石收容部65b之際,與磁石Mr的外周面Mrd在徑向上對向。內周面68b係位在比內周面68a還靠內周側,在內周面68a與內周面68b之間形成有階差。又,內周面68b係中心軸方向的寬度小於磁石Mr的中心軸MrC方向的寬度。內周面68b亦可形成為在磁石Mr被收容於磁石收容部65b之際,與磁石Mr的外周面Mrd在徑向上空出空間而對向,亦可形成為與磁石Mr的外周面Mrd在徑向上未空出空間而對向。
磁石保持器部65的底部69係從筒部68的與開口端68c相反側的端(閉鎖端68d)朝內周側延伸之圓盤狀的部分,具有上述底面69a。底面69a乃係與磁石收容部65b相對的面,為相對於筒部68的中心軸正交或大致正交的平面或沿著大致平面的面。又,在底部69形成有將底部69在筒部68的中心軸方向貫通之貫通孔、即開口部69b。底部69的底面69a係形成為在磁石Mr被收容於磁石收容部65b之際,磁石Mr的中心軸MrC成為與筒部68的中心軸平行或大致平行的磁石Mr的姿勢接觸於磁石Mr的上面Mra。又,底部69的開口部69b係形成為在磁石Mr被收容於磁石收容部65b之際,磁石Mr的磁通可通過開口部69b。
第2副軸齒輪軸62係如同上述,為由磁性體形成,於磁石保持器61的旋轉軸線方向上的磁石Mr與第2副軸齒輪軸62之間藉由磁力產生吸引力。具體言之,第2副軸齒輪軸62係產生將磁石Mr往第2副軸齒輪軸62的方向偏置之磁力。
又,在第2副軸齒輪軸62之上側的端(上端面62b)側的部分,形成有繞第2副軸齒輪軸62之軸線的環狀的槽62c,且形成為扣環62d可與槽62c卡合。扣環62d係用以限制磁石保持器61在第2副軸齒輪軸62的軸線方向移動之構件,係將第2副軸齒輪軸62的上端面62b側的部分外徑部分地加大之構件。如圖19所示,扣環62d係例如為c型環及e型環等之環狀構件。絕對型編碼器2中,槽62c係以扣環62d在第2副軸齒輪63的本體部66的上端面66c空出空間而對向之方式設置在第2副軸齒輪軸62。
如圖19、20所示,磁石Mr係被收容於磁石保持器部65的磁石收容部65b內之圓盤狀或大致圓盤狀的永久磁石,具有上面Mra、下面Mrb及外周面Mrd。此外,本發明實施形態中,磁石Mr的2個磁極(N/S)係以在相對於磁石Mr的中心軸MrC垂直的水平面(XY平面)內相鄰之方式形成較為理想。藉此,可更加提升角度感測器Sr的旋轉角或旋轉量的檢測精度。此外,磁石Mr係例如由肥粒鐵系、Nd(釹)-Fe(鐵)-B(硼)系等之磁性材料形成。磁石Mr也可為例如含有樹脂黏結劑的橡膠磁鐵、黏結磁鐵等。又,圖21係顯示可適應於本發明實施形態之圓筒狀的磁石Mr的概略立體圖。圖示例的磁石Mr中,第1磁極部分N與第2磁極部分S是以在磁石Mr的徑向D1上之中央或大致中央為界並在徑向D1排列鄰接地設置。又,在圖示例的磁石Mr中,第1磁極部分N與第2磁極部分S係以軸(中心軸MrC)方向D2的中央或大致中央為界並在軸方向D2排列鄰接地設置。此外,圖21所示之箭頭DM係表示磁化方向。這樣的磁化方向一般被稱為面方向磁化,磁石Mr係使用經面方向磁化的磁石。
磁石保持器61係按照上述那樣所構成,絕對型編碼器2中,在第2副軸齒輪63的本體部66的貫通孔66a插入第2副軸齒輪軸62,在第2副軸齒輪軸62的槽62c安裝扣環62d,於絕對型編碼器2中安裝第2副軸齒輪63。絕對型編碼器2中,磁石保持器61成為可繞旋轉軸線旋轉。磁石保持器61的旋轉軸線係與第2副軸齒輪軸62的中心軸GC4一致或大約一致。扣環62d及第2副軸齒輪軸62的上端面62b側的部分係被收容在第2副軸齒輪63的磁石支持部67於內周側形成的空間。
又,絕對型編碼器2中,於磁石保持器部65的磁石收容部65b收容有磁石Mr,於磁石保持器部65固定有磁石Mr。磁石Mr朝磁石保持器部65之固定係藉由接著劑之接著來進行。例如,磁石保持器部65的形成磁石收容部65b的內周面68b與磁石Mr的外周面Mrd之間是藉由接著材接著。藉由磁石Mr而以磁石Mr的下面Mrb接觸於磁石保持器部65的形成磁石收容部65b的底面69a之狀態下被固定於磁石保持器部65,可謀求磁石Mr的中心軸MrC與第2副軸齒輪軸62的中心軸之一致,可謀求磁石Mr的中心軸MrC與第2副軸齒輪軸62的旋轉軸線之一致,利用角度感測器Sr進行磁石Mr的旋轉量或旋轉角之偵測能更精確。此外,磁石Mr朝磁石收容部65b之固定未受限於利用接著劑固定的方法,亦可為利用如第1副軸齒輪30朝磁石Mr的磁石收容部65b壓入所致的嵌裝等之其他的固定方法。
又,絕對型編碼器2中,如同上述,固定有磁石Mr的磁石保持器部65被嵌裝於第2副軸齒輪63的磁石支持部67,磁石保持器部65被固定於第2副軸齒輪63,組裝成磁石保持器61。具體言之,在磁石保持器部65的嵌裝部65a有磁石支持部67壓入,形成磁石保持器部65的嵌裝部65a之內周面68a將磁石支持部67的外周面67b往內周側按壓,又,磁石支持部67的外周面67b將磁石保持器部65的內周面68a往外周側按壓,使磁石保持器部65被固定於第2副軸齒輪63。此外,磁石保持器部65朝第2副軸齒輪63之固定未受限於利用嵌裝方法者,亦可為利用其他的固定方法者。
關於磁石保持器部65被固定於第2副軸齒輪63並被組裝的磁石保持器61,磁石Mr係被挾持在第2副軸齒輪63與磁石保持器部65之間而固定。具體言之,磁石支持部67的上端面67c接觸於磁石Mr的下面Mrb,磁石Mr被挾持在磁石支持部67的上端面67c與磁石保持器部65的底部69的底面69a之間,磁石Mr係在其中心軸MrC方向被固定。另一方面,磁石Mr在與其中心軸MrC正交的徑向之固定係藉由磁石Mr的外周面Mrd與磁石保持器部65的內周面68b之間的接著來進行。
又,絕對型編碼器2中,磁石Mr的上面Mra係經由形成在磁石保持器部65的底部69之開口部69b於磁石Mr的中心軸MrC方向上與角度感測器Sr對向。藉此,角度感測器Sr成為可偵測源自於磁石Mr的磁通。
如同上述,安裝於絕對型編碼器2的磁石保持器61係成為以第2副軸齒輪軸62為旋轉軸,可繞與第2中間齒輪70的中心軸GC3平行或大致平行的旋轉軸線旋轉。
又,第2副軸齒輪軸62係由磁性體形成,產生將磁石Mr往第2副軸齒輪軸62的方向偏置的磁力。因此,絕對型編碼器2中,源自於第2副軸齒輪軸62的磁力作用於磁石Mr,源自於第2副軸齒輪軸62的磁力係將磁石Mr朝第2副軸齒輪軸62吸引。絕對型編碼器2在圖示的姿勢(正立狀態)中,第2副軸齒輪63的本體部66的下端面66b係可與基座3的上面104滑動地接觸著,藉由源自於第2副軸齒輪軸62的軸力,磁石保持器61係被往第2副軸齒輪63的下端面66b與基座3的上面104接觸的方向偏置。此處,經面方向磁化的磁石相較於經徑向磁化的磁石,具有所謂磁通密度被匯集在磁石中央的特性。如同上述,磁石Mr係經面方向磁化的磁石,又,第2副軸齒輪軸62係以磁性體形成。因此,磁石Mr的磁通密度係因為第2副軸齒輪軸62的磁性體而更被匯集在磁石Mr的中央附近,因此,在絕對型編碼器2中,角度感測器Sr可精確檢測磁通。
另一方面,在絕對型編碼器2從圖示的正立狀態反轉而成為上下方向顛倒的狀態(倒立狀態)中,藉由扣環62d與第2副軸齒輪63的本體部66的上端面66c之間的間隙,磁石保持器61可在第2副軸齒輪63的中心軸MC4方向上對第2副軸齒輪軸62移動。也就是說,磁石Mr往角度感測器Sr側移動,磁石Mr與角度感測器Sr之間的間隔可改變。然而,絕對型編碼器2中,第2副軸齒輪軸62是由磁性體形成,第2副軸齒輪軸62藉其磁力將磁石Mr朝第2副軸齒輪軸62吸引。因此,即便絕對型編碼器2成為倒立狀態,磁石保持器61仍保持成第2副軸齒輪63的下端面66b與基座3的上面104接觸的狀態,磁石保持器61保持在正立狀態下之中心軸MC4方向的位置,防止磁石Mr往角度感測器Sr側移動。因此,在倒立狀態中,磁石Mr與角度感測器Sr之間的間隔亦被保持成在正立狀態的間隔。
如此,在絕對型編碼器2中,磁石Mr與角度感測器Sr之間的間隔不因絕對型編碼器2的使用姿勢而改變,可降低絕對型編碼器2的使用姿勢對檢測精度所造成的影響。
又,第2副軸齒輪63係藉由安裝於第2副軸齒輪軸62的扣環62d來限制第2副軸齒輪軸62在軸線方向上的移動。也就是說,磁石保持器61的第2副軸齒輪軸62在軸線方向上之移動受限制。因此,即便是有大的衝撃施加於絕對型編碼器2,且施加有抵抗第2副軸齒輪軸62的磁力使磁石保持器61往第2副軸齒輪軸62的軸線方向上側移動的力之情況,磁石保持器61之移動仍被受扣環62d所限制。因此,可防止發生磁石保持器61從第2副軸齒輪軸62脫落等之不良狀況。
如同上述,第2副軸齒輪63中的磁石支持部67係上側的端面、即上端面67c亦作為將磁石Mr支持在第2副軸齒輪63的上側之磁石支持部而發揮功能。磁石保持器部65係作為從上側覆蓋磁石Mr及第2副軸齒輪63且將磁石Mr保持在磁石支持部67的上端面67c之磁石保持部而發揮功能。
而且,磁石保持器部65係藉由斷裂伸度(breaking elongation)特性比第2副軸齒輪63的斷裂伸度特性還大的樹脂材料所形成。磁石保持器部65具有作為磁石接合部而發揮功能之底部69的底面69a,及作為嵌裝部65a而發揮功能之內周面68a。
利用壓入方式的組合構造在確保組合的構件彼此的同心這點上亦無需特殊的設備,為可較簡易進行的工法之一。關於如磁石保持器部65及第2副軸齒輪63此種樹脂彼此的壓入構造中,需考慮將構件的形狀之一部分、具體而言是將磁石支持部67的外周面67b作為引導件來保持被組合的零件及確保對準中心,及確保壓入構件彼此的保持強度。因此,磁石保持器部65及第2副軸齒輪63的樹脂材料必須選擇作成添加有填料的強化材,且具有低線膨脹係數化、高彈性率化之傾向的材質。然而,經這樣的低線膨脹係數化、高彈性率化的樹脂材料係在強度面進行壓入時容易發生裂紋,且難以獲得保持被壓入的狀態之耐久性。
在進行壓入後,由於具有嵌裝部65a的磁石保持器部65於外周方向有釋放變形的部位,所以容易受到拉伸應力作用。另一方面,被壓入之軸側的第2副軸齒輪63因為在磁石保持器部65被壓入後沒有釋放變形的部位,故與磁石保持器部65相比,因應力所致之破損風險較低。於是,關於絕對型編碼器2,著眼於材料的斷裂伸度特性,藉由在磁石保持器部65中未改變強化填料含有率且採用相較於第2副軸齒輪63具有較大的斷裂伸度特性者,可防止在壓入時發生破損。此處,所謂斷裂伸度特性(斷裂時伸度)係指在拉伸試驗中試驗片在斷裂時的伸度(elongation),在被規定的標點間之斷裂前的伸度。
(第2副軸齒輪軸)
以下,就上述第2副軸齒輪軸62的具體形狀作說明。圖22乃係顯示第2副軸齒輪軸62的下端面62a側的一端部62f之放大剖視圖。
第2副軸齒輪63的第2副軸齒輪軸62乃如同上述,係被壓入於基座3的基部101的軸支持部137的貫通孔137a並固定的軸。如圖22所示,第2副軸齒輪軸62具有錐度面部62e。錐度面部62e乃係一端部62f的直徑變得比周面62g的直徑還小那樣傾斜的外周面。錐度面部62e係第2副軸齒輪軸62的錐度面部62e與周面62g之間的外周面的連接部62h被以曲面連接。也就是說,錐度面部62e係在與周面62g之間的外周面的連接部62h被施以曲面加工。
圖23、24乃係顯示在基座3的基部101的貫通孔137a有第2副軸齒輪軸62壓入的樣子之示意圖。
如圖23、24所示,本發明之軸的支持構造之別的實施形態的第2副軸齒輪軸62係在被壓入於基座3的貫通孔137a之際,於錐度面部62e被插入貫通孔137a後,錐度面部62e與周面62g之間的外周面的連接部62h與貫通孔137a接觸。與主軸配接器12的錐度面部126、127的連接部126a、127a同樣地,藉由亦對連接部62h施以曲面加工,使第2副軸齒輪軸62被滑順地壓入貫通孔137a,因此可防止第2副軸齒輪軸62及貫通孔137a雙方刮傷。又,主軸配接器12之表面的面粗度Rmax(最大粗度)可設為例如1.6[μm]以下。因此,依據第2副軸齒輪軸62,與主軸配接器12同樣地,可抑制刮屑等之飛散。又,依據第2副軸齒輪軸62,可抑制起因於構件刮傷所致之第2副軸齒輪軸62被傾倒地(傾斜地)壓入的情況。再者,依據第2副軸齒輪軸62,藉由抑制第2副軸齒輪軸62的傾斜,可降低壓入量(壓入所需的尺寸)。
此外,絕對型編碼器2之軸的支持構造中,關於被壓入於支持構件的軸中之在錐度面部與周面之間的外周面的連接部被施以曲面加工的例子未受限於上述主軸配接器12、第2副軸齒輪軸62。在絕對型編碼器2中,例如亦可在第1副軸齒輪30的支持軸中之錐度面部與周面之間的外周面的連接部被施以曲面加工。
絕對型編碼器2中,主軸齒輪10、第1中間齒輪20、第1副軸齒輪30、第2中間齒輪70及第2副軸齒輪63係按上述那樣設置,主軸齒輪10及第1副軸齒輪30的旋轉軸線係相互平行,第1中間齒輪20的旋轉軸線相對於主軸齒輪10及第1副軸齒輪30各自的旋轉軸線是處在扭轉的位置。又,第1副軸齒輪30、第2中間齒輪70及第2副軸齒輪63的旋轉軸線係相互平行。藉由該各齒輪的配置,可因應角度感測器Sq、Sr的檢測結果而特定主軸齒輪10經複數次旋轉的旋轉量。第1中間齒輪20的旋轉軸線相對於主軸齒輪10及第1副軸齒輪30的旋轉軸線是處在扭轉的位置,在前視下呈正交,因此絕對型編碼器2係構成彎曲的傳送路徑並可薄型化。
(背隙降低機構)
如同上述,絕對型編碼器2具有將第2蝸桿部22往第2蝸輪部31的方向偏置之偏置機構40,偏置機構40乃係降低第2蝸桿部22與第2蝸輪部31之間的背隙(backlash)之背隙降低機構。如圖5、圖6、圖11、圖14等所示,偏置機構40具有:偏置彈簧41;支持突起45;及用以將偏置彈簧41固定於支持突起45的螺絲8b。又,上述基座3的支持突起131的貫通孔143及支持突起141的貫通孔145亦構成偏置機構40。
偏置彈簧41為彈性構件,係用以產生將第2蝸桿部22往第2蝸輪部31的方向按壓之按壓力的構件。偏置彈簧41係例如為板彈簧,由金屬板形成。如圖12、14所示,具體言之,偏置彈簧41具有:彈性變形以產生按壓力之部分、即彈簧部42;及隔著彈簧部42對向的部分、即卡合部43及固定部44。卡合部43與固定部44乃係在偏置彈簧41中形成一對的端部之部分。
固定部44係藉由螺絲8b而可固定地形成在從基座3的基部101的上面104突出之支持突起45。螺絲8b係固定構件的一例,在固定部44形成有供螺絲8b插通的孔44a。固定部44係呈平面狀延伸,以接觸於支持突起45的平面狀的支持面45a之狀態下藉由螺絲8b固定於支持突起45。
卡合部43係具有能卡合於第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b之形狀。卡合部43係例如圖13、圖14所示,具有沿著從卡合部43的彈簧部42延伸的方向形成延伸的間隙之卡合槽43a。卡合槽43a係在和卡合部43的彈簧部42連接的連接部43c背向的端緣、即前端緣43b側開放的槽,且如上述板彈簧9的一端9a般形成分成叉狀的分支體。卡合部43亦呈平面狀延伸。在第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b,形成有在與第1中間齒輪軸23的中心軸正交或大致正交之方向延伸之環狀的槽、即被卡合槽23d,卡合部43的卡合槽43a形成可與該被卡合槽23d卡合。藉由該卡合槽43a的與上下方向平行的一邊是在被卡合槽23d中按壓第1中間齒輪軸23,使得第1中間齒輪20被往第2蝸桿部22朝向第2蝸輪部31的方向偏置。又,卡合槽43a的與左右方向平行的二邊在被卡合槽23d中與第1中間齒輪軸23接觸,偏置彈簧41在上下方向的移動係受到第1中間齒輪軸23所限制。
彈簧部42具有在卡合部43朝向第1中間齒輪軸23的卡合方向容易彈性變形的形狀,具體言之,如圖14所示,在卡合槽43a的延伸方向具有容易撓曲的形狀。例如,彈簧部42係以朝與將第1中間齒輪20偏置的方向相反方向突出之方式彎曲。
偏置彈簧41係在固定部44中藉由螺絲8b以彈簧部42在支持突起45的相反側從固定部44站起的姿勢固定於支持突起45。於該固定狀態中,以卡合部43的卡合槽43a卡合於第1中間齒輪軸23的被卡合槽23d,且於該卡合狀態中彈簧部42產生將卡合部43朝第1中間齒輪軸23按壓的按壓力之方式,設定彈簧部42及卡合部43之尺寸、卡合部43的延伸方向對彈簧部42的延伸方向之角度等。在上述的扣環(未圖示)是安裝於第1中間齒輪軸23的情況,於該偏置彈簧41的固定及卡合狀態中,扣環係接觸於支持突起141的外側面。從後述之背隙降低功能的觀點考量,卡合部43的卡合槽43a較佳為以於偏置彈簧41的固定狀態下,沿著與第1中間齒輪軸23的中心軸正交或大致正交之方向延伸的方式形成。此外,該偏置彈簧41亦可限制第1中間齒輪軸23朝中心軸方向移動,因此亦可如上述將扣環省略。
如圖5、6、11、14等所示,板彈簧9與偏置彈簧41係一體形成為1個構件。具體言之,板彈簧9的另一端9b與偏置彈簧41的固定部44一體形成,由同一構件構成。也就是說,板彈簧9及偏置彈簧41係由連續的彈性構件形成,板彈簧9及偏置彈簧41係分別為該連續的彈性構件的一部分,板彈簧9的另一端9b與偏置彈簧41的固定部44係形成在該連續的彈性構件的同一部分。
其次,就絕對型編碼器2的偏置機構40之作用進行說明。
絕對型編碼器2中,第1中間齒輪軸23係主軸側端部23a插通於形成在基座3的支持突起131的貫通孔143,副軸側端部23b插通於形成在基座3的支持突起141的貫通孔145而被支持在基座3。如此,第1中間齒輪軸23係被支持突起131、141所支持。
如此,第1中間齒輪20係可旋轉地被第1中間齒輪軸23所支持。又,第1中間齒輪20係藉由板彈簧9的作用而被朝向支持突起141偏置,而第1中間齒輪20的副軸側滑動部26抵接於支持突起141的內側面141a(參照圖13)。
如同上述,將第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b支持的長孔形狀的貫通孔145係長軸比短軸還長,副軸側端部23b沿著貫通孔145的長軸,也就是沿著水平面以可在貫通孔145的長軸的寬度的範圍移動的方式被支持。另一方面,將第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a支持的貫通孔143係成為圓孔形狀,因此,絕對型編碼器2中,第1中間齒輪軸23係藉由支持突起131、141的貫通孔143、145及偏置機構40,而能以主軸側端部23a的支持部分為中心或大致中心沿著水平面擺動。
又,在被如此支持的第1中間齒輪軸23,於副軸側端部23b的被卡合槽23d卡合有偏置彈簧41的卡合部43,偏置彈簧41係往第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b賦予偏置力,俾第1中間齒輪20的第2蝸桿部22被朝向第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31方向(第2嚙合方向P2)按壓。因此,第1中間齒輪20的第2蝸桿部22頂在第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31,第2蝸桿部22與第2蝸輪部31引起所謂撞底現象,齒輪間的背隙為零。
又,由於以可擺動的方式被支持的第1中間齒輪軸23之運動側的副軸側端部23b是藉由偏置彈簧41而被偏置,因此在擺動時,第1中間齒輪軸23係不斷被往第2蝸桿部22朝向第2蝸輪部31的方向偏置。因此,藉由第1中間齒輪軸23擺動,齒輪間之旋轉不會發生不良狀況,可使第2蝸桿部22與第2蝸輪部31的背隙始終為零。
例如,在絕對型編碼器2的周邊溫度成為高溫的情況,第1副軸齒輪30隨著材質的線膨脹係數而膨脹,第2蝸輪部31的齒輪的節圓(pitch circle)擴大。此時,在形成於基座3的支持突起141之貫通孔145係如本實施形態所示非長孔而是圓孔的情況,導致第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b被貫通孔145所固定,第1中間齒輪軸23係如本實施形態般無法擺動。因此,齒輪的節圓因溫度上昇而擴大的第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31會有與第1中間齒輪20的第2蝸桿部22強力接觸而使齒輪變無法旋轉的情況。
又,反之在絕對型編碼器2的周圍溫度成為低溫的情況,第1副軸齒輪30隨著材質的線膨脹係數而收縮,第2蝸輪部31的齒輪的節圓縮小。此時,在形成於基座3的支持突起141之貫通孔145係如本實施形態所示非長孔而是圓孔的情況,導致第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b被貫通孔145所固定,第1中間齒輪軸23係如本實施形態般無法擺動。這情況係第1中間齒輪22的第2蝸桿部22與第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31之間的背隙變大,第1中間齒輪22的旋轉變得無法精度佳地傳送到第1副軸齒輪30。
相對地,本實施形態的絕對型編碼器2中,如同上述,第1中間齒輪軸23係以主軸側端部23a的支持部分為中心或大致中心以可沿著水平面擺動的方式被支持,又,第1中間齒輪20係藉由偏置機構40而始終從第2蝸桿部22側往第2蝸輪部31側偏置。又,支持在第1中間齒輪軸23的第1中間齒輪20係藉由板彈簧9而被朝向支持突起141偏置。因此,如上述般即便是引起周圍溫度的變化,第1副軸齒輪30的第2蝸輪部31的齒輪的節圓變化的情況,在第2蝸桿部22與第2蝸輪部31的齒面彼此始終以適切的按壓力接觸的狀態下,背隙成為零。因此,可避免齒輪因溫度變化而變得不旋轉、或從第1中間齒輪20朝第1副軸齒輪30傳送之旋轉的精度惡化的情況。
因此,在絕對型編碼器2中,可降低減速機構的背隙對檢測精度所造成的影響。藉此,既能維持可特定的主軸1a的旋轉量之解析度,並可擴大可特定的主軸1a的旋轉量之範圍。
此外,較佳為,不論因擺動所致之第1中間齒輪軸23的副軸側端部23b的位置,以從偏置彈簧41可產生一定或大致一定的按壓力之方式設定偏置機構40。
如同上述,支持第1中間齒輪軸23的主軸側端部23a的支持突起131的貫通孔143成為圓孔形狀,支持副軸側端部23b的支持突起141的貫通孔145係成為長軸側的寬度大於短軸側的寬度的長孔形狀,第1中間齒輪軸23係成為能以支持突起131的貫通孔143為支點與水平方向平行或大致平行地擺動。因此,在第1中間齒輪軸23的擺動中,即便是第2蝸桿部22對第2蝸輪部31之移動量變得比第1蝸輪部21對第1蝸桿部11之移動量還大,第2蝸桿部22與第2蝸輪部31發生撞底的情況,第1蝸桿部11部與第1蝸輪部21仍不會有撞底的情況。
如圖10~13所示,於副軸側端部23b支持第1中間齒輪軸23的貫通孔145雖形成筒面或大致圓筒面,但貫通孔145未受限於具有這樣的形狀。例如,如圖25所示,貫通孔145的剖面形狀亦可並非長孔,而係長方形或大致長方形。也就是說,亦可為貫通孔145係形成相互對向之一對的面145a及相互對向之一對的面145b且延伸成四角柱狀的貫通孔。形成貫通孔145之一對的面145a及一對的面145b可為平面,亦可為曲面。絕對型編碼器2中,一對的面145a沿著水平方向延伸,一對的面145b沿著上下方向延伸。面145a的水平方向的寬度係比面145b的上下方向的寬度還長。在圖25所示的貫通孔145中亦與上述的貫通孔145同樣地可作成讓第1中間齒輪軸23擺動。
同樣地,貫通孔143未受限於具有上述形狀者。例如,貫通孔143亦可為具有所謂刀刃(knife edge)構造者。具體言之,貫通孔143亦可為藉由線接觸或點接觸而接觸於第1中間齒輪軸23。例如,如圖26(a)、(b)所示,貫通孔143係亦可為藉由在貫通孔143的延伸方向上隨著朝向內部側而縮徑之一對的圓錐面狀或大致圓錐面狀的傾斜面143c所形成。在這情況,於描繪一對的傾斜面143c所連接的部分的圓孔之環狀線(連接線143d)中,貫通孔143係與第1中間齒輪軸23接觸並予以支持。連接線143d的圓孔形狀與上述貫通孔143的圓孔形狀係在俯視下具有同樣的形狀。貫通孔143係藉由線接觸或點接觸來支持第1中間齒輪軸23,因此即便使貫通孔143之圓孔的直徑更接近於第1中間齒輪軸23的直徑,仍可作成使第1中間齒輪軸23能擺動。因此,可使貫通孔143的剖面形狀接近於未具有貫通孔143與第1中間齒輪軸23之間的間隙之形狀。藉此,在第1中間齒輪軸23擺動之際可抑制與貫通孔143接觸之第1中間齒輪軸23的部分之移動,藉由第1中間齒輪軸23的擺動,可抑制第1蝸桿部11與第1蝸輪部21之間的距離變動。此外,關於支持突起141的貫通孔145亦可如上述支持突起131的貫通孔143般具有所謂刀刃構造者,亦可為例如藉由一對的圓錐面狀或大致圓錐面狀的傾斜面所形成,該傾斜面形成描繪長孔的環狀線。
又,如圖27(a)、(b)所示,貫通孔145亦可為藉由在貫通孔145的延伸方向上隨著朝向內部側而變細之一對的四角錐面狀或大致四角錐面狀的傾斜面145e所形成。在這情況,在描繪一對的傾斜面145e所連接之部分的四角形或大致四角形的環狀線(連接線145f)中,貫通孔145係與第1中間齒輪軸23接觸並予以支持。連接線145f係具有相互對向之一對的部分、即線部145g,及相互對向之一對的部分、即線部145h。一對的線部145g及一對的線部145h可為直線,也可為曲線。絕對型編碼器2中,一對的線部145g沿水平延伸,一對的線部145h沿上下方向延伸。線部145g的長度係比線部145h的上下方向的長度還長。此外,關於支持突起131的貫通孔143亦如同上述支持突起142的貫通孔145,可為由一對的四角錐面狀或大致四角錐面狀的傾斜面所形成,該傾斜面係形成描繪四角形或大致四角形之環狀線。在這情況,環狀線係成為正方形或大致正方形。這情況也和上述圖26的情況同樣地,貫通孔143係藉由線接觸或點接觸來支持第1中間齒輪軸23,因此即便將沿上下方向延伸的線部(對應於圖27的線部145h)之長度及沿水平方向延伸的線部(對應於圖27的線部145g)之長度更接近於第1中間齒輪軸23的直徑,亦可使第1中間齒輪軸23擺動。因此,可使貫通孔143的形狀接近於在貫通孔143與第1中間齒輪軸23之間的上下方向及水平方向未有間隙的形狀。因此,在第1中間齒輪軸23擺動之際可抑制與貫通孔143接觸之第1中間齒輪軸23的部分之移動,藉由第1中間齒輪軸23的擺動,可抑制第1蝸桿部11與第1蝸輪部21之間的距離變動。
(控制部)
其次,就絕對型編碼器2的控制部作說明。圖28係從下面5a側觀察圖2所示的基板5之圖。微電腦51、線路驅動器52、雙向性驅動器53及連接器6係安裝於基板5。微電腦51、線路驅動器52、雙向性驅動器53及連接器6係藉由基板5上的圖案配線而電性連接。
雙向性驅動器53係在與連接器6所連接的外部裝置之間進行雙向的通信。雙向性驅動器53係將操作信號等之資料轉換成差動信號並在與外部裝置之間進行通信。線路驅動器52係將表示旋轉量的資料轉換成差動信號,將差動信號即時向連接於連接器6的外部裝置輸出。在連接器6連接有外部裝置的連接器。
圖29係概略顯示圖1所示之絕對型編碼器2的功能構成之方塊圖。圖29所示之微電腦51的各方塊係表示藉由作為微電腦51的CPU(Central Processing Unit:中央演算處理裝置)執行程式所實現的功能(function)。
微電腦51具備:旋轉角取得部51p、旋轉角取得部51q、旋轉角取得部51r、表格處理部51b、旋轉量特定部51c及輸出部51e。旋轉角取得部51p係依據從角度感測器Sp輸出的信號來取得主軸齒輪10的旋轉角度Ap。旋轉角度Ap係表示主軸齒輪10的旋轉角度之角度資訊。旋轉角取得部51q係依據從磁性感測器Sq輸出的信號來取得第1副軸齒輪30的旋轉角度Aq。旋轉角度Aq係表示第1副軸齒輪30的旋轉角度之角度資訊。旋轉角取得部51r係依據從磁性感測器Sr輸出的信號來取得磁石保持器61、也就是第2副軸齒輪63的旋轉角度Ar。旋轉角度Ar係表示第2副軸齒輪63的旋轉角度之角度資訊。
表格處理部51b係參照第1對應關係表格,特定與已取得之旋轉角度Aq、Ar對應之主軸齒輪10的旋轉數,該第1對應關係表格儲存有與第1副軸齒輪30的旋轉角度Aq及第2副軸齒輪63的旋轉角度Ar對應之主軸齒輪10的旋轉數。旋轉量特定部51c係因應於藉表格處理部51b所特定之主軸齒輪10(主軸1a)的旋轉數與所取得之旋轉角度Ap,特定主軸齒輪10經複數次旋轉的旋轉量。輸出部51e係將藉由旋轉量特定部51c所特定之主軸齒輪10經複數次旋轉的旋轉量,轉換成表示該旋轉量之資訊並輸出。
以上,已就本發明實施形態作了說明,但本發明未受限於上述本發明實施形態的絕對型編碼器2,乃包含本發明的概念及申請專利範圍所含有的全部態樣。又,可將各構成適當選擇地組合,亦可與公知技術組合,俾發揮上述的課題及效果的至少一部分。例如,上述實施形態中之各構成要素的形狀、材料、配置、尺寸等係可藉由本發明具體的使用態樣適當變更。
1:馬達
1a:主軸
1b:壓入部
2:絕對型編碼器
3:基座
3a:支持板
4:外殼
4a:外壁部
4b:蓋部
4c:爪部
5:基板
5a:下面
5b:定位孔
6:連接器
8a:螺絲
8b:螺絲
8c:螺絲
9:板彈簧
9a:一端
9b:另一端
10:主軸齒輪
11:第1蝸桿部
12:主軸配接器
12a:上端面
13:筒狀部
13a:上端面
14:壓入部
15:磁石保持部
15a:內周面
15b:底面
20:第1中間齒輪
21:第1蝸輪部
22:第2蝸桿部
23:第1中間齒輪軸
23a:主軸側端部
23b:副軸側端部
23c:槽
23d:被卡合槽
24:筒狀部
24a:貫通孔
24b:內周面
25:主軸側滑動部
26:副軸側滑動部
30:第1副軸齒輪
31:第2蝸輪部
32:齒輪部
33:貫通孔
35:磁石保持器
35a:磁石保持部
35b:軸部
35c:軸承停止器
35d:軸承定位構件
40:偏置機構
41:偏置彈簧
42:彈簧部
43:卡合部
43a:卡合槽
43b:前端緣
43c:連接部
44:固定部
44a:孔
45:支持突起
45a:支持面
51:微電腦
51b:表格處理部
51c:旋轉量特定部
51e:輸出部
51p:旋轉角取得部
51q:旋轉角取得部
51r:旋轉角取得部
52:線路驅動器
53:雙向性驅動器
60:磁性檢測裝置
61:磁石保持器
62:第2副軸齒輪軸
62a:下端面
62b:上端面
62c:槽
62d:扣環
62e:錐度面部
62f:一端部
62g:周面
62h:連接部
63:第2副軸齒輪
64:齒輪部
65:磁石保持器部
65a:嵌裝部
65b:磁石收容部
66:本體部
66a:貫通孔
66b:下端面
66c:上端面
67:磁石支持部
67a:內周面
67b:外周面
67c:上端面
68:筒部
68a:內周面
68b:內周面
68c:開口端
68d:閉鎖端
68e:外周面
69:底部
69a:底面
69b:開口部
70:第2中間齒輪
71:齒輪部
72:齒輪部
73:本體部
73a:下端面
73b:上端面
74:貫通孔
75:軸
75a:下端面
75b:上端面
75c:槽
76:扣環
78:螺絲
100:屏蔽構件
101:基部
102:下面
103:凹部
104:上面
105:外周面,右側外周面
106:外周面,後側外周面
107:外周面,左側外周面
108:外周面,前側外周面
110:基板支柱
111:上端面
112:螺孔
120:基板定位銷
121:前端部
122:基部
123:階差面
124:一端部
125:另一端部
126:錐度面部
126a:連接部
127:錐度面部
127a:連接部
128:貫通孔
128a:第1孔部
128b:端部
128c:第2孔部
129:周面
131:支持突起
131a:外側面
132:支持突起
132a:突起
134:軸承保持器部
135:軸承
136:軸支持部
136a:貫通孔
137:軸支持部
137a:貫通孔
141:支持突起
141a:內側面
142:支持突起
143:貫通孔
143c:傾斜面
143d:連接線
144:扣環
145:貫通孔
145a:面
145b:面
145e:傾斜面
145f:連接線
145g:線部
145h:線部
Ap:角度資訊
Aq:角度資訊
BC:軸承的中心
GC1:主軸齒輪的中心軸
GC2:第2副軸齒輪的中心軸
GC3:中心軸
GC4:中心軸
MoC:馬達主軸的中心軸
Mp:磁石
Mpa:上面
Mpb:下面
MpC:磁石的中心軸
Mpd:外周面
Mq:磁石
Mqa:上面
Mqb:下面
MqC:磁石的中心軸
Mqd:外周面
Mr:磁石
Mra:上面
Mrb:下面
MrC:磁石的中心軸
Mrd:外周面
P:偏置方向
P1:第1嚙合方向
P2:第2嚙合方向
R1:第1變速機構
R2:第2變速機構
SaC:主軸配接器的中心軸
SC:磁石保持器的中心軸
Sp:角度感測器
Sq:角度感測器
Sr:角度感測器
XYZ:直角座標系
圖1係概略顯示本發明實施形態的絕對型編碼器的構成之立體圖。
圖2係概略顯示圖1所示之絕對型編碼器的構成去除了外殼及屏蔽的狀態下之立體圖。
圖3係概略顯示圖2所示之絕對型編碼器的構成去除了基板、連接器及支持板的狀態下之立體圖。
圖4係概略顯示從別的角度觀察圖3所示之絕對型編碼器的構成之狀態的立體圖。
圖5係概略顯示圖3所示之絕對型編碼器的構成去除了馬達的狀態下之立體圖。
圖6係概略顯示圖5所示之絕對型編碼器的構成之平面圖。
圖7係顯示將圖1所示之絕對型編碼器沿與主軸的中心軸平行的面剖切的狀態之剖視圖。
圖8乃一剖視圖,係概略顯示在圖1所示之絕對型編碼器的構成去除了馬達的狀態下,沿通過主軸齒輪的中心軸且與第1中間齒輪的中心軸正交的面剖切的狀態。
圖9乃一分解縱剖視圖,係概略顯示圖8所示之絕對型編碼器的構成中之磁石、主軸齒輪、主軸配接器及馬達的主軸的構成。
圖10係顯示圖8所示的主軸配接器的一端部之放大剖視圖。
圖11乃一剖視圖,係概略顯示在圖6所示之絕對型編碼器的構成中,沿通過第1中間齒輪的中心軸且與XY平面平行的面剖切的狀態。
圖12係顯示從別的角度觀察圖11所示之剖視圖之放大立體圖。
圖13乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖6所示之絕對型編碼器的構成中,沿通過第1中間齒輪的中心軸且與XY平面平行的面剖切的狀態。
圖14乃一分解立體圖,係概略顯示將圖12所示之絕對型編碼器的構成中之基座、第1中間齒輪、第1中間齒輪軸、板彈簧及螺絲分解的狀態。
圖15乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖2所示之絕對型編碼器的構成中,沿通過第1副軸齒輪的中心軸且與第1中間齒輪的中心軸正交的面剖切的狀態。
圖16乃一分解立體圖,係概略顯示將圖15所示之絕對型編碼器的構成中之磁石、磁石保持器、第1副軸齒輪及軸承分解的狀態。
圖17乃一部分剖視圖,係概略顯示在圖2所示之絕對型編碼器的構成中,沿通過第2中間齒輪及第2副軸齒輪的中心軸的面剖切的狀態。
圖18係將圖17所示的第2中間齒輪放大顯示之放大剖視圖。
圖19係將具有圖17所示的第2副軸齒輪的磁石保持器放大顯示之放大剖視圖。
圖20乃一分解立體圖,係概略顯示將圖19所示的磁石保持器分解的狀態。
圖21乃一概略立體圖,係顯示可適用為圖19所示的磁石保持器的磁石之圓筒狀的磁石。
圖22係顯示圖18所示的第2副軸齒輪軸的下側端側的一端部之放大剖視圖。
圖23係顯示在基座的基部的軸支持部有第2副軸齒輪軸壓入的樣子之示意圖。
圖24係顯示在基座的基部的軸支持部有第2副軸齒輪軸壓入的樣子之示意圖。
圖25係用以概略顯示支持絕對型編碼器中的第1中間齒輪軸的主軸側端部之支持突起的一變形例之圖。
圖26係用以概略顯示支持絕對型編碼器中的第1中間齒輪軸的主軸側端部之支持突起的一變形例之圖。
圖27係用以概略顯示支持絕對型編碼器中的第1中間齒輪軸的主軸側端部之支持突起的一變形例之圖。
圖28係從下面側觀察圖2所示的基板之圖。
圖29係概略顯示圖1所示之絕對型編碼器的功能的構成之方塊圖。
1a:主軸
1b:壓入部
11:第1蝸桿部
12:主軸配接器
12a:上端面
13:筒狀部
13a:上端面
14:壓入部
15:磁石保持部
15a:內周面
15b:底面
124:一端部
125:另一端部
126:錐度面部
126a:連接部
127:錐度面部
127a:連接部
128:貫通孔
128a:第1孔部
128b:端部
128c:第2孔部
129:周面
SaC:主軸配接器的中心軸
GC1:主軸齒輪的中心軸
MoC:馬達主軸的中心軸
Mp:磁石
Mpa:上面
Mpb:下面
MpC:磁石的中心軸
Mpd:外周面
Claims (6)
- 一種軸的支持構造,具備: 軸;及 支持構件,具有供前述軸從一端壓入的孔, 前述軸具有前述一端的直徑比周面的直徑還小的錐度面部, 前述錐度面部係在與周面連接的連接部被施以曲面加工。
- 如請求項1之軸的支持構造,其中 前述軸具有從前述一端貫通另一端的貫通孔, 前述貫通孔為,從前述一端側算起在軸線方向上既定長度之區域中的孔徑大於前述另一端側的孔徑。
- 一種磁性檢測裝置,具備: 經磁化的磁石; 磁性感測器,偵測源自於該磁石的磁通; 磁石保持器,保持前述磁石; 軸,將前述磁石以可旋轉的方式支持;及 支持構件,具有供前述軸從一端壓入的孔, 前述軸具有: 壓入部,是從周面的一端算起在軸線方向上既定長度之區域,且被壓入於前述孔;及 前述一端的直徑小於周面的直徑的錐度面部, 前述錐度面部係在與周面連接的連接部被施以曲面加工。
- 如請求項3之磁性檢測裝置,其中 前述軸具有從前述一端貫通到另一端之貫通孔, 前述貫通孔為,從前述一端側算起在軸線方向上既定長度之區域中的孔徑大於前述另一端側的孔徑。
- 如請求項3或4之磁性檢測裝置,其具備: 磁石支持部,將前述磁石支持在前述軸的前端側;及 磁石保持部,從前述軸的前端側覆蓋前述磁石及前述磁石支持部且將前述磁石保持在前述軸的前端側, 前述磁石保持部係由斷裂伸度特性比前述磁石支持部的斷裂伸度特性大的材料所形成,且具有:磁石接合部,與前述磁石的前述軸的前端側的面及外周部相接;及嵌裝部,與前述磁石支持部的外周部嵌裝。
- 一種絕對型編碼器,其具備如請求項3至5中任一項之磁性檢測裝置。
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