TWI425195B - 具有油霧防制結構的編碼裝置 - Google Patents

Description

具有油霧防制結構的編碼裝置

本發明係有關於一種油霧防制結構，尤指一種用於編碼裝置的油霧防制結構。

旋轉編碼裝置(rotation encoder)的主要功能為旋轉角度的量測，廣泛用於自動控制系統中，提供角度位置訊息給系統做控制上的決策，例如在伺服驅動馬達中，馬達負責執行系統發出的位置及速度命令，其鎖附在馬達轉軸上的位置感測裝置便是編碼裝置，伺服馬達的定位精度取決於編碼裝置的解析度高低，旋轉編碼裝置主要分為磁性編碼裝置和光學式編碼裝置兩種。

其中磁性編碼裝置是通過磁力形成脈衝列產生信號；對於塵埃、油霧和水氣等不易受影響；然而感測磁力變化的量測解析度仍較低。光學式編碼裝置是經由平行光線通過玻璃碟片上明暗的刻紋產生0或1的信號，所能辨別量測的解析度較高，但也因此對於油氣、水氣和落塵等污染較為敏感。

習知的光學式旋轉編碼裝置，如第一圖所示，主要包括一編碼主體10a、一對含油軸承20a、一轉軸30a、一旋轉碼盤40a及一光接收器52a，其中編碼主體10a裝設有光發射器12a及副編碼片13a等元件，含油軸承20a則裝設在編碼主體10a的中心孔，轉軸30a穿 接於含油軸承20a內，光接收器52a則對應光發射器12a及副編碼片13a固定在編碼主體10a上；如此，光發射器12a的平行光線經過旋轉碼盤40a及固定不動的副編碼片13a到達光接收器52a，光接收器52a接收到光發射器12a的光源，其強度隨著旋轉碼盤40a位置不同而有不同的強度變化，透過光接收器52a上的訊號變化便可檢知位置訊息。

然而，習知的光學式旋轉編碼裝置，大都使用一至二顆含油軸承20a於編碼裝置中，以增加旋轉碼盤40a旋轉時的順暢穩定；但軸承20a的使用會令其內部的潤滑油因受熱而產生揮發及生成油霧，此等油霧將污染到旋轉碼盤40a及副編碼片13a，或者軸承20a的潤滑油在編碼裝置運轉時噴濺到旋轉碼盤40a或副編碼片13a上，造成光學編碼裝置輸出信號的不良及錯誤。

此外，旋轉編碼裝置現行多是使用直筒狀轉軸30a，再以干涉配合及接著劑黏著固定在軸承20a上；如此受到軸向外力敲擊時，轉軸30a極可能因此而產生位移並令編碼裝置損壞；著實有待加以改善者。

本發明之一目的，在於提供一種具有油霧防制結構的編碼裝置，其係可防止從含油軸承飛濺出的潤滑油噴濺污染旋轉碼盤或副編碼片，進而確保編碼裝置之信號傳輸的穩定。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種具有油霧防制結構的編碼裝置，包括一編碼主體、一含油軸承、一轉軸、一旋轉碼盤、一第二感測元件及一油霧防制結構，該編碼主體包含一圓筒座、 固定在該圓筒座的一第一感測元件及對應該第一感測元件且固定在該圓筒座的一副編碼片；該含油軸承容置固定在該圓筒座內部；該轉軸穿接在該含油軸承且部份凸伸露出其端面外部；該旋轉碼盤固接於該轉軸且彼此連動，且其遮蓋於該副編碼片一側；該第二感測元件對應該第一感測元件及該副編碼片而固定在該圓筒座上，用以感測該第一感測元件的訊號；該油霧防制結構包含形成在該轉軸露出該含油軸承端面處的一遮蓋及從該遮蓋延伸並罩合在該含油軸承外周緣的一環體。

本發明所具有的功效，藉由遮蓋對飛濺出之潤滑油的遮蔽作用，可使此等潤滑油再回流至軸承繼續作潤滑，而延長含油軸承的使用壽命；藉由定位束環及遮蓋對軸承的夾掣作用，以增強轉軸抵抗軸向負荷的能力。

<習知>

10a‧‧‧編碼主體

12a‧‧‧光發射器

13a‧‧‧副編碼片

20a‧‧‧含油軸承

30a‧‧‧轉軸

40a‧‧‧旋轉碼盤

52a‧‧‧光接收器

<本發明>

10‧‧‧編碼主體

11‧‧‧圓筒座

111‧‧‧中心孔

112‧‧‧容置槽

113‧‧‧側槽

114‧‧‧支架

12‧‧‧第一感測元件

13‧‧‧副編碼片

131‧‧‧槽孔

20‧‧‧含油軸承

30‧‧‧轉軸

31‧‧‧螺孔

40‧‧‧旋轉碼盤

41‧‧‧通孔

42‧‧‧弧形槽

50‧‧‧第二感測元件

51‧‧‧板體

52‧‧‧接收器

60‧‧‧油霧防制結構

61‧‧‧遮蓋

611‧‧‧螺桿

62‧‧‧環體

63‧‧‧逃溝

70‧‧‧彈性簧片

80‧‧‧定位束環

第一圖 係習知編碼裝置組合剖視圖。

第二圖 係本發明編碼裝置立體分解圖。

第三圖 係本發明編碼裝置組合示意圖。

第四圖 係第三圖之4-4剖視圖。

第五圖 係本發明編碼裝置使用狀態圖。

第六圖 係本發明編碼裝置另一實施例立體分解圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者 。

請參閱第二至四圖所示，本發明係提供一種具有油霧防制結構的編碼裝置，其主要包括一編碼主體10、一對含油軸承20、一轉軸30、一旋轉碼盤40、一第二感測元件50及一油霧防制結構60。

編碼主體10主要由一圓筒座11、一第一感測元件12及一副編碼片13等元件所組合而成，此圓筒座11具有一中心孔111，在圓筒座11後方端面設有連通中心孔111的一容置槽112(如第四圖所示)，另在圓筒座11的側邊開設有一側槽113，並於圓筒座11背面延伸有複數支架114；本實施例的第一感測元件12為一光發射器，其容置固定在圓筒座11之側槽113內，主要是由一發光體及提供發光體電力的一供電單元(圖未示出)所構成；副編碼片13係可為不銹鋼或玻璃材質所製成，其上開設有多數個槽孔131，此等槽孔131是對應於第一感測元件12的出光範圍配設，並且固定在圓筒座11之側槽113上方。

本實施的含油軸承20為一滾珠軸承，但不以此種型態為限制，其亦可為其他類型的軸承；且可將兩個相同大小的含油軸承20透過緊迫方式壓入圓筒座11的中心孔111中。

本實施的轉軸30與油霧防制結構60為一體成型，在轉軸30後端向外擴張延伸有一圓盤形遮蓋61，在此遮蓋61外周緣處向前側延伸有一圓形環體62，並在遮蓋61及環體62之相接處內側設有一逃溝63(如第四圖所示)，藉以避免裝配時干涉而產生偏斜現象。此轉軸30穿接於前述含油軸承20中心，遮蓋61內側面與含油軸承20端 面相互貼接，環體62的內周面則罩合在含油軸承20的徑向外周緣處。

旋轉碼盤40亦可為不銹鋼或玻璃材質所製成，在其中央處開設有一通孔41，於此通孔41外周圍的盤面上間隔開設有多數個弧形槽42，此旋轉碼盤40係透過一彈性簧片70夾掣固定在遮蓋61的外側端面上，且其凸露出遮蓋61的部份係遮蓋在副編碼片13上方，另此等弧形槽42係對應於前述之副編碼片13的槽孔131及發光體121配設安裝。

本實施例的第二感測元件50為一光接收器，其主要包含一板體51及固定於板體51上的一接收單元52，此板體51係透過螺絲等鎖固元件固定在圓筒座11的支架114上，而接收單元52則對應前述光發射單元12及副編碼片13配設，用以接收第一感測元件12所發出的光訊號。

此外，本發明更包括一定位束環80，此定位束環80套接在前述轉軸30遠離遮蓋61的一端，並將各含油軸承20夾掣在遮蓋61及定位束環80之間；以增強轉軸30抵抗軸向負荷的能力。

請參閱第五圖所示，藉由上述各元件的組合，使用時可將一馬達軸桿(圖未示出)穿入轉軸30之內孔中，並以螺絲予以迫緊連接，當轉軸30高速轉動之後，將令含油軸承20受熱，並使含浸於其內部的潤滑油因熱膨脹及旋轉離心力雙重作用下，而沿著含油軸承20的孔隙處被排出或飛濺出，此等被排出的潤滑油將受到遮蓋61的阻擋及環體62遮蔽作用，而將潤滑油封合在含油軸承20及油霧 防制結構60之間；如此，不僅可使旋轉碼盤40不受到飛濺出的潤滑油噴濺污染，而更確保旋轉碼盤40及副編碼片13信號傳輸的穩定度，還可以藉助潤滑油的回流作用繼續對含油軸承20作潤滑，而延長含油軸承20的使用壽命。

請參閱第六圖所示，係本發明編碼裝置另一實施例立體分解圖，其中轉軸30設有一螺孔31，而油霧防制結構60更包含從遮蓋61中心向外凸伸出的一螺桿611，此螺桿611係與螺孔31相互螺接結合，而轉軸30遠離油霧防制結構60的一端係與前述之定位束環80一體成型；如此，可藉助轉軸30與油霧防制結構60的鎖附扭力或下壓含油軸承20的力量，來組裝轉軸30的相對位置及產生預壓含油軸承20之內圈，更能有效地避免不當施力而損傷軸承20、及克服軸承20轉動不順或產生額外的摩擦熱問題。

綜上所述，本發明之具有油霧防制結構的編碼裝置確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10‧‧‧編碼主體

11‧‧‧圓筒座

111‧‧‧中心孔

112‧‧‧容置槽

114‧‧‧支架

12‧‧‧第一感測元件

13‧‧‧副編碼片

131‧‧‧槽孔

20‧‧‧含油軸承

30‧‧‧轉軸

40‧‧‧旋轉碼盤

41‧‧‧通孔

42‧‧‧弧形槽

50‧‧‧第二感測元件

51‧‧‧板體

52‧‧‧接收器

60‧‧‧油霧防制結構

61‧‧‧遮蓋

62‧‧‧環體

63‧‧‧逃溝

70‧‧‧彈性簧片

80‧‧‧定位束環

Claims (11)

1. 一種具有油霧防制結構的編碼裝置，包括：一編碼主體，包含一圓筒座、固定在該圓筒座的一第一感測元件及對應該第一感測元件且固定在該圓筒座的一副編碼片；一含油軸承，容置固定在該圓筒座內部；一轉軸，穿接在該含油軸承且部份凸伸露出其端面外部；一旋轉碼盤，固接於該轉軸且彼此連動，該旋轉碼盤遮蓋於該副編碼片一側；一第二感測元件，對應該第一感測元件及該副編碼片固定在該圓筒座上，用以感測該第一感測元件的訊號；以及一油霧防制結構，包含形成在該轉軸露出該含油軸承端面處的一遮蓋及從該遮蓋延伸並罩合在該含油軸承外周緣的一環體；其中該遮蓋係自該轉軸的周緣朝徑向擴張延伸，該環體則朝向該含油軸承的方向延伸。
2. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該圓筒座具有一中心孔及設有連通該中心孔的一容置槽，該容置槽係供該油霧防制結構的該環體容設。
3. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該第一感測元件為一光發射器，該第二感測元件為對應該光發射器作光訊號接收的一光接收器。
4. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該副編碼片為不銹鋼或玻璃材質所製成。
5. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該轉軸及該油霧防制結構係為一體成型。
6. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該旋轉碼盤為不銹鋼或玻璃材質所製成。
7. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該遮蓋及該環體之相接處內側設有一逃溝。
8. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其更包括一彈性簧片，該彈性簧片夾掣固定在該遮蓋的端面上。
9. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其更包括一定位束環，該定位束環套接在該轉軸遠離該遮蓋的一端，並將該含油軸承夾掣在該遮蓋及該定位束環之間。
10. 如請求項第1項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其更包括一定位束環，該定位束環與該轉軸一體成型，並將該含油軸承夾掣在該遮蓋及該定位束環之間。
11. 如請求項第10項所述之具有油霧防制結構的編碼裝置，其中該轉軸設有一螺孔，該油霧防制結構更包含從該遮蓋凸伸出的一螺桿，該螺桿係與該螺孔相互螺接結合。