编码器及电动机的制作方法

本发明涉及对轴的旋转角进行检测的编码器及具有该编码器的电动机。

背景技术：

通常的电动机用的编码器设置有用于防止外部异物向检测部侵入的保护罩。保护罩通常通过螺钉而相对于编码器托架进行固定，但特别是在要求防水防尘性能的情况下，在编码器托架及保护罩各自的平坦部将橡胶制o型密封圈这样的密封部件压缩，将罩内密闭而实现了防水防尘性能的强化。

另外，对于在旋转角的检测时使用磁铁的电动机用的编码器，为了另外防止由外部磁场引起的误工作，设置有由软磁体构成的磁场屏蔽罩。

在专利文献1中公开了具有兼顾保护罩和磁场屏蔽罩的软磁体的罩的编码器。

专利文献1：日本特开平7－035572号公报

技术实现要素：

但是，专利文献1所公开的编码器，没有实现通过将o型密封圈压缩这一方法所形成的密闭，不具有防水防尘性。专利文献1所公开的发明是软磁体的罩的内筒面和托架的外周面接触的构造，因此软磁体罩和托架是通过弯曲面而彼此接触。因此，在专利文献1所公开的编码器中使用软磁体的罩将o型密封圈压缩的情况下，需要将o型密封圈在弯曲面彼此之间进行压缩。在将o型密封圈在弯曲面彼此之间进行压缩的情况下，需要提高将罩的o型密封圈进行压缩的部分的加工精度，但在制造成本低的冲压加工中加工精度不足，难以在由国际电气标准会议规定的针对异物侵入的保护等级中得到大于或等于ip65的防水防尘性能。如果通过切削加工而制造罩，则能够提高将罩的o型密封圈进行压缩的部分的加工精度，但制造成本高涨。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到具有磁场屏蔽性及防水防尘性、抑制制造成本的高涨的编码器。

为了解决上述的课题，达到目的，本发明具有：磁铁，其能够旋转地被支撑；控制基板，其具有对磁铁所产生的磁场进行检测而输出信号的磁场检测部及基于磁场检测部的输出对磁铁的旋转进行检测的运算部；磁场屏蔽罩，其由软磁体构成；基座部，其对磁场屏蔽罩进行固定；保护罩，其在磁场屏蔽罩和基座部之间被夹持而固定，将磁铁及控制基板覆盖而防止异物侵入；以及密封部件，其被夹持在保护罩和基座部之间。磁场屏蔽罩将磁铁、控制基板及保护罩覆盖。密封部件在基座部和保护罩之间被压缩。

发明的效果

根据本发明，具有下述效果，即，得到具有磁场屏蔽性及防水防尘性、抑制制造成本的高涨的编码器。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的编码器的剖视图。

图2是实施方式1所涉及的编码器的分解斜视图。

图3是表示实施方式1所涉及的编码器的变形例的图。

图4是本发明的实施方式2所涉及的编码器的剖视图。

图5是表示实施方式2所涉及的编码器的第1变形例的图。

图6是表示实施方式2所涉及的编码器的第2变形例的图。

图7是本发明的实施方式3所涉及的编码器的剖视图。

图8是本发明的实施方式4所涉及的编码器的剖视图。

图9是本发明的实施方式5所涉及的电动机的剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的编码器及电动机详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1所涉及的编码器的剖视图。图2是实施方式1所涉及的编码器的分解斜视图。实施方式1所涉及的编码器具有：磁铁1，其固定于编码器轴13，能够旋转地被支撑；控制基板8，其具有对磁场进行检测而输出信号的磁场检测部2a、和基于磁场检测部2a的输出对磁铁1的旋转进行检测的运算部2b；树脂制的保护罩3，其防止外部异物向设置有磁铁1的部分的侵入；磁场屏蔽罩4，其由软磁体构成；编码器托架5，其是对磁场屏蔽罩4进行固定的基座部；以及密封部件6。

实施方式1所涉及的编码器21为磁式。在能够旋转地支撑于编码器托架5的编码器轴13粘接固定有磁铁1，磁场检测部2a的输出与由磁铁1形成的磁场的朝向和强度相应地变化。通过基于磁场检测部2a的输出而进行运算处理，从而运算部2b能够对磁铁1的旋转角度进行检测。在编码器轴13经由轴接头16而连结电动机轴，如果通过电动机的驱动而电动机轴旋转，则编码器轴13和磁铁1一起旋转。

在设置于编码器托架5的槽的平坦的底面设置有密封部件6，保护罩3的周缘部的平坦的部分与密封部件6相接。保护罩3设置于由软磁体构成的磁场屏蔽罩4和编码器托架5之间。磁场屏蔽罩4和保护罩3一起通过螺钉14固定于编码器托架5。在螺钉14固定后，在保护罩3的平坦的部分和编码器托架5的槽的平坦的底面之间压缩有密封部件6，能够得到高的防尘防水效果。此外，在这里的平坦是指宏观上的平面，存在微观上的凹凸的情况也包含于平坦。密封部件6压缩于平坦的面彼此之间，因此无需将保护罩3及编码器托架5高精度地加工，不会成为制造成本高涨的原因。在密封部件6使用由丁腈橡胶或硅橡胶构成的o型密封圈。

保护罩3通过将包含碳纤维或玻璃纤维这样的强度加强用填充剂的合成树脂进行注塑成型，从而能够低成本地制作。在将注塑成型的树脂的流口设置于保护罩3的表面的情况下，流口的痕迹即浇口部31从保护罩3的表面凸出。如图2所示，避免磁场屏蔽罩4和保护罩3的浇口部31之间的干涉，因此在磁场屏蔽罩4形成有孔41。此外，为了避免保护罩3的浇口部31之间的干涉，也可以在磁场屏蔽罩4形成切口。

磁场屏蔽罩4也能够使用磁场屏蔽效果高的被称为坡莫合金的镍－铁合金，磁场屏蔽效果比镍－铁合金差，但也能够使用比镍－铁合金低价的一般构造用轧制钢材或冷轧轧制钢板。

另外，在保护罩3安装连接器32，该连接器32具有用于向控制基板8供给电力及将控制基板8和伺服放大器的通信用引线从保护罩3的内部向外部导出的气密功能。在磁场屏蔽罩4设置有切口42，以使得不与保护罩3的配置有一部分凸出的连接器32的部分发生干涉。此外，也可以为了避免与保护罩3的配置有连接器32的部分这一凸出部之间的干涉而在磁场屏蔽罩4形成孔。

实施方式1所涉及的编码器21将磁场屏蔽罩4通过螺钉14而固定于编码器托架5，因此即使在严酷的振动、冲击及温度变化环境中也不会损害磁场屏蔽功能。在磁场屏蔽罩4的固定时能够使用公称直径大的螺钉14，因此能够抑制由对磁场屏蔽罩4进行固定的力不足而引起的防尘防水性能的降低。实施方式1所涉及的编码器21在平坦的面彼此之间压缩有密封部件6，因此无需将保护罩3及编码器托架5高精度地加工，就能够具有磁场屏蔽性及防水防尘性，将制造成本抑制得较低。

图3是表示实施方式1所涉及的编码器的变形例的图。在编码器托架5设置有钩部43，磁场屏蔽罩4及保护罩3卡合于钩部43。在与设置有钩部43侧的相反侧，磁场屏蔽罩4与保护罩3一起通过螺钉14而固定于编码器托架5。在编码器托架5设置钩部43，使磁场屏蔽罩4及保护罩3卡合，由此能够削减螺钉紧固的工时，简化组装作业。

实施方式2.

图4是本发明的实施方式2所涉及的编码器的剖视图。实施方式2所涉及的编码器22配置为在编码器托架5的端面设置有密封部件6，保护罩3的平坦的部分与密封部件6相接。保护罩3设置于由软磁体构成的磁场屏蔽罩4和编码器托架5之间。磁场屏蔽罩4和编码器托架5具有能够在轴向滑动的间隙，在与轴向垂直的方向通过螺钉15进行固定。螺钉15在编码器托架5的侧面将磁场屏蔽罩4螺钉紧固。在螺钉15的固定后，在保护罩3的平坦的部分和编码器托架5的平坦的端面之间压缩有密封部件6，能够在由国际电气标准会议规定的针对异物侵入的保护等级中得到大于或等于ip65的防尘防水效果。密封部件6在平坦的面彼此之间进行压缩，因此无需将保护罩3及编码器托架5高精度地加工，不会成为制造成本高涨的原因。

密封部件6采用将丁腈橡胶或硅橡胶加工为平坦的部件。在保护罩3的材料中使用包含碳纤维或玻璃纤维这样的强度加强用填充剂的合成树脂。编码器托架5的材质通常为铝合金这样的金属，但也能够应用包含碳纤维或玻璃纤维这样的强度加强用填充剂的合成树脂。另外，编码器托架5也能够通过嵌入成型将金属和合成树脂一体化而进行制作。

实施方式2所涉及的编码器22，在编码器托架5的平坦的端面和树脂制的保护罩3的平坦的面之间将密封部件6进行压缩，因此能够低价地得到在由国际电气标准会议规定的针对异物侵入的保护等级中的大于或等于ip65的防水防尘性能。另外，实施方式2所涉及的编码器22在磁场屏蔽罩4和编码器托架5之间夹入保护罩3而固定，因此无需将用于安装保护罩3的内螺纹形成于编码器托架5的端面，能够实现小型化。

图5是表示实施方式2所涉及的编码器的第1变形例的图。可以使在磁场屏蔽罩4设置的凸部44和在编码器托架5设置的凹部51卡合，将凸部44和凹部51的卡合部分的相反侧的缘通过螺钉15进行固定。通过在磁场屏蔽罩4及编码器托架5设置卡合部，从而能够削减螺钉紧固的工时，简化组装作业。

图6是表示实施方式2所涉及的编码器的第2变形例的图。可以在磁场屏蔽罩4设置卡扣凸部45，在编码器托架5设置卡扣凹部52，将磁场屏蔽罩4和编码器托架5通过卡扣进行固定。将磁场屏蔽罩4及编码器托架5通过卡扣进行固定，由此不需要螺钉紧固作业，能够简化组装作业。

实施方式3.

图7是本发明的实施方式3所涉及的编码器的剖视图。实施方式3所涉及的编码器23是磁场屏蔽罩4延伸至编码器托架5的侧面为止。在磁场屏蔽罩4的内侧面的下部形成有内螺纹46。另外，在编码器托架5的侧面的上部形成有外螺纹53。实施方式3所涉及的编码器23的磁场屏蔽罩4为螺纹盖式，将磁场屏蔽罩4覆盖于编码器托架5而旋转，由此将外螺纹53和内螺纹46紧固。除此以外，与实施方式1所涉及的编码器21相同。

实施方式3所涉及的编码器23将磁场屏蔽罩4覆盖于编码器托架5而旋转，从而将外螺纹53和内螺纹46紧固，由此密封部件6被压缩，因此能够得到防尘防水效果。密封部件6在弯曲面彼此之间不被压缩，因此无需将保护罩3及编码器托架5高精度地加工，不会成为制造成本高涨的原因。

实施方式4.

图8是本发明的实施方式4所涉及的编码器的剖视图。实施方式4所涉及的编码器24为光学式。在实施方式4所涉及的编码器24中，磁场检测部2a是得到巴克豪森效应的复合磁线。如果磁场的朝向与磁铁1的旋转角度相应地变化，则通过巴克豪森效应从复合磁线输出发电脉冲。对由磁场检测部2a输出的发电脉冲进行运算，由此运算部2b能够对与磁铁1一起旋转的编码器轴13的旋转方向及旋转次数进行检测。在控制基板8设置有发光元件9及受光元件10。在磁铁1通过粘接而固定了设置有光学图案的金属薄板7。从发光元件9发出的光由金属薄板7反射，射入至受光元件10。运算部2b基于受光元件10的输出而进行运算处理，由此对磁铁1的旋转角度进行检测。

在实施方式4中，磁场屏蔽罩4还覆盖保护罩3的周缘部，防止磁场从保护罩3的周缘部侵入。

实施方式4所涉及的编码器24在光学式的方面与实施方式1所涉及的编码器21存在差异，但与实施方式1所涉及的编码器21同样地具有防水防尘性，能够抑制制造成本的高涨。

实施方式5.

图9是本发明的实施方式5所涉及的电动机的剖视图。实施方式5所涉及的电动机90是具有对电动机轴94进行旋转驱动的驱动部91和编码器部92的编码器一体型。编码器部92的构造与实施方式1所涉及的编码器21相同。但是，编码器部92不具有编码器托架5，磁场屏蔽罩4固定于电动机托架93。即，在实施方式5中，对磁场屏蔽罩4进行固定的基座部为电动机托架93。另外，磁铁1粘接固定于电动机轴94。

实施方式5所涉及的电动机90不使制造成本高涨，就能够实现编码器部92的防水防尘性。

此外，在上述的说明中，电动机90具有与实施方式1所涉及的编码器21相同构造的编码器部92，但也可以具有与实施方式2、实施方式3或实施方式4所涉及的编码器22、23、24相同的编码器部92。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1磁铁，2a磁场检测部，2b运算部，3保护罩，4磁场屏蔽罩，5编码器托架，6密封部件，7金属薄板，8控制基板，9发光元件，10受光元件，13编码器轴，14、15螺钉，16轴接头，21、22、23、24编码器，31浇口部，32连接器，41孔，42切口，43钩部，44凸部，45卡扣凸部，46内螺纹，51凹部，52卡扣凹部，53外螺纹，90电动机，91驱动部，92编码器部，93电动机托架，94电动机轴。