磁传感器以及电动机的制作方法

本发明涉及检测电动机的转速或旋转角度的磁传感器、以及包括该磁传感器的电动机。

背景技术：

在应用于机床、工业用机器人等的电动机中，存在有一种为了检测电动机的转速或旋转角度而内置有磁传感器的电动机。

图8A是表示以往的内置于电动机的磁传感器的结构的立体图，图8B是从图8A的箭头A方向观察到的磁传感器的图。

图8A所示的以往的磁传感器100包括：传感器齿轮102，其安装于电动机的转子101；检测部103，其将以规定间隔依次设于传感器齿轮102的外周部的多个齿部102a的各自的有无作为信号进行检测；传感器保持构件104，其保持检测部103；传感器安装台105，其供传感器保持构件104安装；以及螺纹件106，其将传感器保持构件104安装于传感器安装台105。特别是，如图8B所示，在将传感器保持构件104安装于传感器安装台105时，传感器保持构件104上的检测部103成为与传感器齿轮102的外周部彼此相对配置。

另外，检测部103包括霍尔元件103a，该霍尔元件103a的输出电压根据磁场的变化而变化。传感器齿轮102由磁性材料形成，因此，在与霍尔元件103a相对的位置有传感器齿轮102的齿部102a和无传感器齿轮102的齿部102a的情况下，相对于霍尔元件103a的磁场发生变化。因此，在传感器齿轮102的多个齿部102a中的一个齿部102a与检测部103的霍尔元件103a相对配置时，检测部103的霍尔元件103a输出存在齿部102a的指示的脉冲信号、即检测信号。另外，在传感器齿轮102随着转子101的旋转而旋转时，由于传感器齿轮102的多个齿部102a以横跨检测部103的前方的方式移动，因此，周期性地输出来自检测部103的检测信号。并且，这样的以往的磁传感器100根据齿部102a的检测信号的频率检测转子101的转速。

另外，传感器齿轮102与检测部103之间的间隔越短则检测部103输出的检测信号越大，传感器齿轮102与检测部103之间的间隔越长则检测部103输出的检测信号越小。因而，为了检测部103能够可靠地判断传感器齿轮102的齿部102a的有无，需要对传感器齿轮102与检测部103之间的间隔进行微细的调整。

然而，在如上所述地调整传感器齿轮102与检测部103之间的间隔时，以往，熟练者在利用螺纹件将传感器保持构件104暂时固定于传感器安装台105之后，按压或敲击检测部103从而微细地调整间隔。另外，熟练者一边观察来自检测部103的检测信号的波形一边调整间隔，因此，在间隔调整过程中需要使传感器齿轮102旋转。

在这样的按压或敲击检测部103的间隔调整方法的情况下，难以预测检测部103的移动量。因此，不仅是不熟练者，即使是熟练者也存在在间隔调整上花费时间这样的问题。另外，即使是熟练者，也可能使检测部103与旋转中的传感器齿轮102相接触而导致传感器齿轮102、检测部103破损。

另一方面，为了防止上述这样的在间隔调整时的检测部103的破损，提案有日本特开昭62-180215号公报所公开的这样的方法。即，日本特开昭62-180215号公报公开了这样一种方法：利用在使检测体和磁鼓彼此离开的方向上延伸的间隔调整螺纹件，使检测体基座和编码器基座彼此卡合，利用间隔调整螺纹件的拧紧拧松使检测体基座移动，从而调整检测体与磁鼓之间的间隔。

然而，在日本特开昭62-180215号公报所公开的方法中，还实施了进一步利用角度调整螺纹件调整使检测体倾斜的轴的操作。而且，在调整了检测体与磁鼓之间的间隔、使检测体倾斜的轴之后，利用粘接剂分别固定了间隔调整螺纹件和角度调整螺纹件。因此，需要分别利用不同的螺纹件调整检测体与磁鼓之间的间隔、使检测体倾斜的轴，并且，还要花费使用粘接剂的工夫。其结果，可预想到在间隔调整上要花费较多的时间。

技术实现要素：

本发明提供能够在短时间内调整传感器齿轮与检测部之间的间隔的磁传感器及包括该磁传感器的电动机。

本发明的第一技术方案提供一种磁传感器，其中，

该磁传感器包括：传感器齿轮，其安装于电动机的转子；检测部，其用于将以规定的间隔设于传感器齿轮的外周部的多个齿部的有无作为信号输出；传感器保持构件，其保持检测部；传感器安装台，其供传感器保持构件安装；以及螺纹件，其将传感器保持构件安装于传感器安装台，

安装于传感器安装台的传感器保持构件上的检测部与传感器齿轮的外周部彼此空开规定间隔地相对配置，

传感器保持构件具有保持检测部的保持体、和利用螺纹件紧固于传感器安装台的被紧固部，

被紧固部一体地设于保持体的、朝向与传感器齿轮侧相反侧的那一侧，

传感器保持构件中的至少被紧固部由弹性模量低于传感器安装台和螺纹件的弹性模量的材料形成。

根据上述第一技术方案的磁传感器，本发明的第二技术方案提供一种磁传感器，其中，

被紧固部由平板形状构成。

根据上述第一技术方案的磁传感器，本发明的第三技术方案提供一种磁传感器，其中，

被紧固部的供螺纹件的头部接触的一面成为倾斜面，

倾斜面以被紧固部的厚度随着被紧固部向自保持体的一侧离开的方向延伸而变薄的方式形成。

根据上述第一技术方案～第三技术方案中的任一项所述的磁传感器，本发明的第四技术方案提供一种磁传感器，其中，

以检测部位于与两个螺纹件之间的中间点相对应的位置的方式在被紧固部配置有两个螺纹件。

本发明的第五技术方案提供一种电动机，其中，

该电动机包括上述第一技术方案～第四技术方案中的任一项所述的磁传感器。

通过利用螺纹件拧紧或拧松被紧固部而使被紧固部弹性变形，从而能够使与被紧固部设为一体的保持体移动。由于能够在与该间隔的调整结束的同时利用螺纹件固定传感器保持构件，因此，不会花费利用粘接剂固定传感器保持构件的工夫，能够容易地且在短时间内调整传感器齿轮与检测部之间的间隔。

根据附图所示的本发明的典型性的实施方式的详细说明，能够使本发明的这些目的、特征、优点以及其他的目的、特征、优点更加明确。

附图说明

图1是表示内置有第一实施方式的磁传感器的电动机的图。

图2是表示图1所示的电动机的磁传感器的结构的立体图。

图3A是从图2的箭头A方向观察到的磁传感器的图。

图3B是表示从图3A所示的状态开始将螺纹件进一步拧紧时的传感器保持构件的状态的图。

图4是表示检测部的角度调整的情况的图，是示意性地表示图2所示的检测部及其周围的结构的俯视图。

图5是表示第二实施方式的电动机的磁传感器的结构的立体图。

图6A是从图5的箭头A方向观察到的磁传感器的图。

图6B是表示从图6A所示的状态开始将螺纹件进一步拧紧时的传感器保持构件的状态的图。

图7是图6B所示的螺纹件以及其周围部的放大图。

图8A是表示以往的内置于电动机的磁传感器的结构的立体图。

图8B是从图8A的箭头A方向观察到的磁传感器的图。

具体实施方式

接着，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对相同构件标注相同的参照附图标记。而且，在不同的附图中标注了相同的参照附图标记的构件是指具有相同功能的构成要素。另外，为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。

(第一实施方式)

图1是表示内置有第一实施方式的磁传感器的电动机的图。图2是表示图1所示的电动机的磁传感器的结构的立体图。

如图1和图2所示，第一实施方式的磁传感器10A包括：传感器齿轮12，其安装于电动机1例如伺服马达的转子11；检测部13，其用于将以规定的间隔依次设于传感器齿轮12的外周部的多个齿部12a的有无作为信号进行检测；传感器保持构件14，其保持检测部13；传感器安装台15，其供传感器保持构件14安装；以及螺纹件16，其将传感器保持构件14安装于传感器安装台15。特别是，如图2所示，在将传感器保持构件14安装于传感器安装台15时，使传感器保持构件14上的检测部13与设有齿部12a的传感器齿轮12的外周部彼此相对配置。

另外，检测部13包括霍尔元件13a，该霍尔元件13a的输出电压根据磁场的变化而变化。由于传感器齿轮12由磁性材料形成，因此，在与霍尔元件13a相对的位置有传感器齿轮12的齿部12a和无传感器齿轮12的齿部12a时，相对于霍尔元件13a的磁场发生变化。因此，在传感器齿轮12的多个齿部12a中的一个齿部12a与检测部13的霍尔元件13a相对配置时，检测部13的霍尔元件13a输出存在齿部12a的指示的脉冲信号、即检测信号。另外，由于传感器齿轮12的多个齿部12a因传感器齿轮12的旋转而以横跨检测部13的前方的方式移动，因此，周期性地输出来自检测部13的检测信号。因此，磁传感器10A能够根据来自检测部13的检测信号的频率检测转子11的转速。也就是说，磁传感器10A作为旋转编码器使用。另外，代替上述霍尔元件13a，还可以使用磁阻效应元件。

另外，在第一实施方式的磁传感器10A中，与图8A所示的以往的磁传感器100相比较，传感器保持构件14的形状不同。即，如图2所示，传感器保持构件14具有保持检测部13的保持体14a、和被螺纹件16紧固于传感器安装台15的被紧固部14b。而且，被紧固部14b一体地设于保持体14a的、朝向与传感器齿轮12侧相反侧的那一侧14a1。更具体而言，保持体14a具有长方体形状，被紧固部14b具有比保持体14a薄的平板形状。而且，穿过保持体14a和被紧固部14b这两者的横截面形状成为L字形状。

另外，在本实施方式中，在形成于保持体14a的凹部容纳检测部13的一部分，利用粘接剂将检测部13牢固地固定于保持体14a。但是，在本发明中，检测部13的固定方法没有限定。另外，保持体14a的形状也不限定于图2所示的长方体形状，只要能够牢固地保持检测部13，就可以是任何形状。被紧固部14b的形状也不限定于图2所示的平板形状。但是，在图2中，示出了被两个螺纹件16紧固于传感器安装台15的一个被紧固部14b，在本发明中，还可以针对每个螺纹件16分别设置一个被紧固部14b。

另外，在本申请中，传感器保持构件14由弹性模量低于传感器安装台15和螺纹件16的弹性模量的材料形成。例如，在螺纹件16的材料使用通常结构用轧制钢材(SS400)、传感器安装台15的材料使用铝压铸材料(ADC12)的情况下，传感器保持构件14的材料使用镁合金、环氧树脂等。另外，在螺纹件16的材料使用通常结构用轧制钢材(SS400)、传感器安装台15的材料使用不锈钢材料(SUS)的情况下，传感器保持构件14的材料使用铝合金。

另外，传感器保持构件14的保持体14a和被紧固部14b可以使用相同的材料，或者，也可以使用彼此不同的材料。但是，在使用彼此不同的材料的情况下，本发明的被紧固部14b需要使用弹性模量低于传感器安装台15和螺纹件16的弹性模量的材料。

根据具有以上所说明的那样的形状和材质的磁传感器10A，利用螺纹件16的拧紧拧松，能够微细地调整传感器齿轮12与检测部13之间的间隔。以下，根据图3A和图3B具体说明这样微细地调整间隔的本发明技术方案的原理。

图3A是从图2的箭头A方向观察到的磁传感器的图。在图3A中，将传感器保持构件14的被紧固部14b的厚度设定为T，将被紧固部14b在自保持体14a的一侧14a1离开的方向上的长度设定为L，将传感器齿轮12与检测部13之间的间隔设定为G。另外，图3B是表示从图3A所示的状态开始将螺纹件16进一步拧紧时的传感器保持构件14的状态的图。

在图3A所示的传感器保持构件14中，在拧紧螺纹件16时，在螺纹件16的轴力(拧紧力)的作用下，螺纹件16的头部沿着螺纹件16的轴线方向按压被紧固部14b，被紧固部14b弹性变形。即，被紧固部14b的厚度T变薄为如图3B所示的厚度T’。另外，被紧固部14b的长度L在水平方向上伸展为如图3B所示的长度L’。由此，保持有检测部13的保持体14a朝向传感器齿轮12移动，传感器齿轮12与检测部13之间的间隔G变短为如图3B所示的间隔G’。这样的间隔G的变化通过至少被紧固部14b由弹性模量低于传感器安装台15以及螺纹件16的各材料的弹性模量的材料形成来达成。也就是说，在本发明中，根据被紧固部14b的弹性位移调整间隔G。另外，由于本发明利用了弹性位移，因此，能够微细地调整间隔G。

另外，在间隔G的调整过程中使传感器齿轮12旋转，组装作业人员一边监视来自检测部13的检测信号的波形一边调整间隔。然后，组装作业人员选定检测部13能够可靠地判断传感器齿轮12的齿部12a的有无的最佳的间隔G。另外，在间隔G变得过短的情况下，拧松螺纹件16即可。也就是说，在逐渐拧松螺纹件16时，在被紧固部14b的弹性的作用下，被紧固部14b的厚度T和长度L、以及间隔G恢复到螺纹件拧紧前的尺寸。

另外，在如本实施方式这样地利用两个螺纹件16将被紧固部14b紧固于传感器安装台15的情况下，一边拧紧各螺纹件16一边调整间隔G即可。当然，螺纹件16的个数并不限定于两个，只要如上所述地能够一边调整间隔G一边固定传感器保持构件14，则至少具有一个螺纹件即可。

但是，如图2所示，在以检测部13位于与两个螺纹件16的中间点相对应的位置的方式分别配置了两个螺纹件16的情况下，不仅能够调整间隔G，还能够调整检测部13的角度。关于该效果，以下使用图4详细说明。

图4是表示检测部13的角度调整的情况的图，是示意性地表示图2所示的检测部13及其周围的结构的俯视图。如上所述，根据螺纹件16的拧紧力(轴力)微细地调整传感器齿轮12与检测部13之间的间隔G。因此，在将图4所示的两个螺纹件16a、16b中的一侧的螺纹件16a比另一侧的螺纹件16b更牢固地拧紧时，被紧固部14b的安装有一侧的螺纹件16a的部位比被紧固部14b的安装有另一侧的螺纹件16b的部位更长地伸展。其结果，检测部13与传感器保持构件14的保持体14a一起如图4中由点划线所示的那样，相对于基准面O以微小的角度α倾斜。而且，这样的检测部13的角度α通过拧紧或拧松螺纹件16a而与间隔G一起被调整。另外，为了使检测部13良好地倾斜，优选将两个螺纹件16a、16b之间的距离尽可能地设定得较长。

另外，在将图4所示的两个螺纹件16a、16b中的另一侧的螺纹件16b比一侧的螺纹件16b更牢固地拧紧的情况下，被紧固部14b的安装有另一侧的螺纹件16b的部位在水平方向上伸展，使检测部13相对于基准面O向与角度α相反的一侧倾斜。

如上所述，根据本实施方式，能够仅利用螺纹件16的拧紧高效地调整传感器齿轮12与检测部13之间的间隔G，并且，在结束间隔G的调整的同时，传感器保持构件14被螺纹件16固定。也就是说，根据本实施方式，能够在短时间内进行间隔G的调整。另外，由于根据螺纹件16的轴力微细地调整间隔G，因此，容易预测检测部13的移动量。因此，能够防止在间隔G的调整过程中检测部13与传感器齿轮12相接触而导致检测部13或传感器齿轮12破损这样的问题。

另外，在本实施方式中，通过使用两个螺纹件16来固定传感器保持构件14的被紧固部14b，而且，以检测部13位于与两个螺纹件16的中间点相对应的位置的方式将两个螺纹件16分别配置于被紧固部14b，从而能够调整检测部13相对于传感器齿轮12的分离距离以及角度。

另外，在本实施方式中，由于能够仅利用螺纹件16的拧紧来调整传感器齿轮12与检测部13之间的间隔G、检测部13的角度，因此，还容易利用螺纹件紧固装置、机器人等使该调整作业自动化。

(第二实施方式)

接着，说明本发明的第二实施方式。但是，以下主要说明与上述的第一实施方式不同的方面，对与上述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记而省略其说明。

图5是表示第二实施方式的电动机的磁传感器的结构的立体图。另外，图6A是从图5的箭头A方向观察到的磁传感器的图，图6B是表示从图6A所示的状态开始将螺纹件进一步拧紧时的传感器保持构件的状态的图。

如图5所示，在第二实施方式的磁传感器10B中，与图2所示的第一实施方式的磁传感器10A相比较，传感器保持构件14的被紧固部14b的形状不同。即，从图5和图6A可知，螺纹件16的头部所接触的被紧固部14b的上表面成为相对于被紧固部14b的底面倾斜的倾斜面14b1。更具体而言，倾斜面14b1由大致长方形的面构成。而且，如图5所示，被紧固部14b以倾斜面14b1的两个长边中的一侧的长边14b2连接于保持体14a的一侧14a1的方式与保持体14a设为一体。另外，倾斜面14b1的一侧的长边14b2位于比倾斜面14b1的另一侧的长边14b3高的位置。换言之，被紧固部14b的倾斜面14b1以被紧固部14b的厚度随着被紧固部14b向自保持体14a的一侧14a1离开的方向延伸而逐渐减小的方式倾斜。

另外，在第二实施方式中也同样，至少被紧固部14b由弹性模量低于传感器安装台15和螺纹件16的弹性模量的材料形成。

根据这样的第二实施方式，通过将倾斜面14b1应用于被紧固部14b的上表面，能够提高利用螺纹件16调整传感器齿轮12与检测部13之间的间隔时的响应性。

以下，根据图6A、图6B以及图7具体说明能够这样提高间隔调整的响应性的本发明技术方案的原理。图7是图6B所示的螺纹件16及其周围部的放大图。另外，在图6A中，将传感器保持构件14的被紧固部14b的最大厚度设定为T，将被紧固部14b在自保持体14a的一侧14a1离开的方向上的长度设定为L，将传感器齿轮12与检测部13之间的间隔设定为G。

在图6A所示的传感器保持构件14中，在拧紧螺纹件16时，在螺纹件16的轴力(拧紧力)的作用下，螺纹件16的头部沿着螺纹件16的轴线方向按压被紧固部14b。在该按压时，由于螺纹件16的轴力作用于被紧固部14b的倾斜面14b1，因此，如图7所示那样的螺纹件16的轴力的分力(参照图中的箭头Fa)以将被紧固部14b朝向保持体14a推出的方式作用。在这样的螺纹件16的轴力和其分力的作用下，被紧固部14b的厚度T变薄为如图6B所示的厚度T’。另外，被紧固部14b的长度L在水平方向上主要向朝向保持体14a的方向伸展为如图6B所示的长度L’。由此，保持有检测部13的保持体14a朝向传感器齿轮12移动，传感器齿轮12与检测部13之间的间隔G变短为如图6B所示的间隔G’。

如上所述，根据第二实施方式，在拧紧了螺纹件16时，在螺纹件16的轴力的分力的作用下，能够使被紧固部14b的长度L主要向朝向保持体14a的方向伸展。也就是说，相比于上述的第一实施方式，在以规定量拧紧了螺纹件16时的轴力的作用下，保持体14a朝向传感器齿轮12移动的量增加。由此，相比于第一实施方式，第二实施方式的磁传感器10B能够提高根据螺纹件16的拧紧调整间隔G时的响应性。

另外，在第二实施方式中，螺纹件16的个数也不限定于两个，如上所述，只要能够一边调整间隔G一边固定传感器保持构件14，则至少具有一个螺纹件16即可。另外，第二实施方式的被紧固部14b也可以针对各螺纹件16分别设置一个。

另外，在第二实施方式中，也优选的是，如图5所示，以检测部13位于与两个螺纹件16之间的中间点相对应的位置的方式将两个螺纹件16配置于被紧固部14b。该情况下，如上述的第一实施方式中所说明的那样，不仅能够调整间隔G还能够调整检测部13的角度。

以上，以搭载于电动机的磁传感器为例说明了本发明，但本发明的磁传感器的应用对象并不限定于电动机。另外，以调整磁传感器中的传感器齿轮与检测部之间的间隔的结构为例说明了本发明，但本发明的思想并不限定于磁传感器中的间隔调整，而能够应用于需要微细地调整间隔的全部物体。

另外，以上列示了典型性的实施方式，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的思想的范围内，能够将上述的实施方式变更为各种形状、结构、材料等。

发明的效果

采用本发明的第一技术方案、第二技术方案以及第五技术方案，使用弹性模量低于传感器安装台和螺纹件的弹性模量的构件作为传感器保持构件中的被紧固部。因此，通过利用螺纹件拧紧或拧松被紧固部而使被紧固部弹性变形，从而能够使与被紧固部设为一体的保持体移动。由此，能够调整传感器齿轮与检测部之间的间隔。另外，由于能够在与该间隔的调整结束的同时利用螺纹件固定传感器保持构件，因此，不会花费利用粘接剂固定传感器保持构件的工夫，能够容易地且在短时间内调整上述的间隔。如果是这样的调整则还能够自动化。

另外，由于保持检测部的保持体根据螺纹件的轴力而移动，因此，容易预测检测部的移动量。因此，能够防止在间隔的调整过程中检测部与传感器齿轮相接触而导致检测部或传感器齿轮破损这样的问题。

采用本发明的第三技术方案，通过将被紧固部的供螺纹件的头部接触的一面设定为倾斜面，在螺纹件的头部沿着螺纹件的轴线方向按压被紧固部时，螺纹件的轴力的分力以将被紧固部朝向保持体推出的方式作用。由此，与上述的第一技术方案、第二技术方案相比较，在以规定量拧紧了螺纹件时的轴力的作用下，保持体朝向传感器齿轮移动的量增加。也就是说，采用第三技术方案的磁传感器，能够提高根据螺纹件的拧紧调整间隔时的响应性。

采用本发明的第四技术方案，通过以检测部位于与两个螺纹件之间的中间点相对应的位置的方式在被紧固部配置有两个螺纹件，从而不仅能够调整检测部与传感器齿轮之间的间隔，还能够微细调整检测部的角度。