专利名称：编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有具备齿轮机构的位置检测装置和光学式编码装置的编码器。
背景技术：
在日本特开平9-218055号公报(专利文献I)中公开了一种由分解器和具备齿轮机构的磁式编码装置组合而成的绝对编码器。在具备齿轮机构的磁式编码装置中，实装有信号处理用电路的电路基板和齿轮机构被配置在壳体中相同的收纳部内。另外，在日本特开平8-50033号公报(专利文献2)公开了一种具备利用I张旋转圆盘所构成的光学式编码装置和磁式编码装置的绝对编码器在这者绝对编码器中，通过由磁式编码装置构成的位置检测装置来检测多旋转。
在先技术文献专利文献专利文献I日本特开平9-218055号公报专利文献2日本特开平8-50033号公报如专利文献2所记载的绝对编码器那样，为了借助具有光学式编码装置与磁式编码装置的绝对编码器而在多旋转数据的保持中不利用蓄电池，如专利文献I所记载的绝对编码器那样，在磁式编码装置等的位置检测装置中采用了齿轮机构。但是，如专利文献I所记载的结构那样，当将齿轮机构与其他的构成零件收纳在壳体的相同的收纳室内时，因齿轮彼此摩擦而产生的磨耗粉末或为了降低齿轮磨耗而涂布的润滑脂发生飞散，导致对在光学式编码装置中所使用的旋转圆盘等产生了污染，从而存在引发误检测的可能性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有具备齿轮机构的位置检测装置和光学式编码装置，且能够借助齿轮机构的存在而防止光学式编码装置的构成零件受到污染的编码器。本发明以在壳体内收纳有具备齿轮机构的位置检测装置和光学式编码装置的编码器为对象。在本发明中，壳体构成为将齿轮机构与光学式编码装置相隔离。这样，若将齿轮机构与光学式编码装置相隔离，从而能够可靠地防止由齿轮机构产生的磨耗粉末或润滑脂飞散而附着在光学式编码装置的构成零件上的情况。由此，根据本发明，在具有具备齿轮机构的位置检测装置和光学式编码装置的编码器中，防止了光学式编码装置的构成零件的污染，从而能够防止误检测的产生。需要说明的是，具备齿轮机构的位置检测装置可以是磁式编码装置、分解器、光学式编码器等中的任一种。位置检测装置例如具有主轴；与主轴经由齿轮机构连结且与主轴同步旋转的η个(η为I以上的整数)的副轴；对主轴及η个副轴的角度位置进行分别检测的1+η个位置检测部。光学式编码装置利用光来检测主轴的角度位置。需要说明的是，编码器也可以具有电路基板，该电路基板具有根据位置检测装置的输出信号与光学式编码装置的输出信号来检测主轴的绝对位置的检测电路。在这种情况下，优选的是，壳体构成为将齿轮机构与光学式编码装置及电路基板相隔离。具体而言，壳体可以具有安装有将主轴及η个副轴分别支承为旋转自如的多个轴承的隔壁部；收纳1+η个位置检测部及光学式编码装置的第I收纳部；收纳齿轮机构的第2收纳部。并且，通过隔壁部将齿轮机构与1+η个位置检测部、光学式编码装置及电路基板相隔离。若通过隔壁部来实现隔离，则能够以简单的结构来可靠地隔离齿轮机构。在作为位置检测装置而采用磁式编码装置的具体编码器中，在主轴及η个的副轴的一端分别固定有构成齿轮机构的1+η个齿轮。并且，在从隔壁部突出的主轴及η个副轴的另一端分别固定有磁产生元件。在壳体内配置有对设置在主轴的另一端的磁产生元件的磁性进行检测的第I磁检测元件；对分别设置在η个副轴的另一端的磁产生元件的磁性进行检测的第2至第η磁检测元件。通过磁产生元件和磁检测元件来构成磁式编码部。
另外，壳体的第I收纳部可以具有与隔壁部接触的底壁部；与该底壁部一体设置且沿着从隔壁部离开的方向延伸的周壁部。在这种情况下，电路基板可以固定在周壁部。这样，能够将电路基板作为第I收纳部的盖构件来利用，并且能够对第I收纳部进行牢固地固定。另外，在这种情况下，可以在电路基板固定第I磁检测元件，在第I收纳部内配置有将第2至第η磁检测元件固定的副电路基板。若在副电路基板配置第2至第η磁检测元件，则能够在电路基板与副电路基板之间形成配置旋转圆盘的空间。对此，当光学式编码装置由固定于主轴的旋转圆盘和固定于电路基板的发光元件及受光元件构成时，旋转圆盘配置在电路基板与副电路基板之间。在这种情况下，可以将发光元件及受光元件的一方固定在电路基板，将另一方固定在第I收纳部内。需要说明的是，若电路基板与副电路基板经由电连接构件而电连接的话，则能够没有障碍地执行位置检测动作。另外，第2收纳部由基底构件和隔壁部构成,该基底构件具有被固定于隔壁部的环状的凸缘部；与该环状的凸缘部一体设置，围绕齿轮机构的周围且在中央具有使主轴的一端露出的开口部的筒状部。这样，若通过基底构件和隔壁部来构成第2收纳部，则在组装齿轮机构之际，将基底构件拆除即可，从而获得组装作业变得容易这样的优点。也可以在主轴的一端预先固定接头，且使接头的一部分从开口部露出。若采用这样的配置结构时，则基底构件可作为接头的保护构件来发挥功能。
图I是本发明的实施方式的编码器的一例的分解立体图。图2(A)及(B)是本实施方式的编码器的俯视图及仰视图。图3是图2⑷的A-A线剖视图。图4是图2⑷的B-B线剖视图。附图标号说明I绝对编码器3 壳体5磁式编码装置(位置检测装置)7光学式编码装置9轴承保持架
11第I收纳部13第2收纳部15基底构件17螺纹构件19 主轴21齿轮机构23、25 副轴27、29、31 齿轮
33、35、37磁式编码部(位置检测部)38、40、42 轴承39、41、43磁产生元件45、47、49磁检测元件51电路基板53副电路基板55底壁部57周壁部59 螺纹61旋转圆盘63发光兀件64、65 电连接构件67凸缘部69 开口部71筒状部73欧氏接头
具体实施例方式以下，参考附图对将本发明应用于绝对编码器的实施方式的一例进行详细地说明。图I是本实施方式的绝对编码器I的分解立体图。需要说明的是，图I中仅示出了主要零件，其一部分的零件省略图示。另外，图2(A)及(B)是本实施方式的绝对编码器的俯视图及仰视图，图3是图2 (A)的A-A线剖视图，图4是图2 (A)的B-B线剖视图。本实施方式的绝对编码器I具有在壳体3内收纳有作为位置检测装置的磁式编码装置5和光学式编码装置7的结构。壳体3包括在壳体3中构成隔壁部的轴承保持架9 ;固定于轴承保持架9的第I收纳部11 ;固定于轴承保持架9并与轴承保持架9 一同构成第2收纳部13的基底构件15。轴承保持架9与基底构件15由螺纹构件17而结合。另外，第I收纳部11由通过绝缘树脂一体成形的成形体构成，其通过未图示的螺纹构件而被固定在轴承保持架9上。用作位置检测装置的磁式编码装置5具有主轴19、与主轴19经由齿轮机构21连结并与主轴19同步旋转的2个副轴23及25。齿轮机构21由被固定于主轴19的一端的第I齿轮27和被固定于第I及第2副轴23及25的一端的第2及第3齿轮29及31构成，且第2及第3齿轮29及31与第I齿轮27啮合。磁式编码装置5具有分别利用磁性来检测主轴19及2个副轴23及25的角度位置的第I至第3磁式编码部33、35及37。在本实施方式中，第I至第3磁式编码部33、35及37构成了第I至第3位置检测部。在轴承保持架9固定有轴承38、40及42，该轴承38、40及42用于将与主轴19同步旋转的2个副轴23及25支承为旋转自如。并且，在从轴承保持架9突出的主轴19及2个副轴23及25的另一端分别固定有磁产生元件39、41及43。在壳体3内配置有对设置在主轴19的另一端的磁产生元件39的磁性进行检测的第I磁检测元件45 ;对分别设置在2个副轴23及25的另一端的磁产生元件41及43的磁性进行检测的第2及第3磁检测元件47及49。通过磁产生元件39、41及43和磁检测元件45、47及49构成了磁式编码部33、35及37。磁产生元件39、41及43由具有I以上的N极和I以上的S极的永久磁铁构成。磁检测元件45、47及49由对从永久磁铁发出的磁通量进行检测并输出检测信号的霍尔元件构成。并且，在固定于第I收纳部11的电路基板51固定有第I磁检测元件45，在配置于第I收纳部11内的副电路基板53固定有第2及第3磁检测元件47及49。需要说明的是，副电路基板53也可以由2张被分割的基板来构成。另外，壳体3的第I收纳部11具有与轴承保持架9接触的底壁部55 ;与底壁部 55 一体设置且沿着从轴承保持架9离开的方向延伸的周壁部57。在本实施方式中，电路基板51能够通过螺纹59而固定于周壁部57。这样，能够将电路基板51作为第I收纳部11的盖构件利用，并且能过对第I收纳部11进行牢固地固定。为了利用光来检测主轴19的角度位置，光学式编码装置7包括被固定于主轴19的旋转圆盘61、被固定于电路基板51且未图示的受光元件及被固定于第I收纳部11的发光元件63。在旋转圆盘61形成有由沿着周方向排列的多个狭缝构成的多个狭缝排。需要说明的是，光学式编码装置7的结构为公知故省略说明，不过，无论是光通过旋转圆盘61的狭缝的类型还是接受由旋转圆盘61反射的光的类型，均能够利用。在本实施方式中，旋转圆盘61配置在电路基板51与副电路基板53之间。如图4所示，电路基板51与副电路基板53的电连接由两个电连接构件64及65来实施。电连接构件64由金属导体构成，电连接构件65由多个引线末端作为插入件而插入成形的插入成形件构成。电连接构件64及65为了形成检测电路，而将在电路基板51及副电路基板53上分别形成的电路图案相互连接。另外，构成第2收纳部13的一部分的基底构件15具备被固定于轴承保持架9的环状的凸缘部67 ;与该环状的凸缘部67 —体设置并围绕齿轮机构21的周围，且在中央具有使主轴19的一端露出的开口部69的筒状部71。若通过基底构件15和轴承保持架9来构成第2收纳部13，在组装齿轮机构21之际，将基底构件15拆除即可，齿轮机构21的组装作业变得容易。在本实施方式中，在主轴19的一端固定有欧氏接头73。欧氏接头73的一部分从开口部69露出。由此，基底构件15作为欧氏接头73的保护构件来发挥功能。在本实施方式中，壳体3通过轴承保持架9来构成将齿轮机构21与磁式编码装置5的其他构成零件(磁产生元件39、41及43与磁检测元件45、47及49等)、光学式编码装置7、电路基板51及副电路基板53相隔离的隔壁部。这样，若将齿轮机构21与其他构成零件相隔离，则能够可靠地防止从齿轮机构21产生的磨耗粉末或润滑脂飞散并附着在光学式编码装置7的构成零件上的情况。另外，在本实施方式中，作为保持多旋转数据的机构，采用了根据从主轴经由齿轮机构21改变了旋转比例的多个副轴的位置关系来算出多旋转数据的磁式编码装置5，因此，为了保持多旋转数据而无需利用蓄电池。并且，采用光学式编码装置7来检测旋转一周的旋转角度数据，并与磁式编码装置5的输出相吻合地检测绝对位置，故能够提高位置分辨率。根据上述实施方式，采用具有2个副轴及3个磁式编码部的磁式编码装置5来获取多旋转数据，不过，可以通过使副轴的个数进一步增多而使磁式编码部的个数进一步增加来进一步提高分辨率是自不待言的。另外，在上述实施方式中，将轴承保持架9与第I收纳部11作为分体零件而将轴承保持架9作为隔壁部采用，不过，可以将轴承保持架9与第I收纳部11 一体成形是自不待言的。在上述实施方式中，作为具备齿轮机构的位置检测装置采用了磁式编码装置，不过，作为具备齿轮机构的位置检测装置，可以采用分解器或光学式编码器是自不待言的。工业方面可利用性 根据本发明，能够可靠地防止向光学式编码装置的飞散物附着，从而能够阻止误检测的产生。
权利要求
1.一种编码器，在壳体内收纳有具备齿轮机构的位置检测装置和光学式编码装置，其特征在于， 所述壳体以将所述齿轮机构与所述光学式编码装置隔离的方式构成。
2.如权利要求I所述的编码器，其中， 所述位置检测装置具有主轴；经由齿轮机 构而与所述主轴连结，且与所述主轴同步旋转的η个副轴；分别检测所述主轴及所述η个副轴的角度位置的1+η个位置检测部，其中，η为I以上的整数， 所述光学式编码装置利用光来检测所述主轴的角度位置。
3.如权利要求2所述的编码器，其中， 还具有电路基板，该电路基板具有根据所述位置检测装置的输出信号和所述光学式编码装置的输出信号来检测所述主轴的绝对位置的检测电路， 所述壳体以将所述齿轮机构与所述光学式编码装置及所述电路基板隔离的方式构成。
4.如权利要求3所述的编码器，其中， 所述壳体具备隔壁部，其安装有将所述主轴及所述η个副轴分别支承为旋转自如的多个轴承；第I收纳部，其收纳所述1+η个位置检测部及所述光学式编码装置；第2收纳部，其收纳所述齿轮机构， 通过所述隔壁部将所述齿轮机构与所述1+η个位置检测部、所述光学式编码装置及所述电路基板隔离。
5.如权利要求4所述的编码器，其中， 在所述主轴及所述η个副轴的一端分别固定有构成所述齿轮机构的1+η个齿轮， 在从所述隔壁部突出的所述主轴及所述η个副轴的另一端分别固定有磁产生元件，在所述壳体内配置有对设置在所述主轴的所述另一端上的所述磁产生元件的磁性进行检测的第I磁检测元件；对分别设置在所述η个副轴的所述另一端上的所述磁产生元件的磁性进行检测的第2至第η磁检测元件， 通过所述磁产生元件和所述磁检测元件来构成所述位置检测部。
6.如权利要求5所述的编码器，其中， 所述壳体的所述第I收纳部具有与所述隔壁部接触的底壁部；与该底壁部一体设置而朝向离开所述隔壁部的方向延伸的周壁部， 所述电路基板固定在所述周壁部， 在所述电路基板上固定有所述第I磁检测元件， 在所述第I收纳部内配置有副电路基板，在该副电路基板上固定有所述第2至第η磁检测元件。
7.如权利要求6所述的编码器，其中， 所述光学式编码装置包括固定在所述主轴上的旋转圆盘和固定在所述电路基板上的发光元件及受光元件， 所述旋转圆盘配置在所述电路基板与所述副电路基板之间， 所述发光元件及受光元件中的一方固定在所述电路基板上，而另一方固定在所述第I收纳部内。
8.如权利要求6所述的编码器，其中，所述电路基板和所述副电路基板经由电连接构件而电连接。
9.如权利要求4所述的编码器，其中， 所述第2收纳部由基底构件和所述隔壁部构成，所述基底构件具有被固定在所述隔壁部上的环状的凸缘部；与该环状的凸缘部一体设置，围绕所述齿轮机构的周围且在中央具有使所述主轴的一端露出的开口部的筒状部。
10.如权利要求9所述的编码器，其中， 在所述主轴的所述另一端固定有接头，且所述接头的一部分从所述开口部露出。
全文摘要
本发明提供一种具备齿轮机构的位置检测装置和具备光学式编码装置的编码器。壳体(3)在第1收纳部(11)与第2收纳部(13)之间具备轴承保持架(9)。轴承保持架9构成对齿轮机构(21)和光学式编码装置(7)进行相隔离的隔壁部。若将齿轮机构(21)与光学式编码装置(7)相隔离，则能够可靠地防止从齿轮机构(21)产生的磨耗粉末或润滑脂飞散而附着在光学式编码装置(7)的构成零件上的情况。
文档编号G01D5/347GK102879024SQ201210241620
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月12日 优先权日2011年7月15日
发明者宫岛彻, 鲇泽利明, 庄司祐大 申请人:山洋电气株式会社