專(zhuān)利名稱(chēng)：小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在馬達(dá)軸上的碼盤(pán)定位配置在光傳感器模塊的間隙中、光學(xué)地檢測(cè)馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在小型馬達(dá)上，要求一體地安裝有用來(lái)檢測(cè)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度及位置的裝置。在這樣的檢測(cè)裝置中，已知有利用磁鐵及霍爾元件磁性地檢測(cè)的裝置、或者將1對(duì)凸緣間的電氣導(dǎo)電機(jī)械地開(kāi)啟關(guān)閉的機(jī)械式的裝置、或者利用光敏二極管(發(fā)光元件)及光敏晶體管(受光元件)檢測(cè)光的光學(xué)式的裝置，而本發(fā)明是關(guān)于該光學(xué)式編碼器裝置的。組裝有這樣的光學(xué)式編碼器裝置的小型馬達(dá)可以在需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制的、例如打印機(jī)等的OA設(shè)備中使用。
圖18是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第1以往技術(shù)的圖(參照特許文獻(xiàn)1)。圖18(A)表示在馬達(dá)軸上安裝有碼盤(pán)的小型馬達(dá)，圖18(B)表示安裝光傳感器模塊的基座部件，圖18(C)表示將這兩者組裝為一體后的狀態(tài)。在圖18(C)所示的組裝結(jié)束的狀態(tài)下，將具有光學(xué)調(diào)制軌道的碼盤(pán)配置在將發(fā)光元件與受光元件對(duì)置而構(gòu)成的光傳感器模塊的間隙中，能夠得到伴隨著馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)的信號(hào)。
由于需要將碼盤(pán)配置在光傳感器模塊的間隙中，所以如圖18(A)所示，先將碼盤(pán)安裝在馬達(dá)軸前端部上。然后，將安裝有圖18(B)所示的光傳感器模塊的基座部件從與馬達(dá)軸正交的方向插入、以使被固定部進(jìn)入到設(shè)于其上的切口部中，進(jìn)行定位、固定。為此，設(shè)置固定在馬達(dá)箱中的被固定部以使馬達(dá)軸貫通，并且在基座部件的切口部?jī)蓚?cè)設(shè)置固定部，使用固定用的安裝螺紋件將這兩者定位固定。
這樣，圖示的結(jié)構(gòu)由于能夠從與馬達(dá)軸正交的方向插入并定位固定，所以在安裝時(shí)光傳感器模塊不會(huì)接觸并損傷碼盤(pán)，具有能夠?qū)⒐鈧鞲衅髂K安裝固定在既定位置上的效果。
但是，由于需要將被固定部固定在馬達(dá)箱中，所以安裝被固定部的馬達(dá)箱端面必須是例如平坦的那樣的特別的形狀，不能安裝在標(biāo)準(zhǔn)的馬達(dá)上。這樣，當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)的馬達(dá)的馬達(dá)箱端面不是平坦的，而且一般在通常的馬達(dá)箱端面上有軸承保持部或馬達(dá)端子等的凹凸或部件等，沒(méi)有考慮到向標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)的安裝，是不現(xiàn)實(shí)的。進(jìn)而，為了確保向馬達(dá)的固定的可靠性而需要使用螺紋件等，還有耗費(fèi)成本的問(wèn)題。
圖19是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第2以往技術(shù)的圖。圖19(A)是安裝有光學(xué)式編碼器的小型馬達(dá)的立體圖，圖19(B)是表示在基板上配置有連接器及光傳感器模塊的傳感器組件的圖。例示的傳感器組件的基板是在形成于其上的馬達(dá)端子插入用縫隙中插入了馬達(dá)端子后、通過(guò)從基板表面進(jìn)行焊接而固定的(將對(duì)置于馬達(dá)端蓋的面表示為“基板背面”，將其相反側(cè)面表示為“基板表面”)。由此，不需要將圖18所示的以往技術(shù)需要那樣的特別結(jié)構(gòu)的被固定部安裝到馬達(dá)上，而能夠安裝到標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)上。
但是，由于傳感器組件的基板相對(duì)于馬達(dá)僅通過(guò)向馬達(dá)端子部的焊接而固定，所以基板相對(duì)于馬達(dá)端蓋成為浮起的狀態(tài)。圖17是說(shuō)明該狀態(tài)的圖。在該狀態(tài)下，如果外力施加在基板的端部上，則基板有可能彎曲而損壞，作為其對(duì)策而產(chǎn)生了使用基板自身的強(qiáng)度較大的玻璃環(huán)氧基板的需要，變得昂貴。
此外，在施加同樣的外力時(shí)還有馬達(dá)端子彎曲(塑性變形)的擔(dān)心。如果馬達(dá)端子彎曲，則碼盤(pán)與光傳感器的位置關(guān)系偏移而不能檢測(cè)到正確的信號(hào)。作為該不良狀況的改善對(duì)策，為了在施加外力的情況下馬達(dá)端子難以彎曲，需要縮短從馬達(dá)端子的馬達(dá)端蓋固定部(支點(diǎn))到基板安裝部(作用點(diǎn))的距離。結(jié)果，基板與馬達(dá)端蓋間變窄，所以在基板的背面?zhèn)炔荒艽_保用來(lái)向馬達(dá)端子部焊接的作業(yè)空間，不得不在基板表面?zhèn)冗M(jìn)行馬達(dá)端子部于基板印制布線(xiàn)部的焊接連接。光傳感器模塊及連接器的端子與通常的電子部件同樣，穿過(guò)設(shè)在基板上的端子用孔而在基板背面?zhèn)冗M(jìn)行焊接固定。相對(duì)于此，馬達(dá)端子部如上所述必須在基板表面?zhèn)冗M(jìn)行焊接固定，所以需要使用在基板的兩面?zhèn)刃纬捎杏≈撇季€(xiàn)部的兩面印制布線(xiàn)基板，變得昂貴。此外，由于在基板表面?zhèn)鹊墓鈧鞲衅髂K側(cè)將馬達(dá)端子與基板的連接焊接，有可能因釬焊粒及焊劑的飛散、附著而使光傳感器誤動(dòng)作。
光傳感器模塊相對(duì)于碼盤(pán)的配置(相對(duì)位置)由于是通過(guò)目視定位的，所以光傳感器定位并不穩(wěn)定。此外，由于難以實(shí)現(xiàn)基板相對(duì)于馬達(dá)端蓋面的平行度，所以有傳感器輸出變得不穩(wěn)定的問(wèn)題。
圖20是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第3以往技術(shù)的立體圖。圖20(A)和圖20(B)表示僅觀(guān)察方向不同的同一馬達(dá)。光傳感器模塊及馬達(dá)端子向印制基板連接，通過(guò)基板上的布線(xiàn)匯集到一個(gè)部位，經(jīng)由連接器進(jìn)行輸入輸出。印制基板如果是上述圖19所示那樣的半圓狀，則對(duì)應(yīng)于圖20(B)所示的箭頭方向的外力，基板從馬達(dá)端蓋側(cè)浮起，所以盡可能地延長(zhǎng)U字基板的兩腳部，防止基板從馬達(dá)端面離開(kāi)。但是，印制基板的成本受從既定尺寸的一片母材切取幾個(gè)的取得數(shù)的影響較大，所以如果這樣增大表面積，則相應(yīng)地變得昂貴。
此外，圖示的印制基板由于光傳感器模塊等的元件的焊接面與馬達(dá)端子的焊接面為相反側(cè)，所以不得不使用雙面印制布線(xiàn)基板，成本較高。另外，也可以使用能夠表面安裝的元件而做成單面印制布線(xiàn)基板，但能夠表面安裝的元件由于需要承受回流焊接的耐熱性，所以非常昂貴。
由于不能將光傳感器模塊等的元件的端子配置在馬達(dá)端蓋與基板之間，所以如圖20(B)所示，配置在比馬達(dá)外徑靠外側(cè)。相應(yīng)地基板變大，所以變得昂貴，此外，由于從馬達(dá)外徑較大地露出，所以在例如打印機(jī)等的用途的設(shè)備內(nèi)部需要較大的空間。
特許文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-357457號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決以上問(wèn)題，僅通過(guò)馬達(dá)端子部就能夠?qū)鞲衅鹘M件的基板相對(duì)于馬達(dá)固定，不需要將特別結(jié)構(gòu)的被固定部安裝在馬達(dá)上，而能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)上。
此外，本發(fā)明的目的是做成外力帶來(lái)的應(yīng)力不會(huì)集中在基板自身或馬達(dá)端子自身上的構(gòu)成，不需要使用昂貴的部件。
此外，本發(fā)明的目的是在傳感器組件的基板與馬達(dá)端蓋側(cè)之間確保足夠的間隙，能夠在基板背面?zhèn)冗M(jìn)行向馬達(dá)端子部的焊接，能夠使用便宜的單面印制布線(xiàn)基板，并且防止焊接時(shí)的釬焊粒及焊劑飛散、附著到光傳感器上而使其發(fā)生誤動(dòng)作。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的是使光傳感器模塊相對(duì)于碼盤(pán)的定位變得可靠、光傳感器輸出不會(huì)變得不穩(wěn)定。
本發(fā)明的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置安裝有碼盤(pán)，安裝在通過(guò)收容在裝備于馬達(dá)端蓋的軸承保持部中的軸承并向馬達(dá)外部延伸的馬達(dá)軸上；基板，安裝光傳感器模塊以將該碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道部定位配置在光傳感器模塊的間隙中。在固定有該光傳感器模塊的基板與端蓋之間夾著隔件的狀態(tài)下，通過(guò)將一對(duì)馬達(dá)端子焊接在基板的印制布線(xiàn)部上，將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定。隔件具有用來(lái)將上述軸承保持部定位的中央孔及與該中央孔連續(xù)的導(dǎo)入路徑，整體構(gòu)成為U字形狀，以便能夠通過(guò)該導(dǎo)入路徑從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位。
此外，本發(fā)明的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置的制造方法通過(guò)將隔件相對(duì)于安裝有光傳感器模塊的基板一體地組裝而構(gòu)成傳感器組件，所述隔件具有用來(lái)將軸承保持部定位的中央孔及與該中央孔連續(xù)的導(dǎo)入路徑，整體構(gòu)成為U字形狀，以便能夠通過(guò)該導(dǎo)入路徑從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位。將該傳感器組件相對(duì)于安裝有碼盤(pán)的馬達(dá)從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位；通過(guò)將一對(duì)馬達(dá)端子焊接在基板的印制布線(xiàn)部上，將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過(guò)U字形狀隔件將傳感器組件剛體化，所以消除了對(duì)外力的強(qiáng)度的擔(dān)心，并且由于通過(guò)隔件加強(qiáng)了基板強(qiáng)度，所以能夠使用厚度較薄的便宜的基板。此外，通過(guò)使用隔件，能夠不依賴(lài)于端子強(qiáng)度地將傳感器組件固定在馬達(dá)上，所以使基板與馬達(dá)間的空間擴(kuò)大，能夠在該空間中進(jìn)行焊接，能夠使用便宜的單面印制布線(xiàn)基板。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用U字形狀的隔件，在將傳感器組件向馬達(dá)固定時(shí)，不需要螺紋件等的追加部件，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的馬達(dá)能夠從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位而進(jìn)行安裝。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)隔件，消除了向端子的應(yīng)力集中的擔(dān)心，能夠在基板與馬達(dá)端蓋之間的被遮蔽的空間中進(jìn)行焊接，能夠防止因釬焊飛散造成的不良狀況。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)隔件這一個(gè)部件進(jìn)行對(duì)馬達(dá)的定位及光傳感器的定位，能夠使傳感器輸出穩(wěn)定化。


圖1是表示安裝有傳感器組件的馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖1(A)和圖1(B)表示僅使觀(guān)察的方向不同的同一小型馬達(dá)。
圖2是例示碼盤(pán)的圖。
圖3是例示光傳感器模塊的外觀(guān)的圖。
圖4是例示連接器的外觀(guān)的圖。
圖5是例示基板背面的印制布線(xiàn)部的圖。
圖6是例示分別從不同的方向觀(guān)察的相同的隔件的立體圖。
圖7是表示從基板的表側(cè)插入了連接器的印制布線(xiàn)連接用端子的狀態(tài)的圖。
圖8是表示從基板背面?zhèn)炔迦肓烁艏臓顟B(tài)的圖。
圖9是表示作為傳感器組件而完成了組裝的狀態(tài)的圖。
圖10是放大表示光傳感器模塊的圖。
圖11是表示碼盤(pán)定位固定在馬達(dá)軸上的狀態(tài)的馬達(dá)的圖。
圖12是表示安裝有與圖1不同的另一例的傳感器組件的馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖12(A)和圖12(B)表示僅使觀(guān)察的方向不同的同一小型馬達(dá)。
圖13是例示與圖3不同的另一例的光傳感器模塊的外觀(guān)的圖。
圖14是例示與圖5不同的另一例的基板的圖。
圖15是例示與圖6不同的另一例的U字形狀的隔件的圖。
圖16是說(shuō)明隔件的作用的圖。
圖17是說(shuō)明圖19所示的以往技術(shù)的問(wèn)題的圖。
圖18是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第1以往技術(shù)的圖。
圖19是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第2以往技術(shù)的圖。
圖20是表示例示光學(xué)式編碼器向馬達(dá)的安裝的第3以往技術(shù)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)例示說(shuō)明本發(fā)明。圖1是表示安裝有傳感器組件的馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖1(A)和圖1(B)表示僅使觀(guān)察的方向不同的相同的小型馬達(dá)。雖然省略了圖示，但在馬達(dá)箱內(nèi)部中安裝有作為定子側(cè)磁極的磁鐵，另一方面，在馬達(dá)軸上可旋轉(zhuǎn)地安裝有將由層疊芯與卷線(xiàn)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極和整流子一體地組裝而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子。從有底中空?qǐng)A筒狀的馬達(dá)箱的開(kāi)口插入一體組裝在馬達(dá)軸上的轉(zhuǎn)子后，嵌裝端蓋以將馬達(dá)箱的開(kāi)口關(guān)閉。與整流子接觸的一對(duì)電刷分別連接在被導(dǎo)出到端蓋的外部的一對(duì)馬達(dá)端子上。從外部電源經(jīng)由電刷及整流子供給的電流流到卷繞于轉(zhuǎn)子磁極上的卷線(xiàn)中，由此馬達(dá)能夠旋轉(zhuǎn)。這樣的小型馬達(dá)本身是通常的結(jié)構(gòu)。
馬達(dá)軸由分別位于馬達(dá)箱的底部中央和端蓋中央的軸承支撐。端蓋側(cè)的軸承收容在與端蓋一體地形成的軸承保持部?jī)?nèi)。在通過(guò)端蓋(end bell)側(cè)軸承向端蓋外部延伸的馬達(dá)軸延長(zhǎng)部上通過(guò)壓入等而定位固定有碼盤(pán)。另外，在壓入的情況下優(yōu)選地在位于碼盤(pán)的中央的凸緣部中使用樹(shù)脂。除此以外，考慮到強(qiáng)度，也可以在凸緣部中使用鐵、黃銅或鋁。端蓋自身是通常的結(jié)構(gòu)，如圖2所例示，具有在圓周上等間隔地設(shè)有多個(gè)縫隙的光學(xué)調(diào)制軌道，隨著馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)而能夠得到例如50脈沖/周左右的信號(hào)。在將來(lái)自端蓋的一面?zhèn)鹊陌l(fā)光在另一側(cè)受光時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的端蓋的縫隙部與非縫隙部將受光開(kāi)啟關(guān)閉，由此能夠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)速度及位置。
光傳感器模塊具有圖3所例示那樣的外觀(guān)，將發(fā)光元件與受光元件對(duì)置地配置而構(gòu)成。通過(guò)在固定有光傳感器模塊的基板與端蓋之間夾著隔件的狀態(tài)下將一對(duì)馬達(dá)的端子焊接在基板背面?zhèn)?面向端蓋側(cè))的印制布線(xiàn)部上，將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定，以便將碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道(track)部定位配置在該光傳感器模塊的間隙中。
在基板上配置有1個(gè)連接器。圖4是例示連接器的外觀(guān)的圖。設(shè)有用來(lái)從外部向馬達(dá)及傳感器模塊供給電源、并且取出編碼器輸出信號(hào)的外部連接用端子、以及電氣地連接在基板的印制布線(xiàn)部上的印制布線(xiàn)連接用端子。圖5是例示基板背面的印制布線(xiàn)部的圖。從馬達(dá)端子及光傳感器模塊到連接器的布線(xiàn)可以通過(guò)基板背面?zhèn)鹊挠≈撇季€(xiàn)部進(jìn)行。連接器端子由向一對(duì)馬達(dá)端子供給電力的一對(duì)端子、對(duì)發(fā)光元件供給電力的一對(duì)端子、和從發(fā)光元件取出信號(hào)的一對(duì)端子(其中，可以使一個(gè)端子與發(fā)光元件端子共用)構(gòu)成。
接著，參照表示各部分的詳細(xì)情況的圖及組裝工序圖，對(duì)傳感器組件的組裝還有傳感器組件向馬達(dá)的安裝進(jìn)行說(shuō)明。在傳感器組件的組裝時(shí)，如圖7所示，首先，從基板的表側(cè)插入連接器端子，在基板背面?zhèn)葘⑦B接器端子焊接在印制布線(xiàn)部上。接著，從基板背面?zhèn)劝惭b隔件。隔件能夠由便宜的樹(shù)脂制成，并且整體具有U字狀的形狀、例如具有圖6所示那樣的外形，以便能夠從與馬達(dá)軸正交方向插入、定位。另外，所謂的U字狀，是指將在馬達(dá)軸軸向(從表面或背面?zhèn)?觀(guān)察時(shí)整體為環(huán)狀的平面形狀的一部分切掉、具備連接到其中央孔的導(dǎo)入路徑的形狀，如圖6(A)所示，將該導(dǎo)入路徑的兩側(cè)部分稱(chēng)作腳部。
圖6(A)～圖6(D)是從分別不同的方向觀(guān)察的相同的隔件的立體圖，圖6(A)、圖6(B)從表面?zhèn)?基板側(cè))、并且圖6(C)、圖6(D)從背面?zhèn)?馬達(dá)端蓋側(cè))觀(guān)察。在馬達(dá)軸軸向(從表面或背面?zhèn)?觀(guān)察的隔件的外形形狀具有避開(kāi)安裝在基板上的元件的端子焊接部及一對(duì)馬達(dá)端子的焊接部的形狀。用來(lái)將光傳感器模塊定位的3個(gè)卡合部穿過(guò)設(shè)在基板上的對(duì)應(yīng)的孔(圖7中例示的光傳感器模塊定位孔)，卡合在安裝于基板表面?zhèn)鹊墓鈧鞲衅髂K上。在隔件上設(shè)有用來(lái)輕輕地嵌合在馬達(dá)的軸承保持部上并定位的中央孔、以及與其連接的導(dǎo)入路徑和位于其兩側(cè)的腳部。該導(dǎo)入路徑的朝向中央孔的入口部比軸承保持部的外徑稍窄。由此，在馬達(dá)組裝作業(yè)者利用整體做成了U字形狀的隔件的彈性而從正交方向插入時(shí)，通過(guò)咔噠音和對(duì)手的感觸，能夠識(shí)別到軸承保持部完全收容在隔件內(nèi)徑內(nèi)。此外，設(shè)在該隔件表面?zhèn)鹊幕宥说纸颖诓繉?duì)于定位基板端部是有用的。此外，兩個(gè)凸部具有穿過(guò)設(shè)于基板上的對(duì)應(yīng)的孔(圖7中例示的凸部孔)的長(zhǎng)度。
將這樣的U字形狀的隔件的凸部(例示了兩個(gè))以及光傳感器模塊卡合部(3個(gè))相對(duì)于對(duì)應(yīng)于它們而分別設(shè)置的凸部孔及光傳感器模塊定位孔，如圖8所示那樣從基板背面?zhèn)炔迦搿４藭r(shí)，基板端抵接在隔件的基板端抵接壁部上。然后，通過(guò)將凸部前端壓扁，將隔件相對(duì)于基板鉚接固定。隔件與基板的固接在強(qiáng)度及作業(yè)工時(shí)方面優(yōu)選為這樣的凸部鉚接，但除此以外也可以通過(guò)粘接或壓入等固接。通過(guò)該隔件的厚度，能夠在馬達(dá)端蓋面與基板背面之間保持既定的間隔。隔件形狀形成為以下的外形在將隔件與基板組合的狀態(tài)下，隔件不會(huì)抵接在連接器或光傳感器模塊等安裝在基板上的元件的端子部、以及馬達(dá)端子部上。
圖9是表示作為傳感器組件而組裝完成的狀態(tài)的圖，圖10是放大表示光傳感器模塊卡合部的圖。如圖所示，將隔件的光傳感器模塊卡合部定位，來(lái)安裝光傳感器模塊。此時(shí)，也可以利用粘接劑將光傳感器模塊與基板接觸面固定。這樣，在將光傳感器固接在隔件的定位部上時(shí)，為了確保安裝精度和固接強(qiáng)度，將光傳感器模塊輕輕地壓入到卡合部中，通過(guò)粘接而加固。為了使該壓入的定位精度變好，可以在卡合部的壓入接觸面?zhèn)仍O(shè)置突起(參照?qǐng)D6)。或者也可以構(gòu)成為，通過(guò)與圖示的3個(gè)光傳感器模塊卡合部另外地一體設(shè)于隔件的鉤那樣的卡止爪(圖示省略)的彈性力來(lái)固定光傳感器模塊。在此情況下，不需要進(jìn)行粘接。
圖11表示碼盤(pán)定位固定在馬達(dá)軸上的狀態(tài)。相對(duì)于該馬達(dá)，將圖9中例示那樣的傳感器組件從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位，以使碼盤(pán)位于光傳感器模塊的間隙中。該定位是通過(guò)將馬達(dá)的軸承保持部嵌合在傳感器組件的隔件的中央孔中、并且將一對(duì)馬達(dá)的端子插入到設(shè)于基板上的對(duì)應(yīng)的縫隙(馬達(dá)端子插入用縫隙)中而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行的。由于軸承保持部定位部(中央孔)和光傳感器定位部(卡合部)形成在作為一個(gè)部件的隔件上，所以能夠進(jìn)行光傳感器相對(duì)于碼盤(pán)的精度良好的定位。然后，通過(guò)將馬達(dá)端子與基板的印制布線(xiàn)部從基板的背面?zhèn)?端蓋對(duì)置面?zhèn)?焊接，不僅進(jìn)行了電氣連接，而且將馬達(dá)與傳感器組件一體地固定。此外，通過(guò)能夠?qū)⒏艏c基板用凸部鉚接來(lái)固接，能夠離線(xiàn)地生產(chǎn)傳感器組件，能夠從馬達(dá)側(cè)面進(jìn)行傳感器組件的一次性安裝。由于通過(guò)使用隔件而能夠加強(qiáng)基板強(qiáng)度，所以與馬達(dá)端子的尺寸、位置、強(qiáng)度無(wú)關(guān)，能夠不變更馬達(dá)端子而使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的馬達(dá)。
這樣，可以使用U字形狀的隔件、將構(gòu)成光學(xué)式編碼器的碼盤(pán)與光傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)的外部。如圖16所示，通過(guò)將位于馬達(dá)端蓋與基板之間的隔件作為基板的臺(tái)座使用而加強(qiáng)基板強(qiáng)度，提高了對(duì)于外力的可靠性，并且能夠使用厚度較薄的便宜的基板、例如單面貼銅酚醛基板。此外，通過(guò)使用隔件作為基板的臺(tái)座，能夠使基板的安裝平行度變得穩(wěn)定。隔件將馬達(dá)端蓋面的電刷開(kāi)孔(在馬達(dá)組裝時(shí)用來(lái)插入用來(lái)將電刷打開(kāi)的夾具以使電刷位于整流子上的孔)堵塞，能夠防止電刷磨損粉的飛散、附著帶來(lái)的光傳感器的誤動(dòng)作。此外，能夠在馬達(dá)端蓋與基板之間形成一定的空間，進(jìn)行封閉空間中的馬達(dá)端子焊接。這樣，通過(guò)在與連接器和光傳感器的安裝焊接相同側(cè)將馬達(dá)端子與基板焊接，能夠使用便宜的單面印制布線(xiàn)基板，并且由于在由隔件形成的隔斷空間中進(jìn)行焊接，所以能夠防止向光傳感器及碼盤(pán)的釬焊飛散及附著。
圖12是表示安裝有與圖1不同的另一例的傳感器組件的馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖12(A)和圖12(B)表示僅使觀(guān)察的方向不同的相同的小型馬達(dá)。在圖示的光傳感器模塊上，在其自身上具備如后所述那樣用來(lái)進(jìn)行安裝及定位的凸部。因此，與圖1中例示的馬達(dá)相比，固定光傳感器模塊的基板結(jié)構(gòu)、以及位于其背面的U字形狀隔件的形狀不同，而除此以外的結(jié)構(gòu)相同。
光傳感器模塊具有圖13中例示那樣的外觀(guān)。與參照?qǐng)D3說(shuō)明的光傳感器模塊同樣，將發(fā)光元件與受光元件對(duì)置地配置，并且將碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道部定位配置在該光傳感器模塊的間隙中，并且將印制布線(xiàn)連接用端子導(dǎo)出到背面。除此以外，圖13所示的光傳感器模塊在其背面上突出有定位用的凸部(例示了兩個(gè))。
圖3中例示的光傳感器模塊是以例如50脈沖/周的低析像度模擬地處理信號(hào)的模擬式模塊，相對(duì)于此，圖13中例示的光傳感器模塊是以例如448脈沖/周的高析像度數(shù)字地處理信號(hào)的數(shù)字式模塊。數(shù)字式由于具有能夠進(jìn)行讀取的信號(hào)的修正的特征，所以在光傳感器模塊的安裝位置精度中不要求如模擬式那樣的嚴(yán)密性。因此，如數(shù)字式那樣不要求嚴(yán)密安裝位置精度的光傳感器模塊如例示那樣，能夠利用光傳感器模塊自身所具備的定位用凸部進(jìn)行定位、配置。
圖14是例示與圖5不同的例子的基板的圖。圖14中例示的基板與圖5中例示的基板同樣，在基板背面?zhèn)染哂杏≈撇季€(xiàn)部(圖示省略)，并且具有馬達(dá)端子插入用縫隙、連接器端子用孔、光傳感器模塊端子用孔、隔件凸部用孔。除此以外，圖14的基板在對(duì)應(yīng)于上述的光傳感器模塊定位用凸部的位置上具備光傳感器模塊定位用孔(兩個(gè))。
圖15是例示與圖6不同的例子的U字形狀的隔件的圖。與圖6同樣，在圖16的隔件上，具備用來(lái)輕輕地嵌合在馬達(dá)的軸承保持部上而定位的中央孔、與其連續(xù)的導(dǎo)入路徑、位于其兩側(cè)的腳部、設(shè)于隔件表面?zhèn)鹊幕宥说纸颖诓俊⒁约熬哂写┻^(guò)設(shè)于基板上的對(duì)應(yīng)的隔件凸部用孔(圖14)的長(zhǎng)度的凸部(例示了3個(gè))。同樣，該導(dǎo)入路徑的朝向中央孔的入口部比軸承保持部的外徑稍窄。但是，在圖6所例示的U字形狀的隔件上具備用來(lái)將光傳感器模塊定位的3個(gè)卡合部，相對(duì)于此，在圖15所例示的隔件上不具備這樣的卡合部。
接著，對(duì)使用具有圖13所示那樣的定位用凸部的光傳感器模塊的傳感器組件的組裝、以及傳感器組件向馬達(dá)的安裝進(jìn)行說(shuō)明。在傳感器組件的組裝時(shí)，首先，從基板的表側(cè)插入連接器端子及光傳感器模塊的端子及凸部。在光傳感器模塊的安裝及定位時(shí)，利用設(shè)在光傳感器模塊背面的定位用凸部、和與其對(duì)應(yīng)地設(shè)在基板上的光傳感器模塊定位用孔。在分別插入連接器端子及光傳感器模塊的端子及凸部后，將各個(gè)端子在基板的背面?zhèn)群附釉谟≈撇季€(xiàn)部上。另外，在將具有凸部的光傳感器模塊安裝到基板上時(shí)，也可以利用粘接劑固定。
接著，從基板背面?zhèn)劝惭b隔件。此時(shí)，將隔件的凸部(3個(gè))插入到分別與其對(duì)應(yīng)而設(shè)置的基板的隔件凸部用孔中，使基板端抵接在隔件的基板端抵接壁部上。然后，通過(guò)將凸部前端壓扁而將隔件相對(duì)于基板鉚接來(lái)固接，完成作為傳感器組件的組裝。此時(shí)，馬達(dá)端子插入用縫隙及基板的各元件端子用孔設(shè)置在露出到隔件外形的外側(cè)的位置上。
接著，將該完成的傳感器組件組裝到碼盤(pán)定位固定在馬達(dá)軸上的狀態(tài)下的馬達(dá)上，然后，將馬達(dá)端子相對(duì)于基板焊接而一體地固定，該組裝及固定可以與參照?qǐng)D1說(shuō)明的例子同樣地進(jìn)行。這樣組裝后的帶編碼器的馬達(dá)如圖12(B)中所看到那樣，通過(guò)將隔件做成部分地切除的形狀、以使其避開(kāi)元件端子焊接部及馬達(dá)端子焊接部，通過(guò)隔件不僅擴(kuò)大了基板與馬達(dá)間的空間，而且能夠?qū)⒃俗雍附硬颗渲迷谠摽臻g中。由此，不需要使基板向比馬達(dá)外徑靠外側(cè)較大地露出，相應(yīng)地減小了基板，因此能夠減小帶編碼器的馬達(dá)的整體結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)用隔件擴(kuò)大了基板與馬達(dá)間的空間，能夠在基板背面焊接馬達(dá)端子，由此，能夠使用便宜的單面布線(xiàn)基板。
權(quán)利要求
1.一種小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，安裝有碼盤(pán)，安裝在通過(guò)收容在裝備于馬達(dá)端蓋的軸承保持部中的軸承并向馬達(dá)外部延伸的馬達(dá)軸上；基板，安裝光傳感器模塊以將該碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道部定位配置在光傳感器模塊的間隙中；其特征在于，在固定有上述光傳感器模塊的基板與端蓋之間夾著隔件的狀態(tài)下，將一對(duì)馬達(dá)端子焊接在基板的印制布線(xiàn)部上，由此將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定；并且，上述隔件具有用來(lái)將上述軸承保持部定位的中央孔及與該中央孔連續(xù)的導(dǎo)入路徑，整體構(gòu)成為U字形狀，以便能夠通過(guò)該導(dǎo)入路徑從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位。
2.如權(quán)利要求1所述的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，以穿過(guò)上述基板而與隔件一體地形成的定位部為基準(zhǔn)，將上述光傳感器模塊定位、固定在上述隔件上。
3.如權(quán)利要求1所述的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，在上述基板中，使用單面印制布線(xiàn)基板，其安裝外部連接用的連接器，并將連接上述一對(duì)馬達(dá)端子及上述光傳感器模塊的印制布線(xiàn)部都配置在基板背面?zhèn)取?br> 4.如權(quán)利要求1所述的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，上述隔件較輕地嵌合在上述軸承保持部上，并且該隔件與基板通過(guò)鉚接固定。
5.如權(quán)利要求1所述的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，上述隔件具有避開(kāi)安裝于上述基板上的元件的端子焊接部及上述一對(duì)馬達(dá)端子的焊接部的形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置，通過(guò)使用粘接劑的粘接或一體地設(shè)在上述隔件上的鉤來(lái)進(jìn)行上述光傳感器模塊向基板的固定。
7.一種小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置的制造方法，所述小型馬達(dá)的光學(xué)式編碼器裝置安裝有碼盤(pán)，安裝在通過(guò)收容在裝備于馬達(dá)端蓋的軸承保持部中的軸承并向馬達(dá)外部延伸的馬達(dá)軸上；基板，安裝光傳感器模塊以將該碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道部定位配置在光傳感器模塊的間隙中；其特征在于，該方法包括通過(guò)將隔件相對(duì)于安裝有上述光傳感器模塊的基板一體地組裝而構(gòu)成傳感器組件，所述隔件具有用來(lái)將上述軸承保持部定位的中央孔及與該中央孔連續(xù)的導(dǎo)入路徑，整體構(gòu)成為U字形狀，以便能夠通過(guò)該導(dǎo)入路徑從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位；將該傳感器組件相對(duì)于安裝有碼盤(pán)的馬達(dá)從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位；通過(guò)將一對(duì)馬達(dá)端子焊接在基板的印制布線(xiàn)部上，將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定。
全文摘要
本發(fā)明安裝有碼盤(pán)，安裝在通過(guò)收容在裝備于馬達(dá)端蓋的軸承保持部中的軸承并向馬達(dá)外部延伸的馬達(dá)軸上；基板，安裝光傳感器模塊以將該碼盤(pán)的光學(xué)調(diào)制軌道部定位配置在光傳感器模塊的間隙中。在該基板與端蓋之間夾著隔件的狀態(tài)下，通過(guò)將一對(duì)馬達(dá)端子焊接在基板的印制布線(xiàn)部上，將馬達(dá)、隔件和基板一體地固定。隔件整體構(gòu)成為U字形狀，以便能夠從與馬達(dá)軸正交的方向插入、定位。
文檔編號(hào)G01D5/245GK101032065SQ20058003280
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者五十嵐公平, 上吉原利洋 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社