專(zhuān)利名稱(chēng):磁性編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及例如使用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)、汽車(chē)的方向盤(pán)的位置檢測(cè)或者無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)的控制中的小型磁性編碼器。
背景技術(shù):
作為現(xiàn)有的磁性編碼器,例如有設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)中的編碼器。其包括磁鐵,安裝在設(shè)置于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子磁軛支架外周面;第1軌道,安裝在磁鐵的外周面;第2軌道,設(shè)置在與該第1軌道正交的端面上;多極充磁部,設(shè)置在第1軌道上;單極充磁部,設(shè)置在第2軌道上;2個(gè)磁檢測(cè)元件,以分別與多極充磁部以及單極充磁部對(duì)置的方式設(shè)置;以及電路基板,安裝有用于處理該2個(gè)磁檢測(cè)元件的輸出信號(hào)的電路部件(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2004-144497公報(bào)(第6頁(yè)-第7頁(yè),圖1)雖然上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)有效利用了磁鐵的圓周面和與其正交的端面,并將磁性編碼器的軸向的厚度作薄了,但是,在謀求小型化上存在限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述課題而做出的,其目的在于提供一種尺寸小、即使在空間狹小的場(chǎng)所也可設(shè)置的小型高分辨力(例如10bit)磁性編碼器。
本發(fā)明的磁性編碼器具有磁鐵,固著在軸的頂端;運(yùn)算處理部,具有霍爾元件,該霍爾元件檢測(cè)伴隨該磁鐵的旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)變化,基于該霍爾元件的檢測(cè)來(lái)對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算,并且,基于該旋轉(zhuǎn)角信息生成多個(gè)信號(hào);以及多個(gè)電路部,將由運(yùn)算處理部生成的多個(gè)信號(hào)分別輸出到外部,其中該編碼器將具有軸的磁鐵以及運(yùn)算處理部配備為編碼器主體部,將引線電纜連接到該編碼器主體部上,進(jìn)而在引線電纜上配備中轉(zhuǎn)部,該中轉(zhuǎn)部具有多個(gè)電路部和對(duì)編碼器主體部進(jìn)行電源供給的電源電路部。
在本發(fā)明中,由于將具有軸的磁鐵以及運(yùn)算處理部配備為編碼器主體部,在連接于該編碼器主體部上的引線電纜上配備具有多個(gè)電路部和電源電路部的中轉(zhuǎn)部,所以,可使編碼器主體部的形狀更小,具有即使在空間狹小的場(chǎng)所也可設(shè)置的效果。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁性編碼器的外觀圖。
圖2是表示磁性編碼器的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁性編碼器的外觀圖,圖2是表示磁性編碼器的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
本實(shí)施方式的磁性編碼器包括編碼器主體部10、連接到編碼器主體部10上的引線電纜20、一端與該引線電纜20相連接的中轉(zhuǎn)部30、以及連接到該中轉(zhuǎn)部30的另一端上的引線電纜21。該引線電纜21連接到未圖示的控制器上。
如圖2所示,編碼器主體部10配備軸11;磁鐵12,安裝在軸11的頂端部,具有例如12kGs的磁通密度;以及IC芯片14(運(yùn)算處理部),安裝有霍爾元件13,該霍爾元件13檢測(cè)伴隨磁鐵12的旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)變化。該IC芯片14雖然未圖示但是安裝在基板上,編碼器主體部10本身被磁性材質(zhì)的罩15覆蓋。通過(guò)該罩15屏蔽來(lái)自外部的磁場(chǎng)的影響。
所述霍爾元件13以IC芯片14的中心為軸以90度為間隔配置在其四周。IC芯片14基于來(lái)自霍爾元件13的信號(hào)來(lái)對(duì)軸11的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算,并且,以PWM信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)(串行通信用)的形式輸出其絕對(duì)數(shù)據(jù)(absolute data)(旋轉(zhuǎn)角信息),同時(shí),生成增量信號(hào)。作為該增量信號(hào),有A相·B相信號(hào)、無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)的換向信號(hào)(U相·V相·W相信號(hào))等,通過(guò)信號(hào)模式設(shè)定來(lái)進(jìn)行這些信號(hào)的切換。
中轉(zhuǎn)部30構(gòu)成為在基板(未圖示)上安裝電源電路部31、低通濾波器部32、通信接口部33和輸出電路34,并由罩35覆蓋。電源電路部31將來(lái)自控制器的電源5V恒壓化,并提供給編碼器主體部10。低通濾波器部32將PWM信號(hào)變換為模擬信號(hào)。在中轉(zhuǎn)部30中未設(shè)置該低通濾波器部32的情況下,PWM信號(hào)被傳送給控制器。通信接口部33在從控制器接收到旋轉(zhuǎn)角的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的請(qǐng)求時(shí),將該情況通知給IC芯片14,當(dāng)根據(jù)該通知接收了來(lái)自IC芯片14的數(shù)字信號(hào)(絕對(duì))時(shí),就將該信號(hào)轉(zhuǎn)送(串行)給控制器。輸出電路34將來(lái)自IC芯片14的增量信號(hào)輸出給控制器。
這樣,由于配備具有軸11的磁鐵12以及IC芯片14來(lái)作為編碼器主體部10,在連接到該編碼器主體部10上的引線電纜20和與控制器相連接的引線電纜21之間,設(shè)置具有電源電路部31、低通濾波器32、通信接口部33以及輸出電路34的中轉(zhuǎn)部30,所以,可提供外形尺寸為15mm×15mm×22mm的編碼器主體部10,因此,具有即使在空間狹小的場(chǎng)所也可設(shè)置的效果。
權(quán)利要求
1.一種磁性編碼器,具有磁鐵,固著在軸的頂端;運(yùn)算處理部,具有霍爾元件,該霍爾元件檢測(cè)伴隨該磁鐵的旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)變化,基于該霍爾元件的檢測(cè)來(lái)對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算,并且,基于該旋轉(zhuǎn)角信息生成多個(gè)信號(hào);以及多個(gè)電路部,將由該運(yùn)算處理部生成的多個(gè)信號(hào)分別輸出到外部,其中該編碼器將具有軸的磁鐵以及運(yùn)算處理部配備為編碼器主體部,將引線電纜連接到該編碼器主體部上,進(jìn)而在所述引線電纜上配備中轉(zhuǎn)部,該中轉(zhuǎn)部具有所述多個(gè)電路部和對(duì)所述編碼器主體部進(jìn)行電源供給的電源電路部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在空間狹小的場(chǎng)所也可設(shè)置的小型高分辨力(例如10bit)磁性編碼器。本發(fā)明的磁性編碼器具有磁鐵(12),固著在軸(11)的頂端;IC芯片(14),具有檢測(cè)伴隨磁鐵(12)的旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)變化的霍爾元件(13),基于該霍爾元件(13)的檢測(cè)來(lái)對(duì)軸(11)的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行運(yùn)算,并且,基于該旋轉(zhuǎn)角信息生成多個(gè)信號(hào);以及多個(gè)電路部,將由IC芯片(14)生成的多個(gè)信號(hào)分別輸出到外部,其中,該編碼器將具有軸(11)的磁鐵(12)以及IC芯片(14)配備為編碼器主體部(10),將引線電纜(20)連接到該編碼器主體部(10)上,進(jìn)而在引線電纜(20、21)上配備中轉(zhuǎn)部(30),該中轉(zhuǎn)部(30)具有多個(gè)電路部(32~34)和對(duì)編碼器主體部(10)進(jìn)行電源供給的電源電路部(31)。
文檔編號(hào)G01D5/244GK1963397SQ20061006767
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者橋本克博, 梁川敏, 浦崎雄三 申請(qǐng)人:光洋電子工業(yè)株式會(huì)社