(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの先端部に固着された磁石と、該磁石の回転に伴う磁界変化を検出するホール素子を有し、このホール素子の検出に基づいてシャフトの回転角を演算し、かつ、その回転角情報に基づいて複数の信号を生成する演算処理部と、該演算処理部によって生成された複数の信号をそれぞれ外部に出力する複数の回路部とを有する磁気式エンコーダにおいて、
前記磁石と前記演算処理部を有し、さらに、前記シャフトを回転自在に支持するハウジング、及び前記磁石と前記演算処理部を覆うように前記ハウジングに嵌合するカバーを有するエンコーダ本体部と、
該エンコーダ本体部に接続されたリードケーブルと、
該リードケーブル上に設けられ、前記複数の回路部及び前記エンコーダ本体部に電源供給する電源回路部を有する中継部とを備え、
前記エンコーダ本体部のカバー及びハウジングのシャフトの突出面を除く外面にシール材を施したことを特徴とする磁気式エンコーダ。
【請求項２】
前記エンコーダ本体部は、
前記演算処理部が実装された基板と、
前記磁石が前記基板上の演算処理部と対向するように前記シャフトを回転自在に支持するハウジングと、
前記基板の演算処理部実装面の反対面に装着された第１コネクタと、
前記リードケーブルが接続され、前記第１コネクタに着脱可能に接続された第２コネクタと、
前記第１及び第２コネクタ、前記基板を覆うように前記ハウジングに嵌合するカバーとを備えていることを特徴とする請求項１記載の磁気式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、多関節ロボットの各関節の回転角検出や、自動車のステアリングホイールの位置検出や、ブラシレスＤＣモータの制御に使用される小型の磁気式エンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダには、光学式と磁気式とがあり、特に光学式のものは、端部に回転スリットが装着されたシャフトを回転自在に支持しているハウジングを備え、このハウジングの外周面に溝が形成されていて、Ｏリングが嵌め込まれている。そして、そのハウジングを回転スリット側からカバーに嵌入させて気密性が保たれるようにしている（この従来技術が記載された刊行物は見当たらなかった）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のエンコーダでは、ハウジングに溝を加工しなければならず、このため、溝加工に時間を要し、しかもＯリングの組み込み工数も要するので、その分、コストアップとなっていた。また、ハウジングの外周面がカバーによって覆われるため、Ｏリングが溝に組み込まれているかどうか確認することができなかった。また、前述したようにハウジングに溝を要するので、その分、ハウジングの高さ寸法が長くなり、これに伴ってカバーの寸法も長くなり、エンコーダとしての高さ寸法が長くなっていた。
【０００４】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、外形寸法をさらに小さく、Ｏリングを使用しなくても防水性を確保でき、コストの削減が可能な磁気式エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る磁気式エンコーダは、シャフトの先端部に固着された磁石と、磁石の回転に伴う磁界変化を検出するホール素子を有し、このホール素子の検出に基づいてシャフトの回転角を演算し、かつ、その回転角情報に基づいて複数の信号を生成する演算処理部と、演算処理部によって生成された複数の信号をそれぞれ外部に出力する複数の回路部とを有する磁気式エンコーダにおいて、磁石と演算処理部を有し、さらに、シャフトを回転自在に支持するハウジング、及び磁石と演算処理部を覆うようにハウジングに嵌合するカバーを有するエンコーダ本体部と、エンコーダ本体部に接続されたリードケーブルと、リードケーブル上に設けられ、複数の回路部及びエンコーダ本体部に電源供給する電源回路部を有する中継部とを備え、エンコーダ本体部のカバー及びハウジングのシャフトの突出面を除く外面にシール材を施したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、磁石と演算処理部、シャフトを回転自在に支持するハウジング、及び磁石と演算処理部を覆うようにハウジングに嵌合するカバーによりエンコーダ本体部を構成し、そのエンコーダ本体部のカバー及びハウジングのシャフトの突出面を除く外面にシール材を施しているので、溝加工やＯリングの組み込み作業が不要になり、このため、防水性を確保できる上にコストを削減でき、また、溝分の高さ寸法が不要になるので、エンコーダ本体部の高さ寸法をより短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す一部断面の外観図、図２は磁気式エンコーダのエンコーダ本体部に施されたシール材を示す外観図である。
本実施の形態の磁気式エンコーダは、エンコーダ本体部１０と、エンコーダ本体部１０に接続されたリードケーブル２０と、一端がそのリードケーブル２０と接続された中継部３０と、この中継部３０の他端に接続されたリードケーブル２１とで構成されている。リードケーブル２１は、図示せぬコントローラに接続される。
【０００８】
エンコーダ本体部１０は、先端部に凹部１１ａが形成されたシャフト１１と、シャフト１１の凹部１１ａに嵌入された例えば１２ｋＧｓの磁束密度を有する磁石１２と、上部に凹部１３ａが形成され、内周部に周方向にシールベアリング１３ｂが配列され、シャフト１１の先端部を凹部１３ａにて回転自在に支持するハウジング１３と、磁石１２の上方に配置され、下面に磁石１２と対向するＩＣチップ１４（演算処理部）が実装された基板１５と、基板１５の上面に装着された例えばオス型コネクタ１６（第１コネクタ）と、リードケーブル２０の複数の素線２０ａが接続され、オス型コネクタ１６に着脱可能に接続されたメス型コネクタ１７（第２コネクタ）と、ハウジング１３に嵌合した磁性材質のカバー１８とで構成されている。このカバー１８で外部からの磁界の影響をシールドしている。また、カバー１８から引き出されているリードケーブル２０は、封止ゴム１９によって封止されている。
【０００９】
前述したＩＣチップ１４は、中心がシャフト１１の中心軸上にあり、その中心を軸としてその周りに、磁石１２の回転に伴う磁界変化を検出するホール素子（図示せず）が９０度間隔で配置されている。このＩＣチップ１４は、ホール素子の検出に基づいてシャフト１１の回転角を演算し、かつ、そのアブソリュートデータ（回転角情報）をＰＷＭ信号及びデジタル信号（シリアル通信用）の形で出力すると共に、インクリメンタル信号を生成する。このインクリメンタル信号としては、Ａ相・Ｂ相信号、ブラシレスＤＣモータのコミュテーション信号（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相信号）などがあり、これら信号の切替は、信号モード設定によって行われるようになっている。
【００１０】
基板１４の上面に装着されたオス型コネクタ１６は、一端面に前方に突出した複数の接続ピン（図示せず）が配列されており、また、その接続ピンを四方から囲むように同一端面から前方に突出した四角形の案内部１６ａが設けられている。この案内部１６ａによりメス型コネクタ１７を挿入し易くなっている。カバー１８及びハウジング１３のシャフト突出面を除く外面には、図２に示すように、樹脂のシール材４０が施されている。このシール材４０は、エンコーダ本体部１０のカバー１８側から金型に挿入し、金型との間隙に液状のシール材を流し込むことにより成型されるホットメルト工法によるものである。なお、カバー１８から引き出されているリードケーブル２０は、封止ゴム１９によって封止されているので、シール材が内部に流れるようなことはない。
【００１１】
中継部３０は、例えば、電源回路部、ローパスフィルタ部、通信インターフェース部、出力回路などが実装された基板（図示せず）が設けられ、カバーによってその基板が保護されるようになっている。電源回路部は、コントローラからの電源５Ｖを定電圧化し、エンコーダ本体部１０の基板１５に供給する。ローパスフィルタ部は、ＰＷＭ信号をアナログ信号に変換するものである。通信インターフェース部は、回転角のデジタルデータの要求をコントローラから受けたとき、その旨をＩＣチップ１４に通知し、この通知に応じてＩＣチップ１４からのデジタル信号（アブソリュート）が受信されるとコントローラに転送（シリアル）する。出力回路は、ＩＣチップ１４からのインクリメンタル信号をコントローラに出力するものである。
【００１２】
以上のように、エンコーダ本体部１０を、先端部に凹部１１ａが形成されたシャフト１１と、シャフト１１の凹部１１ａに嵌入された磁石１２と、シャフト１１の先端部を凹部１３ａにて回転自在に支持するハウジング１３と、磁石１２の上方に配置され、下面に磁石１２と対向するＩＣチップ１４が実装された基板１５と、基板１５の上面に装着されたオス型コネクタ１６と、リードケーブル２０の複数の素線２０ａが接続され、オス型コネクタ１６に着脱可能に接続されたメス型コネクタ１７と、ハウジング１３に嵌合した磁性材質のカバー１８とで構成したので、外形寸法が１５mm×１５mm×２２mmという小形のエンコーダ本体部１０が得られ、また、そのエンコーダ本体部１０のカバー１８及びハウジング１３（シャフト突出面除く）の外面にシール材４０を施しているので、溝加工やＯリングの組み込み作業が不要になり、このため、防水性を確保できる上にコストを削減でき、また、溝分の高さ寸法が不要になるので、エンコーダ本体部１０の高さ寸法をより短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す一部断面の外観図である。
【図２】磁気式エンコーダのエンコーダ本体部に施されたシール材を示す外観図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０  エンコーダ本体部、１１  シャフト、１１ａ  凹部、１２  磁石、１３  ハウジング、１３ａ  凹部、１３ｂ  シールベアリング、１４  ＩＣチップ、１５  基板、１６  オス型コネクタ、１６ａ  案内部、１７  メス型コネクタ、１８  カバー、１９  封止ゴム、２０，２１  リードケーブル、２０ａ  素線、３０  中継部。
【図１】
0004711412.tif 000002
【図２】
0004711412.tif 000003