2015年9月15日提交的第2015-182072號(hào)日本專利申請(qǐng)的全文，包括說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要，以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用在機(jī)床的進(jìn)給軸等的旋轉(zhuǎn)角度量的檢測中的位置檢測裝置的改進(jìn)，特別是使用樹脂軸承的分解器。

背景技術(shù)：

JP5524600 B中公開了一種有效的分解器，其使用減速器和多個(gè)分解器，作為檢測旋轉(zhuǎn)的檢測裝置。

圖4為JP 5524600 B中公開的傳統(tǒng)編碼器在垂直于其軸向的方向上的截面圖。圖5為沿著圖4所示的線B-B的截面圖。圖6為沿著圖4中的線A-A的截面圖。轉(zhuǎn)子60組裝至輸入軸19，并且隨著輸入軸19轉(zhuǎn)動(dòng)一次而轉(zhuǎn)動(dòng)一次。此外，同樣組裝至輸入軸19的齒輪25與齒輪26嚙合，并且驅(qū)動(dòng)軸20和齒輪27。齒輪27與銅齒輪28、30嚙合，并且驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)子62、64。當(dāng)如上所述組裝這些齒輪從而構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子62隨著輸入軸19轉(zhuǎn)動(dòng)二十四次而轉(zhuǎn)動(dòng)一次，并且轉(zhuǎn)子64隨著輸入軸19轉(zhuǎn)動(dòng)二十五次而轉(zhuǎn)動(dòng)一次。圖3為分解器的截面圖，其以放大的方式展示了顛倒的圖6所示的左側(cè)分解器部分。銅齒輪28、30中的每一個(gè)均具有形成在其中心的孔，相應(yīng)的金屬軸承93、94穿過該孔。銅齒輪28、30中的每一個(gè)均通過車削加工和隨后的相對(duì)其外徑部分的滾齒加工而形成。此外，當(dāng)粘附和組裝銅齒輪28、30和金屬軸承93、94以使得固定軸12、13插入形成在相應(yīng)的金屬軸承93、94上的孔中并且相應(yīng)的金屬軸承93、94的外側(cè)輪插入形成在相應(yīng)的銅齒輪28、30上的孔中時(shí)，抑制了銅齒輪28、30在徑向方向和推力方向上的移動(dòng)。此外，銅齒輪28、30與齒輪27嚙合，并且以相對(duì)于輸入軸預(yù)定的減速比轉(zhuǎn)動(dòng)。固定軸12、13中的每一個(gè)均由鋼鐵等金屬材料制成，并且被推入到鋁制外殼81中，以及被固定在該鋁制外殼81中。轉(zhuǎn)子芯62、64中的每一個(gè)均具有偏斜的外部形態(tài)，并且由鐵氧體、電磁不銹鋼或硅鋼板等軟磁材料制成，并且粘附和固定至相應(yīng)的金屬軸承93、94的外側(cè)輪和相應(yīng)的鋼齒輪28、30。

定子部分66在其上形成有四個(gè)凸極101、102、103、104。這四個(gè)凸極與轉(zhuǎn)子62的旋轉(zhuǎn)中心同中心地沿著轉(zhuǎn)子芯62的外周布置。在每個(gè)凸極周圍，兩相檢測線路16和激勵(lì)線路17布置為使得磁阻將由于轉(zhuǎn)子芯62的旋轉(zhuǎn)隨著轉(zhuǎn)子芯62和定子部分66的凸極的頂端之間的空氣間隙的變化而變化。這種變化導(dǎo)致兩相檢測線路16的感應(yīng)電壓變化，從而能夠檢測到轉(zhuǎn)子芯62的旋轉(zhuǎn)位置。也可以按照類型的方法檢測轉(zhuǎn)子芯64的旋轉(zhuǎn)位置。

如圖6所示，用于采用分解器轉(zhuǎn)動(dòng)軸接收徑向負(fù)載和推力負(fù)載的滾珠軸承等軸承93、94的使用增加了成本。此外，雖然用于鋼齒輪28、30和外殼的樹脂的使用可以降低成本并且確保由于溫度的變化導(dǎo)致的輪齒隙的變化小，但是用于推力軸承的樹脂的使用導(dǎo)致了增加軸承的磨損量的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，提供了一種用于使用減速器和分解器來檢測輸入軸的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)位置檢測裝置的分解器，該分解器包括：轉(zhuǎn)子部分，其具有樹脂齒輪和轉(zhuǎn)子芯，所述樹脂齒輪在其中心部分形成有孔，固定軸穿過所述孔，所述轉(zhuǎn)子芯由軟磁材料制成，并且連接至所述樹脂齒輪；以及定子部分，其具有所述固定軸、激勵(lì)線路、檢測線路、后芯和樹脂外殼，所述激勵(lì)線路和所述檢測線路在軸向上相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子芯彼此相對(duì)布置，所述后芯由軟磁性金屬制成并且布置在所述轉(zhuǎn)子芯的相對(duì)側(cè)，所述激勵(lì)線路和所述檢測線路被夾在所述后芯與所述轉(zhuǎn)子芯之間，所述樹脂外殼用于支撐所述后芯和所述固定軸，其中，所述激勵(lì)線路和所述檢測線路圍繞所述固定軸布置并且在直徑方向上距離所述固定軸恒定距離，所述后芯與所述固定軸相鄰或者與所述固定軸接觸，所述樹脂齒輪具有中心部分在所述軸向上突出從而與所述后芯接觸的形狀。

根據(jù)本發(fā)明，所述樹脂齒輪與所述后芯接觸的所述突出部分還起到推力軸承的作用，從而在抑制所述樹脂齒輪在所述推力方向上的移動(dòng)的同時(shí)允許所述樹脂齒輪的旋轉(zhuǎn)。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榭梢允褂脴渲＞咚茉焖鰳渲X輪和所述軸承，并且它們可以使用相同的材料一體成形，因此可以提供用于選擇檢測的便宜的分解器。此外，因?yàn)橛绍洿沤饘僦瞥傻暮笮揪哂衅鸬皆谒鐾屏Ψ较蛏舷薅ù怕泛驮谒鐾屏?cè)支撐磨損表面的作用的結(jié)構(gòu)，因此可以提供尺寸小、壽命長的旋轉(zhuǎn)式分解器，該旋轉(zhuǎn)式分解器具有磨損量小的樹脂軸承。

附圖說明

將參照以下附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中：

圖1展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式分解器的結(jié)構(gòu)；

圖2展示了從上面觀察的旋轉(zhuǎn)式分解器的結(jié)構(gòu)；

圖3展示了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式分解器的結(jié)構(gòu)；

圖4為傳統(tǒng)編碼器在垂直于其軸的方向上的截面圖；

圖5為沿著圖4中的線B-B的截面圖；

圖6為沿著圖4中的線A-A的截面圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于旋轉(zhuǎn)檢測的分解器的結(jié)構(gòu)。圖2展示了從上面觀察的圖1所示的分解器。圖3所示的類似于傳統(tǒng)編碼器中的結(jié)構(gòu)部件的結(jié)構(gòu)部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且下面不再重復(fù)其描述。

用于旋轉(zhuǎn)檢測的分解器具有樹脂外殼8，固定軸2從該樹脂外殼突出。該固定軸2由鋼鐵等金屬材料制成，并且加工為具有平滑表面。接著，該固定軸2被推入該樹脂外殼8中，并且被固定在該樹脂外殼8中。

在固定軸2上，從樹脂外殼8側(cè)，順序插入后芯5、樹脂齒輪1和保持環(huán)3。樹脂齒輪1在其中心形成有孔，固定軸2穿過該孔，并且樹脂齒輪1通過注塑成型等方式一體成型。樹脂齒輪1具有階梯形狀，該階梯形狀具有大直徑部分和突出部分，該大直徑部分具有形成在其外周上的齒輪，該突出部分的直徑小于大直徑部分的直徑，并且該突出部分朝向后芯5突出。此外，在樹脂齒輪1的中心形成有孔。通過將固定軸2插進(jìn)該孔中，限制了樹脂齒輪1在徑向上的移動(dòng)。不過，樹脂齒輪1的孔略微大于固定軸2，以致樹脂齒輪1可以相對(duì)固定軸2旋轉(zhuǎn)。接著，樹脂齒輪1與齒輪27嚙合，并且以相對(duì)輸入軸的預(yù)定減速比旋轉(zhuǎn)。

通過使用模具沖壓具有平滑表面的面板制作保持環(huán)3。該保持環(huán)3適合于固定環(huán)2，并且固定至該固定環(huán)2。保持環(huán)3按壓樹脂齒輪1的頂面使得樹脂齒輪1相對(duì)保持環(huán)3 在周向上平滑地和輕微地移動(dòng)，并且在推力方向上限定樹脂齒輪1的固定位置。

此外，樹脂齒輪1的突出部分的底面與后芯5接觸。換句話說，樹脂齒輪1夾在后芯5和保持環(huán)3之間。因此，樹脂齒輪1起到推力軸承的作用，其在通過保持環(huán)3和后芯5限制該樹脂齒輪1在推力方向上的移動(dòng)的同同時(shí)允許圍繞固定軸2的齒輪旋轉(zhuǎn)。

使用由具有平滑表面的軟磁材料（如電磁不銹鋼或硅鋼）制成的鋼板制作后芯5，并且使用沖壓模具將后芯5加工成與兩相檢測線路6的外直徑尺寸相同或者具有圍繞兩相檢測線路6的外直徑的尺寸的圓形。此外，后芯5通過粘合等方式固定至樹脂外殼8，從而與固定軸2相鄰或者與該固定軸2接觸。

轉(zhuǎn)子芯4由鐵氧體、電磁不銹鋼或硅鋼板等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子芯4具有固定軸2和樹脂齒輪1的突出部分所穿過的孔。轉(zhuǎn)子芯4加工為偏斜的凸起形狀，使得其以孔為中心的最大外徑等于或大于兩相檢測線路6的外徑，并且以孔為中心的最小外徑與激勵(lì)線路7的外徑相同，接著通過粘合等方式將該轉(zhuǎn)子芯4固定至樹脂齒輪1。

印制板9安裝在后芯5的表面上。在該印制板上9，兩相檢測線路6和激勵(lì)線路7形成為導(dǎo)體圖案。此外，印制板9具有在樹脂齒輪1的中心形成的突起部分所穿過的孔，并且通過粘合等方式將印制板9固定至后芯。

在印制板9上，激勵(lì)線路7和兩相檢測線路6與轉(zhuǎn)子芯4的旋轉(zhuǎn)中心同中心地形成。四個(gè)兩相檢測線路6間隔90度形成。激勵(lì)線路7形成為在印制板9上成旋渦狀圍繞固定軸2的導(dǎo)體圖案，以致其外直徑小于兩相檢測線路6的內(nèi)直徑，并且其內(nèi)直徑大于位于樹脂齒輪1的中心的突出部分。兩相檢測線路6形成為印制板9上的月牙形的導(dǎo)體圖案，以致其內(nèi)直徑大于激勵(lì)線路9的外直徑，并且其外直徑等于或小于后芯5的外直徑。

兩相檢測線路6和激勵(lì)線路7連接至分解器信號(hào)位置檢測電路（未顯示）。由激勵(lì)線路7產(chǎn)生的磁通量繞轉(zhuǎn)子芯4運(yùn)行，穿過兩相檢測線路6，并且繞后芯5運(yùn)行。因此，在兩相檢測線路6中生成依照轉(zhuǎn)子芯4的旋轉(zhuǎn)位置的電壓，以致分解器信號(hào)電路可以檢測到旋轉(zhuǎn)位置。注意到，如在現(xiàn)有技術(shù)中的，可能布置有兩個(gè)或兩個(gè)以上分解器。也就是說，本實(shí)施例中的兩個(gè)或兩個(gè)以上分解器可能通過減速器裝置彼此連接從而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)位置檢測裝置。

采用上述結(jié)構(gòu)，可以提供便宜的、壽命長的、尺寸小的用于旋轉(zhuǎn)檢測的分解器。