本申請公開的實施方式涉及電機(jī)用編碼器和電機(jī)。
背景技術(shù):
在專利文獻(xiàn)1中,記載了一種具有電機(jī)主體和編碼器的電機(jī),所述編碼器具備多旋轉(zhuǎn)檢測部和旋轉(zhuǎn)位置檢測部。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開第2013/094042號(圖11)
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
當(dāng)需要在電機(jī)用編碼器中實現(xiàn)軸向尺寸的縮短時,要求裝置結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步最優(yōu)化。
用于解決課題的手段
本發(fā)明是鑒于這樣的問題點而完成的,其目的在于提供能夠縮短軸向尺寸的電機(jī)用編碼器和電機(jī)。
為了解決上述課題,根據(jù)本發(fā)明的一個觀點,應(yīng)用一種電機(jī)用編碼器,其具有:盤,其與電機(jī)軸一同旋轉(zhuǎn);第1基板,其被配置為與所述盤相對并形成有開口;第2基板,其以覆蓋所述開口的至少一部分的方式配置在所述第1基板的與所述盤相反的一側(cè)的表面;光源,其在所述開口中被配置在所述第2基板的所述盤側(cè)的表面,向所述盤射出光;以及受光元件,其在所述開口中被配置在所述第2基板的所述盤側(cè)的表面,接收來自所述盤的反射光。
另外,根據(jù)本發(fā)明的另一個觀點,應(yīng)用一種電機(jī),其具有電機(jī)軸、使所述電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)電磁部、以及上述電機(jī)用編碼器。
另外,根據(jù)本發(fā)明的又一個觀點,應(yīng)用一種電機(jī)用編碼器,其具有:盤,其與電機(jī)軸一同旋轉(zhuǎn);第1基板,其被配置為與所述盤相對;第2基板,其具有向所述盤射出光的光源以及接收來自所述盤的反射光的受光元件;以及將所述第2基板配置在所述第1基板的與所述盤相反的一側(cè)的表面的單元。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠縮短電機(jī)用編碼器等的軸向尺寸。
附圖說明
圖1是表示實施方式的具有電機(jī)用編碼器的電機(jī)的結(jié)構(gòu)的一例的軸向剖視圖。
圖2是表示光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的一例的圖1的II-II向視圖。
圖3是表示子基板的端子部和主基板的端子部的構(gòu)造的一例的說明圖。
圖4是表示子基板和主基板的開口附近的結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
圖5是表示磁性體中磁鐵的配置的一例的圖1的V-V向視圖。
圖6是表示磁性部件的結(jié)構(gòu)的一例的圖1的VI-VI向視圖。
圖7是表示磁場檢測部的結(jié)構(gòu)的一例的、從圖6中去除磁性部件后的狀態(tài)的說明圖。
圖8是表示磁性部件的結(jié)構(gòu)的一例的、對圖6中的1個磁場檢測部等進(jìn)行放大后的說明圖。
圖9是表示磁檢測機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)檢測動作的一例的說明圖。
圖10是表示磁檢測機(jī)構(gòu)的磁路的路徑的一例的說明圖。
圖11是表示磁檢測機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)檢測動作的一例的說明圖。
圖12是表示磁檢測機(jī)構(gòu)的磁路的路徑的一例的說明圖。
圖13是表示磁檢測機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)檢測動作的一例的說明圖。
圖14A是表示比較例的電機(jī)用編碼器的主基板與盤之間的距離的說明圖。
圖14B是表示實施方式的電機(jī)用編碼器的主基板與盤之間的距離的說明圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對一個實施方式進(jìn)行說明。
<1.電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)>
首先,參照圖1對本實施方式的電機(jī)100的整體結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。
如圖1所示,電機(jī)100具有電機(jī)軸102、電機(jī)電磁部110、以及電機(jī)用編碼器10(以下稱為“編碼器10”)。
電機(jī)電磁部110通過使電機(jī)軸102繞其軸心AX旋轉(zhuǎn)來輸出旋轉(zhuǎn)力。另外,在本說明書中,將電機(jī)電磁部110的旋轉(zhuǎn)力輸出側(cè)稱為“負(fù)載側(cè)”,將其相反側(cè)稱為“負(fù)載相反側(cè)”。
這里,為了方便說明電機(jī)100的構(gòu)造,下文中,如下地設(shè)定上、下等方向而適當(dāng)?shù)厥褂?。即,在圖1中,將負(fù)載相反側(cè)方向即Z軸正向設(shè)定為“上”,將相反的負(fù)載側(cè)方向即Z軸負(fù)向設(shè)定為“下”。不過,上、下等方向是隨著電機(jī)100的設(shè)置形態(tài)而變動的,不對電機(jī)100的各結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系進(jìn)行限定。
電機(jī)電磁部110的結(jié)構(gòu)沒有特別限定,只要是能夠使電機(jī)軸102旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)即可,例如構(gòu)成如下。即,電機(jī)電磁部100具有定子103和轉(zhuǎn)子104。轉(zhuǎn)子104被配置于定子103的內(nèi)周側(cè)。轉(zhuǎn)子104以與電機(jī)軸102具有同一軸心的方式被固定在電機(jī)軸102的外周。電機(jī)軸102以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被軸承107、108支撐,所述軸承107、108在支架105、106上嵌合有外輪。定子103被固定在框101的內(nèi)周,并且被配置為在徑向上隔著磁隙與轉(zhuǎn)子104的外周相對。
上述結(jié)構(gòu)的電機(jī)電磁部110通過使轉(zhuǎn)子104相對于定子103繞軸心AX旋轉(zhuǎn),能夠使電機(jī)軸102繞軸心AX旋轉(zhuǎn)。
此外,上述說明的電機(jī)電磁部110的結(jié)構(gòu)僅是一例,也可以是上述結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)。例如,電機(jī)電磁部110不限定于在定子的內(nèi)周側(cè)配置有轉(zhuǎn)子的所謂的“內(nèi)轉(zhuǎn)子型”的結(jié)構(gòu),也可以是在定子的外周側(cè)配置有轉(zhuǎn)子的所謂的“外轉(zhuǎn)子型”的結(jié)構(gòu)。
<2.編碼器>
接著,參照圖1~圖13,對本實施方式的編碼器10的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。如圖1所示,編碼器10被配置為與電機(jī)電磁部110的例如上側(cè)相鄰。編碼器10被與支架105相鄰設(shè)置的例如有蓋圓筒狀的外殼2覆蓋。外殼2例如通過螺栓等被固定在支架105的上表面。該編碼器10具有光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)20和磁檢測機(jī)構(gòu)30。
(2-1.光學(xué)檢測機(jī)構(gòu))
參照圖1~圖4,對光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。如圖1所示,光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)20具有盤11、主基板12(第1基板的一例)、子基板13(第2基板的一例)、光源14以及受光元件15等。
如圖1所示,盤11構(gòu)成為與電機(jī)軸102一同旋轉(zhuǎn)。即,盤11以與電機(jī)軸102的軸心AX大致同心的方式被固定在與電機(jī)軸102連接的磁性體18的主基板12側(cè)的表面18c上。
盤11例如由玻璃或透明樹脂等透光的材質(zhì)形成。并且,通過在盤11的上表面利用蒸鍍等配置反光的材質(zhì)(例如鋁等),形成了反射縫隙。
另外,盤11的材質(zhì)和制造方法等沒有特別限定。例如,也可以由金屬等反光的材質(zhì)形成盤11。在這種情況下,通過在盤11的上表面的不進(jìn)行光反射的部分處利用涂覆等配置反射率低的材質(zhì)(例如氧化鉻等),從而在沒有配置該材質(zhì)的部分處形成反射縫隙。另外,也可以是,通過濺射等使得不進(jìn)行光反射的部分成為粗糙面來降低反射率,從而形成反射縫隙。
磁性體18例如是圓環(huán)狀,在與主基板12相反的一側(cè)的表面18d的大致徑向中央部處具有環(huán)狀的凸緣部18a。磁性體18的凸緣部18a內(nèi)側(cè)的凹部18b嵌合在電機(jī)軸102的負(fù)載相反側(cè)端部,由此將磁性體18連接于電機(jī)軸102。電機(jī)軸102貫通磁檢測機(jī)構(gòu)30而向上方延伸設(shè)置。
在盤11的主基板12側(cè)的表面形成有多條沿圓周方向排列有多個反射縫隙(未圖示)的軌道(未圖示)。各反射縫隙對從光源14射出的光進(jìn)行反射。作為軌道中的反射縫隙的排列圖案,例如可以列舉出反射縫隙以規(guī)定間距有規(guī)律地重復(fù)的“增量圖案”、以及反射縫隙的位置和比例等在盤11的一次旋轉(zhuǎn)中被唯一確定的“串行絕對圖案(serial absolute pattern)”等,但沒有特別限定。
主基板12被未圖示的支撐部件支撐在外殼2上,并且配置為與盤11的上方相對。在主基板12上的偏離于電機(jī)軸102的軸心AX的位置處,形成有在上下方向上貫通的開口12a(也可以是切口)。另外,主基板12上的一部分電子設(shè)備例如通過線纜與磁場檢測部17的基板31上的一部分電子設(shè)備相連接。
子基板13以封閉開口12a的方式被配置在主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上。此時,被配置在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上的光源14、以及多個受光元件15等被收容在開口12a的內(nèi)部。另外,在本例中,雖然子基板13封閉了開口12a的整體,但也可以配置為覆蓋開口12a的一部分。
主基板12與子基板13通過多個連接部19而連接。多個連接部19將子基板13的緣部和主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b的開口12a的周圍部分相連接。作為連接部19,例如可以使用焊料。在圖2示出的例子中,在子基板13的盤旋轉(zhuǎn)方向(圖2中的左右方向)的兩側(cè)和盤半徑方向(圖2中的上下方向)的內(nèi)周側(cè)的緣部上設(shè)置有多個端子部26。如圖3所示,各端子部26具有半圓筒狀的凹部26a。另一方面,如圖3所示,在主基板12的表面12b上,在開口12a的周圍的與上述端子部26對應(yīng)的位置處形成有例如薄膜狀的端子部27。子基板13以端子部26重疊于端子部27的方式被載置在主基板12的表面12b上。并且,在該狀態(tài)下,使得焊料在端子部26的凹部26a附近熔融,熔融后的焊料通過凹部26a被引導(dǎo)至端子部27上。這樣就形成了連接部19,將端子部26和端子部27機(jī)械連接且電連接。
另外,上述的端子部26、27和連接部19的結(jié)構(gòu)只是一例,并不限定為該結(jié)構(gòu)。例如,也可以是,使臂狀的金屬端子從子基板13的緣部向外側(cè)突出,通過焊接將該金屬端子和主基板12的端子部27接合;或者,使用導(dǎo)線等通過焊接將子基板13和主基板12的端子部彼此連接。另外,還可以是倒裝芯片接合方式,即:例如在主基板13的表面形成多個端子部,利用形成在主基板12的端子部27上的焊料突起與子基板13側(cè)的端子部直接連接。此外,還可以構(gòu)成為,不進(jìn)行焊接,而是例如使用連接器等將子基板13的端子部和主基板12的端子部連接。
光源14在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè)被配置在主基板13的盤11側(cè)的表面13a上,向盤11射出光。多個受光元件15在開口12a的內(nèi)側(cè)被配置在子基板13的表面13a上,接收來自盤11的反射光。多個受光元件15構(gòu)成了在光源14的周圍沿著盤旋轉(zhuǎn)方向排列的多個受光陣列PA1、PA2、PI1、PI2。子基板13、光源14以及多個受光元件15等被模塊化為光學(xué)模塊21。
在圖2所示的例子中,光學(xué)模塊21在子基板13上具有:光源14、與盤11的多個軌道對應(yīng)的多個受光陣列PA1、PA2、PI1、PI2、以及光量調(diào)整用的2個調(diào)整用受光元件PD。
光源14例如可以使用LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)。光源14被特別構(gòu)成為未配置光學(xué)透鏡等的點光源,從發(fā)光部射出擴(kuò)散光。通過這樣地使用點光源,光源14能夠?qū)?jīng)過相對的位置的盤11的多個軌跡大致均等地照射光。另外,由于不進(jìn)行基于光學(xué)元件的聚光/擴(kuò)散,因此不容易產(chǎn)生因光學(xué)元件導(dǎo)致的誤差等,能夠提高射向照射區(qū)域的出射光的直行性。
多個受光陣列PA1、PA2、PI1、PI2被配置在光源14的周圍。具體地,受光陣列PI1和PI2被配置在中間隔著光源14的盤半徑方向內(nèi)側(cè)和外側(cè),受光陣列PA1和PA2被配置在中間隔著受光陣列PI1和PI2的盤半徑方向內(nèi)側(cè)和外側(cè)。這些受光陣列PA1、PA2、PI1、PI2是將多個受光元件15沿著盤旋轉(zhuǎn)方向以規(guī)定間距排列為陣列狀而構(gòu)成的。
受光陣列PI1、PI2分別通過受光元件15接收由盤11的對應(yīng)的增量圖案的反射縫隙反射的光,輸出增量信號。在本例中,由與間距較小的反射縫隙對應(yīng)的受光陣列PI2生成的增量信號的分辨率高于與間距較大的反射縫隙對應(yīng)的受光陣列PI1的增量信號。受光陣列PA1、PA2分別通過受光元件15接收由盤11的對應(yīng)的絕對圖案的反射縫隙反射的光,輸出絕對信號。
調(diào)整用受光元件PD在盤旋轉(zhuǎn)方向上被配置在受光陣列PI1的兩側(cè),接收由與受光陣列PI1對應(yīng)的增量圖案的縫隙軌道反射的光。2個調(diào)整用受光元件PD被形成為受光量大致固定,以便能夠使用調(diào)整用受光元件PD的信號進(jìn)行受光量的調(diào)整。
另外,如圖2和圖4所示,在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè),在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上,配置有將子基板13和受光元件15等電連接的多個接合線28。多個接合線28被收容在開口12a的內(nèi)部。
另外,在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè),在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上配置有IC芯片23。上述受光元件15和調(diào)整用受光元件PD被形成在IC芯片23的半導(dǎo)體晶片24上。另外,在IC芯片23的半導(dǎo)體晶片24上,除了上述受光元件15和調(diào)整用受光元件PD等之外,例如還形成有具備運算放大器和比較器等規(guī)定功能的集成電路25。集成電路25被形成在半導(dǎo)體晶片24上的空余區(qū)域,在本例中為受光陣列PA1的兩側(cè)。
編碼器10具有的位置數(shù)據(jù)生成部(未圖示)在對電機(jī)電磁部10(電機(jī)軸102)的絕對位置進(jìn)行測定的時機(jī),從光學(xué)模塊21取得分別具有表示絕對位置的比特模式的2個絕對信號、高增量信號以及低增量信號。并且,位置數(shù)據(jù)生成部根據(jù)取得的信號,計算這些信號表示的電機(jī)電磁部110的絕對位置,生成表示計算出的絕對位置的位置數(shù)據(jù)。
另外,上述光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)僅是一例,也可以是上述結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)。例如,盤11雖然是經(jīng)由磁性體18與電機(jī)軸102相連接,但也可以不經(jīng)由磁性體18而與電機(jī)軸102直接連接。另外,光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)20雖然是與電機(jī)電磁部110的上側(cè)相鄰地配置,但也可以在電機(jī)電磁部110的上側(cè)配置例如電磁制動器等其他結(jié)構(gòu),隔著該其他結(jié)構(gòu)配置在電機(jī)電磁部110的上側(cè)。另外,也可以只采用輸出絕對信號的受光陣列PA1、PA2中的任意一個受光陣列,還可以將輸出增量信號的受光陣列設(shè)為單一的分辨率。
(2-2.磁檢測機(jī)構(gòu))
接著,參照圖1、圖5~圖13對磁檢測機(jī)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。如圖1所示,磁檢測機(jī)構(gòu)30具有磁鐵16、磁場檢測部17以及基板31等。
(2-2-1.基板、磁鐵)
基板31形成為圓環(huán)狀,并且被固定在外殼2的下端部。基板31在徑向中央部處具有供電機(jī)軸102以非接觸的方式貫通的孔部31a。
磁鐵16在盤11的與主基板12相反的一側(cè),被支撐為與電機(jī)軸102一同旋轉(zhuǎn)。具體地,如圖5所示,在磁性體18的與主基板12相反的一側(cè)的表面18d上固定有4個磁鐵16。
4個磁鐵即磁鐵16a、16b、16c、16d例如是板狀的永久磁鐵。4個磁鐵16a~16d在周向上彼此分離地配置在磁性體18的表面18d的靠外周部的位置處。這里,4個磁鐵16a~16d例如在周向上等間隔(90°間隔)地排列。4個磁鐵16a~16d被配置為在周向上N/S極性交替不同。例如,磁鐵16a是N極、磁鐵16b是S極、磁鐵16c是N極、磁鐵16d是S極。這些磁鐵16a~16d在磁性體18與基板31之間的區(qū)域內(nèi)形成磁場。
另外,圖5中的雙點劃線R表示磁性體18繞軸心AX旋轉(zhuǎn)時的、4個磁鐵16(磁鐵16a~16d)的旋轉(zhuǎn)軌跡圓。各磁鐵16的周向的尺寸D1(與各磁鐵16的中心重合的旋轉(zhuǎn)軌跡圓R上的點處的切線方向的尺寸)被設(shè)定為規(guī)定值。
另外,磁鐵16的數(shù)量不限定為4個,也可以是其他數(shù)量。在這種情況下,只要對磁場檢測部17和磁性部件33、34的數(shù)量和配置等進(jìn)行適當(dāng)變更即可。另外,也可以將磁鐵16設(shè)為不是永久磁鐵的磁鐵(電磁鐵等)。
(2-2-2.磁場檢測部)
磁場檢測部17被配置在盤11的與主基板12相反的一側(cè),具體來講,被配置在磁性體18的與主基板12相反的一側(cè)。
如圖6和圖7所示,磁場檢測部17具有磁性元件35和線圈36。磁性元件35可形成為線狀、棒狀或長板狀(在本例中是長板狀),線圈36被卷繞在磁性元件35的周圍。
在基板31的磁性體18側(cè)的表面上設(shè)置有3個磁場檢測部17。3個磁場檢測部17即磁場檢測部17a、17b、17c在周向上彼此分離地配置在基板31的磁性體18側(cè)的表面上,例如在周向上等間隔(120°間隔)地排列。各磁場檢測部17a~17c的位置被設(shè)定為:使得磁性元件35的長度方向平行于(相對于通過長度方向的中點的半徑方向的線呈直角)通過該長度方向的中點的半徑方向的線與磁鐵16的旋轉(zhuǎn)軌跡圓R相交叉的交點處的切線。各磁場檢測部17a~17c的磁性元件35的長度方向的兩端的位置被設(shè)定為:距軸心AX的距離為等距離,并且與上述旋轉(zhuǎn)軌跡圓R重合。各磁場檢測部17a~17c對由磁鐵16a~16d形成的磁場進(jìn)行檢測。
另外,磁場檢測部17a~17c的配置形狀不限定為從軸心AX方向觀察時呈三角形狀,也可以是其他形狀。另外,磁鐵檢測部17的數(shù)量不限定為3個,也可以是其他數(shù)量。在這種情況下,只要對磁鐵16的數(shù)量和配置等適當(dāng)變更即可。
磁性元件35產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)。這里,“大巴克豪森效應(yīng)”是指磁性元件35的磁化方向在所賦予的外部磁場的強(qiáng)度超過某一強(qiáng)度的時刻急劇反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,也被稱為大巴克豪森跳變。
作為磁性元件35,沒有特別限定,只要是能夠產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)的磁性元件即可,例如可以使用線狀的磁性元件(例如復(fù)合磁線、韋根線、非晶絲等)、棒狀的磁性元件、板狀的磁性元件等。不過,為了方便說明,以下,對磁性元件35為復(fù)合磁線的情況進(jìn)行說明。
在將這樣的復(fù)合磁線用作磁性元件35的各磁場檢測部17a~17c中,當(dāng)磁性元件35被賦予外部磁場而使得磁性元件35的外周部的磁化方向發(fā)生變化時,從卷繞在該磁性元件35上的線圈36輸出脈沖狀的電信號作為檢測信號。在磁檢測機(jī)構(gòu)30中,相當(dāng)于被賦予給磁性元件35的外部磁場的是:磁鐵16a與磁鐵16b形成的磁場、磁鐵16b與磁鐵16c形成的磁場、磁鐵16c與磁鐵16d形成的磁場、以及磁鐵16d與磁鐵16a形成的磁場。如果關(guān)注于任意一個磁性元件35的話,則通過磁性體18的旋轉(zhuǎn),這4個磁場被依次賦予給該磁性元件35。另外,這4個磁場并不是能夠使磁性元件35的中心部和外周部雙方的磁化方向都發(fā)生變化那樣大的磁場,而是只能夠使磁性元件35的外周部的磁化方向發(fā)生變化那種程度大小的磁場。每當(dāng)被賦予給該磁性元件35的磁場根據(jù)該磁性元件35與磁鐵16a~磁鐵16d之間的位置關(guān)系而切換時,磁場的方向進(jìn)行切換,因此每當(dāng)該磁場切換時,該磁性元件35的外周部的磁化方向發(fā)生變化,與之相伴,從卷繞于該磁性元件35的線圈36輸出檢測信號。
另外,在磁檢測機(jī)構(gòu)30中,磁鐵16a~16d例如以90°間隔進(jìn)行配置,與之相對,磁場檢測部17a~17c例如以120°間隔進(jìn)行配置。因此,在磁性體18旋轉(zhuǎn)的過程中,分別從磁場檢測部17a~17c輸出檢測信號的時機(jī)不會互相重疊。通過使用磁場檢測部17a~17b分別在不同的時機(jī)輸出的檢測信號來進(jìn)行規(guī)定的處理,能夠?qū)﹄姍C(jī)100的多個旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向)進(jìn)行檢測。
(2-2-3.磁性部件)
如圖1所示,磁檢測機(jī)構(gòu)30具有覆蓋磁場檢測部17的磁性部件33、34。如圖6所示,針對各個磁場檢測部17a~17c設(shè)置了磁性部件33、34。磁性部件33、34例如由鐵等磁性材料形成,其中一個磁性部件33覆蓋各磁檢測部17a~17c的長度方向一側(cè),另一個磁性部件34覆蓋各磁場檢測部17a~17c的長度方向另一側(cè)。
圖8是對圖6中的1個磁場檢測部等進(jìn)行放大表示的圖。如圖8所示,設(shè)置于磁場檢測部17a的磁性部件33、34被配置在基板31的磁性體18側(cè)的表面上,并且被固定在基板31上。磁性部件33、34被配置為不相互接觸,并且也不與磁場檢測部17a接觸。另外,磁性部件33、34被配置為與其他的磁場檢測部17b、17c的磁性部件33、34中的任意一個都不接觸。
磁性部件33具有平板部33a和側(cè)板部33b,磁性部件33被配置在磁場檢測部17a的長度方向一側(cè)(圖8中左側(cè))。平板部33a在磁場檢測部17a的與基板31相反的一側(cè)以與基板31平行的方式擴(kuò)展,在從磁場檢測部17a的長度方向中央附近一直到超過長度方向一端(左端)的、超過磁場檢測部17a的寬度方向的區(qū)域中,平板部33a覆蓋磁場檢測部17a。側(cè)板部33b的一端部被固定在基板31上,平板部33a借助側(cè)板部33b被固定在基板31上。側(cè)板部33b覆蓋磁場檢測部17a的長度方向一端的大致周向側(cè)的側(cè)方。
磁性部件34關(guān)于通過磁場檢測部17a的長度方向中央的徑向的線,形成為與磁性部件33線對稱的形狀。磁性部件34具有平板部34a和側(cè)板部34b,磁性部件34被配置在磁場檢測部17a的長度方向另一側(cè)(圖中右側(cè))。
磁性部件33的平板部33a的邊部33A與磁性部件34的平板部34a的邊部34A接近,并且以規(guī)定尺寸D2的間隙相對。該間隙的尺寸D2和各磁鐵16a~16d的尺寸D1被設(shè)定為D1大于D2。磁場檢測部17a的面對磁性體18側(cè)的面幾乎被磁性部件33的平板部33a和磁性部件34的平板部34a所覆蓋,磁場檢測部17a只在平板部33a和平板部34a的相對的邊部33A、34A之間的區(qū)域中,朝向磁性體18側(cè)露出。
對于其他的磁場檢測部17b、17c的磁性部件33、34來說,也具有與磁場檢測部17a的磁性部件33、34相同的結(jié)構(gòu)。
另外,磁性部件33、34不限定為上述說明的形狀等,只要是能夠覆蓋磁場檢測部17的長度方向端部的至少與磁鐵16相對的部分的磁性部件即可,也可以是其他的形狀等。
(2-2-4.磁檢測機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)檢測動作)
使用圖9~圖13,對磁檢測機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)檢測動作進(jìn)行說明。另外,圖9、圖11以及圖13是圖1中的IX-IX向視圖,但為了方便說明,省略了電機(jī)軸102和磁性體18等的圖示。
首先,根據(jù)圖9和圖13對磁檢測機(jī)構(gòu)30的基本的旋轉(zhuǎn)檢測動作進(jìn)行說明。當(dāng)隨著電機(jī)100的旋轉(zhuǎn),磁鐵16a、16b、16c、16d與磁性體18一同按順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)時,磁鐵16a~16d在磁性體18和基板31之間形成的磁場旋轉(zhuǎn)。由于磁場檢測部17a、17b、17c在這樣旋轉(zhuǎn)的磁場中是靜止的,因此被賦予給各磁場檢測部17a~17c的磁場的極性隨著旋轉(zhuǎn)而變化。由此,在各磁場檢測部17a~17c中,磁性元件35的外周部的磁化方向發(fā)生變化,從線圈36輸出脈沖狀的檢測信號。根據(jù)該檢測信號,能夠檢測電機(jī)100的多個旋轉(zhuǎn)量。
這里,關(guān)注于磁場檢測部17a,對其動作進(jìn)行具體說明。例如設(shè)為,當(dāng)磁場檢測部17a的磁性元件35處于在從其另一端部朝向一端部的方向上被磁化的狀態(tài)時,基板31逆時針旋轉(zhuǎn)。由此,如圖9所示,N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的一端部,并且,S極的磁鐵16b接近磁場檢測部17a的另一端部,通過從磁鐵16a朝向磁鐵16b的磁場,使得磁場檢測部17a的磁性元件35的外周部的磁化方向反轉(zhuǎn)。其結(jié)果是,該磁性元件35的磁化方向成為從其一端部朝向另一端部的方向。并且,通過該磁性元件35的磁化方向的反轉(zhuǎn),從卷繞在該磁性元件35上的線圈36輸出例如向正方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
接著,磁性體18繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn),如圖13所示,當(dāng)S極的磁鐵16d接近磁場檢測部17a的一端部,并且N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的另一端部時,通過從磁鐵16a朝向磁鐵16d的磁場,使得磁場檢測部17a的磁性元件35的外周部的磁化方向反轉(zhuǎn)。其結(jié)果是,該磁性元件35的磁化方向成為從其另一端部朝向一端部的方向。并且,通過該磁性元件35的磁化方向的反轉(zhuǎn),從卷繞在該磁性元件35上的線圈36輸出例如向負(fù)方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
接著,磁性體18繼續(xù)旋轉(zhuǎn),當(dāng)N極的磁鐵16c接近磁場檢測部17a的一端側(cè),并且S極的磁鐵16d接近磁場檢測部17a的另一端部時,通過從磁鐵16c朝向磁鐵16d的磁場,使得磁場檢測部17a的磁性元件35的磁化方向成為從其一端部朝向另一端部的方向,從線圈36輸出例如向正方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
并且,磁性體18繼續(xù)旋轉(zhuǎn),當(dāng)S極的磁鐵16b接近磁場檢測部17a的一端側(cè),并且N極的磁鐵16c接近磁場檢測部17a的另一端部時,通過從磁鐵16c朝向磁鐵16b的磁場,使得磁場檢測部17a的磁性元件35的磁化方向成為從其另一端部朝向一端部的方向,從線圈36輸出例如向負(fù)正方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
磁場檢測部17b、17c也進(jìn)行與上述的磁場檢測部17a相同的動作。
(2-2-5.磁性部件的磁場感應(yīng)功能)
接著,參照圖9~圖13,對磁性部件33、34的磁場感應(yīng)功能進(jìn)行說明。各磁場檢測部17a~17c的磁性部件33、34具有如下功能:對磁鐵16a~16d賦予給各磁檢測部17a~17c的磁場進(jìn)行感應(yīng),形成規(guī)定的磁路。
如圖9所示,磁性體18例如逆時針旋轉(zhuǎn),N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的一端部,并且,S極的磁鐵16b接近磁場檢測部17b的另一端部。此時,如圖10所示,磁性部件33介于磁鐵16a和磁場檢測部17a的一端部之間,另一方面,磁性部件34介于磁鐵16b和磁場檢測部17a的另一端之間。因此,從磁鐵16a朝向磁鐵16b的磁通量的大部分,首先從磁鐵16a進(jìn)入磁性部件33,而不進(jìn)入磁場檢測部17a的一端部,進(jìn)入到磁性部件33的磁通量朝向磁性部件34側(cè)在磁性部件33的平板部33a中行進(jìn)。在磁場檢測部17a的長度方向中間部處,由于磁性部件33和磁性部件34相互分離,因此在磁性部件33的平板部33a中行進(jìn)的磁通量雖然接近磁性部件34,但并不直接進(jìn)入磁性部件34,而是進(jìn)入磁場檢測部17a的中間部的靠一端側(cè)(圖10中左側(cè))的部分。在磁場檢測部17a的中間部處進(jìn)入到靠一端側(cè)的部分的磁通量在磁場檢測部17a的中間部中朝向另一端側(cè)行進(jìn),到達(dá)磁場檢測部17a的中間部的靠另一端側(cè)(圖10中右側(cè))的部分。到達(dá)了磁場檢測部17a的中間部的靠另一端側(cè)的部分的磁通量從磁場檢測部17a脫離而進(jìn)入磁性部件34。進(jìn)入到磁性部件34的磁通量朝向磁鐵16b在磁性部件34的平板部34a中行進(jìn),并從磁性部件34到達(dá)磁鐵16b。
這樣,當(dāng)磁鐵16a接近磁場檢測部17a的一端部,并且磁鐵16b接近磁場檢測部17b的另一端部時,從磁鐵16a朝向磁鐵16b的磁場被磁性部件34、34感應(yīng)到磁場檢測部17a的中間部,在圖10中,如實線的箭頭曲線所示,形成了從磁鐵16a起按照磁性部件33的平板部33a、磁場檢測部17a的中間部、磁性部件34的平板部34a、磁鐵16b的順序行進(jìn)的磁路。其結(jié)果是,該磁場的大部分被賦予給磁場檢測部17a的中間部,因此磁場檢測部17a的中間部的磁通量密度比磁場檢測部17a的一端部和另一端部的磁通量密度高。
另外,在磁場檢測部17a的一端部和另一端部處包括面對磁性體18的部分在內(nèi)的廣闊區(qū)域被磁性部件33、34的平板部33a、33b所覆蓋,并且,磁場檢測部17a的一端面(左端面)和另一端面(右端面)被磁性部件33、34的側(cè)板部33b、34b覆蓋。由此,當(dāng)N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的一端部,并且S極的磁鐵16b接近磁場檢測部17a的另一端部時,在磁場檢測部17a的周圍的被磁性部件33、34覆蓋的內(nèi)側(cè)空間內(nèi),如圖10中的虛線的箭頭曲線所示,形成了從磁場檢測部17a的一端側(cè)朝向另一端側(cè)的磁通量的磁路。該磁通量不僅被賦予給磁性元件35的中間部,還被賦予給磁性元件35的一端部和另一端部。在這種情況下,從磁鐵16a朝向磁鐵16b的磁通量中的大部分在圖10中的實線的箭頭曲線所示的磁路中行進(jìn),因此虛線的箭頭曲線所示的磁通量的密度比實線的箭頭曲線所示的磁通量的密度小。因此,通過將虛線的箭頭曲線所示的磁通量賦予給磁場檢測部17a,能夠保持著磁場檢測部17a的中間部的磁通量密度高于一端部和另一端部的磁通量密度的狀態(tài),而增加磁場檢測部17a整體的磁通量密度。
通過將以上這樣的磁通量賦予給磁場檢測部17a,磁場檢測部17a的磁性元件35的外周部在圖10中的空心箭頭所示的方向即從磁性元件35的一端部朝向另一端部的方向上被磁化。因此,在該磁性元件35的外周部的磁化方向是從該磁性元件35的另一端部朝向一端部的方向的情況下,該磁性元件35的外周部的磁化方向反轉(zhuǎn),從卷繞于該磁性元件35的線圈36輸出例如向正方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
接著,如圖11所示,當(dāng)磁性體18從圖9和圖10的狀態(tài)按逆時針再旋轉(zhuǎn)45°,N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的中間部時,如圖12所示,磁鐵16a與磁性部件33之間的距離小于磁鐵16a與磁場檢測部17a之間的距離,因此從磁鐵16a朝向磁鐵16d的磁通量的大部分從磁鐵16a進(jìn)入磁性部件33,而不是進(jìn)入磁場檢測部17a的中間部。進(jìn)入到磁性部件33的磁通量朝向磁鐵16d側(cè)在磁性部件33中行進(jìn)。由此,能夠抑制磁通量進(jìn)入到磁場檢測部17a。另外,如圖11所示,由于磁場檢測部17a側(cè)的磁性部件33和磁場檢測部17c側(cè)的磁性部件34隔著間隙而相互分離,因此在磁性部件33中行進(jìn)的磁通量的大部分不進(jìn)入磁場檢測部17c側(cè)的磁性部件34。
另外,當(dāng)磁鐵16a接近磁場檢測部17a的中間部時,如圖12所示,磁鐵16a與磁性部件34之間的距離小于磁鐵16a與磁場檢測部17a之間的距離,因此從磁鐵16a朝向磁鐵16b的磁通量的大部分從磁鐵16a進(jìn)入磁性部件34,而不是進(jìn)入磁場檢測部17a的中間部。進(jìn)入到磁性部件34的磁通量朝向磁鐵16b側(cè)在磁性部件34中行進(jìn)。由此,能夠抑制磁通量進(jìn)入到磁場檢測部17a。另外,如圖11所示,由于磁場檢測部17a側(cè)的磁性部件34和磁場檢測部17b側(cè)的磁性部件33隔著間隙而相互分離,因此在磁性部件34中行進(jìn)的磁通量的大部分不進(jìn)入磁場檢測部17b側(cè)的磁性部件33。
這樣,當(dāng)磁鐵16a接近磁場檢測部17a的中間部時,從磁鐵16a朝向磁鐵16d、16b的磁通量被磁性部件33、34感應(yīng)為避免進(jìn)入磁場檢測部17a。其結(jié)果是,該磁場的磁通量的大部分不進(jìn)入磁場檢測部17a。因此,磁場檢測部17a的磁性元件35的外周部的磁化方向不變,圖12中的表示磁化方向的空心箭頭與圖10中的表示磁化方向的空心箭頭相同。因此,不從卷繞于該磁性元件35的線圈36輸出脈沖狀的檢測信號。
接著,如圖13所示,當(dāng)磁性體18從圖11和圖12的狀態(tài)按逆時針再旋轉(zhuǎn)45°,S極的磁鐵16d接近磁場檢測部17a的一端部并且N極的磁鐵16a接近磁場檢測部17a的另一端部時,從磁鐵16a朝向磁鐵16d的磁場被磁性部件34、33感應(yīng),朝向反方向引導(dǎo)圖10中的實線的箭頭曲線和虛線的箭頭曲線表示的磁路的路徑。即,從磁鐵16a朝向磁鐵16d的磁通量的大部分從磁鐵16a起按照磁性部件34、磁場檢測部17a的中間部、磁性部件33的順序行進(jìn),到達(dá)磁鐵16d。其結(jié)果是,從磁鐵16a朝向磁鐵16d的磁通量的大部分被賦予給磁場檢測部17a的中間部,因此磁場檢測部17a的中間部的磁通量密度比磁場檢測部17a的一端部和另一端部的磁通量密度高。并且,在磁場檢測部17a的周圍的被磁性部件33、34覆蓋的內(nèi)側(cè)空間中,形成了從磁場檢測部17a的另一端側(cè)朝向一端側(cè)的、密度比較小的磁通量的磁路。其結(jié)果是,保持著磁場檢測部17a的中間部的磁通量密度比磁場檢測部17a的一端部或另一端部的磁通量密度高的狀態(tài),而增加磁場檢測部17a整體的磁通量密度。
通過將這樣的磁通量賦予給磁場檢測部17a,磁場檢測部17a的磁性元件35的外周部在從磁性元件35的另一端部朝向一端部的方向上被磁化。因此,在該磁性元件35的外周部的磁化方向是從該磁性元件35的一端部朝向另一端部的方向的情況下,該磁性元件35的外周部的磁化方向反轉(zhuǎn),從卷繞于該磁性元件35的線圈36輸出例如向負(fù)方向陡峭地上升的脈沖狀的檢測信號。
由此,根據(jù)磁性部件33、34的磁場感應(yīng)功能,當(dāng)磁性相互不同的磁鐵16分別接近磁場檢測部17a的一端部和另一端部時,能夠?qū)Υ磐窟M(jìn)行感應(yīng),使得由這些磁鐵16形成的磁通量通過中間部而不是磁場檢測部17a的一端部和另一端部。另外,當(dāng)磁鐵16接近磁場檢測部17a的中間部時,能夠抑制由該磁鐵16形成的磁通量進(jìn)入磁場檢測部17a。
由此,當(dāng)極性相互不同的一對磁鐵16分別接近磁場檢測部17a的一端部和另一端部時,能夠提高磁場檢測部17a的磁性元件35的主要是中間部的磁通量密度。另一方面,當(dāng)磁鐵16接近磁場檢測部17a的中間部時,能夠整體降低磁場檢測部17a的磁性元件35的磁通量密度。因此,只有當(dāng)極性相互不同的磁鐵16分別接近磁場檢測部17的一端部和另一端部時,才能夠提高磁場檢測部17a的磁性元件35的磁通量密度。因此,只有當(dāng)極性相互不同的磁鐵16分別接近磁場檢測部17a的一端部和另一端部時,才能夠使磁性元件35的磁化方向改變。即,在極性相互不同的磁鐵16沒有分別接近磁場檢測部17a的一端部和另一端部的期間內(nèi),能夠防止磁場檢測部17a的磁性元件35的磁化方向發(fā)生變化。
另外,在本實施方式中,在編碼器10具有所例示那樣的包含產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)的磁場檢測部17的磁檢測機(jī)構(gòu)30的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)無電池的編碼器,因此針對磁檢測機(jī)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)、動作、功能進(jìn)行了詳細(xì)說明。然而,磁檢測機(jī)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)并不限定于本例,只要是能夠檢測多個旋轉(zhuǎn)量的磁檢測機(jī)構(gòu)(例如MR元件等具有磁阻元件的磁檢測機(jī)構(gòu)),就能夠獲得與本實施方式相同的作用效果。并且,即使是不具有磁檢測機(jī)構(gòu)的編碼器,也能夠縮短編碼器的軸向尺寸,因此能夠獲得與本實施方式相同的效果。
另外,在以上內(nèi)容中,在主基板12上形成開口12a,子基板13的光源14和受光元件15經(jīng)由該開口12a向盤11射出光并且接收反射光,這樣的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于將第2基板配置在第1基板的與盤相反的一側(cè)的表面的單元的一個例子。
<3.本實施方式的效果的例子>
如以上說明的那樣,本實施方式的編碼器10具有:盤11,其與電機(jī)軸102共同旋轉(zhuǎn);主基板12,其與盤11相對配置且形成有開口12a;子基板13,其以覆蓋開口12a的至少一部分的方式配置在主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上;光源14,其在開口12a中被配置在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上,向盤11射出光;以及受光元件15,其在開口12a中被配置在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上,接收來自盤11的反射光。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。
即,一般在反射型編碼器的軸向尺寸中,光源模塊21的光源14或受光元件15與盤11之間的光學(xué)間隙所占的比例較高。因此,像圖14A所示的比較例的編碼器10’那樣,在主基板12的盤11側(cè)的表面12c上配置有子基板13,并且在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上配置有光源14和受光元件15等的情況下,主基板12和盤11之間的距離L(主基板12上表面和盤11上表面之間的距離)增大,編碼器10’的軸向尺寸增大。然而,為了編碼器10’的薄型化而對光學(xué)間隙G(光源14和盤11之間的距離)進(jìn)行變更后,需要全面地重新進(jìn)行編碼器10’的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計,例如有可能需要與新的開發(fā)同等的成本和開發(fā)期間。
在本實施方式的編碼器10中,如圖14B所示,在主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上配置有子基板13,在主基板12的開口12a中,在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上配置有光源14和受光元件15。由此,能夠?qū)⒐庠?4和受光元件15配置在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè),因此與上述比較例的情況相比,能夠大幅縮短主基板12與盤11之間的距離L,而不必對光學(xué)間隙G進(jìn)行變更。其結(jié)果是,能夠縮短編碼器10的軸向尺寸而不會導(dǎo)致成本和開發(fā)期間的增大。
另外,在本實施方式中,子基板13以封閉開口12a的方式配置,編碼器10具有多個連接部19,這多個連接部19連接子基板13的緣部和主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上的開口12a的周圍部分,在此情況下,能夠獲得以下效果。
例如,在將子基板13焊接到主基板12上的情況下,在圖14A所示的比較例的編碼器10’中,在使光源14和受光元件15露出的、主基板12的盤11側(cè)的表面12c上必須進(jìn)行焊接,焊劑等異物容易附著于光源14和受光元件15。當(dāng)焊劑等異物附著于光源14和受光元件15時,有可能對編碼器的檢測精度造成影響。因此,為了防止異物的附著,例如在進(jìn)行焊接時,優(yōu)選設(shè)置用于覆蓋光源14和受光元件15的罩。
而在本實施方式中,子基板13以封閉開口12a的方式配置在主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上,并且在表面12b側(cè),子基板13的緣部和開口12a的周圍部分被多個連接部19連接。由此,利用子基板13封閉了開口12a,并且,能夠在通過開口12a而露出光源14和受光元件15的、主基板12的與盤11側(cè)的表面12c相反的一側(cè)的表面12b上進(jìn)行連接操作,因此提高了連接作業(yè)的作業(yè)性,例如能夠確保與其他部件等的間隙等。另外,能夠使用焊料作為連接部19,因此能夠防止可能從焊料產(chǎn)生的焊劑等異物附著到光源14和受光元件15上,能夠防止檢測精度下降。并且,不需要用于防止異物的附著的上述罩等部件,因此能夠簡化制造工序并且能夠削減成本。
另外,在本實施方式中,編碼器10具有:磁鐵16,其在盤11的與主基板12相反的一側(cè)被支撐為與電機(jī)軸102一同旋轉(zhuǎn);以及磁場檢測部17,其被配置于盤11的與主基板12相反的一側(cè),檢測磁鐵16的磁場。在此情況下,具有以下效果。
即,通過利用磁場檢測部17對磁鐵16的磁場進(jìn)行檢測,能夠?qū)﹄姍C(jī)100的多個旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行檢測。另外,在對多個旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行檢測的編碼器10中,會由于來自電機(jī)電磁部110和磁鐵16的泄漏磁通量,例如在光學(xué)模塊21的電子電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于這樣的原因等,可能對檢測精度造成影響。而在本實施方式中,由于光學(xué)模塊21被配置在主基板12的開口12a內(nèi)的里側(cè)的位置,因此,與例如像圖14A所示的比較例的編碼器10’那樣光學(xué)模塊21向主基板12的盤11側(cè)突出設(shè)置的情況相比,能夠降低上述泄漏磁通量的影響。
另外,在本實施方式中,磁場檢測部17具有產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)的磁性元件35和線圈36,磁場檢測部17被配置為長度方向與磁鐵16的旋轉(zhuǎn)軌跡圓R的切線方向平行。在此情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。
即,通過上述結(jié)構(gòu),能夠使用從磁場檢測部17輸出的脈沖信號生成電壓,并且使用該電壓啟動電子電路,對多個旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行檢測。因此,即使在不從外部電源供應(yīng)電源電壓的情況下,也能夠自己產(chǎn)生供消耗的電力,因此能夠?qū)崿F(xiàn)省略了備用電源(例如電池等)的無電池的編碼器。
另外,在本實施方式中,編碼器10具有磁性體18,該磁性體18連接于電機(jī)軸102,在該磁性體18的主基板12側(cè)的表面18c上固定有盤11,并且在該磁性體18的與主基板12相反的一側(cè)的表面18d上固定有磁鐵16。在此情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)如下效果。
即,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),能夠利用作為共同支撐體的磁性體18來支撐盤11和磁鐵16,因此與分別設(shè)置支撐體的情況相比能夠進(jìn)一步實現(xiàn)薄型化。并且,能夠減少部件數(shù)量和成本。并且,能夠利用磁性體18減少從電機(jī)電磁部110和磁鐵16朝向光學(xué)模塊21側(cè)泄漏的泄漏磁通量,因此能夠進(jìn)一步降低泄漏磁通量對檢測精度造成的影響。另外,通過將磁鐵16固定在磁性體18上,能夠形成磁鐵16的磁路而使磁場集中,因此能夠提高磁場檢測部17的檢測精度。
另外,在本實施方式中,編碼器10具有IC芯片23,該IC芯片23在主基板12的開口12a中被配置在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上,并且該IC芯片23在半導(dǎo)體晶片24上形成有受光元件15和具備規(guī)定功能的集成電路25。在此情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。
即,在主基板12是在基板的雙面都安裝有電子部件的雙面安裝型的基板的情況下,構(gòu)成為在主基板12的與盤11相反的一側(cè)的表面12b上配置子基板13,經(jīng)由主基板12的開口12a向盤11射出光并接收光,這樣就存在主基板12的表面12b的安裝面積下降的課題。
在本實施方式中,在子基板13上安裝了在半導(dǎo)體晶片24上形成有受光元件15和具備規(guī)定功能的集成電路25的IC芯片23,由此,例如能夠使光學(xué)模塊21具有運算放大器和比較器等電路功能。由此,能夠使光學(xué)模塊21具有被安裝在主基板12的表面12b的與光學(xué)模塊21對應(yīng)的位置處的電子部件的功能,因此能夠降低主基板12的安裝面積下降所帶來的影響。
另外,在本實施方式中,編碼器10具有多個接合線28,這多個接合線28在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè)被配置在子基板13的盤11側(cè)的表面13a上,將子基板13和受光元件15電連接。在此情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。
即,一般來講,接合線28非常細(xì)且強(qiáng)度弱,因此,在假設(shè)像圖14A所示的比較例的編碼器10’那樣,在主基板12的盤11側(cè)的表面12c上配置子基板13的情況下,優(yōu)選的是,在表面12c上露出于盤11側(cè)的接合線28的周圍,例如像圖14A所示那樣設(shè)置保護(hù)用的部件(例如框基板9)來保護(hù)接合線28。
而在本實施方式中,由于能夠?qū)⒔雍暇€28收容在主基板12的開口12a的內(nèi)側(cè),因此即使不使用框基板9也能夠保護(hù)接合線28。因此,不需要框基板9,所以能夠簡化結(jié)構(gòu),能夠降低成本。
另外,根據(jù)本實施方式的電機(jī)100,由于具有能夠縮短軸向尺寸的編碼器10,因此能夠在軸向上使得電機(jī)全體小型化。
另外,在上述說明中,在存在“垂直”、“平行“、“平面”等記載內(nèi)容的情況下,該記載內(nèi)容并非嚴(yán)格意義上的概念。即,這些“垂直”、“平行“、“平面”允許存在設(shè)計上和制造上的公差及誤差,表示“實質(zhì)上垂直”、“實質(zhì)上平行”、“實質(zhì)上為平面”。
另外,在上述說明中,在存在外觀上的尺寸或大小“相同”、“相等”、“不同”等記載內(nèi)容的情況下,該記載內(nèi)容并非嚴(yán)格意義上的概念。即,這些“相同”、“相等”、“不同”允許存在設(shè)計上和制造上的公差及誤差,表示“實質(zhì)上相同”、“實質(zhì)上相等”、“實質(zhì)上不同”。
另外,除上文已敘述的內(nèi)容外,也可以將上述實施方式的方法適當(dāng)組合來使用。
此外,雖然未一一例示,但上述實施方式可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)施加各種變更來實施。
標(biāo)號說明
10:電機(jī)用編碼器;11:盤;12:主基板(第1基板的一例);12a:開口;12b:表面;13:子基板(第2基板的一例);13a:表面;14:光源;15:受光元件;16:磁鐵;17:磁場檢測部;18:磁性體;18c:表面;18d:表面;19:連接部;24:半導(dǎo)體晶片;23:IC芯片;25:集成電路;28:接合線;35:磁性元件;36:線圈;100:電機(jī);102:電機(jī)軸;110:電機(jī)電磁部;R:旋轉(zhuǎn)軌跡圓。