磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器的制造方法
磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器的制造方法
【专利说明】磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2014年3月4日向日本特许厅提交的日本专利申请2014-042044号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及磁检测型编码器用的磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
【背景技术】
[0004]由于磁检测型编码器利用磁性而动作，所以如果受到外部磁场的影响，则有可能误动作。为了屏蔽外部磁场，磁检测型编码器的编码器室被磁屏蔽罩覆盖。磁屏蔽罩通常由铁材料等软磁性体形成。
[0005]例如，日本公开公报特开平7-35572号中公开了与该磁屏蔽罩相关的技术。上述文献中记载的磁编码器具有:罩，覆盖信号处理电路、磁检测器和磁鼓；以及支架，固定连接上述罩。支架和罩由软磁性体形成。
[0006]按照日本公开公报特开平7-35572号的磁编码器，由于支架和罩由软磁性体形成，所以能够屏蔽从外部作用的泄漏磁通。
[0007]为了屏蔽外部磁性的影响，以往由铁材料等软磁性体构成的磁屏蔽罩几乎没有间隙且均匀地围绕编码器室。这是编码器的整体重量增加的主要原因。
[0008]此外，当磁屏蔽罩接近磁检测元件时，用于使磁检测元件动作的磁通进入到磁屏蔽罩内。这种情况对磁检测元件的磁检测特性产生影响。为了抑制上述情况，需要充分确保磁检测元件和磁屏蔽罩的距离。因此，在以往的结构中，磁检测型编码器的小型化是有限的。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的在于提供不容易对用于使磁检测元件动作的磁场产生影响且能够屏蔽外部磁场的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
[0010]此外，本发明的目的还在于提供轻量的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
[0011]本发明的磁检测型编码器用磁屏蔽罩(本磁屏蔽罩)包括软磁性部和非磁性部，软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，所述开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0012]本磁屏蔽罩具有磁通容易通过的软磁性部和磁通难以通过的非磁性部。上述软磁性部例如可以配置在不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位上。上述非磁性部可以配置在形成用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0013]磁检测元件和形成用于使该磁检测元件动作的磁场的磁铁，例如以在没有磁屏蔽罩的状态下能够得到适当的动作磁场的方式配置。
[0014]当上述软磁性部接近磁检测元件配置时，所述磁铁形成的用于使该磁检测元件动作的磁通(通过所述磁检测元件的磁通)有可能进入软磁性部。由此，有可能对磁检测元件的动作产生影响。因此，在本磁屏蔽罩中，所述软磁性部具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件。此外，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0015]因此，在本磁屏蔽罩中，所述非磁性部配置在所述磁铁形成的用于使该磁检测元件动作的磁场(通过磁检测元件的磁场)容易进入的范围内。
[0016]在上述结构中，不像现有技术那样由软磁性体完全包围编码器室。因此，有可能导致对来自外部的磁场的磁屏蔽性能局部下降。但是，本发明的发明者们通过实验得出:通过例如与内部的磁检测元件的特性配合来适当地配置软磁性部和非磁性部，与由软磁性体均匀地包围编码器室的结构的以往的磁屏蔽罩相比，能够使本磁屏蔽罩具有进一步良好地对来自外部的磁场进行屏蔽的性能。
[0017]本磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部。软磁性部例如可以配置在不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位上。非磁性部可以配置在形成用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0018]因此，本磁屏蔽罩即便使该磁屏蔽罩和磁检测元件之间的距离变小，也不容易对用于使磁检测元件进行原本的动作的磁场产生影响。并且，本磁屏蔽罩可以屏蔽外部磁场。
[0019]此外，相对于软磁性体，可以使非磁性部为轻量构件。在这种情况下，与由软磁性体完全包围编码器室的结构相比，可以使本磁屏蔽罩轻量化。
【附图说明】
[0020]图1是第一实施方式的磁检测型编码器的纵断面图。
[0021]图2是第一实施方式的磁检测型编码器的横断面图。
[0022]图3是第一实施方式的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0023]图4是用于说明本来的磁通流动的图。
[0024]图5是以往的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0025]图6是用于说明以往的磁屏蔽罩中的磁通流动的图。
[0026]图7是用于说明磁检测元件的动作磁场的变化的图。
[0027]图8是用于说明第一实施方式的磁屏蔽罩的外部磁场屏蔽状况的图。
[0028]图9是第二实施方式的磁屏蔽罩的一个例子的立体图。
[0029]图10是第二实施方式的磁屏蔽罩的另一个例子的立体图。
【具体实施方式】
[0030]在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
[0031]下面，参照附图，对第一、第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器进行说明。
[0032]第一、第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部。软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0033]软磁性部可以配置在用于使磁检测元件动作的磁通不容易进入的部位、即不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位。非磁性部可以配置在形成有用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0034]因此，即使磁检测元件和磁屏蔽罩的距离较小，本实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩也不容易对用于使磁检测元件进行原本的动作的磁场产生影响。并且，本实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩能够屏蔽外部磁场。
[0035]〔第一实施方式〕
[0036][磁检测型编码器和磁屏蔽罩的结构]
[0037]首先，参照图1至图3，对第一实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩的结构进行说明。图1是第一实施方式的磁检测型编码器的纵断面图。图2是第一实施方式的磁检测型编码器的横断面图。图3是第一实施方式的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0038]第一实施方式的磁屏蔽罩用于磁检测型的编码器。如图1所示，磁检测型编码器100包括磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4。
[0039]磁鼓(检测用磁铁)I具有磁铁，该磁铁形成用于使磁检测元件3 (后述)动作的磁场。磁鼓I例如由强磁性体的圆盘形成。强磁性体通过等间隔地被磁化为N、S磁极来形成磁铁11。在强磁性体的圆盘的背面中心部设置有转动轴2。利用设置在未图示的支架上的轴承，将转动轴2支承成转动自如。
[0040]磁检测元件3用于进行磁检测。磁检测元件3例如检测磁鼓I被磁化的磁极的位置，并将其转换为电信号。在本实施方式中，磁检测元件3例如设置成与磁鼓 I隔开间隔并与该磁鼓I相对。
[0041]电路基板4上设置有用于对磁检测元件3的电信号进行信号处理的电路。磁检测元件3设置在电路基板4上。
[0042]磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4被用于屏蔽外部磁场的磁屏蔽罩10覆盖。磁屏蔽罩10是大体有头圆筒状构件，具有软磁性部20和非磁性部30。
[0043]软磁性部20例如由软钢或硅钢板等软磁性体形成。软磁性部20具有屏蔽外部磁场的功能。即，软磁性部20例如以覆盖磁检测元件3和磁鼓1(磁铁11)的方式形成。软磁性部20具有开口部30a，该开口部30a用于避免软磁性部20的一部分妨碍来自磁铁11的磁场通过磁检测元件3。因此，软磁性部20(除了开口部30a以外的部位)配置在不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位。此外，软磁性部20的开口部30a例如通过切除作为软磁性部20的软磁性体的一部分而形成。
[0044]本实施方式的非磁性部30例如由空气层形成。在本实施方式中，例如，软磁性部20的开口部30a内的空气成为作为非磁性部30的空气层。即，非磁性部30设置在软磁性部20的开口部30a上。
[0045]非磁性部30配置在磁屏蔽罩10的、用于使磁检测元件3动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)容易进入的范围内。即，非磁性部30配置在磁屏蔽罩10的、磁铁11的磁通MF容易进入的部分上。这个部分例如也可以被称为容易妨碍来自磁鼓I的磁场通过磁检测元件3的、软磁性部20的部分。
[0046]在磁鼓I的中心部上方配置有磁检测元件3时，磁铁11的磁通容易进入磁屏蔽罩10(软磁性部20)的上面中央部(参照图6)。因此，在这种情况下，如图1所示，通过切除磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的上面中央部，在上述部分上形成开口部30a、即开口部30a内的作为非磁性部30的空气层。为了形成开口部30a (非磁性部30)，磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的上面中央部例如被切成圆形。
[0047]此外，如图2所示，在磁检测元件3、3以俯视观察磁鼓I时与该磁鼓I的外周部相对的方式配置的情况下，磁铁11的磁通容易进入磁检测元件3、3附近的磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的侧面部内。因此，在这种情况下，通过分别切除磁检测元件3、3附近的磁屏蔽罩
10(软磁性部20)的两个侧面部，在上述部分上形成开口部30a、即开口部30a内的作为非磁性部30的空气层。为了形成开口部30a (非磁性部30)，磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的两个侧面部例如切成带状。
[0048]如果综合图1和图2的磁屏蔽罩10的形状，则形成图3所示的磁屏蔽罩10。艮P，在图3的磁屏蔽罩10中，上面中央部被切成圆形，并且磁检测元件3、3附近的两个侧面部被切成带状。
[0049][磁检测型编码器和磁屏蔽罩的作用]
[0050]接着，参照图1至图8，对第一实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩的作用进行说明。图4是用于说明原本的(适当的)磁通流动的图。图5是以往的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。图6是用于说明以往的磁屏蔽罩中的磁通流动的图。图7是用于说明磁检测元件的动作磁场的变化的图。图8是用于说明第一实施方式的磁屏蔽罩的外部磁场屏蔽状况的图。
[0051 ] 如图4所示，磁鼓I被磁化为N、S磁极而形成的磁铁11，形成从N极向S极流动的磁通MF。磁铁11的磁通原本通过磁检测元件3，该磁检测元件3设置成与磁鼓I隔开空间相对。
[0052]由于磁鼓I转动，所以磁极的位置变化。磁检测元件3检测磁鼓I被磁化的磁极的位置，并将其转换为电信号。利用电路基板4对磁检测元件3的电信号进行处理。
[0053]以往，磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4的周围被图5所示的磁屏蔽罩310覆盖。以往的磁屏蔽罩310为大体有底圆筒状，整体由软磁性体形成。并且，为了屏蔽外部磁的影响，以往的磁屏蔽罩310均匀地围绕编码器室。
[0054]因此，如图6所示，当磁屏蔽罩310和磁检测元件3的距离较小时，用于使磁检测元件3动作的磁通MF (通过磁检测元件3的磁通MF)有可能进入该磁屏蔽罩310内。如果用于使磁检测元件3动作的磁通MF进入磁屏蔽罩310，则可能对该磁检测元件3的磁检测特性产生影响。
[0055]图7表示使用以往的磁屏蔽罩时磁铁(例如磁铁11)的角度和通过磁检测元件部(例如磁检测元件3)的磁场的关系。在图7中，A表示原本的动作磁场，B表示因磁屏蔽罩的影响而变化的动作磁场。如图7所示，可以看出因以往的磁屏蔽罩的影响而使动作磁场偏离原本的动作磁场。
[0056]相对于此，如图1至图3所示，本实施方式的磁屏蔽罩10是大体有头圆筒状的构件，具有软磁性部20和非磁性部30。由于软磁性部20例如由软磁性体形成，所以具有屏蔽外部磁场的功能。
[0057]另一方面，非磁性部30例如由空气层形成。该空气层设置在软磁性部20的开口部30a上，上述软磁性部20的开口部30a通过切除作为软磁性部20的软磁性体的一部分而形成。非磁性部30 (开口部30a)配置在磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的、磁铁11的磁通MF容易进入的部分上。
[0058]因此，在本实施方式的磁屏蔽罩10中，即使磁屏蔽罩10和磁检测元件3之间的距离小，也可以使用于使磁检测元件3进行原本的动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)不容易受到影响。
[0059]因此，在本实施方式的磁屏蔽罩10中，可以使磁屏蔽罩10和磁检测元件3之间的距离变短。因此，可以实现磁屏蔽罩10的小型化。其结果，可以实现磁检测型编码器的小型化。
[0060]在本实施方式的磁屏蔽罩10中，在离开磁检测元件3的部位上、或不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位上形成(配置)有软磁性部20。使外部磁场集中在上述软磁性部20上。
[0061]在本实施方式的磁屏蔽罩10中可能因非磁性部30而使磁屏蔽能力下降。但是，非磁性部30具有比软磁性部20高的磁阻。因此，当外部磁场作用于非磁性部30时，来自外部的磁通OMF的大部分进入周围的软磁性部20。因此，在非磁性部30附近的磁通密度非常小(参照图8)。
[0062]因此，本实施方式的磁屏蔽罩10具有与均匀地围绕编码器室的以往的磁屏蔽罩310同等以上的磁屏蔽性能。
[0063]并且，在第一实施方式中，非磁性部30是空气层，该空气层设置在由切除软磁性部20的一部分而形成的开口部30a上。因此，能够实现磁屏蔽罩10的轻量化。其结果，可以实现磁检测型编码器的轻量化。
[0064]另外，在第一实施方式中，非磁性部30例如是开口部30a内的空气层。因此，可以表现为非磁性部30是通过切除软磁性部20的一部分而形成的空气层。
[0065]〔第二实施方式〕
[0066]接着，参照图9和图10，说明第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器的结构。图9是第二实施方式的磁屏蔽罩的一个例子的立体图。图10是第二实施方式的磁屏蔽罩的另一个例子的立体图。
[0067]第二实施方式的磁检测型编码器与第一实施方式的不同点在于具有复合体结构的磁屏蔽罩210。
[0068]即，第二实施方式的磁屏蔽罩210具有软磁性部220和非磁性部230。
[0069]软磁性部220例如由软钢或硅钢板等软磁性体形成。软磁性部220例如形成为覆盖磁检测元件3和磁鼓I。软磁性部220例如由与图3所示的形状相同的软磁性体构成。艮P，软磁性部220具有开口部230a，该开口部230a用于避免软磁性部220的一部分妨碍来自磁铁11的磁场通 过磁检测元件3。因此，软磁性部220 (除了开口部230a以外的部位)配置在不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位上。此外，软磁性部220的开口部230a例如通过切除作为软磁性部220的软磁性体的一部分而形成。
[0070]此外，图9所示的磁屏蔽罩210包含安装在软磁性部220外侧的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)。并且，合成树脂材料(合成树脂材料构件)的与软磁性部220的开口部230a对应的部分成为磁屏蔽罩210的非磁性部230。因此，在图9所示的磁屏蔽罩210中，非磁性部230以覆盖软磁性部220的开口部230a的方式安装在软磁性部220上。在非磁性部230上存在合成树脂材料而不存在软磁性体。由此，在本实施方式中，非磁性部230由合成树脂材料形成。作为非磁性部230的材料的合成树脂材料并没有特别限定，可以适当地从众所周知的合成树脂材料中选择。
[0071]此外，图10所示的磁屏蔽罩210包含安装在软磁性部220内侧的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)。并且，合成树脂材料的与软磁性部220的开口部230a对应的部分成为磁屏蔽罩210的非磁性部230。因此，在图10所示的磁屏蔽罩210中，非磁性部230以覆盖软磁性部220的开口部230a的方式安装在软磁性部220上。在非磁性部230上存在合成树脂材料而不存在软磁性体。
[0072]另外，图9和图10所示的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)可以具有覆盖软磁性部220的多个开口部230a的一体形状。
[0073]在图9和图10所示的磁屏蔽罩210内收容有:磁检测元件3，用于进行磁检测；以及磁鼓1，具有用于形成使磁检测元件动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)的磁铁
11(参照图1)。
[0074]第二实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩210基本上具有与第一实施方式的磁检测型编码器100和磁屏蔽罩10相同的作用和效果。
[0075]特别是按照第二实施方式，磁屏蔽罩210具有复合体结构，合成树脂材料覆盖整个编码器室。因此，第二实施方式具有可以防止或抑制粉尘等异物进入编码器室内的有利效果。
[0076]以上，对本发明的优选实施方式进行了说明。这是用于说明本发明的例子，本发明的技术范围并不限于上述实施方式。在不脱离本发明宗旨的范围内，可以通过与上述实施方式不同的各种方式来实施本发明的技术。
[0077]另外，在第二实施方式的磁屏蔽罩210中，软磁性部220可以由软钢或硅钢板等软磁性体形成。另一方面，非磁性部230可以由合成树脂材料形成。合成树脂材料并没有特别限定，可以适当地从众所周知的合成树脂材料中选择。图9所示的磁屏蔽罩210可以在与图2相同形状的软磁性体的外侧安装有头圆筒状的合成树脂材料。非磁性部230可以仅存在合成树脂材料而不存在软磁性体。图10所示的磁屏蔽罩210可以在与图2相同形状的软磁性体的内侧安装有头圆筒状的合成树脂材料。非磁性部230可以仅存在合成树脂材料而不存在软磁性体。在图9和图10的磁屏蔽罩210内可以收容有:磁检测元件，用于进行磁检测；以及磁鼓，具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁。上述的结构基本上能够起到与第一实施方式的磁检测型编码器100和磁屏蔽罩10相同的作用效果。
[0078]此外，本发明的实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器可以是以下第一?第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩和第一磁检测型编码器。
[0079]第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩覆盖用于进行磁检测的磁检测元件和磁鼓，该磁鼓具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁，该第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部，所述软磁性部配置在对磁检测元件的动作磁场不产生影响的部位上，所述非磁性部配置在形成有使磁检测元件动作所需要的磁场的范围内。
[0080]第二磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述软磁性部由软磁性体形成，所述非磁性部由空气层形成。
[0081]第三磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第二磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述空气层由切除软磁性体的一部分而形成。
[0082]第四磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述软磁性部由软磁性体形成，所述非磁性部由合成树脂材料形成。
[0083]第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第四磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩由在所述软磁性体的外侧或内侧安装有所述合成树脂材料的复合体构成，所述非磁性部上不存在所述软磁性体。
[0084]在第一磁检测型编码器中，利用第一?第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩中任意一个覆盖用于进行磁检测的磁检测元件和具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁的磁鼓。
[0085]出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
【主权项】
1.一种磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 包括软磁性部和非磁性部， 所述软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成， 所述软磁性部具有开口部，所述开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件， 所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。2.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于，所述开口部通过切除所述软磁性部的一部分而形成。3.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部是空气层。4.根据权利要求2所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部是空气层。5.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部由合成树脂材料形成。6.根据权利要求2所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部由合成树脂材料形成。7.根据权利要求6所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于，所述非磁性部以覆盖所述软磁性部的所述开口部的方式安装在所述软磁性部上。8.一种磁检测型编码器，其特征在于包括: 磁检测元件，用于进行磁检测； 磁鼓，具有形成用于使所述磁检测元件动作的磁场的磁铁；以及 权利要求1-7中任意一项所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩。
【专利摘要】本发明提供磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器，磁检测型编码器用磁屏蔽罩包括软磁性部和非磁性部，软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
【IPC分类】H05K9/00, G01D11/24
【公开号】CN104897182
【申请号】CN201510064153
【发明人】牧内一浩, 庄司祐大
【申请人】山洋电气株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】EP2916109A1, US20150253155
【专利说明】磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2014年3月4日向日本特许厅提交的日本专利申请2014-042044号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及磁检测型编码器用的磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
【背景技术】
[0004]由于磁检测型编码器利用磁性而动作，所以如果受到外部磁场的影响，则有可能误动作。为了屏蔽外部磁场，磁检测型编码器的编码器室被磁屏蔽罩覆盖。磁屏蔽罩通常由铁材料等软磁性体形成。
[0005]例如，日本公开公报特开平7-35572号中公开了与该磁屏蔽罩相关的技术。上述文献中记载的磁编码器具有:罩，覆盖信号处理电路、磁检测器和磁鼓；以及支架，固定连接上述罩。支架和罩由软磁性体形成。
[0006]按照日本公开公报特开平7-35572号的磁编码器，由于支架和罩由软磁性体形成，所以能够屏蔽从外部作用的泄漏磁通。
[0007]为了屏蔽外部磁性的影响，以往由铁材料等软磁性体构成的磁屏蔽罩几乎没有间隙且均匀地围绕编码器室。这是编码器的整体重量增加的主要原因。
[0008]此外，当磁屏蔽罩接近磁检测元件时，用于使磁检测元件动作的磁通进入到磁屏蔽罩内。这种情况对磁检测元件的磁检测特性产生影响。为了抑制上述情况，需要充分确保磁检测元件和磁屏蔽罩的距离。因此，在以往的结构中，磁检测型编码器的小型化是有限的。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的在于提供不容易对用于使磁检测元件动作的磁场产生影响且能够屏蔽外部磁场的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
[0010]此外，本发明的目的还在于提供轻量的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器。
[0011]本发明的磁检测型编码器用磁屏蔽罩(本磁屏蔽罩)包括软磁性部和非磁性部，软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，所述开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0012]本磁屏蔽罩具有磁通容易通过的软磁性部和磁通难以通过的非磁性部。上述软磁性部例如可以配置在不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位上。上述非磁性部可以配置在形成用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0013]磁检测元件和形成用于使该磁检测元件动作的磁场的磁铁，例如以在没有磁屏蔽罩的状态下能够得到适当的动作磁场的方式配置。
[0014]当上述软磁性部接近磁检测元件配置时，所述磁铁形成的用于使该磁检测元件动作的磁通(通过所述磁检测元件的磁通)有可能进入软磁性部。由此，有可能对磁检测元件的动作产生影响。因此，在本磁屏蔽罩中，所述软磁性部具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件。此外，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0015]因此，在本磁屏蔽罩中，所述非磁性部配置在所述磁铁形成的用于使该磁检测元件动作的磁场(通过磁检测元件的磁场)容易进入的范围内。
[0016]在上述结构中，不像现有技术那样由软磁性体完全包围编码器室。因此，有可能导致对来自外部的磁场的磁屏蔽性能局部下降。但是，本发明的发明者们通过实验得出:通过例如与内部的磁检测元件的特性配合来适当地配置软磁性部和非磁性部，与由软磁性体均匀地包围编码器室的结构的以往的磁屏蔽罩相比，能够使本磁屏蔽罩具有进一步良好地对来自外部的磁场进行屏蔽的性能。
[0017]本磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部。软磁性部例如可以配置在不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位上。非磁性部可以配置在形成用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0018]因此，本磁屏蔽罩即便使该磁屏蔽罩和磁检测元件之间的距离变小，也不容易对用于使磁检测元件进行原本的动作的磁场产生影响。并且，本磁屏蔽罩可以屏蔽外部磁场。
[0019]此外，相对于软磁性体，可以使非磁性部为轻量构件。在这种情况下，与由软磁性体完全包围编码器室的结构相比，可以使本磁屏蔽罩轻量化。
【附图说明】
[0020]图1是第一实施方式的磁检测型编码器的纵断面图。
[0021]图2是第一实施方式的磁检测型编码器的横断面图。
[0022]图3是第一实施方式的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0023]图4是用于说明本来的磁通流动的图。
[0024]图5是以往的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0025]图6是用于说明以往的磁屏蔽罩中的磁通流动的图。
[0026]图7是用于说明磁检测元件的动作磁场的变化的图。
[0027]图8是用于说明第一实施方式的磁屏蔽罩的外部磁场屏蔽状况的图。
[0028]图9是第二实施方式的磁屏蔽罩的一个例子的立体图。
[0029]图10是第二实施方式的磁屏蔽罩的另一个例子的立体图。
【具体实施方式】
[0030]在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
[0031]下面，参照附图，对第一、第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器进行说明。
[0032]第一、第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部。软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
[0033]软磁性部可以配置在用于使磁检测元件动作的磁通不容易进入的部位、即不容易对磁检测元件的动作磁场产生影响的部位。非磁性部可以配置在形成有用于使磁检测元件动作的磁场的范围内。
[0034]因此，即使磁检测元件和磁屏蔽罩的距离较小，本实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩也不容易对用于使磁检测元件进行原本的动作的磁场产生影响。并且，本实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩能够屏蔽外部磁场。
[0035]〔第一实施方式〕
[0036][磁检测型编码器和磁屏蔽罩的结构]
[0037]首先，参照图1至图3，对第一实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩的结构进行说明。图1是第一实施方式的磁检测型编码器的纵断面图。图2是第一实施方式的磁检测型编码器的横断面图。图3是第一实施方式的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。
[0038]第一实施方式的磁屏蔽罩用于磁检测型的编码器。如图1所示，磁检测型编码器100包括磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4。
[0039]磁鼓(检测用磁铁)I具有磁铁，该磁铁形成用于使磁检测元件3 (后述)动作的磁场。磁鼓I例如由强磁性体的圆盘形成。强磁性体通过等间隔地被磁化为N、S磁极来形成磁铁11。在强磁性体的圆盘的背面中心部设置有转动轴2。利用设置在未图示的支架上的轴承，将转动轴2支承成转动自如。
[0040]磁检测元件3用于进行磁检测。磁检测元件3例如检测磁鼓I被磁化的磁极的位置，并将其转换为电信号。在本实施方式中，磁检测元件3例如设置成与磁鼓 I隔开间隔并与该磁鼓I相对。
[0041]电路基板4上设置有用于对磁检测元件3的电信号进行信号处理的电路。磁检测元件3设置在电路基板4上。
[0042]磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4被用于屏蔽外部磁场的磁屏蔽罩10覆盖。磁屏蔽罩10是大体有头圆筒状构件，具有软磁性部20和非磁性部30。
[0043]软磁性部20例如由软钢或硅钢板等软磁性体形成。软磁性部20具有屏蔽外部磁场的功能。即，软磁性部20例如以覆盖磁检测元件3和磁鼓1(磁铁11)的方式形成。软磁性部20具有开口部30a，该开口部30a用于避免软磁性部20的一部分妨碍来自磁铁11的磁场通过磁检测元件3。因此，软磁性部20(除了开口部30a以外的部位)配置在不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位。此外，软磁性部20的开口部30a例如通过切除作为软磁性部20的软磁性体的一部分而形成。
[0044]本实施方式的非磁性部30例如由空气层形成。在本实施方式中，例如，软磁性部20的开口部30a内的空气成为作为非磁性部30的空气层。即，非磁性部30设置在软磁性部20的开口部30a上。
[0045]非磁性部30配置在磁屏蔽罩10的、用于使磁检测元件3动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)容易进入的范围内。即，非磁性部30配置在磁屏蔽罩10的、磁铁11的磁通MF容易进入的部分上。这个部分例如也可以被称为容易妨碍来自磁鼓I的磁场通过磁检测元件3的、软磁性部20的部分。
[0046]在磁鼓I的中心部上方配置有磁检测元件3时，磁铁11的磁通容易进入磁屏蔽罩10(软磁性部20)的上面中央部(参照图6)。因此，在这种情况下，如图1所示，通过切除磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的上面中央部，在上述部分上形成开口部30a、即开口部30a内的作为非磁性部30的空气层。为了形成开口部30a (非磁性部30)，磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的上面中央部例如被切成圆形。
[0047]此外，如图2所示，在磁检测元件3、3以俯视观察磁鼓I时与该磁鼓I的外周部相对的方式配置的情况下，磁铁11的磁通容易进入磁检测元件3、3附近的磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的侧面部内。因此，在这种情况下，通过分别切除磁检测元件3、3附近的磁屏蔽罩
10(软磁性部20)的两个侧面部，在上述部分上形成开口部30a、即开口部30a内的作为非磁性部30的空气层。为了形成开口部30a (非磁性部30)，磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的两个侧面部例如切成带状。
[0048]如果综合图1和图2的磁屏蔽罩10的形状，则形成图3所示的磁屏蔽罩10。艮P，在图3的磁屏蔽罩10中，上面中央部被切成圆形，并且磁检测元件3、3附近的两个侧面部被切成带状。
[0049][磁检测型编码器和磁屏蔽罩的作用]
[0050]接着，参照图1至图8，对第一实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩的作用进行说明。图4是用于说明原本的(适当的)磁通流动的图。图5是以往的磁屏蔽罩的外观结构的立体图。图6是用于说明以往的磁屏蔽罩中的磁通流动的图。图7是用于说明磁检测元件的动作磁场的变化的图。图8是用于说明第一实施方式的磁屏蔽罩的外部磁场屏蔽状况的图。
[0051 ] 如图4所示，磁鼓I被磁化为N、S磁极而形成的磁铁11，形成从N极向S极流动的磁通MF。磁铁11的磁通原本通过磁检测元件3，该磁检测元件3设置成与磁鼓I隔开空间相对。
[0052]由于磁鼓I转动，所以磁极的位置变化。磁检测元件3检测磁鼓I被磁化的磁极的位置，并将其转换为电信号。利用电路基板4对磁检测元件3的电信号进行处理。
[0053]以往，磁鼓1、磁检测元件3和电路基板4的周围被图5所示的磁屏蔽罩310覆盖。以往的磁屏蔽罩310为大体有底圆筒状，整体由软磁性体形成。并且，为了屏蔽外部磁的影响，以往的磁屏蔽罩310均匀地围绕编码器室。
[0054]因此，如图6所示，当磁屏蔽罩310和磁检测元件3的距离较小时，用于使磁检测元件3动作的磁通MF (通过磁检测元件3的磁通MF)有可能进入该磁屏蔽罩310内。如果用于使磁检测元件3动作的磁通MF进入磁屏蔽罩310，则可能对该磁检测元件3的磁检测特性产生影响。
[0055]图7表示使用以往的磁屏蔽罩时磁铁(例如磁铁11)的角度和通过磁检测元件部(例如磁检测元件3)的磁场的关系。在图7中，A表示原本的动作磁场，B表示因磁屏蔽罩的影响而变化的动作磁场。如图7所示，可以看出因以往的磁屏蔽罩的影响而使动作磁场偏离原本的动作磁场。
[0056]相对于此，如图1至图3所示，本实施方式的磁屏蔽罩10是大体有头圆筒状的构件，具有软磁性部20和非磁性部30。由于软磁性部20例如由软磁性体形成，所以具有屏蔽外部磁场的功能。
[0057]另一方面，非磁性部30例如由空气层形成。该空气层设置在软磁性部20的开口部30a上，上述软磁性部20的开口部30a通过切除作为软磁性部20的软磁性体的一部分而形成。非磁性部30 (开口部30a)配置在磁屏蔽罩10 (软磁性部20)的、磁铁11的磁通MF容易进入的部分上。
[0058]因此，在本实施方式的磁屏蔽罩10中，即使磁屏蔽罩10和磁检测元件3之间的距离小，也可以使用于使磁检测元件3进行原本的动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)不容易受到影响。
[0059]因此，在本实施方式的磁屏蔽罩10中，可以使磁屏蔽罩10和磁检测元件3之间的距离变短。因此，可以实现磁屏蔽罩10的小型化。其结果，可以实现磁检测型编码器的小型化。
[0060]在本实施方式的磁屏蔽罩10中，在离开磁检测元件3的部位上、或不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位上形成(配置)有软磁性部20。使外部磁场集中在上述软磁性部20上。
[0061]在本实施方式的磁屏蔽罩10中可能因非磁性部30而使磁屏蔽能力下降。但是，非磁性部30具有比软磁性部20高的磁阻。因此，当外部磁场作用于非磁性部30时，来自外部的磁通OMF的大部分进入周围的软磁性部20。因此，在非磁性部30附近的磁通密度非常小(参照图8)。
[0062]因此，本实施方式的磁屏蔽罩10具有与均匀地围绕编码器室的以往的磁屏蔽罩310同等以上的磁屏蔽性能。
[0063]并且，在第一实施方式中，非磁性部30是空气层，该空气层设置在由切除软磁性部20的一部分而形成的开口部30a上。因此，能够实现磁屏蔽罩10的轻量化。其结果，可以实现磁检测型编码器的轻量化。
[0064]另外，在第一实施方式中，非磁性部30例如是开口部30a内的空气层。因此，可以表现为非磁性部30是通过切除软磁性部20的一部分而形成的空气层。
[0065]〔第二实施方式〕
[0066]接着，参照图9和图10，说明第二实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和具有该磁屏蔽罩的磁检测型编码器的结构。图9是第二实施方式的磁屏蔽罩的一个例子的立体图。图10是第二实施方式的磁屏蔽罩的另一个例子的立体图。
[0067]第二实施方式的磁检测型编码器与第一实施方式的不同点在于具有复合体结构的磁屏蔽罩210。
[0068]即，第二实施方式的磁屏蔽罩210具有软磁性部220和非磁性部230。
[0069]软磁性部220例如由软钢或硅钢板等软磁性体形成。软磁性部220例如形成为覆盖磁检测元件3和磁鼓I。软磁性部220例如由与图3所示的形状相同的软磁性体构成。艮P，软磁性部220具有开口部230a，该开口部230a用于避免软磁性部220的一部分妨碍来自磁铁11的磁场通 过磁检测元件3。因此，软磁性部220 (除了开口部230a以外的部位)配置在不容易对磁检测元件3的动作产生影响的部位上。此外，软磁性部220的开口部230a例如通过切除作为软磁性部220的软磁性体的一部分而形成。
[0070]此外，图9所示的磁屏蔽罩210包含安装在软磁性部220外侧的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)。并且，合成树脂材料(合成树脂材料构件)的与软磁性部220的开口部230a对应的部分成为磁屏蔽罩210的非磁性部230。因此，在图9所示的磁屏蔽罩210中，非磁性部230以覆盖软磁性部220的开口部230a的方式安装在软磁性部220上。在非磁性部230上存在合成树脂材料而不存在软磁性体。由此，在本实施方式中，非磁性部230由合成树脂材料形成。作为非磁性部230的材料的合成树脂材料并没有特别限定，可以适当地从众所周知的合成树脂材料中选择。
[0071]此外，图10所示的磁屏蔽罩210包含安装在软磁性部220内侧的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)。并且，合成树脂材料的与软磁性部220的开口部230a对应的部分成为磁屏蔽罩210的非磁性部230。因此，在图10所示的磁屏蔽罩210中，非磁性部230以覆盖软磁性部220的开口部230a的方式安装在软磁性部220上。在非磁性部230上存在合成树脂材料而不存在软磁性体。
[0072]另外，图9和图10所示的有头圆筒状的合成树脂材料(合成树脂材料构件)可以具有覆盖软磁性部220的多个开口部230a的一体形状。
[0073]在图9和图10所示的磁屏蔽罩210内收容有:磁检测元件3，用于进行磁检测；以及磁鼓1，具有用于形成使磁检测元件动作的磁场(通过磁检测元件3的磁场)的磁铁
11(参照图1)。
[0074]第二实施方式的磁检测型编码器和磁屏蔽罩210基本上具有与第一实施方式的磁检测型编码器100和磁屏蔽罩10相同的作用和效果。
[0075]特别是按照第二实施方式，磁屏蔽罩210具有复合体结构，合成树脂材料覆盖整个编码器室。因此，第二实施方式具有可以防止或抑制粉尘等异物进入编码器室内的有利效果。
[0076]以上，对本发明的优选实施方式进行了说明。这是用于说明本发明的例子，本发明的技术范围并不限于上述实施方式。在不脱离本发明宗旨的范围内，可以通过与上述实施方式不同的各种方式来实施本发明的技术。
[0077]另外，在第二实施方式的磁屏蔽罩210中，软磁性部220可以由软钢或硅钢板等软磁性体形成。另一方面，非磁性部230可以由合成树脂材料形成。合成树脂材料并没有特别限定，可以适当地从众所周知的合成树脂材料中选择。图9所示的磁屏蔽罩210可以在与图2相同形状的软磁性体的外侧安装有头圆筒状的合成树脂材料。非磁性部230可以仅存在合成树脂材料而不存在软磁性体。图10所示的磁屏蔽罩210可以在与图2相同形状的软磁性体的内侧安装有头圆筒状的合成树脂材料。非磁性部230可以仅存在合成树脂材料而不存在软磁性体。在图9和图10的磁屏蔽罩210内可以收容有:磁检测元件，用于进行磁检测；以及磁鼓，具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁。上述的结构基本上能够起到与第一实施方式的磁检测型编码器100和磁屏蔽罩10相同的作用效果。
[0078]此外，本发明的实施方式的磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器可以是以下第一?第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩和第一磁检测型编码器。
[0079]第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩覆盖用于进行磁检测的磁检测元件和磁鼓，该磁鼓具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁，该第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩具有软磁性部和非磁性部，所述软磁性部配置在对磁检测元件的动作磁场不产生影响的部位上，所述非磁性部配置在形成有使磁检测元件动作所需要的磁场的范围内。
[0080]第二磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述软磁性部由软磁性体形成，所述非磁性部由空气层形成。
[0081]第三磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第二磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述空气层由切除软磁性体的一部分而形成。
[0082]第四磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第一磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述软磁性部由软磁性体形成，所述非磁性部由合成树脂材料形成。
[0083]第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩在第四磁检测型编码器用磁屏蔽罩的基础上，所述第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩由在所述软磁性体的外侧或内侧安装有所述合成树脂材料的复合体构成，所述非磁性部上不存在所述软磁性体。
[0084]在第一磁检测型编码器中，利用第一?第五磁检测型编码器用磁屏蔽罩中任意一个覆盖用于进行磁检测的磁检测元件和具有用于形成使该磁检测元件动作所需要的磁场的磁铁的磁鼓。
[0085]出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
【主权项】
1.一种磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 包括软磁性部和非磁性部， 所述软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成， 所述软磁性部具有开口部，所述开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件， 所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。2.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于，所述开口部通过切除所述软磁性部的一部分而形成。3.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部是空气层。4.根据权利要求2所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部是空气层。5.根据权利要求1所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部由合成树脂材料形成。6.根据权利要求2所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于， 所述软磁性部由软磁性体形成， 所述非磁性部由合成树脂材料形成。7.根据权利要求6所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩，其特征在于，所述非磁性部以覆盖所述软磁性部的所述开口部的方式安装在所述软磁性部上。8.一种磁检测型编码器，其特征在于包括: 磁检测元件，用于进行磁检测； 磁鼓，具有形成用于使所述磁检测元件动作的磁场的磁铁；以及 权利要求1-7中任意一项所述的磁检测型编码器用磁屏蔽罩。
【专利摘要】本发明提供磁检测型编码器用磁屏蔽罩和磁检测型编码器，磁检测型编码器用磁屏蔽罩包括软磁性部和非磁性部，软磁性部以覆盖磁检测元件和磁铁的方式形成，并且具有开口部，该开口部用于避免所述软磁性部的一部分妨碍来自所述磁铁的磁场通过所述磁检测元件，所述非磁性部设置在所述软磁性部的所述开口部上。
【IPC分类】H05K9/00, G01D11/24
【公开号】CN104897182
【申请号】CN201510064153
【发明人】牧内一浩, 庄司祐大
【申请人】山洋电气株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】EP2916109A1, US20150253155
最新回复(0)