非接触式角度传感器制造技术

本发明专利技术提供一种具备自动恢复机构的非接触式角度传感器，其在收容于壳体（20）内的转子（40）的旋转中心固定有旋转轴（33），旋转轴的中间部插通支承于环状轴承（31），在壳体内插通有旋转轴的螺旋弹簧（35）相对于壳体对转子向中立角度位置施力，在转子的背面从旋转轴向半径方向外侧离开而固定有磁铁（34），在与转子的背面相对设于壳体内的基板（50）上，设有从旋转轴向半径方向外侧离开并与磁铁空开间隔相对的磁性传感器（53），用形成于从基板的背后关闭壳体的盖（62）的内壁的轴承孔（62a）支承旋转轴（33）的轴承端（33b）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及各种设备类的位置检测所利用的、具备旋转轴的自动恢复机构的非接触式角度传感器。
技术介绍
角度传感器的旋转轴的自动恢复机构例如在专利文献I中已公开，但专利文献I公开的角度传感器为接触式角度传感器，不使用磁铁而使用滑动件。滑动件存在因有害气体、油等的附着而容易引起接触不良的缺点。作为使用了磁铁的非接触式角度传感器的现有例，图10表示专利文献2所记载的角度传感器的原理的构成。但是，该现有例不具有旋转轴的自动恢复机构。在该现有例中，在与旋转轴10的驱动端(前端)相反侧的后端，与中心轴一致地固定有磁铁2，与该磁铁2的轴向后端面空开间隔而相对的磁性传感器4固定于印刷电路基板3上。磁铁2在与旋转轴10成直角的方向被磁化，来自磁铁2的磁通5与印刷电路基板3的板面平行地透过磁性传感器4。通过旋转轴10的旋转而透过磁性传感器4的磁通的方向在与基板3平行的面内旋转，由此，从磁性传感器4输出与旋转角度对应的电压。另外，在专利文献2中，磁性传感器4包括使用了磁性阻抗元件的桥式电路和对桥式电路的差分输出电压进行放大的差动放大器。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)实用新案注册第2533523号公报专利文献2:(日本)特表2007-516415号公报(国际公开号W02004/113928)
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献2记载的现有角度传感器的构成中，以磁铁2的中心和磁性传感器4的中心与旋转轴10的中心一致的方式配置。因此，旋转轴10需要仅在其中间部利用未图示的轴承旋转自如地支承，旋转轴10的后端安装有磁铁2，所以不能进行支承。因此，由于长期使用而由旋转轴10和轴承间的摩擦导致的磨损，造成旋转轴10的角度摆动变大，作为角度传感器存在耐久性差的问题。该专利技术是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种经过长期间而变动少，因此能够维持精度的耐久性优异的非接触式角度传感器。解决问题的技术方案该专利技术提供一种非接触式角度传感器，其特征在于，包括:壳体；转子，其被收容于壳体内；旋转轴，其具有从壳体突出的一端和插通固定于转子的旋转中心的另一端；螺旋弹簧，其在壳体内被旋转轴插通，相对于壳体对转子向中立角度位置施力；环状轴承，其固定于壳体内，被旋转轴插通并转动自如地支承其中间部；磁铁，其在转子的后端面，从旋转轴向半径方向外侧离开而固定，在转子的旋转切线方向被磁化；基板，其固定于壳体内，与转子的后端面隔开间隔而相对，形成有使旋转轴的轴端部自由地插通的轴孔；磁性传感器，在基板上从旋转轴向半径方向外侧离开且在转子的旋转角度范围内与磁铁的至少一部分在旋转轴向空开一定的间隔而相对，输出依存于来自磁铁的磁通的方向的电气信号；盖，从基板的背面关闭壳体，旋转轴的轴端部被形成于盖的内壁的轴承孔支承。专利技术效果在该专利技术中，非接触式角度传感器设定为如下构成，S卩，在从由环状轴承支承中间部的旋转轴向半径方向外侧离开的位置，将磁铁安装在转子上，另外，磁性传感器也从旋转轴向半径方向外侧离开而设于基板上，由形成于盖上的轴承孔支承旋转轴的后端。因此，能够经过长期使用而保持旋转轴的角度摆动较小，能够提高耐久性。附图说明图1A是表示该专利技术的角度传感器的一实施例的立体图；图1B是图1A的主视图；图2A是图1B的2A — 2A剖视图；图2B是图1B的2B — 2B剖视图；图3是图1所示的角度传感器的分解立体图；图4是用于说明将磁铁向转子安装的图；图5A是旋转轴处于中立角度位置的状态时的图2A的5A — 5A剖视图；图5B是图5A的局部放大图；图6A是使旋转轴向逆时针方向旋转的状态的剖视图；图6B是使旋转轴向顺时针方向旋转的状态的剖视图；图7是用于说明磁铁和磁性传感器的位置关系的图；图8是表示本专利技术的角度传感器的旋转角度和输出电压的关系的例子的曲线图；图9是与变形实施例的图5A对应的剖视图；图10是现有的角度传感器的分解立体图。具体实施例方式参照附图并通过实施例说明该专利技术的实施方式。该专利技术的非接触式角度传感器是使旋转轴转动而输出与来自中立角度位置的旋转角度对应的电气信号的传感器。图1A、1B表示该专利技术的非接触式角度传感器的一实施例的外观，图2A表示图1B的2A — 2A剖视图，图2B表示图1B的2B — 2B截面的构造。另外，图3是分解为各部分而表的图。 壳体20具有圆筒状的收容部21，在收容部21的背面侧，从其外周面向半径方向突出形成有方形板状的端子导出部22，在收容部21的前面侧，一对安装部23从其外周面相互向半径方向反向地大幅突出形成为凸缘状。另外，在收容部21的前面，突出形成有与收容部21同心状的带台的圆筒部24。在收容部21的内周面，如图2B中虚线所示突出形成有剖面为圆弧状且沿旋转中心线方向延长的弹簧支承25，如后述的图5A、5B所示，用其周向一端面25a、25b弹性地支承后述的螺旋弹簧35的一端35a、35b。从其弹簧支承25的后端面的周向中央起，如图2B中虚线所示进一步沿圆筒部24的中心线方向延长形成有周向宽度狭窄的制动器26。另外，图2A是在图1B中上下翻转而表示2A — 2A剖面。在壳体20的圆筒部24收容配置有环状轴承31，另外，在一对安装部23的各套筒孔23a中收容配置有金属制的套筒32。壳体20及环状轴承31分别为合成树脂制，在该例中，环状轴承31及套筒32与壳体20嵌合成型。另外，壳体20和环状轴承31均为合成树脂制，但壳体20使用高刚性且阻燃性优异的树脂，环状轴承31使用耐磨损性优异的树脂。转子40具有:圆板部41、与该圆板部41同心状从其一面向轴向直角地突出形成的剖面为圆弧状的一对弹簧导向部42、43，用合成树脂成型。一对弹簧导向部42、43分别制成截面为圆弧状，这些圆弧位于同一圆周上。在圆板部41，在位于一弹簧导向部43的外周侧的部分形成有圆弧状的切口 41a (参照图4)。该切口 41a在将转子40向壳体20的收容部21内安装时，使突出形成于收容部内周面的弹簧支承25穿过，并且，安装后，限制制动器26的转动范围，由此,规定了转子40的可转动范围。圆柱状的旋转轴33设定为金属制,在其一端形成有椭圆形部(小判形部)33a,再在椭圆形部33a的前端面突出形成有小径的轴端部33b。以旋转轴33和转子40的旋转中心一致的方式，椭圆形部33a在转子40的圆板部41嵌合成型而与转子40 —体化，且位于弹簧导向部42、43的成为圆弧的中心。另外，形成于椭圆形部33a的前端面的轴端部33b比转子40的圆板部41的背面侧更突出。如图4所示，在转子40的圆板部41的背面侧，长方形板状的磁铁34安装于从旋转轴33向半径方向外侧离开的位置。磁铁34其长边方向被磁化，其长边设为转子40的旋转切线方向。螺旋弹簧35被旋转轴33插通并收容于转子40的一对弹簧导向部42、43内的空间。一对弹簧导向部42、43沿螺旋弹簧35的外径包围螺旋弹簧35,由此,螺旋弹簧35与一对弹簧导向部42、43外接而被保持。旋转轴33插通与壳体20嵌合成型的环状轴承31的孔31a并在中间部被轴支承。在壳体20的圆筒部24，在环状轴承31的前方配置有唇形密封36，另外，在其前方配置有限制唇形密封36的移动的垫圈37、E环38。E环38嵌入设于旋转轴33上的E环插入槽33c，以防止唇形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.12 JP 2010-2534641.一种非接触式角度传感器，其具有: 壳体； 转子，其可旋转地收容于所述壳体内； 旋转轴，其具有从所述壳体突出的一端和插通固定于所述转子的旋转中心的另一端；螺旋弹簧，其在所述壳体内被所述旋转轴插通，相对于所述壳体对所述转子向中立角度位置施力； 环状轴承，其固定于所述壳体内，被所述旋转轴插通并转动自如地支承其中间部； 磁铁，其在所述转子的后端面，从所述旋转轴向半径方向外侧离开而固定，在所述转子的旋转切线方向被磁化； 基板，其固定于所述壳体内，与所述转子的后端面隔开间隔而相对，形成有使所述旋转轴的轴端部自由地插通的轴孔； 磁性传感器，其在所述基板上从所述旋转轴向半径方向外侧离开且在所述转子的旋转角度范围内与所述磁铁的至少一部分在旋转轴向空开一...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上博治，铃木佑二，
申请(专利权)人：东京COSMOS电机株式会社，
类型：
国别省市：