亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：旋转主轴的检测模组的制作方法
技术领域：
本发明与旋转主轴检测有关，尤其是指一种将检测旋转主轴相关的霍尔元件、精密感应磁铁、电路板等要件以模组化概念予以整合，从而达成易于将检测模组安装于旋转主轴的目的。
背景技术：
一些使用霍尔感应元件于马达的专利文献如下中国台湾专利公告第4832 号，揭露在单相直流无刷马达内装上两个霍尔感测元件，用来感测马达主轴的旋转方向。当马达煞车时，由两个霍尔感测元件得到的信号来判断马达的旋转方向是否产生逆转，当逆转发生时，则停止马达驱动器的输出，让马达静止下来。中国台湾专利公告第513004号，揭露以霍尔元件感应无刷马达工作时转子磁石的磁通量变化，藉由感应该磁通量的变化输出适当的感应电压至马达的驱动电路，该驱动电路则藉由该霍尔元件所输出的感应电压对所连接控制的直流无刷马达做适当的工作控制。所述的工作控制，包括两个霍尔元件所感应得到的感应电压，分别藉由适当的高、低电位的选取，经电路的处理，得到驱动电路所需控制该直流无刷马达的第三相电压。中国台湾专利公告第1251396号，揭露马达设置两个霍尔感测元件，此两个感测元件不会同时感测到转子N-S极的交界处，因此若马达启动时，其中一个感测元件于转子 N-S极交界处，而使转子产生抖动现象，则可由另一感测元件所感测到的讯号持续处于某一位准而得知，藉此可关断马达的供电以保护马达免于毁损。中国台湾专利公告第1273391号，揭露伺服马达具有角度感测监测装置。该角度感测监测装置包括一设于该转子的磁性元件，及二设于该定子，并可感测该磁性元件所产生的磁场变化的霍尔元件。一控制装置用于接受该等霍尔元件输出的回馈讯号，并配合该旋转因子的计算方法处理该回馈讯号，最后比较处理的回馈讯号与外部操控信号以决定输出至该转子的驱动讯号。中国台湾专利公告第I30M01号，揭露一以霍尔元件所构成的感测模组感测马达的一磁极位置以产生一感测讯号；一偏移模组系产生一相位偏移值；修正模组系接收该感测讯号与该相位偏移值，并依据该感测讯号与该相位偏移值产生一相位调整讯号；该驱动模组系接收该相位调整讯号，并依据该相位调整讯号产生一驱动电流以驱动该马达。中国台湾专利公告第似94775号，揭露马达过电流保护装置包含一检知单元、一驱动单元，及一控制单元。该检知单元包括一设置于该转轴周面的磁块，及一设置于该转轴旁侧且可对应该磁块的霍尔元件。该驱动单元是电连接于该控制端口与控制单元间。当该马达运作时，每一次该磁块与霍尔元件对应时就能经由该霍尔元件输出一脉冲信号，如果该脉冲信号在单位时间内做累增后，未达到该控制器所预设的一转速标准值，则该控制单元会经由该驱动单元停止该马达运转，以保护该马达不会因为电流升高而有故障产生。一个将霍尔感应器应用于电机装置的例子，在中国台湾新型专利第M363738号公告文献中揭露。该案为具有霍尔传感器的电机装置，包括有一定子、一套设于定子外部的转子、以及至少一个霍尔传感器，转子上设有多数个永久磁极，其中定子自轴心向外凸设有多数个绕设有线圈的绕线齿，相邻两绕线齿间设有一个不绕线的间隔齿，以及至少一个间隔齿往轴向凸设一支架，支架上结合一电路板，电路板上设有至少一个霍尔传感器用以感测转子的永久磁极的位置。除了马达应用霍尔元件感应转子旋转位置之外，光电编码器(旋转式)亦被广泛的应用在马达的转子感测、动力装置的旋转出力轴、或加工机的加工主轴上，做速度或角度 (位置)的检测。使用光电编码器的优点在于易于实现小型化，传感长度较长。但因旋转编码器属精密组件，故不适用于具有高度震动性的旋转轴。以上各先前案大致揭露了设于马达转轴周面的磁性元件，感测该磁性元件所产生的磁场或磁极变化的霍尔元件，以及接收该霍尔元件的输出讯号的控制装置。各先前案虽未揭露磁性元件、霍尔元件、控制装置的安装方法和结构，但熟此项技术者知悉，各元件及控制装置的电路板系为分别的独立个体，且安装时需拆卸马达外壳及内部零组件，因此安装复杂性和困难性相对提高。

发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种旋转主轴的检测模组，其主要是将检测旋转主轴的霍尔元件、精密感应磁铁、电路板等要件以模组化概念予以整合，达成以降低组装困难度的简易手段安装于旋转主轴的目的。另，传统永磁无刷马达用以检测转子旋转位置的磁铁及霍尔元件，亦可被建置于本发明的模组化构造上，据此使转子位置检测的相关组件的安装得以简易化。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种旋转主轴的检测模组， 其中包括一磁铁固定座，固定于一旋转主轴；一精密感应磁铁，固定于该磁铁固定座；该精密感应磁铁具有多数个N、S磁极，且该N、S磁极的宽度系小于3mm ；至少一感应该精密感应磁铁的霍尔元件，固定在相邻该磁铁固定座的一固定位置；一与该霍尔元件耦合的电路板，该电路板预设有接收该霍尔元件感应讯号的电路布局。其中，该磁铁固定座具有中心枢接部及一精密感应磁铁固定部；该中心枢接部枢套固定于该旋转主轴；该精密感应磁铁固定部用以固定所述精密感应磁铁。其中，该霍尔元件的固定位置系形成于一霍尔元件固定座上；以及，该电路板系固定于相邻该霍尔元件的一固定位置。其中，该霍尔元件固定座依据该霍尔元件的使用数量及位置预设霍尔元件槽，每一霍尔元件槽容纳固定一霍尔元件。其中，该霍尔元件的固定位置系形成于该电路板上。其中，包含一定义该旋转主轴零点的零点磁铁，该零点磁铁设于该磁铁固定座，感应该零点磁铁的霍尔元件被设置于邻近该磁铁固定座的一固定位置，该电路板预设有接收感应该零点磁铁的霍尔元件讯号的电路布局。其中，该精密感应磁铁包含ー定义该旋转主轴零点的零点磁铁，感应该零点磁铁 的霍尔元件被设置于邻近该磁铁固定座的ー固定位置，该电路板预设有接收感应该零点磁 铁的霍尔元件讯号的电路布局。其中，该磁铁固定座包含ー转子磁铁固定部；具有与马达极数相对应的特定极对 数的转子旋转检测磁铁固定于该转子磁铁固定部；用以感应该转子旋转检测磁铁的霍尔元 件被设置于邻近该磁铁固定座的ー固定位置；该电路板预设有接收感应该转子旋转检测磁 铁的霍尔元件讯号的电路布局。其中，该精密感应磁铁为环形构造，该N、S磁极的磁极方向系磁化于该环形构造 轴线方向的侧端面。其中，该精密感应磁铁为环形构造，该N、S磁极的磁极方向系磁化于该环形构造 的环形端面。本发明的有益效果是综上所述，本发明描述了将旋转主轴检测所需的霍尔元件、 磁铁以及电路板以模组化概念整合的可行性，且该模组化物件以安装于马达转轴末端为最 佳，具有组装简便性的优势，据此使利用磁场感应讯号来控制马达达到特定目的的手段更 容易实现。本发明模组化构造除应用于马达的转子外，亦可应用于电机装置的旋转主轴，动 カ装置的旋转出カ轴，或加エ机的加エ主轴上，做为各旋转主轴之速度或角度(位置)的检 測。


图1为本发明旋转主轴的检测模组第ー实施例安装于马达的剖面图。图2为图1的右侧视图。图3为本发明磁铁固定座第ー实施例的正视图。图4为本发明磁铁固定座第ー实施例的剖面图。图5为本发明霍尔元件固定座的正视图。图6为本发明霍尔元件固定座的剖面图。图7为本发明磁铁固定座第ニ实施例的正视图。图8为本发明磁铁固定座第ニ实施例的剖面图。图9为本发明旋转主轴的检测模组第ニ实施例安装于马达的剖面图。图10为图9的右侧视图。图11为本发明精密感应磁铁磁极方向示意图ー。图12为本发明精密感应磁铁磁极方向示意图ニ。主要组件符号说明10精密感应磁铁11环形构造的侧端面12环形构造的环形端面20磁铁固定座21中心枢接部211枢接孔22精密感应磁铁固定部23旋向限位结构27旋向限位结构30霍尔元件
40霍尔元件固定座42定位部50 马达52 端部60电路板62螺丝元件71转子旋转检测磁铁73霍尔元件81霍尔元件
41霍尔元件槽 43螺丝元件 51转轴 53外壳 61定位部 70转子磁铁固定部 72旋向限位结构 80零点磁铁 W磁极宽度
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同对象系按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。图1和图2揭露本发明旋转主轴的检测模组第一实施例，该实施例系配合马达做说明，但并不以此为限，除了马达之外，本发明亦可应用于电机装置的旋转主轴，动力装置的旋转出力轴，或加工机的加工主轴，合先叙明。该旋转主轴的检测模组包括一用以固定精密感应磁铁10的磁铁固定座20、感应该精密感应磁铁10磁极的霍尔元件30、一与上述各霍尔元件30耦合的电路板60。上述磁铁固定座20，固定于一马达50转轴51的端部52。如图11和图12，该精密感应磁铁10在实施例中为环形构造，具有多数个N、S磁极，N、S的磁极方向系可磁化于该环形构造轴线方向的侧端面11(如图11)，或磁化于该环形构造的环形端面12(如图12)。 在本发明实施例中更进一步定义各N、S磁极的宽度W，该宽度系小于3mm。上述磁铁固定座20较为详细的结构揭露于图3及图4。在本发明实施例中，该磁铁固定座20具有一中心枢接部21及一精密感应磁铁固定部22。该中心枢接部21设一贯通中心的枢接孔211。该磁铁固定座20系以该枢接孔211枢套于该马达50转轴51的端部52，且该端部52与该中心枢接部21具有旋向限位关系。达成该旋向限位关系之旋向限位结构23系设置在该端部52与该中心枢接部21的相对结合部位，包括可相对结合的槽与键。在图例中，该马达50转轴51的端部52系凸伸于马达外壳53，据此，该磁铁固定座20 的安装即不涉及马达外壳、本体及内部零组件的拆组，具有安装便利性。但本发明的实施并不以此为限，该磁铁固定座20亦可安装于马达内部。该精密感应磁铁10固定于该精密感应磁铁固定部22，该精密感应磁铁固定部22 与该精密感应磁铁10具有旋向限位关系，达成该旋向限位关系之旋向限位结构27系设置在该精密感应磁铁固定部22与该精密感应磁铁10的相对结合部位，包含但不限于可相对结合的凹槽与凸部。上述霍尔元件30，固定在相邻该磁铁固定座20的一固定位置。在本发明实施例中，该固定位置系实现在一霍尔元件固定座40上，该霍尔元件固定座40固定于该马达50外壳53的尾端。上述霍尔元件固定座40较为详细的结构揭露于图5及图6。在本发明实施例中， 该霍尔元件固定座40依据霍尔元件的使用数量预设霍尔元件槽41，每一霍尔元件槽41容纳固定一霍尔元件30。该霍尔元件固定座40具有一定位部42，图示例于定位部42实施一螺丝孔位俾供一螺丝元件43穿锁，将该霍尔元件固定座40固定于该马达50的外壳53尾端，该霍尔元件30位于感应该精密感应磁铁10磁极的位置，霍尔元件30感应磁极变化后送出信号至电路板60。关于该霍尔元件固定座40的固定位置及固定方式包含但不限于图例所描述。上述电路板60，预设有接收该霍尔元件30感应讯号的电路布局。该电路板60设置于相邻该霍尔元件30的一固定位置。上述电路板60较为详细的结构揭露于图1中，该电路板60具有至少一个定位部61，图示例于定位部61实施一螺丝孔位供一螺丝元件62穿锁，将该电路板60固定于该霍尔元件固定座40。关于该电路板60的固定位置及固定方式包含但不限于图例所描述，该电路板60亦可固定于该马达50的外壳53。如图7至图10，该磁铁固定座20的第二实施例，系在第一实施例的主体上再架构一转子磁铁固定部70。具有与马达极数相对应的特定极对数(如2P、4P、8P等)的转子旋转检测磁铁71固定于该转子磁铁固定部70。该转子磁铁固定部70与该转子旋转检测磁铁71之间具有旋向限位关系，达成该旋向限位关系之旋向限位结构72系设置在该转子旋转检测磁铁71与该转子磁铁固定部70的相对结合部位，包含但不限于可相对结合的凹槽凸部。用以感应该转子旋转检测磁铁71的霍尔元件73系设置在邻近该磁铁固定座20的一固定位置，该固定位置包含但不限于设置在该电路板60上。该电路板60预设有接收该霍尔元件73感应讯号的电路布局。霍尔元件73感应该转子旋转检测磁铁71之磁极方向， 根据磁极方向送出不同的信号至该电路板60。另，一用以定义旋转主轴零点位置的零点磁铁80，是由该精密感应磁铁10的旋向限位结构27充磁而实现的。在本发明实施例中，这是一个最佳的实现方式，但不以此为限。 感应该零点磁铁80的霍尔元件81系设置在邻近该磁铁固定座20的一固定位置，该固定位置包含但不限于设置在该电路板60上。该电路板60预设有接收该霍尔元件81感应讯号的电路布局。综上所述，上述实施例描述了将旋转主轴检测所需的霍尔元件、磁铁以及电路板以模组化概念整合的可行性，且该模组化物件以安装于马达转轴末端为最佳，具有组装简便性的优势，据此使利用磁场感应讯号来控制马达达到特定目的的手段更容易实现。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种旋转主轴的检测模组，其特征在于包括一磁铁固定座，固定于一旋转主轴；一精密感应磁铁，固定于该磁铁固定座；该精密感应磁铁具有多数个N、s磁极，且该N、 S磁极的宽度系小于3mm;至少一感应该精密感应磁铁的霍尔元件，固定在相邻该磁铁固定座的一固定位置；一与该霍尔元件耦合的电路板，该电路板预设有接收该霍尔元件感应讯号的电路布局。
2.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该磁铁固定座具有中心枢接部及一精密感应磁铁固定部；该中心枢接部枢套固定于该旋转主轴；该精密感应磁铁固定部用以固定所述精密感应磁铁。
3.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该霍尔元件的固定位置系形成于一霍尔元件固定座上；以及，该电路板系固定于相邻该霍尔元件的一固定位置。
4.根据权利要求3所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该霍尔元件固定座依据该霍尔元件的使用数量及位置预设霍尔元件槽，每一霍尔元件槽容纳固定一霍尔元件。
5.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该霍尔元件的固定位置系形成于该电路板上。
6.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于包含一定义该旋转主轴零点的零点磁铁，该零点磁铁设于该磁铁固定座，感应该零点磁铁的霍尔元件被设置于邻近该磁铁固定座的一固定位置，该电路板预设有接收感应该零点磁铁的霍尔元件讯号的电路布局。
7.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该精密感应磁铁包含一定义该旋转主轴零点的零点磁铁，感应该零点磁铁的霍尔元件被设置于邻近该磁铁固定座的一固定位置，该电路板预设有接收感应该零点磁铁的霍尔元件讯号的电路布局。
8.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该磁铁固定座包含一转子磁铁固定部；具有与马达极数相对应的特定极对数的转子旋转检测磁铁固定于该转子磁铁固定部；用以感应该转子旋转检测磁铁的霍尔元件被设置于邻近该磁铁固定座的一固定位置；该电路板预设有接收感应该转子旋转检测磁铁的霍尔元件讯号的电路布局。
9.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该精密感应磁铁为环形构造，该N、S磁极的磁极方向系磁化于该环形构造轴线方向的侧端面。
10.根据权利要求1所述的旋转主轴的检测模组，其特征在于该精密感应磁铁为环形构造，该N、S磁极的磁极方向系磁化于该环形构造的环形端面。
全文摘要
本发明公开了一种旋转主轴的检测模组，包括用以固定至少一精密感应磁铁的磁铁固定座，该磁铁固定座固定于一旋转主轴；至少一个用以感应该精密感应磁铁的磁极的霍尔元件，该霍尔元件固定于相邻该磁铁固定座的一固定位置；一与该霍尔元件耦合的电路板，该电路板预设有接收该霍尔元件感应讯号的电路布局。据此，将检测旋转主轴的霍尔元件、精密感应磁铁、电路板等要件以模组化概念予以整合，达成易于将检测模组安装于旋转主轴的目的。
文档编号G01P3/48GK102200540SQ201110039800
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者朱守昱 申请人:爱德利科技股份有限公司