JP2007097240A - 回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダ部を短縮することができると共に、簡単な作業で、回転ディスクの位置精度を確保することができる回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造を提供する。
【解決手段】エンコーダ３の回転ディスク４を、筒部を有する保持部材５に装着し、この筒部を出力軸２に装着して前記回転ディスク４を前記回転電機の出力軸２に組付け、前記回転電機本体と前記エンコーダ３の回転ディスク４を装着した保持部材５との間にスペーサ１０を配置して前記エンコーダ３の回転ディスク４を位置決めし、前記出力軸２の端面と前記保持部材５の筒部６の内周面によって形成される凹部７に、弾性材からなる環状の固定部材８を挿入し、前記固定部材８を径方向に拡張させて前記保持部材５の筒部６周面を前記エンコーダ３の回転ディスク４の内周面に圧接させて前記エンコーダ３の回転ディスク４と前記出力軸２とを固定する方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造に関する。

従来、この種のロータリーエンコーダ付きモータとしては、例えば、図４に示すようなものがある（特許文献１）。
このロータリーエンコーダ付きモータ１００は、モータ１０１の両端から回転軸１０２を導出し、この回転軸１０２の片側にロータリーエンコーダ１０３を装着したものである。このロータリーエンコーダ１０３の組付けに際し、ロータリーエンコーダ部分の長さを短くする場合、ロータリーエンコーダ１０３の回転ディスク１０３ａを取付ける芯金１０４をモータ１０１の回転軸１０２に挿入し、上部より止めネジ１０５で固定する。
ロータリーエンコーダ１０３の回転ディスク１０３ａの取付け面１０６と、ロータリーエンコーダ１０３の回転ディスク１０３ａの位置精度が不適切な場合は、芯金１０４と回転軸１０２端面との間にスペーサ１０７を介在させて位置関係を調整してから、上部より止めネジ１０５を螺合して固定している。

一方、図５に示すロータリーエンコーダ付きモータ２００では、モータ２０１の回転軸２０２の片側に装着されるロータリーエンコーダ２０３の回転ディスク２０３ａを、芯金２０４の側面に形成されたネジ孔２０４ａに止めネジ２０５を螺合することで回転軸２０２に固定している。
ロータリーエンコーダ２０３の回転ディスク２０３ａの取付け面２０６と、ロータリーエンコーダ２０３の回転ディスク２０３ａの位置精度が不適切な場合は、回転ディスク２０３ａの芯金２０４と取付け面２０６との間にスペーサ２０７を挿入して位置関係を調整してから、止めネジ２０５を螺合して固定している。
特開平２−１８８１４５号公報 特開平８−２０５４７９号公報

しかしながら、このような従来の組付け構造にあっては、エンコーダの高精度化により、エンコーダ取付け面１０６，２０６と、エンコーダの回転ディスク１０３ａ，２０３ａの位置精度を厳密に規定する必要がある。また、モータ１００，２００の回転軸１０２，２０２の端面とエンコーダ取付け面１０６，２０６の位置精度を高める必要があるため、モータの構成部品精度を高くする必要があり、コストアップの要因となる 。さらに、部品精度で補えない部分は、スペーサ１０７，２０７を用いて調整作業を行なわなければならないという課題がある。

また、エンコーダ取付け面とエンコーダディスクの位置精度を高めるため、スペーサ２０７を用いてエンコーダの回転ディスク２０３ａの位置出し後、横方向から止めネジ２０５にて固定する方法においては、ネジ孔２０４ａのスペースを確保する必要があるため、エンコーダ部が長くなる課題がある。さらに、横方向からのネジ止めをするため、自動化が図りにくいという課題があった。

本発明は、上記課題を解決し、エンコーダ部を短縮することができると共に、簡単な作業で、回転ディスクの位置精度を確保することができる回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、両端面に出力軸を有する両軸形回転電機の片側の出力軸にエンコーダの回転ディスクを固定する方法であって、前記エンコーダの回転ディスクを、筒部を有する保持部材に装着し、この筒部を出力軸に装着して前記回転ディスクを前記回転電機の出力軸に組付け、前記回転電機本体と前記エンコーダの回転ディスクを装着した保持部材との間にスペーサを配置して前記エンコーダの回転ディスクを位置決めし、前記出力軸の端面と前記保持部材の筒部の内周面によって形成される凹部に、弾性材からなる環状の固定部材を挿入し、前記固定部材を径方向に拡張させて前記保持部材の筒部周面を前記エンコーダの回転ディスクの内周面に圧接させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定することにある。
また、本発明は、両端面に出力軸を有する両軸形回転電機の片側の出力軸にエンコーダの回転ディスクを固定する方法であって、前記回転電機の出力軸端に、軸を半径方向に複数に分割するスリット部を設け、該出力軸のスリット部を径方向に拡開させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定することにある。
さらに、本発明は、前記固定部材またはスリット部を径方向に拡張または拡開させる手段にねじを用いるとともに、該ねじが、端部側に向けて徐々に拡大するテーパ形状を有することにある。
またさらに、本発明は、回転電機の出力軸に筒部を介して装着され、該筒部にエンコーダの回転ディスクを組付けた保持部材と、前記出力軸の端面と前記保持部材の筒部内周面との凹部に挿入された弾性変形可能な環状の固定部材と、前記固定部材の筒部を拡張させる手段と、を備え、上記拡張させる手段を前記固定部材に組み付け、前記保持部材をエンコーダの回転ディスク内面に圧接させて前記回転電機の出力軸とエンコーダの回転ディスクを固定したことにある。
また、本発明は、回転電機の出力軸に、軸を半径方向に複数に分割するスリット部を設け、該出力軸のスリット部を径方向に拡開させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定する拡開手段を設けたことにある。
さらに、前記固定部材またはスリット部を径方向に拡張または拡開させる手段にねじを用いるとともに、該ねじが、端部側に向けて徐々に拡大するテーパ形状を有することにある。

本発明によれば、エンコーダ部の軸方向長さを短縮することができる構造でありながら、簡単な作業でエンコーダの回転ディスクとエンコーダ取付け面の位置精度を確保できる。また、エンコーダ部の軸方向長さを短縮することができる構造でありながら、モータの回転軸やモータ構成部品の精度を要求されず、加工コストを下げることが出来る。

以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態による回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造を示す断面図である。

図１において、１はロータリーエンコーダ付きモータで、このモータ１の両端部には、出力軸としての回転軸２の両端部が突出して設けられている。この回転軸２の片側突出端部２ａには、位置検出器としてのロータリーエンコーダ３が装着されている。ロータリーエンコーダ３は、回転軸２に装着される回転ディスク４が、保持部材としての芯金５を介して回転軸２の片側突出端部２ａに装着されている。芯金５は、一端にフランジ６ａを設けた筒体６で構成されており、筒体６を回転ディスク４の中心に形成された孔４ａに圧入して回転ディスク４に組み付けられている。

前記芯金５には、筒体６の内周面と、回転軸２の片側突出端部２ａ端面とで凹部７が形成されており、この凹部７に、弾性材料で成形された環状の固定具８が配置されている。この固定具８は芯金５の筒体６内径よりも僅かに小径に形成されており、この固定具８にはテーパ状の取付穴８ａが形成されている。この固定具８に止めネジ９を挿通させて回転軸２の突出端部２ａに螺合している。止めネジ９はネジ頭部９ａを固定具８の取付穴８ａに密着され、固定具８を筒体６に圧接させている。固定具８はネジ頭部９ａの押圧力によって拡張されて、芯金５の筒体６を回転ディスク４の孔４ａの内周面に圧接させている。１０はエンコーダ取付け面１１と芯金５のフランジ６ａとの間に配置されたスペーサである。

次に、上記回転ディスクを固定する方法を説明すると、予め、ロータリーエンコーダ３の回転ディスク４に、芯金５を取付ける。芯金５は回転ディスク４の中心に形成された孔４ａに筒体６を圧入させて組み付けられている。
そして、モータ１のエンコーダ取付け面１１にスペーサ１０を置き、ロータリーエンコーダ３の回転ディスク４を、芯金５を介して回転軸２の片側突出端部２ａに装着する。芯金５は、筒体６内周面と、回転軸２の片側突出端部２ａ端面とで凹部７を形成する。この凹部７に、弾性材料で成形された環状の固定具８を配置する。次に、固定具８に止めネジ９を挿通させて回転軸２の突出端部２ａに螺合する。
固定具８の外径は、エンコーダの回転ディスク４の芯金５の内径よりも僅かに小さく作られている。また、固定具８は、止めネジ９を捩じ込むことにより外径が拡張できる構造を持つか、止めネジ９の締結力により弾性変形を起こして外径が拡張する材料で作られているので、止めネジ９を回転軸２の片側突出端部２ａに捩じ込むと、固定具８は、拡張して芯金５の筒体６に密着するとともに、筒体６の開口端部を押し広げて回転ディスク４の抜けを防ぐとともに孔４ａ内面に筒体６の外面を圧着させる。
こうして、止めネジ９の締結力により固定具８とエンコーダの回転ディスク４の芯金５内周部、および固定具８と回転軸２の突出端部２ａの端面を摩擦により固定することができる。

上記実施の形態によれば、エンコーダ部の軸方向長さを短縮することができる構造でありながら、簡単な作業でエンコーダの回転ディスク４とエンコーダ取付け面１１の位置精度を確保できる。また、エンコーダ部の軸方向長さを短縮することができる構造でありながら、モータ１の回転軸２やモータ構成部品の精度を要求されず、加工コストを下げることが出来る。

なお、以上の説明では固定具８を独立した部材としたが、出力軸（回転軸２）自体に固定具８の機能を持たせることも可能である。
図２は、出力軸自体に固定具８の機能を持たせた本発明の他の実施の形態で、この場合、固定具８に代えて回転軸２の片側突出端部２ａに、図３に示すように放射状のスリット１２を形成したものである。これによって、回転軸２の片側突出端部２ａに形成されたネジ孔２ｂに、根元に向けてネジ部１３ａが徐々に太くなる止めネジ１３を螺入することで、スリット１２が放射方向に拡がり、芯金５の筒体６内面を押圧し、回転軸２の片側突出端部２ａを芯金５に固定する。こうして、エンコーダの回転ディスク４はスペーサ１０によって一定の間隔を保持されるとともに、回転ディスク４とエンコーダ取付け面１１との距離がスペーサ１０と芯金５のフランジ６ａによって設定されるので、エンコーダ部の軸方向長さを短縮することができるとともに、回転ディスク４とエンコーダ取付け面１１の位置精度を確保することができる。

本発明の実施の形態による回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造を示す概念断面図である。 本発明の他の実施の形態による回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法および固定構造を示す概念断面図である。 図２の回転軸の先端を示す拡大図である。 従来の回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造を示す概念断面図である。 従来の回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造を示す概念断面図である。

符号の説明

１ ロータリーエンコーダ付きモータ
２ 回転軸（出力軸）
３ ロータリーエンコーダ
４ 回転ディスク
５ 芯金（保持部材）
６ 筒体
６ａ フランジ
７ 凹部
８ 固定具（固定部材）
９，１３ 止めネジ
１０ スペーサ
１１ エンコーダ取付け面
１２ スリット

Claims (6)

1. 両端面に出力軸を有する両軸形回転電機の片側の出力軸にエンコーダの回転ディスクを固定する方法であって、
   前記エンコーダの回転ディスクを、筒部を有する保持部材に装着し、この筒部を出力軸に装着して前記回転ディスクを前記回転電機の出力軸に組付け、
   前記回転電機本体と前記エンコーダの回転ディスクを装着した保持部材との間にスペーサを配置して前記エンコーダの回転ディスクを位置決めし、
   前記出力軸の端面と前記保持部材の筒部の内周面によって形成される凹部に、弾性材からなる環状の固定部材を挿入し、前記固定部材を径方向に拡張させて前記保持部材の筒部周面を前記エンコーダの回転ディスクの内周面に圧接させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定することを特徴とする回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法。
2. 両端面に出力軸を有する両軸形回転電機の片側の出力軸にエンコーダの回転ディスクを固定する方法であって、
   前記回転電機の出力軸端に、軸を半径方向に複数に分割するスリット部を設け、該出力軸のスリット部を径方向に拡張させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定することを特徴とする回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法。
3. 前記固定部材またはスリット部を径方向に拡張させる手段にねじを用いるとともに、該ねじが、端部側に向けて徐々に拡大するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定方法。
4. 回転電機の出力軸に筒部を介して装着され、該筒部にエンコーダの回転ディスクを組付けた保持部材と、
   前記出力軸の端面と前記保持部材の筒部内周面との凹部に挿入された弾性変形可能な環状の固定部材と、
   前記固定部材の筒部を拡張させる手段と、
   を備え、上記拡張させる手段を前記固定部材に組み付け、前記保持部材をエンコーダの回転ディスク内面に圧接させて前記回転電機の出力軸とエンコーダの回転ディスクを固定したことを特徴とする回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造。
5. 回転電機の出力軸に、軸を半径方向に複数に分割するスリット部を設け、該出力軸のスリット部を径方向に拡開させて前記エンコーダの回転ディスクと前記出力軸とを固定する拡開手段を設けたことを特徴とする回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造。
6. 前記固定部材またはスリット部を径方向に拡張または拡開させる手段にねじを用いるとともに、該ねじが、端部側に向けて徐々に拡大するテーパ形状を有することを特徴とする請求項４または５に記載の回転電機におけるエンコーダの回転ディスクの固定構造。

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