JP2010014517A - Connection structure of rotary encoder - Google Patents
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Description
この発明は、たとえばギヤ機構の角度伝達誤差測定装置などの外部装置の軸にロータリエンコーダを連結する場合に特に好適なロータリエンコーダの連結構造に関する。 The present invention relates to a rotary encoder connection structure particularly suitable for connecting a rotary encoder to a shaft of an external device such as an angle transmission error measuring device for a gear mechanism.
ギヤ機構の入力軸、出力軸にそれぞれロータリエンコーダを連結し、入力軸、出力軸間の角度伝達誤差を連続的に測定して評価する測定装置が出願人によって開発され、実用化されている(特許文献1、図5)。
The applicant has developed and put to practical use a measuring device that connects a rotary encoder to the input shaft and output shaft of the gear mechanism, and continuously measures and evaluates an angular transmission error between the input shaft and the output shaft.
このものは、供試のギヤ機構1の入力軸1a、出力軸1bにそれぞれカップリング2a、2bを介してロータリエンコーダ3a、3bを連結し、ロータリエンコーダ3a、3bの出力信号S1 、S2 をコンピュータによる解析装置5に入力して解析することにより、ギヤ機構1の正回転時、逆回転時における角度伝達誤差の瞬時値、平均値、ピーク値などの統計値の他、ギヤ機構1のバックラッシ、角速度変動率などを算出してギヤ機構1の性能を評価することができる。なお、図5において、入力軸1aは、ベルト4a、プーリ4b、4cを介して駆動用のモータ4に連結されている。そこで、入力軸1a側のロータリエンコーダ3aは、モータ4、ベルト4a、プーリ4b、4c、カップリング2aとともに一体のユニット6aとし、出力軸1b側のロータリエンコーダ3bは、カップリング2bとともに一体のユニット6bとして、それぞれ供試のギヤ機構1と組み合わせて使用するものとする。
かかる従来技術によるときは、供試のギヤ機構の入力軸、出力軸には、それぞれロータリエンコーダを含むユニットを連結する必要があるが、このとき、ロータリエンコーダと入力軸、出力軸とのアラインメントを正しくして高い測定精度を実現するために、各ユニットの設置作業が必ずしも簡便ではないという問題があった。また、ロータリエンコーダと入力軸、出力軸との間に介装するカップリングにばね要素を導入してアラインメントの不整合を吸収しようとすると、ばね定数の影響により振動が発生し、過大な測定誤差を生じることがある。ただし、ここでいうアラインメントとは、2軸間の同心性、平行度の双方を含んでいうものとする。 According to such a conventional technique, it is necessary to connect a unit including a rotary encoder to the input shaft and output shaft of the gear mechanism under test. At this time, the alignment between the rotary encoder and the input shaft and output shaft is performed. In order to achieve high measurement accuracy correctly, there has been a problem that the installation work of each unit is not always simple. In addition, if a spring element is introduced into the coupling interposed between the rotary encoder and the input and output shafts to absorb alignment mismatch, vibration will occur due to the influence of the spring constant, resulting in excessive measurement error. May occur. However, the alignment here includes both concentricity and parallelism between two axes.
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、円筒状のケーシングと、ケーシングの軸心上に内装する回転軸とを組み合わせることによって、ロータリエンコーダと、連結対象としての外部装置の軸との間に十分なアラインメントを簡単に実現することができるロータリエンコーダの連結構造を提供することにある。 Therefore, in view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to combine a rotary encoder and a shaft of an external device as a connection target by combining a cylindrical casing and a rotating shaft housed on the axial center of the casing. It is an object of the present invention to provide a rotary encoder coupling structure capable of easily realizing sufficient alignment between the rotary encoder and the encoder.
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、円筒状のケーシングと、ベアリングを介してケーシングの軸心上に内装する回転軸と、ケーシングを固定する保持手段とを備えてなり、ケーシングには、回転軸をロックするセットねじを設け、ケーシングの外周には、軸心と平行な第1の計測面と、軸心に直角の第2の計測面とをそれぞれ周方向に連続させて形成し、ケーシングには、回転軸の回転を検出するロータリエンコーダを組み付けることをその要旨とする。 In order to achieve this object, the configuration of the present invention comprises a cylindrical casing, a rotating shaft that is internally mounted on the axial center of the casing via a bearing, and a holding means that fixes the casing. A set screw for locking the rotation shaft is provided, and a first measurement surface parallel to the shaft center and a second measurement surface perpendicular to the shaft center are formed on the outer periphery of the casing continuously in the circumferential direction. The gist of the invention is to assemble a rotary encoder that detects the rotation of the rotary shaft in the casing.
なお、保持手段は、ケーシングの外周に嵌合させるリングと、リングの径方向に立設し、ケーシングを半径方向に移動調節する複数の調節ねじとを備えることができる。 The holding means can include a ring fitted to the outer periphery of the casing, and a plurality of adjustment screws that stand in the radial direction of the ring and move and adjust the casing in the radial direction.
また、回転軸は、いんろう形のカップリングを介してロータリエンコーダの連結対象としての外部装置の軸に連結し、カップリングには、外部装置の軸と回転軸との平行度を調節する複数の調節ねじを立設してもよい。 The rotating shaft is connected to the shaft of the external device as a connection target of the rotary encoder via the wax-shaped coupling, and the coupling includes a plurality of adjusting the parallelism between the shaft of the external device and the rotating shaft. The adjusting screw may be erected.
かかる発明の構成によるときは、円筒状のケーシングの軸心上に内装する回転軸の回転は、ケーシングに組み付けるロータリエンコーダによって検出することができ、回転軸の一端は、ケーシングから突出させ、連結対象としての外部装置の軸に直接的または間接的に連結することができる。そこで、ケーシングに設けるセットねじを介して回転軸をケーシングにロックし、保持手段によるケーシングの固定を解放した上、外部装置の軸を介して回転軸とケーシングとを一体的に回転させながら、ケーシングの外周の第1、第2の計測面の振れをそれぞれダイヤルゲージで計測することにより、外部装置の軸に対するケーシングの軸心の偏心量と偏角、すなわち両者間の同心性、平行度をチェックすることができる。第1の計測面は、ケーシングの軸心と平行に形成され、第2の計測面は、ケーシングの軸心に直角に形成されているからである。 According to such a configuration of the invention, the rotation of the rotary shaft provided on the axial center of the cylindrical casing can be detected by a rotary encoder assembled to the casing, and one end of the rotary shaft is protruded from the casing to be connected. It can be connected directly or indirectly to the shaft of the external device. Therefore, the rotating shaft is locked to the casing via a set screw provided in the casing, the casing is fixed by the holding unit, and the casing is rotated integrally with the rotating shaft and the casing via the shaft of the external device. By measuring the runout of the first and second measurement surfaces of the outer circumference of the casing with dial gauges respectively, the eccentricity and declination of the axis of the casing relative to the axis of the external device, that is, concentricity and parallelism between the two can do. This is because the first measurement surface is formed parallel to the axis of the casing, and the second measurement surface is formed perpendicular to the axis of the casing.
したがって、たとえば保持手段を介してケーシングの固定位置を半径方向に移動調節して第1、第2の計測面の振れをそれぞれ最少にセットすれば、外部装置の軸と、ロータリエンコーダとのアラインメントを容易に正しく設定することができる。ただし、ケーシングと、回転軸、ロータリエンコーダとの各軸心は、それぞれ互いに正しいアラインメントにあらかじめ設定されているものとする。なお、ダイヤルゲージによって計測される第1、第2の計測面の振れ幅a、bとすると、計測位置における同心性の狂いはa/2であり、平行度の狂いはbである。 Therefore, for example, if the fixed position of the casing is moved and adjusted in the radial direction via the holding means to set the first and second measurement surface deflections to a minimum, the alignment between the shaft of the external device and the rotary encoder can be adjusted. It can be easily set correctly. However, it is assumed that the axes of the casing, the rotary shaft, and the rotary encoder are set in advance in the correct alignment. Note that if the first and second measurement surface run-out widths a and b are measured by the dial gauge, the concentricity deviation at the measurement position is a / 2, and the parallelism deviation is b.
保持手段は、ケーシングの外周に隙間嵌めで嵌合させる調節ねじ付きのリングとすることにより、ケーシングを半径方向に移動調節して固定することができる。なお、リングは、たとえば固定用の脚を介して定盤上に固定し、ケーシングを水平に保持するものとする。また、調節ねじは、たとえば3本以上をリングの周方向に等間隔に配置することが好ましい。 The holding means can be fixed by moving and adjusting the casing in the radial direction by using a ring with an adjusting screw to be fitted to the outer periphery of the casing by a clearance fit. In addition, a ring shall be fixed on a surface plate, for example via a fixing leg, and shall hold | maintain a casing horizontally. In addition, it is preferable to arrange three or more adjusting screws at equal intervals in the circumferential direction of the ring.
回転軸を外部装置の軸に連結するいんろう形のカップリングに複数の調節ねじを立設することにより、調節ねじを介して外部装置の軸とロータリエンコーダとのアラインメントを正しく設定することができる。いんろう形のカップリングは、外部装置の軸と回転軸との同心性を保証するから、複数の調節ねじは、外部装置の軸と回転軸、ケーシングの各軸心の平行度を調節できればよく、カップリングの偏心位置に対して軸方向に立設すればよい。また、この場合の保持手段は、単にケーシングの回転止めとして利用すればよい。 By installing a plurality of adjustment screws on the cannula-type coupling that connects the rotary shaft to the shaft of the external device, the alignment between the shaft of the external device and the rotary encoder can be set correctly via the adjustment screw. . Since the wax-shaped coupling guarantees concentricity between the axis of the external device and the rotation axis, the multiple adjustment screws only need to be able to adjust the parallelism of the axis of the external device and the axis of rotation and the axis of the casing. The axial position of the coupling may be erected in the axial direction. Further, the holding means in this case may be simply used as a rotation stopper for the casing.
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
ロータリエンコーダの連結構造は、円筒状のケーシング10と、ケーシング10に内装する回転軸21と、ケーシング10を固定する保持手段30とを備えてなる(図1、図2)。なお、ケーシング10の一端には、回転軸21の一端に連結するロータリエンコーダ22が組み付けられている。
The connecting structure of the rotary encoder includes a
ケーシング10は、前後の小径部11、大径部12を有し、小径部11の中間部外周には、外フランジ11aが形成されている。また、小径部11には、アンギュラコンタクトのベアリング23、23を介し、回転軸21がケーシング10の軸心C上に内装されている。回転軸21は、ケーシング10の前端に突出する最大径部から後方に向けて順に小径となる段付き軸であって、回転軸21の前端面には、軸心C上の大径穴21aと、大径穴21aのまわりのねじ穴21b、21b…とが形成されている。
The
ケーシング10の前端には、回転軸21の最大径部を前後に貫通させるシール兼用の蓋板25aがねじ止めされている。一方、小径部11内のベアリング23、23の外輪側は、蓋板25aと、小径部11の後部内周の段との間において、中間のスペーサリング23aを介して位置決めされている。また、ベアリング23、23の内輪側は、小径部11の後部において回転軸21に後方からねじ込むナット24と、小径部11の前部において回転軸21に形成する段との間において、中間のスペーサリング23bを介して位置決めされている。小径部11の後端には、回転軸21の中間部を前後に貫通させる別のシール兼用の蓋板25bがねじ止めされている。
The front end of the
回転軸21の後端部は、蓋板25bを貫通し、大径部12内の軸心C上に後向きに突出している。一方、大径部12内には、ケーシング10の後端に装着するロータリエンコーダ22の軸が軸心C上に前向きに突出しており、回転軸21は、カップリング26を介してロータリエンコーダ22の軸に連結されている。なお、大径部12には、蓋板25b、カップリング26などの着脱作業などのために、大きな開口部12a、12aが軸心Cを挟んで対称形に設けられている。ただし、図1には、紙面の奥側の開口部12aのみが図示されている。また、ロータリエンコーダ22には、保護用のカバー22aが掛けられている。
The rear end portion of the rotating
小径部11の外周には、軸心Cと平行な第1の計測面27aが外フランジ11aの前方に形成され、軸心Cに直角の第2の計測面27bが外フランジ11aの前面に形成されている。第1、第2の計測面27a、27bは、それぞれ十分な平滑度に仕上げられており、それぞれケーシング10の周方向に連続させて形成されている。
On the outer circumference of the
小径部11の後端部には、回転軸21上のナット24に向けてセットねじ28、28が径方向に立設されている。セットねじ28、28は、それを締め込むことにより、ナット24を介して回転軸21をケーシング10に対して回転不能にロックすることができ、それを緩めることにより、回転軸21を回転自在に解放することができる。
At the rear end portion of the
保持手段30は、リング31と、リング31の径方向に立設する複数の調節ねじ32、32…とを備えて構成されている。リング31は、ケーシング10の大径部12の外周に対して適当な隙間を介して隙間嵌めで嵌合させることができる。また、調節ねじ32、32…は、リング31の周方向に等間隔に配置され、リング31を外側から内側に貫通している。そこで、保持手段30は、調節ねじ32、32…を締め込むことにより、ケーシング10を半径方向に移動調節可能に固定することができる。なお、リング31は、先端に雄ねじ部33aを有する支持脚33を介して定盤F上に支持されており、ケーシング10を水平に保持することができる。
The holding means 30 includes a
ケーシング10から突出する回転軸21の前端には、連結対象としての外部装置の軸を連結する(図3)。ただし、図3において、外部装置の軸として、図5のギヤ機構1の入力軸1aが例示されている。入力軸1aには、楔形の締結金具1a1 を介してプーリ4cが固定されており、プーリ4c、回転軸21は、いんろう形のカップリング2aを介して連結されている。すなわち、入力軸1a、回転軸21は、プーリ4c、カップリング2aを介し、ばね要素を介することなく間接的に連結されている。
A shaft of an external device as a connection target is connected to the front end of the
図3において、ケーシング10上のセットねじ28、28を締め付けると、回転軸21をケーシング10と一体にロックすることができる。そこで、リング31上の調節ねじ32、32…を緩め、ケーシング10の外周の第1、第2の計測面27a、27bに対してそれぞれダイヤルゲージDa 、Db をセットして入力軸1a、プーリ4cを回転させると、ダイヤルゲージDa 、Db の振れは、それぞれ入力軸1aに対するケーシング10の軸心Cの同心性、平行度を示す。したがって、ダイヤルゲージDa 、Db の振れ幅がそれぞれ最少となるように調節ねじ32、32…を調節してケーシング10を固定することにより、入力軸1aとロータリエンコーダ22の軸との正しいアラインメントを簡単に実現することができる。よって、セットねじ28、28を緩めて回転軸21を回転自在に解放し、プーリ4cを介して入力軸1aを回転駆動してロータリエンコーダ22を作動させ、回転軸21、入力軸1aの回転を検出することができる。
In FIG. 3, when the
入力軸1aとロータリエンコーダ22の軸とのアラインメントは、プーリ4cと回転軸21とを連結するいんろう形のカップリング2aに立設する調節ねじ2a2 、2a2 …を介して正しく設定してもよい(図4)。ただし、図4(A)は、図3のY−Y線矢視相当図であり、同図(B)、(C)は、それぞれ同図(A)のZ1 −Z1 線、Z2 −Z2 線矢視相当拡大断面図である。
The alignment between the input shaft 1a and the shaft of the
カップリング2aは、ボルト孔2a1aを介してプーリ4c側のねじ穴2a1bにねじ込むボルト2a1 、2a1 …を介してプーリ4cに連結されており、調節ねじ2a2 、2a2 …は、それぞれカップリング2aに形成するねじ孔2a2aにねじ込むことにより、先端をプーリ4cに突き当てることができる。そこで、いんろう形のカップリング2aは、ボルト2a1 、2a1 …を介してプーリ4cと同軸に連結されており、調節ねじ2a2 、2a2 …を調節することにより、プーリ4cに対する傾きを調節し、入力軸1aと回転軸21との平行度を調節することができる。ただし、このときの保持手段30は、単にケーシング10の回り止めとして機能すればよく、ケーシング10を定盤F上に水平に支持することができる限り、どのような形式、形状であっても構わない。
The
以上の説明において、図3の入力軸1a、プーリ4c、カップリング2aは、ギヤ機構1の出力軸1b、カップリング2bに代えてもよい。すなわち、この発明は、ギヤ機構1の入力軸1a、出力軸1bの双方に適用可能である。
In the above description, the input shaft 1a, the
なお、回転軸21は、ギヤ機構1の入力軸1a、出力軸1bに限らず、他の任意の外部装置の軸に連結し、ロータリエンコーダ22を介して外部装置の軸の回転を高精度に検出することができる。また、このときの連結態様は、図3のような間接的な形態に代えて、直接的な形態であってもよい。なお、ケーシング10内の回転軸21とロータリエンコーダ22の軸との連結形態も、カップリング26の形式を任意に選択し、カップリング26を省略してもよい。また、ロータリエンコーダ22は、回転軸21の後部に直接マウントする中空軸形エンコーダとしてもよい。すなわち、ロータリエンコーダ22は、回転軸21の回転を検出することができればよく、任意の形態によりケーシング10に組み付けることができる。
The
C…軸心
2a…カップリング
2a2 …調節ねじ
10…ケーシング
21…回転軸
22…ロータリエンコーダ
27a…第1の計測面
27b…第2の計測面
28…セットねじ
30…保持手段
31…リング
32…調節ねじ
特許出願人 株式会社 シンヱーテック
代理人 弁理士 松 田 忠 秋
C ...
Patent Applicant Shin-Tech Co., Ltd.
Attorney Tadaaki Matsuda, Attorney
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JP2008174279A JP2010014517A (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Connection structure of rotary encoder |
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2008
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