JP2011112441A - Encoder, method for mounting encoder, and motor device - Google Patents
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Description
本発明は、エンコーダ、エンコーダの取り付け方法、及びモータ装置に関するものである。 The present invention relates to an encoder, an encoder mounting method, and a motor device.
例えばモータの回転軸など回転体の回転数や回転角度を検出する装置として、エンコーダが知られている(特許文献1)。エンコーダは、例えばモーター(測定対象)の回転軸などに取り付けられて用いられる。エンコーダの一例として、所定の光反射パターン及び磁気パターンが形成された回転部を回転軸と一体的に回転させ、光反射パターンに光を照射して反射光を読み取ると共に、例えば磁気パターンの変化を検出することで、モーターの回転軸の回転数や回転角度を検出できるようになっている。
従来、このようなエンコーダをモータ等に固定する手段として、エンコーダ本体とは別にネジ部材を用いて締結する、或いは接着といった方法が用いられていた。
For example, an encoder is known as a device that detects the rotation speed and rotation angle of a rotating body such as a rotating shaft of a motor (Patent Document 1). The encoder is used by being attached to a rotating shaft of a motor (measuring object), for example. As an example of an encoder, a rotating part on which a predetermined light reflection pattern and a magnetic pattern are formed is rotated integrally with a rotating shaft, and the reflected light is read by irradiating light to the light reflection pattern. By detecting this, the number of rotations and the rotation angle of the rotation shaft of the motor can be detected.
Conventionally, as a means for fixing such an encoder to a motor or the like, a method of fastening using a screw member or adhesion is used separately from the encoder body.
しかしながら、エンコーダの取り付け作業時に、例えばエンコーダの取付面が上面を向いていない場合に、エンコーダ本体をモータに対して仮固定した上で本固定作業を行う必要があり、手間が掛かるといった問題があった。その理由としては、仮固定、本固定を行う際にボルト等のネジ部材を使用すると、重力によってネジ部材が落下するため、作業性が大幅に低下する、などが挙げられる。 However, when the encoder is attached, for example, when the encoder attachment surface is not facing upward, it is necessary to perform the main fixing operation after temporarily fixing the encoder body to the motor. It was. The reason for this is that when a screw member such as a bolt is used during temporary fixing or main fixing, the screw member falls due to gravity, and thus the workability is greatly reduced.
本発明の態様は、優れた取付性又は交換作業性を備えたエンコーダ、エンコーダの取り付け方法、及び該エンコーダを備えるモータ装置を提供することを目的としている。 An aspect of the present invention is to provide an encoder having an excellent mounting property or workability, an encoder mounting method, and a motor device including the encoder.
本発明に係るエンコーダは、所定のパターンが形成された回転符号板を有し、測定対象の回転軸に固定されて回転する円板部と、前記所定のパターンを検出する検出部と、前記円板部を収容するベース部と、を備え、前記ベース部は、前記測定対象に設けられている第1のねじ部と螺合可能な第2のねじ部を有する。 An encoder according to the present invention includes a rotary code plate on which a predetermined pattern is formed, a disk portion that rotates while being fixed to a rotation shaft to be measured, a detection unit that detects the predetermined pattern, and the circle A base portion that accommodates the plate portion, and the base portion includes a second screw portion that can be screwed with a first screw portion provided in the measurement target.
本発明に係るエンコーダの取り付け方法は、所定のパターンが形成された回転符号板を有する円板部を測定対象の回転軸に取付ける工程と、前記測定対象に設けられた第1のねじ部と、前記円板部を収容可能なベース部に設けられた第2のねじ部とを螺合させることで、前記ベース部を前記測定対象に一体的に取付ける工程とを有する。 The encoder mounting method according to the present invention includes a step of attaching a disk portion having a rotary code plate on which a predetermined pattern is formed to a rotating shaft to be measured, a first screw portion provided on the measurement target, A step of integrally attaching the base portion to the measurement object by screwing a second screw portion provided on the base portion capable of accommodating the disk portion.
本発明に係るモータ装置は、本発明に係るエンコーダを備える。 The motor device according to the present invention includes the encoder according to the present invention.
本発明の態様によれば、エンコーダの取り付け、或いは交換作業を簡略化できる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to simplify the installation or replacement work of the encoder.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態に係るエンコーダの全体構成を示す断面図である。
図1を参照して、エンコーダ100の構成を説明する。エンコーダ100は、モータ1などの回転体(モータ装置)の回転数や回転速度を検出する装置である。エンコーダ100は、筐体(ベース部)4、検出部(基板部)30、磁石部材(磁石部)7、及び回転部15を有している。エンコーダ100は、回転部(円板部)15及び磁石部材7が一体的に設けられており、これらが検出部30に対向配置された状態で用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the encoder according to the present embodiment.
The configuration of the
モータ1は、回転軸2側の上端部に上記筐体4に係合する係合部1Aが設けられている。この係合部1Aは、他の部分に比べて外形が小さくなっている。係合部1Aの外側面には雄ねじ部(第1のねじ部)1aが形成されている。
筐体4は、平面視円形に形成された円筒状からなるものであり、一端側がモータ1の係合部1Aに対応する大きさの凹部を構成している。この凹部の内側面には、上記雄ねじ部1aに螺合可能な雌ねじ部(第2のねじ部)4aが形成されている。
The
The
このように、エンコーダ100は、モータ1の雄ねじ部1aと筐体4の雌ねじ部4aとが螺合することでモータ1に一体的に接合されたものとなっている。また、エンコーダ100は、モータ1に取り付けられた際、筐体4の外周面がモータ1の外周面と面一となっている。
Thus, the
筐体4は、回転部15及び磁石部材7を囲う内部空間を有している。筐体4は、内部空間において回転部15及び磁石部材7を収容した状態になっている。回転部15及び磁石部材7は、筐体4に接触しないように収容されている。
The
また、係合部1Aの上面には、モータインロー(凸部)12が設けられている。モータインロー12は、後述するように筐体4をモータ1に取り付ける際の位置決め手段として機能するものである。筐体4は、内側面に沿ってリング状に設けられた位置決め用凸部13を備えている。筐体4は、モータ1に取り付けられた状態で位置決め用凸部13とモータインロー12とが当接した状態となっている。
A motor inlay (convex portion) 12 is provided on the upper surface of the
回転部15は、例えばボルト3等によって回転体であるモータ1の回転軸2に固定され、回転軸2と一体的に回転する部分である。回転部15は、磁石部材7を所定の距離で検出部30の磁気センサ(検出部)6に対向させて保持している。また、回転部15の周縁部には、回転部15の外周に沿って光反射パターン10が形成されている。
The rotating
本実施形態では、磁気センサ6と磁石部材7との距離は、常温(約25℃)において例えば約1.5mm程度に設定されている。回転部15が回転軸2に固定された状態においては円盤面9a、9bcが回転軸2に垂直となり、回転部15の回転軸R方向は回転軸2の延在方向と同一方向となる。回転部15は、円盤部(回転符号板)9、ハブ11、保持部31、及び嵌入部32を有している。
In the present embodiment, the distance between the
円盤部9は円板状に形成され、回転部15の本体をなす部分である。円盤部9は、中央に貫通孔33が設けられ、貫通孔33に挿通されたボルト3によって回転軸2に固定される。
保持部31は、円盤部9の図中上側の円盤面31bに凹状に設けられ、回転部15の回転方向に沿って貫通孔33の周囲に円環溝状に設けられている。
The
The
ハブ11は、円盤部9の図中下側の円盤面9bから略垂直に突出するように設けられ、上記モータ1の回転軸2に接続される部分である。ハブ11は、平面視中央部に凹状の嵌入部32を有している。
嵌入部32は有底円筒状に形成され、モータ1の回転軸2の端部が嵌入されて固定されるようになっている。
The
The
磁石部材7は、回転部15の回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石部材7としては、例えばネオジ鉄系の焼結磁石などが用いられている。磁石部材7には、所定の磁気パターンが形成されている。磁石部材7の磁気パターンとして、例えば回転軸2の軸方向に見て円環の半分の領域にN極に着磁され、円環の他の半分の領域がS極に着磁された磁気パターンなどが挙げられる。勿論、他の磁気パターンが形成されていても構わない。
The
検出部30は、上記の磁石部材7による磁場を検出する部分である。検出部30は、検出基板5及び磁気センサ6を有している。また、検出部30は、回転部15に形成された光反射パターン10に光を照射し、反射光を検出する光センサ(検出部)8を有している。
The
検出基板5は、例えば平面視円形に形成された板状部材である。検出基板5は、筐体4に固定されている。したがって、回転軸2が回転しても、検出基板5とモータ1との相対位置が変化しないようになっている。例えば、回転部材R及び磁石部材7は、検出基板5に対して位置合わせされた状態でそれぞれ収容されている。
The
磁気センサ6は、回転軸2の軸方向に見て、磁石部材7に重なる位置に一対配置されている。各磁気センサ6、6は、検出基板5が備える不図示の配線などを介して電源部及び制御部(処理部)20に接続されている。制御部20は、磁気センサ6、6からの出力に基づいて回転軸2の回転数及び回転速度を求める処理を行う。各磁気センサ6、6は、バイアス磁石(不図示)及び磁気抵抗素子(不図示)を有している。
A pair of
バイアス磁石は、磁石部材7の磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石を構成する材料として、例えばサマリウム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。バイアス磁石は、磁気抵抗素子に接触したり、隣接したりしない位置に配置されている。
The bias magnet is a magnet that forms a combined magnetic field with the magnetic field of the
磁気抵抗素子は、例えば金属配線などによって形成された直交する2つの繰り返しパターンを有している。磁気抵抗素子は、磁場の方向が当該繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下するようになっている。磁気抵抗素子は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。磁気抵抗素子は、磁石部材7の磁場及びバイアス磁石の磁場による合成磁場を検出するようになっている。検出結果は、電気信号として上記の制御部20に送信されるようになっている。
The magnetoresistive element has two orthogonal repeating patterns formed by, for example, metal wiring. In the magnetoresistive element, the electric resistance decreases when the direction of the magnetic field is close to the direction perpendicular to the direction of the current flowing in the repetitive pattern. The magnetoresistive element converts the direction of the magnetic field into an electric signal by utilizing the decrease in electric resistance. The magnetoresistive element detects a combined magnetic field generated by the magnetic field of the
ここで、上記構成のエンコーダ100の動作について説明する。モータ1の回転軸2が回転すると、当該回転軸2に一体的に取り付けられた回転部15及び磁石部材7が回転軸2と一体的に回転する。検出部30については、回転軸2には接続されていないため、回転せずに静止した状態となる。
Here, the operation of the
回転部15が回転すると、当該回転部15に形成された光反射パターン10が回転方向に移動する。上述の光センサ8は、移動する光反射パターン10へ光を射出し、反射光を読み取ることで光反射パターン10の移動角度を検出する。
When the
また、回転部15が回転すると、当該回転部15に一体的に固定された磁石部材7が回転する。磁石部材7が回転すると、当該磁石部材7の磁気パターンによって形成される磁場が周期的に変化する。磁気センサ6は、磁場の変化の周期を検出することにより、磁石部材7(回転軸2)の回転数を検出することができる。
Further, when the rotating
次に、図1に示す構成のエンコーダ100をモータ1に取り付ける手順を説明する。
まず、図2(a)に示すように、回転部15をモータ1の回転軸2にボルト3によって固定する。
Next, a procedure for attaching the
First, as shown in FIG. 2A, the rotating
続いて、図2(b)に示すように、筐体4とモータ1とを位置合わせし、筐体4及びモータ1を相対的に回転させる。
具体的に説明すると、筐体4をモータ1に取付ける際、図3(a)に示されるように、モータ1のモータインロー12と、筐体4の位置決め用凸部13とを当接させる。そして、モータインロー12と位置決め用凸部13とを当接させた状態で筐体4を回転軸2の延在方向に向かって押し込むことで、雌ねじ部4aの端部と雄ねじ部1aとの端部とを当接させる。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, the
More specifically, when the
このような状態でモータ1(係合部1A)の雄ねじ部1aと、筐体4の雌ねじ部4aとの噛み合わせを強める方向(本説明では平面視した状態で時計回り)に筐体4及びモータ1を相対的に回転させる。これにより、雄ねじ部1aと雌ねじ部4aとが螺合することで、筐体4をモータ1に一体的に取付けることができる。
In such a state, the
筐体4をモータ1に取り付けた後、図3(b)に示すように、検出部30を構成する検出基板5を筐体4に固定する。なお、検出基板5には磁気センサ6、光センサ8、及び制御部20が予め形成されている。
After the
以上述べたように本実施形態によれば、筐体4とモータ1とにそれぞれねじ部を形成することで、これらを螺合させることでお互いを固定するため、従来のようにエンコーダの筐体をモータに取り付ける際にボルト等を用いる必要が無い。よって、エンコーダ100の取り付け作業或いは交換作業時にボルトが落下するといったことがなく、優れた取付性及び交換作業性を得ることができる。また、本発明は上述のように筐体4とモータ1とを相対的に回転させることで簡便且つ確実に取り付けできるため、例えばモータ1の取り付け面が鉛直下方を向いている場合等、特にボルトを用いた固定作業がし難い場合において特に効果的である。また、本実施形態によれば、従来のようにエンコーダの筐体をモータに取り付ける際にボルト等を用いる必要が無いので、部品点数を削減できる。
As described above, according to the present embodiment, the
本発明は上述した実施形態に係る構成に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。以下、本発明のエンコーダの変形例について説明する。 The present invention is not limited to the configuration according to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. Hereinafter, modifications of the encoder of the present invention will be described.
図4は、本変形例に係るエンコーダ200の全体構成を示す断面図である。また、本変形例においては、上記実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the
筐体203の一端側の先端には、他の部分よりも外形が小さく、平面視リング状の突部204が設けられている。この突部204の外側面には、雄ねじ部(第2のねじ部)204aが形成されている。
At the tip of one end side of the
一方、モータ210の上面には、上記突部204に対応する内径を有する凹部209が形成されている。凹部209の内側面には、上記突部204の雄ねじ部204aに螺合可能な雌ねじ部(第1のねじ部)210aが形成されている。
On the other hand, a
このように、エンコーダ200は、モータ210の雌ねじ部210aと筐体203(突部204)の雄ねじ部204aとが螺合することでモータ210に一体的に接合されたものとなっている。また、エンコーダ100は、モータ1に取り付けられた際、筐体203の外周面がモータ210の外周面と面一となっている。
Thus, the
本変形例に係るエンコーダ200をモータ210に取付ける場合には、上記実施形態と同様、回転部15をモータ210の回転軸2にボルト3によって固定した後、モータ210(凹部209)の雌ねじ部210aと、筐体203(突部204)の雄ねじ部204aとの噛み合わせを強める方向に筐体203及びモータ210を相対的に回転させる。これにより、雄ねじ部204aと雌ねじ部210aとが螺合することで、筐体203をモータ210に一体的に取付けることができる。最後に、検出部30を構成する検出基板5を筐体203に固定する。
When the
本変形例においても、筐体203とモータ210とにそれぞれねじ部を形成することで、これらを螺合させることでお互いを固定できるため、上述の実施形態同様、優れた取付性及び交換作業性を得ることができる。
Also in this modification, since the
1…モータ(測定対象)、1a…雄ねじ部(第1のねじ部)、2…回転軸、4a…雌ねじ部(第2のねじ部)、5…検出基板(基板部)、6…磁気センサ(検出部)、8…光センサ(検出部)、9…円盤部(回転符号板)、12…モータインロー(凸部)、15…回転部(円板部)、20…制御部(処理部)、30…検出部(基板部)、203…筐体、204…雄ねじ部(第2のねじ部)、209…凹部、210a…雌ねじ部(第1のねじ部)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記所定のパターンを検出する検出部と、
前記円板部を収容するベース部と、を備え、
前記ベース部は、前記測定対象に設けられている第1のねじ部と螺合可能な第2のねじ部を有する、
ことを特徴とするエンコーダ。 A rotating code plate having a predetermined pattern formed thereon, and a disk portion that rotates while being fixed to a rotating shaft to be measured;
A detection unit for detecting the predetermined pattern;
A base part for accommodating the disk part,
The base portion includes a second screw portion that can be screwed with a first screw portion provided in the measurement target.
An encoder characterized by that.
前記第1のねじ部は前記外側面に形成され、前記第2のねじ部は前記凹部の内側面に形成されることを特徴とする請求項1に記載のエンコーダ。 The base portion has a recess corresponding to the outer surface of the measurement object,
The encoder according to claim 1, wherein the first screw portion is formed on the outer surface, and the second screw portion is formed on an inner surface of the recess.
前記測定対象に設けられた第1のねじ部と、前記円板部を収容可能なベース部に設けられた第2のねじ部とを螺合させることで、前記ベース部を前記測定対象に一体的に取付ける工程とを有する、
ことを特徴とするエンコーダの取り付け方法。 Attaching a disk portion having a rotation code plate on which a predetermined pattern is formed to a rotation shaft to be measured;
The base part is integrated with the measurement object by screwing the first screw part provided on the measurement object and the second screw part provided on the base part capable of accommodating the disk part. A step of automatically attaching,
An encoder mounting method characterized by the above.
ことを特徴とするモータ装置。 Comprising the encoder according to any one of claims 1 to 4,
The motor apparatus characterized by the above-mentioned.
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