JP2017167014A - エンコーダおよびエンコーダ付きモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】磁石と磁気センサを備えるエンコーダにおいて、回転軸に磁石を取り付けるための磁石ホルダの軸線方向の小型化を実現すること。【解決手段】エンコーダ3はモータ2に対して脱着可能であり、モータ側回転軸31の回転がカップリング4を介して伝達されるエンコーダ側回転軸53と、エンコーダ側回転軸53に固定される磁石ホルダ60と、磁石ホルダ60に保持される磁石54と、磁石54の回転を検出する磁気センサ56と、を有する。磁石ホルダ60には回転軸線L方向の一方側(出力側L1)に開口する貫通部68が設けられ、エンコーダ側回転軸53には貫通部68に圧入される圧入部532が設けられている。【選択図】図3
Description
本発明は、磁石および磁気センサを備えるエンコーダ、およびエンコーダ付きモータに関する。
回転軸に磁石を固定し、磁石の回転を磁気センサで検出するエンコーダが用いられている。この種のエンコーダは、一般に、回転軸に磁石ホルダを固定する構造として、磁石ホルダに回転軸の端部を挿入する筒状部を設け、筒状部の側面に開けたネジ穴に止めネジを取り付け、止めネジの先端を回転軸の外周面に突き当てて固定する構造が用いられている。特許文献1には、この種の固定構造が開示されている。
止めネジの先端を回転軸の外周面に突き当てて回転軸に対して磁石ホルダを固定する構造を採用する場合、磁石ホルダに設けた筒状部の長さを止めネジの径よりも長くする必要がある。また、止めネジを取り付けるための工具(六角レンチなど)を挿入するスペースを筒状部の周囲に確保する必要がある。従って、磁石ホルダの小型化および省スペース化に限界がある。特に、磁石ホルダの軸線方向の小型化が難しいという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、磁石と磁気センサを備えるエンコーダにおいて、回転軸に磁石を取り付けるための磁石ホルダの軸線方向の小型化を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、モータに対して脱着可能なエンコーダであって、前記モータに設けられたモータ側回転軸の回転が伝達されるエンコーダ側回転軸と、前記エンコーダ側回転軸に固定される磁石ホルダと、前記磁石ホルダに保持される磁石と、前記磁石と対向する磁気センサと、を有し、前記磁石ホルダおよび前記エンコーダ側回転軸の一方に、前記エンコーダ側回転軸の回転軸線方向に開口する凹部または貫通部が設けられ、他方に前記凹部または前記貫通部に圧入される圧入部が設けられていることを特徴とする。
本発明は、このように、磁石ホルダとエンコーダ側回転軸を圧入により固定するため、止めネジを使用する必要がない。従って、止めネジを取り付けるネジ孔を磁石ホルダに設ける必要がないので、磁石ホルダの回転軸線方向の高さを低くすることができ、エンコーダ全体の回転軸線方向の高さを抑えることができる。また、磁石ホルダの周囲にネジ締め用の工具を挿入するスペースを確保する必要がないため、径方向の小型化が可能である。さらに、工具が挿入できる位置にネジ孔を設ける必要がないため、回転軸線方向の小型化が可能である。
本発明において、前記エンコーダ側回転軸は非磁性材からなることが望ましい。このようにすると、モータに電磁式のブレーキを設ける場合に、ブレーキに通電したときに発生する磁界の影響がエンコーダ側回転軸を介して磁気センサに及ぶことを抑制できる。
本発明において、前記磁石ホルダは、前記磁石が固定される磁石搭載面および前記貫通部を備え、前記貫通部の一端は前記磁石搭載面で開口し、前記エンコーダ側回転軸は、前記貫通部の他端から前記貫通部に圧入される前記圧入部を備え、前記圧入部の先端は、前記磁石搭載面よりも前記他端側に位置することが望ましい。このようにすると、磁石搭載面に取り付けられる磁石と、圧入部の先端との間に隙間が形成される。従って、この隙間を固定用の接着剤などが溜まる溜まり部として利用できる。
本発明において、前記エンコーダ側回転軸は中空軸であり、前記磁石と前記磁石搭載面との間に介在する熱硬化型接着剤層を備える構成を採用できる。このようにすると、熱硬化型接着剤を硬化させる際に発生するガスを中空軸の中心穴から逃がすことができる。従って、磁石の浮きなどを発生させずに確実に磁石を固定することができる。
本発明において、前記磁石は、前記磁石搭載面と逆側を向く着磁面を備え、前記磁石ホルダは、前記磁石搭載面が形成された底部と、前記底部の外周縁から前記着磁面の側に立ち上がる側面部を備える有底部を有し、前記側面部の全周に、前記着磁面よりも前記磁石搭載面側に位置する段部と、前記段部から前記着磁面側に立ち上がる最外周側面部と、が設けられていることが望ましい。このようにすると、磁石の外周側に全周にわたって隙間が設けられる。従って、全周にわたって磁石から外周側への磁束漏れを少なくすることができる。また、磁石ホルダの外周側にネジなどの磁性部材が配置されていた場合であっても、磁石からの磁束量が磁性部材の影響を受けにくい。従って、安定した磁束量を実現できる。
また、本発明のエンコーダ付きモータは、上記のエンコーダおよび前記モータと、前記モータ側回転軸と前記エンコーダ側回転軸とを連結するカップリングと、を有し、前記カップリングは、前記モータ側回転軸に固定されるモータ側カップリングハブと、前記エンコーダ側回転軸に固定されるエンコーダ側カップリングハブと、前記モータ側カップリングハブおよび前記エンコーダ側カップリングハブが前記回転軸線方向と交差し且つ互いに交差する方向に移動可能に組み付けられるカップリングスペーサと、を備えるオルダムカップリングであることを特徴とする。
本発明によれは、エンコーダを脱着式にするにあたってエンコーダ側回転軸を回転可能に支持する軸受部をエンコーダ側に設ける必要があるため、軸受部の高さ分だけエンコーダの回転軸線方向の寸法が大型化するが、磁石ホルダの回転軸線方向の高さを抑えることができるため、エンコーダの回転軸線方向の高さが大きくなることを抑制できる。また、エンコーダ側回転軸とモータ側回転軸がオルダムカップリングを介して連結されるため、エンコーダ側回転軸とモータ側回転軸の軸ずれを吸収できる。従って、エンコーダ側回転軸とモータ側回転軸を高精度に軸合わせする必要がない。
本発明によれば、磁石ホルダに止めネジを取り付けるネジ孔を設ける必要がないので、磁石ホルダの回転軸線方向の高さを低くすることができ、エンコーダ全体の回転軸線方向の高さを抑えることができる。また、磁石ホルダの周囲にネジ締め用の工具を挿入するスペースを確保する必要がないため、径方向の小型化も可能である。さらに、工具が挿入できる位置にネジ孔を設ける必要がないため、回転軸線方向の小型化が可能である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したエンコーダについて説明する。図1は本発明に係るエンコーダ3を備えるエンコーダ付きモータ1の回転軸線L方向の断面図であり、図2はエンコーダ付きモータの分解斜視図である。本明細書において、エンコーダ付きモータ1の回転軸線L方向の一方側と他方側のうち、エンコーダ付きモータ1の出力軸34が突出している側を出力側L1とし、出力軸34が突出している側とは反対側を反出力側L2とする。
(エンコーダ付きモータ)
図1、図2に示すように、エンコーダ付きモータ1は、モータ2と、モータ2の反出力側L2に脱着可能に取り付けられるエンコーダ3と、モータ2の回転をエンコーダ3に伝達するカップリング4を備える。モータ2は、モータハウジング10と、モータハウジング10の内側に配置された筒状のステータ20と、ステータ20の内側に回転可能に配置されたロータ30を備える。モータハウジング10は、モータ1の回転軸線L方向に開口を向けた筒状部11と、筒状部11の出力側L1の端部に固定された第1軸受ホルダ12と、筒状部11の反出力側L2の端部に固定された第2軸受ホルダ13を備える。第1軸受ホルダ12の内周側にはボールベアリングからなる第1軸受14が保持される。また、第2軸受ホルダ13の内周側にはボールベアリングからなる第2軸受15が保持される。
図1、図2に示すように、エンコーダ付きモータ1は、モータ2と、モータ2の反出力側L2に脱着可能に取り付けられるエンコーダ3と、モータ2の回転をエンコーダ3に伝達するカップリング4を備える。モータ2は、モータハウジング10と、モータハウジング10の内側に配置された筒状のステータ20と、ステータ20の内側に回転可能に配置されたロータ30を備える。モータハウジング10は、モータ1の回転軸線L方向に開口を向けた筒状部11と、筒状部11の出力側L1の端部に固定された第1軸受ホルダ12と、筒状部11の反出力側L2の端部に固定された第2軸受ホルダ13を備える。第1軸受ホルダ12の内周側にはボールベアリングからなる第1軸受14が保持される。また、第2軸受ホルダ13の内周側にはボールベアリングからなる第2軸受15が保持される。
ステータ20は、半径方向内側に突出する複数の突極を等角度間隔に備える環状のステータコア21と、ステータコア21の各突極に絶縁部材22を介して巻回された駆動コイル23を備える。ステータコア21は、筒状部11の内側に固定される。駆動コイル23には圧着端子を介して給電線が接続される。駆動コイル23にはU相、V相、W相の3相の電流が供給される。なお、ステータコア21の端部に配置された図示しない配線基板に駆動コイル23を接続し、配線基板に給電線を接続し、給電線および配線基板を介して駆動コイル23に電流を供給してもよい。
ロータ30は、モータ2の回転軸線L方向に延在するモータ側回転軸31と、モータ側回転軸31の外周側に固定されたロータコア32と、ロータコア32の外周面に固定されたマグネット33を備える。モータ側回転軸31の出力側L1の端部には、第1軸受ホルダ12から突出する出力軸34が設けられている。モータ側回転軸31は磁性材からなり、第1軸受14および第2軸受15によって回転可能に支持される。なお、モータ側回転軸31は、磁性材でなくてもよい。
(エンコーダ)
図3はエンコーダ3の回転軸線L方向の断面図の部分拡大図であり、図1の領域Aの拡大図である。エンコーダ3は、モータハウジング10の反出力側L2に着脱可能に取り付けられる第3軸受ホルダ50と、第3軸受ホルダ50の内周側に取り付けられる第3軸受51および第4軸受52によって回転可能に支持されるエンコーダ側回転軸53を備える。エンコーダ側回転軸53は回転軸線L方向に延在する。エンコーダ側回転軸53の反出力側L2の先端には、磁石ホルダ60を介して磁石54が固定される。磁石54は円形であり、異なる極が1極ずつ着磁された着磁面541を反出力側L2に向けて配置される。磁石54の反出力側L2にはセンサ基板55が配置され、センサ基板55の出力側L1の面に磁気センサ56が搭載される。磁気センサ56は、磁石54との間に所定のギャップが設けられる位置に配置されている。磁気センサ56はMR素子である。なお、磁気センサ56としてホール素子を用いてもよい。センサ基板55は、磁石ホルダ60の外周側に配置された基板ホルダ57を介して第3軸受ホルダ50に固定される。センサ基板55お
よび基板ホルダ57の反出力側L2は、第3軸受ホルダ50に固定されたエンコーダカバー58によって覆われている。エンコーダカバー58と第3軸受ホルダ50との間にはOリングなどのシール部材59が配置される。
図3はエンコーダ3の回転軸線L方向の断面図の部分拡大図であり、図1の領域Aの拡大図である。エンコーダ3は、モータハウジング10の反出力側L2に着脱可能に取り付けられる第3軸受ホルダ50と、第3軸受ホルダ50の内周側に取り付けられる第3軸受51および第4軸受52によって回転可能に支持されるエンコーダ側回転軸53を備える。エンコーダ側回転軸53は回転軸線L方向に延在する。エンコーダ側回転軸53の反出力側L2の先端には、磁石ホルダ60を介して磁石54が固定される。磁石54は円形であり、異なる極が1極ずつ着磁された着磁面541を反出力側L2に向けて配置される。磁石54の反出力側L2にはセンサ基板55が配置され、センサ基板55の出力側L1の面に磁気センサ56が搭載される。磁気センサ56は、磁石54との間に所定のギャップが設けられる位置に配置されている。磁気センサ56はMR素子である。なお、磁気センサ56としてホール素子を用いてもよい。センサ基板55は、磁石ホルダ60の外周側に配置された基板ホルダ57を介して第3軸受ホルダ50に固定される。センサ基板55お
よび基板ホルダ57の反出力側L2は、第3軸受ホルダ50に固定されたエンコーダカバー58によって覆われている。エンコーダカバー58と第3軸受ホルダ50との間にはOリングなどのシール部材59が配置される。
(カップリング)
エンコーダ側回転軸53には、カップリング4を介してモータ側回転軸31の回転が伝達される。カップリング4はオルダムカップリングであり、モータ側回転軸31とエンコーダ側回転軸53の軸ずれ(偏芯)を吸収できる構造となっている。すなわち、カップリング4は、モータ側回転軸31に固定されるモータ側カップリングハブ41と、エンコーダ側回転軸53に固定されるエンコーダ側カップリングハブ42と、モータ側カップリングハブ41およびエンコーダ側カップリングハブ42が互いに交差し且つ回転軸線Lに対して交差する方向に移動可能に組み付けられる円形のカップリングスペーサ43を備える。図2に示すように、モータ側カップリングハブ41は、モータ側回転軸31の反出力側L2の端部が圧入等により固定される環状部411と、環状部411から直径方向に突出する係合凸部412、413を備える。エンコーダ側カップリングハブ42は、エンコーダ側回転軸53の出力側L1の端部が圧入等により固定される環状部421と、環状部421から直径方向に突出する係合凸部422、423を備える。
エンコーダ側回転軸53には、カップリング4を介してモータ側回転軸31の回転が伝達される。カップリング4はオルダムカップリングであり、モータ側回転軸31とエンコーダ側回転軸53の軸ずれ(偏芯)を吸収できる構造となっている。すなわち、カップリング4は、モータ側回転軸31に固定されるモータ側カップリングハブ41と、エンコーダ側回転軸53に固定されるエンコーダ側カップリングハブ42と、モータ側カップリングハブ41およびエンコーダ側カップリングハブ42が互いに交差し且つ回転軸線Lに対して交差する方向に移動可能に組み付けられる円形のカップリングスペーサ43を備える。図2に示すように、モータ側カップリングハブ41は、モータ側回転軸31の反出力側L2の端部が圧入等により固定される環状部411と、環状部411から直径方向に突出する係合凸部412、413を備える。エンコーダ側カップリングハブ42は、エンコーダ側回転軸53の出力側L1の端部が圧入等により固定される環状部421と、環状部421から直径方向に突出する係合凸部422、423を備える。
カップリングスペーサ43の出力側L1の面にはモータ側カップリングハブ41に対応する形状の係合凹部431が形成され、カップリングスペーサ43の反出力側L2の面にはエンコーダ側カップリングハブ42に対応する形状の係合凹部432が形成されている。係合凹部431、432には、係合凸部412、413が突出する方向と、係合凸部422、423が突出する方向とが直交する姿勢となるようにモータ側カップリングハブ41とエンコーダ側カップリングハブ42が嵌め込まれる。これにより、モータ側カップリングハブ41はカップリングスペーサ43に対して直径方向に移動可能に組み付けられ、エンコーダ側カップリングハブ42はカップリングスペーサ43に対してモータ側カップリングハブ41の移動方向と直交する方向に移動可能に組み付けられる。
(磁石ホルダの固定構造)
磁石ホルダ60は、磁石54が固定される円形の底部61と、底部61の外周縁から反出力側L2に立ち上がる側面部62を備えており、底部61および側面部62によって所定深さの有底部63が形成されている。有底部63は回転軸線L方向に見た場合に円形である。底部61は、反出力側L2を向く磁石搭載面64を備えており、磁石搭載面64に磁石54が固定される。
磁石ホルダ60は、磁石54が固定される円形の底部61と、底部61の外周縁から反出力側L2に立ち上がる側面部62を備えており、底部61および側面部62によって所定深さの有底部63が形成されている。有底部63は回転軸線L方向に見た場合に円形である。底部61は、反出力側L2を向く磁石搭載面64を備えており、磁石搭載面64に磁石54が固定される。
磁石ホルダ60の側面部62は、側面部62の内周面において磁石54の着磁面541よりも磁石搭載面64側(すなわち、出力側L1)に下がった位置に形成された段部65と、段部65の外周縁から着磁面541側(すなわち、反出力側L2)に立ち上がる最外周側面部66を備える。段部65および最外周側面部66は、側面部62の全周に形成されている。最外周側面部66の反出力側L2の端部位置は着磁面541よりも低く、着磁面541は最外周側面部66よりも反出力側L2に突出した位置にある。また、最外周側面部66と磁石54の外周面との間には幅t1の隙間G1が設けられている。
磁石ホルダ60は、底部61から出力側L1に突出する環状凸部67を備える。環状凸部67は底部61および側面部62と同軸に形成されている。磁石ホルダ60は、環状凸部67の中心を通り底部61を回転軸線L方向に貫通する貫通部68を備える。貫通部68の一端は磁石搭載面64の中央で反出力側L2に開口し、他端は環状凸部67の中央で出力側L1に開口する。
エンコーダ側回転軸53の出力側L1の端部には、エンコーダ側カップリングハブ42
の環状部421に固定される大径部531が形成されている。エンコーダ側回転軸53は、大径部531の反出力側L2の部分が接着用の溝が設けられている部分を除いて同一径であり、この部分は大径部531よりも細く形成されている。エンコーダ側回転軸53の反出力側L2の先端部分は、磁石ホルダ60の貫通部68に圧入される圧入部532となっている。圧入部532の先端面533は反出力側L2を向く平坦面である。圧入部532は、貫通部68の他端(環状凸部67の中央で開口する端部)から貫通部68に圧入される。すなわち、圧入部532は、貫通部68に対して磁石搭載面64と逆の側から圧入される。圧入部532の圧入寸法は、先端面533が磁石搭載面64よりも所定寸法だけ手前側(出力側L1)の位置で止まる寸法である。従って、圧入部532を貫通部68に圧入して磁石ホルダ60をエンコーダ側回転軸53に固定したとき、先端面533は磁石搭載面64よりも出力側L1(すなわち、環状凸部67の中央で開口する貫通部68の端部側)に位置する。従って、磁石搭載面64に固定された磁石54と、貫通部68に圧入されたエンコーダ側回転軸53の先端面533との間には隙間G2が形成される。この隙間G2は、磁石54と磁石搭載面64との間に接着剤を注入して固定する際、接着剤の余剰分が溜まる溜まり部として機能する。
の環状部421に固定される大径部531が形成されている。エンコーダ側回転軸53は、大径部531の反出力側L2の部分が接着用の溝が設けられている部分を除いて同一径であり、この部分は大径部531よりも細く形成されている。エンコーダ側回転軸53の反出力側L2の先端部分は、磁石ホルダ60の貫通部68に圧入される圧入部532となっている。圧入部532の先端面533は反出力側L2を向く平坦面である。圧入部532は、貫通部68の他端(環状凸部67の中央で開口する端部)から貫通部68に圧入される。すなわち、圧入部532は、貫通部68に対して磁石搭載面64と逆の側から圧入される。圧入部532の圧入寸法は、先端面533が磁石搭載面64よりも所定寸法だけ手前側(出力側L1)の位置で止まる寸法である。従って、圧入部532を貫通部68に圧入して磁石ホルダ60をエンコーダ側回転軸53に固定したとき、先端面533は磁石搭載面64よりも出力側L1(すなわち、環状凸部67の中央で開口する貫通部68の端部側)に位置する。従って、磁石搭載面64に固定された磁石54と、貫通部68に圧入されたエンコーダ側回転軸53の先端面533との間には隙間G2が形成される。この隙間G2は、磁石54と磁石搭載面64との間に接着剤を注入して固定する際、接着剤の余剰分が溜まる溜まり部として機能する。
磁石54と磁石ホルダ60とを固定する接着剤として、熱硬化型接着剤を用いることができる。この場合、磁石54と磁石搭載面64との間には熱硬化型接着剤が硬化した熱硬化型接着剤層(図示省略)が介在する。ここで、エンコーダ側回転軸53は中空軸であり、出力側L1の端面および反出力側L2の端面(先端面533)で開口する中心穴534を備える。従って、磁石54を固定する接着剤として熱硬化型接着剤を使用した場合に、熱硬化時に発生するガスを先端面533で開口する中心穴534から逃がすことができる。
エンコーダ3は、モータ2に対して着脱されるため、エンコーダ側回転軸53はモータ側回転軸31と別体である。従って、エンコーダ側回転軸53をモータ側回転軸31と異なる素材で形成することができる。本形態では、モータ側回転軸31は磁性材からなり、エンコーダ側回転軸53は非磁性材からなる。このように、エンコーダ側回転軸53が非磁性材であれば、モータ2に電磁式ブレーキを設けた場合に、電磁式ブレーキから発生する磁界がエンコーダ3の磁気センサ56の出力に及ぼす影響を抑えることができる。
モータ2に電磁式ブレーキを設ける場合、電磁式ブレーキは、モータ側回転軸31に固定された摩擦板と、摩擦板に回転軸線L方向で対向する可動板と、可動板を摩擦板に向けて付勢する付勢部材と、可動板を摩擦板と逆方向に吸引するブレーキ用ステータを備えた構成にすることができる。ブレーキ用ステータは円筒状のヨークと、ヨークに巻回されたコイルを備える。電磁式ブレーキは、コイルへの非通電時には付勢部材の付勢力により可動板が摩擦板に押し付けられて制動力が働く。コイルへの通電時(励磁時)には可動板が電磁力でブレーキ用ステータに吸引されて摩擦板から離れるので、制動力が働かない。なお、コイルへの通電時に制動力が働き、非通電時には制動力が働かないように電磁式ブレーキを構成することもできる。
(本形態の主な効果)
本形態のエンコーダ3は、以上のように、モータ2に対して脱着可能(すなわち、着脱可能)であって、モータ側回転軸31の回転がカップリング4を介して伝達されるエンコーダ側回転軸53と、エンコーダ側回転軸53に固定される磁石ホルダ60と、磁石ホルダ60に保持される磁石54と、磁石54と対向する磁気センサ56と、を有し、磁石ホルダ60には回転軸線L方向の一方側(出力側L1)に開口する貫通部68が設けられ、エンコーダ側回転軸53には貫通部68に圧入される圧入部532が設けられている。
本形態のエンコーダ3は、以上のように、モータ2に対して脱着可能(すなわち、着脱可能)であって、モータ側回転軸31の回転がカップリング4を介して伝達されるエンコーダ側回転軸53と、エンコーダ側回転軸53に固定される磁石ホルダ60と、磁石ホルダ60に保持される磁石54と、磁石54と対向する磁気センサ56と、を有し、磁石ホルダ60には回転軸線L方向の一方側(出力側L1)に開口する貫通部68が設けられ、エンコーダ側回転軸53には貫通部68に圧入される圧入部532が設けられている。
このように、磁石ホルダ60とエンコーダ側回転軸53を圧入により固定すれば、止め
ネジを使用する必要がないため、止めネジを取り付けるネジ孔を磁石ホルダ60に設ける必要がない。従って、磁石ホルダ60の回転軸線L方向の高さを低くすることができ、エンコーダ3全体の回転軸線L方向の高さを抑えることができる。モータ2に対して脱着可能なエンコーダ3は、エンコーダ側回転軸53を回転可能に支持する第3軸受51および第4軸受52をエンコーダ3内に設ける必要があるため、軸受の高さ分だけ回転軸線L方向の高さが増大する。しかしながら、本形態では、磁石ホルダ60の回転軸線L方向の高さを低くすることができるため、エンコーダ3全体の回転軸線L方向の高さを抑えることができる。また、磁石ホルダ60の周囲にネジ締め用の工具を挿入するスペースを確保する必要がないため、エンコーダ3の径方向の小型化も可能である。さらに、工具が挿入できる位置にネジ孔を設ける必要がないため、回転軸線方向の小型化が可能である。
ネジを使用する必要がないため、止めネジを取り付けるネジ孔を磁石ホルダ60に設ける必要がない。従って、磁石ホルダ60の回転軸線L方向の高さを低くすることができ、エンコーダ3全体の回転軸線L方向の高さを抑えることができる。モータ2に対して脱着可能なエンコーダ3は、エンコーダ側回転軸53を回転可能に支持する第3軸受51および第4軸受52をエンコーダ3内に設ける必要があるため、軸受の高さ分だけ回転軸線L方向の高さが増大する。しかしながら、本形態では、磁石ホルダ60の回転軸線L方向の高さを低くすることができるため、エンコーダ3全体の回転軸線L方向の高さを抑えることができる。また、磁石ホルダ60の周囲にネジ締め用の工具を挿入するスペースを確保する必要がないため、エンコーダ3の径方向の小型化も可能である。さらに、工具が挿入できる位置にネジ孔を設ける必要がないため、回転軸線方向の小型化が可能である。
また、本形態のエンコーダ付きモータ1は、モータ側回転軸31とエンコーダ側回転軸53とを連結するカップリング4としてオルダムカップリングを用いている。従って、モータ側回転軸31とエンコーダ側回転軸53の軸ずれをカップリング4で吸収できるので、モータ側回転軸31とエンコーダ側回転軸53を高精度に軸合わせする必要がない。
本形態では、エンコーダ側回転軸53は非磁性材からなり、モータ側回転軸31は磁性材からなる。従って、モータ2に電磁式のブレーキを設ける場合に、ブレーキに通電したときに発生する磁界の影響がエンコーダ側回転軸53を介して磁気センサ56に及ぶことを抑制できる。本形態はエンコーダ3が脱着式であってエンコーダ側回転軸53とモータ側回転軸31が別体に分かれているため、非磁性材と磁性材を圧接して1つの軸体を製造する必要がなく、非磁性材と磁性材を無理なく使い分けることができる。
本形態の磁石ホルダ60は、磁石54が固定される磁石搭載面64および貫通部68を備え、貫通部68の一端(反出力側L2の端部)は磁石搭載面64で開口し、エンコーダ側回転軸53は、磁石ホルダ60の貫通部68に磁石搭載面64と逆の側から圧入される圧入部532を備え、この圧入部532の先端面533は、磁石搭載面64よりも貫通部68の他端側(すなわち、出力側L1)に位置する。これにより、磁石搭載面64に取り付けられる磁石54と、圧入部532の先端面533との間に隙間G2が形成されるので、この隙間G2を固定用の接着剤の余剰分などが溜まる溜まり部として利用できる。
本形態では、エンコーダ側回転軸53は中空軸であり、磁石54と磁石搭載面64との間に介在する熱硬化型接着剤層69を備える。従って、熱硬化型接着剤を硬化させる際に発生するガスを中空軸であるエンコーダ側回転軸53の中心穴534から逃がすことができる。従って、磁石54の浮きなどを発生させずに確実に磁石54を固定することができる。なお、接着剤として熱硬化型接着剤層69を使用せず、エンコーダ側回転軸53に中心穴534がない構成を採用してもよい。
本形態では、磁石54は磁石搭載面64と逆側を向く着磁面541を備え、磁石ホルダ60は底部61および側面部62を備える有底部63を有し、側面部62の全周に、着磁面541よりも磁石搭載面64側に位置する段部65と、段部65から着磁面541側に立ち上がる最外周側面部66と、が設けられている。このような構成では、磁石54の外周側に全周にわたって隙間G1が設けられるので、全周にわたって磁石54から外周側への磁束漏れを少なくすることができる。また、磁石ホルダ60の外周側にネジなどの磁性部材が配置される場合であっても、磁石54からの磁束量が磁性部材の影響を受けにくい。従って、安定した磁束量を実現でき、磁気センサ56の出力に対する磁性部材の影響を抑制できる。
(変形例)
上記形態は、磁石ホルダ60に設けた貫通部68にエンコーダ側回転軸53の端部を圧
入するものであったが、磁石ホルダ60に反出力側L2に開口する凹部を設けてエンコーダ側回転軸53の端部を圧入してもよい。また、磁石ホルダ60に圧入部を設け、エンコーダ側回転軸53に被圧入部となる凹部または貫通部を設けてもよい。
上記形態は、磁石ホルダ60に設けた貫通部68にエンコーダ側回転軸53の端部を圧
入するものであったが、磁石ホルダ60に反出力側L2に開口する凹部を設けてエンコーダ側回転軸53の端部を圧入してもよい。また、磁石ホルダ60に圧入部を設け、エンコーダ側回転軸53に被圧入部となる凹部または貫通部を設けてもよい。
1…エンコーダ付きモータ、2…モータ、3…エンコーダ、4…カップリング、10…モータハウジング、11…筒状部、12…第1軸受ホルダ、13…第2軸受ホルダ、14…第1軸受、15…第2軸受、20…ステータ、21…ステータコア、22…絶縁部材、23…駆動コイル、30…ロータ、31…モータ側回転軸、32…ロータコア、33…マグネット、34…出力軸、41…モータ側カップリングハブ、42…エンコーダ側カップリングハブ、43…カップリングスペーサ、50…第3軸受ホルダ、51…第3軸受、52…第4軸受、53…エンコーダ側回転軸、54…磁石、55…センサ基板、56…磁気センサ、57…基板ホルダ、58…エンコーダカバー、59…シール部材、60…磁石ホルダ、61…底部、62…側面部、63…有底部、64…磁石搭載面、65…段部、66…最外周側面部、67…環状凸部、68…貫通部、411…環状部、412、413…係合凸部、421…環状部、422、423…係合凸部、431、432…係合凹部、531…大径部、532…圧入部、533…先端面、534…中心穴、541…着磁面、G1、G2…隙間、L…回転軸線、L1…出力側、L2…反出力側
Claims (6)
- モータに対して脱着可能なエンコーダであって、
前記モータに設けられたモータ側回転軸の回転が伝達されるエンコーダ側回転軸と、
前記エンコーダ側回転軸に固定される磁石ホルダと、
前記磁石ホルダに保持される磁石と、
前記磁石と対向する磁気センサと、を有し、
前記磁石ホルダおよび前記エンコーダ側回転軸の一方に、前記エンコーダ側回転軸の回転軸線方向に開口する凹部または貫通部が設けられ、他方に前記凹部または前記貫通部に圧入される圧入部が設けられていることを特徴とするエンコーダ。 - 前記エンコーダ側回転軸は非磁性材からなることを特徴とする請求項1に記載のエンコーダ。
- 前記磁石ホルダは、前記磁石が固定される磁石搭載面および前記貫通部を備え、前記貫通部の一端は前記磁石搭載面で開口し、
前記エンコーダ側回転軸は、前記貫通部の他端から前記貫通部に圧入される前記圧入部を備え、前記圧入部の先端は、前記磁石搭載面よりも前記他端側に位置することを特徴とする請求項1または2に記載のエンコーダ。 - 前記エンコーダ側回転軸は中空軸であり、
前記磁石と前記磁石搭載面との間に介在する熱硬化型接着剤層を備えることを特徴とする請求項3に記載のエンコーダ。 - 前記磁石は、前記磁石搭載面と逆側を向く着磁面を備え、
前記磁石ホルダは、前記磁石搭載面が形成された底部と、前記底部の外周縁から前記着磁面の側に立ち上がる側面部を備える有底部を有し、
前記側面部の全周に、前記着磁面よりも前記磁石搭載面側に位置する段部と、前記段部から前記着磁面側に立ち上がる最外周側面部と、が設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載のエンコーダ。 - 請求項1から5の何れか一項に記載のエンコーダおよび前記モータと、
前記モータ側回転軸と前記エンコーダ側回転軸とを連結するカップリングと、を有し、
前記カップリングは、
前記モータ側回転軸に固定されるモータ側カップリングハブと、前記エンコーダ側回転軸に固定されるエンコーダ側カップリングハブと、前記モータ側カップリングハブおよび前記エンコーダ側カップリングハブが前記回転軸線方向と交差し且つ互いに交差する方向に移動可能に組み付けられるカップリングスペーサと、を備えるオルダムカップリングであることを特徴とするエンコーダ付きモータ。
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