JP2017184421A - モータおよびエンコーダ付きモータ、エンコーダ付きモータの製造方法、ならびにエンコーダ付きモータのエンコーダ交換方法 - Google Patents
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Abstract
Description
結されるモータ側回転軸と、前記エンコーダに設けられたエンコーダ側嵌合部と嵌合可能なモータ側嵌合部と、を備え、前記エンコーダ側嵌合部と前記モータ側嵌合部のうちの一方は前記エンコーダ側回転軸および前記モータ側回転軸の回転軸線方向に突出する凸部であり、他方は前記凸部が嵌まる凹部または孔であり、前記エンコーダ側嵌合部と前記モータ側嵌合部のうちの一方は、前記エンコーダ側回転軸および前記モータ側回転軸の回転軸線を中心とする周方向の位置を調節可能であることを特徴とする。
かつ正確にエンコーダとモータの回転方向の位置決めを行うことができる。従って、容易かつ正確にエンコーダの原点位置を合わせることができ、エンコーダの故障時にエンコーダの交換作業を容易に行うことができる。
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。筒状部11は角筒状であり、+X方向、−X方向、+Y方向、−Y方向を向く側面を備える。+X方向(鉛直方向の上方)を向く側面には配線取り出し口16が形成され、配線取り出し口16にはブッシュ17が取り付けられている。
6がカップリング4に組み付けられると、カップリング4は凹部132に配置される。
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の出力側L1の端部には大径部531が形成されている。また、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。
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。
L2の先端に設けられた第2小径部36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の先端に設けられた大径部531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。
モータ2とエンコーダ3は、モータ2に設けられたモータ側嵌合部である位置決めピン70と、エンコーダ3に設けられたエンコーダ側嵌合部である凹部80とが嵌合することによって回転軸線L周りの回転方向の位置決めがなされる。位置決めピン70は、モータ2の第2軸受ホルダ13に設けられている。上述したように、第2軸受ホルダ13は、モータ2の反出力側L2の端部に位置し、エンコーダ3と対向する軸方向端面であるモータ端面131を備える。位置決めピン70は、モータ端面131から反出力側L2に突出する凸部である。
ータ端面131の中央に形成された凹部132の開口縁に沿って反出力側L2に突出する内側環状凸部136が形成されている。また、内側環状凸部136の外周側には外側環状凸部137が形成され、内側環状凸部136と外側環状凸部137の間には環状の溝部が形成されている。
ータ側カップリングハブ41を圧入する際の、目標位置(本形態では、目印414が+X方向を向く位置)に対する実際の圧入位置のずれである。また、第2角度D2は、マスターモータ200の位置決めピン70を固定する際の、予め定めた周方向位置(本形態では、円弧状凹部71の周方向の中央)に対する実際の固定位置の位置ずれである。そして、第3角度D3は、量産用モータ2のモータ側回転軸31に対してモータ側カップリングハブ41を圧入する際の、目標位置(目印414が+X方向を向く位置)に対する実際の圧入位置のずれである。
図5は、エンコーダ付きモータ1の製造方法を模式的に示す説明図である。エンコーダ付きモータ1を量産する際には、マスターモータ200およびマスターエンコーダ300を用いる。以下、マスターモータ200およびマスターエンコーダ300を用いて製造されるエンコーダ付きモータ1の構成部品となるモータ2およびエンコーダ3をそれぞれ、量産用モータ2および量産用エンコーダ3と呼ぶ。マスターモータ200は量産用モータ2と同一の構成である。一方、マスターエンコーダ300は、量産用エンコーダ3と異なる部分を備える。すなわち、マスターエンコーダ300は、量産用エンコーダ3の第3軸受ホルダ50に作業孔301が形成されていることを除いて量産用エンコーダ3と同一の構成である。作業孔301は、図3(a)において破線で示す2箇所に形成される。作業孔301は、回転軸線L方向に見た場合にねじ孔75、76と重なる領域に開口する。従って、作業孔301にねじ締め用の工具を挿入して固定ねじ77のねじ締め作業を行うことができる。
以下、準備工程S1〜組み付け工程S4の各工程について詳細に説明する。図7は準備工程S1のフローチャートである。また、図8はマスターモータ組立工程S11のフローチャートである。図7に示すように、準備工程S1は、マスターモータ組立工程S11と、マスターエンコーダ組立工程S12と、組み付け工程S13と、マスターエンコーダ補正工程S14を含む。なお、マスターモータ組立工程S11とマスターエンコーダ組立工程S12をこの逆の順で行っても良く、両工程を並行して行っても良い。また、図8に示すように、マスターモータ組立工程S11は、マスターモータ200を通常のモータ2と
同様に組み立てる工程S111と、マスターモータ200をモータロック状態にする工程S112と、マスターモータ200のモータ側回転軸31にモータ側カップリングハブ41を固定する工程S113と、マスターモータ200のモータ側嵌合部である位置決めピン70を予め定めた周方向位置で固定する工程S114と、を行う。
ーダ300の原点補正が行われる。以上で準備工程S1が完了する。
図9は量産用エンコーダ調整工程S2のフローチャートである。量産用エンコーダ調整工程S2は、量産用エンコーダ3を組み立てる工程S21と、マスターモータ200に量産用エンコーダ3を組み付ける工程S22と、量産用エンコーダ3の位置情報を補正する工程S23を含む。量産用エンコーダ調整工程S2は、準備工程S1が行われたマスターモータ200を用いて、量産用エンコーダ3の位置情報を補正する工程である。
図10は量産用モータ調整工程S3のフローチャートである。量産用モータ調整工程S3は、量産用モータ2を組み立てる工程S31と、量産用モータ2をモータロック状態にする工程S32と、量産用モータ2のモータ側回転軸31にモータ側カップリングハブ41を固定する工程S33と、モータ側嵌合部である位置決めピン70を仮止め状態にしてマスターエンコーダ300を組み付ける工程S34と、マスターエンコーダ300を位置情報が原点位置になるまで回転させる工程S35と、マスターエンコーダ300の作業孔301から位置決めピン70を本固定する工程S36と、マスターエンコーダ300を取り外す工程S37とを行う。量産用モータ調整工程S3は、準備工程S1が行われたマスターエンコーダ300を用いて、量産用モータ2の位置決めピン70を周方向に位置決めする工程である。
度、他方側に5度)で回転可能となっている。
組み付け工程S4では、量産用エンコーダ調整工程S2が行われた量産用エンコーダ3と、量産用モータ調整工程S3が行われた量産用モータ2を組み付けてエンコーダ付きモータ1を完成させる工程である。量産用エンコーダ3はマスターモータ200を基準として位置情報が補正され、量産用モータ2はマスターエンコーダ300を基準として位置決めピン70が位置決めされている。従って、これらを組み付けるだけで、エンコーダ付きモータ1は、ステータ20とロータ30がモータロック状態となる特定の位置関係にあるとき、量産用エンコーダ3の位置情報が原点位置になるように構成される。
エンコーダ付きモータ1は、エンコーダ3がモータ2から脱着可能であるため、エンコーダ3の故障時には、以下のようにエンコーダのみ取り外して新たなものと交換することができる。まず、交換用のエンコーダ3として、上記のエンコーダ付きモータ1の製造方法における量産用エンコーダ調整工程S2を行ったエンコーダ3(量産用エンコーダ3)を用意する。そして、エンコーダ付きモータ1から故障したエンコーダ3を取り外して、交換用のエンコーダ3(量産用エンコーダ3)を組み付ける。本形態では、エンコーダ付きモータ1を構成するエンコーダ3(量産用エンコーダ3)は全て、マスターモータ200を基準として位置情報が補正され、エンコーダ付きモータ1を構成するモータ(量産用モータ2)は全て、マスターエンコーダ300を基準として位置決めピン70が位置決めされている。従って、エンコーダ3を単に交換するだけで、交換後のエンコーダ付きモータ1は、ステータ20とロータ30がモータロック状態となる特定の位置関係にあるとき、エンコーダ(量産用エンコーダ3)の位置情報が原点位置になるように構成される。
本形態のエンコーダ付きモータ1に用いられるモータ2(量産用モータ2)は、以上のように、エンコーダ3が脱着可能になっており、エンコーダ3に設けられる凹部80(エンコーダ側嵌合部)と嵌合する位置決めピン70(モータ側嵌合部)が設けられ、位置決めピン70の周方向の位置を調節可能である。このようにすると、本形態のモータ2にエンコーダ3を組み付けてエンコーダ付きモータ1として用いる場合に、容易かつ正確にエンコーダ3とモータ2の回転方向の位置決めを行うことができる。従って、容易かつ正確にエンコーダ3の原点位置を合わせることができる。また、エンコーダ3の故障時にエンコーダ3の交換作業を容易に行うことができる。
うことができる。
可能である。
上記形態は、モータ側嵌合部を位置決めピン70(凸部)とし、エンコーダ側嵌合部を凹部80としていたが、モータ側嵌合部を凹部とし、エンコーダ側嵌合部を凸部にしてもよい。また、凹部の代わりに凸部を嵌合可能な孔を形成してもよい。更に、上記形態は、モータ側嵌合部の周方向の位置を調節可能にしているが、エンコーダ側嵌合部の周方向の位置を調節可能にしてもよい。
スターエンコーダ、301…作業孔、411…環状部、412…係合凸部、413…係合凸部、414…目印、421…環状部、422…係合凸部、423…係合凸部、424…目印、431…係合凹部、432…係合凹部、501…エンコーダ端面、502…環状凹部、503…当接面、504…環状凸部、505…シール溝、506…固定孔、507…固定ねじ、531…大径部、581…配線取り出し部、582…ブッシュ、583…信号線、L…回転軸線、L1…出力側、L2…反出力側
Claims (15)
- エンコーダが脱着されるモータであって、
前記エンコーダが備えるエンコーダ側回転軸に対してカップリングを介して相対回転不能に連結されるモータ側回転軸と、前記エンコーダに設けられたエンコーダ側嵌合部と嵌合可能なモータ側嵌合部と、を備え、
前記エンコーダ側嵌合部と前記モータ側嵌合部のうちの一方は前記エンコーダ側回転軸および前記モータ側回転軸の回転軸線方向に突出する凸部であり、他方は前記凸部が嵌まる凹部または孔であり、
前記エンコーダ側嵌合部と前記モータ側嵌合部のうちの一方は、前記エンコーダ側回転軸および前記モータ側回転軸を中心とする周方向の位置を調節可能であることを特徴とするモータ。 - 前記モータ側嵌合部は、前記モータ側回転軸を中心とする周方向の位置を調節可能であることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記エンコーダは前記モータ側を向く軸方向端面であるエンコーダ端面を備え、
前記モータ側嵌合部は、前記エンコーダ端面の外周縁と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のモータ。 - 前記エンコーダ側を向く軸方向端面であるモータ端面と、前記モータ端面に前記周方向の位置を調節可能に取り付けられる移動部材と、前記移動部材を前記モータ端面に固定する固定部材と、を備え、
前記モータ側嵌合部は前記移動部材に設けられ、
前記固定部材は、前記モータ側嵌合部よりも内周側もしくは前記モータ側嵌合部と同一円上に位置することを特徴とする請求項2または3に記載のモータ。 - 前記固定部材は、前記モータ側嵌合部の前記周方向の両側に設けられることを特徴とする請求項4に記載のモータ。
- 前記移動部材は、前記周方向に延在する円弧状部材であることを特徴とする請求項4または5に記載のモータ。
- 前記円弧状部材は、前記モータ端面に形成された円弧状凹部に前記周方向に移動可能な状態で配置されることを特徴とする請求項6に記載のモータ。
- 請求項1から7の何れか一項に記載のモータと、
前記モータに対して脱着可能である前記エンコーダと、
前記モータ側回転軸と前記エンコーダ側回転軸と相対回転不能に連結する前記カップリングと、を有することを特徴とするエンコーダ付きモータ。 - 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、を備え、
前記モータ側カップリングハブは、前記モータのステータとロータが予め定めた位置関係になった状態の前記モータ側回転軸に対して、予め定めた回転位置で固定されることを特徴とする請求項8に記載のエンコーダ付きモータ。 - 前記カップリングは、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請求項9
に記載のエンコーダ付きモータ。 - 前記モータ側嵌合部は、前記周方向に所定の角度範囲で移動可能であり、
前記エンコーダは、前記モータ側回転軸および前記モータ側嵌合部を備えるマスターモータに脱着可能であり、前記モータは、前記エンコーダ側回転軸および前記エンコーダ側嵌合部を備え且つ作業孔が形成されたマスターエンコーダに脱着可能であり、
前記マスターモータの前記モータ側回転軸に対して前記モータ側カップリングハブを固定する際の目標位置に対する位置ずれが第1角度以内であり、
前記マスターモータの前記モータ側嵌合部は、予め定めた周方向位置に対する位置ずれが第2角度以内であり、
前記モータの前記モータ側回転軸に対して前記モータ側カップリングハブを固定する際の前記目標位置に対する位置ずれが第3角度以内である場合に、
前記所定の角度範囲は、前記第1角度、前記第2角度、および前記第3角度を合計した合計角度以上であることを特徴とする請求項9または10に記載のエンコーダ付きモータ。 - 請求項8から10のいずれか一項に記載のエンコーダ付きモータの製造方法であって、
前記モータ側回転軸および前記モータ側嵌合部を備えるマスターモータを用意するとともに、前記エンコーダ側回転軸および前記エンコーダ側嵌合部と、作業孔とを備えるマスターエンコーダを用意し、
前記マスターモータのステータとロータが予め定めた位置関係となった状態で、前記マスターエンコーダの位置情報が予め定めた値になる状態を形成する準備工程と、
前記マスターモータに前記エンコーダを組み付けて、前記エンコーダの位置情報を前記予め定めた値に補正する量産用エンコーダ調整工程と、
前記モータのステータとロータが前記予め定めた位置関係となり、且つ、前記モータ側嵌合部を周方向に移動可能な状態に仮止めした状態の前記モータに前記マスターエンコーダを組み付けて、前記マスターエンコーダの位置情報が前記予め定めた値になる回転位置まで前記マスターエンコーダを回転させた状態で、前記マスターエンコーダの前記作業孔から前記モータの前記モータ側嵌合部を本固定する量産用モータ調整工程と、
前記量産用モータ調整工程を行った前記モータと前記量産用エンコーダ調整工程を行った前記エンコーダとを組み付けて前記エンコーダ付きモータを完成させる組み付け工程と、を含むことを特徴とするエンコーダ付きモータの製造方法。 - 前記準備工程は、
前記マスターモータの前記ステータと前記ロータが前記予め定めた位置関係となるモータロック状態を形成する工程と、
前記モータロック状態の前記マスターモータの前記モータ側回転軸に対して、前記カップリングのモータ側カップリングハブを予め定めた第1の回転位置で固定する工程と、
前記マスターモータの前記モータ側嵌合部を予め定めた周方向位置に固定する工程と、
前記マスターエンコーダの前記エンコーダ側回転軸に対して、前記カップリングのエンコーダ側カップリングハブを固定する工程と、
前記モータ側カップリングおよび前記エンコーダ側カップリングハブを介して前記モータ側回転軸と前記エンコーダ側回転軸とを相対回転不能に組み付け、且つ、前記モータ側嵌合部と前記エンコーダ側嵌合部とを嵌合させるように、前記マスターモータと前記マスターエンコーダとを組み付ける工程と、
前記マスターモータに組み付けた前記マスターエンコーダの位置情報を前記予め定めた値に補正する工程と、を含むことを特徴とする請求項12に記載のエンコーダ付きモータの製造方法。 - 前記モータロック状態を形成する工程では、
前記マスターモータの前記ステータに設けられたU相、V相、W相の3相の駆動コイルのうちのいずれか1相の前記駆動コイルを外部電源のプラス端子に接続し、且つ、他の2相の前記駆動コイルを前記外部電源のマイナス端子に接続した状態で、前記3相の前記駆動コイルに直流電流を流すことを特徴とする請求項13に記載のエンコーダ付きモータの製造方法。 - 請求項12から14の何れか一項に記載されたエンコーダ付きモータの製造方法により製造された前記エンコーダ付きモータのエンコーダ交換方法であって、
前記量産用エンコーダ調整工程が行われた交換用の前記エンコーダを用意し、
前記エンコーダ付きモータから前記エンコーダを取り外して、前記交換用の前記エンコーダを組み付けることを特徴とするエンコーダ付きモータのエンコーダ交換方法。
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