JP2018042332A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダを備えるモータにおいて、エンコーダに対する電磁波ノイズの影響を低減させること。【解決手段】モータ１は、回転軸２の回転を検出するエンコーダ１０を備える。エンコーダ１０は、第１感磁素子１７１が搭載された基板６０を備える。基板６０は、基板ホルダ５０に固定される。第１感磁素子１７１は、基板ホルダ５０に取り付けられたシールド部材８０によって覆われる。基板ホルダ５０およびシールド部材８０は、非磁性の導電性金属（例えば、アルミ）からなり、基板６０に設けられたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。また、基板６０を覆う磁性材（鉄、パーマロイなど）のエンコーダカバー１２が設けられ、エンコーダカバー１２は軸受ホルダ４２のフランジ４５を介してモータ本体３のフレームグランドと接続される。【選択図】図４

Description

本発明は、感磁素子によってロータの回転を検出するエンコーダを備えるモータに関する。

特許文献１には、ロータの回転を検出するエンコーダを備えたモータが開示されている。特許文献１のモータにおいて、エンコーダは、基板に搭載される感磁素子と、モータの出力軸と一体に回転する磁石を備える。基板はモータケースに固定されたホルダによって支持される。感磁素子を搭載した基板および磁石はカバー部材によって覆われる。カバー部材は、モータケースに固定されるエンコーダケースの内側面に固定される。

特開２０１６−３８８８号公報

モータに搭載されるエンコーダは、電磁波ノイズの影響を受けるため、製品の使用環境により出力が変化して角度誤差の発生状況が変化するおそれがある。例えば、外乱磁界の影響によって感磁素子の出力が変化する。また、感磁素子の出力、および、基板に搭載されたエンコーダ回路による感磁素子の出力の増幅値は、エンコーダが固定されるモータ本体のフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を受けるおそれがある。

このような電磁波ノイズ対策として、特許文献１では、基板を覆うカバー部材として鉄などの磁性体からなるものを用いており、カバー部材を磁気シールドとして機能させている。しかしながら、カバー部材とモータケースとの間に隙間がある場合、隙間から回り込んでくる電磁波ノイズを遮断できない。また、基板に搭載された感磁素子はモータケースから遮蔽されていない。従って、フレームグランドノイズや電源ノイズの影響が大きい。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エンコーダを備えるモータにおいて、エンコーダに対する電磁波ノイズの影響を低減させることにある。

上記の課題を解決するために、本発明のモータは、回転軸およびモータケースを備えるモータ本体と、前記回転軸と一体に回転する磁石と、前記磁石と対向する感磁素子と、前記感磁素子が搭載され、前記感磁素子のグランド端子と接続されるシグナルグランドを備える基板と、前記基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダに取り付けられ、前記感磁素子を覆うシールド部材と、を有し、前記シールド部材および前記基板ホルダは導電性部材であり、前記シグナルグランドと電気的に接続されることを特徴とする。

本発明では、このように、回転軸の回転を検出するエンコーダを備えるモータにおいて、エンコーダは、磁石と対向する感磁素子を備えており、感磁素子は基板に搭載され、基板のシグナルグランドと電気的に接続された導電性部材（基板ホルダおよびシールド部材）によって覆われている。このように、シグナルグランド電位の導電性部材によって感磁素子を覆うことにより、感磁素子の出力およびその増幅値に対する電磁波ノイズの影響を低減できる。特に、磁石と感磁素子の間に感磁素子を覆うシールド部材を設けているため、磁石の側から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を効果的に低
減できる。従って、エンコーダの角度誤差を低減できる。

本発明において、前記基板および前記磁石を収容する導電性のエンコーダカバーを有し、前記エンコーダカバーと前記モータ本体のフレームグランド（例えば、モータケースの端部に設けられる軸受ホルダのフランジ）とが電気的に接続されることが好ましい。このようにすると、エンコーダカバーをモータ本体のフレームグランド電位とすることができるので、電磁波ノイズを効果的に低減できる。

本発明において、前記エンコーダカバーは磁性材であり、前記エンコーダカバーの開口縁が前記モータケースと接触することが好ましい。このようにすると、エンコーダカバーが磁気シールドとして機能するため、外乱磁界などの磁気ノイズを低減できる。また、モータケースとエンコーダカバーとの隙間からの電磁波ノイズの侵入を遮断できる。従って、電磁波ノイズの影響を効果的に低減できる。

本発明において、前記磁石の外周側を囲む絶縁性のエンコーダホルダを有し、前記基板ホルダは、前記エンコーダホルダを介して前記モータケースに固定されることが好ましい。このようにすると、フレームグランド電位の部材（モータケース）とシグナルグランド電位の部材（基板ホルダ）とを絶縁できる。従って、２つのグランドによるそれぞれのシールド効果を保つことができる。

本発明において、前記基板は、導電性の固定部材を介して前記基板ホルダに固定され、前記固定部材を介して、前記シグナルグランドと前記基板ホルダが電気的に接続されることが好ましい。このようにすると、簡単な構造で、基板ホルダと基板上のシグナルグランドとを電気的に接続できる。

本発明において、前記固定部材はスプリングピンであり、前記基板は、前記スプリングピンが挿入される固定孔を備えることが好ましい。このようにすると、スプリングピンの弾性によって基板ホルダに対する基板のがたつきを抑制できる。従って、基板の位置ずれを抑制できる。

本発明において、前記固定部材は、前記基板ホルダの中心を挟んで２本以上配置されることが好ましい。このようにすると、固定部材によって基板を位置決めできる。

本発明において、前記基板ホルダは、前記基板が前記回転軸の軸線方向に当接する基板当接面と、前記シールド部材が前記軸線方向に当接するシールド取付面とを備え、前記基板当接面と前記シールド取付面との前記軸線方向の距離は、前記基板当接面と前記感磁素子の表面との距離と略同一であることが好ましい。このようにすると、シールド取付面と感磁素子の表面が略同一面上に位置するので、シールド部材の取付が容易である。例えば、シールド部材が導電性のシート材であった場合に、曲がらないようにシート材を貼り付けることができる。

本発明において、前記基板ホルダは、前記基板が当接する平滑加工面を備えることが好ましい。このようにすると、基板が当接する面の平面度が高いため、基板を固定したときに基板に応力がかかるおそれが少ない。従って、感磁素子から安定した出力を得ることができる。

本発明において、前記磁石は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁された第１磁石、および、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁された第２磁石を備え、前記感磁素子は、前記第１磁石と対向する第１感磁素子と、前記第２磁石と対向する第２感磁素子を備え、前記シールド部材は、前記第１感磁素子および前記第２感磁素子を覆うことが好ましい。こ
のようにすると、アブソリュート型とインクリメンタル型の２組のエンコーダを構成できるので、その出力を処理することにより、高分解能で、且つ、高精度な位置検出を行うことができる。また、１つのシールド部材で全ての感磁素子を覆うことができるので、２組の感磁素子をシールドする作業が容易である。

本発明によれば、回転軸の回転を検出するエンコーダを備えるモータにおいて、エンコーダの感磁素子を搭載する基板が、基板のシグナルグランドと電気的に接続された導電性部材（基板ホルダおよびシールド部材）によって覆われている。このように、シグナルグランド電位の導電性部材によって感磁素子が覆われていれば、感磁素子の出力およびその増幅値に対する電磁波ノイズの影響を低減できる。特に、磁石と感磁素子の間に感磁素子を覆うシールド部材を設けているため、磁石の側から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を効果的に低減できる。従って、エンコーダの角度誤差を低減できる。

本発明を適用したモータのエンコーダ側の端部を示す外観斜視図である。 エンコーダおよび軸受ホルダを反出力側から見た分解斜視図である。 エンコーダおよび軸受ホルダを出力側から見た分解斜視図である。 エンコーダおよび軸受ホルダの断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 エンコーダおよび軸受ホルダの断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。 基板ユニット、磁石、および磁石ホルダを反出力側から見た分解斜視図である。 基板ユニット、磁石、および磁石ホルダを出力側から見た分解斜視図である。 基板ユニットの断面図（図３のＣ−Ｃ断面図）である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの実施形態を説明する。図１は本発明を適用したモータ１のエンコーダ１０側の端部を示す外観斜視図である。また、図２、図３はエンコーダ１０および軸受ホルダ４２の分解斜視図であり、図２は反出力側から見た分解斜視図、図３は出力側から見た分解斜視図である。図４、図５はエンコーダ１０および軸受ホルダ４２の断面図であり、図４は図１のＡ−Ａ断面図、図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。

（全体構成）
モータ１は、回転軸２（図４、図５参照）を備えるモータ本体３と、回転軸２の回転を検出するエンコーダ１０を備える。モータ本体３は、ロータおよびステータ（図示省略）を収容するモータケース４を備える。ロータは回転軸２と一体に回転する。回転軸２の一方の端部は、モータケース４から外部へ突出する出力軸（図示省略）となっている。本明細書において、回転軸２の中心軸線を符号Ｌで示す。また、モータケース４から出力軸が突出する方向を出力側Ｌ１とし、出力側の反対側を反出力側Ｌ２とする。エンコーダ１０は、モータ本体３の反出力側Ｌ２の端部に固定される。

（回転軸）
図４、図５に示すように、回転軸２は、モータ側回転軸２１と、モータ側回転軸２１の反出力側Ｌ２の端部に固定されるエンコーダ側回転軸２２を備える。モータ側回転軸２１とエンコーダ側回転軸２２は一体に回転する。本形態では、モータ側回転軸２１は磁性材からなり、エンコーダ側回転軸２２は非磁性材からなる。エンコーダ側回転軸２２を非磁性材とすれば、エンコーダ側回転軸２２を経由してモータ本体３側からエンコーダ１０側へ侵入する磁気ノイズを減らすことができる。なお、エンコーダ側回転軸２２は磁性材で
あってもよい。この場合には、エンコーダ側回転軸２２とモータ側回転軸２１を一体にしてもよい。すなわち、回転軸２を１部材で形成してもよい。

（モータケース）
図１に示すように、モータケース４は、中心軸線Ｌ方向に延びる筒状ケース４１と、筒状ケース４１の反出力側Ｌ２の端部に固定される軸受ホルダ４２を備える。筒状ケース４１および軸受ホルダ４２は、中心軸線Ｌ方向に見た場合に略矩形である。図２〜図５に示すように、軸受ホルダ４２の内周側には軸受４３が保持される。軸受４３は、エンコーダ側回転軸２２の出力側Ｌ１の端部を回転可能に支持する。図２に示すように、軸受ホルダ４２の反出力側Ｌ２の面には出力側Ｌ１に凹む円形凹部４４が形成され、円形凹部４４の外周側にはフランジ４５が形成されている。フランジ４５の内周縁には、円形凹部４４の縁に沿って反出力側Ｌ２に突出する環状壁４６が形成されている。

円形凹部４４の底部には、軸受４３の外周部分を反出力側Ｌ２から押さえるように環状のプレート４７が取り付けられる。エンコーダ側回転軸２２は、プレート４７の中心に設けられた貫通孔４８を通って反出力側Ｌ２に突出する。プレート４７は、３本のねじによって円形凹部４４の底部に固定される。プレート４７の外周縁には、等角度間隔の３箇所に切り欠き４９が形成されている。この切り欠き４９には、後述するエンコーダホルダ１４の脚部１４３が配置される。

（エンコーダ）
図２〜図５に示すように、エンコーダ１０は、軸受ホルダ４２に固定される外側ケース１１と、外側ケース１１の内側に配置されるエンコーダカバー１２と、エンコーダカバー１２の内側に配置される基板ユニット１３と、基板ユニット１３を支持するエンコーダホルダ１４と、エンコーダホルダ１４の内周側に配置される磁石ホルダ１５と、磁石ホルダ１５に保持される磁石１６を備える。磁石ホルダ１５は、エンコーダ側回転軸２２の反出力側Ｌ２の先端に固定される。従って、磁石１６はエンコーダ側回転軸２２と一体に回転する。基板ユニット１３は、磁石１６と対向する感磁素子１７（図７参照）を備える。本形態では、感磁素子１７としてＭＲ素子を用いる。

（外側ケース）
図２、図３に示すように、外側ケース１１は、中心軸線Ｌ方向に見た場合に略矩形の端板部１１１と、端板部１１１の外周縁から出力側Ｌ１へ立ち上がる側板部１１２を備える。側板部１１２には、基板ユニット１３に接続する配線を通すための切り欠き１１３が形成されている。外側ケース１１と軸受ホルダ４２は、側板部１１２の出力側Ｌ１の端面とフランジ４５との間にシール部材１１４を介在させて、４箇所の角部に図示しないねじ等の固定部材を締め込むことによって固定される。本形態では、外側ケース１１およびモータケース４はアルミなどの非磁性材からなる。なお、本形態では、外側ケース１１は以下に説明するエンコーダカバー１２と別部材であるが、外側ケース１１をエンコーダカバー１２と同一素材で一体に形成してもよい。

（エンコーダカバー）
図２、図３に示すように、エンコーダカバー１２は、中心軸線Ｌ方向に見た場合に円形の端板部１２１と、端板部１２１の外周縁から出力側Ｌ１へ立ち上がる筒状部１２２を備える。筒状部１２２には、外側ケース１１の切り欠き１１３と径方向に重なる位置に、基板ユニット１３に接続する配線を通すための切り欠き１２３が形成されている。図４、図５に示すように、エンコーダカバー１２は、軸受ホルダ４２の円形凹部４４の縁に沿って形成された環状壁４６の内周側に筒状部１２２の縁を嵌合させるように軸受ホルダ４２に組み付けられる。筒状部１２２の出力側Ｌ１の端面は、切り欠き１２３が形成された箇所を除き、円形凹部４４の底部に配置されたプレート４７に当接する。ここで、環状壁４６
は周方向の一部が切り欠かれているが、環状壁４６が切り欠かれた箇所は、プレート４７の外周縁に形成された切り欠き４９とは異なる角度位置である。従って、エンコーダカバー１２と軸受ホルダ４２との隙間は、切り欠き１２３を除いて塞がれている。

エンコーダカバー１２は導電性を有する磁性材からなる。例えば、エンコーダカバー１２は鉄、パーマロイなどで形成されている。より具体的には、エンコーダカバー１２は、ＳＰＣＣやＳＰＣＥなどの磁性金属板をプレス加工して形成されている。このように、磁性材で形成されたエンコーダカバー１２によって感磁素子１７を保持する基板ユニット１３を覆うことにより、感磁素子１７およびエンコーダ回路を外乱磁界などの磁気ノイズから遮蔽することができる。また、エンコーダカバー１２は、軸受ホルダ４２との間に隙間がほとんどできないように取り付けられている。従って、軸受ホルダ４２との隙間から基板ユニット１３側に電磁波ノイズが侵入することを抑制できる。

エンコーダカバー１２は、軸受ホルダ４２と接触するように取り付けられているので、モータ本体３のフレームグランドと電気的に接続されている。すなわち、軸受ホルダ４２はアルミ等の導電性金属からなるモータケース４の一部を構成する。従って、軸受ホルダ４２に設けられた環状壁４６の内側にエンコーダカバー１２の筒状部１２２を嵌合させることにより、エンコーダカバー１２は、モータ本体３のフレームグランドと電気的に接続される。このように、エンコーダをフレームグランド電位に接続することにより、電磁波ノイズの遮蔽効果を高めることができる。なお、環状壁４６の内側にエンコーダカバー１２の筒状部１２２を嵌合させていなくても、エンコーダカバー１２の筒状部１２２の端面を円形凹部４４の底部に接触するように固定すれば、エンコーダカバー１２とモータ本体３のフレームグランド電位に接続することができる。

（エンコーダホルダ）
図２、図３に示すように、エンコーダホルダ１４は、円形の磁石配置孔１４１が形成された胴部１４２と、胴部１４２の出力側Ｌ１の端部から外周側に突出する脚部１４３を備える。図３に示すように、脚部１４３の出力側Ｌ１の端面は、胴部１４２の出力側Ｌ１の端面よりも出力側Ｌ１に突出している。脚部１４３は、周方向に等角度間隔で３箇所に形成されている。エンコーダホルダ１４は、軸受ホルダ４２の中央で回転可能に保持されるエンコーダ側回転軸２２の中心軸線Ｌと磁石配置孔１４１とが同軸に配置されるように位置決めされるとともに、上述したプレート４７の外周縁に形成された切り欠き４９に脚部１４３を配置するように位置決めされる。図５に示すように、エンコーダホルダ１４は、脚部１４３を介して軸受ホルダ４２と当接する。エンコーダホルダ１４は、図示しない固定ねじによって脚部１４３が円形凹部４４の底面にねじ止めされることにより、軸受ホルダ４２に固定される。

エンコーダホルダ１４において、胴部１４２の反出力側Ｌ２の端面には、基板ユニット１３を固定するための固定孔１４４が３か所に形成されている。基板ユニット１３は、胴部１４２の反出力側Ｌ２の端面に当接するように位置決めされて、図示しないねじ等の固定部材を介してエンコーダホルダ１４に固定される。

（磁石）
図６、図７は基板ユニット１３、磁石１６、および磁石ホルダ１５の分解斜視図であり、図６は反出力側から見た図、図７は出力側から見た図である。図６、図７に示すように、磁石ホルダ１５は、略円板状の磁石保持部１５１と、磁石保持部１５１の中心から出力側Ｌ１に突出する筒状の固定部１５２を備える。固定部１５２には、エンコーダ側回転軸２２の先端が圧入もしくは接着剤により固定される。磁石１６は、磁石保持部１５１の中央に形成された凹部に嵌合する円形の第１磁石１６１、および、第１磁石の外周縁に形成された段部に嵌合する環状の第２磁石１６２を備える。第１磁石１６１は周方向にＮ極と
Ｓ極が１極ずつ着磁されている。一方、第２磁石１６２はＮ極とＳ極が周方向に交互に複数極ずつ着磁されている。

図４、図５に示すように、エンコーダホルダ１４が軸受ホルダ４２に固定されると、エンコーダホルダ１４の磁石配置孔１４１の中央にエンコーダ側回転軸２２の先端が配置される。従って、エンコーダ側回転軸２２の先端に固定される磁石ホルダ１５は磁石配置孔１４１の中央に配置される。第１磁石１６１および第２磁石１６２は、磁石配置孔１４１内において反出力側Ｌ２を向いて配置されるとともに、エンコーダ側回転軸２２の中心軸線Ｌを中心として同軸に配置される。

（基板ユニット）
図８は基板ユニット１３の断面図（図３のＣ−Ｃ断面図）である。図６、図７に示すように、基板ユニット１３は、基板ホルダ５０と、基板ホルダ５０に取り付けられる基板６０と、基板６０に搭載される感磁素子１７と、基板ホルダ５０に基板６０を固定する固定部材７０と、基板ホルダ５０に反出力側Ｌ２から取り付けられるシールド部材８０を備える。基板６０は略円形であり、外周縁の１箇所を直線状に切り欠いた切り欠き６１を備える。また、基板６０には、基板ホルダ５０に対する固定用の固定孔６２が２箇所に形成されている。２箇所の固定孔６２は、基板ホルダ５０の中心を挟んで反対側に配置される。また、２箇所の固定孔６２のうちの一方は、基板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続されたグランドスルーホール６２１である。なお、２箇所の固定孔のどちらをグランドスルーホール６２１にしても良い。また、固定孔６２を３か所以上設け、３か所で基板６０と基板ホルダ５０を固定してもよい。

基板ホルダ５０には、固定孔６２に対応するボス部５１が２箇所に形成されている。固定部材７０が固定孔６２およびボス部５１に挿入されることにより、基板ホルダ５０に基板６０が固定される。固定部材７０はスプリングピンである。固定部材７０としてスプリングピンを用いることにより、基板ホルダ５０に対する基板６０のがたつきが防止される。また、固定部材７０は導電性の金属で形成され、基板ホルダ５０は導電性の金属、例えばアルミで形成されている。従って、固定部材７０を介して基板ホルダ５０に基板６０が取り付けられると、固定部材７０およびグランドスルーホール６２１を介して、基板ホルダ５０が基板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。

基板ホルダ５０には、上述したエンコーダホルダ１４の固定孔１４４に対応する３か所に固定孔５２が形成されている。また、基板６０には、固定孔５２、１４４に対応する３か所に固定孔６３が形成されている。基板ユニット１３は、固定孔５２、６３に挿入したねじ等の固定部材を固定孔１４４にねじ止めすることにより、エンコーダホルダ１４に固定される。上述したように、エンコーダホルダ１４は軸受ホルダ４２に当接して固定されるため、エンコーダホルダ１４を介して、基板ユニット１３が軸受ホルダ４２に固定される。本形態では、エンコーダホルダ１４は樹脂などの絶縁材で形成されている。従って、エンコーダホルダ１４を介して軸受ホルダ４２に基板ユニット１３を固定すると、基板ユニット１３は軸受ホルダ４２から絶縁される。これにより、基板ユニット１３は、モータケース４に対して絶縁され、モータ本体３のフレームグランドから絶縁される。このように、基板ユニット１３をモータ本体３のフレームグランドから絶縁することにより、フレームグランドノイズや電源ノイズの影響を抑制できる。

基板６０は、反出力側Ｌ２を向く反出力側基板面６０ａ、および、出力側Ｌ１を向く出力側基板面６０ｂを備える。反出力側基板面６０ａには、エンコーダ回路を構成するオペアンプなどの回路素子６４、および、配線接続用のコネクタ６５などが搭載されている。一方、出力側基板面６０ｂには、感磁素子１７が搭載されている。感磁素子１７は、出力
側基板面６０ｂの中央に配置される第１感磁素子１７１、および、出力側基板面６０ｂの外周寄りの位置に設けられた接続端子１７３とフレキシブル配線基板１７４を介して接続される第２感磁素子１７２を備える。第１感磁素子１７１および第２感磁素子１７２は、それぞれ、基板６０上に構成されたエンコーダ回路のシグナルグランドと接続されるグランド端子（図示省略）を備える。また、出力側基板面６０ｂには、第１感磁素子１７１の近傍に２つのホール素子１７５が搭載されている。２つのホール素子１７５は、９０度離れた角度位置に配置されている。

図６、図８に示すように、基板ホルダ５０は、基板６０と対向する端板部５３と、端板部５３の外周縁から反出力側Ｌ２に立ち上がる側板部５４を備える。端板部５３および側板部５４は、基板６０の切り欠き６１と重なる部位が直線状に形成されている。側板部５４の反出力側Ｌ２の端面は、基板６０が当接する基板当接面５５となっている。本形態では、基板当接面５５は平面度を高める加工が施された面（すなわち、平滑加工面）である。具体的には、レース加工によって基板当接面５５の平面度が高められている。あるいは、研削加工や研磨加工によって平面度が高められていてもよい。基板６０の外周縁は、全周にわたって基板当接面５５に当接する。基板当接面５５の平面度を高くすることにより、基板ホルダ５０に基板６０を固定した際に基板６０に加わる応力を抑制することができる。

図６、図７に示すように、基板ホルダ５０の中央には、円形の第１貫通孔５６が形成されている。また、図７に示すように、基板ホルダ５０において、端板部５３の出力側Ｌ１の面には、出力側Ｌ１に突出する段差部５７が形成されている。段差部５７は、第１貫通孔５６を囲んで環状に形成された部分と、端板部５３の外周縁まで一定幅で帯状に延びる部分を備える。段差部５７の外周寄りの部分には、略矩形の第２貫通孔５８が形成されている。基板ホルダ５０に基板６０を固定したとき、第１貫通孔５６に第１感磁素子１７１およびホール素子１７５が配置される。また、第２貫通孔５８に第２感磁素子１７２が配置される（図８参照）。

基板ユニット１３をエンコーダホルダ１４に対して固定すると、基板ホルダ５０の第１貫通孔５６に配置される第１感磁素子１７１と第１磁石１６１が対向する（図４、図５参照）。また、基板ホルダ５０の第２貫通孔５８に配置される第２感磁素子１７２と第２磁石１６２が対向する。エンコーダ１０は、第１感磁素子の出力側Ｌ１の表面１７１ａと第１磁石１６１との間、および、第２感磁素子１７２の出力側Ｌ１の表面１７２ａと第２磁石１６２の間に所定のギャップが形成されるように構成されている。

第１感磁素子１７１およびその近傍に配置される２個のホール素子１７５と第１磁石１６１は、１回転で得られる第１感磁素子１７１の出力の周期を２個のホール素子１７５により判別することでアブソリュートエンコーダとして機能する。一方、第２感磁素子１７２と第２磁石１６２は、１回転で複数周期の出力が得られるため、インクリメンタルエンコーダとして機能する。エンコーダ１０は、これらの２組のエンコーダの出力を処理することにより、高分解能で、且つ、高精度な位置検出を行うことができる。

（シールド部材）
シールド部材８０は、基板ホルダ５０の段差部５７に反出力側Ｌ２から取り付けられる。本形態のシールド部材８０は可撓性のシート材であり、段差部５７に形成された第１貫通孔５６および第２貫通孔５８を完全に塞ぐ大きさである。段差部５７は反出力側Ｌ２を向くシールド取付面５９を備えており、シールド部材８０はシールド取付面５９に当接する。シールド部材８０は、基板ホルダ５０と同様に、導電性の非磁性金属、例えばアルミで形成されている。そして、シールド部材８０は、導電性の接着剤を介してシールド取付面５９に接着されている。このため、シールド部材８０は、基板ホルダ５０を介して、基
板６０に搭載されたエンコーダ回路のシグナルグランドと電気的に接続される。

シールド部材８０は、第１貫通孔５６に配置された第１感磁素子１７１、および、第２貫通孔５８に配置された第２感磁素子１７２を覆うように基板ホルダ５０に取り付けられる。基板ホルダ５０にシールド部材８０を取り付けたことにより、第１感磁素子１７１と第２感磁素子１７２は、シグナルグランド電位の部材（基板ホルダ５０およびシールド部材８０）によってモータ本体３から遮蔽される。従って、第１磁石１６１および第２磁石１６２との隙間から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズを効果的に遮蔽できる。なお、第１感磁素子１７１と第２感磁素子１７２は、シールド部材８０を介して第１磁石１６１および第２磁石と対向するが、シールド部材８０は非磁性金属であるため、電磁波ノイズについては良好に遮蔽しつつ、磁気式のエンコーダとしての機能を損なわないようにすることができる。

図８に示すように、基板ユニット１３は、基板６０の出力側基板面６０ｂと当接する基板当接面５５と、シールド部材８０が張り付けられるシールド取付面５９との距離ｔが、基板当接面５５と第１感磁素子の出力側Ｌ１の表面１７１ａとの距離と同一になるように構成されている。ここで、基板６０は基板当接面５５と中心軸線Ｌ方向（軸線方向）に当接する。また、シールド部材８０はシールド取付面５９と中心軸線Ｌ方向に当接する。上述した距離ｔは、中心軸線Ｌ方向の距離である。従って、第１感磁素子１７１の出力側Ｌ１の表面１７１ａがシールド取付面５９と同一面上に位置するように、基板ホルダ５０が構成されている。さらに、第２感磁素子１７２の出力側Ｌ１の表面１７２ａは第１感磁素子の出力側Ｌ１の表面１７１ａおよびシールド取付面５９と同一面上に位置しており、基板当接面５５と出力側Ｌ１の表面１７２ａとの距離は、基板当接面５５とシールド取付面５９との中心軸線Ｌ方向の距離ｔと同一になるように構成されている。このような構成では、シールド部材８０をシールド取付面５９に取り付けるとき、シールド部材８０を曲がらないように取り付けることができる。従って、シールド部材８０を取り付ける作業が容易である。また、シールド部材８０とシールド取付面５９との間に隙間ができるおそれが少ない。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態では、回転軸２の回転を検出するエンコーダ１０を備えるモータ１において、エンコーダ１０は、磁石１６（第１磁石１６１、第２磁石１６２）および磁石１６と対向する感磁素子１７（第１感磁素子１７１、第２感磁素子１７２）を備える。感磁素子１７は基板６０に搭載され、且つ、基板６０のシグナルグランドと電気的に接続された導電性部材（基板ホルダ５０およびシールド部材８０）によってモータ本体３側から覆われている。このように、シグナルグランド電位の部材によって感磁素子１７を覆うことにより、感磁素子１７の出力およびその増幅値に対する電磁波ノイズの影響を低減できる。特に、磁石１６と感磁素子１７の間に感磁素子１７を覆うシールド部材８０を設けているため、磁石１６の側から回り込んでくるフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を効果的に低減できる。従って、エンコーダ１０の角度誤差を低減できる。

本形態のエンコーダ１０は、感磁素子１７が搭載される基板ユニット１３および磁石１６を収容する導電性のエンコーダカバー１２を有し、エンコーダカバー１２は、モータケース４の端部に設けられた軸受ホルダ４２と電気的に接続される。これにより、エンコーダカバー１２をモータ本体３のフレームグランド電位とすることができるので、電磁波ノイズを効果的に低減できる。

本形態では、エンコーダカバー１２は鉄、パーマロイなどの磁性材であり、エンコーダカバー１２の開口縁が軸受ホルダ４２のフランジ４５と接触する。このため、エンコーダカバー１２が磁気シールドとして機能するため、外乱磁界などの磁気ノイズを低減できる
。また、フランジ４５とエンコーダカバー１２との隙間からの電磁波ノイズの侵入を遮断できる。従って、電磁波ノイズの影響を効果的に低減できる。

本形態のエンコーダ１０は、磁石１６および磁石ホルダ１５の外周側を囲む絶縁性のエンコーダホルダ１４を有し、基板ホルダ５０は、エンコーダホルダ１４を介して軸受ホルダ４２に固定される。これにより、フレームグランド電位の部材（軸受ホルダ４２）とシグナルグランド電位の部材（基板ホルダ５０）とを絶縁できるので、２つのグランドによるそれぞれのシールド効果を保つことができる。

本形態では、感磁素子１７が搭載される基板６０は、導電性の固定部材７０を介して基板ホルダ５０に固定され、基板６０に設けられたグランドスルーホール６２１および固定部材７０を介して、シグナルグランドと基板ホルダ５０が電気的に接続される。よって、簡単な構造で、基板ホルダ５０と基板６０上のシグナルグランドとを電気的に接続できる。

本形態では、固定部材７０はスプリングピンであるため、スプリングピンの弾性によって基板ホルダ５０に対する基板６０のがたつきを抑制できる。従って、基板の位置ずれを抑制できる。また、固定部材７０は、基板ホルダ５０の中心を挟んで２本配置される。従って、固定部材７０によって基板の位置決めを行うことができる。

本形態では、基板ホルダ５０は、基板６０が当接する基板当接面５５と、シールド部材８０が当接するシールド取付面５９とを備え、基板当接面５５とシールド取付面５９との中心軸線Ｌ方向の距離ｔは、基板当接面５５と第１感磁素子１７１の出力側Ｌ１の表面１７１ａとの距離、および第２感磁素子１７２の出力側Ｌ１の表面１７２ａとの距離と略同一である。このように、シールド取付面５９と出力側Ｌ１の表面１７１ａ、１７２ａとが略同一面上に位置する場合には、シールド部材８０の取付が容易である。例えば、シールド部材が導電性のシート材であった場合に、曲がらないように貼り付けることができるので、取付が容易である。

本形態では、基板ホルダ５０の基板当接面５５は平滑加工面であり、例えば、レース加工が施されている。このように、基板当接面５５の平面度が高められていれば、基板６０を当接させて固定したときに基板６０に応力がかかるおそれが少ない。従って、感磁素子１７から安定した出力を得ることができる。なお、基板６０に応力逃げのためのスリットを設けておくこともできる。例えば、感磁素子１７が取り付けられる領域と基板６０を固定する固定孔との間にスリットを設けておくことができる。

本形態では、アブソリュート型とインクリメンタル型の２組のエンコーダを構成するための２組の感磁素子１７と磁石１６（第１感磁素子１７１と第１磁石１６１、第２感磁素子１７２と第２磁石１６２）を備えているため、高分解能で、且つ、高精度な位置検出を行うことができる。また、１つのシールド部材８０で全ての感磁素子１７を覆うことができるので、感磁素子１７をシールドする作業が容易である。

１…モータ、２…回転軸、３…モータ本体、４…モータケース、１０…エンコーダ、１１…外側ケース、１２…エンコーダカバー、１３…基板ユニット、１４…エンコーダホルダ、１５…磁石ホルダ、１６…磁石、１７…感磁素子、２１…モータ側回転軸、２２…エンコーダ側回転軸、４１…筒状ケース、４２…軸受ホルダ、４３…軸受、４４…円形凹部、４５…フランジ、４６…環状壁、４７…プレート、４８…貫通孔、４９…切り欠き、５０…基板ホルダ、５１…ボス部、５２…固定孔、５３…端板部、５４…側板部、５５…基板当接面、５６…第１貫通孔、５７…段差部、５８…第２貫通孔、５９…シールド取付面、
６０…基板、６０ａ…反出力側基板面、６０ｂ…出力側基板面、６１…切り欠き、６２…固定孔、６３…固定孔、６４…回路素子、６５…コネクタ、７０…固定部材、８０…シールド部材、１１１…端板部、１１２…側板部、１１３…切り欠き、１１４…シール部材、１２１…端板部、１２２…筒状部、１２３…切り欠き、１４１…磁石配置孔、１４２…胴部、１４３…脚部、１４４…固定孔、１５１…磁石保持部、１５２…固定部、１６１…第１磁石、１６２…第２磁石、１７１…第１感磁素子、１７１ａ…出力側の表面、１７２…第２感磁素子、１７２ａ…出力側の表面、１７３…接続端子、１７４…フレキシブル配線基板、１７５…ホール素子、６２１…グランドスルーホール、Ｌ…中心軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側、ｔ…距離

Claims (10)

1. 回転軸およびモータケースを備えるモータ本体と、
   前記回転軸と一体に回転する磁石と、
   前記磁石と対向する感磁素子と、
   前記感磁素子が搭載され、前記感磁素子のグランド端子と接続されるシグナルグランドを備える基板と、
   前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記基板ホルダに取り付けられ、前記感磁素子を覆うシールド部材と、を有し、
   前記シールド部材および前記基板ホルダは導電性部材であり、前記シグナルグランドと電気的に接続されることを特徴とするモータ。
2. 前記基板および前記磁石を収容する導電性のエンコーダカバーを有し、
   前記エンコーダカバーと前記モータ本体のフレームグランドとが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記エンコーダカバーは磁性材であり、
   前記エンコーダカバーの開口縁が前記モータケースと接触することを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記磁石の外周側を囲む絶縁性のエンコーダホルダを有し、
   前記基板ホルダは、前記エンコーダホルダを介して前記モータケースに固定されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のモータ。
5. 前記基板は、導電性の固定部材を介して前記基板ホルダに固定され、
   前記固定部材を介して、前記シグナルグランドと前記基板ホルダが電気的に接続されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のモータ。
6. 前記固定部材はスプリングピンであり、
   前記基板は、前記スプリングピンが挿入される固定孔を備えることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記固定部材は、前記基板ホルダの中心を挟んで２本以上配置されることを特徴とする請求項５または６に記載のモータ。
8. 前記基板ホルダは、前記基板が前記回転軸の軸線方向に当接する基板当接面と、前記シールド部材が前記軸線方向に当接するシールド取付面とを備え、
   前記基板当接面と前記シールド取付面との前記軸線方向の距離は、前記基板当接面と前記感磁素子の表面との距離と略同一であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のモータ。
9. 前記基板ホルダは、前記基板が当接する平滑加工面を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載のモータ。
10. 前記磁石は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁された第１磁石、および、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に複数着磁された第２磁石を備え、
    前記感磁素子は、前記第１磁石と対向する第１感磁素子と、前記第２磁石と対向する第２感磁素子を備え、
    前記シールド部材は、前記第１感磁素子および前記第２感磁素子を覆うことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載のモータ。

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