JP2020118591A - 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
Description
端部とを導電性の接着剤により固定していた。しかしながら、このような構造は、組立時の作業性が悪く、電気的な導通の信頼性も懸念される。
ーダカバーにより磁石と反対側から覆われ、且つ、基板ホルダにより磁石側から覆われるので、磁石の側から回り込んでくる電磁波ノイズおよび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。また、導通部材と基板ホルダとの機械的な嵌め合い部を設けることにより、電気的な導通の信頼性を向上させることができると共に、基板ホルダと基板の組立作業を容易にすることができる。
モータ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と一体に回転し、ステータはモータケース4に固定される。モータケース4から外部へ突出する回転軸2の端部には、被駆動部材が連結される。本明細書において、モータケース4から回転軸2が突出する方向を出力側L1とし、出力側L1の反対側を反出力側L2とする。エンコーダ10は、モータ3の反出力側L2の端部に固定される。
図2〜図5に示すように、エンコーダ10は、第1軸受ホルダ42Aに固定されるエンコーダケース11と、エンコーダケース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回路基板組13と、回路基板組13が固定され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組立体15と、エンコーダケース11とエンコーダカバー12の間に配置されるケーブル案内部材20を備える。
エンコーダケース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へ延びる筒状の側板部112を備える。図1に示すように、側板部112のX1側を向く側面には、エンコーダケーブル5を通すための配線取り出し部113が設けられている。図4、図5に示すように、配線取り出し部113は、側板部112に形成された切り欠き部117と、切り欠き部117に取り付けられる保持部材118と、保持部材118および切り欠き部117を覆うエンコーダケーブルホルダ119を備える。
図4、図5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140と、胴部140から外周側に突出する3本の脚部150を備える。図5に示すように、脚部150の出力側L1の端面は、胴部140の出力側L1の端面よりも出力側L1に突出している。脚部150は、第1軸受ホルダ42Aの円形凹部44の内側に配置され、プレート47の外周縁に形成された切り欠き471に配置されて、円形凹部44の底面に当接する。脚部150には、ホルダ固定ねじ145を通す固定孔147が設けられている。エンコーダホルダ14は、3本のホルダ固定ねじ145によって脚部150が円形凹部44の底面にねじ止めされることにより、第1軸受ホルダ42Aに固定される。エンコーダホルダ14を第1軸受ホルダ42Aに固定すると、磁石配置孔141の中央に、回転軸2および磁石組立体15が配置される。
磁石組立体15は、磁石ホルダ19と、磁石ホルダ19に保持される磁石16を備える。図2〜図5に示すように、磁石ホルダ19は、略円板状の磁石保持部191と、磁石保持部191の中心から出力側L1に突出する筒状の軸部192を備える。軸部192には、回転軸2の先端が圧入、接着剤、および止めネジの何れか、あるいは、これらを併用して固定される。本形態では、軸部192を径方向に貫通するねじ孔に止めネジが締め込まれ、軸部192の中心を通る軸孔に配置される回転軸2を側面から固定する。図2〜図4に示すように、磁石16は、磁石保持部191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、磁石保持部191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6は、エンコーダケースを取り外したエンコーダおよび第1軸受ホルダの斜視図である。図7は、エンコーダカバーの固定構造および防塵部材の配置領域の説明図である。図2〜図7に示すように、エンコーダカバー12は、回路基板組13に対して磁石16とは反対側(反出力側L2)から対向する端板部121と、端板部121の外周縁から出力側L1へ延びる側板部122を備える。図2、図3に示すように、エンコーダカバー12は、回路基板組13を磁石16とは反対側(反出力側L2)から覆っている。側板部122は回路基板組13の外周側を囲んでおり、回路基板組13に搭載された感磁素子17の外周側を囲んでいる。側板部122の先端は、回路基板組13よりも出力側L1まで延びている。図3、図6に示すように、エンコーダカバー12は、側板部122の先端がエンコーダホルダ14の環状面143に当接することにより、中心軸線L方向に位置決めされる。
たつきが防止される。従って、固定部材125により、エンコーダカバー12の周方向の位置決めを行うことができる。
図2に示すように、エンコーダカバー12と基板60との間には、開口部123を塞ぐ防塵部材126が配置される。防塵部材126は弾性部材からなり、回路基板組13に対してエンコーダカバー12を固定した状態では、エンコーダカバー12の端板部121と基板60との間で圧縮されている。図5〜図7に示すように、防塵部材126は直線状の部材であり、開口部123の縁に沿って直線状に延びている。開口部123に防塵部材126を配置することにより、導電性の異物が基板60上へ侵入することを抑制することができる。
等の絶縁材料からなる発泡体である。本形態では、防塵部材126は半独立半連続気泡体であり、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)からなる。このように、防塵部材126はスポンジ状の柔らかい弾性部材であるため、基板60とエンコーダカバー12との間で両部材に密着する形状に変形して、開口部123を塞いでいる。防塵部材126は、組立前の形状はエンコーダカバー12と基板60との隙間より大きく、組み立てることによって圧縮されている。
図2〜図5に示すように、エンコーダケース11とエンコーダカバー12の間には、同一形状の2個のケーブル案内部材20が配置される。ケーブル案内部材20は、XZ面と平行な案内面21と、案内面21とは反対側を向く円弧面22を備える。2個のケーブル案内部材20は、円弧面22が同一円上に位置し、且つ、案内面21がY方向に対向するように位置決めされて、エンコーダケース11に固定される。エンコーダケース11の端板部111には、2個のケーブル案内部材20を図2、図3に示す配置で位置決めするための位置決め部が設けられている。
5が損傷するおそれが少ない。
図8は回路基板組13を反出力側L2から見た分解斜視図であり、図9は回路基板組13を出力側L1から見た分解斜視図である。図8、図9に示すように、回路基板組13は、基板ホルダ50と、基板ホルダ50に対して反出力側L2から当接する基板60と、基板ホルダ50に対して基板60を固定する導電性の固定部材70と、基板ホルダ50に出力側L1から固定されるシールド部材80を備える。基板60は、中心軸線L方向に見て略円形であり、X2側の縁にコネクタ18が搭載されている。コネクタ18は、基板60の縁を直線状に切り欠いた直線部61に沿って配置されている。基板ホルダ50は、中心軸線L方向に見て基板60と略同一形状であり、基板60と基板ホルダ50は、中心軸線L方向に当接する。
73の径方向外側に切り欠き部64が形成されている。図9に示すように、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、フレキシブル配線基板174を介して接続端子173と接続される第2感磁素子172を備える。フレキシブル配線基板174は、基板60の切り欠き部64を通り、基板60の出力側L1に引き回されている。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、感磁素子17の位置を基準として90度離れた角度位置に配置されている。
シールド部材80は、基板ホルダ50の段差部57に出力側L1から取り付けられている。シールド部材80は可撓性のシート材であり、段差部57に形成された貫通孔56および貫通孔58を完全に塞ぐ大きさである。段差部57は出力側L1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、導電性接着剤を介してシールド取付面59に固定される。上記のように、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。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。
介して第1磁石161および第2磁石162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が損なわれることはない。
エンコーダケーブル5は、複数の信号線を金属製の網状のシールドで覆ったシールドケーブルである。エンコーダケーブル5の端部には、信号線から絶縁されて信号線を覆うシールドと接続されたフレームグランド線が複数の信号線と並んで引き出されている。フレームグランド線は、基板60上にエンコーダ回路と絶縁されて設けられたパターンおよびターミナル部材9を介して、モータ3のフレームグランド電位と電気的に接続される。
5のフレームグランド線に対応する端子は、ランド7aと電気的に接続されている端子接続部182bと接続される。従って、エンコーダケーブル5のフレームグランド線は、ランド7aおよび基板60上のパターンを介して、第1貫通孔7に半田付けされたターミナル部材9と電気的に接続され、ターミナル部材9を介して、モータケース4のフレームグランドと接続される。一方、基板ホルダ50に形成された第2貫通孔8は基板60の第1貫通孔7より一回り大きく、ターミナル部材9は第2貫通孔8の縁とは接触しない。従って、基板ホルダ50は、ターミナル部材9を介してモータケース4のフレームグランドと電気的に接続されることはない。
以上のように、本形態のエンコーダ10は、回転軸2と一体に回転する磁石16と、磁石16と対向する感磁素子17と、感磁素子17の信号が入力されるエンコーダ回路が設けられ、且つ、感磁素子17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60と、磁石16とは反対側から基板60を覆う導電性のエンコーダカバー12と、基板60に固定される導通部材である固定部材125と、を有する。また、固定部材125の少なくとも1本は、基板60からエンコーダカバー12側へ突出し、且つ、シグナルグランドに電気的に接続され、エンコーダカバー12は、固定部材125の端部が嵌まる固定孔124を備える。エンコーダカバー12は、固定孔124に嵌め合わされた固定部材125を介して、シグナルグランドと電気的に接続される。
60に対してエンコーダカバー12を固定することができる。
上記形態では、回路基板組13が基板60と基板ホルダ50を備えており、第1感磁素子171は基板60に搭載され、第2感磁素子172は基板ホルダ50に固定されてフレキシブル配線基板174によって基板60に接続されているが、回路基板組13は、基板ホルダ50を備えていない構成であってもよい。例えば、第1感磁素子171および第2感磁素子172を基板60に搭載し、エンコーダホルダ14に基板60を当接させて固定する構造を採用してもよい。
Claims (7)
- 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、
前記感磁素子の信号が入力されるエンコーダ回路が設けられ、且つ、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、
前記磁石とは反対側から前記基板を覆う導電性のエンコーダカバーと、
前記基板に固定される導通部材と、を有し、
前記導通部材の少なくとも1本は、前記基板から前記エンコーダカバー側へ突出し、且つ、前記シグナルグランドに電気的に接続され、
前記エンコーダカバーは、前記導通部材の端部が嵌まる固定孔を備え、
前記エンコーダカバーは、前記固定孔に嵌め合わされた前記導通部材を介して、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エンコーダ。 - 前記磁石および前記エンコーダカバーを収容するエンコーダケースと、
前記エンコーダカバーに対して前記基板とは反対側で対向する前記エンコーダケースの部分と前記エンコーダカバーとの間に配置される弾性部材と、を有することを特徴とする請求項1に記載のエンコーダ。 - 前記導通部材は、少なくとも、前記基板の中心を挟んで対向する2箇所に配置され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。
- 前記導通部材は、スプリングピンであ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エンコーダ。
- 前記スプリングピンの端部はテーパ形状であることを特徴とする請求項4に記載のエンコーダ。
- 前記磁石側から前記基板を覆う導電性の基板ホルダを有し、
前記導通部材の少なくとも1本は、前記基板から前記基板ホルダ側へ突出し、且つ、前記シグナルグランドに電気的に接続され
前記基板ホルダは、前記基板ホルダ側へ突出する前記導通部材の先端が嵌まる固定孔を備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のエンコーダ。 - 請求項1から6の何れか一項に記載のエンコーダと、
前記回転軸を備えたモータと、を有することを特徴とするエンコーダ付きモータ。
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