JP2023018200A - エンコーダおよびエンコーダ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダの性能を低下させることなく部品コストを抑制するとともに、モータの発熱の影響を抑制する。【解決手段】エンコーダ付きモータ１は、エンコーダ１０と、回転軸２を備えるモータ３と、を有する。エンコーダ１０は、回転軸２と一体に回転する磁石１４と、磁石１４と対向する感磁素子１７が配置される基板１３と、を備える。また、エンコーダ１０は、磁石１４とは反対側から基板１３を覆うカバー１２と、磁石１４および基板１３を収容し、内側面にカバー１２が固定されるエンコーダケース１１と、を有する。エンコーダケース１１は、カバー１２が固定される座面５０と、カバー１２の開口部６１からカバー１２の内側に突出する基板固定部５２を備え、基板固定部５２に基板１３が固定される。【選択図】図８

Description

本発明は、エンコーダおよびエンコーダ付きモータに関する。

特許文献１には、モータの端部にエンコーダが配置されるエンコーダ付きモータが開示される。特許文献１のエンコーダは、モータケースの端部に配置される軸受ホルダから突出する回転軸と一体に回転する磁石と、磁石と対向する基板を備える。基板には、磁石の回転を検出するための感磁素子が配置される。磁石および基板は、モータケースの端部に固定されるエンコーダケースに収容される。エンコーダケースの内側には、磁石の周囲を囲むエンコーダホルダが配置されており、基板は、エンコーダホルダに固定される。

特開２０１９－１５５９３号公報

従来、エンコーダ性能を確保するために、磁石に対する基板の位置精度を高めることが要求されている。特許文献１のように、基板がエンコーダホルダに固定される構成では、基板の位置精度を高めるために、エンコーダホルダに高い寸法精度が要求される。また、エンコーダホルダの位置精度を高めるために、エンコーダホルダが固定されるモータ側部品（特許文献１では、軸受ホルダ）にも高い寸法精度が要求される。そのため、コスト抑制が難しいという問題がある。

また、エンコーダホルダに基板を固定する構造では、モータの発熱がエンコーダホルダを介して基板に伝達される。そのため、モータの発熱の影響を受けやすいという問題がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エンコーダの性能を低下させることなく部品コストを抑制するとともに、モータの発熱の影響を抑制することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のエンコーダは、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が配置される基板と、前記磁石とは反対側から前記基板を覆うカバーと、前記磁石および前記基板を収容し、内側面に前記カバーが固定されるエンコーダケースと、を有し、前記エンコーダケースは、前記カバーの内側に配置される基板固定部を備え、前記基板固定部に前記基板が固定されることを特徴とする。

本発明によれば、エンコーダの基板がエンコーダケースに設けられた基板固定部に固定される。従って、モータ側の部品に固定されるエンコーダホルダを必要としないので、部品点数を削減できる。また、エンコーダ精度を確保するためには、基板と磁石との位置精度を高める代わりに、エンコーダの組立後にエンコーダの出力を測定して、要求するエンコーダ精度が得られるように出力を補正すればよい。従って、エンコーダホルダを必要とせず、他の部品の寸法精度を高める必要もないので、エンコーダの性能を低下させることなく部品コストを抑制できる。さらに、基板とモータとの間に熱伝達経路となるエンコーダホルダが介在しておらず、基板が固定されるエンコーダケースは外気に接しているためにモータから伝わる熱を放熱しやすい。従って、エンコーダに対するモータの発熱の影響
を抑制できる。

本発明において、前記エンコーダケースは、前記カバーが当接する座面が設けられたケース端板部と、前記ケース端板部の外周縁から前記磁石の側へ延びるケース側板部と、を備え、前記座面には、前記カバーとは反対側へ凹む凹部が設けられ、前記基板固定部は前記凹部の内側に設けられ、前記基板固定部の先端は、前記座面よりも前記磁石側に位置し、前記カバーは、前記基板固定部が配置される開口部を備え、前記開口部は、前記凹部の内側に位置することが好ましい。このようにすると、エンコーダを組み立てるとき、カバーと基板を同一方向からエンコーダケースに組み付けることができるので、組立作業が容易である。また、カバーの開口部の縁が座面に当接しないので、カバーの製造時に開口部の縁にできたバリが座面に当たってカバーの位置精度が低下することを回避できる。

本発明において、前記カバーは、導電性を有する磁性部材からなり、前記カバーは、前記座面に当接するカバー端板部と、前記カバー端板部の外周縁から前記磁石の側へ延びて前記基板の外周側を囲むカバー側板部と、を備え、前記カバー端板部は、前記基板から突出する導電性の固定部材が嵌まる固定孔を備えることが好ましい。このようにすると、カバーを外乱磁界などの磁気ノイズや電気的ノイズに対するシールドとして機能させることができる。また、導電性の固定部材によって基板とカバーとが導通するので、基板上のエンコーダ回路のシグナルグランドとカバーとを電気的に導通させることができる。従って、カバーがシグナルグランド電位のシールドとして機能するので、基板に対するフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を低減させることができる。

本発明において、前記エンコーダケースには、前記回転軸の中心軸線を基準として周方向に離間した複数位置に前記基板固定部が設けられ、複数の前記基板固定部のそれぞれは、前記基板の外周部分に当接することが好ましい。このようにすると、基板の外周部分を複数位置で支持できるので、基板の傾きを抑制できる。

本発明において、複数の前記基板固定部のうちの少なくとも１箇所には、位置決め凸部が設けられ、前記基板は、前記位置決め凸部が嵌まる位置決め穴を備えることが好ましい。このようにすると、エンコーダケースに対して基板を直接位置決めできるので、基板の位置精度を高めることができる。

次に、本発明のエンコーダ付きモータは、上記のエンコーダと、前記回転軸を備えるモータと、を有することを特徴とする。

本発明において、前記モータは、エンコーダケースが固定されるモータケースと、前記エンコーダケースと前記モータケースとの間に介在するシール材と、を備えることが好ましい。このように、エンコーダケースとモータケースとの間にシール材を介在させて組み立てることにより、エンコーダケースにモータの熱が伝わりにくくなる。従って、エンコーダに対するモータの発熱の影響を低減させることができる。

あるいは、本発明のエンコーダ付きモータは、回転軸を備えるモータと、前記回転軸の回転を検出するエンコーダと、を有し、前記エンコーダは、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が配置される基板と、前記磁石および前記基板を収容するエンコーダケースと、を備え、前記基板は、前記エンコーダケースの内面に設けられた基板固定部に固定され、前記モータは、前記エンコーダケースが固定されるモータケースと、前記エンコーダケースと前記モータケースとの間に介在するシール材と、を備えることを特徴とする。

本発明において、前記エンコーダケースと前記モータケースの一方は、前記シール材が
配置されるシール材配置面と、前記シール材配置面よりも前記エンコーダケースと前記モータケースの他方側に突出して前記他方に当接する突き当て部と、を備えることが好ましい。このようにすると、例えば基板固定部との間で中心軸線方向の高さ寸法を管理した突き当て部によってエンコーダケースを高さ方向（中心軸線方向）に位置決めできる。従って、エンコーダケースに固定される基板の高さ方向（中心軸線方向）の位置精度を高めることができる。また、エンコーダケースとモータケースが当接するのは突き当て部のみであり、他の部分にはシール材が介在するので、エンコーダケースにモータの熱が伝わりにくい。

本発明において、前記エンコーダケースは、前記シール材が配置されるシール材配置面を備え、前記シール材配置面を除く部分は、前記モータケースから離間していることが好ましい。このようにすると、エンコーダケースとモータケースが直接接触していないので、エンコーダケースにモータの熱が伝わりにくい。

本発明において、前記基板に配置されるコネクタに接続されるエンコーダケーブルを有し、前記エンコーダケーブルは、前記基板に設けられた配線パターンに接続される信号線と、前記信号線から絶縁されたフレームグランド線と、を備え、前記フレームグランド線は、導電性のねじ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、エンコーダケーブルをフレームグランド電位のモータケースに接続できるので、エンコーダケーブルから発生する電気的ノイズを低減させることができる。従って、エンコーダケーブルから発生する電気的ノイズの基板に対する影響を抑制できる。

本発明によれば、エンコーダの基板がエンコーダケースに設けられた基板固定部に固定される。従って、モータ側の部品に固定されるエンコーダホルダを必要としないので、部品点数を削減できる。また、エンコーダ精度を確保するためには、基板と磁石との位置精度を高める代わりに、エンコーダの組立後にエンコーダの出力を測定して、要求するエンコーダ精度が得られるように出力を補正すればよい。従って、エンコーダホルダを必要とせず、他の部品の寸法精度を高める必要もないので、エンコーダの性能を低下させることなく部品コストを抑制できる。さらに、基板とモータとの間に熱伝達経路となるエンコーダホルダが介在しておらず、基板が固定されるエンコーダケースは外気に接しているためにモータから伝わる熱を放熱しやすい。従って、エンコーダに対するモータの発熱の影響を抑制できる。

本発明を適用したエンコーダを備えたエンコーダ付きモータの外観斜視図である。 図１のエンコーダ付きモータの断面図である。 Ｌ２側から見たエンコーダの分解斜視図である。 Ｌ１側から見たエンコーダケース、カバー、および基板の分解斜視図である。 エンコーダケースを内側（Ｌ１側）から見た平面図である。 エンコーダケースとカバーを組み立てた状態をＬ１側から見た平面図である。 エンコーダケース、カバー、基板を組み立てた状態をＬ１側から見た平面図である。 エンコーダケース、カバー、および基板を基板固定部および座面の位置で切断した断面図（図５のＡ－Ａ位置で切断した断面図）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およびエンコーダ付きモータの実施形態を説明する。図１は、本発明を適用したエンコーダ１０を備えたエンコーダ付き
モータ１の外観斜視図である。図２は、図１のエンコーダ付きモータ１の断面図である。図３は、Ｌ２側から見たエンコーダ１０の分解斜視図である。図４は、Ｌ１側から見たエンコーダケース１１、カバー１２、および基板１３の分解斜視図である。図５は、エンコーダケース１１を内側（Ｌ１側）から見た平面図である。図６、図７は、エンコーダケース１１、カバー１２、および基板１３の組立方法を示す説明図である。図６は、エンコーダケース１１とカバー１２を組み立てた状態をＬ１側から見た平面図であり、図７は、エンコーダケース１１、カバー１２、基板１３を組み立てた状態をＬ１側から見た平面図である。図８は、エンコーダケース１１、カバー１２、および基板１３を基板固定部５２および座面５０の位置で切断した断面図（図５のＡ－Ａ位置で切断した断面図）である。

エンコーダ付きモータ１は、回転軸２を備えるモータ３と、回転軸２の回転を検出するエンコーダ１０を備える。本明細書において、ＸＹＺの３方向は互いに直交する方向であり、これら３方向の一方側をそれぞれＸ１、Ｙ１、Ｚ１とし、他方側をそれぞれＸ２、Ｙ２、Ｚ２とする。Ｚ方向は回転軸２の中心軸線Ｌと平行であり、Ｘ方向およびＹ方向は中心軸線Ｌと直交する。

（モータ）
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。エンコーダ１０は、軸受ホルダ４２に対して反出力側Ｌ２から固定される。図２、図３に示すように、軸受ホルダ４２は、出力側Ｌ１に凹む円形凹部４４と、円形凹部４４の外周側に拡がるフランジ４５と、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を備える。図３に示すように、フランジ４５には、環状壁４６の外周側に複数の固定穴４５１が設けられている。

図２に示すように、円形凹部４４の底部中央には軸受４３が保持される。軸受４３は、回転軸２の反出力側Ｌ２の端部を回転可能に支持する。また、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。回転軸２は、プレート４７の中心に設けられた貫通孔に通され、軸受４３に支持される。図３に示すように、プレート４７の外周縁には、等角度間隔の３箇所に、外周側へ突出する突出部４７１が形成されている。突出部４７１は、軸受ホルダ４２の環状壁４６に設けられた切欠き部４６１に配置される。プレート４７は、各突出部４７１が図示しないねじによって軸受ホルダ４２に固定される。

（エンコーダ）
図２、図３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カバー１２と、カバー１２の内側に配置される基板１３を備える。また、エンコーダ１０は、基板１３と対向する磁石１４と、磁石１４を保持する磁石ホルダ１５を備える。

磁石ホルダ１５は、回転軸２の反出力側Ｌ２の先端に固定される。磁石ホルダ１５は磁性材からなる。図２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に突出する筒状の軸部１５２を備える。軸部１５
２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１５２を径方向に貫通するねじ孔に止めネジ１５４が締め込まれている。

磁石１４は、磁石保持部１５１の反出力側Ｌ２の面に固定され、磁石保持部１５１の外周縁から反出力側Ｌ２へ突出するシールド部１５３に囲まれる。磁石１４は、周方向にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁されており、回転軸２と一体に回転する。基板１３は、磁石１４と対向する感磁素子１７を備える。感磁素子１７の信号は、基板１３上のエンコーダ回路に入力される。感磁素子１７としては、例えば、ＭＲ素子が用いられる。

（エンコーダケース）
図１、図３に示すように、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ケース端板部１１１と、ケース端板部１１１の外周縁から出力側Ｌ１へ延びる筒状のケース側板部１１２を備える。ケース側板部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。

エンコーダケース１１と軸受ホルダ４２は、図２に示すように、ケース側板部１１２の出力側Ｌ１の端面と軸受ホルダ４２のフランジ４５の外周縁との間にシール材４８を介在させて、４箇所の角部に固定ねじ（図示せず）を締め込むことによって固定される。エンコーダケース１１およびモータケース４は、樹脂成形部材、もしくは、アルミなどの非磁性材からなる。

本形態では、エンコーダケース１１は、シール材４８の外周側においてモータケース４に当接する突き当て部１１４を備える。図４に示すように、ケース側板部１１２の出力側Ｌ１の端面は、エンコーダケース１１の内部空間を全周で囲む平坦なシール材配置面１１５と、シール材配置面１１５よりも出力側Ｌ１に突出する突き当て部１１４を備える。突き当て部１１４は、シール材配置面１１５の外周側に設けられ、エンコーダケース１１の角部近傍の４箇所に配置される。また、シール材配置面１１５には、出力側Ｌ１に突出する位置決め凸部１１６が設けられている。位置決め凸部１１６は、周方向に離間する２箇所に配置される。

図３に示すように、エンコーダケース１１と対向する軸受ホルダ４２のフランジ４５は、環状壁４６よりも外周側の領域の全範囲が凹凸のない平坦面４５２になっている。シール材４８は、エンコーダケース１１のシール材配置面１１５とモータケース４の平坦面４５２との間に介在する。また、シール材４８の外周側において、エンコーダケース１１の突き当て部１１４が平坦面４５２に当接する。これにより、エンコーダケース１１がモータケース４に対して中心軸線Ｌ方向に位置決めされる。このとき、エンコーダケース１１に設けられた位置決め凸部１１６をモータケース４の平坦面４５２に設けられた位置決め凹部４５３に嵌合させると、各突き当て部１１４に開口する固定穴１１７がモータケース４の平坦面４５２に設けられたねじ穴４５４と重なる。従って、固定ねじ（図示せず）によるねじ止めが可能になる。

（カバー）
図２、図３に示すように、カバー１２は、基板１３に対して磁石１４とは反対側（反出力側Ｌ２）から対向するカバー端板部１２１と、カバー端板部１２１の外周縁から出力側Ｌ１へ延びるカバー側板部１２２を備える。カバー端板部１２１は、磁石１４とは反対側（反出力側Ｌ２）から基板１３を覆う。カバー側板部１２２は基板１３の外周側を囲んでいる。カバー側板部１２２は、基板１３の出力側Ｌ１の表面に配置された感磁素子１７よりも出力側Ｌ１まで延びている。カバー１２は、エンコーダケース１１に固定されることにより、中心軸線Ｌ方向に位置決めされる。

カバー１２は、配線取り出し部１１３とは反対側（Ｘ２側）を向く開口部１２３を備える。開口部１２３は、カバー端板部１２１およびカバー側板部１２２の周方向の一部を径方向と直交する平面で直線状に切り欠いた切り欠き部である。図２に示すように、基板１３のＸ２側の端部は、開口部１２３の外側に配置される。基板１３のＸ２側の端縁と開口部１２３との間には、開口部１２３に沿ってＹ方向に直線状に延びるコネクタ１８が配置される。コネクタ１８は、開口部１２３の外側に配置される。

エンコーダケーブル５は、配線取り出し部１１３とは反対側からコネクタ１８に接続される。図２に示すように、エンコーダケーブル５は、コネクタ１８に嵌合するケーブル側コネクタ６からＸ２側へ引き出され、Ｘ１側へ折り返す形状に屈曲させられ、カバー端板部１２１とエンコーダケース１１との隙間を通って配線取り出し部１１３へ引き回される。

エンコーダケーブル５は、エンコーダ回路に接続される信号線と、信号線から絶縁されたフレームグランド線を備える。エンコーダケーブル５の端部に設けられたケーブル側コネクタ６（図２参照）には、信号線に接続される端子が設けられる。また、エンコーダケーブル５は、ケーブル側コネクタ６から分岐した分岐線（図示省略）を備える。分岐線の端部に取り付けられた丸端子は、エンコーダケーブル５のフレームグランド線に接続される。丸端子は、軸受ホルダ４２のフランジ４５に設けられた複数の固定穴４５１のうちの１箇所に導電性のねじによってねじ止めされる。これにより、フレームグランド線は、モータケース４に電気的に接続される。

カバー１２は、導電性の固定部材１６により、基板１３に固定される。図３、図４に示すように、カバー１２には、カバー端板部１２１を貫通する固定孔１２４が周方向に離間した２箇所に設けられている。また、基板１３には、カバー１２の固定孔１２４と対向する２箇所に、固定孔１３１が設けられている。２本の固定部材１６の一端を固定孔１３１に嵌め込み、他端をカバー１２の固定孔１２４に嵌め込むことにより、カバー１２が基板１３に対して固定される。

図３に示すように、２箇所の固定孔１２４のうちの一方は、円形の基準穴であり、他方は、周方向に長い長孔１２５である。固定部材１６はスプリングピンであり、固定部材１６の端部は、固定孔１２４、１３１に圧入される。固定部材１６としてスプリングピンを用いることにより、カバー１２の周方向のがたつきが防止される。従って、固定部材１６により、カバー１２の周方向の位置決めを行うことができる。なお、固定部材１６を半田接合により固定孔１３１に固定してもよい。

固定部材１６は導電性の金属（例えば、ＳＵＳ）からなる。基板１３に設けられた２箇所の固定孔１３１のうちの１箇所は、基板１３上の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ランドが設けられたグランドスルーホール１３２である。従って、カバー１２は、２本の固定部材１６のうちの１本を介して、基板１３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。

カバー１２は、導電性を有する磁性材からなる。例えば、カバー１２は鉄、パーマロイなどの磁性金属からなる。従って、カバー１２は、外乱磁界などの磁気ノイズおよび電磁波ノイズを吸収し、感磁素子１７およびエンコーダ回路を磁気ノイズおよび電磁波ノイズから遮蔽する。また、カバー１２は、上記のように、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。従って、シグナルグランド電位の部材によって基板１３が覆われるので、感磁素子１７およびエンコーダ回路をモータケース４からのフレームグランドノイズなどの電気的ノイズから遮蔽することができる。

（防塵部材）
図２に示すように、カバー１２と基板１３との間には、防塵部材１９が配置される。防塵部材１９は、カバー１２の開口部１２３の縁に沿う直線状の配置領域２０（図３参照）に配置される。防塵部材１９は絶縁性の多孔体であり、例えば、ゴムやウレタン等の絶縁材料からなる発泡体である。基板１３に対してカバー１２を固定した状態では、防塵部材１９は、カバー端板部１２１と基板１３との間で圧縮されて開口部１２３を塞いでいる。従って、導電性の異物が基板１３上へ侵入することを抑制することができる。

（基板）
基板１３は、中心軸線Ｌ方向に見て略円形であり、Ｘ２側の縁が直線状に切り欠かれている。基板１３は、反出力側Ｌ２を向く基板面に、エンコーダ回路を構成する回路素子（図示省略）およびコネクタ１８が配置される。また、出力側Ｌ１を向く基板面には、感磁素子１７および２個のホール素子（図示省略）が配置される。２個のホール素子は、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る。

基板１３は、カバー１２とともにエンコーダケース１１に固定される。基板１３およびカバー１２を固定したエンコーダケース１１をモータケース４に固定すると、図２に示すように、感磁素子１７と磁石１４が対向する。エンコーダ１０は、感磁素子１７の出力側Ｌ１の表面と磁石１４との間に所定のギャップが形成されるように組み立てられている。エンコーダ１０は、磁石１４の１回転で得られる感磁素子１７の出力の周期を２個のホール素子により判別する。

（カバーおよび基板の固定構造）
図８に示すように、エンコーダケース１１の内面には、カバー１２が出力側Ｌ１から当接する座面５０が設けられている。図４、図５に示すように、座面５０は、ケース端板部１１１とケース側板部１１２とが繋がる角部に沿って円弧状に延びている。座面５０は、ケース端板部１１１から出力側Ｌ１に突出する段部の先端面であり、中心軸線Ｌに対して径方向で反対側の２箇所に設けられている。２箇所の座面５０には、それぞれ、反出力側Ｌ２に凹む凹部５１が設けられている。凹部５１は座面５０の内周側の縁まで拡がっており、座面５０は、凹部５１の周方向の両側および外周側を囲む。

エンコーダケース１１は、凹部５１の内側に配置される基板固定部５２を備える。基板固定部５２は、凹部５１の底面から出力側Ｌ１に突出する凸部である。凹部５１は、基板固定部５２の周方向の両側および外周側を囲む。基板固定部５２の先端面は、座面５０よりも出力側Ｌ１に位置する。基板固定部５２は、各凹部５１に１か所ずつ設けられている。従って、エンコーダケース１１は、中心軸線Ｌに対して径方向で反対側に配置される２箇所の基板固定部５２を備える。各基板固定部５２には、それぞれ、基板１３をねじ止めするための固定穴５３が設けられている。また、２箇所の基板固定部５２のうちの一方には、基板固定部５２の先端面から突出する位置決め凸部５４が設けられている。また、凹部５１の底面には、基板固定部５２と周方向で隣り合う位置に、反出力側Ｌ２に凹む逃げ部５５が設けられている。

図３、図４に示すように、カバー１２は、カバー端板部１２１を貫通する開口部６１を備える。開口部６１は、基板固定部５２が嵌まる形状をしており、中心軸線Ｌを基準として径方向で反対側の２箇所に設けられている。各開口部６１に周方向で隣り合う位置には、上述した固定部材１６を取り付けるための固定孔１２４が設けられている。

基板１３は、エンコーダケース１１に対する固定用の固定孔６２を備える。固定孔６２は、感磁素子１７を挟んで反対側の２箇所に設けられている。一方の固定孔６２に対して
周方向で隣り合う位置には、位置決め穴６４が設けられている。

（エンコーダの組立）
エンコーダケース１１、カバー１２、および基板１３を組み立てるときは、以下の手順により行う。まず、エンコーダケース１１の座面５０に接着剤を塗布し、２箇所の座面５０の間のスペースにエンコーダケーブル５をＸ方向に延ばして配置する。そして、座面５０に対して出力側Ｌ１からカバー１２を当接させて接着材により固定する。その際、２箇所の開口部６１にそれぞれ基板固定部５２を挿入して、基板固定部５２をカバー１２の内側に突出させる。このとき、基板固定部５２に対して周方向で隣り合う位置では、カバー１２に設けられた固定孔１２４と、凹部５１の底面に設けられた逃げ部５５とが対向する。

次に、２本の固定部材１６を取り付けた基板１３のコネクタ１８に、エンコーダケース１１とカバー１２とのＸ２方向の隙間から引き出したエンコーダケーブル５のケーブル側コネクタ６を嵌合させる。そして、開口部６１からカバー１２の内側に突出した基板固定部５２に対して、出力側Ｌ１から基板１３を当接させることにより、基板１３を中心軸線Ｌ方向に位置決めする。また、このとき、基板１３の位置決め穴６４に位置決め凸部５４を嵌めるとともに、２本の固定部材１６の端部をカバー１２の固定孔１２４に嵌めることにより、基板１３を周方向に位置決めする。これにより、基板１３の固定孔６２と、エンコーダケース１１の固定穴５３とが重なる。よって、基板固定用の固定ねじ６３を固定孔６２に通し、固定ねじ６３の先端を固定穴５３にねじ止めすることにより、基板１３をエンコーダケース１１に固定する。このとき、基板１３側からカバー１２の固定穴２４に嵌め込まれた固定部材１６の先端は、エンコーダケース１１に設けられた逃げ部５５と対向するため、固定部材１６の先端が固定穴２４から突出した場合でも、エンコーダケース１１と干渉することを回避できる。

続いて、基板１３およびカバー１２が固定されたエンコーダケース１１を、回転軸２に磁石ホルダ１５および磁石１４が固定されたモータ３の軸受ホルダ４２に対してねじ止めする。これにより、磁石１４と感磁素子１７とが所定のギャップで対向する。組立後のエンコーダ付きモータ１に対しては、回転軸２の回転位置とエンコーダ１０から出力される位置情報とを一致させるようにエンコーダ１０の出力補正を行う。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態のエンコーダ付きモータ１は、エンコーダ１０と、回転軸２を備えるモータ３と、を有する。エンコーダ１０は、回転軸２と一体に回転する磁石１４と、磁石１４と対向する感磁素子１７が配置される基板１３と、を備える。また、エンコーダ１０は、磁石１４とは反対側（反出力側Ｌ２）から基板１３を覆うカバー１２と、磁石１４および基板１３を収容し、内側面にカバー１２が固定されるエンコーダケース１１と、を有する。エンコーダケース１１は、カバー１２の内側に配置される基板固定部５２を備え、基板固定部５２に基板１３が固定される。

本形態では、エンコーダ１０の基板１３がエンコーダケース１１に設けられた基板固定部５２に固定される。従って、モータ３側の部品に固定されるエンコーダホルダを必要としないので、部品点数を削減できる。また、エンコーダ精度を確保するためには、基板１３と磁石１４との位置精度を高める代わりに、エンコーダ１０の組立後にエンコーダの出力を測定して、要求するエンコーダ精度が得られるように出力を補正すればよい。従って、エンコーダホルダを必要とせず、他の部品の寸法精度を高める必要もないので、エンコーダの性能を低下させることなく部品コストを抑制できる。さらに、基板１３とモータ３との間に熱伝達経路となるエンコーダホルダが介在しておらず、基板１３が固定されるエンコーダケース１１は外気に接しているためにモータ３から伝わる熱を放熱しやすい。従
って、エンコーダ１０に対するモータ３の発熱の影響を抑制できる。

本形態では、エンコーダケース１１は、カバー１２が当接する座面５０が設けられたケース端板部１１１と、ケース端板部１１１の外周縁から磁石１４の側（出力側Ｌ１）へ延びるケース側板部１１２と、を備え、座面５０には、カバー１２とは反対側へ凹む凹部５１が設けられている。基板固定部５２は凹部５１の内側に設けられ、基板固定部５２の先端は、座面５０よりも磁石１４側（出力側Ｌ１）に位置する。カバー１２は、基板固定部５２が配置される開口部６１を備え、開口部６１は、凹部５１の内側に位置する。従って、エンコーダ１０を組み立てるとき、エンコーダケース１１の座面５０にカバー１２を当接させて固定し、続いて、カバー１２の開口部６１からカバー１２の内側に突出した基板固定部５２に基板１３を固定すればよいので、カバー１２と基板１３を同一方向からエンコーダケース１１に組み付けることができる。従って、組立作業が容易である。また、カバー１２の製造時に開口部６１の縁にできたバリが座面５０に当たってカバー１２の位置精度が低下することを回避できる。

本形態では、カバー１２は、導電性を有する磁性部材からなり、座面５０に当接するカバー端板部１２１と、カバー端板部１２１の外周縁から磁石１４の側（出力側Ｌ１）へ延びて基板１３の外周側を囲むカバー側板部１２２と、を備える。従って、導電性の磁性部材によって基板１３の外周側および磁石１４とは反対側を囲むことができるので、外乱磁界などの磁気ノイズや電気的ノイズから基板１３上の感磁素子１７およびエンコーダ回路を遮蔽することができる。また、カバー端板部１２１は、基板１３から突出する導電性の固定部材１６が嵌まる固定孔１２４を備えており、導電性の固定部材１６によって、基板１３上のエンコーダ回路のシグナルグランドとカバー１２とが電気的に導通している。従って、カバー１２がシグナルグランド電位のシールドとして機能するので、基板１３の感磁素子１７およびエンコーダ回路に対するモータ３側からのフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を低減させることができる。

本形態では、エンコーダケース１１には、回転軸２の中心軸線Ｌを基準として径方向で反対側の２か所に基板固定部５２が設けられている。従って、基板１３の外周部分を２か所で支持できるので、基板１３の傾きを抑制できる。なお、基板固定部５２は、周方向に離間した複数位置に設けられていればよく、３箇所以上としてもよい。

本形態では、２か所の基板固定部５２のうちの１箇所に位置決め凸部が設けられ、基板１３は、位置決め凸部が嵌まる位置決め穴を備えている。従って、エンコーダケース１１に対して基板１３を直接位置決めできるため、基板１３の位置精度を高めることができる。

本形態のエンコーダ付きモータ１において、モータ３は、エンコーダケース１１が固定されるモータケース４と、エンコーダケース１１とモータケース４との間に介在するシール材４８と、を備える。このように、エンコーダケース１１とモータケース４との間にシール材４８を介在させて組み立てることにより、エンコーダケース１１にモータ３の熱が伝わりにくい。従って、エンコーダケース１１に支持される基板１３に対してモータの熱が伝わりにくいので、エンコーダ１０に対するモータ３の発熱の影響を低減させることができる。

本形態のエンコーダ付きモータ１は、エンコーダ１０の基板１３に配置されるコネクタ１８に接続されるエンコーダケーブル５を有する。エンコーダケーブル５は、基板１３に設けられた配線パターンに接続される信号線と、信号線から絶縁されたフレームグランド線と、を備え、フレームグランド線は、導電性のねじを介してモータケース４に固定される。従って、エンコーダケーブル５をフレームグランド電位のモータケース４に接続でき
るので、エンコーダケーブル５から発生する電気的ノイズを低減させることができる。

（変形例）
（１）上記形態は、エンコーダケース１１の端面にモータケース４に当接する突き当て部１１４と、シール材４８が配置されるシール材配置面１１５が設けられており、エンコーダケース１１とモータケース４とが突き当て部１１４において直接当接する構成であったが、エンコーダケース１１とモータケース４とが直接当接しない構成を採用してもよい。すなわち、エンコーダケース１１は、シール材配置面１１５を除く部分がモータケース４から離間している構成を採用してもよい。

（２）上記形態は、エンコーダケース１１の端面にシール材配置面１１５よりもモータケース４側に突出する突き当て部１１４が設けられているが、エンコーダケース１１の出力側Ｌ１の端面全面を平坦面とし、モータケース４の端面（平坦面４５２）にシール材４８が配置されるシール材配置面と、シール材配置面よりもエンコーダケース１１側に突出する突き当て部と、を設ける構成を採用してもよい。

（他の実施形態）
（１）上記形態では、カバー１２は基板１３の反出力側Ｌ２および外周側を覆う形状であり、基板１３の出力側Ｌ１は覆われていないが、基板１３を出力側Ｌ１から覆うシールド部材を備えた構造を採用してもよい。例えば、カバー１２の出力側Ｌ１の端部を塞ぐようにカバー１２と同一素材からなる円板状のカバープレートを取り付けておき、カバープレートの中央に感磁素子１７と対向するプレート開口部を設け、プレート開口部を導電性の金属（例えば、アルミ）からなる膜状のシールド部材で覆う構造とする。このようにすると、磁石１４側から侵入する磁気ノイズや電気的ノイズから感磁素子１７およびエンコーダ回路を遮蔽することができる。また、カバープレートおよびシールド部材は、カバー１２を介してエンコーダ回路のシグナルグランドと接続されるため、磁石１４側から侵入するフレームグランドノイズや電源ノイズの影響を低減させることができる。

（２）上記形態では、エンコーダケース１１の内側に導電性の磁性材からなるカバー１２を配置して基板１３を磁気ノイズおよび電磁波ノイズを遮蔽する構成であったが、エンコーダケース１１を導電性の磁性材（例えば、鉄、パーマロイなど）で構成すれば、カバー１２を省略することができる。これにより、部品点数を減らすことができ、コスト削減を図ることができる。また、エンコーダの小型化にも有利である。すなわち、本発明は、回転軸２を備えるモータ３と、回転軸２の回転を検出するエンコーダと、を有し、エンコーダは、回転軸２と一体に回転する磁石１４と、磁石１４と対向する感磁素子１７が配置される基板１３と、磁石１４および基板１３を収容するエンコーダケース１１と、を備え、基板１３は、導電性の磁性材からなるエンコーダケース１１の内面に設けられた基板固定部５２に固定され、モータ３は、エンコーダケース１１が固定されるモータケース４と、エンコーダケース１１とモータケース４との間に介在するシール材４８と、を備える構成に適用することができる。

（３）上記各形態において、エンコーダケース１１にフィンなどの放熱構造を設けてもよい。これにより、エンコーダケース１１から基板１３に伝達される熱をさらに減らすことができる。従って、モータ３の発熱の影響をさらに少なくすることができる。

１…エンコーダ付きモータ、２…回転軸、３…モータ、４…モータケース、５…エンコーダケーブル、６…ケーブル側コネクタ、１０…エンコーダ、１１…エンコーダケース、１２…カバー、１３…基板、１４…磁石、１５…磁石ホルダ、１６…固定部材、１７…感磁素子、１８…コネクタ、１９…防塵部材、２０…配置領域、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…シール材、５０…座面、５１…凹部、５２…基板固定部、５３…固定穴、５４…位置決め凸部、５５…逃げ部、６１…開口部、６２…固定孔、６４…位置決め穴、１１１…ケース端板部、１１２…ケース側板部、１１３…配線取り出し部、１１４…突き当て部、１１５…シール材配置面、１１６…位置決め凸部、１１７…固定穴、１２１…カバー端板部、１２２…カバー側板部、１２３…開口部、１２４…固定孔、１２５…長孔、１３１…固定孔、１３２…グランドスルーホール、１５１…磁石保持部、１５２…軸部、１５３…シールド部、１５４…止めネジ、４５１…固定穴、４５２…平坦面、４５３…位置決め凹部、４５４…ねじ穴、４６１…切欠き部、４７１…突出部、Ｌ…中心軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側

Claims (11)

1. 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が配置される基板と、
   前記磁石とは反対側から前記基板を覆うカバーと、
   前記磁石および前記基板を収容し、内側面に前記カバーが固定されるエンコーダケースと、を有し、
   前記エンコーダケースは、前記カバーの内側に配置される基板固定部を備え、
   前記基板固定部に前記基板が固定されることを特徴とするエンコーダ。
2. 前記エンコーダケースは、前記カバーが当接する座面が設けられたケース端板部と、前記ケース端板部の外周縁から前記磁石の側へ延びるケース側板部と、を備え、
   前記座面には、前記カバーとは反対側へ凹む凹部が設けられ、
   前記基板固定部は前記凹部の内側に設けられ、前記基板固定部の先端は、前記座面よりも前記磁石側に位置し、
   前記カバーは、前記基板固定部が配置される開口部を備え、前記開口部は、前記凹部の内側に位置することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記カバーは、導電性を有する磁性部材からなり、
   前記カバーは、前記座面に当接するカバー端板部と、前記カバー端板部の外周縁から前記磁石の側へ延びて前記基板の外周側を囲むカバー側板部と、を備え、
   前記カバー端板部は、前記基板から突出する導電性の固定部材が嵌まる固定孔を備えることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
4. 前記エンコーダケースには、前記回転軸の中心軸線を基準として周方向に離間した複数位置に前記基板固定部が設けられ、
   複数の前記基板固定部のそれぞれは、前記基板の外周部分に当接す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。
5. 複数の前記基板固定部のうちの少なくとも１箇所には、位置決め凸部が設けられ、
   前記基板は、前記位置決め凸部が嵌まる位置決め穴を備えることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のエンコーダと、
   前記回転軸を備えるモータと、を有することを特徴とするエンコーダ付きモータ。
7. 前記モータは、
   前記エンコーダケースが固定されるモータケースと、
   前記エンコーダケースと前記モータケースとの間に介在するシール材と、を備えることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ付きモータ。
8. 回転軸を備えるモータと、前記回転軸の回転を検出するエンコーダと、を有し、
   前記エンコーダは、
   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が配置される基板と、
   前記磁石および前記基板を収容するエンコーダケースと、を備え、
   前記基板は、前記エンコーダケースの内面に設けられた基板固定部に固定され、
   前記モータは、
   前記エンコーダケースが固定されるモータケースと、
   前記エンコーダケースと前記モータケースとの間に介在するシール材と、を備えること
   を特徴とするエンコーダ付きモータ。
9. 前記エンコーダケースと前記モータケースの一方は、前記シール材が配置されるシール材配置面と、前記シール材配置面よりも前記エンコーダケースと前記モータケースの他方側に突出して前記他方に当接する突き当て部と、を備えることを特徴とする請求項７または８に記載のエンコーダ付きモータ。
10. 前記エンコーダケースは、前記シール材が配置されるシール材配置面を備え、前記シール材配置面を除く部分は、前記モータケースから離間していることを特徴とする請求項７または８に記載のエンコーダ付きモータ。
11. 前記基板に配置されるコネクタに接続されるエンコーダケーブルを有し、
    前記エンコーダケーブルは、前記基板に設けられた配線パターンに接続される信号線と、前記信号線から絶縁されたフレームグランド線と、を備え、
    前記フレームグランド線は、導電性のねじ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７から１０の何れか一項に記載のエンコーダ付きモータ。
    

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