JP2023082269A - Encoder, driving device, and method for assembling encoder - Google Patents

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Abstract

To provide an encoder that can be easily assembled, a driving device, and a method for assembling an encoder.SOLUTION: An encoder comprises: a rotation shaft 51; a main shaft gear 610 that has a shank 613 and has a hole 611 into which the rotation shaft 51 is inserted; a first sub shaft gear 621 that is meshed with the main shaft gear 610; a second sub shaft gear 622 that is meshed with the main shaft gear 610; a base 600 that has the main shaft gear 610, first sub shaft gear 621, and second sub shaft gear 622 arranged therein, and is provided with a through hole 601 into which the rotation shaft 51 is inserted; a first magnet 631 that is arranged in the first sub shaft gear 621; a second magnet 632 that is arranged in the second sub shaft gear 622; a first magnetic sensor 641 on which a magnetic field of the first magnet 631 acts; and a second magnetic sensor 642 on which a magnetic field of the second magnet 632 acts. The shank 613 of the main shaft gear 610 has a positioning part 614 that determines a position of the main shaft gear 610 with respect to the base 600 in a direction orthogonal to the axial direction of the rotation shaft 51.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、エンコーダー、駆動装置、及びエンコーダーの組立方法に関する。 The present invention relates to an encoder, a driving device, and a method of assembling the encoder.

特許文献1には、モーターシャフトに接続された主動歯車と、主動歯車と噛み合うように配置された複数の従動歯車と、を有し、主動歯車の位相と、複数の従動歯車の位相と、を基にして、モーターシャフトの回転角度を算出するエンコーダーの構造が開示されている。 In Patent Document 1, a main driving gear connected to a motor shaft and a plurality of driven gears arranged to mesh with the main driving gear are provided, and the phase of the main driving gear and the phases of the plurality of driven gears are determined. Based on this, the structure of an encoder for calculating the rotation angle of a motor shaft is disclosed.

エンコーダーの組立方法は、例えば、主動歯車の中心軸と直交する方向に移動可能な状態で、主動歯車の位相と複数の従動歯車の位相とを合わせながら、主動歯車にモーターシャフトを挿入する。 The method of assembling the encoder includes, for example, inserting the motor shaft into the main driving gear while aligning the phases of the main driving gear with the phases of the plurality of driven gears in a state in which the main driving gear is movable in a direction orthogonal to the central axis of the main driving gear.

特開2015-31511号公報JP 2015-31511 A

しかしながら、従来のエンコーダーでは、主動歯車が中心軸と直交する方向に移動可能な状態になっているので、主動歯車にモーターシャフトを挿入する際、主動歯車の中心軸とモーターシャフトの中心軸とがずれていた場合、うまく挿入できない場合がある。つまり、組立が困難であるという課題がある。 However, in conventional encoders, the main driving gear is movable in a direction perpendicular to the central axis, so when inserting the motor shaft into the main driving gear, the central axis of the main driving gear and the central axis of the motor shaft are aligned. If it is misaligned, it may not be inserted properly. That is, there is a problem that assembly is difficult.

エンコーダーは、モーターの駆動により回転する回転軸と、回転中心に孔が設けられた軸部を有し、前記孔に前記回転軸が挿入されている主軸歯車と、前記主軸歯車と噛み合う第1副軸歯車と、前記主軸歯車と噛み合う第2副軸歯車と、前記主軸歯車、前記第1副軸歯車、及び前記第2副軸歯車が配置され、前記回転軸が挿入されている貫通孔が設けられている基部と、前記第1副軸歯車に配置されている第1磁石と、前記第2副軸歯車に配置されている第2磁石と、前記第1磁石の磁界が作用する第1磁気センサーと、前記第2磁石の磁界が作用する第2磁気センサーと、を備え、前記主軸歯車の前記軸部は、前記回転軸の軸方向と直交する方向において、前記基部に対する前記主軸歯車の位置を決める位置決め部を有する。 The encoder has a rotating shaft that rotates when driven by a motor, and a shaft portion provided with a hole at the center of rotation. A shaft gear, a second countershaft gear meshing with the main shaft gear, the main shaft gear, the first countershaft gear, and the second countershaft gear are arranged, and a through hole is provided in which the rotating shaft is inserted. a first magnet arranged on the first countershaft gear; a second magnet arranged on the second countershaft gear; and a first magnet on which the magnetic field of the first magnet acts A sensor and a second magnetic sensor on which the magnetic field of the second magnet acts, wherein the shaft portion of the main shaft gear measures the position of the main shaft gear with respect to the base portion in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft. has a positioning portion that determines the

駆動装置は、上記に記載のエンコーダーと、前記回転軸と接続された前記モーターと、を備える。 A driving device includes the encoder described above and the motor connected to the rotating shaft.

エンコーダーの組立方法は、前記基部に、前記第1磁気センサー及び前記第2磁気センサーを配置する工程と、前記基部に、前記第1磁石が配置された前記第1副軸歯車と、前記第2磁石が配置された前記第2副軸歯車と、を配置する工程と、前記第1副軸歯車及び前記第2副軸歯車の位相と、前記主軸歯車の位相と、を合わせた状態で、前記貫通孔と前記位置決め部とを嵌合させる工程と、前記嵌合させる工程の後、前記主軸歯車の前記孔に、前記回転軸を挿入する工程と、を有する。 A method of assembling an encoder includes: placing the first magnetic sensor and the second magnetic sensor on the base; placing the first countershaft gear on which the first magnet is placed on the base; The step of arranging the second countershaft gear on which a magnet is arranged, the phases of the first countershaft gear and the second countershaft gear, and the phase of the main shaft gear are matched, The method includes a step of fitting the through hole and the positioning portion, and a step of inserting the rotation shaft into the hole of the main shaft gear after the fitting step.

ロボットシステムの構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing the configuration of a robot system; FIG. 駆動装置の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a drive device. エンコーダーの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of an encoder. エンコーダーの主要部材の構成を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of main members of the encoder; 主軸歯車の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a main shaft gear. エンコーダーの組立方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly method of an encoder. エンコーダーの組立方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly method of an encoder. 図7に示すエンコーダーのA部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the A section of the encoder shown in FIG. エンコーダーの組立方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly method of an encoder. エンコーダーの組立方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly method of an encoder. 変形例のエンコーダーの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the encoder of a modification.

まず、図1を参照しながら、ロボットシステム1の構成について説明する。 First, the configuration of the robot system 1 will be described with reference to FIG.

図1に示すように、ロボットシステム1は、例えば、精密機器や、これを構成する部品の給材、除材、搬送、組立等の作業を行うために用いられる。ロボットシステム1は、所定の作業を実行するロボット2と、ロボット2の駆動を制御する制御装置3と、を有する。 As shown in FIG. 1, a robot system 1 is used, for example, to perform operations such as supplying, removing, transporting, and assembling precision equipment and parts constituting the same. The robot system 1 has a robot 2 that performs a predetermined work and a control device 3 that controls driving of the robot 2 .

ロボット2は、例えば、6軸ロボットである。ロボット2は、床、壁、天井等に固定されるベース20と、ベース20に支持されたロボットアーム21と、ロボットアーム21の先端に装着されたエンドエフェクター22と、を有する。 The robot 2 is, for example, a 6-axis robot. The robot 2 has a base 20 fixed to a floor, a wall, a ceiling, or the like, a robot arm 21 supported by the base 20, and an end effector 22 attached to the tip of the robot arm 21.

ロボットアーム21は、ベース20に回動自在に連結されたアーム211と、アーム211に回動自在に連結されたアーム212と、アーム212に回動自在に連結されたアーム213と、アーム213に回動自在に連結されたアーム214と、アーム214に回動自在に連結されたアーム215と、アーム215に回動自在に連結されたアーム216と、を有する。そして、アーム216に、エンドエフェクター22が装着されている。 The robot arm 21 includes an arm 211 rotatably connected to the base 20, an arm 212 rotatably connected to the arm 211, an arm 213 rotatably connected to the arm 212, and an arm 213 connected to the arm 213. It has an arm 214 rotatably connected, an arm 215 rotatably connected to the arm 214 , and an arm 216 rotatably connected to the arm 215 . An end effector 22 is attached to the arm 216 .

なお、ロボット2の構成は、特に限定されず、例えば、アーム211~216の数は、1本以上5本以下であってもよいし7本以上であってもよい。また、例えば、ロボット2は、スカラーロボット、双腕ロボット等であってもよい。 The configuration of the robot 2 is not particularly limited, and for example, the number of arms 211 to 216 may be 1 or more and 5 or less, or may be 7 or more. Also, for example, the robot 2 may be a scalar robot, a dual-arm robot, or the like.

ロボット2は、ベース20に対してアーム211を回動させる駆動装置41と、アーム211に対してアーム212を回動させる駆動装置42と、アーム212に対してアーム213を回動させる駆動装置43と、アーム213に対してアーム214を回動させる駆動装置44と、アーム214に対してアーム215を回動させる駆動装置45と、アーム215に対してアーム216を回動させる駆動装置46と、を有する。これら駆動装置41~46は、それぞれ、制御装置3によって独立して制御される。 The robot 2 includes a driving device 41 that rotates the arm 211 with respect to the base 20, a driving device 42 that rotates the arm 212 with respect to the arm 211, and a driving device 43 that rotates the arm 213 with respect to the arm 212. , a driving device 44 for rotating the arm 214 with respect to the arm 213, a driving device 45 for rotating the arm 215 with respect to the arm 214, a driving device 46 for rotating the arm 216 with respect to the arm 215, have These driving devices 41 to 46 are independently controlled by the control device 3, respectively.

制御装置3は、図示しないホストコンピューターからの位置指令を受け、各アーム211~216が、位置指令に応じた位置となるように駆動装置41~46の駆動を独立して制御する。制御装置3は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー(CPU)と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェイスと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。 The control device 3 receives a position command from a host computer (not shown) and independently controls the driving of the driving devices 41 to 46 so that the arms 211 to 216 are positioned according to the position command. The control device 3 is composed of, for example, a computer, and has a processor (CPU) for processing information, a memory communicably connected to the processor, and an external interface. The memory stores various programs that can be executed by the processor, and the processor can read and execute various programs stored in the memory.

次に、図2及び図3を参照しながら、駆動装置41~46の構成について説明する。なお、駆動装置41~46は、互いに同じ構成であるため、駆動装置41について代表して説明し、その他の駆動装置42~46についての説明を省略する。 Next, the configuration of the driving devices 41 to 46 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. Since the driving devices 41 to 46 have the same configuration, the driving device 41 will be described as a representative, and the description of the other driving devices 42 to 46 will be omitted.

図2及び図3に示すように、駆動装置41は、モーター5と、モーター5の回転軸51の回転状態を検出するエンコーダー6と、を有する。 As shown in FIGS. 2 and 3 , the drive device 41 has a motor 5 and an encoder 6 that detects the rotation state of the rotating shaft 51 of the motor 5 .

モーター5は、例えば、2相ACブラシレスモーター、3相ACブラシレスモーター、3相同期モーター等の各種モーターである。モーター5は、Z軸に平行な軸線aZに沿って配置された回転軸51と、回転軸51に固定されたローター52と、ローター52の周囲に配置されたステーター53と、これらを収納すると共にステーター53を支持する筒状のハウジング54と、回転軸51をハウジング54に対して軸線aZまわりに回転可能に支持する軸受55、56と、を有する。 The motor 5 is, for example, various motors such as a 2-phase AC brushless motor, a 3-phase AC brushless motor, and a 3-phase synchronous motor. The motor 5 houses a rotating shaft 51 arranged along an axis aZ parallel to the Z axis, a rotor 52 fixed to the rotating shaft 51, a stator 53 arranged around the rotor 52, and It has a cylindrical housing 54 that supports the stator 53 and bearings 55 and 56 that support the rotating shaft 51 rotatably about the axis aZ with respect to the housing 54 .

ハウジング54は、例えば、ベース20に固定されている。また、回転軸51におけるエンコーダー6とは反対側の端部には、アーム211が接続されている。これにより、モーター5の出力がベース20からアーム211に伝達され、ベース20に対してアーム211が回動する。 Housing 54 is, for example, fixed to base 20 . An arm 211 is connected to the end of the rotating shaft 51 opposite to the encoder 6 . As a result, the output of the motor 5 is transmitted from the base 20 to the arm 211 and the arm 211 rotates with respect to the base 20 .

エンコーダー6は、モーター5の上側、すなわち+Z軸側に配置されている。エンコーダー6は、例えば、回転軸51と、回転軸51が挿入される主軸歯車610と、主軸歯車610と噛み合う副軸歯車620と、主軸歯車610及び副軸歯車620が配置された基部600と、磁気センサー640と、光学センサー650と、を有する。 The encoder 6 is arranged above the motor 5, that is, on the +Z axis side. The encoder 6 includes, for example, a rotating shaft 51, a main shaft gear 610 into which the rotating shaft 51 is inserted, a counter shaft gear 620 that meshes with the main shaft gear 610, a base 600 in which the main shaft gear 610 and the counter shaft gear 620 are arranged, It has a magnetic sensor 640 and an optical sensor 650 .

主軸歯車610は、回転中心に、回転軸51が挿入される、言い換えれば、回転軸51が挿入される孔611が設けられている。孔611は、回転軸51の先端を受け止められるように、厚み方向の途中まで形成されている。なお、孔611の直径よりも小さい孔であれば、貫通していてもよい。回転軸51は、第3軸受663を介して、基部600に回転可能に支持されている。 The main shaft gear 610 is provided with a hole 611 into which the rotating shaft 51 is inserted, in other words, the rotating shaft 51 is inserted, at the center of rotation. The hole 611 is formed halfway in the thickness direction so that the tip of the rotating shaft 51 can be received. In addition, as long as the hole is smaller than the diameter of the hole 611, the hole may be penetrated. The rotating shaft 51 is rotatably supported by the base 600 via a third bearing 663 .

副軸歯車620は、主軸歯車610と噛み合う第1副軸歯車621と、主軸歯車610と噛み合う第2副軸歯車622と、を有する。図3に示すように、第1副軸歯車621には、第1磁石631が配置されている。第2副軸歯車622には、第2磁石632が配置されている。 The countershaft gear 620 has a first countershaft gear 621 that meshes with the main shaft gear 610 and a second countershaft gear 622 that meshes with the main shaft gear 610 . As shown in FIG. 3 , a first magnet 631 is arranged on the first countershaft gear 621 . A second magnet 632 is arranged on the second countershaft gear 622 .

第1副軸歯車621及び第1磁石631は、第1軸受661を介して基部600に配置されている。第2副軸歯車622及び第2磁石632は、第2軸受662を介して基部600に配置されている。 The first countershaft gear 621 and the first magnet 631 are arranged on the base 600 via the first bearing 661 . The second countershaft gear 622 and the second magnet 632 are arranged on the base 600 via the second bearing 662 .

基部600は、例えば、主軸歯車610、副軸歯車620、磁気センサー640、光学センサー650などを収納すると共に、回転軸51が挿入される貫通孔601が設けられている。 The base 600 houses, for example, the main shaft gear 610, the counter shaft gear 620, the magnetic sensor 640, the optical sensor 650, etc., and is provided with a through hole 601 into which the rotating shaft 51 is inserted.

磁気センサー640は、第1磁石631の磁界が作用する第1磁気センサー641と、第2磁石632の磁界が作用する第2磁気センサー642と、を有する。第1磁気センサー641及び第2磁気センサー642は、センサー基板643に配置されている。磁気センサー640は、第1磁石631及び第2磁石632の回転状態を検出する。 The magnetic sensor 640 has a first magnetic sensor 641 on which the magnetic field of the first magnet 631 acts, and a second magnetic sensor 642 on which the magnetic field of the second magnet 632 acts. The first magnetic sensor 641 and the second magnetic sensor 642 are arranged on the sensor substrate 643 . The magnetic sensor 640 detects the rotating states of the first magnet 631 and the second magnet 632 .

光学センサー650は、センサー基板643において、光学ディスク651と離間するように配置されている。光学ディスク651は、回転軸51に固定された支持部652に固定されている。光学センサー650は、光学ディスク651上の図示しない検出用パターンに向けて光を出射する発光素子(図示せず)と、検出用パターンで反射した光を受光する受光素子(図示せず)と、を有する。光学センサー650は、光学ディスク651の360°範囲内での回転角度θを検出することができる。 The optical sensor 650 is arranged on the sensor substrate 643 so as to be separated from the optical disk 651 . The optical disc 651 is fixed to a support portion 652 fixed to the rotating shaft 51 . The optical sensor 650 includes a light-emitting element (not shown) that emits light toward a detection pattern (not shown) on the optical disc 651, a light-receiving element (not shown) that receives light reflected by the detection pattern, have The optical sensor 650 can detect the rotation angle θ within the 360° range of the optical disc 651 .

このように、エンコーダー6は、磁気センサー640と光学センサー650とを有するので、磁気センサー640の出力に基づいてモーター5の回転軸51の回転数nを検出し、光学センサー650の出力に基づいて360°範囲内の回転軸51の回転角度θを検出することができる。そして、回転数nおよび回転角度θから回転軸51の回転量を検出することができる。 As described above, the encoder 6 has the magnetic sensor 640 and the optical sensor 650, so based on the output of the magnetic sensor 640, the rotation speed n of the rotary shaft 51 of the motor 5 is detected, and based on the output of the optical sensor 650, The rotation angle θ of the rotating shaft 51 within a range of 360° can be detected. Then, the amount of rotation of the rotary shaft 51 can be detected from the rotation speed n and the rotation angle θ.

次に、図4及び図5を参照しながら、エンコーダー6及び主軸歯車610の構成について具体的に説明する。 Next, configurations of the encoder 6 and the main shaft gear 610 will be specifically described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

図4に示すように、エンコーダー6は、回転軸51と、主軸歯車610と、副軸歯車621,622と、基部600と、磁気センサー641,642と、を有する。 As shown in FIG. 4, the encoder 6 has a rotating shaft 51, a main shaft gear 610, sub shaft gears 621, 622, a base 600, and magnetic sensors 641, 642.

主軸歯車610は、回転軸51と共に軸線aZまわりに回転する。第1副軸歯車621は、軸線aZに平行な軸線aZ1まわりに回転可能に軸支され、主軸歯車610に従動して主軸歯車610との歯車比に応じた回転量で回転する。同様に、第2副軸歯車622は、軸線aZに平行な軸線aZ2まわりに回転可能に軸支され、主軸歯車610に従動して主軸歯車610との歯車比に応じた回転量で回転する。 The main shaft gear 610 rotates together with the rotating shaft 51 around the axis aZ. The first countershaft gear 621 is rotatably supported about an axis aZ1 parallel to the axis aZ, and is driven by the main shaft gear 610 to rotate by a rotation amount corresponding to a gear ratio with the main shaft gear 610. Similarly, the second countershaft gear 622 is rotatably supported about an axis aZ2 parallel to the axis aZ, and follows the main shaft gear 610 to rotate by a rotation amount corresponding to the gear ratio with the main shaft gear 610.

図5に示すように、主軸歯車610は、第1副軸歯車621及び第2副軸歯車622と噛み合う歯部612と、組立工程において基部600と嵌合する軸部613と、を有する。 As shown in FIG. 5, the main shaft gear 610 has a tooth portion 612 that meshes with the first counter shaft gear 621 and the second counter shaft gear 622, and a shaft portion 613 that fits with the base portion 600 in the assembly process.

軸部613は、組立工程において、回転軸51の軸方向と直交する方向、言い換えれば、X方向に主軸歯車610が位置ずれしないよう、位置を決める位置決め部614を有する。位置決め部614の直径と、基部600の貫通孔601の直径と、は同じである。 The shaft portion 613 has a positioning portion 614 that determines the position so that the main shaft gear 610 does not shift in the direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 51, in other words, in the X direction during the assembly process. The diameter of the positioning portion 614 and the diameter of the through hole 601 of the base portion 600 are the same.

軸部613における、位置決め部614よりも先端側(孔611の開口側)には、位置決め部614の直径よりも小さい先端部615を有する。先端部615は、例えば、先端側に行くに従って細くなるテーパー形状になっている。このように、位置決め部614の直径よりも小さい先端部615を有するので、基部600の貫通孔601に主軸歯車610の軸部613を挿入する際、先端部615を位置合わせの案内として機能させることが可能となり、貫通孔601の位置と軸部613の位置とを合わせやすくすることができる。 The shaft portion 613 has a tip portion 615 smaller in diameter than the positioning portion 614 on the tip side (opening side of the hole 611 ) of the positioning portion 614 . The tip portion 615 has, for example, a tapered shape that narrows toward the tip side. Since the tip 615 is smaller in diameter than the positioning portion 614, the tip 615 can serve as a guide for alignment when the shaft 613 of the main shaft gear 610 is inserted into the through hole 601 of the base 600. , and the position of the through-hole 601 and the position of the shaft portion 613 can be easily aligned.

次に、図6~図10を参照しながら、本実施形態のエンコーダー6の組立方法について説明する。 Next, a method for assembling the encoder 6 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 10. FIG.

図6に示す工程では、基部600に、第1副軸歯車621、第2副軸歯車622、第1磁気センサー641、第2磁気センサー642、を配置する。 In the process shown in FIG. 6 , a first countershaft gear 621 , a second countershaft gear 622 , a first magnetic sensor 641 and a second magnetic sensor 642 are arranged on the base 600 .

具体的には、第1副軸歯車621には、第1磁石631が配置されている。第2副軸歯車622には、第2磁石632が配置されている。なお、第1軸受661、第2軸受662、及び第3軸受の図示は省略している。第1磁気センサー641及び第2磁気センサー642は、センサー基板643に配置されている。 Specifically, a first magnet 631 is arranged on the first countershaft gear 621 . A second magnet 632 is arranged on the second countershaft gear 622 . Illustration of the first bearing 661, the second bearing 662, and the third bearing is omitted. The first magnetic sensor 641 and the second magnetic sensor 642 are arranged on the sensor substrate 643 .

図7に示す工程では、基部600に、主軸歯車610をセットする。具体的には、まず、第1副軸歯車621及び第2副軸歯車622の位相と、主軸歯車610の位相と、を合わせる。言い換えれば、第1副軸歯車621に設けられた歯部と、主軸歯車610に設けられた歯部と、を噛み合わせ、更に、第2副軸歯車622に設けられた歯部と、主軸歯車610に設けられた歯部と、を噛み合わせる。 In the process shown in FIG. 7, the main shaft gear 610 is set on the base 600 . Specifically, first, the phases of the first countershaft gear 621 and the second countershaft gear 622 and the phase of the main shaft gear 610 are matched. In other words, the tooth portion provided on the first countershaft gear 621 and the tooth portion provided on the main shaft gear 610 are meshed, and furthermore, the tooth portion provided on the second countershaft gear 622 and the main shaft gear and the teeth provided on 610 are meshed with each other.

次に、図8に示すように、噛み合わせた状態で、基部600の貫通孔601に、主軸歯車610の位置決め部614を挿入する。言い換えれば、嵌合させる。これにより、基部600に対して、主軸歯車610の位置を決めることができる。言い換えれば、主軸歯車610の位置を固定することができる。即ち、組立を容易に行うことができる。 Next, as shown in FIG. 8, the positioning portion 614 of the main shaft gear 610 is inserted into the through hole 601 of the base portion 600 in the engaged state. In other words, fit. Thereby, the position of the main shaft gear 610 can be determined with respect to the base 600 . In other words, the position of main shaft gear 610 can be fixed. That is, assembly can be easily performed.

図9に示す工程は、主軸歯車610の孔611に、回転軸51を挿入する。なお、主軸歯車610の位置を固定しているので、主軸歯車610の孔611の中心軸611aと、回転軸51の中心軸51aと、を合わせることができる。よって、主軸歯車610の孔611に、回転軸51を容易に挿入することができる。 The process shown in FIG. 9 inserts the rotary shaft 51 into the hole 611 of the main shaft gear 610 . Since the position of the main shaft gear 610 is fixed, the central axis 611a of the hole 611 of the main shaft gear 610 and the central axis 51a of the rotating shaft 51 can be aligned. Therefore, the rotating shaft 51 can be easily inserted into the hole 611 of the main shaft gear 610 .

図10に示す工程は、主軸歯車610を、基部600の貫通孔601から外して引き離す。具体的には、回転軸51を主軸歯車610の孔611に挿入した後、更に、回転軸51を押し上げる。これにより、基部600の貫通孔601から、主軸歯車610の位置決め部614が、スラスト方向に抜ける。即ち、位置決め部614は、基部600と接触しない状態となる。よって、回転軸51及び主軸歯車610をスムーズに回転させることができる。 The process shown in FIG. 10 removes the main shaft gear 610 from the through hole 601 of the base 600 and pulls it away. Specifically, after inserting the rotating shaft 51 into the hole 611 of the main shaft gear 610, the rotating shaft 51 is further pushed up. As a result, the positioning portion 614 of the main shaft gear 610 is removed from the through hole 601 of the base portion 600 in the thrust direction. That is, the positioning portion 614 is out of contact with the base portion 600 . Therefore, the rotary shaft 51 and the main shaft gear 610 can be rotated smoothly.

以上述べたように、本実施形態のエンコーダー6は、モーター5の駆動により回転する回転軸51と、回転中心に孔611が設けられた軸部613を有し、孔611に回転軸51が挿入される主軸歯車610と、主軸歯車610と噛み合う第1副軸歯車621と、主軸歯車610と噛み合う第2副軸歯車622と、主軸歯車610、第1副軸歯車621、及び第2副軸歯車622が配置され、回転軸51が挿入される貫通孔601が設けられている基部600と、第1副軸歯車621に配置される第1磁石631と、第2副軸歯車622に配置される第2磁石632と、第1磁石631の磁界が作用する第1磁気センサー641と、第2磁石632の磁界が作用する第2磁気センサー642と、を備え、主軸歯車610の軸部613は、回転軸51の軸方向と直交する方向において、基部600に対する主軸歯車610の位置を決める位置決め部614を有する。 As described above, the encoder 6 of the present embodiment has the rotating shaft 51 that rotates when driven by the motor 5 and the shaft portion 613 having the hole 611 at the center of rotation. The rotating shaft 51 is inserted into the hole 611. main shaft gear 610, first countershaft gear 621 meshing with main shaft gear 610, second countershaft gear 622 meshing with main shaft gear 610, main shaft gear 610, first countershaft gear 621, and second countershaft gear 622 is arranged, the base 600 is provided with a through hole 601 into which the rotating shaft 51 is inserted, the first magnet 631 is arranged on the first countershaft gear 621, and the second countershaft gear 622 is arranged. A second magnet 632, a first magnetic sensor 641 on which the magnetic field of the first magnet 631 acts, and a second magnetic sensor 642 on which the magnetic field of the second magnet 632 acts. It has a positioning portion 614 that determines the position of the main shaft gear 610 with respect to the base portion 600 in the direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 51 .

この構成によれば、主軸歯車610に位置決め部614を有するので、主軸歯車610の位相と副軸歯車620の位相とを合わせた状態で、基部600に対し主軸歯車610の位置を決めることができる、言い換えれば、主軸歯車610を動かないようにすることができる。よって、主軸歯車610の孔611の中心軸611aと、回転軸51の中心軸51aと、を合わせることが可能となり、主軸歯車610の孔611に回転軸51を容易に挿入することができる。即ち、組立を容易に行うことができる。 According to this configuration, since the main shaft gear 610 has the positioning portion 614, the main shaft gear 610 can be positioned with respect to the base portion 600 while the phase of the main shaft gear 610 and the counter shaft gear 620 are matched. , in other words, the main shaft gear 610 can be immobilized. Therefore, the central axis 611a of the hole 611 of the main shaft gear 610 and the central axis 51a of the rotating shaft 51 can be aligned, and the rotating shaft 51 can be easily inserted into the hole 611 of the main shaft gear 610. That is, assembly can be easily performed.

また、本実施形態のエンコーダー6において、位置決め部614の直径は、基部600の貫通孔601の直径と同じであることが好ましい。この構成によれば、位置決め部614の直径と貫通孔601の直径とが同じであるので、貫通孔601を基準に位置決め部614を合わせることにより、主軸歯車610の位置を固定することができる。 Moreover, in the encoder 6 of the present embodiment, the diameter of the positioning portion 614 is preferably the same as the diameter of the through hole 601 of the base portion 600 . According to this configuration, since the diameter of the positioning portion 614 and the diameter of the through hole 601 are the same, the position of the main shaft gear 610 can be fixed by aligning the positioning portion 614 with the through hole 601 as a reference.

また、本実施形態のエンコーダー6において、軸部613は、孔611の開口側に、位置決め部614の直径よりも小さい先端部615を有することが好ましい。この構成によれば、位置決め部614の直径よりも小さい先端部615を有するので、基部600の貫通孔601に主軸歯車610の軸部613を挿入する際、先端部615を位置合わせの案内として機能させることが可能となり、貫通孔601の位置と軸部613の位置とを合わせやすくすることができる。 Moreover, in the encoder 6 of the present embodiment, the shaft portion 613 preferably has a tip portion 615 smaller in diameter than the positioning portion 614 on the opening side of the hole 611 . According to this configuration, since the tip portion 615 is smaller in diameter than the positioning portion 614, the tip portion 615 functions as a guide for alignment when the shaft portion 613 of the main shaft gear 610 is inserted into the through hole 601 of the base portion 600. This makes it possible to easily match the position of the through hole 601 and the position of the shaft portion 613 .

また、本実施形態のエンコーダー6において、位置決め部614は、回転軸51を主軸歯車610の孔611に挿入した後、基部600と接触しないことが好ましい。この構成によれば、主軸歯車610に回転軸51が挿入された後、位置決め部614が基部600と接触しないので、回転軸51及び主軸歯車610をスムーズに回転させることができる。 Also, in the encoder 6 of the present embodiment, the positioning portion 614 preferably does not come into contact with the base portion 600 after the rotary shaft 51 is inserted into the hole 611 of the main shaft gear 610 . According to this configuration, after the rotating shaft 51 is inserted into the main shaft gear 610, the positioning portion 614 does not contact the base portion 600, so that the rotating shaft 51 and the main shaft gear 610 can be smoothly rotated.

また、本実施形態の駆動装置41~46は、上記に記載のエンコーダー6と、回転軸51と接続されたモーター5と、を備える。この構成によれば、容易に組み立てることが可能な駆動装置41~46を提供することができる。 Further, the driving devices 41 to 46 of this embodiment include the encoder 6 described above and the motor 5 connected to the rotary shaft 51. According to this configuration, it is possible to provide the driving devices 41 to 46 that can be easily assembled.

また、本実施形態のエンコーダー6の組立方法は、基部600に、第1磁気センサー641及び第2磁気センサー642を配置する工程と、基部600に、第1磁石631が配置された第1副軸歯車621と、第2磁石632が配置された第2副軸歯車622と、を配置する工程と、第1副軸歯車621及び第2副軸歯車622の位相と、主軸歯車610の位相と、を合わせた状態で、貫通孔601と位置決め部614とを嵌合させる工程と、嵌合させる工程の後、主軸歯車610の孔611に、回転軸51を挿入する工程と、を有する。 In addition, the method for assembling the encoder 6 of the present embodiment includes the steps of arranging the first magnetic sensor 641 and the second magnetic sensor 642 on the base 600; a step of arranging the gear 621 and the second countershaft gear 622 on which the second magnet 632 is arranged; the phases of the first countershaft gear 621 and the second countershaft gear 622; the phase of the main shaft gear 610; a step of fitting the through hole 601 and the positioning portion 614 in a state in which they are aligned; and a step of inserting the rotating shaft 51 into the hole 611 of the main shaft gear 610 after the fitting step.

この方法によれば、主軸歯車610に位置決め部614を有するので、主軸歯車610の位相と副軸歯車620の位相とを合わせた状態で、基部600に対し主軸歯車610の位置を決めることができる、言い換えれば、主軸歯車610を動かないようにすることができる。よって、主軸歯車610の孔611の中心軸611aと、回転軸51の中心軸51aと、を合わせることが可能となり、主軸歯車610の孔611に回転軸51を容易に挿入することができる。即ち、組立を容易に行うことができる。 According to this method, since the main shaft gear 610 has the positioning portion 614, the main shaft gear 610 can be positioned with respect to the base portion 600 while the phases of the main shaft gear 610 and the counter shaft gear 620 are aligned. , in other words, the main shaft gear 610 can be immobilized. Therefore, the central axis 611a of the hole 611 of the main shaft gear 610 and the central axis 51a of the rotating shaft 51 can be aligned, and the rotating shaft 51 can be easily inserted into the hole 611 of the main shaft gear 610. That is, assembly can be easily performed.

以下、上記した実施形態の変形例を説明する。 Modifications of the above embodiment will be described below.

上記したように、基部600の貫通孔601と、主軸歯車610の位置決め部614と、が嵌合する部分は、軸線aZと平行になっていることに限定されず、図11に示すように、角度θ1を有するテーパー形状になっていてもよい。言い換えれば、位置決め部614は、孔611の開口側(図5参照)に向かって徐々に直径が小さくなっている。具体的には、主軸歯車610の位置決め部614aがテーパー形状になっている。更に、基部600の貫通孔601aがテーパー形状になっている。 As described above, the portion where the through hole 601 of the base portion 600 and the positioning portion 614 of the main shaft gear 610 are fitted is not limited to being parallel to the axis aZ, and as shown in FIG. It may be tapered with an angle θ1. In other words, the positioning portion 614 gradually decreases in diameter toward the opening side of the hole 611 (see FIG. 5). Specifically, the positioning portion 614a of the main shaft gear 610 is tapered. Furthermore, the through hole 601a of the base 600 is tapered.

このように、位置決め部614aの直径が徐々に小さくなっているので、貫通孔601aに位置決め部614aを挿入するに従って、主軸歯車610と基部600との位置を合わせることが可能となり、スムーズに主軸歯車610を基部600に嵌めることができる。 In this way, since the diameter of the positioning portion 614a is gradually reduced, as the positioning portion 614a is inserted into the through hole 601a, the positions of the main shaft gear 610 and the base portion 600 can be aligned smoothly. 610 can be fitted to base 600 .

上記したように、位置決め部614aは、孔611の開口側に向かって徐々に直径が小さくなっていることが好ましい。この構成によれば、位置決め部614aの直径が徐々に小さくなっているので、貫通孔601aに位置決め部614aを挿入するに従って、主軸歯車610と基部600との位置を合わせることが可能となり、スムーズに主軸歯車610を基部600に嵌めることができる。 As described above, it is preferable that the diameter of the positioning portion 614 a gradually decreases toward the opening side of the hole 611 . According to this configuration, since the diameter of the positioning portion 614a is gradually reduced, as the positioning portion 614a is inserted into the through hole 601a, the positions of the main shaft gear 610 and the base portion 600 can be aligned smoothly. A main shaft gear 610 can be fitted to the base 600 .

上記した図8のように、基部600の貫通孔601と、主軸歯車610の位置決め部614と、の間に隙間が無いことに限定されず、位置決め部614の全部分が貫通孔601と接していなくてもよく、隙間のある一部分があってもよい。 As shown in FIG. 8 described above, the positioning portion 614 is not limited to having no gap between the through hole 601 of the base portion 600 and the positioning portion 614 of the main shaft gear 610, and the entire portion of the positioning portion 614 is in contact with the through hole 601. It may be absent, and there may be a part with a gap.

1…ロボットシステム、2…ロボット、3…制御装置、5…モーター、6…エンコーダー、20…ベース、21…ロボットアーム、22…エンドエフェクター、41~46…駆動装置、51…回転軸、51a…中心軸、52…ローター、53…ステーター、54…ハウジング、55、56…軸受、211~216…アーム、600…基部、601…貫通孔、601a…貫通孔、610…主軸歯車、611…孔、611a…中心軸、612…歯部、613…軸部、614…位置決め部、614a…位置決め部、615…先端部、620…副軸歯車、621…第1副軸歯車、622…第2副軸歯車、631…第1磁石、632…第2磁石、640…磁気センサー、641…第1磁気センサー、642…第2磁気センサー、643…センサー基板、650…光学センサー、651…光学ディスク、652…支持部、661…第1軸受、662…第2軸受、663…第3軸受。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Robot system, 2... Robot, 3... Control device, 5... Motor, 6... Encoder, 20... Base, 21... Robot arm, 22... End effector, 41 to 46... Drive device, 51... Rotary shaft, 51a... Central shaft 52 Rotor 53 Stator 54 Housing 55, 56 Bearing 211 to 216 Arm 600 Base 601 Through hole 601a Through hole 610 Main shaft gear 611 Hole 611a... Central shaft 612... Tooth part 613... Shaft part 614... Positioning part 614a... Positioning part 615... Tip part 620... Counter shaft gear 621... First counter shaft gear 622... Second counter shaft Gears 631 First magnet 632 Second magnet 640 Magnetic sensor 641 First magnetic sensor 642 Second magnetic sensor 643 Sensor substrate 650 Optical sensor 651 Optical disk 652 Supporting portion 661...first bearing, 662...second bearing, 663...third bearing.

Claims (7)

モーターの駆動により回転する回転軸と、
回転中心に孔が設けられた軸部を有し、前記孔に前記回転軸が挿入されている主軸歯車と、
前記主軸歯車と噛み合う第1副軸歯車と、
前記主軸歯車と噛み合う第2副軸歯車と、
前記主軸歯車、前記第1副軸歯車、及び前記第2副軸歯車が配置され、前記回転軸が挿入されている貫通孔が設けられている基部と、
前記第1副軸歯車に配置されている第1磁石と、
前記第2副軸歯車に配置されている第2磁石と、
前記第1磁石の磁界が作用する第1磁気センサーと、
前記第2磁石の磁界が作用する第2磁気センサーと、
を備え、
前記主軸歯車の前記軸部は、前記回転軸の軸方向と直交する方向において、前記基部に対する前記主軸歯車の位置を決める位置決め部を有する、エンコーダー。
a rotating shaft that rotates by driving a motor;
a main shaft gear having a shaft portion provided with a hole at the center of rotation, the rotary shaft being inserted into the hole;
a first countershaft gear that meshes with the mainshaft gear;
a second countershaft gear that meshes with the main shaft gear;
a base on which the main shaft gear, the first countershaft gear, and the second countershaft gear are arranged and provided with a through hole into which the rotating shaft is inserted;
a first magnet disposed on the first countershaft gear;
a second magnet disposed on the second countershaft gear;
a first magnetic sensor on which the magnetic field of the first magnet acts;
a second magnetic sensor on which the magnetic field of the second magnet acts;
with
The encoder, wherein the shaft portion of the main shaft gear has a positioning portion that determines the position of the main shaft gear with respect to the base portion in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft.
請求項1に記載のエンコーダーであって、
前記位置決め部の直径は、前記基部の前記貫通孔の直径と同じである、エンコーダー。
An encoder according to claim 1, wherein
The encoder, wherein the diameter of the positioning portion is the same as the diameter of the through hole of the base.
請求項1又は請求項2に記載のエンコーダーであって、
前記軸部は、前記孔の開口側に、前記位置決め部の直径よりも小さい先端部を有する、エンコーダー。
An encoder according to claim 1 or claim 2,
The encoder according to claim 1, wherein the shaft portion has a tip portion smaller in diameter than the positioning portion on the opening side of the hole.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のエンコーダーであって、
前記位置決め部は、前記孔の開口側に向かって徐々に直径が小さくなっている、エンコーダー。
The encoder according to any one of claims 1 to 3,
The encoder, wherein the positioning portion gradually decreases in diameter toward the opening side of the hole.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のエンコーダーであって、
前記位置決め部は、前記回転軸を前記主軸歯車の前記孔に挿入した後、前記基部と接触しない、エンコーダー。
The encoder according to any one of claims 1 to 4,
The encoder, wherein the positioning part does not come into contact with the base part after the rotating shaft is inserted into the hole of the main shaft gear.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のエンコーダーと、
前記回転軸と接続された前記モーターと、
を備える、駆動装置。
an encoder according to any one of claims 1 to 5;
the motor connected to the rotating shaft;
a driving device.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のエンコーダーを組み立てる組立方法であって、
前記基部に、前記第1磁気センサー及び前記第2磁気センサーを配置する工程と、
前記基部に、前記第1磁石が配置された前記第1副軸歯車と、前記第2磁石が配置された前記第2副軸歯車と、を配置する工程と、
前記第1副軸歯車及び前記第2副軸歯車の位相と、前記主軸歯車の位相と、を合わせた状態で、前記貫通孔と前記位置決め部とを嵌合させる工程と、
前記嵌合させる工程の後、前記主軸歯車の前記孔に、前記回転軸を挿入する工程と、
を有する、エンコーダーの組立方法。
An assembly method for assembling the encoder according to any one of claims 1 to 5,
placing the first magnetic sensor and the second magnetic sensor on the base;
arranging the first countershaft gear on which the first magnet is arranged and the second countershaft gear on which the second magnet is arranged on the base;
a step of fitting the through hole and the positioning portion in a state where the phases of the first countershaft gear and the second countershaft gear and the phase of the main shaft gear are matched;
a step of inserting the rotating shaft into the hole of the main shaft gear after the fitting step;
A method for assembling an encoder.
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