JP3720021B2 - モータ・センサシステム - Google Patents
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡単な操作により、エンコーダユニットを高い精度で位置決めすることができるモータ・センサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンコーダシステムは、さまざまな温度条件下での位置決め精度と分解能の厳格な信頼性基準に合致しなければならない。また、エンコーダシステムは大量生産される部品であるため、モータ・センサシステムとの組合わせにおいて、大量生産と信頼性の高い操作ができるように設計されなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのためにはデザインを単純にし、部品点数を少なくしなければならず、簡単な操作により精度良く位置決めできるものであることが必要である。本発明は、上記の要求を満足する新規なモータ・センサシステムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明によるモータ・センサユニットは、エンコーダ取付け側にエンコーダ取付け用の軸端を有する電気モータと、該電気モータに電力を供給するターミナルと、エンコーダを制御するための電子部品を備える回路基板と、該回路基板を電気モータに保持するためのクランプを含むモータ・センサシステムであって、回路基板上には、前記電気モータの中に形成された中ぐり穴に挿着、接触して、電気モータに電力を供給するための少なくとも２本の接触ピンが配置され、該接触ピンを中ぐり穴に挿着することにより回路基板上に配設されたセンサ・エミッタユニットが電気モータのエンコーダ取付け用の軸端と芯が合うようになっており、前記クランプは電気モータを取り囲むように形成され、且つ電気モータのエンコーダ取付け側に接触して配置され、クランプの端部に設けられたペグの手段によって電気モータに回路基板を保持することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によるモータ・センサユニットは、エンコーダ取付け用の軸端を有する電気モータと、エンコーダを制御するための電子部品を備える回路基板と、回路基板を電気モータに保持するための新規なクランプを含む。
【０００６】
電気モータには、少なくとも２つの接触ピンを挿着できるようにした正確な寸法のボア（中ぐり穴）が形成される。これらの接触ピンは、プリント回路基板の所定の位置に正確に取り付けられ、接触ピンは中ぐり穴に挿着され、中ぐり穴に接触するようになっている。電気モータとプリント回路基板で構成される組立品は、モータの中ぐり穴に接触ピンを押し込むことにより、これらの部品のｘ−ｙ平面の第１の位置に取り付けられる。
【０００７】
プリント回路基板にはセンサ・エミッタユニットが配置され、センサ・エミッタユニットは、接触ピンが押し込まれた時にエンコーダ側の軸端に正確に芯が合うようにして配置される。電気モータのエンコーダ取付け用の軸端にはタイミングディスクが配置される。
【０００８】
その後、アンギュラ状で電気モータに跨がるような形状に形成されたクランプがモータのｚ平面の上から押し込まれ、電気モータの下部に接続、保持されるプリント回路基板の上に適切に配列されたスロット中にクランプの端部が挿入される。クランプは特定の形状（３面の形状が適合する接続形態）を有し、電気モータの端面と長手方向側面の両方がガイド面として利用されるようになっている。
【０００９】
クランプの端部（ペグなどの突起部）をプリント回路基板のスロットに関して機械的および／または熱的加工／変形処理することにより、動力伝達のために、回路基板は電気モータの底面に接続される。クランプの端面の半円状窪みは位置決め精度を改善し、この部品が前部平面（ｘ、ｙ、ｚ平面）の中心にくるようにする。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明のその他の態様は、以下の詳細な説明と添付図面を合わせて見ることにより明らかになる。しかし、これらの図面は説明のためだけのものであって、本発明の限界を定義するものではなく、定義に関しては請求項を参照されたい。
【００１１】
図１は、エンコーダ取付け側に配置されたエンコーダ取付け用 軸端２を備えた電気モータ１を示し、モータ１は平坦な上面１ａと底面１ｂを有する円柱状に形成されている。２つの中ぐり穴３、４がモータハウジングの平坦な面１ｂ中に穿設、配置され、プリント回路基板５への接続を可能にしている。
【００１２】
プリント回路基板５は、中ぐり穴３、４に挿入できるようにした２本の接触ピン６、７に加えて、レジスタ８、センサ・エミッタユニット９、プラグコネクタ１０などの電子部品を含む。導線トラックなど付加的な部品はプリント回路基板の裏面（図示なし）に配置される。
【００１３】
プリント回路基板５を矢印２９の方向に押し込み、接触ピン６、７が中ぐり穴３、４に挿入された後、クランプ１１がモータ１に上から押し込まれる。すなわち、プリント回路基板５と反対側のモータ１ａ面から矢印２８の方向に押し込まれ、ペグ端１２、１３、１４をプリント回路基板５上に形成された対応ガイド穴１５、１６、１７の中に押し込むことにより組み立てられる。
【００１４】
この結合は、ペグ端１２、１３、１４を機械加工によってねじるか折り曲げることにより、および／またはハンダ付けによって熱加工することにより、機械的強度の高いものとなるが、これらの操作は単一の加工工程で実施することができる。
【００１５】
センサ・エミッタユニット９は、クランプ１１の半円形状の窪み１８により軸端２に対して自動的に中心が合うようになっている。軸端２上の円柱型フランジ１９が挿入のための接触面を形成し、窪み１８との接触面が円の一部となるよう噛み合うようになっている。窪み１８の代わりに、クランプ１１に円型穴を設け、フランジ１９に挿着する形態でもよい。もう１つの接触面は電気モータ１の側面２０であり、これはクランプ１１の角度のついた端面２１で取り囲まれる。
【００１６】
図２〜４は、本発明のモータ・センサシステムを組み立てた状態の３つの異なる斜視図である。図２は、クランプ１１を備えたモータ１の側面図であり、エンコーダシステムの付加的な制御ユニットに機械的に結合させる軸２３とピニオン２４を備えた歯車面２２も示されている。
【００１７】
プリント回路基板５は、センサ・エミッタユニット９ならびに接触ピン７の下端とクランプ１１のペグ端１２、１４を備え、モータ１の下側に配置される。また、タイミングディスクハブ２６を備えたタイミングディスク２５の側面図も示されている。
【００１８】
図３は、タイミングディスク２５とタイミングディスクハブ２６を備えたモータ１の正面図である。前部のペグ１２、１３、後部のペグ１４を備えたクランプ１１の正面も示されている。
【００１９】
上記の説明は、スペース節約型のクランプ１１の構造を示すものであり、この構造は特に重量を減らすことになる。その結果、電気モータ１の上面には、例えば、ラベルを貼るための追加の面２７も得られることになる。
【００２０】
図４の斜視図は、本発明のモータ・センサシステムが３つの部品、すなわちモータ１、クランプ１１、プリント回路基板５で構成されており、これらが図１の矢印２８、２９で示された唯一の好ましい方向に組み立てられていることを示している。ガイド面はすべて自動的に中心が合うようになっており、組立のための付加的なアクセサリは必要としない。事前に組み立てられた部品は組立前に個々に光学的にチェックすることができるため、後で再調整することも不要となる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態を示せば以下のとおりである。
（１）電気モータ１が、プリント回路基板５への接続を提供するための少なくとも１つの平坦なベースを有し、モータ１を取り囲むクランプ１１がモータ１をプリント回路基板５に接続する。
（２）クランプ１１が、プリント回路基板５とともに電気モータ１の少なくとも４面を取り囲む１つのオープンハウジングを構成する。
【００２２】
（３）前記オープンハウジングの４面が、電気モータ１のエンコーダ取付け側に接触する端面、および電気モータ１の上面、底面、側面に相互に接続された３つの接触面によって形成される。
（４）クランプ１１と前記電気モータ１のエンコーダ取付け側に接触する端面との接触面が円または円の一部分で形成される。
【００２３】
（５）モータ・センサシステムのセンサ・エミッタユニットの中心を合わせるための組立品であって、エンコーダ取付け用の軸端および２つの中ぐり穴を有する電気モータと、モータの上に配置されたクランプと、センサ・エミッタユニット、エンコーダユニットを制御するための電子部品、電力を電気モータに供給するために前記モータの中の２つの中ぐり穴によって受け入れられる２本の接触ピン、および少なくとも２つのガイドスロットを含む回路基板とを含み、クランプは、電気モータの外周と形状が合致し、且つ折り曲げ可能な端部を有する少なくとも２本のペグを含み、該折り曲げ可能な端部は少なくとも２つのガイドスロットを貫通して延び、端部を折り曲げることによって電気モータがクランプによって所定の場所に保持されることを特徴とする組立品。
【００２４】
以上、本発明の基本的な新規な特徴を好ましい実施形態を示して説明してきたが、図示したデバイスの形状や詳細部分、その他の操作において、当分野の熟練者はさまざまな省略、置き換えや変更を本発明の趣旨から逸脱することなく行うことができるのは言うまでもない。たとえば、これらの部品のすべての組み合わせ、および／または同じ結果を達成するために実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を行わせる方法はすべて本発明の範疇に入るものであることは当然である。ある実施形態で説明した部品を別の実施形態に置き換えることも、本発明が意図し考案したものに含まれる。また、図面は必ずしも正確なスケールで描いたものではなく、単にそれらを概念的に示したものである。したがって、本発明は請求項で示したことによってのみ制限されるものである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない部品点数で、エンコーダユニットを、簡単な操作により高い精度で位置決めすることを可能とするモータ・センサシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ・センサシステムの組立前の斜視図である。
【図２】本発明のモータ・センサシステムの組立後の側面図である。
【図３】本発明のモータ・センサシステムの組立後の正面図である。
【図４】本発明のモータ・センサシステムの組立後の斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気モータ
２ 軸端
３ 中ぐり穴
４ 中ぐり穴
５ 回路基板
６ 接触ピン
７ 接触ピン
８ レジスタ
９ センサエミッタ・ユニット
１０ プラグコネクタ
１１ クランプ
１２ ペグ
１３ ペグ
１４ ペグ
１５ ガイド穴
１６ ガイド穴
１７ ガイド穴
１８ 半円状窪み
１９ フランジ
２０ モータの側面
２１ クランプの端面
２２ 歯車面
２３ 軸
２４ ピニオン
２５ タイミングディスク
２６ タイミングディスクハブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡単な操作により、エンコーダユニットを高い精度で位置決めすることができるモータ・センサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンコーダシステムは、さまざまな温度条件下での位置決め精度と分解能の厳格な信頼性基準に合致しなければならない。また、エンコーダシステムは大量生産される部品であるため、モータ・センサシステムとの組合わせにおいて、大量生産と信頼性の高い操作ができるように設計されなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのためにはデザインを単純にし、部品点数を少なくしなければならず、簡単な操作により精度良く位置決めできるものであることが必要である。本発明は、上記の要求を満足する新規なモータ・センサシステムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明によるモータ・センサユニットは、エンコーダ取付け側にエンコーダ取付け用の軸端を有する電気モータと、該電気モータに電力を供給するターミナルと、エンコーダを制御するための電子部品を備える回路基板と、該回路基板を電気モータに保持するためのクランプを含むモータ・センサシステムであって、回路基板上には、前記電気モータの中に形成された中ぐり穴に挿着、接触して、電気モータに電力を供給するための少なくとも２本の接触ピンが配置され、該接触ピンを中ぐり穴に挿着することにより回路基板上に配設されたセンサ・エミッタユニットが電気モータのエンコーダ取付け用の軸端と芯が合うようになっており、前記クランプは電気モータを取り囲むように形成され、且つ電気モータのエンコーダ取付け側に接触して配置され、クランプの端部に設けられたペグの手段によって電気モータに回路基板を保持することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によるモータ・センサユニットは、エンコーダ取付け用の軸端を有する電気モータと、エンコーダを制御するための電子部品を備える回路基板と、回路基板を電気モータに保持するための新規なクランプを含む。
【０００６】
電気モータには、少なくとも２つの接触ピンを挿着できるようにした正確な寸法のボア（中ぐり穴）が形成される。これらの接触ピンは、プリント回路基板の所定の位置に正確に取り付けられ、接触ピンは中ぐり穴に挿着され、中ぐり穴に接触するようになっている。電気モータとプリント回路基板で構成される組立品は、モータの中ぐり穴に接触ピンを押し込むことにより、これらの部品のｘ−ｙ平面の第１の位置に取り付けられる。
【０００７】
プリント回路基板にはセンサ・エミッタユニットが配置され、センサ・エミッタユニットは、接触ピンが押し込まれた時にエンコーダ側の軸端に正確に芯が合うようにして配置される。電気モータのエンコーダ取付け用の軸端にはタイミングディスクが配置される。
【０００８】
その後、アンギュラ状で電気モータに跨がるような形状に形成されたクランプがモータのｚ平面の上から押し込まれ、電気モータの下部に接続、保持されるプリント回路基板の上に適切に配列されたスロット中にクランプの端部が挿入される。クランプは特定の形状（３面の形状が適合する接続形態）を有し、電気モータの端面と長手方向側面の両方がガイド面として利用されるようになっている。
【０００９】
クランプの端部（ペグなどの突起部）をプリント回路基板のスロットに関して機械的および／または熱的加工／変形処理することにより、動力伝達のために、回路基板は電気モータの底面に接続される。クランプの端面の半円状窪みは位置決め精度を改善し、この部品が前部平面（ｘ、ｙ、ｚ平面）の中心にくるようにする。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明のその他の態様は、以下の詳細な説明と添付図面を合わせて見ることにより明らかになる。しかし、これらの図面は説明のためだけのものであって、本発明の限界を定義するものではなく、定義に関しては請求項を参照されたい。
【００１１】
図１は、エンコーダ取付け側に配置されたエンコーダ取付け用 軸端２を備えた電気モータ１を示し、モータ１は平坦な上面１ａと底面１ｂを有する円柱状に形成されている。２つの中ぐり穴３、４がモータハウジングの平坦な面１ｂ中に穿設、配置され、プリント回路基板５への接続を可能にしている。
【００１２】
プリント回路基板５は、中ぐり穴３、４に挿入できるようにした２本の接触ピン６、７に加えて、レジスタ８、センサ・エミッタユニット９、プラグコネクタ１０などの電子部品を含む。導線トラックなど付加的な部品はプリント回路基板の裏面（図示なし）に配置される。
【００１３】
プリント回路基板５を矢印２９の方向に押し込み、接触ピン６、７が中ぐり穴３、４に挿入された後、クランプ１１がモータ１に上から押し込まれる。すなわち、プリント回路基板５と反対側のモータ１ａ面から矢印２８の方向に押し込まれ、ペグ端１２、１３、１４をプリント回路基板５上に形成された対応ガイド穴１５、１６、１７の中に押し込むことにより組み立てられる。
【００１４】
この結合は、ペグ端１２、１３、１４を機械加工によってねじるか折り曲げることにより、および／またはハンダ付けによって熱加工することにより、機械的強度の高いものとなるが、これらの操作は単一の加工工程で実施することができる。
【００１５】
センサ・エミッタユニット９は、クランプ１１の半円形状の窪み１８により軸端２に対して自動的に中心が合うようになっている。軸端２上の円柱型フランジ１９が挿入のための接触面を形成し、窪み１８との接触面が円の一部となるよう噛み合うようになっている。窪み１８の代わりに、クランプ１１に円型穴を設け、フランジ１９に挿着する形態でもよい。もう１つの接触面は電気モータ１の側面２０であり、これはクランプ１１の角度のついた端面２１で取り囲まれる。
【００１６】
図２〜４は、本発明のモータ・センサシステムを組み立てた状態の３つの異なる斜視図である。図２は、クランプ１１を備えたモータ１の側面図であり、エンコーダシステムの付加的な制御ユニットに機械的に結合させる軸２３とピニオン２４を備えた歯車面２２も示されている。
【００１７】
プリント回路基板５は、センサ・エミッタユニット９ならびに接触ピン７の下端とクランプ１１のペグ端１２、１４を備え、モータ１の下側に配置される。また、タイミングディスクハブ２６を備えたタイミングディスク２５の側面図も示されている。
【００１８】
図３は、タイミングディスク２５とタイミングディスクハブ２６を備えたモータ１の正面図である。前部のペグ１２、１３、後部のペグ１４を備えたクランプ１１の正面も示されている。
【００１９】
上記の説明は、スペース節約型のクランプ１１の構造を示すものであり、この構造は特に重量を減らすことになる。その結果、電気モータ１の上面には、例えば、ラベルを貼るための追加の面２７も得られることになる。
【００２０】
図４の斜視図は、本発明のモータ・センサシステムが３つの部品、すなわちモータ１、クランプ１１、プリント回路基板５で構成されており、これらが図１の矢印２８、２９で示された唯一の好ましい方向に組み立てられていることを示している。ガイド面はすべて自動的に中心が合うようになっており、組立のための付加的なアクセサリは必要としない。事前に組み立てられた部品は組立前に個々に光学的にチェックすることができるため、後で再調整することも不要となる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態を示せば以下のとおりである。
（１）電気モータ１が、プリント回路基板５への接続を提供するための少なくとも１つの平坦なベースを有し、モータ１を取り囲むクランプ１１がモータ１をプリント回路基板５に接続する。
（２）クランプ１１が、プリント回路基板５とともに電気モータ１の少なくとも４面を取り囲む１つのオープンハウジングを構成する。
【００２２】
（３）前記オープンハウジングの４面が、電気モータ１のエンコーダ取付け側に接触する端面、および電気モータ１の上面、底面、側面に相互に接続された３つの接触面によって形成される。
（４）クランプ１１と前記電気モータ１のエンコーダ取付け側に接触する端面との接触面が円または円の一部分で形成される。
【００２３】
（５）モータ・センサシステムのセンサ・エミッタユニットの中心を合わせるための組立品であって、エンコーダ取付け用の軸端および２つの中ぐり穴を有する電気モータと、モータの上に配置されたクランプと、センサ・エミッタユニット、エンコーダユニットを制御するための電子部品、電力を電気モータに供給するために前記モータの中の２つの中ぐり穴によって受け入れられる２本の接触ピン、および少なくとも２つのガイドスロットを含む回路基板とを含み、クランプは、電気モータの外周と形状が合致し、且つ折り曲げ可能な端部を有する少なくとも２本のペグを含み、該折り曲げ可能な端部は少なくとも２つのガイドスロットを貫通して延び、端部を折り曲げることによって電気モータがクランプによって所定の場所に保持されることを特徴とする組立品。
【００２４】
以上、本発明の基本的な新規な特徴を好ましい実施形態を示して説明してきたが、図示したデバイスの形状や詳細部分、その他の操作において、当分野の熟練者はさまざまな省略、置き換えや変更を本発明の趣旨から逸脱することなく行うことができるのは言うまでもない。たとえば、これらの部品のすべての組み合わせ、および／または同じ結果を達成するために実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を行わせる方法はすべて本発明の範疇に入るものであることは当然である。ある実施形態で説明した部品を別の実施形態に置き換えることも、本発明が意図し考案したものに含まれる。また、図面は必ずしも正確なスケールで描いたものではなく、単にそれらを概念的に示したものである。したがって、本発明は請求項で示したことによってのみ制限されるものである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない部品点数で、エンコーダユニットを、簡単な操作により高い精度で位置決めすることを可能とするモータ・センサシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ・センサシステムの組立前の斜視図である。
【図２】本発明のモータ・センサシステムの組立後の側面図である。
【図３】本発明のモータ・センサシステムの組立後の正面図である。
【図４】本発明のモータ・センサシステムの組立後の斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気モータ
２ 軸端
３ 中ぐり穴
４ 中ぐり穴
５ 回路基板
６ 接触ピン
７ 接触ピン
８ レジスタ
９ センサエミッタ・ユニット
１０ プラグコネクタ
１１ クランプ
１２ ペグ
１３ ペグ
１４ ペグ
１５ ガイド穴
１６ ガイド穴
１７ ガイド穴
１８ 半円状窪み
１９ フランジ
２０ モータの側面
２１ クランプの端面
２２ 歯車面
２３ 軸
２４ ピニオン
２５ タイミングディスク
２６ タイミングディスクハブ
Claims (1)
- エンコーダ取付け側にエンコーダ取付け用の軸端を有する電気モータと、該電気モータに電力を供給するターミナルと、エンコーダを制御するための電子部品を備える回路基板と、該回路基板を電気モータに保持するためのクランプを含むモータ・センサシステムであって、回路基板上には、前記電気モータの中に形成された中ぐり穴に挿着、接触して、電気モータに電力を供給するための少なくとも２本の接触ピンが配置され、該接触ピンを中ぐり穴に挿着することにより回路基板上に配設されたセンサ・エミッタユニットが電気モータのエンコーダ取付け用の軸端と芯が合うようになっており、前記クランプは電気モータを取り囲むように形成され、且つ電気モータのエンコーダ取付け側に接触して配置され、クランプの端部に設けられたペグの手段によって電気モータに回路基板を保持することを特徴とするモータ・センサシステム。
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