JP4094575B2 - Rotary encoder mounting apparatus and mounting method - Google Patents
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Description
この発明は、電動機の軸端に中空軸を備えたロータリエンコーダを連結する取付け装置及びその装置を用いた取付け方法に係るものである。 The present invention relates to an attachment device for connecting a rotary encoder having a hollow shaft at the shaft end of an electric motor, and an attachment method using the device.
電動機には、速度制御をするために回転角を電気信号に変換するエンコーダが軸端に取り付けられる。そのエンコーダとして、回転自在な中空軸を備えたロータリエンコーダがある。この中空軸形のロータリエンコーダを電動機に取り付ける従来の取付け装置を、図9から図12に示す。図示のロータリエンコーダの取付け装置は、いずれも特許文献1に開示されたものと同様な構成を有するものである。
まず、図9及び図10において、ロータリエンコーダ41は本体と、この本体を貫通して回転自在に取り付けられた中空軸42とからなっている。上記本体内には、発光ダイオード、受光素子、回転スリット板、固定スリット板等が収納されており、回転スリット板は中空軸42に取り付けられて回転するようになっている。上記本体は板材を屈曲した支持部材43によって電動機固定部44に取り付けられている。
電動機軸47には中継軸45が連結されている。この中継軸45は中空軸42に挿入され、更に両者の間にキー46が打ち込まれて、中空軸42と中継軸45は緊締されている。これにより電動機の回転を回転スリット板に伝えて回転角を電気信号に変換するようになっている。
An encoder that converts the rotation angle into an electric signal is attached to the shaft end for speed control. As the encoder, there is a rotary encoder provided with a rotatable hollow shaft. A conventional attachment device for attaching this hollow shaft type rotary encoder to an electric motor is shown in FIGS. The illustrated rotary encoder mounting apparatus has the same configuration as that disclosed in
First, in FIGS. 9 and 10, the
A
また、図11及び図12は、従来のロータリエンコーダの取付け装置の他の例を示す。図において、ロータリエンコーダ51は本体と、この本体を貫通して回転自在に取り付けられた中空軸52とからなっている。この中空軸52は、内面がテーパ形状になっている。
上記本体内には、同様に発光ダイオード、受光素子、回転スリット板、固定スリット板等が収納されており、回転スリット板は中空軸52に取り付けられて回転するようになっている。上記本体は板材を屈曲した支持部材53によって電動機固定部44に取り付けられている。
電動機軸47には中空軸52に対応してテーパ形状に形成された中継軸55が連結されている。中継軸55を中空軸52に挿入した後、軸端側からボルト56を中継軸55に螺合させて中空軸52を押し込んで両者を嵌め合わせる。これにより電動機の回転を回転スリット板に伝えて回転角を電気信号に変換するようになっている。この例では、中継軸55と中空軸52とをテーパ形状にして嵌め合わせるようにしたので、中空軸52の回転軸を中継軸55の回転軸に容易に合せることができる。
11 and 12 show another example of a conventional rotary encoder mounting apparatus. In the figure, a
Similarly, a light emitting diode, a light receiving element, a rotary slit plate, a fixed slit plate, and the like are accommodated in the main body, and the rotary slit plate is attached to the
A
従来のロータリエンコーダの取付け装置は上記のとおり構成されており、中継軸45、55を電動機軸47とは別体で制作した後、電動機軸47に連結する場合は、両者の軸心を合せるために、例えば凹凸状の嵌合い部を追加加工する必要がある。
また、図11及び図12に示したように、ロータリエンコーダの中空軸52の内面がテーパ形状になっている場合は、このテーパ形状に合せて中継軸55を更に加工しなければならない。
電動機が工場の製造工程にある場合は、電動機軸47及び中継軸45、55の加工は、特に問題になることはない。
しかし、既に設置されて稼動状態にある電動機に、新たにロータリエンコーダを取り付ける場合、少なくとも電動機軸47には、中継軸45、55との嵌合い部を設置現場で追加加工しなければならない。電動機の設置現場によっては、上記追加加工ができないため、ロータリエンコーダを電動機に取り付けることができない、という問題があった。
The conventional rotary encoder mounting apparatus is configured as described above. When the
Further, as shown in FIGS. 11 and 12, when the inner surface of the
When the electric motor is in the manufacturing process of the factory, the machining of the
However, when a new rotary encoder is attached to the motor that has already been installed and is in operation, at least the
また、仮に、設置現場で嵌合い部を追加加工できたとしても、搬入できる加工用機材は限られるため、精度の高い加工ができない、という問題もあった。
更に、図11及び図12に示すように、ロータリエンコーダの中空軸52の内面がテーパ形状になっている場合は、このテーパ形状に合せて中継軸55を加工しなければならない。この中継軸55が電動機軸47と一体であった場合、中継軸55のテーパ形状加工は設置現場で行うことになる。このような加工を設置現場で行うこことは実質不可能である。即ち、ロータリエンコーダの中空軸の形状によって既設の電動機にロータリエンコーダを追加して取り付けることができない場合がある、という問題もあった。
Further, even if the fitting portion can be additionally processed at the installation site, there is a problem that high-precision processing cannot be performed because the processing equipment that can be carried in is limited.
Further, as shown in FIGS. 11 and 12, when the inner surface of the
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、既設の電動機の軸端に簡単な追加加工を行うことによって、ロータリエンコーダを取り付けることができ、しかも、電動機の軸心とロータリエンコーダの軸心とを高い精度で一致させることができるロータリエンコーダの取付け装置及び取付け方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A rotary encoder can be attached to a shaft end of an existing electric motor by performing a simple additional process. An object of the present invention is to provide a rotary encoder mounting device and a mounting method capable of matching the axis of the encoder with high accuracy.
この発明に係るロータリエンコーダの取付け装置は、回転自在な中空軸を備えたロータリエンコーダに係るものであって、上記中空軸内に挿着させる円筒形の中継軸の端部内側面にねじを螺刻して先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を螺合させ、この位置決め具を中継軸から所定寸法露出させた状態で電動機の軸端に形成されたセンタ穴に当接させると共に、上記中継軸及び上記位置決め具に連結具を通して上記センタ穴に螺合させて上記中継軸を軸端に連結した後、ロータリエンコーダの上記中空軸に中継軸を挿入し、更に締結具を中継軸に螺合させて上記中空軸を上記中継軸に固着させるようにしたものである。 A rotary encoder mounting apparatus according to the present invention relates to a rotary encoder having a rotatable hollow shaft, and a screw is threaded on an inner surface of an end portion of a cylindrical relay shaft to be inserted into the hollow shaft. Then, a cylindrical positioning tool whose tip is processed into a conical shape is screwed, and this positioning tool is brought into contact with a center hole formed at the shaft end of the motor with a predetermined dimension exposed from the relay shaft. The relay shaft and the positioning tool are screwed into the center hole through the connecting tool to connect the relay shaft to the shaft end, and then the relay shaft is inserted into the hollow shaft of the rotary encoder, and the fastener is further connected to the relay shaft. And the hollow shaft is fixed to the relay shaft.
また、この発明に係る他のロータリエンコーダの取付け装置は、中継軸内に先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を挿入し、中継軸内に押しばねを内挿して位置決め具を押圧して電動機の軸端のセンタ穴に当接させると共に、中継軸及び位置決め具に連結具を通してセンタ穴に螺合させて中継軸を軸端に連結した後、ロータリエンコーダの中空軸に中継軸を挿入し、更に締結具を中継軸に羅合させて中空軸を中継軸に固着させるようにしたものである。 According to another rotary encoder mounting apparatus of the present invention, a cylindrical positioning tool whose tip is processed into a conical shape is inserted into the relay shaft, and a positioning spring is inserted into the relay shaft. After pressing and making contact with the center hole of the shaft end of the motor, the relay shaft and the positioning tool are screwed into the center hole through the coupling tool, and the relay shaft is connected to the shaft end, and then the relay shaft is connected to the hollow shaft of the rotary encoder. Is inserted, and the fastener is further engaged with the relay shaft to fix the hollow shaft to the relay shaft.
この発明に係るロータリエンコーダの取付け装置は、上記のとおり、先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を中継軸の端部内側面に螺合させてセンタ穴に当接させるようにしたものである。センタ穴は電動機軸を加工する際に円錐形状に形成されるものであり、その中心は電動機の軸心と一致する。
このため、位置決め具をセンタ穴に当接させる、という簡単な作業によって、中継軸の軸心、即ちロータリエンコーダの軸心と、センタ穴の中心、即ち電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる、という効果を奏する。
また、既設の電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合、センタ穴にねじ切りをするためのタップ立て作業が必要となるが、このねじに螺合する連結具は、単に中継軸を軸端に連結するものに過ぎない。このため、タップ立て作業は連結具が螺合するのに必要な程度の精度でよく、電動機の設置現場で容易に実施し得る、という効果を奏する。
In the rotary encoder mounting device according to the present invention, as described above, the cylindrical positioning tool whose tip is processed into a conical shape is screwed into the inner surface of the end of the relay shaft so as to contact the center hole. Is. The center hole is formed in a conical shape when machining the motor shaft, and its center coincides with the shaft center of the motor.
For this reason, the center of the relay shaft, i.e., the axis of the rotary encoder, and the center of the center hole, i.e., the axis of the electric motor, are matched with high accuracy by a simple operation of bringing the positioning tool into contact with the center hole. There is an effect that it is possible.
In addition, when a rotary encoder is attached to an existing motor, a tapping operation for threading the center hole is required, but the connecting tool that is screwed into this screw simply connects the relay shaft to the shaft end. Not too much. For this reason, the tap erecting work is accurate to the extent necessary for the coupling tool to be screwed together, and has the effect that it can be easily carried out at the installation site of the electric motor.
また、この発明に係る他のロータリエンコーダの取付け装置は、中継軸内に位置決め具を挿入して押しばねで押圧し、電動機の軸端のセンタ穴に位置決め具を当接させて取り付けるようにしたものである。
このものにあっても、上記発明と同様に、ロータリエンコーダの軸心と電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる。
特に、位置決め具を押しばねによって押圧して進出するようにしたので、その露出寸法を人為的に設定する必要がなく、位置決め具はセンタ穴の深さに応じて所定寸法露出する。このため、ロータリエンコーダの取付け作業が更に容易になる、という効果も併せて奏する。
Further, in another rotary encoder mounting apparatus according to the present invention, a positioning tool is inserted into the relay shaft and pressed by a pressing spring, and the positioning tool is mounted in contact with the center hole of the shaft end of the motor. Is.
Even in this case, as in the above-described invention, the axis of the rotary encoder and the axis of the electric motor can be matched with high accuracy.
In particular, since the positioning tool is advanced by being pushed by the pressing spring, it is not necessary to artificially set the exposure dimension, and the positioning tool is exposed to a predetermined dimension according to the depth of the center hole. For this reason, there is also an effect that the mounting operation of the rotary encoder becomes easier.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一符号を付し、説明の重複を省いた。
実施の形態1.
図1から図5は、この発明の実施の形態1を示す。
図1は、中空軸を備えたロータリエンコーダが取り付けられた電動機の軸端部分の縦断面図である。図2から図5は、ロータリエンコーダの取付け工程を電動機の軸端部分の縦断面図によって示す説明用図である。
図1において、電動機の軸端2は、電動機ブラケット1から所定寸法だけ露出しており、端面は電動機の軸心に直交する平面に仕上げられている。また、その端面には電動機軸の加工工程で穿設された円錐形状のセンタ穴3が形成されている。このセンタ穴3はセンタ穴角θ1の円錐状に形成されている。また、センタ穴3の中心部にはねじ穴4が穿設されている。このねじ穴4は、予め穿設されたものを利用するか、又はロータリエンコーダ16の取付けに際して新たに穿設されるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, and duplication of description was omitted.
1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shaft end portion of an electric motor to which a rotary encoder having a hollow shaft is attached. FIG. 2 to FIG. 5 are explanatory views showing the process of attaching the rotary encoder by a longitudinal sectional view of the shaft end portion of the electric motor.
In FIG. 1, the
円筒形の中継軸11の一端にはフランジ11aが設けられている。このフランジ11a側の端部内側面には雌ねじ11cが螺刻されている。また、反フランジ11a側の端部外側面には雄ねじ11bが螺刻されている。この中継軸11の雌ねじ11cには、先端部が円錐角θ2の円錐状に加工された円筒形の位置決め具12が螺合している。この位置決め具12は円錐状の先端部を中継軸11の一端から所定寸法δだけ露出しており、この露出部を電動機の軸端2に形成されたセンタ穴3に嵌合している。
ここで、位置決め具12の円錐角θ2は、センタ穴角θ1に等しいものとし、所定寸法δは、フランジ11aの外端面が軸端2の端面と当接したときに、位置決め具12の錐面12aがセンタ穴3の傾斜面3aと当接するように設定された寸法である。
A
Here, it is assumed that the cone angle θ2 of the
位置決め具12をセンタ穴3に嵌合させた状態で、ボルト13からなる連結具13を中継軸11及び位置決め具12に貫通させてねじ穴4に螺合させ、座金14を介して中継軸11を電動機の軸端2に圧接する。更に、フランジ11aと軸端2にノックピン15が打ち込まれて中継軸11は軸端2に固定される。
ロータリエンコーダ16の中空軸17を中継軸11に通した後、ロックナットからなる締結具18を雄ねじ11bに螺合させる。中空軸17はフランジ11aと締結具18に挟持されて中継軸11に取り付けられる。更に、ロータリエンコーダ16の本体は、板ばねからなる取付け脚19を介して、固定部である電動機ブラケット1に取付けねじ20によって取り付けられる。
In a state in which the
After passing the
次に、図2から図5によってロータリエンコーダの取付け方法を述べる。なお、センタ穴3は、既に述べたとおり、通常電動機軸2の製造工程で穿設されるものである。従って、ロータリエンコーダ16の取付け工程には含まれないものとする。
まず、センタ穴3の底部にタップ立てを行ってねじ穴4を穿設する。中継軸11の端部に位置決め具12を螺合させ、円錐状に加工された先端部を中継軸11から所定寸法δだけ露出させた状態に設定する。中継軸11に螺合した位置決め具12をセンタ穴3に嵌合させる。中継軸11及び位置決め具12に連結具であるボルト13を挿通してセンタ穴3に穿設されたねじ穴4に螺合させる。ボルト13を緊締して位置決め具12が取り付けられた中継軸11を軸端2に連結する。図5に示したとおり、更に、フランジ11aと軸端2にノックピン15を打ち込んで中継軸11を軸端2に固定する。
Next, a method of attaching the rotary encoder will be described with reference to FIGS. The
First, tapping is performed at the bottom of the
ここで、位置決め具12が所定寸法δよりも大きく露出している場合は、図3に示したとおり、位置決め具12の錐面12aがセンタ穴3の斜面3aに当接したとき、フランジ11aと軸端2の端面間に隙間ができる。
一方、ねじ穴4の中心は電動機の軸心に一致することが望ましい。しかし、ねじ穴4は、ロータリエンコーダ16を取り付けるために電動機の設置現場で新たに穿設されるものであるから、その精度は低いことが想定される。このため、図3に示したとおり、ねじ穴4の中心が電動機の軸心に対して角度αだけ偏心していたとする。ボルト13をねじ穴4に螺合させると、ボルト13は電動機の軸端2に対して傾斜する。このため、中継軸11は座金14によって規制されて、ボルト13と共に角度αだけ偏心して取り付けられる。この状態で中継軸11にロータリエンコーダ16を取り付けると振動が発生する。
Here, when the
On the other hand, it is desirable that the center of the screw hole 4 coincides with the axis of the electric motor. However, since the screw hole 4 is newly drilled at the installation site of the electric motor in order to attach the
逆に、位置決め具12が所定寸法δよりも小さい場合は、図4に示したとおり、フランジ11aと軸端2の端面が当接し、位置決め具12の錐面12aとセンタ穴3の斜面3aとの間に隙間ができる。このため、位置決め具12が位置決め機能を果たさなくなる。位置決め具12とボルト13の間には隙間があるので、この隙間相当分だけ中継軸11は移動する。従って、ねじ穴4の精度に関係なく、中継軸11の軸心は電動機の軸心から距離βだけ偏心することになる。この場合も、中継軸11にロータリエンコーダ16を取り付けると振動が発生する。
Conversely, when the
この実施の形態1では、位置決め具12のねじ込みを調節することにより、位置決め具12の先端を所定寸法δだけ露出させたので、フランジ11aの外端面が軸端2の端面と当接したときに、位置決め具12の錐面12aがセンタ穴3の斜面3aと当接する。このため、ねじ穴4の精度に関係なく、中継軸11は、フランジ11aの外端面と軸端2の端面との当接により、電動機軸と平行に突設される。また、錐面12aと斜面3aとの当接により、中継軸11の軸心を電動機軸心と一致させることができる。
In the first embodiment, by adjusting the screwing of the
ロータリエンコーダ16を中継軸11に取り付けるには、図5に示したとおり、中空軸17内に中継軸11を通した後、ロックナット18を中継軸11の雄ねじ11bに螺合させて、中空軸17をフランジ11aと締結具18で挟持して中継軸11に取り付ける。更に、ロータリエンコーダ16の本体に固着された取付け脚19を、取付けねじ20によって電動機ブラケット1に取り付けることによって、ロータリエンコーダ16の電動機への取付け作業が終了する。
In order to attach the
上記実施の形態1に記載のロータリエンコーダの取付け装置は、先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具12を中継軸11の端部内側面に螺合させ、かつ、所定寸法δだけ露出させた状態でセンタ穴3に当接させるようにしたものである。従って、フランジ11aの外端面が軸端2の端面に当接すると同時に、位置決め具12の錐面12aがセンタ穴3の傾斜面3aと当接する。
このため、位置決め具12をセンタ穴3に当接させる、という簡単な作業によって、中継軸11の軸心、即ちロータリエンコーダ16の軸心と、センタ穴3の中心、即ち電動機1の軸心とを高い精度で一致させることができる。
また、既設の電動機にロータリエンコーダ16を取り付ける場合、センタ穴3にねじ穴4を穿設するためのタップ立て作業が必要となるが、このねじ穴4に螺合する連結具であるボルト13は、単に中継軸11を軸端2に連結するものに過ぎず、ロータリエンコーダ16の軸心と電動機1の軸心とを一致させるためのものではない。このため、タップ立て作業はボルト13が螺合するのに必要な程度の精度でよく、電動機の設置現場で容易に実施することができる。
In the rotary encoder mounting device described in the first embodiment, the
For this reason, by a simple operation of bringing the
Further, when the
なお、中継軸11の一端にはフランジ11aが設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、端面が中継軸11の中心軸に直交する平面であればよい。
また、フランジ11aと軸端2にノックピン15を打ち込むようにしたが、ボルト13によって十分強固に取り付けられる場合は、ノックピン15を省略することができる。
更に、締結具としてロックナット18に替えて、中継軸11と中空軸17aの間にキーを打ち込んでもよい。
The
Further, although the
Further, instead of the
実施の形態2.
図6から図8は、この発明の実施の形態2を示す。図6は、ロータリエンコーダ16が連結された電動機の軸端2の縦断面図である。図7及び図8は、ロータリエンコーダの取付け工程を示す説明用図である。
この実施の形態2は、図6に示したとおり、位置決め具32を押しばね33で押圧して中継軸31から露出するようにしたものである。
即ち、円筒形の中継軸31の一端には、同様にフランジ31aが設けられている。反フランジ11a側の端部外側面には雄ねじ31bが螺刻されている。この中継軸31内には先端部が円錐状に加工された位置決め具32が挿入される。この位置決め具32の外径は、中継軸31の内径よりも僅かに小さくなっていて、中継軸31とははめあい関係になっている。中継軸31には押しばね33も内挿される。
6 to 8 show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the
That is, a
図7に示したとおり、中継軸31のフランジ31aを軸端2の端面に当接させた状態で、ボルト13からなる連結具13を中継軸31及び位置決め具32に貫通させてねじ穴4に螺合させる。螺合の進行に伴って座金14を介して中継軸31は軸端2の端面に圧接される。また、押しばね33は座金14を介して圧縮されて位置決め具32を押圧する。この押圧によって、位置決め具32は先端部を所定寸法δだけ露出させ、電動機の軸端2に形成されたセンタ穴3に嵌合して中継軸31の位置決めをする。即ち、フランジ31aの外側面と軸端2の端面との圧接、及び位置決め具32とセンタ穴3の嵌合により、中継軸31は軸心が電動機の軸心に合った状態で電動機の軸端2に連結される。
As shown in FIG. 7, in a state where the
以下、図8に示したとおり、実施の形態1と同様に、ノックピン15をフランジ31aと電動機ブラケット1に打ち込んで取付けを確実にする。取り付けられた中継軸31をロータリエンコーダ16の中空軸17に通した後、ロックナット18を雄ねじ31bに螺合させ、更に、取付け脚19によってロータリエンコーダ16の本体を電動機ブラケット1に取り付ける。
なお、実施の形態1と同様に、中継軸31の一端にはフランジ31aが設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、端面が中継軸31の中心軸に直交する平面に仕上てあればよい。
また、フランジ31aと軸端2にノックピン15を打ち込むようにしたが、ボルト13によって十分強固に取り付けられる場合は、ノックピン15を省略することができる。
更に、実施の形態1と同様に、ロックナット18に替えて、中継軸11と中空軸17aの間にキーを打ち込んでもよい。
Hereinafter, as shown in FIG. 8, the
As in the first embodiment, the
Further, although the
Further, similarly to the first embodiment, a key may be driven between the
上記実施の形態2によれば、中継軸31内に位置決め具32を挿入して押しばね33で押圧し、電動機の軸端2のセンタ穴3に位置決め具32を嵌合させて取り付けるようにしたので、実施の形態1と同様に、ロータリエンコーダ16の軸心と電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる。
特に、位置決め具32を押しばね33によって押圧して進出するようにしたので、その露出寸法を人為的に設定する必要がなく、位置決め具32はセンタ穴3の深さに応じて所定寸法δ露出する。このため、ロータリエンコーダ16の取付け作業が更に容易になる、という効果も併せて奏する。
According to the second embodiment, the
In particular, since the
1 電動機ブラケット、 2 軸端、 3 センタ穴、 3a 傾斜面、 4 ねじ穴、 11 中継軸、 11a フランジ、 11b 雄ねじ、 11c 雌ねじ、 12 位置決め具、 12a 錐面、 13 ボルト、 14 座金、 15 ノックピン、 16 ロータリエンコーダ、 17 中空軸、 18 ロックナット、 19 取付け脚、 20 取付けねじ、 31 中継軸、 31a フランジ、 31b 雄ねじ、 32 位置決め具、 32a 錐面、 33 押しばね。 1 motor bracket, 2 shaft end, 3 center hole, 3a inclined surface, 4 screw hole, 11 relay shaft, 11a flange, 11b male screw, 11c female screw, 12 positioning tool, 12a conical surface, 13 bolt, 14 washer, 15 dowel pin, 16 rotary encoder, 17 hollow shaft, 18 lock nut, 19 mounting leg, 20 mounting screw, 31 relay shaft, 31a flange, 31b male screw, 32 positioning tool, 32a conical surface, 33 push spring.
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