JP5348486B2 - エンコーダ付モータ - Google Patents

Description

本発明は、アキシャルギャップ形で、かつ光学式のエンコーダを備えたモータに関するものである。

サーボモータは、出力軸としてのモータ回転軸の回転制御を高精度に行なうため、速度と、位置を検出する、例えば、光学式のエンコーダを搭載している（特許文献１）。前記エンコーダは、モータ回転軸の反負荷側端部に連結したエンコーダ回転軸の反負荷側端部に回転ディスクを取付けるとともに、前記回転ディスクを挟むようにして、一方側に配置した投光素子と、他方側に配置した受光素子を断面がコ字状のエンコーダ固定部に取付け、このエンコーダ固定部を、前記モータの反負荷側ブラケットの周方向の一部に固定するようにしている。
また、モータの運転中にモータ温度が高くなる場合は、前記エンコーダを熱による破損から保護する対策を講じる必要がある。従来は、モータ本体とエンコーダとの間に熱遮蔽板を取付け、モータ側の熱が直接エンコーダ側まで伝達することを防止していた。

特開平 ７−３３６９４９号公報

しかしながら、このような従来技術においては、断面がコ字状のエンコーダ固定部を、モータの反負荷側ブラケットの周方向の一部に固定するようにしているので、エンコーダ固定部を精度よく位置決めすることが難しい。したがって、エンコーダの精度を良くすることが難しいという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、エンコーダ固定部を、モータの反負荷側ブラケットに精度よく位置決めすることができるエンコーダ付モータを提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、モータと、前記モータの反負荷側に配置されているエンコーダを有し、前記モータは、反負荷側軸受を介してモータ回転軸を回転自在に支持する反負荷側ブラケットと、前記反負荷側ブラケットの反負荷側に設けられたモータ側インロー部と、を有し、前記エンコーダは、エンコーダ回転部と、エンコーダ固定部を有し、前記エンコーダ回転部は、前記モータ回転軸の反負荷側端部に継手を介して連結したエンコーダ回転軸を備えるとともに、前記エンコーダ回転軸の反負荷側端部に固定した回転ディスクを備え、前記エンコーダ固定部は、前記回転ディスクよりも負荷側寄りの回転軸上に配置したエンコーダ軸受と、前記エンコーダ軸受を介して配置したエンコーダハウジングを有し、前記エンコーダハウジングは、半径方向外側に位置し前記モータの反負荷側ブラケットに軸方向に突き当てられる突き当て部を備え、当該反負荷側ブラケットに取付けられる熱遮蔽機能部と、前記熱遮蔽機能部の負荷側における前記突き当て部の半径方向内側に環状に設けられ、外径側が、前記モータ側インロー部の内径側に嵌合するエンコーダ側インロー部と、前記エンコーダ側インロー部に、当該エンコーダ側インロー部の環状の中心から外側に向かう放射状に延びるように若しくは当該放射状に対し所定の角度を持って延びるように形成された複数のスリットと、前記熱遮蔽機能部の内周側に配置されるエンコーダブラケット機能部と、前記エンコーダブラケット機能部の内周面に形成され、前記エンコーダ軸受の外輪を支持するエンコーダ軸受ハウジング部とを有していることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記熱遮蔽機能部の反負荷側端部に、前記回転ディスクを覆う、環状のカバー部を形成していることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、複数個の基板載置部が形成され、基板が前記基板載置部に載置されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、投光素子挿入凹部が形成され、前記投光素子挿入凹部に投光素子が挿入配置されていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記熱遮蔽機能部と、前記エンコーダブラケット機能部の材質が異なることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記熱遮蔽機能部が、樹脂系材料で構成され、前記エンコーダブラケット機能部が、金属系材料で構成されていることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、前記熱遮蔽機能部と前記エンコーダブラケット機能部が一体加工成形されていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、前記エンコーダ側インロー部の外径と、前記モータ側インロー部の内径との直径差を、マイナス公差としたことを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果がある。
請求項１に記載の発明によると、モータの反負荷側ブラケットのインロー部に嵌合するインロー部を有するエンコーダハウジングを備えているので、前記モータの反負荷側ブラケットのインロー部に、エンコーダハウジングのインロー部を嵌合させることにより、エンコーダ固定部を、モータの反負荷側ブラケットに精度よく位置決めすることができる。
また、エンコーダハウジングのインロー部には、スリットを設けているので、両インロー部の嵌合がきつい場合でも、モータの反負荷側ブラケットのインロー部の嵌合を進めるにつれて、エンコーダハウジングのインロー部を収縮させて外径を小さくすることができ、モータの反負荷側ブラケットのインロー部と、エンコーダハウジングのインロー部を容易に嵌合させることができる。また、無用なガタが発生することなく取付けることができるため、エンコーダハウジングの反負荷側ブラケットに対する軸心合わせの精度が向上する。

請求項２に記載の発明によると、エンコーダハウジングは、熱遮蔽機能部の反負荷側端部に、前記回転ディスクを覆う環状のカバー部を形成しているので、エンコーダカバーをモータの反負荷側ブラケットに取付ける前においても、外周方向からのリード線等の接触や異物の侵入等から回転ディスクを保護することができる。

請求項３の発明によると、前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、複数個の基板載置部を形成して基板を載置するようにしているので、別部品を用いることなく、基板を容易にエンコーダの固定部に取付けることができる。また、基板は、前記回転ディスクを軸方向から覆うようにして、基板載置部に基板を載置するので、軸方向からのリード線等の接触や異物の侵入等から回転ディスクを保護することができる。

請求項４の発明によると、前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、投光素子挿入凹部を形成し、前記投光素子挿入凹部に投光素子を挿入配置しているので、異物の接触や付着から投光素子を保護することができる。

請求項５ないし請求項７の発明によると、前記熱遮蔽機能部と、前記エンコーダブラケット機能部の材質を異ならせ、熱遮蔽機能部を樹脂系材料とするとともに、エンコーダブラケット機能部を金属系材料とし、かつ、それらを一体加工成形しているので、エンコーダハウジングの熱の遮蔽性と軽量化および耐久性を両立させることができる。

請求項８の記載の発明によると、前記エンコーダ側インロー部の外径と、前記モータ側インロー部の内径との直径差（隙間）を、マイナス公差としているので、前述のスリットの作用と相俟って、両インロー部間で、無用なガタが発生することなく、両インロー部を嵌合することができ、組み立て精度が向上する。

本発明におけるエンコーダ付サーボモータのエンコーダ取付け部を示す側断面図である。 図1におけるエンコーダハウジングを示す図で、（ａ）は側断面で、（ｂ）は負荷側から見た正面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本発明におけるエンコーダ付サーボモータのエンコーダ取付け部を示す側断面図である。図２は、図1におけるエンコーダハウジングを示す図で、（ａ）は側断面で、（ｂ）は負荷側から見た正面図である。

図１および図２（ａ），（ｂ）において、Ｍはモータで、ＥはモータＭの反負荷側に配置されているエンコーダである。
モータＭは、反負荷側ブラケット１に、反負荷側軸受２を介してモータ回転軸３を回転自在に支持している。前記反負荷側ブラケット１には、反負荷側の端部の内周面に、モータ側インロー部１ａを設けている。

前記エンコーダＥは、エンコーダ回転部４と、エンコーダ固定部５を有している。
前記エンコーダ回転部４は、前記モータ回転軸３の反負荷側端部に継手４１を介して連結したエンコーダ回転軸４２を備えるとともに、前記エンコーダ回転軸４２の反負荷側端部に、ディスク支持部材４４を介して固定した回転ディスク４３を備えている（回転ディスク４３はエンコーダ回転軸４２に直接固定してもよい）。前記継手４１は、モータ側部材４１ａとエンコーダ側部材４１ｂと、図示しない中間部材を有しており、モータ側部材４１ａは、モータ回転軸３の反負荷側端部に取付けられ、エンコーダ側部材４１ｂはエンコーダ回転軸３の負荷側端部に取付けられている。

前記エンコーダ固定部５は、回転ディスク４３よりも負荷側寄りの回転軸上に配置したエンコーダ軸受５１と、前記エンコーダ軸受５１を介して配置したエンコーダハウジング５２を有している。
前記エンコーダハウジング５２は、熱遮蔽機能部５３と、エンコーダブラケット機能部５４とを備えている。両者は、材質を異ならせており、例えば、熱遮蔽機能部５３は、樹脂系材料で構成され、前記エンコーダブラケット機能部５４は、金属系材料で構成されている。また両者は、金属系材料で構成されるエンコーダブラケット機能部５４に、熱遮蔽機能部５３を構成する樹脂系材料をモールドすることによって一体化して構成している。

前記熱遮蔽機能部５３は、負荷側に、エンコーダ側インロー部５５を環状に設けており、前記モータＭのモータ側インロー部１ａに嵌合させて、反負荷側ブラケット１に取付けられる。エンコーダ側インロー部５５の外径と、前記モータ側インロー部１ａの内径との直径差（隙間）は、嵌合が緩くならないようにマイナス公差としている。
前記エンコーダ側インロー部５５には、複数のスリット５６が形成され、前記エンコーダ側インロー部５５を外径側から加圧すれば収縮させることができ、外径寸法を小さくすることができる。このエンコーダ側インロー部５５は、外径側を、前記モータ側インロー部１ａの内径側に嵌合するようになっている。前記スリット５６は、エンコーダ側インロー部５５の環状の中心から外側に向かう放射状に形成されている。
また、前記熱遮蔽機能部５３は、反負荷側端部に、前記回転ディスク４３の外周側を覆う、環状のカバー部５７を形成している。このカバー部５７は、外周方向からのリード線等の接触や異物（塵埃等も含む、以下同じ）の侵入等から回転ディスクを保護することができる。

前記エンコーダブラケット機能部５４は、前記熱遮蔽機能部５３の内周側に配置され、内周面に、前記エンコーダ軸受５１の外輪を支持するエンコーダ軸受ハウジング部５８を有している。
エンコーダ側インロー部５５とエンコーダ軸受ハウジング部５８は、１チャック同時切削加工することにより、モータ回転軸３とエンコーダ回転軸４の軸心のずれを防止し、同一軸心の精度を向上させている。
前記エンコーダブラケット機能部５４は、反負荷側端部に、複数個の基板載置部５９を、回転軸方向に突出させて形成し、これらの基板載置部５９上に、基板６０を載置している。
この基板載置部５９は、前記基板６０を、別部品を用いることなく、容易にエンコーダの固定部に取付けることができるとともに、基板６０で、前記回転ディスク４３を軸方向から覆うようにしているので、回転ディスク４３を、軸方向からのリード線等の接触や異物の侵入等から保護することができる。
これにより、回転ディスク４３は、カバー部５７と基板６０とでほぼ覆われることになり（基板６０をカバー部５７の位置まで広くすれば回転ディスク４３を全面的に覆うことができる）、外周側はカバー部５７で保護され、軸方向側は基板６０で保護される。

また、前記エンコーダブラケット機能部５４の反負荷側端部には、投光素子挿入凹部６１を形成し、この投光素子挿入凹部６１に、投光素子６２を挿入配置している。このため、投光素子６２は、異物の接触や付着から保護される。なお、前記基板６０には、受光素子６３が、前記回転ディスク４３を挟んで、前記投光素子６２と向かい合うようにして実装されている。

前記エンコーダＥは、エンコーダ側インロー部５５をモータ側インロー部１ａに嵌合させた後、エンコーダカバー７を、回転軸方向から被せる。前記エンコーダカバー７は、エンコーダハウジング５２と一緒に、締付けボルト８で、モータＭの反負荷側ブラケット１に締付け固定される。

このような構成において、モータＭへのエンコーダＥの組み込みは次のようにして行なう。
まず、モータ側は、モータ回転軸３の反負荷側端部に、継手４１のモータ側部材４１ａを嵌合して取付ける。
エンコーダ側は、エンコーダ軸受ハウジング部５８に、エンコーダ軸受５１を介してエンコーダ回転軸４２が挿入配置されるとともに、このエンコーダ回転軸４２の負荷側端部に、継手４１のエンコーダ側部材４１ｂが取付けられる。また、エンコーダ回転軸４２の反負荷側端部に、回転ディスク４３が取付けられる。

次に、受光素子６３を実装した基板６０を、エンコーダブラケット機能部５４の基板載置部５９に載置する。
回転ディスク４３は、強度的に弱く、異物の接触や付着を嫌うが、基板６０を基板載置部５９に載置することにより、上述したように、前記回転ディスク４３は、カバー部５７と基板６０とで覆われることになり、外周側はカバー部５７で保護され、軸方向側は基板６０で保護される。したがって、エンコーダＥをモータＭに取付けエンコーダカバー７を被せる前であっても、回転ディスク４３を、異物の接触や付着から保護することができる。同様に、投光素子挿入凹部６１内に配置されている投光素子６２も異物の接触や付着から保護することができる。

この状態で、熱遮蔽機能部５３のエンコーダ側インロー部５５を、反負荷側ブラケット１のモータ側インロー部１ａに嵌合させて、エンコーダＥをモータＭに取付ける。この際、継手４１のエンコーダ側部材４１ｂを、中間部材を介してモータ側部材４１ａに係合させて両軸を連結させる。この継手４１により、モータ回転軸３とともにエンコーダ回転軸４が回転する際に、エンコーダ回転軸４は、モータ回転軸３の軸心と合致して回転する。

熱遮蔽機能部５３のエンコーダ側インロー部５５を、反負荷側ブラケット１のモータ側インロー部１ａに嵌合させるにあたっては、エンコーダ側インロー部５５の外径と、前記モータ側インロー部１ａの内径との直径差（隙間）を、マイナス公差としているので、きつめの嵌合となる。その結果、両者の嵌合時に、モータ側インロー部１ａが、エンコーダ側インロー部５５を外径側から加圧した状態となるが、スリット５６を設けていることにより、エンコーダ側インロー部５５は収縮でき、エンコーダ側インロー部５５の外径寸法が小さくなって、エンコーダＥが、モータＭに、無用なガタが発生することなく取付けられる。したがって、エンコーダハウジングの反負荷側ブラケットに対する軸心合わせの精度が向上する。

熱遮蔽機能部５３のエンコーダ側インロー部５５を、反負荷側ブラケット１のモータ側インロー部１ａに嵌合させた後、エンコーダカバー７を、回転軸方向からエンコーダＥに被せる。前記エンコーダカバー７は、エンコーダハウジング５２を反負荷側ブラケット２との間に挟むようにして、締付けボルト８で、モータＭの反負荷側ブラケット１に締付け固定される。
これにより、モータＭへのエンコーダＥの組み込みがなされる。

上記実施例では、スリット５６は、エンコーダ側インロー部５５の環状の中心から外側に向かう放射状をしているが、これに限定されることなく、エンコーダ側インロー部５５の環状の中心から外側に向かう放射状に対して角度を持たせた構成としてもよい。

Ｍ モータ
１ 反負荷側ブラケット
１ａ モータ側インロー部
２ 反負荷側軸受
３ モータ回転軸
Ｅ エンコーダ
４ エンコーダ回転部
４１ 継手
４１ａ モータ側部材
４１ｂ エンコーダ側部材
４２ エンコーダ回転軸
４３ 回転ディスク
４４ ディスク支持部材
５ エンコーダ固定部
５１ エンコーダ軸受
５２ エンコーダハウジング
５３ 熱遮蔽機能部
５４ エンコーダブラケット機能部
５５ エンコーダ側インロー部
５６ スリット
５７ カバー部
５８ エンコーダ軸受ハウジング部
５９ 基板載置部
６０ 基板
６１ 投光素子挿入凹部
６２ 投光素子
６３ 受光素子
７ エンコーダカバー
８ 締付けボルト

Claims (8)

1. モータと、前記モータの反負荷側に配置されているエンコーダを有し、
   前記モータは、
   反負荷側軸受を介してモータ回転軸を回転自在に支持する反負荷側ブラケットと、
   前記反負荷側ブラケットの反負荷側に設けられたモータ側インロー部と、
   を有し、
   前記エンコーダは、
   エンコーダ回転部と、エンコーダ固定部を有し、
   前記エンコーダ回転部は、
   前記モータ回転軸の反負荷側端部に継手を介して連結したエンコーダ回転軸を備えるとともに、前記エンコーダ回転軸の反負荷側端部に固定した回転ディスクを備え、
   前記エンコーダ固定部は、
   前記回転ディスクよりも負荷側寄りの回転軸上に配置したエンコーダ軸受と、
   前記エンコーダ軸受を介して配置したエンコーダハウジングを有し、
   前記エンコーダハウジングは、
   半径方向外側に位置し前記モータの反負荷側ブラケットに軸方向に突き当てられる突き当て部を備え、当該反負荷側ブラケットに取付けられる熱遮蔽機能部と、
   前記熱遮蔽機能部の負荷側における前記突き当て部の半径方向内側に環状に設けられ、外径側が、前記モータ側インロー部の内径側に嵌合するエンコーダ側インロー部と、
   前記エンコーダ側インロー部に、当該エンコーダ側インロー部の環状の中心から外側に向かう放射状に延びるように若しくは当該放射状に対し所定の角度を持って延びるように形成された複数のスリットと、
   前記熱遮蔽機能部の内周側に配置されるエンコーダブラケット機能部と、
   前記エンコーダブラケット機能部の内周面に形成され、前記エンコーダ軸受の外輪を支持するエンコーダ軸受ハウジング部と
   を有していることを特徴とするエンコーダ付モータ。
2. 前記熱遮蔽機能部は、反負荷側端部に、前記回転ディスクを覆う、環状のカバー部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ付モータ。
3. 前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、複数個の基板載置部が形成され、基板が載置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ付モータ。
4. 前記エンコーダブラケット機能部の反負荷側端部に、投光素子挿入凹部が形成され、前記投光素子挿入凹部に投光素子が挿入配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ付モータ。
5. 前記熱遮蔽機能部と、前記エンコーダブラケット機能部の材質が異なることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
6. 前記熱遮蔽機能部は、樹脂系材料で構成され、前記エンコーダブラケット機能部は、金属系材料で構成されていることを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ付モータ。
7. 前記熱遮蔽機能部と前記エンコーダブラケット機能部が一体加工成形されていることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ付モータ。
8. 前記エンコーダ側インロー部の外径と、前記モータ側インロー部の内径との直径差を、マイナス公差としたことを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。

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