JP5692147B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、回転電機に関する。

従来、エンコーダなどの回転検出器を備えた回転電機が知られている。回転検出器は、回転電機のシャフトに連結されてシャフトと一体に回転する回転入力軸の回転位置を検出することによって、回転電機のシャフトの回転位置を検出する。

従来の回転電機においては、回転検出器の回転入力軸と回転電機のシャフトとを板バネを介して連結することによって、シャフトと回転入力軸との軸ずれを板バネに吸収させていた（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８１３１５号公報

しかしながら、上述した従来技術には、回転検出器の取付けあるいは取外しを容易化するという点でさらなる改善の余地があった。

実施形態の一態様は、回転検出器の取付け・取外しを容易化することのできる回転電機を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る回転電機は、回転電機部と、回転検出器と、オルダム継手と、中間座とを備える。回転電機部は、シャフトを有する。回転検出器は、本体部とこの本体部に対して回転自在に設けられた回転入力軸とを有する。オルダム継手は、回転検出器の回転入力軸とシャフトとを軸方向と交差する方向への相対変位を許容しつつ連結する。中間座は、シャフトの軸線側に内周面を有し、シャフトに対して位置決めされた状態で回転電機部に取付けられ、回転検出器の本体部が取付けられる取付部を有する。また、回転入力軸とオルダム継手との取付面は、中間座と回転検出器の本体部との取付面よりもシャフト側に配置され、シャフトとオルダム継手との取付面は、中間座と回転電機部との取付面よりも回転検出器側に配置される。

実施形態の一態様によれば、回転検出器の取付け・取外しを容易化することができる。

図１は、第１の実施形態に係るモータの構成を示す模式側面図である。 図２は、モータの模式側断面図である。 図３は、図２に示すオルダム継手の構成を示す図である。 図４Ａは、図２に示す中間座の模式正面図である。 図４Ｂは、図４Ａに示すＡ−Ａ線矢視の模式断面図である。 図５は、図２におけるエンコーダ周辺の模式拡大図である。 図６は、第２の実施形態に係るモータの模式側断面図である。 図７Ａは、第２の実施形態に係る中間座の模式正面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線矢視の模式断面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する回転電機の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、本願の開示する回転電機がモータである場合の例について説明するが、本願の開示する回転電機は、発電機であってもよい。その他、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るモータの構成を示す模式側面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るモータ１は、エンコーダ付きモータであり、モータ部１０と、エンコーダ部２０とを備える。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

モータ部１０は、シャフト１１と、ハウジング１２と、固定子１３と、回転子１４とを備える。シャフト１１は、ハウジング１２によって回転自在に支持される円柱状の部材である。

ハウジング１２は、図示しない軸受けを介してシャフト１１を回転自在に支持する。かかるハウジング１２の内周には、固定子１３が固着される。固定子１３は、固定子コア１３ａと、固定子巻線１３ｂとを備える。また、固定子１３の内周側には、空隙を介して回転子１４が対向配置される。回転子１４は、シャフト１１の外周面に設けられる円筒状の回転子コア１４ａと、回転子コア１４ａの外周側に配置された複数の永久磁石１４ｂとを備え、シャフト１１と同軸に回転する。

このように構成されたモータ部１０では、固定子１３の固定子巻線１３ｂに電流が流れることにより、固定子１３の内側に回転磁界が発生する。そして、この回転磁界と回転子１４の永久磁石１４ｂが発生する磁界との相互作用によって回転子１４が回転し、この回転子１４の回転に伴ってシャフト１１が回転する。

エンコーダ部２０は、モータ部１０の反負荷側に設けられる。かかるエンコーダ部２０は、シャフト１１の回転位置を検出するエンコーダを備える。エンコーダは、検出素子や基板等を内蔵する本体部と、この本体部に対して回転自在に設けられた回転入力軸とを備える。かかるエンコーダは、モータ部１０のシャフト１１に対して回転入力軸が連結され、シャフト１１と一体に回転する回転入力軸の回転位置を検出することによってシャフト１１の回転位置を検出する。

ここで、第１の実施形態に係るモータ１では、エンコーダの回転入力軸とシャフト１１とを、オルダム継手を用いて連結することとした。オルダム継手は、２つの軸を軸方向と交差する方向への相対変位を許容しつつ連結する軸継手である。

オルダム継手による軸の連結は、軸またはオルダム継手の一方に形成されるキーを他方に形成されるキー溝と嵌め合わせることによりなされる。したがって、板バネ式の軸継手等とは異なり、ネジなどの締結部材を用いることなく２つの軸を連結することができる。このため、シャフト１１に対するエンコーダの回転入力軸の取り付け・取外しを容易に行うことができる。

なお、オルダム継手は、回転入力軸の軸線とシャフト１１の軸線とがある程度ずれていても、シャフト１１から回転入力軸へ回転を伝達することができるが、軸ずれの許容度は板バネ式の軸継手等と比べて小さい。このため、軸ずれが生じ易い状況、たとえばシャフト１１の軸径が大きく、寸法公差による軸線位置のバラつきが大きい場合等においては、オルダム継手が有する軸ずれの許容度を超えて軸ずれが生じる可能性がある。

このため、第１の実施形態に係るモータ１では、エンコーダの回転入力軸とシャフト１１との同心度を確保するための中間座を設けることとした。すなわち、モータ部１０に対して中間座を取り付け、中間座とシャフト１１との中心出しを行ったうえで、かかる中間座にエンコーダの本体部を固定することとした。これにより、シャフト１１の寸法公差に関係なく、エンコーダの回転入力軸の軸線をシャフト１１の軸線と一致させることとした。

以下では、上述したモータ１の構成についてさらに具体的に説明する。図２は、モータ１の模式側断面図である。

まず、モータ部１０の構成について説明する。図２に示すように、モータ部１０は、反負荷側ブラケット１５をさらに備える。反負荷側ブラケット１５は、モータ部１０の反負荷側を覆う部材であり、ハウジング１２に嵌合される。反負荷側ブラケット１５には、軸受け１５ａが設けられており、かかる軸受け１５ａを介してシャフト１１が回転自在に支持される。なお、シャフト１１は、反負荷側ブラケット１５からわずかに突出した状態となっている。

また、反負荷側ブラケット１５は、中央部分がモータ部１０側へ向けて突出した形状を有する。これにより、反負荷側ブラケット１５には、エンコーダ部２０側に凹部１５ｂが形成される。

つづいて、エンコーダ部２０の構成について説明する。エンコーダ部２０は、エンコーダ２１と、オルダム継手２２と、中間座２３とを備える。

エンコーダ２１は、シャフト１１の回転位置を検出する回転検出器であり、本体部２１１と、回転入力軸２１２とを備える。本体部２１１は、後述する中間座２３に固定されることによって、かかる中間座２３を介して反負荷側ブラケット１５に固定された状態となる。また、回転入力軸２１２は、後述するオルダム継手２２を介してモータ部１０のシャフト１１に連結され、シャフト１１と一体に回転する。

本体部２１１は、軸受け２１１ａと、ディスク２１１ｂと、発光素子２１１ｃと、受光素子２１１ｄとを備える。軸受け２１１ａは、回転入力軸２１２を回転自在に支持する。ディスク２１１ｂは、所定のスリットパターンを有する円盤状の部材であり、回転入力軸２１２の端部に固定されて回転入力軸２１２と一体に回転する。発光素子２１１ｃおよび受光素子２１１ｄは、ディスク２１１ｂを挟んで対向配置される。

このように構成されたエンコーダ２１では、シャフト１１の回転に伴って回転入力軸２１２が回転し、これに伴って本体部２１１のディスク２１１ｂが回転する。また、エンコーダ２１では、発光素子２１１ｃがディスク２１１ｂへ向けて光を照射し、ディスク２１１ｂのスリットパターンを通過した光を受光素子２１１ｄが受光する。そして、受光素子２１１ｄの受光回数に応じたパルスを出力することによって、シャフト１１の位置変化等が特定される。

なお、第１の実施形態に係るエンコーダ２１は、本体部２１１と回転入力軸２１２とが予め一体化された所謂コンプリート型のエンコーダである。すなわち、エンコーダ２１には、回転入力軸２１２が本体部２１１に対して予め位置決めされた状態で設けられている。

オルダム継手２２は、エンコーダ２１の回転入力軸２１２とシャフト１１とを軸方向と交差する方向への相対変位を許容しつつ連結する軸継手である。ここで、オルダム継手２２の構成について図３を用いて説明する。図３は、図２に示すオルダム継手２２の構成を示す図である。

図３に示すように、オルダム継手２２は、第１のハブ１６０と、スライダ１７０と、第２のハブ１８０とを備える。なお、第１のハブ１６０および第２のハブ１８０は、たとえば、アルミ合金などの金属で形成され、中間継手であるスライダ１７０は、アセタール樹脂やナイロン樹脂などの樹脂によって形成される。そのため、軸間の熱伝達を抑制することができる。なお、第１のハブ１６０および第２のハブ１８０は、金属ではなく樹脂部材で形成されてもよい。

第１のハブ１６０は、中央部に軸孔である中央孔１６１が形成され、中央孔１６１の径方向両側に２つの側孔１６２が中央孔１６１を挟んで対称に形成される。同様に、第２のハブ１８０も中央部に軸孔である中央孔１８１が形成され、中央孔１８１の径方向両側に２つの側孔１８２が中央孔１８１を挟んで対称に形成される。

このように、第１および第２のハブ１６０，１８０は、側孔１６２，１８２（キー溝に相当）を備えており、かかる側孔１６２，１８２をスライダ１７０と係合する領域とすることによって、軸方向（Ｘ方向）の厚みが厚くなることを抑制するようにしている。

また、第１のハブ１６０には、各側孔１６２のＺ方向の両側に断面視台形状の凸部１６３が形成され、また、第１のハブ１６０の外周面には組立用溝１６５が形成される。同様に、第２のハブ１８０には、各側孔１８２のＹ方向の両側に断面視台形状の凸部１８３が形成され、また、第２のハブ１８０の外周面には組立用溝１８５が形成される。

スライダ１７０には、平坦部１７４ａ，１７４ｂから隆起する凸部１７１ａ，１７１ｂが形成される。２つの凸部１７１ａはＹ軸方向に並んで配置される一方、２つの凸部１７１ｂはＺ軸方向に並んで配置される。すなわち、凸部１７１ａと凸部１７１ｂとは配列方向が互いに９０度ずれた関係にある。また、凸部１７１ａには、スリット１７２ａが形成され、凸部１７１ｂには、スリット１７２ｂが形成される。

さらに、スライダ１７０には、凸部１７１ａ，１７１ｂの両側に、平坦部１７４ａ，１７４ｂから隆起する側壁１７３ａ，１７３ｂが形成される。そして、凸部１７１ａの裏面に側壁１７３ｂが位置し、凸部１７１ｂの裏面に側壁１７３ａが位置する。そのため、スライダ１７０の軸方向（Ｘ方向）の強度を向上させることができ、スライダ１７０の軸方向の厚みを薄くすることができる。

また、スライダ１７０には、各凸部１７１ａの両側に平坦部１７４ａよりも凹んだ凹部１７５ａが形成され、同様に、各凸部１７１ｂの両側に平坦部１７４ｂよりも凹んだ凹部１７５ｂが形成される。また、スライダ１７０の外周面には組立用溝１７７，１７８が形成される。

このように構成される第１のハブ１６０、スライダ１７０および第２のハブ１８０によってオルダム継手２２が構成される。以下、オルダム継手２２の組立方法を説明する。

第１のハブ１６０の中央孔１６１に連結軸１４１を嵌合して、第１のハブ１６０と連結軸１４１を連結する。なお、連結軸１４１は、シャフト１１のエンコーダ部２０側の端部からシャフト１１の軸方向と平行に突出する軸であり、シャフト１１と同一軸線上に配置される。

また、第２のハブ１８０の中央孔１８１にシャフト１１の連結軸１９５を嵌合して、第２のハブ１８０にシャフト１１の連結軸１９５を連結する。なお、連結軸１９５は、回転入力軸２１２のシャフト１１側の端部から回転入力軸２１２の軸方向と平行に突出する軸であり、かつ、回転入力軸２１２と同一軸線上に配置される。

また、第１のハブ１６０の側孔１６２にスライダ１７０の凸部１７１ａを嵌合させると共に、第１のハブ１６０の凸部１６３にスライダ１７０の凹部１７５ａを嵌合させる。これにより、第１のハブ１６０がスライダ１７０に嵌合される。同様に、第２のハブ１８０の側孔１８２にスライダ１７０の凸部１７１ｂを嵌合させると共に、第２のハブ１８０の凸部１８３にスライダ１７０の凹部１７５ｂを嵌合させる。

凸部１７１ａ，１７１ｂには、スリット１７２ａ，１７２ｂが形成されることから、凸部１７１ａ，１７１ｂはスリット１７２ａ，１７２ｂの延伸方向と直交する方向で柔軟性を有する。また、側壁１７３ｂの厚みが厚くならないように側壁１７３ｂには２つの凹部１７６ｂが形成されるため、側壁１７３ｂは柔軟性を有している。このことは、側壁１７３ａについても同様である。そのため、第１および第２のハブ１６０，１８０がスライダ１７０に高い摺動性を持って嵌合される。

なお、第１のハブ１６０と第２のハブ１８０とは類似する構成である。そこで、第１のハブ１６０の組立用溝１６５とスライダ１７０の組立用溝１７７とが連続するように、第１のハブ１６０をスライダ１７０に取り付けさせ、第２のハブ１８０の組立用溝１８５とスライダ１７０の組立用溝１７８とが連続するように、第２のハブ１８０をスライダ１７０に取り付けさせることで、組立を容易にしている。

以上のように組み立てられるオルダム継手２２の動作について説明する。連結軸１４１はシャフト１１の回転に応じて回転し、それに伴って、第１のハブ１６０が回転する。そして、第１のハブ１６０の回転に伴って、スライダ１７０および第２のハブ１８０が回転し、連結軸１９５が回転し、かかる連結軸１９５の回転に伴ってエンコーダ２１の回転入力軸２１２が回転する。

連結軸１４１と連結軸１９５の軸心が一致せずに偏心している場合、オルダム継手２２は、スライダ１７０の両凸部１７１ａ，１７１ｂが各ハブ１６０，１８０の側孔１６２，１８２内をスライドして偏心を吸収し、連結軸１４１の回転を連結軸１９５へ伝達する。なお、連結軸１４１と連結軸１９５の軸心が一致しておらず偏角している場合も同様に、オルダム継手２２は、スライダ１７０の各凸部１７１ａ，１７１ｂが各ハブ１６０，１８０の側孔１６２，１８２内をスライドして偏心を吸収し、連結軸１４１の回転を連結軸１９５へ伝達する。

以上のように、オルダム継手２２は、第１および第２のハブ１６０，１８０がスライダ１７０に高い摺動性を持って嵌合されるため、精度良い回転伝達が可能となる。また、板バネ式の軸継手等とは異なり、ネジ等の締結部材を用いることなく、シャフト１１に対する回転入力軸２１２の取り付け・取外しを容易に行うことができる。

また、スライダ１７０に側壁１７３ａ，１７３ｂを設けているためスライダ１７０の強度を高めることができるため、スライダ１７０の軸方向の厚みを薄くすることができる。

図２に戻り、中間座２３について説明する。中間座２３は、モータ部１０の反負荷側ブラケット１５に対して取り付けられる部材であり、エンコーダ２１の回転入力軸２１２とシャフト１１との軸線合わせのために設けられる。

ここで、中間座２３の構成について図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、図２に示す中間座２３の模式正面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示すＡ−Ａ線矢視の模式断面図である。なお、図４Ａは、図２に示す中間座２３をエンコーダ２１が設けられる側から見た模式正面図である。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、中間座２３は、両端に開口を有する略円筒状の部材である。中間座２３には、Ｙ軸方向の一端面から他端面まで貫通する第１ネジ穴２３ａおよび第２ネジ穴２３ｂがそれぞれ形成される。

第１ネジ穴２３ａは、中間座２３を反負荷側ブラケット１５に固定するネジ３１（図２参照）が挿通される取付部である。なお、図４Ａに示す例では、中間座２３に対して４つの第１ネジ穴２３ａが９０度間隔で形成されるが、第１ネジ穴２３ａの個数は、図示のものに限定されない。

第１ネジ穴２３ａの径は、ネジ３１（図２参照）の径よりもわずかに大きく形成される。これにより、作業者等は、中間座２３を反負荷側ブラケット１５に対して仮止めしたうえで、中間座２３の位置を微調整することが可能である。

第２ネジ穴２３ｂは、エンコーダ２１の本体部２１１を中間座２３に固定するネジ３２（図２参照）が挿通される取付部である。第１ネジ穴２３ａと同様、図４Ａに示す例では、中間座２３に対して４つの第２ネジ穴２３ｂが９０度間隔で形成されるが、第２ネジ穴２３ｂの個数は、図示のものに限定されない。

かかる第２ネジ穴２３ｂは、中間座２３の内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１から第２ネジ穴２３ｂの中心位置Ｐ２までの距離が、エンコーダ２１の本体部２１１に形成されるネジ穴２１１ｅ（図２参照）の中心位置から回転入力軸２１２（図２参照）の軸線までの距離と同一となる位置に設けられる。

これにより、第２ネジ穴２３ｂとネジ穴２１１ｅ（図２参照）とにネジ３２（図２参照）を挿通して、エンコーダ２１の本体部２１１を中間座２３に固定することにより、回転入力軸２１２の軸線が中間座２３の内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１と一致するようになる。

また、中間座２３は、第１フランジ部２３ｃと第２フランジ部２３ｄとをさらに備える。第１フランジ部２３ｃは、反負荷側ブラケット１５側の端面の内周部を径方向内側へ向けて突出させたフランジ部である。かかる第１フランジ部２３ｃは、中間座２３の大まかな位置決めのために設けられる。

第２フランジ部２３ｄは、エンコーダ２１の本体部２１１が取り付けられる側の端面の外周部を径方向外側へ向けて突出させたフランジ部である。かかる第２フランジ部２３ｄによって、中間座２３の端面には、第１ネジ穴２３ａや第２ネジ穴２３ｂが形成されていない、全周に亘って平坦な領域２３ｄ＿１が形成される。かかる領域２３ｄ＿１（以下、「平坦領域２３ｄ＿１」と記載する）は、後述する中間座２３の直角出しの際に用いられる。

ここで、中間座２３の位置決め手順について説明する。作業者等は、まず、反負荷側ブラケット１５に対して中間座２３を位置させる。このとき、作業者等は、中間座２３に形成される第１ネジ穴２３ａの位置が、反負荷側ブラケット１５に形成されるネジ穴１５ｃ（図２参照）の位置と一致するように中間座２３を反負荷側ブラケット１５に位置させる。その後、作業者等は、第１ネジ穴２３ａおよびネジ穴１５ｃにネジ３１を挿通して、中間座２３を反負荷側ブラケット１５に対して緩めに固定（仮止め）する。

なお、作業者等は、中間座２３を反負荷側ブラケット１５に位置させる際、中間座２３に形成された第１フランジ部２３ｃの内周面を、反負荷側ブラケット１５に形成されるガイド１５ｄに対して当接させる。これにより、中間座２３が大まかに位置決めされるため、第１ネジ穴２３ａの位置合わせ等を容易に行うことができる。なお、中間座２３の位置の微調整が可能なように、反負荷側ブラケット１５の形成されるガイド１５ｄと中間座２３の第１フランジ部２３ｃとの間には、わずかな隙間が形成される。

つづいて、作業者等は、中間座２３の中心出しを行う。具体的には、作業者等は、中心出し用の測定器をシャフト１１に取り付け、取付けた測定機器を用いて中間座２３の内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１（図４Ｂ参照）とシャフト１１の軸線とのずれ量を計測する。

ここで、中心出し用の測定器は、たとえばスモールテスタやダイアルゲージなどであり、基準となる軸からの距離を周方向に沿って計測することによって基準となる軸からのずれ量（偏心度合）を計測する。

たとえば、中心出し用の測定器としてダイアルゲージを用いる場合、シャフト１１に取り付けたダイアルゲージの先端部（測定子）を中間座２３の内周面２３ｃ＿１に押し当てた状態でシャフト１１を一回転させることで、上記ずれ量が計測される。作業者等は、このずれ量が小さくなるように、中間座２３の位置を微調整したのち、測定機器を用いた上記計測を再び実行する。

そして、作業者等は、中間座２３の内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１とシャフト１１の軸線とのずれ量が所定の値以下（たとえば、０）となった場合に、ネジ３１を本締めする。これにより、中間座２３は、内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１とシャフト１１の軸線とが一致した状態、言い換えれば、内周面２３ｃ＿１がシャフト１１と同心円上に配置された状態で反負荷側ブラケット１５に固定される。

このように、中間座２３は、内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１がシャフト１１の軸線と一致するように位置決めされる。

つづいて、作業者等は、中間座２３に形成された平坦領域２３ｄ＿１を用いて中間座２３の直角出し作業を行う。たとえば、作業者等は、上記と同様、たとえばダイアルゲージをシャフト１１に取り付け、取り付けたダイアルゲージの先端部（測定子）を平坦領域２３ｄ＿１に押し当てた状態でシャフト１１を一回転させる。これにより、シャフト１１の軸方向に対する平坦領域２３ｄ＿１の傾き、すなわち、中間座２３の直角度が計測される。

このように、中間座２３のエンコーダ２１側の面に、全周に亘って平坦な領域２３ｄ＿１を形成することで、中間座２３の直角出しを容易に行うことができる。

作業者等は、計測された直角度が規定範囲内である場合には、シャフト１１の軸方向に対して中間座２３が直角に取り付けられていると判定し、中間座２３の位置決め作業を終える。一方、計測された直角度が規定範囲を超えている場合には、たとえば第１ネジ穴２３ａの配置変え（別のネジ穴１５ｃの位置に一致させる作業）等を行い、かかる配置変えによっても直角度が規定範囲内に収まらない場合には、他の中間座２３に取り替え、取り替えた中間座２３を用いて上述した位置決め手順を再び実行する。

なお、ここでは、平坦領域２３ｄ＿１を用いて中間座２３の直角度を計測する場合の例について説明したが、たとえば、第１フランジ部２３ｃによって形成される平坦領域２３ｃ＿２を用いて直角度を計測することもできる。すなわち、中間座２３には、シャフト１１の軸方向に面する何れかの端面に、全周に亘って平坦な領域が形成されていればよい。

次に、エンコーダ２１の取り付け手順について図２を参照して説明する。エンコーダ２１の取り付けは、上述した中間座２３の位置決め手順が完了した後に行われる。

まず、作業者等は、オルダム継手２２のスライダ１７０（図３参照）をシャフト１１に設けられた第１のハブ１６０（図３参照）に取り付ける。

つづいて、作業者等は、中間座２３に形成された第２ネジ穴２３ｂに、エンコーダ２１の本体部２１１に形成されたネジ穴２１１ｅを合わせた状態で、これらネジ穴２１１ｅ，２３ｂにネジ３２を挿通して、本体部２１１を中間座２３に固定する。

本体部２１１が中間座２３に固定されると、回転入力軸２１２は、中間座２３の内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１（図４Ｂ参照）に対して軸線が一致する位置に配置された状態となる。また、中間座２３は、上述した中間座２３の位置決め手順によって、内周面２３ｃ＿１の中心位置Ｐ１が、シャフト１１の軸線と一致する位置に配置された状態となっている。

したがって、作業者等は、本体部２１１を中間座２３に固定するとともに、回転入力軸２１２に設けられた第２のハブ１８０（図３参照）をスライダ１７０に嵌め合わせることで、回転入力軸２１２とシャフト１１とを軸線が一致した状態で連結することができる。

このように、第１の実施形態では、シャフト１１に対して位置決めされた状態で反負荷側ブラケット１５に固定される中間座２３に対してエンコーダ２１の本体部２１１を固定することで、シャフト１１に対する回転入力軸２１２の位置決めを容易に行うことができる。

また、作業者等は、中間座２３、オルダム継手２２およびエンコーダ２１の組み付けを全て同一方向から行うことができる。具体的には、ネジ３１の取り付け方向、第１のハブ１６０（図３参照）に対するスライダ１７０（図３参照）の組み付け方向、スライダ１７０に対する第２のハブ１８０（図３参照）の組み付け方向、ネジ３２の取り付け方向は、全て同一方向、具体的にはＸ軸正方向である。したがって、作業者等は、中間座２３、オルダム継手２２およびエンコーダ２１の組み付けあるいは取外しを容易に行うことができる。

次に、エンコーダ部２０の他の構成について説明する。エンコーダ部２０は、蓋部２４と、冷却ファン部２５とをさらに備える。蓋部２４は、反負荷側ブラケット１５に形成される凹部１５ｂの開口を閉塞する部材であり、ネジ３３によって反負荷側ブラケット１５に固定される。エンコーダ２１は、反負荷側ブラケット１５の凹部１５ｂおよび蓋部２４によって覆われる空間に配置され、これらによって保護される。

冷却ファン部２５は、モータ部１０を冷却するための冷却ファンを備える部材であり、反負荷側ブラケット１５の凹部１５ｂよりもさらにモータ部１０の反負荷側に設けられる。なお、モータ１は、冷却ファン部２５を備えなくてもよい。

次に、シャフト１１とエンコーダ２１との大小関係および中間座２３とオルダム継手２２との配置関係について図５を用いて説明する。図５は、図２におけるエンコーダ２１周辺の模式拡大図である。

まず、シャフト１１とエンコーダ２１との大小関係について説明する。第１の実施形態に係るモータ１が備えるシャフト１１は軸径が大きい大型のシャフトである。具体的には、図５に示すように、シャフト１１の最大軸径Ｌ１は、エンコーダ２１の本体部２１１に設けられるディスク２１１ｂよりも大きい。

シャフト１１は、大型になるほど寸法公差が大きくなる。このため、シャフト１１が大型になるほど、シャフト１１の軸線の位置の誤差が大きくなる。したがって、仮に、中間座２３を用いずに、反負荷側ブラケット１５等に予め形成されたネジ穴を用いてエンコーダ２１の本体部２１１を固定することとすると、オルダム継手２２による軸ずれの許容度を超える軸ずれが生じるおそれがある。これは、シャフト１１が大型であるほど、反負荷側ブラケット１５等に予め形成されたネジ穴の中心位置とシャフト１１の軸線との距離の誤差が大きくなるためである。

これに対し、第１の実施形態に係るモータ１では、中間座２３を設け、かかる中間座２３とシャフト１１との中心出しを行ったうえで、中間座２３に形成される第２ネジ穴２３ｂを用いてエンコーダ２１の本体部２１１を中間座２３に固定している。したがって、シャフト１１が大型であるためにシャフト１１の軸線の位置に大きな誤差がある場合であっても、かかる誤差に合わせて中間座２３の位置すなわち第２ネジ穴２３ｂの位置を決定することができるため、かかる誤差に関わらず、回転入力軸２１２の軸線をシャフト１１の軸線と一致させることができる。

なお、シャフトが軸径の小さい小型のシャフトである場合（たとえば、シャフトの最大軸径がエンコーダが有するディスクの径以下である場合）には、寸法公差が小さくなるため、シャフトの軸線の位置の誤差も小さくなる。このため、反負荷側ブラケット等に予め形成されたネジ穴を用いてエンコーダの本体部を固定したとしても、エンコーダの回転入力軸の軸線とシャフトの軸線とをある程度正確に一致させることができる。

つづいて、中間座２３とオルダム継手２２との配置関係について説明する。図５に示すように、第１の実施形態に係るモータ１では、回転入力軸２１２とオルダム継手２２との取付面ｆ１が、エンコーダ２１の本体部２１１と中間座２３との取付面ｆ２よりもシャフト１１側に配置される。

取付面ｆ１は、具体的には、回転入力軸２１２に設けられる第２のハブ１８０（図３参照）に対するスライダ１７０（図３参照）のスライド面（平坦部１７４ｂ）である。

このように、取付面ｆ１を取付面ｆ２よりもシャフト１１側に配置することによって、取付面ｆ１が取付面ｆ２よりもエンコーダ２１の本体部２１１側に配置される場合と比較して、エンコーダ部２０をシャフト１１の軸方向に薄くすることができる。

また、モータ１の運転中においては、シャフト１１の回転に伴って振動が生じ、かかる振動によってシャフト１１の軸線の位置にブレが生じる。シャフト１１の軸線の位置にブレが生じると、シャフト１１の軸線が回転入力軸２１２の軸線からずれるため、かかる軸ずれを吸収すべく、オルダム継手２２のスライダ１７０（図３参照）が第１および第２のハブ１６０，１８０（図３参照）に対してスライドする。これにより、かかるスライド動作によって、スライダ１７０と第２のハブ１８０との取付面ｆ１には軸方向と交差する方向への振動が生じる。スライダ１７０と第１のハブ１６０との取付面ｆ３においても同様である。

ここで、仮に、取付面ｆ１を取付面ｆ２と同一平面内に配置したとすると、取付面ｆ１において生じた振動が取付面ｆ２へ伝わり易くなる場合がある。かかる振動がエンコーダ２１の本体部へ伝わると、エンコーダ２１の検出精度が低下する可能性がある。

これに対し、第１の実施形態に係るモータ１では、取付面ｆ１を取付面ｆ２の同一平面内からずらして配置しているため、取付面ｆ１において生じた振動を取付面ｆ２へ伝え難くすることができ、エンコーダ２１の検出精度の低下を防止することができる。

さらに、第１の実施形態に係るモータ１では、シャフト１１とオルダム継手２２との取付面ｆ３が、中間座２３と反負荷側ブラケット１５との取付面ｆ４よりもエンコーダ２１側に配置される。

取付面ｆ３は、具体的には、シャフト１１に設けられる第１のハブ１６０（図３参照）に対するスライダ１７０（図３参照）のスライド面（平坦部１７４ａ）である。

これにより、第１の実施形態に係るモータ１では、取付面ｆ３において生じた振動を取付面ｆ４へ伝え難くすることができる。この結果、エンコーダ２１の検出精度の低下がさらに防止されるほか、中間座２３の位置ずれも防止される。

なお、本実施形態のように伝搬先の面を振動発生面に対してずらした場合、発明者等の考察によれば、振動発生面の面内方向と異なる方向の振動成分や剛性が寄与することとなり、振動が伝達され難くなるものと考えられる。ただし、ここで説明した振動伝搬低減メカニズムは、あくまで発明者等の考察によるものであるため、別途のメカニズムにより、本実施形態の構成が振動伝搬を抑制することもあり得ることは言うまでもない。

上述してきたように、第１の実施形態に係るモータ１は、モータ部１０と、エンコーダ２１と、オルダム継手２２と、中間座２３とを備える。モータ部１０は、シャフト１１を有する。エンコーダ２１は、本体部２１１とこの本体部２１１に対して回転自在に設けられた回転入力軸２１２とを有する。オルダム継手２２は、エンコーダ２１の回転入力軸２１２とシャフト１１とを軸方向と交差する方向への相対変位を許容しつつ連結する。中間座２３は、シャフト１１に対して位置決めされた状態でモータ部１０に取付けられ、エンコーダ２１の本体部２１１が取付けられる第２ネジ穴２３ｂを有する。したがって、第１の実施形態に係るモータ１によれば、エンコーダ２１の取付け・取外しを容易化することができる。

（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、中間座が略円筒状の形状を有する部材である場合の例について説明したが、中間座の形状は、略円筒状の形状に限定されない。そこで、以下では、中間座の他の構成例について説明する。

図６は、第２の実施形態に係るモータ１の模式側断面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示すように、第２の実施形態に係るモータ１ａは、第１の実施形態に係るエンコーダ部２０に代えて、エンコーダ部２０ａを備える。また、エンコーダ部２０ａは、第１の実施形態に係る中間座２３に代えて、中間座２３＿１を備える。

中間座２３＿１は、エンコーダ２１を覆うカップ形状を有する部材である。かかる中間座２３＿１は、鉄などの透磁率が高い金属部材で形成される。

ここで、中間座２３＿１の構成について図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、第２の実施形態に係る中間座の模式正面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線矢視の模式断面図である。

図７Ａに示すように、中間座２３＿１が有する第１フランジ部２３ｆは、第１の実施形態に係る中間座２３の第１フランジ部２３ｃよりもさらに軸方向内側へ突出した形状を有する。具体的には、第１フランジ部２３ｆは、エンコーダ２１の本体部２１１とシャフト１１との間に介在する位置まで突出する（図６参照）。

また、図７Ｂに示すように、中間座２３＿１は、側壁部２３ｇを有する。側壁部２３ｇは、第１の実施形態に係る中間座２３が有する第２フランジ部２３ｄを反負荷側ブラケット１５の凹部１５ｂに沿って延在させた形状を有する（図６参照）。したがって、反負荷側ブラケット１５とエンコーダ２１の本体部２１１との間には、側壁部２３ｇが介在することとなる。

かかる側壁部２３ｇの上端面は、全周に亘って平坦な平坦領域２３ｇ＿１となっている。このため、作業者等は、かかる平坦領域２３ｇ＿１を用いて、中間座２３＿１の直角出しを行うことができる。

なお、図７Ａに示すように、中間座２３＿１は、第１の実施形態に係る中間座２３と同様の位置に、第１ネジ穴２３ａおよび第２ネジ穴２３ｂを有する。

このように構成された中間座２３＿１は、回転入力軸２１２の位置決め部としてだけでなく、エンコーダ２１を外部の磁気から保護する磁気シールドとしても機能する。

たとえば、モータ部１０がシャフト１１を制動するための電磁ブレーキを備える場合、かかる電磁ブレーキは、シャフト１１の反負荷側、すなわち、エンコーダ２１の近傍に設けられる。このような場合、電磁ブレーキによって生じた磁束が、シャフト１１を通ってエンコーダ２１へ到達して、エンコーダ２１の出力に影響を及ぼすおそれがある。

これに対し、第２の実施形態に係るモータ１ａでは、中間座２３＿１が、透磁率の高い金属部材で形成され、しかも、第１フランジ部２３ｆが、エンコーダ２１の本体部２１１とシャフト１１との間に介在する位置に配置される。このため、電磁ブレーキによって生じた磁束は、中間座２３＿１の第１フランジ部２３ｆへ流れることとなる。さらに、中間座２３＿１へ到達した磁束は、第１フランジ部２３ｆから側壁部２３ｇを通って外部へ放出される。このため、電磁ブレーキによって生じた磁束がエンコーダ２１へ到達することが防止される。

また、モータ１ａでは、外部で生じた磁束が、シャフト１１の径方向から反負荷側ブラケット１５を通って反負荷側ブラケット１５の凹部１５ｂ内へ侵入するおそれもある。しかし、中間座２３＿１は、反負荷側ブラケット１５とエンコーダ２１の本体部２１１との間に介在する位置に側壁部２３ｇを有するため、このような磁束がエンコーダ２１へ到達することも防止することができる。

このように、第２の実施形態では、中間座２３＿１をカップ形状に形成し、かかる中間座２３＿１の内部にエンコーダ２１を配置することとしたため、エンコーダ２１に対する磁束の影響を低減することができる。

なお、上述してきた各実施形態では、中間座２３，２３＿１に対するエンコーダ２１の本体部２１１の固定をネジ止めにより行う場合の例について説明したが、中間座２３，２３＿１に対するエンコーダ２１の本体部２１１の固定方法は、ネジ止めに限定されない。すなわち、中間座２３，２３＿１が有する本体部２１１の取付部は、第２ネジ穴２３ｂのようなネジ穴に限定されない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ モータ
１０ モータ部
１１ シャフト
１２ ハウジング
１３ 固定子
１４ 回転子
１５ 反負荷側ブラケット
２０ エンコーダ部
２１ エンコーダ
２１１ 本体部
２１１ａ 軸受け
２１１ｂ ディスク
２１１ｃ 発光素子
２１１ｄ 受光素子
２１２ 回転入力軸
２２ オルダム継手
２３ 中間座

Claims (4)

1. シャフトを有する回転電機部と、
   本体部と該本体部に対して回転自在に設けられた回転入力軸とを有する回転検出器と、
   前記回転検出器の回転入力軸と前記シャフトとを軸方向と交差する方向への相対変位を許容しつつ連結するオルダム継手と、
   前記シャフトの軸線側に内周面を有し、前記シャフトに対して位置決めされた状態で前記回転電機部に取付けられ、前記回転検出器の本体部が取付けられる取付部を有する中間座と
   を備え、
   前記回転入力軸と前記オルダム継手との取付面が、前記中間座と前記回転検出器の本体部との取付面よりも前記シャフト側に配置され、前記シャフトと前記オルダム継手との取付面が、前記中間座と前記回転電機部との取付面よりも前記回転検出器側に配置される、回転電機。
2. 前記中間座は、
   前記内周面の中心位置が前記シャフトの軸線と一致する、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記回転検出器の本体部は、
   所定のパターンが形成され、前記回転入力軸とともに回転するディスクと、
   前記ディスクを挟んで対向配置される発光素子および受光素子と
   を備え、
   前記シャフトは、
   前記ディスクよりも径が大きい、請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記中間座は、
   略円筒状の部材であって、前記軸方向の一端面に、全周に亘って平坦な領域が形成される、請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転電機。

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