JP5943239B2 - エンコーダ及びエンコーダ付きモータ - Google Patents

Description

開示の実施形態は、エンコーダ及びエンコーダ付きモータに関する。

特許文献１には、点光源及び受光アレイを備えた第１基板と、第１基板が搭載された第２基板と、第１基板と第２基板とを電気的に接続する光沢を備えた接続部と、接続部を被覆する被覆材と、を有するエンコーダが記載されている。

特開２０１３−１３０３９４号公報

エンコーダを小型化するには、エンコーダを構成する各部品間の隙間を極力小さくする必要がある。しかしながら、上記従来技術では、接続部を被覆する被覆材が第１基板の周囲に設けられるので、第１基板と周囲に配置される部品との隙間を大きくとる必要が生じ、エンコーダの小型化を阻害する要因となっていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で小型化が可能なエンコーダ及びエンコーダ付きモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ディスクに形成された反射スリットに光を出射するように構成された光源、及び、前記光源から出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子を備えた第１基板と、前記第１基板上に配置され、前記光源及び前記受光素子の周囲を取り囲む枠部材と、前記第１基板が搭載された第２基板と、前記第１基板の第１縁部に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続するように構成された複数の端子部と、前記枠部材の外側の側面の少なくとも一部と前記複数の端子部とを被覆する被覆材と、前記枠部材の第１の部位の前記側面に形成された凹部と、を有する、エンコーダが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、ディスクに形成された反射スリットに光を出射するように構成された光源、及び、前記光源から出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子を備えた第１基板と、前記第１基板上に配置され、前記光源及び前記受光素子の周囲を取り囲む枠部材と、前記第１基板が搭載された第２基板と、前記第１基板の第１縁部に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続するように構成された複数の端子部と、前記枠部材の外側の側面の少なくとも一部と前記複数の端子部とを被覆する被覆材と、前記枠部材に備えられ、前記被覆材の設置領域を規定する手段と、を有する、エンコーダが適用される。

また、本発明の更に別の観点によれば、回転子及び固定子を備えたモータと、前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するように構成された、前記エンコーダと、を備える、エンコーダ付きモータが適用される。

本発明によれば、簡易な構造でエンコーダを小型化することができる。

一実施形態に係るサーボモータの構成の概略について説明するための説明図である。 同実施形態に係るエンコーダの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係るエンコーダの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 光学ユニットの構成について説明するための説明図である。 サブ基板の端子部とメイン基板の端子部との構造を説明するための説明図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜１．サーボモータ＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボモータの構成の概略について説明する。

図１に示すように、サーボモータＳＭは、モータＭと、エンコーダ１００とを有する。

モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。このモータＭは、回転子及び固定子（どちらも図示省略）を備え、回転子が固定子に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを軸心ＡＸ周りに回転させることで、回転力を出力する。

なお、このモータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭということにする。つまり、サーボモータＳＭは、エンコーダ付きモータの一例に相当する。なお、説明の便宜上、以下では、エンコーダ付きモータが位置や速度等の目標値に追従するように制御されるサーボモータである場合について説明するが、エンコーダ付きモータは、必ずしもサーボモータに限定されるものではない。エンコーダ付きモータは、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設されていればサーボモータ以外に用いられるモータをも含むものである。

また、モータＭは、例えば後述の位置データ等をエンコーダ１００が検出可能なモータであれば特に限定されるものではない。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、モータＭが電動式モータである場合について説明する。

エンコーダ１００は、シャフトＳＨの回転力出力側（「負荷側」ともいう。）と反対側（「反負荷側」ともいう。）に連結されている。なお、エンコーダ１００の連結位置は、シャフトＳＨの回転力出力側と反対側に限定されるものではなく、シャフトＳＨの回転力出力側であってもよい。このエンコーダ１００は、シャフトＳＨの位置を検出することで、モータＭの位置（「回転角度」ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。

なお、エンコーダ１００は、モータＭの位置に加えて又は代えて、モータＭの速度（「回転速度」や「角速度」等ともいう。）及び加速度（「回転加速度」や「角加速度」等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば位置を時間で１又は２階微分したり、後述の受光素子による検出信号を所定時間カウントする等の処理により、検出可能である。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダ１００が検出する物理量が位置である場合について説明する。

＜２．エンコーダ＞
次に、図２〜図１１を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダ１００の構成について説明する。図２は、図３中のＡ−Ａ線におけるエンコーダ１００の断面を模式的に表す断面図である。図３は、エンコーダ１００の分解斜視図である。図４は、エンコーダ１００の光学ユニット近傍部分を、モータＭのハウジング側から見た平面図である。図５は、図４中のＢ−Ｂ線におけるエンコーダ１００の断面を模式的に表す断面図である。図６は、光学ユニットの平面図である。図７は、光学ユニットの底面図である。図８は、光学ユニットの正面図である。図９は、光学ユニットの背面図である。図１０は、光学ユニットの右側面図である。なお、光学ユニットの左側面図は、右側面図と対称のため省略している。図１１は、光学モジュールの基板の端子部と光学モジュールが搭載された基板の端子部との構造を表す斜視図である。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係るエンコーダ１００は、モータＭのハウジング１０に設けられ、エンコーダカバー１０１により覆われている。なお、図３中では、エンコーダカバー１０１の図示を省略している。このエンコーダ１００は、円板状のディスク１１０と、基板１３０と、円筒状の支持部材１４０と、磁気検出部１０２と、光学ユニット１２００とを有する。なお、基板１３０（以下では「メイン基板１３０」ともいう。）は、第２基板の一例に相当する。また、支持部材１４０は、必ずしも円筒状である必要はなく、筒状であればよい。

ここで、エンコーダ１００の構造の説明の便宜上、上下等の方向を次のように定め、適宜使用する。すなわち、図２において、ディスク１１０が磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」と定め、逆のＺ軸負の方向を「下」と定める。但し、上下等の方向は、エンコーダ１００の設置態様により変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。

（２−１．ディスク）
図２及び図３に示すように、ディスク１１０は、ディスク中心Ｏが軸心ＡＸと一致するようにシャフトＳＨに連結され、モータＭの回転と共に回転する。なお、図２及び図３に示す例では、ディスク１１０は、シャフトＳＨに直接連結されているが、ハブ等の連結部材を介してシャフトＳＨに連結されてもよい。

このディスク１１０は、その上面に、磁気（磁界）を発生する永久磁石ＭＧと、３本のスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３とを有する。そして、ディスク１１０は、上記のようにモータＭの回転と共に回転するが、磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００は、後述のように永久磁石ＭＧ及びスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の一部と対向しつつ固定されている。従って、永久磁石ＭＧ及びスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３と、磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００とは、モータＭの回転に伴い、互いに測定方向に相対移動する。

ここで、「測定方向」とは、後述の光学モジュール１２０でスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３を光学的に測定する際の測定方向である。本実施形態では、測定方向はディスク１１０の中心軸を中心とした測定方向に一致する。なお、「中心軸」とは、ディスク１１０の回転軸心であり、本実施形態のようにディスク１１０とシャフトＳＨが同軸に連結される場合には、中心軸はシャフトＳＨの軸心ＡＸと一致する。

永久磁石ＭＧは、円形状に形成され、ディスク１１０と同一軸心となるようにディスク１１０の上面に固定されている。なお、永久磁石ＭＧは、必ずしも円形状である必要はなく、他の形状（例えば四角形状等）であってもよい。

スリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３は、それぞれ、ディスク中心Ｏを中心としたリング状に配置されたトラックとして形成されている。

スリットトラックＳＴ１は、測定方向でインクリメンタルパターンを有するように、トラックの全周にわたって測定方向に沿って並べられた複数の反射スリット（図示省略）を有する。なお、「インクリメンタルパターン」とは、複数の反射スリットが所定のピッチ（配置間隔）で規則的に繰り返されるパターンである。このインクリメンタルパターンは、後述の受光アレイ１２２の少なくとも１つの受光素子１２２ａによる検出信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。

スリットトラックＳＴ２，ＳＴ３は、それぞれ、スリットトラックＳＴ１の外径側及び内径側に形成されている。これらスリットトラックＳＴ２，ＳＴ３は、それぞれ、測定方向でアブソリュートパターンを有するように、トラックの全周に配置された複数の反射スリット（図示省略）を有する。なお、「アブソリュートパターン」とは、後述の受光アレイ１２３が対向する角度内における反射スリットの位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。本実施形態では、同様のアブソリュートパターンが、測定方向で例えば１ビットの１／２の長さだけオフセットされて、２本のスリットトラックＳＴ２，ＳＴ３として形成されている。なお、スリットトラックＳＴ２，ＳＴ３の各アブソリュートパターン同士をオフセットさせる代わりに、例えば、アブソリュートパターン同士はオフセットさせずに、スリットトラックＳＴ２，ＳＴ３それぞれに対応した受光アレイ１２３，１２３同士をオフセットさせてもよい。

スリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の各反射スリットは、後述の光源１２１から出射された光を反射する。

ここで、ディスク１１０は、例えば金属等の光を反射する材質により形成される。そして、ディスク１１０の上面の光を反射させない部分に反射率の低い材質（例えば酸化クロム等）を塗布等により配置することで、該材質が配置されない部分に反射スリットが形成される。なお、光を反射させない部分をスパッタリング等により粗面として反射率を低下させることで、反射スリットが形成されてもよい。

なお、ディスク１１０の材質や製造方法等は、特に限定されるものではない。例えば、ディスク１１０をガラスや透明樹脂等の光を透過する材質で形成することも可能である。この場合、ディスク１１０の上面に光を反射する材質（例えばアルミニウム等）を蒸着等により配置することで、反射スリットが形成可能である。

（２−２．メイン基板）
図２及び図３に示すように、メイン基板１３０は、円板状のプリント配線基板であり、その上面及び下面には、磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００を含む複数の回路素子等が搭載され、それらの間に複数の配線が形成されている。なお、各図中では、磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００以外の回路素子や配線の図示を省略している。

このメイン基板１３０は、支持部材１４０と同じ直径となるように形成され、その縁部１３３が支持部材１４０の面１４１（以下では「基板載置面１４１」ともいう。）に載置されている。なお、縁部１３３は、第２縁部の一例に相当する。メイン基板１３０の縁部１３３には、固定ネジ１５０が貫通する複数（本実施形態では３つ）の貫通孔１３１が設けられている。貫通孔１３１は、測定方向に均等な間隔（本実施形態では１２０°間隔）で配置されている。また、メイン基板１３０の縁部１３３には、位置決めピン１６０が挿入される少なくとも２つ（本実施形態では２つ）のピン孔１３２が設けられている。ピン孔１３２は、メイン基板１３０を貫通して設けられ、上記３つの貫通孔１３１のうちの２つに隣接して配置されている。

上記磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００は、メイン基板１３０の下面に搭載されている。具体的には、光学ユニット１２００は、メイン基板１３０の下面における縁部１３３近傍に搭載されている。なお、光学ユニット１２００は、必ずしもメイン基板１３０の下面における縁部１３３近傍に搭載される必要はなく、メイン基板１３０の下面における縁部１３３近傍以外の位置に搭載されてもよい。

（２−３．支持部材）
図２及び図３に示すように、支持部材１４０は、ディスク１１０と、メイン基板１３０の下面に搭載された磁気検出部１０２及び光学ユニット１２００とを、内部に収容しつつ、メイン基板１３０の縁部１３３を支持する。この支持部材１４０は、例えば金型を用いた樹脂モールド等により一体成型される。樹脂は、支持部材１４０の内部における光の散乱・反射を抑制できるように、黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質が好ましい。なお、それ以外の樹脂でも、成型後に内部を黒色あるいは光を吸収し易い色彩やパターンに塗装することで、使用可能である。

また、支持部材１４０は、上記固定ネジ１５０が貫通する少なくとも２つ（本実施形態では３つ）の貫通孔１４２を有する。貫通孔１４２は、基板１３０の貫通孔１３１と対応するように、測定方向に均等な間隔（本実施形態では１２０°間隔）で配置されている。少なくとも２つ（本実施形態では３つ）の固定ネジ１５０は、基板１３０の貫通孔１３１及び支持部材１４０の貫通孔１４２をシャフトＳＨの軸方向に貫通してハウジング１０のネジ孔１１に螺合する。これにより、基板１３０及び支持部材１４０がモータのハウジング１０に固定される。

また、支持部材１４０の基板載置面１４１には、上記位置決めピン１６０が挿入される少なくとも２つ（本実施形態では２つ）のピン孔１４３が設けられている。ピン孔１４３は、基板１３０のピン孔１３２と対応するように、上記３つの貫通孔１４２のうちの２つに隣接して配置されている。位置決めピン１６０は、まず支持部材１４０のピン孔１４３に差し込まれ、立設された状態で、基板１３０のピン孔１３２に挿入される。このようにして基板１３０と支持部材１４０との両方に位置決めピン１６０が挿入されることで、基板１３０と支持部材１４０との回転軸心ＡＸに垂直な面方向の相対位置が位置決めされる。

（２−４．オイルシール）
図２及び図３に示すように、ディスク１１０とハウジング１０との間には、ハウジング１０を覆うようにオイルシール１７０が設けられている。オイルシール１７０は、その中心部をシャフトＳＨが貫通し、その外周部にディスク１１０の半径方向（以下では「ディスク半径方向」ともいう。）外側に向けて突出した複数（本実施形態では３つ）の固定部１７１を有する。固定部１７１は、測定方向に均等な間隔（本実施形態では１２０°間隔）で配置されており、各固定部１７１がビス１６１によりハウジング１０に固定されている。オイルシール１７０とシャフトＳＨとは密着しており、ハウジング１０に設けた軸受１２のグリースがミスト化して飛散し、その一部がハウジング１０とシャフトＳＨとの隙間からエンコーダ１００側に漏出しても、オイルシール１７０によりグリースの漏出を抑制し、エンコーダ１００の信頼性を向上できる。

また、オイルシール１７０は、少なくともディスク１１０を間に挟んで後述の光源１２１に対応する位置にまで形成されている。そして、オイルシール１７０は、例えば黒色のゴムや樹脂等の光を吸収する材質で構成されている。なお、光を吸収する材質以外でも、例えば黒色あるいは光を吸収し易い彩色・パターンで塗装すれば、使用可能である。これにより、オイルシール１７０は、光源１２１からの照射光（ディスク１１０を透過した透過光や散乱・反射光を含む）の少なくとも一部を吸収し、支持部材１４０の内部におけるハウジング１０での光の散乱・反射を抑制することができる。その結果、散乱・反射光の受光素子への影響を抑制できるので、エンコーダ１００の検出精度を向上できる。

（２−５．磁気検出部）
図２及び図３に示すように、磁気検出部１０２は、ディスク１１０の永久磁石ＭＧの一部と対向するように、基板１３０の下面に固定されている。この磁気検出部１０２は、永久磁石ＭＧが発生する磁気（磁界）を検出することで、ディスク１１０が基準位置から何回転したかを表す多回転量を検出する。

磁気検出部１０２としては、永久磁石ＭＧが発生する磁気を検出可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ＭＲ（磁気抵抗効果：Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）素子やＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果：Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）素子、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果：Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）素子等の磁気抵抗素子が使用可能である。また、磁気検出部１０２として、例えばホール素子等の磁界検出素子を使用することも可能である。また、基板１３０の下面における磁気検出部１０２の配置位置とは異なる位置に、別の磁気検出部が配置されてもよい。

（２−６．光学ユニット）
図２及び図３に示すように、光学ユニット１２００は、ディスク１１０のスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の一部と対向するように、基板１３０の下面に固定されている。図２及び図４〜図１０に示すように、この光学ユニット１２００は、実質的に四角形状の基板１２５を備えた光学モジュール１２０と、実質的に四角形状の枠部材１２１０とを備える。なお、基板１２５（以下では「サブ基板１２５」ともいう。）は、第１基板の一例に相当する。サブ基板１２５は、メイン基板１３０の下面における縁部１３３近傍に搭載されており、その下面には、光源１２１と、受光アレイ１２２，１２３とが備えられている。枠部材１２１０は、これら光源１２１及び受光アレイ１２２，１２３の周囲を取り囲むように、サブ基板１２５の下面に配置されている。なお、サブ基板１２５及び枠部材１２１０は、必ずしも四角形状である必要はなく、他の形状（例えば円形形状等）であってもよい。

（２−６−１．光源）
図２及び図４〜図６に示すように、光源１２１は、サブ基板１２５の略中央位置に配置され、サブ基板１２５と対向する位置を通過するディスク１１０のスリットトラックＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の一部（以下では「照射領域」ともいう。）に光を出射する。

光源１２１としては、照射領域に光を出射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。本実施形態では、光源１２１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、発光部から拡散光を出射する。なお、「点光源」という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な面から光が発せられてもよい。また、「拡散光」は、点光源から全方位に向かって放たれる光に限定されず、有限の一定の方位に向かって拡散しつつ出射される光を含む。すなわち、ここでいう拡散光には、平行光よりも拡散性を有する光であれば含まれる。このように点光源を使用することで、光源１２１は、光軸からのズレによる光量変化や光路長の差による減衰等の影響は多少あるにせよ、照射領域に拡散光を出射し、照射領域に均等に光を出射することが可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないため、光学素子による誤差等が生じにくく、照射領域への出射光の直進性を高める事が可能である。

（２−６−２．受光アレイ）
図２及び図４〜図６に示すように、受光アレイ１２２，１２３は、光源１２１の周囲に配置されている。具体的には、受光アレイ１２２は、光源１２１を間に挟んで測定方向両側に配置されており、受光アレイ１２３は、光源１２１を間に挟んでディスク半径方向両側に配置されている。これら受光アレイ１２２，１２３は、それぞれ、測定方向に沿って所定のピッチでアレイ状に並べられた複数の受光素子１２２ａ，１２３ａを有する。

受光アレイ１２２の各受光素子１２２ａは、光源１２１から出射され上記インクリメンタルパターンに対応するスリットトラックＳＴＩの反射スリットで反射された光を受光し、検出信号を出力する。ディスク半径方向外側に配置された受光アレイ１２３の各受光素子１２２ａは、光源１２１から出射され上記アブソリュートパターンに対応するスリットトラックＳＴ２の反射スリットで反射された光を受光し、検出信号を出力する。ディスク半径方向内側に配置された受光アレイ１２３の各受光素子１２２ａは、光源１２１から出射され上記アブソリュートパターンに対応するスリットトラックＳＴ３の反射スリットで反射された光を受光し、検出信号を出力する。これら受光アレイ１２２，１２３の各受光素子１２２ａ，１２３ａとしては、光源１２１から出射され対応する反射スリットで反射された光を受光して検出信号を出力可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばフォトダイオードが使用可能である。

なお、上述した受光アレイ１２２，１２３の配置構成は一例であり、この構成に限定するものではない。例えばアブソリュートパターンに対応する受光アレイ１２３を設けずにインクリメンタルパターンに対応する受光アレイ１２２のみとしてもよく、この場合に受光アレイ１２２を光源１２１のディスク半径方向外側及び内側の少なくとも一方に設けてもよい。

（２−６−３．接続部及び被覆材）
図４〜図１１に示すように、サブ基板１２５とメイン基板１３０とは、サブ基板１２５の周囲に配置された複数の接続部１８０を介して電気的に接続されている。なお、図４に示す例では、接続部１８０は、サブ基板１２５の測定方向両側及びディスク半径方向内側に配置されているが、さらにディスク半径方向外側に配置されてもよい。また、サブ基板１２５とメイン基板１３０との機械的な接続は、図示しないネジ等により行われる。各接続部１８０は、サブ基板１２５に設けられた端子部１８１と、メイン基板１３０に設けられた端子部１８２と、半田付けにより形成されて端子部１８１と端子部１８２とを接合する接合部１８３とを有する。端子部１８１及び端子部１８２は金属導体で構成されており、接合部１８３は半田で構成されているので、接続部１８０は、全体として光沢を有し、光の反射率が高い。

端子部１８１は、サブ基板１２５の測定方向両側及びディスク半径方向内側の外周端面、つまり縁部１２５ａに複数設けられている。なお、縁部１２５ａは、第１縁部の一例に相当する。各端子部１８１は、光源１２１や各受光素子１２２ａ，１２３ａとサブ基板１２５の内部においてリード線等を介して接続されている。また、各端子部１８１は、半円筒状の凹部１８４を有する。一方、端子部１８２は、メイン基板１３０の下面における端子部１８１に対応する位置に薄膜状に形成されている。そして、サブ基板１２５の端子部１８１がメイン基板１３０の端子部１８２上に載置された状態で、凹部１８４近傍において半田が溶融され、溶融した半田が凹部１８４により端子部１８２上に導かれる。このようにして端子部１８１の凹部１８４から端子部１８２に亘って接合部１８３が形成され、端子部１８１と端子部１８２とが接合される。なお、図１１中では、半田付けにより形成された接合部１８３の図示を省略している。

なお、上述した接続部１８０の構成は一例であり、この構成に限定するものではない。例えば、サブ基板１２５の縁部１２５ａからアーム状の金属端子を外側に突出させ、当該金属端子とメイン基板１３０の端子部１８２とを半田付けにより接合してもよいし、サブ基板１２５とメイン基板１３０との端子部同士をリード線等を用いて半田付けにより接続してもよい。また、例えばサブ基板１２５の下面に複数の端子部を形成しておき、メイン基板１３０の端子部１８２に形成した半田バンプによりサブ基板１２５側の端子部と直接接続するフリップチップ接合方式としてもよい。さらに、半田付けを行わず、例えばコネクタ等を用いてサブ基板１２５の端子部とメイン基板１３０の端子部とを接続する構成としてもよい。

また、サブ基板１２５の測定方向両側及びディスク半径方向内側の縁部１２５ａ近傍には、被覆材１９０が該縁部１２５ａに沿って（図４に示す例では略コの字状に）設けられている。被覆材１９０は、枠部材１２１０により周囲を取り囲まれるようにサブ基板１２５上に配置された光源１２１及び各受光アレイ１２２，１２３を露出させつつ、枠部材１２１０の外側の側面１２１１（以下では「外周側面１２１１」ともいう。）における測定方向両側及びディスク半径方向内側と、複数の接続部１８０の全てとを被覆する。なお、図１１中では、被覆材１９０の図示を省略している。

被覆材１９０としては、例えば接着剤やシール剤、樹脂等の材質が使用可能である。被覆材１９０の色は、表面に光沢のない黒色等、光を吸収し易い色やパターンであることが好ましい。これにより、光源１２１からの出射光（ディスク１１０で反射された反射光や散乱光を含む）の少なくとも一部を吸収し、被覆材１９０自身が光の散乱・反射を生じるのを防止できる。このような彩色は、予め接着剤等に顔料等を含有させることで行ってもよいし、被覆材１９０の表面を塗装することで行ってもよい。なお、被覆材１９０は、必ずしも黒色である必要はない。被覆材１９０は、黒色以外の暗い色（濃紺等）であってもよいし、例えば透明や明るい色の材質であっても、接続部１８０を覆うことでその反射率を下げることは可能であるため、接続部による光の反射、散乱の抑制に関し一定の効果を得ることができる。なお、説明の便宜上、以下では、被覆材１９０として、例えば紫外線照射等のエネルギー放射、加熱、空気中の水分等、外的要因によって硬化する接着剤を使用する場合について説明する。

なお、本実施形態では、被覆材１９０は、枠部材１２１０の外周側面１２１１における測定方向両側及びディスク半径方向内側と、複数の接続部１８０の全てとを被覆するが、枠部材１２１０の外周側面１２１１の一部と、一部の接続部１８０のみとを被覆してもよい。例えば、比較的ノイズに対する耐性が低いアブソリュートパターンに対応する受光アレイ１２３に近い、枠部材１２１０の外周側面１２１１の部分と接続部１８０（サブ基板１２５のディスク半径方向内側の縁部１２５ａに設けた接続部１８０）のみとを被覆し、比較的ノイズに対する耐性が高いインクリメンタルパターンに対応する受光アレイ１２２に近い、枠部材１２１０の外周側面１２１１の部分と接続部１８０（サブ基板１２５の測定方向両側の縁部１２５ａに設けた接続部１８０）については被覆しない構成とすることもできる。この場合には、被覆材１９０の使用量を削減しつつ有効なノイズ対策を施すことが可能となる。

また、本実施形態では被覆材１９０が各接続部１８０の構成要素の全部を被覆するようにしたが、接続部１８０の一部、すなわち端子部１８１，１８２及び接合部１８３の少なくとも１つを被覆する構成としてもよい。例えば、最も受光アレイ１２２，１２３に近接する端子部１８１のみを被覆したり、端子部１８１，１８２及び接合部１８３のうち最も反射率の高い金属材料で構成されたもの、あるいは最も表面積の大きいもの等を被覆してもよい。この場合にも、被覆材１９０の使用量を削減しつつ有効なノイズ対策を施すことが可能となる。

（２−６−４．サブ基板及び枠部材）
図４〜図１０に示すように、サブ基板１２５には、位置決め用のピン（図示省略）が貫通する少なくとも２つ（本実施形態では２つ）のピン孔１２５ｄが設けられている。また、枠部材１２１０には、上記位置決め用のピンが貫通する少なくとも２つ（本実施形態では２つ）のピン孔１２１８が、サブ基板１２５のピン孔１２５ｄと対応するように配置されている。

ここで、本実施形態では、エンコーダ１００の薄型化（軸方向の小型化）により、ディスク１１０の上面に配置された永久磁石ＭＧと、メイン基板１３０の下面に配置された光学ユニット１２００の枠部材１２１０とが、軸方向において重なる配置となっている。従って、枠部材１２１０の外周側面１２１１のディスク半径方向内側と永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａ（図３も参照）とは、サブ基板１３０の面方向において対向している。そして、枠部材１２１０は固定配置されるのに対し永久磁石ＭＧは回転されるので、枠部材１２１０の外周側面１２１１のディスク半径方向内側を覆う被覆材１９０と永久磁石ＭＧとの隙間Ｓを確保する必要があり、このことがエンコーダ１００の小型化（特に径方向の小型化）を阻害する要因となる。

本実施形態では、枠部材１２１０の、永久磁石ＭＧとサブ基板１２５の面方向において対向する部位１２１２の側面に、凹部１２１３が形成されている。なお、部位１２１２は、第１の部位の一例に相当する。これにより、被覆材１９０を永久磁石ＭＧと対向する部位で凹ませることが可能であり、また被覆材１９０と永久磁石ＭＧとの隙間Ｓを確保することが可能である。つまり、凹部１２１３は、被覆材の設置領域を規定する手段の一例に相当する。なお、凹部１２１３は、必ずしも部位１２１２の側面に形成される必要はなく、枠部材１２１０の他の部位の側面に形成されてもよい。凹部１２１３は、永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａと等しい曲率である凹状の曲面１２１４を有する。これにより、凹部１２１３による被覆材１９０の凹みと永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａとを等しい形状とすることが可能であり、また被覆材１９０と永久磁石ＭＧとの隙間Ｓを等間隔にすることが可能である。なお、凹部１２１３の曲面１２１４は、必ずしも永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａと等しい曲率である凹状である必要はない。

またここで、被覆材１９０として接着剤が使用される本実施形態では、被覆材１９０は硬化する前は流動性を有するので、枠部材１２１０の周囲に流れ出す可能性がある。そして、枠部材１２１０の周囲に被覆材１９０の付着が禁止される領域（以下では「付着禁止領域」ともいう。）がある場合、付着禁止領域と枠部材１２１０との隙間を大きく確保する必要があり、このことがエンコーダ１００の小型化を阻害する要因となる。付着禁止領域としては、枠部材１２１０のディスク半径方向外側の１辺のさらにディスク半径方向外側に位置する、メイン基板１３０の縁部１３３（支持部材１４０により支持される部位）が挙げられる。

本実施形態では、サブ基板１２５及び枠部材１２１０の４つの角のうち、メイン基板１３０の縁部１３３側に位置する隣り合う２つの角に対応する部位１２５ｂ，１２１５に、それぞれ、切り欠き部１２５ｃ，１２１７が設けられている。なお、部位１２１５は、第２の部位の一例に相当する。また、切り欠き部１２５ｃ，１２１７は、必ずしも設けられる必要はなく、設けられなくてもよい。そして、枠部材１２１０の各部位１２１５の側面には、切り欠き部１２１７と隣接して突出部１２１６が設けられている。これら各突出部１２１６により、該突出部１２１６を隔てた向こう側、つまり枠部材１２１０のディスク半径方向外側の１辺のさらにディスク半径方向外側に位置する、メイン基板１３０の縁部１３３側への被覆材１９０の流出を防止できる。つまり、突出部１２１６は、被覆材の設置領域を規定する手段の一例に相当する。なお、突出部１２１６は、必ずしも部位１２１５の側面に形成される必要はなく、枠部材１２１０の他の部位（但し、凹部１２１３の形成部位とは異なる部位）の側面に形成されてもよい。また、突出部１２１６は、必ずしも設けられる必要はなく、設けられなくてもよい。各突出部１２１６は、各部位１２１５の側面からメイン基板１３０の縁部１３３を支持する支持部材１４０に実質的に沿う方向に突出した形状に形成されている。これにより、支持部材１４０側への被覆材１９０の流出を効果的に防止でき、支持部材１４０とメイン基板１３０との間に被覆材１９０が侵入する、つまりメイン基板１３０の縁部１３３に被覆材１９０が付着することによる、光源１２１及び受光アレイ１２２，１２３とのギャップＧ（図２参照）の変動を回避可能である。なお、突出部１２１６の形状は、必ずしも部位１２１５の側面から支持部材１４０に実質的に沿う方向に突出していなくてもよい。

＜３．本実施形態の効果の例＞
以上説明した本実施形態に係るエンコーダ１００では、サブ基板１２５とメイン基板１３０とが複数の端子部１８１を介して電気的に接続される。複数の端子部１８１は、乱反射の防止及び半田のフラックスの封止のために、被覆材１９０により被覆される。ここで、被覆材１９０は、枠部材１２１０の外周側面１２１１の少なくとも一部についても被覆する。そして、枠部材１２１０の部位１２１２の側面には凹部１２１３が形成される。この凹部１２１３により、枠部材１２１０の部位１２１２ではその他の部位よりも被覆材１９０を凹ませることができる。その結果、枠部材１２１０と（部位１２１２に対応して配置された）部品（上記の例では永久磁石ＭＧ）とを近接して配置することが可能となる。このようにして、エンコーダ１００を構成する各部品間の隙間を小さくすることが可能となるので、枠部材１２１０の側面に凹部１２１３を形成するという簡易な構造で、エンコーダ１００を小型化することができる。

また、本実施形態では特に、枠部材１２１０のディスク１１０に設置された永久磁石ＭＧとサブ基板１２５の面方向において対向する部位１２１２の側面に、凹部１２１３が形成される。これにより、永久磁石ＭＧと対向する部位１２１２で被覆材１９０を凹ませることができる。その結果、枠部材１２１０と永久磁石ＭＧとを近接して配置することが可能となるので、エンコーダ１００を（径方向及び軸方向に）小型化することができる。また、被覆材１９０と永久磁石ＭＧとの間に隙間Ｓを確保できるので、永久磁石ＭＧの回転によってエンコーダ１００内部に生じる空気の流れの乱れを抑制できる効果もある。

また、本実施形態では特に、凹部１２１３は、円形状の永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａと等しい曲率である凹状の曲面１２１４を有する。これにより、凹部１２１３による被覆材１９０の凹みと永久磁石ＭＧの外周面ＭＧａとを等しい形状とすることができるので、枠部材１２１０と永久磁石ＭＧとを最も近接して配置することが可能となる。また、被覆材１９０と永久磁石ＭＧとの隙間Ｓを等間隔にすることができるので、永久磁石ＭＧの回転によって生じる空気の流れを整流できる効果もある。

また、本実施形態では特に、枠部材１２１０の部位１２１２とは異なる部位１２１５の側面に、突出部１２１６が設けられる。この突出部１２１６により、該突出部１２１６を隔てた向こう側への被覆材１９０の流出を防止することができる。その結果、枠部材１２１０と（突出部１２１６を隔てた向こう側に位置する）付着禁止領域に配置された部品（上記の例では支持部材１４０）とを近接して配置することが可能となる。このようにして、エンコーダ１００を構成する各部品間の隙間を小さくすることが可能となるので、枠部材１２１０の側面に突出部１２１６を形成するという簡易な構造で、エンコーダ１００を小型化することができる。

また、本実施形態では特に、枠部材１２１０が実質的に四角形状であり、突出部１２１６が枠部材１２１０の隣り合う２つの角に対応する部位１２１５にそれぞれ設けられる。この２つの突出部１２１６により、枠部材１２１０の１辺に対応する部位１２１５側への被覆材１９０の流出を防止できる。その結果、枠部材１２１０と上記１辺に対応する部位１２１５側に配置された部品（上記の例では支持部材１４０）とを近接して配置することが可能となる。

また、本実施形態では特に、突出部１２１６が、枠部材１２１０の４つの角のうちメイン基板１３０の縁部１３３側に位置する２つの角に対応する部位１２１５に設けられる。これにより、メイン基板１３０の縁部１３３側への被覆材１９０の流出を防止できるので、枠部材１２１０とメイン基板１３０の縁部１３３を支持する支持部材１４０とを近接して配置することが可能となる。

また、本実施形態では特に、筒状の支持部材１４０が、サブ基板１２５及び枠部材１２１０を内部に収容すると共にメイン基板１３０の縁部１３３を支持する。そして、突出部１２１６は、側面から支持部材１４０に実質的に沿う方向に突出した形状に形成される。これにより、支持部材１４０側への被覆材１９０の流出を効果的に防止できる。その結果、支持部材１４０とメイン基板１３０との間に被覆材１９０が浸入することによる上述のギャップＧの変動を回避でき、エンコーダ１００の信頼性を向上できる。

また、本実施形態では特に、サブ基板１２５及び枠部材１２１０は、メイン基板１３０の縁部１３３側に位置する２つの角に対応する部位１２５ｂ，１２１５に切り欠き部１２５ｃ，１２１７を有する。これにより、サブ基板１２５及び枠部材１２１０を支持部材１４０により近接して配置することが可能となり、エンコーダ１００のさらなる小型化を実現できる。

また、本実施形態では特に、被覆材１９０として、外的要因によって硬化する接着剤を使用する。これにより、被覆材１９０の硬化時間を短縮できると共に、所望のタイミングで硬化させることが可能となるので製造工程の自由度を向上できる。

以上、添付図面を参照しながら一実施形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施形態に限定されるものではない。本開示の実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。

なお、以上の説明における「垂直」とは、厳密な意味での垂直ではない。すなわち、「垂直」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」という意味である。

また、以上の説明における「同じ」「一致」「等しい」「均等」とは、厳密な意味ではない。すなわち、「同じ」「一致」「等しい」「均等」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同じ」「実質的に一致」「実質的に等しい」「実質的に均等」という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態等による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。

その他、一々例示はしないが、上記実施形態等は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１００ エンコーダ
１１０ ディスク
１２０ 光学モジュール
１２１ 光源
１２２ａ 受光素子
１２３ａ 受光素子
１２５ サブ基板（第１基板の一例）
１２５ａ 縁部（第１縁部）
１２５ｃ 切り欠き部
１３０ メイン基板（第２基板の一例）
１３３ 縁部（第２縁部）
１４０ 支持部材
１８１ 端子部
１９０ 被覆材
１２１０ 枠部材
１２１１ 外周側面
１２１２ 部位（第１の部位の一例）
１２１３ 凹部
１２１４ 曲面
１２１５ 部位（第２の部位の一例に相当）
１２１６ 突出部
１２１７ 切り欠き部
Ｍ モータ
ＭＧ 永久磁石
ＭＧａ 外周面
ＳＭ サーボモータ（エンコーダ付きモータの一例）

Claims (10)

1. ディスクに形成された反射スリットに光を出射するように構成された光源、及び、前記光源から出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子を備えた第１基板と、
   前記第１基板上に配置され、前記光源及び前記受光素子の周囲を取り囲む枠部材と、
   前記第１基板が搭載された第２基板と、
   前記第１基板の第１縁部に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続するように構成された複数の端子部と、
   前記枠部材の外側の側面の少なくとも一部と前記複数の端子部とを被覆する被覆材と、
   前記枠部材の第１の部位の前記側面に形成された凹部と、
   を有する、エンコーダ。
2. 前記凹部は、
   前記枠部材の前記ディスクに設置された永久磁石と前記第１基板の面方向において対向する部位の前記側面に形成される、
   請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記凹部は、
   円形状の前記永久磁石の外周面と実質的に等しい曲率である凹状の曲面を有する、
   請求項２に記載のエンコーダ。
4. 前記枠部材の前記第１の部位とは異なる第２の部位の前記側面に設けられた突出部をさらに有する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
5. 前記枠部材は、
   実質的に四角形状であり、
   前記突出部は、
   前記枠部材の隣り合う２つの角に対応する部位にそれぞれ設けられる、
   請求項４に記載のエンコーダ。
6. 前記第１基板は、
   前記第２基板の第２縁部近傍に搭載され、
   前記突出部は、
   前記枠部材の４つの角のうち前記第２基板の前記第２縁部側に位置する前記２つの角に対応する部位に設けられる、
   請求項５に記載のエンコーダ。
7. 前記エンコーダは、
   前記第１基板及び前記枠部材を内部に収容すると共に前記第２基板の前記第２縁部を支持する筒状の支持部材をさらに有し、
   前記突出部は、
   前記側面から前記支持部材に実質的に沿う方向に突出した形状である、
   請求項６に記載のエンコーダ。
8. 前記第１基板及び前記枠部材は、
   前記第２基板の前記第２縁部側に位置する２つの角に対応する部位に切り欠き部を有し、
   前記突出部は、
   前記切り欠き部に隣接して配置される、
   請求項７に記載のエンコーダ。
9. 前記被覆材は、
   外的要因によって硬化する接着剤である、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
10. 回転子及び固定子を備えたモータと、
    前記回転子に連結されたディスクの測定方向における相対移動を前記固定子に連結された光学モジュールにより測定することにより、前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するように構成された、請求項１〜９のいずれか１項に記載のエンコーダと、を備える、エンコーダ付きモータ。

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