JP5962884B2 - エンコーダ及びサーボモータ - Google Patents
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Description
上記第1基板が搭載された第2基板と、
上記第1基板と上記第2基板とを電気的に接続する、光沢を備えた接続部と、
上記点光源及び上記受光素子を露出させるように上記接続部を被覆する被覆材と、を有する、エンコーダが提供される。
上記第1基板に設けられた第1端子と、
上記第2基板に設けられた第2端子と、
半田付けにより形成されて上記第1端子と上記第2端子を接合する接合部と、を有し、
上記被覆材は、
上記第1端子、上記第2端子及び上記接合部の少なくとも1つを被覆してもよい。
手作業による半田付けにより形成されてもよい。
黒色の材質で構成されてもよい。
上記シャフトの位置を検出するエンコーダと、を備え、
上記エンコーダは、
上記シャフトに連結されたディスクに形成された反射スリットに光を照射する点光源、及び、上記点光源から照射され上記反射スリットで反射された光を受光する受光素子を備えた第1基板と、
上記第1基板が搭載された第2基板と、
上記第1基板と上記第2基板とを電気的に接続する、光沢を備えた接続部と、
上記点光源及び上記受光素子を露出させるように上記接続部を被覆する被覆材と、を有する、サーボモータが提供される。
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、エンコーダ100と、モータM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。モータMは、シャフトSHを回転軸心AX周りに回転させることにより、回転力を出力する。
次に、図2〜図5を用いてエンコーダ100の概略構成について説明する。なお、図2は、図3に示したエンコーダ100をA−A線で切断した断面図である。
ディスク110は、シャフトSHの端部に連結される。なお、ディスク110を例えばハブ等を介してシャフトSHに連結してもよい。図3に示すように、ディスク110の光学モジュール120に対向する側の面には、円周方向に沿ってディスク110の全周に亘り並べられた複数の反射スリット(図示せず)を有する3本の同心円状のスリットアレイSA1,SA2,SA3が形成されている。1つ1つの反射スリットは、点光源121から照射された光を反射する。スリットアレイSA1は、反射スリットがインクリメンタルパターンを有するように配置されて構成されている。インクリメンタルパターンは、所定のピッチ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、少なくとも1以上の受光素子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の回転対象の位置を表す。
光学モジュール120は、図2及び図3に示すように、ディスク110のスリットアレイSA1,SA2,SA3の一部に対向するように、基板130のディスク110に対向する側の表面に搭載されている。図2及び図4に示すように、この光学モジュール120は、基板125を備えている。基板125のディスク110に対向する側の面には、ディスク110に形成された反射スリットに光を照射する点光源121と、点光源121から照射され反射スリットで反射された光を受光する受光アレイ122,123とが設けられている。受光アレイ122は、インクリメンタルパターンに対応する上記スリットアレイSA1からの反射光を受光する。受光アレイ123は、アブソリュートパターンに対応する上記スリットアレイSA2,SA3からの反射光を受光する。また、上記基板125が第1基板の一例に相当する。
基板130は、円板状のプリント配線基板であり、ディスク110と対向する側の面及びその反対側の面には、光学モジュール120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、図2〜図4において、光学モジュール120以外の素子や配線については図示を省略している。図2に示すように、基板130は、支持部材140とほぼ同じ直径となるように形成されており、その縁部が支持部材140の基板が載置される面141(以下適宜「基板載置面141」と記載する)に載置されている。基板130の縁部には、固定ネジ150が貫通する複数(本実施形態では3)の貫通孔131が設けられている。貫通孔131は、円周方向に略均等な間隔(本実施形態では120°間隔)で配置されている。また、基板130の縁部には、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)のピン孔132が設けられている。ピン孔132は、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。また図2及び図4に示すように、光学モジュール120は、基板130の縁部近傍に搭載されている。なお、上記基板130が第2基板の一例に相当する。
支持部材140は、図2及び図3に示すように円筒状に形成されており、ディスク110を内部に収容しつつ、光学モジュール120がディスク110の反射スリットと対向するように基板130を支持する。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、使用することが可能である。
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。図3に示すように、オイルシール170は、その中心部をシャフトSHが貫通しており、その外周部に半径方向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を有している。固定部171は、円周方向に略均等な間隔(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。
図4は、支持部材140に支持された状態の基板130の光学モジュール120搭載部分を、モータMのハウジング10側から見た図である。図4に示すように、光学モジュール120の基板125とこれを搭載する基板130とは、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。図4に示す例では、接続部180を基板125の円周方向両側と半径方向内側に配置しているが、さらに半径方向外側に配置してもよい。なお、基板125と基板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、基板125に設けられた端子181と、基板130に設けられた端子182と、半田付けにより形成されて端子181と端子182を接合する接合部183とを有している。端子181及び端子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。なお、端子181が第1端子の一例に相当し、端子182が第2端子の一例に相当する。
本実施形態のエンコーダ100では、点光源121及び受光アレイ122,123を備えた基板125とこれを搭載する基板130とが、光沢を備えた接続部180により電気的に接続される。接続部180は基板125の周囲に配置されるため、接続部180と受光アレイ122,123とは互いに近接した配置となる。したがって、点光源121から照射されディスク110のスリットアレイSA1,SA2,SA3で反射された光が接続部180で反射、散乱されてしまい、その結果生じる散乱光や迷光が受光アレイ122,123におけるノイズとなる可能性がある。
110 ディスク
121 点光源
122a 受光素子
123a 受光素子
125 基板(第1基板の一例)
130 基板(第2基板の一例)
180 接続部
181 端子(第1端子の一例)
182 端子(第2端子の一例)
183 接合部
190 被覆材
M モータ
SH シャフト
SM サーボモータ
Claims (3)
- ディスクに形成された反射スリットに光を照射する点光源、及び、前記点光源から照射され前記反射スリットで反射された光を受光する受光素子を備えた第1基板と、
前記第1基板が搭載された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを電気的に接続する、光沢を備えた接続部と、
前記点光源及び前記受光素子を露出させるように前記接続部を被覆する被覆材と、を有し、
前記接続部は、
前記第1基板に設けられた第1端子と、
前記第2基板に設けられた第2端子と、
半田付けにより形成されて前記第1端子と前記第2端子を接合する接合部と、を有し、
前記被覆材は、
前記第1端子、前記第2端子及び前記接合部を被覆するとともに、前記接合部を封止する、エンコーダ。 - 前記被覆材は、
黒色の材質で構成されている、請求項1に記載のエンコーダ。 - シャフトを回転させるモータと、
前記シャフトの位置を検出するエンコーダと、を備え、
前記エンコーダは、
前記シャフトに連結されたディスクに形成された反射スリットに光を照射する点光源、及び、前記点光源から照射され前記反射スリットで反射された光を受光する受光素子を備えた第1基板と、
前記第1基板が搭載された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを電気的に接続する、光沢を備えた接続部と、
前記点光源及び前記受光素子を露出させるように前記接続部を被覆する被覆材と、を有し、
前記接続部は、
前記第1基板に設けられた第1端子と、
前記第2基板に設けられた第2端子と、
半田付けにより形成されて前記第1端子と前記第2端子を接合する接合部と、を有し、
前記被覆材は、
前記第1端子、前記第2端子及び前記接合部を被覆するとともに、前記接合部を封止する、サーボモータ。
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