JP6227242B2 - 光学式エンコーダ、光学式エンコーダ付きモータおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1〜図3には、実施形態の光学式エンコーダ付きモータ100が示されている。光学式エンコーダ付きモータ100は、モータ101を備えている。この例において、モータ101は、ブラシ付きDCモータである。モータ101としては、電流が供給されてシャフトが回転する形式のものであれば、ブラシレスモータやステッピングモータ等の他の形式のモータであってもよい。
図4(A)には、軸方向から見たディスクホルダ111の平面図が示され、図4(B)には、側面図が示されている。ディスクホルダ111は、エンコーダディスク112をシャフト102に取り付けるための部材である。ディスクホルダ111は、軸長の短い略円柱形状(ドラム形状)を有している。ディスクホルダ111の軸中心には、シャフト102が圧入される貫通孔121が設けられている。
図5(A)には、軸方向から見たエンコーダディスク112の平面図が示され、図5(B)には、その一部を拡大した状態が示されている。エンコーダディスク112は、フォトインタラプ200の発光部201が発光し、受光部202が受光する光を透過する材質で構成された円盤形状を有している。この例の場合、フォトインタラプタ200が使用する光の波長は、950nmであり、エンコーダディスク112として、この波長の光を透過するPET(ポリエチレンテレフタレート)を材料とする薄板を用いているが、ガラスを材料とした薄板でもよい。
図6(A)には、カバー113の側面から見た側面図が示され、図6(B)には、(A)における矢印Aの方向で見た平面図が示されている。カバー113は、凸部141、凸部141の先端から軸方向に突出した係合ピン(係合部)142a、142bおよび142cを備えている。係合ピン142a、142bおよび142cは、ディスクホルダ111に係合する爪143を先端に備えている。また、凸部141の中心には、シャフト102が貫通するシャフト孔141aが設けられている。
以下、主に図3を参照して、エンコーダ付きモータ100の組み立て工程の一例を説明する。まず、モータ101を用意して、出力軸側のシャフト102にギア103を所定の位置まで圧入し固定する。また、別工程で図示省略した配線パターンを形成した電子基板105にフォトインタラプタ200、コネクタ106その他電子部品を実装する。次に、モータ101の出力軸とは反対側(図3の上の側)に電子部品を実装した電子基板105をネジ104により固定し、モータ101の給電端子107、108と電子基板105の端子孔周囲の半田パッド109、110とを半田接続することで固定する。
コネクタ106を介して、図示しない外部の駆動回路から、駆動信号が供給されることで、モータ101が駆動し、シャフト102が回転する。この際、シャフト102の回転に伴ってエンコーダディスク112が回転し、この動作がフォトインタラプタ200によって検出される。フォトインタラプタ200からの検出信号は、コネクタ106を介して外部に出力される。
エンコーダディスク112の長孔の取付孔132を利用してシャフト102に通す構造とすることで、フォトインタラプタ200と接触することなく、また、電子基板105をスライドさせる等の作業が必要でないため、構造が簡素化され、各部品の位置合わせが容易となる。特に、フォトインタラプタ200の光軸合わせや電子基板105とモータ101の位置合わせが容易となる。このため、構造が簡素化され、組み立てが容易な光学式エンコーダ付きモータ100を得ることができる。
本実施の形態では、エンコーダディスク112とディスクホルダ111を別体で説明したが、一体で形成してもよい。この場合、ディスクホルダは側面方向からシャフトに嵌るための切り欠き部が形成されていて、この切り欠き部とエンコーダディスクの長孔形状の取付孔132は同じ方向に形成されている。
Claims (7)
- 回転するシャフトに取り付けられたエンコーダディスクと、
対向配置した発光部と受光部との間に非接触な状態で前記エンコーダディスクを挟む構造のフォトインタラプタと
を備え、
前記エンコーダディスクは、前記シャフトが貫通する取付孔を有し、
前記取付孔は、軸中心から離れる方向に向かって扇形に広がる略扇形形状を有し、
前記取付孔の最外周部分と前記エンコーダディスクの外周との間の径方向における距離は、前記シャフトの外周と前記フォトインタラプタとの間の径方向における距離よりも短いことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 前記エンコーダディスクは、前記シャフトに固定されたディスクホルダと前記エンコーダディスクの上から押し付けるカバーとによって挟まれた状態で保持され、
前記エンコーダディスクには、前記ディスクホルダに対して位置を決める複数の位置決め孔と前記カバーの係合部が貫通する複数のカバー通し孔が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学式エンコーダ。 - 前記エンコーダディスクは、前記受光部が検出する光を透過する材料で構成され、且つ、前記エンコーダディスクの片面には、特定のパターンで形成された遮光パターンが形成されており、
前記複数の位置決め孔は、軸中心に対して非対称な位置に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の光学式エンコーダ。 - 回転するシャフトを備えたモータと、
前記シャフトに取り付けられたエンコーダディスクと、
対向配置した発光部と受光部との間に非接触な状態で前記エンコーダディスクを挟む構造のフォトインタラプタと
を備え、
前記エンコーダディスクは、前記シャフトが貫通する取付孔を有し、
前記取付孔は、軸中心から離れる方向に向かって扇形に広がる略扇形形状を有し、
前記取付孔の最外周部分と前記エンコーダディスクの外周との間の径方向における距離は、前記シャフトの外周と前記フォトインタラプタとの間の径方向における距離よりも短いことを特徴とする光学式エンコーダ付きモータ。 - 前記エンコーダディスクは、前記シャフトに固定されたディスクホルダと前記エンコーダディスクの上から押し付けるカバーとによって挟まれた状態で保持され、
前記エンコーダディスクには、前記ディスクホルダに対して位置を決める複数の位置決め孔と前記カバーの係合部が貫通する複数のカバー通し孔が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の光学式エンコーダ付きモータ。 - 前記エンコーダディスクは、前記受光部が検出する光を透過する材料で構成され、且つ、前記エンコーダディスクの片面には、特定のパターンで形成された遮光パターンが形成されており、
前記複数の位置決め孔は、軸中心に対して非対称な位置に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の光学式エンコーダ付きモータ。 - エンコーダディスクが取付孔を有する光学式エンコーダ付きモータの製造方法であって、
(1)フォトインタラプタを取り付けた電子基板を、シャフトを備えたモータの端面に取り付ける工程、
(2)前記シャフトに対して前記エンコーダディスクを偏心させた状態で前記取付孔の最外周部に前記シャフトを通し、前記エンコーダディスクを前記シャフトに取り付ける工程、
(3)カバーで前記エンコーダディスクを固定する工程、
の順に組み立てられており、
前記取付孔は、軸中心から離れる方向に向かって扇形に広がる略扇形形状を有しており、
前記取付孔の最外周部分と前記エンコーダディスクの外周との間の径方向における距離は、前記シャフトの外周と前記フォトインタラプタとの間の径方向における距離よりも短いことを特徴とする光学式エンコーダ付きモータの製造方法。
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