WO2006035686A1 - 小型モータの光学式エンコーダ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

　本発明は、モータエンドベルに備えた軸受保持部に収容される軸受を通ってモータ外部に延長するモータシャフトに取り付けられたコードホイールと、該コードホイールの光学変調トラック部がホトセンサモジュールの間隙に位置決め配置されるように、該ホトセンサモジュールを取り付けた基板を装着する。この基板が、エンドベルとの間にスペーサを挟んだ状態で、一対のモータ端子を基板のプリント配線部に半田付けすることにより、モータとスペーサと基板が一体に固定される。スペーサは、モータシャフトと直交方向から挿入、位置決めできるように全体的にはＵ字形状に構成される。  

Description

明 細 書

小型モータの光学式エンコーダ装置及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、モータシャフトに取り付けられたコードホイール力 ホトセンサモジュール の間隙に位置決め配置されて、モータシャフトの回転を光学的に検出する小型モー タの光学式エンコーダ装置及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 小型モータには、モータの回転速度や位置を検知するための装置を一体に組み付 けることが求められている。このような検知装置には、磁石及びホール素子を用いて 磁気的に検出するもの、或いは 1対のブラシ間の電気的導電を機械的にオンオフす る機械式のもの、或いはホトダイオード (発光素子)及びホトトランジスタ（受光素子）を 用いて光を検出する光学式のものが知られている力 本発明は、この光学式ェンコ ーダ装置に関する。このような光学式エンコーダ装置を組み付けた小型モータは、回 転制御が必要な、例えばプリンタ一等の OA機器において用いることができる。

[0003] 図 18は、光学式エンコーダのモータへの取付を例示する第 1の従来技術を示す図 である（特許文献 1参照)。図 18 (A)は、モータシャフトにコードホイールが取り付けら れた小型モータを、（B)は、ホトセンサモジュールを取り付けたベース部材を、（C)は 、これら両者を一体に組み立てた状態を示している。（C)に示す組立完了状態で、 発光素子と受光素子を対向し構成したホトセンサモジュールの間隙に、光学変調トラ ックを持つコードホイールが配置されて、モータシャフトの回転に伴う信号を得るよう になっている。

[0004] ホトセンサモジュールの間隙に、コードホイールを配置する必要があるために、（A) に示すように、先に、モータシャフト先端部にコードホイールを取り付ける。その後、（ B)に示すホトセンサモジュールを取付けたベース部材を、それに設けた切り欠き部 に被固定部が入るようにして、モータシャフトと直交する方向から挿入、位置決め、固 定する。このために、モータシャフトが貫通するようにモータケースに固定された被固 定部を設ける一方、ベース部材の切り欠き部両側に固定部を設け、これら両者を、固 定用の取付ネジを用いて、位置決め固定する。

[0005] このように、図示の構成は、モータシャフトと直交する方向力 挿入位置決め固定で きるので、取付け時に、ホトセンサモジュールがコードホイールに触れてコードホイ一 ルを損傷することなぐホトセンサモジュールを所定の位置に取付け、固定することが できるという効果がある。

[0006] しかし、モータケースには、被固定部を固定する必要があるので、被固定部を取り 付けるモータケース端面力 例えば平坦であるような特別の形状のものでなければな らず、標準的なモータに取り付けることはできない。このように、標準的なモータのモ ータケース端面が平坦でな 、ことはもちろん、通常のモータケース端面には軸受保 持部やモータ端子などの凹凸や部品などがあるのが一般的であり、標準モータへの 取り付けが考慮されておらず、現実的ではない。さらにカ卩えて、モータへの固定の信 頼性確保のためにネジ等を使用する必要があり、コストがかかるという問題もある。

[0007] 図 19は、光学式エンコーダのモータへの取付を例示する第 2の従来技術を示す図 である。 （A)は、光学式エンコーダを取り付けた小型モータの斜視図であり、（B)は、 基板上にコネクタ及びホトセンサモジュールを配置したセンサユニットを示す図である 。例示のセンサユニットの基板は、そこに形成されているモータ端子挿入用スリットに 、モータ端子を挿入した後に、基板表面力 半田付けすることにより固定される（モー タエンドベルに対向する面を「基板裏面」、その反対側面を「基板表面」と表す)。これ によって、図 18に示した従来技術が必要としたような特別の構成の被固定部を、モ ータに取り付ける必要は無く、標準モータに取り付けることが可能になる。

[0008] しかし、センサユニットの基板が、モータに対し、モータ端子部への半田付けのみで 固定されるので、基板は、モータエンドベルに対して浮いた状態になっている。図 17 は、この状態を説明する図である。この状態では、基板の端部に外力が掛カると基板 力 Sしなって破損してしまう恐れがあり、その対策として基板自体の強度が大き!/、ガラス エポキシ基板を用いる必要が生じ、高価になった。

[0009] また同様な外力が加わった際にモータ端子曲り（塑性変形)の懸念もある。モータ 端子が曲がってしまうとコードホイールとホトセンサの位置関係がずれてしまい正確な 信号を検知できなくなる。この不具合の改善策として、外力が加わった場合にモータ 端子が曲がり難くするため、モータ端子のモータエンドベル固定部 (支点)から基板 取付部 (作用点)までの距離を短くする必要があった。その結果、基板とモータエンド ベル間が狭くなつてしまうことから、基板の裏面側ではモータ端子部へ半田付けする ための作業空間が確保できず、モータ端子部と基板プリント配線部との半田付け接 続を、基板表面側で行わざるを得なくなる。ホトセンサユニットやコネクタの端子は、 通常の電子部品と同様に、基板に設けられた端子用穴を突き抜けて基板裏面側に て半田付け固定が行われる。それに対し、モータ端子部は前述のように基板表面側 で半田付け固定を行わなければならな 、ため、基板の両面側にプリント配線部を形 成した両面プリント配線基板を用いる必要があり、高価になる。また、モータ端子と基 板との接続を基板表面側のホトセンサモジュール側で半田付けするために、半田粒 やフラックスの飛散、付着によりホトセンサが誤動作する懸念があった。

[0010] ホトセンサモジュールのコードホイールに対する配置（相対位置）は、 目視で位置決 めしていたため、ホトセンサ位置決めが安定しない。また、モータエンドベル面に対 する基板平行度が出しにくいために、センサ出力が不安定になるという問題があった

[0011] 図 20は、光学式エンコーダのモータへの取付けを例示する第 3の従来技術を示す 斜視図である。 （A)と (B)は、見る方向のみを異にした同一モータを示している。ホト センサモジュール及びモータ端子はプリント基板へ接続され、基板上の配線により一 箇所にまとめられ、コネクタを介して入出力を行う。プリント基板は、上述の図 19に示 すような半円状であると、図 20 (B)に示す矢印方向の外力に対して基板がモータエ ンドベル側力も浮き上がってしまうため、 U字基板の両脚部をできる限り延ばして、基 板がモータ端面力 離れるのを防止している。しかし、プリント基板のコストは、規定サ ィズの一枚の母材力 何個切り取るかの取り数の影響が大きいため、このように表面 積を広くするとその分高価となる。

[0012] また、図示のプリント基板は、ホトセンサモジュール等の素子の半田付け面とモータ 端子の半田付け面が逆側になるため、両面プリント配線基板を使用せざるを得ず、コ スト高である。なお表面実装可能な素子を用いて、片面プリント配線基板にすることも 可能であるが、表面実装可能な素子はリフロー半田付けに耐える耐熱性が必要のた め、非常に高価である。

[0013] ホトセンサモジュール等の素子の端子を、モータエンドベルと基板の間には配置で きないため、図 20 (B)に示すように、モータ外径よりも外側に配置している。その分基 板が大きくなるため高価となり、また、モータ外径力も大きくはみ出すため、例えばプ リンター等の用途機器内部において大きなスペースが必要となる。

特許文献 1：特開 2002— 357457号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] 本発明は、係る問題点を解決して、センサユニットの基板をモータに対して、モータ 端子部でのみ固定可能にして、特別の構成の被固定部をモータに取り付ける必要を 無くし、標準モータに取り付け可能にすることを目的としている。

[0015] また、本発明は、基板自体或いはモータ端子自体には、外力による応力が集中し ない構成にして、高価な部品を使用する必要を無くすことを目的としている。

[0016] また、本発明は、センサユニットの基板と、モータエンドベル側との間に十分な隙間 を確保して、モータ端子部への半田付けを基板裏面側で行うことを可能にして、安価 な片面プリント配線基板の使用を可能にすると共に、半田付け時の半田粒やフラック スがホトセンサに飛散、付着して、誤動作することを防止することを目的としている。

[0017] さらに、本発明は、ホトセンサモジュールのコードホイールに対する位置決めを確実 にして、ホトセンサ出力が不安定にならな 、ようにすることを目的として!/、る。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明の小型モータの光学式エンコーダ装置は、モータエンドベルに備えた軸受 保持部に収容される軸受を通ってモータ外部に延長するモータシャフトに取り付けら れたコードホイールと、該コードホイールの光学変調トラック部がホトセンサモジユー ルの間隙に位置決め配置されるように、該ホトセンサモジュールを取り付けた基板を 装着する。このホトセンサモジュールを固定した基板力 エンドベルとの間にスぺー サを挟んだ状態で、一対のモータ端子を基板のプリント配線部に半田付けすることに より、モータとスぺーサと基板が一体に固定される。スぺーサは、前記軸受保持部を 位置決めするための中央穴及び該中央穴に連続する導入路を有して、該導入路を 通してモータシャフトと直交方向力も挿入、位置決めできるように全体的には u字形 状に構成される。

[0019] また、本発明の小型モータの光学式エンコーダ装置の製造方法は、軸受保持部を 位置決めするための中央穴及び該中央穴に連続する導入路を有して、該導入路を 通してモータシャフトと直交方向力も挿入、位置決めできるように全体的には U字形 状に構成したスぺーサを、ホトセンサモジュールを取り付けた基板に対して一体に組 み立てることによりセンサユニットを構成する。このセンサユニットを、コードホイールを 取り付けたモータに対して、モータシャフトと直交する方向力も挿入、位置決めし、一 対のモータ端子を基板のプリント配線部に半田付けすることにより、モータとスぺーサ と基板を一体に固定する。

発明の効果

[0020] 本発明によれば、 U字形状スぺーサによりセンサユニットを剛体ィ匕したため、外力 による強度的な懸念がなくなると共に、スぺーサにより基板強度が補完されるため薄 厚の安価な基板の使用が可能となった。また、スぺーサを用いることで端子強度に依 存することなぐセンサユニットをモータに固定できるため、基板とモータ間のスぺー スを広くとれ、このスペースで半田付けが可能となり、安価な片面プリント配線基板の 使用が可能となった。

[0021] また、本発明によれば、 U字形状のスぺーサを使うことで、センサユニットをモータ へ固定する際に、ネジ等の追加部品を不要にして、標準的なモータに対して、モー タシャフトと直交方向から挿入、位置決めして取付けが可能となる。

[0022] また、本発明によれば、スぺーサにより端子への応力集中の心配がなくなり、基板と モータエンドベル間の遮蔽されたスペースで半田付けが可能となり、半田飛散による 不具合を防ぐことができる。

[0023] さらに、本発明によれば、スぺーサの一部品でモータに対する位置決め及びホトセ ンサの位置決めをして、センサ出力を安定ィ匕することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、センサユニットを取り付けたモータの全体構成を示す斜視図であり、 (A )と（B)は、見る方向のみを異にする同一の小型モータを示している。 [図 2]図 2は、コードホイールを例示する図である。

[図 3]図 3は、ホトセンサモジュールの外観を例示する図である。

[図 4]図 4は、コネクタの外観を例示する図である。

[図 5]図 5は、基板裏面のプリント配線部を例示する図である。

[図 6]図 6は、それぞれ異なる方向力 見た同一のスぺーサを例示する斜視図である

[図 7]図 7は、基板の表側カゝらコネクタのプリント配線接続用端子を挿入した状態を示 す図である。

[図 8]図 8は、基板裏面側からスぺーサを挿入した状態を示す図である。

[図 9]図 9は、センサユニットとして、組立が完成した状態を示す図である。

[図 10]図 10は、ホトセンサモジュール係合部を拡大して示す図である。

[図 11]図 11は、コードホイールがモータシャフトに位置決め固定された状態のモータ を示す図である。

[図 12]図 12は、図 1とは異なる別の例のセンサユニットを取り付けたモータの全体構 成を示す斜視図であり、（A)と (B)は、見る方向のみを異にする同一の小型モータを 示している。

[図 13]図 13は、図 3とは異なる別の例のホトセンサモジュールの外観を例示する図で ある。

[図 14]図 14は、図 5とは異なる別の例の基板を例示する図である。

[図 15]図 15は、図 6とは異なる別の例の U字形状スぺーサを例示する図である。

[図 16]図 16は、スぺーサの作用を説明する図である。

[図 17]図 17は、図 19に示した従来技術の問題を説明する図である。

[図 18]図 18は、光学式エンコーダのモータへの取付けを例示する第 1の従来技術を 示す図である。

[図 19]図 19は、光学式エンコーダのモータへの取付けを例示する第 2の従来技術を 示す図である。

[図 20]図 20は、光学式エンコーダのモータへの取付けを例示する第 3の従来技術を 示す図である。 発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、例示に基づき本発明を説明する。図 1は、センサユニットを取り付けたモータ の全体構成を示す斜視図であり、（A)と（B)は、見る方向のみを異にする同一の小 型モータを示している。図示省略している力 モータケース内部には、固定子側磁極 となるマグネットが取り付けられる一方、モータシャフト上に積層コアと卷線によって構 成される回転子磁極と、整流子とを一体に組み付けて構成される回転子が回転可能 に取り付けられている。有底中空円筒状のモータケースの開口から、モータシャフト 上に一体に組み立てられた回転子を挿入した後、モータケースの開口を閉じるように 、エンドベルが嵌着される。整流子に接触する一対のブラシは、エンドベルの外部に 導出される一対のモータ端子にそれぞれ接続されている。外部電源力 ブラシ及び 整流子を介して供給された電流は、回転子磁極に巻かれた卷線に流れ、これによつ て、モータは回転することができる。このような小型モータ自体は、通常構成のもので ある。

[0026] モータシャフトは、モータケースの底部中央と、エンドベルの中央にそれぞれ位置 する軸受によって支持されている。エンドベル側の軸受は、エンドベルと一体に形成 された軸受保持部内に収容されて!ヽる。エンドベル側軸受を通してエンドベル外部 に伸びるモータシャフト延長部にコードホイール力 圧入等により位置決め、固定さ れている。なお圧入する場合はコードホイールの中央に位置するフランジ部に樹脂 を使うことが望ましい。他に強度を考慮して、フランジ部に鉄、真鍮、或いはアルミ- ゥムを使うことも考えられる。コードホイール自体は通常のものであり、図 2に例示した ように、円周上に等間隔に複数のスリットが設けられている光学変調トラックを有して、 モータシャフトの回転に伴ない、例えば 50パルス Z回転程度の信号を得るようになつ ている。コードホイールの一方の面側からの発光を、他方の側で受光する際、回転す るコードホイールのスリット部と非スリット部によって受光をオンオフすることにより、回 転速度及び位置を検出することができる。

[0027] ホトセンサモジュールは、図 3に例示したような外観を有しており、発光素子と受光 素子を対向するように配置し構成されている。このホトセンサモジュールの間隙に、コ ードホイールの光学変調トラック部が位置決め配置されるように、ホトセンサモジユー ルを固定した基板力 エンドベルとの間にスぺーサを挟んだ状態で、一対のモータ 端子を基板裏面側（エンドベルに面する側）のプリント配線部に半田付けすることによ り、モータとスぺーサと基板が一体に固定される。

[0028] 基板上には、 1つのコネクタが配置されている。図 4は、コネクタの外観を例示する 図である。外部力 モータゃホトセンサモジュールへ電源を供給し、また、エンコーダ 出力信号を取り出すための外部接続用端子、及び基板のプリント配線部に電気的に 接続されるプリント配線接続用端子が設けられている。図 5は、基板裏面のプリント配 線部を例示する図である。モータ端子及びホトセンサモジュール力もコネクタまでの 配線は、基板裏面側のプリント配線部によって行うことができる。コネクタ端子は、一 対のモータ端子に電源を供給する一対の端子と、発光素子に電源を供給する一対 の端子と、受光素子から信号を取り出す一対の端子 (但し、一方の端子は、発光素 子端子と共通にすることができる）とから成っている。

[0029] 次に、各部分の詳細を示す図及び組立工程図を参照して、センサユニットの組み 立て、さらには、センサユニットのモータへの取付について説明する。センサユニット の組立てに際しては、図 7に示すように、まず、基板の表側からコネクタ端子が挿入さ れて、基板裏面側でコネクタ端子はプリント配線部に半田付けされる。次に、基板裏 面側からスぺーサが取り付けられる。スぺーサは、安価な榭脂製にすることができ、 かつ、モータシャフトと直交方向力も挿入、位置決めできるように、全体的には U字状 の形状を有しており、例えば図 6に示すような外形を有している。なお、 U字状とは、 モータシャフト軸方向に (表面或!ヽは裏面側から）見たときに全体的には環状である 平面形状の一部を切り欠いて、その中央穴に連続する導入路を備えた形状を意味し 、図 6 (A)に表示したように、この導入路の両側部分を脚部と称している。

[0030] 図 6 (A)〜（D)は、それぞれ異なる方向力も見た同一のスぺーサの斜視図であり、

(A) (B)は表面側 (基板側)から、また (C) (D)は裏面側 (モータエンドベル側)から 見て 、る。モータシャフト軸方向に (表面或いは裏面側から）見たスぺーサの外形形 状は、基板に取り付けられる素子の端子半田付け部及び一対のモータ端子の半田 付け部を避ける形状を有して 、る。ホトセンサモジュールを位置決めするための 3個 の係合部は、基板に設けた対応する穴（図 7に例示のホトセンサモジュール位置決め 穴）を突き抜けて、基板表面側に装着されるホトセンサモジュールに係合する。スぺ ーサには、モータの軸受保持部に軽く嵌合されて位置決めするための中央穴、及び それに連続する導入路とその両側に位置する脚部が設けられている。この導入路の 中央穴への入り口部は、軸受保持部の外径より少し狭くしている。これによつて、モー タ組立て作業者が、全体的には U字形状にしたスぺーサによる弾性を利用して直交 方向力も挿入したときに、パチンという音と手への感触で、スぺーサ内径内に軸受保 持部が完全に収まったことを認識することができる。また、このスぺーサ表面側に設け られた基板端当接壁部は、基板端部を位置決めするのに役立つ。また、 2個のボス は、基板に設けた対応する穴（図 7に例示のボス穴）を突き抜ける長さを有している。

[0031] このような U字形状スぺーサのボス（2個を例示)及びホトセンサモジュール係合部（ 3個）を、それらに対応してそれぞれ設けられているボス穴及びホトセンサモジュール 位置決め穴に対して、図 8に示すように、基板裏面側から挿入する。この際、スぺー サの基板端当接壁部に、基板端が当接する。その後、ボス先端を押しつぶすこと〖こ より、スぺーサを基板に対してカシメ止めする。スぺーサと基板の固着は、このような ボスカシメが、強度や作業工数面で望ましいが、他に接着や圧入などによっても固着 することはできる。このスぺーサの厚みによって、モータエンドベル面と基板裏面との 間に、所定の間隔を保持することができる。スぺーサ形状は、スぺーサを基板と組み 合わせた状態で、コネクタとかホトセンサモジュール等の基板に取り付けられる素子 の端子部、及びモータ端子部に、スぺーサが当接することの無いような外形に形成さ れている。

[0032] 図 9は、センサユニットとしては、組立が完成した状態を示す図であり、図 10は、ホト センサモジュール係合部を拡大して示す図である。図示したように、スぺーサのホト センサモジュール係合部を位置決めにして、ホトセンサモジュールが取り付けられる 。その際、ホトセンサモジュールと、基板接触面とは接着剤を用いて固定することもで きる。このように、スぺーサの位置決め部にホトセンサを固着する際は、取付精度と固 着強度確保のため、ホトセンサモジュールを係合部に軽く圧入し、接着により補強す る。この圧入の位置決め精度を良くするため、係合部の圧入接触面側には、突起を 設けることができる（図 6参照)。或いは、図示した 3個のホトセンサモジュール係合部 とは別にスぺーサと一体に設けたフックのような係止爪（図示省略)の弾性力により、 ホトセンサモジュールを固定するよう構成することも可能である。この場合、接着は不 要となる。

[0033] 図 11は、コードホイール力 モータシャフトに位置決め固定された状態を示してい る。このモータに対して、図 9に例示したようなセンサユニットが、ホトセンサモジユー ルの間隙に、コードホイールが位置するように、モータシャフトと直交する方向力 揷 入、位置決めする。この位置決めは、モータの軸受保持部が、センサユニットのスぺ ーサの中央穴に嵌合すると共に、一対のモータ端子が、基板に設けた対応するスリ ット (モータ端子挿入用スリット）に挿入されることにより適切に行われる。軸受保持部 位置決め部（中央穴）とホトセンサ位置決め部 (係合部）がーつの部品であるスぺー サに形成されているため、コードホイールに対するホトセンサの精度の良い位置決め が可能となる。その後、モータ端子と基板のプリント配線部を、基板の裏面側 (エンド ベル対向面側)から半田付けすることにより、電気的接続がなされるだけでなぐモー タとセンサユニットが一体に固定される。また、スぺーサと基板をボスカシメにより固着 可能としたことにより、センサユニットをオフラインで生産でき、モータ側面よりセンサ ユニットのワンタッチ取付が可能となる。スぺーサの使用により基板強度を補完できる ため、モータ端子のサイズ、位置、強度に関係なぐモータ端子を変更しないで標準 仕様のモータが使用可能となる。

[0034] このように、 U字形状のスぺーサを使い、標準モータの外部に光学式エンコーダを 構成するコードホイールとホトセンサを取付けることができる。図 16に示すように、モ ータエンドベルと基板の間に位置することになるスぺーサを、基板の台座として使用 して基板強度を補完することにより、外力に対する信頼性が向上し、かつ薄厚の安価 な基板、例えば片面銅張フエノール基板の使用が可能となる。また、スぺーサを、基 板の台座として使用することにより、基板の取付平行度を安定させることができる。ス ぺーサは、モータエンドベル面のブラシ開き穴（モータ組立時に整流子上にブラシが 位置するようにそれを開くための治具を挿入するための穴）を塞ぎ、ブラシ磨耗粉の 飛散、付着によるホトセンサの誤動作を防止することができる。また、モータエンドべ ルと基板の間に一定のスペースを形成し、閉じた空間でのモータ端子半田付けを可 能とする。このように、モータ端子と基板をコネクタとホトセンサの取付半田と同じ側で 半田付けすることにより、安価な片面プリント配線基板の使用が可能となり、またスぺ ーサによって形成された遮断スペースで半田付けを行うため、ホトセンサやコードホイ ールへの半田飛散及び付着を防止できる。

[0035] 図 12は、図 1とは異なる別の例のセンサユニットを取り付けたモータの全体構成を 示す斜視図であり、（A)と (B)は、見る方向のみを異にする同一の小型モータを示し ている。図示のホトセンサモジュールにはそれ自体に、後述するように、取り付け及び 位置決めのためのボスが備えられている。それ故に、図 1に例示したモータとは、ホト センサモジュールが固定される基板構成、及びその裏面に位置する U字形状スぺー サの形状を異にする力 それ以外の構成は同一である。

[0036] ホトセンサモジュールは、図 13に例示したような外観を有している。図 3を参照して 説明したホトセンサモジュールと同じぐ発光素子と受光素子を対向するように配置し 、かっこのホトセンサモジュールの間隙に、コードホイールの光学変調トラック部が位 置決め配置されると共に、裏面には、プリント配線接続用端子が導出されている。こ れにカ卩えて、図 13に示すホトセンサモジュールは、その裏面に、位置決め用のボス（ 2個を例示）が突出している。

[0037] 図 3に例示のホトセンサモジュールは、例えば、 50パルス Z回転の低解像度でァ ナログ的に信号を処理するアナログ式であるのに対して、図 13に例示のホトセンサモ ジュールは、例えば、 448パルス Z回転の高解像度でディジタル的に信号を処理す るディジタル式である。ディジタル式は、読み取った信号の補正が可能であるという特 徴を有しているので、ホトセンサモジュールの取付位置精度において、アナログ式ほ どの厳密さが要求されない。このため、ディジタル式のような厳密な取付位置精度が 要求されないホトセンサモジュールは、例示したように、ホトセンサモジュール自体に 備わっている位置決め用のボスを利用して、位置決めし、配置することが可能となる。

[0038] 図 14は、図 5とは異なる例の基板を例示する図である。図 14に例示の基板は、図 5 に例示の基板と同じぐ基板裏面側にプリント配線部（図示省略)を有すると共に、モ ータ端子挿入用スリット、コネクタ端子用穴、ホトセンサモジュール端子用穴、スぺー サボス用穴を有している。これに加えて、図 14の基板は、上述のホトセンサモジユー ル位置決め用ボスに対応する位置に、ホトセンサモジュール位置決め用穴（2個）が 備えられている。

[0039] 図 15は、図 6とは異なる例の U字形状スぺーサを例示する図である。図 6と同様に 、図 15のスぺーサには、モータの軸受保持部に軽く嵌合されて位置決めするための 中央穴、それに連続する導入路とその両側に位置する脚部、スぺーサ表面側に設け られた基板端当接壁部、及び基板に設けた対応するスぺーサボス用穴（図 14)を突 き抜ける長さを有しているボス（3個を例示）が備えられている。同様に、この導入路の 中央穴への入り口部は、軸受保持部の外径より少し狭くしている。しかし、図 6に例示 の U字形状スぺーサには、ホトセンサモジュールを位置決めするための 3個の係合 部が備えられていたのに対して、図 15に例示のスぺーサには、このような係合部が 備えられていない。

[0040] 次に、図 13に示すような位置決め用ボスを有するホトセンサモジュールを用いたセ ンサユニットの組み立て、及びセンサユニットのモータへの取付につ 、て説明する。 センサユニットの組立てに際しては、まず、基板の表側力 コネクタ端子及びホトセン サモジュールの端子及びボスが挿入される。ホトセンサモジュールの取り付け及び位 置決めに際して、ホトセンサモジュール裏面に設けた位置決め用ボスと、それに対応 して基板に設けられたホトセンサモジュール位置決め用穴が利用される。コネクタ端 子及びホトセンサモジュールの端子及びボスをそれぞれ挿入した後に、それぞれの 端子は、基板裏面側でプリント配線部に半田付けされる。なお、ボスを有するホトセン サモジュールを基板に取り付ける際に、接着剤を用いて固定する事もできる。

[0041] 次に、基板裏面側からスぺーサが取り付けられる。この際、スぺーサのボス（3個）を 、それに対応して設けられている基板のスぺーサボス用穴に挿入し、スぺーサの基 板端当接壁部に基板端を当接させる。その後、ボス先端を押しつぶしてスぺーサを 基板に対してカシメ止めする等により固着して、センサユニットとしての組立を完成さ せる。この際、モータ端子挿入用スリット及び基板の各素子端子用穴は、スぺーサ外 形の外側にはみ出した位置に設けられている。

[0042] 次に、この完成したセンサユニットは、コードホイールがモータシャフトに位置決め 固定された状態のモータに対して組み付けられ、その後、モータ端子を基板に対し て半田付けし、一体に固定するが、この組み立て及び固定は、図 1を参照して説明し た例と同じように行うことができる。このようにして組み立てられたエンコーダ付モータ は、図 12 (B)に見られるように、スぺーサは、素子端子半田付け部及びモータ端子 半田付け部を避けるように、部分的に切除した形状とすることにより、スぺーサによつ て、基板とモータ間のスペースを広くとれるだけでなぐこのスペースに素子端子半田 付け部を配置することが可能となる。これによつて、基板をモータ外径よりも外側に大 きくはみ出させる必要はなぐその分基板を小さぐそれ故エンコーダ付モータの全 体構成を小さくすることが可能となる。また、スぺーサによって、基板とモータ間のス ペースを広くしたことにより、モータ端子を基板裏面で半田付けすることが可能となり 、これによつて、安価な片面配線基板の使用が可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] モータエンドベルに備えた軸受保持部に収容される軸受を通ってモータ外部に延長 するモータシャフトに取り付けられたコードホイールと、該コードホイールの光学変調 トラック部がホトセンサモジュールの間隙に位置決め配置されるように、該ホトセンサ モジュールを取り付けた基板を装着する小型モータの光学式エンコーダ装置におい て、

前記ホトセンサモジュールを固定した基板力 エンドベルとの間にスぺーサを挟ん だ状態で、一対のモータ端子を基板のプリント配線部に半田付けすることにより、モ 一タとスぺーサと基板が一体に固定され、かつ、

前記スぺーサは、前記軸受保持部を位置決めするための中央穴及び該中央穴に 連続する導入路を有して、該導入路を通してモータシャフトと直交方向から挿入、位 置決めできるように全体的には U字形状に構成された小型モータの光学式ェンコ一 ダ装置。

[2] 前記基板を突き抜けてスぺーサと一体に形成された位置決め部を基準にして、前記 スぺーサに、前記ホトセンサモジュールが位置決めされて、固定される請求項 1に記 載の小型モータの光学式エンコーダ装置。

[3] 前記基板には、外部接続用のコネクタを装着し、かつ、前記一対のモータ端子及び 前記ホトセンサモジュールに接続するプリント配線部を全て基板裏面側に配置した 片面プリント配線基板が用いられる請求項 1に記載の小型モータの光学式ェンコ一 ダ装置。

[4] 前記スぺーサは、前記軸受保持部に軽く嵌合されると共に、該スぺーサと基板は力 シメにより固定される請求項 1に記載の小型モータの光学式エンコーダ装置。

[5] 前記スぺーサは、前記基板に取り付けられる素子の端子半田付け部及び前記一対 のモータ端子の半田付け部を避ける形状を有する請求項 1に記載の小型モータの光 学式エンコーダ装置。

[6] 前記ホトセンサモジュールの基板への固定は、接着剤を用いた接着により、或いは 前記スぺーサに一体に設けたフックにより行われる請求項 1に記載の小型モータの 光学式エンコーダ装置。 モータエンドベルに備えた軸受保持部に収容される軸受を通ってモータ外部に延長 するモータシャフトに取り付けられたコードホイールと、該コードホイールの光学変調 トラック部がホトセンサモジュールの間隙に位置決め配置されるように、該ホトセンサ モジュールを取り付けた基板を装着する小型モータの光学式エンコーダ装置の製造 方法において、

前記軸受保持部を位置決めするための中央穴及び該中央穴に連続する導入路を 有して、該導入路を通してモータシャフトと直交方向から挿入、位置決めできるように 全体的には U字形状に構成したスぺーサを、前記ホトセンサモジュールを取り付けた 基板に対して一体に組み立てることによりセンサユニットを構成し、

該センサユニットを、コードホイールを取り付けたモータに対して、モータシャフトと 直交する方向から挿入、位置決めし、

一対のモータ端子を基板のプリント配線部に半田付けすることにより、モータとスぺ ーサと基板を一体に固定する、

ことから成る小型モータの光学式エンコーダ装置の製造方法。