WO2019215816A1 - エンコーダおよびサーボモータ - Google Patents

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WO2019215816A1
WO2019215816A1 PCT/JP2018/017783 JP2018017783W WO2019215816A1 WO 2019215816 A1 WO2019215816 A1 WO 2019215816A1 JP 2018017783 W JP2018017783 W JP 2018017783W WO 2019215816 A1 WO2019215816 A1 WO 2019215816A1
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substrate
encoder
bracket
motor lead
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PCT/JP2018/017783
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雅史 大熊
大輔 金森
政範 二村
佐土根　俊和
文昭 土屋
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an encoder and a servo motor that detect the rotational position of a rotor.
  • a general servo motor includes a motor and an encoder.
  • the motor has a rotor that rotates about a rotation axis.
  • the encoder has an encoder board on which a detection unit that detects the rotational position of the rotor is mounted.
  • the servo motor includes an encoder lead wire extending from the encoder board and a motor lead wire extending from the motor.
  • the encoder lead wire and the motor lead wire are connected to a servo amplifier provided separately from the servo motor.
  • the motor lead wire is a wire that transmits electric power from the servo amplifier to the motor.
  • the encoder lead wire is a wire that transmits electric power from the servo amplifier to the encoder and a signal between the servo amplifier and the encoder.
  • the encoder lead wire and the motor lead wire may be derived together and connected to the servo amplifier as a single cable.
  • the motor lead wire By bringing the motor lead wire close to the encoder lead wire, the motor lead wire also approaches the encoder board.
  • radiation noise due to electromagnetic waves from the motor lead wire to the encoder substrate increases, which may cause a decrease in detection accuracy of the rotational position of the rotor.
  • the motor lead wire is sandwiched between a support portion that supports the encoder board inside the encoder and a bracket provided between the motor and the encoder.
  • the encoder lead wire and the motor lead wire are collectively led out from the encoder while preventing the encoder from approaching the encoder board.
  • the motor lead wire is bent at a portion not sandwiched between the support portion and the bracket, the bent portion approaches the encoder substrate, and radiation noise to the encoder substrate increases. May end up. Therefore, in the assembly process of the servo motor, it is necessary to perform work while paying attention not to cause bending of the motor lead wire, and work efficiency is reduced. Further, the deflection of the motor lead wire is not limited to the assembly process, and may occur even when a load is applied to the motor lead wire during use of the servo motor.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an encoder capable of improving work efficiency in an assembly process and reducing radiation noise from a motor lead wire to an encoder board. .
  • the present invention provides a detection unit that detects a rotation position of a rotation unit that rotates about a rotation axis, a substrate on which the detection unit is mounted, and a first substrate.
  • a support that supports the substrate from the surface side, a bracket provided with the support portion sandwiched between the first surface of the substrate, and a cover that forms an accommodation space for accommodating the substrate and the support portion between the bracket And a motor lead wire introduced into the accommodation space through the bracket.
  • the support portion is formed with a first partition wall that partitions the substrate and the motor lead wire inside the housing space and forms a wiring path through which the motor lead wire passes.
  • the bracket is formed with an introduction portion for introducing the motor lead wire in the wiring path.
  • the encoder according to the present invention has the effect of improving the working efficiency in the assembly process and reducing the radiation noise from the motor lead wire to the encoder board.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a servo motor according to a first modification of the first embodiment, corresponding to the cross-sectional view illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a second modification of the first embodiment, corresponding to a portion A shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a third modification of the first embodiment, corresponding to a portion A illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a servo motor according to a first modification of the first embodiment, corresponding to the cross-sectional view illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a second modification of the first embodiment, corresponding to a portion A shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a third modification of the first embodiment,
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a fourth modification of the first embodiment, corresponding to FIG.
  • FIG. 9 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a fifth modification of the first embodiment, corresponding to a portion A shown in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a sixth modification of the first embodiment, corresponding to a portion A illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a modified example 7 of the first embodiment, and corresponds to a portion A illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a modification 8 of the first embodiment, corresponding to a portion A shown in FIG. 1.
  • the exploded perspective view which showed typically the encoder of the servomotor concerning the modification 8 of Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view of a servo motor according to a modification 8 of the first embodiment, corresponding to a portion A shown in FIG. 1.
  • the exploded perspective view which showed typically the encoder of the servomotor concerning the modification 8 of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the servo motor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • the servo motor 50 includes a motor unit 10 and an encoder 20.
  • the motor unit 10 includes a case 11, a stator 12, a rotor 13, a shaft 14, and bearings 15a and 15b.
  • the stator 11 and the rotor 13 are provided inside the case 11.
  • the stator 12 has a cylindrical shape and is fixed inside the case 11.
  • the rotor 13 is provided inside the cylindrical stator 12.
  • the rotor 13 has a cylindrical shape.
  • the shaft 14 is fitted inside the rotor 13.
  • the shaft 14 has a rod shape.
  • the stator 12, the rotor 13, and the shaft 14 are provided so that their center axes coincide with each other.
  • the shaft 14 is rotatably supported by the two bearings 15a and 15b with the central axis as the rotation axis C.
  • one bearing 15a is supported by the case 11, and the other bearing 15b is supported by a bracket 21 described later. Since the shaft 14 is fitted inside the rotor 13, the rotor 13 rotates together with the shaft 14.
  • the shaft 14 and the rotor 13 are rotating parts that rotate about the rotation axis C.
  • the bearing 15a side in the direction along the rotation axis C is referred to as a load side
  • the bearing 15b side is referred to as an anti-load side.
  • the radial direction around the rotation axis C is simply referred to as the radial direction
  • the circumferential direction around the rotation axis C is simply referred to as the circumferential direction.
  • an opening 11 a that penetrates the end portion of the shaft 14 on the load side is formed.
  • an opening 11b through which the stator 12 and the rotor 13 are passed is formed on the non-load side.
  • the rotor 13 and the shaft 14 rotate around the rotation axis C by energizing a coil provided in the stator 12.
  • a coil provided in the stator 12 and the rotor 13, a magnet are abbreviate
  • the motor unit 10 is provided with a motor lead wire 16.
  • the motor lead wire 16 is connected to a servo amplifier (not shown).
  • the motor lead wire 16 is a wire that transmits electric power from the servo amplifier to the motor unit 10.
  • the motor lead wire 16 may be indicated by one or may be indicated by a plurality.
  • the encoder 20 includes a bracket 21, a cover 22, a substrate 23, and a support portion 24.
  • the bracket 21 covers the opening 11 b on the opposite side of the case 11.
  • the bracket 21 supports the bearing 15b.
  • the bearing 15b may be supported by a structure other than the bracket 21.
  • the cover 22 is provided on the opposite side of the motor unit 10 with the bracket 21 interposed therebetween.
  • the cover 22 is fixed to the bracket 21 with screws.
  • the cover 22 covers the back surface of the surface of the bracket 21 on the motor unit 10 side.
  • An accommodation space 25 for accommodating the substrate 23 and the support portion 24 is formed between the cover 22 and the bracket 21.
  • the cover 22 has an opening 22a that allows the accommodation space 25 to communicate with the outside.
  • the bracket 21 is formed with a through hole 21 a that communicates the inside of the case 11 of the motor unit 10 with the accommodation space 25 of the encoder 20.
  • the cover 22 protects the substrate 23 and the like provided inside the accommodation space 25 from external foreign matters.
  • the cover 22 may have a function of protecting the substrate 23 and the like provided inside the accommodation space 25 from an external magnetic field.
  • the substrate 23 is accommodated in the accommodating space 25 with the first surface 23a facing the bracket 21 side.
  • a detection unit 26 that detects the rotation angles of the shaft 14 and the rotor 13 of the motor unit 10 is mounted.
  • the detection method of the rotation angle by the detection unit 26 is not limited.
  • a magnetic detection element is used for the detection unit 26.
  • the detection unit 26 includes a light receiving element and a light emitting element.
  • the substrate 23 has a circular shape when viewed along the rotation axis C.
  • the encoder 20 is provided with an encoder lead wire 27 extending from the substrate 23.
  • the encoder lead wire 27 is connected to a servo amplifier (not shown).
  • the encoder lead wire 27 is a wiring that transmits electric power from the servo amplifier to the encoder 20 and signals between the servo amplifier and the encoder 20.
  • the encoder lead wire 27 may be indicated by one or may be indicated by a plurality.
  • the support portion 24 is provided inside the accommodation space 25 and is fixed to the bracket 21.
  • the support portion 24 is preferably detachably fixed to the bracket 21 and is fixed using, for example, a screw.
  • the support portion 24 can be made at low cost even if it has a complicated shape by using a resin molded product.
  • the support unit 24 supports the substrate 23 from the first surface 23 a side, and maintains a distance between the substrate 23 and the bracket 21.
  • the support portion 24 has a support surface 24 a that abuts on the first surface 23 a of the substrate 23. In the present embodiment, the support surface 24 a is in contact with the outer periphery of the first surface 23 a of the substrate 23.
  • the substrate 23 is bonded to the support surface 24a. Therefore, as shown in FIG.
  • the support surface 24a when viewed along the rotation axis C, has an annular shape.
  • the support portion 24 includes the cylindrical body 30 having an annular support surface 24a formed at the end. The place where the support 24 supports the substrate 23 may be changed as appropriate depending on the shape of the substrate.
  • a gap is provided between the support 24 and the cover in the radial direction.
  • the motor lead wire 16 is routed through this gap.
  • a flange portion 29 that extends radially outward is formed at the end portion of the support portion 24 on the bracket 21 side.
  • a through hole 29a which is a communication portion communicating with the through hole 21a is formed.
  • a first partition wall 24b is formed from the support surface 24a of the support portion 24 so as to protrude in a direction parallel to the rotation axis C and opposite to the motor portion 10 side.
  • the gap between the tip of the first partition wall 24 b and the cover 22 is narrower than the diameter of the motor lead wire 16.
  • the motor lead wire 16 extending from the inside of the case 11 of the motor unit 10 is introduced into the accommodation space 25 through the through hole 21 a formed in the bracket 21 and the through hole 29 a formed in the flange portion 29.
  • the through hole 21 a is formed at a position that is radially outward from the support portion 24.
  • the through hole 21 a is an introduction part that introduces the motor lead wire 16 into the accommodation space 25.
  • a connector may be provided in the bracket 21 instead of the through hole 21a so that the motor lead wire 16 can be introduced into the accommodation space 25 via the connector.
  • the connector serves as an introduction part for introducing the motor lead wire 16 into the accommodation space 25.
  • the motor lead wire 16 introduced into the housing space 25 is routed through a region inside the housing space 25 that is radially outward from the support portion 24 and is housed through an opening 22 a formed in the cover 22. It is pulled out of the space 25. In other words, the motor lead wire 16 is routed between the support portion 24 and the cover 22 inside the accommodation space 25.
  • the encoder lead wire 27 extending from the substrate 23 is routed inside the accommodation space 25 and drawn out of the accommodation space 25 through the opening 22 a formed in the cover 22. As shown in FIG. 2, the encoder lead wire 27 is routed so as to avoid the first partition wall 24b in the process of reaching the opening 22a.
  • the motor lead wire 16 and the encoder lead wire 27 are combined into one cable before passing through the opening 22a or after passing through the opening 22a, routed to a servo amplifier (not shown), and connected to the servo amplifier.
  • the first partition wall 24 b formed in the support portion 24 partitions the substrate 23 and the motor lead wire 16 inside the accommodation space 25 in the region where the motor lead wire 16 is routed.
  • a wiring path 28 through which the motor lead wire passes is formed inside the accommodation space 25.
  • the wiring path 28 is formed on the outer side in the radial direction around the rotation axis C with respect to the support portion 24. More specifically, it is formed on the outer side in the radial direction around the rotation axis C with respect to the cylindrical body 30 of the support portion 24.
  • the wiring path 28 is surrounded by the support portion 24, the first partition wall 24 b, the cover 22, and the flange portion 29.
  • the flange portion 29 is a cover portion that covers the bracket 21 in the entire area of the wiring path 28.
  • the servo motor 50 since the motor lead wire 16 passing through the wiring path 28 is partitioned from the substrate 23 by the first partition wall 24b, the deflection of the motor lead wire 16 occurs. Even so, the substrate 23 is not approached beyond the first partition wall 24b. Therefore, the influence of noise from the motor lead wire 16 on the detection unit 26 mounted on the substrate 23 can be suppressed because the motor lead wire 16 is too close to the substrate 23. That is, it is possible to prevent the detection accuracy of the rotational position of the rotor 13 by the detection unit 26 from being reduced by noise from the motor lead wire 16.
  • the motor lead wire 16 approaches the substrate 23 beyond the first partition wall 24b. This can be prevented more reliably. Note that even if the gap between the tip of the first partition wall 24b and the cover 22 is wider than the diameter of the motor lead wire 16, as long as there is no deflection enough to exceed the first partition wall 24b, the motor It is difficult for the lead wire 16 to be too close to the substrate 23. Therefore, even if the gap between the tip of the first partition wall 24 b and the cover 22 is wider than the diameter of the motor lead wire 16, the effect of preventing the motor lead wire 16 from getting too close to the substrate 23 can be obtained. .
  • the encoder lead wire 27 may be routed to the opening 22a beyond the first partition wall 24b. If the diameter of the encoder lead wire 27 is smaller than the diameter of the motor lead wire 16, even if the gap between the tip of the first partition wall 24 b and the cover 22 is narrower than the diameter of the motor lead wire 16, If it is larger than the diameter of the encoder lead wire 27, the encoder lead wire 27 can be routed over the first partition wall 24b.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the servo motor according to the first modification of the first embodiment, and corresponds to the cross-sectional view illustrated in FIG.
  • the first partition wall 24b since the first partition wall 24b is formed in the region through which the motor lead wire 16 passes, the first partition wall 24b is viewed from the direction along the rotation axis C. It is formed in an arc shape.
  • the first partition wall 24b may be formed in an annular shape when viewed from the direction along the rotation axis C.
  • first partition wall 24b By forming the first partition wall 24b in an annular shape, there is no place where the motor lead wire 16 avoids the first partition wall 24b and approaches the substrate 23, so that the motor lead between the support portion 24 and the cover 22 is eliminated.
  • the degree of freedom of the path of the line 16 can be improved.
  • FIG. 4 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the second modification of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • the wiring connection portion 31 is fitted in the opening 22 a of the cover 22.
  • a portion on the wiring path 28 side of the wiring connection portion 31 is connected to the first connector 31a that is the first connection portion to which the motor lead wire 16 is connected and the second connection to which the encoder lead wire 27 is connected.
  • a second connector 31b is provided.
  • a cable 32 in which the motor lead wire 16 and the encoder lead wire 27 are combined extends from a portion of the wiring connection portion 31 on the outer side of the housing space 25.
  • the motor lead wire 16 Since the position of the motor lead wire 16 and the position of the encoder lead wire 27 in the opening 22 a can be fixed by the wiring connection portion 31, the motor lead wire 16 is prevented from being too close to the encoder lead wire 27 inside the accommodation space 25. be able to. As a result, it is possible to prevent noise from the motor lead wire 16 from affecting the encoder lead wire 27 and lowering the detection accuracy of the rotational position by the detection unit 26.
  • FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the third modification of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • a second partition wall 31c that partitions between the first connector 31a and the second connector 31b is formed in the wiring connection portion 31. Since the first connector 31a and the second connector 31b are partitioned by the second partition wall 31c, it is possible to more reliably prevent the motor lead wire 16 from being too close to the encoder lead wire 27.
  • the first connector 31a and the second connector 31b are provided side by side along the direction along the rotation axis C.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the fourth modification of the first embodiment, and corresponds to FIG.
  • the first connector 31a and the second connector 31b are provided side by side along the circumferential direction.
  • a second partition wall 31 c that partitions the first connector 31 a and the second connector 31 b is formed in the wiring connection portion 31. Since the first connector 31a and the second connector 31b are partitioned by the second partition wall 31c, it is possible to more reliably prevent the motor lead wire 16 from being too close to the encoder lead wire 27.
  • FIG. 7 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the fifth modification of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • the support portion 24 is not formed with a collar portion, and the bracket 21 is exposed in the wiring path 28. Therefore, the motor lead wire 16 can be directly introduced into the wiring path 28 through the through hole 21 a of the bracket 21. Since it is possible to omit the formation of a through hole in the collar part and to save the trouble of aligning the through hole of the collar part and the through hole 21a of the bracket 21, the manufacturing cost of the servo motor 50 can be suppressed. Can be planned.
  • the first partition wall 24b is formed in an annular shape as shown in FIG. In this case, even if the support portion 24 is provided without worrying about the shift in the circumferential direction, the motor lead wire 16 and the substrate 23 are separated by the first partition wall 24b. Further improvement can be achieved.
  • FIG. 8 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the sixth modification of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view along the line IX-IX shown in FIG.
  • the first partition wall 24b protrudes from the support portion 24 toward the radially outer side.
  • the gap between the tip of the first partition wall 24 b and the cover 22 is smaller than the diameter of the motor lead wire 16.
  • a recess 21 b into which the support portion 24 enters is formed in the bracket 21.
  • the wiring path 28 is configured to be surrounded by the bracket 21, the support portion 24, and the first partition wall 24b.
  • the first partition wall 24b when viewed along the rotation axis C, the first partition wall 24b is formed in an arc shape.
  • the motor lead wire 16 that has passed through the wiring path 28 is routed to the cover 22 side from a portion that is not covered by the first partition wall 24 b, and the first connector of the wiring connection portion 31. Connected to 31a.
  • FIG. 10 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the modified example 7 of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • a groove 24 c that is recessed inward in the circumferential direction and extends along the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the support portion 24. Since the motor lead wire 16 can be passed inside the groove 24c, the gap between the support portion 24 and the cover 22 in the radial direction can be narrowed. Thereby, size reduction of the servomotor 50 can be achieved.
  • FIG. 11 is a partial enlarged cross-sectional view of the servo motor according to the modification 8 of the first embodiment, corresponding to the portion A shown in FIG.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing an encoder of a servo motor according to the eighth modification of the first embodiment.
  • the 1st partition wall 24b protrudes toward the radial direction outer side.
  • the gap between the support portion 24 and the cover 22 in the radial direction is narrower than the diameter of the motor lead wire 16.
  • such a shape of the support portion 24 is formed on the outer peripheral surface of the support portion 24 with a groove 24c that is recessed inward in the circumferential direction and that extends along the circumferential direction.
  • a wiring path 28 is formed by being surrounded by the support portion 24, the first partition wall 24 b, the cover 22, and the bracket 21.
  • the outer peripheral portion of the substrate 23 extends to above the groove 24c.
  • the substrate 23 is formed so as to overlap with the first partition wall 24b.
  • the cover 22 is close to the outer peripheral edge of the substrate 23 in the radial direction. Therefore, the servo motor 50 can be reduced in size by bringing the cover 22 closer to the outer peripheral edge of the substrate 23.
  • the servo motor 50 may be configured by appropriately combining the above-described configurations.
  • the wiring connection portion 31 illustrated in FIGS. 4 to 6 may be applied to another configuration example that does not include the wiring connection portion 31.
  • the groove 24c shown in FIG. 10 may be applied to another configuration example that does not have the groove 24c.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Abstract

エンコーダは、回転部（１３）の回転位置を検出する検出部（２６）と、検出部（２６）が搭載された基板（２３）と、基板（２３）の第１面（２３ａ）側から基板（２３）を支持する支持部（２４）と、基板（２３）の第１面（２３ａ）との間に支持部（２４）を挟んで設けられたブラケット（２１）と、ブラケット（２１）との間に基板（２３）と支持部（２４）とを収容する収容空間（２５）を形成するカバー（２２）と、ブラケット（２１）を通して収容空間（２５）に導入されるモータリード線（１６）と、を備える。支持部（２４）には、収容空間（２５）の内部で基板（２３）とモータリード線（１６）との間を仕切り、モータリード線（１６）が通る配線路（２８）を形成する第１の仕切り壁（２４ｂ）が形成される。ブラケット（２１）には、配線路（２８）においてモータリード線（１６）を導入する導入部（２１ａ）が形成される。

Description

エンコーダおよびサーボモータ
　本発明は、ロータの回転位置を検出するエンコーダおよびサーボモータに関する。
　サーボモータでは、小型化と省配線が求められている。一般的なサーボモータは、モータとエンコーダとを備える。モータは、回転軸を中心に回転するロータを有する。エンコーダは、ロータの回転位置を検出する検出部が搭載されたエンコーダ基板を有する。サーボモータは、エンコーダ基板から延びるエンコーダリード線と、モータから延びるモータリード線とを備える。エンコーダリード線とモータリード線とは、サーボモータとは別に設けられたサーボアンプに接続される。モータリード線はサーボアンプからのモータへの電力を伝える配線である。エンコーダリード線は、サーボアンプからのエンコーダへの電力と、サーボアンプとエンコーダとの間の信号とを伝える配線である。
　サーボモータの省配線化の観点から、エンコーダリード線とモータリード線とをまとめて導出し、１本のケーブルとしてサーボアンプに接続する場合がある。エンコーダリード線とモータリード線とをまとめて導出するために、モータリード線がエンコーダリード線に近づくように配線を引き回す必要がある。モータリード線をエンコーダリード線に近づけることで、モータリード線がエンコーダ基板にも近づく。モータリード線がエンコーダ基板に近づくと、モータリード線からエンコーダ基板への電磁波による放射ノイズが増大し、ロータの回転位置の検出精度の低下を招くおそれがある。
　特許文献１に開示されたサーボモータでは、エンコーダの内部でエンコーダ基板を支持する支持部と、モータとエンコーダとの間に設けられたブラケットとの間にモータリード線を挟むことで、モータリード線がエンコーダ基板に近づくことを防ぎつつ、エンコーダリード線とモータリード線とをまとめてエンコーダから導出している。
特開平１１－５５９０３号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、支持部とブラケットとに挟み込まれていない部分でモータリード線にたわみが発生すると、たわんだ部分がエンコーダ基板に近づいてしまい、エンコーダ基板への放射ノイズが増大してしまう場合がある。そのため、サーボモータの組立工程において、モータリード線にたわみが発生しないように注意しながら作業を行う必要があり、作業効率が低下してしまう。また、モータリード線のたわみは、組立工程に限らず、サーボモータの使用中にモータリード線に負荷が加わった場合にも発生するおそれがある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立工程における作業効率の向上と、モータリード線からのエンコーダ基板への放射ノイズの低減を図ることのできるエンコーダを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸を中心に回転する回転部の回転位置を検出する検出部と、検出部が搭載された基板と、基板の第１面側から基板を支持する支持部と、基板の第１面との間に支持部を挟んで設けられたブラケットと、ブラケットとの間に基板と支持部とを収容する収容空間を形成するカバーと、ブラケットを通して収容空間に導入されるモータリード線と、を備える。支持部には、収容空間の内部で基板とモータリード線との間を仕切り、モータリード線が通る配線路を形成する第１の仕切り壁が形成される。ブラケットには、配線路においてモータリード線を導入する導入部が形成される。
　本発明にかかるエンコーダは、組立工程における作業効率の向上と、モータリード線からのエンコーダ基板への放射ノイズの低減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかるサーボモータの断面図 図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図 実施の形態１の変形例１にかかるサーボモータを示す図であって、図２に示す断面図に相当する図 実施の形態１の変形例２にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 実施の形態１の変形例３にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 実施の形態１の変形例４にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図２に相当する図 実施の形態１の変形例５にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 実施の形態１の変形例６にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 図８に示すＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図 実施の形態１の変形例７にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 実施の形態１の変形例８にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図 実施の形態１の変形例８にかかるサーボモータのエンコーダを模式的に示した分解斜視図
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるサーボモータの断面図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。サーボモータ５０は、モータ部１０とエンコーダ２０とを備える。モータ部１０は、ケース１１と、ステータ１２と、ロータ１３と、シャフト１４と、軸受１５ａ，１５ｂとを備える。
　ケース１１の内部にステータ１２と、ロータ１３とが設けられて構成されている。ステータ１２は、円筒形状となっており、ケース１１の内部に固定されている。ロータ１３は、円筒形状のステータ１２の内側に設けられている。ロータ１３は、円筒形状となっている。シャフト１４は、ロータ１３の内側に嵌め込まれている。シャフト１４は、棒状の形状となっている。ステータ１２と、ロータ１３と、シャフト１４とは、互いの中心軸が一致するように設けられている。
　シャフト１４は、２つの軸受１５ａ，１５ｂによって中心軸を回転軸Ｃとして回転可能に支持されている。２つの軸受のうち一方の軸受１５ａはケース１１に支持され、他方の軸受１５ｂは、後述するブラケット２１に支持されている。シャフト１４は、ロータ１３の内側に嵌め込まれているので、シャフト１４とともにロータ１３が回転する。シャフト１４とロータ１３は、回転軸Ｃを中心に回転する回転部である。モータ部１０において、回転軸Ｃに沿った方向における軸受１５ａ側を負荷側といい、軸受１５ｂ側を反負荷側という。また、回転軸Ｃを中心とする径方向を単に径方向といい、回転軸Ｃを中心とする周方向を単に周方向という。ケース１１には、負荷側においてシャフト１４の端部を貫通させる開口１１ａが形成されている。ケース１１には、ステータ１２およびロータ１３を内部に組み込む際に、ステータ１２およびロータ１３を通す開口１１ｂが反負荷側に形成されている。
　モータ部１０では、ステータ１２に設けられたコイルに通電されることで、ロータ１３とシャフト１４とが回転軸Ｃを中心に回転する。なお、ステータ１２およびロータ１３に設けられるコイル、磁石等の詳細な構成の図示および説明は省略する。
　モータ部１０には、モータリード線１６が設けられる。モータリード線１６は、図示を省略したサーボアンプに接続される。モータリード線１６は、サーボアンプからのモータ部１０への電力を伝える配線である。なお、図面の理解容易化のために、モータリード線１６を１本で示す場合もあるし、複数本で示す場合もある。
　エンコーダ２０は、ブラケット２１と、カバー２２と、基板２３と、支持部２４とを備える。ブラケット２１は、ケース１１の反負荷側の開口１１ｂを覆う。また、ブラケット２１は、軸受１５ｂを支持する。なお、軸受１５ｂは、ブラケット２１以外の構造物に支持されていてもよい。
　カバー２２は、ブラケット２１を挟んでモータ部１０の反対側に設けられる。カバー２２は、ブラケット２１にねじで固定される。カバー２２は、ブラケット２１のうちモータ部１０側となる面の裏面を覆う。カバー２２とブラケット２１との間には、基板２３と支持部２４とを収容する収容空間２５が形成される。カバー２２には、収容空間２５と外部とを連通させる開口２２ａが形成されている。なお、ブラケット２１には、モータ部１０のケース１１の内部とエンコーダ２０の収容空間２５とを連通させる貫通孔２１ａが形成されている。カバー２２は、収容空間２５の内部に設けられる基板２３等を、外部の異物から保護する。カバー２２は、収容空間２５の内部に設けられる基板２３等を、外部の磁界から保護する機能を有していてもよい。
　基板２３は、第１面２３ａをブラケット２１側に向けて、収容空間２５の内部に収容される。基板２３の第１面２３ａには、モータ部１０のシャフト１４およびロータ１３の回転角度を検出する検出部２６が搭載されている。検出部２６による回転角度の検出方式は限定されない。例えば、磁気を用いた検出方式であれば、検出部２６には磁気検出素子が用いられる。また、光を用いた検出方式であれば、検出部２６には受光素子および発光素子が用いられる。基板２３は、回転軸Ｃに沿って見た場合に、円形形状となっている。
　エンコーダ２０には、基板２３から延びるエンコーダリード線２７が設けられている。エンコーダリード線２７は、図示を省略したサーボアンプに接続される。エンコーダリード線２７は、サーボアンプからのエンコーダ２０への電力と、サーボアンプとエンコーダ２０との信号を伝える配線である。なお、図面の理解容易化のために、エンコーダリード線２７を１本で示す場合もあるし、複数本で示す場合もある。
　支持部２４は、収容空間２５の内部に設けられて、ブラケット２１に固定されている。支持部２４は、ブラケット２１に着脱可能に固定されていることが好ましく、例えばねじを用いて固定されている。支持部２４は、樹脂成型品とすることで、複雑な形状であっても安価に作成可能である。支持部２４は、基板２３を第１面２３ａ側から支持して、基板２３とブラケット２１との間隔を保持している。支持部２４は、基板２３の第１面２３ａに当接する支持面２４ａを有する。本実施の形態では、支持面２４ａは、基板２３の第１面２３ａの外周に当接している。基板２３は、支持面２４ａに接着されている。そのため、図２に示すように、回転軸Ｃに沿って見た場合に、支持面２４ａは環状形状となっている。これは、支持部２４が、環状形状の支持面２４ａが端部に形成された筒状体３０を有すると換言できる。なお、支持部２４が基板２３を支持する場所は、基板の形状等によって適宜変更してもよい。
　径方向において支持部２４とカバーとの間には隙間が設けられている。この隙間でモータリード線１６が引き回される。支持部２４のうちブラケット２１側となる端部には、径方向外側に広がる鍔部２９が形成されている。鍔部２９には、貫通孔２１ａと連通する連通部である貫通孔２９ａが形成されている。
　支持部２４の支持面２４ａからは、回転軸Ｃと平行かつモータ部１０側とは反対となる方向に向けて突出する第１の仕切り壁２４ｂが形成されている。第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間は、モータリード線１６の径よりも狭くなっている。
　ここで、収容空間２５の内部でのモータリード線１６とエンコーダリード線２７との引き回しについて説明する。モータ部１０のケース１１の内部から延びるモータリード線１６は、ブラケット２１に形成された貫通孔２１ａと鍔部２９に形成された貫通孔２９ａを通して収容空間２５の内部に導入される。ここで、貫通孔２１ａは、支持部２４よりも径方向外側となる位置に形成されている。貫通孔２１ａは、モータリード線１６を収容空間２５に導入させる導入部である。なお、貫通孔２１ａに代えてコネクタをブラケット２１に設けて、コネクタを介してモータリード線１６を収容空間２５に導入できるように構成してもよい。この場合、コネクタがモータリード線１６を収容空間２５に導入させる導入部となる。
　収容空間２５の内部に導入されたモータリード線１６は、収容空間２５の内部であって支持部２４よりも径方向外側となる領域を引き回されて、カバー２２に形成された開口２２ａを通して収容空間２５の外部に引き出される。これは、収容空間２５の内部において、支持部２４とカバー２２との間をモータリード線１６が引き回されるとも換言できる。
　基板２３から延びるエンコーダリード線２７は、収容空間２５の内部を引き回されて、カバー２２に形成された開口２２ａを通して収容空間２５の外部に引き出される。図２に示すように、エンコーダリード線２７は、開口２２ａに至る過程で、第１の仕切り壁２４ｂを避けるように引き回される。モータリード線１６およびエンコーダリード線２７は、開口２２ａを通る前または開口２２ａを通った後に１本のケーブルにまとめられて、図示を省略したサーボアンプまで引き回されて、それぞれサーボアンプに接続される。
　支持部２４に形成された第１の仕切り壁２４ｂは、モータリード線１６が引き回される領域において、収容空間２５の内部で基板２３とモータリード線１６との間を仕切る。収容空間２５の内部には、モータリード線が通る配線路２８が形成される。配線路２８は、支持部２４に対して回転軸Ｃを中心とする径方向外側に形成されている。より具体的には、支持部２４の筒状体３０に対して回転軸Ｃを中心とする径方向外側に形成されている。本実施の形態１では、支持部２４と第１の仕切り壁２４ｂとカバー２２と鍔部２９とによって配線路２８が囲まれる。鍔部２９は、配線路２８の全域においてブラケット２１を覆う覆い部となっている。
　以上説明したサーボモータ５０によれば、配線路２８を通るモータリード線１６は第１の仕切り壁２４ｂによって、基板２３との間を仕切られているので、モータリード線１６にたわみが発生した場合であっても、第１の仕切り壁２４ｂを越えて基板２３に近づくことがない。そのため、モータリード線１６が基板２３に近づきすぎることでモータリード線１６からのノイズが基板２３に搭載された検出部２６に与える影響を抑制できる。すなわち、モータリード線１６からのノイズによって検出部２６によるロータ１３の回転位置の検出精度が低下することを防ぐことができる。
　また、第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間が、モータリード線１６の径よりも狭くなっているので、モータリード線１６が第１の仕切り壁２４ｂを越えて基板２３に近づくことをより確実に防ぐことができる。なお、第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間が、モータリード線１６の径よりも広い場合であっても、第１の仕切り壁２４ｂを越えるほどのたわみが発生しない限り、モータリード線１６が基板２３に近づきすぎることは発生しにくい。したがって、第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間が、モータリード線１６の径よりも広い場合であっても、モータリード線１６が基板２３に近づきすぎることを防ぐ効果は得られる。
　また、モータリード線１６にたわみが発生した場合であっても検出部２６によるロータ１３の回転位置の検出精度の低下を防ぐことができるので、サーボモータ５０の組立工程においてモータリード線１６にたわみが発生しないように注意しながら作業を行う必要がない。そのため、サーボモータ５０の組立作業の作業効率の向上を図ることができる。
　また、サーボモータ５０の使用中に加わる負荷によってモータリード線１６にたわみが発生した場合であっても、検出部２６によるロータ１３の回転位置の検出精度の低下を防ぐことができる。
　なお、エンコーダリード線２７は第１の仕切り壁２４ｂを避けて開口２２ａまで引き回される例を示したが、第１の仕切り壁２４ｂを越えて開口２２ａまで引き回されてもよい。モータリード線１６の径よりもエンコーダリード線２７の径のほうが小さければ、第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間が、モータリード線１６の径よりも狭い場合であっても、エンコーダリード線２７の径よりも大きければ、第１の仕切り壁２４ｂを越えてエンコーダリード線２７を引き回すことができる。
　図３は、実施の形態１の変形例１にかかるサーボモータを示す図であって、図２に示す断面図に相当する図である。図１および図２に示した例では、モータリード線１６が通過する領域で第１の仕切り壁２４ｂを形成しているため、回転軸Ｃに沿った方向から見て第１の仕切り壁２４ｂは円弧形状で形成されている。これに対して、図３に示す変形例１のように、回転軸Ｃに沿った方向から見て第１の仕切り壁２４ｂを環状形状で形成してもよい。第１の仕切り壁２４ｂを環状形状で形成することで、モータリード線１６が第１の仕切り壁２４ｂを避けて基板２３に近づける場所がなくなるため、支持部２４とカバー２２との間におけるモータリード線１６の経路の自由度を向上させることができる。
　図４は、実施の形態１の変形例２にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。本変形例２では、カバー２２の開口２２ａに配線接続部３１が嵌め込まれている。配線接続部３１のうち配線路２８側となる部分には、モータリード線１６が接続される第１の接続部である第１のコネクタ３１ａと、エンコーダリード線２７が接続される第２の接続部である第２のコネクタ３１ｂが設けられている。配線接続部３１のうち収容空間２５の外部側となる部分からは、モータリード線１６とエンコーダリード線２７とをまとめたケーブル３２が延びている。
　配線接続部３１によって、開口２２ａでのモータリード線１６の位置とエンコーダリード線２７との位置を固定できるので、収容空間２５の内部でモータリード線１６がエンコーダリード線２７に近づきすぎることを防ぐことができる。これにより、モータリード線１６からのノイズがエンコーダリード線２７に影響を与えて、検出部２６による回転位置の検出精度が低下することを防ぐことができる。
　図５は、実施の形態１の変形例３にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。本変形例３では、第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂの間を仕切る第２の仕切り壁３１ｃが配線接続部３１に形成されている。第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂの間が第２の仕切り壁３１ｃで仕切られているので、モータリード線１６がエンコーダリード線２７に近づきすぎることをより確実に防ぐことができる。なお、本変形例３では、回転軸Ｃに沿った方向に沿って第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂとが並べて設けられている。
　図６は、実施の形態１の変形例４にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図２に相当する図である。本変形例４では、周方向に沿って第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂとが並べて設けられている。また、本変形例４では、第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂの間を仕切る第２の仕切り壁３１ｃが配線接続部３１に形成されている。第１のコネクタ３１ａと第２のコネクタ３１ｂの間が第２の仕切り壁３１ｃで仕切られているので、モータリード線１６がエンコーダリード線２７に近づきすぎることをより確実に防ぐことができる。
　図７は、実施の形態１の変形例５にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。本変形例５では、支持部２４に鍔部が形成されておらず、配線路２８においてブラケット２１が露出している。そのため、ブラケット２１の貫通孔２１ａを通して配線路２８に直接モータリード線１６を導入させることができる。鍔部に貫通孔を形成することを省略したり、鍔部の貫通孔とブラケット２１の貫通孔２１ａとを位置合わせする手間を省いたりすることができるので、サーボモータ５０の製造コストの抑制を図ることができる。
　本変形例５のように、鍔部の貫通孔とブラケット２１の貫通孔２１ａとを位置合わせする必要が無い場合には、図３に示したように第１の仕切り壁２４ｂを環状形状に形成すれば、周方向へのずれを気にせずに支持部２４を設けても、モータリード線１６と基板２３との間が第１の仕切り壁２４ｂで区切られるため、組立作業の作業効率のより一層の向上を図ることができる。
　図８は、実施の形態１の変形例６にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。図９は、図８に示すＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。本変形例６では、第１の仕切り壁２４ｂが径方向外側に向けて支持部２４から突出している。第１の仕切り壁２４ｂの先端とカバー２２との隙間は、モータリード線１６の径よりも小さくなっている。本変形例６では、支持部２４が入り込む凹部２１ｂがブラケット２１に形成されている。配線路２８は、ブラケット２１と支持部２４と第１の仕切り壁２４ｂとに囲まれて構成される。本変形例６では、回転軸Ｃに沿って見た場合に、第１の仕切り壁２４ｂが円弧状に形成されている。図９に示すように、配線路２８を通過したモータリード線１６は、第１の仕切り壁２４ｂに覆われていない部分からカバー２２側に引き回されて、配線接続部３１の第１のコネクタ３１ａに接続される。なお、配線接続部３１を設けずに、カバー２２に形成された開口を通してカバー２２の外部にモータリード線１６を引き出すように構成してもよい。
　図１０は、実施の形態１の変形例７にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。本変形例７では、周方向内側に凹むとともに周方向に沿って延びる溝２４ｃが支持部２４の外周面に形成されている。溝２４ｃの内側にもモータリード線１６を通すことができるため、径方向において支持部２４とカバー２２との隙間を狭くすることが可能となる。これにより、サーボモータ５０の小型化を図ることができる。
　図１１は、実施の形態１の変形例８にかかるサーボモータの部分拡大断面図であって、図１に示すＡ部分に相当する図である。図１２は、実施の形態１の変形例８にかかるサーボモータのエンコーダを模式的に示した分解斜視図である。本変形例８では、第１の仕切り壁２４ｂが径方向外側に向けて突出している。また、径方向において支持部２４とカバー２２との隙間がモータリード線１６の径よりも狭くなっている。なお、このような支持部２４の形状は、周方向内側に凹むとともに周方向に沿って延びる溝２４ｃが支持部２４の外周面に形成されているとも換言できる。支持部２４と第１の仕切り壁２４ｂとカバー２２とブラケット２１に囲まれて配線路２８が構成される。
　基板２３の外周部が溝２４ｃの上方まで延びている。回転軸Ｃに沿って見た場合、第１の仕切り壁２４ｂと重なる大きさで基板２３が形成されている。これは、径方向においてカバー２２が基板２３の外周縁に近接しているとも換言できる。したがって、基板２３の外周縁にカバー２２をより近接させることで、サーボモータ５０の小型化を図ることができる。
　なお、上述した各構成を適宜組み合わせてサーボモータ５０を構成してもよい。例えば、図４から図６に示した配線接続部３１は、配線接続部３１を有していない他の構成例に適用してもよい。例えば、図１０に示した溝２４ｃを、溝２４ｃを有していない他の構成例に適用してもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１０　モータ部、１１　ケース、１１ａ，１１ｂ　開口、１２　ステータ、１３　ロータ、１４　シャフト、１５ａ，１５ｂ　軸受、１６　モータリード線、２０　エンコーダ、２１　ブラケット、２１ａ　貫通孔、２１ｂ　凹部、２２　カバー、２２ａ　開口、２３　基板、２３ａ　第１面、２４　支持部、２４ａ　支持面、２４ｂ　第１の仕切り壁、２４ｃ　溝、２５　収容空間、２６　検出部、２７　エンコーダリード線、２８　配線路、２９　鍔部、２９ａ　貫通孔、３０　筒状体、３１　配線接続部、３１ａ　第１のコネクタ、３１ｂ　第２のコネクタ、３１ｃ　第２の仕切り壁、３２　ケーブル、５０　サーボモータ。

Claims (11)

  1. 　回転軸を中心に回転する回転部の回転位置を検出する検出部と、
    　前記検出部が搭載された基板と、
    　前記基板の第１面側から前記基板を支持する支持部と、
    　前記基板の第１面との間に前記支持部を挟んで設けられたブラケットと、
    　前記ブラケットとの間に前記基板と前記支持部とを収容する収容空間を形成するカバーと、
    　前記ブラケットを通して前記収容空間に導入されるモータリード線と、を備え、
    　前記支持部には、前記収容空間の内部で前記基板と前記モータリード線との間を仕切り、前記モータリード線が通る配線路を形成する第１の仕切り壁が形成され、
    　前記ブラケットには、前記配線路において前記モータリード線を導入する導入部が形成されることを特徴とするエンコーダ。
  2. 　前記支持部には、前記配線路において前記ブラケットを覆う覆い部が形成され、
    　前記覆い部には、前記配線路において前記導入部に連通する連通部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
  3. 　前記回転軸に沿って見た場合に、前記配線路の全域において前記ブラケットが露出していることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
  4. 　前記カバーには、前記配線路に連通する開口が形成され、
    　前記基板から延びるエンコーダリード線と、
    　前記開口に設けられて前記モータリード線が接続される第１の接続部と前記エンコーダリード線が接続される第２の接続部とを有する配線接続部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のエンコーダ。
  5. 　前記配線接続部には、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間を仕切る第２の仕切り壁が形成されることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
  6. 　前記第１の仕切り壁は、前記回転軸を中心とする径方向外側に向けて突出していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のエンコーダ。
  7. 　前記回転軸に沿って見た場合に、前記第１の仕切り壁に重なる大きさで前記基板が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
  8. 　前記支持部のうち前記配線路の壁面を構成する部分には、前記回転軸を中心とする径方向内側に向けて凹み、前記回転軸を中心とする周方向に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のエンコーダ。
  9. 　前記第１の仕切り壁の先端と前記カバーとの隙間は、前記モータリード線の径よりも狭いことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のエンコーダ。
  10. 　前記配線路は、前記支持部に対して前記回転軸を中心とする径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のエンコーダ。
  11. 　請求項１から１０のいずれか１つに記載のエンコーダと、
    　前記回転部であるロータと、
    　前記ロータの周囲を囲む筒状のステータと、を備えることを特徴とするサーボモータ。
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