WO2023074097A1 - エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ - Google Patents

エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
WO2023074097A1
WO2023074097A1 PCT/JP2022/031793 JP2022031793W WO2023074097A1 WO 2023074097 A1 WO2023074097 A1 WO 2023074097A1 JP 2022031793 W JP2022031793 W JP 2022031793W WO 2023074097 A1 WO2023074097 A1 WO 2023074097A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotating shaft
permanent magnet
gear
shaft
encoder
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/031793
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
学海 赤川
Original Assignee
株式会社アイエイアイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アイエイアイ filed Critical 株式会社アイエイアイ
Priority to EP22886431.0A priority Critical patent/EP4425108A1/en
Priority to CN202280060798.1A priority patent/CN117916558A/zh
Priority to KR1020247006893A priority patent/KR20240088687A/ko
Publication of WO2023074097A1 publication Critical patent/WO2023074097A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the present invention relates to encoders, motor units, and actuators.
  • Patent Document 1 discloses a case, a main driving gear connected to an output shaft of a motor, a permanent magnet, a bearing that rotatably supports the main driving gear with respect to the case, and a member for preventing magnetic interference (magnetic shielding member ) and a magnetic sensor that detects changes in the magnetic field of the permanent magnet. Furthermore, this encoder comprises another permanent magnet different from the permanent magnet and another magnetic sensor for detecting changes in the magnetic field of the another permanent magnet. In this encoder, permanent magnets are provided at the ends of the main drive gear. An end portion of the main drive gear is provided so as to protrude from the end surface of the bearing toward the magnetic sensor side so that the magnetic sensor can easily detect the magnetism generated by the permanent magnet.
  • the magnetic shielding member is provided so as to surround the protruding portion of the main rotor, and shields the magnetism generated from the permanent magnets provided at the end of the main driving gear.
  • This magnetic shielding member suppresses the magnetism of the permanent magnet of the main drive gear from affecting the magnetic sensor that detects changes in the magnetic field of another permanent magnet. It improves detection accuracy.
  • the end of the main drive gear is provided so as to protrude from the end face of the bearing toward the magnetic sensor.
  • the length of the main drive gear in the projecting direction may increase, for example, which may increase the size of the encoder, and there is room for improvement.
  • the present invention has been made under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an encoder, a motor unit, and an actuator that can suppress an increase in size.
  • the encoder according to the first aspect of the invention comprises An encoder for detecting rotation of an output shaft of a motor, a first rotating shaft connected to the end of the output shaft and rotating with the rotation of the output shaft; a first permanent magnet provided at the end of the first rotating shaft; a case that accommodates the first rotating shaft; a first sensor arranged to face the first permanent magnet and detecting a change in the magnetic flux density of the first permanent magnet according to the rotation of the first rotating shaft;
  • the first rotation shaft is rotatably supported with respect to the case, surrounds the first permanent magnet, and is made of a magnetic shielding material that shields magnetism generated from the first permanent magnet. 1 bearing; Prepare.
  • the encoder is a second rotating shaft that rotates with the rotation of the first rotating shaft; a second permanent magnet provided on the second rotating shaft; a second bearing that rotatably supports the second rotating shaft with respect to the case; a second sensor arranged to face the second permanent magnet and detecting a change in the magnetic flux density of the second permanent magnet according to the rotation of the second rotary shaft; may be provided.
  • the second bearing may be formed of a magnetic shielding material that surrounds the second permanent magnet and shields magnetism generated from the second permanent magnet.
  • the encoder is a third rotating shaft that rotates with the rotation of the first rotating shaft; a third permanent magnet provided on the third rotating shaft; a third bearing that rotatably supports the third rotating shaft with respect to the case; a third sensor arranged to face the third permanent magnet and detecting a change in the magnetic flux density of the third permanent magnet according to the rotation of the third rotating shaft; may be provided.
  • the third bearing may be formed of a magnetic shielding material that surrounds the third permanent magnet and shields magnetism generated from the third permanent magnet.
  • the first rotating shaft is provided with a first gear
  • the second rotating shaft is provided with a second gear meshed with the first gear
  • the second rotating shaft may rotate as the first rotating shaft rotates based on the engagement between the first gear and the second gear.
  • the third rotating shaft is provided with a third gear that meshes with the first gear of the first rotating shaft, The third rotating shaft may rotate as the first rotating shaft rotates based on the engagement between the first gear and the third gear.
  • the third rotating shaft is provided with a third gear that meshes with the second gear of the second rotating shaft,
  • the third rotating shaft rotates with the rotation of the first rotating shaft based on the engagement between the first gear and the second gear and the engagement between the second gear and the third gear.
  • the second rotating shaft is provided with its axial direction parallel to the axial direction of the first rotating shaft,
  • the second permanent magnet may be provided at the end of the second rotating shaft on the same side as the end of the first rotating shaft provided with the first permanent magnet.
  • the second rotating shaft is provided with its axial direction parallel to the axial direction of the first rotating shaft,
  • the second permanent magnet may be provided at the end of the second rotating shaft opposite to the end of the first rotating shaft provided with the first permanent magnet.
  • An end of the first bearing in the axial direction of the first rotating shaft may protrude further than an end of the first permanent magnet in the axial direction of the first rotating shaft.
  • An axial end of the first rotating shaft may protrude further than an axial end of the first permanent magnet.
  • a motor unit includes: a motor having an output shaft; an encoder according to the first aspect that detects rotation of the output shaft of the motor; Prepare.
  • the present invention since the first bearing surrounds the first permanent magnet, it is possible, for example, to reduce the axial length of the first rotating shaft. Therefore, the size of the encoder can be reduced in the present invention. As a result, the present invention can provide an encoder, a motor unit, and an actuator that can suppress an increase in size.
  • FIG. 1 is a perspective view of an actuator according to an embodiment of the invention; FIG. It is a sectional view of an actuator concerning an embodiment of the invention.
  • 1 is an exploded perspective view of an encoder according to an embodiment of the invention;
  • FIG. 1 is a front view of an encoder according to an embodiment of the invention;
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A;
  • 1 is an exploded sectional view of an encoder according to an embodiment of the invention;
  • FIG. It is a sectional view of a 1st rotating shaft. It is a sectional view of a 2nd rotating shaft. It is a sectional view of a 3rd rotating shaft.
  • 3 is a functional block diagram of an encoder according to an embodiment of the invention;
  • FIG. 7 is a graph (Part 1) showing the relationship between the rotation angle and the number of rotations of the first rotary shaft, the second rotary shaft, and the third rotary shaft of the encoder; 2 is a graph (part 2) showing the relationship between the rotation angle and the number of rotations of the first rotary shaft, the second rotary shaft, and the third rotary shaft of the encoder;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an encoder according to a comparative example;
  • FIG. 8 is a front view of an encoder according to Modification 1;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an encoder according to Modification 2;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an encoder according to Modification 3;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an encoder according to Modification 4;
  • FIG. 12 is a front view of an encoder according to modification 5;
  • FIG. 21 is a front view showing a simplified part of an encoder according to Modification 5;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an encoder according to Modification 6;
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an encoder according to Modification 7;
  • the encoder 1, motor unit 60, and actuator 100 according to the embodiment of the present invention will be described below.
  • the Y-axis direction in the drawing is parallel to the linear motion direction D1 in which the slide cover C advances and retreats
  • the X-axis direction and the Z-axis direction are orthogonal to the linear motion direction D1. is the direction.
  • the XY plane in the drawing is a horizontal plane parallel to the plane on which the actuator 100 is installed.
  • the actuator 100 is a slider type actuator that moves the slide cover C in the linear motion direction D1.
  • the actuator 100 includes a ball screw 70, an actuator housing 80, and a moving body 90 in addition to the motor unit 60 and the slide cover C described above.
  • the motor unit 60 includes a motor body 61 (motor), a motor casing 62, a first coupling 63, and rotation of the output shaft 61a of the motor unit 60 (more specifically, the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a). ), and a mechanical encoder 1 for detecting .
  • the motor unit 60 is configured, for example, as one unit that can be attached and detached from the actuator housing 80 . However, it is not limited to this.
  • the motor unit 60 may be integrally fixed to the actuator housing 80 so as not to be detachable.
  • the motor body 61 is, for example, a stepping motor or a servomotor, and has an output shaft 61a (rotating shaft), a rotor, a stator, and the like. Electric power is supplied to the motor main body 61 from a commercial power supply or a DC power supply via an actuator cable. The rotor of the motor body 61 is rotated by supplying electric power to the motor body 61 . The rotational motion of this rotor is output to the output shaft 61a. A ball screw shaft 71 of a ball screw 70 is connected to the output shaft 61 a via a pair of first coupling 63 and second coupling 73 . The output shaft 61a rotates based on the rotational motion of the rotor of the motor body 61, and as a result, the ball screw shaft 71 of the ball screw 70 rotates together with the output shaft 61a.
  • the motor casing 62 protects the motor body 61 by housing the motor body 61 .
  • the first coupling 63 is fixed to the output shaft 61a of the motor body 61.
  • the first coupling 63 engages with a second coupling 73 fixed to the ball screw shaft 71 of the ball screw 70 to rotate the output shaft 61 a of the motor body 61 to the ball screw of the ball screw 70 . It is transmitted to shaft 71 .
  • the encoder 1 includes a first rotary shaft 10, a first permanent magnet 11, a first bearing 12, a second rotary shaft 20, and a second permanent magnet. 21, second bearings 22-1 and 22-2, a third rotating shaft 30, a third permanent magnet 31, third bearings 32-1 and 32-2, a case 40, and a sensor unit 50.
  • the three rotary shafts of the first rotary shaft 10, the second rotary shaft 20, and the third rotary shaft 30 detect the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a of the motor body 61. used for Thereby, the controller 200 of the actuator 100 , which will be described later, can calculate the absolute position of the moving body 90 .
  • the first rotating shaft 10 is a member that is formed in a substantially cylindrical shape with the Y-axis direction as the column axis direction, and is rotatable around the Y-axis direction. is.
  • the first rotating shaft 10 is made of, for example, a soft magnetic material.
  • a first gear 10 a is formed on the outer peripheral surface of the first rotating shaft 10 .
  • the first rotating shaft 10 has a columnar member 10-1 and a cylindrical member 10-2 in which a through hole 10b is formed.
  • the first gear 10a is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 10-2.
  • the cylindrical member 10-1 and the output shaft 61a are fitted from both sides into the through hole 10b of the cylindrical member 10-2.
  • the cylindrical member 10-2 is connected to the end of the output shaft 61a of the motor body 61, and the first rotary shaft 10 rotates as the output shaft 61a rotates. Therefore, the first rotating shaft body 10 is configured as a main driving shaft that is directly connected to the output shaft 61 a of the motor body 61 .
  • the first permanent magnet 11 is a permanent magnet provided at the end of the first rotating shaft 10 on the -Y side.
  • first permanent magnet 11 is provided such that a portion thereof is exposed from the end of first rotating shaft 10 .
  • the mounting method and fixing method of the first permanent magnet 11 to the end portion of the first rotating shaft 10 are arbitrary.
  • the first permanent magnet 11 may be fixed to the end face of the -Y side end of the first rotating shaft 10 with an adhesive or the like.
  • the first bearing 12 is provided to rotatably support the first rotary shaft 10 with respect to the case 40 .
  • the first bearing 12 supports the first rotating shaft 10 at the -Y side end of the first rotating shaft 10 .
  • the first bearing 12 is made of a magnetic shielding material that shields the magnetism generated by the first permanent magnet 11 so as to suppress the magnetism generated by the first permanent magnet 11 from affecting the sensors S2 and S3.
  • the magnetic shielding material of the first bearing 12 is, for example, a soft magnetic material.
  • the magnetic shielding material of the first bearing 12 is not limited to this, and may be a material other than the soft magnetic material as long as it can shield magnetism.
  • the first bearing 12 is provided so as to surround the first permanent magnet provided at the end of the first rotating shaft 10 on the -Y side.
  • the first rotary shaft 10 is provided so that the -Y side end thereof does not protrude from the -Y side end surface 12 a of the first bearing 12 .
  • the first bearing 12 is formed such that its length L1 in the Y-axis direction is longer than the length L2 of the first permanent magnet 11 in the Y-axis direction (L1>L2). This makes it easier for the first bearing 12 to surround the first permanent magnet 11 .
  • the second rotating shaft 20 is a member that is formed in a substantially cylindrical shape with the Y-axis direction as the column axis direction, and is provided rotatably around the Y-axis direction. is.
  • the second rotating shaft 20 is made of, for example, a soft magnetic material.
  • the second rotating shaft 20 is provided so that its axial direction is parallel to the axial direction of the first rotating shaft 10 .
  • a second gear 20 a is formed on the outer peripheral surface of the second rotating shaft 20 to mesh with the first gear 10 a of the first rotating shaft 10 .
  • the second rotating shaft 20 is provided so as to rotate with the rotation of the first rotating shaft 10 based on the engagement between the first gear 10a and the second gear 20a.
  • the second rotating shaft 20 has a columnar member 20-1 and a cylindrical member 20-2 in which a through hole 20b is formed.
  • the second gear 20a is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 20-2.
  • a cylindrical member 20-1 is fitted in the through hole 20b of the cylindrical member 20-2.
  • the second rotating shaft 20 is configured as a driven shaft that is indirectly connected to the output shaft 61 a of the motor body 61 via the first rotating shaft 10 .
  • the second permanent magnet 21 is a permanent magnet provided at the end of the second rotating shaft 20 on the -Y side.
  • second permanent magnet 21 is provided such that a portion thereof is exposed from the end of second rotating shaft body 20 .
  • the mounting method and fixing method of the second permanent magnet 21 to the end portion of the second rotating shaft 20 are arbitrary.
  • the second permanent magnet 21 may be fixed to the end face of the -Y side end of the second rotating shaft 20 with an adhesive or the like.
  • the second bearings 22 - 1 and 22 - 2 are provided to rotatably support the second rotary shaft 20 with respect to the case 40 .
  • two second bearings 22-1 and 22-2 are provided, and both the ends on the -Y side and the +Y side of the second rotating shaft body 20 to support the second rotary shaft 20 .
  • the second bearings 22-1 and 22-2 are made of a magnetic shielding material that shields the magnetism generated from the second permanent magnet 21 so as to suppress the magnetism generated from the second permanent magnet 21 from affecting the sensors S1 and S3. is formed from Magnetic shielding materials of the second bearings 22-1 and 22-2 are, for example, soft magnetic materials.
  • the magnetic shielding material of the second bearings 22-1 and 22-2 is not limited to this, and may be a material other than the soft magnetic material as long as it can shield magnetism.
  • the second bearing 22-1 which is one of the second bearings 22-1 and 22-2, rotates around the second permanent magnet 21 provided at the -Y side end of the second rotating shaft 20. are set around.
  • the second rotary shaft 20 is provided so that the -Y side end thereof does not protrude from the -Y side end surface 22a of the second bearing 22 .
  • the second bearing 22 provided at the end on the -Y side has a length L3 in the Y-axis direction that is greater than a length L4 in the Y-axis direction of the second permanent magnet 21 ( L3>L4). This makes it easier for the second bearing 22 to surround the second permanent magnet 21 .
  • the third rotating shaft 30 is a member that is formed in a substantially cylindrical shape with the Y-axis direction as the column axis direction, and is rotatable around the Y-axis direction. , and is generally formed in the same shape as the second rotating shaft 20 .
  • the third rotating shaft 30 is made of, for example, a soft magnetic material.
  • the third rotating shaft 30 is provided so that its axial direction is parallel to the axial directions of the first rotating shaft 10 and the second rotating shaft 20 .
  • a third gear 30 a is formed on the outer peripheral surface of the third rotating shaft 30 to mesh with the first gear 10 a of the first rotating shaft 10 .
  • the third rotating shaft 30 is provided so as to rotate with the rotation of the first rotating shaft 10 based on the engagement between the first gear 10a and the third gear 30a.
  • the third rotating shaft 30 has a columnar member 30-1 and a cylindrical member 30-2 in which a through hole 30b is formed.
  • the third gear 30a is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 30-2.
  • a cylindrical member 30-1 is fitted in the through hole 30b of the cylindrical member 30-2.
  • the third rotating shaft 30 is configured as a driven shaft that is indirectly connected to the output shaft 61 a of the motor body 61 via the first rotating shaft 10 .
  • the third permanent magnet 31 is a permanent magnet provided at the -Y side end of the third rotating shaft 30 .
  • third permanent magnet 31 is provided such that a portion thereof is exposed from the end of third rotating shaft 30 .
  • the attachment method and fixing method of the third permanent magnet 31 to the end portion of the third rotating shaft 30 are arbitrary.
  • the third permanent magnet 31 may be fixed to the end face of the -Y side end of the third rotating shaft 30 with an adhesive or the like.
  • the third bearings 32 - 1 and 32 - 2 are provided to rotatably support the third rotary shaft 30 with respect to the case 40 .
  • two third bearings 32-1 and 32-2 are provided, and both the -Y side end and the +Y side end of the third rotating shaft body 30 to support the third rotating shaft 30 .
  • the third bearings 32-1, 32-2 are made of a magnetic shielding material that shields the magnetism generated from the third permanent magnet 31 so as to prevent the third permanent magnet 31 from influencing the sensors S1, S2. ing.
  • the magnetic shielding material of the third bearings 32-1, 32-2 is, for example, a soft magnetic material.
  • the magnetic shielding material of the third bearings 32-1 and 32-2 is not limited to this, and may be a material other than the soft magnetic material as long as it can shield magnetism.
  • the third bearing 32-1 which is one of the third bearings 32-1 and 32-2, rotates around the third permanent magnet provided at the -Y side end of the third rotating shaft 30. are set around.
  • the third rotating shaft 30 is provided so that the -Y side end thereof does not protrude from the -Y side end surface 32 a of the third bearing 32 .
  • the third bearing 32 provided at the end on the -Y side has a length L5 in the Y-axis direction that is greater than a length L6 in the Y-axis direction of the third permanent magnet 31 ( L5>L6). This makes it easier for the third bearing 32 to surround the third permanent magnet 31 .
  • the ⁇ Y side end surface of the first rotating shaft 10 is orthogonal to the Y-axis direction. located on the same plane P.
  • the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30 pass through the central axis A of the first rotating shaft 10 and extend in the Y-axis direction. are arranged in a row along a straight line L7 perpendicular to the .
  • the case 40 accommodates and protects each component of the encoder 1, as shown in FIGS.
  • the case 40 has a first case portion 41, a second case portion 42, and a third case portion 43, which are stacked in order in the Y-axis direction.
  • the first case portion 41 is a plate-shaped member configured as a portion on the rear end side (+Y side) of the case 40 .
  • the first case part 41 is fixed to the motor casing 62 of the motor unit 60 by fasteners 44 .
  • a through hole 41a is formed through the first case portion 41 in the Y-axis direction.
  • the first rotary shaft 10 is inserted and arranged in the through hole 41a.
  • the second case portion 42 is a plate-like member arranged between the first case portion 41 and the third case portion 43 .
  • the second case part 42 is secured to the third case part 43 by fasteners 45 .
  • the second case portion 42 is formed with three through-holes 42a, 42b, and 42c penetrating in the Y-axis direction.
  • the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30 are inserted through the three through-holes 42a, 42b, and 42c, respectively.
  • the third case portion 43 is a lid-like member configured as a portion on the tip end side (-Y side) of the case 40 .
  • the third case portion 43 is formed with three through holes 43a, 43b, and 43c penetrating in the Y-axis direction.
  • the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30 are inserted through the three through holes 43a, 43b, and 43c, respectively.
  • the -Y side end surface of the third case portion 43 is the -Y side of the first rotary shaft 10, the second rotary shaft 20, and the third rotary shaft 30. It is positioned on the same plane P as is the end face.
  • the ⁇ Y side end faces of the first rotary shaft 10 , the second rotary shaft 20 , and the third rotary shaft 30 are exposed from the ⁇ Y side end face of the third case portion 43 .
  • the -Y side end face of the third case portion 43 is the same plane P is an example, and is not limited to this.
  • the -Y side end surface of the third case portion 43 may not be positioned on the same plane P, such as protruding from the same plane P.
  • the sensor unit 50 has a substrate 51, sensors S1, S2, S3, a CPU (Central Processing Unit) 52a, and a communication element (circuit) 52b. As shown in FIG. 8, the substrate 51 is mounted with sensors S1, S2, S3, a CPU 52a, and a communication element 52b. Also, the board 51 is connected to a controller 200 which is an external device. As shown in FIGS. 4A, 4B, and 5, the sensor unit 50 has a first permanent magnet magnet in accordance with the rotation of the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30.
  • the rotation angle of the output shaft 61a of the motor unit 60 is detected from the change in the magnetic field (magnetic field) of the second permanent magnet 21 and the third permanent magnet 31 (more specifically, the change in magnetic flux density), and the output shaft 61a , and transmits a signal corresponding to the rotation angle and the rotation speed to the controller 200 for controlling the actuator 100 (motor body 61).
  • the substrate 51 is provided so that the mounting surface on which the sensors S1, S2, and S3 are mounted faces the end surface of the third case portion 43 on the -Y side.
  • the sensors S1, S2, and S3 are arranged to face the first permanent magnet 11, the second permanent magnet 21, and the third permanent magnet 31, respectively.
  • Sensors S1, S2, and S3 are arranged along the respective axes of the first, second, and third rotating shafts 10, 20, and 30 (on a line along the Y-axis). It is arranged with the third permanent magnets 11 , 21 and 31 . Further, the sensors S1, S2 and S3 are arranged on the axes of the first, second and third rotary shafts 10, 20 and 30, respectively, to the first, second and third permanent magnets 11 and 21.
  • the predetermined distance (gap) means that the sensors S1, S2, and S3 detect changes in magnetic flux density of the corresponding first, second, and third permanent magnets 11, 21, and 31. means a distance sufficient to
  • the substrate 51 is a support capable of adjusting the gaps between the sensors S1, S2, S3 and the first permanent magnet 11, the second permanent magnet 21, and the third permanent magnet 31.
  • the member 53 supports the third case portion 43 of the case 40 .
  • the support member 53 is a bolt that is screwed into a screw hole 43 d formed in the third case portion 43 .
  • the support member 53 is also screwed into the screw hole 42 d formed in the second case portion 42 and the screw hole 41 b formed in the first case portion 41 .
  • a connector 54 is mounted on the surface of the substrate 51 on the -Y side opposite to the surface on which the sensors S1, S2, and S3 are mounted.
  • a controller 200 (see FIG. 8) is connected to the connector 54 via a cable.
  • the sensors S1, S2, and S3 are magnetic sensors that detect changes in the magnetic flux density of the first permanent magnet 11, the second permanent magnet 21, and the third permanent magnet 31, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 5. be.
  • the sensors S1 to S3 include, for example, Hall elements, detect changes in magnetic flux density from the first permanent magnet 11, the second permanent magnet 21, and the third permanent magnet 31, and detect changes in the detected magnetic flux density.
  • Outputs a voltage signal according to The voltage signal is output to the CPU 52a of the sensor unit 50, as shown in FIG.
  • This voltage signal is a signal corresponding to the rotation angle (absolute angle) of the first, second and third rotary shafts 10 , 20 and 30 .
  • the sensors S1, S2, and S3 are Hall sensors including Hall elements. However, it is not limited to this.
  • the sensors S1, S2, and S3 may be MR (Magneto Resistive) sensors including magnetoresistive elements.
  • the CPU 52a processes the voltage signals input from the sensors S1, S2, and S3 so that the first, second, and third rotating shaft bodies 10, 20, and 30 Calculate the rotation angle (absolute angle) of . Since the rotation angle of the first rotary shaft 10 is the same as the rotation angle of the output shaft 61a of the motor main body 61, the CPU 52a calculates the rotation angle of the first rotary shaft 10 and the rotation angle of the output shaft 61a. Angles (absolute angles) can also be calculated. The CPU 52a also calculates the number of revolutions of the output shaft 61a based on the rotation angles of the first, second and third rotating shafts 10, 20 and 30. FIG. The CPU 52a outputs to the controller 200 a signal corresponding to the calculated rotational angles of the first, second and third rotating shaft bodies 10, 20 and 30 and the rotational speed of the output shaft 61a.
  • the communication element 52b is a circuit component that performs communication between the controller 200 of the actuator 100 installed outside and the CPU 52a.
  • the controller 200 includes, for example, a controller CPU (Central Processing Unit), a storage unit, a display unit, an input unit, an interface unit, and the like. This controller 200 calculates the absolute position of the moving body 90 based on the signal from the CPU 52a, as shown in FIGS.
  • the controller 200 also controls the operation of the actuator 100 (motor body 61). The contents of the operation of the actuator 100 are set by a teaching pendant or the like connected to the controller 200 and stored in the storage section of the controller 200 .
  • the controller CPU of the controller 200 reads programs and data from the storage unit and executes programs for operating the actuator 100 (motor body 61).
  • the actuator 100 further includes a ball screw 70, an actuator housing 80, and a moving body 90, as shown in FIGS.
  • the ball screw 70 has a ball screw shaft 71 and a ball screw nut 72 screwed onto the ball screw shaft 71 .
  • the ball screw shaft 71 linearly moves the ball screw nut 72 based on its threaded engagement with the ball screw nut 72 .
  • the ball screw shaft 71 has a ball screw shaft main body 71a whose outer peripheral surface is configured as a helical ball screw surface, and end portions 71b and 71c formed to have a smaller diameter than the ball screw shaft main body 71a.
  • a second coupling 73 is fixed to the -Y side end 71c of the ends 71b and 71c. This second coupling 73 engages with the first coupling 63 fixed to the output shaft 61 a of the motor unit 60 .
  • the ball screw nut 72 is arranged on the outer periphery of the ball screw shaft main body 71 a of the ball screw shaft 71 .
  • the ball screw nut 72 is fitted onto the ball screw shaft 71 via a plurality of ball screw rolling elements. Rotational motion of the ball screw shaft 71 is smoothly converted into linear motion of the ball screw nut 72 by rolling of the ball screw rolling elements.
  • the ball screw nut 72 is fixed to the moving body 90 by fasteners such as bolts and screws.
  • the actuator housing 80 accommodates and protects the ball screw 70 and the moving body 90 .
  • the actuator housing 80 has, for example, a base 81, a pair of side covers 82R and 82L, a seat member 83, a front bracket 84, and a rear bracket 85.
  • a rail is provided on the base 81 .
  • a moving body 90 is supported by the rails of the base 81 via linear guide rolling elements. As the linear guide rolling elements roll on these rails, the moving body 90 smoothly reciprocates with respect to the base 81 in the linear motion direction D1.
  • the side covers 82R, 82L constitute side wall portions on both sides of the actuator housing 80.
  • the side covers 82R and 82L protect each component inside the actuator 100 together with the base 81. As shown in FIG.
  • the sheet member 83 is a substantially rectangular stainless steel sheet whose longitudinal direction is the Y-axis direction, and closes the opening 82a between the side cover 82R and the side cover 82L.
  • the +Y side end of the sheet member 83 is fixed to the front bracket 84 .
  • the ⁇ Y side end of the sheet member 83 is fixed to a rear bracket 85 .
  • the front bracket 84 is fixed to the +Y side end of the base 81 .
  • the front bracket 84 has, for example, a bearing 84a, which rotatably supports the end portion 71b of the ball screw shaft 71. As shown in FIG.
  • the rear bracket 85 is fixed to the end of the base 81 on the -Y side.
  • the rear bracket 85 has, for example, a bearing 85a, which rotatably supports the end portion 71c of the ball screw shaft 71. As shown in FIG.
  • the moving body 90 is a member that slides in both the +Y direction and the -Y direction together with the ball screw nut 82 .
  • a through hole 91 is formed in the moving body 90 so as to penetrate in the Y-axis direction.
  • a ball screw shaft 71 is inserted into the through hole 91, and a ball screw nut 72 is inserted and fixed.
  • a slide cover C is attached to the moving body 90 from above (+Z side). Note that the sheet member 83 penetrates the slide cover C in the Y-axis direction. This allows the slide cover C to move along the seat member 83 in the linear motion direction D1.
  • the sensors S1, S2, and S3 of the sensor unit 50 detect the rotation of the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30. changes in the magnetic flux densities of the first permanent magnet 11, the second permanent magnet 21, and the third permanent magnet 31 are detected.
  • the sensors S1, S2, and S3 output voltage signals corresponding to the rotation angles (absolute angles) of the first, second, and third rotary shafts 10, 20, and 30 to the CPU 52a. .
  • the CPU 52a determines the rotation angles (absolute angles) of the first, second and third rotary shafts 10, 20 and 30 and the motor unit 60 based on the voltage signals input from the sensors S1, S2 and S3. , the rotation angle (absolute angle) of the output shaft 61a is calculated. Based on these rotation angles (absolute angles), the CPU 52a also calculates the number of rotations of the first rotating shaft 10 (output shaft 61a) as follows.
  • the rotation speed of the first rotary shaft 10 (output shaft 61 a ) is calculated using the rotation angle of the second rotary shaft 20 and the rotation angle of the third rotary shaft 30 .
  • the number of teeth N1 of the first gear 10a of the first rotating shaft 10, the number of teeth N2 of the second gear 20a of the second rotating shaft 20, and the number of teeth of the third gear 30a of the third rotating shaft 30 Each N3 is different and set to be disjoint.
  • the number of teeth N1 of the first gear 10a is set to "25”
  • the number of teeth N2 of the second gear 20a is set to "24”
  • the number of teeth N3 of the third gear 30a is set to "23".
  • the numbers of teeth N 1 , N 2 and N 3 are not limited to this.
  • the numbers of teeth N 1 , N 2 and N 3 may be numbers other than "25", "24” and "23".
  • the maximum value of the absolute position of the moving body 90 to be calculated is determined by the movable distance of the moving body 90 in the linear motion direction D1
  • the number of teeth N 1 of the first gear 10a and the number of teeth of the second gear 20a N 2 and the number of teeth N 3 of the third gear 30a are set according to the movable distance of the moving body 90 in the linear motion direction D1.
  • the rotation angles of the second rotating shaft 20 and the third rotating shaft 30 change as shown in the graphs of FIGS. 9A and 9B.
  • a deviation occurs for 10 rotation angles.
  • the horizontal axis indicates the number of rotations of the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30, and the vertical axis indicates the rotation speed of the first rotating shaft 10.
  • the rotation angles of the second rotating shaft 20 and the third rotating shaft 30 are indicated by the horizontal axis.
  • the rotation angles of the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30 are the same before the first rotating shaft 10 starts rotating.
  • the moving body 90 is arranged on the most base end side (-Y side, left side in FIG. 2).
  • the position of the moving body 90 before the start of rotation is defined as the origin, that is, the position where the absolute position of the moving body 90 and thus the number of revolutions of the ball screw shaft 71 is "0". It is assumed that the moving body 90 is advanced in the +Y direction by forwardly rotating the first rotating shaft 10 from the state before the rotation of the first rotating shaft 10 is started. As the first rotating shaft 10 rotates, the second rotating shaft 20 and the third rotating shaft 30 also rotate accordingly.
  • the rotation angle of the two-rotating shaft 20 gradually deviates.
  • the rotation angle of the third rotation shaft 30 also deviates from both the rotation angles of the first rotation shaft 10 and the second rotation shaft 20 . These deviations gradually increase as the first rotating shaft 10 rotates.
  • the deviation between the rotation angle of the first rotating shaft 10 and the rotation angle of the second rotating shaft 20 or the third rotating shaft 30 gradually decreases, and eventually , the rotation angles of the first rotary shaft 10, the second rotary shaft 20, and the third rotary shaft 30 match again, and the first rotary shaft 10 returns to the state before the start of rotation.
  • the rotation angles of the first rotating shaft body 10, the second rotating shaft body 20, and the third rotating shaft body 30 change in this way, the first rotating shaft body 10, the second rotating shaft body 20, and the third rotating shaft body
  • the combinations of the rotation angles of the three rotating shafts 30 do not match.
  • the number of rotations of the first rotation shaft 10 and, by extension, the number of rotations of the ball screw shaft 71 can be calculated.
  • the number (n) of combinations of the rotation angle of the second rotating shaft 20 and the rotation angle of the third rotating shaft 30 is calculated by the following formula (1).
  • the CPU 52a calculates the rotation speed of the first rotating shaft 10 from the combination of the rotation angle of the second rotating shaft 20 and the rotation angle of the third rotating shaft 30 described above. As described above, the CPU 52a determines the rotation angles (absolute angles) of the first, second, and third rotating shafts 10, 20, and 30 and the output shaft 61a, as well as the rotation of the first rotating shaft 10 (output shaft 61a). Calculate the number. Further, since the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a and the ball screw shaft 71 are the same as the rotation angle and rotation speed of the first rotating shaft body 10, the CPU 52a can It also calculates the rotation angle and rotation speed of . As described above, the CPU 52a completes the calculation of the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a and the ball screw shaft 71. FIG.
  • the CPU 52a outputs a signal corresponding to the calculated rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a to the controller 200 via the communication element 52b.
  • the controller 200 receives signals corresponding to the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61a from the CPU 52a.
  • the controller 200 calculates the absolute position of the moving body 90 from the rotation angle and rotation speed of the output shaft 61 a and the pitch of the spiral groove of the ball screw shaft 71 . As described above, the calculation of the absolute position of the moving body 90 is completed by the controller 200 .
  • the first bearing 12 surrounds the first permanent magnet 11, It is made of a magnetic shielding material that shields the generated magnetism. Therefore, it is possible to reduce the length of the first rotating shaft 10 in the Y-axis direction and the column axis direction. As a result, the size of the encoder can be reduced in the present invention.
  • the first bearing 12 is provided without surrounding the first permanent magnet 11, as shown in FIG.
  • the -Y side end of the first rotating shaft body 10 protrudes from the -Y side end surface 12a of the first bearing 12 .
  • the lengths of the first rotary shaft 10 in the Y-axis direction and the columnar axis direction are increased, and the size of the encoder 1A may be increased.
  • the motor unit including the encoder 1A and the actuator including the motor unit may become large.
  • the first bearing 12 is formed surrounding the first permanent magnet 11 as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the -Y side end of the first rotary shaft 10 protrudes from the -Y side end face 12a of the first bearing 12, as shown in FIG. Therefore, in the encoder 1A, the magnetism of the first permanent magnet 11 is suppressed to affect the sensors S2 and S3 that detect changes in the magnetic flux densities of the second permanent magnet 21 and the third permanent magnet 31.
  • the magnetism generated from the first permanent magnet 11 is suppressed from affecting the sensors S2 and S3 other than the sensor S1 that detects changes in the magnetic flux density of the first permanent magnet 11. It also has the ability to block magnetism. Accordingly, in the encoder 1 according to the present embodiment, there is no need to prepare a magnetic shielding member in addition to the first bearing 12, and the number of parts can be reduced compared to the encoder 1A according to the comparative example. As described above, in the encoder 1 according to the present embodiment, it is possible to reduce the height of the encoder 1 while reducing the number of parts.
  • the second bearing 22 surrounds the second permanent magnet 21 and is made of a magnetic shielding material that shields the magnetism generated from the second permanent magnet 21 . Therefore, the lengths of the second rotating shaft 20 in the Y-axis direction and the column axis direction can also be reduced.
  • the third bearing 32 surrounds the third permanent magnet 31 and is made of a magnetic shielding material that shields the magnetism generated from the third permanent magnet 31 . Therefore, the lengths of the third rotating shaft 30 in the Y-axis direction and the column axis direction can also be reduced. As a result, the size of the encoder 1 can be further reduced in this embodiment.
  • the second bearing 22 in addition to the original function of supporting the second rotary shaft 20 rotatably with respect to the case 40, the second bearing 22 has the magnetism generated by the second permanent magnet 21 that It also has a function of shielding the magnetism of the second permanent magnet 21 so as to suppress the influence on the sensors S1 and S3 other than the sensor S2 that detects changes in the magnetic flux density of the permanent magnet 21 .
  • the third bearing 32 in addition to the original function of supporting the third rotating shaft 30 rotatably with respect to the case 40 , has the magnetism generated by the third permanent magnet 31 that acts as the magnetic flux of the third permanent magnet 31 .
  • the third gear 30a of the third rotating shaft 30 configured as the driven shaft is the first gear 30a of the first rotating shaft 10 configured as the main driving shaft. It meshes with 10a.
  • the third gear 30a of the third rotating shaft 30 meshes with the second gear 20a of the second rotating shaft 20 configured as the same driven shaft. good too.
  • the third rotating shaft 30 rotates according to the engagement between the first gear 10a and the second gear 20a and the engagement between the second gear 20a and the third gear 30a. rotate with it.
  • the second permanent magnet 21 rotates on the same -Y side as the end of the first rotating shaft body 10 where the first permanent magnet 11 is provided. It is provided at the end of the shaft 20 .
  • the third permanent magnet 31 is also provided at the end of the third rotating shaft 30 on the +Y side opposite to the end of the first rotating shaft 10 where the first permanent magnet 11 is provided. may be
  • the first permanent magnet 11 is provided so that a part thereof is exposed from the end of the first rotating shaft 10 .
  • the magnetic flux from the first permanent magnet 11 embedded in the first rotary shaft 10 leaks out to the extent that it can be detected with sufficient accuracy by the sensor S1.
  • the first permanent magnet 11 may be embedded in the end portion of the first rotating shaft 10 . In this case, the first permanent magnet 11 is arranged in a non-exposed state from the end of the first rotating shaft 10 .
  • the magnetic fluxes from the second and third permanent magnets 21 and 31 embedded in the second and third rotating shafts 20 and 30 are detected by the sensors S2 and S3.
  • the ends of the second rotary shaft 20 and the third rotary shaft 30 may be arranged in a non-exposed state.
  • the encoder 1 includes three first rotary shafts 10, a second rotary shaft 20, and a third rotary shaft 30, as shown in FIG. 4B.
  • the encoder 1 may include only the two first rotating shafts 10 and the second rotating shaft 20 or may include only one first rotating shaft 10 .
  • the encoder 5 further includes a fourth rotary shaft 120 in addition to the first rotary shaft 10, the second rotary shaft 20, and the third rotary shaft 30. may be provided.
  • the encoder may have five or more rotary shafts.
  • the first rotary shaft 10, the second rotary shaft 20, and the third rotary shaft 30 are arranged in a They are arranged in a row along a straight line L7 that passes through the central axis A of the one-rotating shaft 10 and is orthogonal to the Y-axis direction.
  • One or two of the first rotating shaft 10, the second rotating shaft 20, and the third rotating shaft 30 may be arranged off the straight line L7.
  • only the third rotary shaft 30 may be arranged off the straight line L7.
  • the angle ⁇ between the straight line L7 and the straight line L8 that passes through both the central axis A-2 of the third rotating shaft 30 and the central axis of the second rotating shaft and is orthogonal to the Y-axis direction is small. By doing so, the size of the encoder 6 can be reduced.
  • the overlapping length (overlapping amount) L9 between the first rotating shaft 10 and the second rotating shaft 20 in the Z-axis direction of the XZ plane can be increased.
  • the overlapping length (overlapping amount) L10 between the second rotating shaft 20 and the third rotating shaft 30 in the Z-axis direction can be increased.
  • the overlapping length (overlapping amount) L12 between the second rotating shaft 20 and the first rotating shaft 10 in the X-axis direction of the XZ plane can be increased.
  • the overlapping length (overlapping amount) L13 between the first rotating shaft 10 and the third rotating shaft 30 in the X-axis direction can be increased.
  • the size of the encoder 6 can be reduced as a result.
  • the -Y side end surfaces of the first permanent magnet 11, the first rotary shaft 10, and the first bearing 12 are substantially flush. consists of However, it is not limited to this.
  • at least one of the -Y side ends of the first bearing 12 and the first rotating shaft 10 may protrude further to the -Y side (sensor S1 side) than the end of the first permanent magnet 11 .
  • the encoder 7 according to Modification 6 shown in FIG. It may protrude to the -Y side (sensor S1 side) from the side end.
  • the -Y side ends of the first permanent magnet 11 and the first rotating shaft 10 are recessed from the -Y side end of the first bearing 12 .
  • the encoder 7 by suppressing the leakage of the magnetic flux of the first permanent magnet 11 toward the sensors S2 and S3, the effect of suppressing magnetic interference can be further improved.
  • the -Y side end of the first rotating shaft body 10 is located on the -Y side (sensor S1 side).
  • the -Y side end of the first rotary shaft 10 and the -Y side end of the first bearing 12 are substantially flush with each other.
  • the ⁇ Y side end of the first permanent magnet 11 is recessed from the ⁇ Y side ends of the first bearing 12 and the first rotating shaft 10 .
  • the encoder 8 by suppressing the leakage of the magnetic flux of the first permanent magnet 11 toward the sensors S2 and S3, the effect of suppressing magnetic interference can be further improved.
  • the actuator 100 is a slider-type actuator in which the slide cover C moves in the linear motion direction D1, as shown in FIGS.
  • Actuator 100 may be a rod-type actuator in which the rod moves in the direction of linear motion D1.
  • the actuator 100 includes a ball screw 70 .
  • the actuator 100 converts the rotary motion of the output shaft 61a of the motor unit 60 into the linear motion of the moving body 90 based on the screw engagement between the ball screw shaft 71 of the ball screw 70 and the ball screw nut 72.
  • the structure and shape of the actuator 100 are not limited to this.
  • the actuator 100 may include a timing belt and a timing pulley for transmitting the rotational motion of the output shaft 61 a to the moving body 90 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

エンコーダ１は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転を検出するものであって、第１回転軸体１０と、第１永久磁石１１と、センサユニット５０と、第１軸受１２とを備える。第１回転軸体１０は、出力軸６１ａの端部に連結され、出力軸６１ａの回転に伴って回転する。第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている。センサユニット５０のセンサは、第１回転軸体１０の回転に応じて、第１永久磁石１１の磁束密度の変化を検出する。第１軸受１２は、第１回転軸体１０を回転可能に支持するように設けられると共に、第１永久磁石１１の周囲を囲み、第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。

Description

エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ
　本発明は、エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータに関する。
　特許文献１には、ケースと、モータの出力シャフトに連結されている主動歯車と、永久磁石と、ケースに対して主動歯車を回転可能に支持する軸受と、磁気干渉防止用部材（磁気遮蔽部材）と、永久磁石の磁場の変化を検出する磁気センサとを備える機械式エンコーダが開示されている。さらに、このエンコーダは、前記の永久磁石とは異なる別の永久磁石と、別の永久磁石の磁場の変化を検出する別の磁気センサとを備える。このエンコーダにおいては、永久磁石は、主動歯車の端部に設けられている。永久磁石から生ずる磁気を磁気センサが検知しやすくなるように、主動歯車の端部は、軸受の端面から磁気センサ側に突出して設けられている。磁気遮蔽部材は、主回転体の突出部分の周囲を囲むように設けられ、主動歯車の端部に設けられている永久磁石から生ずる磁気を遮蔽する。この磁気遮蔽部材により、主動歯車の永久磁石の磁気が、別の永久磁石の磁場の変化を検出する磁気センサに影響を及ぼすことを抑制し、結果として、特許文献１に記載のエンコーダは、その検出精度を向上させている。
特許第６４３０８００号公報
　特許文献１に記載のエンコーダは、主動歯車の端部は、軸受の端面から磁気センサ側に突出して設けられている。このため、主動歯車は、例えば、その突出方向の長さが大きくなるなど、エンコーダのサイズが大きくなるおそれがあり、改善の余地がある。
　本発明は、上述の事情の下になされたもので、大型化を抑制することができるエンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータを提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るエンコーダは、
　モータの出力軸の回転を検出するエンコーダであって、
　前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
　前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
　前記第１回転軸体を収容するケースと、
　前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
　前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
　を備える。
　前記エンコーダは、
　前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第２回転軸体と、
　前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
　前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
　前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
　を備えていてもよい。
　前記第２軸受は、前記第２永久磁石の周囲を囲み、前記第２永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されていてもよい。
　前記エンコーダは、
　前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第３回転軸体と、
　前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
　前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
　前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
　を備えていてもよい。
　前記第３軸受は、前記第３永久磁石の周囲を囲み、前記第３永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されていてもよい。
　前記第１回転軸体には、第１歯車が設けられ、
　前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
　前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
　前記第３回転軸体には、前記第１回転軸体の前記第１歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
　前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
　前記第３回転軸体には、前記第２回転軸体の前記第２歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
　前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
　前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
　前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
　前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
　前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
　前記第１回転軸体の軸方向における前記第１軸受の端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出していてもよい。
　前記第１回転軸体の軸方向における端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出していてもよい。
　本発明の第２の観点に係るモータユニットは、
　出力軸を備えるモータと、
　前記モータの前記出力軸の回転を検出する、第１の観点に係るエンコーダと、
　を備える。
　本発明の第３の観点に係るアクチュエータは、
　移動体と、
　前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、第２の観点に係るモータユニットと、
　を備える。
　本発明では、第１軸受が第１永久磁石の周囲を囲んでいるため、例えば、第１回転軸体の軸方向の長さを小さくすることが可能になる。このため、本発明では、エンコーダのサイズを小さくすることができる。この結果、本発明では、大型化を抑制することができるエンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータを提供することができる。
本発明の実施の形態に係るアクチュエータの斜視図である。 本発明の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。 本発明の実施の形態に係るエンコーダの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るエンコーダの正面図である。 図４ＡのＢ－Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態に係るエンコーダの分解断面図である。 第１回転軸体の断面図である。 第２回転軸体の断面図である。 第３回転軸体の断面図である。 本発明の実施の形態に係るエンコーダの機能ブロック図である。 エンコーダの第１回転軸体、第２回転軸体、及び第３回転軸体の回転角度と回転回数との関係を示すグラフ（その１）である。 エンコーダの第１回転軸体、第２回転軸体、及び第３回転軸体の回転角度と回転回数との関係を示すグラフ（その２）である。 比較例に係るエンコーダの断面図である。 変形例１に係るエンコーダの正面図である。 変形例２に係るエンコーダの断面図である。 変形例３に係るエンコーダの断面図である。 変形例４に係るエンコーダの断面図である。 変形例５に係るエンコーダの正面図である。 変形例５に係るエンコーダについて一部を簡略して示した正面図である。 変形例６に係るエンコーダの断面図である。 変形例７に係るエンコーダの断面図である。
　以下、本発明の実施の形態に係るエンコーダ１、モータユニット６０及びアクチュエータ１００について説明する。なお、図中のＹ軸方向は、図１に示すように、スライドカバーＣが進退する直線運動方向Ｄ１に平行な方向であり、Ｘ軸方向及びＺ軸方向は、直線運動方向Ｄ１に直交する方向である。また、図中のＸＹ平面は、アクチュエータ１００が設置される面に平行な水平面である。
　アクチュエータ１００は、本実施の形態においては、スライドカバーＣが直線運動方向Ｄ１に移動するスライダタイプのアクチュエータである。アクチュエータ１００は、図２に示すように、上記のモータユニット６０及びスライドカバーＣに加えて、ボールねじ７０と、アクチュエータハウジング８０と、移動体９０とを備える。
　モータユニット６０は、モータ本体６１（モータ）と、モータケーシング６２と、第１カップリング６３と、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転（より詳細には、出力軸６１ａの回転角度及び回転数等）を検出する機械式のエンコーダ１とを有する。モータユニット６０は、例えば、アクチュエータハウジング８０から着脱可能な一つのユニットとして構成されている。ただし、これには限られない。モータユニット６０は、アクチュエータハウジング８０に対して着脱できないように一体的に固定されているものであってもよい。
　モータ本体６１は、例えば、ステッピングモータやサーボモータであり、出力軸６１ａ（回転軸）と、ロータ、ステータ等を有している。モータ本体６１には、商用電源や直流電源からアクチュエータケーブルを経由して電力が供給される。モータ本体６１に電力が供給されることによって、モータ本体６１のロータが回転する。このロータの回転運動は、出力軸６１ａに出力される。出力軸６１ａは、一対の第１カップリング６３及び第２カップリング７３を介して、ボールねじ７０のボールねじ軸７１が接続されている。出力軸６１ａは、モータ本体６１のロータの回転運動に基づいて回転し、この結果、ボールねじ７０のボールねじ軸７１が出力軸６１ａと共に回転する。
　モータケーシング６２は、モータ本体６１を収納することで、モータ本体６１を保護する。
　第１カップリング６３は、モータ本体６１の出力軸６１ａに固定されている。第１カップリング６３は、ボールねじ７０のボールねじ軸７１に固定されている第２カップリング７３と係合することで、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転運動を、ボールねじ７０のボールねじ軸７１に伝達する。
　エンコーダ１は、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１回転軸体１０と、第１永久磁石１１と、第１軸受１２と、第２回転軸体２０と、第２永久磁石２１と、第２軸受２２－１、２２－２と、第３回転軸体３０と、第３永久磁石３１と、第３軸受３２－１、３２－２と、ケース４０と、センサユニット５０とを備える。エンコーダ１において、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の３本の回転軸体は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転角度及び回転数を検出するために用いられる。これにより、アクチュエータ１００の後述するコントローラ２００は、移動体９０の絶対位置を算出することができる。
　第１回転軸体１０は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材である。第１回転軸体１０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第１回転軸体１０の外周面には、第１歯車１０ａが形成されている。詳しくは、第１回転軸体１０は、図６に示すように、円柱状部材１０－１と、貫通孔１０ｂが形成されている円筒状部材１０－２とを有する。そして、第１歯車１０ａは、円筒状部材１０－２の外周面に形成されている。円筒状部材１０－２の貫通孔１０ｂには、円柱状部材１０－１と出力軸６１ａとが両側から嵌め込まれている。これにより、円筒状部材１０－２は、モータ本体６１の出力軸６１ａの端部に連結され、第１回転軸体１０は、出力軸６１ａの回転に伴って回転する。したがって、第１回転軸体１０は、モータ本体６１の出力軸６１ａに直接的に連結されている主動軸として構成される。
　第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第１永久磁石１１は、その一部が第１回転軸体１０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第１回転軸体１０の端部に対する第１永久磁石１１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
　第１軸受１２は、ケース４０に対して、第１回転軸体１０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第１軸受１２は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部で第１回転軸体１０を支持する。この第１軸受１２は、第１永久磁石１１から生じる磁気がセンサＳ２、Ｓ３に影響を及ぼすのを抑制するように第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第１軸受１２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第１軸受１２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第１軸受１２は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている第１永久磁石の周囲を囲んで設けられている。これにより、第１回転軸体１０は、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出しないように設けられる。また、第１軸受１２は、そのＹ軸方向における長さＬ１が、第１永久磁石１１のＹ軸方向における長さＬ２よりも大きく形成されている（Ｌ１＞Ｌ２）。これにより、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲みやすくなる。
　第２回転軸体２０は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材である。第２回転軸体２０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第２回転軸体２０は、その軸方向が、第１回転軸体１０の軸方向に平行となるように設けられている。また、第２回転軸体２０の外周面には、第１回転軸体１０の第１歯車１０ａと噛み合う第２歯車２０ａが形成されている。第２回転軸体２０は、第１歯車１０ａと第２歯車２０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転するように設けられている。詳しくは、第２回転軸体２０は、図７Ａに示すように、円柱状部材２０－１と、貫通孔２０ｂが形成されている円筒状部材２０－２とを有する。そして、第２歯車２０ａは、円筒状部材２０－２の外周面に形成されている。円筒状部材２０－２の貫通孔２０ｂには、円柱状部材２０－１が嵌め込まれている。第２回転軸体２０は、第１回転軸体１０を介して、モータ本体６１の出力軸６１ａに間接的に連結されている従動軸として構成される。
　第２永久磁石２１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第２永久磁石２１は、その一部が第２回転軸体２０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第２回転軸体２０の端部に対する第２永久磁石２１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第２永久磁石２１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
　第２軸受２２－１、２２－２は、ケース４０に対して、第２回転軸体２０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第２軸受２２－１、２２－２は、２つ設けられており、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部及び＋Ｙ側の端部の双方の端部で第２回転軸体２０を支持する。この第２軸受２２－１、２２－２は、第２永久磁石２１から生じる磁気がセンサＳ１、Ｓ３に影響を及ぼすのを抑制するように第２永久磁石２１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第２軸受２２－１、２２－２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第２軸受２２－１、２２－２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第２軸受２２－１、２２－２のうちの一方の第２軸受２２－１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部に設けられている第２永久磁石２１の周囲を囲んで設けられている。これにより、第２回転軸体２０は、その－Ｙ側の端部が第２軸受２２の－Ｙ側の端面２２ａから突出しないように設けられる。また、－Ｙ側の端部に設けられている第２軸受２２は、そのＹ軸方向における長さＬ３が、第２永久磁石２１のＹ軸方向における長さＬ４よりも大きく形成されている（Ｌ３＞Ｌ４）。これにより、第２軸受２２は、第２永久磁石２１の周囲を囲みやすくなる。
　第３回転軸体３０は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材であり、概ね、第２回転軸体２０と同じ形状に形成されている。第３回転軸体３０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第３回転軸体３０は、その軸方向が、第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０の軸方向に平行となるように設けられている。また、第３回転軸体３０の外周面には、第１回転軸体１０の第１歯車１０ａと噛み合う第３歯車３０ａが形成されている。第３回転軸体３０は、第１歯車１０ａと第３歯車３０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転するように設けられている。詳しくは、第３回転軸体３０は、図７Ｂに示すように、円柱状部材３０－１と、貫通孔３０ｂが形成されている円筒状部材３０－２とを有する。そして、第３歯車３０ａは、円筒状部材３０－２の外周面に形成されている。円筒状部材３０－２の貫通孔３０ｂには、円柱状部材３０－１が嵌め込まれている。第３回転軸体３０は、第２回転軸体２０と同様に、第１回転軸体１０を介して、モータ本体６１の出力軸６１ａに間接的に連結されている従動軸として構成される。
　第３永久磁石３１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第３永久磁石３１は、その一部が第３回転軸体３０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第３回転軸体３０の端部に対する第３永久磁石３１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第３永久磁石３１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
　第３軸受３２－１、３２－２は、ケース４０に対して、第３回転軸体３０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第３軸受３２－１、３２－２は、２つ設けられており、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部及び＋Ｙ側の端部の双方の端部で第３回転軸体３０を支持する。この第３軸受３２－１、３２－２は、第３永久磁石３１がセンサＳ１、Ｓ２に影響を及ぼすのを抑制するように第３永久磁石３１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第３軸受３２－１、３２－２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第３軸受３２－１、３２－２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第３軸受３２－１、３２－２のうちの一方の第３軸受３２－１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部に設けられている第３永久磁石の周囲を囲んで設けられている。これにより、第３回転軸体３０は、その－Ｙ側の端部が第３軸受３２の－Ｙ側の端面３２ａから突出しないように設けられる。また、－Ｙ側の端部に設けられている第３軸受３２は、そのＹ軸方向における長さＬ５が、第３永久磁石３１のＹ軸方向における長さＬ６よりも大きく形成されている（Ｌ５＞Ｌ６）。これにより、第３軸受３２は、第３永久磁石３１の周囲を囲みやすくなる。
　本実施の形態において、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端面、第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａ、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端面、第２軸受２２の－Ｙ側の端面２２ａ、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面、第３軸受３２の－Ｙ側の端面３２ａは、Ｙ軸方向に直交する同一面Ｐに位置する。また、図４Ａに示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０は、第１回転軸体１０の中心軸Ａを通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ７に沿って一列に配置されている。
　ケース４０は、図３及び図５に示すように、エンコーダ１の各構成部材を収容して保護する。本実施の形態においては、ケース４０は、第１ケース部分４１と、第２ケース部分４２と、第３ケース部分４３とを有し、それらがＹ軸方向に順に重ねられて構成されている。
　第１ケース部分４１は、ケース４０の後端側（＋Ｙ側）の部分として構成されている板状の部材である。第１ケース部分４１は、留め具４４によって、モータユニット６０のモータケーシング６２に固定されている。この第１ケース部分４１には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔４１ａが形成されている。貫通孔４１ａには、第１回転軸体１０が挿通されて配置される。
　第２ケース部分４２は、第１ケース部分４１と第３ケース部分４３との間に配置される板状の部材である。第２ケース部分４２は、留め具４５によって、第３ケース部分４３に固定されている。この第２ケース部分４２には、Ｙ軸方向に貫通する３つの貫通孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃが形成されている。３つの貫通孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃには、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０がそれぞれ挿通されて配置される。
　第３ケース部分４３は、ケース４０の先端側（－Ｙ側）の部分として構成されている蓋状の部材である。第３ケース部分４３には、Ｙ軸方向に貫通する３つの貫通孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃが形成されている。３つの貫通孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃには、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０がそれぞれ挿通されて配置される。なお、例えば、図４Ｂに示すように、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面などと同様に、同一面Ｐに位置する。これにより、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面は、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面から露出する。なお、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面などと同様に、同一面Ｐに位置することは、一例であり、これに限られない。第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、同一面Ｐから突出していたりするなど、同一面Ｐに位置していなくてもよい。
　センサユニット５０は、基板５１と、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２ａと、通信素子（回路）５２ｂとを有する。基板５１には、図８に示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、ＣＰＵ５２ａと、通信素子５２ｂとが実装されている。また、基板５１には、外部機器であるコントローラ２００が接続される。このセンサユニット５０は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転に応じた、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁場（磁界）の変化（より詳細には、磁束密度の変化）からモータユニット６０の出力軸６１ａの回転角度を検出すると共に出力軸６１ａの回転数を算出し、これら回転角度及び回転数に相当する信号をアクチュエータ１００（モータ本体６１）制御用のコントローラ２００に送信するために用いられる。
　基板５１は、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３が実装された実装面が、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面に対向するように設けられている。これにより、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１に対向するように配置される。そして、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、第１、第２、及び第３回転軸体１０、２０、及び３０のそれぞれの軸線上（Ｙ軸に沿った線上）に、第１、第２、第３永久磁石１１、２１、及び３１と共に配置される。また、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、それぞれ、第１、第２、及び第３回転軸体１０、２０、及び３０の軸線上において、第１、第２、及び第３永久磁石１１、２１、及び３１の－Ｙ側の端面から所定の距離（ギャップ）をあけて配置される。ここで、所定の距離（ギャップ）とは、各センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３が、これらに対応する第１、第２、及び第３永久磁石１１、２１、及び３１の磁束密度の変化を検出するのに十分な距離を意味する。
　基板５１は、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１とのギャップが調整可能な支持部材５３によって、ケース４０の第３ケース部分４３に支持されている。本実施の形態においては、支持部材５３は、第３ケース部分４３に形成されているネジ穴４３ｄに捻じ込まれるボルトである。さらに、支持部材５３は、第２ケース部分４２に形成されているネジ穴４２ｄと第１ケース部分４１に形成されているネジ穴４１ｂとにも捻じ込まれる。支持部材５３が、ネジ穴４３ｄ、４２ｄ、４１ｂに捻じ込まれることで、センサユニット５０も含めて、基板５１、第１ケース部分４１、第２ケース部分４２、及び第３ケース部分４３は、一体化される。また、基板５１において、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が実装された面とは反対側の－Ｙ側の面には、コネクタ５４が実装されている。このコネクタ５４には、ケーブルを介して、コントローラ２００（図８参照）が接続される。
　センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出する磁気センサである。センサＳ１～Ｓ３は、例えば、ホール素子を含んで構成され、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１からの磁束密度の変化を検出し、検出した磁束密度の変化に応じた電圧信号を出力する。電圧信号は、図８に示すように、センサユニット５０のＣＰＵ５２ａに出力される。この電圧信号は、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）に相当する信号である。なお、本実施の形態１においては、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、ホール素子を含んで構成されるホールセンサである。しかしながら、これに限られない。センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、磁気抵抗効果素子を含んで構成されるＭＲ（Magneto Resistive）センサであってもよい。
　ＣＰＵ５２ａは、図４Ａ、図４Ｂ及び図８に示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３から入力された電圧信号を処理することで、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）を算出する。なお、第１回転軸体１０の回転角度は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転角度と同一であるため、ＣＰＵ５２ａは、第１回転軸体１０の回転角度を算出すると、出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）も算出できる。また、ＣＰＵ５２ａは、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度に基づいて、出力軸６１ａの回転数を算出する。ＣＰＵ５２ａは、算出された第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度及び出力軸６１ａの回転数に相当する信号をコントローラ２００に出力する。
　通信素子５２ｂは、外部に設置されたアクチュエータ１００のコントローラ２００とＣＰＵ５２ａとの間の通信を行う回路部品である。
　コントローラ２００は、例えば、コントローラ用ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部、表示部、入力部、及びインターフェイス部等を含んで構成されている。このコントローラ２００は、図２及び図８に示すように、ＣＰＵ５２ａからの信号に基づいて、移動体９０の絶対位置を算出する。また、コントローラ２００は、アクチュエータ１００（モータ本体６１）の動作を制御する。アクチュエータ１００の動作の内容は、コントローラ２００に接続されたティーチングペンダント等によって設定され、コントローラ２００の記憶部に記憶される。コントローラ２００のコントローラ用ＣＰＵは、記憶部からプログラムやデータを読み出して、アクチュエータ１００（モータ本体６１）の動作のためのプログラムを実行する。
　アクチュエータ１００は、上述のように構成されているモータユニット６０に加えて、図１及び図２に示すように、ボールねじ７０と、アクチュエータハウジング８０と、移動体９０とを更に備える。
　ボールねじ７０は、ボールねじ軸７１と、ボールねじ軸７１に螺合するボールねじナット７２とを有する。
　ボールねじ軸７１は、ボールねじナット７２との螺合に基づいて、ボールねじナット７２を直線運動させる。ボールねじ軸７１は、外周面が螺旋状のボールねじ面として構成されたボールねじ軸本体７１ａと、ボールねじ軸本体７１ａより小径に形成されている端部７１ｂ、７１ｃとを有する。端部７１ｂ、７１ｃのうちの－Ｙ側の端部７１ｃには、第２カップリング７３が固定されている。この第２カップリング７３は、モータユニット６０の出力軸６１ａに固定されている第１カップリング６３と係合する。
　ボールねじナット７２は、ボールねじ軸７１のボールねじ軸本体７１ａの外周に配置されている。ボールねじナット７２は、ボールねじ軸７１に複数のボールねじ用転動体を介して嵌め込まれる。このボールねじ用転動体が転動することにより、ボールねじ軸７１の回転運動が、ボールねじナット７２の直線運動に円滑に変換される。また、ボールねじナット７２は、移動体９０に対して、ボルトやねじの留め具により固定されている。
　アクチュエータハウジング８０は、ボールねじ７０と移動体９０とを収容して保護する。アクチュエータハウジング８０は、例えば、ベース８１と、一対のサイドカバー８２Ｒ、８２Ｌと、シート部材８３と、フロントブラケット８４と、リアブラケット８５とを有する。
　ベース８１には、レールが設けられている。ベース８１のレールには、リニアガイド用転動体を介して、移動体９０が支持されている。このレールをリニアガイド用転動体が転動することにより、移動体９０は、ベース８１に対して、直線運動方向Ｄ１に円滑に往復運動をする。
　サイドカバー８２Ｒ、８２Ｌは、アクチュエータハウジング８０の両側の側壁部分を構成する。サイドカバー８２Ｒ、８２Ｌは、ベース８１と共に、アクチュエータ１００の内部の各構成部品を保護する。
　シート部材８３は、Ｙ軸方向を長手方向とする略矩形のステンレスシートであり、サイドカバー８２Ｒとサイドカバー８２Ｌとの間の開口部分８２ａを塞ぐ。シート部材８３の＋Ｙ側の端部は、フロントブラケット８４に固定されている。シート部材８３の－Ｙ側の端部は、リアブラケット８５に固定されている。
　フロントブラケット８４は、ベース８１の＋Ｙ側の端側に固定されている。フロントブラケット８４は、例えば、ベアリング８４ａを有し、このベアリング８４ａによって、ボールねじ軸７１の端部７１ｂを回転可能に支持する。
　リアブラケット８５は、ベース８１の－Ｙ側の端部に固定されている。リアブラケット８５は、例えば、ベアリング８５ａを有し、このベアリング８５ａによって、ボールねじ軸７１の端部７１ｃを回転可能に支持する。
　移動体９０は、ボールねじナット８２と共に、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向の双方向にスライド移動する部材である。移動体９０には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔９１が形成されている。この貫通孔９１には、ボールねじ軸７１が挿通されると共に、ボールねじナット７２が挿入されて固定されている。また、この移動体９０には、上側（＋Ｚ側）からスライドカバーＣが取り付けられている。なお、シート部材８３は、Ｙ軸方向においてスライドカバーＣを貫通している。これにより、スライドカバーＣがシート部材８３に沿って直線運動方向Ｄ１に移動可能となる。
　次に、主動軸としての第１回転軸体１０の回転角度、従動軸としての第２回転軸体２０の回転角度及び第３回転軸体３０の回転角度による第１回転軸体１０の回転数の算出、及び移動体９０の絶対位置の算出について、図２、図４Ａ、図４Ｂ、図８、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。
　先ず、センサユニット５０のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転に応じた、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出する。そして、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図８に示すように、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）に相当する電圧信号をＣＰＵ５２ａに出力する。
　次に、ＣＰＵ５２ａは、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３から入力された電圧信号に基づいて、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）と、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）を算出する。また、ＣＰＵ５２ａは、これらの回転角度（絶対角度）に基づいて、第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数を以下のように算出する。
　第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数の算出は、第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度を用いて行う。第１回転軸体１０の第１歯車１０ａの歯数Ｎ１と、第２回転軸体２０の第２歯車２０ａの歯数Ｎ２と、第３回転軸体３０の第３歯車３０ａの歯数Ｎ３はそれぞれ異なっており、互に素となるように設定されている。本実施の形態では、第１歯車１０ａの歯数Ｎ１は「２５」、第２歯車２０ａの歯数Ｎ２は「２４」、第３歯車３０ａの歯数Ｎ３は「２３」に設定されている。しかしながら、歯数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、これに限られない。歯数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、「２５」、「２４」、「２３」以外の歯数であってもよい。
　なお、図２、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１回転軸体１０の回転角度に対する第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数によって算出できる移動体９０の絶対位置の最大値が決定され、上記組み合わせの数が大きいほど算出できる移動体９０の絶対位置は大きくなる。すなわち、移動体９０の直線運動方向Ｄ１における移動可能距離によって算出すべき移動体９０の絶対位置の最大値が決定されるため、第１歯車１０ａの歯数Ｎ１、第２歯車２０ａの歯数Ｎ２、第３歯車３０ａの歯数Ｎ３は、移動体９０の直線運動方向Ｄ１における移動可能距離に応じて設定される。
　そして、第１回転軸体１０を回転させていくと、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は、図９Ａ及び図９Ｂのグラフに示すように、第１回転軸体１０の回転角度に対してずれが生じる。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、横軸は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転数を示し、縦軸は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度を示している。
　図９Ａに示すように、第１回転軸体１０の回転開始前においては、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は一致している。この回転開始時は、移動体９０が最も基端側（－Ｙ側、図２中左側）に配置されている状態である。また、回転開始前の移動体９０の位置を原点、すなわち、移動体９０の絶対位置ひいてはボールねじ軸７１の回転数が「０」である位置とする。この第１回転軸体１０の回転開始前の状態から、第１回転軸体１０を正転させて移動体９０を＋Ｙ方向に前進させる場合を想定する。
　第１回転軸体１０が回転していくと、それに伴って、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０も回転していき、第１回転軸体１０の回転角度に対して、第２回転軸体２０の回転角度にはずれが生じていく。また、このとき、第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０の回転角度の双方に対して、第３回転軸体３０の回転角度にもずれが生じていく。これらのずれは、第１回転軸体１０の回転に伴って、徐々に大きくなっていく。
　さらに、第１回転軸体１０が回転していくと、ある時点で第１回転軸体１０の回転角度と、第２回転軸体２０又は第３回転軸体３０の回転角度とのずれが最大となる。それ以降は、図９Ｂに示すように、第１回転軸体１０の回転角度と、第２回転軸体２０又は第３回転軸体３０の回転角度とのずれが徐々に小さくなっていき、やがて、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は、再び一致して、第１回転軸体１０の回転開始前の状態に戻る。
　このように第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度が変化する間においては、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせが一致することはない。第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせから、第１回転軸体１０の回転数、ひいては、ボールねじ軸７１の回転数を算出することができる。
　また、第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数（ｎ）は、次の式（１）により算出される。
　　　ｎ＝Ｎ２×Ｎ３＝２４×２３＝５５２・・・（１）
　ただし、
　ｎ：第１回転軸体１０の回転数に対応する第２回転軸体２０、第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数
　Ｎ２：第２回転軸体２０の第２歯車２０ａの歯数
　Ｎ３：第３回転軸体３０の第３歯車３０ａの歯数
　ＣＰＵ５２ａは、上述に示した第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせから第１回転軸体１０の回転数を算出する。以上により、ＣＰＵ５２ａは、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０及び出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）に加えて、第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数を算出する。また、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数は、第１回転軸体１０の回転角度及び回転数と同一であるため、結果として、ＣＰＵ５２ａは、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数も算出する。以上により、ＣＰＵ５２ａによって、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数の算出が完了する。
　続いて、ＣＰＵ５２ａは、図８に示すように、算出した出力軸６１ａの回転角度及び回転数に相当する信号を、通信素子５２ｂを経由して、コントローラ２００に出力する。
　コントローラ２００には、図２及び図８に示すように、ＣＰＵ５２ａから、出力軸６１ａの回転角度及び回転数に相当する信号が入力される。コントローラ２００は、出力軸６１ａの回転角度及び回転数と、ボールねじ軸７１の螺旋溝のピッチとから、移動体９０の絶対位置を算出する。以上により、コントローラ２００によって、移動体９０の絶対位置の算出が完了する。
　以上、説明したように、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲み、第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第１回転軸体１０のＹ軸方向、柱軸方向の長さを小さくすることが可能になる。これにより、本発明では、エンコーダのサイズを小さくすることができる。
　例えば、比較例に係るエンコーダ１Ａにおいては、図１０に示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲まずに設けられている。この場合、第１回転軸体１０は、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出して設けられる。すると、第１回転軸体１０のＹ軸方向、柱軸方向の長さが長くなり、エンコーダ１Ａのサイズが大きくなるおそれがある。ひいては、エンコーダ１Ａを備えるモータユニット、そのモータユニットを備えるアクチュエータが大型化するおそれがある。
　これに対して、本実施の形態に係るエンコーダ１において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲んで形成されている。これにより、第１回転軸体１０を、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出しないように設けることが可能になる。このため、第１回転軸体１０のＹ軸方向の長さを小さくすること、即ち、低背化を実現すること可能になる。この結果、本実施の形態では、大型化を抑制することができるエンコーダ１等を提供することができる。
　また、比較例に係るエンコーダ１Ａにおいては、図１０に示すように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出する。このため、エンコーダ１Ａでは、第１永久磁石１１の磁気が、他の第２永久磁石２１及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ２、Ｓ３に影響を及ぼすことを抑制するために、第１軸受１２の突出する部分に設けられている第１永久磁石１１の周囲を囲むことで、第１永久磁石１１から生ずる磁気を遮蔽する磁気遮蔽部材１１０を別途設ける必要が生ずる。
　これに対して、本実施の形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１軸受１２が、第１回転軸体１０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第１永久磁石１１から生ずる磁気が、第１永久磁石１１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ１以外のセンサＳ２、センサＳ３に影響を及ぼすことを抑制するように、第１永久磁石１１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。これにより、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第１軸受１２とは別に磁気遮蔽部材を用意する必要がなく、比較例に係るエンコーダ１Ａに比べて、部品点数を削減することができる。以上より、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、部品点数を削減しつつ、エンコーダ１の低背化を実現することができる。
　また、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第２軸受２２は、第２永久磁石２１の周囲を囲み、第２永久磁石２１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第２回転軸体２０のＹ軸方向、柱軸方向の長さも小さくすることができる。同様に、第３軸受３２は、第３永久磁石３１の周囲を囲み、第３永久磁石３１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第３回転軸体３０のＹ軸方向、柱軸方向の長さも小さくすることができる。この結果、本実施の形態では、エンコーダ１のサイズをさらに小さくすることができる。
　また、本実施の形態では、第２軸受２２は、第２回転軸体２０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第２永久磁石２１から生ずる磁気が、第２永久磁石２１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ２以外のセンサＳ１、Ｓ３に影響を及ぼすことを抑制するように第２永久磁石２１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。同様に、第３軸受３２は、第３回転軸体３０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第３永久磁石３１から生ずる磁気が、第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ３以外のセンサＳ１、Ｓ２に影響を及ぼすことを抑制するように第３永久磁石３１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。このため、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第２軸受２２及び第３軸受３２とは別に磁気遮蔽部材を用意する必要がなく、部品点数をさらに削減することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
　例えば、本実施の形態では、図４Ａに示すように、従動軸として構成される第３回転軸体３０の第３歯車３０ａは、主動軸として構成される第１回転軸体１０の第１歯車１０ａに噛み合っている。しかしながら、これに限られない。図１１に示す変形例１に係るエンコーダ２のように、第３回転軸体３０の第３歯車３０ａは、同じ従動軸として構成される第２回転軸体２０の第２歯車２０ａに噛み合っていてもよい。この場合、第３回転軸体３０は、第１歯車１０ａと第２歯車２０ａとの噛み合い、及び第２歯車２０ａと第３歯車３０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転する。
　また、本実施の形態では、図４Ｂに示すように、第２永久磁石２１は、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部と同じ－Ｙ側の第２回転軸体２０の端部に設けられている。しかしながら、これに限られない。図１２に示す変形例２に係るエンコーダ３のように、第２永久磁石２１は、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部とは反対側である＋Ｙ側の第２回転軸体２０の端部に設けられていてもよい。同様に、第３永久磁石３１も、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部とは反対側である＋Ｙ側の第３回転軸体３０の端部に設けられていてもよい。
　また、本実施の形態では、図４Ｂに示すように、第１永久磁石１１は、その一部が第１回転軸体１０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限らない。図１３に示す変形例３に係るエンコーダ４のように、第１回転軸体１０に埋め込まれた第１永久磁石１１からの磁束が、センサＳ１により十分な精度で検出可能な程度に漏れ出していれば、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の端部に埋め込まれていてもよい。この場合、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の端部から非露出状態に配置される。同様に、第２永久磁石２１及び第３永久磁石３１も、第２、第３回転軸体２０、３０に埋め込まれた第２、第３永久磁石２１、３１からの磁束が、センサＳ２、Ｓ３により十分な精度で検出可能な程度に漏れ出していれば、第２回転軸体２０の端部及び第３回転軸体３０の端部から非露出状態に配置されていてもよい。
　また、本実施の形態に係るエンコーダ１は、図４Ｂに示すように、３つの第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０を備える。しかしながら、回転軸体の本数は、これに限られない。エンコーダ１は、２つの第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０のみを備えていてもよいし、１つの第１回転軸体１０のみを備えていてもよい。また、図１４に示す変形例４のように、エンコーダ５は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０に加えて、第４回転軸体１２０を更に備えていてもよい。また、エンコーダは、５つ以上の回転軸体を備えていてもよい。
　また、実施の形態に係るエンコーダ１及び変形例１に係るエンコーダ２では、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０は、図４Ａに示すように、第１回転軸体１０の中心軸Ａを通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ７に沿って一列に配置されている。しかしながら、これに限られない。第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０のうちの１つもしくは２つは、直線Ｌ７から外れて配置されていてもよい。例えば、図１５及び図１６に示す変形例５に係るエンコーダ６のように、第３回転軸体３０のみが、直線Ｌ７から外れて配置されていてもよい。この場合、直線Ｌ７と、第３回転軸体３０の中心軸Ａ－２及び第２回転軸体の中心軸の双方を通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ８とのなす角度θが小さくすることにより、エンコーダ６のサイズを小さくすることができる。
　具体的には、ＸＺ平面のＺ軸方向における第１回転軸体１０と第２回転軸体２０との重なる長さ（重なり量）Ｌ９を大きくすることができる。同様に、Ｚ軸方向における第２回転軸体２０と第３回転軸体３０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１０を大きくすることができる。重なる長さ（重なり量）Ｌ９、Ｌ１０を大きくすることができることにより、ＸＺ平面のＺ軸方向における第１回転軸体１０の＋Ｚ側の端部から第３回転軸体３０の－Ｚ側の端部までの長さＬ１１を小さくすることができる。
　また、ＸＺ平面のＸ軸方向における第２回転軸体２０と第１回転軸体１０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１２を大きくすることができる。同様に、Ｘ軸方向における第１回転軸体１０と第３回転軸体３０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１３を大きくすることができる。重なる長さ（重なり量）Ｌ１２、Ｌ１３を大きくすることができることにより、ＸＺ平面のＸ軸方向における第２回転軸体２０の－Ｘ側の端部から第３回転軸体３０の＋Ｘ側の端部までの長さＬ１４を小さくすることができる。
　長さＬ１１、Ｌ１４を小さくすることができるため、結果として、エンコーダ６のサイズを小さくすることができる。
　また、実施の形態に係るエンコーダ１では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１永久磁石１１、第１回転軸体１０、及び第１軸受１２の－Ｙ側の各端面は略面一で構成されている。ただし、これに限られない。例えば、第１軸受１２及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部の少なくとも一方が、第１永久磁石１１の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。
　具体的には、例えば、図１７に示す変形例６に係るエンコーダ７のように、第１軸受１２の－Ｙ側の端部は、第１永久磁石１１及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。この構成により、第１永久磁石１１及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端部から窪むように形成される。
　エンコーダ７においては、第１永久磁石１１の磁束がセンサＳ２、Ｓ３の方に漏れ出るのを抑制することにより、磁気干渉抑制効果の更なる向上を図ることができる。
　また、図１８に示す変形例７に係るエンコーダ８のように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１永久磁石１１の－Ｙ側の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。なお、エンコーダ８においては、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端部は、略面一で構成されている。これらの構成により、第１永久磁石１１の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部から窪むように形成される。
　エンコーダ８においては、第１永久磁石１１の磁束がセンサＳ２、Ｓ３の方に漏れ出るのを抑制することにより、磁気干渉抑制効果の更なる向上を図ることができる。
　なお、第２永久磁石２１、第２回転軸体２０、及び第２軸受２２－１の各端部の位置に関する関係、第３永久磁石３１、第３回転軸体３０、及び第３軸受３２－１の各端部の位置に関する関係についても同様である。したがって、エンコーダ７、８においては、第２永久磁石２１の磁束及び第３永久磁石３１の磁束が他のセンサの方に漏れ出るのを抑制することにより、即ち、磁気干渉抑制効果の更なる向上も図ることができる。
　また、実施の形態に係るアクチュエータ１００は、図１及び図２に示すように、スライドカバーＣが直線運動方向Ｄ１に移動するスライダタイプのアクチュエータである。しかしながら、これに限られない。アクチュエータ１００は、ロッドが直線運動方向Ｄ１に移動するロッドタイプのアクチュエータであってもよい。
　また、実施の形態に係るアクチュエータ１００は、ボールねじ７０を備える。そして、アクチュエータ１００は、ボールねじ７０のボールねじ軸７１とボールねじナット７２との螺合に基づいて、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転運動を、移動体９０の直線運動に変換している。しかしながら、アクチュエータ１００の構造や形状は、これに限られない。例えば、アクチュエータ１００は、ボールねじ７０に代えて、出力軸６１ａの回転運動を移動体９０に伝達するタイミングベルト及びタイミングプーリを備えるものであってもよい。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
　１，１Ａ，２，３，４，５，６：エンコーダ、１０：第１回転軸体、１０－１：円柱状部材、１０－２：円筒状部材、１０ａ：第１歯車、１０ｂ：貫通孔、１１：第１永久磁石、１２：第１軸受、１２ａ：端面、２０：第２回転軸体、２０－１：円柱状部材、２０－２：円筒状部材、２０ａ：第２歯車、２０ｂ：貫通孔、２１：第２永久磁石、２２－１，２２－２：第２軸受、２２ａ：端面、３０：第３回転軸体、３０－１：円柱状部材、３０－２：円筒状部材、３０ａ：第３歯車、３０ｂ：貫通孔、３１：第３永久磁石、３２－１，３２－２：第３軸受、３２ａ：端面、４０：ケース、４１：第１ケース部分、４１ａ：貫通孔、４１ｂ：ネジ穴、４２：第２ケース部分、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ：貫通孔、４２ｄ：ネジ穴、４３：第３ケース部分、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ：貫通孔、４３ｄ：ネジ穴、４４，４５：留め具、５０：センサユニット、５１：基板、５２ａ：ＣＰＵ、５２ｂ：通信素子、５３：支持部材、５４：コネクタ、６０：モータユニット、６１：モータ本体（モータ）、６１ａ：出力軸（回転軸）、６２：モータケーシング、６３：第１カップリング、７０：ボールねじ、７１：ボールねじ軸、７１ａ：ボールねじ軸本体、７１ｂ，７１ｃ：端部、７２：ボールねじナット、７３：第２カップリング、８０：アクチュエータハウジング、８１：ベース、８２：ボールねじナット、８２Ｒ，８２Ｌ：サイドカバー、８２ａ：開口部分、８３：シート部材、８４：フロントブラケット、８４ａ：ベアリング、８５：リアブラケット、８５ａ：ベアリング、９０：移動体、９１：貫通孔、１００：アクチュエータ、１１０：磁気遮蔽部材、１２０：第４回転軸体、２００：コントローラ、Ｓ１：センサ（第１センサ）、Ｓ２：センサ（第２センサ）、Ｓ３：センサ（第３センサ）、Ｃ：スライドカバー、Ｄ１：直線運動方向、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４：長さ、Ｌ７，Ｌ８：直線、Ａ，Ａ－２：中心軸、Ｐ：同一面、θ：角度

Claims (14)

  1. 　モータの出力軸の回転を検出するエンコーダであって、
    　前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
    　前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
    　前記第１回転軸体を収容するケースと、
    　前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
    　前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
    　を備える、エンコーダ。
  2. 　前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第２回転軸体と、
    　前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
    　前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
    　前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
    　を備える、請求項１に記載のエンコーダ。
  3. 　前記第２軸受は、前記第２永久磁石の周囲を囲み、前記第２永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている、請求項２に記載のエンコーダ。
  4. 　前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第３回転軸体と、
    　前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
    　前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
    　前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
    　を備える、請求項２又は３に記載のエンコーダ。
  5. 　前記第３軸受は、前記第３永久磁石の周囲を囲み、前記第３永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている、請求項４に記載のエンコーダ。
  6. 　前記第１回転軸体には、第１歯車が設けられ、
    　前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
    　前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項４又は５に記載のエンコーダ。
  7. 　前記第３回転軸体には、前記第１回転軸体の前記第１歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
    　前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
  8. 　前記第３回転軸体には、前記第２回転軸体の前記第２歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
    　前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
  9. 　前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
    　前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  10. 　前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
    　前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  11. 　前記第１回転軸体の軸方向における前記第１軸受の端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出している、請求項１から１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  12. 　前記第１回転軸体の軸方向における端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出している、請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  13. 　出力軸を備えるモータと、
    　前記モータの前記出力軸の回転を検出する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンコーダと、
    　を備える、モータユニット。
  14. 　移動体と、
    　前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、請求項１３に記載のモータユニットと、
    　を備える、アクチュエータ。
PCT/JP2022/031793 2021-10-25 2022-08-24 エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ WO2023074097A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22886431.0A EP4425108A1 (en) 2021-10-25 2022-08-24 Encoder, motor unit, and actuator
CN202280060798.1A CN117916558A (zh) 2021-10-25 2022-08-24 编码器、电动机单元以及致动器
KR1020247006893A KR20240088687A (ko) 2021-10-25 2022-08-24 인코더, 모터 유닛 및 액추에이터

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-173621 2021-10-25
JP2021173621A JP2023063669A (ja) 2021-10-25 2021-10-25 エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023074097A1 true WO2023074097A1 (ja) 2023-05-04

Family

ID=86159355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/031793 WO2023074097A1 (ja) 2021-10-25 2022-08-24 エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4425108A1 (ja)
JP (1) JP2023063669A (ja)
KR (1) KR20240088687A (ja)
CN (1) CN117916558A (ja)
WO (1) WO2023074097A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54153431A (en) * 1978-05-22 1979-12-03 Akebono Brake Ind Co Ltd Motor transmission mechanism for energy-saving electric cars
JPS60116802A (ja) * 1983-11-29 1985-06-24 Toshiba Corp 冷凍サイクル用タ−ビン
US20040070392A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Papst Motoren Gmbh & Co. Kg Apparatus for sensing the absolute-value angle of a shaft
JP2007057236A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Ntn Corp 多回転絶対角度検出機能付軸受
JP6430800B2 (ja) 2014-12-02 2018-11-28 株式会社アイエイアイ 機械式エンコーダとアクチュエータ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6430800U (ja) 1987-08-20 1989-02-27

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54153431A (en) * 1978-05-22 1979-12-03 Akebono Brake Ind Co Ltd Motor transmission mechanism for energy-saving electric cars
JPS60116802A (ja) * 1983-11-29 1985-06-24 Toshiba Corp 冷凍サイクル用タ−ビン
US20040070392A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Papst Motoren Gmbh & Co. Kg Apparatus for sensing the absolute-value angle of a shaft
JP2007057236A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Ntn Corp 多回転絶対角度検出機能付軸受
JP6430800B2 (ja) 2014-12-02 2018-11-28 株式会社アイエイアイ 機械式エンコーダとアクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023063669A (ja) 2023-05-10
KR20240088687A (ko) 2024-06-20
EP4425108A1 (en) 2024-09-04
CN117916558A (zh) 2024-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7116100B1 (en) Position sensing for moveable mechanical systems and associated methods and apparatus
US7956606B2 (en) Position sensing assembly
JP6430800B2 (ja) 機械式エンコーダとアクチュエータ
WO2020203466A1 (ja) 減速機構及びアブソリュートエンコーダ
WO2023074097A1 (ja) エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ
JP2020165783A (ja) アブソリュートエンコーダ
US20240175724A1 (en) Absolute encoder
TW201602754A (zh) 手動脈衝產生裝置
EP4321842A1 (en) Absolute encoder
US12044551B2 (en) Absolute encoder
JP2005031011A (ja) 位置検出装置
WO2021153613A1 (ja) アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法
CN117295928A (zh) 绝对编码器、绝对编码器的角度误差校正装置以及绝对编码器的角度误差校正方法
JP2007078552A (ja) 多回転角度検出装置および多回転角度検出装置付き軸受
JP5042875B2 (ja) 電子部品実装装置
WO2023228949A1 (ja) アブソリュートエンコーダ
JP2020153794A (ja) アブソリュートエンコーダ
WO2020202778A1 (ja) レンズ駆動装置
JP2007064788A (ja) 電動アクチュエータの原点位置検出装置
JP2009044888A (ja) アクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法
JP2024065033A (ja) アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置、及び、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法
JP2021131316A (ja) 回転角度検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22886431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280060798.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022886431

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022886431

Country of ref document: EP

Effective date: 20240527