(57)【要約】【課題】生産性に優れ、且つエンコーダの交換や修理が容易であるとともに、エンコーダ部が小型であり、モータの加速時における精度低下が少ないエンコーダ付モータシステムを得ることである。【解決手段】コードディスクと、中心部に回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つコードディスクの円板面に接着剤で接着された結合部材とを備え、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入されたモータの回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入されたモータの回転軸の外径より小さいものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板面に変調パターンを有し、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に上記回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つ上記コードディスクの円板面に接着剤で接着された結合部材と、上記変調パターンに光を投射する投光部と、上記投光部から投射され、上記変調パターンで反射される光を受光する受光部とを備えたエンコーダであって、少なくとも上記取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、上記低融点金属の皮膜形成前の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より大きく、上記低融点金属の皮膜形成後の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より小さいエンコーダ。
【請求項２】
結合部材は、コードディスクの変調パターンが設けられた円板面と対向する円板面に接着され、上記コードディスクとの接着面に接着剤を保持する凹部が設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
コードディスクは、樹脂で形成され、貫通孔が形成された中心部に円板面から厚さ方向に突出したボスが設けられ、且つ上記貫通孔の内径を、挿入される回転軸の外径より小さくしたものであり、接合部材は、上記コードディスクの変調パターンが設けられた円板面と対向する円板面に接着され、上記コードディスクの上記ボスと接触する部分に、上記ボスと嵌合する段差部が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
コードディスクは、樹脂で形成され、貫通孔が形成された中心部に円板面から厚さ方向に突出したボスが設けられ、且つ上記貫通孔の内径を、挿入される回転軸の外径より小さくしたものであり、接合部材は、磁石部材で形成され、且つ上記コードディスクの変調パターンが設けられた円板面に接着され、上記コードディスクの上記ボスと接触する部分に、上記ボスと嵌合する段差部が形成されたものであり、磁気センサが、上記結合部材の上記コードディスクとの接着面と対向する面の上方に配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
円板面に変調パターンを有し、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に上記回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つ上記コードディスクの上記変調パターンが設けられた円板面と対向する円板面に低融点金属層で接合された結合部材と、上記変調パターンに光を投射する投光部と、上記投光部から投射され、上記変調パターンで反射される光を受光する受光部とを備えたエンコーダ。
【請求項６】
一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成され、上記取り付け孔が形成された面と対向する面に凹部が設けられた結合部材と、上記結合部材の凹部に設置された放物面形状の反射面を有するミラーと、上記結合部材の凹部の底面と上記ミラーの反射面に対向する面とを接着する接着剤と、上記ミラーの反射面側に載置されたコードディスクと、上記反射面の焦点位置に設置され、上記コードディスクを透過させて上記反射面に光を投射する投光部と、上記反射面で反射され、上記コードディスクの投光部側の円板面に設けられた変調パターンを透過する光を受光する受光部とを備えたエンコーダであって、少なくとも上記取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、上記低融点金属の皮膜形成前の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より大きく、上記低融点金属の皮膜形成後の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より小さいエンコーダ。
【請求項７】
一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成された円板状の結合部材および上記結合部材の円周部側面に設けられた磁気部材で構成されたコードディスクと、上記磁気部材と所定の間隔をあけて対向して設置された磁気センサとを備えたエンコーダであって、少なくとも上記取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、上記低融点金属の皮膜形成前の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より大きく、上記低融点金属の皮膜形成後の上記取り付け孔の内径が、上記挿入される回転軸の外径より小さいエンコーダ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、上記モータの回転軸が、上記エンコーダにおけるコードディスクの貫通孔と結合部材の取り付け孔とに挿入され、少なくとも上記結合部材の取り付け孔に固定されたことを特徴とするエンコーダ付モータシステム。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載のエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、上記モータの回転軸が、上記エンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたことを特徴とするエンコーダ付モータシステム。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、上記エンコーダにおけるコードディスクの貫通孔と結合部材の取り付け孔とに挿入され、少なくとも上記結合部材の取り付け孔に固定されたエンコーダの回転軸に、上記モータの回転軸が継手で結合されたことを特徴とするエンコーダ付モータシステム。
【請求項１１】
請求項６または請求項７に記載のエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、上記エンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたエンコーダの回転軸に、上記モータの回転軸が継手で結合されたことを特徴とするエンコーダ付モータシステム。
【請求項１２】
クロム等の薄膜を蒸着で形成することにより反射部と非反射部とからなる変調パターンを設けたコードディスクを調製する工程と、中心部に取り付け孔を有する結合部材を準備する工程と、上記結合部材の表面をめっきし、上記結合部材の表面に低融点金属の皮膜を形成する工程と、上記低融点金属の皮膜が形成された上記結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、上記結合部材に接着剤を配設する工程と、上記接着剤が配設された上記結合部材と上記変調パターンが設けられたコードディスクとを積層する工程と、上記接着剤を硬化させて、上記結合部材と上記コードディスクとを接着する工程と、所定の位置に投光部と受光部とを配設する工程を、順番に実施するエンコーダ付モータシステムの製造方法。
【請求項１３】
中心に取り付け孔を有するコードディスク本体である結合部材を準備する工程と、上記結合部材の円周部側面に、磁気部材を塗布し固着する工程と、上記磁気部材が塗布された上記結合部材に、めっきにより低融点金属の皮膜を形成する工程と、上記磁気部材上の上記低融点金属の皮膜を研磨により除去し、上記磁気部材の外周の面精度と真円度とを向上させ、コードディスクとする工程と、上記コードディスクを形成する上記結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、所定の位置に磁気センサを配設する工程を、順番に実施するエンコーダ付モータシステムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータ等で適用されているエンコーダ付モータシステムとこのシステムで用いられるエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータ等には、モータの回転速度を光学的、磁気的に検出する検出器であるロータリエンコーダ（エンコーダと記す）を備えたロータリエンコーダ付モータシステム（エンコーダ付モータシステムと記す）が用いられている。
例えば、光学式エンコーダを用いたエンコーダ付モータシステムは、モータとこのモータの回転軸に取り付けられた光学式エンコーダとを備えている。そして、光学式エンコーダは、回転に対応して光の強度を変調するパターンが設けられた円板状のコードディスクと、このコードディスクのパターン部に光を投射する投光部と、投光部から入射されパターン部で反射された光を受光する受光部と、コードディスクをモータの回転軸に取りつける取り付け部とを備えている。
【０００３】
また、エンコーダ付モータシステムには、コードディスクをモータの回転軸へ取り付ける構造が異なる３種類のものがある。
第１のエンコーダ付モータシステムは、取り付け部がコードディスクに相当する円板部と一体で形成されており、この取り付け部にモータの回転軸が挿入され、接着剤で固定された構造のものである（例えば、特許文献１参照）。
また、第２のエンコーダ付モータシステムは、取り付け部が、コードディスクに相当する回転ディスクを挟んで固定する第１の芯金と第２の芯金とでなっており、この取り付け部における第２の芯金の側壁部に設けられた雌ねじ孔にイモねじを螺入して、第２の芯金の中心孔に挿通したモータの回転軸を固定した構造のものである（例えば、特許文献２参照）。
また、第３のエンコーダ付モータシステムは、モータの回転軸に取り付け部を、圧入または焼きばめで固定した構造のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０８９８４号公報（第４頁、第５頁、第１図）
【特許文献２】特開平０８−２０５４７９号公報（第３頁、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の第１のエンコーダ付モータシステムでは、コードディスクと一体の取り付け部が、接着剤でモータの回転軸に固定されているので、コードディスクをモータの回転軸から取りはずしにくく、コードディスクの交換や修理が困難であるとの問題があった。
また、モータ組立工程において切削油や防錆油等の異物が、モータの回転軸に付着する可能性があり、このような異物により、コードディスクとモータの回転軸との接合不良が発生し、エンコーダ付モータシステムの生産の歩留まりが低下するとの問題があった。
【０００６】
特許文献２に記載の第２のエンコーダ付モータシステムでは、コードディスクと結合した取り付け部を、ねじでモータの回転軸に固定しているので、コードディスクの交換や修理は容易である。それと、ねじ固定の固定強度は、モータ回転軸に付着した異物による影響を受けにくい。
しかし、十分な固定強度を得ようとすると、固定に用いられるイモねじの径や長さ等の寸法を大きくする必要がある。イモねじの寸法が大きくなるに伴い、イモねじが嵌る雌ねじが大きくなり、雌ねじが設けられた第２の芯金を大きくする必要がある。
【０００７】
このような取り付け部を構成する結合部材の大型化は、その慣性が大きくなり、モータの加速時にモータの回転軸にねじれを発生させ、エンコーダの角度精度を低下させるとの問題があった。また、慣性に対応して、モータの回転軸と結合部材の締結力を増加させる必要があるとの問題もあった。
また、結合部材の大型化は、結合部材のモータの回転軸方向の寸法が長くなり、エンコーダの軸方向の長さが長くなるとの問題もあった。
また、ねじ締め工程は自動化が難しいので、エンコーダ付モータシステムの組み立ての生産性向上が図りにくいとの問題もあった。
【０００８】
第３のエンコーダ付モータシステムでは、エンコーダの交換時に、取り付け部のモータ側に治具を差し込み、反モータ側にエンコーダをモータの回転軸から引き抜く必要があった。このためエンコーダ部とモータとの間に治具を差し込むスペースを設ける必要があり、エンコーダ付モータシステムの軸方向の寸法が長くなり小型化が難しいとの問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、生産性に優れ、且つエンコーダの交換や修理が容易であるとともに、エンコーダ部が小型でありモータの加速時における精度低下が少ない、エンコーダ付モータシステムとこのエンコーダ付モータシステムに用いられるエンコーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係わるエンコーダは、円板面に変調パターンを有し、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つコードディスクの円板面に接着剤で接着された結合部材と、変調パターンに光を投射する投光部と、投光部から投射され、変調パターンで反射される光を受光する受光部とを備えたエンコーダであって、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものである。
【００１１】
また、本発明に係わるエンコーダは、円板面に変調パターンを有し、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つコードディスクの変調パターンが設けられた円板面と対向する円板面に低融点金属層で接合された結合部材と、変調パターンに光を投射する投光部と、投光部から投射され、変調パターンで反射される光を受光する受光部とを備えたものである。
【００１２】
また、本発明に係わるエンコーダは、一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成され、取り付け孔が形成された面と対向する面に凹部が設けられた結合部材と、結合部材の凹部に設置された放物面形状の反射面を有するミラーと、結合部材の凹部の底面とミラーの反射面に対向する面とを接着する接着剤と、ミラーの反射面側に載置されたコードディスクと、反射面の焦点位置に設置され、コードディスクを透過させて反射面に光を投射する投光部と、反射面で反射され、コードディスクの投光部側の円板面に設けられた変調パターンを透過する光を受光する受光部とを備えたエンコーダであって、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものである。
【００１３】
また、本発明に係わるエンコーダは、一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成された円板状の結合部材および結合部材の円周部側面に設けられた磁気部材で構成されたコードディスクと、磁気部材と所定の間隔をあけて対向して設置された磁気センサとを備えたエンコーダであって、少なくとも上記取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものである。
【００１４】
本発明に係わるエンコーダ付モータシステムは、本発明に係わるエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、モータの回転軸が、少なくともエンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたものである。
【００１５】
また、本発明に係わるエンコーダ付モータシステムは、本発明に係わるエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、少なくともエンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたエンコーダの回転軸に、モータの回転軸が継手で結合されたものである。
【００１６】
本発明に係わるエンコーダ付モータシステムの製造方法は、クロム等の薄膜を蒸着で形成することにより反射部と非反射部とからなる変調パターンを設けたコードディスクを調製する工程と、中心部に取り付け孔を有する結合部材を準備する工程と、結合部材の表面をめっきし、結合部材の表面に低融点金属の皮膜を形成する工程と、低融点金属の皮膜が形成された結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、結合部材に接着剤を配設する工程と、接着剤が配設された結合部材と変調パターンが設けられたコードディスクとを積層する工程と、接着剤を硬化させて、結合部材とコードディスクとを接着する工程と、所定の位置に投光部と受光部とを配設する工程を、順番に実施するものである。
【００１７】
また、本発明に係わるエンコーダ付モータシステムの製造方法は、中心に取り付け孔を有するコードディスク本体である結合部材を準備する工程と、結合部材の円周部側面に、磁気部材を塗布し固着する工程と、磁気部材が塗布された結合部材に、めっきにより低融点金属の皮膜を形成する工程と、磁気部材上の低融点金属の皮膜を研磨により除去し、磁気部材の外周の面精度と真円度とを向上させ、コードディスクとする工程と、コードディスクを形成する結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、所定の位置に磁気センサを配設する工程を、順番に実施するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係わるエンコーダは、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つコードディスクの円板面に接着剤で接着された結合部材とを備えたエンコーダであって、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものであり、このエンコーダを用いたエンコーダ付モータシステムの補修性と角度精度とを向上できるとともに、小型化が図れる。
【００１９】
また、本発明に係わるエンコーダは、中心部に回転軸が挿入される貫通孔が形成されたコードディスクと、中心部に回転軸が挿入される取り付け孔が形成され、且つコードディスクに低融点金属層で接合された結合部材とを備えたものであり、コードディスクの交換が容易であり、補修性に優れている。
【００２０】
また、本発明に係わるエンコーダは、一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成され、取り付け孔が形成された面と対向する面に凹部が設けられた結合部材と、結合部材の凹部に設置された反射面を有するミラーと、結合部材の凹部にミラーを接着する接着剤と、ミラーの反射面側に載置されたコードディスクとを備えたエンコーダであって、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものであり、このエンコーダを用いたエンコーダ付モータシステムの補修性と角度精度とを向上できるとともに、さらなる小型化が図れる。
【００２１】
また、本発明に係わるエンコーダは、一方の面に回転軸が挿入される非貫通の取り付け孔が形成された円板状の結合部材および結合部材の円周部側面に設けられた磁気部材で構成されたコードディスクを備えたエンコーダであって、少なくとも取り付け孔の側壁部に低融点金属の皮膜が設けられ、低融点金属の皮膜形成前の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より大きく、低融点金属の皮膜形成後の取り付け孔の内径が、挿入される回転軸の外径より小さいものであり、このエンコーダを用いたエンコーダ付モータシステムの補修性と角度精度とを向上できるとともに、コスト低減が図れる。
【００２２】
本発明に係わるエンコーダ付モータシステムは、本発明に係わるエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、モータの回転軸が、少なくともエンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたものであり、補修性に優れるとともに、角度精度が高く、小型化が図れる。
【００２３】
また、本発明に係わるエンコーダ付モータシステムは、本発明に係わるエンコーダとモータとが結合されたエンコーダ付モータシステムであって、少なくともエンコーダにおける結合部材の取り付け孔に挿入され、固定されたエンコーダの回転軸に、モータの回転軸が継手で結合されたものであり、エンコーダを様々なモータシステムに組み込むことができる。
【００２４】
本発明に係わるエンコーダ付モータシステムの製造方法は、クロム等の薄膜を蒸着で形成することにより反射部と非反射部とからなる変調パターンを設けたコードディスクを調製する工程と、中心部に取り付け孔を有する結合部材を準備する工程と、結合部材の表面をめっきし、結合部材の表面に低融点金属の皮膜を形成する工程と、低融点金属の皮膜が形成された結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、結合部材に接着剤を配設する工程と、接着剤が配設された結合部材と変調パターンが設けられたコードディスクとを積層する工程と、接着剤を硬化させて、結合部材とコードディスクとを接着する工程と、所定の位置に投光部と受光部とを配設する工程を、順番に実施するものであり、生産性に優れており、補修性が容易であり、小型化できるエンコーダ付モータシステムを得ることができる。
【００２５】
また、本発明に係わるエンコーダ付モータシステムの製造方法は、中心に取り付け孔を有するコードディスク本体である結合部材を準備する工程と、結合部材の円周部側面に、磁気部材を塗布し固着する工程と、磁気部材が塗布された結合部材に、めっきにより低融点金属の皮膜を形成する工程と、磁気部材上の低融点金属の皮膜を研磨により除去し、磁気部材の外周の面精度と真円度とを向上させ、コードディスクとする工程と、コードディスクを形成する結合部材の取り付け孔とモータの回転軸とを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する工程と、所定の位置に磁気センサを配設する工程を、順番に実施するものであり、生産性に優れており、補修性が容易であり、小型化できるエンコーダ付モータシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態７に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム１００は、エンコーダ１０１とモータ１とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ１０１は、中心に貫通孔が形成され、且つ一方の円板面に変調パターン８を有したコードディスク５と、中心に貫通した取り付け孔が形成され、コードディスク５の変調パターン８が設けられた面と対向する円板面に接着剤９で接着された結合部材３と、変調パターン８に光を投射する投光部６と、変調パターン８で光強度が変調されて反射される反射光を受光する受光部７とを備えた光学式のエンコーダである。
また、結合部材３は、その取り付け孔がコードディスク５の貫通孔と同心円状になるように配置されており、結合部材３の取り付け孔の内壁面には低融点金属の皮膜２が設けられている。
モータ１は、モータの本体部１ａとモータの回転軸１ｂとでなり、エンコーダ１０１の結合部材３の取り付け孔に、モータの回転軸１ｂが挿入されてエンコーダ付モータシステム１００が構成されている。
【００２８】
本実施の形態では、投光部６はＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）もしくはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等で構成されており、受光部７はＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）等で構成されている。
また、コードディスク５は樹脂製やガラス製の円板であり、この表面に設けられた変調パターン８は、クロム等の薄膜を蒸着した反射部と光線を透過または吸収する非反射部とで構成されており、この反射部で反射された光のみが、受光部７に入射する。
【００２９】
また、結合部材３は、その表面に低融点金属の皮膜２が形成されており、コードディスク５に接着する側には、接着材９を保持する凹部が設けられている。
そして、低融点金属の皮膜２を形成する前における結合部材３の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに大きくしてあり、低融点金属の皮膜２を形成した後における結合部材３の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに小さくなっている。低融点金属の皮膜２が設けられる前の結合部材３の取り付け孔とモータの回転軸１ｂとの隙間は、１０〜２００μｍであり、低融点金属の皮膜２を形成した後における結合部材３の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに小さいが、モータの回転軸１ｂを圧入できる寸法である。
結合部材３には、例えば、銅や黄銅が用いられ、低融点金属の皮膜２には、例えば、はんだめっきが用いられる。結合部材３に銅や黄銅を用いると、これらははんだ濡れ性が優れているので、はんだめっきがしやすく、低融点金属の皮膜２を容易に形成できる。また、低融点金属の皮膜２には錫めっきも用いることができる。
本実施の形態に用いる接着剤９としては、光硬化性接着剤が好ましい。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態１に係わるエンコーダ付モータシステム１００の製造方法の１例を説明する。
最初に、クロム等の薄膜を蒸着で形成することにより反射部と非反射部とからなる変調パターン８を設けたコードディスク５を調製する。
次に、中心部に取り付け孔を有する結合部材３を準備する。
次に、この結合部材３の表面を、めっきにより、結合部材３の表面に低融点金属の皮膜２を形成する。低融点金属の皮膜２の厚さは、結合部材３の取り付け孔の内径が回転軸１ｂの外径よりわずかに小さくなる厚さとする。
次に、低融点金属の皮膜２が形成された結合部材３の取り付け孔とモータの回転軸１ｂとを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する。
次に、結合部材３に接着剤９を配設する。
次に、接着剤９が配設された結合部材３と変調パターン８が設けられたコードディスク５とを積層する。
次に、接着剤９を硬化させて、結合部材３とコードディスク５とを接着する。
最後に、所定の位置に投光部と受光部とを配設してエンコーダ付モータシステムを製造する。
【００３１】
本実施の形態のエンコーダ１０１は、コードディスク５に樹脂製やガラス製の円板を用いることができ、結合部材３に銅や黄銅を用いることができ、低融点金属の皮膜２に、はんだめっきや錫めっきを、用いることができるので、容易、且つ安価に入手可能な部材で、エンコーダを形成できる。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム１００では、モータの回転軸１ｂの中心、すなわち回転中心と変調パターン８の中心とを位置合わせする偏心調整が行われる。そして、偏心調整後に、結合部材３とコードディスク５とが接着剤９で接着されるので、偏心調整後から接着剤９が硬化するまで、結合部材３とコードディスク５とを固定しておく必要がある。本実施の形態では、接着剤９に、光硬化性接着剤を用いると、結合部材３とコードディスク５とを固定しておく時間を短くでき、エンコーダ付モータシステム１００の組み立ての自動化が容易になる。
また、結合部材３のコードディスク５との接合面に、接着剤９を溜める凹部が設けられているので、結合部材３とコードディスク５との接着強度が大きく、接着信頼性が向上する。
【００３２】
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム１００は、モータの回転軸１ｂが、内壁面に低融点金属の皮膜２が設けられた結合部材３の取り付け孔に、圧入あるいは焼きばめで挿入されている。そして、モータの回転軸１ｂの外径が、結合部材３における低融点金属の皮膜２が設けられる前の取り付け孔の内径より小さいので、例えば、工業用ドライヤーで加熱して低融点金属の皮膜２を溶融することにより、コードディスク５と結合部材３とをモータの回転軸１ｂから、容易に取り外すことができる。
すなわち、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム１００は、エンコーダの交換が容易であり、補修性に優れている。
また、低融点金属の皮膜２にはんだめっきを用いた場合、モータの回転軸１をはんだ濡れ性の悪いステンレス鋼にすると、はんだが、溶融後に、モータの回転軸１ｂに残存するのを防止でき、再組立時の圧入、焼きばめの精度が向上する。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム１００は、モータの回転軸１ｂとエンコーダ１０１との接合にねじ止が用いられていないので、エンコーダ付モータシステム１００は、生産性に優れているとともに、小型化が可能であり、エンコーダの角度精度の低下も防止できる。
【００３３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図２に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム２００も、エンコーダ２０１とモータ（モータ本体は図示せず）とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ２０１は、一方の面に金属膜が蒸着された平坦部と非平坦部とからなる変調パターン８２を有し、且つ中心の貫通孔部分にボス４が形成されたコードディスク５２と、コードディスク５２のボス４との接触部に、ボス４と嵌合する段差部が形成され、中心部に貫通した取り付け孔を有した結合部材３２と、結合部材３２を、コードディスク５２の変調パターン８２が設けられた面と対向する円板面に接着する接着剤９と、変調パターン８２に光を投射する投光部６と、変調パターン８２で光強度が変調されて反射される反射光を受光する受光部７とを備えた、光学式のエンコーダである。
そして、結合部材３２の取り付け孔の内壁面には、低融点金属の皮膜２が設けられている。
【００３４】
本実施の形態のエンコーダ２０１も、低融点金属の皮膜２を形成する前における結合部材３２の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに大きく、低融点金属の皮膜２を形成した後における結合部材３２の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに小さくなっている。
また、ボス４を備えたコードディスク５２は、樹脂成形により一体で形成され、ボス４はコードディスク５２の円板面から厚さ方向に突出している。そして、ボス４の部分に形成された貫通孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂより、わずかに小さいが、モータの回転軸１ｂを圧入できる寸法である。
また、コードディスク５２の一方の面に設けられた、変調パターン８２を構成する平坦部と非平坦部も、ボス４を有するコードディスク５２の樹脂成形時に形成される。
【００３５】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム２００では、コードディスク５２の貫通孔の部分にボス４が形成されているので、結合部材３２とコードディスク５２との接着時に、接着剤９がモータの回転軸１ｂに回りこむのが防止できる。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム２００では、コードディスク５２のボス４部に形成された貫通孔に、結合部材３２の取り付け孔を挿通したモータの回転軸１ｂが圧入されている。
そして、コードディスク５２の貫通孔の内径が、モータの回転軸１ｂの外径よりわずかに小さくなっているので、コードディスク５２を回転軸１ｂに外嵌するだけで、モータの回転軸１ｂの中心と変調パターン８２の中心との心合わせが可能となり、偏心調整が不要になる。特に、ボス４の内径の中心と変調パターン８２の中心との同心度は、金型を高精度に組み立てることにより向上させることができる。
【００３６】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム２００も、実施の形態１と同様に、内壁面に低融点金属の皮膜２が形成された結合部材３２の取り付け孔とモータの回転軸１ｂとが、圧入または焼きばめで固定されている。そして、低融点金属の皮膜２を形成する前における結合部材３２の取り付け孔の内径が、モータの回転軸１ｂの外径よりわずかに大きいので、工業用ドライヤー等で加熱して低融点金属の皮膜２を溶融すると、コードディスク５２と結合部材３２とを、モータの回転軸１ｂから容易に外すことができ、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム２００も、エンコーダの交換が容易であり、補修性に優れている。本実施の形態では、コードディスク５２の貫通孔にモータの回転軸１ｂが圧入されているが、コードディスク５２が樹脂成形品であり、その熱膨張率が金属であるモータの回転軸１ｂの熱膨張率より大きいので、加熱によりコードディスク５２もモータの回転軸１ｂから容易に外すことができる。
【００３７】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステムも、モータの回転軸１ｂへの結合部材３２の固定に、ねじ止が用いられていないので、生産性に優れているとともに、小型化が可能であり、エンコーダの角度精度の低下が防止できる。
特に、結合部材３２をアルミニウム等の軽金属にすると、モータの加速時における慣性をさらに小さくすることができ、モータの加速時におけるエンコーダの精度低下をいっそう防止でき、固定部材３２のモータの回転軸１ｂへの締結力も小さくすることができる。
アルミニウムの結合部材で用いられる低融点金属の皮膜２には、アルミニウム用はんだが挙げられる。
【００３８】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム３００も、エンコーダ３０１とモータ（モータ本体は図示せず）とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ３０１は、一方の面に金属膜が蒸着された平坦部と非平坦部とからなる変調パターン８３を有し、且つ中心の貫通孔部分にボス４が形成されたコードディスク５３と、コードディスク５３のボス４との接触部に、ボス４と嵌合する段差部が形成され、中心部に貫通した取り付け孔を有した結合部材３３と、結合部材３３をコードディスク５３の変調パターン８３が設けられた円板面に接着する接着剤９と、変調パターン８３に光を投射する投光部６と、変調パターン８３で光強度が変調されて反射される反射光を受光する受光部７と、結合部材３３のコードディスク５３との接着面と対向する面に対して所定の間隔をあけて、結合部材３３の上方に配置された磁気センサ１２とを備えている。そして、結合部材３３の取り付け孔の内壁面には低融点金属の皮膜２が設けられている。
【００３９】
本実施の形態のエンコーダ３０１は、結合部材３３が磁石部材で形成されており、磁気センサ１２で結合部材３３の磁場を読み取ることができ、磁気エンコーダとしても機能する。すなわち、本実施の形態のエンコーダ３０１は、変調パターン８３を光学的に読み取ることで１回転内の位置を検出し、回転に伴う結合部材３３の磁場変化を検出することにより、モータ１の回転数をカウントすることができる、光学式と磁気式とが併用されたエンコーダである。
【００４０】
また、本実施の形態のエンコーダ３０１も、低融点金属の皮膜２を設ける前の結合部材３３の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径よりわずかに大きく、低融点金属の皮膜２を設けた後の結合部材３３の取り付け孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂの外径より、わずかに小さくなっている。
また、ボス４を備えたコードディスク５３は、樹脂成形により一体で形成され、ボス４はコードディスク５３の円板面から厚さ方向に突出している。そして、ボス４の部分に形成された貫通孔の内径は、挿入されるモータの回転軸１ｂより、わずかに小さいが、モータの回転軸１ｂを圧入できる寸法である。
【００４１】
すなわち、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム３００は、コードディスク５３が実施の形態２と同様であるので、コードディスク５３をモータの回転軸１ｂに外嵌するだけで、モータの回転軸１ｂの中心と変調パターン８３の中心との心合わせが可能であり、偏心調整が不要になるとともに、接着剤９がモータの回転軸１ｂに回り込むのを防ぐことができる。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム３００は、上記のような構造の結合部材３３に、圧入によりモータの回転軸４１が固定され、コードディスク５３が樹脂成形品であるので、工業用ドライヤー等で低融点金属の皮膜２が溶融する温度まで加熱すると、コードディスク５３と結合部材３３とが、モータの回転軸１ｂから容易に外れ、コードディスクの交換が容易であり、補修性に優れている。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステムも、モータの回転軸１ｂへの結合部材３３の固定に、ねじ止が用いられていないので、生産性に優れているとともに、小型化が可能であり、エンコーダの角度精度の低下が防止できる。
それと、結合部材３３に割れやすい磁気部材が用いられているが、モータの回転軸１ｂに結合部材３３が低融点金属の皮膜２を介して固定されているので、結合部材３３は、加わる応力が緩和され、割れにくくなっている。ちなみに、低融点金属の皮膜２はめっきによって形成されている。
【００４２】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図４に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム４００も、エンコーダ４０１とモータ（モータ本体は図示せず）とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ４０１は、一方の円板面に変調パターン８４を有し、且つ中心部に貫通孔が形成されたコードディスク５４と、中心部に貫通した取り付け孔が形成され、且つコードディスク５４の変調パターン８４が設けられた面と対向する円板面側に設けられた結合部材３４と、コードディスク５４と結合部材３４とを接合する低融点金属層２４と、変調パターン８４に光を投射する投光部６と、変調パターン８４で光強度が変調されて反射される反射光を受光する受光部７とを備えた光学式エンコーダである。
【００４３】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム４００では、コードディスク５４の変調パターン８４は、金属製のコードディスク５４に、反射材となるアルミニウム層を蒸着し、その上に非反射材となるクロム層を蒸着し、その後クロム層をエッチングして、アルミニウムの反射部とクロム非反射部とを設けることにより形成する。
また、コードディスク５４は、変調パターン８４が形成された面と対向する円板面にクリームはんだを塗布した後、結合部材３４の取り付け孔から延出したモータの回転軸１ｂに外嵌され、クリームはんだを塗布した面を結合部材３４と接触させる。そして、コードディスク５４を結合部材３４と接触させた状態で加熱して、クリームはんだを溶融させ、コードディスク５４と結合部材３４とを、低融点金属層２４で接合する。
モータの回転軸１ｂは、結合部材３４の取り付け孔には圧入されている。コードディスク５４の貫通孔の内径は、モータの回転軸１ｂの外径と合致しており、モータの回転軸１ｂは、コードディスク５４の貫通孔には、隙間なく容易に挿入できる。
【００４４】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム４００も、工業用ドライヤー等で低融点金属層２４が溶融する温度まで加熱すると、コードディスク５４をモータの回転軸１ｂから容易に外すことができ、コードディスクの交換が容易であり、補修性に優れている。
また、本実施の形態では、コードディスク５４のみを、モータの回転軸１ｂから外すので、結合部材３４を再利用できる。しかも、コードディスク５４を外した後に、低融点金属層２４が結合部材３４側に残存しても、残存した低融点金属層２４は再組立時の加熱により溶融されるので、コードディスク５４の取替えの不都合とはならない。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム４００も、モータの回転軸１ｂとエンコーダ４０１との接合にねじ止が用いられていないので、生産性に優れているとともに、小型化が可能であり、エンコーダの角度精度の低下が防止できる。
【００４５】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図５に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム５００も、エンコーダ５０１とモータ（モータ本体は図示せず）とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ５０１は、一方の面にモータの回転軸１ｂが挿入される非貫通の取り付け孔が形成され、且つこの取り付け孔が形成された面に対向する面に凹部が形成された結合部材３５と、結合部材３５の凹部に保持され、且つ放物面形状の反射面を有するミラー１０と、結合部材３５とミラー１０とを接着する接着剤９と、ミラー１０の反射面側に載置され、且つ変調パターン８５を有するコードディスク５５と、放物面形状の反射面の焦点位置に設置され、コードディスク５５を透過させてミラー１０の反射面に光を投射する、例えばＬＥＤでなる投光部６と、ミラー１０で反射され、変調パターン８５を透過した光を受光する、例えばＰＤでなる受光部７とを備えた、光学式のエンコーダである。そして、結合部材３５の取り付け孔の内壁面には低融点金属の皮膜２が設けられている。
【００４６】
本実施の形態のエンコーダ５０１では、コードディスク５５は、光を透過させるガラスまたは透明樹脂等で形成され、その受光部７と対向する面に、クロムなどの金属を蒸着しエッチングにより形成した変調パターン８５が設けられている。
また、ミラー１０も、ガラスまたは樹脂で形成され、その放物面に金属蒸着膜を設けて反射面としている。また、ミラー１０の結合部材３５側の面には突起が設けられており、この突起により形成された、ミラー１０と結合部材３５の凹部の底面との間の隙間に、接着剤９が配設されている。この接着剤９により結合部材３５にミラー１０が接着されている。接着剤９には、光硬化性接着剤を用いるのが好ましい。
【００４７】
本実施の形態のエンコーダ５０１も、低融点金属の皮膜２が設けられる前の結合部材３５の取り付け孔の内径は、圧入されるモータの回転軸１ｂの外径より大きいが、低融点金属の皮膜２が設けられた結合部材３５の取り付け孔の内径は、モータの回転軸１ｂの外径より小さい。
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム５００も、エンコーダ５０１の結合部材５３の取り付け孔に、モータの回転軸１ｂを圧入して、エンコーダ５０１とモータとを結合することにより形成されている。
そこで、工業用ドライヤー等で加熱して低融点金属の皮膜２を溶融すると、エンコーダ５００の結合部材３５から、モータの回転軸１ｂが容易に外れる。すなわち、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム５００も、エンコーダの交換が容易であり、補修性に優れている。
【００４８】
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム５００は、モータの回転軸１ｂの圧入深さを調整することによって、ミラー１０とコードディスク５５の軸方向位置を定めることができる。
また、ミラー１０は、結合部材３５の凹部に挿入されているので、ミラー１０の中心とモータの回転軸１ｂの中心の位置合わせを行うことが容易である。
また、コードディスクの中心側を有効に利用しているので、コードディスクの径を小さくでき、エンコーダを小型化できる。
また、モータの回転軸１ｂとエンコーダ５０１との接合にねじ止が用いられていないので、生産性に優れているとともに、小型化でき、エンコーダの角度精度の低下も防止できる。
【００４９】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図６に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００も、エンコーダ６０１と、モータ（モータ本体は図示せず）とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ６０１は、一方の面にモータの回転軸１ｂが挿入される非貫通の孔を有する結合部材３６の円周部側面に、磁気部材１６が設けられたコードディスク５６と、コードディスク５６の磁気部材１６と所定の間隔をあけて対向して設置された磁気センサ１２とを備えており、回転角度に応じて変化する磁場を磁気センサ１２で読み取ることにより、回転速度を検出できる磁気式のエンコーダである。また、結合部材３６の非貫通の孔の内壁面には、低融点金属の皮膜２が設けられている。
【００５０】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００では、コードディスク本体を構成する結合部材３６に形成された非貫通の孔は、モータの回転軸１ｂを取り付ける取り付け孔である。そして、低融点金属の皮膜２が設けられる前の取り付け孔の内径は、モータの回転軸１ｂの外径よりわずかに大きく、低融点金属の皮膜２が設けられた後の取り付け孔の内径は、モータの回転軸１ｂの外径よりわずかに小さく、結合部材３６とモータの回転軸１ｂとの固定は、圧入で行われている。
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００は、上記のような構造であるので、工業用ドライヤー等で低融点金属の皮膜２が溶融する温度まで加熱すると、コードディスク５６をモータの回転軸１ｂから容易に外すことができ、コードディスクの交換が容易であり、補修性に優れている。
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００は、モータの回転軸１ｂとエンコーダ６０１との接合にねじ止が用いられていないとともに、結合部材３６がコードディスク本体となっている。そのため、生産性に優れているとともに、エンコーダ６０１を薄くでき、いっそうの小型化が可能であり、エンコーダの角度精度の低下を、さらに防止できる。
【００５１】
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００の製造方法について説明する。
まず、中心に取り付け孔を有するコードディスク本体である結合部材３６を準備する。
次に、結合部材３６の円周部側面に、磁気部材１６を塗布し固着する。
次に、磁気部材１６が塗布された結合部材３６に、めっきにより低融点金属の皮膜２を形成する。
次に、磁気部材１６上の低融点金属の皮膜２を研磨により除去し、磁気部材１６の外周の面精度と真円度とを向上させ、コードディスク５６とする。
次に、コードディスク５６を形成する結合部材３６の取り付け孔とモータの回転軸１ｂとを、自動機を用いて圧入もしくは焼きばめで結合する。
最後に、所定の位置に磁気センサを配設してエンコーダ付モータシステムを製造する。
本実施の形態では、磁気部材１６には、例えば磁気塗料が用いられ、低融点金属の皮膜２には、例えば錫めっきが用いられる。
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム６００は、コードディスクと結合部材とが別体でないので、コードディスクと結合部材との接着工程が不要であり、製造工程が簡易である。すなわち、コードディスク製造工程が簡易であるとともに、コードディスクと結合部材が別体でないので、コスト低減が可能である。
【００５２】
実施の形態７．
図７は、本発明の実施の形態７に係わるエンコーダ付モータシステムの正面断面模式図である。
図７に示すように、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム７００は、実施の形態１のエンコーダ１０１と、このエンコーダ１０１の結合部材３の取り付け孔に取り付けられたエンコーダの回転軸４１と、モータ１と、エンコーダの回転軸４１にモータの回転軸１ｂを結合する継手１４とで構成されている。
本実施の形態のエンコーダ付モータシステム７００は、結合部材３の取り付け孔とエンコーダの回転軸４１との取り付け構造が、実施の形態１におけるエンコーダ付モータシステム１００における結合部材３の取り付け孔とモータの回転軸１ｂとの取り付け構造と、同様であるので、コードディスクの交換が容易であり、補修性に優れている。また、生産性に優れているとともに、小型化でき、エンコーダの角度精度の低下も防止できる。
【００５３】
また、本実施の形態のエンコーダ付モータシステム７００は、エンコーダ１０１の結合部材３の取り付け孔に取り付けられたエンコーダの回転軸４１とモータとの回転軸１ｂとが、継手１４で結合されているので、エンコーダを様々なモータシステムに組み込むことができる。
このような、エンコーダにエンコーダの回転軸を取り付けて、このエンコーダの回転軸とモータの回転軸とを継手で結合したエンコーダ付モータシステムは、実施の形態２から実施の形態６のエンコーダを用いても実現でき、同様な効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係わるエンコーダ付モータシステムは、エンコーダの交換が容易で補修性に優れているので、メンテナンス性に優れたエンコーダ付モータシステムとして利用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１  モータ、１ａ  モータの本体部、１ｂ  モータの回転軸、２  低融点金属の皮膜、３  結合部材、４  ボス、５  コードディスク、６  投光部、７  受光部、
８  変調パターン、９  接着剤、１０  ミラー、１２  磁気センサ、１４  継手、
１６  磁気部材、２４  低融点金属層、３２，３３，３４，３５，３６  結合部材、
４１  エンコーダの回転軸、５２，５３，５４，５５，５６  コードディスク、
８２，８３，８４，８５  変調パターン、
１００，２００，３００  エンコーダ付モータシステム、
４００，５００，６００，７００  エンコーダ付モータシステム、
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６  エンコーダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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