(57)【要約】【課題】  光学式エンコーダの高精度化を実現できるとともに、エンコーダ付モータの出力軸に過大な力が加わった場合でも、回転ディスクが固定スリットに接触することがないエンコーダ付モータを提供する。【解決手段】  モータと、エンコーダを有し、エンコーダは、モータの出力軸の反負荷側の端部に、出力軸の軸心と同一軸心で固定されているハブと、前記ハブの反負荷側端部に固定された回転ディスクを備え、ハブは、出力軸が負荷側軸方向に移動した際に、反負荷側ブラケットの軸受カバーに突き当たるストッパを有し、このストッパは、ハブの外周面に突出から突出して形成されており、ストッパが、負荷側軸方向に移動して反負荷側ブラケットの軸受カバーに突き当たるまでの距離をストッパギャップとし、このストッパギャップを、エンコーダギャップよりも小さな隙間とする。【選択図】        図１
2010094007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータ部の反負荷側に配置されたエンコーダを有し、
前記モータは、
負荷側軸受と反負荷側軸受で回転自在に支持された出力軸と、
内周部で前記反負荷側軸受を支持し、前記反負荷側軸受の反負荷側部をカバーする軸受カバーを有する反負荷側ブラケットを備え、
前記エンコーダは、
前記出力軸に連結された回転部と、前記反負荷側ブラケットに取り付けられた固定部を有し、
前記回転部は、前記出力軸の反負荷側の端部に、出力軸の軸心と同一軸心で固定されているハブと、
前記ハブの反負荷側端部に固定された回転ディスクを備え、
前記固定部は、前記回転ディスクと軸方向のエンコーダギャップを介して負荷側に配置された固定スリットを備え、
前記ハブは、前記出力軸が負荷側軸方向に移動した際に、前記反負荷側ブラケットの軸受カバーに突き当たるストッパを有し、
前記ストッパは、前記ハブの外周面に突出から突出して形成されており、
前記ストッパが、負荷側軸方向に移動して前記反負荷側ブラケットに突き当たるまでの距離をストッパギャップとし、前記ストッパギャップが、前記エンコーダギャップよりも小さな隙間であることを特徴とするエンコーダ付モータ。
【請求項２】
前記ハブが、前記反負荷側軸受の内輪と対向して配置され、前記ハブのストッパと前記反負荷側軸受の内輪との間に、前記ストッパの軸方向のギャップ調整を行うリング形状のシムが配置されていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
【請求項３】
前記ロータの出力軸を支持する負荷側軸受および反負荷側軸受に予圧を加えた状態で、両軸受の内外輪が接着されていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
【請求項４】
前記負荷側ブラケットと前記負荷側軸受との間に、波形ワッシャが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ付モータ。
【請求項５】
前記ストッパは、自己潤滑材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
【請求項６】
前記ストッパは、表面に自己潤滑材料がコーティングされていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
【請求項７】
前記ハブの反負荷側軸受側の端部の外周面と、前記軸受カバーの内周面との間に形成されるギャップと、前記ストッパギャップとで、ラビリンス構造を形成していることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ形で、かつ光学式のエンコーダを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの回転子の回転を高精度に制御するために、モータの反負荷側にアキシャルギャップ形で、かつ光学式のエンコーダを備えたモータ構成（以下、エンコーダ付モータという）が多く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
図６は、第１の従来技術におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
図６において、Ｍはモータ、Ｅは前記モータＭの反負荷側に配置された光学式のエンコーダである。光学式のエンコーダＥは、発光側にＬＥＤ１、受光側にフォトダイオード２および信号処理基板３を備え、高精度（高分解能）を実現するため微細ピッチでスリットを刻んだガラス製の回転ディスク４と固定スリット５とが微小なエンコーダギャップ６（75μｍ程度）にて配置され、これらの相対的な動きを検出して移動量を読み取っている。
前記モータＭのロータ７の出力軸１４を支持する反負荷側軸受８は、外輪を反負荷側ブラケット９と接着し内輪はハブ１０を押さえ付けて固定しており、負荷側軸受１１については、内輪をロータ７に接着し外輪は固定せず、波形ワッシャ１２にて両軸受８，１１に予圧を与えて回転時の回転ディスク４の振れを抑え、エンコーダギャップ６を精度良く保つ構造としている。
また本構造では、回転ディスク４を接着したハブ１０および負荷側ブラケット１３を外すと、ロータ７を負荷方向に簡単に取り出すことができ、メンテナンス性に優れている。
図７は、第２の従来技術におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
前述の第１の従来技術における、前記波形ワッシャ１２にて軸受８，１１に予圧を与える代わりに、治具を用いて予圧を加えた状態で負荷側軸受１１と反負荷側軸受８の内外輪を全て接着剤１６で接着する構造であり、これによって回転時のロータ７の振れをさらに低減させ一定に保つことができ、エンコーダ精度の向上が図れる。
従来の光学式エンコーダ付きモータは、このような構造によりエンコーダの高精度化を実現していた。なお、図５および図６において、１５は、前記ロータ７の外周面と径方向に対向するステータコイルである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来技術においては、次のような問題があった。
（１）第１の従来技術においては、光学式エンコーダの高精度実現のためにはエンコーダギャップを狭くして精度良く検出することが必須であるが、この値が軸受単体のアキシャル隙間（100μｍ程度）よりも小さくなると、モータの出力軸に波形ワッシャの予圧以上のスラスト力が加わった際に、ロータが負荷側に動いて、回転ディスクと固定スリットとが突き当たり、ガラス製のディスクが固定スリットと接触して損傷する恐れがあった。
（２）第２の従来技術においては、ロータを完全に接着固定するため、容易に分解できずメンテナンス性が悪い。特にグリースの補充ができないため、モータの長寿命化の妨げとなる問題があった。また接着のみの固定方法は、出力軸に加わる衝撃力等に対して強度的に限界があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光学式エンコーダの高精度化を実現できるとともに、エンコーダ付モータの出力軸に過大な力が加わった場合でも回転ディスクと固定スリットの接触を防止できるエンコーダ付モータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、モータと、前記モータ部の反負荷側に配置されたエンコーダを有し、前記モータは、負荷側軸受と反負荷側軸受で回転自在に支持された出力軸と、
内周部で前記反負荷側軸受を支持し、前記反負荷側軸受の反負荷側部をカバーする軸受カバーを有する反負荷側ブラケットを備え、前記エンコーダは、前記出力軸に連結された回転部と、前記反負荷側ブラケットに取り付けられた固定部を有し、前記回転部は、前記出力軸の反負荷側の端部に、出力軸の軸心と同一軸心で固定されているハブと、前記ハブの反負荷側端部に固定された回転ディスクを備え、前記固定部は、前記回転ディスクと軸方向のエンコーダギャップを介して負荷側に配置された固定スリットを備え、前記ハブは、前記出力軸が負荷側軸方向に移動した際に、前記反負荷側ブラケットの軸受カバーに突き当たるストッパを有し、前記ストッパは、前記ハブの外周面に突出から突出して形成されており、前記ストッパが、負荷側軸方向に移動して前記反負荷側ブラケットに突き当たるまでの距離をストッパギャップとし、前記ストッパギャップが、前記エンコーダギャップよりも小さな隙間であることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記ハブが、前記反負荷側軸受の内輪と対向して配置され、前記ハブのストッパと前記反負荷側軸受の内輪との間に、前記ストッパの軸方向のギャップ調整を行うリング形状のシムが配置されていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記ロータの出力軸を支持する負荷側軸受および反負荷側軸受に予圧を加えた状態で、両軸受の内外輪が接着されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記負荷側ブラケットと前記負荷側軸受との間に、波形ワッシャが配置されていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記ストッパは、自己潤滑材料で形成されていることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記ストッパは、表面に自己潤滑材料がコーティングされていることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、前記ハブの反負荷側軸受側の端部の外周面と、前記軸受カバーの内周面との間に形成されるギャップと、前記ストッパギャップとで、ラビリンス構造を形成していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、次のような効果がある。
請求項１に記載の発明によると、ストッパの形成により、万一モータの出力軸に、負荷側方向の過大なスラスト力が加わった場合でも、このストッパが反負荷側ブラケットの軸受カバーに最初に突き当たり、エンコーダのガラス製のディスクを保護することができる。これによって、軸受単体のアキシャル隙間の値などに関係なく、エンコーダギャップを小さく設計することが可能であり、エンコーダの高精度化を図ることができる。
請求項２に記載の発明によると、前記ストッパの高精度なギャップ値の調整を、リング形状のシムの挿入によって容易に行え、組み立て時の作業性を向上することができる。
請求項３に記載の発明によると、前記のストッパを設けた構造において、ロータを支持する負荷側、反負荷側の軸受に予圧を加えた状態で、両軸受の内外輪を接着固定することで、出力軸にスラスト力が加わった場合や、長時間使用した場合でも、エンコーダギャップを常に一定に保つことができ、エンコーダの高精度化および品質の向上を図ることができる。
請求項４に記載の発明によると、エンコーダを保護するストッパを設けた構造において、ロータを支持する両軸受の内外輪を接着し、加えて波形ワッシャを配置することで、万一軸受部の接着が外れた場合でも、エンコーダの著しい精度低下を防げ、周辺機器に及ぼす悪影響を防止することができる。
請求項５に記載の発明によると、前記ストッパを自己潤滑材料にて形成しているため、万一回転時に過大なスラスト力が加わって反負荷側ブラケットに当たった場合でも、磨耗粉の発生を防げ、軸受部を保護できるため、過大な力が加わった場合でも、そのまま使用を続けることが可能である。
請求項６に記載の発明によると、前記ストッパを自己潤滑材料にてコーティングすることで、請求項５と同様、磨耗粉の発生を防げ、軸受部を保護できるため、過大な力が加わった場合でも、そのまま使用を続けることが可能である。
請求項７に記載の発明によると、前記ハブの反負荷側軸受側の端部の外周面と、前記軸受カバーの内周面との間に形成されるギャップと、前記ストッパギャップとで、ラビリンス構造を形成することにより、前記反負荷側軸受のグリースがエンコーダに浸入するのを防げ、エンコーダの品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
【図２】図１におけるエンコーダの要部を示す拡大断面図である。
【図３】エンコーダの要部の他の例を示す拡大断面図である。
【図４】第２の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
【図５】第３の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
【図６】第１の従来技術におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
【図７】第２の従来技術におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、第１の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。図２は、図１におけるエンコーダの要部を示す拡大断面図である。
【００１０】
図１および図２において、Ｍはモータ、Ｅは前記モータＭの反負荷側に配置された光学式のエンコーダである。前記モータＭは、ロータ７の出力軸１４を回転自在に支持する負荷側軸受１１および反負荷側軸受８を有するとともに、内周部で前記反負荷側軸受８を支持し、前記反負荷側軸受８の反負荷側部をカバーする軸受カバー９ａを有する反負荷側ブラケット９を備えている。１３は負荷側ブラケット、１５は前記ロータ７の外周面と径方向に対向するステータコイルである。
【００１１】
前記モータＭの出力軸１４の反負荷側の端部には、前記出力軸１４の軸心と同一軸心でハブ１０を固定し、前記ハブ１０の反負荷側端部に、回転ディスク４を取り付けている。前記エンコーダＥの回転部は、前記ハブ１０と前記回転ディスク４を備えている。
前記エンコーダＥの固定部は、前記反負荷側ブラケット９に取り付けられ、前記回転ディスク４と軸方向のエンコーダギャップ６を介して負荷側に配置された固定スリット５を備えている。前記固定スリット５は、直接あるいは支持部材（図示していない）を介して前記反負荷側ブラケット９に固定されている。また、前記固定スリット５の反負荷側方向には、前記固定スリット５とギャップを介して対向する受光側のフォトダイオード２が、信号処理基板３上に配置されている。前記信号処理基板３は、反負荷側ブラケット９に直接あるいは支持部材（図示していない）を介して固定されている。また、前記固定スリット５の負荷側方向には、発光側のＬＥＤ１が反負荷側ブラケット９に直接あるいは支持部材（図示していない）を介して固定されている。前記エンコーダＥの固定部は、前記ＬＥＤ１、固定スリット５、フォトダイオード２、および信号処理基板３を備えている。
【００１２】
前記固定スリット５と前記回転ディスク４とは、高精度化を図るため微小なエンコーダギャップ６（75μｍ程度）を介して対向配置されている。前記出力軸１４を支持する負荷側軸受１１および反負荷側軸受８は、各々単体で100μｍ程度のアキシャル隙間があり、従来と同様に反負荷側軸受８は、外輪を反負荷側ブラケット９と接着し、内輪はハブ１０を押さえ付けて固定している。負荷側軸受１１については、内輪をロータ７に接着し外輪は固定せず、波形ワッシャ１２にて両軸受１１，８に予圧を加えて回転時のロータ７の振れを抑えるようにしている。
【００１３】
この実施の形態では、前記ハブ１０の外周面に、前記出力軸１４が負荷側軸方向に移動した際に、前記反負荷側ブラケット９に突き当たるストッパ１６を外周面から突出させて形成している。また、前記ストッパ１６が、負荷側軸方向に移動して前記反負荷側ブラケット９に突き当たるまでの距離をストッパギャップ１７とし、前記ストッパギャップ１７を、前記エンコーダギャップ６よりも小さな隙間（40μm程度）に設定している。これにより、万一モータの出力軸１４に負荷側方向の過大なスラスト力が加わり、ロータ７が負荷側方向に動いた場合でも、このストッパ１６が反負荷側ブラケット９に最初に突き当たり、ガラス製の回転ディスク４を固定スリット５に衝突させることなく、保護することができる。
【００１４】
また、このストッパ１６を金属にて形成すると、モータＭが回転中に過大な力が加わり反負荷側ブラケット９の軸受カバー９ａに当たった際に、部材が削れ、金属粉が軸受部などに浸入して、動作異常となることが考えられるが、このストッパ１６を自己潤滑材料にて形成するか、もしくはストッパ１６の、前記反負荷側ブラケットの軸受カバー９ａとの当たり面に、自己潤滑材料をコーティングすることで、磨耗粉の発生を防止することができ、万一回転時に過大なスラスト力が加わった後も、そのまま使用を続けることが可能である。
【００１５】
さらに、図３に示すように、前記ハブ１０の反負荷側軸受側の端部の外周面と、前記軸受カバー９ａの内周面との間に形成されるギャップと、前記ストッパギャップ１７とで、ラビリンス構造を形成することにより、前記反負荷側軸受８のグリースがエンコーダＥに浸入するのを防ぐことができる。これにより、エンコーダＥの品質を確保することができる。
【００１６】
また、前記ストッパギャップ１７の調整方法については、ハブ１０を予め少し小さく製作しておき、仮組みしてギャップ値を測定し、リング形状のシム１８を挿入することで微調整できるようにしている。これにより、組立て作業を容易に行なうことができる。
前述の構造によれば、軸受単体のアキシャル隙間の値などに関係なくエンコーダギャップ６を小さく設計することが可能であり、エンコーダの高精度化を図ることができる。また、ストッパ１６の付いたハブ１０と負荷側ブラケット１３を外すと、負荷側方向にロータ７が取り出せるメンテナンス性に優れた構造であり、グリースの補充が容易に行え、モータの長寿命化にも貢献することができる。
【実施例２】
【００１７】
図４は、第２の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
この第２の実施例においては、第１の実施例と同様に、回転ディスク４を固定するハブ１０にストッパ１６を形成してガラス製の回転ディスク４を保護するようにしている。また、それとともに、ロータ７の出力軸１４を支持する負荷側軸受１１および反負荷側軸受８に波形ワッシャ１２で予圧を与える代わりに、治具により予圧を加えた状態で両軸受１１，８の内外輪を接着している。このようにすることで、モータの出力軸１４に負荷側方向のスラスト力が加わった場合や、長時間使用した場合でも、エンコーダギャップ６を常に一定に保つことができ、エンコーダのさらなる高精度化および品質の向上を図ることができる。
【００１８】
なお、接着のみの固定は、ロータ７の出力軸１４に加わる衝撃力に対して強度的に限界があるが、万一過大な力が加わり両軸受１１，８の接着が外れた場合でも、ハブ１０に設けたストッパ１６が最初に突き当たり、ガラス製の回転ディスク４が固定スリット５に接触して損傷することを防ぐことができる。
【実施例３】
【００１９】
図５は、第３の実施例におけるエンコーダ付モータの構造を示す側断面図である。
実施例２と同様、回転ディスク４を固定するハブ１０にストッパ１６を形成してガラス製の回転ディスク４を保護するようにしている。また、ロータ７の出力軸１４を支持する軸受１１，８は、ロータ７の振れ防止のため治具により予圧を加えて両軸受１１，８の内外輪を接着しており、加えて負荷側軸受１１と負荷側ブラケット１３の間に波形ワッシャ１２を配置している。
【００２０】
これにより、モータの出力軸１４に万一過大なスラスト力が加わって両軸受１１，８の接着が外れた場合でも、波形ワッシャ１２による予圧が働いているため、エンコーダの著しい精度低下が防げ、周辺機器に及ぼす悪影響を防止することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１    ＬＥＤ
２    フォトダイオード
３    信号処理基板
４    回転ディスク
５    固定スリット
６    エンコーダギャップ
７    ロータ
８    反負荷側軸受
９    反負荷側ブラケット
９ａ  軸受カバー
１０  ハブ
１１  負荷側軸受
１２  波形ワッシャ
１３  負荷側ブラケット
１４  出力軸
１５  ステータコイル
１６  ストッパ
１７  ストッパギャップ
１８  シム
【図１】
2010094007.tif 000003
【図２】
2010094007.tif 000004
【図３】
2010094007.tif 000005
【図４】
2010094007.tif 000006
【図５】
2010094007.tif 000007
【図６】
2010094007.tif 000008
【図７】
2010094007.tif 000009