(57)【要約】【課題】回転部と磁石部との間をより強固に固定することができるエンコーダ及びエンコーダの製造方法を提供すること。【解決手段】回転部と、前記回転部に設けられ、磁気パターンを有する磁石部と、前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、前記回転部と前記磁石部とを締結する締結部とを備える。【選択図】図１
2010271175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部と、
前記回転部に設けられ、磁気パターンを有する磁石部と、
前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、
前記回転部と前記磁石部とを締結する締結部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記回転部は、回転する回転軸に取り付けられて用いられ、
前記締結部は、前記回転部と前記回転軸とを締結する
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】
前記締結部は、前記回転軸との間で螺合される
ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記磁石部は、前記締結部によって前記回転部と一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記締結部は、前記回転部及び前記磁石部を貫通して設けられると共に、前記磁石部に係合させる係合部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記磁石部は、円環状に形成されており、
前記係合部は、前記磁石部の内周側に係合されている
ことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記磁石部は、内周部分に突出部を有し、
前記係合部は、前記突出部に係合されている
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記係合部は、ワッシャ部を介して前記磁石部に係合されている
ことを特徴とする請求項５から請求項７のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記締結部は、前記回転部に係合する第２係合部を有する
ことを特徴とする請求項５から請求項８のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記回転部に形成された光学パターンを検出する光検出部を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
回転部と、前記回転部に設けられ磁気パターンを有する磁石部と、前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部とを有するエンコーダの製造方法であって、
前記回転部と前記磁石部とを締結部によって締結させることで前記磁石部を前記回転部に固定させる磁石部固定工程を有する
ことを特徴とするエンコーダの製造方法。
【請求項１２】
前記磁石部固定工程は、前記磁石部と回転する回転軸とを前記締結部によって締結させることで前記磁石部を前記回転軸に固定させることを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載のエンコーダの製造方法。
【請求項１３】
前記磁石部固定工程は、前記締結部によって前記磁石部と前記回転軸とを螺合させる工程を含む
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のエンコーダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ及びエンコーダの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転軸など回転体の回転数などを検出する装置として、エンコーダが知られている（特許文献１）。エンコーダは、例えばモータの回転軸に取り付けられて用いられる。エンコーダの具体的構成として、例えば磁気を用いて回転数を検出する構成が知られている。
【０００３】
このような構成のエンコーダは、回転軸に取り付けられる回転部を有している。回転部には、所定の磁気パターンが形成された磁石部が一体的に固定されている。磁石部の磁気パターンの変化を磁気センサによって読み取ることで、モータの回転軸の回転数を検出できるようになっている。回転部と磁石部との間は、例えば接着剤などを用いて固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば回転部と磁石部との間を接着剤によって固定する構成の場合、例えば接着不良などがあると、回転部と磁石部との間の少なくとも一部が分離してしまう可能性がある。
【０００６】
上記のような事情に鑑み、本発明は、回転部と磁石部との間をより安定して固定させることができるエンコーダ及びエンコーダの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエンコーダは、回転部と、前記回転部に設けられ、磁気パターンを有する磁石部と、前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、前記回転部と前記磁石部とを締結する締結部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るエンコーダの製造方法は、回転部と、前記回転部に設けられ磁気パターンを有する磁石部と、前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部とを有するエンコーダの製造方法であって、前記回転部と前記磁石部とを締結部によって締結させることで前記磁石部を前記回転部に固定させる磁石部固定工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転部と磁石部との間をより安定して固定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンコーダの構成を示す断面図。
【図２】本実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す平面図。
【図３】本実施形態に係るエンコーダの製造方法を示すフローチャート。
【図４】本実施形態に係るエンコーダの製造の様子を示す工程図。
【図５】同、工程図。
【図６】同、工程図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るエンコーダの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］  
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。  
図１は、エンコーダＥＣの構成を示す断面図である。  
図１に示すように、例えばエンコーダＥＣは、モータなどの回転体の回転数や回転角度を検出する装置である。エンコーダＥＣは、回転部材（回転部）Ｒ、磁石部材（磁石部）Ｍ、検出機構Ｄ及び締結部材（締結部）Ｂを有している。エンコーダＥＣは、回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍが締結部材Ｂによって一体的に設けられており、これらが検出機構Ｄに対向配置された状態で用いられる。図２は、エンコーダＥＣのうち回転部材Ｒ、磁石部材Ｍ及び締結部材Ｂの平面構成を示す図である。以下、図１及び図２を参照して、エンコーダＥＣの構成を説明する。
【００１２】
回転部材Ｒは、回転体である例えばモータＭＴＲの回転軸４０に固定され、回転軸４０と一体的に回転する。回転部材Ｒは、例えばＳＵＳなどによって円盤状に形成されている。回転部材Ｒの構成材料としてＳＵＳなどの剛性の高い材料を用いることで、耐変形性などに優れた回転部材Ｒが形成される。回転部材Ｒの構成材料として、他の材料を用いても勿論構わない。回転部材Ｒは、取付部２０、パターン形成部２１、凹部２３及び貫通部２５を有している。
【００１３】
取付部２０は、回転部材Ｒの下面Ｒｂに設けられている。取付部２０の下面側には、平面視中央部に挿入穴２０ａが形成されている。挿入穴２０ａは、上記モータＭＴＲの回転軸４０が挿入されるようになっている。
【００１４】
パターン形成部２１は、図２に示すように、回転部材Ｒの上面Ｒａの周縁部に円環状に設けられている。パターン形成部２１には、光反射パターン２４が形成されている。光反射パターン２４は、図２に示すように、例えば回転部材Ｒの外周に沿って円環状に形成されている。
【００１５】
光反射パターン２４は、所定の波長の光を反射する光反射領域２４ａを有している。光反射パターン２４として、例えば上面２１ａの他の部分よりも光反射率の低い低反射領域を有する構成であっても構わない。パターン形成部２１は、光反射パターン２４が形成された領域を含めて、ほぼ全体が例えばアクリル樹脂などの透明保護膜（不図示）によって被覆されている。
【００１６】
凹部２３は、回転部材Ｒの上面Ｒａに形成されている。凹部２３には、磁石部材Ｍが収容されるようになっている。
【００１７】
貫通部２５は、締結部材Ｂを貫通させる穴部である。貫通部２５は、回転部材Ｒを回転軸方向に貫通するように形成されている。より具体的には、貫通部２５は、凹部２３の底部から取付部２０の挿入穴２０ａまでの間を回転軸方向に貫通して形成されている。貫通部２５は、回転軸方向視で回転部材Ｒの中心に形成されている。
【００１８】
磁石部材Ｍは、回転部材Ｒの回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石部材Ｍは、例えば回転部材Ｒの周縁部に配置されている。磁石部材Ｍの上面Ｍａには、所定の磁気パターンが形成されている。磁石部材Ｍの磁気パターンとして、例えば回転軸４０の軸方向に見て円環の半分の領域にＮ極に着磁され、円環の他の半分の領域がＳ極に着磁された磁気パターンなどが挙げられる。磁石部材Ｍは、回転部材Ｒの凹部２３内に設けられている。
【００１９】
磁石部材Ｍは、下面Ｍｂが凹部２３の底部に接するように収容されている。磁石部材Ｍの内周のうち当該下面Ｍｂ側には、磁石部材Ｍの回転の中心側へ突出した突出部Ｍｃが形成されている。突出部Ｍｃは、図２に示すように、回転軸方向視で磁石部材Ｍの内周に沿って環状に形成されている。図１に示すように、断面視では、磁石部材Ｍが回転の中心から外側にかけて階段状に形成された状態になっている。
【００２０】
締結部材Ｂは、回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍを回転軸４０に締結させる部分である。締結部材Ｂとしては、例えばボルトやネジなどが用いられている。締結部材Ｂは、ヘッド（係合部）Ｂｈ及び軸部Ｂｓを有している。ヘッドＢｈは、磁石部材Ｍの突出部Ｍｃの上面に係合されている。ヘッドＢｈと突出部Ｍｃとの間には、例えばワッシャ部材（ワッシャ部）Ｗが設けられている。したがって、ヘッドＢｈは、ワッシャ部材Ｗを介して突出部Ｍｃの上面に係合された状態になっている。
【００２１】
軸部Ｂｓは、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒの貫通部２５を貫通すると共に、回転軸４０に形成された凹部４０ａ内に挿入されている。軸部Ｂｓは、回転の径方向の外側に張り出した部分（張出部分）Ｂａを有している。張出部分（第２係合部）Ｂａは、凹部２３の底面に係合されている。図１に示すように、断面視では、締結部材Ｂが回転の中心から外側にかけて階段状に形成されている。このため、締結部材Ｂは、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒのそれぞれに対して当接された状態になっている。
【００２２】
回転軸４０の凹部４０ａ内にはネジ山４０ｎが形成されており、軸部Ｂｓの表面には当該ネジ山４０ｎと噛み合うネジ山Ｂｎが形成されている。締結部材Ｂは、回転軸４０との間で螺合された状態、すなわち、軸部Ｂｓに形成されるネジ山Ｂｎと凹部４０ａに形成されるネジ山４０ｎとが噛み合わされることで回転軸４０に回転結合された状態になっている。
【００２３】
締結部材Ｂが回転軸４０との間で螺合されることにより、回転軸４０とヘッドＢｈとの間に配置される回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍは、回転軸４０に対して一体的に締結（共締め）された状態になっている。同時に、磁石部材Ｍは、締結部材Ｂによって回転部材Ｒに締結された状態になっている。締結部材Ｂが断面視で階段状に形成されており、当該締結部材Ｂが磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒのそれぞれに直接当接された状態になっているため、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒは、締結部材Ｂによって回転軸４０に強固に締結された状態になっている。また、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒは、締結部材Ｂによって安定した状態で回転軸４０に締結されている。
【００２４】
検出機構Ｄは、上記の光反射パターン２４及び磁石部材Ｍによる磁場を検出する部分である。検出機構Ｄは、筐体３０、光センサ（光検出部）３１及び磁気センサ（磁場検出部）３２を有している。  
筐体３０は、例えば平面視円形のコップ状に形成されている。筐体３０は、モータＭＲに固定されており、回転軸４０とは固定されていない状態となっている。したがって、回転軸４０が回転しても、筐体３０とモータＭＲとの相対位置が変化しないようになっている。筐体３０は、一体的に形成された回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍを収容する。図２に示すように、回転部材Ｒ及び磁石部材Ｍは、回転軸４０の軸方向に見たときに、それぞれの中心が筐体３０の中心に一致するように位置合わせされた状態で筐体３０に収容されている。
【００２５】
光センサ３１は、光反射パターン２４へ向けて光を射出し、光反射パターン２４を介した反射光を読み取ることで光反射パターン２４を検出するセンサである。光センサ３１は、例えば回転部材Ｒの光反射パターン２４に対して、回転軸４０の軸方向に見て重なる位置に配置されている。光センサ３１は、光を射出する発光部及び反射光を受光する受光部を有する。発光部としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。受光部としては、例えば光電素子などが用いられる。受光部によって読み取られた光は、電気信号として不図示の制御装置に送信されるようになっている。光センサ３１を構成する各部は、筐体３０に保持されている。
【００２６】
磁気センサ３２は、例えば磁石部材Ｍに対して回転軸４０の軸方向に見て重なる位置に一対配置されている（磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂ）。各磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、バイアス磁石（不図示）及び磁気抵抗素子（不図示）を有している。磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、それぞれ筐体３０に保持されている。
【００２７】
バイアス磁石は、磁石部材Ｍの磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石を構成する材料として、例えばサマリウム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。バイアス磁石は、磁気抵抗素子に接触したり、隣接したりしない位置に配置されている。
【００２８】
磁気抵抗素子は、例えば金属配線などによって形成された直交する２つの繰り返しパターンを有している。磁気抵抗素子は、磁場の方向が当該繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下するようになっている。磁気抵抗素子は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。磁気抵抗素子は、磁石部材Ｍの磁場及びバイアス磁石の磁場による合成磁場を検出するようになっている。検出結果は、電気信号として上記の制御装置（不図示）に送信されるようになっている。
【００２９】
制御装置は、光センサ３１の受光部からの出力に基づいて回転軸４０の回転角度を求めると共に、磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂからの出力に基づいて回転軸４０の回転数を求める処理を行う。
【００３０】
次に、エンコーダＥＣの製造方法を説明する。  
図３は、エンコーダＥＣの製造過程を示すフローチャートである。  
図３に示すように、エンコーダＥＣの製造方法は、磁石部配置工程ＳＴ１及び磁石部固定工程ＳＴ２を含んでいる。
【００３１】
磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒについては、所定の製造工程において製造しておく。磁石部配置工程ＳＴ１では、図４に示すように、磁石部材Ｍを回転部材Ｒの凹部２３内に配置させる。このとき、磁石部材Ｍと回転部材Ｒとの間は接着させず、磁石部材Ｍが凹部２３の底部上に載置させた状態とする。
【００３２】
磁石部材Ｍを凹部２３に配置させた後、磁石部固定工程Ｓ２を行う。磁石部固定工程Ｓ２は、磁石部材Ｍを載置させた回転部材ＲをモータＭＴＲの回転軸４０に取り付けて固定させる。磁石部固定工程Ｓ２では、まず、回転部材Ｒの取付部２０に形成された挿入穴２０ａ内に回転軸４０の先端を挿入し、ワッシャ部材Ｗを磁石部材Ｍの突出部Ｍｃ上に配置させる。
【００３３】
その後、図５に示すように、締結部材Ｂの軸部Ｂｓを回転軸４０の凹部４０ａ内に挿入する。締結部材Ｂについては予め図１及び図２に示す形状に形成しておく。締結部材Ｂの軸部Ｂｓは、磁石部材Ｍ、ワッシャ部材Ｍ及び回転部材Ｒをそれぞれ貫通して凹部４０ａ内に挿入される。
【００３４】
次に、締結部材Ｂのネジ山Ｂｎと凹部４０ａに形成されたネジ山４０ｎとを噛み合わせ、ネジ山Ｂｎ及びネジ山４０ｎの形成方向に沿って締結部材Ｂを回転させる。この動作により、図５に示すように、軸部Ｂｓのネジ山Ｂｎと凹部４０ａのネジ山４０ｎとが回転結合され、締結部材Ｂが回転軸４０に螺合される。
【００３５】
締結部材Ｂを回転軸４０に螺合させることにより、ヘッドＢｈがワッシャ部材Ｗを介して突出部Ｍｃに係合され、磁石部材Ｍが回転部材Ｒに締結されることになる。また、張出部分Ｂａが回転部材Ｒの凹部２３の底部に係合される。ヘッドＢｈと突出部Ｍｃとの係合、及び、張出部分Ｂａと凹部２３の底部との係合により、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒが共に回転軸４０に締結（共締め）される。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、締結部材Ｂによって磁石部材Ｍが回転部材Ｒに締結されるため、接着剤を用いて固定させる場合の接着不良などが生じることなく、磁石部材Ｍを回転部材Ｒに確実に固定させることができる。加えて、本実施形態によれば、締結部材Ｂによって磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒが回転軸４０に同時に締結されるため、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒを回転軸４０に取り付ける工程を短縮化させることができる。
【００３７】
［第２実施形態］  
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態では、磁石部材Ｍ及び締結部材Ｂの構成が第１実施形態とは異なっており、他の構成については第１実施形態と同様になっている。したがって、本実施形態では、当該相違点を中心に説明する。
【００３８】
図６は、本実施形態に係るエンコーダＥＣ２の構成を示す断面図である。  
図６に示すように、本実施形態では、締結部材ＢのヘッドＢｈが磁石部材Ｍの上面Ｍａの内周側に係合された構成になっている。この構成においては、磁石部材Ｍに突出部が設けられておらず、内周が面一状態になっている。また、締結部材Ｂの軸部Ｂｓには張出部分が設けられていない構成になっている。
【００３９】
締結部材Ｂと回転軸４０との結合については、第１実施形態と同様、締結部材Ｂの軸部Ｂｓに形成されるネジ山Ｂｎが回転軸４０の凹部４０ａに形成されるネジ山４０ｎとが噛み合って回転結合されている。また、本実施形態では、ヘッドＢｈが磁石部材Ｍを回転軸４０側に押圧することで磁石部材Ｍを回転部材Ｒに締結している。更に、当該ヘッドＢｈの押圧により、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒを回転軸４０に締結させる構成となっている。
【００４０】
このように、本実施形態では、締結部材Ｂ及び磁石部材Ｍの形状を第１実施形態に比べて単純化させた構成となっている。このような構成であっても、締結部材Ｂによって磁石部材Ｍが回転部材Ｒに締結されるため、接着剤を用いて固定させる場合の接着不良などが生じることなく、磁石部材Ｍを回転部材Ｒに確実に固定させることができる。加えて、締結部材Ｂによって磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒが回転軸４０に同時に締結されるため、磁石部材Ｍ及び回転部材Ｒを回転軸４０に取り付ける工程を短縮化させることができる。
【００４１】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態においては、締結部材ＢのヘッドＢｈと磁石部材Ｍの上面Ｍａとの間にワッシャ部材Ｗを介挿させる構成としたが、これに限られることは無く、例えば当該ワッシャ部材Ｗを配置しない構成であっても勿論構わない。
【符号の説明】
【００４２】
ＥＣ、ＥＣ２…エンコーダ  Ｒ…回転部材（回転部）  Ｍ…磁石部材（磁石部）  Ｍｃ…突出部  Ｂ…締結部材（締結部）  Ｂｈ…ヘッド（係合部）  Ｂａ…張出部分（第２係合部）  Ｗ…ワッシャ部材（ワッシャ部）  ４０…回転軸  ＳＴ２…磁石部固定工程
【図１】
2010271175.tif 000003
【図２】
2010271175.tif 000004
【図３】
2010271175.tif 000005
【図４】
2010271175.tif 000006
【図５】
2010271175.tif 000007
【図６】
2010271175.tif 000008
【図７】
2010271175.tif 000009