(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気パターンが形成された磁石部を有し、回転軸を中心として、駆動装置の駆動軸が挿入される挿入孔を有する回転部と、
前記磁石部の磁場を検出する検出部を保持すると共に前記回転部を収容するベース部と、
前記回転軸の方向に関して前記磁石部と対向する位置に、前記ベース部と一体的に形成された磁性部材と、を備え、
前記磁性部材は、前記回転部が前記駆動軸に固定されず、前記ベース部が前記駆動装置に固定されない状態で前記磁石部と密着し、前記回転部が前記駆動軸に固定され、前記ベース部が前記駆動装置に固定された状態で前記磁石部と離間することを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のエンコーダにおいて、
前記回転部は、前記検出部と前記磁性部材との間に設けられること
を特徴とするエンコーダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエンコーダにおいて、
前記磁性部材は、磁性材料からなるバックヨークであること
を特徴とするエンコーダ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダを用いたエンコーダの取り付け方法であって、
前記磁石部に前記磁性部材を吸着させ、前記ベース部を前記回転部に保持させた状態で、駆動装置に前記回転部を固定する工程と、
前記回転部を前記駆動装置に固定した状態で、前記回転部と前記ベース部とを離間させる工程と、を有すること
を特徴とするエンコーダの取り付け方法。
【請求項５】
請求項４に記載のエンコーダの取り付け方法であって、
前記回転部と前記ベース部とを離間させる工程は、前記ベース部と、該ベース部が固定される固定部とを締結する締結部材の締結力を利用して行うこと
を特徴とするエンコーダの取り付け方法。
【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取り付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転軸など回転体の回転数や回転速度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）。例えば、ロータリーエンコーダは、モータ等の回転軸に取り付けられて用いられる。また、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など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、パターンが形成された符号板を回転軸と一体的に回転させ、光源からパターンに光を照射し、パターンを透過した光又はパターンに反射された光を検出部によって検出する。これにより、モータの一回転内の絶対位置などを検出できるようになっている。具体的な構成としては、例えば、符号板が設けられた回転部がモータの回転軸に固定され、回転部がベース部に回転可能に収容されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２８７０１４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、一般的なエンコーダでは、モータへのエンコーダの取り付け作業を容易にするために、ベース部と回転部とがねじ部により固定されている場合がある。したがって、モータにエンコーダを取り付ける際に、ねじ部を緩めて回転部とベース部とを分離させる必要があり、取り付けが煩雑となる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、回転部とベース部とをより容易に分離することができるエンコーダ及びその取り付け方法を提供すること目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の態様は実施形態に示す図１〜図２に対応付けした以下の構成を採用している。なお、本発明を分かり易く説明するために、一実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明するが、本発明は実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の態様のエンコーダ（ＥＣ）は、磁気パターンが形成された磁石部（１ｄ）を有する回転部（１）と、前記磁石部の磁場を検出する検出部（３）を保持すると共に前記回転部を収容するベース部（２）と、前記ベース部と一体的に形成された磁性部材（２ｃ）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の態様のエンコーダの取り付け方法は、上記のエンコーダを用いたエンコーダの取り付け方法であって、前記磁石部に前記磁性部材を吸着させ、前記ベース部を前記回転部に保持させた状態で、測定対象（ＭＢ）に前記回転部を固定する工程と、前記回転部を前記測定対象に固定した状態で、前記回転部と前記ベース部とを離間させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転部とベース部とをより容易に分離することができるエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンコーダの取り付け時の断面図である。
【図２】図１のエンコーダの取り付け終了時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態のエンコーダは、モータなどの回転体の回転数や回転速度を検出する装置である。図１は、本実施形態に係るエンコーダの取り付け時の断面図である。図２は、図１に示すエンコーダの取り付け終了時の断面図である。
図１及び図２に示すように、エンコーダＥＣは、主に、回転部１と、ベース部２と、検出部３と、を備えている。
【００１３】
回転部１は、例えばボルト等によって測定対象であるモータＭの駆動軸ＭＳに固定されることで、駆動軸ＭＳと一体的に回転する部材である。回転部１は、例えばアルミ等の金属により形成されている。回転部１の中央部には、回転部１の回転軸Ｒを中心として、モータＭの駆動軸ＭＳが挿入される挿入孔１ａと、挿入孔１ａに挿入された駆動軸ＭＳを固定するためのボルトＢを挿入するボルト穴１ｂとが、回転軸Ｒと平行に設けられている。
【００１４】
挿入孔１ａには、例えば駆動軸ＭＳに設けられた不図示のキーと嵌合する不図示のキー溝が形成されている。回転部１は、ボルト穴１ｂに挿通されたボルトＢによりモータＭの駆動軸ＭＳに対して締結されるようになっている。回転部１の検出部３側の面には符号板１ｃが設けられ、回転部１のベース部２側には、磁石部１ｄが設けられている。
【００１５】
符号板１ｃは、回転部１の検出部３と対向する面に固定された円環状の部材である。符号板１ｃは、検出部３と対向する面の回転方向の全周に亘って、例えばアブソリュートパターンやインクリメンタルパターン等の光学パターンが形成されている。符号板１ｃは、光学パターンに照射された光を反射させるようになっている。
【００１６】
磁石部１ｄは、回転部１のベース部２と対向する面に固定された円環状のネオジ鉄系の焼結磁石である。磁石部１ｄには、所定の磁気パターンが着磁されている。磁石部１ｄの磁気パターンとしては、例えば内周側の磁極と外周側の磁極とが異なり、内周側の磁極と外周側の磁極とが回転方向の１８０°で入れ替わるような磁気パターンが用いられる。
【００１７】
ベース部２は、略円筒状の形状に形成され、回転部１を回転可能に収容する収容部２ａを有している。ベース部２の一方の端部には検出部３が取り付けられ、他方の端部はフランジ部２ｂを介してモータ本体（固定部）ＭＢに固定されるようになっている。ベース部２は、例えば樹脂等により形成されている。また、ベース部２は、バックヨーク（磁性部材）２ｃと、バックヨーク支持部２ｄとを有している。
【００１８】
バックヨーク２ｃは、例えば金属等の磁性部材からなり、磁石部１ｄの磁力向上、耐磁気ノイズ性の向上等を目的として設けられている。バックヨーク２ｃは、磁石部１ｄの形状に対応する円環状の形状に形成されている。バックヨーク２ｃは、バックヨーク支持部２ｄに対して固定されることで、駆動軸ＭＳの周囲の磁石部１ｄと平面視で重なる位置に、磁石部１ｄと対向して配置されている。なお、バックヨーク２ｃは、バックヨーク支持部２ｄに埋め込まれるようにして、ベース部２と一体成型されている。
【００１９】
バックヨーク支持部２ｄは、収容部２ａの壁面のモータＭ側の部分に回転部１の回転軸Ｒと垂直な方向に内側に向けて設けられている。これにより、収容部２ａはモータＭ側の内径が小さくなっている。バックヨーク支持部２ｄは、回転部１の磁石部１ｄと対向する位置に、バックヨーク２ｃを保持している。
【００２０】
ここで、磁石部１ｄの磁力は、ベース部２のバックヨーク２ｃとの間に作用する吸引力によって、図１に示すようにベース部２のバックヨーク２ｃを磁石部１ｄに密着させてベース部２を保持し、回転部１とベース部２とを一体的化させることができるように調整されている。また、磁石部１ｄの磁力は、ベース部２のバックヨーク２ｃとの間に作用する吸引力が、ベース部２をモータ本体ＭＢにボルトにより締結する際のボルトの締結力よりも小さくなるように調整されている。
【００２１】
また、回転部１及びベース部２は、各部の寸法が調整されることで、図１に示すように、回転部１がモータＭの駆動軸ＭＳに固定され、ベース部２がモータ本体ＭＢと締結されておらず、回転部１に保持されてこれらが一体化した状態では、ベース部２のモータＭ側の端面とモータ本体ＭＢとの間に間隙Ｇ１が形成され、ベース部２とモータ本体ＭＢとが離間するようになっている
【００２２】
また、回転部１及びベース部２は、各部の寸法が調整されることで、図２に示すように、回転部１がモータＭの駆動軸ＭＳに固定され、ベース部２がモータ本体ＭＢに対して締結されて固定された状態では、回転部１の磁石部１ｄとベース部２のバックヨーク支持部２ｄ及びバックヨーク２ｃとの間に間隙Ｇ２が形成され、回転部１とベース部２とが離間するようになっている。
【００２３】
検出部３は、光センサ３ａ、磁気センサ３ｂ及び不図示の電子部品等が実装された基板３ｃを備えている。
光センサ３ａは、回転部１に固定された符号板１ｃと対向する位置に設けられている。光センサ３ａは、符号板１ｃの光学パターンに光を照射すると共に、光学パターンによって反射された光を検出し、検出結果に基づく電気信号を不図示の演算制御部に伝送するようになっている。
【００２４】
磁気センサ３ｂは、磁石部１ｄと平面視で重なる位置に設けられている。磁石部は、不図示のバイアス磁石を備えており、磁石部１ｄとバイアス磁石とにより生成される合成磁場の方向を検出し、検出結果に基づく電気信号を不図示の演算制御部に伝送するようになっている。
基板３ｃは、例えばボルト等によりベース部２に固定されることで、ベース部２のモータＭとは反対側の端部を封止するようになっている。基板３ｃの中央部には、回転部１をモータＭの駆動軸ＭＳに固定するためのボルトＢを出し入れする開口部３ｄが設けられている。
【００２５】
本実施形態のエンコーダＥＣは、図２に示すように、回転部１がモータＭの駆動軸ＭＳに固定され、ベース部２がモータ本体ＭＢに固定され、回転部１が検出部３とバックヨーク２ｃとの間に配置された状態で用いられる。
この状態で、モータＭの駆動軸ＭＳが回転すると、駆動軸ＭＳに固定された回転部１が、駆動軸ＭＳと一体的に回転する。回転部１が回転すると、回転部１に固定された符号板１ｃも同様に回転する。
【００２６】
符号板１ｃが駆動軸ＭＳと共に回転すると、光学パターンが光センサ３ａに対して移動し、光センサ３ａによって検出される光が、光学パターンに応じて変化する。光センサ３ａは、検出された光学パターンの変化に基づく光の変化に応じた電気信号を不図示の演算制御部に伝送する。
【００２７】
また、回転部１が回転すると、回転部１に固定された磁石部１ｄも同様に回転する。
磁石部１ｄが駆動軸ＭＳと共に回転すると、磁石部１ｄの磁気パターンにより、磁気センサ３ｂによって検出される磁石部１ｄとバイアス磁石との合成磁場の方向が周期的に変化する。磁気センサ３ｂは、この合成磁場の方向の変化に応じた電気信号を不図示の演算制御装置に伝送する。
【００２８】
不図示の演算制御装置は、光センサ３ａ及び磁気センサ３ｂから伝送された電気信号を処理し、駆動軸ＭＳの回転角度位置、回転速度、回転数等を算出する。
以上により、本実施形態のエンコーダＥＣは、駆動軸ＭＳの回転角度位置、回転速度、回転数等を測定することができるようなっている。
【００２９】
また、従来におけるエンコーダにおいては、回転部に設けられた磁石部の磁力向上と耐磁気ノイズ性の向上を目的として、回転部に磁性部材からなるバックヨークが固定されているため、モータの制御時に回転部の慣性力（イナーシャ）が問題となる場合があった。
本実施形態のエンコーダＥＣは、上記のようにバックヨーク２ｃがベース部２に設けられている。したがって、回転部１にバックヨーク２ｃを設ける場合と比較して、回転部１の慣性力（イナーシャ）を低減させることが可能になる。
【００３０】
また、回転部１に、例えば接着剤等によりバックヨーク２ｃを貼り付ける場合と比較して、エンコーダＥＣの製造工程を簡略化し、工数削減によるコストダウンを実現することができる。
【００３１】
また、回転部１にバックヨーク２ｃを貼り付ける場合、バックヨーク２ｃが剥離して不良が発生する虞がある。しかし、本実施形態のエンコーダＥＣによれば、そのような虞を解消して、エンコーダＥＣの信頼性を向上させることが可能になる。
【００３２】
次に、エンコーダＥＣのモータＭへの取り付け方法について説明する。
モータＭにエンコーダＥＣを取り付ける際には、まず、図１に示すように、エンコーダＥＣのベース部２のフランジ部２ｂ側の端面をモータ本体ＭＢに対向させ、モータＭの駆動軸ＭＳをエンコーダＥＣの回転部１の挿入孔１ａへ挿入する。
【００３３】
ここで、本実施形態のエンコーダＥＣは、図１に示すように、回転部１の磁石部１ｄの磁力によりベース部２のバックヨーク２ｃを吸着し、ベース部２を回転部１によって保持してこれらを一体化させることができるようなっている。そのため、回転部１にベース部２を保持させた状態で一体的に取り扱うことができる。
これにより、モータＭの駆動軸ＭＳを回転部１の挿入孔１ａへ挿入し、駆動軸ＭＳのキーと挿入孔１ａのキー溝を嵌合させるだけで、エンコーダＥＣのベース部２とモータ本体ＭＢとが位置決めされた状態になる。
【００３４】
次に、検出部３の基板３ｃに設けられた開口部３ｄを通して回転部１のボルト穴１ｂにボルトＢを配置し、回転部１とモータＭの駆動軸ＭＳとをボルトＢにより締結する。
次いで、ベース部２のフランジ部２ｂの不図示のボルト穴に不図示のボルトを配置し、ベース部２とモータ本体ＭＢとを不図示のボルトにより締結する。ここで、回転部１の磁石部１ｄとベース部２のバックヨーク２ｃとの間の吸引力は、ベース部２をモータ本体ＭＢにボルトを用いて固定する際のボルトの締結力よりも小さくなるように調整されている。したがって、図２に示すように、ベース部２とモータ本体ＭＢとをボルトにより締結することで、回転部１とベース部２との吸着状態が解除される。
【００３５】
そして、ベース部２のモータＭ側の端面とモータ本体ＭＢとが密着し、回転部１の磁石部１ｄとベース部２のバックヨーク２ｃ及びバックヨーク支持部２ｄとの間に間隙Ｇ２が形成され、回転部１とベース部２とが離間した状態になる。これにより、回転部１はベース部２に対して相対的に移動可能になり、ベース部２の収容部２ａに回転可能に収容された状態になる。以上により、エンコーダＥＣのモータＭへの取り付けが終了する。
【００３６】
本実施形態のエンコーダＥＣ及びその取り付け方法では、上述のように回転部１とベース部２とを一体化させた状態で測定対象であるモータＭの駆動軸ＭＳに回転部１を固定した後、回転部１とモータ本体ＭＢとをボルトにより締結することで、ボルトの締結力を利用して回転部１とベース部２とを離間させている。
【００３７】
すなわち、回転部１とベース部２とを分離させる工程と、ベース部２をモータ本体ＭＢに固定する工程と、を一括して行うことが可能になる。したがって、従来のエンコーダのように、回転部とベース部とをねじ部により締結させ、モータへの取り付け時にねじ部を緩めてからベース部とモータ本体とを締結する場合と比較して、エンコーダＥＣの取り付けを容易にすることができる。また、ベース部２と回転部１とを別々にモータＭの所定位置に配置する場合と比較して、エンコーダＥＣの取り付けを容易にすることができる。
【００３８】
なお、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。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転部、１ｄ  磁石部、２  ベース部、２ｃ  バックヨーク（磁性部材）、３  検出部、ＥＣ  エンコーダ、ＭＢ  モータ本体（固定部）、ＭＳ  駆動軸（測定対象）
【図１】
0005445074.tif 000002
【図２】
0005445074.tif 000003