(57)【要約】  エンコーダ（２０）は、軸継ぎ手が下端部に設置されたエンコーダシャフト（１）と、エンコーダシャフト（１）が貫通する穴が形成されたエンコーダベース部材（７）と、エンコーダシャフトの（１）上端部に設置された磁石（２）と、磁石（２）の磁界を検出する磁気センサ（３）及び磁気センサ（３）の出力に基づいてエンコーダシャフト（１）の回転角度を算出する演算素子（４１）が実装された電気回路基板（４）と、両端が開放された円筒状であり、上端部に電気回路基板（４）が固定された電気回路基板保持部材（５）と、電気回路基板保持部材（５）の筒部と重なる部分を備える磁界遮蔽板（６）とを有し、磁界遮蔽板（６）は、電気回路基板保持部材（５）の中心軸に沿って見た場合に電気回路基板保持部材（５）の筒部と重なる部分の一部に欠損部が形成されており、エンコーダベース部材（７）と電気回路基板保持部材（５）とは、欠損部を通じて当接している。
2020053992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸継ぎ手が下端部に設置されたエンコーダシャフトと、
前記エンコーダシャフトが貫通する穴が形成されたエンコーダベース部材と、
前記エンコーダシャフトの上端部に設置された磁石と、
前記磁石の磁界を検出する磁気センサ及び該磁気センサの出力に基づいて前記エンコーダシャフトの回転角度を算出する演算素子が実装された電気回路基板と、
両端が開放された円筒状であり、上端部に前記電気回路基板が固定された電気回路基板保持部材と、
前記電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分を備える磁界遮蔽板とを有し、
前記磁界遮蔽板は、前記電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分の一部に欠損部が形成されており、
前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とは、前記欠損部を通じて当接していることを特徴とする磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項２】
前記電気回路基板保持部材の下端部及び前記エンコーダベース部材の上面の少なくとも一方に凸部を備え、前記凸部が前記欠損部を貫通することにより、前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とが当接することを特徴とする請求項１に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項３】
前記エンコーダベース部材及び前記電気回路基板保持部材の少なくとも一方は、前記磁界遮蔽板を収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項４】
前記電気回路基板保持部材の筒部と、前記磁界遮蔽板とは、非接触であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項５】
内輪及び外輪を備えたベアリングを有し、
前記エンコーダベース部材の前記穴の内周には中心軸に向かってリブ状に張り出す内周突起部が形成されており、
前記エンコーダシャフトには、フランジ状に外径方向に突出するベアリング抑えリブが形成されており、
前記外輪は、前記内周突起部に固定されており、
前記内輪は、前記ベアリング抑えリブに固定されており、
前記エンコーダベース部材は、前記ベアリングを介して前記エンコーダシャフトを回転可能に支持していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項６】
前記磁石の回転を光学的に検出する光センサを備え、
前記磁気センサは、バルクハウゼン効果を有する複合磁気ワイヤであり、前記演算素子は、前記光センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出し、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトが回転した回数を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項７】
前記演算素子は、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサを備えた磁界遮蔽板付きエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサを搭載したエンコーダは、一般的にエンコーダシャフトに固定された磁石を備えている。磁石で生じる磁界を磁気センサが読み取ることで、エンコーダシャフトに接続されたモータシャフトの回転角度の検出又は多回転位置の検出といった機能を果たす。モータ又は電磁ブレーキからの漏れ磁束は、磁気センサに検出されるとノイズとなって検出精度が低下する。このため、磁気センサを搭載したエンコーダは、軟磁性体からなる磁界遮蔽部品を設けて、磁気センサで検出されてノイズとなる漏れ磁束の磁気センサへの侵入を低減している。【０００３】
またエンコーダの検出精度は、シャフトに固定された回転角度検出用スケールと、電気回路基板上に実装された回転角度検出用のセンサとの組立て精度に依存する。したがって、高い検出精度を得るためには回転角度検出用スケールとセンサとを高い位置精度で組立てる必要がある。このため、電気回路基板を支持する部材とブラケットとの接触部には、高精度の部品加工が必要である。【０００４】
特許文献１には、ブレーキケーシング部材の反負荷側開口全体を磁界遮蔽部品で覆い、電磁ブレーキからの漏れ磁束が磁気センサに与えるノイズを低減した構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９４３６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるエンコーダは、電気回路基板を支持する部材とブラケットとの間に磁界遮蔽部品を挟み込む構造である。したがって、検出精度を高めるためには、磁界遮蔽部品自体の寸法精度を高める必要がある。特許文献１に開示されるエンコーダにおいて磁界遮蔽部品に用いられる軟磁性材料は、ダイキャスト成型又は樹脂成型といった製法を用いることができない。よって、特許文献１に開示されているような複雑な形状の磁界遮蔽部品において高い部品精度を実現するためには切削加工を行う必要がある。したがって、特許文献１に開示されるエンコーダは、磁界遮蔽部品の寸法精度を高める作業が必要であり、製造時の工数が増加してしまう。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁界遮蔽部品の寸法精度を高めることなく検出精度を高めることができる磁界遮蔽板付きエンコーダを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、軸継ぎ手が下端部に設置されたエンコーダシャフトと、エンコーダシャフトが貫通する穴が形成されたエンコーダベース部材と、エンコーダシャフトの上端部に設置された磁石と、磁石の磁界を検出する磁気センサ及び該磁気センサの出力に基づいてエンコーダシャフトの回転角度を算出する演算素子が実装された電気回路基板と、両端が開放された円筒状であり、上端部に電気回路基板が固定された電気回路基板保持部材と、電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分を備える磁界遮蔽板とを有する。磁界遮蔽板は、電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分の一部に欠損部が形成されている。エンコーダベース部材と電気回路基板保持部材とは、欠損部を通じて当接している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る磁界遮蔽板付きエンコーダは、検出精度を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るエンコーダの斜視図
【図２】実施の形態１に係るエンコーダの構成を示す断面図
【図３】実施の形態１に係るエンコーダの構成を示す断面図
【図４】実施の形態１に係るエンコーダの外部磁界遮蔽カバーによる磁界誘導を模式的に示す図
【図５】実施の形態１に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図
【図６】実施の形態１に係るエンコーダの変形例を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図
【図８】本発明の実施の形態３に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図
【図９】本発明の実施の形態４に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図
【図１０】実施の形態４に係るエンコーダの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係る磁界遮蔽板付きエンコーダを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るエンコーダの斜視図である。図２及び図３は、実施の形態１に係るエンコーダの構成を示す断面図である。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、エンコーダシャフト１の回転角度を磁気的に検出する磁気エンコーダである。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、回転可能に支持されたエンコーダシャフト１と、エンコーダシャフト１の上端部に固定された磁石２と、磁石２が発生させる磁界を検出する磁気センサ３とを有する。磁石２とエンコーダシャフト１との固定方法は、接着でも良く、磁石２を中空円筒形状にしてネジ固定しても良い。磁気センサ３は、電気回路基板４に実装されている。磁気センサ３には、ホール素子又は磁気抵抗素子が用いられている。また、電気回路基板４には、磁気センサ３の出力電圧を処理してエンコーダシャフト１の回転角度を算出する演算素子４１が実装されている。
【００１３】
また、実施の形態１に係るエンコーダ２０は、電気回路基板４を支持する電気回路基板保持部材５と、磁界遮蔽板６とを有する。すなわち、エンコーダ２０は、磁界遮蔽板６を備えた磁界遮蔽板付きエンコーダである。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、外郭をなすエンコーダベース部材７及び樹脂製エンコーダカバー１０を有する。磁石２、電気回路基板４、電気回路基板保持部材５及び磁界遮蔽板６は、エンコーダベース部材７及び樹脂製エンコーダカバー１０がなす外郭に収容されている。樹脂製エンコーダカバー１０は、外部磁界遮蔽カバー１１で覆われている。
【００１４】
エンコーダベース部材７は、アルミニウム合金又はフィラー入り合成樹脂で形成されている。磁界遮蔽板６は、軟磁性体で形成されている。
【００１５】
エンコーダシャフト１の下端部には、軸継ぎ手９が設置されている。エンコーダシャフト１は、軸継ぎ手９を介してサーボモータのモータシャフトに接続される。
【００１６】
エンコーダベース部材７に設けられた溝７１の平坦な底面７２にシール部材１２が設置されており、樹脂製エンコーダカバー１０の周縁部の平坦な部分がシール部材１２に接している。ねじ１３は、外部磁界遮蔽カバー１１と樹脂製エンコーダカバー１０とをエンコーダベース部材７に固定する。外部磁界遮蔽カバー１１は、エンコーダベース部材７にねじ１３で固定される。ねじ１３の締結後は、樹脂製エンコーダカバー１０の平坦な部分とエンコーダベース部材７の溝７１の平坦な底面７２との間でシール部材１２が圧縮されており、高い防塵防水効果を得ることができる。なお、ここでの平坦とは、巨視的に平面であることを意味し、微視的な凹凸が存在している場合も平坦に含まれる。シール部材１２は、平坦な面同士の間で圧縮されているため、外部磁界遮蔽カバー１１及びエンコーダベース部材７を高精度に加工することなく、低コストに防塵防水効果を得ることができる。シール部材１２には、ニトリルゴム又はシリコーンゴムからなるＯリングが用いられている。
【００１７】
外部磁界遮蔽カバー１１は、軟磁性体で形成される。外部磁界遮蔽カバー１１の材料には、磁界遮蔽効果が高いパーマロイと呼称されるニッケル−鉄合金を用いることもできるし、磁界遮蔽効果はニッケル−鉄合金よりも劣るが、ニッケル−鉄合金よりも安価な一般構造用圧延鋼材又は冷間圧延鋼板を用いることもできる。
【００１８】
実施の形態１に係るエンコーダ２０は、外部磁界遮蔽カバー１１の固定に用いるねじ１３の呼び径を大きくできるため、外部磁界遮蔽カバー１１を固定する力が不足することに起因する防塵防水性能の低下を抑制できる。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、平坦な面同士の間でシール部材１２を圧縮しているため、外部磁界遮蔽カバー１１及びエンコーダベース部材７を高精度に加工しなくても、防水防塵性を得ることができる。
【００１９】
エンコーダベース部材７のエンコーダシャフト１が貫通する穴の内周には、穴の中心軸に向かってリブ状に張り出す内周突起部７３が形成されている。内周突起部７３は、ベアリング８の外輪８１に当接している。また、エンコーダシャフト１には、フランジ状に外径方向に突出するベアリング抑えリブ１ａが形成されている。磁石２側のベアリング８の内輪８２は、ベアリング抑えリブ１ａに当接している。したがって、磁石２側のベアリング８は、内周突起部７３とベアリング抑えリブ１ａとに挟まれて固定されている。また、磁石２とは逆側のベアリング８の内輪８２は、軸継ぎ手９に当接している。したがって、磁石２とは逆側のベアリング８は、内周突起部７３と軸継ぎ手９とに挟まれて固定されている。
【００２０】
図４は、実施の形態１に係るエンコーダの外部磁界遮蔽カバーによる磁界誘導を模式的に示す図である。外部磁界遮蔽カバー１１はモータ使用環境における外部磁界を遮断する役割に加え、サーボモータ又は電磁ブレーキから磁界遮蔽板６に誘導された磁界を誘導して磁気センサ３から遠ざける。磁界遮蔽板６の材料である軟磁性体は、エンコーダベース部材７の材料であるアルミニウム合金又はフィラー入り合成樹脂よりも比重が大きいことが一般的である。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、エンコーダベース部材７全体を軟磁性体で形成する場合よりも軽量化を実現しつつ、磁界遮蔽効果が得られる。
【００２１】
図５は、実施の形態１に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図である。電気回路基板保持部材５は、円筒状の筒部である筒体５１を有し、両端が開放されている。電気回路基板４は、電気回路基板保持部材５の上端部に接着固定されている。電気回路基板保持部材５の下端部には、凸部５２が形成されている。凸部５２には、エンコーダベース部材７に電気回路基板保持部材５を固定するねじ１４が貫通する穴が形成されている。図５には、エンコーダベース部材７への固定用のねじ１４が凸部５２の部分を貫通する構造を示したが、ねじ１４が電気回路基板保持部材５を貫通する部分は、凸部５２以外の部分であってもよい。すなわち、ねじ１４が電気回路基板保持部材５を貫通する部分において、電気回路基板保持部材５とエンコーダベース部材７とが接触していなくても良い。
【００２２】
磁界遮蔽板６は、電気回路基板４とエンコーダベース部材７との間に設置され、ねじ１５でエンコーダベース部材７に固定される。なお、磁界遮蔽板６をエンコーダベース部材７に固定する方法はねじ止めに限定されることはなく、接着又は凹凸の嵌合といった方法で固定してもよい。
【００２３】
磁界遮蔽板６は、電気回路基板保持部材５の中心軸に沿った方向から見た場合に筒体５１と重なる部分の一部に二つの欠損部６１が形成されている。欠損部６１は、磁界遮蔽板６の縁まで達する切り欠き状又は磁界遮蔽板６の縁まで達しない穴状である。実施の形態１において、欠損部６１は、円形の穴状である。ただし、穴の形状は円形に限定されない。また、欠損部６１の数は、二つに限定されない。
【００２４】
エンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とは、磁界遮蔽板６の欠損部６１を電気回路基板保持部材５の凸部５２が貫通することによって当接している。なお、電気回路基板保持部材５の筒体５１と、磁界遮蔽板６とは、非接触である。
【００２５】
モータシャフトが回転すると、軸継ぎ手９を介してエンコーダシャフト１に回転が伝わるため、エンコーダシャフト１に固定されている磁石２が回転する。したがって、磁気センサ３からの出力電圧は、モータシャフトの回転角度の変化に伴って変動する。磁気センサ３の出力電圧を演算素子４１が処理することにより、モータシャフトに接続されたエンコーダシャフト１の回転角度が算出される。
【００２６】
上記の説明において、エンコーダ２０は磁気式エンコーダであったが、エンコーダシャフト１の回転角度を光学的に検出する光学式エンコーダとすることもできる。図６は、実施の形態１に係るエンコーダの変形例を示す断面図である。電気回路基板４には、発光素子４２及び受光素子４３が設けられている。また、磁石２には反射式光学スケール２１が取りつけられている。発光素子４２から出た光は反射式光学スケール２１で反射する際にエンコーダシャフト１の回転により光強度が変調されてから受光素子４３に入射する。受光素子４３からの出力電圧を電気回路基板４上に実装された演算素子４１で処理することで、サーボモータのモータシャフトに接続されたエンコーダシャフト１の回転角度を検出することができる。
【００２７】
また、実施の形態１の変形例に係るエンコーダ２０では、磁気センサ３には、バルクハウゼン効果が得られる複合磁気ワイヤが用いられている。磁石２が固定されたエンコーダシャフト１の回転角度の変化に伴って磁界の向きが変化すると、バルクハウゼン効果により複合磁気ワイヤである磁気センサ３から発電パルスが出力される。磁気センサ３から出力された発電パルスを演算することで、演算素子４１は、エンコーダシャフト１の回転方向及び回転回数を計測できる。
【００２８】
実施の形態１に係るエンコーダ２０は、磁界遮蔽板６の欠損部６１を通じて、エンコーダベース部材７に電気回路基板保持部材５が固定されるため、磁界遮蔽板６を高精度に加工しなくても磁気センサ３の設置位置精度を高めることができる。したがって、エンコーダ２０は、外部の磁界の影響を受けにくく、かつ検出精度を高くできる。
【００２９】
また、実施の形態１に係るエンコーダ２０は、磁界遮蔽板６を間に挟まずにエンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とを固定するため、エンコーダシャフト１の軸方向におけるエンコーダ２０の寸法が磁界遮蔽板６の厚さによって増加することがない。
【００３０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るエンコーダ２０は、電気回路基板保持部材５、磁界遮蔽板６及びエンコーダベース部材７の形状が相違することを除き、実施の形態１に係るエンコーダ２０と同様である。図７は、本発明の実施の形態２に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図である。磁界遮蔽板６に形成された欠損部６１は、磁界遮蔽板６の縁まで達する切り欠き状である。エンコーダベース部材７の上面には凸部７４が設けられている。エンコーダベース部材７の凸部７４が欠損部６１を貫通し、電気回路基板保持部材５とエンコーダベース部材７とが当接している。エンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とは、凸部７４を貫通するねじ１４で固定される。なお、電気回路基板保持部材５の筒体５１と、磁界遮蔽板６とは、非接触である。
【００３１】
エンコーダベース部材７は、アルミダイキャストで概略形状を成形した後に、高い寸法精度が必要な箇所に切削加工が施される。エンコーダベース部材７の電気回路基板保持部材５と当接する部分は切削加工を施す必要があるが、実施の形態２に係るエンコーダ２０では凸部７４のみ切削加工すれば良いため、エンコーダベース部材７の製造コストを低減できる。
【００３２】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るエンコーダ２０は、電気回路基板保持部材５、磁界遮蔽板６及びエンコーダベース部材７の形状が相違することを除き、実施の形態１に係るエンコーダ２０と同様である。図８は、本発明の実施の形態３に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図である。実施の形態３に係るエンコーダ２０は、磁界遮蔽板６に欠損部６１が三つ形成されている。実施の形態３に係るエンコーダ２０の磁界遮蔽板６の欠損部６１は、円環の外周側が部分的に除去された円弧状の切り欠きである。したがって、磁界遮蔽板６は、電気回路基板保持部材５の端面よりも小さい円環部６２と、円環部６２の外縁から電気回路基板保持部材５の中心軸から遠ざかる方向に放射状に突出する複数の突出片６３とを備えた形状となっている。
【００３３】
電気回路基板保持部材５の下端部には、筒体５１を下方に延長した形状の凸部５２が設けられている。電気回路基板保持部材５の凸部５２は、磁界遮蔽板６の欠損部６１を貫通してエンコーダベース部材７に当接する。なお、電気回路基板保持部材５の筒体５１と、磁界遮蔽板６とは、非接触である。電気回路基板保持部材５の凸部５２同士の間は、磁界遮蔽板６の突出片６３の厚さよりも大きい凹部５３となっている。したがって、エンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とを当接させる際に磁界遮蔽板６が電気回路基板保持部材５又はエンコーダベース部材７と干渉することは防止される。
【００３４】
実施の形態３に係るエンコーダ２０は、上下方向の寸法が大きくなることを抑制しつつ、外部磁界による磁気センサ３による検出精度の低下を抑えることができる。また、電気回路基板保持部材５とエンコーダベース部材７との接触面積を拡大できるため、耐振動性及び耐衝撃耐性を高めることができる。
【００３５】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係るエンコーダ２０は、電気回路基板保持部材５、磁界遮蔽板６及びエンコーダベース部材７の形状が相違することを除き、実施の形態１に係るエンコーダ２０と同様である。図９は、本発明の実施の形態４に係るエンコーダの電気回路基板、電気回路基板保持部材及び磁界遮蔽板の分解斜視図である。実施の形態４に係るエンコーダ２０は、磁界遮蔽板６に欠損部６１が三つ形成されている。実施の形態４に係るエンコーダ２０の磁界遮蔽板６の欠損部６１は、円環の外周側が部分的に除去された円弧状の切り欠きである。したがって、磁界遮蔽板６は、電気回路基板支持部材の端面よりも小さい円環部６２と、円環部６２の外縁から電気回路基板保持部材５の中心軸から遠ざかる方向に放射状に突出する複数の突出片６３とを備えた形状である。
【００３６】
図１０は、実施の形態４に係るエンコーダの分解斜視図である。エンコーダベース部材７は、磁界遮蔽板６を収容する凹部７５が形成されている。凹部７５の深さは、磁界遮蔽板６の厚さ以上となっている。したがって、凹部７５に磁界遮蔽板６を収容した状態では、磁界遮蔽板６の上面は、エンコーダベース部材７の上面よりも下方に位置する。このため、電気回路基板保持部材５の筒体５１と、磁界遮蔽板６とは、非接触である。したがって、エンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とを当接させる際に磁界遮蔽板６が電気回路基板保持部材５又はエンコーダベース部材７と干渉することは防止される。
【００３７】
上記の実施の形態３では電気回路基板保持部材５側の凹部５３に磁界遮蔽板６が収容される構造を示し、実施の形態４ではエンコーダベース部材７の凹部７５に磁界遮蔽板６が収容される構造を示したが、電気回路基板保持部材５及びエンコーダベース部材７の両方に凹部を設けて磁界遮蔽板６が電気回路基板保持部材５又はエンコーダベース部材７と干渉することを防止してもよい。
【００３８】
実施の形態４に係るエンコーダ２０は、上下方向の寸法が大きくなることを抑制しつつ、外部磁界による磁気センサ３による検出精度の低下を抑えることができる。また、電気回路基板保持部材５とエンコーダベース部材７との接触面積を拡大できるため、耐振動性及び耐衝撃耐性を高めることができる。
【００３９】
実施の形態４に係るエンコーダ２０の電気回路基板保持部材５の下端部は、凹凸の無い形状であり、電気回路基板保持部材５の強度を損なうことがない。したがって、実施の形態４に係るエンコーダ２０は、実施の形態３に係るエンコーダ２０よりも耐振動性及び耐衝撃性を高めやすい。
【００４０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンコーダシャフト、１ａ  ベアリング抑えリブ、２  磁石、３  磁気センサ、４  電気回路基板、５  電気回路基板保持部材、６  磁界遮蔽板、７  エンコーダベース部材、８  ベアリング、９  軸継ぎ手、１０  樹脂製エンコーダカバー、１１  外部磁界遮蔽カバー、１２  シール部材、１３，１４，１５  ねじ、２０  エンコーダ、２１  反射式光学スケール、４１  演算素子、４２  発光素子、４３  受光素子、５１  筒体、５２，７４  凸部、５３，７５  凹部、６１  欠損部、６２  円環部、６３  突出片、７１  溝、７２  底面、７３  内周突起部、８１  外輪、８２  内輪。
【図１】
2020053992.tif 000003
【図２】
2020053992.tif 000004
【図３】
2020053992.tif 000005
【図４】
2020053992.tif 000006
【図５】
2020053992.tif 000007
【図６】
2020053992.tif 000008
【図７】
2020053992.tif 000009
【図８】
2020053992.tif 000010
【図９】
2020053992.tif 000011
【図１０】
2020053992.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月15日(2019.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸継ぎ手が下端部に設置されたエンコーダシャフトと、
前記エンコーダシャフトが貫通する穴が形成されたエンコーダベース部材と、
前記エンコーダシャフトの上端部に設置された磁石と、
前記磁石の磁界を検出する磁気センサ及び該磁気センサの出力に基づいて前記エンコーダシャフトの回転角度を算出する演算素子が実装された電気回路基板と、
両端が開放された円筒状であり、上端部に前記電気回路基板が固定された電気回路基板保持部材と、
前記電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分を備える磁界遮蔽板とを有し、
前記磁界遮蔽板は、前記電気回路基板保持部材の中心軸の軸方向において前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分の一部に欠損部が形成されており、
前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とは、前記欠損部を通じて当接しており、
前記電気回路基板保持部材の下端部及び前記エンコーダベース部材の上面のうち少なくとも前記エンコーダベース部材の上面に凸部を備え、前記凸部が前記欠損部を貫通することにより、前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とが当接することを特徴とする磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項２】
前記エンコーダベース部材及び前記電気回路基板保持部材の少なくとも一方は、前記磁界遮蔽板を収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項３】
前記電気回路基板保持部材の筒部と、前記磁界遮蔽板とは、非接触であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項４】
内輪及び外輪を備えたベアリングを有し、
前記エンコーダベース部材の前記穴の内周には中心軸に向かってリブ状に張り出す内周突起部が形成されており、
前記エンコーダシャフトには、フランジ状に外径方向に突出するベアリング抑えリブが形成されており、
前記外輪は、前記内周突起部に固定されており、
前記内輪は、前記ベアリング抑えリブに固定されており、
前記エンコーダベース部材は、前記ベアリングを介して前記エンコーダシャフトを回転可能に支持していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項５】
前記磁石の回転を光学的に検出する光センサを備え、
前記磁気センサは、バルクハウゼン効果を有する複合磁気ワイヤであり、前記演算素子は、前記光センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出し、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトが回転した回数を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項６】
前記演算素子は、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
実施の形態１に係るエンコーダ２０は、外部磁界遮蔽カバー１１の固定に用いるねじ１３の径を大きくできるため、外部磁界遮蔽カバー１１を固定する力が不足することに起因する防塵防水性能の低下を抑制できる。実施の形態１に係るエンコーダ２０は、平坦な面同士の間でシール部材１２を圧縮しているため、外部磁界遮蔽カバー１１及びエンコーダベース部材７を高精度に加工しなくても、防水防塵性を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
電気回路基板保持部材５の下端部には、筒体５１を下方に延長した形状の凸部５２が設けられている。電気回路基板保持部材５の凸部５２は、磁界遮蔽板６の欠損部６１を貫通してエンコーダベース部材７に当接する。なお、電気回路基板保持部材５の筒体５１と、磁界遮蔽板６とは、非接触である。電気回路基板保持部材５の凸部５２同士の間は、磁界遮蔽板６の突出片６３の厚さよりも大きい凹部５３となっている。したがって、エンコーダベース部材７と電気回路基板保持部材５とを当接させる際に磁界遮蔽板６が電気回路基板保持部材５及びエンコーダベース部材７と干渉することは防止される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
実施の形態３に係るエンコーダ２０は、上下方向の寸法が大きくなることを抑制しつつ、外部磁界による磁気センサ３による検出精度の低下を抑えることができる。また、電気回路基板保持部材５とエンコーダベース部材７との接触面積を拡大できるため、耐振動性及び耐衝撃性を高めることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020053992.tif 000013
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020053992.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月10日(2019.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸継ぎ手が下端部に設置されたエンコーダシャフトと、
前記エンコーダシャフトが貫通する穴が形成されたエンコーダベース部材と、
前記エンコーダシャフトの上端部に設置された磁石と、
前記磁石の磁界を検出する磁気センサ及び該磁気センサの出力に基づいて前記エンコーダシャフトの回転角度を算出する演算素子が実装された電気回路基板と、
両端が開放された円筒状であり、上端部に前記電気回路基板が固定された電気回路基板保持部材と、
前記電気回路基板保持部材の中心軸に沿って見た場合に前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分を備える磁界遮蔽板とを有し、
前記磁界遮蔽板は、前記電気回路基板保持部材の中心軸の軸方向において前記電気回路基板保持部材の筒部と重なる部分の一部に欠損部が形成されており、
前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とは、前記欠損部を通じて当接しており、
前記電気回路基板保持部材の下端部及び前記エンコーダベース部材の上面のうち少なくとも前記エンコーダベース部材の上面から、前記電気回路基板保持部材の中心軸の軸方向のみに延びる凸部を備え、前記凸部が前記欠損部を貫通することにより、前記エンコーダベース部材と前記電気回路基板保持部材とが当接することを特徴とする磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項２】
前記エンコーダベース部材及び前記電気回路基板保持部材の少なくとも一方は、前記磁界遮蔽板を収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項３】
前記電気回路基板保持部材の筒部と、前記磁界遮蔽板とは、非接触であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項４】
内輪及び外輪を備えたベアリングを有し、
前記エンコーダベース部材の前記穴の内周には中心軸に向かってリブ状に張り出す内周突起部が形成されており、
前記エンコーダシャフトには、フランジ状に外径方向に突出するベアリング抑えリブが形成されており、
前記外輪は、前記内周突起部に固定されており、
前記内輪は、前記ベアリング抑えリブに固定されており、
前記エンコーダベース部材は、前記ベアリングを介して前記エンコーダシャフトを回転可能に支持していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項５】
前記磁石の回転を光学的に検出する光センサを備え、
前記磁気センサは、バルクハウゼン効果を有する複合磁気ワイヤであり、前記演算素子は、前記光センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出し、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトが回転した回数を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【請求項６】
前記演算素子は、前記磁気センサの出力に基づいて、前記エンコーダシャフトの１回転内での回転角度を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁界遮蔽板付きエンコーダ。
【国際調査報告】
2020053992.tif 000015
2020053992.tif 000016
2020053992.tif 000017
2020053992.tif 000018