(57)【要約】【課題】ロータリエンコーダ交換時のロータリエンコーダとモータの組み立て作業を簡単に行うことを可能にするロータリエンコーダの位置決めユニットと、これを有するロータリエンコーダを提供すること。【解決手段】ロータリエンコーダ１と被測定対象の回転装置１００との間に配置され、前記ロータリエンコーダ１のハブ部２と前記回転装置１００の回転軸との位置合わせを可能にするロータリエンコーダ１の位置決めユニット５０。【選択図】図１
2008185557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリエンコーダと被測定対象の回転装置との間に配置され、
前記ロータリエンコーダのハブ部と前記回転装置の回転軸との位置合わせを可能にすることを特徴とするロータリエンコーダの位置決めユニット。
【請求項２】
前記位置決めユニットはリング状部材からなり、
前記リング状部材の内周面に前記ロータリエンコーダのインロー部が嵌合し、前記ハブ部の中心と前記回転軸の中心とを一致させることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダの位置決めユニット。
【請求項３】
前記位置決めユニットは切欠き部を有し、
前記切欠き部に位置決めブロックが固定され、
前記位置決めブロックの少なくとも一方の端面に前記ロータリエンコーダの本体モールド部の外周部に設けられた位置決め面が当接し、
前記ロータリエンコーダの回転基準位置と前記回転軸の回転基準位置とを一致させることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリエンコーダの位置決めユニット。
【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ロータリエンコーダの位置決めユニットを有することを特徴とするロータリエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリエンコーダの位置決めユニットと、これを有するロータリエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばモータ等の測定対象に装着されて共に回転する回転符号板や磁石を備え、該回転符号板や磁石の回転を回路基板に設けられた光学センサや磁気センサによって検出することで前記測定対象の回転数や回転角度等を検出するロータリエンコーダが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のロータリエンコーダでは、ロータリエンコーダが故障しロータリエンコーダを交換する時に、モータの回転軸の中心に対してロータリエンコーダの中心を一致させることや、ロータリエンコーダの回転基準位置とモータの回転基準位置とを一致させる作業を、作業者が現場で測定器を用いて測定したのちロータリエンコーダとモータとを固定するという煩雑な作業を行う必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、ロータリエンコーダと被測定対象の回転装置との間に配置され、前記ロータリエンコーダのハブ部と前記回転装置の回転軸との位置合わせを可能にすることを特徴とするロータリエンコーダの位置決めユニットを提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ロータリエンコーダの交換の際に、ロータリエンコーダとモータの組み立て作業を簡単に行うことを可能にするロータリエンコーダの位置決めユニットと、これを有するロータリエンコーダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施の形態にかかるロータリエンコーダとロータリエンコーダの位置決めユニットについて図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明ではロータリエンコーダを位置決めユニットを介してモータに取り付けた場合を想定して説明するが、モータに限られるわけではない。
【０００７】
図１は、実施の形態にかかるロータリエンコーダの位置決めユニットを介してロータリエンコーダをモータに固定した状態のロータリエンコーダと位置決めユニットの断面概略図である。図２は、ロータリエンコーダのハブ部上面の斜視図である。図３は、実施の形態にかかるロータリエンコーダの位置決めユニットの概観図である。図４は、位置決めユニットを介してロータリエンコーダをモータに固定した状態の概略図である。
【０００８】
図１、図２において、ロータリエンコーダ１は、モータ１００の不図示の回転軸に挿入されて回転するハブ部２と、ハブ部２を回転可能に収納する本体モールド部３と、電気部品を実装した回路基板部４と、静電ノイズや磁気ノイズをシールドするためのカバー部材５から構成されている。
【０００９】
ハブ部２は、例えばアルミ合金等の非磁性金属にモータ１００の回転軸を挿入して固定するための挿入穴２ａが形成された円柱形状の部材であって、その上端部分及び下端部分の外径は他の部分の外径よりも小さく形成されている。また、この下端部分の外周には、雄ねじ部７が形成されている。
【００１０】
また、図２に示すように、ハブ部２の上端部分側には、目盛円板６が外挿され押え環８を介してハブ部２にねじ８ａでねじ止めされている。この目盛円板６は、円板状の部材であってその外周部分には不図示の複数のスリットが円周方向に沿って形成されている。
【００１１】
また、ハブ部２の上端部分の中心部付近には、後述する磁気センサで一回転当たり１サイクルの信号を発生するリング状磁石２１がハブ部２の上端部分にＵＶ接着剤等で接着されている。このリング状磁石２１は磁性焼結体等で形成されている。
【００１２】
また、リング状磁石２１は、内径部分に凸部２１ａを有し、この凸部２１ａがハブ部２の上端部分に設けられている円筒状の凸部２ｂの溝部２ｃに係合されている。リング状磁石２１の凸部２１ａのほぼ中央部と、これに対向する位置には、磁極ａ、ｂが位置するようにリング状磁石２１が着磁されている。このように着磁することによって１サイクル／１回転の信号を発生することができる。なお、磁極ａ、ｂの数は２つに限定されず設計により適宜決定される。また、接着はＵＶ効果に限らず他の接着剤を使用することも可能である。
【００１３】
また、本体モールド部３は、ハブ部２を回転可能に収納し、かつモータ１００に取り付けられて該モータ１００の回転軸をハブ部２の挿入穴２ａへ導くための上下方向に貫通穴９を備えた円柱形状の筐体である。またこの本体モールド部３において、貫通穴９を形成する本体モールド部３の内壁９ａの下側部分には、ハブ部２の雄ねじ部７と螺合する雌ねじ部１０が形成されている。また本体モールド部３には、上下方向に貫通した貫通孔１１が形成されており、この貫通孔１１には光源１２ａとコリメータレンズ１２ｂからなる光源ユニット１２が備えられている。
【００１４】
また、回路基板部４は、本体モールド部３の上端部分に不図示のねじで取り付けられて貫通穴９を略閉塞する板状部材であって、その下面には本体モールド部３の光源ユニット１２からの光を受光するための光センサ１３が備えられている。
【００１５】
また、回路基板部４の下部のリング状磁石２１の上方部分には例えばホール素子等の磁気センサ２２が配設され、ハブ部２の回転をリング状磁石２１の磁極からの磁場の変化で検出する。
【００１６】
回路基板部４の上面には、光センサ１３や磁気センサ２２からの検出信号を処理するアナログ／デジタル変換器等の電気部品等が実装されている。
【００１７】
また、回路基板部４の中央部分には、ハブ部２とモータ１００の回転軸とを固定するための不図示の止めねじをロータリエンコーダ１内へ出し入れするための挿脱孔４ａが形成され、上面の周辺部分には、外部との信号のやり取りを行うためのコネクタ１９が設けられている。
【００１８】
また、本体モールド部３、光センサ１２や磁気センサ２２、及び回路基板部４をシールドするためのカバー部材５が本体モールド部３の外周部３ａに嵌合し、不図示のねじ本体モールド部３に固定されている。なお、カバー部材５は、静電ノイズと磁気ノイズを防止するために、例えば軟鉄などの高透磁率金属で形成することが望ましい。また、磁気シールド効果を十分に持たせるために、カバー部材５の肉厚は、許容できる限り厚くすることが好ましい。本ロータリエンコーダ１では、カバー部材５の肉厚は２ｍｍ以上とすることで十分な磁気シールド効果を達成している。
【００１９】
また、カバー部材５の中央部分には、ハブ部２とモータ１００の回転軸とを固定するための不図示の止めねじをロータリエンコーダ１内へ出し入れするための挿脱孔５ａが、外周部近傍には、コネクタ１９を通すための穴５ｂが形成されている。また、止めねじでハブ部２を不図示のモータの回転軸に固定した後、挿脱孔５ａを塞ぐためのキャップ５ｃが設けられ、ロータリエンコーダ１内部への埃などの侵入を防止している。
【００２０】
回路基板部４の不図示の取り付けねじのねじ穴とカバー部材５を固定するための不図示の固定ねじのねじ穴は互いに電気的に接続されており、カバー部材５は、ねじ及びねじ穴を介して回路基板部４のシグナルグランドと接続されている。例えば、ねじ穴を導電性部材で形成することで、回路基板部４とカバー部材５とを電気的に接続することができる。
【００２１】
また、回路基板部４とハブ部２との間には、静電ノイズを防止すると共に、回路基板部４を本体モールド部３から取り外した際の目盛円板６等の保護のためにシールド板１８が配設されている。
【００２２】
このようにして、ロータリエンコーダ１が構成されている。なお上述したようにロータリエンコーダ１は、光学式ロータリエンコーダ及び磁気式ロータリエンコーダの両方のエンコーダとして動作するものである。
【００２３】
本ロータリエンコーダ１において、光源ユニット１２から発せられた光は、モータ１００の回転軸に連動して回転する目盛円板６に下側から照射される。この目盛円板６における不図示のスリットを通過した光は、光センサ１３によって受光されてアナログ信号に変換される。また、リング状磁石２１の磁極からの磁場の変化は磁気センサ２２で検出される。これらのアナログ信号は、回路基板部４に実装されたアナログ／デジタル変換器等の電気部品によってデジタル信号に変換される。このデジタル化された信号に基づきモータの回転軸の回転量や回転角度を算出することが可能となる。
【００２４】
また、本ロータリエンコーダ１は、上述したハブ部２の雄ねじ部７と本体モールド部３の雌ねじ部１０とを締め付け固定することによって、ハブ部２を本体モールド部３に固定することができる。
【００２５】
これに回路基板部４を本体モールド部３に取り付けることによって、本体モールド部３、ハブ部２、及び回路基板部４とを一体のものとして取り扱うことができるため、これらを別々に管理、保管するという煩雑さを解消することもできる。
【００２６】
このように、本ロータリエンコーダ１では、リング状磁石２１に凸部２１ａが設けられ、この凸部２１ａの位置に磁極ａが位置付けされているので、作業者はひと目で磁極ａ、ｂの位置を確認することができ、リング状磁石２１と目盛円板６との位置合わせ等の組み立てを容易に行うことが可能になる。
【００２７】
さらに、この凸部２１ａは、ハブ部２の円筒状凸部２ｂの溝部２ｃに係合されているため、リング状磁石２１の接着が剥離した場合でもリング状磁石２１が空転することを防止することができる。
【００２８】
また、本ロータリエンコーダ１は、外周部にシグナルグラウンドと接続され、かつ磁気シールド特性を有する金属部材からなるカバー部材５を有することによって、ロータリエンコーダ１の外部（例えば、ロータリエンコーダ１に接続されているモータ）で発生する静電ノイズや磁気ノイズによるロータリエンコーダ１の誤検出を防止することが可能になる。
【００２９】
また、ロータリエンコーダ１の回路基板部４等がカバー部材５で保護されているため、作業者の取り扱いも容易となる。
【００３０】
なお、上記説明では、光センサ１３、磁気センサ２２、回路基板部４、及び本体モールド部３全体を覆うようにカバー部材１５を構成しているが、カバー部材１５は、少なくとも光センサ１３、磁気センサ２２、及び回路基板部４を覆うように構成すれば同様の効果を奏することができる。
【００３１】
次に、ロータリエンコーダの位置決めユニット（以後、インローユニットと記す）について図１、図３、及び図４を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１おいて、ロータリエンコーダ１は、インローユニット５０を介してモータ１００にねじ１０２で固定される。インローユニット５０は、図３に示すように、金属のリング状部材からなり、インローユニット５０の内周面５１がロータリエンコーダ１のインロー部３１と嵌合するように構成されている（図１参照）。また、インローユニット５０には、後述する位置だしブロックを固定する切欠き部分５２が形成されている（図３、４参照）。
【００３３】
ロータリエンコーダ１のインロー部３１は、ハブ部２の回転中心や、目盛円板６の不図示のパターンと光センサ１３の位置関係等の基準となるものであり、インロー部３１をインローユニット５０の内周面５１に嵌合することで、ハブ部２の回転中心とインローユニット５０の中心とを一致させることが可能になる。
【００３４】
モータ１００に固定する際、インローユニット５０をモータ１００の固定面にインローユニット５０を移動可能な状態でねじ１０１を仮止めし、不図示の位置決め工具の中心穴にモータ１００の回転軸を挿通し、位置決め工具の外周部をインローユニット５０の内周面５１に押し付けることで、インローユニット５０の中心位置とモータ１００の回転軸中心とを一致させる。
【００３５】
位置決め工具の外周部は、ロータリエンコーダ１のインロー部３１と同等の形状を有し外周部と位置決め工具の中心軸との関係がロータリエンコーダ１のインロー部３１とハブ部２の中心との関係と一致するように構成されている。
【００３６】
位置決め工具を用いて、モータ１００の回転軸中心とインローユニット５０の中心位置を一致させた後、ねじ１０１を締め付けることによってインローユニット５０をモータ１００の固定面に固定する。この結果、インローユニット５０の中心とモータ１００の回転軸中心及びロータリエンコーダ１の中心、即ちハブ部２の中心とを一致させることが可能になる。
【００３７】
インローユニット５０をモータ１００に固定した後、ロータリエンコーダ１をインローユニット５０を介してモータ１００の回転軸に取り付ける。この状態で、モータ１００の回転軸とロータリエンコーダ１のハブ部２の中心とは一致している。
【００３８】
続いて、ロータリエンコーダ１とモータ１００の回転基準位置の位置合わせを行う。最初にロータリエンコーダ１とモータ１００とを組み立てた状態では、ロータリエンコーダ１とモータ１００の回転基準位置はずれた状態となっている。そこで、ロータリエンコーダ１のコネクタ１９に測定器を接続して、カウンタのシングルターン値（ＳＴ値）がゼロに近づくようにロータリエンコーダ１本体を回転させＳＴ値がほぼゼロのロータリエンコーダ１の位置が決まったところで、ロータリエンコーダ１をねじ１０２でモータに固定する（図１参照）。
【００３９】
このあと、インローユニット５０の切欠き部分５２に位置決めブロック７０を固定する。位置決めブロック７０は、両端面７１、７２を、ロータリエンコーダ１の本体モールド部３の下部外周部に設けられている円筒部材３ｄの切欠き部端面３ｂ、３ｃに接触するように位置付けして、ねじ７３でインローユニット５０及びモータ１００に固定する。
【００４０】
このように、ロータリエンコーダ１は、ロータリエンコーダ１の位置決めユニット５０（インローユニット）を有し、このインローユニット５０を介してハブ部２の中心とモータ１００の回転軸中心を容易に一致させることが可能になる。
【００４１】
また、インローユニット５０の切欠き部分５２に固定された位置決めブロック７０を有しているために、ロータリエンコーダ１を交換する場合に、ロータリエンコーダ１の本体ユニット３の外周部３ｄの切欠き部分端面３ｂ、３ｃを位置決めブロック７０の端面７１、７２と接触させることで、ロータリエンコーダ１の回転基準位置とモータ１００の回転基準位置を容易に一致させることが可能になる。なお、本体ユニット３の切欠き部分端面３ｂ、３ｃと位置決めブロック７０の端面７１、７２とは少なくとも一方が接触することで位置決めすることができるように構成することも可能である。なお、交換に用いるロータリエンコーダ１は、工場で上述したインローユニット５０や位置決めブロック７０を用いた組み立て工具でモータ１００に対する回転基準位置が前もって調整されていることは言うまでもない。
【００４２】
以上述べたように、実施の形態にかかるロータリエンコーダ１の位置決めユニット５０（インローユニット）を用いることにより、従来、ロータリエンコーダ１の交換の際に現場で行っていたロータリエンコーダ１とモータ１００との位置調整を行う必要がなく、簡単にロータリエンコーダ１の交換を行うことが可能になる。
【００４３】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態にかかるロータリエンコーダの位置決めユニットを介してロータリエンコーダをモータに固定した状態のロータリエンコーダと位置決めユニットの断面概略図である。
【図２】ロータリエンコーダのハブ部上面の斜視図である。
【図３】実施の形態にかかるロータリエンコーダの位置決めユニットの概観図である。
【図４】位置決めユニットを介してロータリエンコーダをモータに固定した状態の概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    ロータリエンコーダ
２    ハブ部
３    本体モールド部
４    回路基板部
５    カバー部材
６    目盛円板
１２  光源ユニット
１３  光センサ
２１  リング状磁石
２２  磁気センサ
２１ａ  凸部
３１  インロー部
５０  位置決めユニット（インローユニット）
７０  位置決めブロック
【図１】
2008185557.tif 000003
【図２】
2008185557.tif 000004
【図３】
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【図４】
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