(57)【要約】【課題】センサをモータ本体から取り外すことなく、さらにはセンサやマグネットが外気にさらされることなく、回路基板を交換可能にされたエンコーダを提供する。【解決手段】マグネット３及びセンサ６を保護するセンサ保護カバー５がモータ本体４に対して着脱可能に取り付けられ、回路基板７を保護する回路基板保護カバー９がセンサ保護カバー５に対して着脱可能に取り付けられ、この回路基板保護カバー９の内側に回路基板７が着脱可能に取り付けられ、センサ６に接続されたセンサ信号用リード線１０が回路基板７に着脱可能に接続される構成とした。これにより、回路基板７を交換する場合は、回路基板保護カバー９を取り外せばよいので、マグネット３及びセンサ６を保護するセンサ保護カバー５をモータ本体４から取り外す必要はなく、さらには交換の必要のないセンサ６をモータ本体４から取り外す必要もない。【選択図】図１
2004312910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転軸に取り付けられたマグネットと、
該マグネットの近傍に設けられた磁束を検出するセンサと、
該センサが検出した磁束の変化に基づいて前記モータ回転軸の回転角度や回転速度を算出する回路基板と、を有するエンコーダにおいて、
前記マグネット及び前記センサを保護するセンサ保護カバーがモータ本体に対して着脱可能に取り付けられ、
前記回路基板を保護する回路基板保護カバーが前記センサ保護カバーに対して着脱可能に取り付けられ、
該回路基板保護カバーの内側に前記回路基板が着脱可能に取り付けられ、
前記センサに接続されたセンサ信号用リード線が前記回路基板に着脱可能に接続されていることを特徴とするエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ用エンコーダに関し、特に、エンコーダが具備する回路基板の交換を容易に行うことが可能なエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータの回転軸の位置（回転角度）や回転速度を検出する際には、一般に、モータ用エンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と記す）が使用されている。従来のエンコーダとしては、例えば特許文献１に開示されているものが知られている。この特許文献１に開示されているエンコーダは、主として、モータ回転軸の軸端に固定された極性を有するマグネット、このマグネットの外側近傍に設けられた磁束を検出するセンサ、及びこのセンサが検出した磁束の変化に基づいてモータ回転軸の位置（回転角度）や回転速度を算出する回路基板から構成されている。
【０００３】
図３及び図４は前述した従来のエンコーダの一例を示したものである。すなわち、図３は前述した従来技術に係るエンコーダの構成を示した断面図である。また、図４は図３におけるモータ回転軸２の軸端からモータ本体４の方向を見たときの断面図である。エンコーダは、マグネット３、センサ６、及び回路基板７から構成されている。このエンコーダは、モータ１においてモータ本体４の回転軸すなわちモータ回転軸２の端部に設けられている。そして、エンコーダは、モータ本体４に対して着脱可能に取り付けられたカップ状のセンサ保護カバー５により保護されている。
【０００４】
マグネット３は、モータ回転軸２のほぼ端部に設けられており、その形状は中心部がモータ回転軸２を挿通可能にされたドーナツ状を呈しており、その材質は磁気を帯びた磁性体となっている。このマグネット３は極性を有しているので、モータ回転軸２の回転に従いマグネット３が回転すると、ドーナツ状を呈したマグネット３の外周近傍の磁束が変化する。センサ６は、ドーナツ状を呈したマグネット３の外周近傍に設けられ、モータ回転軸４の回転に従い回転するマグネット３の磁束を検出するために使用される。なお、このセンサ６は、回路基板７に取り付けられている。回路基板７は、センサ６が検出した磁束の変化に基づいてモータ回転軸４の位置（回転角度）や回転速度を算出したり、回路基板用リード線８を介して図示しない外部の制御機器等との間で行われるデータ通信等を処理する。このセンサ６が取り付けられた回路基板７は、前述したセンサ保護カバー５に取り付けられている。回路基板７には前述した回路基板用リード線８がハンダ付け等で接続されており、この回路基板用リード線８はセンサ保護カバー５の一部を貫通して図示しない外部の制御機器等に接続されている。
【０００５】
係る構成により、モータ本体４が駆動し、モータ回転軸２が回転することにより、これに取り付けられているマグネット３が回転し、センサ６によりマグネット３の外周近傍の磁束が検出される。そして、この検出信号が回路基板７により処理され、磁束の変化に基づいてモータ回転軸２の回転角度や回転速度が算出され、これら回転角度や回転速度のデータが信号として回路基板用リード線８を介して図示しない外部の制御機器等に出力されることになる。
【０００６】
また、係る構成のものにおいては、前述したように、回路基板７とセンサ６とが一体化され、これがセンサ保護カバー５の固定部に対して着脱可能に取り付けられ、さらにこのセンサ保護カバー５がモータ本体４に対して着脱可能に取り付けられることになる。したがって、回路基板７またはセンサ６が使用中に故障するなどして、これらのいずれか一方あるいは双方を交換する事態が発生した場合は、センサ保護カバー５をモータ本体４から取り外し、取り外されたセンサ保護カバー５に取り付けられている一体化された回路基板７及びセンサ６をセンサ保護カバー５から取り外し、これらを交換することになる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２８４６４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンコーダの故障においては、統計上、磁束を検出するセンサ６の故障よりも回路基板７の故障の方が多く発生している。ここで、前述した特許文献１に開示されているような従来技術に係る構成のエンコーダにおいて故障が発生した場合を考えると、この場合磁束を検出するセンサ６及び回路基板７の全てを交換することになる。そのため、故障した機器が回路基板７のみであった場合でも、故障していないセンサ６も取り外さなくてはならない。したがって、この場合は、モータ回転軸２に取り付けられているマグネット３の極性の微妙な違いに起因して、センサ６の取り付け後にキャリブレーション等の作業を行わなければならないという問題があった。また、磁束を発生するマグネット３や磁束を検出するセンサ６に油や塵などの異物が付着するとセンサ６の検出精度が悪化することになるが、前述した構成のエンコーダでは回路基板７のみを交換する場合であってもセンサ保護カバー５を取り外す必要があり、その際にマグネット３やセンサ６が外気にさらされ、これらに油や塵などの異物が付着する可能性が生じていた。
【０００９】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、磁束を検出するセンサをモータ本体から取り外すことなく、さらにはセンサや磁束を発生するマグネットが外気にさらされることなく、モータ回転軸の位置（回転角度）や回転速度を算出する回路基板を交換可能にされたエンコーダを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明では、モータ回転軸に取り付けられたマグネットと、このマグネットの近傍に設けられた磁束を検出するセンサと、このセンサが検出した磁束の変化に基づいてモータ回転軸の回転角度や回転速度を算出する回路基板と、を有するエンコーダにおいて、マグネット及びセンサを保護するセンサ保護カバーがモータ本体に対して着脱可能に取り付けられ、回路基板を保護する回路基板保護カバーが前記センサ保護カバーに対して着脱可能に取り付けられ、この回路基板保護カバーの内側に前記回路基板が着脱可能に取り付けられ、前記センサに接続されたセンサ信号用リード線が前記回路基板に着脱可能に接続されていることを特徴とするエンコーダを提供した。
【００１１】
係る構成のエンコーダとしたことにより、回路基板が故障するなどして回路基板を交換する必要が生じた場合には、回路基板をその内側に装着された回路基板保護カバーをセンサ保護カバーから取り外し、次いでセンサに接続されたセンサ信号用リード線を回路基板から取り外し、さらに回路基板を回路基板保護カバーから取り外し、回路基板を交換した後は、逆の手順で取り付ければよいことになる。したがって、係る構成のエンコーダでは、マグネット及びセンサを保護するセンサ保護カバーをモータ本体から取り外す必要はなく、さらには交換の必要のないセンサ自体をモータ本体から取り外す必要もない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエンコーダの構成を示した断面図である。また、図２は図１におけるモータ回転軸２の軸端からモータ本体４の方向を見たときの断面図である。エンコーダは、マグネット３、センサ６、回路基板７、及びセンサ信号用リード線１０から構成されている。このエンコーダは、モータ１においてモータ本体４の回転軸すなわちモータ回転軸２の端部に設けられている。そして、エンコーダは、マグネット３及びセンサ６についてはモータ本体４に対して着脱可能に取り付けられたカップ状のセンサ保護カバー５により保護され、一方、回路基板７についてはモータ本体４及びセンサ保護カバー５に対して着脱可能に取り付けられた回路基板保護カバー９により保護されている。
【００１３】
マグネット３は、モータ回転軸２のほぼ端部に設けられており、その形状は中心部がモータ回転軸２を挿通可能にされたドーナツ状を呈しており、その材質は磁気を帯びた磁性体となっている。このマグネット３は極性を有しているので、モータ回転軸２の回転に従いマグネット３が回転すると、ドーナツ状を呈したマグネット３の外周近傍の磁束が変化する。センサ６は、ドーナツ状を呈したマグネット３の外周近傍に設けられ、モータ回転軸４の回転に従い回転するマグネット３の磁束を検出するために使用される。なお、このセンサ６は、モータ本体４に取り付けられたセンサ固定部材１１に取り付けられている。これらマグネット３及びセンサ６は、前述したように、モータ本体４に対して着脱可能に取り付けられたカップ状のセンサ保護カバー５により保護されている。
【００１４】
センサ保護カバー５の外側には回路基板保護カバー９がセンサ保護カバー５に対してビス等により着脱可能に取り付けられている。さらに、この回路基板保護カバー９はその一部がモータ本体４に対しても着脱可能に取り付けられている。図１に示すように、回路基板保護カバー９の断面形状は略Ｌ字型を呈しているので、モータ本体４及びセンサ保護カバー５に取り付けられた回路基板保護カバー９には、その略Ｌ字型形状の内側に空間が生成されることになる。この回路基板保護カバー９の略Ｌ字型形状の内側に、回路基板７が回路基板保護カバー９に対して着脱可能に取り付けられる構造となっている。
【００１５】
図１に示すように、モータ本体４にセンサ保護カバー５が取り付けられ、さらに回路基板７を装着した回路基板保護カバー９がモータ本体４及びセンサ保護カバー５に対して取り付けられた状態においては、センサ６と回路基板７との間にセンサ保護カバー５の一部が介在することになる。このセンサ保護カバー５の一部には、一端がセンサ６に接続されたセンサ信号用リード線１０を挿通させるための穴が設けられている。このセンサ信号用リード線１０の他端は、回路基板７にコネクタ等により着脱可能に接続されている。なお、後述する回路基板７の交換作業を容易に行うことができるように、センサ信号用リード線１０の長さにはある程度の余裕をもたせてある。
【００１６】
回路基板７は、センサ６が検出した磁束の変化に基づいてモータ回転軸４の位置（回転角度）や回転速度を算出する。また、回路基板７には回路基板用リード線８がコネクタ等により着脱可能に接続されており、この回路基板用リード線８は回路基板保護カバー９の一部を貫通して図示しない外部の制御機器等に接続されている。これにより、回路基板７は、回路基板用リード線８を介して図示しない外部の制御機器等との間で行われるデータ通信等も処理する。
【００１７】
係る構成を有するエンコーダにおいては、モータ本体４が駆動し、モータ回転軸２が回転することにより、これに取り付けられているマグネット３が回転し、センサ６によりマグネット３の外周近傍の磁束が検出される。そして、この検出信号が回路基板７により処理され、磁束の変化に基づいてモータ回転軸２の回転角度や回転速度が算出され、これら回転角度や回転速度のデータが信号として回路基板用リード線８を介して図示しない外部の制御機器等出力されることになる。
【００１８】
以下、前述した実施形態におけるエンコーダにおいて、作業者が故障するなどした回路基板７を交換する手順について説明する。まず、作業者は回路基板保護カバー９を取り外す。具体的には、回路基板保護カバー９はモータ本体４及びセンサ保護カバー５に対して着脱可能に取り付けられているので、作業者は回路基板保護カバー９とモータ本体４との連結及び回路基板保護カバー９とセンサ保護カバー５との連結を外す。次いで、作業者は、モータ本体４及びセンサ保護カバー５との連結を解かれた回路基板保護カバー９を持ち上げるなどして、回路基板保護カバー９をモータ本体４及びセンサ保護カバー５から分離する。この時点においては回路基板７にはセンサ信号用リード線１０が接続されているが、前述したようにセンサ信号用リード線１０の長さにはある程度の余裕を持たせてあるので、回路基板７にセンサ信号用リード線１０が接続されたままの状態でも、回路基板保護カバー９をモータ本体４及びセンサ保護カバー５からある程度隔離することができる。
【００１９】
次いで、作業者は、回路基板７とはコネクタ等により着脱可能に接続されたセンサ信号用リード線１０を回路基板７から取り外す。これが完了すれば、回路基板７を装着した回路基板保護カバー９はモータ本体及びセンサ保護カバー５から完全に分離されることになる。次いで、作業者は、回路基板７とはコネクタ等により着脱可能に接続された回路基板用リード線８を回路基板７から取り外す。さらに、作業者は、回路基板７を回路基板保護カバー９に取り付けているビス等を取り外す。これにより、回路基板７を交換可能な状態になるので、故障した回路基板７を新しい回路基板７に交換する。新しい回路基板７に交換した後は、前述した取り外しまでの手順とは全く逆の手順により取り外した前述の部材をモータ本体４に取り付ければよいので、その具体的な説明は省略する。
【００２０】
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態によれば、エンコーダが具備する回路基板７の故障時には、回路基板保護カバー９を取り外し、センサ６からのセンサ信号用リード線１０を回路基板７から取り外すことにより、故障していないモータ本体４からセンサ６を取り外すことなく、故障した回路基板７を交換することができるものとなる。このように、本実施形態においては回路基板７のみが故障した場合にはモータ本体４からセンサ６を取り外す必要はないので、前述した従来技術のように、モータ回転軸２に取り付けられているマグネット３の極性の微妙な違いに起因して行わなければならなかった、センサ６の取り付け後のキャリブレーション作業を、回路基板７の交換の都度行う必要はなくなった。
【００２１】
さらに、本実施形態によれば、エンコーダが具備する回路基板７の故障時には、回路基板７を保護している回路基板保護カバー９のみを取り外せばよく、マグネット３やセンサ６を保護しているセンサ保護カバー５は取り外さなくてもよい。したがって、回路基板７の交換時にマグネット３やセンサ６が外気にさらされることはないので、マグネット３やセンサ６に油や塵などが付着することはなく、よって回路基板７の交換作業に起因して磁束を検出するセンサ６の検出精度が悪化することはない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、磁束を発生するマグネット及び磁束を検出するセンサを保護するセンサ保護カバーをモータ本体から取り外すことなく、モータ回転軸の位置（回転角度）や回転速度を算出する回路基板を交換することが可能になった。そのため、回路基板の交換時にマグネットやセンサが外気にさらされることはなくなったので、マグネットやセンサに油や塵などが付着することはなくなり、よって回路基板の交換作業に起因して磁束を検出するセンサの検出精度が悪化することはなくなった。さらに、本発明によれば、交換の必要のないセンサ自体をモータ本体から取り外すことなく、回路基板を交換することが可能になった。そのため、モータ回転軸に取り付けられているマグネットの極性の微妙な違いに起因して行わなければならなかった、センサの取り付け後のキャリブレーション作業を、回路基板の交換の都度行う必要がなくなり、これにより短時間で容易に回路基板の交換作業を行うことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンコーダの構成を示した断面図である。
【図２】図１におけるモータ回転軸２の軸端からモータ本体４の方向を見たときの断面図である。
【図３】従来技術に係るエンコーダの構成を示した断面図である。
【図４】図３におけるモータ回転軸２の軸端からモータ本体４の方向を見たときの断面図である。
【符号の説明】
１    モータ
２    モータ回転軸
３    マグネット
４    モータ本体
５    センサ保護カバー
６    センサ
７    回路基板
８    回路基板用リード線
９    回路基板保護カバー
１０    センサ信号用リード線
１１  センサ固定部材
【図１】
2004312910.tif 000003
【図２】
2004312910.tif 000004
【図３】
2004312910.tif 000005
【図４】
2004312910.tif 000006