JP4857785B2 - エンコーダ付モータ及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明はエンコーダ付モータ及びその組立方法に関するものであり、特に、エンコーダホィールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータ及びその組立方法に関するものである。

従来、此種エンコーダ付モータ１において、図３に示すように、エンコーダモジュール２は隙間部を有するコ字型に形成され、該隙間部を挟む両側面には発光素子３と受光素子４が互いに対向して配置されている。該エンコーダモジュール２は、モータケース１ａの端面側に設けたベース部材５に取り付けられている。また、モータケース１ａの端面より突出するモータ軸６の端部には、ハブ部材７によりエンコーダホィール８が装着固定されている。エンコーダホィール８の外側部分には、複数の透光部と遮光部とが回転方向に交互配列されている。

前記エンコーダホィール８の外側部分は、発光素子３と受光素子４との間隙部に配置されている。従って、モータ軸６と共にエンコーダホィール８が回転するに伴い、発光素子３から出射された光線が、エンコーダホィール８の透光部を通過して受光素子４に間欠的に入射され、このことにより、電気信号を生成してモータ１の回転数などを検出できるように構成されている（例えば、特許文献１の図６参照）。
特開昭６２−２９３１４３号

上記特許文献１記載のエンコーダ付モータ１では、コ字型に形成したエンコーダモジュール２の発光素子３と受光素子４の間に、エンコーダホィール８の外周側部分が配設されている。このため、エンコーダモジュール２をモータ端面部に設けたベース部材５に組み込む際は、エンコーダモジュール２の前記隙間部にエンコーダホィール８の外周側部分を配置させた状態で、エンコーダモジュール２をベース部材５に組付けると同時に、エンコーダホィール８をモータ軸６に組付けている。このように、エンコーダモジュール２、エンコーダホィール８をそれぞれベース部材５、モータ軸６に同時に組付ける必要があるので、エンコーダモジュール２及びエンコーダホィール８の組立て製作性が良くないという問題があった。

特に、エンコーダモジュール２に対してエンコーダホィール８を所定の位置に組み込む必要があるが、この位置調整が難しいために位置合わせ不良を招くことがあり、製品歩留りの向上が図れない。又、前記組込み時に、エンコーダモジュール２及びエンコーダホィール８を専用の保持治具で一体的に保持して組込んでいるが、この場合は、かなりの熟練を要するうえに、組付け工数が多くなって、部品組み立ての生産性向上が図れない。

そこで、エンコーダモジュール及びエンコーダホィールの組立て性（生産性）を向上させ、且つ、製品歩留りを改善させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、モータケースの端面に設けたベース部材と、該ベース部材より突出するモータ軸に取り付けられたエンコーダホイールと、該エンコーダホイールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータであって、
前記発光素子と受光素子は互いに分離独立して構成され、発光素子又は受光素子の何れかの一方は前記ベース部材に取り付けられていると共に、該発光素子又は受光素子の何れかの他方はブラケットを介して前記ベース部材に取り付けられているエンコーダ付モータにおいて、
前記ベース部材が、前記発光素子又は受光素子の何れかを搭載した回路基板であるとともに、
前記ブラケットは、前記発光素子又は受光素子の何れかの一方に一端部が電気的に接続された導通ピンにて支持され、該導通ピンの他端部は、前記ベース部材に設けたピン孔に嵌挿するとともに半田付けにて固定されており、
斯くして、ベース部材の所定位置にブラケットが取り付けられることにより、ブラケットの先端側部分に固定された発光素子又は受光素子はエンコーダホイール及び受光素子又はエンコーダホイール及び発光素子に対して所定の上方位置に組み付けられているエンコーダ付モータを提供する。

この構成によれば、受光素子と発光素子は互いに分離独立して構成されているため、発光素子又は受光素子の何れかの一方、エンコーダホィール、及び受光素子又は発光素子の何れかの他方の順に組付けられる。例えば、受光素子、エンコーダホィール及び発光素子の順に組付ける場合は、まず、前記ベース部材に受光素子を取り付け、つぎに、該受光素子の上側にエンコーダホィールを配置して組み込む。この後、該エンコーダホィールの上側に発光素子を配置して、該発光素子をブラケットを介して前記ベース部材に取り付ける。斯くして、エンコーダホィールを挟んで発光素子と受光素子が互いに対向配置して組付けられる。

この構成によれば、発光素子又は受光素子を搭載した回路基板がベース部材として機能し、専用のベースプレートを別途設ける必要がない。

この構成によれば、ブラケットを支持する導通ピンの他端部を、ベース部材側の所定位置に設けたピン孔に嵌挿固定することにより、ベース部材に対するブラケットの位置合わせ、即ち、受光素子（又は発光素子）及びエンコーダホィールに対する発光素子（又は受光素子）の位置決めが自動的に行われる。

請求項２記載の発明は、モータケースの端面に設けたベース部材と、該ベース部材より突出するモータ軸に取り付けられたエンコーダホイールと、該エンコーダホイールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータであり、前記発光素子と受光素子は互いに分離独立して構成され、発光素子又は受光素子の何れかの一方は前記ベース部材に取り付けられていると共に、該発光素子又は受光素子の何れかの他方はブラケットを介して前記ベース部材に取り付けられているエンコーダ付モータであって、前記ベース部材が、前記発光素子又は受光素子の何れかを搭載した回路基板であるとともに、前記ブラケットは、前記発光素子又は受光素子の何れかの一方に一端部が電気的に接続された導通ピンにて支持され、該導通ピンの他端部は、前記ベース部材に設けたピン孔に嵌挿するとともに半田付けにて固定されており、斯くして、ベース部材の所定位置にブラケットが取り付けられることにより、ブラケットの先端側部分に固定された発光素子又は受光素子はエンコーダホイール及び受光素子又はエンコーダホイール及び発光素子に対して所定の上方位置に組み付けられているエンコーダ付モータの組立方法において、
前記発光素子又は受光素子の何れかの一方を前記ベース部材に取り付ける工程と、
該ベース部材上に取り付けられた発光素子又は受光素子の何れかの一方の上側に前記エンコーダホイールが配置されるように、該エンコーダホイールを前記モータ軸の上面から該モータ軸に取り付ける工程と、
該エンコーダホイールの上側に前記受光素子又は発光素子の何れかの他方が配置されるように、該受光素子又は発光素子の何れかをブラケットを介して前記ベース部材に取り付ける工程とを含み、
前記発光素子及び受光素子の間に前記エンコーダホイールが円滑に挿入されて前記モータ軸に軸着できるように形成されているエンコーダ付モータの組立方法を提供する。

この構成によれば、例えば受光素子、エンコーダホィール及び発光素子の順に組付ける場合は、ベース部材の上に受光素子を直接取り付けた後、該ベース部材上に取り付けた受
光素子の上側にエンコーダホィールが配置されるように、該エンコーダホィールをモータ軸の上面から該モータ軸に取り付ける。ついで、該エンコーダホィールの上側に発光素子が配置されるように、該発光素子をブラケットを介して前記ベース部材に取り付ける。斯くして、発光素子及び受光素子の間にエンコーダホィールが円滑に挿入されてモータ軸に装着固定される。

請求項１記載の発明は、エンコーダモジュールの受光素子と発光素子は互いに分離独立して組付けるので、従来構造に比べて、エンコーダモジュール及びエンコーダホィールの組立て及び位置合わせが容易になり、製品歩留りが改善すると共に、組付け工数が低減して生産性が向上する。更に、受光素子と発光素子は相互別々に組付けられるので、設計の自由度が高くなるというメリットを有する。

この発明は、該発光素子又は受光素子の回路基板がベース部材を兼ねるので、前記の効果に加えて、部品点数が少なくなり、構造が簡単化してコスト低減化が図れる。

この発明は、ブラケッ側の導通ピンをベース部材側のピン孔に嵌挿固定するのみで、受光素子、発光素子およびエンコーダホイールの位置合わせが完了するので、前記の効果に加えて、特別な位置決め機構を設けなくとも、正確な位置合わせを自動的に行うことができる。

この発明は、例えばエンコーダモジュールの受光素子（又は発光素子）、エンコーダホイール、及び発光素子（又は受光素子）の順番に分離独立して取り付けることにより、発光素子及び受光素子の間にエンコーダホイールが円滑に挿入されてモータ軸に装着固定されるので、エンコーダモジュール及びエンコーダホイールの組み込みが容易になり、製品歩留まりを改善し、組付け工数を低減させることができる。

本発明は、モータケースの端面に設けたベース部材と、該ベース部材より突出するモータ軸に取り付けられたエンコーダホィールと、該エンコーダホィールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータにおいて、前記発光素子と受光素子は互いに分離独立して構成され、該発光素子又は受光素子の何れかの一方は前記ベース部材に取り付けられていると共に、該発光素子又は受光素子の何れかの他方はブラケットを介して前記ベース部材に取り付けられていることにより、エンコーダモジュール及びエンコーダホィールの組立て性ないし生産性を向上させ、且つ、位置合わせ精度を高めて製品歩留りを改善させるという目的を達成した。

以下、本発明の一実施例を図１及び図２に従って説明する。本実施例は、エンコーダモジュールを備えたベース部材にモータケースの端面に固定し、且つ、該ベース部材をモータ軸が貫通するタイプのエンコーダ付モータにおいて、ベース部材に対してエンコーダモジュールの発光素子と受光素子をそれぞれ独立して取り付け、受光素子、エンコーダホィール及び発光素子の順番に組み込むようにしたものに適用したが、エンコーダモジュールを備えたモータであれば全て適用可能である。

図１は、本実施例に係るエンコーダ付モータ１０を示す説明図である。同図において、１１はモータケース、１２はモータ軸であって、モータケース１１のモータ軸方向一端面にはベース部材１３が設けられていると共に、前記モータ軸１２の上端側部分は、ベース部材１３より所定寸法だけ突出している。該モータ軸１２の突出部分にはエンコーダホィ
ール１４が同軸状に取り付けられ、エンコーダホィール１４の外周側部分には、複数の透光部（スリット部）と遮光部が回転方向に交互配列されている。本実施例では、エンコーダホィール１４は、モータ軸１２の突出部分に圧入状態で装着され、且つ、エンコーダホィール１４の上下両側に取り付けたハブ部材１５により強固に固定されている。

ベース部材１３には光学式エンコーダモジュール１６が設けられ、該エンコーダモジュール１６は、受光素子（ＰＤ−ＩＣ）１７と発光素子（ＬＥＤ）１８を有する。ここでは、ベース部材１３は、受光素子１７を搭載した回路基板より構成されている。また、該発光素子１８、受光素子１７はそれぞれエンコーダホィール１４の上側、下側に対向配置されているが、従来の一体化構成とは異なり、発光素子１８と受光素子１７とは互いに分離独立して別体に構成されている。

本実施例では、受光素子１７はベース部材１３に直接取り付けられているのに対して、発光素子１８は、ケーシング兼用の樹脂製ブラケット１９を介して、ベース部材１３に取り付けられている。該取付部分の好ましい具体的構造例を図２に示す。この図示例では、ブラケット１９は略Ｌ字状に形成され、ベース部材１３に対して垂直な基端側部分と、該基端側部分に直角に連設された先端側部分とから成り、該先端側部分はベース部材１３に対して平行に配設されている。

ブラケット１９は金属製の導通ピン２０にて支持され、この導通ピン２０は、ここでは通電用ピンと取付用ピンの双方の役割を兼ねている。即ち、図２において、導通ピン２０の上端部は、例えば発光素子側回路基板２２のジャンパー線に半田付けされることにより、発光素子１８に電気的に接続されている。又、導通ピン２０の下端部は、ベース部材１３の所定位置に穿設したピン孔２１に挿入嵌合して固定されている。尚、導通ピン２０の下端側は、駆動回路（図示せず）に電気的に接続されている。

前記発光素子１８の出射部は、ブラケット１９先端側下面に固定した回路基板２２から露出している。また、発光素子１８と受光素子１７の間にはエンコーダホィール１４の外周側部分が配置されている。斯くして、モータ軸１２と共にエンコーダホィール１４が一体回転すると、発光素子１８からの出射光は、エンコーダホィール１４の透光部を通過して受光素子１７に入射し、この後、受光素子１７に接続された信号検出回路（図示せず）にてセンサ信号に変換されることにより、前記モータ１０の回転速度、回転量などを検出できるように構成されている。尚、図１中の符号２３はコネクタである。

上記エンコーダ付モータ１０では、エンコーダモジュール１６の受光素子１７と発光素子１８は互いに分離独立して構成されているので、受光素子１８、エンコーダホィール１４及び発光素子１８の順に組付けることができる。即ち、上記エンコーダモジュール１６及びエンコーダホィール１４の組付け手順の一例について説明すると、まず、ベース部材１３の所定位置に受光素子１７を半田付けして固定する。

次に、該ベース部材１３に取付けた受光素子１７の上側にエンコーダホィール１４が配置されるように、該エンコーダホィール１４をモータ軸１２に軸方向上方から装着圧入してハブ部材１５で強固に軸着固定する。この後、略Ｌ字状のブラケット１９の先端側部分に発光素子１８を固定した後、該ブラケット１９をベース部材１３に取り付けることにより、エンコーダホィール１４の上側に発光素子１８を位置させて組み付ける。

前記ブラケット１９をベース部材１３に取り付ける際は、ブラケット１９側の導通ピン２０の下端部を、ベース部材１３の所定位置に穿設したピン孔２１に嵌合すると共に半田付けにて固定する。斯くして、ベース部材１３の所定位置にブラケット１９が取り付けられることにより、ブラケット１９の先端側部分に固定された発光素子１８は、エンコーダ
ホィール１４及び受光素子１７に対して所定の上方位置に組み付けられる。

上述したように、本実施例では、受光素子１７と発光素子１８は互いに分離独立して設け、組付けの際は、ベース部材１３に受光素子１７を固定した後に、エンコーダホィール１４を受光素子１７の上側に位置するようにモータ軸１２に取り付け、更に、発光素子１８をエンコーダホィール１４の上側に位置するように組付けている。

従って、受光素子１７、エンコーダホィール１４及び発光素子１８を順次確実に組み立てることができるので、従来の同時組立て方式に比べて、エンコーダモジュール１６及びエンコーダホィール１４を非常に容易に組立てることができる。よって、本実施例に係るモータ１０は、部品組付け性の容易化に伴い、エンコーダの品質性能が向上する。

特に、相互に分離構成した受光素子１７と発光素子１８は、それぞれ独立して組み込むことができるので、エンコーダモジュール１６の設計の自由度が高くなり、しかも、従来の如く特殊な保持治具を用いる必要がなく、組付け工数が低減するメリットを有する。

さらに、ブラケット１９側の導通ピン２０をベース部材１３側のピン孔２１に嵌挿して固定することにより、受光素子１７に対する発光素子１８の正確な位置決めが自動的に行われる。また、導通ピン２０とピン孔２１の嵌挿部を半田付けにて固定しているので、略Ｌ字状のブラケット１９とベース部材１３との固定強度が一層増大し、耐振動性能などが向上する。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。例えば、上記実施例では、ベース部材１３に受光素子１７を直接取り付けると共に、発光素子１８をブラケット１９を介してベース部材１３に取り付けたが、これとは逆に、ベース部材１３に発光素子１８を直接取り付けると共に、受光素子１７をブラケット１９を介してベース部材１３に取り付けることもできる。

本発明の一実施例を示し、エンコーダ付モータの正面図。 一実施例に係るエンコーダ部分の取付け構造例を示す断面図。 従来のエンコーダ付モータの正面図。

符号の説明

１０ エンコーダ付モータ
１１ モータケース
１２ モータ軸
１３ ベース部材
１４ エンコーダホィール
１５ ハブ部材
１６ エンコーダモジュール
１７ 受光素子（ＰＤ−ＩＣ）
１８ 発光素子（ＬＥＤ）
１９ ブラケット
２０ 導通ピン（コネクタピン）
２１ ピン孔
２２ 回路基板

Claims (2)

1. モータケースの端面に設けたベース部材と、該ベース部材より突出するモータ軸に取り付けられたエンコーダホイールと、該エンコーダホイールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータであって、
   前記発光素子と受光素子は互いに分離独立して構成され、発光素子又は受光素子の何れかの一方は前記ベース部材に取り付けられていると共に、該発光素子又は受光素子の何れかの他方はブラケットを介して前記ベース部材に取り付けられているエンコーダ付モータにおいて、
   前記ベース部材が、前記発光素子又は受光素子の何れかを搭載した回路基板であるとともに、
   前記ブラケットは、前記発光素子又は受光素子の何れかの一方に一端部が電気的に接続された導通ピンにて支持され、該導通ピンの他端部は、前記ベース部材に設けたピン孔に嵌挿するとともに半田付けにて固定されており、
   斯くして、ベース部材の所定位置にブラケットが取り付けられることにより、ブラケットの先端側部分に固定された発光素子又は受光素子はエンコーダホイール及び受光素子又はエンコーダホイール及び発光素子に対して所定の上方位置に組み付けられていることを特徴とするエンコーダ付モータ。
2. モータケースの端面に設けたベース部材と、該ベース部材より突出するモータ軸に取り付けられたエンコーダホイールと、該エンコーダホイールを挟んで発光素子と受光素子を対向配置して成るエンコーダモジュールとを備えたエンコーダ付モータであり、前記発光素子と受光素子は互いに分離独立して構成され、発光素子又は受光素子の何れかの一方は前記ベース部材に取り付けられていると共に、該発光素子又は受光素子の何れかの他方はブラケットを介して前記ベース部材に取り付けられているエンコーダ付モータであって、
   前記ベース部材が、前記発光素子又は受光素子の何れかを搭載した回路基板であるとともに、前記ブラケットは、前記発光素子又は受光素子の何れかの一方に一端部が電気的に接続された導通ピンにて支持され、該導通ピンの他端部は、前記ベース部材に設けたピン孔に嵌挿するとともに半田付けにて固定されており、斯くして、ベース部材の所定位置にブラケットが取り付けられることにより、ブラケットの先端側部分に固定された発光素子又は受光素子はエンコーダホイール及び受光素子又はエンコーダホイール及び発光素子に対して所定の上方位置に組み付けられているエンコーダ付モータの組立方法において、
   前記発光素子又は受光素子の何れかの一方を前記ベース部材に取り付ける工程と、
   該ベース部材上に取り付けられた発光素子又は受光素子の何れかの一方の上側に前記エンコーダホイールが配置されるように、該エンコーダホイールを前記モータ軸の上面から該モータ軸に取り付ける工程と、
   該エンコーダホイールの上側に前記受光素子又は発光素子の何れかの他方が配置されるように、該受光素子又は発光素子の何れかをブラケットを介して前記ベース部材に取り付ける工程とを含み、
   前記発光素子及び受光素子の間に前記エンコーダホイールが円滑に挿入されて前記モータ軸に軸着できるように形成されていることを特徴とするエンコーダ付モータの組立方法。

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