JPH09280894A - ロータリーエンコーダの回転体の取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボモータの小型化，細径化を可能にする
ロータリーエンコーダを提供することを目的とする 【解決手段】 エンコーダは回転部である回転体１５と
固定部であるエンコーダ回路部１８とに分割されてお
り、回転体１５は回転スリット板１５ａと回転スリット
板１５ａを取り付けて反出力軸を挿入する軸孔とこの軸
孔に直交するネジ孔とネジ孔以外に１ヶ以上の孔を備え
たボス１５ｂとで構成される。前記回転体１５を前記反
出力軸１１ａに挿入しスラスト方向に移動させ位置決め
をしてネジにて前記回転体１５を仮固定し、モータ本体
と組立調整後、ボス１５ｂの軸孔に直交する１ヶ以上の
孔から接着剤を注入して反出力軸１１ａに固着する取付
方法により小型化，細径化を可能にするロータリーエン
コーダが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータなど
に組込まれるロータリーエンコーダの回転体の取付方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業用の各種機器は小型化，低コ
スト化が図られる中、保守の容易さから駆動源としてＡ
Ｃサーボモータの需要が増加しており、ＡＣサーボモー
タにおいても小型化，低コスト化が要求されている。

【０００３】ＡＣサーボモータは、モータ本体とこのモ
ータ本体に装着するロータリーエンコーダとで構成さ
れ、そしてロータリーエンコーダは用途に応じて光学式
のインクリメンタルエンコーダやアブソリュートエンコ
ーダが使用される。

【０００４】インクリメンタルエンコーダ（以下エンコ
ーダと称す）は回転方向が判別できるように互いに９０
度の位相差を有するＡ相，Ｂ相のインクリメンタル信号
と１回転に１パルスを発生させ信号の基準となるＺ信号
とＡＣサーボモータの固定子巻線各相の通電切り替えの
ためのコミュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備えたものが
一般的である。

【０００５】以下に従来のＡＣサーボモータの構成の一
例について説明する。図３は従来のＡＣサーボモータの
構成図で、ビルトインタイプのエンコーダを装着したも
のである。

【０００６】図３において、サーボモータ本体（以下モ
ータと称す）は回転子１，固定子２，ブラケット３，ブ
ラケット４とで構成され、この回転子１の軸を固定子２
の両側に配設した軸受を有するブラケット３とブラケッ
ト４とで回転自在に支承している。一方、エンコーダは
回転部である回転体５と固定部であるエンコーダ回路部
８とに分割されており、回転体５はモータの反出力軸１
ａ（以下軸と称す）にネジ６で固定され、そしてエンコ
ーダ回路部８はエンコーダフレーム８ｄによりブラケッ
ト４にネジ７で固定される。

【０００７】また回転体５はガラス製の円板上にインク
リメンタル信号などの信号源になるスリットパターンを
備えた回転スリット板５ａとモータの軸１ａを挿入する
軸孔とこの軸１ａを固定するネジ６を備えたボス５ｂと
で構成され、ボス５ｂの軸孔を基準にして回転スリット
板５ａのスリットパターンの偏心量を規制して接着剤で
固着されている。

【０００８】そしてエンコーダ回路部８は、発光素子か
らなる発光部８ａと固定スリット板８ｃを取り付けた受
光素子を有する波形整形回路部８ｂとで構成され、この
エンコーダ回路部８はエンコーダフレーム８ｄに取り付
けられている。

【０００９】次に従来のエンコーダの取付方法について
説明する。まず、回転体５をモータの軸１ａに挿入した
後、エンコーダ回路部８を取り付けたエンコーダフレー
ム８ｄをモータのブラケット４にネジ７で仮固定する。

【００１０】次に、前記回転体５の回転スリット板５ａ
と波形整形回路部８ｂの固定スリット板８ｃとのスラス
ト方向のギャップを決定した後前記回転体５をネジ６で
前記モータの軸１ａに仮固定する。

【００１１】この後、前記回転体５のスリットパターン
を基準にして（モータを外部駆動）前記エンコーダ回路
部８を取り付けたエンコーダフレーム８ｄを移動して前
記回転体５のスリットと前記固定スリット板８ｃのスリ
ットとをラジアル方向に位置合わせした後、前記エンコ
ーダフレーム８ｄを前記ネジ７で前記ブラケット４に固
定する。この位置調整はエンコーダの出力信号波形を利
用して行われる。

【００１２】さらに、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ相に通電す
るタイミングを決定するために前記回転体５のスリット
パターンに設けてある基準のＺ信号（言い換えればコミ
ュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗ）と回転子１の永久磁石の
磁極との角度合わせを行った後に前記モータの軸１ａに
ネジ６で固定してエンコーダの取り付けが完了する。

【００１３】そして、エンコーダ回路部８ではモータの
軸１ａに取り付けた回転スリット板５ａのスリットパタ
ーンが発光部８ａと波形整形回路部８ｂの固定スリット
板８ｃとの間に設けた隙間を通過すると、前記発光部８
ａの発光素子の光は回転スリット板５ａと固定スリット
板８ｃとでできたスリットを透過して前記波形整形回路
部８ｂの受光素子に入り光信号を電気信号に変換する。
さらにこの波形整形回路部８ｂでアナログ出力信号の電
気信号はデジタル信号に変換整形される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】モータの小型化は回転
子に高磁束密度の希土類磁石などを採用して、また固定
子は分割したコアに高密度巻線を施して可能になってき
た。

【００１５】しかしながらエンコーダの小型化，細径化
（例えば外径φ２０以下）を図るには上記の従来の構成
および取付方法では下記の問題点があった。

【００１６】まず回転スリット板上の信号源であるスリ
ットパターンのためのスペース確保と受光素子から発光
素子へ至る光路のためのスペース確保であり、この両ス
ペースは回転スリット板の外周側から最優先に確保され
る。

【００１７】次に回転スリット板とボスとの固着強度の
確保（接着面積の確保）と回転スリット板とボスとを固
着した後の回転スリット板の面振れの確保であり、さら
に回転体をモータの軸に固定するネジ強度の確保であ
る。

【００１８】つまりボスはスリットパターンおよび光路
のスペースを確保した後の残った少ないスペースで対応
しなければならないことになる。

【００１９】ところが回転体をモータの軸に固定するネ
ジ強度の確保については、ボスの外径が小さくなりモー
タの軸に固定する止めネジが標準品として市販されてお
らず、特殊ネジ（Ｍ１以下）を製作しても十分なネジ強
度が得られないため接着剤によるネジ固定の補強が必要
になる。

【００２０】また、このネジは取り付けの作業性が悪く
この作業性を改善するためにナベ頭などの小ネジを採用
すれば、発光素子から回転スリット板，固定スリット板
を介し受光素子までスリットを透過する光路をこのナベ
頭が邪魔をして確保できなくなるという問題点を有して
いた。

【００２１】本発明は、モータの小型化，細径化を可能
にするロータリーエンコーダを提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のロータリーエンコーダは、信号の基準となる
Ｚ信号などの信号源をスリットパターンで設けた回転ス
リット板とこの回転スリット板を取り付けて前記モータ
本体の反出力軸を挿入する軸孔とこの軸孔に直交するネ
ジ孔とネジ孔以外に１ヶ以上の孔を備えたボスとで回転
体を構成しており、前記回転体を前記モータ本体の反出
力軸に挿入して前記回転体のボスをスラスト方向の位置
決めをした後に前記ボスに設けたネジ孔にネジを取り付
け仮固定する。次に前記回転体のスリットパターンに設
けたＺ信号を基準にして前記回転体と前記モータ本体の
回転子の磁石の永久磁極とを角度合わせをして前記回転
体のボスに設けた軸孔に直交する１ヶ以上の孔から接着
剤を注入して前記モータ本体の反出力軸に固着して、固
着後前記ネジを取り除くものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、１回転に１パルスを発生させ信号の基準となるＺ信
号などの信号源をスリットパターンで設けた回転スリッ
ト板とこの回転スリット板を取り付けて前記モータ本体
の反出力軸を挿入する軸孔とこの軸孔に直交するネジ孔
とネジ孔以外に１ヶ以上の孔とを備えたボスとで構成し
た回転体を前記モータ本体の反出力軸に挿入して前記回
転体のボスをスラスト方向の位置決めをした後に前記ボ
スに設けたネジ孔にネジを取り付け仮固定する。次に前
記回転体のスリットパターンに設けたＺ信号を基準にし
て前記回転体と前記モータ本体の回転子の永久磁石の磁
極とを角度合わせをして前記回転体のボスに設けた軸孔
に直交する１ヶ以上の孔から接着剤を注入して前記モー
タ本体の反出力軸に固着し、固着後前記ネジを取り除く
ロータリーエンコーダの回転体の取付方法であり、回転
体の位置決めにネジにて仮固定を行い、モータ本体とエ
ンコーダ回転体の位置決め固着後にネジを取り除くこと
により発光素子から回転スリット板，固定スリット板を
介し、受光素子までのスリットを透過する光路を確保す
ることができる。さらに前記回転体のボスの軸孔に直交
する１ヶ以上の孔から接着剤を注入して前記回転体を出
力軸に強固に固着することができる。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図２を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態における
回転体の断面図で、図１において１５ａは基準のＺ信号
やインクリメンタル信号などの信号源をスリットパター
ンで備えた回転スリット板で、１５ｂは前記回転スリッ
ト板を取り付けて反出力軸を挿入する軸孔とその軸孔に
直交するネジ孔とネジ孔以外に１ヶ以上の孔を備えたボ
スである。このボス１５ｂと前記回転スリット板１５ａ
とはボス１５ｂの軸孔を基準にして前記回転スリット板
１５ａのスリットパターンの偏心量を規制して接着剤で
固着して回転体１５を構成している。

【００２５】図２は本発明の一実施の形態におけるサー
ボモータの構成図で、サーボモータ本体（以下モータと
称す）は回転子１１，固定子１２，ブラケット１３，ブ
ラケット１４とで構成され、この回転子１１の軸を固定
子１２の両側に配設した軸受を有するブラケット１３と
ブラケット１４とで回転自在に支承している。

【００２６】エンコーダは回転部である回転体１５と固
定部であるエンコーダ回路部１８とに分割されており、
エンコーダ回路部１８は発光部１８ａと波形整形回路部
１８ｂとをエンコーダフレーム１８ｄに取り付けられ
る。

【００２７】１１ａは回転子の軸であると同時にモータ
本体の反出力軸であり、１９はネジであり前記モータ本
体の反出力軸１１ａと前記回転体１５を仮固定する。前
記回転体１５は前記モータ本体の反出力軸１１ａに接着
剤により固着され、そしてエンコーダ回路部１８は発光
素子からなる発光部１８ａと固定スリット板１８ｃを取
り付けた受光素子を有する波形整形回路部１８ｂとで構
成され、エンコーダフレーム１８ｄに取り付けられてモ
ータ本体の反出力軸側のブラケット１４にネジ１７で固
定されている。

【００２８】次に図２を用いて本発明のロータリーエン
コーダの取付方法を説明する。まず回転体１５を前記モ
ータ本体の反出力軸１１ａに挿入してスラスト方向の位
置決めをした後にネジ１９にて仮固定する（工程
（ａ））。

【００２９】この位置決めは回転体１５の回転スリット
板１５ａとエンコーダ回路部１８を取り付けたエンコー
ダフレーム１８ｄをブラケット１４に固定した時の波形
整形回路部１８ｂの固定スリット板１８ｃとのギャップ
を決定するものであり、エンコーダ回路部１８を取り付
けたエンコーダフレーム１８ｄをブラケット１４に仮固
定した後に固定スリット板１８ｃと回転スリット板１５
ａとのギャップを決定してもよい。

【００３０】なお、この場合は回転体１５をモータ本体
の反出力軸１１ａに挿入後エンコーダ回路部１８を取り
付けたエンコーダフレーム１８ｄをブラケット１４に仮
固定する。次に回転体１５を移動させて固定スリット板
１８ｃとのギャップを決定し回転体１５はネジ１９にて
仮固定し位置決めが行われる。

【００３１】次に、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ相に通電する
タイミングを決定するために前記回転スリット板１５ａ
のスリットパターンに設けてある基準のＺ信号（言い換
えればコミュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗ）と回転子１１
の永久磁石の磁極との角度合わせをして前記回転体１５
のボス１５ｂに設けた軸孔に直交する１ヶ以上の孔から
接着剤を注入して前記回転体１５を前記モータ本体の反
出力軸１１ａに固着させて回転体１５の取り付けを行う
（工程（ｂ））。

【００３２】次に前記回転体１５のスリットパターンの
スリットを基準にして固定スリット板１８ｃのスリット
をラジアル方向に移動し位置決定をした後エンコーダ回
路部１８を取り付けたエンコーダフレーム１８ｄをブラ
ケット１４に固定してエンコーダの取り付けを行う（工
程（ｃ））。

【００３３】さらに前記回転板１５に仮固定した前記ネ
ジ１９を取り除きエンコーダの取り付けが完了する（工
程（ｄ））。

【００３４】上記の工程（ａ）（ｂ）（ｄ）が本発明の
回転体の取付方法であり、工程（ｃ）は従来と同じ工程
である。

【００３５】また、工程（ｃ）は工程（ａ）（ｂ）より
も先に行われても同様である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンコー
ダ回転板の位置決めにネジにて仮固定を行い、モータ本
体とエンコーダ回転体の位置決め固着後にネジを取り除
くことにより、発光素子から回転スリット板、固定スリ
ット板を介し受光素子までのスリットを透過する光路を
確保することができる。さらに接着剤によりエンーダ回
転体とモータ反出力軸とを強固に固着することができる
ので、ロータリーエンコーダの小型化，細径化ができる
という有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における回転体の断面図

【図２】本発明の一実施の形態におけるサーボモータの
構成図

【図３】従来のサーボモータの構成図

【符号の説明】

１，１１ 回転子 １ａ，１１ａ 反出力軸 ２，１２ 固定子 ３，４，１３，１４ ブラケット ５，１５ 回転体 ５ａ，１５ａ 回転スリット板 ５ｂ，１５ｂ ボス ６，７，１７ ネジ ８，１８ エンコーダ回路部 ８ａ，１８ａ 発光部 ８ｂ，１８ｂ 波形整形回路部 ８ｃ，１８ｃ 固定スリット板 ８ｄ，１８ｄ エンコーダフレーム １９ ネジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１回転に１パルスを発生させ信号の基準と
   なるＺ信号などの信号源をスリットパターンで設けた回
   転スリット板とこの回転スリット板を取り付けてモータ
   本体の反出力軸を挿入する軸孔とこの軸孔に直交するネ
   ジ孔とネジ孔以外に１ヶ以上の孔を備えたボスとで構成
   した回転体を前記モータ本体の反出力軸に挿入して前記
   回転体のボスをスラスト方向の位置決めをした後に前記
   ボスに設けたネジ孔にネジを取り付け仮固定し、前記回
   転体のスリットパターンに設けたＺ信号を基準にして前
   記回転体と前記モータ本体の回転子の永久磁石の磁極と
   を角度合わせをして前記回転体のボスに設けた軸孔に直
   交する１ヶ以上の孔から接着剤を注入して前記モータ本
   体の反出力軸に固着して固着後前記ネジを取り除くロー
   タリーエンコーダの回転体の取付方法。