JP2006112965A - Mounting structure for hollow shaft type rotary encoder - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば既設のモータのシャフトに簡易に連結することができる中空軸形ロータリエンコーダの取付構造に関するものである。 The present invention relates to a mounting structure for a hollow shaft type rotary encoder that can be easily connected to a shaft of an existing motor, for example.
従来の中空軸形ロータリエンコーダは、固定設置されるエンコーダ本体に、検査対象であるシャフトに連結されて回転する中空軸を回転自在に備えて構成されている。そして、シャフトには、その一端面からシャフトの軸方向に進む向きに雌ねじを形成しておき、中空軸の一端面をシャフトの一端面に突き合わせる状態にし、中空軸にボルトを他端面側から挿通し、このボルトをシャフトの一端面からシャフトの軸方向に進む状態でこのシャフトにねじ込むことにより、中空軸形ロータリエンコーダをシャフトに取り付けていた(例えば、特許文献1参照)。 A conventional hollow shaft type rotary encoder is configured such that a fixedly installed encoder body is rotatably provided with a hollow shaft that is connected to a shaft to be inspected and rotates. Then, a female screw is formed on the shaft so as to extend in the axial direction of the shaft from one end surface thereof, so that one end surface of the hollow shaft is abutted against one end surface of the shaft, and a bolt is attached to the hollow shaft from the other end surface side. The hollow shaft type rotary encoder was attached to the shaft by inserting and screwing the bolt into the shaft in a state of proceeding in the axial direction of the shaft from one end surface of the shaft (see, for example, Patent Document 1).
従来の中空軸形ロータリエンコーダの取付構造は、シャフトに形成されている雌ねじに螺着されたボルトの締着により、その中空軸をシャフトの一端面に固定して取り付けられるようになっていた。このように、従来の中空軸形ロータリエンコーダの取付構造においては、ボルト螺着用の雌ねじがシャフトに形成されていることが必須要件となっており、ボルト螺着用雌ねじが形成されていないシャフトには取り付けることができず、汎用性がないという課題があった。
ここで、例えばエレベータの制御改修、即ち電気系統の改修を行う場合、かご速度、位置を検出する必要がある。そして、かご速度、位置は、例えばエンコーダを用いて巻上機モータのシャフト(回転軸)から検出することになる。しかし、従来の中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を採用した場合、既設の巻上機モータのシャフトにはこのようなボルト螺着用雌ねじが形成されていない場合は、巻上機モータをボルト螺着用雌ねじが形成されたシャフトを有する新規なものに取り替える必要がある。また、既設の巻上機モータのシャフトにボルト螺着用雌ねじが形成されている場合でも、そのシャフト径毎に対応するエンコーダの製作が必要であり、制御改修工事が極めて高価なものとなってしまう、という不具合が生じる。
A conventional mounting structure of a hollow shaft type rotary encoder is configured such that the hollow shaft is fixed to one end surface of the shaft by fastening a bolt screwed to a female screw formed on the shaft. As described above, in the mounting structure of the conventional hollow shaft type rotary encoder, it is an essential requirement that the female screw for bolt screwing is formed on the shaft, and for the shaft on which the female screw for bolt screwing is not formed. There was a problem that it could not be attached and was not versatile.
Here, for example, when the elevator control is improved, that is, when the electric system is improved, it is necessary to detect the car speed and position. The car speed and position are detected from the shaft (rotating shaft) of the hoisting machine motor using an encoder, for example. However, when the conventional hollow shaft type rotary encoder mounting structure is adopted, if such a bolted female screw is not formed on the shaft of the existing hoisting machine motor, the hoisting machine motor is screwed. It is necessary to replace it with a new one having a shaft formed with an internal thread. Moreover, even when the existing hoisting machine motor shaft is formed with a female screw to be bolted, it is necessary to manufacture an encoder corresponding to each shaft diameter, and the control repair work becomes extremely expensive. This causes a problem.
この発明は、継ぎ軸を介して既設のモータの軸端に取り付けられるようにし、汎用性に優れた中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a mounting structure for a hollow shaft type rotary encoder excellent in versatility by being attached to the shaft end of an existing motor via a joint shaft.
この発明は、モータのシャフトの回転トルクが伝達されて回転する中空軸がエンコーダ本体に回転自在に配設されている中空軸形ロータリエンコーダの取付構造であって、軸受が装着された取付板を、該軸受の軸心を上記シャフトの軸心に実質的に一致させ、かつ、一対の弾性体により該軸受の軸心方向の両側から該取付板を挟圧させて固定支持体に取り付け、継ぎ軸を上記軸受を介して上記取付板に回転自在に取り付け、上記継ぎ軸の一端側を上記シャフトに外嵌固定し、上記中空軸を上記継ぎ軸の他端側に外嵌固定し、さらに、上記エンコーダ本体を上記取付板に弾性支持することにより、上記中空軸形ロータリエンコーダを上記シャフトに取り付けるものである。 The present invention provides a mounting structure for a hollow shaft type rotary encoder in which a rotating hollow shaft to which a rotational torque of a motor shaft is transmitted is rotatably disposed on an encoder body, and includes a mounting plate on which a bearing is mounted. The shaft center of the bearing is substantially coincident with the shaft center of the shaft, and the mounting plate is clamped from both sides in the axial direction of the bearing by a pair of elastic bodies to be attached to the fixed support. A shaft is rotatably attached to the mounting plate via the bearing, one end side of the joint shaft is fitted and fixed to the shaft, the hollow shaft is fitted and fixed to the other end side of the joint shaft, and The hollow shaft type rotary encoder is attached to the shaft by elastically supporting the encoder body on the attachment plate.
この発明によれば、中空軸がシャフトに固定された継ぎ軸に取り付けられるので、モータのシャフト形状が変わっても、シャフトに適合する継ぎ軸を用意することで、中空軸形ロータリエンコーダをシャフトに取り付けることができる。即ち、中空軸形ロータリエンコーダを種々のモータのシャフトに取り付けることができ、汎用性に優れた取付構造となる。また、既設モータ軸に継ぎ軸を取り付ける際に、芯ズレが生じた場合でも、エンコーダ取付板が、継ぎ軸に対して軸受で支持されているため、継ぎ軸の回転以外の運動に追従した動きをするため、板ばねへの負担を軽減できる。 According to the present invention, since the hollow shaft is attached to the joint shaft fixed to the shaft, even if the shaft shape of the motor changes, by preparing the joint shaft suitable for the shaft, the hollow shaft type rotary encoder can be used as the shaft. Can be attached. That is, the hollow shaft type rotary encoder can be mounted on the shafts of various motors, and the mounting structure is excellent in versatility. Also, even when a misalignment occurs when the joint shaft is attached to the existing motor shaft, the encoder mounting plate is supported by the bearing with respect to the joint shaft, so movement that follows movements other than rotation of the joint shaft Therefore, the burden on the leaf spring can be reduced.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を説明する一部破断断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を説明する正面図である。
FIG. 1 is a partially broken cross-sectional view for explaining a mounting structure for a hollow shaft type rotary encoder according to
図1および図2において、モータ1は、例えばエレベータの巻上機モータであり、固定支持体としての本体2と、本体2から突出するシャフト3とを備えている。そして、本体2には、既設のねじ穴4が形成されている。
中空軸形ロータリエンコーダ5は、シャフト3の回転状態を検出するためのもので、エンコーダ本体7の中央部に、中空軸6を回転自在に備えて構成されている。この中空軸形ロータリエンコーダ5は、エンコーダ本体7が固定設置され、中空軸6が継ぎ軸8を介してシャフト3に連結されている。そして、シャフト3の回転に連動して中空軸6が回転すると、エンコーダ本体7内に内蔵されている回転スリット板(図示せず)が回転し、回転状態の検出を行う。なお、図示されていないが、発光ダイオード、受光素子、回転スリット板、固定スリット板などがエンコーダ本体7内に組み込まれている。
1 and 2, a
The hollow shaft
継ぎ軸8は、例えば鉄材を段付き円柱状に作製され、シャフト嵌合穴9aが軸心位置に一端面から軸方向に凹設された円筒状のシャフト嵌合部9と、シャフト嵌合部9と同軸に該シャフト嵌合部9の他端部から軸方向に延設されたシャフト嵌合部9より小径の円柱状のエンコーダ取付部10とを備えている。そして、雄ねじ部11がエンコーダ取付部10の他端側に形成されている。この継ぎ軸8は、シャフト嵌合穴9a内にシャフト3を挿入させ、止めねじ12を締着してシャフト3に取り付けられている。そして、中空軸形ロータリエンコーダ5が、中空軸6をエンコーダ取付部10に挿入し、ワッシャ13をエンコーダ取付部10に装着し、ナット14を雄ねじ部11に螺合し、該ナット14を締着して取り付けられている。これにより、中空軸6は、ナット14の締着力により、シャフト嵌合部9とエンコーダ取付部10との間の段差端面とナット14との間に挟圧固定され、シャフト3の回転トルクが継ぎ軸8を介して中空軸6に伝達される。
The
取付板15は、例えば鋼材を矩形平板状に作製され、継ぎ軸8を支持するための貫通穴16が中央部に穿設され、取付用の貫通穴17が4隅に穿設されている。この取付板15は、4隅位置で、本体2に形成されているねじ穴4に締着固定されてシャフト3の軸心と平行に立設された4本のねじ棒18のそれぞれに円筒状のカラー19および弾性体としての環状のゴムパッキン20を装着し、ついでねじ棒18を取付板15の貫通穴17に通し、さらにねじ棒18にもう一つのゴムパッキン20を装着し、ワッシャ21をねじ棒18に装着した後、ナット22をねじ棒18に締着して、本体2に取り付けられている。ここで、カラー19は本体2からの取付板15の位置を調整している。また、取付板15は、シャフト3の軸心に直交する姿勢を保持して、ナット22の締着力により一対のゴムパッキン20で取付板15を挟圧させて本体2に弾性支持されている。
The
また、軸受23が貫通穴16に内嵌固定されて取付板15に一体に取り付けられている。そして、取付板15は、軸受23の軸心がシャフト3の軸心に一致するように本体2に取り付けられている。
そして、シャフト嵌合部9が軸受23に内嵌固定されて、継ぎ軸8が取付板15に回転自在に支持されている。さらに、エンコーダ本体7が、板ばね24を介して取付板15に弾性支持され、エンコーダ本体7の中空軸6との供回りが阻止されている。
Further, the
The shaft fitting
この実施の形態1では、中空軸形ロータリエンコーダ5をモータ1のシャフト3に継ぎ軸8を介して取り付けるようにしているので、モータ1のシャフト3の外径に適合するシャフト嵌合穴9aを有する継ぎ軸8を用意することで、中空軸形ロータリエンコーダ5をモータ1のシャフト3に取り付けることができる。つまり、既設のモータ1を中空軸形ロータリエンコーダ5に適合する新規なモータに取り替える必要がなく、安価な、かつ、汎用性に優れた中空軸形ロータリエンコーダの取付構造が得られる。
そこで、例えばエレベータの制御改修を行う場合にこの中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を採用すれば、既設の巻上機モータのシャフトに中空軸形ロータリエンコーダを取り付けることができ、制御改修工事が極めて安価なものとなる。
In the first embodiment, since the hollow shaft
Therefore, for example, when the control modification of an elevator is performed, if this hollow shaft type rotary encoder mounting structure is adopted, the hollow shaft type rotary encoder can be attached to the shaft of the existing hoisting machine motor, and the control repair work is extremely difficult. It will be cheap.
この取付構造では、継ぎ軸8を用意する必要がある。そして、継ぎ軸8の工作時の同軸度および取付精度に起因して、中空軸形ロータリエンコーダ5の中空軸6がシャフト3に対して芯ずれを生じる恐れがある。そして、中空軸6がシャフト3に対して芯ずれを生じると、エンコーダ本体7が中空軸6の回転により変位し、応力がエンコーダ本体7を取付板15に弾性支持している板ばね24に繰り返しかかり、板ばね24が破断してしまう、という不具合がある。
しかし、この取付構造では、継ぎ軸8が取付板15に軸受23を介して回転自在に支持され、かつ、取付板15がモータ1のシャフト3の軸心に対して直交する姿勢を保持してモータ1の本体2にゴムパッキン20を介して弾性支持されているので、取付板15は、シャフト3の軸心周りの回転動作が規制され、取付板15のシャフト3の軸心に対する傾斜動作、軸心方向の移動動作および軸心と直交する方向の移動動作が許容される。そこで、継ぎ軸8がシャフト3に対して芯ずれを生じると、エンコーダ本体7が中空軸6の回転により変位するとともに、取付板15も継ぎ軸8の回転により変位する。その結果、取付板15とエンコーダ本体7との間の相対位置関係が確保され、応力が板ばね24にかからなくなり、板ばね24の破断の発生が抑制される。
In this mounting structure, it is necessary to prepare the
However, in this mounting structure, the
なお、上記実施の形態1では、一対のゴムパッキン20により取付板15を挟圧固定して弾性支持するものとしているが、弾性体はゴムパッキン20に限定されるものではなく、例えばコイルばねや板ばねでもよい。
また、上記実施の形態1では、取付板15をモータ1の本体2に取り付けるものとしているが、取付板15が取り付けられる固定支持体は本体2に限定されるものではなく、シャフト3の回転トルクが伝達されず、取付板15を支持できる固定物であればよく、例えば床面に固定された取付架台であってもよい。
また、上記実施の形態1において、軸受23の軸心をシャフト3の軸心と完全に一致させることが望ましいが、ンコーダ本体7および取付板15がシャフト3の回転に起因してともに変位して取付板15とエンコーダ本体7との間の相対位置関係が確保される範囲であれば、軸受23の軸心とシャフト3の軸心との間に微小なずれがあってもよい。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, the
In the first embodiment, it is desirable that the shaft center of the
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2に係る中空軸形ロータリエンコーダの取付構造を説明する一部破断断面図である。
図3において、継ぎ軸8Aは、円柱状の嵌合部25と、嵌合部25と同軸に該嵌合部25の他端部から軸方向に延設された嵌合部25より小径の円柱状のエンコーダ取付部10とを備えている。そして、雄ねじ部11がエンコーダ取付部10の他端側に形成されている。フレキシブルカップリング26は、駆動軸と従動軸との間の芯ずれを吸収し、駆動軸の回転トルクを従動軸に伝達するものであり、シャフト嵌合穴27と継ぎ軸嵌合穴28とが両端面から軸方向に凹設されている。
FIG. 3 is a partially broken cross-sectional view for explaining a mounting structure for a hollow shaft type rotary encoder according to
In FIG. 3, the
そして、取付板15は、4隅位置で、本体2に形成されているねじ穴4に締着固定されてシャフト3の軸心と平行に立設された4本のねじ棒18のそれぞれに円筒状のカラー19を装着し、ついでねじ棒18を取付板15の貫通穴17に通し、さらにワッシャ21をねじ棒18に装着した後、ナット22をねじ棒18に締着して、本体2に取り付けられている。このとき、取付板15は、軸受23の軸心がシャフト3の軸心と一致するように本体2に取り付けられている。また、継ぎ軸8Aが、嵌合部25を軸受23に内嵌固定されて、取付板15に回転自在に支持されている。そして、シャフト3がシャフト嵌合穴27内に挿入されて止めねじ(図示せず)により固定され、嵌合部25が継ぎ軸嵌合穴28内に挿入されて止めねじ(図示せず)により固定されて、シャフト3と継ぎ軸8Aとがフレキシブルカップリング26により連結されている。さらに、中空軸形ロータリエンコーダ5が、中空軸6をエンコーダ取付部10に挿入し、ワッシャ13をエンコーダ取付部10に装着し、ナット14を雄ねじ部11に螺合し、該ナット14を締着して取り付けられている。これにより、中空軸6は、ナット14の締着力により、嵌合部25とエンコーダ取付部10との間の段差端面とナット14との間に挟圧固定され、シャフト3の回転トルクがフレキシブルカップリング26および継ぎ軸8Aを介して中空軸6に伝達される。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
The mounting
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態2においても、中空軸形ロータリエンコーダ5をモータ1のシャフト3にフレキシブルカップリング26および継ぎ軸8Aを介して取り付けるようにしているので、シャフト3および継ぎ軸8Aの嵌合部25に適合するフレキシブルカップリング26を用意することで、中空軸形ロータリエンコーダ5をモータ1のシャフト3に取り付けることができる。つまり、既設のモータ1を中空軸形ロータリエンコーダ5に適合する新規なモータに取り替える必要がなく、安価な、かつ、汎用性に優れた中空軸形ロータリエンコーダの取付構造が得られる。
Also in the second embodiment, since the hollow shaft
また、フレキシブルカップリング26を用いてシャフト3と継ぎ軸8Aとを連結しているので、継ぎ軸8Aおよび中空軸6がシャフト3に対して芯ずれを生じても、当該芯ずれはフレキシブルカップリング26で吸収される。そこで、エンコーダ本体7が中空軸6の回転により変位することがなく、板ばね24の破断の発生を抑制できる。さらに、取付板15を弾性支持する必要もなく、ゴムパッキン20を省略でき、取付板15の取付構造が簡素化される。
Further, since the
なお、上記実施の形態2において、軸受23の軸心をシャフト3の軸心と一致させることが望ましいが、フレキシブルカップリング26の芯ずれ吸収範囲であれば軸受23の軸心とシャフト3の軸心とがずれていてもよい。
In the second embodiment, it is desirable to make the shaft center of the
1 モータ、2 本体(固定支持体)、3 シャフト、5 中空軸形ロータリエンコーダ、6 中空軸、7 エンコーダ本体、8、8A 継ぎ軸、15 取付板、20 ゴムパッキン(弾性体)、23 軸受、26 フレキシブルカップリング。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
軸受が装着された取付板を、該軸受の軸心を上記シャフトの軸心に実質的に一致させ、かつ、一対の弾性体により該軸受の軸心方向の両側から該取付板を挟圧させて固定支持体に取り付け、
継ぎ軸を上記軸受を介して上記取付板に回転自在に取り付け、
上記継ぎ軸の一端側を上記シャフトに外嵌固定し、
上記中空軸を上記継ぎ軸の他端側に外嵌固定し、
さらに、上記エンコーダ本体を上記取付板に弾性支持することにより、上記中空軸形ロータリエンコーダを上記シャフトに取り付けたことを特徴とする中空軸形ロータリエンコーダの取付構造。 A hollow shaft rotary encoder mounting structure in which a hollow shaft that rotates when a rotational torque of a motor shaft is transmitted is rotatably disposed in an encoder body,
The mounting plate on which the bearing is mounted has its axial center substantially aligned with the axial center of the shaft, and the mounting plate is clamped from both sides in the axial direction of the bearing by a pair of elastic bodies. Attached to the fixed support,
A joint shaft is rotatably attached to the mounting plate via the bearing,
One end side of the joint shaft is externally fixed to the shaft,
The hollow shaft is fitted and fixed to the other end of the joint shaft,
Furthermore, the hollow shaft type rotary encoder mounting structure is characterized in that the hollow shaft type rotary encoder is mounted on the shaft by elastically supporting the encoder body on the mounting plate.
軸受が装着された取付板を、該軸受の軸心が上記シャフトの軸心に実質的に一致するように固定支持体に取り付け、
継ぎ軸を上記軸受を介して上記取付板に回転自在に取り付け、
フレキシブルカップリングにより上記シャフトと上記継ぎ軸の一端とを連結し、
上記中空軸を上記継ぎ軸の他端側に外嵌固定し、
さらに、上記エンコーダ本体を上記取付板に弾性支持することにより、上記中空軸形ロータリエンコーダを上記シャフトに取り付けたことを特徴とする中空軸形ロータリエンコーダの取付構造。 A hollow shaft rotary encoder mounting structure in which a hollow shaft that rotates when a rotational torque of a motor shaft is transmitted is rotatably disposed in an encoder body,
Mounting the mounting plate on which the bearing is mounted to the fixed support so that the axis of the bearing substantially coincides with the axis of the shaft;
A joint shaft is rotatably attached to the mounting plate via the bearing,
The flexible coupling connects the shaft and one end of the joint shaft,
The hollow shaft is fitted and fixed to the other end of the joint shaft,
Furthermore, the hollow shaft type rotary encoder mounting structure is characterized in that the hollow shaft type rotary encoder is mounted on the shaft by elastically supporting the encoder body on the mounting plate.
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