JP2007259608A - ギアードモータおよびギアードモータ用位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサー信号幅の変化が少なく、正確に位置検出を行なうことができるギアードモータおよびギアードモータ用位置検出装置を得る。
【解決手段】 ギアードモータ本体５と、このギアードモータ本体５のギアーボックス６より外方へ突出するＤ字状の出力軸４に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部８および、該軸受部８の外周部にフランジ状に固定された一方の極磁界１６に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界１７が形成されたセンサー部９を形成した平面２極のマグネットとからなるセンサー板１０と、このセンサー板１０を覆い、前記出力軸４が外方へ突出するように前記ギアーボックス６に取付けられたセンサーカバー１１と、このセンサーカバー１１内に取付けられた前記センサー部９を検出する磁気センサー１２とでギアードモータ１を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は位置検出装置を取付けたギアードモータおよびギアードモータ用位置検出装置に関する。

従来、位置検出装置を取付けたギアードモータは種々考えられているが、いずれも位置検出装置を組み込んだギアードモータを設計して製造する構造になっているとともに、センサーホルダに取付けられた磁性材を用いた被検出部を磁性材を用いたセンサーで検出している。

このため、従来の位置検出装置を取付けたギアードモータは設計段階からの製造となるため、製造までに日時がかかり、専用のギアードモータとしてしか使用することができないという欠点があった。
また、磁性材の被検出部と磁性材のセンサーとで検出しているため、被検出部とセンサーの取付部位の寸法誤差によって、磁束密度の波形が山形状となり、検出する位置に大きな誤差が生じるという欠点があった。
特になし

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、従来から使用されているギアードモータに後付け状態で位置検出装置を取付けることができるとともに、被検出部とセンサーの取付部位の寸法誤差が生じても、あらかじめ設定された位置で正確に検出することができる、加工精度がよく、加工が容易で、安価で短期間で製造することができるとともに、平面２極間に生じる磁束密度の傾きが急峻になっている磁束線で、センサー信号幅の変化が少なく、正確に位置検出を行なうことができるギアードモータおよびギアードモータ用位置検出装置を提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明はギアードモータ本体と、このギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部にフランジ状に固定された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットとからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとでギアードモータを構成している。

本発明はギアードモータ本体と、このギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部に抜け止め手段および回り止め手段を介してフランジ状になるように２色成形された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面2極のマグネットとからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとでギアードモータを構成している。

本発明はギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部に抜け止め手段および回り止め手段を介してフランジ状になるように２色成形された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとでギアードモータ用位置検出装置を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

（１）ギアードモータ本体と、このギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部にフランジ状に固定された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットとからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとで構成されているので、扇状に形成された他方の極磁界とその逆極磁界とからなる平面２極のマグネットからなるセンサー板の、扇状に着磁された部分の磁束波形を急峻にできる。
したがって、磁気センサーとの距離変動による検出信号への影響を受け難い位置検出装置にできる。

（２）前記（１）によって、センサー板をギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に位置決め状態で取付けるとともに、該センサー板を覆う内部に磁気センサーを取付けたセンサーカバーをギアーボックスに取付けているので、市販されているギアードモータをギアードモータ本体としてそのまま使用することができる。
したがって、ギアードモータ本体の設計が不要で、安価で、容易に短期間に製造することができる。

（３）前記（１）によって、センサー板と磁気センサーが取付けられたセンサーカバーを取付けるだけの後付け作業でギアードモータ用位置検出装置を取付けることができる。
したがって、作業が容易で、短時間に行なうことができる。

（４）請求項２も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、センサー板を抜け止め手段および回り止め手段を介して、軸受部にフランジ状の一方の極磁界と他方の極磁界を２色成形により一体成形しているので、軸受部は軸受部としての機能が最適に得られ、フランジ状の一方の極磁界と他方の極磁界はセンサー部の磁束波形を急峻にでき、かつ軸受部に一体的に固定するという最適な機能が得られる状態で成形することができる。

以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図１３に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１は位置検出を行なうことができる本発明のギアードモータで、このギアードモータ１は市販されている普通のギアードモータとして使用されている、駆動軸２より複数個、本発明の実施の形態では６個の変速歯車３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅを介して、先端部側がＤ字状に形成された出力軸４が異なる偏心位置に配置されたギアードモータ本体５と、このギアードモータ本体５のギアーボックス６の外側部位に、後付け状態で取付けられた位置検出装置７とで構成されている。

前記位置検出装置７は前記ギアードモータ本体５のギアーボックス６より外方へ突出する前記Ｄ字状の出力軸４に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部８およびセンサー部９が形成されたセンサー板１０と、このセンサー板１０を覆い、前記出力軸４が外方へ突出するように前記ギアーボックス６に取付けられたセンサーカバー１１と、このセンサーカバー１１内に取付けられた前記センサー板１０のセンサー部９を検出する磁気センサー１２とで構成されている。

前記センサー板１０は図５ないし図８に示すように、合成樹脂材で成型された先端部を除く部位がＤ字状で、先端部が挿入作業が容易にできる円形状に形成され、後端部の直線部分に爪部１３が形成された軸受孔１４、外周部に回り止めと抜け止めを図れるように形成された複数個の弧状の凹部１５、１５とからなる軸受部８と、この軸受部８の外周部にフランジ状に２色成形で一体形成された一方のＮ極、Ｓ極の極磁界１６に形成された円筒の平面上に、扇状に他方のＳ極、Ｎ極の極磁界１７が形成されたセンサー部９とで構成されている。

前記センサーカバー１１は前記ギアーボックス６とほぼ同じ輪郭形状に形成され、該ギアーボックス６をモータケース１８にビス１９、１９で取付けるビス挿入孔２０、２０を用いてビス２１、２１で取付けられるように形成された前記センサー板１０の軸受部８の外周部が挿入される軸受部２２が形成されている。

前記磁気センサー１２は前記センサー板１０のセンサー部９の一方の極磁界１６と他方の極磁界１７との間に生じる急峻な磁束波形２３を検出するホールＩＣが使用され、該ホールＩＣは外部に接続される端子２４が取付けられた基板２５に取付けられ、該基板２５は前記センサーカバー１１内に取付けられるように構成されている。

上記構成のギアードモータ１はセンサー板１０の軸受部８の軸受孔１４内にギアードモータ本体５の出力軸４を挿入することにより、Ｄ字形状および軸受孔１４の後端部の爪部１３で、確実な位置決め状態でセンサー板１０を出力軸４に取付けることができる。
次に、磁気センサー１２を取付けたセンサーカバー１１の軸受部２２に出力軸４およびセンサー板１０の軸受部８の外周部を挿入し、センサーカバー１１をギアーボックス６に位置合わせ状態で当接させ、ビス２１、２１をギアーボックス６のビス挿入孔２０、２０に螺合固定することにより、取付けが完了する。
このように取付けられたギアードモータ１はギアードモータ本体５の駆動軸２の回転が複数個の変速歯車３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅを介して出力軸４に伝わって回転する。
この出力軸４の回転により、センサー板１０も一体的に回転し、該センサー板１０のセンサー部９の一方の極磁界１６と他方の極磁界１７との間に生じる急峻な磁束波形２３部分がホールＩＣを用いた磁気センサー１２が位置する部位を通過することにより、センサー板１０とホールＩＣとの間の寸法誤差が生じても、出力軸４の位置を確実に検出することができる。
[発明を実施するための異なる形態]

次に、図１４ないし図２０に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、この本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１４ないし図１８に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、異なる上下部位に上下方向から型抜きができ、回り止めと抜け止めを図ることができる凹部２６、２６、２７、２７を形成した軸受部８Ａと、この軸受部８Ａの外周部にフランジ状に２色成形を一体形成された一方の極磁界１６と他方の極磁界１７とからなるセンサー部９Ａとからなるセンサー板１０Ａを用いた点で、このように構成したセンサー板１０Ａを用いて構成したギアードモータ１Ａにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られるとともに、軸受部８Ａを容易に製造することができる。

なお、前記本発明の各実施の形態では２色成形を一体形成されたセンサー板１０、１０Ａを用いるものについて説明したが、本発明はこれに限らず、図１９に示すように扇状のセンサー部９Ｂを収納するセンサー部収納部２８を形成した円板状のＳ極板、Ｎ極板を磁力で吸着固定させ、このＳ極板、Ｎ極板を吸着固定させたもののセンサー部収納部２８に扇状のＮ極板、Ｓ極板を吸着固定させたセンサー部９Ｂを磁力で吸着固定させたセンサー板１０Ｂを用いると、図２０に示すようにセンサー部９Ｂの磁束密度波形が得られる。
また、センサー部のと他の部位のエネルギー積の異なる磁性材料で構成して、磁束密度を自由に調整できるようにしても良い。
さらに、扇状のセンサー部を高価なエネルギー積の大きい材料を使用し、他の部位を安価なエネルギー積の小さい材料を使用して、コストの低減を図っても良い。

本発明はギアードモータおよびギアードモータ用位置検出装置を製造する産業および、これらを使用する産業で利用される。

本発明を実施するための最良の第１の形態の一部破断正面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の左側面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の右側面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の分解斜視図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のセンサー板の正面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のセンサー板の平面図。 図５の７−７線に沿う断面図。 図５の８−８線に沿う断面図。 センサー板の磁束波形の発生状態の説明図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のセンサーカバーの正面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のセンサーカバーの背面図。 図１１の１２−１２線に沿う断面図。 磁気センサーを取付けたセンサーカバーの背面図。 本発明を実施するための第２の形態の一部破断正面図。 本発明を実施するための第２の形態のセンサー板の正面図。 本発明を実施するための第２の形態のセンサー板の平面図。 図１５の１７−１７線に沿う断面図。 図１５の１８−１８線に沿う断面図。 本発明を実施するための異なるセンサー板の説明図。 本発明を実施するための異なるセンサー板の磁束密度波形の説明図。

符号の説明

１、１Ａ：ギアードモータ、 ２：駆動軸、
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ：変速歯車、
４：出力軸、 ５：ギアードモータ本体、
６：ギアーボックス、 ７：位置検出装置、
８、８Ａ：軸受部、 ９、９Ａ：センサー部、
１０、１０Ａ：センサー板、 １１：センサーカバー、
１２：磁気センサー、 １３：爪部、
１４：軸受孔、 １５：弧状の凹部、
１６：一方の極磁界、 １７：他方の極磁界、
１８：モータケース、 １９：ビス、
２０：ビス挿入孔、 ２１：ビス、
２２：軸受部、 ２３：急峻な磁気波形、
２４：端子、 ２５：基板、
２６、２７：凹部。

Claims (5)

1. ギアードモータ本体と、このギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部にフランジ状に固定された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットとからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとからなることを特徴とするギアードモータ。
2. ギアードモータ本体と、このギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部に抜け止め手段および回り止め手段を介してフランジ状になるように２色成形された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとからなることを特徴とするギアードモータ。
3. ギアードモータ本体のギアーボックスより外方へ突出するＤ字状の出力軸に挿入させることにより、位置決め状態で取付けることができる軸受部および、該軸受部の外周部に抜け止め手段および回り止め手段を介してフランジ状になるように２色成形された一方の極磁界に形成された円筒の平面上に、扇状に他方の極磁界が形成されたセンサー部を形成した平面２極のマグネットからなるセンサー板と、このセンサー板を覆い、前記出力軸が外方へ突出するように前記ギアーボックスに取付けられたセンサーカバーと、このセンサーカバー内に取付けられた前記センサー部を検出する磁気センサーとからなることを特徴とする
   ギアードモータ用位置検出装置。
4. センサー部と他の部位をエネルギー積の異なる磁性材料で構成したセンサー板を使用したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のギアードモータ、ギアードモータ用位置検出装置。
5. センサー部と他の部位をエネルギー積の異なる磁性材料で構成し、かつセンサー部を磁力で吸着固定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のギアードモータ、ギアードモータ用位置検出装置。
   

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