JP2015001464A - エンコーダ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】組立工程の自動化を容易にする。【解決手段】サーボモータＳＭは、シャフトＳＨ及び反負荷側ブラケット１１を備えたモータＭと、シャフトＳＨに連結され複数の反射スリット１１１が円周方向に沿って形成されたディスク１１０と、反射スリット１１１に光を出射するように構成された光源１４１と、光源１４１より出射され反射スリット１１１で反射された光を受光するように構成された受光素子１４２と、光源１４１及び受光素子１４２が設けられた基板１２０と、ディスク１１０及び基板１２０を覆うように反負荷側ブラケット１１に取り付けられたエンコーダカバー５０と、エンコーダカバー５０に設けられた支持部材５２とを有する。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、エンコーダ付きモータに関する。

特許文献１には、発光素子、固定スリット、回転スリット及び受光素子からなる光学系を、フランジから立設した外周円筒と、外周円筒上の電気回路プリント板とで密封したエンコーダが記載されている。

特開平３−１８７１９号公報（第３Ａ図）

上記従来技術のエンコーダは、エンコーダシャフトとモータシャフトとを連結しつつモータの出力側と反対側に取り付けられ、カバーによって覆われる。このとき、エンコーダの電気回路プリント板に設けられたコネクタと、カバーに設けられた外部コネクタとを、電気的に接続する必要があるが、これらの接続は一般にカバーの内側に設けられた配線（リード線等）を介して行われるので、自動化が困難である。その結果、カバーの取り付けがエンコーダ付きモータの組立工程の自動化を阻害する要因となっていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、組立工程の自動化を容易にすることができるエンコーダ付きモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、モータシャフト及びハウジングを備えたモータと、
上記モータシャフトに連結され、複数の反射スリットが円周方向に沿って形成されたディスクと、
上記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、
上記光源より出射され上記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、
上記光源及び上記受光素子が設けられた基板と、
上記ディスク及び上記基板を覆うように上記ハウジングに取り付けられたエンコーダカバーと、
上記エンコーダカバーに設けられ、上記基板を固定する手段と、を有する、エンコーダ付きモータが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、モータシャフト及びハウジングを備えたモータと、
上記モータシャフトに連結され、複数の反射スリットが円周方向に沿って形成されたディスクと、
上記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、
上記光源より出射され上記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、
上記光源及び上記受光素子が設けられた基板と、
上記ハウジングよりも外形寸法が小さく、上記ディスク及び上記基板を覆うように上記ハウジングに取り付けられたエンコーダカバーと、を有する、エンコーダ付きモータが適用される。

本発明のエンコーダ付きモータによれば、組立工程の自動化を容易にすることができる。

一実施の形態に係るサーボモータの構成の概略について説明するための説明図である。 同実施形態に係るモータ及びエンコーダの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係る光学モジュールとディスクとの位置調整手法の一例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る光学モジュールとディスクとの位置調整手法の一例について説明するための説明図である。 外部コネクタをエンコーダカバーの頂部に固定する変形例に係るモータ及びエンコーダの構成について説明するための説明図である。 外部コネクタと基板とを導通性のピンを介して電気的に接続する変形例に係るモータ及びエンコーダの構成について説明するための説明図である。 外部コネクタが基板に設置される変形例に係るモータ及びエンコーダの構成について説明するための説明図である。 エンコーダカバーの外形寸法が反負荷側ブラケットよりも小さい変形例に係るエンコーダカバーの外形寸法について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照して、一実施の形態について詳細に説明する。

＜１．サーボモータ＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボモータの構成の概略について説明する。

図１に示すように、本実施形態のサーボモータＳＭ（エンコーダ付きモータの一例）は、モータＭと、光学式のエンコーダ１００とを有する。

モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。このモータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭということにする。なお、以下では、説明の便宜上、エンコーダ付きモータが、位置や速度等の目標値に追従するように制御されるサーボモータである場合について説明するが、必ずしもサーボモータに限定されるものではない。エンコーダ付きモータは、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設さえされていれば、サーボシステム以外に用いられるモータをも含むものである。このモータＭは、シャフトＳＨ（モータシャフトの一例）を有し、シャフトＳＨを回転軸心ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。

なお、モータＭは、例えば後述する位置データ等のようなエンコーダ１００が検出するデータに基づいて制御されるモータであれば特に限定されるものではない。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば油圧式モータやエア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用するモータであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、モータＭが電動式モータである場合について説明する。

エンコーダ１００は、モータＭの回転力出力側（「負荷側」ともいう。）と反対側（「反負荷側」ともいう。）のシャフトＳＨに連結されている。なお、エンコーダ１００の連結位置は、特に限定されるものではない。例えば、エンコーダ１００は、モータＭの回転力出力側のシャフトＳＨに連結されてもよく、また、減速機や回転方向変換機、ブレーキ等の他の機構を介してシャフトＳＨ等に連結されてもよい。

このエンコーダ１００は、シャフトＳＨの位置（角度）を検出することにより、モータＭの位置（「回転角度」ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。なお、エンコーダ１００は、モータＭの位置に加え又は代え、モータＭの速度（「回転速度」や「角速度」等ともいう。）及び加速度（「回転加速度」や「角加速度」等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば位置を時間で１又は２階微分したり検出信号を所定時間カウントする等の処理により、検出することが可能である。

次に、図２〜図４を参照しつつ、本実施形態に係るモータ及びエンコーダの構成について説明する。

ここで、モータＭ及びエンコーダ１００の構成の説明の便宜上、以下ではＺ，Ｘ，Ｙ軸方向等を次のように定める。すなわち、回転軸心ＡＸ方向を「Ｚ軸方向」と定め、回転軸心ＡＸにおける反負荷側方向を「Ｚ軸正の方向」、逆の負荷側方向を「Ｚ軸負の方向」と定める。また、Ｚ軸方向に直交する方向を「Ｘ軸方向」と定め、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向を「Ｙ軸方向」と定める。但し、モータＭ及びエンコーダ１００の各構成の位置関係は、Ｚ，Ｘ，Ｙ軸方向等の概念に特に限定されるものではない。また、説明の便宜に応じて、ここで定めた方向について他の表現等をしたり、これら以外の方向については適宜説明しつつ使用する場合もあることを付言しておく。

＜２．モータ＞
モータＭは、固定子２と、回転子３と、フレーム４と、図示しない負荷側ブラケットと、反負荷側ブラケット１１（ハウジングの一例）と、上記シャフトＳＨとを有する。このモータＭは、固定子２の内部に回転子３が配置された、いわゆる「インナーロータ型」のモータとして構成されている。なお、モータＭは、インナーロータ型のモータとして構成される場合に限定されるものではなく、固定子の外部に回転子が配置された、いわゆる「アウターロータ型」のモータとして構成されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、モータＭがインナーロータ型のモータとして構成される場合について説明する。

固定子２は、回転子３の外周面と径方向に対向するように、フレーム４の内周面に環状の積層鉄心リング５を介して設けられている。この固定子２は、固定子鉄心６と、固定子鉄心６に装着されたボビン７と、ボビン７に巻き回されたコイル線８とを有し、電機子として構成されている。ボビン７は、絶縁性材料で構成され、固定子鉄心６とコイル線８とを電気的に絶縁する。ボビン７のＺ軸正の方向側には、コイル線８が図示しないピン端子を介して電気的に接続された基板９が設けられている。ボビン７やコイル線８、基板９等は、樹脂１０によりモールドされている。

回転子３は、シャフトＳＨの外周面に設けられている。この回転子３は、磁界を発生する図示しない磁石を有し、界磁として構成されている。

なお、モータＭは、固定子２が電機子、回転子３が界磁として構成される場合に限定されるものではなく、固定子が界磁、回転子が電機子として構成されてもよい。

負荷側ブラケットは、フレーム４のＺ軸負の方向側に設けられており、反負荷側ブラケット１１は、フレーム４のＺ軸正の方向側に設けられている。

シャフトＳＨは、負荷側ブラケットに外輪が嵌合された図示しない負荷側軸受と、反負荷側ブラケット１１に外輪が嵌合された反負荷側軸受１２とにより、回転軸心ＡＸまわりに回転自在に支持されている。

＜３．エンコーダ＞
エンコーダ１００は、シャフトＳＨのＺ軸正の方向側に設けられている。このエンコーダ１００は、モータＭの位置を検出する被検出媒体となるディスク１１０を有し、エンコーダカバー５０により覆われている。

ディスク１１０は、例えばガラスや金属、樹脂等の材質で円環状に形成され、ハブ１３０と同芯となるように、ハブ１３０のＺ軸正の方向側に固定されている。ハブ１３０は、例えば金属や樹脂等の材質で円環状に形成され、シャフトＳＨと同芯となるように、シャフトＳＨのＺ軸正の方向側の端部にボルトＢ２等により固定されている。従って、ディスク１１０は、ディスク中心Ｏ（図３参照）が回転軸心ＡＸと略一致するように、つまりシャフトＳＨと同芯となるように、ハブ１３０を介してシャフトＳＨのＺ軸正の方向側の端部に連結されている。これにより、ディスク１１０は、シャフトＳＨの回転により回転軸心ＡＸまわりに回転する。なお、ディスク１１０は、ハブ１３０を介してシャフトＳＨに連結される場合に限定されるものではなく、ハブを介さずにシャフトＳＨに直接的に連結されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、ディスク１１０がハブ１３０を介してシャフトＳＨに連結される場合について説明する。

上記のように、エンコーダ１００は、ディスク１１０がエンコーダシャフトを介さずにシャフトＳＨに連結された、いわゆる「ビルトイン型」のエンコーダとして構成されている。なお、エンコーダ１００は、ビルトイン型のエンコーダとして構成される場合に限定されるものではない。例えば、エンコーダ１００は、ディスク１１０が該エンコーダ１００専用のシャフトであるエンコーダシャフトを介してシャフトＳＨに連結された、いわゆる「コンプリート型」のエンコーダとして構成されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダ１００がビルトイン型のエンコーダとして構成される場合について説明する。

また、図３に示すように、ディスク１１０のＺ軸正の方向側の面には、ディスク中心Ｏを中心とした円環状のスリットトラックＳＴが形成されている。スリットトラックＳＴは、複数の反射スリット１１１が、ディスク１１０の円周方向（以下では「ディスク円周方向」ともいう。）に沿って所定のピッチでトラック状に並べられることにより、構成されている。

各反射スリット１１１は、後述する光源１４１から出射された光を反射する。なお、反射スリット１１１は、例えば、光を反射しないように構成されたディスク１１０のＺ軸正の方向側の面における光を反射させる部分に、光を反射する材料（例えばアルミニウム等）が塗布されることにより、形成可能である。また、反射スリット１１１は、光の反射率の高い金属で構成されたディスク１１０のＺ軸正の方向側の面における光を反射させない部分を、スパッタリング等により粗面としたり反射率の低い材質を塗布して反射率を低下させることにより、形成されてもよい。但し、反射スリット１１１の形成方法は、上記の例に限定されるものではない。

図３に示す例では、複数の反射スリット１１１は、ディスク円周方向でインクリメンタルパターンを有するように配置されている。インクリメンタルパターンとは、反射スリット１１１が所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。このインクリメンタルパターンは、１以上の後述する受光素子１４２からの電気信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。なお、複数の反射スリット１１１は、ディスク円周方向でシリアルアブソリュートパターンを有するように配置されてもよい。シリアルアブソリュートパターンとは、反射スリット１１１の位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。

エンコーダカバー５０は、ディスク１１０や後述する基板１２０等を覆うように、反負荷側ブラケット１１のＺ軸正の方向側にボルトＢ１等により固定されている。なお、エンコーダカバー５０は、ボルト等による固定以外の手法により取り付けられてもよい。このエンコーダカバー５０は、反負荷側ブラケット１１とＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法が各々略等しくなっている。なお、エンコーダカバー５０は、反負荷側ブラケット１１とＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法が各々略等しくなる場合に限定されるものではない。例えば、エンコーダカバー５０は、反負荷側ブラケット１１よりもＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法のうち少なくとも一方が大きくてもよいし、反負荷側ブラケット１１よりもＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法のうち少なくとも一方が小さくてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダカバー５０のＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法が反負荷側ブラケット１１のＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法と各々略等しい場合について説明する。

エンコーダカバー５０の頂部５１の内面には、ディスク１１０側、つまりＺ軸負の方向側に突出した柱状の支持部材５２（基板を固定する手段の一例）が、エンコーダカバー５０の周方向に略均等な間隔で複数箇所（例えば３箇所）設けられている。なお、支持部材５２は、頂部５１の内面に１箇所のみ設けられてもよい。また、支持部材５２は、Ｚ軸負の方向側に突出した柱状に形成される場合に限定されるものではなく、Ｚ軸負の方向側に突出した円筒状（円環状）等に形成されてもよい。この支持部材５２は、エンコーダカバー５０と一体として形成されている。なお、支持部材５２は、エンコーダカバー５０と一体として形成される場合に限定されるものではなく、エンコーダカバー５０と別体として形成されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、支持部材５２がエンコーダカバー５０と一体として形成された場合について説明する。

支持部材５２の先端部には、基板１２０がボルトＢ３等により固定されている。なお、基板１２０は、ボルトＢ３等により固定される場合に限定されるものではなく、ボルト等による固定以外の手法により固定されてもよい。また、基板１２０は、支持部材５２により固定される場合に限定されるものではなく、支持部材５２以外の基板１２０を固定する手段により固定されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、基板１２０が支持部材５２により固定される場合について説明する。

基板１２０のＺ軸負の方向側の面には、ディスク１１０と略平行となり、かつスリットトラックＳＴの一部と対向するように、光学モジュール１４０が取り付けられている。図４に示すように、光学モジュール１４０は、基板状に形成され、光源１４１と、受光アレイＰＡＬ，ＰＡＲとを有する。なお、この例では、光学モジュール１４０がエンコーダ１００を薄型化したり製造を容易にすることができる基板状に形成されているが、光学モジュール１４０は、必ずしも基板状に形成される必要はない。

光源１４１は、光学モジュール１４０のＺ軸負の方向側の面における光学モジュール１４０の中心線Ｌｃ上に配置されている。なお、光源１４１は、中心線Ｌｃ上に配置されなくてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、光源１４１が中心線Ｌｃ上に配置される場合について説明する。この光源１４１は、対向する位置を通過するスリットトラックＳＴの一部（以下では「照射領域」ともいう。）に光を出射する。

光源１４１としては、照射領域に光を出射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。本実施形態では、光源１４１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として形成され、拡散光を出射する。なお、点光源という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な面から光が発せられてもよいことは言うまでもない。このように点光源を使用することにより、光源１４１は、光軸からのズレによる光量変化や光路長の差による減衰等の影響は多少あるにせよ、照射領域に拡散光を出射し、照射領域に略均等に光を出射することが可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないため、光学素子による誤差等が生じにくく、スリットトラックＳＴへの出射光の直進性を高めることが可能である。

受光アレイＰＡＬ，ＰＡＲは、光学モジュール１４０のＺ軸負の方向側の面における光源１４１の周囲に配置されている。この受光アレイＰＡＬ，ＰＡＲは、複数の受光素子１４２が、ディスク円周方向に対応する方向に沿って所定のピッチでアレイ状に並べられることにより、構成されている。

各受光素子１４２は、光源１４１から出射され対向する位置を通過するスリットトラックＳＴの反射スリット１１１で反射された光（反射光）を受光し、受光量に対応する電気信号に変換して出力する。

受光素子１４２としては、反射スリット１１１からの反射光を受光して受光量に対応する電気信号に変換可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばフォトダイオードが使用可能である。

上記のように、エンコーダ１００は、光源１４１から出射され反射スリット１１１で反射された光を受光素子１４２により受光する、いわゆる「反射型」のエンコーダとして構成されている。このようなエンコーダ１００においては、光学モジュール１４０（詳細には光源１４１及び受光素子１４２）とディスク１１０との間隔（「ギャップ」ともいう。）Ｇに応じて、受光素子１４２による受光量が変動する。また、光源１４１から出射される光が平行光ではなく拡散光であるので、上記間隔Ｇに応じて、受光アレイＰＡＬ，ＰＡＲに投影される像（投影像）の大きさが変動する。このため、エンコーダ１００の信頼性を確保するためには、上記間隔Ｇを適切な値とする必要がある。ここで、間隔Ｇは、具体的には、光学モジュール１４０（詳細には光源１４１及び受光素子１４２）と反負荷側ブラケット１１端部との間隔Ｓ１と、ディスク１１０のＺ軸正の方向側の面と反負荷側ブラケット１１端部との間隔Ｓ２との差分である。すなわち、間隔Ｇは、間隔Ｓ１の値及び間隔Ｓ２の値に応じて変動する。また、間隔Ｓ１は、光学モジュール１４０の位置、つまり支持部材５２の頂部５１の内面からの突出高さＨの値に応じて変動する。そこで本実施形態では、支持部材５２は、上記間隔Ｓ１が所定の第１の値となることにより上記間隔Ｇが所定の第２の値（所定の値の一例に相当）となるように、上記突出高さＨが設定されている。

また、サーボモータＳＭには、少なくとも一部がエンコーダカバー５０の外部に露出するように配置される外部コネクタ６０が設けられている。外部コネクタ６０には、エンコーダ１００とエンコーダカバー５０の外部に配置された図示しない電子機器との間で相互に情報を伝達可能とするための図示しない外部ケーブルが接続されている。本実施形態のサーボモータＳＭでは、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆがエンコーダカバー５０の側部５３の外面にボルトＢ４等により固定されており、外部コネクタ６０からエンコーダカバー５０の内部にリード線６２が引き出されている。

また、基板１２０のＺ軸正の方向側の面には、基板側コネクタ６１が設けられている。基板側コネクタ６１には、上記リード線６２の先端部に設けられた内部コネクタ６３が、接続されている。これにより、外部コネクタ６０と基板側コネクタ６１とが、リード線６２を介して電気的に接続されるので、外部コネクタ６０は、基板１２０と電気的に接続される。

＜４．光学モジュールとディスクとの位置調整＞
以上のような構成であるサーボモータＳＭの組み立ては、次のようにして行われる。すなわち、まず、ディスク１１０がハブ１３０を介してシャフトＳＨのＺ軸正の方向側の端部に連結される。そして、支持部材５２の先端部に基板１２０が固定されたエンコーダカバー５０が、反負荷側ブラケット１１のＺ軸正の方向側に、Ｘ―Ｙ軸方向に移動可能に配置される。その後、エンコーダカバー５０が、反負荷側ブラケット１１に対してＸ―Ｙ軸方向に相対移動される。これにより、光学モジュール１４０が、ディスク１１０に対してＸ―Ｙ軸方向に相対移動し、光学モジュール１４０（詳細には光源１４１及び受光素子１４２）とディスク１１０（詳細には反射スリット１１１）との位置調整（位置合わせ）が行われる。そして、光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整の完了後に、エンコーダカバー５０が反負荷側ブラケット１１のＺ軸正の方向側に固定される。

ここで、上記光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整は、高精度に行うことが望ましい。そこで本実施形態では、光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整は、光学モジュール１４０に設けられた受光素子からの電気信号を用いて行われる。以下、図３及び図４を参照しつつ、光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整を、光学モジュール１４０に設けられた受光素子からの電気信号を用いて行う手法の一例について説明する。

図３に示すように、ディスク１１０のＺ軸正の方向側の面におけるスリットトラックＳＴの外周側及び内周側には、ディスク中心Ｏを中心とした円環状の同心円スリットＣＳ１，ＣＳ２が形成されている。同心円スリットＣＳ１，ＣＳ２は、後述する位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲ，１４４Ｄからの電気信号を介して、光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整に用いられる。この同心円スリットＣＳ１，ＣＳ２は、互いに同じ幅となり、かつスリットトラックＳＴからの半径方向距離がほぼ等しくなるように形成されている。

図４に示すように、光学モジュール１４０のＺ軸負の方向側の面には、上記光源１４１と、上記受光アレイＰＡＬ，ＰＡＲと、位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲと、位置調整用受光素子１４４Ｄとが設けられている。

位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲは、光源１４１から出射され対向する位置を通過する同心円スリットＣＳ１で反射された光（反射光）を受光し、受光量に対応する電気信号に変換して出力する。この位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲは、光源１４１よりもディスク１１０の半径方向（「ディスク半径方向」ともいう。）に対応する方向における外周側において、中心線Ｌｃに対して軸対称となるように、配置されている。具体的には、位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲは、光学モジュール１２０とディスク１１０とが適正に位置調整されている場合において、同心円スリットＣＳ１からの反射光の受光領域ＡＲ１にディスク半径方向に対応する方向の一部（この例ではディスク半径方向に対応する方向の内側の一部）が重複し、残りの部分は重複しないように配置されている。

位置調整用受光素子１４４Ｄは、光源１４１から出射され対向する位置を通過する同心円スリットＣＳ２で反射された光（反射光）を受光し、受光量に対応する電気信号に変換して出力する。この位置調整用受光素子１４４Ｄは、光源１４１よりもディスク半径方向に対応する方向における内周側において、中心線Ｌｃを中心位置として軸対称となるように、配置されている。具体的には、位置調整用受光素子１４４Ｄは、光学モジュール１２０とディスク１１０とが適正に位置調整されている場合において、同心円スリットＣＳ２からの反射光の受光領域ＡＲ２にディスク半径方向に対応する方向の一部（この例ではディスク半径方向に対応する方向の外側の一部）が重複し、残りの部分は重複しないように配置されている。

光学モジュール１２０とディスク１１０とが適正に位置調整された場合、図３に示すように、中心線Ｌｃがディスク半径方向Ｌｒに一致し（図４に示すθ方向の位置調整）、光源１４１がスリットトラックＳＴ（反射スリット１１１）のディスク半径方向中央位置に対峙する（図４に示すＲ方向の位置調整）ように配置される。このときの位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲ，１４４Ｄは、各々の電気信号の出力が略等しくなるように設定されている。従って、位置調整用受光素子１４４ＵＬ，１４４ＵＲ，１４４Ｄの出力が略等しくなるように、エンコーダカバー５０を反負荷側ブラケット１１に対してＸ―Ｙ軸方向に相対移動させることにより、光学モジュール１２０とディスク１１０とを高精度に位置調整することが可能である。

なお、上記説明した光学モジュール１４０とディスク１１０との位置調整の手法は、あくまで一例であって、光学モジュール１４０に設けられた受光素子からの電気信号を用いて行う手法であれば特に限定されるものではない。

＜５．本実施形態による効果の例＞
以上説明した本実施形態のサーボモータＳＭは、ディスク１１０及び基板１２０を覆うようにモータＭの反負荷側ブラケット１１に取り付けられたエンコーダカバー５０を有する。このエンコーダカバー５０には、基板１２０を固定する手段（上記の例では支持部材５２）が設けられており、光源１４１及び受光素子１４２が設けられた基板１２０は、エンコーダカバー５０に固定される。

このように構成されるサーボモータＳＭの組み立ては、次のようにして行われる。すなわち、まず、ディスク１１０がシャフトＳＨに連結される。次に、光源１４１及び受光素子１４２とディスク１１０の反射スリット１１１との位置調整が行われる。この位置調整は、光源１４１及び受光素子１４２が設けられた基板１４２が固定されたエンコーダカバー５０が、Ｘ−Ｙ軸方向に移動されつつ、行われる。そして、位置調整後にエンコーダカバー５０が反負荷側ブラケット１１に固定される。

このように、本実施形態では、エンコーダカバー５０と基板１２０とを一体として取り扱うことができるので、エンコーダ１００の位置調整からエンコーダカバー５０を固定するまでの工程を単純化することができる。したがって、組立工程の自動化を容易にすることができる。

また、本実施形態では特に、基板１２０を固定する手段として、支持部材５２が用いられる。この支持部材５２は、エンコーダカバー５０の内面にＺ軸負の方向側に突出して設けられ、先端部に基板１２０が固定される。これにより、基板１２０をエンコーダカバー５０の内面より離間して配置できるので、エンコーダカバー５０のＺ軸方向寸法の大小に関わらず、基板１２０をディスク１１０に近接して配置することができる。

また、仮に基板１２０が支持部材を介してモータＭの反負荷側ブラケット１１側に固定される構造とする場合、基板１２０の位置調整をするために支持部材は、反負荷側ブラケット１１と別体とする必要がある。これに対し、本実施形態では、エンコーダカバー５０と支持部材５２とが一体として形成されているので、部品点数の削減及びコストの低減ができる。

また、本実施形態では特に、サーボモータＳＭが備えるエンコーダ１００は、光源１４１から出射され反射スリット１１１で反射された光を受光するように構成された、反射型のエンコーダである。そして、支持部材５２が、基板１２０に設けられた光源１４１及び受光素子１４２とディスク１１０との間隔Ｇが上記第２の値となるように、内面からの突出高さＨが設定される。これにより、上記間隔Ｇを適切な値に保持することができ、エンコーダ１００の信頼性を確保することができる。

また、本実施形態では特に、外部ケーブルが接続されるように構成された外部コネクタ６０が、少なくとも一部がエンコーダカバー５０の外部に露出するように配置される。

ここで、仮に基板１２０がモータＭの反負荷側ブラケット１１側に固定される構造とする場合、組立工程においてエンコーダカバー５０を取り付ける際に、基板１２０と外部コネクタ６０とを電気的に接続する必要がある。この接続は、一般にエンコーダカバー５０の内側に設けられた配線（リード線等）を介して行われるので、自動化が困難である。その結果、エンコーダカバー５０の取り付けがサーボモータＳＭの組立工程の自動化を阻害する要因となる。

本実施形態のサーボモータＳＭでは、基板１２０がエンコーダカバー５０に固定されると共に、基板１２０と外部コネクタ６０とが電気的に接続されるので、サーボモータＳＭの組立工程において該接続作業を行う必要がない。したがって、組立工程の自動化を容易にすることができる。

また、本実施形態では特に、基板１２０に設けられた基板側コネクタ６１と外部コネクタ６０とが、リード線６２を介して電気的に接続される。これにより、外部コネクタ６０に作用する衝撃や振動が基板１２０に直接的に伝わるのを防止できるので、基板１２０を保護することができる。

また、本実施形態では特に、サーボモータＳＭが備えるエンコーダ１００は、ディスク１１０がエンコーダシャフトを介さずにシャフトＳＨに連結される、ビルトイン型のエンコーダである。このエンコーダ１００は、ディスク１１０がハブ１３０を介してシャフトＳＨに直接的に連結されるので、ディスク１１０がエンコーダシャフトを介してシャフトＳＨに連結される、コンプリート型のエンコーダと比較して、小型化（特にＺ軸方向に薄型化）することができる。

なお、以上説明した本実施形態による効果等は、あくまで一例であって、さらなる効果等を奏することは言うまでもない。

＜６．変形例＞
以上、添付図面を参照して、一実施の形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されないことは言うまでもない。上記実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせ等を行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせ等が行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例等を順を追って説明する。なお、以下の変形例等では、主として上記実施形態と異なる部分について説明する。また、上記実施形態と実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略する。

（６−１．外部コネクタをエンコーダカバーの頂部に固定する場合）
上記実施形態では、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆがエンコーダカバー５０の側部５３の外面に固定されていた。しかしながら、外部コネクタ６０の固定位置は、エンコーダカバー５０の側部５３の外面に限定されるものではない。以下、図５を参照しつつ、本変形例に係るサーボモータにおいて、上記実施形態と異なる点等について説明する。

図５に示すように、本変形例のサーボモータＳＭでは、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆがエンコーダカバー５０の頂部５１の外面にボルトＢ４等により固定されており、外部コネクタ６０からエンコーダカバー５０の内部にリード線６２が引き出されている。

上記以外の構成は、上記実施形態と同様に構成することができるので、説明を省略する。

以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様、組立工程の自動化を容易にすることができる。

（６−２．外部コネクタと基板とを導電性のピンを介して電気的に接続する場合）
上記実施形態等では、外部コネクタ６０と基板側コネクタ６１とは、リード線６２を介して電気的に接続されていた。しかしながら、外部コネクタ６０と基板側コネクタ６１との接続手法は、リード線６２を介して電気的に接続する手法に限定されるものではない。以下、図６を参照しつつ、本変形例に係るサーボモータにおいて、上記実施形態等と異なる点等について説明する。

図６に示すように、本変形例のサーボモータＳＭでは、エンコーダカバー５０の頂部５１’に、外部コネクタ６０のフランジ部Ｆの外形寸法よりも小さい開口５４が形成されている。また、基板１２０のＺ軸正の方向側の面における上記開口５４に対向する位置には、２本の導電性のピン６４が、先端部が該開口５４からエンコーダカバー５０の外部へ突出するように設けられている。なお、ピン６４の個数は、２本に限定されるものではなく、１本又は３本以上であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、ピン６４の個数が２本である場合について説明する。

そして、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆに設けられた図示しない２つの差込口に上記２本のピン６４が各々差し込まれた状態で、フランジ部Ｆが頂部５１’の外面にボルトＢ４等により固定されている。これにより、外部コネクタ６０と基板１２０とが、ピン６４を介して電気的に接続される。なお、差込口の個数は、２つに限定されるものではなく、１つ又は２つ以上であってもよい。但し、上記のようにピン６４の個数を２本とした例では、差込口の個数は２つとなる。また、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆが頂部５１’の外面に固定される場合に限定されるものではなく、エンコーダカバー５０の側部の外面に固定されてもよい。

上記以外の構成は、上記実施形態と同様に構成することができるので、説明を省略する。

以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様、組立工程の自動化を容易にすることができる。

また、本変形例では、外部コネクタ６０と基板１２０とが、基板１２０に設けられたピン６４を介して電気的に接続される。これにより、基板１２０に設けられたピン６４を外部コネクタ６０に差し込むのみで外部コネクタ６０と基板１２０とを電気的に接続することができる。その結果、基板１２０をエンコーダカバー５０に固定する際の外部コネクタ６０と基板１２０との接続作業を容易化できる。

（６−３．外部コネクタが基板に設置される場合）
上記実施形態等では、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆがエンコーダカバー５０の外面に固定されていた。しかしながら、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆがエンコーダカバー５０の外面に固定される場合に限定されるものではない。以下、図７を参照しつつ、本変形例に係るサーボモータにおいて、上記実施形態等と異なる点等について説明する。

図７に示すように、本変形例のサーボモータＳＭでは、エンコーダカバー５０の頂部５１”に、外部コネクタ６０の本体部Ｓの外形寸法よりも大きく、かつ外部コネクタ６０のフランジ部Ｆの外形寸法よりも小さい開口５４’が形成されている。また、基板１２０のＺ軸正の方向側の面における上記開口５４’に対向する位置には、前述の２本のピン６４が、先端部が該開口５４’からエンコーダカバー５０の外部へ突出するように設けられている。外部コネクタ６０は、前述の２つの差込口に上記２本のピン６４が各々差し込まれることで、ピン６４を介して基板１２０のＺ軸正の方向側の面に一体的に固定されている。

そして、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆが頂部５１”の内面に接触しつつ、本体部Ｓがエンコーダカバー５０の内部から上記開口５４’に挿通されることにより、一部がエンコーダカバー５０の外部に露出されるように配置されている。なお、外部コネクタ６０は、フランジ部Ｆが頂部５１”より外部に露出される場合に限定されるものではなく、エンコーダカバー５０の側部より外部に露出されてもよい。

上記以外の構成は、上記実施形態と同様に構成することができるので、説明を省略する。

以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様、組立工程の自動化を容易にすることができる。

なお、外部コネクタ６０は、ピン６４を介して基板１２０に設けられる場合に限定されるものではなく、基板１２０に直接的に設けられてもよい。このような構成とすることで、外部コネクタ６０と基板１２０とを電気的に接続する配線やピンが不要となるので、部品点数の削減及びコストの低減ができる。また、外部コネクタ６０と基板１２０との接続作業も不要となる。

（６−４．エンコーダカバーの外形寸法が反負荷側ブラケットよりも小さい場合）
上記実施形態等では、エンコーダカバー５０は、反負荷側ブラケット１１とＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法が各々略等しかった。しかしながら、エンコーダカバー５０は、反負荷側ブラケット１１とＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法が各々略等しい場合に限定されるものではない。以下、図８を参照しつつ、本変形例に係るサーボモータにおいて、上記実施形態等と異なる点等について説明する。なお、図８中では、便宜上、サーボモータＳＭにおける、エンコーダカバー５０及びモータＭの反負荷側ブラケット１１以外の構成の図示を省略している。

図８に示すように、本変形例のサーボモータＳＭでは、エンコーダカバー５０は、Ｘ軸及びＹ軸方向の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が、反負荷側ブラケット１１のＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法ＬＸ２，ＬＹ２よりも各々小さい。なお、図８中では、エンコーダカバー５０のＺ軸正の方向側から見た外形は、四隅に凹部が形成された略正方形状で表されている。しかしながら、エンコーダカバー５０のＺ軸正の方向側から見た外形は、略正方形状に限定されるものではなく、長方形状や円状等であってもよい。また、エンコーダカバー５０は、外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１の両方が、反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＸ２，ＬＹ２よりも各々小さい場合に限定されるものではない。例えば、エンコーダカバー５０は、外形寸法ＬＸ１が反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＸ２よりも小さく、外形寸法ＬＹ１が反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＹ２と略等しくてもよい。あるいは、エンコーダカバー５０は、外形寸法ＬＸ１が反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＸ２と略等しく、外形寸法ＬＹ１が反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＹ２よりも小さくてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダカバー５０のＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が反負荷側ブラケット１１のＸ軸及びＹ軸方向の外形寸法ＬＸ２，ＬＹ２よりも各々小さい場合について説明する。

上記以外の構成は、上記実施形態と同様に構成することができるので、説明を省略する。

以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様、組立工程の自動化を容易にすることができる。

また、本変形例では、次のような効果を得ることができる。すなわち、前述のように、光源１４１及び受光素子１４２とディスク１１０の反射スリット１１１との位置調整は、基板１２０が設けられたエンコーダカバー５０が、Ｘ−Ｙ軸方向に移動されつつ、行われる。このような位置調整を高精度に行うには、エンコーダカバー５０の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が高い精度で形成される必要がある。従って、製造の手間やコスト等を考慮した場合、モータＭの容量（体格）に応じてエンコーダカバー５０の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１を異ならせるのではなく、モータＭの容量に依らずに外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が固定された１種類のエンコーダカバー５０を用いることが好ましい。また、１種類のエンコーダカバー５０とすることで、位置調整を行う組立装置についても１種類で済むという利点がある。

本変形例では、エンコーダカバー５０の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＸ２，ＬＹ２よりも小さい。つまり、仮にエンコーダカバー５０の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１を反負荷側ブラケット１１の外形寸法ＬＸ２，ＬＹ２と同等とする場合には、モータＭの容量に応じてエンコーダカバー５０の外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１を異ならせることとなる。しかしながら、本変形例のような寸法構成とすることにより、モータＭの容量に依らずに外形寸法ＬＸ１，ＬＹ１が固定された１種類のエンコーダカバー５０を用いることができる。その結果、エンコーダ１００の位置調整を高精度に行うことができる。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。

その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１１ 反負荷側ブラケット（ハウジングの一例）
５０ エンコーダカバー
５２ 支持部材（基板を固定する手段の一例）
５４’ 開口
６０ 外部コネクタ
６１ 基板側コネクタ
６２ リード線
６４ ピン
１１０ ディスク
１１１ 反射スリット
１２０ 基板
１４１ 光源
１４２ 受光素子
ＬＸ１ Ｘ軸方向の外形寸法
ＬＸ２ Ｘ軸方向の外形寸法
ＬＹ１ Ｙ軸方向の外形寸法
ＬＹ２ Ｙ軸方向の外形寸法
Ｍ モータ
ＳＨ シャフト（モータシャフトの一例）
ＳＭ サーボモータ（エンコーダ付きモータの一例）

Claims (10)

1. モータシャフト及びハウジングを備えたモータと、
   前記モータシャフトに連結され、複数の反射スリットが円周方向に沿って形成されたディスクと、
   前記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、
   前記光源より出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、
   前記光源及び前記受光素子が設けられた基板と、
   前記ディスク及び前記基板を覆うように前記ハウジングに取り付けられたエンコーダカバーと、
   前記エンコーダカバーに設けられ、前記基板を固定する手段と、を有する、エンコーダ付きモータ。
2. 前記基板を固定する手段は、
   前記エンコーダカバーの内面に前記ディスク側に突出して設けられ、先端部に前記基板が固定される支持部材である、請求項１に記載のエンコーダ付きモータ。
3. 前記支持部材は、
   前記基板に設けられた前記光源及び前記受光素子と前記ディスクとの間隔が所定の値となるように、前記内面からの突出高さが設定される、請求項２に記載のエンコーダ付きモータ。
4. 少なくとも一部が前記エンコーダカバーの外部に露出するように配置されると共に、前記基板と電気的に接続され、外部ケーブルが接続されるように構成された外部コネクタをさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ付きモータ。
5. 前記基板に設けられた基板側コネクタと、
   前記外部コネクタと前記基板側コネクタとを電気的に接続するリード線と、をさらに有する、請求項４に記載のエンコーダ付きモータ。
6. 前記基板に設けられ、前記外部コネクタと前記基板とを電気的に接続する導電性のピンをさらに有する、請求項４に記載のエンコーダ付きモータ。
7. 前記外部コネクタは、前記基板に設けられ、
   前記エンコーダカバーには、前記外部コネクタの少なくとも一部を外部に露出するための開口が形成される、請求項４に記載のエンコーダ付きモータ。
8. 前記ディスクは、
   エンコーダシャフトを介さずに前記モータシャフトに連結される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ付きモータ。
9. 前記エンコーダカバーは、
   前記ハウジングよりも外形寸法が小さい、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ付きモータ。
10. モータシャフト及びハウジングを備えたモータと、
    前記モータシャフトに連結され、複数の反射スリットが円周方向に沿って形成されたディスクと、
    前記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、
    前記光源より出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、
    前記光源及び前記受光素子が設けられた基板と、
    前記ハウジングよりも外形寸法が小さく、前記ディスク及び前記基板を覆うように前記ハウジングに取り付けられたエンコーダカバーと、を有する、エンコーダ付きモータ。

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