JP5472045B2 - エンコーダ付モータ及びモータ用エンコーダ - Google Patents

Description

本発明は、モータ出力軸などの回転体の回転角度を検出するエンコーダを有するエンコーダ付モータ、及び、これに用いるモータ用エンコーダに関する。

従来、モータ出力軸などの回転体の回転角度を検出するエンコーダを有するエンコーダ付モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術のエンコーダ付モータは、モータと、当該モータの反負荷側に配置された光学式のエンコーダとを有する。モータは、負荷側軸受及び反負荷側軸受で回転自在に支持された出力軸と、内周部で上記反負荷側軸受を支持する反負荷側ブラケットとを備えている。エンコーダは、上記出力軸の反負荷側の端部に、当該出力軸の軸心と同一軸心で固定されているハブと、当該ハブの反負荷側端部に取り付けられた回転ディスクを備えている。

このエンコーダ付モータでは、モータの出力軸の端部に凸部が設けられており、当該凸部がエンコーダのハブに設けられた凹部に挿入されることにより、出力軸とハブとが固定されている。

特開２０１０−９４００７号公報（段落０００９〜００１３、図１）

一般に、モータのエンコーダとしては、主として光学式と磁気式が用いられる。磁気式エンコーダは光学式エンコーダと比較して、構造がシンプルで部品点数も少なく、振動や衝撃にも強いという特性がある。一方、光学式エンコーダは磁気式エンコーダと比較して、位置分解性能が優れているという特性がある。このため、両者の特性を有するように、磁気式及び光学式のうちどちらか一方を選択して使用したり、両者を併用する場合がある。

一方、エンコーダは、電子回路を使用しているため、モータが発生する磁束の影響を受ける場合がある。このような漏れ磁束の影響は、光学式エンコーダの電子回路においても発生し得るが、特に磁気を検出する磁気式エンコーダが使用される場合には顕著である。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、磁束の影響を低減し、エンコーダの信頼性を向上できるエンコーダ付モータ、及び、これに用いるモータ用エンコーダを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、モータと、上記モータの反負荷側に配置されたエンコーダと、を有し、
上記モータは、
モータ電磁部と、
負荷側軸受と反負荷側軸受とで回転自在に支持された出力軸と、
内周部で上記反負荷側軸受を支持し、上記反負荷側軸受の反負荷側の端部を覆う軸受カバーを有する反負荷側ブラケットと、を備え、
上記エンコーダは、
上記軸受カバーの反負荷側に対向して配置された円板部を備え、上記出力軸の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されたハブと、
上記ハブの反負荷側端部に固定された回転ディスクと、を備え、
上記円板部は、
上記軸受カバー側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第１突出部を備え、
上記軸受カバーは、
上記円板部側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第２突出部を備え、
上記円板部と上記軸受カバーとは、上記第１突出部及び上記第２突出部により、互いに対向する上記外表面間にラビリンス構造の間隙を形成する
ことを特徴とするエンコーダ付モータが提供される。

また、上記モータは、
上記モータ電磁部の反負荷側に配置されたブレーキ部を備えてもよい。

また、上記ハブは、
負荷側の端部に凸部が形成され、上記凸部が上記出力軸の反負荷側の端部に形成された凹部に嵌合されることにより、上記出力軸に固定されていてもよい。

また、上記モータは、
上記出力軸の反負荷側の端部と、上記反負荷側軸受の反負荷側の端部との軸方向位置が、略一致するように構成されてもよい。

また、上記反負荷側軸受は、
上記ブレーキ部と上記エンコーダとの間に配置されてもよい。

また、上記エンコーダは、
発光部及び受光部の少なくとも一方が設けられた基板を備え、
上記基板は、
上記回転ディスクの負荷側に配置されてもよい。

また、上記エンコーダは、
発光部及び受光部の少なくとも一方が設けられた基板を備え、
上記基板は、
上記回転ディスクの反負荷側に配置されてもよい。

また、上記ハブは、
非磁性材料で構成され、
上記出力軸は、
磁性材料で構成されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、モータ電磁部、負荷側軸受と反負荷側軸受とで回転自在に支持された出力軸、及び、内周部で上記反負荷側軸受を支持し、上記反負荷側軸受の反負荷側の端部を覆う軸受カバーを有する反負荷側ブラケットを備えたモータの反負荷側に配置されたモータ用エンコーダであって、
上記軸受カバーの反負荷側に対向して配置された円板部を備え、上記出力軸の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されたハブと、
上記ハブの反負荷側端部に固定された回転ディスクと、を備え、
上記円板部は、
上記軸受カバー側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第１突出部を備え、
上記円板部と、上記円板部側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第２突出部を備えた上記軸受カバーとは、上記第１突出部及び上記第２突出部により、互いに対向する上記外表面間にラビリンス構造の間隙を形成する
ことを特徴とするモータ用エンコーダが提供される。

また、上記モータ電磁部の反負荷側に配置されたブレーキ部を備えた上記モータの反負荷側に配置されてもよい。

また、上記ハブは、
負荷側の端部に凸部が形成され、上記凸部が上記出力軸の反負荷側の端部に形成された凹部に嵌合されることにより、上記出力軸に固定されていてもよい。

また、発光部及び受光部の少なくとも一方が設けられた基板を備え、
上記基板は、
上記回転ディスクの負荷側に配置されてもよい。

また、発光部及び受光部の少なくとも一方が設けられた基板を備え、
上記基板は、
上記回転ディスクの反負荷側に配置されてもよい。

また、上記ハブは、
非磁性材料で構成されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、磁束の影響を低減し、エンコーダの信頼性を向上することができる。

本発明の一実施形態のエンコーダ付モータの全体構成を表す縦断面図である。 エンコーダ及び軸受カバーの詳細構造を表す図１中の部分抽出拡大図である。 基板を回転ディスクよりもモータ側に配置する変形例において、エンコーダ及び軸受カバーの詳細構造を表す図１中の部分抽出拡大図である。

まず、本発明の一実施形態について説明する前に、エンコーダ付きモータやモータ付きエンコーダにおいて本発明の発明者等が想到した問題等について説明する。

上述の通り、エンコーダとしては例えば磁気式と光学式とに大別される。磁気式エンコーダは、例えばモータ出力軸に固定された永久磁石と、この円板状の永久磁石からの磁界を検出する磁界検出素子とを備えており、永久磁石からの磁界を検出して出力軸の相対位置や絶対位置を検出するものである。このため、モータ側の磁束が出力軸及びこの反負荷側の端部に固定されたハブ等を介してエンコーダ側に漏洩し、磁気式エンコーダの磁界と干渉することが懸念される。このような磁界による干渉は、磁気式エンコーダほど顕著ではないにしても、光学式エンコーダにおいても電子回路等に影響を与えることがある。

このようなモータ側からの磁束の漏れは、特にモータがブレーキを有する場合に生じ易い。なぜなら、ブレーキはモータ電磁部の反負荷側、すなわちエンコーダに隣接して配置される上、ブレーキディスクの制動を行う制動部材をコイルの励磁により軸方向に移動させる構造上、ブレーキのコイルは軸方向に磁束を発生させるからである。

そして、上記従来技術のように、モータの出力軸の端部に凸部を設け、これをエンコーダのハブに設けた凹部に挿入して出力軸とハブとを固定した構造の場合には、凹凸構造が漏洩磁束の向きと対応するため、出力軸側からハブ側へと磁束が漏れ易くなる。このような漏洩磁束は、例えば磁気式エンコーダの場合には、永久磁石の磁束と干渉し、エンコーダによる検出結果の信頼性の低下を招くおそれがある。また、例えば光学式エンコーダの場合には、電子回路に誘導起電力が生じ検出精度を低下させるなど、磁気式エンコーダに比べれば少ないとはいえ、やはり信頼性の低下を招くおそれがある。このような磁束の漏れを抑えるために、モータの出力軸として、磁性体と非磁性体とによる圧接シャフトを使用することも考えられる。しかしながら、このような圧接シャフトやステンレスなどの非磁性体を使用することは、エンコーダ（モータ）のコスト増を招くことになる。

本発明の発明者等は、エンコーダ付モータやモータ用エンコーダについてエンコーダの信頼性向上におけるこれらの点などに想到し、更に鋭意研究を行った結果、本発明に想到した。なお、ここで挙げた点等は、本発明が解決する課題の一例であって、本発明がこの例に限定されるものではない。以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のエンコーダ付モータの全体構成を表す縦断面図である。

図１において、エンコーダ付モータ１は、モータ１００と、このモータ１００の反負荷側（図１中の左側）に配置され、エンコーダカバー９を備えたエンコーダ８（モータ用エンコーダ）とを有している。なお、図１では、エンコーダ８の詳細構造を省略して図示している。このエンコーダ８の詳細は、後述の図２で説明する。

モータ１００は、モータフレーム５０と、このモータフレーム５０の内周側に配置されたモータ電磁部１００Ａ及びブレーキ部１００Ｂと、上記モータフレーム５０と一体的に形成された負荷側ブラケット５及び反負荷側ブラケット７と、上記負荷側ブラケット５に外輪が嵌合された負荷側軸受６ａと、上記反負荷側ブラケット７に外輪が嵌合された反負荷側軸受６ｂと、軸方向（図１中の左右方向）に配設され、上記負荷側軸受６ａと上記反負荷側軸受６ｂとにより回転自在に支持された、出力軸としてのモータシャフト３とを備えている。

モータ電磁部１００Ａは、上記モータシャフト３と同一軸心となるように固定された回転子２と、この回転子２の外周面と径方向に対向するように上記モータフレーム５０に固定された固定子４とを備えている。

ブレーキ部１００Ｂは、上記モータシャフト３の反負荷側に対し制動を行う無励磁作動型の電磁ブレーキであり、上記モータ電磁部１００Ａの反負荷側に配置されている。このブレーキ部１００Ｂは、上記モータシャフト３の外周部に固定されたトルク伝達部材２１と、励磁コイル２３及びばね２５を収納したフィールドコア２７と、このフィールドコア２７に上記軸方向に対向するように当該軸方向の一方側（図１中の右側）に配置されたアーマチュア２９と、このアーマチュア２９の上記軸方向の一方側に配置されたサイドプレート３１と、このサイドプレート３１と上記アーマチュア２９との間に配置され、上記トルク伝達部材２１に係合されたブレーキディスク３３とを備えている。

フィールドコア２７は、内側円筒部２７Ａと、外側円筒部２７Ｂと、底板部２７Ｃとを備えている。内側円筒部２７Ａと外側円筒部２７Ｂとの間の径方向空間が、図１中の右側に解放するコイル用凹部３５となっており、このコイル用凹部３５に上記励磁コイル２３が収納されている。また、外側円筒部２７Ｂの上記軸方向の一方側の面には、複数のばね用凹部３７が周方向に適宜の等間隔で形成されており、これらばね用凹部３７のそれぞれに圧縮コイルばねである上記ばね２５が収納されている。これらのばね２５は、アーマチュア２９に対し、上記軸方向一方側へ押圧する付勢力を作用させる。なお、内側円筒部２７Ａと外側円筒部２７Ｂの上記軸方向の一方側の面は、アーマチュア２９を磁気的に吸引する磁極面を形成する。

アーマチュア２９は、適宜の磁性体材料（例えば鋼板）によって円板状に形成され、貫通孔２９ａを径方向中心側に備えている。このアーマチュア２９は、フィールドコア２７とブレーキディスク３３との間に上記軸方向にのみ移動自在に配置されている。

サイドプレート３１は、円盤状に形成されており、貫通孔３１ａを径方向中心側に備えている。サイドプレート３１の外周縁部は、カラー３９を介在させつつ、複数個の固定用ねじ４１によってフィールドコア２７の外側円筒部２７Ｂに固定される。カラー３９は、アーマチュア２９の外周に形成された凹部２９ｂに挿入配置され、アーマチュア２９の回転を防止する。

ブレーキディスク３３は、芯板４３、摩擦材４５、及び摩擦材４７を備えている。この芯板４３は、適宜の磁性体によって円板状に形成され、その内周面にスプライン４３ａを設けている。このスプライン４３ａと上記トルク伝達部材２１に設けられたスプライン２１ａとの係合により、ブレーキディスク３３は、上記トルク伝達部材２１に対し上記軸方向に移動可能でかつ回転不能（言い換えれば回転伝達可能）に設けられている。

芯板４３の外周側縁部の上記軸方向の一方側の面、すなわちサイドプレート３１に対向する面には摩擦材４５が取り付けられ、また、芯板４３の外周側縁部の上記軸方向の他方側（図１中の左側）の面、すなわちアーマチュア２９と対向する面に、摩擦材４７が取り付けられている。なお、摩擦材４５及び摩擦材４７を、芯板４３に設ける代わりに、対向する部材であるサイドプレート３１やアーマチュア２９側に設けてもよい。

上記のような構成のブレーキ部１００Ｂの動作について説明する。

すなわち、励磁コイル２３に通電していない状態（＝無励磁状態）では、ブレーキ部１００Ｂによる制動が行われる。具体的には、この制動状態では、アーマチュア２９は、ばね２５に押圧されることにより上記軸方向の一方側へ移動してブレーキディスク３３に接触し、ブレーキディスク３３は、上記軸方向の他方側からのアーマチュア２９の接触によって、サイドプレート３１に接触する。この結果、ブレーキディスク３３は、アーマチュア２９とサイドプレート３１とによって挟圧されて制動され、これにより、モータシャフト３の回転は制動される（慣性回転しているモータシャフト３を静止させる、または、静止しているモータシャフト３に外部から回転しようとする力（トルク）が加えられた時にモータシャフト３を保持することによってモータシャフト３の静止状態を維持する）。

一方、励磁コイル２３に通電している状態（＝励磁状態）では、ブレーキ部１００Ｂによる制動が行われない。具体的には、この制動状態では、励磁コイル２３は、アーマチュア２９及びブレーキディスク３３に対して上記軸方向の他方側への磁気吸引力を与える。これにより、アーマチュア２９及びブレーキディスク３３は、アーマチュア２９を押圧するばね２５の付勢力に抗しつつ、上記軸方向の他方側へ移動する。この結果、ブレーキディスク３３は、サイドプレート３１から離間し、ブレーキディスク３３は、上記制動から解放され、モータシャフト３は回転可能となる。

なお、本実施形態は、例示したような電磁式のブレーキ部１００Ｂを有するモータ１００である場合に特に有効であるため、ここで、ブレーキ部１００Ｂの構成・動作について詳しく説明した。しかしながら、ブレーキ部１００Ｂの構成はこの例に限定されるものではなく、電磁式のブレーキ部であれば、本実施形態は以下で説明するような作用効果を奏し得る。更に言えば、ブレーキ部は反負荷側ではなく負荷側に配置された場合も、本実施形態は同様の作用効果を奏し得るし、ブレーキ部がないモータ１００であっても、モータ電磁部１００Ａの漏れ磁束による影響を低減し得るため、本実施形態は同様の効果を奏し得る。しかし、上述のように反負荷側に配置されたブレーキ部１００Ｂを有する場合には、本実施形態は特に大きな効果を発揮し得る。

負荷側ブラケット５は、上記モータ電磁部１００Ａの負荷側（図１中の右側）に配置されており、モータ１００の内周部で上記負荷側軸受６ａを支持する。

反負荷側ブラケット７は、上記ブレーキ部１００Ｂと上記エンコーダ８との間に配置されており、モータ１００の内周部で上記反負荷側軸受６ｂを支持する。この反負荷側ブラケット７は、反負荷側軸受６ｂの反負荷側の端部を覆う軸受カバー７Ａを有している。なお、図１では、軸受カバー７Ａの詳細構造を省略して図示している。この軸受カバー７Ａの詳細は、後述の図２で説明する。

負荷側軸受６ａ及び反負荷側軸受６ｂは、上記モータシャフト３の両端側をそれぞれ回転自在に軸支する。負荷側軸受６ａは、その外輪が嵌合されている上記負荷側ブラケット６と同様、上記モータ電磁部１００Ａの負荷側に配置されている。反負荷側軸受６ｂは、その外輪が嵌合されている上記反負荷側ブラケット７と同様、上記ブレーキ部１００Ｂと上記エンコーダ８との間に配置されている。

モータシャフト３は、その反負荷側の端部が上記反負荷側軸受６ｂの反負荷側の端部と軸方向位置が略一致するように、上記負荷側軸受６ａと上記反負荷側軸受６ｂとにより軸支されている。言い換えれば、モータ１００は、モータシャフト３の反負荷側の端部と、反負荷側軸受６ｂの反負荷側の端部との軸方向位置が略一致するように構成されている。なお、本実施形態におけるモータシャフト３は、例えば鉄などの磁性材料で一体的に形成されている。モータシャフト３を一体形成することにより、複数のモータシャフトを連結する場合に比べて、モータシャフト自体の強度を向上でき、また、連結する際の製造コストや労力を低減できる。さらに、モータシャフト３を磁性材料で構成することにより、非磁性材料で構成する場合に比べて、モータシャフト自体のコストを低減することができる。なお、モータ１００の磁束等の影響を考慮して、モータシャフトとして、高価な非磁性体と磁性体との圧接シャフトを使用することも考えられるが、本実施形態では、磁束を遮蔽する構成を有するなどにより、磁性材料で一体形成されたモータシャフト３を使用可能にしている。この構成の一つとして、このモータシャフト３の反負荷側の端部には、凹部３Ａが形成されている。この凹部３Ａ及び他の構成について、図２を参照して説明する。

図２は、上記エンコーダ８及び軸受カバー７Ａの詳細構造を表す図１中の部分抽出拡大図である。

図２において、エンコーダ８は、ハブ１０と、このハブ１０の反負荷側（図２中の左側）の端部に固定された、ガラス製の回転ディスク１３と、この回転ディスク１３の反負荷側に配置され、例えば樹脂により構成された基板１４と、上記回転ディスク１３の反負荷側の面に固定されたディスクマグネット１６と、上記基板１４の負荷側（図２中の右側）の面に固定された磁界検出素子１７及び光学モジュール１５とを備えている。

ハブ１０は、例えば樹脂、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス剛等の非磁性材料で構成されている。このハブ１０には、その負荷側の端部に、凸部１０Ａが形成されている。そして、この凸部１０Ａが上記モータシャフト３の凹部３Ａに嵌合されることにより、ハブ１０がモータシャフト３に固定されている。なお、ハブ１０の凸部１０Ａの、モータシャフト３の凹部３Ａへの固定は、例えば、適宜の接着剤により固定する手法や、ハブ１０の凸部１０Ａを適宜の冷却材（液体窒素やドライアイス等）により冷却して固定する手法（冷やしばめ）等により行えばよい。これにより、ハブ１０は、モータシャフト３の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されている。また、ハブ１０は、上記反負荷側ブラケット７の軸受カバー７Ａの反負荷側に対向して配置された円板部１０Ｂを備えている。この円板部１０Ｂは、上記軸受カバー７Ａ側の外表面に上記軸方向の一方側（図２中の右側）に突出した第１突出部としての突出部１０Ｂａを、この例では同心円状に２つ備えている。なお、この例では、ハブ１０が２つの突出部１０Ｂａを一体的に備えているが、これに限られず、ハブと第１突出部とを別体として設けるようにしてもよい。

ディスクマグネット１６は、円板状の永久磁石である。なお、ディスクマグネット１６としては、例えば、希土類系焼結磁石、フェライト系焼結磁石、希土類系ボンド磁石、フェライト系ボンド磁石、アルニコ磁石、フェライトゴム磁石等を用いればよい。

磁界検出素子１７は、ディスクマグネット１６から発生された磁界を検出する。この磁界検出素子１７としては、例えばＭＲ素子やホール素子等を使用することができる。この磁界検出素子１７が、回転ディスク１３と共に回転して磁界の強度又は向きなどが変化するディスクマグネット１６からの磁界の強度や向きを検出することにより、上記モーターシャフト３の位置（例えば絶対位置や多回転量など）を磁気的に検出する。

光学モジュール１５は、光を発光する、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等からなる発光部と、この発光部から発生された光を受光可能な、例えばフォトダイオード等からなる受光部とにより構成されている。受光部が、発光部より出射され回転ディスク１３に形成された図示しないパターンからの反射光を受光することにより、上記モーターシャフト３の原点位置からの相対位置や絶対位置を光学的に検出する。

上記構成により、エンコーダ８は、磁気式及び光学式の両方を併用したエンコーダ（いわゆる「ハイブリッド式」エンコーダ）として機能する。そして、光学式のエンコーダについては、いわゆる「反射型」エンコーダとして機能する。

また、上記反負荷側ブラケット７の軸受カバー７Ａは、上記ハブ１０の円板部１０Ｂ側の外表面に上記軸方向の他方側（図２中の左側）に突出した第２突出部としての突出部７Ａａを、この例では同心円状に２つ備えている。そして、これら２つの突出部７Ａａと、上記ハブ１０の円板部１０Ｂの２つの突出部１０Ｂａとが、それぞれ互い違いに対向して位置するように設けられることにより、円板部１０Ｂと軸受カバー７Ａとは、互いに対向する外表面間に、蛇行状の、すなわちラビリンス構造の、間隙１１を形成している。言い換えれば、円板部１０Ｂは、当該円板部１０Ｂと軸受カバー７Ａとが、上記突出部１０Ｂａ及び突出部７Ａａにより、互いに対向する外表面間にラビリンス構造の間隙１１を形成するように、構成されている。また、軸受カバー７Ａの、上記モータシャフト３の反負荷側の端部を覆う部分には、例えばモータシャフト３の回転によりエンコーダ付モータ１の温度が上昇することでミスト化した上記反負荷側軸受６ｂのグリースを付着させるためのオイル溜まり１２が形成されている。

以上説明したように、本実施形態のエンコーダ付モータ１は、モータ電磁部１００Ａ及びブレーキ部１００Ｂを備えたモータ１００と、エンコーダ８とを有している。そして、モータ電磁部１００Ａ、ブレーキ部１００Ｂ、及びエンコーダ８が、負荷側（図１中の右側）から反負荷側（図１中の左側）に向けてモータシャフト３の軸方向にこの順番で直列に配置されている。

ここで、一般に、エンコーダとしては、主として光学式と磁気式が用いられる。磁気式エンコーダは光学式エンコーダと比較して、構造がシンプルで部品点数も少なく、振動や衝撃にも強いことから、磁気式エンコーダが単独で、あるいは光学式エンコーダと併用して採用される場合が多い。磁気式エンコーダは、モーターシャフトなどの回転体の回転角度を検出するため、回転体に固定されたディスクマグネットと、基板などの固定体に固定された磁界検出素子とを備えており、回転体の絶対位置を検出するものである。このため、モータ側の磁束がモーターシャフト及びこの反負荷側の端部に固定されたハブを介してエンコーダ側に漏洩し、磁気式エンコーダの磁界と干渉することが懸念される。

そして、上記のようにモータ電磁部、ブレーキ部、及びエンコーダが負荷側から反負荷側に向けてモータシャフトの軸方向にこの順番で直列に配置された構成であるエンコーダ付モータにおいては、モータ電磁部やブレーキ部からの漏洩磁束、特にエンコーダに隣接配置されたブレーキ部からの磁束が、モーターシャフト及びこの反負荷側の端部に固定されたハブを介してエンコーダ側に漏洩することが考えられる。特に、モーターシャフトの端部に凸部を設け、これをハブに設けた凹部若しくは孔部に挿入してモーターシャフトとハブとを固定した構造の場合には、モータシャフトがエンコーダ側に深く入り込み、かつ、そのモータシャフト先端が細くなるため、エンコーダ近傍で高密度化した磁束が放射されて、それによる漏洩磁束がエンコーダ内部を通る磁路を形成する。このような漏洩磁束は、磁気式エンコーダのディスクマグネットの磁束と干渉し、エンコーダによる検出結果の信頼性の低下を招くおそれがある。なお、磁界による干渉は、磁気式エンコーダほど顕著ではないにしても、光学式エンコーダにおいても電子回路等に影響を与えることがある。

本実施形態のエンコーダ付モータ１においては、上述したように、エンコーダ８のハブ１０の負荷側（図２中の右側）の端部に凸部１０Ａが形成され、モータシャフト３の反負荷側（図２中の左側）の端部に凹部３Ａが形成されている。そして、ハブ１０の凸部１０Ａがモータシャフト３の凹部３Ａに嵌合されることにより、ハブ１０がモータシャフト３に固定される構造となっている。これにより、モータシャフト３をエンコーダ８から離隔することができ、かつ、モータシャフト先端を太くすることができるので、モータシャフト３側からハブ１０側へと磁束が漏れ難くなる。この結果、磁束の影響を低減し、エンコーダの信頼性を向上することができる。また、磁束の漏れを抑えることができるので、モータシャフト３として、非磁性材料を使用したり、圧接シャフトを使用せずに済み、製造コストや製造時の労力を低減することが可能である。本実施形態のような凹凸構造は、特に、本実施形態のようにモータ１００がブレーキ部１００Ｂを有する場合に有効である。なぜなら、ブレーキ部１００Ｂはモータ電磁部１００Ａの反負荷側、すなわちエンコーダ８に隣接して配置される上、ブレーキディスク３３の制動を行うアーマチュア２９を励磁コイル２３の励磁により軸方向に移動させる構造上、ブレーキ部１００Ｂの励磁コイル２３は軸方向に磁束を発生させるため、上記のようなモータ１００側からの磁束の漏れが生じ易くなるからである。また、本実施形態のようにハブ１０が円板部１０Ｂを有する場合、円板部１０Ｂと反負荷側ブラケット７との間を通る磁束を更に低減することが可能である。

また、本実施形態では次のような効果を得ることができる。すなわち、一般に、モータシャフトの回転によりエンコーダ付モータの温度が上昇すると、反負荷側軸受のグリースがミスト化して飛散する。このミスト化したグリースの多くは、反負荷側ブラケットの軸受カバーに設けられたオイル溜まりに付着するが、その一部が軸受カバーとハブとの隙間からエンコーダ側に漏出するおそれがある。この場合、光学式エンコーダを用いる場合には、その発光部や受光部等の光学部品や回転ディスクにグリースが付着し、発光部から受光部に至る光量が減少して、エンコーダによる検出結果の信頼性が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、上述したように、ハブ１０に、反負荷側ブラケット７が有する軸受カバー７Ａの反負荷側に対向して配置された円板部１０Ｂを設け、この円板部１０Ｂに突出部１０Ｂａを設けるとともに、軸受カバー７Ａに突出部７Ａａを設けている。そして、円板部１０Ｂと軸受カバー７Ａとが、上記突出部１０Ｂａ及び突出部７Ａａにより、互いに対向する外表面間にラビリンス構造の間隙１１を形成する。これにより、ミスト化した反負荷側軸受６ｂのグリースがエンコーダ８に侵入するのを抑制することができる。この結果、エンコーダの信頼性を向上することができる。このようなラビリンス構造は、ハブ１０の円板部１０Ｂに、磁束遮蔽効果とグリース遮蔽効果とを兼用させることができるため、部品点数を減少して製造コストを抑え、かつ、エンコーダ８を薄型化することが可能である。

また、本実施形態では特に、モータ１００が、モータシャフト３の反負荷側の端部と、反負荷側軸受６ｂの反負荷側の端部との軸方向位置が、略一致するように構成されている。これにより、モータシャフトの反負荷側の端部が、反負荷側軸受の反負荷側の端部より突出した構造に比べ、上記軸受カバー７Ａをモータシャフト３の端部側方まで延設し、反負荷側軸受６ｂの反負荷側の端部のみならず、モータシャフト３の反負荷側の端部まで覆う構造とすることができる。その結果、上記円板部１０Ｂと軸受カバー７Ａとの外表面間に、より多くのラビリンス構造の間隙１１を形成することが可能となり、グリースのエンコーダ８への侵入抑制効果をより高めることができる。また、軸受カバー７Ａのモータシャフト３端部を覆う部分にオイル溜まり１２を形成し、ミスト化したグリースの多くを付着させることもできる。

また、本実施形態では次のような効果を得ることができる。すなわち、一般に、モータにおいては、モータ電磁部がモータシャフトを回転自在に支持する負荷側軸受と反負荷側軸受との両方を備えた構造となっている。このため、モータ電磁部、ブレーキ部、及びエンコーダが、負荷側から反負荷側に向けてモータシャフトの軸方向にこの順番で直列に配置された場合、モータ電磁部において負荷側軸受と反負荷側軸受とに支持されたモータシャフトが、反負荷側に片持ち梁状に突出し、その突出した部分にブレーキ部及びエンコーダが設けられることになる。このような構造の場合、モータシャフトの反負荷側の端部に回転ブレが生じ、エンコーダによる検出結果の信頼性が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、上述したように、反負荷側軸受６ｂが、ブレーキ部１００Ｂとエンコーダ８との間に配置されている。このように、反負荷側軸受６ｂを、ブレーキ部１００Ｂとエンコーダ８との間に配置することにより、負荷側軸受６ａと反負荷側軸受６ｂとの軸受間距離を長くすることができるので、モータシャフト３の反負荷側の端部の回転ブレを抑制することができる。これにより、エンコーダの信頼性を向上することができる。

また、本実施形態では特に、エンコーダ８のハブ１０は、非磁性材料で構成されている。ハブ１０を非磁性材料で構成することにより、モータ１００のモータ電磁部１００Ａやブレーキ部１００Ｂからの漏洩磁束をハブ１０で遮断又は低減することができ、磁束の影響をさらに低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

（１）基板を回転ディスクよりもモータ側に配置する場合
上記実施形態においては、エンコーダ８内において基板１４が回転ディスク１３の反負荷側（図２中の左側）に配置されていたが、これに限られない。すなわち、エンコーダ内において基板が回転ディスク１３の負荷側（モータ１００側）に配置されていてもよい。

本変形例のエンコーダ付モータ１の全体構成を表す縦断面図は、前述の図１と同様である。本変形例のエンコーダ付モータ１に備えられるエンコーダ及び軸受カバー７Ａの詳細構造について、図１中の部分抽出拡大図に相当する図３を用いて説明する。なお、この図３は、前述の図２に対応する図である。図２と同等の部分には同符号を付し、説明を適宜省略する。

図３において、本変形例におけるエンコーダ８′は、ハブ１０′と、このハブ１０′の反負荷側（図３中の左側）の端部に固定された、例えばガラス製や樹脂製、金属製などで形成された回転ディスク１３と、この回転ディスク１３の負荷側（図３中の右側）に配置されると共に、上記ハブ１０′の軸部分の中間位置に設けられた基板１４′と、上記ハブ１０′の反負荷側の端部の負荷側の面に固定されたディスクマグネット１６と、上記基板１４′の反負荷側の面に固定された磁界検出素子１７及び光学モジュール１５とを備えている。

ハブ１０′は、上記実施形態におけるハブ１０と同様、非磁性材料で構成されており、その負荷側の端部には、凸部１０Ａが形成されている。そして、この凸部１０Ａが前述のモータシャフト３に形成された凹部３Ａに嵌合されることにより、ハブ１０′がモータシャフト３に固定されている。これにより、ハブ１０′は、モータシャフト３の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されている。また、ハブ１０′は、上記実施形態におけるハブ１０と同様、前述の反負荷側ブラケット７の軸受カバー７Ａの反負荷側に対向して配置された、２つの突出部１０Ｂａを備えた円板部１０Ｂを備えている。

なお、本変形例においては特に、基板１４′を、非導体（絶縁体）である樹脂により構成することが好適である。基板１４′を非導体である樹脂により構成することにより、電磁ノイズの発生を抑制することができる。

ディスクマグネット１６、磁界検出素子１７、及び光学モジュール１５の機能及び構成は、上記実施形態とほぼ同様である。したがって、本変形例におけるエンコーダ８も、上記実施形態におけるエンコーダ８と同様、磁気式及び光学式の両方を併用したハイブリッド式エンコーダとして機能し、光学式のエンコーダについては、反射型エンコーダとして機能する。

上記以外は、前述の図２とほぼ同様であるので、説明を省略する。

以上説明したように、本変形例においては、エンコーダ８′が発光部及び受光部を備える光学モジュール１５が設けられた基板１４′を備えており、その基板１４′が回転ディスク１３の負荷側（図３中の右側）に配置されている。すなわち、エンコーダ８′内において回転ディスク１３が基板１４′の反負荷側（図３中の左側）に配置されている。このような構成のエンコーダ８′をモータ１００に組み付ける際には、まずモータシャフト３の反負荷側の端部にハブ１０′を固定し、このハブ１０′の軸部分の途中に基板１４′を設け、最後にハブ１０′の反負荷側の端部に回転ディスク１３を固定することになる。このような組み付け手順とすることにより、組み付けの際に反負荷側から、ガラス製の回転ディスク１３を透かしつつ、回転ディスク１３上のスリットと、基板１４′上の光学モジュール１５との位置合わせを容易に行うことができ、組み付けの作業性を向上することができる。

（２）その他
以上においては、磁気式及び光学式の両方を併用したハイブリッド式エンコーダであるエンコーダ８，８′に係わる光学式エンコーダとして、反射型エンコーダを用いた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上記光学式エンコーダとして、発光部及び受光部が回転ディスクをはさみ対向するように配置され、受光部が、発光部より出射され回転ディスクに形成された透過部であるスリットを透過した光を受光することにより、モーターシャフト３の原点位置からの相対位置や絶対位置を検出する、いわゆる「透過型」エンコーダを用いてもよい。このような透過型エンコーダを用いた場合も、上記実施形態や（１）の変形例と同様の効果を得る。

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良い。

その他、一々例示はしないが、本発明は、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。

１ エンコーダ付モータ
３ モータシャフト（出力軸）
３Ａ 凹部
６ａ 負荷側軸受
６ｂ 反負荷側軸受
７ 反負荷側ブラケット
７Ａ 軸受カバー
７Ａａ 突出部（第２突出部）
８ エンコーダ（モータ用エンコーダ）
８′ エンコーダ（モータ用エンコーダ）
１０ ハブ
１０′ ハブ
１０Ａ 凸部
１０Ｂ 円板部
１０Ｂａ 突出部（第１突出部）
１１ 間隙
１３ 回転ディスク
１４ 基板
１４′ 基板
１００ モータ
１００Ａ モータ電磁部
１００Ｂ ブレーキ部

Claims (10)

1. モータと、前記モータの反負荷側に配置されたエンコーダと、を有し、
   前記モータは、
   モータ電磁部と、
   負荷側軸受と反負荷側軸受とで回転自在に支持された出力軸と、
   内周部で前記反負荷側軸受を支持し、前記反負荷側軸受の反負荷側の端部を覆う軸受カバーを有する反負荷側ブラケットと、を備え、
   前記エンコーダは、
   前記軸受カバーの反負荷側に対向して配置された円板部を備え、前記出力軸の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されたハブと、
   前記ハブの前記円板部の反負荷側端部に固定された回転ディスクと、
   前記回転ディスクの反負荷側に配置され、発光部及び受光部の両方が設けられた基板と、を備え、
   前記円板部は、
   前記軸受カバー側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第１突出部を備え、
   前記軸受カバーは、
   前記円板部側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第２突出部を備え、
   前記円板部と前記軸受カバーとは、前記第１突出部及び前記第２突出部により、互いに対向する前記外表面間にラビリンス構造の間隙を形成する
   ことを特徴とするエンコーダ付モータ。
2. 前記モータは、
   前記モータ電磁部の反負荷側に配置されたブレーキ部を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載のエンコーダ付モータ。
3. 前記ハブは、
   負荷側の端部に凸部が形成され、前記凸部が前記出力軸の反負荷側の端部に形成された凹部に嵌合されることにより、前記出力軸に固定されている
   を特徴とする請求項１又は２記載のエンコーダ付モータ。
4. 前記モータは、
   前記出力軸の反負荷側の端部と、前記反負荷側軸受の反負荷側の端部との軸方向位置が、略一致するように構成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のエンコーダ付モータ。
5. 前記反負荷側軸受は、
   前記ブレーキ部と前記エンコーダとの間に配置されている
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のエンコーダ付モータ。
6. 前記ハブは、
   非磁性材料で構成され、
   前記出力軸は、
   磁性材料で構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のエンコーダ付モータ。
7. モータ電磁部、負荷側軸受と反負荷側軸受とで回転自在に支持された出力軸、及び、内周部で前記反負荷側軸受を支持し、前記反負荷側軸受の反負荷側の端部を覆う軸受カバーを有する反負荷側ブラケットを備えたモータの反負荷側に配置されたモータ用エンコーダであって、
   前記軸受カバーの反負荷側に対向して配置された円板部を備え、前記出力軸の反負荷側の端部に同一軸心となるように固定されたハブと、
   前記ハブの前記円板部の反負荷側端部に固定された回転ディスクと、
   前記回転ディスクの反負荷側に配置され、発光部及び受光部の両方が設けられた基板と、を備え、
   前記円板部は、
   前記軸受カバー側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第１突出部を備え、
   前記円板部と、前記円板部側の外表面に軸方向に突出した少なくとも１つの第２突出部を備えた前記軸受カバーとは、前記第１突出部及び前記第２突出部により、互いに対向する前記外表面間にラビリンス構造の間隙を形成する
   ことを特徴とするモータ用エンコーダ。
8. 前記モータ電磁部の反負荷側に配置されたブレーキ部を備えた前記モータの反負荷側に配置されている
   ことを特徴とする請求項７記載のモータ用エンコーダ。
9. 前記ハブは、
   負荷側の端部に凸部が形成され、前記凸部が前記出力軸の反負荷側の端部に形成された凹部に嵌合されることにより、前記出力軸に固定されている
   を特徴とする請求項７又は８記載のモータ用エンコーダ。
10. 前記ハブは、
    非磁性材料で構成されている
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載のモータ用エンコーダ。

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