JP5474219B2 - ロータリエンコーダ - Google Patents
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Description
本発明は、モータ等の回転軸の回転量を検出するロータリエンコーダに関する。
従来、走査構成ユニットが、走査板を支持する本体を備え、前記本体によって測定すべき物体に取り付け可能であり、前記走査構成ユニットの電気構成要素の熱が、内部空間から熱伝導路を通じて熱伝導要素によって接触要素（カバー）の外側の接触面にかけて伝えられるように構成され、前記走査構成ユニットを前記測定すべき物体に取り付けた場合、この接触面がヒートシンクとして機能する前記測定すべき物体に密着して接触し、前記電気構成要素の熱を前記測定すべき物体に放熱するようにしたエンコーダが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
上記従来の技術によれば、エンコーダの電気構成要素が発生する熱を、熱伝導要素及び接触要素（蓋）を介してヒートシンクとして機能する測定すべき物体に放熱することができる。しかしながら、回転軸の回転量を検出する通常のロータリエンコーダにおいては、電気構成要素を覆うカバーが測定すべき物体に接触していないので、電気構成要素の熱を放熱し難い、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気構成要素の熱を放熱することができるロータリエンコーダを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、金属筐体に回転自在に保持された回転軸に取付けられた回転符号部と、前記金属筐体に支持され前記回転符号部の回転量を検出すると共に発熱する回転量検出部と、基端が前記金属筐体に取付けられ前記回転符号部及び回転量検出部を収容する筒状の絶縁樹脂カバーと、前記絶縁樹脂カバーの他端の開口部を閉塞する金属蓋と、前記回転量検出部に電気的に接続され前記金属蓋のケーブル引出し口から外部に引出されシールドが前記金属蓋に伝熱的かつ電気的に接続されたシールドケーブルと、を備えることを特徴とする。
本発明にかかるロータリエンコーダは、回転量検出部が発生する熱を、金属蓋からシールドケーブルのシールドに放熱することができる、という効果を奏する。
以下に、本発明にかかるロータリエンコーダの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるロータリエンコーダの実施の形態１を示す縦断面図であり、図２は、シールドケーブルの基端部を示す一部破断拡大図である。図１に示すように、実施の形態１のロータリエンコーダ９１は、モータ１０の金属筐体２０（具体的には、反負荷側のモータブラケット）に取付けられている。モータ１０の回転軸１１は、金属筐体２０に回転自在に保持されている。
図１は、本発明にかかるロータリエンコーダの実施の形態１を示す縦断面図であり、図２は、シールドケーブルの基端部を示す一部破断拡大図である。図１に示すように、実施の形態１のロータリエンコーダ９１は、モータ１０の金属筐体２０（具体的には、反負荷側のモータブラケット）に取付けられている。モータ１０の回転軸１１は、金属筐体２０に回転自在に保持されている。
回転軸１１には、ボス部１２を介して回転符号部３０が取付けられている。回転符号部３０は、ミラー３１、及び光学パターン部３３を有する回転符号板３２を備えている。また、金属筐体２０には、回転符号部３０を収容するハウジング２１を介して、回転符号部３０の回転量を検出する回転量検出部４０が支持されている。回転量検出部４０は、投光部４１と、受光部４２と、受光部４２で光電変換された電気信号を処理する電子回路及び発熱する電子部品４３ａを実装した基板４３とを備えている。
金属筐体２０の外縁部には、回転符号部３０及び回転量検出部４０を収容する筒状の絶縁樹脂カバー５１の基端が、パッキン５２を介して取付けられる。絶縁樹脂カバー５１の他端の開口部は、金属蓋５３により閉塞される。
回転量検出部４０の基板４３が絶縁樹脂カバー５１内に収容されているので、基板４３の縁部を絶縁樹脂カバー５１に近づけても金属蓋５３との絶縁距離を確保することができ、基板４３の面積を広くして実装する電子部品４３ａの数を増やすことができる。
信号線４５ｃ及びコネクタ４４により基板４３に電気的に接続され、回転量検出部４０で処理された電気信号を外部（具体的には、アンプ）に出力するシールドケーブル４５が、金属蓋５３のケーブル引出し口５４から外部に引出されている。複数の信号線４５ｃは、熱収縮チューブ４５ｄで束ねられている。
金属蓋５３は、コネクタ４４を内部に収容し、金属ネジ５５により、絶縁樹脂カバー５１と共に金属筐体２０に、機械的、伝熱的かつ電気的に接続される。金属蓋５３と絶縁樹脂カバー５１の他端との間には、パッキン５６が挟まれている。回転量検出部４０の発熱する電子部品４３ａと金属蓋５３の間には、シリコンゴム系の弾性を有する伝熱材５７が挟み込まれ、両者に圧接されている。
発熱する電子部品４３ａと金属蓋５３との間に伝熱材５７を介在させることにより、電子部品の熱が速やかに金属蓋５３に放熱される。伝熱材５７は、必須のものではなく、発熱する電子部品４３ａから金属蓋５３への伝熱は、放射及び空気伝熱としてもよい。
金属蓋５３のケーブル引出し口５４内に位置するシールドケーブル４５の基端部４５ａは、図２に示すように、絶縁被覆４５ｂが剥がされてシールド４６が露出され、かしめ金具４７で円形にかしめられている。かしめ金具４７が装着されたシールドケーブル４５の基端部４５ａが、金属蓋５３のケーブル引出し口５４内に圧入され、シールド４６は、金属蓋５３に伝熱的かつ電気的に接続される。
これにより、回転量検出部４０の発熱する電子部品４３ａから発生した熱は、金属蓋５３からシールド４６に放熱され、シールド４６は、ヒートシンクとして機能する。なお、シールドケーブル４５のかしめられた基端部４５ａは、防沫及び抜け防止のために、接着剤４８により、金属蓋５３に接着されている。
また、シールド４６は、先端部が接地され、金属筐体２０は、取付けられた装置側で接地されるので、金属蓋５３は、シールドケーブル４５側と金属筐体２０側の両側で接地されることになり、接地の信頼性が高い。
次に、実施の形態１のロータリエンコーダ９１の作用を説明する。投光部４１から出た光は、回転符号板３２を通過し、ミラー３１で反射され、回転符号板３２上の光学パターン部３３により一部の光が遮断され、回転符号板３２を通過した光は、受光部４２で受光され、光電変換されて基板４３の電子回路で電気信号として処理され、シールドケーブル４５により外部に出力される。
回転量検出部４０から発生した熱は、金属蓋５３に伝熱され、金属蓋５３からシールドケーブル４５のシールド４６に放熱される。また、金属蓋５３から金属ネジ５５に伝熱され、金属ネジ５５から金属筐体２０に放熱される。また、金属蓋５３は、シールドケーブル４５のシールド４６側と金属筐体２０側の両側で接地される。
実施の形態２．
図３は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態２を示す縦断面図である。図３において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図３は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態２を示す縦断面図である。図３において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図３に示すように、実施の形態２のロータリエンコーダ９２においては、絶縁樹脂カバー５１の他端と金属蓋５３とが、ナノモールド６０により接合されている。すなわち、金属蓋５３の表面にナノレベルの凹凸を形成し、この凹凸に絶縁樹脂カバー５１の樹脂を鍵構造により接合している。ナノモールド６０により、剛性の高いカバー構造が得られる。なお、ナノモールド６０に替えて、金属蓋５３と絶縁樹脂カバー５１とを一体成型してもよい。
また、実施の形態２のロータリエンコーダ９２は、実施の形態１のロータリエンコーダ９１のシリコンゴム系の伝熱材５７に替えて、金属蓋５３と電子部品４３ａの間に、金属蓋５３に設けた注入口５３ａからゲル状シリコン５７ａを注入して伝熱材としている。ゲル状シリコン５７ａは、電子部品４３ａ間の間隙にまで浸入するので、伝熱効果が高い。
実施の形態３．
図４は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態３を示す縦断面図である。図４において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図４は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態３を示す縦断面図である。図４において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図４に示すように、実施の形態３のロータリエンコーダ９３においては、受光部４２を、発熱する電子部品４３ａを実装した基板４３に配置し、投光部４１を、金属筐体２０側のハウジング２１の台部に設置された基板４３上に配置している。投光部４１と受光部４２は、回転符号板３２を間に挟んで対向している。発熱する電子部品４３ａを実装した基板４３と、金属筐体２０側のハウジング２１の台部に設置された基板４３とは、電線４９により接続されている。
投光部４１から出た光は、回転符号板３２を通過し、回転符号板３２上の光学パターン部３３により一部の光が遮断され、受光部４２で受光され、光電変換されて基板４３の電子回路で電気信号として処理され、シールドケーブル４５により外部に出力される。
実施の形態１のロータリエンコーダ９１と同様に、回転量検出部４０から発生した熱は、金属蓋５３に伝熱され、金属蓋５３からシールドケーブル４５のシールド４６（図２参照）に放熱される。また、金属蓋５３から金属ネジ５５に伝熱され、金属ネジ５５から金属筐体２０に放熱される。また、金属蓋５３は、シールドケーブル４５のシールド４６側と金属筐体２０側の両側で接地される。
実施の形態４．
図５は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態４を示す縦断面図である。図５において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図５は、本発明のロータリエンコーダの実施の形態４を示す縦断面図である。図５において、図１に示すものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なるところについて説明する。
図５に示すように、実施の形態４のロータリエンコーダ９４においては、投光部４１及び受光部４２を、発熱する電子部品４３ａを実装した基板４３の縁部に配置し、回転符号板３２の縁部に対向させている。
投光部４１から出た光は、回転符号板３２上の光学パターン部３３により一部が反射され、受光部４２で受光され、光電変換されて基板４３の電子回路で電気信号として処理され、シールドケーブル４５により外部に出力される。
実施の形態１のロータリエンコーダ９１と同様に、回転量検出部４０から発生した熱は、金属蓋５３に伝熱され、金属蓋５３からシールドケーブル４５のシールド４６（図２参照）に放熱される。また、金属蓋５３から金属ネジ５５に伝熱され、金属ネジ５５から金属筐体２０に放熱される。また、金属蓋５３は、シールドケーブル４５のシールド４６側と金属筐体２０側の両側で接地される。
以上のように、本発明にかかるロータリエンコーダは、発熱する電子部品が高密度実装され、金属蓋の放熱面積が狭い小型モータ用のロータリエンコーダとして有用である。
１０ モータ
１１ 回転軸
１２ ボス部
２０ 金属筐体
２１ ハウジング
３０ 回転符号部
３１ ミラー
３２ 回転符号板
３３ 光学パターン部
４０ 回転量検出部
４１ 投光部
４２ 受光部
４３ 基板
４３ａ 電子部品
４４ コネクタ
４５ シールドケーブル
４５ａ 基端部
４５ｂ 絶縁被覆
４５ｃ 信号線
４５ｄ 熱収縮チューブ
４６ シールド
４７ かしめ金具
４８ 接着剤
４９ 電線
５１ 絶縁樹脂カバー
５２ パッキン
５３ 金属蓋
５４ ケーブル引出し口
５５ 金属ネジ
５６ パッキン
５７ 伝熱材
５７ａ ゲル状シリコン（伝熱材）
６０ ナノモールド
９１、９２、９３、９４ ロータリエンコーダ
１１ 回転軸
１２ ボス部
２０ 金属筐体
２１ ハウジング
３０ 回転符号部
３１ ミラー
３２ 回転符号板
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４０ 回転量検出部
４１ 投光部
４２ 受光部
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４３ａ 電子部品
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４５ シールドケーブル
４５ａ 基端部
４５ｂ 絶縁被覆
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４５ｄ 熱収縮チューブ
４６ シールド
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４９ 電線
５１ 絶縁樹脂カバー
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５３ 金属蓋
５４ ケーブル引出し口
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５７ 伝熱材
５７ａ ゲル状シリコン（伝熱材）
６０ ナノモールド
９１、９２、９３、９４ ロータリエンコーダ
Claims (5)
- 金属筐体に回転自在に保持された回転軸に取付けられた回転符号部と、
前記金属筐体に支持され前記回転符号部の回転量を検出すると共に発熱する回転量検出部と、
基端が前記金属筐体に取付けられ前記回転符号部及び回転量検出部を収容する筒状の絶縁樹脂カバーと、
前記絶縁樹脂カバーの他端の開口部を閉塞する金属蓋と、
前記回転量検出部に電気的に接続され前記金属蓋のケーブル引出し口から外部に引出されシールドが前記金属蓋に伝熱的かつ電気的に接続されたシールドケーブルと、
を備えることを特徴とするロータリエンコーダ。 - 前記金属蓋は、金属ネジにより前記絶縁樹脂カバーと共に前記金属筐体に機械的、伝熱的かつ電気的に接続され、前記シールドケーブルのシールド側と前記金属筐体側の両側で接地されることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
- 前記回転量検出部と前記金属蓋の間に伝熱材を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリエンコーダ。
- 前記伝熱材は、ゲル状シリコンであることを特徴とする請求項３に記載のロータリエンコーダ。
- 前記絶縁樹脂カバーと前記金属蓋とは、ナノモールド又は一体成型により接合されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
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