JP5673821B2 - エンコーダ、エンコーダの取付方法、及びモータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダ、エンコーダの取付方法、及びモータ装置に関する。
本願は、２０１１年６月２３日に出願された特願２０１１−１３９３５６号に基づき優先権を主張しその内容をここに援用する。

例えばモータの回転軸など回転体の回転数や回転角度を検出する装置として、エンコーダが知られている（特許文献１）。エンコーダは、例えばモータ（測定対象）の回転軸などに取り付けられて用いられる。エンコーダの一例として、所定の光反射パターン及び磁気パターンが形成された回転部（円板部）を回転軸と一体的に回転させ、光反射パターンに光を照射して反射光を読み取ると共に、例えば磁気パターンの変化を検出することで、モータの回転軸の回転数や回転角度を検出できるようになっている。
従来、このようなエンコーダをモータ等に固定する手段として、モータ側にモータ軸と同心の取れているインロー構造を設け、該インロー構造を用いてエンコーダがモータに固定されるようになっている。

特開２０００−２５０８１号公報

しかしながら、モータ側にインロー構造を設ける場合、モータの加工に工数が掛かるとともに、モータ軸とインロー構造との同心度を精度良く構成することが難しい場合があるという問題があった。

本発明の態様は、モータに対する取り付け、或いは取付作業を簡略化できるエンコーダ、エンコーダの取付方法、及び該エンコーダを備えるモータ装置を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様に従えば、検出部を有する本体部と、パターンを有する円板部と、を備え、前記円板部は、前記円板部に対する前記本体部の位置決めに用いられる第１面と、計測対象の回転軸に対する前記円板部の位置決めに用いられる第２面とを有し、前記第１面の少なくとも一部は、前記パターンに比べて径方向外側に位置する、エンコーダが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、パターンを有する円板部を検出部を有する本体部に仮固定する工程であり、前記円板部の第１面を用いて前記円板部に対して前記本体部が位置決めされる、前記工程と、前記仮固定された前記円板部の第２面を用いて測定対象側の回転軸に対して前記円板部を位置決めする工程と、前記回転軸に対して前記円板部が位置決めされた状態で、前記測定対象側の非回転部に前記本体部を固定する工程と、前記回転軸に対して前記円板部を固定する工程であり、前記本体部に対する前記円板部の仮固定が解消される、前記工程と、を含む、エンコーダの取付方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第１の態様のエンコーダを備えるモータ装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、所定のパターンが形成された回転符号板と測定対象の回転軸に固定するための固定孔とが設けられた円板部と、前記パターンを検出する検出部を含む基板部と、前記基板部を保持するとともに、前記回転符号板と前記検出部とが前記固定孔に対して同心が取れた状態で前記円板部の少なくとも一部と嵌合可能な本体部と、前記本体部に取り付けられるカバー部と、前記円板部と前記回転軸とを固定可能であって、前記カバー部に係止されることによって前記カバー部と前記円板部とを一体に保持可能な取付部材と、を備えるエンコーダが提供される。

本発明の第５の態様に従えば、第４の態様のエンコーダを測定対象の回転軸に取り付けるエンコーダの取付方法であって、前記本体部の前記固定孔に前記回転軸を挿入させるように当該本体部を前記測定対象物上に配置する工程と、前記カバー部による前記取付部材の係止状態を解除する工程と、前記取付部材を用いて前記円板部と前記回転軸とを固定する工程と、を有することを特徴とするエンコーダの取付方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、測定対象の回転軸にエンコーダを取り付けるエンコーダの取付方法であって、円板部の回転符号板と検出部とが前記円板部の固定孔に対して同心が取れた状態で前記固定孔に前記測定対象の回転軸を挿入することによって、少なくとも前記回転符号板と前記回転軸との位置合せを行う位置合せ工程と、前記エンコーダの本体部と前記測定対象とを固定する本体固定工程と、前記エンコーダのカバー部に係止されることによって前記カバー部と前期円板部とを一体的に保持する取付部材の係止状態を解消する係止解消工程と、前記取付部材を前記円板部の取付孔を介して前記固定孔に挿入することによって、前記円板部と前記本体部との嵌合状態を解消させて前記円板部を前記回転軸に取り付ける取付工程と、を有するエンコーダの取付方法が提供される。

本発明の第７の態様に従えば、第４の態様のエンコーダを備えるモータ装置が提供される。

本発明の第８の態様に従えば、エンコーダの取付方法であって、前記エンコーダは、パターンを有する円板部と、検出部を有する本体部とを備え、モータの回転軸が非ロックの状態で、前記回転軸に対して前記円板部を回転方向に位置決めする工程と、前記回転軸がロックの状態で、前記モータの基準位置と前記エンコーダの基準位置との相対的な回転位置情報を記憶する工程と、を含むモータの取付方法が提供される。

本発明の第９の態様に従えば、エンコーダの交換方法であって、前記エンコーダは、パターンを有する円板部と、検出部を有する本体部とを備え、前記モータの基準位置と前記エンコーダの基準位置との相対的な回転位置情報を予め記憶する工程と、前記エンコーダの少なくとも一部を新たなものに交換する工程と、予め記憶された前記回転位置情報に基づいて前記モータの基準位置と前記エンコーダの基準位置とを合わせる工程と、を含むエンコーダの交換方法が提供される。

本発明の第１０の態様に従えば、エンコーダの交換方法であって、前記エンコーダは、パターンを有する円板部と、検出部を有する本体部とを備え、前記モータに対する前記本体部の固定位置情報を記憶する工程と、前記円板部が前記モータに取り付けられた状態で、前記記憶された前記固定位置情報に基づいて前記本体部を新たなものに交換する工程と、を含むエンコーダの交換方法が提供される。

本発明の態様によれば、エンコーダの取り付け、或いは交換作業を簡略化できる。

第一実施形態に係るエンコーダの全体構成を示す断面図である。 本実施形態における止め輪と固定部材との寸法関係を規定するための図である。 本実施形態における止め輪の形状に係る変形例を示す図である。 本実施形態におけるモータ装置の全体構成を示す断面図である。 本実施形態におけるエンコーダの取付工程を説明するための図である。 図５に続くエンコーダの取付工程説明図である。 第二実施形態に係るエンコーダの全体構成を示す断面図である。 第二実施形態に係るエンコーダの取付工程を説明するための図である。 エンコーダの回転方向の位置決め方法の一例を示す模式図である。 エンコーダの回転方向の位置決め方法の別の一例を示す模式図である。 エンコーダの交換方法の一例を示す模式図である。 エンコーダの交換方法の別の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
（第一実施形態）
エンコーダは、モータなどの回転体（モータ装置）の回転数や回転速度を検出する装置である。図１は、第一実施形態に係るエンコーダ１００の全体構成を示す断面図であり、モータに取り付けられる前の状態を示す図である。図１に示すように、エンコーダ１００は、取付部材３と、筐体（本体部）４、検出部（基板部）３０、円板部１５、及び検出部３０を覆った状態に筐体４に取り付けられるカバー部（本体部）１６を有している。

検出部３０は、検出基板５及び光センサ（検出部）８を有している。一例において、検出基板５は、平面視円形に形成された板状部材にできる。本実施形態において、検出部３０は、円板部（回転部）１５に形成された光反射パターン（スケール）１０に光を照射し、光センサ８が光反射パターン１０からの反射光を検出することで光反射パターン１０（移動角度等）を検出することができる。検出部３０（検出基板５）は、筐体４に取り付けられている。

また、筐体４及び検出部３０には、エンコーダ１００とモータ本体（計測対象側の非回転部）１ａとを固定するための固定ねじ４０（図４参照）を挿通させるための貫通孔４１がそれぞれ形成されている。すなわち、貫通孔４１は検出基板５及び筐体４を貫通した状態に形成されている。エンコーダ１００は、固定ねじ４０を介してモータ本体１ａに一体的に接合可能となっている（図４参照）。

円板部１５は、回転符号板（大径部）９、及び、凸部（小径部）３２を有している。回転符号板９は円板形状からなるものであり、表面に光反射パターン（スケール）１０が形成されている。一例において、パターン１０は、回転符号板９の表面に実質的直接的にパターニングを施すことにより形成できる。回転符号板９（円板部１５）の材料として、金属系材料、又は金属系材料以外の材料を用いることができる。パターニングには、例えばリソグラフィ技術や描画技術を用いることができる。他の例において、パターン１０は、パターンが形成された板部材を回転符号板９の表面に接合することにより形成できる。凸部３２は回転符号板９に設けられた円柱形状からなるものである。本実施形態において、凸部３２は回転符号板９の一端から延在して設けられる。回転符号板９と凸部３２とは軸方向の位置が互いに異なる。

回転符号板９の外周端面（外周面）は、モータ本体１ａに対する取付面をなす筐体４の内側に向かって漸次拡がるテーパー面（位置合わせ面（alignment surface）、外壁面、第１面、外周面）９ａを有しており、該テーパー面９ａが筐体４に嵌合されている。以下、テーパー面９ａについて、適宜「面９ａ」と称する場合がある。面９ａの少なくとも一部は、中心軸に対して傾斜している。面９ａは、回転符号板９（円板部１５）に対する筐体４の位置決め（中心合わせ）の際に用いられる。面９ａは、回転符号板９（円板部１５）に対する筐体４の位置決めの際に筐体４の内周面に実質的に当接される。また、本実施形態において、面９ａの少なくとも一部は、パターン１０（パターン形成領域）に比べて径方向外側に位置する。

筐体（本体部）４は、例えば平面視円形に形成された円筒状からなるものであり、モータ本体１ａの外径と略同じ大きさを有するものである。筐体４は、嵌合部（内周面）４ａ及び凹部４ｂを含み、内部空間において円板部（回転部）１５を収容可能である。嵌合部４ａは、上記回転符号板９を嵌合するためのものであり、上記テーパー面９ａに対応するテーパー形状を有している。凹部４ｂは、円板部１５が回転軸２に固定された際、モータ本体１ａとの間で円板部１５の凸部３２等を収容する空間を構成するためのものである（図４参照）。

このような構成に基づき、回転符号板９及び筐体４はテーパー面９ａ及び嵌合部４ａが互いに嵌合することで互いの位置が保持されたものとなっている。テーパー面（外周面）９ａ及び嵌合部（内周面）４ａは本発明のテーパー構造を構成するものである。

円板部１５は、取付部材３を介してカバー部１６に固定されている。取付部材３はエンコーダ１００をモータに取り付ける際に使用されるものであり、カバー部１６に係止されることで円板部１５とカバー部１６とを一体に保持（仮固定）可能とするものである。取付部材３は、固定部材４２と該固定部材４２をカバー部１６に係止する係止部材としての止め輪４３とを含む。

カバー部１６には、上記固定部材４２を挿通させるための開口部１６ａが形成されている。また、カバー部１６の所定位置には、固定ねじ４０を挿通させるための開口部１６ｂが形成されている。固定部材４２は、頭部４４と軸部４５とを含んでいる。軸部４５の先端部には円板部１５に螺合するねじ部４５ａが設けられている。ねじ部４５ａの外形は、他の軸部４５の外形よりも大きく設定されている。このように軸部４５の先端のみにねじ部４５ａを設けることによって後述のように固定部材４２は、円板部１５をカバー部１６に固定する用途及び円板部１５をモータに取り付ける用途に兼用できるように構成されている。

円板部１５は中央に貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は凸部３２を貫通した状態に形成されている。貫通孔３３の一端部は、モータ本体１ａの回転軸２を固定するための回転軸固定孔（固定孔、位置合わせ面（alignment surface）、内壁面、第２面、内周面）３３ａを構成しており、他端側は円板部１５をモータ本体１ａの回転軸２に固定する上記固定部材４２が配置される固定部材配置孔３３ｂを構成している。以下、回転軸固定孔３３ａについて、適宜「面３３ａ」と称する場合がある。面３３ａは、中心軸に対して平行である。面３３ａは、計測対象の回転軸２に対する円板部１５の位置決め（中心合わせ）の際に用いられる。面３３ａは、回転軸２に対する円板部１５の位置決めの際に回転軸２の外周面に実質的に当接される。本実施形態において、面３３ａは、回転符号板９のテーパー面９ａに比べて大きい軸方向長さを有する。他の実施形態において、面３３ａは、回転符号板９のテーパー面９ａに比べて小さい軸方向長さを有することができる。

また、貫通孔３３における回転軸固定孔３３ａと固定部材配置孔３３ｂとの間はねじ部（保持係止部）３３ｃを構成している。ねじ部３３ｃはタップによって形成された雌ねじからなる。なお、ねじ部３３ｃの内径は軸部４５の先端に設けられたねじ部４５ａの外形と同一、すなわちねじ部４５ａ及びねじ部３３ｃは螺合可能とされている。また、軸部４５のねじ部４５ａはねじ部３３ｃに対応する長さを有している。すなわち、ねじ部３３ｃ、４５ａは、回転軸２の軸方向における長さが一致している。

本実施形態では、頭部４４は平面形状が円形となっている。また、上記開口部１６ａは固定部材４２の頭部４４よりも大きい円形形状を有している。上記止め輪４３は一部が開口している座金から構成されるものであり、一例としてＥ型のリング状から構成されている（図３参照）。一方、固定部材４２の軸部４５における頭部４４の近傍には、上記止め輪４３を係止するための係止溝４５ｂが形成されている。固定部材４２は、止め輪４３が軸部４５から外されると開口部１６ａを介してカバー部１６内部へ挿通されるようになっている。

図２は止め輪４３と固定部材４２との寸法関係を規定するための図であり、図２（ａ）は平面構成を示す図であり、図２（ｂ）は側面構成を示す図である。なお、図２中において、符号Ｄ１は固定部材４２の軸部４５（ねじ部４５ａを除く）における外形を示し、符号Ｄ２は止め輪４３の開口幅を示し、符号Ｄ３は止め輪４３の内径を示し、符号Ｄ４は頭部４４の外形を示し、符号Ｄ５はカバー部１６の開口部１６ａの穴径を示し、符号Ｄ６は止め輪４３の外形を示すものである。

図２に示すように止め輪４３、開口部１６ａ、及び固定部材４２の各寸法は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ５＜Ｄ６の関係を満たしている。

止め輪４３の形状は上述したＥ型のリング状に限定されない。図３は止め輪の形状に係る変形例を示すものである。例えば、図３（ａ）に示すように図止め輪４３の開口幅Ｄ２及び止め輪４３の内径Ｄ３を同じ値に設定しても構わない。この場合、止め輪４３は円板をＵ字状に切り欠いた構造となる。また、止め輪４３の形状は図３に示した円形形状に限定されず、止め輪４３の外辺の少なくとも１辺の寸法がカバー部１６の開口部１６ａの穴径Ｄ５よりも大きければよい。例えば、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように止め輪４３として、外形が四角形状或いは三角形状のものをＵ字状に切り欠いた構造を採用することができる。

また、図２，３の説明ではカバー部１６の開口部１６ａの形状が円形の場合について説明したが、開口部１６ａの形状はこれに限定されることは無く、例えば三角形或いは四角形であっても構わない。

このような構成に基づいて本実施形態に係るエンコーダ１００は、止め輪４３を介して固定部材４２がカバー部１６に形成されることでカバー部１６と円板部１５とを一体に保持されることで、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態（同心状態）で組み立てられている。

また、取付部材３は、止め輪４３を軸部４５に対して着脱することで円板部１５をカバー部１６に固定している固定部材４２を引き抜くことなく、固定部材４２を円板部１５とモータとを固定する固定用ねじとして利用可能となっている。

ここで、エンコーダ１００において、回転符号板９と検出部３０との同心を取った状態で組み立てる方法について説明する。
円板部１５は、エンコーダ１００を取り付けるモータの回転軸２と同じ外径の基準軸に同心を取った状態で加工されたものとなっている。さらに、円板部１５は、凸部３２の外径と貫通孔３３（又は回転軸固定孔３３ａ）とが基準軸と同軸になるように加工されたものとなっている。また、回転符号板９の光反射パターン１０も偏心取り作業により、基準軸と同軸加工が施された回転軸固定孔３３ａに対して同心が取られた状態で形成されたものとなっている。

嵌合部４ａは、上記回転符号板９におけるテーパー面９ａを嵌合させる断面形状が円形の開口をなすものであり、該開口が円板部１５（回転符号板９の外周端面）と同心が取れた状態となるように構成されている。上述のように円板部１５はテーパー面（第１面）９ａの外面と回転軸固定孔３３ａとが同心状（同心状態）となっているため、円板部１５と同心が取られた筐体４（嵌合部４ａ）は回転軸固定孔（第２面）３３ａに対しても同心が取られた状態となっている。

検出部３０は、取付部材３（固定部材４２）を介してカバー部１６と円板部（回転部）１５とが固定されている。検出部３０は、光センサ８が嵌合部４ａと同心がとれた状態となっている。すなわち、光センサ８は、上記の同心状態を満たすように検出基板５に配置されている。カバー部１６に形成された開口部１６ａは、回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態となっている。また、開口部５ａは、回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態となっている。上述のように嵌合部４ａは回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で加工されているため、嵌合部４ａと同心が取られた検出部３０は回転軸固定孔３３ａに対しても同心が取られた状態となっている。

円板部１５（回転符号板９）はテーパー面９ａが筐体４の嵌合部４ａに嵌合した状態で、カバー部１６の開口部１６ａ及び貫通孔３３に挿通された固定部材４２の軸部４５のねじ部４５ａがねじ部３３ｃに螺合することで検出基板５に固定されている。すなわち、パターン１０を有する円板部１５が、検出部３０を有する本体部に仮固定されており、円板部１５のテーパー面９ａを用いて円板部１５に対して筐体４が位置決めされている。また、円板部１５のテーパー面（位置合わせ周面）９ａは、凸部３２の回転軸固定孔３３ａ（位置合わせ周面３３ａ）と同軸である。

このように、本実施形態に係るエンコーダ１００は、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で、取付部材３により円板部１５とカバー部１６とが一体に保持された状態で組み立てられている。

他の実施形態において、テーパー面９ａに代えて、回転符号板９（円板部１５）が中心軸と平行な面（９ａ）を有することができる。この場合、凸部の回転軸固定孔３３ａ（位置合わせ用の内周面３３ａ）は、回転符号板９の面９ａに比べて大きい軸方向長さを有するのが望ましい。この長さの差は、円板部１５とカバー部１６との仮固定状態を解消するために用いることができる。

図４は、エンコーダ１００がモータ装置１の回転軸２に取り付けられたモータ装置１の全体構成を示す断面図である。
図４に示すように、エンコーダ１００は、固定ねじ４０を介して筐体４がモータ本体１ａに固定されている。モータ本体１ａには、回転軸２側の上端部に固定ねじ４０を取り付けるための雌ねじ部１Ａが形成されており、上記固定ねじ４０が雌ねじ部１Ａに螺合することで筐体４とモータ本体１ａとが一体に保持されている。

モータ装置１は、円板部１５が固定部材４２により回転軸２に固定され、回転軸２と一体的に回転するようになっている。固定部材４２は、上述のように軸部４５に形成されたねじ部４５ａが回転軸２に形成された雌ねじ２ａに螺合することで円板部１５を回転軸２に固定している。

円板部１５は、光反射パターン１０を所定の距離で検出部３０の光センサ８に対向させて保持している。円板部１５が回転軸２に固定された状態においては、符号面９ｂが回転軸２に垂直となり、円板部１５の回転軸Ｒ方向は回転軸２の延在方向と同一方向となっている。円板部１５は、回転軸２に固定された状態において、筐体４に接触しないように収容されている。

ここで、モータ装置１に取り付けられたエンコーダ１００の動作について説明する。
回転軸２が回転すると、当該回転軸２に一体的に取り付けられた円板部１５及び光反射パターン１０が回転軸２と一体的に回転する。検出部３０については、回転軸２には接続されていないため、回転せずに静止した状態となる。

円板部１５が回転すると、当該円板部１５に形成された光反射パターン１０が回転方向に移動する。上述の光センサ８は、光源から射出された光のうち光反射パターン１０を介した反射光を読み取ることで光反射パターン１０の移動角度等に基づいて回転軸２の回転情報（例、回転角度や回転数）を検出することができる。

このようにして、エンコーダ１００は、回転軸２の回転情報を検出可能となっている。本実施形態に係るモータ装置１は、上記エンコーダ１００が取り付けられているので、回転軸２と回転符号板９及び検出部３０とが精度良く位置出しされたものとなっており、回転軸２の回転制御を精度良く行うことができる。

次に、図４に示す構成のモータ装置１に図１に示したエンコーダ１００を取り付ける手順について図５、６を参照しつつ説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、回転軸固定孔３３ａに回転軸２を挿入させつつ、モータ本体１ａ上にエンコーダ１００を配置する。本実施形態に係るエンコーダ１００は、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で組み立てられているため、回転軸固定孔３３ａに挿入された回転軸２は回転符号板９及び検出部３０に対して位置出しされたものとなる（位置合わせ工程）。位置合わせ（中心合わせ）において、回転軸固定孔３３ａの内周面（位置合わせ面、第２面）に回転軸２の外周面が実質的に当接される。

したがって、回転軸固定孔３３ａ内に挿入された回転軸２は回転符号板９および検出部３０に対して同心状（同心状態）に配置されたものとなる。

続いて、図５（ｂ）に示すように円板部１５のテーパー面（第１面）９ａが筐体４の嵌合部４ａに嵌合した状態で、カバー部１６の開口部１６ｂを介して貫通孔４１に固定ねじ４０を挿通し、該固定ねじ４０を用いて筐体４とモータ本体１ａとを固定する（本体固定工程）。

次に、カバー部１６による取付部材３の係止状態を解除する。本実施形態では、図５（ｃ）に示すように取付部材３の止め輪４３を固定部材４２における軸部４５の係止溝４５ｂから取り外す（係止解消工程）。

これにより、固定部材４２におけるカバー部１６による係止状態が解除される。固定部材４２は、頭部４４がカバー部１６に形成された開口部１６ａよりも小さいため、開口部１６ａを挿通する。これにより、回転軸２が回転軸固定孔３３ａに完全に挿入された状態となる。また、円板部１５が下方に移動するに従って、円板部１５が嵌合部４ａから外れた状態となる。

次に、固定部材４２を所定方向にねじ込んでいくと、図６（ａ）に示すように固定部材４２の軸部４５の先端部に設けられたねじ部４５ａが一端ねじ部３３ｃから抜けて螺合状態が解除される。このとき、軸部４５の先端部が回転軸固定孔３３ａ内に突出した状態となることで円板部１５は回転軸２から多少押し上げられた状態となる。軸部４５は上述したようにねじ部４５ａが形成されない部分の外形がねじ部４５ａよりも小さいため、固定部材４２はねじ部３３ｃに対してある程度の隙間を持った状態となっている。

よって、固定部材４２は円板部１５に対してフリーになった状態とされるので、固定部材４２を所定方向にねじ込むことで、図６（ｂ）に示すように軸部４５のねじ部４５ａを回転軸２に形成された雌ねじ２ａに螺合させることができる（取付工程）。なお、固定部材４２は、頭部４４の外径が検出基板５に形成された開口部５ａの内径よりも小さいため、開口部５ａを挿通し、ボルト配置孔３３ｂに確実に配置される。よって、固定部材４２は軸部３ｂが回転軸２の雌ねじ２ａに螺合することで円板部１５と回転軸２とを確実に固定できる。

以上述べたように本実施形態に係るエンコーダの取り付け方法によれば、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れたエンコーダ１００を組み込むため、インロー構造をモータ本体１ａに設ける事無く、回転軸２を回転軸固定孔３３ａに挿入した後、固定することで回転軸２と回転符号板９及び検出部３０とが精度良く位置出しされたモータ装置１を容易に低コストで組み立てることができる。

このモータ装置１によれば、回転軸２と回転符号板９及び検出部３０とが精度良く位置出しされているので、回転軸２の回転制御を精度良く行うことが可能であり、信頼性の高いものとなる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る構成について説明する。なお、本実施形態と第一実施形態との違いは、取付部材として止め輪を用いない構成であることであり、それ以外の構成については同一である。そのため、以下の説明では第一実施形態と同一の部材及び構成については、説明を省略もしくは簡略化するものとする。

図７は本実施形態に係るエンコーダの全体構成を示す図であり、図７（ａ）はエンコーダの断面図であり、図７（ｂ）はエンコーダの要部構成を示す平面である。
エンコーダ２００は、図７（ａ）に示すように、第一実施形態に係る構成と同様、取付部材５０と、筐体４、検出部３０、円板部１５、及びカバー部１６を有している。

本実施形態に係る取付部材５０は固定部材５１から構成されている。固定部材５１は、頭部５２と軸部５３とを含んでいる。軸部５３の先端部には円板部１５に螺合するねじ部５３ａが設けられている。図７（ｂ）に示すように、頭部５２は平面形状が多角形から構成され、例えば本実施形態では六角形から構成されている。カバー部１６に形成された開口部１６ａは頭部５２と同一形状を有し、且つ一回り大きく形成されている。固定部材５１はねじ部５３ａが円板部１５のねじ部３３ｃに螺合した際、平面視した状態で頭部５２が開口部１６ａに対して捩れた位置に配置されたものとなっている。このように開口部１６ａに対して捩れた位置にある頭部５２は、開口部１６ａを通り抜けることができない。従って、固定部材５１は頭部５２がカバー部１６の開口部１６ａに係止された状態となる。従って、本実施形態においては、第一の実施形態と異なり、固定部材５１をカバー部１６に係止するため、止め輪を不用にした構成を実現できる。

本実施形態においても、嵌合部４ａは回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で加工されているため、嵌合部４ａと同心が取られた検出部３０は回転軸固定孔３３ａに対しても同心が取られた状態となっている。

このように、本実施形態に係るエンコーダ２００は、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で、取付部材５０により円板部１５とカバー部１６とが一体に保持された状態で組み立てられたものとなっている。

次に、モータ装置１に図７に示したエンコーダ２００を取り付ける手順について図８を参照しながら説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、回転軸固定孔３３ａに回転軸２を挿入させつつ、モータ本体１ａ上にエンコーダ２００を配置する。本実施形態に係るエンコーダ２００は、回転符号板９および検出部３０が回転軸固定孔３３ａに対して同心が取れた状態で組み立てられているため、回転軸固定孔３３ａに挿入された回転軸２は回転符号板９及び検出部３０に対して位置出しされたものとなる（位置合わせ工程）。位置合わせ（中心合わせ）において、回転軸固定孔３３ａの内周面（位置合わせ面、第２面）に回転軸２の外周面が実質的に当接される。

したがって、回転軸固定孔３３ａ内に挿入された回転軸２は回転符号板９および検出部３０に対して同心状（同心状態）に配置されたものとなる。

また、円板部１５のテーパー面９ａが筐体４の嵌合部４ａに嵌合した状態で、貫通孔４１に固定ねじ４０を挿通し、該固定ねじ４０を用いて筐体４とモータ本体１ａとを固定する（本体固定工程）。

次に、カバー部１６による取付部材５０の係止状態を解除する。本実施形態では、取付部材５０（固定部材５１）の頭部５２を回転させる（係止解消工程）。上述のように本実施形態に係る開口部１６ａは頭部５２と同一形状を有し、且つ一回り大きく形成されている。そのため、平面視した状態で頭部５２が開口部１６ａに重なる位置に配置されると、頭部５２は開口部１６ａを挿通可能な状態となる（係止解消工程）。

これにより、固定部材５１におけるカバー部１６に対する係止状態が解除されることとなる。固定部材５１は、頭部４４が開口部１６ａを挿通することで、図８（ｂ）に示すように回転軸２が回転軸固定孔３３ａに完全に挿入された状態となる。また、円板部１５が下方に移動するに従って、円板部１５は嵌合部４ａから外れた状態となる。

次に、固定部材５０を所定方向にねじ込んでいくと、固定部材５１の軸部５３の先端部に設けられたねじ部５３ａが一端ねじ部３３ｃから抜けて螺合状態が解除される。本実施形態では、回転軸２の先端部にザグリ加工を施したザグリ加工部２ｂを形成している。これによりねじ部５３ａがねじ部３３ｃから一旦フリーの状態となる。したがって、固定部材５０を所定方向にねじ込むことで、図８（ｄ）に示すように軸部４５のねじ部４５ａを回転軸２に形成された雌ねじ２ａに螺合させることができる（取付工程）。固定部材５０は開口部５ａを挿通し、ボルト配置孔３３ｂに確実に配置される。よって、固定部材５０は軸部５３が回転軸２の雌ねじ２ａに螺合することで円板部１５と回転軸２とを確実に固定できる。これによりエンコーダ２００が取り付けられたモータ装置１´の組立が完了する。

以上述べたように本実施形態によれば、取付部材５１が固定部材５１のみから構成されるので、エンコーダの取付を行う際、固定部材５１を所定の方向に回転させることでカバー部１６による係止状態を解除できる。よって、インロー構造をモータ本体１ａに設ける事無く、回転軸２を回転軸固定孔３３ａに挿入した後、固定部材５１を所定方向にねじ込むことで回転軸２と回転符号板９及び検出部３０とが精度良く位置出しされたモータ装置１を容易に組み立てることができる。

（回転方向の位置決め方法）
次に、モータに対するエンコーダの回転方向の位置決め方法について説明する。なお、以下の説明において、簡略化のために、上記実施形態と同様の部材及び構成について、同じ符号を適宜用いる。

図９は、モータに対するエンコーダの回転方向の位置決め方法の一例を示す模式図である。本例において、回転軸２には、リング部材３０１が取り付けられる。リング部材３０１は、回転軸２の少なくとも一部が挿入される孔３０３と、周面に形成されたネジ穴３０５と、位置決め用のピン（ロータピン）３０７とを有する。リング部材３０１の孔３０３に回転軸２の一部を挿入した状態で、ネジ穴３０５に挿入される固定部材を用いて、回転軸２に対してリング部材３０１を固定することができる。なお、エンコーダの円板部１５には、ロータピン３０７に対応する位置決め孔３１１が設けられている。

また、モータ本体１ａには、別の位置決め用のピン（ステータピン）３１３が設けられている。エンコーダの本体部４（筐体４、カバー部１６を含む）には、ステータピン３１３に対応する位置決め孔３１５が設けられている。

図９（ａ）において、モータの回転軸２がロックの状態で、ロータピン３０７が所定の回転位置に合わせられ、回転軸２に対してリング部材３０１が固定される。一例において、モータ本体１ａに設けられたマーク（ステータマーク）３０９と回転軸２の中心との線上にロータピン３０７が位置するように、回転軸２に対するリング部材３０１の回転位置が設定される。

所定の位置に設定されたロータピン３０７が円板部材１５の位置決め孔３１１に挿入された状態で、エンコーダの円板部材１５が回転軸２に固定される。これにより、モータの基準位置に対して円板部材１５のパターン１０の基準位置が合わせられる。また、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ステータピン３１３が本体部４の位置決め孔３１５に挿入された状態で、エンコーダの本体部４がモータ本体１ａに固定される。これにより、モータ本体１ａに対してエンコーダの本体部１５の回転位置が位置決めされる。

以上の工程は、モータの回転軸２がロックされた状態で行われる。モータの基準位置（原点）に対して、エンコーダの円板部１５（パターン）が位置決めされる結果、モータに対してエンコーダが回転方向に位置決めされる。

図１０は、モータに対するエンコーダの回転方向の位置決め方法の別の一例を示す模式図である。本例において、回転軸２には、リング部３２１が回転軸２と一体的に設けられ、リング部３２１に位置決め用のピン（ロータピン）３２７が設けられている。あるいは、回転軸２には、段差部３２１が設けられ、段差部３２１に位置決め用のピン（ロータピン）３２７が設けられている。エンコーダの円板部１５には、ロータピン３２７に対応する位置決め孔３３１が設けられている。

また、モータ本体１ａには、別の位置決め用のピン（ステータピン）３２３が設けられている。エンコーダの本体部（筐体）４には、ステータピン３２３に対応する位置決め孔３２５が設けられている。

図１０（ａ）において、モータの回転軸２が非ロックの状態で、回転軸２に対してエンコーダの円板部１５が回転方向に位置決めされる。すなわち、ロータピン３２７が円板部材１５の位置決め孔３３１に挿入された状態で、エンコーダの円板部材１５が回転軸２に固定される。また、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ステータピン３２３が本体部４の位置決め孔３２５に挿入された状態で、エンコーダの本体部４がモータ本体１ａに固定される。

次に、モータの回転軸２がロックされる。そして、エンコーダの本体部４の検出部と円板部１５のパターン１０とを用いて、円板部１５の回転位置に関する情報が検出される。モータの回転軸２がロックされた状態であることから、この情報は、モータの原点に対する円板部１５の回転位置に関する情報、すなわち、モータの基準位置に対する円板部１５の回転オフセット値（モータの基準位置とパターンの基準位置との相対的な回転角度）を含む。

得られた回転オフセット値は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等の記憶部３１９に記憶することができる。例えば、モータを原点にロックし、そのときのエンコーダの出力をゼロにするとともに、オフセット値を記憶部３１９に記憶することができる。記憶部３１９は、エンコーダに配されてもよく、エンコーダとは別の外部に配されてもよい。記憶部３１９に記憶された情報は、エンコーダの交換等の際に有効に利用することができる。

以上の工程により、モータの基準位置（原点）に対するエンコーダの円板部１５（パターン）の相対位置関係を得ることができる。その結果、モータに対してエンコーダが回転方向に位置決めされる。

図１０の例においては、モータに対するエンコーダ（円板部１５及び本体部４）の取り付けを、モータの回転軸２が非ロックの状態で行うことができる。そのため、エンコーダのモータへの取り付けにかかる作業の簡略化を図ることができる。また、後述するように、エンコーダの交換に際しても、作業の簡略化が図られる。なお、本例において、モータ本体１ａのマーク（ステータマーク）３２９を省略することが可能である。

（エンコーダの交換方法）
次に、モータに対するエンコーダの交換方法について説明する。なお、以下の説明において、簡略化のために、上記実施形態と同様の部材及び構成について、同じ符号を適宜用いる。

図１１は、エンコーダの交換方法の一例を示す模式図である。本例において、エンコーダの交換に際して、モータ本体１ａに少なくとも一時的に固定される位置決め部材３５１が用いられる。位置決め部材３５１は、その異なる２面がエンコーダの外周面に当接するように配置される。位置決め部材３５１が固定された後、対象のエンコーダが取り外される。位置決め部材３５１は、モータに対するエンコーダの固定位置情報を機械的に記憶する記憶部として機能する。

新たなエンコーダは、位置決め部材３５１に当接するように配置される。交換される新旧２つのエンコーダが互いに同じ外形を有する場合、位置決め部材３５１を用いて新たなエンコーダを古いエンコーダと同じ固定位置に配置することができる。

位置決め部材３５１は、特に、エンコーダの円板部１５をモータに取り付けたままの状態で、エンコーダの本体部１５を交換する場合に好ましく用いることができる。すなわち、位置決め部材３５１を用いることにより、新しいエンコーダについて、モータに対する本体部４の中心合わせを容易に行うことができる。

図１２は、エンコーダの交換方法の別の一例を示す模式図である。本例において、図１０に示した記憶部３１９が用いられる。前述したように、記憶部３１９には、モータの基準位置に対するエンコーダの回転オフセット値が記憶されている。

本例において、古いエンコーダを新たなエンコーダに置き換えた後、記憶部３１９に記憶された回転オフセット値を用いて、モータに対してエンコーダを回転方向に位置決めすることができる。記憶部３１９に記憶された情報を用いて位置決めを行うことにより、新たなエンコーダの取り付けにかかる作業の簡略化が図られる。

図１２の例において、本体部４と円板部１５とを含むエンコーダの全体を交換することができ、あるいは、円板部１５を残して本体部４を交換することができる。円板部１５を残して本体部４を交換する場合、例えば、図１１に示す位置決め部材３５１を用いてモータに対する本体部４の中心合わせをすることができる。あるいは、図５等を用いて説明したように、円板部１５の外周面を用いてモータに対する本体部４の中心合わせをすることができる。

本発明は上述した実施形態に係る構成に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

１、１´…モータ装置、２…回転軸、３…取付部材、４…筐体部（本体部）、８…光センサ（検出部）、９…円板部（回転符号板）、９ａ…テーパー面（テーパー構造）、１５円板部、１６…カバー部、１６ａ…開口部、３０…検出部（基板部）、３３ａ…回転軸固定孔（固定孔）、３３…貫通孔（取付孔）、３３ｃ…ねじ部（保持係止部）、４２…固定部材、４３…止め輪（係止部材）、４４…頭部、４５…軸部、４５ａ…ねじ部、３１９…記憶部、３５１…位置決め部材。

Claims (16)

1. 検出部を有する本体部と、
   パターンを有する円板部と、を備え、
   前記円板部は、前記円板部に対する前記本体部の位置決めに用いられる第１面と、計測対象の回転軸に対する前記円板部の位置決めに用いられる第２面とを有し、
   前記第１面は、前記円板部に対する前記本体部の位置決めの際に前記本体部に実質的に当接され、
   前記第２面は、前記回転軸に対する前記円板部の位置決めの際に前記回転軸に実質的に当接され、
   前記円板部の中心軸方向に関して、前記第１面の前記本体部に当接する領域の幅が、前記第２面の前記回転軸に当接する領域の幅より狭いことを特徴とするエンコーダ。
2. 前記第１面の少なくとも一部は、中心軸に対して傾斜を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記検出部は、前記パターンからの反射光を検出する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。
4. 前記パターンは、前記円板部に直接的に形成されたパターンを有する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダを備えるモータ装置。
6. エンコーダの取付方法であって、
   パターンを有する円板部を検出部を有する本体部に仮固定する工程であり、前記円板部の第１面を用いて前記円板部に対して前記本体部が位置決めされる工程と、
   前記円板部に対して前記本体部が仮固定された状態を維持しながら、前記円板部の第２面を用いて測定対象側の回転軸に対して前記円板部を位置決めする工程と、
   前記回転軸に対して前記円板部が位置決めされた状態で、前記測定対象側の非回転部に前記本体部を固定する工程と、
   前記回転軸に対して前記円板部を固定する工程であり、前記本体部に対する前記円板部の仮固定が解消される前記工程と、
   を含む、ことを特徴とするエンコーダの取付方法。
7. 所定のパターンが形成された回転符号板と測定対象の回転軸に固定するための固定孔とが設けられた円板部と、
   前記パターンを検出する検出部を含む基板部と、
   前記基板部を保持するとともに、前記回転符号板と前記検出部とが前記固定孔に対して同心が取れた状態で前記円板部の少なくとも一部と嵌合可能な本体部と、
   前記本体部に取り付けられるカバー部と、
   前記円板部と前記回転軸とを固定可能であって、前記カバー部に係止されることによって前記カバー部と前記円板部とを一体に保持可能な取付部材と、を備える、
   ことを特徴とするエンコーダ。
8. 前記円板部は、前記固定孔に連通し前記取付部材が取り付けられる取付孔を有し、
   前記取付部材は、前記取付孔に設けられた保持係止部を用いて前記カバー部と前記円板部とを一体に保持する、ことを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
9. 前記取付部材は、前記円板部を前記回転軸に固定させる場合に、前記取付孔を介して前記固定孔に挿入されることによって前記円板部と前記本体部との嵌合状態を解消して前記円板部を前記回転軸に固定させる、
   ことを特徴とする請求項８に記載のエンコーダ。
10. 前記取付部材は、前記保持係止部に螺合可能なねじ部を有する固定部材と、前記保持係止部に前記ねじ部が螺合した状態の前記固定部材を前記カバー部に形成された開口部に係止する係止部材と、を含む
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のエンコーダ。
11. 前記ねじ部は前記固定部材の先端部に形成されており、前記保持係止部に対応する長さを有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ。
12. 前記取付部材は、前記保持係止部に螺合可能なねじ部を有する固定部材を有し、
    前記固定部材は、前記ねじ部が形成された軸部と、該軸部に接続されるとともに平面形状が多角形からなる頭部と、を含み、
    前記カバー部は、前記頭部と同一形状を有するとともに該頭部を挿通可能な開口部が形成されている
    ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のエンコーダ。
13. 前記本体部及び前記円板部の嵌合部分は、前記測定対象に対する取付面をなす前記本体部の内側に向かって漸次拡がるテーパー構造からなる、
    ことを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか一項に記載のエンコーダ。
14. 請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のエンコーダを測定対象の回転軸に取り付けるエンコーダの取付方法であって、
    前記本体部の前記固定孔に前記回転軸を挿入させるように当該本体部を前記測定対象物上に配置する工程と、
    前記カバー部による前記取付部材の係止状態を解除する工程と、
    前記取付部材を用いて前記円板部と前記回転軸とを固定する工程と、
    を有することを特徴とするエンコーダの取付方法。
15. 測定対象の回転軸にエンコーダを取り付けるエンコーダの取付方法であって、
    円板部の回転符号板と検出部とが前記円板部の固定孔に対して同心が取れた状態で前記固定孔に前記測定対象の回転軸を挿入することによって、少なくとも前記回転符号板と前記回転軸との位置合せを行う位置合せ工程と、
    前記エンコーダの本体部と前記測定対象の非回転部とを固定する本体固定工程と、
    前記エンコーダのカバー部に係止されることによって前記カバー部と前期円板部とを一体的に保持する取付部材の係止状態を解消する係止解消工程と、
    前記取付部材を前記円板部の取付孔を介して前記固定孔に挿入することによって、前記円板部と前記本体部との嵌合状態を解消させて前記円板部を前記回転軸に取り付ける取付工程と、
    を有することを特徴とするエンコーダの取付方法。
16. 請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のエンコーダを備えるモータ装置。

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