專利名稱：帶編碼器的電動機(jī)及電動機(jī)用編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶編碼器的電動機(jī)及用于該電動機(jī)的電動機(jī)用編碼器，所述帶編碼器的電動機(jī)具有檢測電動機(jī)輸出軸等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的編碼器。
背景技術(shù)：
一直以來，周知如下這種帶編碼器的電動機(jī)其具有檢測電動機(jī)輸出軸等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的編碼器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。該現(xiàn)有技術(shù)的帶編碼器的電動機(jī)具有電動機(jī)、及在該電動機(jī)的反負(fù)載側(cè)配置的光學(xué)式的編碼器。電動機(jī)具備被負(fù)載側(cè)軸承及反負(fù)載側(cè)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸、及在內(nèi)周部支承上述反負(fù)載側(cè)軸承的反負(fù)載側(cè)軸承架。 編碼器具備與該輸出軸的軸心同軸心地固定在上述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部的輪轂、及安裝在該輪轂的反負(fù)載側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)盤。該帶編碼器的電動機(jī)中，在電動機(jī)的輸出軸的端部設(shè)有凸部，該凸部插入到在編碼器的輪轂設(shè)置的凹部，由此將輸出軸和輪轂固定。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開2010-94007號公報(bào)(段落0009 0013、圖1)發(fā)明要解決的課題一般而言，作為電動機(jī)的編碼器，主要使用光學(xué)式和磁式。磁式編碼器與光學(xué)式編碼器相比較，具有構(gòu)造簡單且部件數(shù)量少、耐受振動及沖擊的特性。另一方面，光學(xué)式編碼器與磁式編碼器相比較，具有位置分解性能優(yōu)良的特性。因此，為了具有兩者的特性，有時(shí)選擇磁式及光學(xué)式中的某一方來使用，或同時(shí)使用兩者。另一方面，編碼器使用電子電路，因此有時(shí)受到電動機(jī)產(chǎn)生的磁通的影響。這種漏磁通的影響在光學(xué)式編碼器的電子電路中也會產(chǎn)生，但在使用檢測磁性的磁式編碼器時(shí)尤為顯著。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于這種問題而作出，本發(fā)明的目的在于，提供能夠減少磁通的影響并能提高編碼器的可靠性的帶編碼器的電動機(jī)、及用于該電動機(jī)的電動機(jī)用編碼器。用于解決課題的手段為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)，提供一種帶編碼器的電動機(jī)，該帶編碼器的電動機(jī)具有電動機(jī)和在所述電動機(jī)的反負(fù)載側(cè)配置的編碼器，所述電動機(jī)具備電動機(jī)電磁部；及被負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸，所述編碼器具備輪轂，其在負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部，并同軸心地固定在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部；及旋轉(zhuǎn)盤，其固定于所述輪轂的反負(fù)載側(cè)端部，所述輪轂通過所述凸部與在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部形成的凹部嵌合而固定于所述輸出軸。另外，為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，提供一種電動機(jī)用編碼器，其是配置于電動機(jī)的反負(fù)載側(cè)的電動機(jī)用編碼器，所述電動機(jī)具備電動機(jī)電磁部及被負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸，所述電動機(jī)用編碼器具備輪轂，其在負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部，并同軸心地固定在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部；及旋轉(zhuǎn)盤，其固定于所述輪轂的反負(fù)載側(cè)端部，所述輪轂通過所述凸部與在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部形成的凹部嵌合而固定于所述輸出軸。發(fā)明效果如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠減少磁通的影響并能提高編碼器的可靠性。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的帶編碼器的電動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖2是表示編碼器及軸承蓋的詳細(xì)構(gòu)造的圖1中的局部抽出放大圖。圖3是表示在將基板配置在比旋轉(zhuǎn)盤靠電動機(jī)側(cè)的位置的變形例中編碼器及軸承蓋的詳細(xì)構(gòu)造的圖1中的局部抽出放大圖。標(biāo)號說明1帶編碼器的電動機(jī)3電動機(jī)軸(輸出軸)3A凹部6a負(fù)載側(cè)軸承6b反負(fù)載側(cè)軸承7反負(fù)載側(cè)軸承架7A軸承蓋7Aa 突出部(第2突出部)8編碼器(電動機(jī)用編碼器)8 ‘編碼器(電動機(jī)用編碼器)10輪轂10'輪轂IOA凸部IOB圓板部IOBa 突出部(第1突出部)11間隙
13旋轉(zhuǎn)盤14基板14'基板100電動機(jī)100A電動機(jī)電磁部100B制動器部
具體實(shí)施例方式首先，在說明本發(fā)明的一實(shí)施方式之前，對在帶編碼器的電動機(jī)及帶電動機(jī)的編碼器中本發(fā)明的發(fā)明人所想到的問題等進(jìn)行說明。如上所述，作為編碼器，例如大致分為磁式及光學(xué)式。磁式編碼器例如具備固定于電動機(jī)輸出軸的永久磁鐵、及檢測出來自該圓板狀的永久磁鐵的磁場的磁場檢測元件，是通過檢測來自永久磁鐵的磁場來檢測輸出軸的相對位置和絕對位置的編碼器。因此，會擔(dān)心電動機(jī)側(cè)的磁通經(jīng)由輸出軸及在其反負(fù)載側(cè)的端部固定的輪轂等而向編碼器側(cè)泄漏、并與磁式編碼器的磁場干涉。這種磁場產(chǎn)生的干涉即使沒有磁式編碼器那樣顯著，在光學(xué)式編碼器中也會對電子電路等造成影響。這種來自電動機(jī)側(cè)的磁通的泄漏尤其是在電動機(jī)具有制動器的情況下容易產(chǎn)生。 其原因是，在制動器配置于電動機(jī)電磁部的反負(fù)載側(cè)即與編碼器相鄰配置、并且通過線圈的勵(lì)磁使對制動盤進(jìn)行制動的制動部件沿軸向移動的構(gòu)造上，制動器的線圈在軸向上產(chǎn)生磁通。并且，如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣，在電動機(jī)的輸出軸的端部設(shè)置凸部，并將其插入到在編碼器的輪轂設(shè)置的凹部而將輸出軸和輪轂固定，在這種構(gòu)造的情況下，凹凸構(gòu)造與泄漏磁通的方向?qū)?yīng)，因此磁通容易從輸出軸側(cè)向輪轂側(cè)泄漏。對于這種泄漏磁通，例如在磁式編碼器的情況下，與永久磁鐵的磁通干涉，有可能導(dǎo)致編碼器的檢測結(jié)果的可靠性降低。另夕卜，例如在光學(xué)式編碼器的情況下，有可能導(dǎo)致在電子電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而使檢測精度降低等、與磁式編碼器相比可以說少但仍然會導(dǎo)致可靠性降低的情況。為了抑制這種磁通的泄漏，還可考慮作為電動機(jī)的輸出軸，使用利用磁性體和非磁性體形成的壓接軸。但是， 使用這種壓接軸或不銹鋼等非磁性體，會導(dǎo)致編碼器(電動機(jī))的成本增加。本發(fā)明的發(fā)明人等對于帶編碼器的電動機(jī)及電動機(jī)用編碼器想到提高編碼器的可靠性中的這幾點(diǎn)等，并進(jìn)一步進(jìn)行了努力研究，結(jié)果想到了本發(fā)明。此外，此處舉出的幾點(diǎn)等是本發(fā)明解決的課題的一例，本發(fā)明不限于該例。以下，參照附圖對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的帶編碼器的電動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖1中，帶編碼器的電動機(jī)1具有電動機(jī)100、及在該電動機(jī)100的反負(fù)載側(cè)(圖 1中的左側(cè))配置并具備編碼器罩9的編碼器8 (電動機(jī)用編碼器)。此外，圖1中，省略編碼器8的詳細(xì)構(gòu)造而進(jìn)行圖示。該編碼器8的詳細(xì)情況在后述的圖2中說明。電動機(jī)100具備電動機(jī)框架50、在該電動機(jī)框架50的內(nèi)周側(cè)配置的電動機(jī)電磁部100A及制動器部100B、與上述電動機(jī)框架50 —體地形成的負(fù)載側(cè)軸承架5及反負(fù)載側(cè)軸承架7、外圈與上述負(fù)載側(cè)軸承架5嵌合的負(fù)載側(cè)軸承6a、外圈與上述反負(fù)載側(cè)軸承架7嵌合的反負(fù)載側(cè)軸承6b、及作為輸出軸的電動機(jī)軸3，該電動機(jī)軸3在軸向(圖1中的左右方向)配置，并且通過上述負(fù)載側(cè)軸承6a和上述反負(fù)載側(cè)軸承6b而被旋轉(zhuǎn)自如地支承。電動機(jī)電磁部100A具備固定成與上述電動機(jī)軸3同軸心的轉(zhuǎn)子2、及以與該轉(zhuǎn)子 2的外周面在徑方向上對置的方式固定于上述電動機(jī)框架50的定子4。制動器部100B是對上述電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)進(jìn)行制動的無勵(lì)磁動作型的電磁制動器，配置在上述電動機(jī)電磁部100A的反負(fù)載側(cè)。該制動器部100B具備固定在上述電動機(jī)軸3的外周部的轉(zhuǎn)矩傳遞部件21、收納勵(lì)磁線圈23及彈簧25的磁場鐵心27、以與該磁場鐵心27在上述軸向上對置的方式配置在該軸向的一側(cè)(圖1中的右側(cè))的電樞四、配置在該電樞四的上述軸向的一側(cè)的側(cè)板31、以及配置在該側(cè)板31和上述電樞四之間且與上述轉(zhuǎn)矩傳遞部件21卡合的制動盤33。磁場鐵心27具備內(nèi)側(cè)圓筒部27A、外側(cè)圓筒部27B、底板部27C。內(nèi)側(cè)圓筒部27A 和外側(cè)圓筒部27B之間的徑方向空間形成向圖1中的右側(cè)釋放的線圈用凹部35，在該線圈用凹部35收納上述勵(lì)磁線圈23。另外，在外側(cè)圓筒部27B的上述軸向的一側(cè)的面上，沿周方向以適宜的等間隔形成多個(gè)彈簧用凹部37，在這些彈簧用凹部37的各自中，收納壓縮螺旋彈簧即上述彈簧25。這些彈簧25對電樞四作用向上述軸向一側(cè)進(jìn)行推壓的作用力。此夕卜，內(nèi)側(cè)圓筒部27A和外側(cè)圓筒部27B的上述軸向的一側(cè)的面形成磁性地吸引電樞四的磁極面。電樞四由適宜的磁性體材料(例如鋼板)形成為圓板狀，在徑方向中心側(cè)具備貫通孔^a。該電樞四配置成在磁場鐵心27和制動盤33之間僅在上述軸向上移動自如。側(cè)板31形成為圓盤狀，在徑方向中心側(cè)具備貫通孔31a。側(cè)板31的外周緣部介裝有軸環(huán)(collar) 39，并通過多個(gè)固定用螺釘41固定于磁場鐵心27的外側(cè)圓筒部27B。軸環(huán)39插入配置于在電樞四的外周形成的凹部^b，防止電樞四的旋轉(zhuǎn)。制動盤33具備芯板43、摩擦件45及摩擦件47。該芯板43通過適宜的磁性體形成為圓板狀，在其內(nèi)周面設(shè)有花鍵43a。通過該花鍵43a和在上述轉(zhuǎn)矩傳遞部件21設(shè)置的花鍵21a的卡合，制動盤33設(shè)置成相對于上述轉(zhuǎn)矩傳遞部件21能夠向上述軸向移動且不能旋轉(zhuǎn)(換言之能夠傳遞旋轉(zhuǎn))。在芯板43的外周側(cè)緣部的上述軸向的一側(cè)的面、即與側(cè)板31對置的面上安裝有摩擦件45，另外，在芯板43的外周側(cè)緣部的上述軸向的另一側(cè)(圖1中的左側(cè))的面、即與電樞四對置的面上安裝有摩擦件47。此外，也可以代替將摩擦件45及摩擦件47設(shè)于芯板 43，而將摩擦件45及摩擦件47設(shè)于對置的構(gòu)件即側(cè)板31、電樞四側(cè)。下面對上述構(gòu)成的制動器部100B的動作進(jìn)行說明。S卩，在未向勵(lì)磁線圈23通電的狀態(tài)(=無勵(lì)磁狀態(tài))下，進(jìn)行制動器部100B的制動。具體地說，在該制動狀態(tài)下，電樞四被彈簧25推壓，由此向上述軸向的一側(cè)移動而與制動盤33接觸，制動盤33通過從上述軸向的另一側(cè)的與電樞四的接觸，從而與側(cè)板31接觸。結(jié)果，制動盤33被電樞四和側(cè)板31夾持按壓而被制動，由此，電動機(jī)軸3的旋轉(zhuǎn)被制動(使慣性旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)軸3靜止，或者在從外部向靜止的電動機(jī)軸3施加要使其旋轉(zhuǎn)的力(轉(zhuǎn)矩)時(shí)、保持電動機(jī)軸3而維持電動機(jī)軸3的靜止?fàn)顟B(tài))。另一方面，在向勵(lì)磁線圈23通電的狀態(tài)(=勵(lì)磁狀態(tài))下，不進(jìn)行制動器部100B 的制動。具體地說，在該制動狀態(tài)下，勵(lì)磁線圈23對電樞四及制動盤33向上述軸向的另一側(cè)施加磁性吸引力。由此，電樞四及制動盤33克服推壓電樞四的彈簧25的作用力，并向上述軸向的另一側(cè)移動。結(jié)果，制動盤33從側(cè)板31離開，制動盤33被從上述制動釋放， 電動機(jī)軸3能夠旋轉(zhuǎn)。此外，本實(shí)施方式在具有例示那樣的電磁式制動器部100B的電動機(jī)100的情況下尤為有效，因此，此處對制動器部100B的結(jié)構(gòu)、動作進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，制動器部100B的結(jié)構(gòu)不限定于該例，如果是電磁式的制動器部，則本實(shí)施方式就能夠起到在以下說明的作用效果。進(jìn)一步來講，在制動器部不是配置在反負(fù)載側(cè)而是配置在負(fù)載側(cè)的情況下，本實(shí)施方式也能起到同樣的作用效果，即使為沒有制動器部的電動機(jī)100，也能減少因電動機(jī)電磁部100A的漏磁通造成的影響，因此，本實(shí)施方式能起到同樣的效果。但是，在如上述那樣具有在反負(fù)載側(cè)配置的制動器部100B的情況下，本實(shí)施方式尤其能發(fā)揮大的效果。負(fù)載側(cè)軸承架5配置在上述電動機(jī)電磁部100A的負(fù)載側(cè)(圖1中的右側(cè))，在電動機(jī)100的內(nèi)周部支承上述負(fù)載側(cè)軸承6a。反負(fù)載側(cè)軸承架7配置在上述制動器部100B和上述編碼器8之間，在電動機(jī)100 的內(nèi)周部支承上述反負(fù)載側(cè)軸承6b。該反負(fù)載側(cè)軸承架7具有覆蓋反負(fù)載側(cè)軸承6b的反負(fù)載側(cè)的端部的軸承蓋7A。此外，圖1中，省略軸承蓋7A的詳細(xì)構(gòu)造而進(jìn)行圖示。該軸承蓋7A的詳細(xì)情況利用后述的圖2說明。負(fù)載側(cè)軸承6a及反負(fù)載側(cè)軸承6b分別將上述電動機(jī)軸3的兩端側(cè)軸支承為旋轉(zhuǎn)自如地。負(fù)載側(cè)軸承6a與其外圈所嵌合的上述負(fù)載側(cè)軸承架6同樣，配置于上述電動機(jī)電磁部100A的負(fù)載側(cè)。反負(fù)載側(cè)軸承6b與其外圈所嵌合的上述反負(fù)載側(cè)軸承架7同樣，配置于上述制動器部100B和上述編碼器8之間。電動機(jī)軸3被上述負(fù)載側(cè)軸承6a和上述反負(fù)載側(cè)軸承6b軸支承為，其反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置與上述反負(fù)載側(cè)軸承6b的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置大致一致。換言之，電動機(jī)100構(gòu)成為，電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置和反負(fù)載側(cè)軸承6b的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置大致一致。此外，本實(shí)施方式的電動機(jī)軸3例如由鐵等磁性材料一體地形成。通過一體形成電動機(jī)軸3，與連結(jié)多個(gè)電動機(jī)軸的情況相比，能夠提高電動機(jī)軸自身的強(qiáng)度，另外，能夠減少連結(jié)時(shí)的制造成本及勞力。而且，通過利用磁性材料構(gòu)成電動機(jī)軸3，與由非磁性材料構(gòu)成的情況相比，能夠減少電動機(jī)軸自身的成本。此外，考慮電動機(jī)100的磁通等的影響，作為電動機(jī)軸，也可考慮使用高價(jià)的非磁性體和磁性體的壓接軸， 但在本實(shí)施方式中，通過具有屏蔽磁通的結(jié)構(gòu)等，能夠使用利用磁性材料一體形成的電動機(jī)軸3。作為該結(jié)構(gòu)之一，在該電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部形成有凹部3A。關(guān)于該凹部 3A及其他構(gòu)成，參照圖2進(jìn)行說明。圖2是表示上述編碼器8及軸承蓋7A的詳細(xì)構(gòu)造的圖1中的局部抽出放大圖。圖2中，編碼器8具備輪轂10、固定于該輪轂10的反負(fù)載側(cè)(圖2中的左側(cè))的端部的玻璃制的旋轉(zhuǎn)盤13、配置于該旋轉(zhuǎn)盤13的反負(fù)載側(cè)且例如由樹脂構(gòu)成的基板14、固定于上述旋轉(zhuǎn)盤13的反負(fù)載側(cè)的面的圓盤磁鐵16、固定于上述基板14的負(fù)載側(cè)(圖2中的右側(cè))的面的磁場檢測元件17及光學(xué)模塊15。輪轂10例如由樹脂、鋁、奧氏體系不銹鋼等非磁性材料構(gòu)成。在該輪轂10上，在其負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部10A。并且，通過該凸部IOA與上述電動機(jī)軸3的凹部3A嵌合， 輪轂10固定于電動機(jī)軸3。此外，輪轂10的凸部IOA的、向電動機(jī)軸3的凹部3A的固定例如通過利用適宜的粘接劑進(jìn)行固定的方法、利用適宜的冷卻材料(液體氮、干冰等)將輪轂10的凸部IOA冷卻而固定的方法(冷縮配合)等進(jìn)行即可。由此，輪轂10同軸心地固定在電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部。另外，輪轂10具備與上述反負(fù)載側(cè)軸承架7的軸承蓋 7A的反負(fù)載側(cè)對置配置的圓板部10B。在本例中，該圓板部IOB以同心圓狀具備2個(gè)作為第1突出部的突出部10Ba，該突出部IOBa在上述軸承蓋7A側(cè)的外表面上向上述軸向的一側(cè)(圖2中的右側(cè))突出。此外，在本例中，輪轂10—體地具備2個(gè)突出部10Ba，但不限于此，也可以分體設(shè)置輪轂和第1突出部。圓盤磁鐵16是圓板狀的永久磁鐵。此外，作為圓盤磁鐵16，例如使用稀土類系燒結(jié)磁鐵、鐵氧體系燒結(jié)磁鐵、稀土類系粘結(jié)磁鐵、鐵氧體系粘結(jié)磁鐵、鋁鐵鎳鈷永磁石合金磁鐵、鐵氧體橡膠磁鐵等即可。磁場檢測元件17檢測從圓盤磁鐵16產(chǎn)生的磁場。作為該磁場檢測元件17，例如能夠使用MR元件、霍爾元件等。該磁場檢測元件17通過檢測來自圓盤磁鐵16的磁場的強(qiáng)度、方向，而磁性地檢測上述電動機(jī)軸3的位置(例如絕對位置、多旋轉(zhuǎn)量等)，所述圓盤磁鐵16與旋轉(zhuǎn)盤13 —起旋轉(zhuǎn)而磁場的強(qiáng)度或方向等發(fā)生變化。光學(xué)模塊15由發(fā)光部和受光部構(gòu)成，所述發(fā)光部發(fā)出光且例如由LED (Light Emitting Diode)等構(gòu)成，所述受光部能夠接受從該發(fā)光部產(chǎn)生的光且例如由光電二極管等構(gòu)成。受光部通過接受從發(fā)光部出射并來自在旋轉(zhuǎn)盤13形成的未圖示的圖案的反射光， 從而以光學(xué)方式檢測上述電動機(jī)軸3的距始點(diǎn)位置的相對位置和絕對位置。通過上述構(gòu)成，編碼器8作為同時(shí)使用磁式及光學(xué)式這雙方的編碼器(所謂的“混合式”編碼器)而發(fā)揮功能。并且，關(guān)于光學(xué)式的編碼器，作為所謂的“反射型”編碼器發(fā)揮功能。另外，在本例中，上述反負(fù)載側(cè)軸承架7的軸承蓋7A在上述輪轂10的圓板部IOB 側(cè)的外表面、以同心圓狀具備2個(gè)向上述軸向的另一側(cè)(圖2中的左側(cè))突出的作為第2 突出部的突出部7Aa。并且，這2個(gè)突出部7Aa和上述輪轂10的圓板部IOB的2個(gè)突出部 IOBa設(shè)置成相互交錯(cuò)地對置，由此，圓板部IOB和軸承蓋7A在彼此對置的外表面之間形成蛇行狀的、即迷宮構(gòu)造的間隙11。換言之，圓板部IOB構(gòu)成為，該圓板部IOB和軸承蓋7A通過上述突出部IOBa及突出部7Aa在彼此對置的外表面之間形成迷宮構(gòu)造的間隙11。另外， 在軸承蓋7A的、覆蓋上述電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部的部分上，形成有用于使上述反負(fù)載側(cè)軸承6b的潤滑油附著的儲油池12，該潤滑油例如因電動機(jī)軸3的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致帶編碼器的電動機(jī)1的溫度上升從而霧化。如以上所說明的，本實(shí)施方式的帶編碼器的電動機(jī)1具有具備電動機(jī)電磁部100A 及制動器部100B的電動機(jī)100、編碼器8。并且，電動機(jī)電磁部100A、制動器部100B、及編碼器8從負(fù)載側(cè)(圖1中的右側(cè))向反負(fù)載側(cè)(圖1中的左側(cè))在電動機(jī)軸3的軸向上按照該順序串聯(lián)地配置。此處，一般而言，作為編碼器，主要使用光學(xué)式和磁式。磁式編碼器與光學(xué)式編碼器相比較，構(gòu)造簡單且部件數(shù)量少，耐受振動及沖擊，因此大多單獨(dú)使用磁式編碼器，或與光學(xué)式編碼器同時(shí)使用。磁式編碼器為了檢測電動機(jī)軸等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度，具備固定于旋轉(zhuǎn)體的圓盤磁鐵、固定于基板等固定體的磁場檢測元件，檢測旋轉(zhuǎn)體的絕對位置。因此， 擔(dān)心電動機(jī)側(cè)的磁通經(jīng)由電動機(jī)軸及在其反負(fù)載側(cè)的端部固定的輪轂向編碼器側(cè)泄漏、并與磁式編碼器的磁場干涉。并且，可認(rèn)為在如上所述那樣電動機(jī)電磁部、制動器部、及編碼器從負(fù)載側(cè)向反負(fù)載側(cè)在電動機(jī)軸的軸向上按照該順序串聯(lián)配置的結(jié)構(gòu)的帶編碼器的電動機(jī)中，來自電動機(jī)電磁部及制動器部的泄漏磁通、尤其是來自與編碼器相鄰配置的制動器部的磁通經(jīng)由電動機(jī)軸及在其反負(fù)載側(cè)的端部固定的輪轂向編碼器側(cè)泄漏。特別是，在電動機(jī)軸的端部設(shè)置凸部、并將其插入到設(shè)于輪轂的凹部或孔部而將電動機(jī)軸和輪轂固定的構(gòu)造的情況下， 電動機(jī)軸較深地進(jìn)入編碼器側(cè)，且該電動機(jī)軸末端變細(xì)，因此，在編碼器附近放射出高密度化的磁通，形成由此產(chǎn)生的泄漏磁通通過編碼器內(nèi)部的磁路。這種泄漏磁通與磁式編碼器的圓盤磁鐵的磁通干涉，有可能導(dǎo)致編碼器的檢測結(jié)果的可靠性下降。此外，磁場產(chǎn)生的干涉即使不像磁式編碼器那樣顯著，在光學(xué)式編碼器中也會對電子電路等造成影響。在本實(shí)施方式的帶編碼器的電動機(jī)1中，如上所述，在編碼器8的輪轂10的負(fù)載側(cè)(圖2中的右側(cè))的端部形成凸部10A，在電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)(圖2中的左側(cè))的端部形成凹部3A。并且，輪轂10的凸部IOA與電動機(jī)軸3的凹部3A嵌合，由此形成輪轂10 固定于電動機(jī)軸3的構(gòu)造。由此，能夠使電動機(jī)軸3從編碼器8分離，且能夠使電動機(jī)軸前端較粗，因此磁通難以從電動機(jī)軸3側(cè)向輪轂10側(cè)泄漏。結(jié)果，能夠減少磁通的影響，并能提高編碼器的可靠性。另外，由于能夠抑制磁通的泄漏，因此，作為電動機(jī)軸3，使用非磁性材料或不使用壓接軸即可，能夠減少制造成本及制造時(shí)的勞力。本實(shí)施方式這樣的凹凸構(gòu)造尤其在如本實(shí)施方式那樣電動機(jī)100具有制動器部100B的情況下有效。其原因是，在制動器部100B配置于電動機(jī)電磁部100A的反負(fù)載側(cè)、即與編碼器8相鄰配置并且通過勵(lì)磁線圈23的勵(lì)磁使進(jìn)行制動盤33的制動的電樞四沿軸向移動的構(gòu)造上，制動器部100B的勵(lì)磁線圈23沿軸向產(chǎn)生磁通，因此容易產(chǎn)生來自上述的電動機(jī)100側(cè)的磁通的泄漏。另外， 在如本實(shí)施方式那樣輪轂10具有圓板部IOB的情況下，能夠進(jìn)一步減少通過圓板部IOB和反負(fù)載側(cè)軸承架7之間的磁通。另外，本實(shí)施方式中能夠得到如下效果。即，一般而言，當(dāng)通過電動機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)使帶編碼器的電動機(jī)的溫度上升時(shí)，反負(fù)載側(cè)軸承的潤滑油霧化而飛散。該霧化的潤滑油的大部分附著于在反負(fù)載側(cè)軸承架的軸承蓋上設(shè)置的儲油池，但其一部分有可能從軸承蓋與輪轂之間的間隙向編碼器側(cè)漏出。該情況下，在使用光學(xué)式編碼器的情況下，有可能出現(xiàn)如下情況潤滑油附著于其發(fā)光部和受光部等光學(xué)部件、旋轉(zhuǎn)盤，從發(fā)光部到達(dá)受光部的光量減少，從而編碼器的檢測結(jié)果的可靠性降低。因此，本實(shí)施方式中，如上所述，在輪轂10上設(shè)置與反負(fù)載側(cè)軸承架7具有的軸承蓋7A的反負(fù)載側(cè)對置配置的圓板部10B，在該圓板部 IOB設(shè)置突出部10Ba，并且在軸承蓋7A設(shè)置突出部7Aa。并且，圓板部IOB和軸承蓋7A通過上述突出部IOBa及突出部7Aa在彼此對置的外表面之間形成迷宮構(gòu)造的間隙11。由此， 能夠抑制霧化的反負(fù)載側(cè)軸承6b的潤滑油進(jìn)入編碼器8。其結(jié)果，能夠提高編碼器的可靠性。這種迷宮構(gòu)造能夠使輪轂10的圓板部IOB兼具磁通屏蔽效果和潤滑油屏蔽效果，因此能夠減少部件數(shù)量而抑制制造成本，且能使編碼器8薄型化。另外，本實(shí)施方式中，尤其是電動機(jī)100構(gòu)成為電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置和反負(fù)載側(cè)軸承6b的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置大致一致。由此，與電動機(jī)軸的反負(fù)載側(cè)的端部從反負(fù)載側(cè)軸承的反負(fù)載側(cè)的端部突出的構(gòu)造相比，能夠形成如下構(gòu)造使上述軸承蓋7A延伸設(shè)置到電動機(jī)軸3的端部側(cè)方為止，且不僅覆蓋反負(fù)載側(cè)軸承6b的反負(fù)載側(cè)的端部，還覆蓋到電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部為止。其結(jié)果，能夠在上述圓板部 IOB和軸承蓋7A的外表面之間形成更多的迷宮構(gòu)造的間隙11，能夠進(jìn)一步提高抑制潤滑油進(jìn)入編碼器8的進(jìn)入抑制效果。另外，也能夠在軸承蓋7A的覆蓋電動機(jī)軸3端部的部分形成儲油池12，使霧化的潤滑油的大部分附著。另外，在本實(shí)施方式中能夠得到如下效果。即，一般而言，在電動機(jī)中，形成為電動機(jī)電磁部具備將電動機(jī)軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承這雙方的構(gòu)造。因此，在電動機(jī)電磁部、制動器部、及編碼器從負(fù)載側(cè)向反負(fù)載側(cè)在電動機(jī)軸的軸向上按照該順序串聯(lián)地配置的情況下，在電動機(jī)電磁部中被負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承支承的電動機(jī)軸以懸臂梁狀向反負(fù)載側(cè)突出，在其突出的部分上設(shè)置制動器部及編碼器。在這種構(gòu)造的情況下，有可能在電動機(jī)軸的反負(fù)載側(cè)的端部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)晃動(寸 > )，導(dǎo)致編碼器的檢測結(jié)果的可靠性降低。因此，本實(shí)施方式中，如上所述，反負(fù)載側(cè)軸承6b配置在制動器部100B 和編碼器8之間。這樣，通過將反負(fù)載側(cè)軸承6b配置在制動器部100B和編碼器8之間，能夠加長負(fù)載側(cè)軸承6a和反負(fù)載側(cè)軸承6b的軸承間距離，因此能夠抑制電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部的旋轉(zhuǎn)晃動。由此，能夠提高編碼器的可靠性。另外，本實(shí)施方式中，尤其是編碼器8的輪轂10由非磁性材料構(gòu)成。通過由非磁性材料構(gòu)成輪轂10，能夠利用輪轂10隔斷或減少來自電動機(jī)100的電動機(jī)電磁部100A及制動器部100B的泄漏磁通，能夠進(jìn)一步減少磁通的影響。此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離其主旨及技術(shù)的思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。以下對此類變形例進(jìn)行說明。(1)將基板配置在比旋轉(zhuǎn)盤靠電動機(jī)側(cè)的位置情況下上述實(shí)施方式中，在編碼器8內(nèi)將基板14配置在旋轉(zhuǎn)盤13的反負(fù)載側(cè)(圖2中的左側(cè))，但不限于此。即，也可以在編碼器內(nèi)將基板配置在旋轉(zhuǎn)盤13的負(fù)載側(cè)(電動機(jī) 100 側(cè))。表示本變形例的帶編碼器的電動機(jī)1的整體結(jié)構(gòu)的縱剖視圖與前述的圖1相同。 關(guān)于本變形例的帶編碼器的電動機(jī)1所具備的編碼器及軸承蓋7A的詳細(xì)構(gòu)造，用與圖1中的局部抽出放大圖相當(dāng)?shù)膱D3來進(jìn)行說明。此外，該圖3是與前述的圖2對應(yīng)的圖。對與圖2等同的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號，并適當(dāng)省略說明。圖3中，本變形例的編碼器8'具備輪轂10'、固定于該輪轂10'的反負(fù)載側(cè)(圖 3中的左側(cè))的端部且例如利用玻璃制、樹脂制、金屬制等形成的旋轉(zhuǎn)盤13、配置于該旋轉(zhuǎn)盤13的負(fù)載側(cè)(圖3中的右側(cè))并且設(shè)于上述輪轂10'的軸部分的中間位置的基板14'、 在上述輪轂10'的反負(fù)載側(cè)的端部的負(fù)載側(cè)的面上固定的圓盤磁鐵16、在上述基板14' 的反負(fù)載側(cè)的面上固定的磁場檢測元件17及光學(xué)模塊15。輪轂10'與上述實(shí)施方式的輪轂10同樣，由非磁性材料構(gòu)成，在其負(fù)載側(cè)的端部上形成有凸部10A。并且，該凸部IOA與在前述的電動機(jī)軸3上形成的凹部3A嵌合，由此將輪轂10'固定于電動機(jī)軸3。由此，輪轂10'同軸心地固定在電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部。另外，輪轂10'與上述實(shí)施方式的輪轂10同樣，具備與前述的反負(fù)載側(cè)軸承架7的軸承蓋7A的反負(fù)載側(cè)對置配置的、具有2個(gè)突出部IOBa的圓板部10B。此外，本變形例中，特別優(yōu)選通過作為非導(dǎo)體(絕緣體)的樹脂構(gòu)成基板14'。通過由作為非導(dǎo)體的樹脂構(gòu)成基板14'，能夠抑制電磁噪聲的產(chǎn)生。
圓盤磁鐵16、磁場檢測元件17、及光學(xué)模塊15的功能及構(gòu)成與上述實(shí)施方式大致相同。因此，本變形例的編碼器8'也與上述實(shí)施方式的編碼器8相同，作為同時(shí)使用磁式及光學(xué)式這雙方的混合式編碼器發(fā)揮功能，關(guān)于光學(xué)式的編碼器，作為反射型編碼器發(fā)揮功能。除上述以外與前述的圖2大致相同，因此省略說明。如以上所說明的，本變形例中，編碼器8'具備設(shè)有光學(xué)模塊15的基板14'，該光學(xué)模塊15具備發(fā)光部及受光部，該基板14'配置在旋轉(zhuǎn)盤13的負(fù)載側(cè)(圖3中的右側(cè))。 艮口，在編碼器8'內(nèi)，旋轉(zhuǎn)盤13配置在基板14'的反負(fù)載側(cè)(圖3中的左側(cè))。將這種構(gòu)成的編碼器8'組裝于電動機(jī)100時(shí)，首先將輪轂10'固定于電動機(jī)軸3的反負(fù)載側(cè)的端部， 在該輪轂10'的軸部分的中途設(shè)置基板14'，最后在輪轂10'的反負(fù)載側(cè)的端部固定旋轉(zhuǎn)盤13。通過形成這種組裝步驟，在組裝時(shí)能夠邊從反負(fù)載側(cè)透過玻璃制的旋轉(zhuǎn)盤13看、 邊容易地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)盤13上的狹縫和基板14'上的光學(xué)模塊15的對位，從而能夠提高組裝的操作性。(2)其他在以上，以作為同時(shí)使用磁式及光學(xué)式這雙方的混合式編碼器即編碼器8、8'所涉及的光學(xué)式編碼器、使用反射型編碼器的情況為例進(jìn)行了說明，但不限于此。即，作為上述光學(xué)式編碼器，也可以使用如下的所謂的“透過型”編碼器使發(fā)光部和受光部隔著旋轉(zhuǎn)盤對置配置，受光部接受從發(fā)光部出射并透過在旋轉(zhuǎn)盤形成的透過部即狹縫的光，由此檢測電動機(jī)軸3的距始點(diǎn)位置的相對位置、和絕對位置。在使用這種透過型編碼器的情況下， 也可得到與上述實(shí)施方式及(1)的變形例同樣的效果。另外，除以上已經(jīng)說明的以外，也可以將上述實(shí)施方式及各變形例的方法適宜組合而利用。此外，雖然沒有逐一地例示，但本發(fā)明在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，可施加各種變更而實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于， 所述帶編碼器的電動機(jī)具有電動機(jī)；及配置在所述電動機(jī)的反負(fù)載側(cè)的編碼器， 所述電動機(jī)具備 電動機(jī)電磁部；及被負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸， 所述編碼器具備輪轂，其在負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部，并同軸心地固定在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部；及旋轉(zhuǎn)盤，其固定于所述輪轂的反負(fù)載側(cè)端部，所述輪轂通過所述凸部與在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部形成的凹部嵌合而固定于所述輸出軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于，所述電動機(jī)具備在所述電動機(jī)電磁部的反負(fù)載側(cè)配置的制動器部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于，所述電動機(jī)具備反負(fù)載側(cè)軸承架，該反負(fù)載側(cè)軸承架在內(nèi)周部支承所述反負(fù)載側(cè)軸承，并具有覆蓋所述反負(fù)載側(cè)軸承的反負(fù)載側(cè)的端部的軸承蓋， 所述輪轂具備與所述軸承蓋的反負(fù)載側(cè)對置配置的圓板部， 所述圓板部在所述軸承蓋側(cè)的外表面具備沿軸向突出的至少1個(gè)第1突出部， 所述軸承蓋在所述圓板部側(cè)的外表面具備沿軸向突出的至少1個(gè)第2突出部， 所述圓板部和所述軸承蓋通過所述第1突出部及所述第2突出部、在彼此對置的所述外表面之間形成迷宮構(gòu)造的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于，所述電動機(jī)構(gòu)成為，所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置和所述反負(fù)載側(cè)軸承的反負(fù)載側(cè)的端部的軸向位置大致一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于， 所述反負(fù)載側(cè)軸承配置于所述制動器部和所述編碼器之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于， 所述編碼器具備設(shè)有發(fā)光部及受光部的至少一方的基板， 所述基板配置于所述旋轉(zhuǎn)盤的負(fù)載側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于， 所述編碼器具備設(shè)有發(fā)光部及受光部的至少一方的基板， 所述基板配置于所述旋轉(zhuǎn)盤的反負(fù)載側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶編碼器的電動機(jī)，其特征在于， 所述輪轂由非磁性材料構(gòu)成，所述輸出軸由磁性材料構(gòu)成。
9.一種電動機(jī)用編碼器，其是配置于電動機(jī)的反負(fù)載側(cè)的電動機(jī)用編碼器，所述電動機(jī)具備電動機(jī)電磁部及被負(fù)載側(cè)軸承和反負(fù)載側(cè)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸，所述電動機(jī)用編碼器具備輪轂，其在負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部，并同軸心地固定在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部；及旋轉(zhuǎn)盤，其固定于所述輪轂的反負(fù)載側(cè)端部，所述輪轂通過所述凸部與在所述輸出軸的反負(fù)載側(cè)的端部形成的凹部嵌合而固定于所述輸出軸。
全文摘要
本發(fā)明提供帶編碼器的電動機(jī)及電動機(jī)用編碼器，減少磁通的影響，提高編碼器的可靠性。帶編碼器的電動機(jī)(1)具有電動機(jī)(100)、配置于該電動機(jī)(100)的反負(fù)載側(cè)的編碼器(8)。電動機(jī)(100)具備電動機(jī)電磁部(100A)、被負(fù)載側(cè)軸承(6a)和反負(fù)載側(cè)軸承(6b)旋轉(zhuǎn)自如地支承的電動機(jī)軸(3)，編碼器(8)具備在負(fù)載側(cè)的端部形成有凸部(10A)并同軸心地固定在電動機(jī)軸(3)的反負(fù)載側(cè)的端部的輪轂(10)、和固定在該輪轂(10)的反負(fù)載側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)盤(13)。輪轂(10)通過凸部(10A)與在電動機(jī)軸(3)的反負(fù)載側(cè)的端部形成的凹部(3A)嵌合而固定于電動機(jī)軸(3)。
文檔編號H02K5/04GK102468714SQ20111034800
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者吉冨史朗, 有永雄司, 松谷泰裕, 藤田博之 申請人:株式會社安川電機(jī)