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DE102019006284A1 - Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers und Verfahren zum Befestigen des Drehteils eines Kodierers - Google Patents

Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers und Verfahren zum Befestigen des Drehteils eines Kodierers Download PDF

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DE102019006284A1
DE102019006284A1 DE102019006284.1A DE102019006284A DE102019006284A1 DE 102019006284 A1 DE102019006284 A1 DE 102019006284A1 DE 102019006284 A DE102019006284 A DE 102019006284A DE 102019006284 A1 DE102019006284 A1 DE 102019006284A1
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DE
Germany
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rotating
phase angle
encoder
approach
rotating shaft
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Application number
DE102019006284.1A
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English (en)
Inventor
Masao Fukuda
Nobuyuki OOTAKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Eine Befestigungsstruktur für ein Drehteil (15) eines Kodierers (10) zum Detektieren eines Phasenwinkels eines Magneten (29) an einem Rotor (26) eines Motors (12) enthält: eine Drehwelle (14), eingerichtet zum Drehen durch den Antrieb des Motors (12); wobei an dem Drehteil (15) ein Phasenwinkel-Detektionsmuster (17) ausgeformt ist zum Detektieren des Phasenwinkels; und einen Ansatz (31), der an dem Drehteil (15) angebracht und eingerichtet ist für die Montage des Drehteils (15) an einem Ende der Drehwelle (14). In dieser Konfiguration sind das Ende der Drehwelle (14) und der Ansatz (31) mit einer ersten Positionierungsstruktur (PD3) versehen, die eingerichtet ist für eine Einstellung einer Befestigungsposition des Ansatzes (31) in Bezug auf die Drehwelle (14) um die Achse der Drehwelle (14).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die Erfindung betrifft eine Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers zum Detektieren eines Phasenwinkels von Magneten an einem Rotor eines Motors und ein Befestigungsverfahren für das Drehteil des Kodierers.
  • Zum Stand der Technik:
  • Die offengelegte japanische Patentanmeldung 2018-091739 beschreibt einen Dreh-Kodierer (Kodierer), bei dem eine rotierende Platte (Drehteil) an einer Drehwelle befestigt ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2018-091739 die rotierende Platte an der Drehwelle montiert wird, müssen der Phasenwinkel der am Rotor des Motors vorgesehenen Magnete und der Phasenwinkel des auf der rotierenden Platte ausgeformten Musters zum Detektieren des Phasenwinkels der Magneten in einer vorgegebenen Phasenbeziehung justiert werden, was Zeit und Aufwand bei der Montage bedingt.
  • Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers und ein Befestigungsverfahren für das Drehteil des Kodierers bereitzustellen, welche eine Montage des Drehteils an der Drehwelle derart ermöglichen, dass der Phasenwinkel der Magnete und der Phasenwinkel des Musters auf der rotierenden Platte des Kodierers in einer vorgegebenen Phasenbeziehung eingestellt sind.
  • Eine erste Variante der Erfindung betrifft eine Befestigungsstruktur des Drehteils eines Kodierers zum Detektieren eines Phasenwinkels eines auf dem Rotor eines Motors vorgesehenen Magneten, welche enthält: eine Drehwelle, eingerichtet für eine Drehung durch den Antrieb eines Motors; ein Drehteil, auf dem ein Phasenwinkel-Detektionsmuster ausgebildet ist zum Detektieren des Phasenwinkels; und einen Ansatz (Vorsprung), der am Drehteil angebracht ist und eingerichtet ist zum Befestigen des Drehteils an einem Ende der Drehwelle. Bei diesem Aufbau sind das Ende der Drehwelle und der Ansatz mit einer ersten Positionierungsstruktur versehen, die eingerichtet ist zum Positionieren des Ansatzes relativ zur Drehwelle auf der Achse der Drehwelle.
  • Eine zweite Variante der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Drehteils eines Kodierers zum Detektieren eines Phasenwinkels eines Magneten am Rotor eines Motors, wobei der Kodierer das Drehteil enthält, auf dem ein Phasenwinkel-Detektionsmuster ausgeformt ist zum Detektieren des Phasenwinkels, und einen Ansatz (Vorsprung), der am Drehteil angebracht ist und eingerichtet ist für die Befestigung des Drehteils an einem Ende der Drehwelle, die durch den Antrieb eines Motors gedreht wird; wobei die Drehwelle an einem Ende derselben einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt aufweist mit einer Oberfläche, die geformt ist durch Schnitt eines Zylinders in einer Ebene parallel zu der Drehwelle; und wobei der Ansatz (Vorsprung) ein Ansatz-Loch aufweist, in welches der geschnittene zylindrische Abschnitt eingeschoben wird, und ein Schraubenloch, welches sich von der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes zu dem Ansatz-Loch erstreckt, um mit dem Ansatz-Loch zu kommunizieren, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt des Einschiebens des geschnittenen zylindrischen Abschnittes in das Ansatz-Loch; und einen Schritt der Fixierung des Drehteils an der Drehwelle durch Einschrauben einer Schraube in das Schraubenloch so, dass die geschnittene Oberfläche mit der Schraube gedrückt wird.
  • Die Erfindung ermöglicht eine vereinfachte Montage des Drehteils an der Drehwelle so, dass der Phasenwinkel des Magneten und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters auf dem Drehteil in einem vorgegebenen Phasenverhältnis eingestellt sind.
  • Obige sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläuternd dargestellt sind.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein Beispiel für den Aufbau eines Kodierers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 2 ist eine Draufsicht auf ein Drehteil des Kodierers gemäß dem Ausführungsbeispiel;
    • 3 zeigt ein Vergleichsbeispiel in einem Zustand, in dem ein Drehteil mittels eines Haftmittels an einer Motorwelle angebracht ist;
    • 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Motorwelle und eines Rotors gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5 zeigt perspektivisch einen Ansatz gemäß dem Ausführungsbeispiel;
    • 6 zeigt einen Zustand, in dem eine Positionsjustierungsmarkierung eines Drehteils und eine Positionsjustierungsmarkierung des Ansatzes zueinander passend eingestellt sind; und
    • 7A und 7B erläutern ein Verfahren zum Befestigen eines Drehteils an einer Motorwelle, wobei das Drehteil einen daran angebrachten Ansatz gemäß dem Ausführungsbeispiel aufweist.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Eine Befestigungsstruktur für das Drehteil eines Kodierers und ein Befestigungsverfahren für das Drehteil eines Kodierers gemäß der vorliegenden Erfindung werden nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele und auf die begleitenden Figuren näher beschrieben.
  • [Ausführungsbeispiel]
  • 1 zeigt schematisch ein Beispiel für die Konfiguration eines Kodierers 10. Der Kodierer 10 detektiert den Drehwinkel einer Motorwelle (Drehwelle) 14 eines Motors 12 (z.B. eines Servomotors).
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel detektiert der Kodierer 10 den Drehwinkel der Motorwelle 14 des Motors 12. Allerdings ist der Detektionsgegenstand nicht auf eine Motorwelle 14 eingeschränkt, solange nur es sich um eine drehende Welle handelt, die durch den Antrieb eines Motors 12 gedreht wird. Die von dem Motor 12 gedrehte Drehwelle dreht beispielsweise über einen Kraftübertragungsmechanismus (Getriebe oder Scheibe mit Riemen), der mit der Motorwelle 14 des Motors 12 verbunden ist.
  • Der Motor 12 hat ein Motorgehäuse 22, einen Stator 24 und einen Rotor 26, neben der Motorwelle 14. Der Stator 24 hat eine Spule und ist an der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 22 befestigt. Der Rotor 26 hat eine Mehrzahl von Magneten (Permanentmagnete) 29 (siehe 4) und ist im Inneren des Umfangs des Stators 24 im Motorgehäuse 22 angeordnet. Die mehreren Magnete 29 sind in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung über die äußere Umfangsfläche eines Halters 27 verteilt (siehe 4). Die Motorwelle 14 wird beim Einschieben in den Rotor 26 am Rotor 26 befestigt. Die Motorwelle 14 ist drehbar über ein Lager (nicht dargestellt) abgestützt, welches im Motorgehäuse 22 vorgesehen ist. Wird die Spule des Stators 24 mit Strom versorgt, drehen die Motorwelle 14 und der Rotor 26 zusammen in Bezug auf den Stator 24. Beide Enden der Motorwelle 14 stehen aus dem Motorgehäuse 22 vor. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, dass die Achse der Motorwelle 14 sich in Z-Achsenrichtung erstreckt, wie 1 und weitere Figuren zeigen. Der Pfeil in 1 zeigt in positiver Z-Richtung und die entgegengesetzte Richtung zum Pfeil ist dann die negative Z-Richtung.
  • Der Kodierer 10 hat ein Drehteil 15, eine Beleuchtungseinheit 16, zwei lichtempfangende Einheiten 18 (18a und 18b), eine Treiberschaltung 19, eine Signalverarbeitungsschaltung 20 und eine Steuereinheit 21.
  • Das Drehteil 15 ist an einem Ende (in positiver Z-Richtung) der Motorwelle 14 mit einem dazwischen liegenden Ansatz 31 angeordnet und dreht zusammen mit der Motorwelle 14. Das Drehteil 15 ist beispielsweise scheibenförmig ausgeformt mit lichtblockierenden Eigenschaften.
  • Gemäß 2 hat das Drehteil 15 darauf bzw. darin ausgeformt ein Drehwinkel-Detektionsmuster 13 zum Detektieren des Drehwinkels der Motorwelle 14. Das Drehwinkel-Detektionsmuster 13 ist im Bereich des äußeren Umfangs des Drehteils 15 ausgeformt. Das Drehwinkel-Detektionsmuster 13 hat eine Mehrzahl von Schlitzen 13A, die unter regelmäßigen Abständen um die Achse der Motorwelle 14 (um die Z-Achse) angeordnet sind und sich in Radialrichtung des Drehteils 15 erstrecken. Diese Schlitze 13A sind auf einem Kreis angeordnet, dessen Mittelpunkt auf der Z-Achse liegt mit einem Radius r1.
  • Das Drehteil 15 hat weiterhin darin ausgeformt ein Phasenwinkel-Detektionsmuster 17 zum Detektieren des Phasenwinkels der Magnete 29. Das Phasenwinkel-Detektionsmuster 17 wird gebildet durch eine Mehrzahl (fünf in 2) von Schlitzen 17A und eine Mehrzahl (fünf in 2) von Schlitzen 17B, wobei jede Gruppe von Schlitzen mit gleichmäßigen Abständen um die Achse der Motorwelle 14 (die Z-Achse) angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung des Drehteils 15 erstrecken. Die mehreren Schlitze 17A sind auf einem Kreis angeordnet, dessen Mittelpunkt auf der Z-Achse liegt mit einem Radius r0, der kleiner ist als r1, während die mehreren Schlitze 17B auf einem Kreis angeordnet sind, dessen Mittelpunkt auf der Z-Achse liegt mit einem Radius r2 größer als r1.
  • Die Beleuchtungseinheit 16 hat ein lichtemittierendes Element, wie eine LED. Die Beleuchtungseinheit 16 ist in Bezug auf das Drehteil 15 auf der Seite in negativer Z-Richtung angeordnet. Die beiden Lichtempfangseinheiten 18 (18a, 18b) haben jeweils ein lichtempfangendes Element, wie eine Fotodiode. Die zwei lichtempfangenden Einheiten 18 (18a, 18b) sind in Bezug auf das Drehteil 15 auf der Seite in positiver Z-Richtung angeordnet.
  • Das von der Beleuchtungseinheit 16 emittierte Licht passiert das Drehwinkel-Detektionsmuster 13 und das Phasenwinkel-Detektionsmuster 17 und gelangt in die zwei Lichtempfangseinheiten 18 (18a, 18b). Die Lichtempfangseinheit 18a empfängt das Licht, welches das Drehwinkel-Detektionsmuster 13 passiert hat und gibt ein Signal aufgrund des Lichtempfangs ab an die Signalverarbeitungsschaltung 20. Die Lichtempfangseinheit 18b empfängt Licht, welches das Phasenwinkel-Detektionsmuster 17 passiert hat und gibt ein bei Lichtempfang gewonnenes Signal an die Signalverarbeitungsschaltung 20.
  • Die Treiberschaltung 19 steuert die Beleuchtungseinheit 16 und die Lichtempfangseinheit 18. Die Treiberschaltung 19 bewirkt, dass die Beleuchtungseinheit 16 konstant Licht emittiert während des Detektlonsbetriebs des Kodierers 10.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung 20 detektiert den Drehwinkel der Motorwelle 14 auf Basis des Signals von der Lichtempfangseinheit 18a. Die Signalverarbeitungsschaltung 20 detektiert den Phasenwinkel der Magnete 29 auf Basis des Signals von der Lichtempfangseinheit 18b.
  • Die Steuereinheit 21 steuert den Motor 12 auf Basis des Drehwinkels der Motorwelle 14 und des Phasenwinkels der Magnete 29, wie von der Signalverarbeitungsschaltung 20 gewonnen.
  • Wenn bei dem Vergleichsbeispiel gemäß 3 das Drehteil 15 an der Motorwelle 140 angebracht ist, wird das Drehteil 15 direkt an einem Ende der Motorwelle 140 (auf der Seite in positiver Z-Richtung) angebracht und fixiert. Bei dieser Anbringung ist es erforderlich, das Drehteil 15 so an einem Ende der Motorwelle 140 zu befestigen, dass es in Phase ist mit dem Phasenwinkel der Magnete 29 (siehe 4) des Rotors 26. Das heißt: das Drehteil 15 muss so in Bezug auf die Motorwelle 140 positioniert werden, dass der Phasenwinkel der Magnete 29 des Rotors 26 und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters 17 (siehe 2) in einem vorgegebenen Phasenverhältnis stehen. Dies erfordert Zeit und Geschick beim Anbringen des Drehteils 15 an der Motorwelle 140.
  • Um solche Probleme zu überwinden, schlagen die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Befestigungsstruktur des Drehteils 15 des Kodierers 10 vor, welche eine einfache Anbringung des Drehteils 15 an der Motorwelle 14 ermöglicht.
  • Nunmehr wird die Befestigungsstruktur des Drehteils 15 näher beschrieben.
  • Entsprechend 4 ist in dem Rotor 26 ein Einführungsloch 26A ausgeformt, durch welches die Motorwelle 14 eingeschoben wird. Zwei Führungen 32, welche radial nach innen auf das Zentrum des Rotors 26 weisen, sind an der Innenwand ausgeformt, welche das Einführungsloch 26A begrenzen. Die zwei Führungen 32 erstrecken sich in axialer Richtung des Rotors 26 und liegen einander gegenüber.
  • Zwei Führungsausnehmungen 34 erstrecken sich in Axialrichtung der Motorwelle 14 und sind auf der äußeren Umfangsfläche der Motorwelle 14 so ausgeformt, dass sie mit den zwei Führungen 32 in Eingriff kommen. Wird deshalb die Motorwelle 14 am Rotor 26 angebracht, wird der Rotor 26 und/oder die Motorwelle 14 um die Achse der Motorwelle 14 so gedreht, dass die zwei Führungen 32 in die zwei Führungsausnehmungen 34 passen. Dann kann die Motorwelle 14 von der negativen Z-Seite des Rotors 26 her in das Einführungsloch 26A geschoben werden. Mit dieser Konfiguration sind der Phasenwinkel der Magnete 29 des Rotors 26 und der Phasenwinkel der Motorwelle 14 in einem vorgegebenen Phasenverhältnis eingestellt. Die Führungen 32 und die Führungsausnehmungen 34 bilden eine Positionierungsstruktur PD1 für die Positionierung der relativen Montagestellung der Motorwelle 14 in Bezug auf den Rotor 26 um die Achse der Motorwelle 14. Die Motorwelle 14 ist mit einem Stopper 38 versehen, welcher eine weitere Bewegung des eingeschobenen Rotors 26 in negativer Z-Richtung begrenzt. Der Stopper 38 ist auf der negativen Z-Seite auf einem Bereich der Motorwelle 14 angeordnet, wo die Führungsausnehmungen 34 ausgeformt sind.
  • Die Motorwelle 14 hat einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt 35 am Ende in positiver Z-Richtung. Der geschnittene zylindrische Abschnitt 35 hat eine Schneidfläche 35A, die geformt ist durch Schneiden eines Zylinders in einer Ebene parallel zur Axialrichtung (Z-Achsenrichtung) der Motorwelle 14. Der Durchmesser des geschnittenen zylindrischen Abschnittes 35 ist kleiner als der Durchmesser des Abschnittes der Motorwelle 14, wo die Führungsausnehmungen 34 ausgeformt sind. Deshalb kann die Motorwelle 14 in das Einführungsloch 26A des Rotors 26 von der Seite des geschnittenen zylindrischen Abschnittes 35 her eingeschoben werden.
  • Wie 5 zeigt, ist der Ansatz 31 als ein im Wesentlichen zylinderförmiger Körper ausgebildet, dessen Achse in Z-Achsenrichtung verläuft. Der Ansatz 31 wird eingesetzt zum Anbringen des Drehteils 15 am Ende der Motorwelle 14 in positiver Z-Richtung. Der Ansatz 31 hat ein Ansatzloch 37, in welches der geschnittene zylindrische Abschnitt 35 der Motorwelle 14 so eingeschoben wird, dass zumindest ein Teil des geschnittenen zylindrischen Abschnittes 35 darin aufgenommen ist; ein Schraubenloch 39 erstreckt sich von der äußeren Umfangsseite des Ansatzes 31 bis zum Ansatzloch 37, um mit diesem zu kommunizieren. Eine Schraube 45 (siehe 7B) zum Fixieren des Ansatzes 31 an der Motorwelle 14 wird in das Schraubenloch 39 eingeschraubt.
  • Der Ansatz 31 ist mit einer Positionierungsmarkierung 41 versehen zum Einstellen der Montageposition des Drehteils 15 in Bezug auf den Ansatz 31 um die Achse (um die Z-Achse) der Motorwelle 14. Die Positionierungsmarkierung 41 ist eine lineare Markierung, welche auf einer Stirnfläche des Ansatzes 31 (auf der Seite in positiver Z-Richtung) ausgebildet ist und sie erstreckt sich in radialer Richtung des Ansatzes 31. Die Positionierungsmarkierung 41 ist eine identifizierbare Markierung, welche vorspringt oder vertieft (gekerbt) ist in Bezug auf die anderen Bereiche des Ansatzes 31 in positiver Z-Richtung oder sie ist mit einer Farbe versehen, die verschieden ist von anderen Komponenten, so dass sie optisch erkennbar ist.
  • Der Ansatz 31 hat auf seiner äußeren Umfangsfläche zwei Griff-Vertiefungen 47, womit ein Roboter oder dergleichen den Ansatz 31 gut halten kann. Das Schraubenloch 39 ist zwischen den beiden Griff-Vertiefungen 47 ausgeformt.
  • Gemäß 2 ist das Drehteil 15 mit Positionierungsmarkierungen 43 versehen zum Positionieren der Montageposition des Drehteils 15 in Bezug auf den Ansatz 31 um die Achse (um die Z-Achse) der Motorwelle 14. Jede der Positionierungsmarkierungen 43 ist beispielsweise ein Schlitz, der sich in radialer Richtung nach außen auf dem Drehteil 15, ausgehend vom Zentrum des Drehteils 15, in Draufsicht erstreckt (also aus Sicht in Z-Achsenrichtung). Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Positionierungsmarkierungen 43 vorgesehen. Die mehreren Positionierungsmarkierungen 43 sind auf dem Drehteil 15 von dessen Zentrum ausgehend radial auswärts gerichtet. Da beim gegebenen Ausführungsbeispiel die Anzahl der Positionierungsmarkierungen 43 vier beträgt, sind vier Positionierungsmarkierungen 43 auf dem Drehteil 15 angeordnet und bilden ein Plus-Zeichen. Die Anzahl der Positionierungsmarkierungen 43 wird bestimmt auf Basis des Phasenwinkel-Detektionsmusters 17.
  • Das Drehteil 15 ist am Ende des Ansatzes 31 in positiver Z-Richtung mittels eines Klebers oder dergleichen angebracht. Dabei wird das Drehteil 15 am Ende des Ansatzes 31 in positiver Z-Richtung gemäß 6 so durch den Kleber befestigt, dass die Positionierungsmarkierung 41 des Ansatzes 31 ausgerichtet ist auf eine der mehreren Positionierungsmarkierungen 43 des Drehteils 15. Damit können der Phasenwinkel des Ansatzes 31 und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters 17 des Drehteils 15 in eine vorgegebene Phasenbeziehung gesetzt werden unter Verwendung der Positionierungsmarkierungen 41 und 43. Die Positionierungsmarkierung 41 und die Positionierungsmarkierung 43 bilden eine Positionierungsstruktur (zweite Positionierungsstruktur) PD2 zum Einstellen der relativen Montageposition des Drehteils 15 an dem Ansatz 31 um die Achse des Ansatzes 31 (Motorwelle 14).
  • Die Stirnfläche des Ansatzes 31 in positiver Z-Richtung, wo die Positionierungsmarkierung 41 vorgesehen ist, hat vorzugsweise Ausnehmungen oder Vertiefungen in Richtung auf die negative Z-Richtung, gesehen aus der positiven Z-Richtung, vom Ende (Stirnfläche) des Ansatzes 31 her, wo das Drehteil 15 angebracht ist. Ist die Positionierungsmarkierung 41 des Ansatzes 31 in Bezug auf eine der mehreren Positionierungsmarkierungen 43 des Drehteils 15 ausgerichtet (justiert), kann die Positionierungsmarkierung 41 durch die Positionierungsmarkierung 43 optisch erkannt werden, wiederum gesehen aus positiver Z-Richtung.
  • Der Grund, mehrere Positionierungsmarkierungen 43 am Drehteil 15 vorzusehen liegt darin, dass damit die Ausrichtung zwischen Ansatz 31 und Drehteil 15 erleichtert ist.
  • Wenn gemäß 7A das Drehteil 15 mit dem daran angebrachten Ansatz 31 an der am Rotor 26 befestigten Motorwelle 14 (1) befestigt wird, wird der geschnittene zylindrische Abschnitt 35 der Motorwelle 14 in das Ansatzloch 37 (siehe 5) geschoben, wobei die geschnittene Fläche 35A in Richtung auf das Schraubenloch 39 weist. Dann wird gemäß 7B die Schraube 45 in das Schraubenloch 39 geschraubt und mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, so dass die geschnittene Fläche 35A mit einer bestimmten Presskraft durch die Schraube 45 gedrückt wird. Im Ergebnis wird damit verhindert, dass die Motorwelle 14 sich aus dem Ansatzloch 37 löst und das Drehteil 15 wird an einer Drehung relativ zur Motorwelle 14 gehindert. Somit kann die Phase zwischen dem Phasenwinkel des Ansatzes 31 und dem Phasenwinkel der Motorwelle 14 in eine vorgegebene Beziehung gesetzt werden, weshalb der Phasenwinkel der Magnete 29 (siehe 4) und der Phasenwinkel des auf dem Drehteil 15 ausgeformten Musters ebenfalls in eine vorgegebene Phasenbeziehung eingestellt werden. Damit kann der Kodierer 10 den Phasenwinkel der Magnete 29 detektieren.
  • Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, bilden der geschnittene zylindrische Abschnitt 35, das Ansatzloch 37 und das Schraubenloch 39 des Ansatzes 31 sowie die Schraube 45 eine Positionierungsstruktur (erste Positionierungsstruktur) PD3 zum Justieren der Montageposition des Ansatzes 31 relativ zur Motorwelle 14 um die Achse der Motorwelle 14.
  • Somit kann gemäß der Befestigungsstruktur des Drehteils 15 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Drehteil 15 in einfacher Weise an der Drehwelle angebracht werden derart, dass die Phase zwischen dem Phasenwinkel der Magnete 29 und dem Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters 17 auf dem Drehteil 15 in einen vorgegebenen Zustand gesetzt werden.
  • Die Montage der Motorwelle 14 am Rotor 26, die Montage des Drehteils 15 an dem Ansatz 31, die Montage des Ansatzes 31 mit daran angebrachtem Drehteil 15 an der Motorwelle 14, die am Rotor 26 angebracht ist, sowie weitere Montagen können durch eine Bedienungsperson oder durch einen Roboter ausgeführt werden.
  • [Abwandlungen]
  • Die Befestigungsstruktur des Drehteils 15 des Kodierers 10 und das Befestigungsverfahren des Drehteils 15 des Kodierers 10, die oben näher beschrieben sind, können wie folgt abgewandelt werden.
  • (Abwandlung 1)
  • Bei obigem Ausführungsbeispiel hat das Ansatzloch 37 zylindrische Form, jedoch liegt insoweit keine Einschränkung vor. Beispielsweise kann das Ansatzloch 37 eine Form aufweisen, in welche die Form des geschnittenen zylindrischen Abschnittes 35 genau passt. In diesem Fall können der Phasenwinkel des Ansatzes 31 und der Phasenwinkel der Motorwelle 14 in einen vorgegebenen Phasenzustand gesetzt werden einfach durch Einschieben (Einpassen) des geschnittenen zylindrischen Abschnittes 35 in das Ansatzloch 37. Damit werden das Schraubenloch 39 und die Schraube 45 überflüssig. In diesem Falle bilden der geschnittene zylindrische Abschnitt 35 und das Ansatzloch 37 in dem Ansatz 31 eine Befestigungsstruktur PD3 zum Einstellen der Montageposition des Ansatzes 31 relativ zur Motorwelle 14 um die Achse der Motorwelle 14. Um zu verhindern, dass sich die Motorwelle 14 aus dem Ansatzloch 37 löst, ist es vorzuziehen, den geschnittenen zylindrischen Abschnitt 35 und den Ansatz 31 miteinander durch einen Kleber oder dergleichen zu verbinden.
  • (Abwandlung 2)
  • Bei obigem Ausführungsbeispiel werden der Drehwelle der Motorwelle 14 und der Phasenwinkel der Magnete 29 mit Licht detektiert, welches durch das Drehteil 15 durchgelassen wird. Es kann aber auch Licht eingesetzt werden, welches am Drehteil 15 reflektiert wird, um den Drehwelle der Motorwelle 14 und den Phasenwinkel der Magnete 29 zu detektieren.
  • (Abwandlung 3)
  • Bei obigem Ausführungsbeispiel sind die Führungen 2 am Rotor 26 ausgeformt, während die Führungsausnehmungen 34 an der Motorwelle 14 ausgeformt sind. Es können aber auch Führungsausnehmungen 34 am Rotor 26 ausgeformt sein, während die Führungen 32 an der Motorwelle 14 ausgeformt sind.
  • (Abwandlung 4)
  • Die vorstehenden Abwandlungen 1 bis 3 können wahlweise mit ihren Einzelmerkmalen kombiniert werden, solange keine technischen Widersprüche auftreten.
  • [Erfindungen, welche sich aus dem Ausführungsbeispiel und den Abwandlungen 1 bis 4 ergeben]
  • <Erste Erfindung>
  • Die erste Erfindung betrifft die Befestigungsstruktur des Drehteils (15) des Kodierers (10) zum Detektieren des Phasenwinkels eines Magneten (29) an einem Rotor (26) eines Motors (12), aufweisend: eine Drehwelle (14), eingerichtet für eine Rotation durch Antrieb des Motors (12); wobei auf dem Drehteil (15) ein Phasenwinkel-Detektionsmuster (17) vorgesehen ist zum Detektieren des Phasenwinkels; und einen Ansatz (31), der an dem Drehteil (15) angebracht und eingerichtet ist für die Montage des Drehteils (15) an einem Ende der Drehwelle (14). In dieser Konfiguration sind das Ende der Drehwelle (14) und der Ansatz (31) mit einer ersten Positionierungsstruktur (PD3) versehen, die eingerichtet ist für die Einstellung der Montageposition des Ansatzes (31) in Bezug auf die Drehwelle (14) um die Achse der Drehwelle (14).
  • Damit kann das Drehteil (15) des Kodierers (10) in einfacher Weise an der Drehwelle (14) so angebracht werden, dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einem vorgegebenen Phasenverhältnis eingestellt sind.
  • Die erste Positionierungsstruktur (PD3) kann enthalten: einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt (35) an dem Ende der Drehwelle (14) mit einer geschnittenen Fläche (35A), die geformt wird durch Schnitt eines Zylinders in einer Ebene parallel zur Drehwelle; ein Ansatzloch (37) in dem Ansatz (31), wobei der geschnittene zylindrische Abschnitt (35) in das Ansatzloch geschoben wird; und ein Schraubenloch (39) in dem Ansatz (31), welches sich von der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes (31) zu dem Ansatzloch (37) erstreckt, um so mit dem Ansatzloch zu kommunizieren. Damit kann das Drehteil (15) des Kodierers (10) einfach an der Drehwelle (14) so angebracht werden, dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in ein vorgegebenes Phasenverhältnis gesetzt werden.
  • Der Ansatz (31) des Drehteils (15) kann auch mit einer zweiten Positionierungsstruktur (PD2) versehen werden, die eingerichtet ist zum Einstellen der Montageposition des Drehteils (15) relativ zu dem Ansatz (31) um die Achse der Drehwelle (14). Der Ansatz (31) und das Drehteil (15) können mit der zweiten Positionierungsstruktur (PD2) positioniert werden. Damit kann das Drehteil (15) in einfacher Weise an dem Ansatz (31) so angebracht werden, dass die Phase zwischen dem Phasenwinkel des Ansatzes (31) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einer vorgegebenen Phasenbeziehung stehen. Es kann das Drehteil (15) des Kodierers (10) einfach an der Drehwelle (14) angebracht werden, so dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einem vorgegebenen Phasenverhältnis stehen.
  • Die zweite Positionierungsstruktur (PD2) kann Positionierungsmarkierungen (41, 43) aufweisen, welche an dem Ansatz (31) bzw. an dem Drehteil (15) angebracht sind. Das Drehteil (15) kann derart an dem Ansatz (31) befestigt werden, dass die Positionierungsmarkierung (41) des Ansatzes (31) und die Positionsmarkierung (43) des Drehteils (15) zueinander eingestellt sind. Damit kann das Drehteil (15) in einfacher Weise an dem Ansatz (31) derart angebracht werden, dass die Phase zwischen dem Phasenwinkel des Ansatzes (31) und dem Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) auf dem Drehteil (15) in einen vorgegebenen Zustand gebracht ist. Somit können das Drehteil (15) des Kodierers (10) einfach an der Drehwelle (14) so angebracht werden, dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) am Drehteil (15) in einer vorgegebenen Phasenbeziehung stehen.
  • Die Griff-Vertiefung (47) ist so gestaltet, dass ein Roboter den Ansatz (31) gut ergreifen kann und sie ist auf der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes (31) ausgeformt. Dies erleichtert dem Roboter das Ergreifen des Ansatzes (31), was eine verbesserte Effizienz ergibt.
  • <Zweite Erfindung>
  • Die zweite Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines Drehteils (15) eines Kodierers (10) zum Detektieren eines Phasenwinkels eines Magneten (29) an einem Rotor (26) eines Motors (12). Der Kodierer (10) hat das Drehteil (15), auf dem ein Phasenwinkel-Detektionsmuster (17) zum Detektieren des Phasenwinkels ausgeformt ist, und einen Ansatz (31), der an dem Drehteil (15) angebracht ist und eingerichtet ist zum Montieren des Drehteils (15) an einem Ende der Drehwelle (14), welche durch einen Motor (12) angetrieben wird. Die Drehwelle (14) weist an einem Ende einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt (35) mit einer geschnittenen Fläche (35a) auf, die geformt ist durch Schneiden eines zylindrischen Körpers in einer Ebene parallel zur Drehwelle (14). Der Ansatz (31) hat ein Ansatzloch (37), in welches der geschnittene zylindrische Abschnitt (35) eingeschoben wird, und ein Schraubenloch (39), welches sich von der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes (31) zu dem Ansatzloch (37) erstreckt, um so mit dem Ansatzloch zu kommunizieren. Das Verfahren enthält einen Schritt des Einschiebens des geschnittenen zylindrischen Abschnittes (35) in das Ansatzloch (37), und einen Schritt der Fixierung des Drehteils (15) an der Drehwelle (14) durch Einschrauben einer Schraube (45) in das Schraubenloch (39), um so die geschnittene Fläche (35A) mit der Schraube (45) zu drücken.
  • Damit kann das Drehteil (15) des Kodierers (10) in einfacher Weise an der Drehwelle (14) so angebracht werden, dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einem vorgegebenen Phasenzustand stehen.
  • Vorzugsweise sind der Ansatz (31) und das Drehteil (15) jeweils mit einer Positionierungsmarkierung (41, 43) versehen zum Einstellen der Montageposition des Drehteils (15) relativ zum Ansatz (31), bezogen auf eine Drehung um die Drehwelle (14), und das Verfahren enthält weiterhin einen Schritt des Anbringens des Drehteils (15) an dem Ansatz (31) durch Ausrichtung der Positionierungsmarkierung (41) des Ansatzes und der Positionierungsmarkierung (43) des Drehteils (15) relativ zueinander. Damit kann das Drehteil (15) in einfacher Weise an dem Ansatz (31) angebracht werden derart dass die Phase zwischen dem Phasenwinkel des Ansatzes (31) und dem Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einen vorgegebenen Phasenzustand gebracht sind. Somit kann das Drehteil (15) des Kodierers (10) einfach an der Drehwelle (14) so angebracht werden, dass der Phasenwinkel des Magneten (29) und der Phasenwinkel des Phasenwinkel-Detektionsmusters (17) an dem Drehteil (15) in einem vorgegebenen Phasenverhältnis stehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018091739 [0002, 0003]

Claims (7)

  1. Befestigungsstruktur für ein Drehteil (15) eines Kodierers (10) zum Detektieren eines Phasenwinkels eines Magneten (29), der an einem Rotor (26) eines Motors (12) vorgesehen ist, wobei die Befestigungsstruktur aufweist: eine Drehwelle (14), die eingerichtet ist, durch den Antrieb des Motors gedreht zu werden; wobei an dem Drehteil ein Phasenwinkel-Detektionsmuster (17) zum Detektieren des Phasenwinkels ausgeformt ist; und einen Ansatz (31), der an dem Drehteil angebracht und eingerichtet ist zur Befestigung des Drehteils an einem Ende der Drehwelle, wobei das Ende der Drehwelle und der Ansatz mit einer ersten Positionierungsstruktur (PD3) versehen sind, die eingerichtet ist für die Einstellung einer Befestigungsposition des Ansatzes in Bezug auf die Drehwelle um die Achse der Drehwelle.
  2. Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers gemäß Anspruch 1, wobei die erste Positionierungsstruktur enthält: einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt (35), der an dem Ende der Drehwelle geformt ist mit einer Schnittfläche (35A), die gebildet ist durch Schnitt eines zylindrischen Körpers in einer Ebene parallel zur Drehwelle; ein Ansatzloch (37), welches in dem Ansatz ausgeformt ist, wobei der geschnittene zylindrische Abschnitt in das Ansatzloch eingeschoben ist; und ein Schraubenloch (39) in dem Ansatz, welches sich von der äußeren Umfangsfläche des Ansatzes zu dem Ansatzloch so erstreckt, dass es mit dem Ansatzloch kommuniziert.
  3. Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: der Ansatz und das Drehteil mit einer zweiten Positionierungsstruktur (PD2) versehen sind, die eingerichtet ist zum Einstellen einer Befestigungsposition des Drehteils relativ zu dem Ansatz um die Achse der Drehwelle; und wobei der Ansatz und das Drehteil durch die zweite Positionierungsstruktur positioniert werden.
  4. Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers gemäß Anspruch 3, wobei: die zweite Positionierungsstruktur Positionierungsmarkierungen (41, 43) auf dem Ansatz bzw. dem Drehteil aufweist; und das Drehteil an dem Ansatz so befestigt ist, dass die Positionierungsmarkierung des Ansatzes und die Positionierungsmarkierung des Drehteils zueinander ausgerichtet sind.
  5. Befestigungsstruktur für ein Drehteil eines Kodierers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Greif-Vertiefung (47) zum Ergreifen und Halten des Ansatzes durch einen Roboter auf einer äußeren Umfangsfläche des Ansatzes ausgeformt ist.
  6. Verfahren zum Befestigen eines Drehteils eines Kodierers zum Detektieren eines Phasenwinkels eines am Rotor eines Motors vorgesehenen Magneten, wobei: der Kodierer das Drehteil enthält, auf dem ein Phasenwinkel-Detektionsmuster zum Detektieren des Phasenwinkels ausgeformt ist, und ein Ansatz an dem Drehteil angebracht und eingerichtet ist zum Befestigen des Drehteils an einem Ende einer Drehwelle, die von dem Motor gedreht wird; wobei die Drehwelle an einem Ende einen geschnittenen zylindrischen Abschnitt aufweist mit einer Schneidfläche, die geformt ist durch Schnitt eines zylindrischen Körpers in einer Ebene parallel zur Drehwelle; der Ansatz ein Ansatzloch aufweist, in welches der geschnittene zylindrische Abschnitt eingeschoben ist, und ein Schraubenloch sich von einer äußeren Umfangsfläche des Ansatzes zu dem Schraubenloch so erstreckt, dass es mit dem Schraubenloch kommuniziert, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt des Einschiebens des geschnittenen zylindrischen Abschnittes in das Ansatzloch; und einen Schritt des Fixierens des Drehteils an der Drehwelle durch Einschrauben einer Schraube in das Schraubenloch, um so die geschnittene Fläche mit der Schraube zu pressen.
  7. Verfahren zum Befestigen eines Drehteils eines Kodierers gemäß Anspruch 6, wobei der Ansatz und das Drehteil jeweils mit einer Positionierungsmarkierung versehen sind, die eingerichtet sind zum Einstellen einer Befestigungsposition des Drehteils in Bezug auf den Ansatz um eine Achse der Drehwelle; und wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt aufweist des Anbringens des Drehteils an dem Ansatz durch Ausrichtung der Positionierungsmarkierung des Ansatzes und der Positionierungsmarkierung des Drehteils zueinander.
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