特許 6714243 角度検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6714243

(24)【登録日】2020年6月9日

(45)【発行日】2020年6月24日

(54)【発明の名称】角度検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20200615BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20200615BHJP

   H02K 11/225 20160101ALI20200615BHJP

   H02K 24/00 20060101ALI20200615BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/12 Q

   G01D5/20 110X

   H02K11/225

   H02K24/00

【請求項の数】3

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-175368(P2016-175368)

(22)【出願日】2016年9月8日

(65)【公開番号】特開2018-40709(P2018-40709A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2019年4月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】原 康文

【審査官】 佐々木 祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３３９６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３７６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１７２０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００ − ５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９ − ５／６２

Ｈ０２Ｋ １１／２２５

Ｈ０２Ｋ ２４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出軸、前記検出軸の回転角度を検出するユニット本体及び前記ユニット本体を格納するユニットケースを有する角度検出ユニットと、
前記角度検出ユニットを格納する外側ハウジングと
を備え、
前記外側ハウジングには、前記外側ハウジングの内外を連通するハウジング貫通孔が設けられており、
前記ユニットケースには、前記検出軸の回転方向に交わる方向に延在された壁部を有する凹部が設けられており、
前記ハウジング貫通孔には、前記凹部に挿し込まれた凸部を有する筒状のストッパが嵌め込まれている
ことを特徴とする角度検出装置。

【請求項2】

前記ストッパの内側には、前記角度検出ユニットから延びるコードが挿通されている
ことを特徴とする請求項１記載の角度検出装置。

【請求項3】

前記外側ハウジングには、前記軸方向について前記凹部の外側に位置するハウジング端壁部が設けられており、
前記ハウジング端壁部及び前記ストッパには、前記回転方向に交わるように延在されたハウジング端壁平面部及びストッパ平面部が設けられており、
前記ハウジング端壁平面部及び前記ストッパ平面部は、前記外側ハウジングに対して前記角度検出ユニットが前記回転方向に回転しようとした際に互いに突き合わされるように配置されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の角度検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転角度を検出する角度検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来用いられていたこの種の角度検出装置としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成では、レゾルバユニットをモータハウジングの外面に取付ボルトで固定して、レゾルバユニットを覆うようにモータハウジングにカバーを取り付けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第２５４３１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来構成では、レゾルバユニットをモータハウジングに固定しているので、モータハウジングとは別にレゾルバユニットを覆うためのカバーが必要となり、部品点数が増大してしまう。部品点数を減らすために、レゾルバユニットをモータハウジングに内蔵することが考えられるが、モータハウジングに対するレゾルバユニットの回転を規制する手段が必要となる。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、角度検出ユニットを外側ハウジングに格納させつつ、外側ハウジングに対する角度検出ユニットの回転を規制することができる角度検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る角度検出装置は、検出軸、検出軸の回転角度を検出するユニット本体及びユニット本体を格納するユニットケースを有する角度検出ユニットと、角度検出ユニットを格納する外側ハウジングとを備え、外側ハウジングには、外側ハウジングの内外を連通するハウジング貫通孔が設けられており、ユニットケースには、検出軸の回転方向に交わる方向に延在された壁部を有する凹部が設けられており、ハウジング貫通孔には、凹部に挿し込まれた凸部を有する筒状のストッパが嵌め込まれている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の角度検出装置によれば、外側ハウジングのハウジング貫通孔に嵌め込まれた筒状のストッパの凸部がユニットケースの凹部に挿し込まれているので、角度検出ユニットを外側ハウジングに格納させつつ、外側ハウジングに対する角度検出ユニットの回転を規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１による角度検出装置を示す断面図である。

【図2】図１のストッパを示す斜視図である。

【図3】図１の検出軸の軸方向に沿って見た時のユニットケース及びストッパを示す説明図である。

【図4】本発明の実施の形態２による角度検出装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による角度検出装置を示す断面図であり、図２は図１のストッパ３を示す斜視図であり、図３は図１の検出軸１０の軸方向に沿って見た時のユニットケース１２及びストッパ３を示す説明図である。図１に示すように、本実施の形態の角度検出装置には、角度検出ユニット１、外側ハウジング２及びストッパ３が含まれている。

【0010】

角度検出ユニット１は、検出軸１０、ユニット本体１１及びユニットケース１２を有している。検出軸１０は、例えばモータ等の図示しない角度検出対象に接続された軸体である。

【0011】

ユニット本体１１は、検出軸１０の回転角度を検出する構成である。本実施の形態のユニット本体１１は、レゾルバロータ１１０ａ及びレゾルバステータ１１０ｂを含むレゾルバ１１０と、トランスロータ１１１ａ及びトランスステータ１１１ｂを含むトランス１１１とを有している。レゾルバロータ１１０ａ及びトランスロータ１１１ａは、検出軸１０に固定されており、検出軸１０と一体に回転可能に設けられている。レゾルバステータ１１０ｂ及びトランスステータ１１１ｂは、レゾルバロータ１１０ａ及びトランスロータ１１１ａにそれぞれ対向するようにユニットケース１２の内壁に固定されている。

【0012】

トランスステータ１１１ｂには、励磁信号をトランスステータ１１１ｂに入力するための入力線１１２が接続されている。レゾルバステータ１１０ｂには、レゾルバ１１０からの出力信号を出力するための出力線１１３が接続されている。これら入力線１１２及び出力線１１３は、角度検出ユニット１から延びるコードを構成している。なお、入力線１１２及び出力線１１３の本数は任意である。

【0013】

なお、ユニット本体１１は、上記の構成に限定されず、例えばシンクロ又はエンコーダ等の他の構成を有するものであってもよい。

【0014】

ユニットケース１２は、ユニット本体１１を格納するケースである。本実施の形態のユニット本体１１は、内層１２ａ及び外層１２ｂを有する二重構造とされているが、ユニット本体１１は単層構造等の他の構成を採ることもできる。ユニットケース１２には、レゾルバ１１０及びトランス１１１の外周面を覆うように検出軸１０の軸方向に延在されたケース環状壁部１２０が設けられている。上述のレゾルバステータ１１０ｂ及びトランスステータ１１１ｂは、ケース環状壁部１２０の内壁に固定されている。

【0015】

ケース環状壁部１２０には、入力線１１２が挿通された第１ケース貫通孔１２０ａと、出力線１１３が挿通された第２ケース貫通孔１２０ｂとが設けられている。本実施の形態では、第１ケース貫通孔１２０ａは、ケース環状壁部１２０の軸方向端部に設けられており、検出軸１０の回転方向に交わる方向に延在された一対の側壁１２０ｃ（壁部）を有する凹部を構成している。本実施の形態の側壁１２０ｃは、検出軸１０の径方向と平行に延在されている。

【0016】

外側ハウジング２は、角度検出ユニット１を格納するハウジングである。外側ハウジング２には、角度検出ユニット１とともに例えば減速機構又はモータ等の他の構成が格納され得る。外側ハウジング２に格納される他の構成は任意である。

【0017】

外側ハウジング２には、ハウジング端壁部２０及びハウジング環状壁部２１が設けられている。ハウジング端壁部２０は、検出軸１０の軸方向に関してケース端壁部１２０の外側に位置する円板状の壁部である。ハウジング端壁部２０には、着脱可能に設けられた蓋体２００が含まれている。蓋体２００は、角度検出ユニット１と同軸に設けられた円板状の部材である。蓋体２００には、検出軸１０の一端を軸支する軸受２００ａが取り付けられている。

【0018】

ハウジング環状壁部２１は、ハウジング端壁部２０の外縁から検出軸１０の軸方向に延びる環状の壁体であり、検出軸１０の径方向に関してケース環状壁部１２０の外側に位置している。

【0019】

ハウジング環状壁部２１には、ハウジング貫通孔２１ａが設けられている。ハウジング貫通孔２１ａは、ハウジング環状壁部２１の内外を連通する孔であり、検出軸１０の径方向に沿ってハウジング環状壁部２１を貫通している。また、ハウジング貫通孔２１ａは、検出軸１０の径方向について第１ケース貫通孔１２０ａの外側に位置しており、検出軸１０の回転方向に関して第１ケース貫通孔１２０ａと同じ角度位置に配置されている。換言すれば、検出軸１０の径方向に沿ってハウジング貫通孔２１ａを見た時に、ハウジング貫通孔２１ａは第１ケース貫通孔１２０ａに重なるように配置されている。入力線１１２及び出力線１１３は、ハウジング環状壁部２１を通して外側ハウジング２の外側に導出されている。

【0020】

ストッパ３は、ハウジング貫通孔２１ａに嵌め込まれた筒状体である。入力線１１２及び出力線１１３は、ストッパ３の内側を挿通されている。図２に示すように、ストッパ３には、円環状のストッパ本体３０と、ストッパ本体３０の軸方向にストッパ本体３０の一部が延出された凸部３１とが設けられている。

【0021】

図１に示すように、ストッパ３がハウジング貫通孔２１ａに嵌め込まれているとき、ストッパ３の凸部３１がユニットケース１２の第１ケース貫通孔１２０ａ（凹部）に挿し込まれている。外側ハウジング２に対して角度検出ユニット１が回転しようとするとき、凸部３１が第１ケース貫通孔１２０ａの側壁１２０ｃ（壁部）に突き合わされることで、外側ハウジング２に対する角度検出ユニット１の回転が規制される。

【0022】

このような角度検出装置では、外側ハウジング２のハウジング貫通孔２１ａに嵌め込まれた筒状のストッパ３の凸部３１がユニットケース１２の第１ケース貫通孔１２０ａ（凹部１２２）に挿し込まれているので、角度検出ユニット１を外側ハウジング２に格納させつつ、外側ハウジング２に対する角度検出ユニット１の回転を規制することができる。特に、角度検出ユニット１から延びる入力線１１２及び出力線１１３（コード）がストッパ３の内側に挿通されている。すなわち、コード１１２を外側ハウジング２の外側に導出するための孔を角度検出ユニット１の回転規制にも利用している。これにより、角度検出ユニット１の回転規制だけの目的で外側ハウジング２に孔を設けることを回避できる。

【0023】

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２による角度検出装置を示す断面図である。図４に示すように、本実施の形態２では、ハウジング端壁部２０の蓋体２００の外周面及びストッパ３の凸部３１の外周面に検出軸１０の回転方向に交わるように延在されたハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａが設けられている。これらハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａは、外側ハウジング２に対して角度検出ユニット１が検出軸１０の回転方向に回転しようとした際に互いに突き合わされるように配置されている。ハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａが互いに突き合わされることで、外側ハウジング２に対する角度検出ユニット１の回転が規制される。

【0024】

ハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａは、互いに接触して配置されていてもよいし、近接して配置されていてもよい。ハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａが互いに近接して配置される場合、それらハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａの離間距離の上限は、外側ハウジング２に対して角度検出ユニット１が検出軸１０の回転方向に回転しようとする際にハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａが互いに突き合わされるとの条件の下で、それらハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ平面部３１ａの延在幅に応じて決定することができる。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

【0025】

このような角度検出装置では、外側ハウジング２に対して角度検出ユニット１が回転しようとした際に互いに突き合わされるように、ハウジング端壁部２０のハウジング端壁平面部２００ｂ及びストッパ３の凸部３１のストッパ平面部３１ａが配置されているので、実施の形態１で説明した凸部３１及び凹部１２２による回転規制に加えて、外側ハウジング２に対する角度検出ユニット１の回転を規制することができる。これにより、角度検出ユニット１の回転トルクが大きい場合でも、より確実に外側ハウジング２に対する角度検出ユニット１の回転を規制することができる。

【符号の説明】

【0026】

１ 角度検出ユニット
１０ 検出軸
１１ ユニット本体
１１２ 入力線（コード）
１１３ 出力線（コード）
１２ ユニットケース
１２０ａ 第１ケース貫通孔（凹部）
１２０ｃ 側壁（壁部）
２ 外側ハウジング
２１ａ ハウジング貫通孔
２００ｂ ハウジング端壁平面部
３ ストッパ
３１ 凸部
３１ａ ストッパ平面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】