CN104142159B - 容易进行定位调整的光学式旋转编码器 - Google Patents

Abstract

提供容易进行定位调整的光学式旋转编码器，其具备外壳、旋转轴、旋转狭缝板、固定狭缝板、发光部以及受光部。外壳具有用于安装固定狭缝板的安装部，安装部具有：第一突起部，其沿轴线的方向突出设置，限制固定狭缝板在与轴线正交的第一方向上的位置；以及第二突起部，其沿轴线的方向突出设置，限制固定狭缝板在第二方向上的位置，该第二方向与轴线和第一方向分别正交。

Description

容易进行定位调整的光学式旋转编码器

技术领域

本发明涉及一种容易进行定位调整的光学式旋转编码器。

背景技术

一般来说，光学式旋转编码器具有：发光元件；固定狭缝板，其具有从发光元件发出的光所经过的狭缝；旋转狭缝板，其与固定狭缝板相对置，具有与旋转轴一体地旋转的狭缝；以及受光元件，其接收经过了固定狭缝板和旋转狭缝板的狭缝的光。为了提高这种光学式旋转编码器的旋转检测精度，需要将固定狭缝板相对于外壳高精度地进行定位，该外壳将旋转轴能够旋转地支承。

关于这一点，在日本特开2006-023226号公报(JP2006-023226A)中记载了如下一种光学式旋转编码器及其组装方法：通过热套配合(日语：焼嵌め)将圆环状的发光部件安装座与外壳的毂部嵌合，该发光部件安装座形成有收纳部和安装面，具有收纳于收纳部的发光元件以及安装于安装面的固定标尺(固定狭缝板)。

然而，在JP2006-023226A所记载的方法中，为了使外壳与发光部件安装座一体化，需要热套配合工序，难以容易且迅速地组装光学式旋转编码器。

发明内容

本发明的一个方式的光学式旋转编码器具备：外壳；旋转轴，其能够以轴线为中心进行旋转地支承在外壳；旋转狭缝板，其被设置成能够与旋转轴一体地旋转，具有狭缝；固定狭缝板，其与旋转狭缝板相对置，具有狭缝；发光部，其向固定狭缝板的狭缝照射光；以及受光部，其接收经过了旋转狭缝板的狭缝和固定狭缝板的狭缝的来自发光部的光。而且，外壳具有用于安装固定狭缝板的安装部，安装部具有：第一突起部，其沿轴线的方向突出设置，限制上述固定狭缝板在与轴线正交的第一方向上的位置；以及第二突起部，其沿轴线的方向突出设置，限制固定狭缝板在第二方向上的位置，该第二方向与轴线和第一方向分别正交。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光学式旋转编码器的概要结构的剖视图，

图2是图1的外壳的底板的俯视图，

图3是图2的III向视图，

图4是表示将固定狭缝板安装到图3的安装部的状态的俯视图，

图5是表示图4的变形例的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图5来说明本发明的实施方式所涉及的光学式旋转编码器。图1是表示本发明的实施方式所涉及的光学式旋转编码器100的概要结构的剖视图。下面，为了便于说明，如图所示那样定义上下方向，按照该定义说明各部的结构。光学式旋转编码器100具有外壳1、转轴2、旋转狭缝板3、固定狭缝板4、发光部5以及受光部6，对旋转体的旋转(转速和位置)进行检测。此外，作为旋转体的一例，下面设为对伺服电动机的旋转进行检测。

外壳1具有以沿上下方向延伸的轴线L0为中心的筒部10、堵塞筒部10的顶面的上板部11以及堵塞筒部10的底面的底板部12，在外壳1的内部形成了收纳空间SP。筒部10与上板部11形成为一体，筒部11通过螺栓被固定于底板部12的上表面120。底板部12的中心部处开有贯通孔13，轴承14安装于贯通孔13。

转轴2沿轴线L0在上下方向上延伸。转轴2配置于轴承14的内侧，从外壳1借助轴承14以使该转轴2能够以轴线L0为中心进行旋转的方式支承该转轴2。转轴2的下端部从外壳1的底面突出，伺服电动机的旋转轴与该下端部连结。

旋转狭缝板3呈圆板形状，其中心部安装于转轴2的上端部。由此，旋转狭缝板3在外壳1内的收纳空间SP中与转轴2一体地旋转。在旋转狭缝板3中，以规定的图案设置有狭缝31。例如以轴线L0为中心沿周向等间隔地设置有多个狭缝31。

固定狭缝板4例如俯视观察时呈矩形状(参照图4)，安装于安装部7，该安装部7设置于外壳1的底板部12的上表面120。在该安装状态下，固定狭缝板4与旋转狭缝板3隔开规定间隔地在旋转狭缝板3的下方与旋转狭缝板3平行地相对置。在固定狭缝板4中，与旋转狭缝板3的狭缝31对应地设置有规定图案的狭缝41。此外，安装部7的结构在后面叙述。

发光部5例如由发光元件二极管构成。发光部5由保持件51来保持。保持件51收纳于凹部121，该凹部121设置于外壳1的底板12的上表面120。发光部5被配置成与固定狭缝板4的狭缝41面对，向狭缝41照射光。

受光部6例如由受光元件二极管构成。在旋转狭缝板3的上方，利用从底板部12的上表面120竖立设置的多个柱部122来支承印刷电路板61，受光部6安装于印刷电路板61。即，受光部6隔着固定狭缝板4和旋转狭缝板3配置于发光部5的上方，能够经由狭缝41、31接收来自发光部5的光。

根据以上的光学式旋转编码器100，来自发光部5的光经由固定狭缝板4的狭缝41而成为与轴线L0平行的平行光，向旋转狭缝板3进行照射。所照射的该光与转轴2的旋转相应地经过旋转狭缝板3的狭缝31或者未经过而被遮断，受光部6时断时续地接收经过了狭缝31的光。由此，受光部6输出与转轴2的旋转相应的信号，能够检测与转轴2连结的伺服电动机的旋转(转速和位置)。在这种情况下，为了提高旋转编码器100的旋转检测精度，需要提高固定狭缝板4在外壳1中的位置精度。因此，在本实施方式中，如下那样构成固定狭缝板4的安装部7。

图2是表示安装部7的结构的外壳1的底板12的俯视图(从上方观察底板12所得的图)。此外，下面，如图2所示，在与上下方向的轴线L0正交的面内，将相互正交的两个方向定义为前后方向和左右方向。

如图2所示，底板部120形成从正方形的四角部切掉矩形状而成的形状，在切口部123的附近分别开有贯通孔124和贯通孔125，在该贯通孔124处插通用于安装外壳1的筒部10的螺栓，在该贯通孔125处插通用于安装伺服电动机的螺栓。在贯通孔13的周围，在周向上的三处以等间隔设置有凹部126，用于支承印刷电路板61的柱部122分别安装于凹部126。

在贯通孔13的前方设置有沿前后左右方向延伸的大致矩形状的凹部121，保持发光部5的保持件51安装于凹部121。在凹部121的左方和下方，向上方地突出设置有三个突起部71～73。突起部71～73分别构成安装部7。

图3是从侧方观察突起部71～73所得的侧视图、即图2的III向视图。突起部71～73只是安装位置和安装方向不同，它们的形状是相等的。此外，突起部72与突起部73其安装方向也是相同的。

如图2、3所示，突起部71～73呈从长方体形状的上端角部切掉矩形状而成的形状，在突起部71的右侧和突起部72、73的前侧分别形成有水平面71a～73a和铅直面71b～73b。水平面71a～73a在上下方向上形成于相同的高度，存在于与轴线L0正交的同一面上。突起部71的铅直面71b沿上下方向和前后方向延伸。突起部72、73的铅直面72b、73b分别沿上下方向和左右方向延伸，这些铅直面72b、73b存在于相同的一面上。

图4是表示将固定狭缝板4安装到图3的安装部7的状态的俯视图。如图4所示，固定狭缝板4配置于突起部71～73的水平面71a～73a上，通过粘接材料固定于外壳1的底板部12(突起部71～73)。在该固定状态下，固定狭缝板4的左端面42与突起部71的铅直面71b抵接，后端面43与突起部72、73的铅直面72b、73b抵接。即，利用突起部71对固定狭缝板4在左右方向上的位置进行限制，利用突起部72、73对固定狭缝板4在前后方向上的位置进行限制，从而利用突起部71～73对固定狭缝板4进行定位。

固定狭缝板4的狭缝41呈以轴线L0为中心的圆弧形状，在狭缝41的下方存在发光部5。发光部5借助保持件51被定位于外壳1的凹部121，因此通过如上所述那样利用外壳1的突起部71～73对固定狭缝板4进行定位，能够提高狭缝41相对于发光部5的位置精度。另外，旋转狭缝板3是借助转轴2以外壳1的贯通孔13为基准而设置的，因此旋转狭缝板3的狭缝31相对于固定狭缝板4的狭缝41的位置精度也高。

例如如下那样进行本实施方式所涉及的光学式旋转编码器100的组装。首先，将保持有发光部5的保持件51收纳于外壳1的底板部12的凹部121并固定。接着，在突起部71～73的水平面71a～73a上，将固定狭缝板4向左方和后方移动，使固定狭缝板4的左端面42和后端面43分别与突起部71～73的铅直面71b～73b抵接。在该状态下，通过粘接剂将固定狭缝板4固定于底板部12。

并且，将安装有旋转狭缝板3的转轴2隔着轴承14插入贯通孔13，将旋转狭缝板3配置于固定狭缝板4的上方。并且，将设置有受光部6的印刷电路板61借助从底板部12的上表面120竖立设置的柱部122配置于旋转狭缝板3的上方。最后，通过螺栓将外壳1的筒部10和上板部11固定于底板部12的上表面120，完成光学式旋转编码器100的组装。

这样，根据本实施方式，在外壳1的底板部12的上表面120，作为固定狭缝板4的安装部7，突出设置有突起部71和突起部72、73，该突起部71限制固定狭缝板4在左右方向上的位置，该突起部72、73限制固定狭缝板4在前后方向上的位置。由此，能够利用突起部71～73容易且迅速地对固定狭缝板4进行定位，从而能够容易且迅速地组装光学式旋转编码器100。

另外，在突起部71～73中形成水平面71a～73a来将固定狭缝板4载置于水平面71a～73a上，因此固定狭缝板4的上下方向的定位也容易。三个突起部71～73位于固定狭缝板4的三个角部(前左角部、后左角部、后右角部)附近，因此能够稳定地定位固定狭缝板4。在这种情况下，由于局部地设置突起部71～73，因此能够将各突起部71～73形成为小型。

安装部7的结构并不限于上述的结构。图5是表示安装部7的其它结构的一例的俯视图。在图5中，取代三个突起部71～73，而在底板部12的上表面120形成了L字状的突起部75。突起部75是将沿前后方向延伸的突起部76与沿左右方向延伸的突起部77连续设置而成的，在突起部76的右侧形成水平面761和铅直面762，在突起部77的前侧形成水平面771和铅直面772。并且，在图5中，在固定狭缝板4的左端面42形成向左方突出的突出部421，在后端面43形成向后方突出的突出部431、432。

固定狭缝板4载置于突起部75的水平面761、771上，由此对固定狭缝板4的上下方向上的位置进行限制。另外，固定狭缝板4的突出部421与突起部76的铅直面762抵接，突出部431、432与突起部77的铅直面772抵接，由此对固定狭缝板4在前后左右方向上的位置进行限制。通过像这样将突起部75形成为L字状，能够扩大固定狭缝板4的定位范围和支承范围，从而能够稳定地定位和支承固定狭缝板4。另外，通过对固定狭缝板4设置突出部421、431、432，无需高精度地加工固定狭缝板4的整个左端面42和后端面43，从而能够降低加工成本。

此外，只要沿轴线L0的方向(在图4、5中为上方)突出设置限制固定狭缝板4在与轴线L0正交的第一方向(在图4、5中为左右方向)上的位置的突起部(第一突起部)以及限制固定狭缝板4在与轴线L0和第一方向分别正交的第二方向(在图4、5中为前后方向)上的位置的突起部(第二突起部)即可，安装部7的结构并不限于上述结构。

在上述实施方式(图4)中，作为安装部7设置了三个突起部71～73，但是只要至少有两个铅直面71b、72b或者两个铅直面71b、73b就能够对固定狭缝板4进行定位，因此还能够省略突起部72或突起部73。也可以取代铅直面71b～73b而例如形成圆筒面，使作为第一突起部的突起部71和作为第二突起部的突起部72、73与固定狭缝板4不进行面接触而进行点接触。在这种情况下，为了限制固定狭缝板4在前后左右方向上的位置，最低需要三个突起部71～73。

在上述实施方式(图5)中，使突起部75形成为俯视观察时呈L字状来将第一突起部76与第二突起部77连续设置，但是也可以例如将突起部75形成为俯视观察时呈“コ”字状。在固定狭缝板4的侧端面、即左端面42和下端面43分别设置了突出部421、431、432，但是第一突出部和第二突出部的结构并不限于此。

也能够将图5的固定狭缝板4应用于图4的结构，相反，还能够将图4的固定狭缝板4应用于图5的结构。将旋转狭缝板3固定于转轴2的上端部，但是只要转轴2(旋转轴)与旋转狭缝板3一体地旋转，转轴2和旋转狭缝板3的结构就可以是任意形式。将固定狭缝板4配置成与发光部5面对，但是也可以将旋转狭缝板3配置成与发光部5面对，使固定狭缝板4与该旋转狭缝板3相对置。

以上，说明了利用光学式旋转编码器100来检测伺服电动机的旋转的情况，但是光学式旋转编码器100还能够应用于检测其它旋转体的旋转的情况。

也能够将上述实施方式与变形例的一个或多个任意地组合。

根据本发明，在外壳上突出设置第一突起部和第二突起部，限制固定狭缝板在与轴线正交的方向上的位置，因此能够容易且迅速地组装光学式旋转编码器。

以上，与本发明的优选实施方式相关联地对本发明进行了说明，但是能够不脱离前述的权利要求书的公开范围地进行各种修正和变更，这是本领域技术人员能够理解的。

Claims (3)

1.一种光学式旋转编码器(100)，具备：

外壳(1)；

旋转轴(2)，其能够以轴线(L0)为中心进行旋转地支承在上述外壳；

旋转狭缝板(3)，其被设置成能够与上述旋转轴一体地旋转，具有狭缝(31)；

固定狭缝板(4)，其与上述旋转狭缝板相对置，具有狭缝(41)；

发光部(5)，其向上述固定狭缝板的狭缝照射光；以及

受光部(6)，其接收经过了上述旋转狭缝板的狭缝和上述固定狭缝板的狭缝的来自上述发光部的光，

该光学式旋转编码器的特征在于，

上述外壳具有用于安装上述固定狭缝板的安装部(7)，

上述安装部具有：

第一突起部(71；76)，其沿上述轴线的方向突出设置，与能够沿与上述轴线正交的第一方向移动的上述固定狭缝板的上述第一方向上的一个端面相抵接，来限制上述固定狭缝板在上述第一方向上的位置；以及

第二突起部(72，73；77)，其沿上述轴线的方向突出设置，与能够沿第二方向移动的上述固定狭缝板的上述第二方向上的一个端面相抵接，来限制上述固定狭缝板在上述第二方向上的位置，该第二方向与上述轴线和上述第一方向分别正交。

2.根据权利要求1所述的光学式旋转编码器，其特征在于，

上述第一突起部(76)与上述第二突起部(77)被连续设置。

3.根据权利要求1或2所述的光学式旋转编码器，其特征在于，

上述固定狭缝板在侧端面具有向上述第一方向突出的第一突出部(421)以及向上述第二方向突出的第二突出部(431，432)。