CN117859042A - 编码器 - Google Patents

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CN117859042A
CN117859042A CN202280057936.0A CN202280057936A CN117859042A CN 117859042 A CN117859042 A CN 117859042A CN 202280057936 A CN202280057936 A CN 202280057936A CN 117859042 A CN117859042 A CN 117859042A
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CN
China
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encoder
pattern
light
light receiving
rotating plate
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CN202280057936.0A
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山口秀雄
泷川信一
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales

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Abstract

编码器(1)包括:旋转板(11),其具有用于检测旋转位移的图案;光源(30),其射出向图案照射的光;光接收部(40),其具有光接收区域(41),该光接收区域(41)接收自光源(30)射出并经过旋转板(11)的光;固定体(20),光接收部(40)设于该固定体(20);以及相对构件(50),其配置于旋转板(11)与固定体(20)之间,与图案相对。

Description

编码器
技术领域
本公开涉及一种编码器,特别涉及一种光学式的编码器。
背景技术
在机器人或机床等中组装有伺服电机等电机。在伺服电机中使用旋转型的编码器(旋转编码器)以检测旋转角等旋转位移。编码器的方式有光学式、磁式或电机感应式。其中,作为光学式的编码器,已知光透射型或光反射型的编码器。
光透射型的旋转编码器包括:旋转板,其以预定的图案设有多个透光部和多个非透光部作为用于检测旋转位移的编码图案;以及基板,其设有光接收部。在光透射型的旋转编码器中,向该旋转板的编码图案照射光而由光接收部接收透过透光部的光,从而检测旋转角。
另一方面,光反射型的旋转编码器包括:旋转板,其以预定的图案设有多个光反射部和多个非光反射部作为用于检测旋转位移的编码图案;以及基板,其设有光接收部。在光反射型的旋转编码器中,向该旋转板的编码图案照射光而由光接收部接收由光反射部反射的光,从而检测旋转角。
近年,要求编码器的高分辨率化。作为具有较高的分辨率的光学式的编码器,提出了将数字方式和模拟方式组合而成的结构。具体而言,已知如下光反射型的编码器:该光反射型的编码器包括旋转板,该旋转板设有绝对图案(数字部)和增量图案(模拟部)作为用于检测旋转位移的编码图案(例如,专利文献1)。绝对图案是用于以数字方式检测绝对角度位置的图案,例如使用M码等。另外,增量图案是用于以模拟方式检测相对角度位置的图案,例如使用在旋转板的整周以等节距交替地设置的光反射部和非光反射部。在该情况下,以光学方式读取以与数字信号对应的M码的1个节距为1个周期的SIN·COS的模拟信号。即,将M码的1个节距细分化。由此,能够获得具有较高的分辨率的编码器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-211361号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年,编码器的进一步高分辨率化的要求正在提高。于是,研究了使用于检测旋转位移的编码图案(绝对图案、增量图案)进一步微细化的技术。但是,若使编码图案微细化,则向编码图案的异物的附着的影响变大到至今为止以上的程度。
在该情况下,关于向M码等绝对图案(数字部)的异物的附着,若是比与进行0/1判定的1比特对应的最小单位图案小的异物,则通过使用错误修正的功能的信号处理而进行错误修正,能够减轻异物的影响。但是,若比与1比特对应的最小单位图案大的异物附着于编码图案,则无法通过错误修正的功能来应对,而是被异常判定电路作为错误输出,编码器的功能停止。
另外,若异物附着于增量图案(模拟部),则无论异物的大小如何,SIN·COS的模拟信号的波形精度都降低。其结果,旋转位置检测的分辨率降低。
这样,若为了获得较高的分辨率而使编码图案(绝对图案、增量图案)微细化,则针对附着于编码图案的异物的鲁棒性降低。
本公开是为了解决这样的问题而完成的,其目的在于提供针对异物具有较高的鲁棒性的编码器。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的,本公开的第1编码器的一方案包括:旋转板,其具有用于检测旋转位移的图案;光源,其射出向所述图案照射的光;光接收部,其具有光接收区域,该光接收区域接收自所述光源射出并经过所述旋转板的光;固定体,所述光接收部设于该固定体;以及相对构件,其配置于所述旋转板与所述固定体之间,与所述图案相对。
发明的效果
根据本公开,能够实现针对异物具有较高的鲁棒性的编码器。
附图说明
图1是实施方式1的编码器的立体图。
图2是实施方式1的编码器的分解立体图。
图3是实施方式1的编码器的剖视图。
图4是表示实施方式1的编码器所具有的旋转板的编码图案的图。
图5是从上侧观察实施方式1的编码器所具有的相对构件时的立体图。
图6是从下侧观察实施方式1的编码器所具有的相对构件时的立体图。
图7是用于说明实施方式1的编码器的动作的图。
图8是表示比较例的编码器的结构的图。
图9是实施方式2的编码器的分解立体图。
图10是实施方式2的编码器的剖视图。
图11是实施方式2的变形例的编码器的放大剖视图。
图12是实施方式3的编码器的分解立体图。
图13是变形例的编码器的剖视图。
具体实施方式
以下,关于本公开的实施方式,参照附图并进行说明。另外,以下说明的实施方式均表示本公开的一具体例。因而,在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等是一个例子,并非旨在限定本公开。由此,关于以下的实施方式的构成要素中的未记载于表示本公开的最上位概念的独立权利要求的构成要素,作为任意的构成要素来说明。
另外,各图是示意图,并非一定严格地图示。因而,在各图中,比例尺等不一定一致。另外,在各图中,对实质上相同的结构标注相同的附图标记,省略或简化重复的说明。
(实施方式1)
首先,关于实施方式1的编码器1,使用图1~图4来说明。图1是实施方式1的编码器1的立体图。图2是该编码器1的分解立体图。图3是该编码器1的剖视图。图4是表示该编码器1所具有的旋转板11的编码图案的图。另外,在图3中,仅图示出现于截面的部分。
本实施方式的编码器1是光学式的旋转编码器。具体而言,编码器1是光反射型的旋转编码器。编码器1例如与伺服电机等电机组合来使用。
如图1~图3所示,本实施方式的编码器1包括旋转体10、固定体20、光源30、光接收部40、相对构件50。
旋转体10是旋转的旋转构件的一个例子。旋转体10固定于旋转轴2,与旋转轴2一起旋转。旋转轴2安装于旋转体10的中央部。因而,旋转体10通过旋转轴2旋转而以旋转轴2为旋转中心旋转。旋转轴2例如是电机的旋转轴(轴)本身。在该情况下,编码器1检测电机的旋转轴2的旋转角或转数等旋转位移。
旋转体10的旋转方向是顺时针方向和逆时针方向这两者,但不限于此。例如,旋转体10的旋转方向也可以仅是顺时针方向和逆时针方向中的某一者。
旋转体10具有旋转板11和支承旋转板11的支承构件12。因而,旋转板11和支承构件12与旋转轴2一起旋转。
旋转板11是平板状的基板。作为一个例子,旋转板11是恒定宽度的圆环状的基板,但不限于此。例如,旋转板11也可以是圆形的基板。旋转板11是由金属材料形成的金属基板、由树脂材料形成的树脂基板、由玻璃材料形成的玻璃基板或由陶瓷材料形成的陶瓷基板。在本实施方式中,旋转板11是金属基板。
如图4所示,旋转板11具有编码图案60。编码图案60是用于检测旋转角或旋转位置等旋转位移的图案,表示旋转角或旋转位置等旋转位移的信息。编码图案60设于旋转板11的固定体20侧的第1面11a(参照图3)。编码器1能够通过该编码图案60来检测旋转板11的旋转角(旋转位置)等旋转位移。编码图案60由与旋转角对应地沿着旋转板11的周向(旋转方向)设成一列的预定形状的多个单位图案构成。
如图4所示,在本实施方式中,编码图案60包含绝对图案61和增量图案62。绝对图案61和增量图案62设于旋转板11的径向的不同的位置。即,绝对图案61和增量图案62设于旋转板11的不同的行道(轨道)。
绝对图案61是用于检测绝对位置的图案。具体而言,绝对图案61是用于检测旋转板11的绝对角度位置的图案。构成绝对图案61的多个单位图案遍及旋转板11的整周地设成一列。作为一个例子,绝对图案61是由预定的比特数的M码(M系列码)等伪随机代码表示的代码图案。另外,绝对图案61不限于M码,也可以是格雷码、二进制码或BCD码等。
增量图案62是用于检测旋转板11的相对位置的图案。具体而言,增量图案62是用于检测旋转板11的相对角度位置的图案。构成增量图案62的多个单位图案遍及旋转板11的整周地设成一列。
本实施方式的编码器1是光反射型的编码器,因此编码图案60由多个光反射部和多个非光反射部构成。即,绝对图案61和增量图案62分别由多个光反射部和多个非光反射部构成。在本实施方式中,非光反射部是遮光部(光吸收部)。因而,编码图案60构成为遮光图案或反射图案。
具体而言,绝对图案61和增量图案62分别由以预定的图案排列的多个光反射部和多个遮光部构成。在绝对图案61和增量图案62中,光反射部和遮光部分别是单位图案,是用于在检测旋转板11的位置时读取的最小单位。关于绝对图案61和增量图案62的全部的单位图案(光反射部、遮光部),相邻的两个单位图案的间隔全部相同。
在本实施方式中,绝对图案61是M码,因此绝对图案61的光反射部和遮光部以构成M码等代码图案那样的顺序沿着旋转板11的周向反复设置。
增量图案62的光反射部与旋转角对应地沿着旋转板11的周向反复设置。具体而言,增量图案62成为光反射部和遮光部逐个交替地反复的排列。
如图3所示,设有编码图案60的旋转板11固定于支承构件12。支承构件12连接于旋转板11的与设有编码图案60的第1面11a相反的那一侧的第2面11b。
支承构件12的形状没有特别限定,在本实施方式中是薄型的有底筒状。旋转板11安装于支承构件12的开口部侧的端部。另外,在支承构件12安装有旋转轴2。具体而言,旋转轴2嵌入于在支承构件12的底部的中央部分设置的孔部并利用螺钉(未图示)固定于支承构件12。另外,关于支承构件12的材料也没有特别限定,支承构件12例如由金属材料或树脂材料构成。
如图3所示,固定体20与旋转体10相对地配置。具体而言,固定体20与旋转板11相对地配置。即使旋转体10旋转,固定体20也不旋转。固定体20例如固定于构成编码器1或电机的局部的壳体(未图示)。
在本实施方式中,固定体20具有固定板21和固定框22。另外,固定体20也可以仅由固定板21构成。在该情况下,固定体20成为固定板21。
固定板21是圆形平板状的基板。固定板21与旋转板11相对地配置。具体而言,固定板21在与旋转板11分开预定的距离的位置与旋转板11平行地配置。另外,固定板21以固定板21的中心与旋转轴2的轴心一致的方式配置。构成固定板21的基材例如是树脂基板或施加了树脂覆膜的金属基板等。作为固定板21,例如,能够使用以预定的图案形成有铜布线的印刷电路板。
固定框22以包围旋转体10和相对构件50的方式构成。在本实施方式中,固定框22是圆环状的框体。固定框22例如由树脂材料构成,但也可以由金属材料构成。固定框22安装于固定板21。
在固定体20设有光接收部40。在本实施方式中,在固定体20还设有光源30。具体而言,光接收部40和光源30设于固定体20的固定板21。
另外,虽未图示,但在固定板21还设有处理部。光源30、光接收部40以及处理部作为一个或多个电子部件安装于作为布线基板的固定板21。具体而言,光源30、光接收部40以及处理部安装于固定板21的旋转板11侧的面。另外,处理部也可以安装于固定板21的与旋转板11侧相反的那一侧的面。另外,也可以在固定板21安装光源30、光接收部40以及处理部以外的电子部件。
光源30作为向旋转板11照射光的照射部发挥功能。光源30射出向设于旋转板11的编码图案60照射的光。在本实施方式中,光源30向构成编码图案60的多个光反射部同时照射光。在该情况下,光源30向绝对图案61和增量图案62中的至少一者的局部的多个光反射部同时照射光。
例如,也可以仅向绝对图案61的局部的多个光反射部同时照射光,也可以仅向增量图案62的局部的多个光反射部同时照射光,也可以向绝对图案61的局部的多个光反射部和增量图案62的局部的多个光反射部同时照射光。另外,在向编码图案60的多个光反射部同时照射光的情况下,也向编码图案60的非光反射部(遮光部)照射光。
在本实施方式中,光源30是一个点光源。即,由作为一个点光源的光源30向绝对图案61和增量图案62同时射入光。光源30例如配置于与增量图案62相对的位置。另外,自光源30射出的光也可以由透镜等聚光构件聚光而向编码图案60照射,也可以不由聚光构件聚光地向编码图案60照射。
光源30例如由LED(Light Emitting Diode:发光二极管)等发光元件构成。自光源30射出的光是白色光等可见光,但不限于此。例如,自光源30射出的光也可以是红外光等。
另外,在本实施方式中,光源30设于作为光接收模块的光接收部40。即,光源30和光接收部40作为光学模块成为一体。具体而言,光源30配置于光接收部40的中央。
光接收部40具有光接收区域41,该光接收区域41接收自光源30射出并经过旋转板11的光。具体而言,光接收部40的光接收区域41接收自光源30射出并经过编码图案60的光。
在本实施方式中,编码图案60由光反射部构成,因此光接收部40的光接收区域41接收自光源30射出并由编码图案60的光反射部反射的光。具体而言,光接收部40的光接收区域41同时接收由绝对图案61和增量图案62中的至少一者的多个光反射部同时反射的光。
光接收部40的光接收区域41例如具有PD(Photo Diode:光电二极管)等光接收元件。在本实施方式中,光接收区域41具有多个光接收元件。具体而言,光接收区域41具有:第1光接收元件组,其由多个接收自光源30射出并经过绝对图案61的光的第1光接收元件在周向上排列而成;以及第2光接收元件组,其由多个接收自光源30射出并经过增量图案62的光的第2光接收元件在周向上排列而成。
另外,光接收部40的光接收区域41也可以不由多个光接收元件构成。例如,光接收区域41也可以由具有能够同时接收由绝对图案61和增量图案62的多个光反射部反射的光的光接收面的图像传感器(摄像元件)等构成。
由光接收部40接收的光由与光接收部40电连接的处理部(未图示)处理。具体而言,处理部基于光接收部40的光接收区域41的光接收位置而计算与旋转板11的位置的变化相关的信息。例如,处理部计算旋转板11的旋转角、转数、旋转位置以及转速等作为与旋转板11的位置的变化相关的信息。
相对构件50是至少局部与编码图案60相对的构件。即,如图3所示,相对构件50与旋转板11的设有编码图案60(在图3中未图示)的第1面11a相对。在本实施方式中,相对构件50的至少局部位于旋转体10与固定体20之间。具体而言,相对构件50的至少局部配置于旋转体10的旋转板11与固定体20的固定板21之间。
相对构件50固定于固定体20。具体而言,相对构件50固定于固定体20的固定板21。因而,相对构件50不旋转。相对构件50例如是由树脂材料构成的树脂成型品,但不限于此。相对构件50也可以由金属材料等构成。
在此,关于相对构件50的详细的形状,参照图2和图3并使用图5和图6来说明。图5和图6是相对构件50的立体图。
如图5和图6所示,本实施方式的相对构件50为帽形状,具有有底圆筒状的筒部51和自筒部51的开口部侧的端部朝向外侧延伸的凸缘部52。
如图3所示,凸缘部52位于旋转板11与固定体20之间,与编码图案60相对。即,在相对构件50中,位于旋转板11与固定体20之间的部位是凸缘部52。具体而言,凸缘部52配置于旋转板11与固定板21之间。凸缘部52是圆环的薄板形状。
旋转板11与相对构件50之间的距离为光接收部40的厚度以下。具体而言,如图3所示,在将旋转板11与相对构件50的凸缘部52之间的距离设为L并将作为光接收模块的光接收部40的厚度设为t时,为L≤t。
作为光接收模块的光接收部40的厚度t为1.5mm左右。因而,旋转板11与相对构件50之间的距离为1.5mm以下为宜。具体而言,旋转板11与相对构件50的凸缘部52之间的距离L为1.5mm以下为宜。
如图3所示,编码器1还包括用于形成将光接收部40密闭的密闭空间的外壳70。外壳70是包围光接收部40的框体。在本实施方式中,光接收部40的外形为矩形状,因此外壳70是矩形状的框体。
另外,在本实施方式中,外壳70和相对构件50由同一构件构成。具体而言,外壳70是相对构件50的局部。在本实施方式中,外壳70设为相对构件50的凸缘部52的局部。
编码器1还包括与光接收部40相对的罩玻璃80。罩玻璃80覆盖光接收部40。罩玻璃80是透明的玻璃板,供自光源30射出并朝向旋转板11的光透过,或者供由旋转板11反射的光透过。
罩玻璃80利用热固化型粘接剂或紫外线固化型粘接剂等粘接剂设于外壳70。具体而言,罩玻璃80以封堵框状的外壳70的开口部的方式设于外壳70。
由外壳70和罩玻璃80构成覆盖光接收部40的罩。由外壳70和罩玻璃80覆盖光接收部40,从而光接收部40成为密闭状态。即,外壳70和罩玻璃80构成将光接收部40密闭的密闭构造体。这样,通过设置罩玻璃80,能够在确保自光源30向旋转板11引导光的光路的基础上将光接收部40密闭。另外,在本实施方式中,在光接收部40配置有光源30,因此不仅光接收部40被外壳70和罩玻璃80密闭,光源30也被外壳70和罩玻璃80密闭。
另外,外壳70和固定体20例如利用热固化型粘接剂或紫外线固化型粘接剂等粘接剂固定在一起。具体而言,该粘接剂介于外壳70的端部与固定体20的连接部分。由此,能够利用粘接剂填满外壳70与固定体20之间的微小的间隙,因此由外壳70和罩玻璃80形成的密闭空间的密闭性提高。
接着,关于本实施方式的编码器1的动作,使用图7来说明。图7是用于说明实施方式1的编码器1的动作的图。
如图7所示,自光源30射出的光透过罩玻璃80而向旋转的旋转板11照射。由此,自光源30射出的光向旋转板11的编码图案60照射。在本实施方式中,自光源30射出的光向绝对图案61和增量图案62照射。
自光源30射出并照射到编码图案60的光由编码图案60的光反射部反射。在本实施方式中,自光源30射出的光由绝对图案61和增量图案62各自的光照射部反射。
自光源30射出并由编码图案60的光反射部反射的光透过罩玻璃80而被光接收部40接收。具体而言,自光源30射出并由编码图案60的光反射部反射的光向光接收部40的光接收区域41的光接收元件射入。另外,由光接收部40接收的光由处理部处理。由此,能够计算旋转板11的旋转角、转数、旋转位置以及转速等。
这样,在本实施方式的编码器1中,除了接收由绝对图案61的光反射部反射的光之外,还接收由增量图案62的光反射部反射的光。由此,除了以光学方式读取与绝对图案61对应的数字信号之外,还以光学方式读取与增量图案62对应的SIN·CON的模拟信号。此时,读取以与数字信号对应的增量图案62的1个节距为1个周期的SIN·COS的模拟信号。由此,能够获得具有较高的分辨率的编码器1。
接着,关于本实施方式的编码器1的作用效果,通过与图8所示的比较例的编码器1X比较来说明。图8是表示比较例的编码器1X的结构的图。
如图8所示,比较例的编码器1X成为在上述实施方式1的编码器1中未设置相对构件50的构造。另外,在比较例的编码器1X中,还未设置作为相对构件50的局部的外壳70和罩玻璃80。另外,除此以外,比较例的编码器1X和上述实施方式1的编码器1是相同的结构。
近年,要求编码器的进一步的高分辨率化,因此研究了使用于检测旋转位移的编码图案微细化的技术。但是,若使编码图案微细化,则在异物进入设有编码图案的旋转板与固定体之间而异物附着于编码图案时,有可能无法高精度地计算旋转位移。作为附着于编码图案的异物,存在编码器所使用的部件的局部或在组装作业时产生的碎屑等。例如,存在由部件的毛刺、碎屑等形成的金属异物或树脂异物附着于编码图案的情况。另外,附着于编码图案的异物即使旋转板旋转也不脱落地持续附着于旋转板。
这样,若为了获得较高的分辨率而使编码图案微细化,则针对附着于编码图案的异物的鲁棒性降低。
于是,为了避免异物进入设有编码图案的旋转板与固定体之间而异物附着于编码图案,考虑使旋转板靠近固定体来缩窄旋转板与固定体之间的间隔。
但是,如图8所示的编码器1X那样,在固定体20的固定板21设有光接收部40作为光学模块,因此使旋转板11靠近固定板21是存在极限的。即,缩窄旋转板11与同旋转板11相对的作为对象构件的固定板21之间的间隔是存在极限的。具体而言,无法使旋转板11与固定板21(对象构件)的表面之间的间隙小于光接收部40(光学模块)的厚度。
相对于此,在本实施方式的编码器1中,在旋转板11与固定体20之间配置有与编码图案60相对的相对构件50。具体而言,相对构件50的局部(在本实施方式中是凸缘部52)配置于旋转板11与固定板21之间。即,相对构件50介于旋转板11与固定体20之间。
根据该结构,与旋转板11相对的对象构件成为相对构件50,因此与比较例的编码器1X相比,能够减小旋转板11上的空间尺寸。即,相对构件50是用于减小旋转板11上的空间尺寸的部件。
这样,通过在旋转板11与固定体20之间配置相对构件50,能够将旋转板11与相对构件50(对象构件)之间的间隙缩窄至异物无法进入的程度的大小。
具体而言,在本实施方式的编码器1中,与比较例的编码器1X同样,在固定板21设有光接收部40,但能够将旋转板11与相对构件50之间的间隙(距离)缩窄至光接收部40的厚度以下。即,通过使相对构件50的局部介于旋转板11与固定板21之间,能够减小旋转板11上的实质的空间尺寸。
以上,根据本实施方式的编码器1,在旋转板11与固定体20之间配置有相对构件50,因此能够抑制异物进入旋转板11与固定体20之间的情况。具体而言,能够抑制异物进入旋转板11与固定板21之间的情况。由此,能够抑制异物附着于编码图案60的情况,因此能够实现针对异物具有较高的鲁棒性的编码器1。
因而,即使使编码图案60微细化,也能够抑制由异物导致旋转位移的检测精度降低的情况,因此能够容易地实现具有较高的分辨率的编码器1。
另外,附着于编码图案60的异物(部件的毛刺、碎屑等)基本上是大小为1.5mm以上的异物,因此旋转板11与相对构件50之间的距离设为1.5mm以下为宜。
另外,本实施方式的编码器1包括:外壳70,其用于形成将设有光源30的光接收部40密闭的密闭空间;以及罩玻璃80,其与光接收部40相对。并且,罩玻璃80以封堵框状的外壳70的开口部的方式设置。
根据该结构,能够将光源30和光接收部40配置于密闭空间,因此能够抑制异物附着于光源30和光接收部40的情况。由此,能够进一步提高针对异物的鲁棒性。
另外,在本实施方式的编码器1中,用于形成密闭空间的外壳70和相对构件50由同一构件构成。具体而言,外壳70是相对构件50的局部。
根据该结构,与将外壳70和相对构件50设为分别的部件相比,能够减小添加部件的数量。另外,外壳70和相对构件50也可以是分别的部件。
(实施方式2)
接着,关于实施方式2的编码器1A,使用图9和图10来说明。图9是实施方式2的编码器1A的分解立体图。图10是该编码器1A的剖视图。另外,在图10中,仅图示出现于截面的部分。
如图9和图10所示,本实施方式的编码器1A相对于上述实施方式1的编码器1而言,相对构件50A的构造不同。
具体而言,本实施方式的相对构件50A除了具有筒部51和凸缘部52之外,还具有朝向旋转板11侧突出的凸部53。凸部53位于比设于旋转板11的编码图案60靠外侧的位置,形成为圆环状。在本实施方式中,凸部53与旋转板11的第1面11a相对。即,凸部53以缩窄旋转板11与相对构件50A的凸缘部52之间的间隙的方式突出。具体而言,凸部53形成于凸缘部52的外周端部,与旋转板11的外周端部相对。
例如,凸部53的顶面与旋转板11的第1面11a之间的间隙为0.3mm以下。作为一个例子,在凸缘部52的表面(未形成凸部53的部分)与旋转板11的第1面11a之间的间隙为1.5mm的情况下,凸部53的顶面与旋转板11的第1面11a之间的间隙为0.3mm。即,凸部53的高度为1.2mm。另外,凸部53不与凸缘部52接触。
另外,圆环状的凸部53以恒定的宽度画圆而形成为突条。其中,在本实施方式中,圆环状的凸部53的局部形成缺口。具体而言,在外壳70的部分,凸部53的局部形成缺口。
另外,关于相对构件50A以外的结构,本实施方式的编码器1A是与上述实施方式1的编码器1同样的结构。
因而,在本实施方式的编码器1A中也是,在旋转板11与固定体20之间配置有相对构件50A,因此能够抑制异物进入旋转板11与固定体20之间的情况。由此,能够抑制异物附着于编码图案60的情况,因此能够获得针对异物具有较高的鲁棒性的编码器1A。
另外,在本实施方式的编码器1A中,相对构件50A具有朝向旋转板11侧突出的凸部53。
根据该结构,能够进一步抑制异物进入旋转板11与固定体20之间的情况,因此能够进一步抑制异物附着于编码图案60的情况。由此,能够进一步提高针对异物的鲁棒性。
另外,在图9和图10所示的编码器1A中,相对构件50A的凸部53与旋转板11的第1面11a相对,但不限于此。
例如,也可以是,如图11所示的编码器1B那样,相对构件50B的凸部53B以与旋转板11的侧面相对的方式朝向旋转板11侧突出。另外,凸部53B位于比设于旋转板11的编码图案60靠外侧的位置,形成为圆环状。本变形例的编码器1B也能够有效地抑制异物进入旋转板11与固定体20之间的情况。
(实施方式3)
接着,关于实施方式3的编码器1C,使用图12来说明。图12是实施方式3的编码器1C的分解立体图。
如图12所示,本实施方式的编码器1C相对于上述实施方式1的编码器1而言,相对构件50C的构造不同。
具体而言,本实施方式的相对构件50C在相对构件50C的与旋转板11相对的相对面形成有自内侧朝向外侧延伸的槽54。在本实施方式中,槽54形成于凸缘部52的旋转板11侧的面。
另外,多个槽54设于凸缘部52。具体而言,多个槽54以分别弯曲的方式形成为放射状。作为一个例子,多个槽54以平缓地形成螺旋的方式遍及凸缘部52的宽度整体地延伸。即,多个槽54自凸缘部52的与筒部51连接的连接部分延伸至外侧端部。
另外,关于相对构件50C以外的结构,本实施方式的编码器1C是与上述实施方式1的编码器1同样的结构。
因而,在本实施方式的编码器1C中也是,在旋转板11与固定体20之间配置有相对构件50C,因此能够抑制异物进入旋转板11与固定体20之间的情况。由此,能够抑制异物附着于编码图案60的情况,因此能够获得针对异物具有较高的鲁棒性的编码器1C。
另外,在本实施方式的编码器1C中,在相对构件50C的与旋转板11相对的相对面形成有槽54。
根据该结构,即使尘埃等较小的异物(例如1mm以下)进入旋转板11与固定体20之间,也会由于旋转板11旋转时的风(压力)而使较小的异物沿着槽54朝向外侧移动。即,能够利用由于旋转板11的旋转而产生的风将进入旋转板11与固定体20之间的较小的异物向外侧排出。
(变形例)
以上,关于本公开的编码器,基于实施方式1~3而进行了说明,但本公开不限定于上述实施方式1~3。
例如,在上述实施方式1~3中,编码器1是光反射型的编码器,但不限于此。具体而言,本公开的技术也能够如图13所示那样应用于光透射型的编码器1D。在该情况下,在光透射型的编码器1D中,设于旋转体10D的旋转板11D的编码图案由多个透光部(例如狭缝)和多个非透光部(例如遮光部)构成。作为旋转板11D,能够使用玻璃板等透明板。另外,光源30D以与光接收部40隔着旋转板11D的方式配置。即,旋转板11D位于光源30D与光接收部40之间。另外,光源30D例如设于相对于固定板21独立地配置的基板31,但不限于此。另外,在本变形例中,相对构件50D不具有筒部,由旋转板11D侧的面为平坦的面的平板构成,但不限于此。即,相对构件50D也可以具有筒部。另外,本变形例的相对构件50D也可以应用于上述实施方式1~3。
另外,在上述实施方式1~3中,编码图案60的绝对图案61和增量图案62遍及旋转板11的整周地设置,但不限于此。具体而言,也可以是,编码图案60的绝对图案61和增量图案62以预定的圆周角沿着旋转板11的周向设于旋转板的局部。
另外,在上述实施方式1~3中,编码器1的旋转板11具有绝对图案61和增量图案62这两者作为编码图案60,但不限于此。具体而言,编码器1的旋转板11具有绝对图案61和增量图案62中的至少任一者作为编码图案60即可。
另外,针对上述的各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而获得的形态、在不脱离本公开的主旨的范围内将各实施方式的构成要素和功能任意地组合而实现的形态也包含于本公开。
产业上的可利用性
本公开的编码器对于电机等设备是有用的。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、编码器;2、旋转轴;10、10D、旋转体;11、11D、旋转板;11a、第1面;11b、第2面;12、支承构件;20、固定体;21、固定板;22、固定框;30、30D、光源;31、基板;40、光接收部;41、光接收区域;50、50A、50B、50C、50D、相对构件;51、筒部;52、凸缘部;53、53B、凸部;54、槽;60、编码图案;61、绝对图案;62、增量图案;70、外壳;80、罩玻璃。

Claims (8)

1.一种编码器,其中,
该编码器包括:
旋转板,其具有用于检测旋转位移的图案;
光源,其射出向所述图案照射的光;
光接收部,其具有光接收区域,该光接收区域接收自所述光源射出并经过所述旋转板的光;
固定体,所述光接收部设于该固定体;以及
相对构件,其配置于所述旋转板与所述固定体之间,与所述图案相对。
2.根据权利要求1所述的编码器,其中,
所述旋转板与所述相对构件之间的距离为所述光接收部的厚度以下。
3.根据权利要求1或2所述的编码器,其中,
所述旋转板与所述相对构件之间的距离为1.5mm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的编码器,其中,
所述相对构件具有朝向所述旋转板侧突出的凸部,
所述凸部位于比所述图案靠外侧的位置,形成为圆环状。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的编码器,其中,
所述光源设于所述光接收部,
该编码器还包括外壳,该外壳用于形成将所述光接收部密闭的密闭空间。
6.根据权利要求5所述的编码器,其中,
所述外壳和所述相对构件由同一构件构成。
7.根据权利要求5或6所述的编码器,其中,
该编码器还包括与所述光接收部相对的罩玻璃,
所述外壳为框状,
所述罩玻璃以封堵所述外壳的开口部的方式设置。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的编码器,其中,
在所述相对构件的与所述旋转板相对的相对面形成有自内侧朝向外侧延伸的槽。
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