JP2000146626A - 多回転アブソリュートエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化のために、受光素子の背面にスペーサ
を挿入する構造にすると、そのための工数と材料費がか
さみコストが高くなる。 【解決手段】 磁気検出センサ９に対して回転スリット
板１３の裏面側に、磁気式パルスエンコーダ用磁石１４
を配置し、磁石１４と回転スリット板１３の間にアルミ
等の非磁性材からなるスペーサ１５を挿入する。また
は、中空軸６の端面にリング状の溝２０を形成し、その
溝２０内に磁石１４を配置するとともに、溝２０の外径
部および内径部に連なる中空軸６の端面部分で回転スリ
ット板１３を接着固定する構造とし、回転スリット板１
３と磁石１４との間に、所定の間隔を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多回転アブソリュ
ートエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多回転エンコーダとして、特公平
８−１０１４６号公報等に記載されているものがある。
それらは図１０の断面図に示すように構成されている。
この図の左側にはモータが配置され、その出力軸（図示
せず）に中空軸６が取付けられる。この中空軸の左端面
部に、外周部にスリットが形成された回転スリット板１
３が取り付けられ、中空軸６の右端側が、ベアリング
３，４を介してエンコーダケース１に回転自在に支持さ
れている。エンコーダケース１の左端には、回転軸と直
交する平面上にプリント基板２２が取り付けられてい
る。エンコーダケース１内の回転スリット板１３のスリ
ットを照射できる位置に、ＬＥＤ２が配置されている。

【０００３】この回転スリット板１３に対してＬＥＤ２
の反対側の位置となるプリント基板２２上にスペーサ１
１を介して複数の受光素子セルからなる受光素子５が配
置されている。回転スリット板１３の中心部であってプ
リント基板２２側表面には、磁気式パルスエンコーダ用
磁石１４が配置され、この磁気式パルスエンコーダ用磁
石１４と対向する位置のプリント基板２２の裏面に磁気
検出センサ９が配置されている。なお、図中の１２は受
光素子５を接続するボンディング部であり、７はチップ
部品である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般には、
磁石１４に比べ受光素子５の厚みが極端に薄いため、プ
リント基板２２に直に受光素子５を取り付けると、受光
素子５とスリット板１３との間隔が大きくなりすぎて、
スリット板１３を透過したＬＥＤ２からの光が拡散され
て受光素子５での検出精度が悪くなる。その対策とし
て、従来は図示されるように、受光素子１２とプリント
基板２２との間にスペーサ１１を挿入し、受光素子１２
とスリット板１３との間隔を最適な状態に調整してい
た。

【０００５】このように、上述した構造の多回転アブソ
リュートエンコーダにおいては、エンコーダを小型化、
高性能化しようとすると、プリント基板２２の両側に部
品７等を実装することが必要となり、部品７と磁石１４
とが接触しないような構造にする必要があった。その結
果、上述した小型化をはかると、受光素子の背面にスペ
ーサを挿入する工数が必要になるとともにスペーサの材
料費も必要となりコスト高になる。またそれにともな
い、使用するスペーサの厚みの公差が大きいため、スリ
ット板と受光素子の間隔を調整する余分な工程が必要と
なった。

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、１回転に１パルス以上の
パルスを出力しそのパルス数と回転方向を検出するため
の磁気式パルスエンコーダと、１回転以内の絶対角度を
検出する一回転光学式アブソリュートエンコーダとを組
合わせた多回転アブソリュートエンコーダであって、回
転軸に接続される中空軸に支持されるとともに、外周部
分に複数種類のパターンからなるスリットを配設した回
転スリット板と、該回転スリット板の半径方向内側位置
に支持された磁気式パルスエンコーダ用磁石と、前記回
転スリット板のスリット部を照射する位置に配設された
ＬＥＤと、該ＬＥＤの光軸上であって回転スリット板の
スリット部に対してＬＥＤの反対位置に配置された複数
の受光素子セルからなる受光素子と、回転軸と直交する
平面上に支持されるとともに、前記受光素子を支持固定
する基板と、該基板上であって前記磁気式パルスエンコ
ーダ用磁石と対向する位置に配設された磁気検出センサ
とを備えた多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石を磁気検出センサに
対して回転スリット板の裏面側に配置したことを特徴と
する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の多回転
アブソリユートエンコーダにおいて、磁気式パルスエン
コーダ用磁石と回転スリット板の間に非磁性材からなる
スペーサを挿入したことを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２記載の多回転
アブソリユートエンコーダにおいて、スペーサと中空軸
を同一の非磁性金属により形成したことを特徴とする。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１記載の多回転
アブソリユートエンコーダにおいて、磁気式パルスエン
コーダ用磁石の外表面に樹脂をコーティングしたことを
特徴とする。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１，２，３また
は４記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、
磁気式パルスエンコーダ用磁石、スペーサまたはコーテ
ィング樹脂の表面に回転スリット板を接着により取り付
けたことを特徴とする。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１記載の多回転
アブソリュートエンコーダにおいて、中空軸の端面にリ
ング状の溝を形成し、溝内に磁気式パルスエンコーダ用
磁石を配置するとともに、該溝の外径部および内径部に
連なる中空軸の端面部分で回転スリット板を接着固定す
る構造としたことを特徴とする。

【００１１】請求項７の発明は、請求項６に記載された
多回転アブソリュートエンコーダにおいて、回転スリッ
ト板と磁気式パルスエンコーダ用磁石との間に、所定の
間隔を持たせたことを特徴とする。

【００１２】請求項８の発明は、請求項６または７に記
載された多回転アブソリュートエンコーダにおいて、磁
気式パルスエンコーダ用磁石に対向する回転スリット板
の内側寄りの位置に１以上の空気穴を形成したことを特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明に係る第１の実施形態を示
す断面図である。図において、１はアルミを切削加工し
て形成したエンコーダケースであり、エンコーダケース
１の左端には、回転軸と直交する平面上にプリント基板
２２が取り付けられている。このエンコーダケース１が
２個のベアリング３，４を介してアルミ製の中空軸６を
回転自在に支持している。中空軸６の左端部にはリング
状をした磁気式パルスエンコーダ用磁石１４が取付けら
れており、その左表面には、例えば、アルミ板等の非磁
性材からなるスペーサ１５が重ねられて、その上にさら
に、外周部に複数のスリットパターンを形成した回転ス
リット板１３が接着により取り付けられている。

【００１４】この回転スリット板１３は、不透明なフイ
ルムまたはプラスチック板等により形成される。また、
エンコーダケース１の内側であって、ベアリング４の外
方の位置に、ＬＥＤ２が配置され、その出射光が回転ス
リット板１３のスリット部分を透過して、反対側のプリ
ント基板２２上に配置されている受光素子５に入射され
る。回転スリット板１３の磁気式パルスエンコーダ用磁
石１４と対向する位置のプリント基板２２の裏面には、
磁気検出センサ９が配置されている。なお、図中の１２
は受光素子５を接続するボンディング部であり、７はチ
ップ部品である。

【００１５】次に、第１の実施形態の組立て方法につい
て、図２及び図３を用いて説明する。まず、図２におい
て、中空軸６にベアリング４を指定された圧力でＢ方向
から挿入する。そして、図２の中空軸６とべアリング４
を、図３に示すようにエンコーダケース１にＡ方向から
挿入し、べアリング３を指定された圧力でＢ方向から挿
入する。次に、中空軸６にＡ方向からリング状の磁気式
パルスエンコーダ用磁石１４を嫌気性接着剤を用いて接
着し、さらにリング状のスペーサ１５をこの磁石１４の
上に搭載後、嫌気性接着剤を用いて接着し、さらに、ス
ペーサ１５に回転スリット板１３を接着する。最後に、
エンコーダケース１のアルミ切削面１７にプリント基板
２２上を紫外線硬化接着剤を用いて接着して取付け固定
する。

【００１６】次に、第２の実施形態について説明する。
図４は第２の実施形態を示す断面図である。この実施形
態が図１の第１の実施形態と異なる部分は、中空軸６の
左端面における磁石１４の取り付け構造である。他は第
１の実施形態と共通であるので、共通部分の説明は省略
し、異なる部分のみを説明する。図示されるように、磁
石１４として、切削可能な樹脂１６によりコーティング
したものを設ける。この樹脂１６によるコーティング部
を介して、中空軸６に磁石１４および回転スリット板１
３を接着により固定する。この場合はスペーサ１５が不
要になる。なお、磁石１４の樹脂１６によるコーティン
グは回転スリット板１３と接する面だけでも良い。

【００１７】次に、第２の実施形態の組立て方法につい
て、図５及び図６を用いて説明する。まず、図５は第１
の実施形態と同様の手順により組み込む。そして、図５
の中空軸６とベアリング４を、図６に示すようにエンコ
ーダケース１にＡ方向から挿入し、ベアリング３を指定
された圧力でＢ方向から挿入する。次に、中空軸６にＡ
方向から磁気式パルスエンコーダ用磁石１４に樹脂１６
をコーティングしたものを嫌気性接着剤を用いて接着す
る。最後に、エンコーダケース１のアルミ切削面１７に
プリント基板２２上を紫外線硬化接着剤を用いて接着し
て取付ける。

【００１８】次に、第３の実施形態について説明する。
図７は第３の実施形態を示す断面図である。この実施形
態が図１の第１の実施形態と異なる部分は、中空軸６の
左端面における磁石１４の取り付け構造である。他は第
１の実施形態と共通であるので、共通部分の説明は省略
し、異なる部分のみを説明する。図示されるように、中
空軸６の左端面に、磁石１４の厚さよりも深いリング状
の溝２０を形成し、この溝２０の中に磁気式パルスエン
コーダ用磁石１４を挿入して、接着固定する。さらに、
この溝２０を覆うように回転スリット板１３を中空軸６
の左端面に接着固定することで、磁石１４と回転スリッ
ト板１３との間に空間２３が形成される。この空間２３
に接する回転スリット板１３の内径寄りの位置に１個以
上の空気穴（図示せず）が形成されている。

【００１９】次に、第３の実施形態の組立て方法につい
て、図８及び図９を用いて説明する。まず、図８におい
て、中空軸６にベアリング４を指定された圧力でＢ方向
から挿入する。そして、図８の中空軸６とベアリング４
を、図９に示すようにエンコーダカバー１にＡ方向から
挿入し、ベアリング３を指定された圧力でＢ方向から挿
入する。

【００２０】次に、中空軸６の溝２０に例えば嫌気性接
着剤（図示せず）を充填し、Ａ方向からリング状の磁石
１４を挿入し、指定された圧力で磁石１４をＡ方向に押
付け、中空軸６と磁石１４とを接着させる。最後に、回
転スリット板１３を取付ける中空軸６の左端面２１の平
坦度を出した後、回転スリット板（図示せず）を中空軸
６に紫外線硬化接着剤を用いて接着し、プリント基板
（図示せず）をエンコーダケース１に取付ける。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁石
の取付位置を磁気センサに対して回転スリット板の裏面
側としたことで、回転スリット板の位置がより基板に近
くなりその分、従来必要であった受光素子を支持するス
ペーサが不要になり、その結果、回転スリット板と受光
素子の間隔を調整する必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を示す断面図である。

【図２】第１の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図３】第１の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図４】第２の実施形態を示す断面図である。

【図５】第２の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図６】第２の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図７】第３の実施形態を示す断面図である。

【図８】第３の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図９】第３の実施形態の組立て方法を示す説明図であ
る。

【図１０】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ エンコーダケース ２ ＬＥＤ ３，４ ベアリング ５ 受光素子 ６ 中空軸 ７ チップ部品 ９ 磁気検出センサ １２ ボンディング部 １３ 回転スリット板 １４ 磁気式パルスエンコーダ用磁石 １５ スペーサ １６ 樹脂 １７ アルミ切削面 ２０ 溝 ２１ 左端面 ２２ プリント基板 ２３ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 伸彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 柳瀬 孝雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F077 AA28 AA30 AA37 AA43 CC02 CC09 NN02 NN18 NN30 PP11 PP19 QQ02 QQ13 QQ15 QQ17 VV02 VV33 2F103 BA31 BA39 BA42 BA43 CA01 CA02 DA04 DA13 EA12 EB06 EB16 EB33 FA11 GA00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １回転に１パルス以上のパルスを出力し
   そのパルス数と回転方向を検出するための磁気式パルス
   エンコーダと、１回転以内の絶対角度を検出する一回転
   光学式アブソリュートエンコーダとを組合わせた多回転
   アブソリュートエンコーダであって、 回転軸に接続される中空軸に支持されるとともに、外周
   部分に複数種類のパターンからなるスリットを配設した
   回転スリット板と、 該回転スリット板の半径方向内側位置に支持された磁気
   式パルスエンコーダ用磁石と、 前記回転スリット板のスリット部を照射する位置に配設
   されたＬＥＤと、 該ＬＥＤの光軸上であって回転スリット板のスリット部
   に対してＬＥＤの反対位置に配置された複数の受光素子
   セルからなる受光素子と、 回転軸と直交する平面上に支持されるとともに、前記受
   光素子を支持固定する基板と、 該基板上であって前記磁気式パルスエンコーダ用磁石と
   対向する位置に配設された磁気検出センサと、 を備えた多回転アブソリュートエンコーダにおいて、 前記磁気式パルスエンコーダ用磁石を磁気検出センサに
   対して回転スリット板の裏面側に配置したことを特徴と
   する多回転アブソリュートエンコーダ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多回転アブソリユートエ
   ンコーダにおいて、 前記磁気式パルスエンコーダ用磁石と回転スリット板の
   間に非磁性材からなるスペーサを挿入したことを特徴と
   する多回転アブソリュートエンコーダ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の多回転アブソリユートエ
   ンコーダにおいて、 前記スペーサと中空軸を同一の非磁性金属により形成し
   たことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の多回転アブソリユートエ
   ンコーダにおいて、 前記磁気式パルスエンコーダ用磁石の外表面に樹脂をコ
   ーティングしたことを特徴とする多回転アブソリュート
   エンコーダ。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の多回転
   アブソリユートエンコーダにおいて、 前記磁気式パルスエンコーダ用磁石、スペーサまたはコ
   ーティング樹脂の表面に回転スリット板を接着により取
   り付けたことを特徴とする多回転アブソリユートエンコ
   ーダ
6. 【請求項６】 請求項１記載の多回転アブソリュートエ
   ンコーダにおいて、 前記中空軸の端面にリング状の溝を形成し、該溝内に前
   記磁気式パルスエンコーダ用磁石を配置するとともに、
   該溝の外径部および内径部に連なる中空軸の端面部分で
   前記回転スリット板を接着固定する構造としたことを特
   徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載された多回転アブソリュ
   ートエンコーダにおいて、 前記回転スリット板と磁気式パルスエンコーダ用磁石と
   の間に、所定の間隔を持たせたことを特徴とする多回転
   アブソリュートエンコーダ。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載された多回転ア
   ブソリュートエンコーダにおいて、 前記磁気式パルスエンコーダ用磁石に対向する回転スリ
   ット板の内側寄りの位置に１以上の空気穴を形成したこ
   とを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。