JP2001033276A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、部品の共有化を図りつつクリック
数の設計変更を容易ならしめて、製造コストの低減を図
るように構成させたロータリエンコーダを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明によるロータリエンコーダ１は、
ハウジング４内に回転自在に装着させたシャフト５と、
ハウジング４の内部空間Ｓ内に収容させると共に、シャ
フト５に固定させた回転部６と、回転部６の変位を検出
する検出部Ｐと、ハウジング４の内部空間Ｓ内に収容さ
せると共に、シャフト５に取付けられて外周に複数の歯
部１０ａをもったギア部材１０と、外方からギア部１０
と接触する押圧素子（例えばボール）１３と、押圧素子
１３をギア部１０に向けて付勢する弾性部材（例えばコ
イルバネ）１４とを備え、ハウジング４側には、径方向
に延在する異なる大きさの複数の押圧素子収容部１１，
１２が設けられ、押圧素子収容部１１内に押圧素子１３
及び弾性部材１４を装填させた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリック感をもた
せながら一定量毎の回転を可能にして、手動のパルス発
生器としての利用に供するロータリエンコーダに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術として、実
開平５−５０３１５号公報がある。この公報に記載され
たロータリエンコーダは、回転軸に固定した歯車状の刻
み部分と、筺体内に配置させたローラとの協働により、
クリック感を達成させている。クリック感をもったこの
ようなロータリエンコーダとしては、特開平５−３４１
７２号公報、実開平２−１１０８１７号公報などがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のロータリエンコーダには、次のような課題が存
在している。すなわち、これらロータリエンコーダは、
一種類のパルス数のものを予定した構造であり、当然
に、多種のパルス数に対応させるような技術的思想は示
されておらず、コスト低減のために部品の共有化を課題
にするものではない。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、部品の共有化を図りつつクリック
数の設計変更を容易ならしめて、製造コストの低減を図
るように構成させたロータリエンコーダを提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
ロータリエンコーダは、ハウジング内に回転自在に装着
させたシャフトと、ハウジングの内部空間内に収容させ
ると共に、シャフトに固定させた回転部と、回転部の変
位を検出する検出部と、ハウジングの内部空間内に収容
させると共に、シャフトに取付けられて外周に複数の歯
部をもったギア部材と、外方からギア部材と接触する押
圧素子と、押圧素子をギア部材に向けて付勢する弾性部
材とを備え、ハウジング側には、径方向に延在する異な
る大きさの複数の押圧素子収容部が設けられ、押圧素子
収容部内に押圧素子及び弾性部材を装填させたことを特
徴とする。

【０００６】このロータリエンコーダにおいて、ハウジ
ング側に設けられた押圧素子収容部が異なる大きさに予
め形成させてある。例えば、大小２個の押圧素子収容部
を形成させている場合、大きな方に合致させるような大
きめの押圧素子を押圧素子収容部内に装填させ、これに
係合するようなピッチ数の少ないギア部材をシャフトに
固定させると、低パルス数のクリック感を得ることがで
きる。これに対し、小さな方の押圧素子収容部を選択し
た場合は高パルス数のクリック感を得ることができる。
なお、三種類以上の押圧素子収容部を形成させる場合も
同様である。このように、エンコーダの外観形状を同じ
にして、パルス数の異なるものを製造しなければならな
い事態が予め想定されている場合には、その種類数に合
わせるように、異なる大きさの押圧素子収容部をハウジ
ング側に予め形成させておくことで、異なるクリック数
への対応が容易となる。このことは、製造コストの低減
を図る上で非常に有効な方策となり得る。

【０００７】請求項２に係る本発明のロータリエンコー
ダは、ハウジング内に回転自在に装着させたシャフト
と、ハウジングの内部空間内に収容させると共に、シャ
フトに固定させた回転部と、回転部の変位を検出する検
出部と、ハウジングの内部空間内に収容させると共に、
ハウジングに取付けられて内周に複数の歯部をもったギ
ア部材と、内方からギア部材と接触する押圧素子と、押
圧素子をギア部材に向けて付勢する弾性部材とを備え、
シャフト側には、径方向に延在する異なる大きさの複数
の押圧素子収容部が設けられ、押圧素子収容部内に押圧
素子及び弾性部材を装填させたことを特徴とする。

【０００８】このロータリエンコーダにおいて、シャフ
ト側に設けられた押圧素子収容部が異なる大きさに予め
形成させてある。例えば、大小２個の押圧素子収容部を
形成させている場合、大きな方に合致させるような大き
めの押圧素子を押圧素子収容部内に装填させ、これに係
合するようなピッチ数の少ないギア部材をハウジングに
固定させると、低パルス数のクリック感を得ることがで
きる。これに対し、小さな方の押圧素子収容部を選択し
た場合は高パルス数のクリック感を得ることができる。
なお、三種類以上の押圧素子収容部を形成させる場合も
同様である。このように、エンコーダの外観形状を同じ
にして、パルス数の異なるものを製造しなければならな
い事態が予め想定されている場合には、その種類数に合
わせるように、異なる大きさの押圧素子収容部をシャフ
ト側に予め形成させておくことで、異なるクリック数へ
の対応が容易となる。このことは、製造コストの低減を
図る上で非常に有効な方策となり得る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるロ
ータリエンコーダの好適な実施形態について詳細に説明
する。

【００１０】図１及び図２に示すように、ロータリエン
コーダ１は、上蓋をなす回路基板２とボディ３とからな
るハウジング４を有している。このハウジング４には、
回転軸線をもつシャフト５が装着され、このシャフト５
の一端は、ハウジング４の内部空間Ｓ内に差込まれ、そ
の他端は外部に露出させてツマミの軸部を形成する。

【００１１】内部空間Ｓにおいて、シャフト５には、透
明な樹脂板で形成させた回転部６が圧入固定されてい
る。この回転部６において、回路基板２側に位置する表
側には、シャフト５から放射状に延びる複数のレンズ面
６ａが形成され、裏側には、傾斜した反射面をもったプ
リズム部６ｂが設けられている。また、回路基板２の裏
面には、プリズム部６ｂに向けて光を照射する発光素子
７と、この発光部７を挟むようにして配置させた受光素
子８，９とからなる検出部Ｐが設けられている。

【００１２】そこで、シャフト５によって回転部６を所
定方向に回転させると、発光素子７からの光は、プリズ
ム部６ｂで反射した後に各受光素子８，９で受光され
る。このときの光は、レンズ面６ａによって強弱のある
パルス光として受光され、この受光に基づいて、回転部
６の回転量が得られ、受光素子８と受光素子９とで起こ
る受光の位相差によって回転部６の回転方向が検出され
る。

【００１３】また、ロータリエンコーダ１にクリック感
をもたせる方策として、回転部６に並設させるようにし
て環状のギア部材１０を設け、このギア部材１０には、
外周に複数の歯部１０ａが等ピッチで形成され、シャフ
ト５に圧入固定されている。各歯部１０ａの間には谷部
１０ｂが形成され、谷部１０ｂの数によってパルス数す
なわちクリック数が決定される。この場合、２５パルス
であり、比較的高いパルス数といえる。なお、このギア
部材１０は、シャフト５に圧入させる部品として存在す
る。

【００１４】これに対して、ハウジング４のボディ３に
は、ギア部材１０の径方向に延在する複数の押圧素子収
容部１１，１２が設けられ、各押圧素子収容部１１，１
２は、内方側を開放させた溝部としてボディ３に一体に
作り込まれている。押圧素子収容部１１，１２のそれぞ
れは異なる大きさを有し、具体的には、大小異なる２種
類の幅の溝部として、対向させた状態で形成させてい
る。この幅は、ギア部材１０の谷部１０ｂに適切に嵌ま
り込む転動体の一例としてのボール１３の径に依存して
決定されるものである。

【００１５】このように、２種類の押圧素子収容部１
１，１２をボディ３に予め作り込みしておくのは、ハウ
ジング４の外観形状を同一にして、パルス数の異なるロ
ータリエンコーダ１を製造しなければならない事態が予
め想定されているからであり、この場合、２種類のロー
タリエンコーダ１の製造を予定する。

【００１６】そこで、比較的ピッチ間隔の狭い歯部１０
ａをもった高パルス数（例えば２５パルス）のギア部材
１０を、シャフト５に圧入固定させた場合、小さい方の
押圧素子収容部１１が選択され、この押圧素子収容部１
１内には、比較的小さなボール（押圧素子）１３及び螺
旋状の圧縮バネ（弾性部材）１４が収容され、圧縮バネ
１４によってボール１３をギア部材１０に向け付勢させ
ている。

【００１７】また、押圧素子収容部１１は、圧縮バネ１
４及びボール１３の装填を考慮して、上方が開放された
溝部であるから、圧縮バネ１４及びボール１３を収容し
た状態で、押え板１５によって蓋がなされ、この押え板
１５は、ボディ３に形成したリブ部３ａに当接させてネ
ジ止めしている。従って、押え板１５によって、圧縮バ
ネ１４及びボール１３の飛び出しが適切に防止されると
共に、バネ１４及びボール１３の組み込みを容易にす
る。なお、大きい側の押圧素子収容部１２は、当然に空
の状態である。このように構成すると、シャフト５を１
回転させる間に２５度のクリック感を達成させることが
できる。

【００１８】次に、大きい側の押圧素子収容部１２を利
用する場合について説明する。図３及び図４に示すよう
に、比較的ピッチ間隔の広い歯部１０Ａａをもった低パ
ルス数（例えば１３パルス）のギア部材１０Ａを、シャ
フト５に圧入固定させた場合、共有化したボディ３にお
いて、大きい方の押圧素子収容部１２が選択され、この
押圧素子収容部１２内には、比較的大きなボール（押圧
素子）１３Ａ及び螺旋状の圧縮バネ（弾性部材）１４Ａ
が収容され、圧縮バネ１４Ａによってボール１３Ａをギ
ア部材１０Ａに向け付勢させている。

【００１９】また、押圧素子収容部１２は、上方が開放
された溝部であるから、圧縮バネ１４Ａ及びボール１３
Ａを収容した状態で、押え板１６によって蓋がなされ、
この押え板１６は、ボディ３に形成したリブ部３ｂにネ
ジ止めされている。従って、押え板１６によって、圧縮
バネ１４Ａ及びボール１３Ａの飛び出しが適切に防止さ
れると共に、バネ１４Ａ及びボール１３Ａの組み込みを
容易にする。なお、小さい側の押圧素子収容部１１は、
当然に空の状態である。このように構成することで、シ
ャフト５を１回転させる間に１３度のクリック感を達成
させることができる。

【００２０】次に、他の実施形態であるロータリエンコ
ーダ２０について説明する。なお、前述した実施形態と
同一又は同等な構成部分には同一の符号を付し、その説
明は省略する。特に、回転部６及び検出部Ｐの構成は共
通するので、説明は省略する。

【００２１】図５及び図６に示すように、ロータリエン
コーダ２０は、上蓋をなす回路基板２２とボディ２３と
からなるハウジング２４を有している。このハウジング
２４には、回転軸線をもつシャフト２５が装着され、こ
のシャフト２５の一端は、ハウジング２４の内部空間Ｓ
１内に差込まれ、その他端は外部に露出させてツマミの
軸部を形成する。

【００２２】ロータリエンコーダ２０にクリック感をも
たせる方策として、ボディ２３に環状のギア部材３０を
設け、このギア部材３０は、ボディ２３の内部に形成し
た環状のリブ部２３ａの内壁面に沿うようにして、ボデ
ィ２３に取り付けられている。このギア部材３０には、
内周に複数の歯部３０ａが等ピッチで形成され、ボディ
２３に圧入固定されている。各歯部３０ａの間には谷部
３０ｂが形成されて、谷部３０ｂの数によってパルス数
すなわちクリック数が決定される。この場合、２５パル
スであり、比較的高いパルス数といえる。なお、このギ
ア部材３０は、ボディ２３に圧入させる部品として存在
する。

【００２３】これに対して、シャフト５側に押圧素子収
容部３１，３２を設けている。各押圧素子収容部３１，
３２は、シャフト２５に圧入固定させたリング部２６内
に作り込まれており、対向した状態でギア部材３０の径
方向に延在させている。各押圧素子収容部３１，３２
は、リング部２６とシャフト２５に跨がって形成され、
リング部２６では外方側を開放させた溝部として形成さ
れ、シャフト２５では穴として形成されている。押圧素
子収容部３１，３２のそれぞれは異なる大きさを有し、
具体的に、大小異なる２種類の幅の溝部として、対向さ
せた状態で形成させている。この幅は、ギア部材３０の
谷部３０ｂに適切に嵌まり込む転動体の一例としてのボ
ール３３の径に依存して決定されるものである。

【００２４】そこで、比較的ピッチ間隔の狭い歯部３０
ａをもった高パルス数（例えば２５パルス）のギア部材
３０を、ボディ２３に固定させた場合、小さい方の押圧
素子収容部３１が選択され、この押圧素子収容部３１内
には、比較的小さなボール（押圧素子）３３及び螺旋状
の圧縮バネ（弾性部材）３４が収容され、圧縮バネ３４
によってボール３３をギア部材３０に向け付勢させてい
る。

【００２５】また、押圧素子収容部３１は、圧縮バネ３
４及びボール３３の装填を考慮して、下方が開放された
溝部をもつから、圧縮バネ３４及びボール３３を収容し
た状態で、リング状の押え板３５によって蓋がなされ、
この押え板３５は、リング部２６の下面に当接させネジ
止めしている。従って、押え板３５によって、圧縮バネ
３４及びボール３３の飛び出しが適切に防止されると共
に、バネ３４及びボール３３の組み込みを容易にする。
なお、大きい側の押圧素子収容部３２は、当然に空の状
態である。このように構成すると、シャフト２５を１回
転させる間に２５度のクリック感を達成させることがで
きる。

【００２６】次に、大きい側の押圧素子収容部３２を利
用する場合について説明する。図７及び図８に示すよう
に、比較的ピッチ間隔の広い歯部３０Ａａをもった低パ
ルス数（例えば１３パルス）のギア部材３０Ａを、ボデ
ィ２３に固定させた場合、大きい方の押圧素子収容部３
２が選択され、この押圧素子収容部３２内には、比較的
大きなボール（押圧素子）３３Ａ及び螺旋状の圧縮バネ
（弾性部材）３４Ａが収容され、圧縮バネ３４Ａによっ
てボール３３Ａをギア部材３０に向け付勢させている。

【００２７】また、押圧素子収容部３２は、下方が開放
された溝部をもつから、圧縮バネ３４Ａ及びボール３３
Ａを収容した状態で、押え板３５によって蓋がなされ、
この押え板３５は、リング部２６の下面にネジ止めされ
ている。従って、押え板１６によって、圧縮バネ３４Ａ
及びボール３３Ａの飛び出しが適切に防止されると共
に、バネ３４Ａ及びボール３３Ａの組み込みを容易にす
る。なお、小さい側の押圧素子収容部３１は、当然に空
の状態である。このように構成すると、シャフト２５を
１回転させる間に１３度のクリック感を達成させること
ができる。

【００２８】本発明のロータリエンコーダは、前述した
種々の実施形態に限定されない。例えば、ロータリエン
コーダ１，２０は、前述したように回転部が光学式に対
応するものに限らず、機械式や磁気式のものであっても
よい。また、弾性部材として、前述した螺旋バネに限定
されず、板バネ、竹の子バネやゴム等であってもよい。
また、押圧素子として、転動体の一例であるボールに限
定されず円柱体などの転がり面をもったものであっても
よい。なお、押圧素子としては砲弾形状のものなどがあ
る。

【００２９】そして、押圧素子収容部の個数は、２個に
限定されるものではなく、３個数以上であっても、放射
状に配列させると実現可能であり、その個数は、汎用性
を考慮して適宜に選択されるのであり、当然に、多けれ
ば多いほど利便性が高いことは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によるロータリエンコーダは、以
上のように構成されているため、次のような効果を得
る。すなわち、ハウジング内に回転自在に装着させたシ
ャフトと、ハウジングの内部空間内に収容させると共
に、シャフトに固定させた回転部と、回転部の変位を検
出する検出部と、ハウジングの内部空間内に収容させる
と共に、シャフトに取付けられて外周に複数の歯部をも
ったギア部材と、外方からギア部と接触する押圧素子
と、押圧素子をギア部に向けて付勢する弾性部材とを備
え、ハウジング側には、径方向に延在する異なる大きさ
の複数の押圧素子収容部が設けられ、押圧素子収容部内
に押圧素子及び弾性部材を装填させたことにより、部品
の共有化を図りつつクリック数の設計変更を容易ならし
めて、製造コストの低減を図ることができる。

【００３１】同様に、シャフト側において、径方向に延
在する異なる大きさの複数の押圧素子収容部が設けら
れ、押圧素子収容部内に押圧素子及び弾性部材を装填さ
せたことにより、部品の共有化を図りつつクリック数の
設計変更を容易ならしめて、製造コストの低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリエンコーダの第１の実施
形態を示す縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】本発明に係るロータリエンコーダの第２の実施
形態を示す縦断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】本発明に係るロータリエンコーダの第３の実施
形態を示す縦断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図７】本発明に係るロータリエンコーダの第４の実施
形態を示す縦断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１，２０…ロータリエンコーダ、４，２４…ハウジン
グ、５，２４…シャフト、６…回転部、１０，１０Ａ，
３０，３０Ａ…ギア部材、１０ａ，１０Ａａ，３０ａ，
３０Ａａ…歯部、１１，１２，３１，３２…押圧素子収
容部、１３，１３Ａ，３３，３３Ａ…ボール（押圧素
子）、１４，１４Ａ，３４，３４Ａ…コイルバネ（弾性
部材）、Ｓ，Ｓ１…内部空間、Ｐ…検出部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に回転自在に装着させたシ
   ャフトと、 前記ハウジングの内部空間内に収容させると共に、前記
   シャフトに固定させた回転部と、 前記回転部の変位を検出する検出部と、 前記ハウジングの内部空間内に収容させると共に、前記
   シャフトに取付けられて外周に複数の歯部をもったギア
   部材と、 外方から前記ギア部材と接触する押圧素子と、 前記押圧素子を前記ギア部材に向けて付勢する弾性部材
   とを備え、 前記ハウジング側には、径方向に延在する異なる大きさ
   の複数の押圧素子収容部が設けられ、前記押圧素子収容
   部内に前記押圧素子及び前記弾性部材を装填させたこと
   を特徴とするロータリエンコーダ。
2. 【請求項２】 ハウジング内に回転自在に装着させたシ
   ャフトと、 前記ハウジングの内部空間内に収容させると共に、前記
   シャフトに固定させた回転部と、 前記回転部の変位を検出する検出部と、 前記ハウジングの内部空間内に収容させると共に、前記
   ハウジングに取付けられて内周に複数の歯部をもったギ
   ア部材と、 内方から前記ギア部材と接触する押圧素子と、 前記押圧素子を前記ギア部材に向けて付勢する弾性部材
   とを備え、 前記シャフト側には、径方向に延在する異なる大きさの
   複数の押圧素子収容部が設けられ、前記押圧素子収容部
   内に前記押圧素子及び前記弾性部材を装填させたことを
   特徴とするロータリエンコーダ。