JP2003214901A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビット数が増えても、小型化が可能で、しか
も低コストで高分解能が得やすいアブソリュートタイプ
のロータリエンコーダを提供する。 【構成】 ５ビットからなるコードを得るロータリエン
コーダの上位２ビットに対応するコード板２２上のコー
ドパターン３４を共通とし、このコードパターン３４に
第４の摺動子４４と第５の摺動子４５とを位相差に対応
した角度ずれをもって摺接させることによりコードを構
成する上位２ビットの信号を得るようにした。また、最
外周のコードパターン３１を最下位ビットの信号を得る
ものとするとともに、コード板２２に第４の突出部２２
ｉを設け、摺動子４１〜４７を保持する摺動子保持体２
３に第４の突出部２２ｉを回転自在に軸支する円形孔２
３ａを設けて、コード板２２と摺動子保持体２３とが精
度よく位置決めされる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリエンコー
ダに係わり、特に、コード板の回転位置情報をグレイコ
ードなどのコードで得るアブソリュートタイプのロータ
リエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリエンコーダには、絶対位置を得
るアブソリュートタイプのものと相対的な回転角度等を
得るインクリメンタルタイプとに大別される。そして、
前者のアブソリュートタイプのロータリエンコーダに
は、例えば４ビットであれば、コードが００００、００
０１、００１０・・・というように変化するバイナリー
コードの他に、グレイコードを出力するものがある。こ
のグレイコードは隣あうコードにおいて変化するビット
の数が必ず１つとなるように定められている。

【０００３】アブソリュートタイプのロータリエンコー
ダの一例として、コード板とこのコード板上を摺動・回
転する摺動子とを備えた接触式のエンコーダがある。こ
のエンコーダのコード板には、ビット数と同数のコード
パターンとコモンパターンとが印刷などにより同心円状
に形成されている。

【０００４】図７はこの種のエンコーダを分かりやすく
説明するためにコード板を直線的に引き伸ばして示した
４ビットのエンコーダの説明図、図８は図７に示すエン
コーダの出力信号を得るための回路図である。

【０００５】図７において、１は絶縁材料からなるコー
ド板、２，３，４，５はそれぞれ１ビット目（最下位ビ
ット），２ビット目，３ビット目，４ビット目（最上位
ビット）のコードパターン、６はコモンパターンであ
り、コードパターン２は交互に配置された導電部２ａと
絶縁部２ｂとからなり、コードパターン３，４，５に
も、それぞれ導電部３ａ，４ａ，５ａと絶縁部３ｂ，４
ｂ，５ｂとが備えられており、コモンパターン６は導電
部のみから成っている。これらコードパターン２ないし
５の導電部２ａ，３ａ，４ａ，５ａおよびコモンパター
ン６は例えば、銀やカーボン等からなる導電性インクを
コード板１上に印刷して形成されており、このようにコ
ード板１に導電部を印刷することにより、各コードパタ
ーン２〜５およびコモンパターン６を形成している。す
なわち、絶縁部２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂについてはコー
ド板１の表面を利用している。なお、各導電部２ａ，３
ａ，４ａ，５ａおよびコモンパターン６は互いに電気的
に導通している。

【０００６】７ないし１０は互いに電気的に独立して形
成されており、それぞれコードパターン２，３，４，５
上を相対的に摺動移動する導電性材料からなる摺動子、
１１はコモンパターン６上を相対的に摺動移動する導電
性材料からなる摺動子であって、これら摺動子は、図示
しないエンコーダのハウジング外部に信号を取り出すた
めの端子（図示なし）とそれぞれ導通している。

【０００７】なお、実際のコード板１は回転可能な円形
をしており、前記コードパターン２〜５およびコモンパ
ターン６はこのコード板１に同心円状に形成されてい
る。そして、各摺動子７〜１１は前記ハウジングに固定
されており、固定された摺動子７〜１１に対してコード
板１が回転するように構成されている。

【０００８】図７の上部に付与した０から１５までの数
字は、説明上付けたものであり、各摺動子７〜１１がコ
ード板１上のその位置で接しているときに摺動子７〜１
０より得られる信号のグレイコードを１０進数で表した
ものである。すなわち、摺動子がコードパターンの導電
部と接している状態を１、絶縁部と接している状態を０
で表すと、各摺動子７〜１１が、図７の左端に相当する
コード板１の部分（矢印Ａで示す部分）に位置している
と、００００というパターンが得られ、このパターンを
グレイコードとして１０進数で表すと０となる。同様
に、００１０というパターンはグレイコードの１０進数
表示で３となり、このとき摺動子７〜１１は矢印Ｂで示
す所に位置している。このように、コード板１上の摺動
子７〜１１の位置とコード（パターン）とは１対１で対
応しており、得られるコード（パターン）によりコード
板１あるいはこのコード板１に取り付けられた図示しな
い回転軸の回転角度を絶対値で検出することができる。

【０００９】次に、コードを検出する方法について説明
する。

【００１０】図７に示す各コードパターンおよび各摺動
子は、摺動子がコードパターンの導電部と接していると
きにオン、絶縁部と接しているときにオフとなるスイッ
チとしてとらえることができるため、図８では、これら
をスイッチのシンボルで表すとともに、図７に示したも
のと同一符号を付した。

【００１１】図８に示すように、コードパターン２〜５
の各導電部２ａ，３ａ，４ａ，５ａはコモンパターン６
および摺動子１１と電気的に導通しており、これらは接
地されている。１ビット目のコードパターン２上を相対
的に移動する摺動子７はプルアップ抵抗１２を介して例
えば５Ｖの電源Ｖｃｃに接続されている。同様に、摺動
子８，９，１０はそれぞれプルアップ抵抗１３，１４，
１５を介して電源Ｖｃｃに接続されている。そして、各
摺動子７〜１０と各プルアップ抵抗１２〜１５との各接
続点ａ点，ｂ点，ｃ点，ｄ点はマイクロプロセッサ（Ｍ
ＰＵ）１６の入力ポート１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６
ｄに接続されている。

【００１２】このように構成された検出回路において、
ａ点の電圧は、摺動子７が導電部２ａに接している領域
では０Ｖ、絶縁部２ｂと接する領域では５Ｖとなり、前
述した状態０，１を電圧レベルのＨ（ハイ），Ｌ（ロ
ウ）として得ることができる。同様に、ｂ点，ｃ点，ｄ
点の電圧も摺動子８〜１０のコードパターン３〜５上の
位置に応じて、Ｈ（５Ｖ）またはＬ（０Ｖ）となる。そ
して、これらａ点からｄ点の電圧がマイクロプロセッサ
１６の入力ポート１６ａ〜１６ｄに供給され、マイクロ
プロセッサ１６が電圧レベルのパターンによりコードを
検出し、コード板１等の絶対位置（角度）を求めてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来のロータリエンコーダにおいては、ビットの数だけコ
ードパターンが必要となるほか、これらコードパターン
と導通し、摺動子１１を介して外部に導かれるコモンパ
ターンも必要となる。したがって、エンコーダの分解能
が高くなり、ビット数が増えると、その分コードパター
ンも増え、ロータリエンコーダの外形が大きくなるとい
う問題があった。

【００１４】また、エンコーダの分解能が高くなると、
１コードあたりの角度が小さくなる、換言すれば、最も
頻繁にビット信号が変化するビットに対応するコードパ
ターンの導電部と絶縁部のピッチ角度が小さくなり、こ
のコードパターンの形成精度が要求され、エンコーダの
コストが高くなるという課題もあった。

【００１５】本発明の目的は、前述した従来技術の実情
に鑑み、ビット数が増えても、小型化が可能で、しかも
低コストで高分解能が得やすいアブソリュートタイプの
ロータリエンコーダを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的を
達成するために、第１の解決手段として、複数の摺動子
と、これら摺動子に摺接し、交互に配置される導電部と
絶縁部とからなる複数のコードパターンが同心円状に形
成された回転可能なコード板とを備え、前記コード板の
回転により位相差をともなってビット信号が変化する少
なくとも２つのビットを含む複数ビットからなるグレイ
コードを得るアブソリュートタイプのロータリエンコー
ダにおいて、前記上位の２つのビットに対応する前記コ
ードパターンを共通とし、この共通のコードパターンに
少なくとも２本の前記摺動子を前記コード板の回転方向
にずらして摺接させ、また該共通のコードハ゜ターン上を相
対的に摺動する前記２本の摺動子の配置角度は、この２
本の前記摺動子が摺動する前記導電部と前記絶縁部のう
ち、何れの前記摺動子に対しても連続して摺動する方の
前記導電部あるいは前記絶縁部の形成角度の半分とし
た。

【００１７】また、第２の解決手段として、前記コード
板に形成された前記複数のコードパターンの最外周のコ
ードパターンを前記コード板の回転によって最も頻繁に
ビット信号が変化するビットに対応するものとした。

【００１８】さらに、第３の解決手段として、前記少な
くとも２本の摺動子を同一の摺動子保持体に保持させ、
この摺動子保持体と前記コード板とのいずれか一方に突
起を設け、いずれか他方にこの突起を回転自在に軸支す
る孔または凹部を設ける構成とした。

【００１９】

【作用】前記第１の解決手段においては、上位の２つの
ビットに対応する前記コードパターンを共通とし、この
共通のコードパターンに少なくとも２本の前記摺動子を
前記コード板の回転方向にずらして摺接させ、また該共
通のコードハ゜ターン上を相対的に摺動する前記２本の摺動
子の配置角度は、この２つの摺動子に摺動する前記導電
部と前記絶縁部のうち、いずれの摺動子に対しても連続
して摺動する方の前記導電部あるいは前記絶縁部の形成
角度の半分としているので、グレーコードにおいて、上
位の２つのビットに対応する摺動子が共通のコードパタ
ーン上を相対的に摺動することになり、１つのコードパ
ターンでグレーコードの上位２ビット分の信号を得るこ
とができ、少なくとも１ビット分のコードパターンを減
らすことができるため、その分エンコーダの小型化が可
能となる。

【００２０】また、コード板に設けられた最外周のコー
ドパターンをコード板の回転によって最も頻繁にビット
信号が変化するビットに対応するものとした第２の解決
手段では、コード板の回転中心から最も頻繁に信号が変
化する最下位ビットなどのビットのコードパターンまで
の距離、すなわち、最も多くの導電部と絶縁部とを備え
たコードパターンの半径が大きくなり、この半径に比例
して同一角度に相当するコードパターン上の導電部や絶
縁部の周方向における長さも長くなる。そのため、コー
ドパターンの形成ずれや形成のばらつき等により、摺動
子が相対的に摺動する導電部あるいは絶縁部の長さに多
少ばらつきが発生しても、そのばらつきをコード板の回
転角度に換算した場合の影響は、内周に最も頻繁に信号
が変化するビットのコードパターンを設けた場合に比べ
て小さなものとなる。したがって、エンコーダの分解能
が高くなって１コードあたりの角度が小さくなっても、
最も頻繁に信号が変化するビットのコードパターンの形
成精度は、このコードパターンを内周に形成する場合に
比べて要求されず、また、最外周のコードパターン上の
導電部や絶縁部の周方向長さもコードパターンの半径に
比例してある程度得られることから、このコードパター
ンの形成は容易となり、よって、エンコーダのコストを
抑えることができる。

【００２１】さらに、共通のコードパターン上を相対的
に摺動する少なくとも２本の摺動子が保持される摺動子
保持体とコード板とのいずれか一方に突起、いずれか他
方にこの突起を回転自在に軸支する孔または凹部を設け
た第３の解決手段では、突起と孔または凹部とが軸と軸
受けとして機能し、摺動子保持体とコード板とが精度よ
く位置決めできる。したがって、共通のコードパターン
とこのコードパターン上を相対的に摺動する少なくとも
２本の摺動子との位置精度もよく、よって、コード板を
回転させたときに位相差をともなってビット信号が変化
する少なくとも２つのビットのビット信号の位相差をよ
り正確なものとすることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図に基
づいて説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施例に係わる５ビット
のロータリエンコーダの断面図、図２は図１に示すロー
タリエンコーダに備えられるコード板の正面図、図３は
図１に示すロータリエンコーダの摺動子保持体の正面
図、図４は図３に示す摺動子保持体の右側面図、図５は
コード板上に各摺動子の摺動軌跡を示した説明図、図６
は回転軸の回転位置と出力コードとを一覧に表した説明
図である。

【００２４】図１において、２０はポリカーボネート等
の絶縁樹脂からなる回転軸、２１はこの回転軸２０が挿
通される亜鉛ダイキャスト製の軸受け、２２は片面に後
述するコードパターンが形成され、前記回転軸２０にス
プライン結合されるコード板、２３はこのコード板２２
に摺接する摺動子が備えられた摺動子保持体、２４は内
部にスイッチ体２５が収納されたＰＢＴ（ポリブチレン
テレフタレート）等の絶縁樹脂からなる背面ケースであ
って、これらの部材によりロータリエンコーダが概略構
成されており、また、これら各部材は図示しない金属製
の取付板により軸受け２１と背面ケース２４とが挟持さ
れて一体化されている。

【００２５】回転軸２０は、円柱状の一部を切り落とし
た平坦部２０ａを有する断面Ｄ字状の先端部２０ｂと、
平坦部を有しない断面円形をした円柱状の中央部２０ｃ
と、この中央部２０ｃより若干径の大きいストッパ部２
０ｄと、このストッパ部２０ｄと段差２０ｅをもって形
成された断面小判状の係合部２０ｆと、この係合部２０
ｆと連なる断面ほぼ円形をしたスイッチ押圧部２０ｇと
からなり、ロータリエンコーダの外部から内部に向けて
この順に一体に形成されている。

【００２６】軸受け２１は、略直方体をした基部２１ａ
の一面（壁２１ｂ）より円筒部２１ｃが突出した概略形
状をしており、この円筒部２１ｃの外周には、ロータリ
エンコーダを図示しない筐体に取り付けるためのねじ切
り２１ｄが形成されており、前記円筒部２１ｃの先端
は、内径が他の部分よりやや小さな小径部２１ｅとなっ
ている。そして、この小径部２１ｅに基部２１ａ側より
挿入された前記回転軸２０のストッパ部２０ｄが当接
し、回転軸２０が図１の右方向に抜けないようになって
いる。また、基部２１ａの内部は、円筒部２１ｃが形成
されていない側を開放し、円筒部２１ｃの内部と通じる
空所となっており、この空所はコード板２２を収納する
収納部２１ｆを形成している。なお、この軸受け２１が
亜鉛ダイキャストで形成されているのは、前述したよう
に、筐体に図示しないねじで締め付けられるため、ある
程度の強度をもたせる必要があることによる。

【００２７】コード板２２は、図１，図２に示すよう
に、平面円形をした板部２２ａと、この板部２２ａの中
央部より板部２２ａの両面に突出し、内部に前記回転軸
２０のスイッチ押圧部２０ｇを挿通可能な貫通孔２２ｂ
が形成された突出部２２ｃにより概略構成されている。
板部２２ａの裏面（コードパターンが形成されていない
面）に突出する突出部２２ｃは、外径が前記軸受け２１
の円筒部２１ｃの内径よりも大きな第１の突出部２２ｄ
と、この第１の突出部２２ｄと段部２２ｅをもって形成
され、円筒部２１ｃの内径よりもわずかに小さな外径の
第２の突出部２２ｆとからなっている。板部２２ａの表
面（コードパターンが形成されている面）に突出する突
出部２２ｃは、前記第２の突出部２２ｆの外径よりも小
さな外径の第３の突出部２２ｇと、この第３の突出部２
２ｇと段部２２ｈをもって形成され、第３の突出部２２
ｇの外径よりさらに小さな外径の第４の突出部２２ｉと
からなっている。そして、これら第１から第４の突出部
２２ｄ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｉの外形形状はそれぞれ
径の異なる円柱状をなしており、図１における右側より
第２の突出部２２ｆ、第１の突出部２２ｄ、板部２２
ａ、第３の突出部２２ｇ、第４の突出部２２ｉの順に一
体に形成されており、これらの内部には、前述した貫通
孔２２ｂが形成されている。第４の突出部２２ｉに形成
された貫通孔２２ｂは、前記回転軸２０のスイッチ押圧
部２０ｇの外径よりもわずかに大きな内径の断面円形を
しており、第３の突出部２２ｇと板部２２ａに形成され
た貫通孔２２ｂも断面円形をした孔２２ｊであるが、そ
の内径は第４の突出部２２ｉに形成された貫通孔２２ｂ
の内径よりも幾分大きくなっている。第２の突出部２２
ｆに形成された貫通孔２２ｂは、前記係合部２０ｆより
わずかに大きな断面小判状をした被係合部２２ｋをなし
ており、回転軸２０の係合部２０ｆと係合して、回転軸
２０とともに回転可能となっている。第１の突出部２２
ｄに位置する貫通孔２２ｂには、前記孔２２ｊと被係合
部２２ｋをつなぐべく、図１に示すようなテーパ面２２
ｌが形成されている。また、板部２２ａの裏面には、環
状突起２２ｍが第１の突出部２２ｄと同じ高さで設けら
れている。

【００２８】このコード板２２は、所望のコードが得ら
れるように金型により抜き加工を行った一枚の銀メッキ
をしたりん青銅の板にＰＢＴ樹脂によりインサート成形
を行って前述したような形状に形成されたものであり、
コードパターンが形成されているコード面２２ｎは、図
２に示すように、りん青銅からなり導通する導電部２２
ｐとＰＢＴ樹脂による絶縁部２２ｑとからなっており、
これら導電部２２ｐと絶縁部２２ｑとは、ほぼフラット
に形成されている。また、このコード面２２ｎの周囲に
は、後述するクリック突起が係脱してクリック感触を出
すための波状のクリック凹凸部２２ｒが全周にわたって
円環状に設けられている。なお、前記りん青銅板すなわ
ち導電部２２ｐの外周部と内周部は、板部２２ａとクリ
ック凹凸部２２ｒおよび板部２２ａと第３の突出部２２
ｇとにそれぞれ挟持され、導電部２２ｐがコード面２２
ｎより浮かないようになっている。

【００２９】コード板２２のコード面２２ｎに形成され
るコードパターンは、図２に示すように、外周側から１
ビット目（最下位ビット）の第１のコードパターン３
１、３ビット目の第３のコードパターン３３、上位２ビ
ットすなわち４ビット目と５ビット目に共通の第４のコ
ードパターン３４、２ビット目の第２のコードパターン
３２の４つのコードパターンからなり、第２のコードパ
ターン３２のさらに内周には、コモンパターン３５が形
成されている。そして、これらのコードパターン３１〜
３４およびコモンパターン３５は同心円状に形成されて
いる。第１のコードパターン３１は交互に配置された導
電部３１ａと絶縁部３１ｂとからなり、同様に、第２，
第３，第４のコードパターン３２，３３，３４にも導電
部３２ａ，３３ａ，３４ａと絶縁部３２ｂ，３３ｂ，３
４ｂとが備えられており、コモンパターン３５は導電部
のみからなっている。これらの導電部３１ａ，３２ａ，
３３ａ，３４ａおよびコモンパターン３５は前述したよ
うに互いにつながり、電気的に導通する一枚のりん青銅
板からなり、前記導電部２２ｐを構成している。また、
絶縁部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂによりＰＢＴ樹
脂製の前記絶縁部２２ｑが構成されている。

【００３０】摺動子保持体２３は、図３および図４に示
すように、その外形が軸受け２１の基部２１ａと同様の
略矩形状をした板状部材である。この摺動子保持体２３
の中央部には、内径がコード板２２の第４の突出部２２
ｉの外径よりわずかに大きくかつ、第３の突出部２２ｇ
の外径よりも小さな円形孔２３ａが形成されており、こ
の円形孔２３ａの両脇には、略矩形状をした貫通する矩
形孔２３ｂ，２３ｃが設けられ、さらに、後述する端子
が導出される辺と反対側の辺には、切り欠き２３ｄが形
成されている。また、エンコーダを組み立てたとき、軸
受け２１と当接する摺動子保持体２３の面２３ｅより幾
分凹んだ円形状の凹部２３ｆが摺動子保持体２３に形成
されており、この凹部２３ｆは円形孔２３ａと同じ中心
を有し、コード板２２の板部２２ａより若干大きな径を
なして、板部２２ａとの接触を防止している。

【００３１】この摺動子保持体２３には、コードパター
ン３１，３２，３３とそれぞれ摺接する第１の摺動子４
１，第２の摺動子４２，第３の摺動子４３と、第４のコ
ードパターン３４と摺接する第４の摺動子４４，第５の
摺動子４５と、コモンパターン３５と摺接する第６の摺
動子４６，第７の摺動子４７とが保持されている。そし
て、第１から第５の摺動子４１〜４５は、摺動子保持体
２３の内部で互いに電気的に独立した端子５１〜５５に
それぞれ接続されており、第６の摺動子４６と第７の摺
動子４７は、摺動子保持体２３内部でつながって端子５
６に接続されている。また、クリックばね２３ｇも摺動
子保持体２３に保持されており、このクリックばね２３
ｇの中央部には、コード板２２のクリック凹凸部２２ｒ
と係脱するクリック突起２３ｈが形成されている。な
お、第１の摺動子４１，第４の摺動子４４および第６の
摺動子４６は矩形孔２３ｂ内に、第２の摺動子４２，第
３の摺動子４３および第７の摺動子４７は矩形孔２３ｃ
内に設けられており、第５の摺動子４５とクリックばね
２３ｇは切り欠き２３ｄ内に位置している。このよう
に、円形孔２３ａを中心として対称な位置にある矩形孔
２３ｂと矩形孔２３ｃ内に摺動子を振り分けたのは、摺
動子を片側だけに設けた場合の種々の不具合、すなわ
ち、摺動子間隔が狭くなり、隣接する摺動子同士が接触
するおそれや各摺動子の幅が狭くなって摺動子の強度が
弱くなり、コード板に対して適切な接点圧が得られない
等の問題が生じ、これらの問題が生じないようにする
と、エンコーダの外形が大ききなってしまう等の不具合
を解消するためである。また、摺動子４１，４２，４
３，４６，４７のコード板２２との接触点は、組み立て
られた状態において、円形孔２３ａの中心を通る一直線
上に並ぶが、第４の摺動子４４は他の摺動子より長く形
成して、同じ第４のコードパターン３４上を摺動する第
５の摺動子４５との位相差に対応した角度ずれを確保し
ている。本実施例において、この位相差はコード板２２
の回転角度にして８０度（基準値）となるように設定さ
れているが、この点についてはより詳しく後で説明す
る。なお、２３ｉは、軸受け２１に設けられた図示しな
い穴に挿入され、軸受け２１と摺動子保持体２３との位
置決めを行うための突起であり、２３ｊは、背面ケース
２４に設けられた図示しない穴に挿入される位置決めお
よび仮止め用の突起である。

【００３２】摺動子保持体２３は、コード板２２と同
様、金型により所望の形状に抜き加工されたフープ状の
一枚の銀メッキが施されたりん青銅板にＰＢＴ樹脂をイ
ンサート成形して前述したような形状に形成されてお
り、この時点においては、各摺動子４１〜４７、各端子
５１〜５６およびクリックばね２３ｇは互いに接続され
ている。そして、このインサート成形の後、曲げ加工の
妨げとなる部分２３ｋ等も含めた切断加工が行われ、そ
の後、金型による曲げ加工、すなわち、端子５１〜５６
をＬ字状に曲げる加工、クリックばね２３ｇにクリック
突起２３ｈを設ける加工および摺動子を図４に示すよう
に折り曲げるとともにコード面２２ｎと接する突起（接
点４３ａ等）を設けるプレス加工等が行われ、最後に、
個々の摺動子保持体２３をフープより切り放す切断加工
が行われる。このように摺動子保持体２３は製造される
ため、各摺動子４１〜４７の摺動子保持体２３（円形孔
２３ａ）に対する位置精度は高く、対応するコードパタ
ーンに問題となるようなトラックずれを起こして摺動す
るようなことはなく、また、同一の第４のコードパター
ン３４上を摺動する第４の摺動子４４と第５の摺動子４
５との位相差（ずれ角度）を確実に得ることができる。
なお、実際に摺動移動（回転移動）する部材は、摺動子
ではなく、コード板２２である。

【００３３】背面ケース２４は、軸受け２１の基部２１
ａとほぼ同様の外形寸法を有する略直方体形状をしてお
り、その中央部には、前述したようにスイッチ体２５が
収納されている。このスイッチ体２５は、銀メッキをし
たりん青銅からなる固定接点２５ａ、可動接点２５ｂお
よびドーム状のゴム材からなる押圧体２５ｃにより構成
されており、この押圧体２５ｃは、背面ケース２４の一
面より露出して保持されている。そして、固定接点２５
ａは端子２５ｄにより外部に導出されており、同様に、
可動接点２５ｂも図示しない端子により外部に導出され
ている。

【００３４】次に、前述した各部材が組み立てられた状
態における各部材の位置関係と動作について説明する。

【００３５】図１に示すように、背面ケース２４、摺動
子保持体２３、軸受け２１は、突起２３ｉ、２３ｊによ
り位置決めされて、この順に重ね合わされており、これ
らは前述したように、図示しない金属製の取付板により
一体化されている。コード板２２は、軸受け２１に形成
された収納部２１ｆに収納されており、第２の突出部２
２ｆが軸受け２１の円筒部２１ｃの内部に、第４の突出
部２２ｉが摺動子保持体２３の円形孔２３ａにそれぞれ
挿通されいる。そして、円筒部２１ｃと円形孔２３ａが
それぞれ第２の突出部２２ｆと第４の突出部２２ｉに対
する軸受けとして機能し、コード板２２が回転可能に軸
支されている。また、コード板２２の軸方向の移動は、
軸受け２１の壁２１ｂと摺動子保持体２３との間に位置
する第１の突出部２２ｄと第３の突出部２２ｇとにより
規制されている。

【００３６】組み立てられた状態において、摺動子保持
体２３に保持された第１ないし第３の摺動子４１，４
２，４３は、それぞれコードパターン３１，３２，３３
と接触し、第４と第５の摺動子４４，４５は、前述した
ように角度をずらして第４のコードパターン３４と接触
し、第６と第７の摺動子４６，４７は、いずれもコモン
パターン３５と接触している。その際、組み込み前に、
図４の矢印イで示す位置にある第３の摺動子４３は、矢
印ロの位置にそのばね性により弾性変形して、第３のコ
ードパターン３３と弾接しており、同様に、他の摺動子
も対応するコードパターンおよびコモンパターンと弾接
している。そして、コード板２２が回転すると、各摺動
子と各コードパターンおよびコモンパターンとが摺動
し、第１ないし第５の摺動子４１〜４５とそれぞれ導通
する端子５１〜５５より５ビットのコード信号を得るこ
とができる。また、ばね性を有するクリック突起２３ｈ
は、クリック凹凸部２２ｒと係脱し、クリック凹凸部２
２ｒの凹部にクリック突起２３ｈが位置する所でコード
板２２の回転が止まりやすくなっている。なお、クリッ
ク凹凸部２２ｒの凹部は、５ビットからなるコードが変
化する角度と同じ１０度毎に設けられており、コード信
号が安定して得られるように、コードが変化する角度と
クリック凹凸部２２ｒの凹部とは５度ずれている。ま
た、環状突起２２ｍは、コード板２２の板部２２ａの強
度を高めるために設けられているものであり、軸受け２
１の壁２１ｂと当接している。なお、コモンパターン３
５と接触する摺動子を第６と第７の摺動子４６，４７の
２本としているのは、コモンパターン３５と摺動子との
接触信頼性を向上させるためである。

【００３７】回転軸２０の先端部２０ｂおよび中央部２
０ｃは、軸受け２１の小径部２１ｅより軸受け２１の外
部に露出しており、ストッパ部２０ｄが小径部２１ｅに
当接して、回転軸２０が軸受け２１から抜けないように
なっている。また、回転軸２０の係合部２０ｆとコード
板２２の被係合部２２ｋとは、前述したように、いずれ
も断面小判状をして回転軸２０の回転方向において係合
しており、回転軸２０の回転によりコード板２２も回転
するように構成されている。さらに、回転軸２０のスイ
ッチ押圧部２０ｇは、コード板２２の貫通孔２２ｂに挿
通されて、スイッチ体２５の押圧体２５ｃと対向してお
り、回転軸２０の軸方向の移動により押圧体２５ｃを押
圧可能となっている。すなわち、回転軸２０を図１の右
側より左方向に押し込むと、スイッチ押圧部２０ｇがド
ーム状の押圧体２５ｃの弾性力に抗して押圧体２５ｃを
押圧し、さらに押圧体２５ｃが可動接点２５ｂをそのば
ね力に抗して固定接点２５ａ側に押し込み、可動接点２
５ｂと固定接点２５ａとの導通がなされる。そして、回
転軸２０の押圧力を解除すると、押圧体２５ｃの弾性力
（復帰力）により、回転軸２０が図１に示す位置まで押
し戻される。なお、回転軸２０を図１の左方向にある程
度押し込むと、第２の突出部２２ｆとストッパ部２０ｄ
とが当接して回転軸２０の移動が停止するようになって
おり、これにより、スイッチ押圧部２０ｇが必要以上に
押圧体２５ｃを押し、スイッチ体２５を破壊するのを防
止している。

【００３８】次に、この一実施例のエンコーダより得ら
れるコードについて主に図５および図６に基づいて説明
する。

【００３９】前述したように、回転軸２０を回転させる
と、この回転軸２０に連動してコード板２２も回転し、
固定されている摺動子４１〜４７に対して、コード面２
２ｎが摺動移動するが、本実施例においては、回転軸２
０の全回転角度は、３１０度に規制されており、それ以
上回転しないように、図示しないストッパ機構が設けら
れている。そして、端子５１〜５５より得られるコード
は１０度を１ステップとして、１０度毎に変化し、全部
で３２個のコード、換言すれば、１０度毎に３２個の絶
対位置角度（回転軸２０の回転位置）を検出することが
できる。

【００４０】図６において、ポジションとは、回転軸２
０を図１の右側より見て反時計方向に回しきった末端か
ら時計方向に回転させた位置を示している。すなわち、
ポジション０は回転軸２０を反時計方向に回しきった末
端の位置、ポジション１はこの末端から時計方向に回転
軸２０が１０度（１ステップ）回転した位置、ポジショ
ン２は末端から同方向に回転軸２０が２０度（２ステッ
プ）回転した位置を表し、以下同様で、ポジション３１
は反時計方向の末端から回転軸２０を３１０度（３１ス
テップ）回転した位置となる時計方向における末端の位
置を表している。これらの各ポジションにおいて、クリ
ック突起２３ｈはクリック凹凸部２２ｒの凹部と係合し
ている。また、図６の出力コードとは、各ポジションに
おいて端子５１〜５５より得られる５ビットからなるコ
ードであり、各ビットとも符号０は対応する摺動子が絶
縁部と接触しているオフ状態を表し、符号１は対応する
摺動子が導電部と接触しているオン状態を表している。
例えば、ポジション０では、１１０００という出力コー
ドが得られ、５ビット目（ビット５）に対応する第５の
摺動子４５と４ビット目（ビット４）に対応する第４の
摺動子４４がいずれも導電部３４ａと接触し、下位３ビ
ットに対応する第３ないし第１の摺動子４３，４２，４
１はそれぞれ絶縁部３３ｂ，３２ｂ，３１ｂと接触して
いる。なお、図６における１０進表示の欄は、出力コー
ドをグレイコードとして見た場合の各コードの１０進数
表示であり、本実施例のコード体系は同図から明らかな
ように、５ビットのグレイコードを２等分し、前半の１
６個のコードと後半の１６個のコードとを入れ換えたよ
うな変則的なグレイコード体系をしている。

【００４１】図５において、６１は第１の摺動子４１の
第１のコードパターン３１上における摺動軌跡（範囲）
を示す想像線であり、回転軸２０を図１の右側より見て
反時計方向の末端から時計方向に回転させると、第１の
摺動子４１は、Ｃ点からＤ点まで第１のコードパターン
３１上を相対的に摺動する。すなわち、回転軸２０の反
時計方向における末端の位置（ポジション０）であるＣ
点では、第１の摺動子４１は絶縁部３１ｂと接触してお
り、この末端からクリック突起２３ｈが次のクリック凹
凸部２２ｒの凹部と係合する位置まで１０度（１ステッ
プ）回転軸２０を時計方向に回転させた位置（ポジショ
ン１）においては、第１の摺動子４１は導電部３１ａと
接触し、端子５１と端子５６とが電気的に導通する。こ
の位置よりさらに、１ステップ（１０度）回転軸２０を
同方向に回転させた位置（ポジション２）においても、
第１の摺動子４１は導電部３１ａ上にあり、さらに、１
ステップ回転させた位置（ポジション３）で、第１の摺
動子４１は再び、絶縁部３１ｂと接触し、端子５１と端
子５６との導通が断たれる。そして、回転軸２０を時計
方向に回しきったＤ点（ポジション３１）においても、
第１の摺動子４１は絶縁部３１ｂと接触している。以上
のように、回転軸２０の回転とともに１ビット目（最下
位ビット）の信号を得る第１の摺動子４１の接触対象は
変化し、図６に示すように、第１の摺動子４１の各位置
における第１のコードパターン３１上の接触対象は、２
ステップ（２０度）毎に、導電部３１ａと絶縁部３１ｂ
とを繰り返す。

【００４２】６２は第２の摺動子４２の第２のコードパ
ターン３２上における摺動軌跡を示す想像線であり、回
転軸２０を同様に、時計方向に回転させると、第２の摺
動子４２は、Ｅ点からＦ点まで第２のコードパターン３
２上を相対的に摺動し、両末端であるＥ点，Ｆ点では、
絶縁部３２ｂと接触している。この２ビット目の信号を
得る第２の摺動子４２は、図６に示すように、Ｅ点から
２ステップ（２０度）回転軸２０を回転させた位置（ポ
ジション２）で、導電部３２ａと接触し、端子５２と端
子５６とが電気的に導通し、ここから４ステップ（４０
度）毎に、導電部３２ａと絶縁部３２ｂとの接触を繰り
返す。

【００４３】同様に、第３の摺動子４３は、第３のコー
ドパターン３３上を想像線として示した摺動軌跡６３の
ように、Ｇ点からＨ点まで相対的に摺動移動し、回転軸
２０の回転の両末端であるＧ点，Ｈ点では、絶縁部３３
ｂと接触して、端子５３と端子５６との電気的導通は断
たれている。そして、３ビット目の信号を得るこの第３
の摺動子４３は、図６に示すように、Ｇ点から４ステッ
プ（４０度）回転軸２０を回転させた位置（ポジション
４）で、導電部３３ａと接触し、端子５３と端子５６と
が導通し、ここから８ステップ（８０度）毎に、導電部
３３ａと絶縁部３３ｂとの接触を繰り返す。

【００４４】６４は第４の摺動子４４および第５の摺動
子４５の第４のコードパターン３４上における摺動軌跡
を示す想像線であり、回転軸２０を同様に、時計方向に
回転させると、第４の摺動子４４は、図５における時計
回りにＩ点からＪ点まで第４のコードパターン３４上を
相対的に摺動し、第５の摺動子４５は、Ｋ点からＬ点ま
で同じく第４のコードパターン３４上を相対的に摺動す
る。４ビット目の第４の摺動子４４に対する回転軸２０
の回転の両末端であるＩ点およびＪ点では、第４の摺動
子４４は、導電部３４ａと接触し、端子５４と端子５６
とが電気的に導通している。そして、図６に示すよう
に、第４の摺動子４４は、Ｉ点から８ステップ（８０
度）回転軸２０を回転させた位置（ポジション８）で、
絶縁部３４ｂと接触し、端子５４と端子５６との導通が
断たれ、ここから絶縁部３４ｂと接触するオフ状態が１
５ステップ続き、１６ステップ（１６０度）回転軸２０
を回転させた位置（ポジション２４）で、再度導電部３
４ａと接触するようになり、このオン状態がＪ点まで続
く。また、５ビット目（最上位ビット）の第５の摺動子
４５に対する回転軸２０の反時計方向における末端の位
置であるＫ点において、第５の摺動子４５は導電部３４
ａと接触し、端子５５と端子５６とが電気的に導通して
おり、このオン状態が、図６に示すように１５ステップ
続く。そして、Ｋ点から回転軸２０を時計方向に１６ス
テップ（１６０度）回転させた位置（ポジション１６）
で、第５の摺動子４５は絶縁部３４ｂと接触し、端子５
５と端子５６との導通が断たれ、このオフ状態が回転軸
２０の時計方向における末端のＬ点まで続く。

【００４５】なお、以上の説明では、Ｋ点から時計方向
に１６０度回転した点で、第５の摺動子４５の接触対象
が導電部３４ａから絶縁部３４ｂに変化するように記載
したが、正確には、１５５度（基準値）の位置で接触対
象が変化するように第４のコードパターン３４は形成さ
れている。しかし、この１５５度の位置では、クリック
突起２３ｈがクリック凹凸部２２ｒの凸部に乗り上げて
おり、通常の回転軸２０の回転操作では、この凸部でク
リック突起２３ｈすなわちコード板２２の回転が止まる
ことはなく、凸部よりさらに５度回転した凹部でクリッ
ク突起２３ｈが係合し、コード板２２が安定して停止す
る。このように第５の摺動子４５の接触対象がクリック
凹凸部２２ｒの凸部で変化するようコード板２２を形成
しているのは、１５５度の位置は、第４のコードパター
ン３４が導電部３４ａから絶縁部３４ｂに変化する位置
であるため、仮に、この付近で第５の摺動子４５が停止
すると接触対象が導電部３４ａになったり絶縁部３４ｂ
になったりし、第５の摺動子４５と導通する端子５５よ
り得られる５ビット目の信号が不安定になるのを防止す
るためである。

【００４６】同様に、第４の摺動子４４が第４のコード
パターン３４上を相対的に摺動し、接触対象が導電部３
４ａから絶縁部３４ｂに変化する点は、Ｉ点から時計方
向に設計上の基準値で７５度回転した点であり、再び導
電部３４ａが接触対象となるのは、Ｉ点から時計方向に
２３５度（基準値）回転した位置であり、絶縁部３４ｂ
が形成されている実際の角度は、両角度の差すなわち１
６０度（基準値）となっている。そして、前述したＩ点
から７５度と２３５度の接触対象が変化するそれぞれの
点においても、クリック凹凸部２２ｒの凸部にクリック
突起２３ｈが位置しているため、これらの点では、コー
ド板２２の回転が停止しにくいようになっている。

【００４７】また、第１のコードパターン３１ないし第
３のコードパターン３３においても同様に、各摺動子４
１〜４３の接触対象が導電部から絶縁部あるいは絶縁部
から導電部に変化する角度とクリック凹凸部２２ｒの凸
部とは一致しており、クリック凹凸部２２ｒの凹部とは
５度ずれている。したがって、端子５１〜５５より得ら
れるコード信号が変化する位置においては、必ずクリッ
ク凹凸部２２ｒの凸部にクリック突起２３ｈが乗り上げ
た状態となるため、この位置では、コード板２２の回転
は停止しにくく、この位置より５度ずれたクリック凹凸
部２２ｒの凹部にクリック突起２３ｈが係合した位置
で、コード板２２が停止するようになり、ふらつかない
コード信号を安定して得ることができる。なお、摺動子
の接触対象が変化する位置とクリック凹凸部２２ｒの凹
部の位置とのずれ角度を５度としているのは、本実施例
において、クリック凹凸部２２ｒの凸部（凹部）を１０
度毎に繰り返すようにコード板２２に設け、回転軸２０
の１ステップに相当する角度を１０度に設定しているこ
とによる。すなわち、このずれ角度を１ステップ角度の
半分とすれば、摺動子の接触対象が変化する位置とクリ
ック凹凸部２２ｒの凹部とを最も離すことができ、よっ
て、クリック突起２３ｈがクリック凹凸部２２ｒに係合
して停止する位置で、各摺動子が対応する各コードパタ
ーンの導電部と絶縁部との境界部分に接触することな
く、余裕をもって安定したコード信号を得ることができ
るようにするためであるが、必ずしも５度である必要は
なく、２度〜８度程度であってもよい。

【００４８】以上説明したように、１ビット目から５ビ
ット目の各ビットの信号は、それぞれ端子５１〜５５よ
り得ることができる。すなわち、摺動子４１〜４５が相
対的に摺動する第１ないし第４のコードパターン３１〜
３４の導電部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、前述
したように、コモンパターン３５と一体のりん青銅板か
らなり、互いに導通している。そして、このコモンパタ
ーン３５上を端子５６と一体に形成されたりん青銅から
なる第６と第７の摺動子４６，４７が常に接触して摺動
するようになっているため、各コードパターンの導電部
３１ａ〜３４ａと端子５６とも、常に電気的に導通す
る。したがって、第１の摺動子４１が第１のコードパタ
ーン３１上を相対的に摺動して、導電部３１ａに接触す
ると、第１の摺動子４１と一体の端子５１と端子５６と
が電気的に導通し、絶縁部３１ｂに接触すると、端子５
１と端子５６との導通が断たれる。言い換えれば、端子
５１と端子５６との間に設けられたスイッチ手段が、回
転軸２０の回転角度に応じてオン／オフする。２ビット
目から５ビット目も同様に、端子５２〜端子５５と各ビ
ットに共通な端子５６との間のスイッチ手段がオン／オ
フし、端子５１〜５５より５ビットの信号を得ることが
できる。

【００４９】この５ビットからなるコード信号（出力コ
ード）の検出方法は、従来例で説明したものと同様であ
るため、詳細な説明は省略するが、概略、次のようであ
る。各ビットに共通な端子５６は接地されており、端子
５１ないし端子５５は、例えば１０ｋΩ程度のプルアッ
プ抵抗をそれぞれ介して、例えば５Ｖの電源電圧Ｖｃｃ
に接続され、各端子５１〜５５と各プルアップ抵抗との
接続点は、それぞれ、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の
５つの入力ポートに接続されている。そして、スイッチ
手段のオン／オフの状態に対応する各端子５１〜５５と
各プルアップ抵抗との接続点の電圧レベルのＬ（０Ｖ）
／Ｈ（５Ｖ）がマイクロプロセッサに供給され、マイク
ロプロセッサがこの電圧レベルのパターンにより回転軸
２０の回転位置（図６におけるポジション）を検出して
いる。

【００５０】なお、本実施例のエンコーダには、前述し
たようにスイッチ体２５が備えられており、このスイッ
チ体２５の信号もマイクロプロセッサに入力されてお
り、回転軸２０の回転角度とスイッチ体２５のオン／オ
フにより各種の制御をマイクロプロセッサに指示可能で
ある。このエンコーダの使用例として、車載用のエアコ
ン（空調機）の操作つまみにこの一実施例のエンコーダ
を採用した場合について簡単に説明する。最近の車載用
のエアコンには、車内の温度を設定温度に合わせるよう
に制御するオートエアコンと呼ばれるようなものがあ
る。このエアコンには、温度を表示するＬＣＤ等のディ
スプレイや所望の温度に設定するための操作つまみ等が
備えられている。そして、通常は、ディスプレイには、
操作つまみで設定した温度が表示されており、操作つま
みを左右に回転させることにより、設定温度が変更でき
る。また、この操作つまみを押圧して、前記スイッチ体
２５をオンするとディスプレイに現在の車内の温度が表
示され、操作者は設定温度との差を知ることができる。
なお、温度制御やディスプレイ表示の切り換えは、この
一実施例におけるエンコーダの出力信号が入力される前
記マイクロプロセッサが行っており、入力される信号に
応じて、エアコン本体やディスプレイの駆動回路を制御
しているが、詳細な説明は省略する。

【００５１】なお、本実施例のエンコーダが用いられる
前述したエアコンは、操作つまみの中央付近すなわちコ
ード板２２を全回転角度の半分程度回転させた位置で、
設定温度が２２度程度の適温となるように構成されてい
る。そして、コード板２２の中央付近であるポジション
１６では、第１ないし第５の摺動子４１〜４５がそれぞ
れ絶縁部と接触し、０００００という出力コードが得ら
れる。このように操作つまみの中央付近で出力コードが
０００００となる変則的なグレイコード体系を本実施例
のエンコーダがとっているので、エンコーダの端子５６
を接地するための配線や端子５１〜５５とマイクロプロ
セッサとの間の配線等の断線、あるいはその他の何らか
の理由で、５ビットの信号がマイクロプロセッサの入力
ポートに正確に入力されない事態が発生し、各ビットが
オフ状態となってしまっても、マイクロプロセッサの各
入力ポートの電圧レベルはＨとなり、これにより車内の
温度が２２度程度の適温となるように制御される。

【００５２】次に、この一実施例における４ビット目と
５ビット目の位相差について説明する。図６に示すよう
に、４ビット目の符号は、ポジション０からポジション
７までは１であり、ポジション８で０となり、この状態
がポジション２３まで続き、ポジション２４からポジシ
ョン３１までは再び１となる。他方、５ビット目の符号
は、ポジション０からポジション１５までが１であり、
ポジション１６からポジション３１までは０となってお
り、５ビット目の符号の変化は、４ビット目のものと８
ポジション分（８ステップ分）ずれている。このずれ量
が位相差であり、この位相差は回転軸２０の回転角度で
８０度に相当する。したがって、第４のコードパターン
３４と第４の摺動子４４との接触点および第５の摺動子
４５との接触点の角度がこの位相差に相当する８０度と
なるように両摺動子４４，４５は摺動子保持体２３に保
持されている。換言すれば、４ビット目と５ビット目に
共通な導電部３４ａと絶縁部３４ｂのうち、いずれのビ
ットに対応する摺動子４４，４５に対しても連続して摺
動する方の接触対象の部材（本実施例では絶縁部３４
ｂ）が形成されている角度（１６０度）の半分の角度分
ずらして同一の第４のコードパターン３４に接触するよ
うに摺動子４４，４５を配置することにより、所望の位
相差を有する信号を得ることができる。なお、本実施例
においては、導電部３４ａは５ビット目の第５の摺動子
４５に対して連続的に摺動するが、４ビット目の第４の
摺動子４４に対しては途中に絶縁部３４ｂが入り、連続
的に摺動せず、他方、絶縁部３４ｂは第４の摺動子４
４，第５の摺動子４５とも連続して摺動するため、絶縁
部３４ｂの形成角度１６０度の半分の角度８０度が位相
差に相当しているが、絶縁部３４ｂと導電部３４ａとの
形成領域を逆に設けても３２個のコードを得ることはで
き、この場合には、導電部の形成角度の半分の角度が位
相差になる。すなわち、同一のコードパターン上を相対
的に摺動する２つの摺動子の配置角度は、前述したよう
に、この２つの摺動子に摺動する導電部と絶縁部のう
ち、いずれの摺動子に対しても連続して摺動する方の接
触対象の部材の形成角度の半分として定義できる。そし
て、エンコーダがグレイコードを出力するものの場合に
は、この２つの摺動子は上位２ビットを得るものとな
る。

【００５３】以上、詳細に説明したように、本発明の一
実施例にあっては、４ビット目と５ビット目のコードパ
ターン３４を共通とし、この共通の第４のコードパター
ン３４に接触し相対的に回転する第４の摺動子４４と第
５の摺動子４５との接触角度をずらすことにより位相差
を有する上位２ビットの信号を得ているので、５ビット
からなるコードを得るのに必要なコードパターンが４本
ですみ、エンコーダの外形を小型化することができる。

【００５４】また、最外周の第１のコードパターン３１
を最も多くの導電部３１ａと絶縁部３１ｂとが交互に設
けられ、コード板２２の回転に応じて最も頻繁にビット
信号が変化する最下位ビットの信号を得るものとしたの
で、各導電部３１ａおよび各絶縁部３１ｂの周方向にお
ける長さを長くでき、インサート成形されるりん青銅板
の外形加工のばらつきや第１の摺動子４１の寸法のばら
つき、あるいはコード板２２と摺動子保持体２３との位
置ずれ等を最外周の第１のコードパターン３１について
は、ある程度吸収することができる。したがって、りん
青銅板を外形加工する金型の第１のコードパターン３１
に対応する部分の精度（金型の加工精度）は、第１のコ
ードパターン３１を内周に形成する場合に比べて要求さ
れず、金型の精度が要求される箇所を減らすことができ
るため、金型の製造コストを抑えることができ、よって
エンコーダの低コスト化が可能となる。

【００５５】さらに、この一実施例では、摺動子４１〜
４７を保持する摺動子保持体２３の円形孔２３ａにコー
ドパターン３１〜３４およびコモンパターン３５が形成
されたコード板２２の第４の突出部２２ｉを挿通させる
とともに、このコード板２２の貫通孔２２ｂ（被係合部
２２ｋ）に回転軸２０を挿通させてスプライン結合する
構成とした。このように、回転軸２０とは別部材のコー
ド板２２を摺動子保持体２３によって回転可能に軸支し
ているので、エンコーダの筐体への取付状態が悪く、回
転軸２０に例えばその軸線と垂直方向の不所望な力が働
いて回転軸２０が操作されても、摺動子４１〜４７とコ
ードパターン３１〜３４およびコモンパターン３５とは
精度よく位置決めされ、摺動子が対応するコードパター
ン上をほとんどトラックずれを起こすことなく相対的に
摺動し、よって、コード板２２の１０度毎の回転により
異なる出力コードを確実に得ることができ、さらに、上
位２ビットのビット信号の位相差をより正確なものとす
ることができるとともに、回転軸２０を軸方向に移動さ
せてエンコーダの後部に位置するスイッチ体２５を操作
する構成をとることが可能となる。なお、本実施例のエ
ンコーダは、回転軸２０を押圧したときにオンとなるス
イッチ体２５を備えているため、第４の突出部２２ｉを
回転自在に軸支する円形孔２３ａを貫通孔としたが、本
発明はこれに限られず、スイッチ体を有しないエンコー
ダの場合には、円形孔２３ａの代わりに内形が円形の凹
部とすることもでき、さらに、本実施例とは逆に、摺動
子保持体に円柱状の突起を設け、この突起を軸支する円
形孔または凹部をコード板に設けることにより、コード
板を回転可能とすることもできる。

【００５６】また、コード板２２は、前述したように、
導電部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａおよびコモンパ
ターン３５を残して、所望のコードが得られるように金
型により抜き加工を行った一枚のりん青銅板にＰＢＴ樹
脂によりインサート成形を行って形成されているので、
各コードパターンの各導電部３１ａ，３２ａ，３３ａ，
３４ａおよびコモンパターン３５相互の導通が確実に得
られ、これらの導通が断たれることはない。さらに、こ
の一実施例のコード板２２は、前記インサート成形時
に、コード面２２ｎの周囲のクリック凹凸部２２ｒを形
成しているので、出力コードが変化する角度とクリック
凹凸部２２ｒの凹部との５度のずれ角度は金型の精度で
得ることができるため、クリック突起２３ｈがクリック
凹凸部２２ｒの凹部と係合してコード板２２の回転が停
止する位置において、安定した出力コードを得ることが
でき、エンコーダの信頼性は高いものとなる。

【００５７】なお、上述した本発明の一実施例では、５
ビットのグレイコードを２等分し、前半の１６個のコー
ドと後半の１６個のコードとを入れ換えたような変則的
なグレイコード体系をしたもので説明したが、本発明は
これに限られず、コードが０００００から始まる本来の
グレイコードを得るものであってもよく、また、グレイ
コードでなくても、コード板の回転により位相差をとも
なってビット信号が変化する少なくとも２つのビットを
含む複数ビットからなるコード体系をしたアブソリュー
トタイプのロータリエンコーダに適用可能である。

【００５８】また、この一実施例のコード板２２の全回
転角度は３１０度で、それ以上回転しないように、スト
ッパ機構が設けられているが、ストッパ機構がなくエン
ドレスでコード板が回転するエンコーダに本発明を適用
してもよい。

【００５９】さらに、この一実施例では、コード板２２
のコード面２２ｎを抜き加工を行った一枚のりん青銅板
にＰＢＴ樹脂によりインサート成形を行って形成してい
るが、本発明はこれに限られず、従来の技術で説明した
ようにコード板に導電性のインクを所定の形状に印刷す
ることによりコード面（コードパターン）を形成しても
よい。この場合にも、最外周のコードパターンを最も頻
繁にビット信号が変化する例えば最下位ビットに対応す
るものとするのが望ましい。すなわち、内周に最も頻繁
にビット信号が変化するビットに対応するコードパター
ンを形成すると、短い長さのトラックに多くの導電部を
印刷形成しなけらばならず、コードパターン上の導電部
と絶縁部との間隔が狭くなり、印刷ずれや印刷のにじみ
等により所望の間隔が得られず、最悪の場合には、隣あ
う導電部同士がつながってしまう等の不具合が発生し
て、コード板の歩留りが悪くなり、エンコーダのコスト
が高くなる。しかし、最も頻繁にビット信号が変化する
ビットのコードパターンを最外周に形成した場合には、
このコードパターン上の導電部や絶縁部の周方向長さを
コードパターンの半径に比例して長くすることができる
ため、印刷ずれや印刷のにじみに対して余裕ができ、コ
ード板の歩留りがよくなって、エンコーダの低コスト化
をはかることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、第１の解決手段に
よれば、上位の２つのビットに対応する前記コードパタ
ーンを共通とし、この共通のコードパターンに少なくと
も２本の前記摺動子を前記コード板の回転方向にずらし
て摺接させ、また該共通のコードハ゜ターン上を相対的に摺
動する前記２本の摺動子の配置角度は、この２つの摺動
子に摺動する前記導電部と前記絶縁部のうち、いずれの
摺動子に対しても連続して摺動する方の前記導電部ある
いは前記絶縁部の形成角度の半分としているので、グレ
ーコードにおいて、上位の２つのビットに対応する摺動
子が共通のコードパターン上を相対的に摺動することに
なり、１つのコードパターンでグレーコードの上位２ビ
ット分の信号を得ることができ、少なくとも１ビット分
のコードパターンを減らすことができるため、その分エ
ンコーダの小型化が可能となる。

【００６１】また、第２の解決手段においては、最外周
のコードパターンをコード板の回転によって最も頻繁に
ビット信号が変化するビットに対応するものとしたの
で、このコードパターン上の導電部と絶縁部の周方向長
さをある程度長くすることができ、摺動子が相対的に摺
動する導電部あるいは絶縁部の長さに多少ばらつきが発
生しても、そのばらつきをコード板の回転角度に換算し
た場合の影響は、内周に最も頻繁に信号が変化するビッ
トのコードパターンを設けた場合に比べて小さなものと
なる。したがって、エンコーダの分解能が高くなり、１
コードあたりの角度が小さくなっても、最も頻繁に信号
が変化するビットのコードパターンの形成精度は、この
コードパターンを内周に形成する場合に比べて要求され
ず、また、最外周のコードパターン上の導電部や絶縁部
の周方向長さもコードパターンの半径に比例してある程
度得られることから、このコードパターンの形成は容易
となり、よって、エンコーダのコストを抑えることがで
きる。

【００６２】さらに、第３の解決手段においては、共通
のコードパターン上を相対的に摺動する少なくとも２本
の摺動子が保持される摺動子保持体とコード板とのいず
れか一方に突起、いずれか他方にこの突起を回転自在に
軸支する孔または凹部を設けたので、突起と孔または凹
部とが軸と軸受けとして機能し、摺動子保持体とコード
板とが精度よく位置決めされるため、コード板を回転さ
せたときに位相差をともなってビット信号が変化する少
なくとも２つのビットのビット信号の位相差をより正確
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる５ビットのロータリ
エンコーダの断面図である。

【図２】図１のロータリエンコーダに備えられるコード
板の正面図である。

【図３】図１のロータリエンコーダに備えられる摺動子
保持体の正面図である。

【図４】図３に示す摺動子保持体の右側面図である。

【図５】図２のコード板上に各摺動子の摺動軌跡を示し
た説明図である。

【図６】図１に示すロータリエンコーダの回転軸の回転
位置と出力コードとを一覧に表した説明図である。

【図７】従来のロータリエンコーダのコード板を直線的
に引き伸ばして示した４ビットのエンコーダの説明図で
ある。

【図８】図７に示すエンコーダの出力信号を得るための
回路図である。

【符号の説明】

２０ 回転軸 ２２ コード板 ２２ｉ 第４の突出部（突起） ２３ 摺動子保持体 ２３ａ 円形孔（孔または凹部） ３１〜３４ コードパターン ３５ コモンパターン ４１〜４７ 摺動子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の摺動子と、これら摺動子に摺接
   し、交互に配置される導電部と絶縁部とからなる複数の
   コードパターンが同心円状に形成された回転可能なコー
   ド板とを備え、前記コード板の回転により位相差をとも
   なってビット信号が変化する少なくとも２つのビットを
   含む複数ビットからなるグレイコードを得るアブソリュ
   ートタイプのロータリエンコーダにおいて、前記上位の
   ２つのビットに対応する前記コードパターンを共通と
   し、この共通のコードパターンに少なくとも２本の前記
   摺動子を前記コード板の回転方向にずらして摺接させ、
   また該共通のコードハ゜ターン上を相対的に摺動する前記２
   本の摺動子の配置角度は、この２本の前記摺動子が摺動
   する前記導電部と前記絶縁部のうち、何れの前記摺動子
   に対しても連続して摺動する方の前記導電部あるいは前
   記絶縁部の形成角度の半分としたことを特徴とするロー
   タリエンコーダ。
2. 【請求項２】 前記コード板に形成された前記複数のコ
   ードパターンの最外周のコードパターンを前記コード板
   の回転によって最も頻繁にビット信号が変化するビット
   に対応するものとしたことを特徴とする請求項１記載の
   ロータリエンコーダ。
3. 【請求項３】 前記少なくとも２本の摺動子を同一の摺
   動子保持体に保持させ、この摺動子保持体と前記コード
   板とのいずれか一方に突起を設け、いずれか他方にこの
   突起を回転自在に軸支する孔または凹部を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダ。