JP2004028717A - 回転型エンコーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】３相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダに関し、接点基板すなわち全体としての外径寸法が小さいものの提供を目的とする。
【解決手段】一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチの６倍の角度間隔に複数の可動接点１２Ａ〜１２Ｃを有する摺動子１１と、二つずつの同一巾の放射状導電層１７Ａ，１７Ｂ〜１９Ａ，１９Ｂを矩形波信号の出力ピッチの３倍の角度ピッチに有する三つの固定接点１７〜１９が、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上に、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔またはその倍数よりも矩形波の出力ピッチ分またはその２倍分だけ小さいかまたは大きい角度ピッチで配設された信号パターン１５と、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動半径上に信号パターン１５と絶縁して配設された共通パターン１６からなる回転型エンコーダとする。
【選択図】 図３
【解決手段】一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチの６倍の角度間隔に複数の可動接点１２Ａ〜１２Ｃを有する摺動子１１と、二つずつの同一巾の放射状導電層１７Ａ，１７Ｂ〜１９Ａ，１９Ｂを矩形波信号の出力ピッチの３倍の角度ピッチに有する三つの固定接点１７〜１９が、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上に、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔またはその倍数よりも矩形波の出力ピッチ分またはその２倍分だけ小さいかまたは大きい角度ピッチで配設された信号パターン１５と、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動半径上に信号パターン１５と絶縁して配設された共通パターン１６からなる回転型エンコーダとする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の入力操作用等に使用され、３相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多相の矩形波信号を出力する従来の回転型エンコーダは、実開平３−２６０２１号公報および特開平６−９４４７６号公報に示されているように、接点基板上に、円環状の共通パターンを中心とし、その外方に円環櫛歯状の信号パターンを出力信号の相の数だけ同心円状に配設し、摺動子の可動接点が各パターン上を回転摺動することによって、多相の矩形波信号を出力するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の多相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダにおいては、接点基板上に、円環状の共通パターンを中心として、その外方に出力信号の相の数だけ円環櫛歯状の信号パターンを同心円状に配設する、すなわち３相の場合には三つの信号用パターンを配設するものであるから、接点基板の外径すなわち回転型エンコーダ全体としての外径寸法が大きく、近年の小型・高密度化された電子機器において使い難いという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、特に３相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダにおいて、接点基板の外径が小さいすなわち全体としての外径寸法が小さい回転型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】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、接点基板に対して回転可能に支持され、回転中心から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチの６倍の角度間隔に複数個の可動接点を有する摺動子と、共通の導出部を有する二つずつの同一巾の放射状導電層を矩形波信号の出力ピッチの３倍の角度ピッチに有する三つの固定接点が、接点基板上で摺動子の可動接点の回転摺動円周上に、互いの関係位置が摺動子の可動接点の角度間隔またはその倍数よりも矩形波の出力ピッチ分またはその２倍分だけ小さいかまたは大きくて、しかも固定接点一つの角度巾よりも大きい三つの角度ピッチで配設された信号パターンと、摺動子の任意の可動接点が信号パターンの何れかの固定接点と接触している時に他の少なくとも一つの可動接点と接触するように、摺動子の可動接点の回転摺動半径上に、独自の導出部を有して配設された導電性の共通パターンからなる回転型エンコーダとしたものであり、摺動子を保持させた部材を回転させることによって、接点基板の一つの円周上に配設された信号パターンと共通パターン上を摺動子の一定半径の複数の可動接点が回転摺動して、信号パターンの三つの固定接点の導出部と共通パターンの導出部との間に３相の矩形波信号を等ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるという作用効果を有する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、接点基板上で摺動子の可動接点の回転摺動円周上における、信号パターンの各固定接点の放射状導電層の巾が、固定接点の二つずつの放射状導電層間の角度ピッチの１／３未満に相当する寸法であるものであり、３相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さいという作用効果を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明による回転型エンコーダの概略構成を、図１の正面断面図に示す回転型エンコーダを用いて説明する。
【０００９】
同図に示すように、本回転型エンコーダは、軸受２により回転可能に支持された操作軸１下端の保持部１Ａに弾性金属薄板製の摺動子１１または２１が保持され、軸受２の下部にはケース５が連結されている。
【００１０】
このケース５の内底面が、接点基板１３または２３として機能するように構成されており、接点基板１３または２３に配設された接点パターン１４または２４に対して、摺動子１１または２１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃまたは２２Ａ〜２２Ｅが弾接触している。
【００１１】
そして、操作軸１を回転操作することにより、摺動子１１または２１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃまたは２２Ａ〜２２Ｅが接点パターン１４または２４上を回転摺動して、接点パターン１４または２４の導出部に各々接続された端子８に矩形波信号を連続的に出力するようになっている。
【００１２】
また、軸受２の下端には弾性金属薄板製の節度ばね９が装着されて操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部に弾接しており、摺動子１１または２１の回転摺動による矩形波信号の出力に合わせて節度感を発生するようになっている。
【００１３】
以上のように構成される本発明による回転型エンコーダは接点部分の構成に特徴を持つものであり、以下に実施の形態１および２として、１回転中すなわち３６０゜回転中に出力する矩形波信号の数が異なる回転型エンコーダを用いて、その特徴を特定した本発明の請求項１および２に記載の発明について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態として、３相の矩形波信号を２０゜ピッチ、すなわち３６０゜につき１８信号を連続的に出力する１８信号タイプの回転型エンコーダについて説明する。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態による１８信号タイプの回転型エンコーダの摺動子の平面図、図３は接点基板上の接点パターンの概念図である。
【００１６】
図２に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの摺動子１１としては、回転中心となる中心部から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチ２０゜の６倍である１２０゜間隔に、弾性を有する三つの可動接点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられており、各可動接点１２Ａ〜１２Ｃは、図１に示したように、本タイプの回転型エンコーダの接点基板１３上面に弾接触している。
【００１７】
ここで、摺動子１１の各可動接点１２Ａ〜１２Ｃの接触点は一つずつでよいが、安定した接触を得るために、図２に示すように各々二つずつの接触点を設けている。
【００１８】
そして、図３に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの接点基板１３上には、信号パターン１５と共通パターン１６とからなる接点パターン１４が配設されている。
【００１９】
すなわち、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃと同じ半径の円周上に、共通の導出部１７Ｃを有する同一角度巾１０゜の二つの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂを矩形波信号の出力ピッチ２０゜の３倍である６０゜の角度ピッチに有する固定接点１７、およびこれと同条件の導出部１８Ｃと１９Ｃならびに二つずつの放射状導電層１８Ａ，１８Ｂと１９Ａ，１９Ｂをそれぞれ有する固定接点１８と１９からなる信号パターン１５が配設されている。
【００２０】
この三つの固定接点１７，１８，１９が円周上に配設された関係位置は、固定接点１７と１９の角度ピッチが摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜よりも矩形波信号の出力ピッチ２０゜の２倍分だけ大きい１６０゜、固定接点１７と１８および１８と１９の角度ピッチが摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜よりも矩形波信号の出力ピッチ２０゜分だけ小さい１００゜で、固定接点１７〜１９の一つの角度巾７０゜よりも大きい角度となっている。
【００２１】
そして、接点基板１３上の、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃと同じ半径の円周上の信号パターン１５が配設されない部分である、固定接点１７と１９との間、固定接点１８の放射状導電層１８Ａと１８Ｂの間、および固定接点１９の放射状導電層１９Ａと１９Ｂの間に、共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが、独自の導出部１６Ｅを有すると共に信号パターン１５から絶縁して配設されている。
【００２２】
この共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの一つが信号パターン１５の固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂの何れかと接触している時に、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの他の少なくとも一つが接触する角度位置に配設されておればよいものであり、図３に点線で囲った、固定接点１７の放射状導電層１７Ａと１７Ｂの間の部分に設ける必要はない。
【００２３】
ここで、接点基板１３上に配設された接点パターン１４すなわち信号パターン１５および共通パターン１６は、放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂや導出部１７Ｃ〜１９Ｃとこれらの連結部および、扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃや導出部１６Ｅとこれらの連結部となる部分を金属薄板に打抜き形成したものを、ケース５を形成する樹脂でインサート成形加工して配設されており、位置精度が高いものである。
【００２４】
そして、接点基板１３の接点パターン１４と摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃとの組み合わせ状態を示すのが、図４の接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図である。
【００２５】
本タイプの回転型エンコーダは、図１に示した節度ばね９と操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部との係合により、操作軸１を回転操作しない通常状態においては、図４に示すように、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃは接点パターン１４の共通パターン１６には接触しているが、信号パターン１５の固定接点１７〜１９の何れとも接触しないオープン状態で停止している。
【００２６】
つまり、図４の状態では、可動接点１２Ｃのみが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｃ上で停止して接触しているが、他の可動接点１２Ａと１２Ｂは、信号パターン１５に接触していない位置で停止している。
【００２７】
すなわち、このオープン状態である通常状態において、共通パターン１６の導出部１６Ｅは信号パターン１５の導出部１７Ｃ〜１９Ｃの何れとも導通していない。
【００２８】
この図４に示すオープン状態から操作軸１を回転操作して、摺動子１１を接点パターン１４に沿って時計方向に回転摺動させる時の接触状態を図５〜図９の概念図に示す。
【００２９】
まず、摺動子１１を時計方向に約５゜回転摺動させた位置から、約１０゜の回転角度範囲において、可動接点１２Ａが固定接点１７の放射状導電層１７Ａと接触すると共に他の可動接点１２Ｂ，１２Ｃが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｂ，１６Ｃと接触している状態となり、導出部１６Ｅと１７Ｃの間が導通状態となる。
【００３０】
その中点位置における状態を図５に示す。
【００３１】
更に、摺動子１１を時計方向に回転摺動させると、可動接点１２Ａは放射状導電層１７Ａから離れ、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃは再び、約１０゜の回転角度範囲において、信号パターン１５の固定接点１７〜１９の何れとも接触しないオープン状態となり、導出部１６Ｅは導出部１７Ｃ〜１９Ｃの何れとも導通しなくなる。
【００３２】
その中点位置における状態を図６に示す。
【００３３】
そして更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲において、今度は、可動接点１２Ｃが固定接点１９の放射状導電層１９Ｂと接触していると共に、可動接点１２Ｂが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｂと接触している状態となり、導出部１６Ｅと１９Ｃの間が導通状態となる。
【００３４】
その中点位置における状態を図７に示す。
【００３５】
続いて更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、今度は、可動接点１２Ｂが固定接点１８の放射状導電層１８Ｂと接触して、導出部１６Ｅと１８Ｃの間が導通状態となる。
【００３６】
その中点位置における状態を図８に示す。
【００３７】
この後更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、今度は、可動接点１２Ａが固定接点１７の放射状導電層１７Ｂと接触して、導出部１６Ｅと１７Ｃの間が再び導通状態となる。
【００３８】
その中点位置における状態を図９に示す。
【００３９】
更に、摺動子１１の回転摺動を続けていくと、導出部１６Ｅと１９Ｃの間、続いて導出部１６Ｅと１８Ｃの間が導通状態となっていく。
【００４０】
このように摺動子１１を時計方向に回転摺動させていくと、共通パターン１６の導出部１６Ｅと信号パターン１５の各固定接点１７，１９，１８の導出部１７Ｃ，１９Ｃ，１８Ｃとの間が、１０゜の角度範囲のオープン状態を挟んで２０゜の角度ピッチで順次導通状態となることを繰り返していく。
【００４１】
そして、信号パターン１５の固定接点１７の導出部１７Ｃからの出力信号を第一相、固定接点１９の導出部１９Ｃからの出力信号を第二相、固定接点１８の導出部１８Ｃからの出力信号を第三相として波形図に表わしたものが、図１０に示す３相の矩形波信号の波形図である。
【００４２】
すなわち、図１０の下部に示すように、この回転型エンコーダ全体として３相の矩形波信号を２０゜ピッチで、各導出部１６Ｅと１７Ｃ，１９Ｃ，１８Ｃに接続された端子８（図１参照）から連続的に出力することができる。
【００４３】
また、この３相の矩形波信号は、操作軸１を反対方向に回転操作すなわち摺動子１１を反時計方向に回転摺動させても、同様に出力することができる。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、操作軸１を回転させることによって、接点基板１３の一つの円周上に配設された接点パターン１４上を摺動子１１の一定半径の複数の可動接点１２Ａ〜１２Ｃが回転摺動して、信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９の導出部１７Ｃ〜１９Ｃと共通パターン１６の導出部１６Ｅとの間に３相の矩形波信号を２０゜ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるものである。
【００４５】
そして、本実施の形態による回転型エンコーダにおいて、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上における信号パターン１５の各固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂの各々の巾は、各固定接点１７〜１９の二つずつの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂどうし、１８Ａ，１８Ｂどうし、１９Ａ，１９Ｂどうしの角度ピッチ６０゜の１／３よりも小さくしてあり、上記の第一相、第二相、第三相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、この回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さくすることができる。
【００４６】
なお、このような３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力する１８信号タイプの回転型エンコーダを実現するために、接点基板１３上の、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上に信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９を配設する関係位置は、上記の図３に示した１６０゜が１ヶ所で１００゜が２ヶ所の角度ピッチだけでなく、図１１、図１２の概念図に例示するような、幾つかの角度ピッチの配列が考えられる。
【００４７】
同図に示したような、これらの信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９間の角度ピッチである８０゜，１４０゜，２００゜も、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜またはその倍数よりも、矩形波信号の出力ピッチ２０゜またはその２倍の４０゜だけ小さいかまたは大きく、しかも上記角度ピッチの８０゜，１４０゜，２００゜は、固定接点１７〜１９の一つの角度巾７０゜よりも大きいという条件にマッチするもので、三つの角度ピッチの合計が３６０゜となるように配設されている。
【００４８】
そして、同図に示したものにおいても、共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｆは、固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ〜１９Ｂが配設されていない部分、すなわち各固定接点１７〜１９の二つずつの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂどうし、１８Ａ，１８Ｂどうし、および１９Ａ，１９Ｂどうしの間、または固定接点１７〜１９の間の必要な角度位置に配設され、共通の導出部１６Ｅを有している。
【００４９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態として、３相の矩形波信号を１２゜ピッチ、すなわち３６０゜につき３０信号を連続的に出力する３０信号タイプの回転型エンコーダについて説明する。
【００５０】
図１３は本発明の第２の実施の形態による３０信号タイプの回転型エンコーダの摺動子の平面図、図１４は接点基板上の接点パターンの概念図である。
【００５１】
図１３に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの摺動子２１には、回転中心となる中心部から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチ１２゜の６倍である７２゜間隔に、弾性を有する五つの可動接点２２Ａ〜２２Ｅが設けられており、各可動接点２２Ａ〜２２Ｅは、図１に示すように接点基板２３の上面に弾接触している。
【００５２】
また、摺動子２１の各可動接点２２Ａ〜２２Ｅの各接触点は一つずつでよいが、安定した接触を得るために二つずつ設けてあることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００５３】
そして、図１４に示すように、本タイプの回転型エンコーダの接点基板２３上には、信号パターン２５と共通パターン２６とからなる接点パターン２４が配設されていることも、実施の形態１の場合と同様である。
【００５４】
すなわち、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅと同じ半径の円周上に、共通の導出部２７Ｃを有する同一角度巾６゜の二つの放射状導電層２７Ａ，２７Ｂを矩形波信号の出力ピッチ１２゜の３倍である３６゜の角度ピッチに有する固定接点２７、およびこれと同条件の導出部２８Ｃと２９Ｃならびに二つずつの放射状導電層２８Ａ，２８Ｂと２９Ａ，２９Ｂをそれぞれ有する固定接点２８と２９とからなる信号パターン２５が配設されている。
【００５５】
この三つの固定接点２７，２８，２９が円周上に配設された関係位置は、固定接点２７と２８の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜分だけ大きい６０゜、固定接点２８と２９の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜の２倍よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜分だけ小さい１３２゜、そして固定接点２９と２７の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜の２倍よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜の２倍分だけ大きい１６８゜で、固定接点２７〜２９の一つの角度巾４２゜よりも大きい角度となっている。
【００５６】
そして、接点基板２３上の、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅと同じ半径の円周上の信号パターン２５が配設されない部分である、固定接点２９と２７の間に、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａが、独自の導出部２６Ｃを有すると共に信号パターン２５から絶縁して１１４゜の角度範囲に配設されている。
【００５７】
そして、接点基板２３の接点パターン２４と摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅとの組み合わせ状態を示すのが、図１５の接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図である。
【００５８】
本タイプの回転型エンコーダは、図１に示した節度ばね９と操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部との係合により、操作軸１を回転操作しない通常状態において、図１５に示すように、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅは接点パターン２４の共通パターン２６には接触しているが、信号パターン２５の固定接点２７〜２９の何れとも接触しないオープン状態で停止していることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００５９】
このとき、同図に示すように、摺動子２１の可動接点２２Ｅが、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａ上に停止して位置し、その他の可動接点２２Ａ〜２２Ｄは固定接点２７〜２９の何れとも接触していない状態になっている。
【００６０】
この図１５に示すオープン状態から操作軸１を回転操作して、摺動子２１を接点パターン２４に沿って時計方向に回転摺動させる時の接触状態を図１６〜図１８の概念図に示す。
【００６１】
図１５に示す状態から時計方向に摺動子２１を回転させると、まず、摺動子２１が時計方向に約３゜回転摺動した位置から、約６゜の回転角度範囲において、可動接点２２Ａが固定接点２７の放射状導電層２７Ａと接触する。
【００６２】
このとき、他の可動接点２２Ｅは共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触しているので、導出部２６Ｃと２７Ｃの間が導通状態となる。
【００６３】
その中点位置における状態を図１６に示す。
【００６４】
更に、摺動子２１を回転摺動させると、約６゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、他の可動接点２２Ｅが共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触している状態を保ちつつ、今度は、可動接点２２Ｄが固定接点２９の放射状導電層２９Ｂと接触して、導出部２６Ｃと２９Ｃの間が導通状態となる。
【００６５】
その中点位置における状態を図１７に示す。
【００６６】
そして更に、摺動子２１を回転摺動させると、約６゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、他の可動接点２２Ｅが共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触している状態を保ちつつ、今度は、可動接点２２Ｂが固定接点２８の放射状導電層２８Ｂと接触して、導出部２６Ｃと２８Ｃの間が導通状態となる。
【００６７】
その中点位置における状態を図１８に示す。
【００６８】
このように摺動子２１を時計方向に回転摺動させていくと、共通パターン２６の導出部２６Ｃと信号パターン２５の各固定接点２７，２９，２８の導出部２７Ｃ，２９Ｃ，２８Ｃとの間が、６゜の角度範囲のオープン状態を挟んで１２゜の角度ピッチで順次導通状態となることを繰り返していく。
【００６９】
そして、信号パターン２５の固定接点２７の導出部２７Ｃからの出力信号を第一相、固定接点２９の導出部２９Ｃからの出力信号を第二相、固定接点２８の導出部２８Ｃからの出力信号を第三相として波形図に表わしたものが、図１９に示す３相の矩形波信号の波形図である。
【００７０】
すなわち、図１９の下部に示すように、この回転型エンコーダ全体として３相の矩形波信号を１２゜ピッチで、各導出部２６Ｃと２７Ｃ，２９Ｃ，２８Ｃに接続された端子８（図１参照）から連続的に出力することができ、また、操作軸１を反対方向に回転操作すなわち摺動子２１を反時計方向に回転摺動させても、同様に３相の矩形波信号を出力することができる。
【００７１】
このように本実施の形態によれば、操作軸１を回転させることによって、接点基板２３の一つの円周上に配設された接点パターン２４上を摺動子２１の一定半径の複数の可動接点２２Ａ〜２２Ｅが回転摺動して、信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９の導出部２７Ｃ〜２９Ｃと共通パターン２６の導出部２６Ｃとの間に３相の矩形波信号を１２゜ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるものである。
【００７２】
そして、本実施の形態による回転型エンコーダにおいても、第一相、第二相、第三相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、この回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さくすることができることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００７３】
そして、このような３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力する３０信号タイプの回転型エンコーダを実現するために、接点基板２３上の、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの回転摺動円周上に信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９を配設する関係位置として、上記の図１４に示した、６０゜，１３２゜，１６８゜の角度ピッチの他に考えられる角度ピッチの配列の例を、図２０と図２１の概念図に示す。
【００７４】
同図に示したような、これらの信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９間の角度ピッチである６０゜，２４０゜，９６゜，１３２゜も、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｃの角度間隔７２゜またはその倍数よりも、矩形波信号の出力ピッチ１２゜またはその２倍の２４゜だけ小さいかまたは大きく、しかも上記角度ピッチの６０゜，２４０゜，９６゜，１３２゜は、固定接点２７〜２９の一つの角度巾４２゜よりも大きいという条件にマッチするもので、三つの角度ピッチの合計が３６０゜となるように配設されている。
【００７５】
そして、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄは、固定接点２７〜２９の放射状導電層２７Ａ〜２９Ｂが配設されていない部分、すなわち固定接点２７〜２９の間や各固定接点２７〜２９の二つずつの放射状導電層２７Ａ，２７Ｂと２８Ａ，２８Ｂおよび２９Ａ，２９Ｂの間などの必要な角度位置に配設され、共通の導出部２６Ｃを有していることも、実施の形態１の場合と同様である。
【００７６】
以上の実施の形態１および２は、３相の矩形波信号を３６０゜につき１８信号および３０信号を出力するタイプの回転型エンコーダについて説明したが、３６信号、４５信号等を出力するタイプについても同様に実現することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接点基板の一つの円周上に配設された接点パターン上を、摺動子の一定半径の複数の可動接点が回転摺動して、３相の矩形波信号を等ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転型エンコーダの正面断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態による回転型エンコーダの要部である摺動子の平面図
【図３】同要部である接点基板上の接点パターンの概念図
【図４】同接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図
【図５】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図６】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図７】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図８】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図９】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１０】同３相の矩形波信号の波形図
【図１１】同３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図１２】同３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図１３】本発明の第２の実施の形態による回転型エンコーダの要部である摺動子の平面図
【図１４】同要部である接点基板上の接点パターンの概念図
【図１５】同接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図
【図１６】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１７】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１８】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１９】同３相の矩形波信号の波形図
【図２０】同３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図２１】同３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【符号の説明】
１ 操作軸
１Ａ 保持部
２ 軸受
５ ケース
８ 端子
９ 節度ばね
１１，２１ 摺動子
１２Ａ〜１２Ｃ，２２Ａ〜２２Ｅ 可動接点
１３，２３ 接点基板
１４，２４ 接点パターン
１５，２５ 信号パターン
１６，２６ 共通パターン
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｆ，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄ 扇形導電層
１６Ｅ，１７Ｃ，１８Ｃ，１９Ｃ，２６Ｃ，２７Ｃ，２８Ｃ，２９Ｃ 導出部
１７，１８，１９，２７，２８，２９ 固定接点
１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ，２９Ａ，２９Ｂ 放射状導電層
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の入力操作用等に使用され、３相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多相の矩形波信号を出力する従来の回転型エンコーダは、実開平３−２６０２１号公報および特開平６−９４４７６号公報に示されているように、接点基板上に、円環状の共通パターンを中心とし、その外方に円環櫛歯状の信号パターンを出力信号の相の数だけ同心円状に配設し、摺動子の可動接点が各パターン上を回転摺動することによって、多相の矩形波信号を出力するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の多相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダにおいては、接点基板上に、円環状の共通パターンを中心として、その外方に出力信号の相の数だけ円環櫛歯状の信号パターンを同心円状に配設する、すなわち３相の場合には三つの信号用パターンを配設するものであるから、接点基板の外径すなわち回転型エンコーダ全体としての外径寸法が大きく、近年の小型・高密度化された電子機器において使い難いという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、特に３相の矩形波信号を出力する回転型エンコーダにおいて、接点基板の外径が小さいすなわち全体としての外径寸法が小さい回転型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】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、接点基板に対して回転可能に支持され、回転中心から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチの６倍の角度間隔に複数個の可動接点を有する摺動子と、共通の導出部を有する二つずつの同一巾の放射状導電層を矩形波信号の出力ピッチの３倍の角度ピッチに有する三つの固定接点が、接点基板上で摺動子の可動接点の回転摺動円周上に、互いの関係位置が摺動子の可動接点の角度間隔またはその倍数よりも矩形波の出力ピッチ分またはその２倍分だけ小さいかまたは大きくて、しかも固定接点一つの角度巾よりも大きい三つの角度ピッチで配設された信号パターンと、摺動子の任意の可動接点が信号パターンの何れかの固定接点と接触している時に他の少なくとも一つの可動接点と接触するように、摺動子の可動接点の回転摺動半径上に、独自の導出部を有して配設された導電性の共通パターンからなる回転型エンコーダとしたものであり、摺動子を保持させた部材を回転させることによって、接点基板の一つの円周上に配設された信号パターンと共通パターン上を摺動子の一定半径の複数の可動接点が回転摺動して、信号パターンの三つの固定接点の導出部と共通パターンの導出部との間に３相の矩形波信号を等ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるという作用効果を有する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、接点基板上で摺動子の可動接点の回転摺動円周上における、信号パターンの各固定接点の放射状導電層の巾が、固定接点の二つずつの放射状導電層間の角度ピッチの１／３未満に相当する寸法であるものであり、３相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さいという作用効果を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明による回転型エンコーダの概略構成を、図１の正面断面図に示す回転型エンコーダを用いて説明する。
【０００９】
同図に示すように、本回転型エンコーダは、軸受２により回転可能に支持された操作軸１下端の保持部１Ａに弾性金属薄板製の摺動子１１または２１が保持され、軸受２の下部にはケース５が連結されている。
【００１０】
このケース５の内底面が、接点基板１３または２３として機能するように構成されており、接点基板１３または２３に配設された接点パターン１４または２４に対して、摺動子１１または２１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃまたは２２Ａ〜２２Ｅが弾接触している。
【００１１】
そして、操作軸１を回転操作することにより、摺動子１１または２１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃまたは２２Ａ〜２２Ｅが接点パターン１４または２４上を回転摺動して、接点パターン１４または２４の導出部に各々接続された端子８に矩形波信号を連続的に出力するようになっている。
【００１２】
また、軸受２の下端には弾性金属薄板製の節度ばね９が装着されて操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部に弾接しており、摺動子１１または２１の回転摺動による矩形波信号の出力に合わせて節度感を発生するようになっている。
【００１３】
以上のように構成される本発明による回転型エンコーダは接点部分の構成に特徴を持つものであり、以下に実施の形態１および２として、１回転中すなわち３６０゜回転中に出力する矩形波信号の数が異なる回転型エンコーダを用いて、その特徴を特定した本発明の請求項１および２に記載の発明について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態として、３相の矩形波信号を２０゜ピッチ、すなわち３６０゜につき１８信号を連続的に出力する１８信号タイプの回転型エンコーダについて説明する。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態による１８信号タイプの回転型エンコーダの摺動子の平面図、図３は接点基板上の接点パターンの概念図である。
【００１６】
図２に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの摺動子１１としては、回転中心となる中心部から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチ２０゜の６倍である１２０゜間隔に、弾性を有する三つの可動接点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられており、各可動接点１２Ａ〜１２Ｃは、図１に示したように、本タイプの回転型エンコーダの接点基板１３上面に弾接触している。
【００１７】
ここで、摺動子１１の各可動接点１２Ａ〜１２Ｃの接触点は一つずつでよいが、安定した接触を得るために、図２に示すように各々二つずつの接触点を設けている。
【００１８】
そして、図３に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの接点基板１３上には、信号パターン１５と共通パターン１６とからなる接点パターン１４が配設されている。
【００１９】
すなわち、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃと同じ半径の円周上に、共通の導出部１７Ｃを有する同一角度巾１０゜の二つの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂを矩形波信号の出力ピッチ２０゜の３倍である６０゜の角度ピッチに有する固定接点１７、およびこれと同条件の導出部１８Ｃと１９Ｃならびに二つずつの放射状導電層１８Ａ，１８Ｂと１９Ａ，１９Ｂをそれぞれ有する固定接点１８と１９からなる信号パターン１５が配設されている。
【００２０】
この三つの固定接点１７，１８，１９が円周上に配設された関係位置は、固定接点１７と１９の角度ピッチが摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜よりも矩形波信号の出力ピッチ２０゜の２倍分だけ大きい１６０゜、固定接点１７と１８および１８と１９の角度ピッチが摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜よりも矩形波信号の出力ピッチ２０゜分だけ小さい１００゜で、固定接点１７〜１９の一つの角度巾７０゜よりも大きい角度となっている。
【００２１】
そして、接点基板１３上の、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃと同じ半径の円周上の信号パターン１５が配設されない部分である、固定接点１７と１９との間、固定接点１８の放射状導電層１８Ａと１８Ｂの間、および固定接点１９の放射状導電層１９Ａと１９Ｂの間に、共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが、独自の導出部１６Ｅを有すると共に信号パターン１５から絶縁して配設されている。
【００２２】
この共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの一つが信号パターン１５の固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂの何れかと接触している時に、可動接点１２Ａ〜１２Ｃの他の少なくとも一つが接触する角度位置に配設されておればよいものであり、図３に点線で囲った、固定接点１７の放射状導電層１７Ａと１７Ｂの間の部分に設ける必要はない。
【００２３】
ここで、接点基板１３上に配設された接点パターン１４すなわち信号パターン１５および共通パターン１６は、放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂや導出部１７Ｃ〜１９Ｃとこれらの連結部および、扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃや導出部１６Ｅとこれらの連結部となる部分を金属薄板に打抜き形成したものを、ケース５を形成する樹脂でインサート成形加工して配設されており、位置精度が高いものである。
【００２４】
そして、接点基板１３の接点パターン１４と摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃとの組み合わせ状態を示すのが、図４の接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図である。
【００２５】
本タイプの回転型エンコーダは、図１に示した節度ばね９と操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部との係合により、操作軸１を回転操作しない通常状態においては、図４に示すように、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃは接点パターン１４の共通パターン１６には接触しているが、信号パターン１５の固定接点１７〜１９の何れとも接触しないオープン状態で停止している。
【００２６】
つまり、図４の状態では、可動接点１２Ｃのみが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｃ上で停止して接触しているが、他の可動接点１２Ａと１２Ｂは、信号パターン１５に接触していない位置で停止している。
【００２７】
すなわち、このオープン状態である通常状態において、共通パターン１６の導出部１６Ｅは信号パターン１５の導出部１７Ｃ〜１９Ｃの何れとも導通していない。
【００２８】
この図４に示すオープン状態から操作軸１を回転操作して、摺動子１１を接点パターン１４に沿って時計方向に回転摺動させる時の接触状態を図５〜図９の概念図に示す。
【００２９】
まず、摺動子１１を時計方向に約５゜回転摺動させた位置から、約１０゜の回転角度範囲において、可動接点１２Ａが固定接点１７の放射状導電層１７Ａと接触すると共に他の可動接点１２Ｂ，１２Ｃが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｂ，１６Ｃと接触している状態となり、導出部１６Ｅと１７Ｃの間が導通状態となる。
【００３０】
その中点位置における状態を図５に示す。
【００３１】
更に、摺動子１１を時計方向に回転摺動させると、可動接点１２Ａは放射状導電層１７Ａから離れ、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃは再び、約１０゜の回転角度範囲において、信号パターン１５の固定接点１７〜１９の何れとも接触しないオープン状態となり、導出部１６Ｅは導出部１７Ｃ〜１９Ｃの何れとも導通しなくなる。
【００３２】
その中点位置における状態を図６に示す。
【００３３】
そして更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲において、今度は、可動接点１２Ｃが固定接点１９の放射状導電層１９Ｂと接触していると共に、可動接点１２Ｂが共通パターン１６の扇形導電層１６Ｂと接触している状態となり、導出部１６Ｅと１９Ｃの間が導通状態となる。
【００３４】
その中点位置における状態を図７に示す。
【００３５】
続いて更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、今度は、可動接点１２Ｂが固定接点１８の放射状導電層１８Ｂと接触して、導出部１６Ｅと１８Ｃの間が導通状態となる。
【００３６】
その中点位置における状態を図８に示す。
【００３７】
この後更に、摺動子１１を回転摺動させると、約１０゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、今度は、可動接点１２Ａが固定接点１７の放射状導電層１７Ｂと接触して、導出部１６Ｅと１７Ｃの間が再び導通状態となる。
【００３８】
その中点位置における状態を図９に示す。
【００３９】
更に、摺動子１１の回転摺動を続けていくと、導出部１６Ｅと１９Ｃの間、続いて導出部１６Ｅと１８Ｃの間が導通状態となっていく。
【００４０】
このように摺動子１１を時計方向に回転摺動させていくと、共通パターン１６の導出部１６Ｅと信号パターン１５の各固定接点１７，１９，１８の導出部１７Ｃ，１９Ｃ，１８Ｃとの間が、１０゜の角度範囲のオープン状態を挟んで２０゜の角度ピッチで順次導通状態となることを繰り返していく。
【００４１】
そして、信号パターン１５の固定接点１７の導出部１７Ｃからの出力信号を第一相、固定接点１９の導出部１９Ｃからの出力信号を第二相、固定接点１８の導出部１８Ｃからの出力信号を第三相として波形図に表わしたものが、図１０に示す３相の矩形波信号の波形図である。
【００４２】
すなわち、図１０の下部に示すように、この回転型エンコーダ全体として３相の矩形波信号を２０゜ピッチで、各導出部１６Ｅと１７Ｃ，１９Ｃ，１８Ｃに接続された端子８（図１参照）から連続的に出力することができる。
【００４３】
また、この３相の矩形波信号は、操作軸１を反対方向に回転操作すなわち摺動子１１を反時計方向に回転摺動させても、同様に出力することができる。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、操作軸１を回転させることによって、接点基板１３の一つの円周上に配設された接点パターン１４上を摺動子１１の一定半径の複数の可動接点１２Ａ〜１２Ｃが回転摺動して、信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９の導出部１７Ｃ〜１９Ｃと共通パターン１６の導出部１６Ｅとの間に３相の矩形波信号を２０゜ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるものである。
【００４５】
そして、本実施の形態による回転型エンコーダにおいて、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上における信号パターン１５の各固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ，…，１９Ｂの各々の巾は、各固定接点１７〜１９の二つずつの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂどうし、１８Ａ，１８Ｂどうし、１９Ａ，１９Ｂどうしの角度ピッチ６０゜の１／３よりも小さくしてあり、上記の第一相、第二相、第三相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、この回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さくすることができる。
【００４６】
なお、このような３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力する１８信号タイプの回転型エンコーダを実現するために、接点基板１３上の、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの回転摺動円周上に信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９を配設する関係位置は、上記の図３に示した１６０゜が１ヶ所で１００゜が２ヶ所の角度ピッチだけでなく、図１１、図１２の概念図に例示するような、幾つかの角度ピッチの配列が考えられる。
【００４７】
同図に示したような、これらの信号パターン１５の三つの固定接点１７〜１９間の角度ピッチである８０゜，１４０゜，２００゜も、摺動子１１の可動接点１２Ａ〜１２Ｃの角度間隔１２０゜またはその倍数よりも、矩形波信号の出力ピッチ２０゜またはその２倍の４０゜だけ小さいかまたは大きく、しかも上記角度ピッチの８０゜，１４０゜，２００゜は、固定接点１７〜１９の一つの角度巾７０゜よりも大きいという条件にマッチするもので、三つの角度ピッチの合計が３６０゜となるように配設されている。
【００４８】
そして、同図に示したものにおいても、共通パターン１６の扇形導電層１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｆは、固定接点１７〜１９の放射状導電層１７Ａ〜１９Ｂが配設されていない部分、すなわち各固定接点１７〜１９の二つずつの放射状導電層１７Ａ，１７Ｂどうし、１８Ａ，１８Ｂどうし、および１９Ａ，１９Ｂどうしの間、または固定接点１７〜１９の間の必要な角度位置に配設され、共通の導出部１６Ｅを有している。
【００４９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態として、３相の矩形波信号を１２゜ピッチ、すなわち３６０゜につき３０信号を連続的に出力する３０信号タイプの回転型エンコーダについて説明する。
【００５０】
図１３は本発明の第２の実施の形態による３０信号タイプの回転型エンコーダの摺動子の平面図、図１４は接点基板上の接点パターンの概念図である。
【００５１】
図１３に示すように、本タイプにおける回転型エンコーダの摺動子２１には、回転中心となる中心部から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチ１２゜の６倍である７２゜間隔に、弾性を有する五つの可動接点２２Ａ〜２２Ｅが設けられており、各可動接点２２Ａ〜２２Ｅは、図１に示すように接点基板２３の上面に弾接触している。
【００５２】
また、摺動子２１の各可動接点２２Ａ〜２２Ｅの各接触点は一つずつでよいが、安定した接触を得るために二つずつ設けてあることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００５３】
そして、図１４に示すように、本タイプの回転型エンコーダの接点基板２３上には、信号パターン２５と共通パターン２６とからなる接点パターン２４が配設されていることも、実施の形態１の場合と同様である。
【００５４】
すなわち、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅと同じ半径の円周上に、共通の導出部２７Ｃを有する同一角度巾６゜の二つの放射状導電層２７Ａ，２７Ｂを矩形波信号の出力ピッチ１２゜の３倍である３６゜の角度ピッチに有する固定接点２７、およびこれと同条件の導出部２８Ｃと２９Ｃならびに二つずつの放射状導電層２８Ａ，２８Ｂと２９Ａ，２９Ｂをそれぞれ有する固定接点２８と２９とからなる信号パターン２５が配設されている。
【００５５】
この三つの固定接点２７，２８，２９が円周上に配設された関係位置は、固定接点２７と２８の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜分だけ大きい６０゜、固定接点２８と２９の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜の２倍よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜分だけ小さい１３２゜、そして固定接点２９と２７の角度ピッチが摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの角度間隔７２゜の２倍よりも矩形波信号の出力ピッチ１２゜の２倍分だけ大きい１６８゜で、固定接点２７〜２９の一つの角度巾４２゜よりも大きい角度となっている。
【００５６】
そして、接点基板２３上の、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅと同じ半径の円周上の信号パターン２５が配設されない部分である、固定接点２９と２７の間に、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａが、独自の導出部２６Ｃを有すると共に信号パターン２５から絶縁して１１４゜の角度範囲に配設されている。
【００５７】
そして、接点基板２３の接点パターン２４と摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅとの組み合わせ状態を示すのが、図１５の接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図である。
【００５８】
本タイプの回転型エンコーダは、図１に示した節度ばね９と操作軸１下端の保持部１Ａ上面の凹凸部との係合により、操作軸１を回転操作しない通常状態において、図１５に示すように、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅは接点パターン２４の共通パターン２６には接触しているが、信号パターン２５の固定接点２７〜２９の何れとも接触しないオープン状態で停止していることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００５９】
このとき、同図に示すように、摺動子２１の可動接点２２Ｅが、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａ上に停止して位置し、その他の可動接点２２Ａ〜２２Ｄは固定接点２７〜２９の何れとも接触していない状態になっている。
【００６０】
この図１５に示すオープン状態から操作軸１を回転操作して、摺動子２１を接点パターン２４に沿って時計方向に回転摺動させる時の接触状態を図１６〜図１８の概念図に示す。
【００６１】
図１５に示す状態から時計方向に摺動子２１を回転させると、まず、摺動子２１が時計方向に約３゜回転摺動した位置から、約６゜の回転角度範囲において、可動接点２２Ａが固定接点２７の放射状導電層２７Ａと接触する。
【００６２】
このとき、他の可動接点２２Ｅは共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触しているので、導出部２６Ｃと２７Ｃの間が導通状態となる。
【００６３】
その中点位置における状態を図１６に示す。
【００６４】
更に、摺動子２１を回転摺動させると、約６゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、他の可動接点２２Ｅが共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触している状態を保ちつつ、今度は、可動接点２２Ｄが固定接点２９の放射状導電層２９Ｂと接触して、導出部２６Ｃと２９Ｃの間が導通状態となる。
【００６５】
その中点位置における状態を図１７に示す。
【００６６】
そして更に、摺動子２１を回転摺動させると、約６゜の回転角度範囲におけるオープン状態を経て、他の可動接点２２Ｅが共通パターン２６の扇形導電層２６Ａと接触している状態を保ちつつ、今度は、可動接点２２Ｂが固定接点２８の放射状導電層２８Ｂと接触して、導出部２６Ｃと２８Ｃの間が導通状態となる。
【００６７】
その中点位置における状態を図１８に示す。
【００６８】
このように摺動子２１を時計方向に回転摺動させていくと、共通パターン２６の導出部２６Ｃと信号パターン２５の各固定接点２７，２９，２８の導出部２７Ｃ，２９Ｃ，２８Ｃとの間が、６゜の角度範囲のオープン状態を挟んで１２゜の角度ピッチで順次導通状態となることを繰り返していく。
【００６９】
そして、信号パターン２５の固定接点２７の導出部２７Ｃからの出力信号を第一相、固定接点２９の導出部２９Ｃからの出力信号を第二相、固定接点２８の導出部２８Ｃからの出力信号を第三相として波形図に表わしたものが、図１９に示す３相の矩形波信号の波形図である。
【００７０】
すなわち、図１９の下部に示すように、この回転型エンコーダ全体として３相の矩形波信号を１２゜ピッチで、各導出部２６Ｃと２７Ｃ，２９Ｃ，２８Ｃに接続された端子８（図１参照）から連続的に出力することができ、また、操作軸１を反対方向に回転操作すなわち摺動子２１を反時計方向に回転摺動させても、同様に３相の矩形波信号を出力することができる。
【００７１】
このように本実施の形態によれば、操作軸１を回転させることによって、接点基板２３の一つの円周上に配設された接点パターン２４上を摺動子２１の一定半径の複数の可動接点２２Ａ〜２２Ｅが回転摺動して、信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９の導出部２７Ｃ〜２９Ｃと共通パターン２６の導出部２６Ｃとの間に３相の矩形波信号を１２゜ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるものである。
【００７２】
そして、本実施の形態による回転型エンコーダにおいても、第一相、第二相、第三相の矩形波信号をそれぞれ独立した状態で出力することができるので、この回転型エンコーダを使用する電子機器において、マイクロコンピュータ等を用いる回路構成および信号処理が簡単で、信号処理に必要な消費電力も小さくすることができることは、実施の形態１の場合と同じである。
【００７３】
そして、このような３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力する３０信号タイプの回転型エンコーダを実現するために、接点基板２３上の、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｅの回転摺動円周上に信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９を配設する関係位置として、上記の図１４に示した、６０゜，１３２゜，１６８゜の角度ピッチの他に考えられる角度ピッチの配列の例を、図２０と図２１の概念図に示す。
【００７４】
同図に示したような、これらの信号パターン２５の三つの固定接点２７〜２９間の角度ピッチである６０゜，２４０゜，９６゜，１３２゜も、摺動子２１の可動接点２２Ａ〜２２Ｃの角度間隔７２゜またはその倍数よりも、矩形波信号の出力ピッチ１２゜またはその２倍の２４゜だけ小さいかまたは大きく、しかも上記角度ピッチの６０゜，２４０゜，９６゜，１３２゜は、固定接点２７〜２９の一つの角度巾４２゜よりも大きいという条件にマッチするもので、三つの角度ピッチの合計が３６０゜となるように配設されている。
【００７５】
そして、共通パターン２６の扇形導電層２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄは、固定接点２７〜２９の放射状導電層２７Ａ〜２９Ｂが配設されていない部分、すなわち固定接点２７〜２９の間や各固定接点２７〜２９の二つずつの放射状導電層２７Ａ，２７Ｂと２８Ａ，２８Ｂおよび２９Ａ，２９Ｂの間などの必要な角度位置に配設され、共通の導出部２６Ｃを有していることも、実施の形態１の場合と同様である。
【００７６】
以上の実施の形態１および２は、３相の矩形波信号を３６０゜につき１８信号および３０信号を出力するタイプの回転型エンコーダについて説明したが、３６信号、４５信号等を出力するタイプについても同様に実現することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接点基板の一つの円周上に配設された接点パターン上を、摺動子の一定半径の複数の可動接点が回転摺動して、３相の矩形波信号を等ピッチで連続的に出力する、外径寸法が小さい回転型エンコーダを実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転型エンコーダの正面断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態による回転型エンコーダの要部である摺動子の平面図
【図３】同要部である接点基板上の接点パターンの概念図
【図４】同接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図
【図５】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図６】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図７】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図８】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図９】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１０】同３相の矩形波信号の波形図
【図１１】同３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図１２】同３相の矩形波信号を２０゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図１３】本発明の第２の実施の形態による回転型エンコーダの要部である摺動子の平面図
【図１４】同要部である接点基板上の接点パターンの概念図
【図１５】同接点基板上の接点パターンと摺動子の可動接点との組み合わせ状態を説明する概念図
【図１６】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１７】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１８】同摺動子の可動接点が接点基板上を接点パターンに沿って回転摺動する時の接触状態を説明する概念図
【図１９】同３相の矩形波信号の波形図
【図２０】同３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【図２１】同３相の矩形波信号を１２゜ピッチで出力するための他の信号パターンの、三つの固定接点の関係位置を示す接点パターンの概念図
【符号の説明】
１ 操作軸
１Ａ 保持部
２ 軸受
５ ケース
８ 端子
９ 節度ばね
１１，２１ 摺動子
１２Ａ〜１２Ｃ，２２Ａ〜２２Ｅ 可動接点
１３，２３ 接点基板
１４，２４ 接点パターン
１５，２５ 信号パターン
１６，２６ 共通パターン
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｆ，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄ 扇形導電層
１６Ｅ，１７Ｃ，１８Ｃ，１９Ｃ，２６Ｃ，２７Ｃ，２８Ｃ，２９Ｃ 導出部
１７，１８，１９，２７，２８，２９ 固定接点
１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ，２９Ａ，２９Ｂ 放射状導電層
Claims (2)
- 接点基板に対して回転可能に支持され、回転中心から一定半径の円周上に、矩形波信号の出力ピッチの６倍の角度間隔に複数個の可動接点を有する摺動子と、共通の導出部を有する二つずつの同一巾の放射状導電層を上記矩形波信号の出力ピッチの３倍の角度ピッチに有する三つの固定接点が、上記接点基板上で上記摺動子の可動接点の回転摺動円周上に、互いの関係位置が上記摺動子の可動接点の角度間隔またはその倍数よりも上記矩形波信号の出力ピッチ分またはその２倍分だけ小さいかまたは大きくて、しかも上記固定接点一つの角度巾よりも大きい三つの角度ピッチで配設された信号パターンと、上記摺動子の任意の可動接点が上記信号パターンの何れかの固定接点と接触している時に他の少なくとも一つの可動接点と接触するように、上記接点基板上で上記摺動子の可動接点の回転摺動半径上に、独自の導出部を有して上記信号パターンと絶縁して配設された導電性の共通パターンからなり、上記摺動子を回転させることによって、上記信号パターンの各固定接点の導出部と上記共通パターンの導出部との間に３相の矩形波信号を等ピッチで連続的に出力する回転型エンコーダ。
- 接点基板上で摺動子の可動接点の回転摺動円周上における、信号パターンの各固定接点の放射状導電層の巾が、上記固定接点の二つずつの放射状導電層間の角度ピッチの１／３未満に相当する寸法である請求項１記載の回転型エンコーダ。
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