JP2005024283A

JP2005024283A - ロータリーエンコーダ

Info

Publication number: JP2005024283A
Application number: JP2003187052A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shibuya; 寿彦澁谷
Original assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】符号板の交換を容易に行うことができるロータリーエンコーダの提供。
【解決手段】回転円板４にはリング状の回転符合板５がビス止めされるフランジ部４ａが形成されており、そのフランジ部４ａの内側には凸部４ｂが突出するように形成されている。凸部４ｂの固着面４２上に固着される磁石１０および磁性体１２の外径は、凸部４ｂの外径よりも小さく設定されている。そのため、ビス１４を外すことによって、磁石１０，１１および磁性体１２を回転円板４に固着したままで回転符号板５を容易に交換することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象の回転量を検出するロータリーエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式のロータリーエンコーダでは、測定対象と同期して回転する回転軸にスリットパターンが形成された回転符合板を装着し、スリットに照射した光の透過・不透過を検出することにより測定対称の回転角度を検出するようにしている。従来のロータリーエンコーダでは、回転符合板の上面に回転符合板を押さえるための部品や、回転数を検出するための磁気部品（磁気パターン）を接着固定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３９１０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロータリーエンコーダ完成後の検査において不良と判定された場合に、回転符号板を交換することによって良品にできる場合がある。しかしながら、従来のロータリーエンコーダでは、上述したように回転符合板の上面に磁気部品等が接着固定されているため、回転符号板を容易に交換することができなかった。そのため、一般的には不良となったものを組み直すようなことは行われてはおらず、歩留まりが悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、パターンが形成された符号板の交換を容易に行うことができるロータリーエンコーダを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、測定対象と連動して回転する回転円板に固定され、所定のパターンを有する符号板と、符号板に光を照射して符号板からの光を検出する光検出部とを備え、光検出部の検出結果に基づいて測定対象の回転量を検出するロータリーエンコーダに適用され、回転円板は、突出高さが符号板の厚さ寸法よりも大きな台状突出部を有し、符号板は、内径が台状突出部の外径よりも大きなリング形状に形成され、台状突出部に外挿するように回転円板に載置されて着脱可能に固定されることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のロータリーエンコーダにおいて、台状突出部上に固着され、外径が台状突出部の外径よりも小さなリング状または円板状の磁石と、磁石の磁束を検出する磁気検出部とを備え、光検出部および磁気検出部の検出結果に基づいて測定対象の回転量を検出するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるロータリーエンコーダの一実施の形態を示す断面図である。１はロータリーエンコーダの筐体であり、この筐体１内にエンコーダを構成する種々の部品が納められている。また、筐体１の上部には、回路基板８が筐体開口を覆うようにビス止め等により取り付けられている。回路基板８には、電気部品や後述する光センサや磁気センサ等が実装されている。
【０００８】
筐体１の底部にはボールベアリング等で構成される軸受２が固設されており、この軸受２によって回転軸３が回転自在に支承されている。回転軸３の下端は筐体１の外部に突出しており、この下端部分には回転数や回転角度を検出すべき測定対象がカップリング等により接続される。一方、回転軸３の上端部分は筐体内の空間に突出しており、この回転軸３の突出部には回転円板４が外挿されるように取り付けられている。回転円板４は止めねじ１５によって回転軸３に固定されており、回転軸３と一体で回転する。
【０００９】
回転円板４のフランジ部４ａには、リング形状の回転符号板５が取り付けられている。回転符号板５には放射状のスリットが周方向に等間隔で形成されている。この回転符号板５を挟むように筐体１には光源６が、回路基板８には光センサ７がそれぞれ配設されている。光源６にはＬＥＤなどが用いられる。また、光センサ７の前面にはインデックススケール１６が配置されている。インデックススケール１６には回転符号板５に対応したスリットが形成されている。
【００１０】
光センサ７を出射した光はレンズ９により平行光とされ、回転符号板５のスリット形成領域に下側から照射される。回転符号板５のスリットを透過した光はインデックススケール１６に入射し、さらにインデックススケール１６のスリットを透過した光が光センサ７の受光面に入射する。すなわち、光源６の光が回転符合板５およびインデックススケール１６の各スリット透過することによって光信号が形成され、その光信号を光センサ７で検出し、光センサ７によって光信号が電気信号に変換される。
【００１１】
光センサ７から出力されたアナログ信号は回路基板８に設けられたＡ／Ｄ変換回路（不図示）によってデジタル信号に変換され、エンコーダ用信号として出力される。このエンコーダから出力される電気信号は、回転符合板５の光透過・不透過に対応したパルス信号となっており、検出されたパルス数に基づいて回転軸３の微少な回転量を検出することができる。
【００１２】
回転円板４のフランジ部４ａの内側には台状の凸部４ｂが形成されており、凸部４ｂ上には磁気部品である磁石１０，１１および磁性体１２が接着剤等により固着されている。磁性体１２には軟鉄や磁性を有するステンレスなどの板材が用いられる。一方、回路基板８の磁石１０，１１に対向する部分には磁気センサ１３が設けられている。これらの磁石１０，１１，磁性体１２および磁気センサ１３は磁気式の回転数センサを構成している。磁石１１，１２は周方向に極性が変化する磁極パターンを有しており、回転円板４が回転すると磁気センサ位置の磁束が変化する。この磁束の変化を磁気センサ１３で検出することにより、回転軸３の回転数を検出することができる。
【００１３】
図２は、磁石１０，１１，磁性体１２および回転符合板５の、回転円板４への組み付け手順の一例を示す図である。上述したように、回転円板４の上部には回転符合板５を装着するリング状のフランジ部４ａが形成されている。フランジ部４ａの内側に形成された台状の凸部４ｂは、回転符合板５の装着面４１よりも上方に突出して形成されている。凸部４ｂの突出高さｈは、回転符号板５の厚さｔよりも大きく設定されている。さらに、凸部４ｂの内側には、磁石１０，１１および磁性体１２が固着される固着面４２から突出するように凸部４ｃが形成されている。また、フランジ部４ａよりも下部の軸部分には、止めねじ１５を装着するためのねじ穴４５が形成されている。
【００１４】
まず、磁性体１２を凸部４ｃに挿入し、凸部４ｂの固着面４２に接着する。次いで、その磁性体１２上に磁石１０，１１を接着する。凸部４ｂ上における磁性体１２および磁石１１の位置は、凸部４ｃの外周面によって位置決めされる。その結果、磁石１０，１１および磁性体１２は、軸穴４３と同軸になるように固着される。なお、磁石１０および磁性体１２の外径は、凸部４ｂの外径よりも小さく設定されている。なお、本実施の形態では磁石１０，１１および磁性体１２をリング形状としたが、円板状であっても良い。その場合、固着面４２に凸部４ｃを設けずに円板状の磁性体１２を固着面４２上に固着する。
【００１５】
次に、回転符合板５をフランジ部４ａに固定する。回転符合板５にはねじ止め用の孔５１が複数形成されており、この孔５１の位置がフランジ部４ａに形成されたねじ孔４４と一致するように装着面４１上に載置し、ビス１４によってフランジ部４ａに固定する。回転符合板５は凸部４ｂに挿入されるように装着され、回転符合板５の内周面が凸部４ｂの外周面と当接することにより、回転符合板５が軸穴４３と同軸に位置決めされる。このようにして回転符合板５および磁石１０，１１，磁性体１２を回転円板４に装着したならば、回転円板４を図１の回転軸３に固定する。
【００１６】
エンコーダが組み上がったならば、所定の精度で回転角が検出できるか否かを検査する。ところが、前述したように、従来のロータリーエンコーダでは、回転符合板５の上面に磁気部品等が接着固定されていたため、回転符合板５の交換が困難であった。
【００１７】
一方、本実施の形態では、回転円板４のフランジ部４ａにリング状の回転符合板５をビス１４によりビス止めし、かつ、フランジ部４ａの内側に凸部４ｂを突出させて、その固着面４２上に凸部４ｂの外径よりも小さな外径を有する磁石１０および磁性体１２を固着するようにした。その結果、ビス１４を外すことにより、磁石１０，１１および磁性体１２を回転円板４に固着したままで回転符号板５を容易に交換することができる。そのため、検査で不良と判断された場合であっても、回転符合板５を組み換えが容易に行え、歩留まりの向上を図ることができる。
【００１８】
また、インデックススケール１６と回転符号板５との距離はフランジ部４ａの厚さで設定され、磁石１０，１１と磁気センサ１３との距離は凸部４ｂの高さを調整することにより最適値に設定される。このように、磁石１０，１１および磁性体１２を回転符号板５の上面に接着するのではなく、回転符号板５の軸方向位置とは独立して設定できる凸部４ｂ上に接着しているので、回転符号板５の配設位置とは関係なく磁石１０，１１と磁気センサ１３との距離を最適値に設定することができる。
【００１９】
なお、上述した組み付け手順以外に、回転符号板５をねじ止めした後に磁気部品１０〜１２を接着しても良い。また、磁気部品１０〜１２を接着する手順としては、磁石１０，１１を磁性体１２に接着した後に、それらを一体で固着面４２に接着するようにしても良い。さらに、固着面４２には、磁石１０，１１および磁性体１２に限らず、従来回転符号板上に固着されていた部品を固着するようにする。
【００２０】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、光源６，レンズ９，光センサ７およびインデックススケール１６は光検出部を、回転円板４は回転円板を、凸部４ｂは台状突出部をそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パターンが形成された符号板の交換を容易に行うことができるロータリーエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるロータリーエンコーダの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】磁石１０，１１，磁性体１２および回転符合板５の、回転円板４への組み付け手順の一例を示す図である。
【符号の説明】
１筐体
２軸受
３回転軸
４回転円板
４ａフランジ部
４ｂ，４ｃ凸部
５回転符合板
６光源
７光センサ
８回路基板
９レンズ
１０，１１磁石
１２磁性体
１３磁気センサ
１４ビス
１５止めねじ
１６インデックススケール

Claims

測定対象と連動して回転する回転円板に固定され、所定のパターンを有する符号板と、
前記符号板に光を照射して前記符号板からの光を検出する光検出部とを備え、前記光検出部の検出結果に基づいて前記測定対象の回転量を検出するロータリーエンコーダにおいて、
前記回転円板は、突出高さが前記符号板の厚さ寸法よりも大きな台状突出部を有し、
前記符号板は、内径が前記台状突出部の外径よりも大きなリング形状に形成され、前記台状突出部に外挿するように前記回転円板に載置されて着脱可能に固定されることを特徴とするロータリーエンコーダ。
請求項１に記載のロータリーエンコーダにおいて、
前記台状突出部上に固着され、外径が前記台状突出部の外径よりも小さなリング状または円板状の磁石と、
前記磁石の磁束を検出する磁気検出部とを備え、前記光検出部および磁気検出部の検出結果に基づいて前記測定対象の回転量を検出することを特徴とするロータリーエンコーダ。