JP2008002977A - Optical rotary encoder and its assembly method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely perform alignment between a rotary slit plate and a stationary slit plate and to securely prevent intrusion of dust. <P>SOLUTION: The optical rotary encoder includes: a rotary shaft 2 rotatably supported by a spindle 1; the rotary slit plate 3 attached to the rotary shaft 2; the stationary slit plate 4 disposed opposite the rotary slit plate 3; a light emitting element 6 irradiating the stationary slit plate 4 and the rotary slit plate 3 with light; and a light receiving element 7 receiving the light transmitted through the stationary slit plate 4 and the rotary slit plate 3. The spindle 1 is formed with a recessed part 10 which opens at an end face to a side of the rotary slit plate 3 and opens to a side face of the spindle 1. The light emitting element 6 is fitted and attached into the recessed part 10. The substrate 5 provided with the light receiving element 7 and the stationary slit plate 4 is arranged at a position facing the rotary slit plate 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学式ロータリエンコーダおよびその組立て方法に係り、詳しくは、回転スリット板と固定スリット板との位置合わせを容易にするための構造と、その構造を利用して適正に調整された光学式ロータリエンコーダを組み立てる組立て方法に関する。   The present invention relates to an optical rotary encoder and an assembling method thereof, and more particularly, a structure for facilitating alignment between a rotary slit plate and a fixed slit plate, and an optically appropriately adjusted using the structure. The present invention relates to an assembly method for assembling a rotary encoder.

光学式ロータリエンコーダは、回転検出対象である被検出軸に連結される回転軸を備え、この回転軸に、回転角(回転位置)を表示する多数のスリットが形成された回転スリット板を取り付け、この回転スリット板には、同様のスリットが形成された固定スリット板を対置し、これら回転スリット板と固定スリット板とを挟む位置に、LEDのような発光素子とフォトトランジスタのような受光素子とを配置したもので、被検出軸の回転に伴い回転スリット板が回転するのに応じて、回転スリット板および固定スリット板の両スリットを透過する光を検出して、被検出軸の回転角を測定するようになっている(特許文献1参照)。この光学式ロータリエンコーダには、スリットの形態により、絶対的な回転角を検出するアブソリュート型と、相対的な回転角を検出するインクリメンタル型とがある。   The optical rotary encoder includes a rotating shaft coupled to a detected shaft that is a rotation detection target, and a rotating slit plate on which a number of slits for displaying a rotation angle (rotating position) are formed is attached to the rotating shaft. A fixed slit plate having a similar slit is placed on the rotary slit plate, and a light emitting element such as an LED and a light receiving element such as a phototransistor are disposed between the rotary slit plate and the fixed slit plate. As the rotating slit plate rotates with the rotation of the detected shaft, the light transmitted through both slits of the rotating slit plate and the fixed slit plate is detected, and the rotation angle of the detected shaft is determined. It measures (refer patent document 1). The optical rotary encoder includes an absolute type that detects an absolute rotation angle and an incremental type that detects a relative rotation angle depending on the form of the slit.

具体的には、上記従来の光学式ロータリエンコーダは、 図8に示すような構造である。円筒状ハウジングであるスピンドル21には回転軸22が一対の転がり軸受23,23により回転可能に支持されている。そして、回転軸22の一端に、回転スリット板24が取り付けられている。また、スピンドル21には、回転スリット板24側の端面に開口する凹所25が形成され、この凹所25内に発光素子26が設けられ、凹所25の開口に固定スリット板27が固定されている。さらに、上記回転スリット板24の反スピンドル21側には、基板28が配設されてスピンドル21の支持部21aに固定されている。この基板28には、受光素子29が上記発光素子26に対向するよう設けられており、この受光素子29が、上記固定スリット板27および回転スリット板24を透過した光を受光するようになっている。   Specifically, the conventional optical rotary encoder has a structure as shown in FIG. A rotary shaft 22 is rotatably supported by a pair of rolling bearings 23 and 23 on a spindle 21 which is a cylindrical housing. A rotating slit plate 24 is attached to one end of the rotating shaft 22. In addition, the spindle 21 is formed with a recess 25 that opens to an end face on the rotary slit plate 24 side, a light emitting element 26 is provided in the recess 25, and a fixed slit plate 27 is fixed to the opening of the recess 25. ing. Further, a substrate 28 is disposed on the side of the rotary slit plate 24 opposite to the spindle 21 and is fixed to the support portion 21 a of the spindle 21. A light receiving element 29 is provided on the substrate 28 so as to face the light emitting element 26, and the light receiving element 29 receives light transmitted through the fixed slit plate 27 and the rotating slit plate 24. Yes.

上記光学式ロータリエンコーダは、次のように組み立てられる。すなわち、図9に示すように、まず、スピンドル21の凹所25の内部に発光素子26を挿入して取り付ける(T1)。その後、凹所25を塞ぐ位置に固定スリット板27を取り付ける(T2)。さらに、固定スリット板27に対向するよう、回転スリット板24を回転軸22の一端に取り付ける(T3)。   The optical rotary encoder is assembled as follows. That is, as shown in FIG. 9, first, the light emitting element 26 is inserted into the recess 25 of the spindle 21 and attached (T1). Thereafter, the fixed slit plate 27 is attached at a position for closing the recess 25 (T2). Further, the rotary slit plate 24 is attached to one end of the rotary shaft 22 so as to face the fixed slit plate 27 (T3).

一方、基板28には受光素子29を半田付けによって取り付けておいて(T4)、この基板28を、回転スリット板24と対向する位置でスピンドル21に取り付けて、受光素子29を回転スリット板24に対向させる(T5)。   On the other hand, a light receiving element 29 is attached to the substrate 28 by soldering (T4). The substrate 28 is attached to the spindle 21 at a position facing the rotating slit plate 24, and the light receiving element 29 is attached to the rotating slit plate 24. Opposite (T5).

上記組立てに当って、回転スリット板24や固定スリット板27等の光学系部品が設計値通りに組み付けられていると、所定のエンコーダ出力が得られるのであるが、実際には、各部品には組立て誤差があるので、これらの誤差が重なって所定の性能が得られない場合がある。その場合、既に組立てが済んだ光学系部品については、光源(発光素子26)の側から改めてその位置を確認したり、位置調整したりすることができないため、従来は、各部品の組み付け状態はそのままにして、電気的な補正により、所定のエンコーダ出力波形を生成するようにしている(Т6)。   In the above assembly, if optical parts such as the rotary slit plate 24 and the fixed slit plate 27 are assembled as designed, a predetermined encoder output can be obtained. Since there are assembly errors, these errors may overlap and a predetermined performance may not be obtained. In that case, since the optical system parts that have already been assembled cannot be reconfirmed or adjusted from the light source (light emitting element 26) side, the assembled state of each part has conventionally been As it is, a predetermined encoder output waveform is generated by electrical correction (Т6).

こののち、スピンドル21の基板28取り付け側にカバーケース30を外嵌し(Т7)、最終試験を行い(Т8)、完成品とする。   After that, the cover case 30 is fitted on the side of the spindle 21 where the substrate 28 is attached (Т7), the final test is performed (Т8), and a finished product is obtained.

なお、電気的な補正によりエンコーダ出力の調整ができない場合は、各部品を分解して、再度、調整しながら組立てを行うことになる。   If the encoder output cannot be adjusted due to electrical correction, each part is disassembled and assembled again while adjusting.

上記のように、従来の光学式ロータリエンコーダでは、電気的な調整が不可欠であり、また、基板上には、電気的な調整が可能な電気部品として可変抵抗器を取り付けておく必要があるが、これに対して、本件出願人は、スピンドルに回転軸方向に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に発光素子と固定スリット板とを取り付ける構造を提案している(特許文献2参照)。   As described above, in the conventional optical rotary encoder, electrical adjustment is indispensable, and it is necessary to attach a variable resistor as an electrical component capable of electrical adjustment on the substrate. On the other hand, the present applicant has proposed a structure in which a through-hole penetrating in the rotation axis direction is provided in the spindle, and a light-emitting element and a fixed slit plate are attached to the through-hole (see Patent Document 2).

上記の構造では、貫通孔を通じて、光源の側から回転スリット板と固定スリット板とのスリットを目視観察することができる。そのため、固定スリット板と回転スリット板との正確な位置合わせをすることができ、電気的な調整が不要になる。上記の光学系部品の位置調整では、電気的な調整の場合よりも出力信号が改善されて、所要の波形に極めて近いエンコーダ出力が得られる。なお、発光素子は、上記の位置合わせを行った後に、貫通孔に反回転スリット板側から挿入固定すればよい。
特開平11−83542号公報、図3 特開2005−274479号公報
In the above structure, the slits of the rotating slit plate and the fixed slit plate can be visually observed from the light source side through the through hole. Therefore, accurate alignment between the fixed slit plate and the rotary slit plate can be performed, and electrical adjustment becomes unnecessary. In the above-described position adjustment of the optical system parts, the output signal is improved as compared with the case of electrical adjustment, and an encoder output very close to a required waveform can be obtained. The light emitting element may be inserted and fixed in the through hole from the counter-rotating slit plate side after the above alignment.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-83542, FIG. JP 2005-274479 A

しかしながら、上記のようにスピンドルに貫通孔を形成した構成では、電気的な調整の工程が不要となり、また、電気的な調整に必要であった可変抵抗器を固定抵抗器に替えることができるのであるが、貫通孔がスピンドルの外端側に開口することになり、この貫通孔の開口が開放されたままでは、内部に塵埃が侵入する等、防塵上好ましくない。   However, in the configuration in which the through-hole is formed in the spindle as described above, an electrical adjustment step is not necessary, and the variable resistor that was necessary for the electrical adjustment can be replaced with a fixed resistor. However, the through hole opens to the outer end side of the spindle, and if the opening of the through hole is left open, dust may enter the inside, which is not preferable in terms of dust prevention.

本発明は、上記の問題に鑑み、回転スリット板と固定スリット板との位置合わせを正確にできて、しかも、塵埃の侵入を確実に防止しうる光学式ロータリエンコーダの構造と、その組立て方法を提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention provides an optical rotary encoder structure capable of accurately aligning the rotary slit plate and the fixed slit plate and reliably preventing dust from entering, and an assembling method thereof. The issue is to provide.

本発明に係る光学式ロータリエンコーダは、スピンドルに回転自在に支持されるとともに被検出軸に連結される回転軸と、上記回転軸に取り付けられる回転スリット板と、上記回転スリット板に対向する位置に配置される固定スリット板と、上記固定スリット板および上記回転スリット板を照射する発光素子と、上記固定スリット板および上記回転スリット板を透過した光を受光する受光素子とを有する光学式ロータリエンコーダであって、上記スピンドルに、回転スリット板側の端面に開口するとともにスピンドルの側面に開口する凹部が形成され、この凹部内に上記発光素子が取り付けられ、上記回転スリット板に対向する位置に、上記受光素子と上記固定スリット板とを設けた基板が配置されていることを特徴とする。   An optical rotary encoder according to the present invention is rotatably supported on a spindle and connected to a detected shaft, a rotary slit plate attached to the rotary shaft, and a position facing the rotary slit plate. An optical rotary encoder comprising: a fixed slit plate disposed; a light emitting element that irradiates the fixed slit plate and the rotary slit plate; and a light receiving element that receives light transmitted through the fixed slit plate and the rotary slit plate. The spindle is formed with a recess that opens to the end surface on the side of the rotary slit plate and opens to the side surface of the spindle, and the light emitting element is mounted in the recess and is positioned at a position facing the rotary slit plate. A substrate provided with a light receiving element and the fixed slit plate is disposed.

上記構成の光学式ロータリエンコーダでは、その組立て工程中、回転軸に回転スリット板を取り付ける一方、受光素子および固定スリット板を備えた基板を、回転スリット板と対向する位置に配置した段階で、スピンドルの凹部内に側方外方からプリズムや反射鏡等の光学手段を挿入し、この光学手段を介して、回転スリット板と、基板に設けられている固定スリット板とを目視もしくは画像により観察し、この観察を通じて、回転スリット板に対する固定スリット板の位置合わせを正確に行うことができる。   In the optical rotary encoder configured as described above, during the assembly process, the rotary slit plate is attached to the rotary shaft, while the substrate provided with the light receiving element and the fixed slit plate is disposed at a position facing the rotary slit plate. An optical means such as a prism or a reflecting mirror is inserted into the recess of the side from the outside, and through this optical means, the rotating slit plate and the fixed slit plate provided on the substrate are visually or visually observed. Through this observation, the fixed slit plate can be accurately aligned with the rotary slit plate.

このような光学系部品の位置調整によれば、電気的な調整の場合よりも、出力信号の波形が効果的に改善されて、所要のエンコーダ出力を得ることができる。したがって、電気的に出力波形を補正する調整は不要となり、この調整の工程の省略で、組立て工数が減少するとともに、調整用の部品である可変抵抗器を固定抵抗器に替えることで、コストを削減することができる。   According to such position adjustment of the optical system parts, the waveform of the output signal is effectively improved as compared with the case of electrical adjustment, and a required encoder output can be obtained. Therefore, adjustment to electrically correct the output waveform is not required, and the number of assembly steps can be reduced by omitting this adjustment process, and the cost can be reduced by replacing the variable resistor, which is an adjustment component, with a fixed resistor. Can be reduced.

なお、発光素子は、上記の位置合わせの後、スピンドルの凹部内に側方外方から挿入してスピンドルに取り付ければよい。この場合、従来、スピンドルの端面に取付けられる固定スリット板は、基板に設けられており、スピンドルから離れた位置にあるから、発光素子をスピンドルの凹部に挿入する際、その挿入を阻害することがなく、発光素子を支障なくスピンドルに取り付けることができる。   The light-emitting element may be attached to the spindle by inserting the light-emitting element into the concave portion of the spindle from the outside laterally after the above alignment. In this case, conventionally, since the fixed slit plate attached to the end face of the spindle is provided on the substrate and is located away from the spindle, insertion of the light emitting element into the concave portion of the spindle may be hindered. The light emitting element can be attached to the spindle without any trouble.

また、スピンドルの凹部は、回転スリット板側の端面と、スピンドルの側面とに開口し、外端面には開口しておらず、スピンドル側面の開口は、スピンドルに外嵌されるカバーケースに覆われるから、外部に露出する開口がなくなり、外部からの塵埃の侵入を確実に防止しうる。   The concave portion of the spindle opens to the end surface on the rotating slit plate side and the side surface of the spindle, and does not open to the outer end surface. Therefore, there is no opening exposed to the outside, and dust can be reliably prevented from entering from the outside.

上記構成の光学式ロータリエンコーダにおいて、受光素子は、スリットマスク付きフォトダイオードアレーのように、その受光面側に固定スリット板が一体に設けられているものであることが望ましい。該受光素子には、その生産段階でスリット(固定スリット板)が形成されるから、受光素子に対する固定スリット板の位置決めが極めて正確で、受光素子と固定スリット板とが別に製作される場合に必要となる位置決め工程が一切不要になる。   In the optical rotary encoder having the above-described configuration, it is desirable that the light receiving element has a fixed slit plate integrally provided on the light receiving surface side like a photodiode array with a slit mask. A slit (fixed slit plate) is formed in the light receiving element at the production stage, so that the positioning of the fixed slit plate with respect to the light receiving element is extremely accurate, and is necessary when the light receiving element and the fixed slit plate are manufactured separately. There is no need for any positioning process.

また、上記構成の光学式ロータリエンコーダにおいて、発光素子は、スピンドルの凹部にスピンドルの側方外方から嵌合するホルダに保持された状態で、上記凹部内に取り付けられるものであることが望ましい。発光素子を、ホルダを介してスピンドルの凹部内に取り付けるようにすると、凹部がスピンドルの側面に開口している形状であるにもかかわらず、凹部内に発光素子を確実に固定できるほか、凹部はその内部にホルダが嵌合されるので、比較的開口幅が広いものとなり、そのため、凹部内には比較的大きな光学手段を挿入しうるようになり、目視等の観察に便利である。   In the optical rotary encoder having the above-described configuration, it is desirable that the light emitting element is attached to the concave portion while being held by a holder that is fitted to the concave portion of the spindle from the outside of the side of the spindle. When the light emitting element is mounted in the concave portion of the spindle via the holder, the light emitting element can be securely fixed in the concave portion even though the concave portion is open on the side surface of the spindle. Since the holder is fitted therein, the opening width is relatively wide, so that a relatively large optical means can be inserted into the recess, which is convenient for observation such as visual observation.

本発明に係る光学式ロータリエンコーダの組立て方法は、上記した構成の光学式ロータリエンコーダを組み立てる方法であって、スピンドルの凹部内に発光素子が取り付けられていない状態で、回転軸に回転スリット板を取り付ける工程と、受光面側に固定スリット板を有する受光素子を基板に取り付ける工程と、この受光素子を備えた基板を、回転スリット板と対向するようスピンドルに支持させる工程と、スピンドルの凹部内に側方外方から挿入した光学手段を介しての観察により、回転スリット板に対する固定スリット板の位置合わせをする工程と、その位置合わせ後、スピンドルの凹部内に発光素子を取り付ける工程とを含むことを特徴するものである。   An optical rotary encoder assembling method according to the present invention is a method of assembling an optical rotary encoder having the above-described configuration, in which a rotating slit plate is attached to a rotating shaft in a state where a light emitting element is not mounted in a concave portion of a spindle. A step of attaching, a step of attaching a light receiving element having a fixed slit plate on the light receiving surface side to the substrate, a step of supporting the substrate having the light receiving element on the spindle so as to face the rotating slit plate, and a recess in the spindle Including a step of aligning the fixed slit plate with the rotating slit plate by observation through an optical means inserted from the outside of the side, and a step of attaching the light emitting element in the concave portion of the spindle after the alignment. It is a characteristic.

この組立て方法によれば、光学式ロータリエンコーダについて前述したように、スピンドルの凹部内に挿入した光学手段を介しての目視もしくは画像の観察により、回転スリット板に対する固定スリット板の位置合わせを正確に行うことができ、電気的な調整工程を省略して製品を組み立てることができる。   According to this assembling method, as described above with respect to the optical rotary encoder, the positioning of the fixed slit plate with respect to the rotating slit plate is accurately performed by visual observation or image observation through the optical means inserted into the concave portion of the spindle. The product can be assembled without the electrical adjustment process.

本発明によれば、回転スリット板に対する固定スリット板の位置合わせを正確に行うことができ、電気的な調整が不要となり、しかも、スピンドルの外端側の開口がなくなるので、塵埃の侵入を確実に防止することができる。   According to the present invention, the positioning of the fixed slit plate with respect to the rotary slit plate can be accurately performed, electrical adjustment is not required, and the opening on the outer end side of the spindle is eliminated. Can be prevented.

図1ないし図7は、本発明の最良の実施形態を示すもので、図1は、最良の実施形態に係る光学式ロータリエンコーダの断面図、図2は、上記光学式ロータリエンコーダの分解斜視図、図3は、上記光学式ロータリエンコーダの一部である基板の下面側から見た斜視図、図4は、上記光学式ロータリエンコーダの組立て工程図、図5〜7は、いずれも組立て途中の光学式ロータリエンコーダの一部破断した側面図である。   1 to 7 show the best embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of an optical rotary encoder according to the best embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical rotary encoder. 3 is a perspective view of the optical rotary encoder as seen from the lower surface side of the substrate, FIG. 4 is an assembly process diagram of the optical rotary encoder, and FIGS. 5 to 7 are all in the process of assembling. It is the side view which a partially broken optical rotary encoder.

図1および図2に示すように、本実施形態に係る光学式ロータリエンコーダは、ほぼ円筒状のハウジングであるスピンドル1と、回転軸2と、回転スリット板3と、固定スリット板4と、基板5と、LEDのような発光素子6と、フォトダイオードのような受光素子7と、カバーケース8とを備えたものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the optical rotary encoder according to this embodiment includes a spindle 1, which is a substantially cylindrical housing, a rotating shaft 2, a rotating slit plate 3, a fixed slit plate 4, and a substrate. 5, a light emitting element 6 such as an LED, a light receiving element 7 such as a photodiode, and a cover case 8.

回転軸2は、図示省略した被検出軸に連結されるもので、スピンドル1の中心部に一対の転がり軸受9,9により回転可能に支持されている。回転スリット板3は、回転角(回転位置)を表示する多数のスリット3aが周方向に形成されたもので、回転軸2の一端(図1および図2では上端)に設けられたフランジ部2aに取り付けられている。固定スリット板4は、回転スリット板3のスリット3aに対応したスリット4a(図3に図示)を有するものである。   The rotary shaft 2 is connected to a detected shaft (not shown) and is rotatably supported by a center portion of the spindle 1 by a pair of rolling bearings 9 and 9. The rotary slit plate 3 is formed with a large number of slits 3a for displaying a rotation angle (rotation position) in the circumferential direction, and a flange portion 2a provided at one end (the upper end in FIGS. 1 and 2) of the rotary shaft 2. Is attached. The fixed slit plate 4 has a slit 4 a (shown in FIG. 3) corresponding to the slit 3 a of the rotary slit plate 3.

基板5は、回転スリット板3の反スピンドル1側に配置されて、スピンドル1の柱状の支持部1aに支持固定されている。この基板5の回転スリット板3側の面部には、受光素子7と固定スリット板4とが設けられている。受光素子7は、回転スリット板3と固定スリット板4とを間にして、スピンドル1側に取り付けられた発光素子6と対向する位置にあり、回転スリット板3と固定スリット板4とを透過した発光素子6の照射光を受光するようになっている。   The substrate 5 is disposed on the side opposite to the spindle 1 of the rotary slit plate 3 and is supported and fixed to the columnar support portion 1 a of the spindle 1. A light receiving element 7 and a fixed slit plate 4 are provided on the surface of the substrate 5 on the rotating slit plate 3 side. The light receiving element 7 is located at a position facing the light emitting element 6 mounted on the spindle 1 side with the rotary slit plate 3 and the fixed slit plate 4 interposed therebetween, and transmitted through the rotary slit plate 3 and the fixed slit plate 4. The irradiation light of the light emitting element 6 is received.

カバーケース8は、スピンドル1の外周に外嵌される有底円筒体で、スピンドル1の一端側にある回転スリット板3や基板5等の部品の外側を覆うとともに、スピンドル1の側面を被覆するようになっている。カバーケース8の開口端は、スピンドル1の外端部(図1および図2では下端部)の外周の環状凹部1bに設けられたOリング14に圧接し、密閉状態とされる。   The cover case 8 is a bottomed cylindrical body that is externally fitted to the outer periphery of the spindle 1, covers the outside of components such as the rotating slit plate 3 and the substrate 5 on one end side of the spindle 1, and covers the side surface of the spindle 1. It is like that. The open end of the cover case 8 is brought into pressure contact with an O-ring 14 provided in an annular recess 1b on the outer periphery of the outer end portion (the lower end portion in FIGS. 1 and 2) of the spindle 1 to be in a sealed state.

上記構成において、被検出軸が回転するのに伴い、回転軸2と回転スリット板3とが回転すると、発光素子6の照射光が回転スリット板3および固定スリット板4の両スリット3a,4aを透過して、受光素子7に断続的に入射する。この断続的な入射光に基づいて、被検出軸の回転角が測定される。   In the above configuration, when the rotating shaft 2 and the rotating slit plate 3 rotate as the detected shaft rotates, the light emitted from the light emitting element 6 causes both the slits 3 a and 4 a of the rotating slit plate 3 and the fixed slit plate 4 to rotate. The light is transmitted and incident on the light receiving element 7 intermittently. Based on this intermittent incident light, the rotation angle of the detected axis is measured.

本実施形態では、上記の構成のほかに、回転スリット板3と固定スリット板4との位置調整を容易にするとともに防塵を確実にするための構造が設けられている。すなわち、上記スピンドル1には、回転スリット板3側(図1および図2では上側)の端面に開口するとともにスピンドル1の側面(軸方向に沿う外面)に開口する凹部10が形成されている。該凹部10は、スピンドル1の回転スリット板3側の端面から軸方向の途中位置まで切れ込んだ形状で、スピンドル1の外端部(図1および図2では下端部)には開口していない。   In the present embodiment, in addition to the above-described configuration, a structure is provided for facilitating the positional adjustment of the rotary slit plate 3 and the fixed slit plate 4 and for ensuring dust prevention. That is, the spindle 1 is formed with a recess 10 that opens to the end surface on the side of the rotary slit plate 3 (upper side in FIGS. 1 and 2) and opens to the side surface of the spindle 1 (outer surface along the axial direction). The concave portion 10 has a shape that is cut from the end surface of the spindle 1 on the rotary slit plate 3 side to an intermediate position in the axial direction, and does not open at the outer end portion (the lower end portion in FIGS. 1 and 2) of the spindle 1.

上記凹部10は、後に詳述するように、側方外方からプリズムや反射鏡等の光学手段を挿入するスペースとして機能するほか、発光素子6の取付けスペースとなるもので、凹部10内には、ホルダ11を介して、発光素子6が、発光部を回転スリット板3に向けた形で取り付けられる。ホルダ11は、凹部10内に側方外方から(図1および図2では、左側から横方向に)嵌挿しうる外側形状で、図2に明示するように、割り筒状の本体の外周面の2個所に取付け片11a,11aを一体に有しており、この取付け片11aを、凹部10の軸方向に沿う内面に当接させてねじ12止めすることで、凹部10内に嵌合した状態で凹部10内に固定される。発光素子6は、ホルダ11の割り筒状本体内に一方側から嵌挿されて、所定の中途位置で固定される。   As will be described in detail later, the concave portion 10 functions as a space for inserting optical means such as a prism and a reflecting mirror from the outside of the side, and also serves as a mounting space for the light emitting element 6. The light emitting element 6 is attached via the holder 11 in a form in which the light emitting part faces the rotary slit plate 3. The holder 11 has an outer shape that can be inserted into the recess 10 from the outside laterally (in the lateral direction from the left side in FIGS. 1 and 2). As shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the split cylindrical body. The mounting pieces 11a and 11a are integrally provided at the two locations, and the mounting pieces 11a are fitted into the concave portion 10 by abutting against the inner surface along the axial direction of the concave portion 10 and fastening with screws 12. It is fixed in the recess 10 in a state. The light emitting element 6 is fitted into the split cylindrical main body of the holder 11 from one side and fixed at a predetermined midway position.

また、本実施形態では、図3に明示するように、基板5の所定位置に受光素子7が取り付けられ、この受光素子7の受光面側に固定スリット板4が一体に設けられている。この場合、別々に製作した受光素子7と固定スリット板4とを互いに位置決めした上で基板5に取り付けてもよいが、図示の例では、受光素子7は、例えば、スリットマスク付きフォトダイオードアレーのように、その受光面側に固定スリット板4が一体に設けられているものである。したがって、受光素子7を基板5に取り付けることで、基板5には受光素子7と固定スリット板4とが設けられる。   In the present embodiment, as clearly shown in FIG. 3, the light receiving element 7 is attached to a predetermined position of the substrate 5, and the fixed slit plate 4 is integrally provided on the light receiving surface side of the light receiving element 7. In this case, the light receiving element 7 and the fixed slit plate 4 manufactured separately may be positioned with respect to each other and attached to the substrate 5, but in the illustrated example, the light receiving element 7 is, for example, a photodiode array with a slit mask. As described above, the fixed slit plate 4 is integrally provided on the light receiving surface side. Therefore, the light receiving element 7 and the fixed slit plate 4 are provided on the substrate 5 by attaching the light receiving element 7 to the substrate 5.

次に、上記構成の光学式ロータリエンコーダの組立て方法を、図4の工程図、および図5〜図7の組立て途中の側面図に基づいて説明する。   Next, a method for assembling the optical rotary encoder having the above-described configuration will be described with reference to the process diagram of FIG. 4 and side views in the middle of the assembly of FIGS.

まず、図4のS1および図5に示すように、回転軸2の一端のフランジ部2aに回転スリット板3を取り付ける。この場合、フランジ部2aの端面に付したマークと、回転スリット板3に付したマーク(いずれも図示せず)とを合わせることで、回転軸2には、回転スリット板3が芯ずれのない状態で取り付けられる。   First, as shown in S1 of FIG. 4 and FIG. 5, the rotating slit plate 3 is attached to the flange portion 2 a at one end of the rotating shaft 2. In this case, the rotary slit plate 3 is not misaligned on the rotary shaft 2 by matching the mark on the end face of the flange portion 2a with the mark on the rotary slit plate 3 (both not shown). Installed in a state.

この回転スリット板3の取り付けの際、スピンドル1の凹部10には、ホルダ11も発光素子6も設けられておらず、凹部10は開放されている。   When the rotary slit plate 3 is attached, neither the holder 11 nor the light emitting element 6 is provided in the recess 10 of the spindle 1 and the recess 10 is open.

一方、基板5には、固定スリット板4付きの受光素子7を半田付けし(S2)、この基板5を、スピンドル1の支持部1aに支持させた状態で、回転スリット板3に対して基板5の位置を調整する(S3)。   On the other hand, the light receiving element 7 with the fixed slit plate 4 is soldered to the substrate 5 (S2), and the substrate 5 is supported on the support 1a of the spindle 1 with respect to the rotating slit plate 3. 5 is adjusted (S3).

この場合、図6に示すように、開放されている凹部10には、先端にプリズム13pや反射鏡等を有する光学手段13を挿入する。光学手段13は、凹部10の軸方向外方にある回転スリット板3等の部品の形状を映し出すから、この光学手段13を介して、回転スリット板3と、基板5に設けられている固定スリット板4とを目視もしくは画像により観察することができ、この観察を通じて、回転スリット板3に対する固定スリット板4の位置合わせを正確に行うことができる。   In this case, as shown in FIG. 6, the optical means 13 having a prism 13p, a reflecting mirror, or the like is inserted into the open recess 10 at the tip. Since the optical means 13 reflects the shape of a part such as the rotary slit plate 3 that is outside the concave portion 10 in the axial direction, the optical slit 13 and the fixed slit provided on the substrate 5 are provided via the optical means 13. The plate 4 can be observed visually or with an image, and through this observation, the fixed slit plate 4 can be accurately aligned with the rotating slit plate 3.

上記のようにして、固定スリット板4を含む基板5と、回転スリット板3との所定位置への取り付けが済むと、図6に示すように、ホルダ11に発光素子6を嵌挿し、このホルダ11を凹部10に側方外方から挿入して、取付け片11aのねじ12止めにより凹部10内に固定し、これにより、発光素子6をスピンドル1の凹部10内に取り付ける(S4)。   When the substrate 5 including the fixed slit plate 4 and the rotary slit plate 3 are attached to predetermined positions as described above, the light emitting element 6 is inserted into the holder 11 as shown in FIG. 11 is inserted into the recess 10 from the outside laterally, and is fixed in the recess 10 by fixing the screw 12 of the mounting piece 11a, whereby the light emitting element 6 is mounted in the recess 10 of the spindle 1 (S4).

こののち、スピンドル1の外周に、基板5の側からカバーケース8を外嵌して組み付ける(S5)。これにより、基板5や回転スリット板3等の部品の外側が覆われるとともに、凹部10のスピンドル1側面側の開口が外部に対して遮蔽され、図1に示した形となる。そして、図1に示した形となってものに対しては、最終試験を行い(S6)、完成品とする。   After that, the cover case 8 is fitted on the outer periphery of the spindle 1 from the substrate 5 side and assembled (S5). As a result, the outside of the components such as the substrate 5 and the rotary slit plate 3 is covered, and the opening on the side of the spindle 1 on the side of the spindle 10 is shielded from the outside, resulting in the shape shown in FIG. 1 is subjected to a final test (S6) to obtain a finished product.

本発明の最良の実施形態に係る光学式ロータリエンコーダの断面図。1 is a cross-sectional view of an optical rotary encoder according to the best embodiment of the present invention. 上記光学式ロータリエンコーダの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical rotary encoder. 上記光学式ロータリエンコーダの一部である基板の下面側から見た斜視図。The perspective view seen from the lower surface side of the board | substrate which is a part of said optical rotary encoder. 上記光学式ロータリエンコーダの組立て工程図。FIG. 4 is an assembly process diagram of the optical rotary encoder. 組立て途中の光学式ロータリエンコーダの一部破断した側面図。The side view in which the optical rotary encoder in the middle of assembly was partially broken. 組立て途中の光学式ロータリエンコーダの一部破断した側面図で、図5の次の状態を示す。FIG. 6 is a partially cutaway side view of the optical rotary encoder in the middle of assembly, showing the next state of FIG. 組立て途中の光学式ロータリエンコーダの一部破断した側面図で、図6の次の状態を示す。FIG. 7 is a partially cutaway side view of the optical rotary encoder in the middle of assembly, showing the next state of FIG. 6. 従来の光学式ロータリエンコーダの断面図。Sectional drawing of the conventional optical rotary encoder. 従来の上記光学式ロータリエンコーダの組立て工程図。The assembly process figure of the said conventional optical rotary encoder.

符号の説明Explanation of symbols

1 スピンドル
2 回転軸
3 回転スリット板
4 固定スリット板
5 基板
6 発光素子
7 受光素子
10 凹部
11 ホルダ
13 光学手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle 2 Rotating shaft 3 Rotating slit plate 4 Fixed slit plate 5 Substrate 6 Light emitting element 7 Light receiving element 10 Recessed part 11 Holder 13 Optical means

Claims (4)

スピンドルに回転自在に支持されるとともに被検出軸に連結される回転軸と、上記回転軸に取り付けられる回転スリット板と、上記回転スリット板に対向する位置に配置される固定スリット板と、上記固定スリット板および上記回転スリット板を照射する発光素子と、上記固定スリット板および上記回転スリット板を透過した光を受光する受光素子とを有する光学式ロータリエンコーダであって、
上記スピンドルに、回転スリット板側の端面に開口するとともにスピンドルの側面に開口する凹部が形成され、この凹部内に上記発光素子が取り付けられ、上記回転スリット板に対向する位置に、上記受光素子と上記固定スリット板とを設けた基板が配置されていることを特徴とする光学式ロータリエンコーダ。
A rotating shaft that is rotatably supported by the spindle and connected to the detected shaft, a rotating slit plate that is attached to the rotating shaft, a fixed slit plate that is disposed at a position facing the rotating slit plate, and the fixed An optical rotary encoder having a slit plate and a light emitting element that irradiates the rotary slit plate, and a light receiving element that receives light transmitted through the fixed slit plate and the rotary slit plate,
The spindle is formed with a recess that opens at the end surface on the rotary slit plate side and at the side of the spindle, and the light emitting element is mounted in the recess, and the light receiving element and An optical rotary encoder, wherein a substrate provided with the fixed slit plate is disposed.
上記受光素子は、その受光面側に固定スリット板が一体に設けられているものである、請求項1に記載の光学式ロータリエンコーダ。   The optical rotary encoder according to claim 1, wherein the light receiving element is integrally provided with a fixed slit plate on a light receiving surface side thereof. 上記発光素子は、スピンドルの上記凹部にスピンドルの側方外方から嵌合するホルダに保持された状態で上記凹部内に取り付けられている、請求項1または2に記載の光学式ロータリエンコーダ。   3. The optical rotary encoder according to claim 1, wherein the light emitting element is mounted in the recess while being held by a holder that fits in the recess of the spindle from the outside of the side of the spindle. 請求項1ないし3のいずれかに記載の光学式ロータリエンコーダを組み立てる方法であって、
スピンドルの凹部内に発光素子が取り付けられていない状態で、回転軸に回転スリット板を取り付ける工程と、
受光面側に固定スリット板を有する受光素子を基板に取り付ける工程と、
この受光素子を備えた基板を、回転スリット板と対向するようスピンドルに支持させる工程と、
スピンドルの凹部内に側方外方から挿入した光学手段を介しての観察により、回転スリット板に対する固定スリット板の位置合わせをする工程と、
上記位置合わせの後、スピンドルの凹部内に発光素子を取り付ける工程と、
を含むことを特徴とする光学式ロータリエンコーダの組立て方法。
A method for assembling the optical rotary encoder according to any one of claims 1 to 3,
Attaching a rotating slit plate to the rotating shaft in a state where no light emitting element is attached in the concave portion of the spindle;
Attaching a light receiving element having a fixed slit plate on the light receiving surface side to the substrate;
Supporting the substrate provided with the light receiving element on the spindle so as to face the rotating slit plate;
A step of aligning the fixed slit plate with respect to the rotary slit plate by observing through the optical means inserted from the outside laterally into the concave portion of the spindle;
After the alignment, attaching a light emitting element in the recess of the spindle;
A method of assembling an optical rotary encoder, comprising:
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