JP2011112537A - エンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】相対的に移動する部材間における電力供給が可能なエンコーダを提供する。
【解決手段】パターン部（２１）を有し、所定方向に移動する移動体（１）と、パターン部に光（Ｌ１）を照射する発光部（６１）と、パターン部を介した光を検出する光検出部（７１）と、発光部に電気的に接続された受電側コイル部（５１）と、受電側コイル部と相対的に移動可能に設けられ、受電側コイル部を貫く磁束を変化させる給電側コイル部（４１）と、を備える
【選択図】図１

Description

本発明は、エンコーダに関するものである。

モータの回転軸など回転体の回転数や回転速度を検出する装置として、エンコーダが知られている（特許文献１）。例えば、ロータリーエンコーダは、モータ等の回転軸に取り付けられて用いられる。また、エンコーダの具体的構成として、例えば磁気を用いて回転数などを検出する構成が知られている。

このような構成のエンコーダは、位置情報を有するパターンが形成された符号板を回転軸と一体的に回転させ、光源からパターンに光を照射し、パターンを透過した光又はパターンに反射された光を検出部によって検出する。これにより、モータの一回転内の絶対位置などを検出できるようになっている。具体的には、例えば回転軸に固定され、回転軸と一体的に回転する回転部に符号板が保持された構成が知られている。

特開平３−２８７０１４号公報

しかしながら、一般的なエンコーダでは、例えば光源と回転部とが相対的に移動するため、回転部から光源に対して電力を供給することが困難であった。
そこで、本発明は相対的に移動する部材間における電力供給が可能なエンコーダを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の態様は実施形態に示す図１〜図５に対応付けした以下の構成を採用している。なお、本発明を分かり易く説明するために、一実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明するが、本発明は実施形態に限定されるものではない。

本発明の態様のエンコーダ（ＥＣ）は、パターン部（２１）を有し、所定方向に移動する移動体（１）と、前記パターン部に光（Ｌ１）を照射する発光部（６１）と、前記パターン部を介した前記光を検出する光検出部（７１）と、前記発光部に電気的に接続された受電側コイル部（５１）と、前記受電側コイル部と相対的に移動可能に設けられ、前記受電側コイル部を貫く磁束を変化させる給電側コイル部（４１）と、を備えることを特徴とする。

本発明の別態様のエンコーダ（ＥＣ）は、パターンを有し、所定方向に移動する移動体（１）と、前記パターンを検出する検出部（８、又は７１）と、受電側コイル部（５１）と給電側コイル部（４１）とを相対的に移動させて生じる電磁誘導によって給電可能な給電手段（４１、５１）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、相対的に移動する部材間における電力供給が可能なエンコーダを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、第１実施形態に係るエンコーダＥＣの概略構成を示す断面図である。
図１に示すエンコーダＥＣは、モータＭなどの回転体の回転数や回転速度等を検出する装置である。エンコーダＥＣは、回転部（移動体）１及びベース部（エンコーダ本体部）１１を備え、回転部１がベース部１１に収容された状態で用いられる。

回転部１は、例えば不図示のボルト等によって回転体であるモータＭの駆動軸ＭＳに固定され、駆動軸ＭＳと一体的に回転する部分である。回転部１が駆動軸ＭＳに固定された状態においては、回転部１の回転面１ａが駆動軸ＭＳと略垂直となり、回転部１の回転軸方向は、駆動軸ＭＳの延在方向と同一方向になる。回転部１の回転面１ａの外縁側には、円環状の符号板（パターン部）２１が固定されている。回転部１の回転面１ａの符号板２１の内周側には、円環状の磁石部３が固定されている。回転部１の回転面１ａと反対側の面１ｂには、給電側コイル部４１が設けられている。

符号板２１は、例えばスリット状のインクリメンタルパターンやアブソリュートパターン等の光学パターンが形成され、一方の面の側から照射された光をこれらの光学パターンを介して他方の面の側に透過させるようになっている。
磁石部３は、例えば内周側の磁極Ｎ，Ｓと外周側の磁極Ｎ，Ｓとが異なり、周方向の１８０°毎に内周側の磁極Ｎ，Ｓと外周側の磁極Ｎ，Ｓとが入れ替わるような磁気パターンが着磁されている。

給電側コイル部４１は、回転部１の回転面１ａと略平行に駆動軸ＭＳの回転方向に券回されたコイルＣ１を有している。コイルＣ１は回転部１の回転面１ａと反対側の面１ｂに固定されて回転部１に保持されている。本実施形態では駆動軸ＭＳとして中空円筒状の中空軸が採用されており、駆動軸ＭＳの内部には電源配線ＰＬが挿通されている。電源配線ＰＬは一端がコイルＣ１に電気的に接続され、他端が例えば不図示の接触子等を介して不図示の電源部に電気的に接続されている。不図示の電源部は、電源配線ＰＬを介してコイルＣ１に任意の交流電流を供給可能となっている。

ベース部１１は、例えば不図示のボルト等によりモータ本体ＭＢに固定されている。ベース部１１は、回転部１を回転可能に収容する収容部１１ａに、主に受電側コイル部５１、発光部６１、光検出部７１、磁気検出部８及びバッテリー（充電部）９を備えている。

発光部６１は、光を射出する光源６１ａと、光源６１ａが射出した光を平行化／集光し、符号板２１の所定領域に照射する光学レンズ６１ｂと、により構成されている。光源６１ａとしては、例えば発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）や有機発光ダイオード（以下、「有機ＥＬ」という）等を用いることができる。

光検出部７１は、光を検出して電気信号に変換する光センサ７１ａを有している。光センサ７１ａは、符号板２１を介して発光部６１と対向する位置に配置され、ベース部１１に対して固定されている。光検出部７１は、光源６１ａから射出され、符号板２１の光学パターンを透過した光を、光センサ７１ａによって検出し、検出した当該光を電気信号として不図示の演算制御部等に伝送するようになっている。

磁気検出部８は、磁石部３と対向する位置に配置された少なくとも１つの磁気センサ８ａと、磁石部３との間で合成磁場を生成する不図示のバイアス磁石とを有している。磁気センサ８ａとしては、例えば磁気抵抗素子等が用いられる。本実施形態では、磁気センサ８ａとバイアス磁石の組が、磁石部３の回転方向の一周に亘って２組配置され、それぞれベース部１１に対して固定されている。磁気検出部８は、磁石部３とバイアス磁石との合成磁場の方向及び磁束密度を磁気センサ８ａにより検出し、検出結果を電気信号として不図示の演算制御部に伝送するようになっている。

受電側コイル部５１は、給電側コイル部４１と同様に、回転部１の回転面１ａと略平行に駆動軸ＭＳの回転方向に券回されたコイルＣ２を有している。コイルＣ２は、給電側コイル部４１のコイルＣ１と対向する位置に配置され、ベース部１１に設けられたコイル保持部１１ｂに固定されている。すなわち、受電側コイル部５１は、給電側コイル部４１のコイルＣ１に電流が供給されて発生するコイルＣ１を貫く磁界が、コイルＣ２を貫くように配置されている。

給電側コイル部４１は、コイルＣ１に供給される電流を変化させ、コイルＣ１を貫く磁束を変化させることで、受電側コイル部５１のコイルＣ２を貫く磁束を変化させ、電磁誘導により受電側コイル部５１に電流を発生させることができるようになっている。また、給電側コイル部４１と受電側コイル部５１とは、互いに離間して配置され、相対的に移動可能に設けられている。

バッテリー９は、供給された交流電流を充電可能に設けられると共に、外部へ直流電流を供給可能に設けられている。バッテリー９は、入力配線ＩＬにより受電側コイル部５１のコイルＣ２と電気的に接続され、出力配線ＯＬにより発光部６１の光源６１ａと電気的に接続されている。すなわち、受電側コイル部５１は、バッテリー９を介して発光部６１と電気的に接続されている。これにより、本実施形態のエンコーダＥＣは、給電側コイル部４１と受電側コイル部５１とに基づく電磁誘導によって受電側コイル部５１に発生する電流をバッテリー９に充電し、バッテリー９により発光部６１に給電することができるようになっている。

次に、本実施形態のエンコーダＥＣの作用について説明する。
エンコーダＥＣによってモータＭの駆動軸ＭＳの回転数、回転角度位置、回転速度等を検出する際には、まず、不図示の電源部から電源配線ＰＬを介して給電側コイル部４１のコイルＣ１に対して交流電流を供給する。すると、給電側コイル部４１のコイルＣ１は、コイルＣ１及び受電側コイル部５１のコイルＣ２を貫く磁界を発生させ、供給された交流電流の周期に応じて磁界の磁束密度が周期的に変化させる。これにより、受電側コイル部５１のコイルＣ２に交流電流が発生する。

この給電側コイル部４１と受電側コイル部５１とに基づく電磁誘導により発生した交流電流は、入力配線ＩＬを介してバッテリー９に給電され、バッテリー９に充電される。バッテリー９は、給電された交流電流によって充電されると、出力配線ＯＬを介して発光部６１の光源６１ａに直流電流を供給する。光源６１ａはバッテリー９からの直流電流の供給により発光し、光源６１ａから光Ｌ１が射出される。

光源６１ａから射出された光Ｌ１は、光学レンズ６１ｂによって平行化／集光され、符号板２１の所定の領域に照射される。符号板２１の所定の領域に照射された光Ｌ１は、符号板２１の光学パターンを透過し、光検出部７１の光センサ７１ａによって検出される。光検出部７１は光センサ７１ａの検出結果に基づく電気信号をエンコーダＥＣの不図示の演算制御部に伝送し、演算制御部は駆動軸ＭＳの回転角度位置を算出して記録する。

この状態でモータＭの駆動軸ＭＳが回転を開始すると、駆動軸ＭＳに取り付けられた回転部１が駆動軸ＭＳと一体的に回転する。すると、回転部１と共に符号板２１が回転し、光源６１ａの光が照射される所定領域の符号板２１の光学パターンが変化する。これにより、光検出部７１の光センサ７１ａが検出する光Ｌ１が光学パターンに応じて変化し、光検出部７１から光学パターンの変化に応じた電気信号がエンコーダＥＣの演算制御部に伝送される。エンコーダＥＣの演算制御部は、この光学パターンの変化に基づく電気信号の変化を用いて駆動軸ＭＳの回転速度、回転角度位置、回転速度等を算出する。

また、回転部１が回転すると、磁石部３が回転部１と一体的に回転し、磁石部３とバイアス磁石との合成磁場の方向が周期的に変化する。磁気検出部８は、磁気センサ８ａによってこの合成磁場の変化を検出し、この合成磁場の変化に基づく電気信号がエンコーダＥＣの演算制御部に伝送される。エンコーダＥＣの演算制御部は、この合成磁場の変化に基づく電気信号の変化を用いて、駆動軸ＭＳの回転方向、回転数、回転速度等を算出する。

本実施形態のエンコーダＥＣは、上記のように、発光部６１に電気的に接続された受電側コイル部５１と、受電側コイル部５１と相対的に移動可能に設けられ、受電側コイル部５１のコイルＣ２を貫く磁束を変化させる給電側コイル部４１とを備えている。したがって、本実施形態のエンコーダＥＣによれば、回転部１に固定された給電側コイル部４１のコイルＣ１と、ベース部１１に固定された受電側コイル部５１のコイルＣ２と、に基づく電磁誘導により、相対的に移動する回転部１とベース部１１との間における電力供給を行うことができる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣは、受電側コイル部５１のコイルＣ２が発光部６１の光源６１ａと電気的に接続され、給電側コイル部４１のコイルＣ１と受電側コイル部５１のコイルＣ２とに基づく電磁誘導により光源６１ａに電流が供給されるので、光源６１ａに対する給電用の配線をベース部１１の外部から収容部１１ａの内部に引き回す必要がなく、発光部６１に対する給電用の配線を容易かつ簡潔にすることができる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣは、受電側コイル部５１のコイルＣ２に発生した交流電流を充電するバッテリー９を備えている。そのため、バッテリー９を充電しておくことで、電源部による給電側コイル部４１に対する交流電流の供給が停止した場合であっても、バッテリー９から発光部６１の光源６１ａに給電し、駆動軸ＭＳの駆動軸ＭＳの回転速度、回転角度位置、回転速度等を測定することが可能になる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣは、給電側コイル部４１のコイルＣ１を回転部１に配置することで、給電側コイル部４１のコイルＣ１にモータＭの駆動軸ＭＳを介して電力を供給することが可能になる。したがって、エンコーダＥＣの電源配線ＰＬを外部に露出させる必要が無く、配線を簡潔にすることができるだけでなく、電源配線ＰＬの耐久性、信頼性を向上させ、エンコーダＥＣの信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣは、光源６１ａとして低消費電力のＬＥＤ、有機ＥＬを用いることで、給電側コイル部４１から受電側コイル部５１に給電される電力が比較的小さい場合であっても、十分な光量を確保してエンコーダＥＣの測定精度を向上させることができる。

次に、本発明のエンコーダの第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態のエンコーダＥＣ２は、主に、発光部６２が光検出部７２と同様に回転部１の回転面１ａと対向し設けられ、光検出部７２が符号板（パターン部）２２によって反射された光Ｌ２を検出する点で、上記の第１実施形態で説明したエンコーダＥＣと異なっている。その他の点は第１実施形態のエンコーダＥＣと同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図２は、第２実施形態に係るエンコーダＥＣ２の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように、本実施形態のエンコーダＥＣ２は、第１実施形態と同様に、回転部１と、ベース部（エンコーダ本体部）１２と、符号板２２と、磁石部３と、給電側コイル部４２と、受電側コイル部５２と、発光部６２と、光検出部７２と、磁気検出部８と、を備えている。

第１実施形態と同様に、回転部１は駆動軸ＭＳに固定され、ベース部１２はモータ本体ＭＢに固定され、回転部１を回転可能に収容する収容部１２ａを有している。
給電側コイル部４２は、第１実施形態と同様のコイルＣ１を備えている。コイルＣ１は、回転部１の回転面１ａに固定され、第１実施形態と同様に駆動軸ＭＳに挿通された電源配線ＰＬが電気的に接続されている。
受電側コイル部５２は、第１実施形態と同様のコイルＣ２を備えている。コイルＣ２は、第１実施形態と同様に給電側コイル部４２のコイルＣ１と対向して配置され、回転部１の回転面１ａと対向するベース部１２の収容部１２ａの壁面に固定されている。

符号板２２は、第１実施形態の符号板２１と同様の光学パターンを有する円環状に形成され、当該光学パターンに照射された光を反射するように設けられている。符号板２２は、給電側コイル部４２のコイルＣ１の外周側に離間して配置され、回転部１の回転面１ａに固定されている。
発光部６２は、第１実施形態の光源６１ａと同様の光源６２ａを備え、符号板２２と対向する位置に配置されている。

光検出部７２は第１実施形態の光センサ７１ａと同様の光センサ７２ａを備えている。光センサ７２ａは、発光部６２の光源６２ａから射出され、符号板２２に反射された光を検出可能な位置に配置されている。発光部６２と光検出部７２とは一体的に設けられ、ベース部１２に対して固定されている。また、発光部６２及び光検出部７２は、給電配線ＳＬを介して受電側コイル部５２のコイルＣ２と電気的に接続されている。

磁石部３は、第１実施形態と同様の磁気パターンを有する円環状に形成され、符号板２２の外周側に離間して配置され、回転部１の外周面１ｃに固定されている。
磁気検出部８は、第１実施形態と同様の磁気センサ８ａ及びバイアス磁石を備え、第１実施形態と同様にこれらが磁石部３と対向する位置に配置され、ベース部１２に対して固定されている。

次に、本実施形態のエンコーダＥＣ２の作用について説明する。
エンコーダＥＣ２によってモータＭの駆動軸ＭＳの回転数、回転角度位置、回転速度等を検出する際には、まず、第１実施形態と同様に、電源配線ＰＬを介して給電側コイル部４２のコイルＣ１に対して交流電流を供給する。すると、第１実施形態と同様に、受電側コイル部５２のコイルＣ２に交流電流が発生する。この給電側コイル部４２と受電側コイル部５２とに基づく電磁誘導により発生した交流電流は、給電配線ＳＬを介して発光部６２の光源６２ａに供給され、光源６２ａから光Ｌ２が射出される。光源６２ａから射出された光Ｌ２は、符号板２２の所定の領域に照射され、符号板２２の光学パターンによって反射され、光検出部７２の光センサ７２ａによって検出される。

この状態でモータＭの駆動軸ＭＳが回転を開始すると、第１実施形態と同様に回転部１と共に符号板２２が回転し、光源６２ａの光が照射される所定領域の符号板２２の光学パターンが変化する。これにより、光検出部７２の光センサ７２ａが検出する光Ｌ２が変化し、光検出部７２から光学パターンの変化に応じた電気信号がエンコーダＥＣ２の演算制御部に伝送される。エンコーダＥＣ２の演算制御部は、この光学パターンの変化に基づく電気信号の変化を用いて駆動軸ＭＳの回転速度、回転角度位置、回転速度等を算出する。

また、回転部１が回転すると、第１実施形態と同様に、磁石部３が回転部１と一体的に回転し、磁気検出部８が合成磁場の変化に基づく電気信号をエンコーダＥＣ２の演算制御部に伝送する。エンコーダＥＣ２の演算制御部は、この合成磁場の変化に基づく電気信号の変化を用いて、駆動軸ＭＳの回転方向、回転数、回転速度等を算出する。
したがって、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明のエンコーダの第３実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態のエンコーダＥＣ３は、主に、給電側コイル部４３がベース部１２に設けられ、受電側コイル部５３及び発光部６３が回転部１に設けられている点で、上記の第２実施形態で説明したエンコーダＥＣ２と異なっている。その他の点は第２実施形態のエンコーダＥＣ２と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図３は、第３実施形態に係るエンコーダＥＣ３の概略構成を示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態のエンコーダＥＣ３は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、回転部１と、ベース部１２と、磁石部３と、給電側コイル部４３と、受電側コイル部５３と、発光部６３と、光検出部７３と、磁気検出部８と、を備えている。

第１及び第２実施形態と同様に、回転部１は駆動軸ＭＳに固定され、ベース部１２はモータ本体ＭＢに固定されている。
給電側コイル部４３は、第１及び第２実施形態と同様のコイルＣ１を備えている。コイルＣ１は、回転部１の回転面１ａに対向するベース部１２の収容部１２ａの壁面に固定され、電源配線ＰＬを介して外部の電源部Ｐと電気的に接続されている。
受電側コイル部５３第１及び第２実施形態と同様のコイルＣ２を備えている。コイルＣ２は、第２実施形態と同様に給電側コイル部４３のコイルＣ１と対向して配置され、回転部１の回転面１ａに固定されている。

発光部６３は、給電配線ＳＬを介して受電側コイル部５３と電気的に接続された光源６３ａと、光源６３ａの表面に配置された光学部材６３ｂと、パターニングされた遮光膜（パターン部）６３ｃとを有し、回転部１の回転面１ａに円環状に設けられている。光源６３ａとしては、例えば有機ＥＬが用いられる。また、光学部材６３ｂとしては、有機ＥＬから射出された光Ｌ３を散乱／偏向／集光するプリズムシート等が用いられる。

遮光膜６３ｃは、光を透過しない例えばクロム等の薄膜により形成され、第１実施形態と同様の光学パターンを構成する開口部６３ｄが形成されている。遮光膜６３ｃは、光源６３ａから射出され、光学部材６３ｂを透過し、開口部６３ｄに入射した光を透過させるようになっている。
光検出部７３は、第１実施形態の光センサ７１ａと同様の光センサ７３ａを備え、発光部６３と対向する位置に配置され、ベース部１２に対して固定されている。

次に、本実施形態のエンコーダＥＣ３の作用について説明する。
エンコーダＥＣ３によってモータＭの駆動軸ＭＳの回転数、回転角度位置、回転速度等を検出する際には、まず、第１実施形態と同様に、電源配線ＰＬを介して給電側コイル部４３のコイルＣ１に対して交流電流を供給する。すると、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、受電側コイル部５３のコイルＣ２に交流電流が発生する。この給電側コイル部４３と受電側コイル部５３とに基づく電磁誘導により発生した交流電流は、給電配線ＳＬを介して発光部６３の光源６３ａに供給され、光源６３ａから光Ｌ３が射出される。光源６３ａから射出された光Ｌ３は、光学部材６３ｂを透過して偏向／散乱／集光され、遮光膜６３ｃの開口部６３ｄを透過し、光検出部７３の光センサ７３ａによって検出される。

この状態でモータＭの駆動軸ＭＳが回転を開始すると、発光部６３が回転部１と共に回転し、光センサ７３ａが発光部６３の射出する光Ｌ３を検出可能な所定領域における遮光膜６３ｃの光学パターンが変化する。これにより、光検出部７３の光センサ７３ａが検出する光Ｌ３が変化し、光検出部７３から遮光膜６３ｃの光学パターンの変化に応じた電気信号がエンコーダＥＣ３の演算制御部に伝送される。エンコーダＥＣ３の演算制御部は、この光学パターンの変化に基づく電気信号の変化を用いて駆動軸ＭＳの回転速度、回転角度位置、回転速度等を算出する。

また、回転部１が回転すると、第１実施形態と同様に、磁石部３が回転部１と一体的に回転し、磁気検出部８が合成磁場の変化に基づく電気信号をエンコーダＥＣ３の演算制御部に伝送する。エンコーダＥＣ３の演算制御部は、この合成磁場の変化に基づく電気信号の変化を用いて、駆動軸ＭＳの回転方向、回転数、回転速度等を算出する。
したがって、本実施形態のエンコーダＥＣ３によれば、上述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣ３では、給電側コイル部４３がベース部１２に設けられ、受電側コイル部５３及び発光部６３が回転部１に設けられている。したがって、ベース部１２側に設けられた電源部Ｐから、ベース部１２と相対的に移動する回転部１に設けられた発光部６３の光源６３ａに対して、非接触で給電を行うことが可能になる。

また、本実施形態のエンコーダＥＣ３では、光源６３ａ及び遮光膜６３ｃを備える発光部６３が回転部１に設けられ、光検出部７３がベース部１２に設けられている。そのため、図１に示す第１実施形態のように、ベース部１１に設けられた発光部６１から射出され、回転部１に設けられた符号板２１を透過した光Ｌ１を、再びベース部１１に設けられた光検出部７１によって検出する場合や、図２に示す第２実施形態のように、ベース部１２に設けられた発光部６２から射出され、回転部１に設けられた符号板２２に反射した光Ｌ２を、再びベース部１２に設けられた光検出部７２によって検出する場合と比較して、光学系を簡略化することができる。

すなわち、回転部１に一体的に設けられた光源６３ａと遮光膜６３ｃとを有する発光部６３が、遮光膜６３ｃを介した光Ｌ３を射出する自発光型の光学パターンとして機能する。そのため、これまで、発光、透過又は反射、受光という経路を経ていた光路が、発光、受光という経路に簡略化される。この光路の簡略化により、光学パターンと光センサ７３ａとの相対位置の許容誤差の範囲を緩和し、これらの位置関係の規制を緩和することができる。したがって、光学パターンと光センサ７３ａとの位置決めのばらつきに対する許容範囲を緩和することができる。また、上述のような光路の簡略化により、エンコーダ自体の厚さを薄くすることができる。

また、光源６３ａとして有機ＥＬを用いることで、円環状の光源６３ａを面発光させることができる。また、遮光膜６３ｃを用いることで、半導体の製造工程において用いられるフォトリソグラフィー法、エッチング法等により開口部６３ｄを形成し、光学パターンを精度よく形成することができる。また、光学部材６３ｂを用いることで、光源６３ａから射出された光Ｌ３をより効果的に光センサ７３ａに検出させることが可能になる。

次に、本発明のエンコーダの第４実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態のエンコーダは、主に、給電側コイル部の内側に受電側コイル部が配置されている点で、上記の第３実施形態で説明したエンコーダと異なっている。その他の点は第３実施形態のエンコーダと同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図４は、第４実施形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。
図４に示すように、本実施形態のエンコーダＥＣ４は、第１〜第３実施形態と同様に、回転部１と、ベース部１１と、磁石部３と、給電側コイル部４４と、受電側コイル部５４と、発光部６４と、光検出部７４と、磁気検出部８と、を備えている。

第１実施形態と同様に、回転部１は駆動軸ＭＳに固定され、ベース部１１はモータ本体ＭＢに固定されている。
給電側コイル部４４は、第１〜第３実施形態と同様のコイルＣ１を備えている。コイルＣ１は、第１実施形態と同様に回転部１の回転面１ａと反対側の面１ｂと対向して配置され、ベース部１１の収容部１１ａに設けられたコイル保持部１１ｂに固定されている。
受電側コイル部５４は、第１〜第３実施形態と同様のコイルＣ２を備えている。コイルＣ２は、給電側コイル部４４のコイルＣ１の内側にコイルＣ１と離間して配置され、回転部１の回転面１ａと反対側の面１ｂから突出して設けられたハブ１ｄの外周面に固定されている。

すなわち、第１実施形態と同様に、本実施形態の受電側コイル部５４は、給電側コイル部４４のコイルＣ１に電流が供給されて発生するコイルＣ１を貫く磁界が、コイルＣ２を貫くように配置されている。また、給電側コイル部４４のコイルＣ１に供給する電流を変化させ、受電側コイル部５４のコイルＣ２を貫く磁束を変化させることで、受電側コイル部５４のコイルＣ２を貫く磁束を変化させ、電磁誘導により受電側コイル部５４のコイルＣ２に電流を発生させることができるようになっている。また、給電側コイル部４４と受電側コイル部５４とは、互いに離間して配置され、相対的に移動可能に設けられている。

発光部６４は、給電配線ＳＬを介して受電側コイル部５４と電気的に接続された光源６４ａと、光源６４ａの表面に配置された光学部材６４ｂとを有し、回転部１の回転面１ａに円環状に設けられている。光源６４ａとしては、例えば第１実施形態の符号板２１と同様の光学パターンに対応してパターニングされた有機ＥＬが用いられる。また、光学部材６４ｂとしては、第３実施形態の光学部材６３ｂと同様のプリズムシート等が用いられる。

次に、本実施形態のエンコーダＥＣの作用について説明する。
エンコーダＥＣ４によってモータＭの駆動軸ＭＳの回転数、回転角度位置、回転速度等を検出する際には、まず、第１〜第３実施形態と同様に、電源配線ＰＬを介して給電側コイル部４４のコイルＣ１に対して交流電流を供給する。すると、第１〜第３実施形態と同様に、給電側コイル部４４のコイルＣ１に、受電側コイル部５４のコイルＣ２を貫き磁束密度が周期的に変化する磁界が発生し、受電側コイル部５４のコイルＣ２に交流電流が発生する。給電手段である上述の給電側コイル部４４と受電側コイル部５４とに基づく電磁誘導により発生した交流電流は、給電配線ＳＬを介して発光部６４の光源６４ａに供給され、光源６４ａから光Ｌ４が射出される。光源６４ａから射出された光Ｌ４は、光学部材６４ｂを透過して偏向／散乱／集光され、光検出部７４の光センサ７４ａによって検出される。

この状態でモータＭの駆動軸ＭＳが回転を開始すると、発光部６４が回転部１と共に回転し、光センサ７４ａが発光部６４の射出する光Ｌ４を検出可能な所定領域における光源６４ａの光学パターンが変化する。これにより、光検出部７４の光センサ７４ａが検出する光Ｌ４が変化し、光検出部７４から光源６４ａの光学パターンの変化に応じた電気信号がエンコーダＥＣ４の演算制御部に伝送される。エンコーダＥＣ４の演算制御部は、この光学パターンの変化に基づく電気信号の変化を用いて駆動軸ＭＳの回転速度、回転角度位置、回転速度等を算出する。

また、回転部１が回転すると、第１実施形態と同様に、磁石部３が回転部１と一体的に回転し、磁気検出部８が合成磁場の変化に基づく電気信号をエンコーダの演算制御部に伝送する。エンコーダの演算制御部は、この合成磁場の変化に基づく電気信号の変化を用いて、駆動軸ＭＳの回転方向、回転数、回転速度等を算出する。
したがって、本実施形態によれば、上述の第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、本発明は、上記実施形態において説明したロータリーエンコーダのみならず、図５に示すようなリニアエンコーダＥＣ５に適用することも可能である。この場合、例えば、メイン基板（エンコーダ本体部）ＳＵＢに対して電源部Ｐに接続された給電側コイル部４０を設け、メイン基板ＳＵＢに対して相対的に移動可能に設けられた移動体ＭＯに受電側コイル部５０を設け、移動体ＭＯに対して非接触で電力を供給することができる。

１…回転部 （移動体）、１１，１２…ベース部（エンコーダ本体部）、２１，２２…符号板（パターン部）、３…磁石部、４０，４１，４２，４３，４４…給電側コイル部、５０，５１，５２，５３，５４…受電側コイル部、６１，６２，６３，６４…発光部、６３ｂ…光学部材、６３ｃ…遮光膜（パターン部）、６４ｂ…光学部材、７１，７２，７３，７４…光検出部、９…バッテリー（充電部）、ＥＣ，ＥＣ２，ＥＣ３，ＥＣ４，ＥＣ５…エンコーダ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…光、ＭＯ…移動体、ＳＵＢ…メイン基板（エンコーダ本体部）

Claims (9)

1. パターン部を有し、所定方向に移動する移動体と、
   前記パターン部に光を照射する発光部と、
   前記パターン部を介した前記光を検出する光検出部と、
   前記発光部に電気的に接続された受電側コイル部と、
   前記受電側コイル部と相対的に移動可能に設けられ、前記受電側コイル部を貫く磁束を変化させる給電側コイル部と、を備えること
   を特徴とするエンコーダ。
2. 請求項１に記載のエンコーダにおいて、
   前記受電側コイル部と前記給電側コイル部とに基づく電磁誘導により前記発光部に給電すること
   を特徴とするエンコーダ。
3. 請求項２に記載のエンコーダにおいて、
   前記受電側コイル部に電気的に接続され、前記電磁誘導により発生する電流を充電する充電部を備えること
   を特徴とするエンコーダ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダにおいて、
   前記受電側コイル部は前記移動体に配置され、
   前記給電側コイル部はエンコーダ本体部に配置されること
   を特徴とするエンコーダ。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダにおいて、
   前記受電側コイル部はエンコーダ本体部に配置され、
   前記給電側コイル部は前記移動体に配置されること
   を特徴とするエンコーダ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダにおいて、
   前記発光部は、前記移動体に設けられること
   を特徴とするエンコーダ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダにおいて、
   前記発光部は、発光ダイオード又は有機発光ダイオードを有すること
   を特徴とするエンコーダ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のエンコーダにおいて、
   前記発光部は、前記光を偏向する光学部材を有すること
   を特徴とするエンコーダ。
9. パターンを有し、所定方向に移動する移動体と、
   前記パターンを検出する検出部と、
   受電側コイル部と給電側コイル部とを相対的に移動させて生じる電磁誘導によって給電可能な給電手段と、を備えること
   を特徴とするエンコーダ。

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