JP2011149702A

JP2011149702A - 電子回路基板、及び光学式エンコーダ

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Publication number: JP2011149702A
Application number: JP2010008713A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kodama; 和彦児玉; Takanori Otsuka; 節律大塚
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: JP5432739B2

Abstract

【課題】保持部材を用いることなく発光素子を電子回路基板に対して傾斜した状態で固定することができる電子回路基板の提供。
【解決手段】電子回路基板５は、発光素子４の胴体４３を電気的に接続して固定するためのパッドと、パッドから所定の距離だけ離間した位置に設けられ、発光素子４のリード線４４を電気的に接続して固定するためのスルーホールとを備える。発光素子４の胴体４３は、パッドに半田付けされることで電子回路基板５に固定される。また、発光素子４のリード線４４は、スルーホールに挿入され、半田付けされることで電子回路基板５に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路基板、及び電子回路基板を備える光学式エンコーダに関する。

従来、格子状の目盛を有するメインスケールと、メインスケールに沿って移動する検出ヘッドとを備える光学式エンコーダが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光学式エンコーダは、メインスケールと、検出ヘッドとを備え、検出ヘッドは、メインスケールに光を出射する発光素子と、発光素子から出射され、メインスケールにて反射される光を受光する受光素子とを備えている。そして、特許文献１に記載の光学式エンコーダでは、受光素子にて受光される光に基づいて、メインスケールに対する検出ヘッドの変位を検出している。

このような光学式エンコーダでは、メインスケールにおける目盛のピッチや、発光素子から出射される光の波長などに応じてメインスケールに対する光の入射角度を設定するので、発光素子を電子回路基板に対して傾斜した状態で固定している（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の発明では、保持部材を介して基板（電子回路基板）に発光素子を固定することで、発光素子を基板に対して傾斜した状態で正確に固定する必要がある。

ところで、近年では、電子機器を小型化するために、電子回路基板への実装スペースを小さくすることができる小型の発光素子が用いられている。
このような小型の発光素子を電子回路基板に対して傾斜した状態で固定するには、例えば、導電性を有する保持部材を採用し、特許文献２に記載の発明と同様に、保持部材を介して電子回路基板に発光素子を固定することが考えられる。

図３は、小型の発光素子３１０を備える光学式エンコーダ１００を示す模式図である。
光学式エンコーダ１００は、図３に示すように、メインスケール２００と、検出ヘッド３００とを備え、検出ヘッド３００は、小型の発光素子３１０と、発光素子３１０を保持する保持部材３２０と、保持部材３２０が固定される電子回路基板３３０と、メインスケール２００、及び発光素子３１０の間に配設されるガラス基板３４０と、受光素子３５０とを備える。

図４は、小型の発光素子３１０を示す模式図である。
小型の発光素子３１０は、図４に示すように、発光体３１１Ａを一端に有する円柱状の円柱部３１１、及び円柱部３１１の他端に接続される円盤状の円盤部３１２で構成される胴体３１３と、円柱部３１１の中心軸に沿って円盤部３１２の略中央から延出するリード線３１４とを備える。
また、発光素子３１０は、胴体３１３、及びリード線３１４を電極とし、胴体３１３、及びリード線３１４の間には、胴体３１３、及びリード線３１４を絶縁する絶縁部３１５が設けられている。
なお、電子回路基板３３０には、図３に示すように、スルーホール３３１が形成されている。そして、リード線３１４は、スルーホール３３１に挿入され、半田付けされることで電子回路基板３３０に固定される。

図５は、保持部材３２０の詳細構成を示す模式図である。なお、図５（Ａ）は、保持部材３２０の平面図であり、図５（Ｂ）は、保持部材３２０の側面図である。
保持部材３２０は、導電性を有する材料を折り曲げて形成され、図５に示すように、電子回路基板３３０に固定される矩形板状の固定部３２１と、固定部３２１の対向する２辺に設けられ、発光素子３１０の胴体３１３を挟持する一対の挟持部３２２とを備える。

なお、電子回路基板３３０には、図３に示すように、パッド３３２が形成されている。そして、固定部３２１は、パッド３３２に半田付けされることで電子回路基板３３０に固定される。
また、各挟持部３２２は、図３、及び図４に示すように、固定部３２１の平面に対して直交する方向に延出した後、所定の角度だけ方向を変えて更に延出する板状の部分と、この板状の部分の一端に形成される半円筒状の部分とで構成されている。そして、各挟持部３２２は、半円筒状の部分にて発光素子３１０の胴体３１３を挟持し、胴体３１３は、半田付けされることで各挟持部３２２に固定されている（図３中矢印Ａ）。
このような保持部材３２０によれば、図３に示すように、発光素子３１０を電子回路基板３３０に対して所定の角度θだけ傾斜した状態で固定することができる。

特開２００８−１２２３２０号公報特開２００８−６６６３７号公報

しかしながら、保持部材は、発光素子の大きさに応じて小さくなるので、加工に高度な技術を要し、製造コストが増加するという問題がある。
また、保持部材を介して電子回路基板に発光素子を固定すると、メインスケールに対する光の入射角度に応じて異なる保持部材が必要になるという問題がある。

本発明の目的は、保持部材を用いることなく発光素子を電子回路基板に対して傾斜した状態で固定することができる電子回路基板、及び電子回路基板を備える光学式エンコーダを提供することにある。

本発明の電子回路基板は、発光体を有する胴体と、前記胴体から延出するリード線とを備え、前記胴体、及び前記リード線を電極とする発光素子を取り付けるための電子回路基板であって、前記胴体を電気的に接続して固定するための胴体用固定部と、前記胴体用固定部から所定の距離だけ離間した位置に設けられ、前記リード線を電気的に接続して固定するためのリード線用固定部とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、電子回路基板は、胴体用固定部と、リード線用固定部とを備え、発光素子の胴体、及びリード線を電子回路基板に対して直接的に固定することができる。また、胴体用固定部、及びリード線用固定部の間の距離や、リード線の長さなどを調整することで、発光素子の電子回路基板に対する傾斜角度を調整することができる。
したがって、本発明によれば、保持部材を用いることなく発光素子を電子回路基板に対して傾斜した状態で固定することができる。また、保持部材を用いていないので電子回路基板における厚さ方向のスペースを小さくすることができ、ひいては電子回路基板を備える電子機器を小型化することができる。

本発明では、前記リード線用固定部は、スルーホールであることが好ましい。
このような構成によれば、リード線をスルーホールに挿入して半田付けをすることができるので、リード線を電子回路基板に容易に固定することができる。また、リード線の長さを予め調整することなく、リード線を電子回路基板に固定することができるので、発光素子の電子回路基板に対する傾斜角度を容易に設定、及び調整することができ、電子回路基板を安定して生産することができる。

本発明の光学式エンコーダは、前述した電子回路用基板を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、光学式エンコーダは、前述した電子回路用基板と同様の作用効果を奏することができる。
また、電子回路基板における厚さ方向のスペースを小さくすることができるので、光学式エンコーダを小型化することができる。

本発明の一実施形態に係る光学式エンコーダを示す模式図。前記実施形態における電子回路基板を示す模式図。小型の発光素子を備える光学式エンコーダを示す模式図。小型の発光素子を示す模式図。保持部材の詳細構成を示す模式図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光学式エンコーダ１を示す模式図である。
光学式エンコーダ１は、図１に示すように、格子状の目盛を有するメインスケール２と、メインスケール２に沿って移動する検出ヘッド３とを備える。
検出ヘッド３は、メインスケール２に光を出射する小型の発光素子４と、発光素子４が固定される電子回路基板５と、メインスケール２、及び発光素子４の間に配設されるガラス基板６と、発光素子４から出射され、メインスケール２にて反射される光を受光する受光素子７とを備える。

発光素子４は、発光体４１Ａを一端に有する円柱状の円柱部４１、及び円柱部４１の他端に接続される円盤状の円盤部４２で構成される胴体４３と、円柱部４１の中心軸に沿って円盤部４２の略中央から延出するリード線４４とを備える。
また、発光素子４は、胴体４３、及びリード線４４を電極とし、胴体４３、及びリード線４４の間には、胴体４３、及びリード線４４を絶縁する絶縁部４５が設けられている。

図２は、電子回路基板５の詳細構成を示す模式図である。
電子回路基板５は、図２に示すように、発光素子４の胴体４３を電気的に接続して固定するための胴体用固定部としてのパッド５１と、パッド５１から所定の距離だけ離間した位置に設けられ、発光素子４のリード線４４を電気的に接続して固定するためのリード線用固定部としてのスルーホール５２とを備える。

発光素子４の胴体４３は、図１に示すように、パッド５１に半田付けされることで電子回路基板５に固定される（図１中矢印Ｂ１）。具体的に、パッド５１には、胴体４３における円盤部４２が固定される。
また、発光素子４のリード線４４は、スルーホール５２に挿入され、半田付けされることで電子回路基板５に固定される（図１中矢印Ｂ２）。
したがって、発光素子４は、電子回路基板５に対して所定の角度θだけ傾斜した状態で固定される。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）電子回路基板５は、パッド５１と、スルーホール５２とを備え、発光素子４の胴体４３、及びリード線４４を電子回路基板５に対して直接的に固定することができる。また、パッド５１、及びスルーホール５２の間の距離や、リード線４４の長さなどを調整することで、発光素子４の電子回路基板５に対する傾斜角度θを調整することができる。したがって、保持部材を用いることなく発光素子４を電子回路基板５に対して傾斜した状態で固定することができる。また、保持部材を用いていないので電子回路基板５における厚さ方向のスペースを小さくすることができ、ひいては光学式エンコーダ１を小型化することができる。

（２）リード線用固定部は、スルーホール５２で構成され、リード線４４をスルーホール５２に挿入して半田付けをすることができるので、リード線４４を電子回路基板５に容易に固定することができる。また、リード線４４の長さを予め調整することなく、リード線４４を電子回路基板５に固定することができるので、発光素子４の電子回路基板５に対する傾斜角度θを容易に調整することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、リード線用固定部は、スルーホール５２で構成されていたが、パッドで構成されていてもよい。要するに、リード線用固定部は、リード線を電気的に接続して固定するための部分であればよい。

前記実施形態では、１本のリード線４４を備える小型の発光素子４に本発明を適用していたが、２本のリード線を備える大型の発光素子に本発明を適用してもよい。なお、この場合には、２つのリード線用固定部を電子回路基板に設ければよい。
前記実施形態では、電子回路基板５は、光学式エンコーダ１に設けられていたが、例えば、ロータリーエンコーダ等の他の光学式エンコーダに設けられていてもよく、光学式エンコーダ以外の他の電子機器に設けられていてもよい。

本発明は、電子回路基板、及び電子回路基板を備える光学式エンコーダに好適に利用することができる。

１…光学式エンコーダ
４…発光素子
５…電子回路基板
４１Ａ…発光体
４３…胴体
４４…リード線
５１…パッド（胴体用固定部）
５２…スルーホール（リード線用固定部）

Claims

発光体を有する胴体と、前記胴体から延出するリード線とを備え、前記胴体、及び前記リード線を電極とする発光素子を取り付けるための電子回路基板であって、
前記胴体を電気的に接続して固定するための胴体用固定部と、
前記胴体用固定部から所定の距離だけ離間した位置に設けられ、前記リード線を電気的に接続して固定するためのリード線用固定部とを備えることを特徴とする電子回路基板。
請求項１に記載の電子回路用基板において、
前記リード線用固定部は、スルーホールであることを特徴とする電子回路用基板。
請求項１または請求項２に記載の電子回路用基板を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。