JP2014048200A - Rotational position detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子及び受光素子を用いて回転体の回転位置を検出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting a rotational position of a rotating body using a light emitting element and a light receiving element.
駆動機構に設けられる回転位置検出装置としては、回転体を挟むように発光素子及び受光素子を対向配置して、回転体に設けられた透光部を検出するように構成されたものが知られている。いわゆる透過型フォトセンサの基本的な応用形態である。また、発光素子及び受光素子は、導光体を用いて光の進行方向を反転させることにより、回転体に対して片側に配置することも可能である。このような構成によると、駆動機構の内部における配線構造が簡素化されるという利点がある。特許文献1乃至5には、この種の回転位置検出装置が設けられたアナログ時計のムーブメントが開示されている。 As a rotational position detection device provided in the drive mechanism, a device configured to detect a light transmitting portion provided in a rotating body by arranging a light emitting element and a light receiving element so as to sandwich the rotating body is known. ing. This is a basic application form of a so-called transmissive photosensor. Further, the light emitting element and the light receiving element can be arranged on one side with respect to the rotating body by reversing the traveling direction of light using a light guide. Such a configuration has the advantage that the wiring structure inside the drive mechanism is simplified. Patent Documents 1 to 5 disclose a movement of an analog timepiece provided with this type of rotational position detection device.
さて、前述したように発光素子及び受光素子を回転体に対して片側に配置する場合は、配線構造が簡素化されるという大きな利点があるものの、回転体に対してもう一方の片側に導光体を設ける部位を設定し、それを正確に組付ける必要がある。本願発明者は、駆動機構の製造性を考慮しつつ導光体の配置構造について検討し、本発明を達成した次第である。 As described above, when the light emitting element and the light receiving element are arranged on one side with respect to the rotating body, there is a great advantage that the wiring structure is simplified. It is necessary to set the part where the body is provided and to assemble it accurately. The inventor of the present application has studied the arrangement structure of the light guides in consideration of the manufacturability of the drive mechanism and has achieved the present invention.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より合理的に構成された信頼性の高い回転位置検出装置を得ることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to obtain a more reliable rotational position detection device configured more rationally.
本願第1請求項に記載した発明は、回転体(10)を回転する駆動機構(1)に設けられ、前記回転体(10)の回転位置を検出する回転位置検出装置(100)において、前記駆動機構(1)は、前記回転体(10)を収納するケース体(200)と、前記ケース体(200)に設けられた回路基板(300)とを備え、当該回転位置検出装置(100)は、前記回路基板(300)に搭載された発光素子(110)及び受光素子(120)と、前記発光素子(110)の光を前記受光素子(120)に導く導光体(130)とを備え、前記回転体(10)が前記発光素子(110)の光の経路に位置し、前記回転体(10)に設けられた透光部(11)が前記回転体(10)の回転に伴い前記光の経路(A)を横切ることにより、前記回転体(10)の回転位置を検出するものであり、前記ケース体(200)は、前記回転体(10)をその回転軸方向の両側から挟む第1ケース部材(210)及び第2ケース部材(220)を備え、前記回路基板(300)は、これを前記第1ケース部材(210)に設けるとともに、前記導光体(130)は、これを前記第2ケース部材(220)に設け、前記第2ケース部材(220)には、前記ケース体(200)の外側となる面から前記導光体(130)を挿入する導光体挿入凹部(221)を設けた構成の回転位置検出装置(100)である。 The invention described in claim 1 of the present application is provided in a drive mechanism (1) for rotating the rotating body (10), and in the rotational position detecting device (100) for detecting the rotational position of the rotating body (10), The drive mechanism (1) includes a case body (200) for housing the rotating body (10) and a circuit board (300) provided on the case body (200), and the rotational position detection device (100). Includes a light emitting element (110) and a light receiving element (120) mounted on the circuit board (300), and a light guide (130) for guiding the light of the light emitting element (110) to the light receiving element (120). The rotating body (10) is located in the light path of the light emitting element (110), and the light transmitting portion (11) provided in the rotating body (10) is accompanied with the rotation of the rotating body (10). By traversing the light path (A), The case body (200) detects a rotational position of the body (10), and the case body (200) includes a first case member (210) and a second case member (sandwiching the rotating body (10) from both sides in the rotational axis direction. 220), the circuit board (300) is provided on the first case member (210), and the light guide (130) is provided on the second case member (220). The second case member (220) is provided with a rotational position detection device (221) having a light guide insertion recess (221) for inserting the light guide (130) from the outer surface of the case body (200). 100).
本願第2請求項に記載した発明は、請求項1において、前記導光体(130)は、前記導光体挿入凹部(221)への挿入方向から見た輪郭形状と、その挿入方向の逆側から見た輪郭形状とが一致しない構成の回転位置検出装置である。 The invention described in claim 2 of the present application is that, in claim 1, the light guide body (130) has a contour shape viewed from the insertion direction into the light guide body insertion recess (221) and the reverse of the insertion direction. This is a rotational position detection device having a configuration that does not match the contour shape seen from the side.
本願第3請求項に記載した発明は、請求項1又は2において、前記第2ケース部材(220)には、前記導光体挿入凹部(221)に挿入した前記導光体(130)を被う遮光部材(222)を設けた構成の回転位置検出装置(100)である。 According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the second case member (220) is covered with the light guide (130) inserted into the light guide insertion recess (221). This is a rotational position detection device (100) having a configuration provided with a light shielding member (222).
本願第4請求項に記載した発明は、請求項3において、前記遮光部材(222)は、プレート状又はシール状の部材であり、前記第2ケース部材(220)には、前記導光体挿入凹部(221)全体を囲む遮光部材装着凹部(223)を設けた構成の回転位置検出装置(100)である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the light shielding member (222) is a plate-like or seal-like member, and the light guide is inserted into the second case member (220). The rotational position detection device (100) is configured to have a light shielding member mounting recess (223) that surrounds the entire recess (221).
本発明によれば、より合理的に構成された信頼性の高い回転位置検出装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable rotational position detection device that is configured more rationally.
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1乃至図11に示す駆動機構1は、指針を駆動するアナログ時計のムーブメントである。この駆動機構1は、モータと、モータに連結されたギア列からなる減速機構と、指針を装着する指針パイプと、それらを収納するケース体200と、モータを制御する回路基板300とを備えたものである。指針パイプが減速機構を介してモータにより所定の速度で回転駆動する構成となっている。指針パイプとしては、分針を装着する分針パイプと、時針を装着する時針パイプとを備えている。時針パイプは、日の裏車を介して分針パイプに従動する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A driving mechanism 1 shown in FIGS. 1 to 11 is an analog timepiece movement for driving hands. The drive mechanism 1 includes a motor, a speed reduction mechanism including a gear train connected to the motor, a pointer pipe for mounting the pointer, a
本例の回転位置検出装置100は、回転体10を回転する駆動機構1に設けられ、回転体10の回転位置を検出するものである。検出対象とする回転体10は、特に限定はしないが、本例では分針パイプの基端部に設けられたギア部、及び時針パイプの基端部に設けられたギア部となっている。
The rotational
この回転位置検出装置100は、回路基板300に搭載された発光素子110及び受光素子120と、発光素子110の光を受光素子120に導く導光体130とを備え、各回転体10が発光素子110の光の経路A(図5参照)に位置し、各回転体10に設けられた各透光部11が回転体10の回転に伴い光の経路Aをそれぞれ横切ることにより、各回転体10の回転位置を検出する構成となっている。発光素子110及び受光素子120を回転体10に対して片側に配置したものである。受光素子120の検出パターンから分針及び時針の位置を検出する。
The rotational
ケース体200は、回転体10をその回転軸方向の両側から挟む第1ケース部材210及び第2ケース部材220を備えている。第1ケース部材210及び第2ケース部材220は、所定の形状の射出成形部材である。回路基板300は、これを第1ケース部材210に設けるとともに、導光体130は、これを第2ケース部材220に設けている。
The
図例したケース体200は、正面側の第1ケース部材210及び背面側の第2ケース部材220をその厚さ方向に組付けてなる扁平型のものであり、ケース体200の内部には、モータ、減速機構、及び指針パイプの基端部が収納されている。第1ケース部材210及び第2ケース部材220は、互いにスナップ止め又はねじ止めされている。回路基板300は、ケース体200の外側(正面側)となる面に設けられている。具体的には、第1ケース部材210の正面側に重ねてねじ止めされている。また、指針パイプの先端部が第1ケース部材210から正面に向けて突出しており、回路基板300には指針パイプの先端部を挿通する孔部が設けられている。
The illustrated
第1ケース部材210には、ケース体200の外側(正面側)となる面から発光素子110及び受光素子120をそれぞれ挿入する発光素子挿入凹部211及び受光素子挿入凹部212が設けられている。
The
また、第2ケース部材220には、ケース体200の外側(背面側)となる面から導光体130を挿入する導光体挿入凹部221と、導光体挿入凹部221に挿入した導光体130を被う遮光部材222とが設けられている。導光体130は、導光体挿入凹部221に圧入される。この導光体130は、一方の部位から入射した光を一対の端面でそれぞれ反射して他方の部位から射出するものである。遮光部材222は、プレート状又はシール状の部材であり、第2ケース部材220には、導光体挿入凹部221全体を囲む遮光部材装着凹部223が設けられている。遮光部材222は、遮光部材装着凹部223に接着して装着される。
The
このような構成によると、ケース体200に対して導光体130を正確に且つ容易に組付けることができる。導光体130を組付ける前に導光体挿入凹部221を利用してケース体200の外部から発光素子110及び受光素子120の検査を行なうことも可能である。
With such a configuration, the
特に本例の場合、導光体130は、導光体挿入凹部221への挿入方向から見た輪郭形状と、その挿入方向の逆側から見た輪郭形状とが一致しない構成となっている。すなわち、輪郭形状が一致していると、製造時に挿入方向を誤って導光体130を挿入してしまう場合が考えられる。導光体130を一旦挿入してしまうと、これを抜出す作業に手間がかかる上に、部材の変形や破損が生じる可能性もある。そこで本例では、導光体130の要所に突片131を設け、そのような事態を未然に防止している。図例した導光体130は、挿入方向から見た輪郭形状が、矩形に複数の突片131を設けた形状となっている。突片131は、角を形成する2辺にそれぞれ設けられている。導光体挿入凹部221の形状は、その輪郭形状よりも僅かに大きいものとなっている。導光体130は、挿入方向を反転すると導光体挿入凹部221に挿入されることはない。
In particular, in the case of this example, the
また、第1ケース部材210及び第2ケース部材220の少なくとも一方には、それらの他方に向って突出するパイプ部210a,220aを設けている。光の経路Aは、パイプ部210a,220aの内部を通過する構成となっている。
Further, at least one of the
本例の場合、第1ケース部材210には、第2ケース部材220に向って突出する第1パイプ部210aを設けるとともに、第2ケース部材220には、第1ケース部材210に向って突出する第2パイプ部220aを設けている。第1パイプ部210a及び第2パイプ部220aは、互いに先端が当接するものとし、光の経路Aは、第1パイプ部210a及び第2パイプ部220aの内部を通過する構成となっている。
In the case of this example, the
透光部11を通過した発光素子110の光は、導光体130に入射され、導光体130に設けられた一対の端面で90°づつ2回反射して導光体130から射出される。射出された光は、第2パイプ部220a、第1パイプ部210aを順次通過して受光素子120にもたらされる。尚、発光素子110及び受光素子120は、それらの位置関係を逆にすることも可能である。その場合、光の経路Aの進行方向は逆向きとなる。
The light of the
このような構成によると、回転位置検出装置100の検出精度を確実に向上することができる。すなわち、発光素子110及び受光素子120を回転体10に対して片側に配置する場合は、光の進行方向の反転に伴いその光にロスが生じるため、これが検出精度に影響するという事情があるところ、本例によれば、パイプ部210a,220aにより光の拡散が防止される。故に、光のロスを低減することができる。また、受光素子120が発光素子110の光を直接受光してしまう、或いは駆動機構1の内部で反射された光を受光してしまう事態を防止することができる。
According to such a configuration, the detection accuracy of the rotational
以上説明したように、本例の回転位置検出装置は、回転体の回転位置を検出する装置として極めて合理的に構成されたものである。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例説明したものに限定されないことは勿論である。 As described above, the rotational position detection device of this example is extremely rationally configured as a device that detects the rotational position of the rotating body. In addition, it is needless to say that the configuration of each part in the present example can be appropriately changed in design within the technical scope described in the claims, and is not limited to that illustrated in the drawings.
例えば、本例では回路基板をケース体の外側となる面に設けたが、回路基板をケース体の内側となる面に設けることも可能である。その場合、第1パイプ部は設けずに、第2パイプ部の先端が回路基板に当接するように構成するとよい。 For example, in this example, the circuit board is provided on the outer surface of the case body, but the circuit board may be provided on the inner surface of the case body. In that case, the first pipe portion is not provided, and the tip of the second pipe portion may be configured to contact the circuit board.
本発明の回転位置検出装置は、アナログ時計のムーブメントに設け、その指針の位置を検出する装置として好適に利用することが可能である。 The rotational position detection device of the present invention can be suitably used as a device that is provided in a movement of an analog timepiece and detects the position of the hands.
1 駆動機構(アナログ時計のムーブメント)
10 回転体
11 透光部
100 回転位置検出装置
110 発光素子
120 受光素子
130 導光体
131 突片
200 ケース体
210 第1ケース部材
210a 第1パイプ部
211 発光素子挿入凹部
212 受光素子挿入凹部
220 第2ケース部材
220a 第2パイプ部
221 導光体挿入凹部
222 遮光部材
223 遮光部材装着凹部
300 回路基板
A 光の経路
1 Drive mechanism (analog clock movement)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記駆動機構は、前記回転体を収納するケース体と、前記ケース体に設けられた回路基板とを備え、
当該回転位置検出装置は、前記回路基板に搭載された発光素子及び受光素子と、前記発光素子の光を前記受光素子に導く導光体とを備え、前記回転体が前記発光素子の光の経路に位置し、前記回転体に設けられた透光部が前記回転体の回転に伴い前記光の経路を横切ることにより、前記回転体の回転位置を検出するものであり、
前記ケース体は、前記回転体をその回転軸方向の両側から挟む第1ケース部材及び第2ケース部材を備え、
前記回路基板は、これを前記第1ケース部材に設けるとともに、前記導光体は、これを前記第2ケース部材に設け、
前記第2ケース部材には、前記ケース体の外側となる面から前記導光体を挿入する導光体挿入凹部を設けたことを特徴とする回転位置検出装置。 In a rotational position detection device that is provided in a drive mechanism that rotates the rotational body and detects the rotational position of the rotational body,
The drive mechanism includes a case body that houses the rotating body, and a circuit board provided in the case body,
The rotational position detection device includes a light emitting element and a light receiving element mounted on the circuit board, and a light guide that guides light of the light emitting element to the light receiving element, and the rotating body is a light path of the light emitting element. The light transmitting portion provided in the rotating body crosses the light path with the rotation of the rotating body, thereby detecting the rotational position of the rotating body,
The case body includes a first case member and a second case member that sandwich the rotating body from both sides in the rotation axis direction,
The circuit board is provided on the first case member, and the light guide is provided on the second case member.
The rotational position detecting device, wherein the second case member is provided with a light guide insertion recess for inserting the light guide from the outer surface of the case body.
前記第2ケース部材には、前記導光体挿入凹部全体を囲む遮光部材装着凹部を設けたことを特徴とする請求項3記載の回転位置検出装置。 The light shielding member is a plate-like or seal-like member,
4. The rotational position detecting device according to claim 3, wherein the second case member is provided with a light shielding member mounting recess surrounding the entire light guide insertion recess.
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