JP2015090305A - エンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダの検出精度を向上する。
【解決手段】エンコーダ１００は、光を透過する材質で構成されたディスク１１０と、ディスク１１０に測定方向に沿って配置された複数の反射スリットを備えたスリットトラックＳＡと、反射スリットに光を出射するように構成された光源１３１と、光源１３１より出射されスリットトラックＳＡで反射された光を受光するように構成された受光アレイＰＡと、ディスク１１０の光源１３１とは反対側に配置され、少なくとも光源１３１の光軸ｈ上の位置に光軸ｈに対し傾斜したテーパ部１６４Ａを備えたハブ１６０と、を有する。
【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、エンコーダに関する。

特許文献１には、ディスクとハウジングとの間に、ミスト化した軸受のグリースのエンコーダ側への漏出を抑制するオイルシールを設けたエンコーダが記載されている。このオイルシールは、黒色のゴムや樹脂等の光を吸収する材質で構成されるか、黒色あるいは光を吸収し易い彩色・パターンで塗装される。

特開２０１３−１３０３９４号公報（第７頁、第２図）

光源から出射される光が、受光信号に含めたい反射光としてではなく、散乱光や迷光として受光素子に受光された場合、ノイズを発生させる。このようなノイズは、エンコーダの位置検出精度を低下させる要因となる。

上記従来技術では、オイルシールを光を吸収する材質で構成するか、光を吸収し易い彩色・パターンで塗装することで、光の散乱や反射を抑制する。しかしながら、部品によっては、光を吸収する材質で構成したり、塗装等の照射された光を吸収する加工を施すことができない場合もある。このような部品がディスクとハウジングとの間等に配置された場合、エンコーダの検出精度が低下する可能性があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、検出精度を向上することが可能なエンコーダを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、光を透過する材質で構成されたディスクと、前記ディスクに測定方向に沿って配置された複数の反射スリットと、前記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、前記光源より出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、前記ディスクの前記光源とは反対側に配置され、少なくとも前記光源の光軸上の位置に前記光軸に対し傾斜した傾斜部を備えた部材と、を有する、エンコーダが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、光を透過する材質で構成されたディスクと、前記ディスクに測定方向に沿って配置された複数の反射スリットと、前記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、前記光源より出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、前記ディスクの前記光源とは反対側に配置され、前記光源より出射され前記ディスクを透過した光を前記光源の光軸に対し傾斜した面で受ける手段と、を有する、エンコーダが適用される。

本発明によれば、エンコーダの検出精度を向上することができる。

実施形態に係るエンコーダを備えたサーボシステムについて説明するための説明図である。 実施形態に係るエンコーダについて説明するための説明図である。 実施形態に係るエンコーダが有するハブを説明するための説明図である。 第１変形例に係るエンコーダについて説明するための説明図である。 第１変形例に係るエンコーダが有するハブを説明するための説明図である。 第２変形例に係るエンコーダについて説明するための説明図である。 第２変形例に係るエンコーダが有するハブを説明するための説明図である。

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

＜１．サーボシステム＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダを備えたサーボシステムの構成について説明する。

図１に示すように、サーボシステムＳは、サーボモータＳＭと、制御装置ＣＴとを有する。サーボモータＳＭは、エンコーダ１００と、モータＭとを有する。

モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。モータＭは、回転子（図示省略）が固定子（図示省略）に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを軸心ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。

なお、モータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭという。モータＭは、例えば位置データ等をエンコーダ１００が検出可能なモータであれば特に限定されるものではない。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば、油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。但し、説明の便宜上、以下ではモータＭが電動式モータである場合について説明する。

エンコーダ１００は、モータＭのシャフトＳＨの回転力出力側とは反対側に連結される。但し、必ずしも反対側に限定されるものではなく、エンコーダ１００はシャフトＳＨの回転力出力側に連結されてもよい。エンコーダ１００は、シャフトＳＨ（回転子）の位置を検出することにより、モータＭの位置（回転角度ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。

なお、エンコーダ１００は、モータＭの位置に加えて又は代えて、モータＭの速度（回転速度、角速度等ともいう。）及びモータＭの加速度（回転加速度、角加速度等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば、位置を時間で１又は２階微分したり検出信号（例えば後述するインクリメンタル信号）を所定の時間の間カウントする等の処理により検出することが可能である。説明の便宜上、以下ではエンコーダ１００が検出する物理量は位置であるとして説明する。

制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から出力される位置データを取得して、該位置データに基づいて、モータＭの回転を制御する。従って、モータＭとして電動式モータが使用される本実施形態では、制御装置ＣＴは、位置データに基づいて、モータＭに印加する電流又は電圧等を制御することにより、モータＭの回転を制御する。更に、制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示せず）から上位制御信号を取得して、該上位制御信号に表された位置等を実現可能な回転力がシャフトＳＨから出力されるように、モータＭを制御することも可能である。なお、モータＭが、油圧式、エア式、蒸気式などの他の動力源を使用する場合には、制御装置ＣＴは、それらの動力源の供給を制御することにより、モータＭの回転を制御することが可能である。

＜２．エンコーダ＞
次に、図２を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダ１００の構成について説明する。なお、本実施形態に係るエンコーダ１００は、エンコーダ専用の筐体１０やシャフトｓｈを備えた、いわゆる「コンプリート型」のエンコーダとして構成される。この場合、エンコーダのシャフトｓｈはモータのシャフトＳＨに図示しないカップリングを介して同一軸心となるように連結される。但し、エンコーダ１００は「コンプリート型」に限定されるものではなく、例えばディスク１１０がエンコーダのシャフトｓｈを介さずにモータのシャフトＳＨに連結された、いわゆる「ビルトイン型」のエンコーダとして構成されてもよい。この場合、筐体１０はモータＭの筐体として構成される。以下では、説明の便宜上、エンコーダ１００がコンプリート型のエンコーダとして構成される場合について説明する。

ここで、エンコーダ１００の構成の説明の便宜上、上下等の方向を以下のように定め、適宜使用する。図２において、ディスク１１０が光学モジュール１３０と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」とし、Ｚ軸負の方向を「下」とする。但し、該方向はエンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。

図２に示すように、本実施形態に係るエンコーダ１００は、筐体１０と、ハウジング１５０と、基板１６と、光学モジュール１３０と、ハブ１６０と、ディスク１１０と、位置データ生成部１４０と、エンコーダカバー１０１を有する。

（２−１．ディスク）
ディスク１１０は、後述するハブ１６０のディスク固着部１６２に固定されている。このディスク１１０は、円板状に形成されており、その略中央部には、ボルト１４が貫通すると共にハブ１６０のボルト締結部１６３がはめ合わされる貫通孔１１１が設けられている。ディスク１１０は、貫通孔１１１にボルト締結部１６３がはめ合わされた状態で、下面１１０Ｂがディスク固着部１６２の上側の表面であるディスク固定面１６２Ａに固着される。そして、ディスク１１０は、シャフトｓｈと同一軸心となるように、ハブ１６０を介してシャフトｓｈに連結されている。シャフトｓｈは、軸受２０を介して筐体１０に回転自在に支持されている。ディスク１１０は、モータＭの回転、すなわちシャフトｓｈの回転により回転する。

ディスク１１０の上面１１０Ａには、スリットトラックＳＡが形成されている。スリットトラックＳＡは、ディスク１１０の上面１１０Ａにおいてディスク中心を中心とした円環状に配置されたトラックとして形成されている。スリットトラックＳＡは、トラックの全周にわたって、測定方向に沿って並べられた複数の反射スリット（図示省略）を有する。ここで、「測定方向」とは、後述する光学モジュール１３０によりディスク１１０に形成されたスリットトラックを光学的に測定する際の測定方向である。本実施形態のように被測定対象がディスク１１０である回転型のエンコーダにおいては、測定方向はディスク１１０の円周方向に一致する。１つ１つの反射スリットは、後述する光学モジュール１３０の光源１３１から出射された光を反射するように構成される。すなわち、エンコーダ１００は、光源１３１からの光が反射スリットで反射されて、後述する受光素子で受光される、いわゆる「反射型」エンコーダである。複数の反射スリットは、円周方向で例えばインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置されている。

ディスク１１０は、光を透過する材質で構成されている。本実施形態では、ディスク１１０は例えばガラスにより形成される。ガラスは、金属（例えばステンレス鋼等）に比べて熱伝導率が小さい。従って、ディスク１１０をガラス製とすることにより、モータＭのシャフトｓｈで発生した熱がハブ１６０から該ディスク１１０に伝わるのを抑制することが可能である。そして、スリットトラックＳＡの反射スリットは、ガラス製のディスク１１０の上面１１０Ａに、光を反射する材質（例えばアルミニウム等）を蒸着する等によって形成可能である。但し、反射スリットの形成方法は、この例に限定されるものではない。

（２−２．光学モジュール）
光学モジュール１３０は、この例では基板状に形成されており、ディスク１１０のスリットトラックＳＡの一部に対向可能なように、基板１６の下面においてディスク１１０と平行に固定されている。従って、ディスク１１０の回転に伴い、光学モジュール１３０は、スリットトラックＳＡに対して円周方向で相対移動することができる。この光学モジュール１３０のディスク１１０と対向する側の面、つまり下面には、光源１３１と受光アレイＰＡとが設けられている。

光源１３１は、対向する位置を通過するスリットトラックＳＡの一部分に光を出射するように構成される。この光源１３１としては、照射領域に光を照射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。そして、この光源１３１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として形成されており、発光部から拡散光を出射する。なお、「点光源」という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な出射面から光が発せられてもよい。また、「拡散光」は、点光源から全方位に向かって放たれる光に限定されず、有限の一定の方位に向かって拡散しつつ出射される光を含む。すなわち、ここでいう拡散光には、平行光よりも拡散性を有する光であれば含まれる。このように点光源を使用することにより、光源１３１は、対向した位置を通過するスリットトラックＳＡにほぼ均等に光を照射することが可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないので、光学素子による誤差等が生じにくく、スリットトラックへの光の直進性を高める事が可能である。

受光アレイＰＡは、光源１３１の周囲に配置されており、対向するスリットトラックＳＡの反射スリットで反射した光を受光するように構成される。受光アレイＰＡは、複数の受光素子（図示省略）を有する。１つ１つの受光素子としては、例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ（フォトダイオード））を使用することができる。但し、受光素子としては、ＰＤに限られるものではなく、光源１３１から発せられた光を受光して電気信号に変換可能なものであれば、特に限定されるものではない。受光素子で生成された電気信号は、位置データ生成部１４０に出力される。

（２−３．ハブ）
図２及び図３により、ハブ１６０について説明する。ハブ１６０は、ディスク１１０とシャフトｓｈとを連結する連結部材であり、ディスク１１０の光源１３１とは反対側に配置されている。このハブ１６０は、ディスク固着部１６２と、ボルト締結部１６３と、本体部１６４と、軸受覆い部１６５とを有する。本実施形態では、ハブ１６０は、例えば真鍮やステンレス等の金属材料で構成されるが、比較的剛性の高い材料であれば金属に限定されるものではない。

ボルト締結部１６３は、ディスク固着部１６２の略中央部に、上方に突出した形状に形成されている。ボルト締結部１６３は、ディスク１１０とハブ１６０とが同一軸心となるように、ディスク１１０の貫通孔１１１にはめ合わされる。このボルト締結部１６３の内側には、ボルト１４が貫通する貫通孔１６１が設けられている。ボルト１４は、ディスク１１０の貫通孔１１１、及びハブ１６０の貫通孔１６１を上下方向に貫通して、シャフトｓｈに設けられたボルト穴１３にねじ込まれる。これにより、ハブ１６０がシャフトｓｈの上端部に固定されると共に、該ハブ１６０のディスク固着部１６２に固定されたディスク１１０がシャフトｓｈに連結される。

ディスク固着部１６２は、ディスク１１０が固定されるように構成されたディスク固定面１６２Ａと、等径部１６２Ｂとを有する。等径部１６２Ｂは、ディスク固定面１６２Ａと後述のテーパ部１６４Ａとの間に位置し、ディスク固定面１６２Ａからの軸心方向（Ｚ軸方向）の距離が所定の距離となる範囲で径方向寸法が等しくなるように構成されている。すなわち、ディスク固着部１６２は、中心に貫通孔１６１が形成された円柱状に形成され、上面がディスク固定面１６２Ａであり、円柱状の本体部分が等径部１６２Ｂとなっている。ディスク固定面１６２Ａには、ディスク１１０の下面１１０Ｂが当接されて適宜の接着剤により固定される。

本体部１６４は、ディスク１１０から離間するにつれてシャフトｓｈの軸心ＡＸを中心とする径方向寸法が大きくなるように拡径した略円錐台形状に形成されており、その外周面にテーパ部１６４Ａを備えている。ハブ１６０は、テーパ部１６４Ａが少なくとも光源１３１の光軸ｈ上に位置し、テーパ部１６４Ａが光軸ｈに対し反射光が径方向外側を向くように傾斜した姿勢となるように配置される。なお、ここでいう「傾斜」とは、光軸ｈに対し平行且つ垂直のどちらでもなく、光軸ｈに対して一定の傾斜角度（但し９０度を除く）を有しつつ公差することをいう。

軸受覆い部１６５は、本体部１６４（テーパ部１６４Ａ）の下部に位置する。この軸受覆い部１６５は、シャフトｓｈを回転自在に支持する軸受２０の外径よりも大きな外径を有することにより、軸受２０のディスク１１０側の表面の全体を覆うように構成される。このような構成により、軸受覆い部１６５は、シャフトｓｈの回転により温度が上昇してミスト化した軸受２０のグリースがエンコーダ１００側に漏出するのを低減する。また、軸受覆い部１６５の軸受２０に対向する面には、凹状のオイル溜まり１６６が形成されている。

なお、上記テーパ部１６４Ａが傾斜部の一例に相当し、上記ハブ１６０が傾斜部を備えた部材の一例に相当する。また、ハブ１６０は、光源より出射されディスクを透過した光を光源の光軸に対し傾斜した面で受ける手段の一例に相当する。

（２−４．基板及びハウジング）

基板１６は、例えば円板状のプリント配線基板であり、その下面には、光学モジュール１３０及び複数の回路素子等が搭載されている。この基板１６は、ハウジング１５０とほぼ同じ直径となるように形成されており、その縁部がハウジング１５０の面１５１に載置されている。基板１６の縁部には、固定ネジ１５が貫通する複数の貫通孔１６Ａが円周方向に均等な間隔で設けられている。ハウジング１５０は、例えば円筒状に形成されており、基板１６を支持すると共に、エンコーダ１００のディスク１１０、光学モジュール１３０、及びハブ１６０等を収容するように構成される。このハウジング１５０は、固定ネジ１５が貫通する複数の貫通孔１５２を有している。固定ネジ１５は、基板１６の貫通孔１６Ａ及びハウジング１５０の貫通孔１５２を上下方向に貫通して、筐体１０に設けられたネジ穴に螺合する。これにより、基板１６及びハウジング１５０が筐体１０に固定される。

また、ハウジング１５０は、内周面のディスク１１０より下側となる部分に、ハブ１６０のテーパ部１６４Ａ側に突出した突出部１５３を有している。突出部１５３は、ハウジング１５０の内周面の周方向全体に亘って設けられている。

なお、ハウジング１５０は、黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質で構成されるか、又は、内側が黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装されている。なお、筐体１０も、少なくともディスク１１０側に露出する表面を黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装する等の手段を講ずることが好ましい。

＜３．エンコーダの動作＞
エンコーダ１００の動作の一例について説明する。モータＭに外部電源が供給されてシャフトｓｈが回転し、ディスク１１０が回転すると、光源１３１から対向する位置を通過するスリットトラックＳＡに光が照射され、受光アレイＰＡがスリットトラックＳＡで反射された光を受光する。そして、受光アレイＰＡの受光素子が電気信号を生成して位置データ生成部１４０に出力し、位置データ生成部１４０が入力された信号に基づいてディスク１１０の１回転内の位置を表す位置データを生成し、位置データを制御装置ＣＴへ連続的に出力する。

＜４．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のエンコーダ１００は、ディスク１１０の光源１３１とは反対側に配置されたハブ１６０を有する。このハブ１６０は、少なくとも光源１３１の光軸ｈ上の位置に、光軸ｈに対し傾斜したテーパ部１６４Ａを備える。これにより、光源１３１より出射されディスク１１０を透過した光（特にスリットトラックＳＡの各反射スリット間を透過した光）を、ハブ１６０のテーパ部１６４Ａで受けることができ、光を受光アレイＰＡにより受光されない方向に反射させることができる。その結果、受光アレイＰＡの受光信号に含めたい反射光（反射スリットで反射された反射光）以外の、ノイズの原因となる散乱光や迷光が受光アレイＰＡで受光されるのを低減することができるので、エンコーダ１００の検出精度を向上することができる。

本実施形態では特に、ディスク１１０とシャフトｓｈとを連結するハブ１６０がテーパ部１６４Ａを有する。前述のように、ハブ１６０は剛性を持たせるために、光沢のある金属材料（ステンレスや真鍮等）で構成される。このため、仮にハブ１６０が光軸ｈ上に該光軸に対して実質的に垂直となる面を有する場合、光源１３１より出射されディスク１１０を透過した光がハブ１６０で反射されて受光アレイＰＡに受光され、ノイズの原因となる。本実施形態では、ハブ１６０が外周面の少なくとも光軸ｈ上の位置にテーパ部１６４Ａを有するので、光を径方向外側に向かって反射させることができる。したがって、ハブ１６０を反射光量が比較的大きな金属材料で構成した場合でも、ノイズの原因となる散乱光や迷光が受光アレイＰＡで受光されるのを低減することができる。

また、本実施形態では特に、ハブ１６０が、ディスク固定面１６２Ａと、ディスク固定面１６２Ａとテーパ部１６４Ａとの間に位置する等径部１６２Ｂとを有する。これにより、次のような効果を得る。すなわち、反射型エンコーダの製造工程では、ハブ１６０のディスク固定面１６２Ａにディスク１１０を接着する前に、ハブ１６０のディスク固定面１６２Ａを切削加工して軸心方向（Ｚ軸方向）の寸法を調整することで、光源１３１及び受光素アレイＰＡとディスク１１０とのギャップが精度出しされる。このとき、本実施形態では、ハブ１６０が等径部１６２Ｂを有するので、上記切削加工によってディスク固定面１６２Ａの接着面積が変化することがなく、接着面積を一定とすることができる。したがって、ハブ１６０とディスク１１０との接着力がばらつくのを抑制でき、エンコーダ１００の信頼性を向上できる。また、ハブ１６０が等径部１６２Ｂを有することにより、光源１３１とテーパ部１６４Ａとの距離を増大することができる。その結果、光の減衰によりテーパ部１６４Ａでの反射光量を減少でき、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態では特に、ハブ１６０が、軸受２０のディスク１１０側の表面を覆うように構成された軸受覆い部１６５を有する。これにより、次のような効果を得る。すなわち、一般に、シャフトｓｈの回転によりエンコーダ１００の温度が上昇すると、軸受２０のグリースがミスト化して飛散する。このミスト化したグリースがエンコーダ１００側に漏出すると、光源１３１や受光アレイＰＡ等の光学部品やディスク１１０にグリースが付着し、光源１３１から受光アレイＰＡに至る光量が減少して、エンコーダ１００による検出結果の信頼性が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、ハブ１６０が軸受２０のディスク１１０側の表面を覆う軸受覆い部１６５を有する。これにより、シャフトｓｈの回転による発熱によりミスト化した軸受２０のグリースがエンコーダ１００側へ漏出するのを抑制することができる。したがって、エンコーダ１００の信頼性を向上できる。

また、本実施形態では特に、ハブ１６０は、軸受覆い部１６５の軸受２０に対向する面に凹状のオイル溜まり１６６を有する。これにより、ミスト化した軸受２０のグリースの多くをオイル溜まり１６６に付着させ、エンコーダ１００側への漏出を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では特に、エンコーダ１００のハウジング１５０が、黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質で構成されるか、又は、その内側が黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装される。これにより、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態では特に、ハウジング１５０がテーパ部１６４Ａ側に突出した突出部１５３を有する。この突出部１５３により、ハウジング１５０の内壁をテーパ部１６４Ａに近接させることができる。その結果、テーパ部１６４Ａによって反射された光を突出部１５３で吸収させ、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができる。

＜５．変形例＞
以上、添付図面を参照しながら一実施形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。

（１）ハブの外周面を円弧状の曲面とする場合
上記実施形態では、ハブ１６０の本体部１６４の外周面に、光軸ｈに対する傾斜角度が一定であるテーパ部１６４Ａを形成したが、光軸ｈに対する傾斜角度が連続的に変化する構成としてもよい。本変形例の一例を図４及び図５に示す。なお、図４及び図５において、図２及び図３と同様の構成については同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。

図４及び図５に示すように、ハブ１６０の本体部１６７は、その外周面に円弧状の曲面部１６７Ａを備えている。曲面部１６７Ａは、上部に位置する等径部１６２Ｂと下部に位置する軸受覆い部１６５との間に位置し、その上端部はほぼ光軸ｈと平行な方向（つまり傾斜角度が０度）となり、その下端部はほぼ光軸ｈと垂直な方向（つまり傾斜角度が９０度）となる。本実施形態では、図４に示すように、曲面部１６７Ａは曲率半径を距離ｒとする円弧状に形成されているが、曲面部の曲がり具合をこれに限定するものではない。なお、図４に示す距離ｄは等径部１６２Ｂの厚み（軸心方向の距離）である。

本変形例によれば、次のような効果を得る。すなわち、点光源である光源１３１より出射される拡散光を一定の傾斜角度を有する傾斜部で受ける場合、光軸ｈより内周側であるほど傾斜部での反射光が受光アレイＰＡ側に向きやすくなり、光軸ｈより外周側であるほど反射光は受光アレイＰＡより離間する方向に向きやすい。そこで、本変形例では、光軸ｈに対する傾斜角度が変化するように傾斜部が構成される。具体的には、傾斜部は、傾斜角度が連続的に変化する曲面部１６７Ａとして構成される。これにより、光軸ｈ近傍より内周側であるほど曲面部１６７Ａの傾斜角度が小さくなるので、反射光を受光アレイＰＡより遠ざけることができる。一方、光軸ｈ近傍より外周側であるほど曲面部１６７Ａの傾斜角度が大きくなるので、反射光の向きを受光アレイＰＡより離間する方向に維持できる。その結果、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができ、エンコーダ１００の検出精度をより向上することができる。

（２）ハブの外周面の傾斜角度を段階的に変化させる場合
上記実施形態では、ハブ１６０の本体部１６４の外周面に、光軸ｈに対する傾斜角度が一定であるテーパ部１６４Ａを形成したが、光軸ｈに対する傾斜角度が段階的に変化する構成としてもよい。本変形例の一例を図６及び図７に示す。図６及び図７において、図２及び図３と同様の構成については同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。

図６及び図７に示すように、ハブ１６０の本体部１６８は、その外周面の光軸ｈに対する傾斜角度が光軸ｈの近傍位置を境にして２段階に変更するように構成される。具体的には、本体部１６８は外周面に、上部に位置する第１テーパ部１６８Ａと下部に位置する第２テーパ部１６８Ｂとを有している。第１テーパ部１６８Ａの傾斜角度は第２テーパ部１６８Ｂの傾斜角度よりも小さくなるように構成される。図６に示す例では、第１テーパ部１６８Ａと第２テーパ部１６８Ｂとの境界が光軸ｈよりも内周側に位置しているが、これに限定されるものではなく、境界が光軸ｈよりも外周側に位置してもよいし、境界と光軸ｈとの位置を一致させてもよい。つまり、境界が光軸ｈの近傍に位置すればよい。

本変形例によれば、ハブ１６０の外周面の光軸ｈに対する傾斜角度を、反射光が受光アレイＰＡ側に向きやすい光軸ｈ近傍より内周側については相対的に小さくし、反射光が受光アレイＰＡより離間する方向に向きやすい光軸ｈ近傍より外周側については相対的に大きくすることができる。これにより、光軸ｈの内周側及び外周側のいずれの位置においても反射光の向きを受光アレイＰＡより離間させることができる。その結果、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができ、エンコーダ１００の検出精度をより向上することができる。

なお、上記では傾斜角度が２段階に変化する場合を一例として説明したが、３段階以上に変化する構成としてもよい。

（３）ハブを黒色等に塗装又は黒色等の材質で構成する場合
上記実施形態では、ハブ１６０に塗装等しなかったが、ハブ１６０を黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装してもよい。あるいは、ハブ１６０の材質（材料）を、例えばカーボン繊維等の黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質で構成してもよい。これにより、テーパ部１６４等によって光を受光アレイＰＡで受光されない方向に反射させると共に、その反射光量を低減することができるので、散乱光や迷光の低減効果をさらに高めることができる。

（４）その他
以上では、ディスク１１０とシャフトｓｈとを連結するハブ１６０が光軸ｈに対し傾斜した傾斜部を備える場合を一例として説明したが、傾斜部を備える部材はハブ１６０に限定されるものではない。例えば、ハウジング１５０や筐体１０等が、少なくとも光源１３１の光軸ｈ上の位置に光軸ｈに対し傾斜した傾斜部を有する構成として、光を受光アレイＰＡにより受光されない方向に反射させてもよい。

また以上では、ハブ１６０がシャフトｓｈの上端部にボルト１４により固定される場合を一例として説明したが、これに限定されるものではなく、ハブ１６０はシャフトｓｈに接着剤により固定されてもよい。

また、以上の説明における「平行」「垂直」とは、厳密な意味での平行や垂直ではない。すなわち、「平行」「垂直」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に平行」「実質的に垂直」という意味である。同様に、以上の説明における「均等」とは、厳密な意味での均等ではない。すなわち、「均等」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に均等」という意味である。

以上、一実施形態及び変形例について説明したが、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

２０ 軸受
１００ エンコーダ
１１０ ディスク
１３０ 光学モジュール
１３１ 光源
１５０ ハウジング
１５３ 突出部
１６０ ハブ（部材、連結部材）
１６２Ａ ディスク固定面
１６２Ｂ 等径部
１６４Ａ テーパ部（傾斜部）
１６５ 軸受覆い部
１６６ オイル溜まり
１６８Ａ 第１テーパ部（傾斜部）
１６８Ｂ 第２テーパ部（傾斜部）
ｈ 光軸
ＰＡ 受光アレイ
ＳＡ スリットトラック
ｓｈ シャフト
ＳＨ シャフト

Claims (10)

1. 光を透過する材質で構成されたディスクと、
   前記ディスクに測定方向に沿って配置された複数の反射スリットと、
   前記反射スリットに光を出射するように構成された光源と、
   前記光源より出射され前記反射スリットで反射された光を受光するように構成された受光素子と、
   前記ディスクの前記光源とは反対側に配置され、少なくとも前記光源の光軸上の位置に前記光軸に対し傾斜した傾斜部を備えた部材と、を有する、
   エンコーダ。
2. 前記光源は、
   拡散光を出射するように構成された点光源であり、
   前記部材は、
   前記光軸に対する傾斜角度が変化するように構成された前記傾斜部を有する、
   請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記部材は、
   前記光軸に対する傾斜角度が前記光軸の近傍位置を境に２段階に変化するように構成された前記傾斜部を有する、
   請求項２に記載のエンコーダ。
4. 前記部材は、
   前記ディスクとシャフトとを連結するように構成された連結部材であり、
   前記傾斜部は、
   前記ディスクから離間するにつれて前記シャフトの軸心を中心とする径方向寸法が大きくなるように前記連結部材の外周面に形成されたテーパ部である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
5. 前記連結部材は、
   前記ディスクが固定されるように構成されたディスク固定面と、
   前記ディスク固定面と前記テーパ部との間に位置し、前記ディスク固定面からの前記軸心方向の距離が所定の距離となる範囲で前記径方向寸法が等しくなるように構成された等径部と、を有する、
   請求項４に記載のエンコーダ。
6. 前記連結部材は、
   前記シャフトを回転自在に支持する軸受の前記ディスク側の表面を覆うように構成された軸受覆い部を有する、
   請求項４又は５に記載のエンコーダ。
7. 前記連結部材は、
   前記軸受覆い部の前記軸受に対向する面に凹状のオイル溜まりを有する、
   請求項６に記載のエンコーダ。
8. 前記連結部材は、
   黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質で構成される、又は、黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装される、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ。
9. 前記エンコーダは、
   少なくとも前記ディスク、前記光源、前記受光素子及び前記部材を収容するように構成されたハウジングをさらに有し、
   前記ハウジングは、
   黒色あるいは光を吸収し易い色彩の材質で構成される、又は、内側が黒色あるいは光を吸収し易い色彩に塗装される、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
10. 前記ハウジングは、
    前記傾斜部側に突出した突出部を有する、
    請求項９に記載のエンコーダ。

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