JP2516493B2 - 設定用エンコ―ダの組立て方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は手動のパルス発生器とし
て、例えばオシロスコープのカーソル移動やＣＡＤの画
面移動の入力装置として使用されている設定用エンコー
ダの組立て方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は実開平２−１１０８１７号公報に
記載された設定用エンコーダを示しており、この設定用
エンコーダはハウジング８１内の軸受部８２に回転軸８
３が回転自在に挿入される構造になっている。回転軸８
３の上端部分（図面上の「上端」、以下、上下は図面を
基準とする）には、円板状のスリット板８４が一体回転
するように取り付けらており、スリット板８４には、同
一円周上に後述するクリックギヤ８８の歯数と同数のス
リット８４ａが放射状に形成されている。また、このス
リット板８４と対面するようにマスク板８５がハウジン
グ８１の内面段部に固定されている。さらに、これらマ
スク板８５およびスリット板８４を挟むように、下方に
発光素子８６が、上方に受光素子８７が配設されてい
る。マスク板８５にはＡ相スリット８５ａおよびＢ相ス
リット８５ｂが径方向に形成されており、このマスク板
８５およびスリット板８４に対して発光素子８６から光
が射出され、そのスリット通過光を受光素子８７で検出
することにより、回転軸８３の時計方向（ＣＷ）あるい
は反時計方向（ＣＣＷ）の回転方向と、回転数を検出す
ることができるようになっている。また、回転軸８３に
はクリックギヤ８８が取り付けられ、このクリックギヤ
８８にばね８９で付勢されたクリックボール９０が係合
している。このクリックギヤ８８とクリックボール９０
とにより、手動調整時の節度感を得ることができると共
に、振動による回転方向の位置ズレが防止されている。
図中の符号９１はスリット板８４を回転軸８３に固定す
るブッシュである。

【０００３】図９はこのような設定用エンコーダを組み
立てる従来方法を示している。この方法では、冶具９２
上に位置決めピン９３を立設し、このピン９３によりク
リックギヤ８８とスリット板８４との相対的位置決めを
行うものであり、スリット板８４には位置決めピン９３
が挿入されるピン孔８４ｂが形成されている。かかる組
み立てはクリックギヤ８８の谷部に位置決めピン９３が
位置するように、回転軸８３を冶具９２に取り付け、こ
の回転軸８３に対してスリット板８４を装着するもので
ある。スリット板８４は、そのピン孔８４ｂに位置決め
ピン９３が挿入されるように回転軸８３に取り付けられ
た後、接着剤およびブッシュ９１により回転軸８３に固
着される。そして、このような組み立ての後、回転軸８
３をハウジング８１内に挿入する。この場合、マスク板
８５はあらかじめハウジング８１内の所定の位置に取り
付けられており、また、クリックボール９０はクリック
ギヤ８８が取り付けられた回転軸８３がハウジング８１
内に挿入された後、取り付けられる。そして、クリック
ギヤ８８にクリックボール９０がクリック係合すると回
転軸８３の回転方向の位置決めが行われ、これにより、
マスク板８５とスリット板８４との相対的位置決めが行
われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の組立
て方法では、冶具９２を使用してクリックギヤ８８とス
リット板８４との相対的な位置決めを行い、その後、回
転軸８３をハウジング８１内に挿入し、ここでハウジン
グ８１の所定の位置に固定されているマスク板８５との
位置決めが行われるものであり、全ての位置決めが間接
的に行われ、精度の良い組み立てが難しかった。

【０００５】また、マスク板８５や発光素子８６、クリ
ックボール９０などを取り付けたハウジング８１に対し
て、スリット板８４、クリックギヤ８８を取り付けた回
転軸８３を挿入するため、クリックギヤ８８を太径にす
ることができない不都合があった。すなわち、スリット
板８４のスリット数が例えば２５であり、１回転で２５
パルスを出力するような場合には、クリックギヤ８８が
発光素子８６に干渉しない径で治まるため、上記組み立
てが可能であるが、これが２倍の５０パルスを出力する
場合には、このパルス数に応じてクリックギヤ８８が太
径となるため、発光素子８６が邪魔になって組み立てが
不可能となるためである。かかる場合には、ハウジング
８１を太径化すれば対応可能であるが、設定用エンコー
ダ自体、機器の限られた狭いスペースに収容されること
から、ハウジング８１の太径化は好ましいものではな
い。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、精度の良い組み立てを可能とすると共に、ハウ
ジングを太径化することなく検出精度を向上する設定用
エンコーダの組立て方法を提供することをその目的とす
る。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハウ
ジング内の軸受部に回転自在に軸支された回転軸と、回
転軸と一体回転すると共に、ハウジングからのクリック
ボールがクリック係合するクリックギヤと、位置決め孔
と周方向に配設された多数のスリットとを有し、回転軸
に取り付けられるスリット板と、位置決め孔と２以上の
スリットを有し、スリット板と対面させてハウジングに
固定されるマスク板と、スリット板およびマスク板を挟
むように配設された発光素子および受光素子とを備えた
設定用エンコーダの組立て方法において、クリックギヤ
にクリックボールがクリック係合するように回転軸をハ
ウジングに挿入して、回転軸を回転拘束状態とし、この
状態で、ハウジング側から光軸方向に延びる位置決めピ
ンをマスク板の位置合せ孔に挿入してマスク板をハウジ
ングに固定すると共に、スリット板の位置決め孔を位置
決めピンに挿入してスリット板を回転軸に取り付け、そ
の後、位置決めピンを抜き取ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成では、発光素子および受光素子のいず
れか一方が、クリックギヤとスリット板およびマスク板
との間で、ハウジングに対し回転軸に直交する方向から
着脱自在に取り付けられているので、回転軸をハウジン
グに挿入した後に、発光素子または受光素子をハウジン
グに取り付けることができ、このため組み立て時にクリ
ックギヤと発光素子または受光素子とが干渉することが
なく、その分ハウジングを太径化することなくクリック
ギヤのみを太径化することができる。

【００１０】また、回転軸をハウジング内に挿入してク
リック係合させて回転拘束状態にしておき、位置決めピ
ンを基準としてマスク板およびスリット板の相対的な位
置決めを行うため、ハウジング内でのクリック係合位
置、スリット板およびマスク板の三者の位置決めが同時
に、直接的にかつ達成できる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る設定用エンコ
ーダの断面図であり、同図に示すように、回転軸１が軸
受３を介してハウジング２内に回転自在に挿入されてい
る。回転軸１にはクリックギヤ４が一体に回転するよう
に取り付けられ、このクリックギヤ４に対向するハウジ
ング２の側部にはクリックボール５が設けられている。
クリックボール５は、ばね６によりクリックギヤ４方向
に付勢されており、この付勢によりクリックギヤ４の谷
部にクリック係合する。また回転軸１の上端部 （上下
方向は図面に基づく）にはスリット板７が、接着剤およ
びブッシュ８により一体回転するように取り付けられて
おり、このスリット板７の下方には、ドーナツ板状のマ
スク板９がこれに対面するようにハウジング２内の段部
に固定されている。さらに、これらスリット板７および
マスク板９を挟むように発光素子１０および受光素子１
１が設けられている。発光素子１０はマスク板９の下方
に配設され、マスク板９の方向に向かって光を射出する
ものであり、光源ユニット１２に組み込まれている。光
源ユニット１２は、回転軸１に直交する方向、すなわち
横方向からハウジング２に着脱自在に取り付けられる。
このため、クリックギヤ４が固定された回転軸１をハウ
ジング２内にセットした後、光源ユニット１２を取り付
けることができる。しかも、発光素子１０はマスク板９
とクリックギヤ４との間でハウジング２内に突出するの
で、クリックギヤ４と干渉することがない。

【００１２】一方、受光素子１１は、検出回路が組み込
まれた回路基板１３に取り付けられ、この発光素子１０
と対向して設けられている。図中、１４は光源ユニット
１２に立設された位置決めピン１４であり、発光素子１
０の光軸方向に延びるように設けられている。この位置
決めピン１４は、後述するクリック係合位置、マスク板
９およびスリット板７のこれら三者の相対的な位置合わ
せを行うために使用されるもので、この位置合わせ後に
は光源ユニット１２から引き抜かれて撤去される。

【００１３】次に、このような構成の設定用エンコーダ
の組み立て手順を説明する。

【００１４】図３はスリット板７を示し、同一円周上に
径方向に延びるスリット７ａが多数等間隔で形成されて
いる。スリット７ａは、クリックギヤ４の歯数と同数で
あると共に、設定用エンコーダの出力パルス数に対応す
る個数となっており、図示例の５０パルスの場合には５
０個が周方向に等分配置されている。図４はマスク板９
を示し、Ａ相スリット９ａとＢ相スリット９ｂとが形成
されており、このＡ相スリット９ａ、Ｂ相スリット９ｂ
により回転軸１の回転方向が検出される。このようなス
リット板７およびマスク板９には、相互の位置合せを行
うための位置合せ孔７ｃ、９ｃがそれぞれ形成されてい
る。

【００１５】この場合、マスク板９における位置合せ孔
９ｃはＡ相スリット９ａおよびＢ相スリット９ｂの略中
間部分に設けられる。一方、スリット板７における位置
合わせ孔７ｃは、このマスク板９に対するスリット板７
の位置に合わせて設けられている。もっとも実際の設計
上は、両位置合せ孔７ｃ，９ｃを中心として、Ａ相スリ
ット９ａおよびＢ相スリット９ｂの位置、およびこれに
対するスリット板７のスリット７ａの所望の位置（後述
する）が計算により求められ、これに基づいて加工が為
される。

【００１６】図２に示すように、回転軸１にクリックギ
ヤ４を取り付けた後、回転軸１をハウジング２内に挿入
する。このときハウジング２にはクリックボール５がば
ね６により付勢された状態で、あらかじめ取り付けられ
ており、回転軸１の挿入後には、図７に示すように、こ
のクリックボール５がクリックギヤ４の谷部にクリック
係合する。このクリック係合により回転軸１はハウジン
グ２に回転が拘束された状態となる。次に、この回転拘
束状態で光源ユニット１２をハウジング２に取り付け
る。本実施例では、図２に示すように、ハウジング２の
側面部分が部分的に開口されており、この開口部分から
光源ユニット１２がハウジング２内に装着される。また
この装着が行われた後、光源ユニット１２には、位置決
めピン１４がピン穴に差し込まれ、その光軸方向に延び
るように配設される。そして、この光源ユニット１２の
取り付け後、スリット板７およびマスク板９がそれぞれ
回転軸１およびハウジング２に取り付けられる。これら
の取り付けは、それぞれの位置合せ孔９ｃ、７ｃに位置
決めピン１４が挿入された状態で行われ、これによりマ
スク板９およびスリット板７は自動的に相対的な位置決
めされる。そして、この相対的な位置決め後、マスク板
９をハウジング２に接着固定すると共に、スリット板７
を回転軸１に接着固定する。

【００１７】次に図５および図６に基づいて上述の位置
決め状態を詳述する。位置決め状態は多数のパターンが
考えられるが、ここではＡ相がＬ（Ｌｏｗ）の出力中に
Ｂ相がＨ（Ｈｉｇｈ）からＬに立ち下がり、かつこの状
態のときに回転軸１がクリック係合により回転拘束状態
となるように設定する場合を説明する。図５はマスク板
９の出力パルスを、また図６はこのマスク板９に対する
スリット板７の位置関係を示している。

【００１８】回転軸１の回転方向を検出するには、図５
に示すようにＡ相に対し、Ｂ相が遅れてＨまたはＬとな
る必要がある。この最も好適なタイミングとしては、Ａ
相がＬの出力中に、Ｂ相がＨからＬに立ち下がるのが良
い。これをマスク板９のＡ・Ｂ両スリット９ａ，９ｂと
スリット板７のスリット７ａとの関係で実現すると、Ａ
相スリット９ａがスリット７ａと重ならない閉位置にあ
り、Ｂ相スリット９ｂとこれに臨むスリット７ａが重な
り合うようにして閉から開位置へと向かう状態である。
したがって、このＢ相がＨからＬに立ち下る点Ｐは、Ｂ
相スリット９ｂとこれに臨むスリット７ａとの機械的関
係では、両者の重なり角が角度ｄθとなったところであ
り、この角度ｄθは実験してみるか発光素子１０および
受光素子１１の性能から計算で求める。そして、Ｂ相ス
リット９ｂとこれに臨むスリット７ａの位置決めにこの
角度ｄθが考慮される。

【００１９】この場合、点Ｐにこだわることなく図５に
示すようなパルス状態を各スリット７ａ、９ａ，９ｂに
より実現できればよいのであるが、後述のクリック位置
との関係や設定の容易さで、位置決め時には同図の点Ｐ
の状態を実現すべく各スリット７ａ、９ａ，９ｂの位置
関係を規制する（詳しくは後述する）。そして、この点
Ｐの実現の際には、このＢ相スリット９ｂとこれに臨む
スリット７ａとの位置関係がこの角度ｄθを基準として
決定される。すなわち、スリット板７とマスク板９とが
後述する条件の下で設計されていることが前提となる
が、スリット板７とマスク板９との相互の位置決めは、
マスク板９のＢ相スリット９ｂとスリット板７のスリッ
ト７ａとの間で、角度ｄθの位置関係のみを正確に位置
決めできれば（図６の状態）、全体としての位置決めが
完了する。

【００２０】また、図５のパルス状態は、スリット板７
の任意の回転位置において常に成立している必要があ
る。したがって、図５に示すように、１周期をＴとし、
Ａ・Ｂ相のＨ状態をそれぞれＴＡ、ＴＢとし、Ａ・Ｂ相
のＨ・Ｌの相互的切り替わり状態をａ，ｂ，ｃ，ｄに区
分した場合、Ｔ／２＝ＴＡ＝ＴＢであり、ａ＝ｂ＝ｃ＝
ｄであることが望ましい。また、Ａ・Ｂ両スリット９
ａ，９ｂは、大まかな位置関係は発光素子１０および受
光素子１１の配置（両スリット９ａ，９ｂに対応するよ
うに設けられる）に決定されるが、Ｔ／４パルスの位相
のずれを生ずる関係に調整されて配設されていることが
必要である。

【００２１】もちろん、本実施例の位置決めは、スリッ
ト板７の位置合せ孔７ｃとマスク板９の位置合せ孔９ｃ
とを位置決めピン１４で合致させて行うのであるから、
これら位置合せ孔９ｃとスリット７ａ，９ａ，９ｂの関
係が考慮されなければならない。したがって、実際には
スリット板７およびマスク板９の任意の位置にそれぞれ
の位置合せ孔７ｃ，９ｃの位置を定めておき、これに対
してそれぞれのスリットの位置を設計計算し、加工を行
うこととなる。ここでは両位置合せ孔７ｃ，９ｃが合致
した状態で、前述の角度ｄθが機械的に実現できている
ことが必要であることはいうまでもない。

【００２２】次に、クリック係合位置とスリット板７お
よびマスク板９との位置関係であるが、これは上述した
ように、Ａ相がＬ、すなわちＢ相がＨからＬに立ち下が
るところでクリックギヤがクリック位置にある必要があ
る。この場合はクリックギヤ４が取り付けられた回転軸
１をハウジング２に装着し、これにクリックボール５を
付き当て、回転軸１をクリック係合の状態にしておき、
これにスリット板７およびマスク板９を装着することで
実現できる。理想的には図５の点Ｐの位置がその係合位
置となるが、構成部材の精度を考慮した場合は同図ΔＣ
ｒの範囲にクリック位置がくるようにしている。

【００２３】前述のスリット板７およびマスク板９の回
転軸１への装着は位置決めピン１４により両位置合せ孔
７ｃ，９ｃを合致させることにより行われる。この状態
は点Ｐの状態を実現することである。そして、このとき
すでにスリット板７およびマスク板９が取り付けられる
べき回転軸はクリック係合の状態にある。このことは点
Ｐの状態、すなわちＡ相がＬ、すなわちＢ相がＨからＬ
に立ち下がるところでクリックギヤがクリック位置にあ
ることにほかならないのである。したがって、装着され
た回転軸１が位置合わせの際にクリック位置にあればよ
い。なお、図５のパルス特性が同図の左から表われる場
合は時計方向（ＣＷ）の回転、逆に右から表われる場合
は反時計方向（ＣＣＷ）の回転というように、回転方向
が確認できる。

【００２４】かかる位置合わせとスリット板７およびマ
スク板９の装着固定が行われた後、位置決めピン１４を
光源ユニット１２から引き抜くことにより、クリックギ
ヤ４、マスク板９およびスリット板７が位置合わされた
状態で回転軸１が回転可能となる。

【００２５】このような組み立て方法では、クリックギ
ヤ４、マスク板９、スリット板７をハウジング２内で同
時にかつ直接に、位置合わせするため、精度の良い位置
合わせを行うことができ、検出精度を向上させることが
できる。また、発光素子１０はクリックギヤ４をハウジ
ング２に挿入した後に、側部からハウジング２に取り付
けられるため、発光素子１０とクリックギヤ４との干渉
がなくなり、ハウジング２自体を太径にしなくともクリ
ックギヤ４だけをパルス数に対応させて太径とすること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、クリックギヤのクリッ
ク状態で、位置決めピンによりマスク板およびスリット
板を位置合わせするため、クリック係合位置、マスク板
およびスリット板との相対位置が同時かつ直接的に行わ
れるので、精度のよい位置合わせが簡単に行い得る。ま
た、エンコーダを分解することなくエンコーダの外部よ
り発光素子及び受光素子の何れか一方が固定されている
ユニットをハウジングに取り付けることができ、更に、
ハウジング自体の径を大径化することなく、クリックギ
ヤのみを大径化できて、検出精度を向上できる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造される設定用エンコーダの断
面図である。

【図２】設定用エンコーダの組み立て状態の断面図であ
る。

【図３】スリット板の平面図である。

【図４】マスク板の平面図である。

【図５】マスク板による出力パルスの特性図である。

【図６】マスク板とスリット板との関係を示す平面図で
ある。

【図７】クリック係合を示す断面図である。

【図８】従来の設定用エンコーダの斜視図である。

【図９】従来の組立て方法を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…回転軸 ２…ハウジング ３…軸受 ４…クリックギヤ ５…クリックボール ７…スリット板 ７ａ…スリット ７ｃ…位置合せ孔 ９…マスク板 ９ａ…Ａ相スリット ９ｂ…Ｂ相スリット ９ｃ…位置合せ孔 １０…発光素子 １１…受光素子 １４…位置決めピン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内の軸受部に回転自在に軸支
   された回転軸と、 当該回転軸と一体回転すると共に、前記ハウジングから
   のクリックボールがクリック係合するクリックギヤと、 位置決め孔および周方向に当該位置決め孔と所望の位相
   を存して配設された多数のスリットとを有し、前記回転
   軸に取り付けられるスリット板と、 位置決め孔および周方向に当該位置決め孔と所望の位相
   を存して配設された２以上のスリットを有し、前記スリ
   ット板と対面させて前記ハウジングに固定されるマスク
   板と、 前記スリット板および前記マスク板を挟むように配設さ
   れた発光素子および受光素子とを備えた設定用エンコー
   ダの組立て方法において、 前記クリックギヤに前記クリックボールがクリック係合
   するように前記回転軸を前記ハウジングに挿入して、当
   該回転軸を回転拘束状態とし、 この状態で、前記ハウジング側から光軸方向に延びる位
   置決めピンを前記マスク板の位置合せ孔に挿入して前記
   マスク板を前記ハウジングに固定すると共に、前記スリ
   ット板の位置決め孔を当該位置決めピンに挿入して前記
   スリット板を前記回転軸に取り付け、 その後、前記位置決めピンを抜き取ることを特徴とする
   設定用エンコーダの組立て方法。