JP2647415B2 - 光学式エンコーダ - Google Patents

光学式エンコーダ

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JP2647415B2 JP63041813A JP4181388A JP2647415B2 JP 2647415 B2 JP2647415 B2 JP 2647415B2 JP 63041813 A JP63041813 A JP 63041813A JP 4181388 A JP4181388 A JP 4181388A JP 2647415 B2 JP2647415 B2 JP 2647415B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学式エンコーダに係り、特に回転軸への
取付け時において、発光部、検出部、符号盤の相互位置
を自動的に設定できる光学式ロータリ・エンコーダに関
する。
〔従来技術及びその問題点〕
光学式エンコーダは、例えば機器内部電動機の速度と
軸位置を検知するため、プロッタのような機器に広範に
利用されている。1984年4月29日にマーク・G・レオナ
ルド氏に付与された米国特許第4,451,731号に示される
ように、光学式エンコーダは発光器と、モータ軸に実装
される符号盤(ホイール)と、光検出器と、制御器とを
含む。検出器は回転式符号ホイールにより変調された光
を、制御器が軸の回転を検知するために利用できる信号
へと変換する。
エンコーダの感度を最大限にするため、符号ホイール
は発光器と検出器の間に正確に配置され、発光器と符号
ホイールとの間隙(発光器ギャップ)及び符号ホイール
と検出器との間隙(検出ギャップ)とを精密に設定しな
ければならない。従来の技術では、符号ホイールをモー
タ軸上に手作業で組立てる必要があったので、前記のギ
ャップ設定は困難且つコスト高であった。例えば、ダイ
ナミック・リサーチ・コーポレーションの730型符号器
は、間隙を設定するため符号ホイールとエンコーダ・ハ
ウジングとの間に取はずし式スペーサを使用する必要が
ある。このような設備は手間がかかり、誤差を生じ易
く、符号ホイールに損傷を生じる恐れがある。BEIモー
ション・システム・コーポレーションのM15型符号器の
場合は、符号ホイールを軸上に固く取付け、且つ符号ホ
イールを所望の軸位置へと押すために間隙棒を使用する
ことにより間隙設定用スペーサを使用する必要がない。
しかし残念ながら、このような符号ホイールは動的な条
件下でしか配置できず、且つたわみ性の故に位置決めは
不正確で、符号ホイールに損傷が生じる場合がある。
〔解決しようとする問題点および解決手段〕
本発明に基づくモジュラ形光学式エンコーダは間隙設
定用具も、動的条件も必要とせず、容易に符号ホイール
の位置決めを可能にすることを目的としている。エンコ
ーダは発光器/検出器モジュールを含むハウジングと、
カバーと、発光器と検出器の間に配置された符号ホイー
ルとを含む。カバーはハウジングに回転自在に取付けら
れているので、カバー上のカムはハウジング上の従動部
と係合してカバーをハウジング内の所定の軸位置へと配
置する。モータをエンコーダに取付ける時に、モータ軸
が符号ホイールをカバーに対して押しやり、それによっ
て符号ホイールをモータ軸上で軸方向の位置決めをし、
且つ発光器と検出器との間隙を設定する。符号ホイール
が軸に一旦固定された後は、カバーを引込ませて、符号
ホイールをモータ軸と共に自由に回転可能にすることが
できる。エンコーダ部品の製造公差は厳格に管理可能で
あるので、間隙は正確となる。
〔実施例〕
第1図Aおよび第1図Bは本発明に基づいて製造され
た実施例に係る光学式エンコーダ1を示している。エン
コーダ1は軸5を有する電気モータ3に実装されてい
る。多くの用途、例えばプロッタに於ては軸5の位置と
回転速度とを精密に検知することが極めて重要である。
軸5の露出端は所定の回転駆動力を非図示の負荷に付与
し、一方反対端は位置と速度検知用のエンコーダ1内に
拘束されている。
第2図は第1図A−第1図Bに示したエンコーダ1の
分解図である。エンコーダ1はベース11と、保持部材
(retainer)13と、カバー21と、ハウジング23とを含
み、そのいずれも射出成形技術を用いて、プラスチック
から製造されている。符号器1は更に、発光器/検出器
モジュール15の発光器部27と検出器部29の間で光線を断
続変調するための符号ホイール17を含む。発光器/検出
器の組合せモジュールを用いる必要はないが、発光器と
検出器の寸法と相対間隙を厳密に制御することが重要で
ある。符号ホイール17と、発光器/検出器モジュール15
は、ヒューレット・パッカード社のHEDS−9000型などの
光学式エンコーダで用いられているものと同じものでよ
い。
エンコーダ1を最初に組立てるには、各部品を簡単に
はめ込むだけでよい。最初にカバー21を第3図及び第7A
図に示すようにハウジング23に取付ける。次に符号ホイ
ール17をモジュール15の発光器27と検出器29の間の経路
に配置する。符号ホイール17とモジュール15は双方とも
ハウジング23内に配置され且つ、モジュール15はハウジ
ング23内に押嵌される(press fitted)。次に保持部材
13が符号ホイール17を保護するため、ハウジング23内に
スナップばめされる(snap fitted)。ベース11は、モ
ータ3への実装以前の初期の保管及び荷積み用に、固定
していない状態(loose)のままでも、ハウジング23に
スナップ止めしてもよい。いま、符号ホイール17は発光
器27と検出器29との間に位置しているが、これは固定さ
れておらず、軸方向及び径方向にわずかに移動自在であ
る。
エンコーダ1をモータ3に取付けるため、先ずベース
11をハウジング23から取外し、次に3つのねじでモータ
3に取付ける。ハウジング23(カバー21、発光器/検出
器モジュール15、符号ホイール17及び保持部材13を含
む)は、軸5及びベース11と位置合せされ、次にモータ
3へと押され、ベース11にスナップばめで取付けられ
る。
第3図はスナップ脚31、33によるベース11(図示せ
ず)に取付けられたハウジング23の横断面図を示す。ベ
ース11自体はモータ3(図示せず)に取付けられる。第
3図では図面を明確にするため、保持部材13は図示して
いない。組立中、軸5が符号ホイールのハブ19に挿入さ
れると、符号ホイールのハブ19はカバー21の下表面21a
に対して押圧される。軸5はモータ3から符号ホイール
17及びハブ19を経て、カバー21内の凹図へと達する。ハ
ブ19への軸のはめ合いの緊密さは、ハブ19の内径を変え
ることにより、又はハブ19の部品としてゴム又はプラス
チック製の摩擦リングを加えることにより設定できる。
符号ホイール17は、第1図に示す六角レンチ7により締
付けられる締付けねじ(図示せず)を用いて軸5に固定
される。更に六角レンチ7は必要ならばハブ19を下表面
37に対して密に押圧するためレバー付にしてもよい。
第3図は、ハウジング23とカバー21の寸法により規定
される所定距離だけハウジング23内に突設されるカバー
21を示している。カバー21が突設された図示する位置に
あると、ハブ19はカバー21の下表面21aに対して押圧さ
れ、又、符号ホイール17の軸位置は、符号ホイール17と
ハブ19の寸法及び所与の間隙によって規定される。従っ
て、発光器ギャップおよび検出器ギャップとの間隙は、
ハウジング21、カバー23、符号ホイール17、ハブ19及び
発光器/検出器モジュール15の寸法によってのみ定ま
る。現在の製造技術により厳密な公差を維持するのは比
較的簡単であるので、発光器ギャップおよび検出器ギャ
ップとの間隙は、複雑で手間がかかる組立て工程の必要
なく、正確且つ再現可能に設定できる。
第4図は、カバー21が動作状態の位置、つまり引込ん
だ位置にある符号器1の横断面図を示す。
符号ホイール17を軸5の所定の軸位置に固定すると、
カバー21は引っ込んで、符号ホイール17とハブ19が軸5
と共に自由に回転できるようにしなければならない。
第5図は周囲面49から突起する3つのカム47を含むカ
バー21の上面図を示している。
第6図はレール41及びカバー21を固定するための下部
従動部45を含むハウジング23の下面図を示している。ハ
ウジング23は更に、カバー21のカム47と径方向に心合せ
できる3つの従動部43をも含んでいる。第7A図および第
7B図はカバー21とハウジング23の相互作用の詳細図を示
す。
第3図ないし第7B図はカバー21と、ハウジング23とハ
ブ19との相互作用を示す。第3図及び第7A図は、カム47
が従動部43と係合して、カバー21をハウジング23内の所
定位置へと軸方向下方に押圧する突設位置へとカバー21
が回転された状態を示す。カバー21の周囲リング49はレ
ール41と下部従動部45との間でハウジング23内に固定さ
れている。第4図及び第7B図はカム47が従動部43から嵌
脱する引込み位置へと回転されたカバー21を示してい
る。周囲リング49の下側は、下部従動部45と係合する突
起した2段カム51を含む。2段カム51が止め45と係合す
ると、カバー21は引っ込み位置へと軸方向上方に押圧さ
れる。
なお、上記実施例において、符号盤の位置決めを行う
カバー21の突出位置および引っ込み位置は、図示のよう
な従動部およびカムによって決定される構成として説明
したが、これに限定されるものではなく、上記実施例に
おける突出位置のような所定の安定位置において符号盤
(ホイール)に接触し、その位置で符号盤の軸方向位置
を正確に定める可動部材を有しているものは、本発明の
技術思想に含まれるものである。
〔効 果〕
本発明は、上記のように構成され、作用するものであ
るから、エンコーダの回転時への取りつけ時において、
発光器および光検出器に対する符号盤の位置を正確かつ
迅速・容易に決めることができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例に係り、第1A図および第1B図は光
学式エンコーダをモータに取り付けた状態を表す斜視
図、第2図はエンコーダの分解斜視図、第3図はカバー
が安定位置の一例たる突出位置にある状態のエンコーダ
の断面図、第4図はカバー21が安定位置の一例たる引っ
込み位置にある状態のエンコーダの断面図、第5図はカ
バー21の正面図、第6図はハウジング23の背面図、第7A
図および第7B図はカバー21およびハウジング23の要部斜
視図である。 1:光学式エンコーダ、2:モータ、 17:符号盤(符号ホイール)、 21:位置決め手段の一例たるカバー、 23:支持手段の一例たるハウジング、 27:発光器、29:光検出器、 43:第1の従動部、45:第2の従動部、 47:第1のカム、51:第2のカム。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータなどの、回転軸を支承する部品に取
    り付け可能であって、機械的な支持と軸位置の基準とを
    提供する支持手段と、 前記支持手段に取り付けられた、光線を放射するための
    発光器と、 前記発光器から所定間隔を持って離別されており、前記
    光線を受けるため、前記支持手段に取り付けられた光検
    出器と、 前記発光器と前記光検出器との間に位置し、前記回転軸
    と同軸的に取り付けられ、光線を変調するための符号盤
    と 前記支持手段に対する相対位置を可変し得るように該支
    持手段に取り付けられており、且つ所定位置にあると
    き、前記符号盤と接触して、該符号盤の軸方向位置を前
    記発光器と前記光検出器との間の適正位置に定めるとと
    もに、前記符号盤を前記回転軸と共に自由に回転させる
    べく、前記符号盤に接触しない位置に位置せしめられる
    ようになっている位置決め手段と、 前記符号盤を前記回転軸に確実に固定するための固定手
    段と を具備している 光学式エンコーダにおいて、 前記支持手段は、ハウジングからなり、 前記位置決め手段は、前記ハウジングに対して回動可能
    に取り付けられており、且つ突出位置および引っ込み位
    置などの、少なくとも軸方向の2つの安定位置をとりう
    るようになっているカバーからなる ことを特徴とする光学式エンコーダ。
  2. 【請求項2】前記ハウジングは、第1の従動部を有し、 前記カバーは、前記第1の従動部に係合する第1のカム
    を有しており、且つ前記第1の従動部と前記第1のカム
    とが係合する時には、前記突出位置に位置することを特
    徴とする請求項1記載の光学式エンコーダ。
  3. 【請求項3】前記ハウジングは、前記第1の従動部と略
    同一の円周上にあって、該第1のの従動部と反対側に位
    置する第2の従動部を有し、 前記カバーは、前記第1のカムと略反対側に位置してお
    り、且つ前記第2の従動部に係合する第2のカムを有
    し、且つ前記第2の従動部と前記第2のカムとが係合す
    る時には、前記引っ込み位置に位置することを特徴とす
    る請求項2記載の光学式エンコーダ。
JP63041813A 1987-02-27 1988-02-24 光学式エンコーダ Expired - Lifetime JP2647415B2 (ja)

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US07/020,006 US4794250A (en) 1987-02-27 1987-02-27 Self-gapping optical encoder
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