JP3093430B2 - 設定用エンコーダ及びその組立方法 - 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等に使用される設定用エンコーダ及
びその組立方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６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５１内の軸受部５２に回転軸
５３が回転自在に挿入される構造となっている。回転軸
５３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５４が一体に
回転するように取り付けられており、スリット板５４に
は同一円周上に多数のスリット５５が放射状に形成され
ている。また、このスリット板５４と対面するようにマ
スク板５６がハウジング５１の内面段部に固定されてい
る。更に、これらマスク板５６及びスリット板５４を挟
むように、下方に発光素子５７が、上方に受光素子５８
が配設されている。図６には明示していないが、マスク
板５６にはＡ相スリット及びＢ相スリットが形成されて
おり、このマスク板５６及びスリット板５４に対して発
光素子５７から光が照射され、そのスリット通過光を受
光素子５８で検出することにより、回転軸５３の時計方
向或いは反時計方向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５３には、ス
リット板５４のスリット５５と同数の歯を有するクリッ
クギヤ５９が取り付けられており、このクリックギヤ５
９にばね６０で付勢されたクリックボール６１が係合し
ている。このクリックギヤ５９とクリックボール６１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６２はスリット板５４を回転軸５３に固定す
るためのブッシュである。

【０００３】このような設定用エンコーダを組み立てる
場合、実開平２−１１０８１７号公報に記載の従来の方
法によれば、まず、適当な治具を用いてスリット板５４
をクリックギヤ５９に対して相対的に位置決めし、その
位置決め状態でスリット板５４を回転軸５３に装着す
る。次いで、回転軸５３をハウジング５１の軸受部５２
に挿入した後、予めハウジング５１内に固定されていた
マスク板５６に対してスリット板５４及びクリックギヤ
５９の位置決めを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マスク板５
６には理論中心と呼ばれる中心点がある。Ａ相スリット
及びＢ相スリットを有するマスク板５６の場合、これら
２本のスリットの延長線の交点が理論中心となる。この
マスク板５６の理論中心と、スリット板５４の回転中
心、即ち回転軸５３の軸心とは同軸であることが精度向
上のために好ましいが、上述したような従来の組立方法
では、マスク板５６はハウジング５１に予め固定される
ため、ハウジング５１に製造誤差等があった場合等、必
ずしもマスク板５６の理論中心がスリット板５４の回転
中心に対して同軸とはならない。

【０００５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、その目的は、精度の良い組立てを可能とし検出
精度を向上させることのできる設定用エンコーダの組立
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明による組立方法は、ハウジン
グと、このハウジングの軸受部に回転自在に軸支された
回転軸と、同一円周上に形成された多数のスリットを有
し、ハウジング内で回転軸と一体に回転するスリット板
と、２以上のスリットを有し、その理論中心を中心とし
て所定の内径を有する円孔を有していて、スリット板に
対面させてハウジング内に固定されたマスク板と、スリ
ット板及びマスク板を挟むようにハウジング内に配置さ
れた発光素子及び受光素子とを備えた設定用エンコーダ
において、ハウジングの軸受部に挿入された回転軸を基
準として、マスク板の理論中心を回転軸の軸心と同軸と
なるように位置決めすることを特徴としている。

【０００７】このマスク板の理論中心の位置決めは、よ
り具体的には、請求項２に記載のように、マスク板の円
孔を、回転軸の外径と同一の内径を有するよう形成し、
該円孔に回転軸を挿入することにより行われるのが好適
である。

【０００８】また、請求項３に記載のように、マスク板
の円孔を、回転軸の外径よりも大きな内径を有するよう
形成し、該円孔の内径と同一の外径を有する円筒形の位
置決め部材を回転軸に嵌め、該円孔に位置決め部材を挿
入することによりマスク板の理論中心を位置決めするこ
ととしてもよい。本発明はまた、別の面においては、上
記組立方法により組み立てられた設定用エンコーダに関
するものである。すなわち、請求項４に記載の発明は、
ハウジングと、ハウジングの軸受部に回転自在に軸支さ
れた回転軸と、同一円周上に形成された多数のスリット
を有し、ハウジング内で前記回転軸と一体に回転するス
リット板と、２以上のスリットを有し、その理論中心を
中心とした円孔であって内径が回転軸の外径と同一とな
るよう形成された円孔を有しており、スリット板に対面
させてハウジング内に固定されたマスク板と、スリット
板及びマスク板を挟むようにハウジング内に配置された
発光素子及び受光素子とを備えていて、円孔に回転軸を
挿入することにより、ハウジングの軸受部に挿入された
回転軸を基準として、マスク板の理論中心を回転軸の軸
心と同軸となるように位置決めする工程をもって組み立
てられた設定用エンコーダを特徴としている。

【０００９】

【作用】スリット板の回転中心は回転軸と同軸となるた
め、上述したように回転軸を基準としてマスク板の位置
決めを行うことで、マスク板の理論中心をスリット板の
回転中心に極めて正確に合わせることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。尚、図面において、同一又は相当
部分には同一符号を用いることとする。

【００１１】図１及び図２は本発明の組立方法が適用さ
れる設定用エンコーダの断面図である。この設定用エン
コーダは、オシロスコープのカーソル移動やＣＡＤの画
面移動の入力装置等に用いられるものであり、図１及び
図２に示すように、手動操作軸となる回転軸１が軸受２
を介してハウジング３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が一体に取り付けられ、こ
のクリックギヤ４の歯面に対向するハウジング３の部分
にはクリックボール５が配置されている。クリックボー
ル５は、ハウジング３の側壁の貫通孔６に取り付けられ
たばね７により、クリックギヤ４に向かって付勢されて
おり、この付勢によりクリックギヤ４の歯溝部にクリッ
ク係合する。

【００１２】従来においては、クリックボール５を付勢
するためのばね７として、線形特性を有する一般的な圧
縮コイルばねが用いられていたが、ばね定数等のパラメ
ータの違いにより、トルクの値が同一でも実際の手動調
整時の節度感が悪くなるものがあった。そこで、この実
施例では、クリックボール５がクリックギヤ４の歯溝部
にある時には接触圧が小さく、歯先の近傍では接触圧が
大きくなるように設計された非線形のばねを用い、手動
調整時の節度感の改善を図っている。

【００１３】また、回転軸１の上端部（上下方向は図１
に基づく）に形成されたスリット板取付部８には、円板
状のスリット板９が接着剤及びブッシュ１０により一体
回転するように取り付けられている。スリット板９に
は、図３に示すように、多数のスリット１１が同一円周
上に多数等間隔で形成されており、各スリット１１は径
方向に延びている。スリット１１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、例えば５０パルスの
場合には、５０個のスリット１１が周方向に等間隔に配
置される。

【００１４】スリット板９の下方にはＬＥＤ等の発光素
子が配設されている。この実施例では２個の発光素子１
２ａ，１２ｂが用いられており、これらの発光素子１２
ａ，１２ｂは光源ホルダー１３内に並置状態で組み込ま
れている。光源ホルダー１３の上部部分には上下方向に
延びる２つの貫通孔１４ａ，１４ｂが形成されており、
それぞれ各発光素子１２ａ，１２ｂの光軸と同軸に配置
されている。従って、各発光素子１２ａ，１２ｂから発
せられた光は対応の貫通孔１４ａ，１４ｂを通ってスリ
ット板９に照射される。

【００１５】光源ホルダー１３は、回転軸１に直交する
方向、即ち横方向からハウジング３に着脱可能に取り付
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３内にセットした後に、光源ホルダー
１３を取り付けることができる。従来においては、光源
ホルダー部分はハウジングに一体的に形成されていたた
め、回転軸の挿入時にクリックギヤが光源ホルダー部分
と干渉しないよう、ハウジングを大径化する必要があっ
た。この実施例のように光源ホルダー１３をハウジング
３に対して横方向から脱着可能とした場合、組立時にク
リックギヤ４と光源ホルダー１３とが干渉することがな
く、その分ハウジング３を大径化することなくクリック
ギヤ４のみを大径化することができる。クリックギヤ４
の大径化は、エンコーダの高パルス化を図る上で好まし
い。

【００１６】光源ホルダー１３の上面にはマスク板１５
が貫通孔１４ａ，１４ｂを覆うようにして取り付けられ
ており、従って、マスク板１５はスリット板９と発光素
子１２ａ，１２ｂとの間で挟まれる形となっている。図
２から了解される通り、マスク板１５にはＡ相スリット
１６ａとＢ相スリット１６ｂとが形成されている。Ａ相
スリット１６ａ及びＢ相スリット１６ｂはそれぞれ、光
源ホルダー１３の貫通孔１４ａ，１４ｂのほぼ中心に配
置され、スリット板９のスリット１１はＡ相及びＢ相ス
リット１６ａ，１６ｂの真上を通過する。また、Ａ相ス
リット１６ａの延長線とＢ相スリット１６ｂの延長線と
の交点がこのマスク板１５の理論中心１７となってお
り、この理論中心１７を中心として円孔１８が形成され
ている。

【００１７】各発光素子１２ａ，１２ｂからマスク板１
５のＡ・Ｂ相のスリット１６ａ，１６ｂ及びスリット板
９のスリット１１を通過した光を受ける受光素子１９
ａ，１９ｂ（図３参照）は、発光素子１２ａ，１２ｂと
の間でスリット板９及びマスク板１５を挟むようにし
て、発光素子１２ａ，１２ｂの光軸上に配置されてい
る。また、これらの受光素子１９ａ，１９ｂは検出回路
（図示しない）が組み込まれた回路基板２０により支持
されており、回路基板２０はハウジング３の内面に形成
された段部２１に固定されている。

【００１８】図１及び図２において、符号２２は光源ホ
ルダー１３の上部部分に形成された位置決めピン穴であ
り、発光素子１２ａ，１２ｂの光軸方向と平行に延びて
いる。この位置決めピン穴２２には、後述するクリック
係合位置、マスク板及びスリット板のこれら三者の相対
的な位置決めを行うために、位置決めピンが挿入され
る。

【００１９】次に、図３及び図４も参照して、上記構成
の設定用エンコーダの本発明による組立手順を説明す
る。

【００２０】まず、回転軸１の所定位置にクリックギヤ
４を一体的に取り付けた後、回転軸１をハウジング３の
軸受部２に挿入する。次いで、ハウジング３の側壁の貫
通孔６にクリックボール５及びばね７を挿入し、その開
口部をビス２３により閉じる。その結果、クリックボー
ル５はばね７により付勢され、クリックギヤ４の歯溝部
の一つ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３に対して回転が拘束された状態と
なる。

【００２１】次に、この回転拘束状態で光源ホルダー１
３をハウジング３に取り付ける。この実施例では、ハウ
ジング３の側壁が部分的に開口されており、この開口部
分から光源ホルダー１３をハウジング３に装着する。ま
た、この装着が行われた後、光源ホルダー１３の上部部
分の位置決めピン穴２２に図３に示すごとく位置決めピ
ン２４を差し込み、発光素子１２ａ，１２ｂの光軸と平
行に延びるように配設する。光源ホルダー１３の取付位
置は、クリックギヤ４のクリック係合位置に対して一定
の関係で定められているため、この光源ホルダー１３に
対してマスク板１５及びスリット板９の位置決めを行う
ことで、マスク板１５及びスリット板９はクリック係合
位置に相対的に位置決めされることになる。

【００２２】光源ホルダー１３の装着の後、マスク板１
５を光源ホルダー１３の上面の所定位置に配置する。こ
の際、図４に示すように、回転軸１は、クリックギヤ４
とクリックボール５のクリック係合を維持した状態で、
その通常の使用位置（図１の位置）によりも上方にやや
持ち上げられ、外径Ｄの部分１ａが光源ホルダー１３の
上面と同一の高さ位置に配置される。一方、マスク板１
５の円孔１８の内径ｄは、回転軸１の部分１ａの外径Ｄ
と同一の大きさに形成されている。従って、マスク板１
５の円孔１８を回転軸１に嵌めると、マスク板１５の動
きが回転軸１の部分１ａによって図２でＸ軸方向及びＹ
軸方向において規制され、マスク板１５の理論中心１７
が回転軸１の軸心と同軸となる。これと同時に、マスク
板１５に予め形成された位置決め孔２５に光源ホルダー
１３の位置決めピン２４を通し、マスク板１５の周方向
の動きを規制する。このような規制状態でマスク板１５
を光源ホルダー１３の上面に載置すると、予めマスク板
１５の下面に塗布された接着剤により、マクス板１５は
光源ホルダー１３に接着される。マスク板１５の位置決
め孔２５は、そこに光源ホルダー１３の位置決めピン２
４を挿入した際にマスク板１５のＡ相スリット１６ａと
Ｂ相スリット１６ｂとがそれぞれ光源ホルダー１３の対
応の貫通孔１４ａ，１４ｂのほぼ中心に配置されるよ
う、その位置が定められている。

【００２３】次に、スリット板９を回転軸１の上端部の
スリット板取付部８に固定する。この際、スリット板９
は回転軸１に同軸に配置されるため、回転軸１を基準と
して位置決めされたマスク板１５の理論中心１７とも同
軸に配置される。また、スリット板９に予め形成された
位置決め孔２６に光源ホルダー１３の位置決めピン２４
を通すことで、スリット板９はマスク板１５及び光源ホ
ルダー１３に対して所定の位置関係で配置される。前述
したように、光源ホルダー１３はクリック係合状態のク
リックギヤ４に対して所定の位置に配置されているの
で、位置決めピン２４による位置決めによって、クリッ
ク係合位置、マスク板１５及びスリット板９の三者の位
置決めが同時に達成される。スリット板９はスリット板
取付部周囲の回転軸１の段差面上に接着され、ブッシュ
１０により抜止めされる。

【００２４】このように、クリック係合位置、マスク板
１５及びスリット板９の位置決めに際して、マスク板１
５の理論中心１７を回転軸１と同軸となるように位置決
めするため、回転軸１に対して同軸に取り付けられるス
リット板９の回転中心ともマスク板１５の理論中心１７
は一致することとなる。

【００２５】かかる位置決めと、スリット板９及びマス
ク板１５の装着固定が行われたならば、回転軸１を回転
自在ではあるが軸方向に移動しないよう、位置決めピン
２４を光源ホルダー１３から引き抜くと共に、回転軸１
を図１に示す使用位置まで下げて回転軸１の周溝２７に
Ｃリング２８を嵌める。尚、エンコーダ使用時において
回転軸１がマスク板１５と接しているのは好ましくない
ため、使用位置においてマスク板１５の円孔１８の内周
縁と回転軸１との間に隙間が形成されるよう、スリット
板９の直下部分が僅かに減径され逃げ部１ｂが設けられ
ている。

【００２６】最後に、ハウジング３の段部２１の所定位
置に回路基板２０を固定し、図示していないが、ハウジ
ング３の上部開口部を適当な蓋体で閉鎖する。

【００２７】上記実施例では、マスク板１５の円孔１８
の内周縁を回転軸１の外周面に擦り合わせることで、そ
の理論中心１７の位置決めを行っているが、回転軸１を
基準としての位置決め手段はこれに限るものではない。
例えば、図５に示すように、回転軸１の上端部に円筒形
ないしはキャップ状の位置決め部材３０を同軸に嵌め、
この位置決め部材３０をマスク板１５の円孔１８に挿入
することとしても、上記と同様に、マスク板１５の理論
中心を回転軸１の軸心に一致させることができる。この
場合、マスク板１５の円孔１８の内径を回転軸１の外径
Ｄよりも大きくし、かつ、位置決め部材３０の外径Ｄ′
と同一にする必要があることは勿論である。マスク板１
５の位置決め及び接着が完了した後、この位置決め部材
３０は取り外され、スリット板１５の位置決めと接着が
上記と同様な手順で行われる。位置決め部材３０を用い
ることにより、回転軸１にマスク板１５との接触防止用
の逃げ部を形成する必要がなくなり、また、組立時に回
転軸１を上下に動かす必要もなくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明の組立方法によれ
ば、回転軸を基準にしてマスク板の理論中心を位置決め
するため、回転軸に同軸に取り付けられるスリット板に
対しても同軸に配置されることになる。従来において
は、マスク板はハウジングを基準にしてその理論中心の
位置決めがなされていたため、ハウジングの製造誤差等
によってはマスク板の理論中心が回転軸の軸心と一致し
ない場合もあったが、本発明によれば、回転軸に対して
直接的にマスク板の理論中心の位置決めが行われるた
め、組立精度は従来に比して著しく向上する。

【００２９】スリット板の回転中心とマスク板の理論中
心の位置合わせは設定用エンコーダの検出精度の向上に
寄与するので、本発明による組立方法は極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組立方法により組み立てられた設定用
エンコーダの縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図である。

【図３】設定用エンコーダの組立手順を示す斜視図であ
る。

【図４】マスク板の位置決め手段の一実施例を示す縦断
面図である。

【図５】マスク板の位置決め手段の別の実施例を示す縦
断面図である。

【図６】従来の組立方法により組み立てられた設定用エ
ンコーダの斜視図である。

【符号の説明】

１…回転軸，３…ハウジング，４…クリックギヤ，５…
クリックボール，９…スリット板，１１…スリット，１
２ａ，１２ｂ…発光素子，１５…マスク板，１６ａ…Ａ
相スリット，１６ｂ…Ｂ相スリット，１７…理論中心，
１８…円孔，１９ａ，１９ｂ…受光素子，２４…位置決
めピン，２５…マスク板の位置決め孔，２６…スリット
板の位置決め孔，３０…位置決め部材

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 前記ハウジングの軸受部に回転自在に軸支された回転軸
   と、 同一円周上に形成された多数のスリットを有し、前記ハ
   ウジング内で前記回転軸と一体に回転するスリット板
   と、 ２以上のスリットを有し、その理論中心を中心として所
   定の内径を有する円孔を有していて、前記スリット板に
   対面させて前記ハウジング内に固定されたマスク板と、 前記スリット板及び前記マスク板を挟むように前記ハウ
   ジング内に配置された発光素子及び受光素子とを備えた
   設定用エンコーダの組立方法において、 前記ハウジングの前記軸受部に挿入された前記回転軸を
   基準として、前記マスク板の理論中心を前記回転軸の軸
   心と同軸となるように位置決めすることを特徴とする設
   定用エンコーダの組立方法。
2. 【請求項２】 前記マスク板の円孔を、前記回転軸の外
   径と同一の内径を有するよう形成し、該円孔に前記回転
   軸を挿入することにより前記マスク板の理論中心を位置
   決めすることを特徴とする請求項１記載の設定用エンコ
   ーダの組立方法。
3. 【請求項３】 前記マスク板の円孔を、前記回転軸の外
   径よりも大きな内径を有するよう形成し、該円孔の内径
   と同一の外径を有する円筒形の位置決め部材を前記回転
   軸に嵌め、該円孔に前記位置決め部材を挿入することに
   より前記マスク板の理論中心を位置決めすることを特徴
   とする請求項１記載の設定用エンコーダの組立方法。
4. 【請求項４】 ハウジングと、 前記ハウジングの軸受部に回転自在に軸支された回転軸
   と、 同一円周上に形成された多数のスリットを有し、前記ハ
   ウジング内で前記回転軸と一体に回転するスリット板
   と、 ２以上のスリットを有し、その理論中心を中心とした円
   孔であって内径が前記回転軸の外径と同一となるよう形
   成された前記円孔を有しており、前記スリット板に対面
   させて前記ハウジング内に固定されたマスク板と、 前記スリット板及び前記マスク板を挟むように前記ハウ
   ジング内に配置された発光素子及び受光素子とを備えて
   いて、 前記円孔に前記回転軸を挿入することにより、前記ハウ
   ジングの前記軸受部に挿入された前記回転軸を基準とし
   て、前記マスク板の理論中心を前記回転軸の軸心と同軸
   となるように位置決めする工程をもって組み立てられた
   設定用エンコーダ。