JP3101289B2 - Optical encoder - Google Patents

Optical encoder

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JP3101289B2
JP3101289B2 JP02020716A JP2071690A JP3101289B2 JP 3101289 B2 JP3101289 B2 JP 3101289B2 JP 02020716 A JP02020716 A JP 02020716A JP 2071690 A JP2071690 A JP 2071690A JP 3101289 B2 JP3101289 B2 JP 3101289B2
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scales
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elastic member
portions
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隆司 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光学式エンコーダーに関し、特に、メインス
ケールとインデックススケールとを対向させて配置し、
メインスケールとインデックススケールの相対的な変位
を光電的に測定する光学式エンコーダーに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical encoder, in particular, a main scale and an index scale are arranged to face each other,
The present invention relates to an optical encoder that photoelectrically measures a relative displacement between a main scale and an index scale.

〔従来技術〕(Prior art)

この種の光学式エンコーダーは、メインスケールに透
光部と遮光部とを交互に配列して成る格子部を設け、イ
ンデックススケールにも透光部と遮光部とを交互に配列
して成る格子部を設け、両スケールの格子部同志を対向
させて、両スケールを光源と受光素子の間に配置し、光
源からの光のうち両スケールの各格子部を通過した光を
受光素子で受光し、光電変換することにより、両スケー
ルの相対的変位を測定するものである。
This type of optical encoder is provided with a grid portion in which light-transmitting portions and light-shielding portions are alternately arranged on a main scale, and a grid portion in which light-transmitting portions and light-shielding portions are alternately arranged on an index scale. Is provided, the grating portions of both scales are opposed to each other, and both scales are arranged between the light source and the light receiving element. Of the light from the light source, the light passing through each grating portion of both scales is received by the light receiving element, The relative displacement of both scales is measured by photoelectric conversion.

このような構成のエンコーダーでは、両スケールの格
子部間の間隔が変動すると、受光素子から振幅、波形が
安定した信号を出力させることが難しくなり、測定精度
が劣化する。従って、従来から、メインスケールとイン
デックススケールの両格子部間の間隔を一定に維持する
努力がなされている。
In the encoder having such a configuration, if the interval between the grating portions of both scales fluctuates, it becomes difficult to output a signal having a stable amplitude and waveform from the light receiving element, and the measurement accuracy is deteriorated. Therefore, conventionally, an effort has been made to maintain a constant interval between both lattice portions of the main scale and the index scale.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

第5図乃至第8図を使用して、本発明の前提となる従
来の光学式エンコーダーに関して詳述する。本例のエン
コーダーはロータリータイプのエンコーダーであり、カ
メラの撮影レンズの移動に連動してメインスケール1が
回転させられてそのレンズ移動量を測定する為に使用さ
れる。
A conventional optical encoder which is a premise of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The encoder of this example is a rotary type encoder, which is used to measure the amount of movement of the main scale 1 by rotating the main scale 1 in conjunction with the movement of the taking lens of the camera.

第5図乃至第6図において、1,2は各々スケールで1
が光軸oを中心として回転するメインスケール、2が固
定のインデックススケールである。メインスケール1は
格子部1cよりも突出した突起部1d,1eを備え、又インデ
ックススケール2も格子部2cよりも突出した突起部2d,2
eを備えており、これらの突起部1d,1e,2d,2eは、それら
の上部に摺動面としての平面を有している。そして、メ
インスケール1の突起部1dとインデックススケール2の
突起部2dとが互いの摺動面を接触させ、メインスケール
1の突起部1eとインデックススケール2の突起部2eとが
互いの摺動面を接触させている。従って、メインスケー
ル1とインデックススケール2とは、これらの摺動面を
介して互いに摺動しながら、相対的に変位する。また、
各突起部1d,1e,2d,2eの摺動面の対応する格子部1c,2cか
らの高さは全て等しい。
5 and 6, 1 and 2 each represent 1 on a scale.
Is a main scale that rotates around the optical axis o, and 2 is a fixed index scale. The main scale 1 has protrusions 1d and 1e protruding from the lattice portion 1c, and the index scale 2 also has protrusions 2d and 2 protruding from the lattice portion 2c.
e, and these projections 1d, 1e, 2d, 2e have a flat surface as a sliding surface on their upper part. Then, the protrusion 1d of the main scale 1 and the protrusion 2d of the index scale 2 contact each other's sliding surfaces, and the protrusion 1e of the main scale 1 and the protrusion 2e of the index scale 2 contact each other's sliding surfaces. Is in contact. Therefore, the main scale 1 and the index scale 2 relatively displace while sliding on each other via these sliding surfaces. Also,
The heights of the sliding surfaces of the respective projections 1d, 1e, 2d, 2e from the corresponding grids 1c, 2c are all equal.

メインスケール1の格子部1c,突起部1d,1eはいずれ
も、アクリルを材料として、プラスチックモールド法に
より一体的に成形されインデックススケール2の格子部
2c,突起部2d,2eもいずれも、前述のアクリルを材料とし
てプラスチックモールド法により一体に成形されてい
る。
Each of the grid portion 1c and the protrusions 1d and 1e of the main scale 1 is integrally formed by plastic molding using acrylic as a material, and the grid portion of the index scale 2 is formed.
Both 2c and the projections 2d and 2e are integrally formed by the plastic molding method using the above-mentioned acrylic as a material.

4は光源ユニット、3は受光素子、5はメインスケー
ル1を保持し、不図示の被測定物(例えば第1カミング
レス)の動きに連動して回転するリング状のスケールホ
ルダー、6は固定のインデックススケール2を保持し、
このスケール2が回転するメインスケール1に接触する
ように、スケール2を付勢する板バネ、7は光源ユニッ
ト4,コリメーターレンズ4a,集光レンズ3a,受光素子3を
保持するインタラプタ、8はビスを介して板バネ6とイ
ンタラプタ7とを保持するインタラプタホルダー、9は
スケールホルダー5を回転自在に保持し、且つインタラ
プタホルダー8を保持する固定の筐体である。10は、回
転するスケールホルダー5をフランジ部10aで抜け止め
するように筐体9に固定されるリング状の保持環であ
る。
Reference numeral 4 denotes a light source unit, 3 denotes a light receiving element, 5 denotes a main scale 1, and a ring-shaped scale holder that rotates in conjunction with the movement of an object to be measured (for example, first camming-less) (not shown). Hold index scale 2,
A leaf spring for urging the scale 2 so that the scale 2 comes into contact with the rotating main scale 1, a light source unit 4, a collimator lens 4a, a condenser lens 3a, and an interrupter holding the light receiving element 3; An interrupter holder 9 that holds the leaf spring 6 and the interrupter 7 via screws, and a fixed housing 9 that rotatably holds the scale holder 5 and holds the interrupter holder 8. Reference numeral 10 denotes a ring-shaped holding ring fixed to the housing 9 so that the rotating scale holder 5 is prevented from coming off by the flange portion 10a.

被測定物が回転するとそれに連動してスケールホルダ
ー5が筐体9の内周に沿って回転する。従って、スケー
ルホルダー5に一体的に保持されているメインスケール
1も回転することになる。又この時、固定のインデック
ススケール2は、板バネ6によりメインスケール1に接
するように付勢されているので、それぞれの突起部1d,2
d,1e,2eの摺動面が接触し、スケール1,2の各格子部1c,2
c間に所定の隙間が隔てられて保たれることに成る。
When the device under test rotates, the scale holder 5 rotates along the inner periphery of the housing 9 in conjunction with the rotation of the device under test. Therefore, the main scale 1 integrally held by the scale holder 5 also rotates. At this time, since the fixed index scale 2 is urged by the leaf spring 6 so as to be in contact with the main scale 1, each of the projections 1 d, 2
The sliding surfaces of d, 1e, and 2e contact each other, and the grids 1c and 2 of the scales 1 and 2
A predetermined gap is kept between c.

ところで、以上説明した本例では、回転するメインス
ケール1に固定のインデックススケール2を押圧する弾
性部材として板バネ6を用いるとともに、この板バネ6
はインデックススケール2に対して面接触状態を保って
接着剤にて固定されている。
In the present embodiment described above, the leaf spring 6 is used as an elastic member for pressing the index scale 2 fixed to the rotating main scale 1, and the leaf spring 6 is used as an elastic member.
Are fixed with an adhesive while maintaining a surface contact state with the index scale 2.

しかしながら第8図に示す通り板バネ6の形状の不均
一性又、バネ係数の不均一性、更には、製作時における
わずかな接着ミスによって、インデックススケール2が
メインスケール1に対して傾いた状態で押圧されてしま
うことがわかった。つまりスケール部1c,2cの間隔を一
定に保つべきところが、上述した理由により、この間隙
を確実に保てなくなり、結果として、受光素子は、良好
な明暗の光強度変化を検出することができずに、誤差信
号を発生する場合が時々見うけられた。
However, as shown in FIG. 8, the index scale 2 is tilted with respect to the main scale 1 due to the non-uniformity of the shape of the leaf spring 6 and the non-uniformity of the spring coefficient, and furthermore, a slight bonding error during manufacture. It turned out that it was pressed with. In other words, where the interval between the scale portions 1c and 2c should be kept constant, for the above-mentioned reason, this interval cannot be reliably maintained, and as a result, the light receiving element cannot detect a good light / dark light intensity change. In some cases, an error signal was generated.

本発明の目的は、比較的簡単な構成でありながら、安
定してスケール間隔を一定に維持する光学式エンコーダ
ー、特にその保持装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical encoder, which has a relatively simple configuration and stably maintains a constant scale interval, and in particular, to provide a holder for the optical encoder.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

そして、この目的の為に、本発明の第1発明の光学式
エンコーダーは、各々が、透光部と遮光部を予め決めた
方向に沿って交互に配列して成る格子部を備えた第1と
第2のスケールと、前記第1のスケールと第2のスケー
ルの格子部の間隔を保つように前記第1と第2のスケー
ルを対向させながら、前記第1のスケールを前記第2の
スケールに弾性的に押圧するための弾性部材と、光照射
手段と、及び光電変換手段とを有し、前記光照射手段と
前記光電変換手段との間に、前記第1と第2のスケール
が前記方向に相対移動するようになし、前記光照射手段
からの光で前記第1及び第2のスケールを照射し、前記
光電変換手段で前記第1及び第2のスケールの各格子部
を通過した光を受光して電気信号に変換することにより
前記第1及び第2のスケールの相対的な変位を測定する
光学式エンコーダーであって、前記第1と第2のスケー
ルはそれぞれ、前記格子部同志が所定の関係を隔てて対
向し且つ該格子部に並設した互いに摺動する摺動面を備
え、前記弾性部材または、前記第1のスケールの一方に
球状の突起部を設けて、前記突起部が前記摺動面の面に
対して垂直方向に配置されるように構成し、前記弾性部
材が前記第1のスケールを前記第2のスケールへ押圧す
るように構成したことを特徴とする。
For this purpose, the optical encoder according to the first aspect of the present invention includes a first encoder provided with a grating section in which light-transmitting sections and light-blocking sections are alternately arranged along a predetermined direction. And the second scale, and the first and second scales are opposed to each other so as to keep the gap between the grid portions of the first and second scales. An elastic member for elastically pressing the light, a light irradiation unit, and a photoelectric conversion unit, wherein the first and second scales are disposed between the light irradiation unit and the photoelectric conversion unit. The first and second scales are illuminated with light from the light irradiating means, and the light passes through the respective grid portions of the first and second scales by the photoelectric conversion means. Receiving the light and converting it into an electric signal, An optical encoder for measuring a relative displacement of a scale, wherein said first and second scales are respectively opposed to each other with a predetermined relationship between said grating portions and mutually slidably arranged on said grating portion. A movable sliding surface, wherein the elastic member or the first scale is provided with a spherical projection on one of the first scales so that the projection is disposed in a direction perpendicular to the surface of the sliding surface. And wherein the elastic member is configured to press the first scale against the second scale.

又、本発明の第4発明の光学式エンコーダーは、各々
が、透光部と遮光部を予め決めた方向に沿って交互に配
列して成る格子部を備えた第1と第2のスケールと、前
記第1のスケールと第2のスケールの格子部の間隔を保
つように前記第1と第2のスケールを対向させながら、
前記第1のスケールを前記第2のスケールに弾性的に押
圧するための弾性部材と、光照射手段と、及び光電変換
手段とを有し、前記光照射手段と前記光電変換手段との
間に、前記第1と第2のスケールが前記方向に相対移動
するようになし、前記光照射手段からの光で前記第1及
び第2のスケールを照射し、前記光電変換手段で前記第
1及び第2のスケールの各格子部を通過した光を受光し
て電気信号に変換することにより前記第1及び第2のス
ケールの相対的な変位を測定する光学式エンコーダーで
あって、前記第1と第2のスケールはそれぞれ、前記格
子部同志が所定の関係を隔てて対向し且つ該格子部に並
設した互いに摺動する摺動面を備え、前記弾性部材また
は、前記第1のスケールの一方に球状の突起部を、他方
に該球状突起部の受部をそれぞれ設けて、前記球状突起
部が前記摺動面の面に対して垂直方向に配置されるよう
に構成し、且つ前記第1のスケールにピン部を設けると
ともに前記弾性部材に該ピン部に嵌合させる為のピン嵌
合部を設け、前記第1のスケールと前記弾性部材とを、
該ピン部とピン嵌合部、前記球状突起部と球状突起受部
の少なくとも2か所で連結し、該球状突起部と該球状突
起受部との連結部にて前記第2のスケールに対して前記
第1のスケールを前記弾性部材により押圧密着させると
共に、前記ピン部とピン嵌合部とが相対変位を許容して
抜け止めが施された構成とし、前記球状突起受部から前
記球状突起部がはずれるストロークAと、前記ピン部と
前記ピン嵌合部とのスラスト可動量Bとが、A>Bにな
るようにさせ、該弾性部材と該第1スケールとをユニッ
ト化させたことを特徴とする。
Further, the optical encoder according to the fourth aspect of the present invention includes a first and a second scale each having a grid portion in which light transmitting portions and light shielding portions are alternately arranged along a predetermined direction. While the first and second scales are opposed to each other so as to keep the gap between the grid portions of the first and second scales,
An elastic member for elastically pressing the first scale against the second scale, a light irradiation unit, and a photoelectric conversion unit, and between the light irradiation unit and the photoelectric conversion unit The first and second scales are relatively moved in the direction, the first and second scales are illuminated with light from the light irradiating means, and the first and second scales are illuminated by the photoelectric conversion means. An optical encoder for measuring the relative displacement of the first and second scales by receiving light that has passed through each grid portion of the second scale and converting the light into an electric signal, wherein the first and second scales are measured. Each of the two scales has a sliding surface in which the lattice portions face each other with a predetermined relationship therebetween and slides side by side with the lattice portion, and is provided on one of the elastic member or the first scale. The spherical projection is attached to the other side of the spherical projection. Parts are provided so that the spherical projections are arranged in a direction perpendicular to the surface of the sliding surface, and a pin is provided on the first scale and the pin is provided on the elastic member. A pin fitting portion for fitting to the first scale and the elastic member;
The pin portion and the pin fitting portion, and the spherical protrusion and the spherical protrusion receiving portion are connected at at least two places, and the connecting portion between the spherical protrusion and the spherical protrusion receiving portion is connected to the second scale. The first scale is pressed and adhered by the elastic member, and the pin portion and the pin fitting portion are prevented from falling out by allowing relative displacement, and the spherical projection is received from the spherical projection receiving portion. Stroke A from which the part is disengaged, and the thrust movable amount B between the pin part and the pin fitting part are set so that A> B, and the elastic member and the first scale are unitized. Features.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を具体的に説明する前に第4図
(A),(B)に基づいて、本エンコーダーの測定原理
を説明する。第4図(A),(B)は、メインスケール
とインデックススケール、光照射手段、光電変換手段を
含む系の断面図である。1が紙面上下方向に可動のメイ
ンスケール、2が固定されたインデックススケール、4
が光源ユニット、4aがコリメーターレンズ、3が受光素
子、3aが集光レンズである。光源ユニット4とコリメー
ターレンズ4aで固定された光照射手段を、集光レンズ3a
と受光素子3で固定された光電変換手段を構成し、そし
て、光照射手段(4,4a)の光軸はスケール1,2の表面と
直交している。また、第4図(A),(B)では、スケ
ール1,2の格子部のみの断面を示しているが、実際には
後述するように、スケール1,2のそれぞれは、それらの
格子部よりも突出した一対の突起部を備え、スケール1,
2が互いの一対の突起部同志を接触させて摺動するよう
にしている。そしてこのような構成とすることにより、
スケール1,2の格子部1c,2c間の間隔を予め決めた距離に
保っている。
Before specifically describing the embodiment of the present invention, the measurement principle of the encoder will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views of a system including a main scale, an index scale, light irradiation means, and photoelectric conversion means. 1 is a main scale movable in the vertical direction on the paper, 2 is a fixed index scale, 4
Is a light source unit, 4a is a collimator lens, 3 is a light receiving element, and 3a is a condenser lens. The light irradiating means fixed by the light source unit 4 and the collimator lens 4a is changed to a condenser lens 3a.
And the light receiving element 3 constitute a photoelectric conversion means, and the optical axis of the light irradiation means (4, 4a) is orthogonal to the surface of the scales 1, 2. 4 (A) and 4 (B) show cross sections of only the lattice portions of the scales 1 and 2, however, as will be described later, each of the scales 1 and 2 has its own lattice portion. It has a pair of protrusions that protrude more than
The two 2 are brought into contact with each other and slide with each other. And by adopting such a configuration,
The interval between the lattice portions 1c and 2c of the scales 1 and 2 is kept at a predetermined distance.

スケール1,2は、アクリルなどの材料で構成されてお
り、この材料は光源ユニット4が放射する光に対して透
明である。尚、光源ユニット4は光源としてLEDを搭載
している。スケール1,2の格子部1c,2cは、互いに同一形
状を有しており、各々、スケール1の移動方向に略平行
な平面より成る透光部1a,2aと、この平面に対して傾い
た一対の斜面を備えたV字状の溝より成る遮光部1b,2b
とで構成され、この透光部1a,2aと遮光部1b,2bとを交互
に規則正しくスケール1の移動方向に沿って並べること
により格子が形成されている。また、V字状の溝は、ス
ケール1の移動方向と直交する方向に延びている。
The scales 1 and 2 are made of a material such as acrylic, and this material is transparent to light emitted by the light source unit 4. The light source unit 4 has an LED as a light source. The grating portions 1c and 2c of the scales 1 and 2 have the same shape as each other, and each of the grating portions 1c and 2c has a translucent portion 1a, 2a formed of a plane substantially parallel to the moving direction of the scale 1, and is inclined with respect to this plane. Shielding portions 1b, 2b composed of V-shaped grooves having a pair of slopes
A grid is formed by alternately and regularly arranging the light-transmitting portions 1a and 2a and the light-shielding portions 1b and 2b along the moving direction of the scale 1. The V-shaped groove extends in a direction orthogonal to the direction in which the scale 1 moves.

メインスケール1が受光素子3側、インデックススケ
ール2が光源ユニット4側に配置され、メインスケール
1の格子部は、スケールの内部を介して入射してきた光
を変調するように、インデックススケール2の格子部
は、スケール1,2間の空隙の空気層を介してきた光を変
調するように設定される。
The main scale 1 is disposed on the light receiving element 3 side, the index scale 2 is disposed on the light source unit 4 side, and the grating section of the main scale 1 is arranged so that the light incident through the inside of the scale is modulated. The unit is set to modulate light that has passed through the air layer in the gap between the scales 1 and 2.

光源ユニット4から放射された光はコリメーターレン
ズ4aにより平行光に変換され、インデックススケール2
に向けられる。インデックススケール2の格子部とは反
対側の面を照明した光は、スケール内部を通過して、そ
の格子部に入射する。そして、格子部の透光部2a(平
面)に入射した光は、そこをそのまま直進し、メインス
ケール1に向かい、格子部の遮光部2b(V字状溝)に入
射した光は、その一対の斜面で順次全反射し、光源ユニ
ット4側に戻る。スケール2からスケール1へ向かった
光のうち、スケール1の透光部1a(平面)に入射した光
は、そこをそのまま直進し、スケール1の内部をも直進
して、集光レンズ3aを介して受光素子3上へ集光され、
スケール2の遮光部2b(V字状溝)に入射した光は、そ
の一対の斜面で屈折−偏向されて、スケール1の内部を
通過し、スケール1から、集光レンズ3aに入射しない方
向へ射出し、受光素子3へは入射しない。
The light emitted from the light source unit 4 is converted into parallel light by the collimator lens 4a,
Turned to Light illuminating the surface of the index scale 2 opposite to the grating portion passes through the scale and enters the grating portion. The light that has entered the light-transmitting portion 2a (plane) of the grating portion travels straight therethrough and travels toward the main scale 1, and the light that has entered the light-shielding portion 2b (V-shaped groove) of the grating portion has a pair. The light is sequentially totally reflected on the inclined surface and returns to the light source unit 4 side. Of the light traveling from the scale 2 to the scale 1, the light incident on the light-transmitting portion 1a (flat surface) of the scale 1 travels straight therethrough, and also travels straight inside the scale 1 via the condenser lens 3a. And is condensed on the light receiving element 3,
The light that has entered the light-shielding portion 2b (V-shaped groove) of the scale 2 is refracted and deflected by the pair of slopes, passes through the inside of the scale 1, and moves from the scale 1 so as not to enter the condenser lens 3a. The light is emitted and does not enter the light receiving element 3.

従って、第4図(A)に示すように、スケール1,2の
格子部の位相が互いに一致している時、受光素子3で受
光される光の強度が最大になる。一方第4図(B)に示
すように、スケール1,2の格子部の位相が180゜相対的に
ずれている時、受光素子3で受光される光の強度が最小
になる。そして、メインスケール1が移動することによ
り、スケール1,2の格子部が相対的に変位すると、スケ
ール1,2の両格子部を介して受光素子3に入射する光の
強度が周期的に変化する。よって、受光素子3からは、
メインスケール1の移動量に応じた周期的な信号が出力
される。この信号は、不図示の増幅回路に入力されて増
幅された後処理され、移動量に応じたパルス信号列とな
り、パルスの数を計数することにより、メインスケール
1の移動量が測定される。
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the phases of the grating portions of the scales 1 and 2 match each other, the intensity of light received by the light receiving element 3 becomes maximum. On the other hand, as shown in FIG. 4 (B), when the phases of the grating portions of the scales 1 and 2 are relatively shifted by 180 °, the intensity of light received by the light receiving element 3 becomes minimum. When the main scale 1 moves and the lattice portions of the scales 1 and 2 are relatively displaced, the intensity of light incident on the light receiving element 3 via both the lattice portions of the scales 1 and 2 changes periodically. I do. Therefore, from the light receiving element 3,
A periodic signal corresponding to the amount of movement of the main scale 1 is output. This signal is input to an amplification circuit (not shown), amplified and processed, and becomes a pulse signal train according to the movement amount. By counting the number of pulses, the movement amount of the main scale 1 is measured.

本実施例ではアクリルを材料として使用しているが、
他の合成樹脂材料、ガラス材料を用いても良い。どのよ
うな材料を用いるにしろ、本実施例の光学式エンコーダ
ーによれば、メインスケール1及びインデックススケー
ル2の双方に関して、格子部と突起部を一体的に同時に
成形できるので、短時間で容易にエンコーダーの製作が
できる。
In this embodiment, acrylic is used as a material.
Other synthetic resin materials and glass materials may be used. Whatever material is used, according to the optical encoder of the present embodiment, both the main scale 1 and the index scale 2 can be simultaneously and integrally molded with the lattice portion and the projection portion, so that it is easy in a short time. Encoders can be manufactured.

以下前述した従来例の問題点に鑑みて簡単な構成であ
りながら、安定した受光出力を得ることのできる本発明
の実施例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention that can obtain a stable received light output while having a simple configuration in consideration of the above-described problems of the conventional example will be described.

第1図は本発明の光学式エンコーダーの保持装置を示
した斜視図、第2図は本発明の光学式エンコーダーの保
持装置を示した横断面図、第3図は本発明の光学式エン
コーダーの保持装置の部分断面図である。尚第4図〜第
7図と同じ部品には同一符号がつけてあり、説明は省略
する。そして前述した前提となる実施例との違う部品は
バネ部材と固定のインデックススケールの2点であるか
ら、この構造を中心として第1図から第3図をもとに説
明する。
FIG. 1 is a perspective view showing a holding device of the optical encoder of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a holding device of the optical encoder of the present invention, and FIG. It is a fragmentary sectional view of a holding device. The same parts as those in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Since there are two parts that differ from the above-described premise, a spring member and a fixed index scale, the structure will be mainly described with reference to FIGS. 1 to 3.

101は、板バネ(弾性部材)であり、固定のインデッ
クススケール側に突出したエンボス部(球状突起部)10
1f,101gが2か所設けてあり、また後述するピン部102b
に嵌合する穴部101fを設けている。102は固定インデッ
クススケールであり、凹状の円錐溝部102f,102gが2か
所設けてあり、またピン部102hが設けられている。尚該
固定インデックススケール102の2か所の円錐溝部102f,
102gに前記板バネ(弾性部材)101のエンボス部101f,10
1gがそれぞれ遊嵌するように当接し、また該固定インデ
ックススケール102のピン部102hに該板バネ(弾性部
材)101の穴部101hが対応するように設けられている。
また前述した通り前記固定インデックススケール102に
は前述の実施例における2c,2dに相当する格子部102cと
平面の摺動面2dが設けられている。
Reference numeral 101 denotes a leaf spring (elastic member), which has an embossed portion (spherical protrusion) protruding toward the fixed index scale.
1f and 101g are provided in two places, and a pin portion 102b described later is provided.
There is provided a hole 101f that fits into the hole. Reference numeral 102 denotes a fixed index scale having two concave conical groove portions 102f and 102g and a pin portion 102h. The fixed index scale 102 has two conical groove portions 102f,
Embossed portions 101f, 10f of the leaf spring (elastic member) 101 are added to 102g.
The fixed index scale 102 is provided with a hole 101h corresponding to a pin portion 102h of the fixed index scale 102 so as to correspond to a loose fit.
Further, as described above, the fixed index scale 102 is provided with the grid portions 102c corresponding to 2c and 2d in the above-described embodiment and the flat sliding surface 2d.

次にこの構造におけるユニット組立の方法を第2図、
第3図にて説明する。前記板バネ(弾性部材)101と前
記固定インデックススケール102とを前記一対のエンボ
ス部101f,101gと前記一対の円錐溝部102f,102g,前記穴
部101hと前記ピン102hとそれぞれ対応させて組み込む。
尚、ユニット化する前の前記ピン部102hは第3図にて示
すように2点鎖線の形のふくらみ部がない形状になって
いる。そして組み込んだ後にピン部102hを熱カシメ等に
より先端をつぶして実線のような形(ふくらみ部)を形
成するとともに幾分ガタをもたせるように前記板バネ
(弾性部材)101の前記固定インデックススケール102か
らの抜け止めを行なう。その際円錐溝部102f,102gから
エンボス部101f,101gがはずれるストロークAと、ピン
部102hと穴部101hとのスラストガタ量BとがA>Bとな
るようにガタを持たせて抜け止めを行い、板バネ101と
固定スケール102を柔軟にユニット化させる。そして第
2図で示すように従来と同様の方法でインタラプターホ
ルダー8に板バネ(弾性部材)101を固定することによ
り、そのバネ性で前記可動のメインスケール1に前記固
定のインデックススケール102を押圧させる。この場合
板バネ(弾性部材)101の押圧力は、前記エンボス部101
f,101gで前記固定のインデックススケール1に伝える構
造である。また該エンボス部101f,101gの押圧場所は、
前記固定のインデックススケール102と前記メインスケ
ール1の各格子部1c,102cとの間隙を一定に確保する
為、該固定のインデックススケール102と該可動のメイ
ンスケール1の摺動面102d,2dを確実に平面接触させる
ように該摺動面102d,1dに対して垂直方向線上に設けて
いる。
Next, a method of unit assembly in this structure is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The leaf spring (elastic member) 101 and the fixed index scale 102 are assembled so as to correspond to the pair of embossed portions 101f and 101g, the pair of conical grooves 102f and 102g, the hole 101h and the pin 102h, respectively.
Note that the pin portion 102h before being unitized has no bulge portion in the form of a two-dot chain line as shown in FIG. After being assembled, the tip of the pin portion 102h is crushed by heat caulking or the like to form a shape like a solid line (bulge portion) and the fixed index scale 102 of the leaf spring (elastic member) 101 so as to have some backlash. To keep from falling off. At that time, the stroke A where the embossed portions 101f and 101g are disengaged from the conical groove portions 102f and 102g and the thrust play amount B between the pin portion 102h and the hole portion 101h have a play such that A> B to prevent looseness, The leaf spring 101 and the fixed scale 102 are flexibly unitized. Then, as shown in FIG. 2, a leaf spring (elastic member) 101 is fixed to the interrupter holder 8 in the same manner as in the prior art, so that the fixed index scale 102 is attached to the movable main scale 1 by its spring property. Press. In this case, the pressing force of the leaf spring (elastic member) 101 is
f, 101g is a structure for transmitting to the fixed index scale 1. The pressing locations of the embossed portions 101f and 101g are as follows:
In order to secure a constant gap between the fixed index scale 102 and each of the lattice portions 1c, 102c of the main scale 1, the sliding surfaces 102d, 2d of the fixed index scale 102 and the movable main scale 1 must be secured. The sliding surfaces 102d and 1d are provided on a line perpendicular to the sliding surfaces 102d and 1d so as to make planar contact with the sliding surfaces 102d and 1d.

尚、この実施例では前記板バネ(弾性部材)101にエ
ンボス部101f,101g,前記固定スケール102に円錐溝部102
f,102gを設けたが、逆に該板バネ(弾性部材)101に凹
状の円錐溝部または穴部を設ける一方インデックススケ
ール102に突出したエンボス部を設けてもさしつかえな
い。
In this embodiment, the leaf spring (elastic member) 101 has embossed portions 101f and 101g, and the fixed scale 102 has a conical groove 102.
Although f and 102g are provided, conversely, it is also possible to provide a concave conical groove or a hole in the leaf spring (elastic member) 101 and provide a protruding emboss on the index scale 102.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、第1発明によれば第1と第2の
スケールをそれぞれ、格子部同志が所定の関係を隔てて
対向し且つ格子部に並設した互いに摺動する摺動面を備
える構成とし、第1スケールと弾性部材との接触を球状
突起部で行わせて、第1スケールを第2スケールに押圧
密着させたことにより、柔軟に押圧して第1スケールと
第2スケールを互いの摺動面で確実に平面接触させて密
着できるという効果がある。又、その球状突起部を格子
部上ではなく摺動面の面に対して垂直方向に配置される
ように構成したことにより、格子部に変形を与えること
なくお互いの摺動面を平面接触させることができるとい
う効果もある。
As described above, according to the first invention, each of the first and second scales is provided with a sliding surface in which the lattice portions face each other at a predetermined relationship and slide in parallel with each other. The first scale and the elastic member are brought into contact with each other by the spherical projections, and the first scale is pressed and adhered to the second scale. There is an effect that the sliding surface can surely be brought into close contact with the sliding surface. Also, by configuring the spherical projections so as to be arranged not perpendicular to the lattice portion but to the surface of the sliding surface, the sliding surfaces are brought into planar contact with each other without deforming the lattice portion. There is also an effect that can be done.

又、第4の発明によれば上述効果に加えて更に、球状
部連結を行なった上にピン部とピン嵌合部によって相対
変位を許容しながら抜け止めを施し、スラスト可動量を
球状突起部が球状突起受部から外れない程度にしたこと
によって、弾性部材と第1スケールをユニット化して両
者の分離及び球状突起部の受部からの外れを防止しなが
らも、前述第1スケールと第2スケールを互いの摺動面
で確実に平面接触させるための柔軟な押圧を前記ピン部
とピン嵌合部の許容ガタによって維持可能となり、更に
弾性部材の寸法精度等による第1スケールの第2スケー
ルへの押圧接触に影響が出ず、性能、組込性を含めてそ
の効果は絶大なものである。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the spherical portion is connected, and furthermore, the pin portion and the pin fitting portion are prevented from falling out while allowing relative displacement by the pin portion and the pin fitting portion. Is made so as not to come off from the spherical projection receiving portion, so that the elastic member and the first scale are unitized to prevent separation of the two and the spherical projection from coming off from the receiving portion. The flexible pressing for surely bringing the scales into flat contact with each other on the sliding surfaces can be maintained by the allowance of the pin portion and the pin fitting portion, and furthermore, the second scale of the first scale due to the dimensional accuracy of the elastic member and the like. There is no effect on the pressure contact with the surface, and the effect is enormous including performance and incorporation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明を実施した光学式エンコーダーの保持装
置の斜視図、 第2図は第1図の横断面図、 第3図は本発明を実施した光学式エンコーダーの保持装
置の部分断面図、 第4図は光学式エンコーダーの光学的原理図、第5図は
一般的な光学式エンコーダーの保持装置の斜視図、 第6図は光学式エンコーダーのメカ構成図、 第7図は第5図の横断面図、 第8図は一般的な光学式エンコーダーの保持装置の問題
点を示した図。 1は可動スケール(メインスケール)、1cは格子部、1b
は摺動面、5はスケールホルダー、6は板バネ、8はイ
ンタラプタホルダー、9は筐体、101は板バネ(弾性部
材),101f,101gはエンボス部(球状突起部),101hは穴
部、102は固定スケール(インデックススケール),102
f,102gは凹状の円錐溝部、102hはピン部、102cは格子
部、102dは摺動面。
1 is a perspective view of a holding device of an optical encoder embodying the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a holding device of an optical encoder embodying the present invention. 4 is an optical principle diagram of the optical encoder, FIG. 5 is a perspective view of a general optical encoder holding device, FIG. 6 is a mechanical configuration diagram of the optical encoder, and FIG. 7 is FIG. FIG. 8 is a view showing a problem of a general optical encoder holding device. 1 is a movable scale (main scale), 1c is a grid, 1b
Is a sliding surface, 5 is a scale holder, 6 is a leaf spring, 8 is an interrupter holder, 9 is a housing, 101 is a leaf spring (elastic member), 101f and 101g are embossed portions (spherical projections), and 101h is a hole portion. , 102 is a fixed scale (index scale), 102
f and 102g are concave conical groove portions, 102h is a pin portion, 102c is a lattice portion, and 102d is a sliding surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−20803(JP,A) 特開 昭57−194310(JP,A) 実開 昭62−187805(JP,U) 実開 昭55−51739(JP,U) 実開 昭57−129114(JP,U) 特公 昭57−17241(JP,B1) 特公 昭59−16642(JP,B1) 実公 昭63−10485(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/36 G01P 3/486 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-20803 (JP, A) JP-A-57-194310 (JP, A) Japanese Utility Model Sho 62-187805 (JP, U) Japanese Utility Model Utility Model Sho 55- 51739 (JP, U) JP-A 57-129114 (JP, U) JP-B 57-17241 (JP, B1) JP-B 59-16642 (JP, B1) JP-B 63-10485 (JP, Y1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01D 5/36 G01P 3/486

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各々が、透光部と遮光部を予め決めた方向
に沿って交互に配列して成る格子部を備えた第1と第2
のスケールと、前記第1のスケールと第2のスケールの
格子部の間隔を保つように前記第1と第2のスケールを
対向させながら、前記第1のスケールを前記第2のスケ
ールに弾性的に押圧するための弾性部材と、光照射手段
と、及び光電変換手段とを有し、前記光照射手段と前記
光電変換手段との間に、前記第1と第2のスケールが前
記方向に相対移動するようになし、前記光照射手段から
の光で前記第1及び第2のスケールを照射し、前記光電
変換手段で前記第1及び第2のスケールの各格子部を透
過した光を受光して電気信号に変換することにより前記
第1及び第2のスケールの相対的な変位を測定する光学
式エンコーダーであって、 前記第1と第2のスケールはそれぞれ、前記格子部同志
が所定の関係を隔てて対向し且つ該格子部に並設した互
いに摺動する摺動面を備え、前記弾性部材または、前記
第1のスケールの一方に球状の突起部を設けて、前記突
起部が前記摺動面の面に対して垂直方向に配置されるよ
うに構成し、前記弾性部材が前記突起部を介して前記第
1のスケールを前記第2のスケールへ押圧するように構
成したことを特徴とする光学式エンコーダー。
1. A first and a second, each having a grating portion in which light transmitting portions and light blocking portions are alternately arranged along a predetermined direction.
And the first scale is elastically attached to the second scale while the first and second scales are opposed to each other so as to keep a space between the first scale and the grid portion of the second scale. An elastic member for pressing, a light irradiation unit, and a photoelectric conversion unit, wherein the first and second scales are relatively positioned in the direction between the light irradiation unit and the photoelectric conversion unit. The first and second scales are illuminated with light from the light irradiating means, and light transmitted through the respective grating portions of the first and second scales is received by the photoelectric conversion means. An optical encoder for measuring a relative displacement of the first and second scales by converting the first and second scales into electric signals, wherein the first and second scales have a predetermined relationship And are parallel to the lattice part The elastic member or the first scale is provided with a spherical projection on one of the first scales, and the projection is arranged in a direction perpendicular to the surface of the sliding surface. An optical encoder, wherein the elastic member presses the first scale to the second scale via the protrusion.
【請求項2】前記突起部が前記弾性部材のエンボス部で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学
式エンコーダー。
2. The optical encoder according to claim 1, wherein said projection is an embossed portion of said elastic member.
【請求項3】前記弾性部材または、前記第1のスケール
に一方に球状の突起部を設け、他方に前記突出部と当接
する凹部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載の光学式エンコーダー。
3. The elastic member or the first scale is provided with a spherical projection on one side and a concave part is provided on the other side in contact with the projection.
Optical encoder according to the item.
【請求項4】各々が、透光部と遮光部を予め決めた方向
に沿って交互に配列して成る格子部を備えた第1と第2
のスケールと、前記第1のスケールと第2のスケールの
格子部の間隔を保つように前記第1と第2のスケール対
向させながら、前記第1のスケールを前記第2のスケー
ルに弾性的に押圧するための弾性部材と、光照射手段
と、及び光電変換手段とを有し、前記光照射手段と前記
光電変換手段との間に、前記第1と第2のスケールが前
記方向に相対移動するようになし、前記光照射手段から
の光で前記第1及び第2のスケールを照射し、前記光電
変換手段で前記第1及び第2のスケールの各格子部を通
過した光を受光して電気信号に変換することにより前記
第1及び第2のスケールの相対的な変位を測定する光学
式エンコーダーであって、 前記第1と第2のスケールはそれぞれ、前記格子部同志
が所定の関係を隔てて対向し且つ該格子部に並設した互
いに摺動する摺動面を備え、前記弾性部材または、前記
第1のスケールの一方に球状の突起部を、他方に該球状
突起部の受部をそれぞれ設けて、前記球状突起部が前記
摺動面に対して垂直方向に配置されるように構成し、且
つ前記第1スケールにピン部を設けるとともに前記弾性
部材に該ピン部に嵌合させる為のピン嵌合部を設け、前
記第1のスケールと前記弾性部材とを、該ピン部とピン
嵌合部、前記球状突起部と球状突起受部の少なくとも2
か所で連結し、該球状突起部と該球状突起受部との連結
部にて前記第2のスケールに対して前記第1のスケール
を前記弾性部材により押圧密着させると共に、前記ピン
部とピン嵌合部とが相対変位を許容して抜け止めが施さ
れた構成とし、前記球状突起受部から前記球状突起部が
はずれるストロークAと、前記ピン部と前記ピン嵌合部
とのスラスト可動量Bとが、 A>B になるようにさせ、該弾性部材と該第1スケールとをユ
ニット化させたことを特徴とする光学式エンコーダー。
4. A first and a second, each having a grating portion in which light transmitting portions and light shielding portions are alternately arranged along a predetermined direction.
And the first scale is elastically attached to the second scale while the first and second scales are opposed to each other so as to keep the gap between the first scale and the second scale. An elastic member for pressing, a light irradiation unit, and a photoelectric conversion unit, wherein the first and second scales relatively move in the direction between the light irradiation unit and the photoelectric conversion unit; And irradiating the first and second scales with light from the light irradiating means, and receiving light having passed through the respective lattice portions of the first and second scales by the photoelectric conversion means. An optical encoder for measuring a relative displacement of the first and second scales by converting the first and second scales into electrical signals, wherein the first and second scales each have a predetermined relationship between the grating portions. Opposed at a distance and juxtaposed to the lattice The elastic member or the first scale is provided with a spherical projection on one side and a receiving portion for the spherical projection on the other. The first scale is provided so as to be arranged perpendicular to the sliding surface, and the first scale is provided with a pin portion, and the elastic member is provided with a pin fitting portion for fitting to the pin portion; 1 and the elastic member, at least two of the pin portion and the pin fitting portion, the spherical protrusion portion and the spherical protrusion receiving portion.
The first scale is pressed against and adhered to the second scale by the elastic member at a connecting portion between the spherical protrusion and the spherical protrusion receiving portion, and the pin portion and the pin are connected to each other. The fitting portion is configured to allow relative displacement and is prevented from falling out, the stroke A at which the spherical projection is disengaged from the spherical projection receiving portion, and the thrust movable amount between the pin portion and the pin fitting portion. An optical encoder, wherein B is such that A> B, and the elastic member and the first scale are unitized.
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