JP3783166B2 - ロータリエンコーダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光電式のロータリエンコーダ、特に投光素子の投射光の光軸を調整する光軸調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の光軸調整機構の構成を示す斜視図、図７はその動作を示す分解斜視図で、光電式ロータリエンコーダの光軸調整機構が示されている。
図６と図７において、２は本体、３は回転シャフト、５は円弧状のプリント板からなる保持基板、６はＬＥＤである。２０は本体２の切欠き部、２１はネジ孔、２２は透孔である。また、５１は保持基板５の固定用のネジ、５２はＵ字状の保持溝、５３は挿入孔、図７の６０はＬＥＤ６の発光部、６１はステム、６２は２本の電極端子である。７は接着剤である。
【０００３】
この種のロータリエンコーダではＬＥＤ６の投射光をスリットを透過させて、受光素子がこの透過光を受光してパルス信号が出力されるようになっている。この場合、ＬＥＤ６から出射して受光素子を照射した光には、一定範囲内の光量を伴う光軸合せが要求される。しかしながら、個々のＬＥＤ６の製造過程の品質のバラツキが原因していて、同一形番や同じの機種でも光軸がズレて不揃いになることが多い。
【０００４】
従来の光軸調整機構は図７に示されたように、先ずＬＥＤ６の２本の足（電極端子）６２をそれぞれ図(b) のように折り曲げてフォーミングする。フォーミングしたＬＥＤ６の発光部６０を保持基板５の保持溝５２に差込み、発光部６０が移動できるように２本の足６２の途中に余裕を持たせて先端をハンダ付けする。ＬＥＤ６をハンダ付けした保持基板５を、本体２の切欠き部２０に嵌めてネジ５１で固定する。そして、ＬＥＤ６の発光部６０を発光させて光路を形成し、受光素子を照射して光軸の一致性の有無をチェックする。
【０００５】
チェックの結果、光軸がズレているときは、ピンセット等で図７(c) の矢印のように発光部６０を捻って所定の方向に傾ける。その後、再びＬＥＤ６を発光させて、同じようなチェックを行う。以下、同様なチェック動作が、光軸が一致するまで繰り返えされる。光軸調整が済むと図７(d) のようにＬＥＤ６が、保持基板５の保持溝５２内に接着剤７で接着される。接着後、ネジ５１により保持基板５が本体２に最終的に固定されて、光軸調整動作が終了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光軸調整機構では上記のように、調整前に予めＬＥＤ６の２本の足６２をフォーミングしたりハンダ付けすることが必要になる。また、光軸のチェック時には、発光部６０を手で捻って所定の方向に傾けるので、調整操作が極めて面倒であるばかりか、傾ける方向が間違い易く特別な熟練度も要求される等の問題点があった。特に、従来の光軸調整機構による調整は、フォーミング、ハンダ付け、発光部６０の捻り、接着等の全ての操作が人手に頼るので、組立工数が増大するという致命的な欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、光軸合わせの工数を低減すると共に、調整動作の自動化が可能な光軸調整機構を有するロータリエンコーダを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、本体に固定された投光素子から投射した光をスリットを透過させて、該スリットの透過光を受光素子で受光することにより、前記本体に回転可能に支持された回転シャフトに連結された駆動源の回転速度、回転角などをパルス信号として出力するロータリエンコーダにおいて、前記受光素子が固定されている本体に突設された２本の軸棒を、前記投光素子を保持する保持基板に形成された２つの挿入孔にそれぞれ遊嵌状態に挿入し、該軸棒に対して保持基板を弾性的に仮固定するプッシュナットを該軸棒に挟着するようにしたものである。
また、前記軸棒に挟着した前記プッシュナットは接着剤で該軸棒に固定されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
実施形態１．
図１はこの発明の実施形態１の要部の斜視図、図２は図１の一部の断面説明図で、本発明の実施形態でも光電式ロータリエンコーダを例示して少し詳しく説明する。
図１と図２において、１は光電式のロータリエンコーダ、２はその本体である。２０と２２は本体２に設けられた前述と同じ切欠き部と透孔、２３は切欠き部２０内に突設された２本の軸棒である。
【００１０】
３は回転シャフト、４は軸受けである。回転シャフト３は軸受け４により、本体２に回転可能に軸受けされている。５は軸棒２３が緩く挿入される挿入孔５３（図４）を設けた保持基板、６は発光部６０とステム６１および電極端子６２を形成したＬＥＤで、いずれも図６と同じ符号が付されている。この実施形態１では保持基板５に、電極端子６２の引出孔５４が設けられている。そして、ＬＥＤ６がステム６１を保持基板５の内面に接触させて、引出孔５４から２本の電極端子６２が引出されている。
【００１１】
８はプッシュナットである。図３にプッシュナット８の拡大図が示めされ、その結合状態が図４に示されている。プッシュナット８は前記軸棒２３と組合わせ構造に作られ、薄いバネ性の金属材を円板状に打抜いて成型されている。８１はプッシュナット８の中心に穿設された挟着孔、８２は挟着孔８１に開口する３対のスリ割、８３は３対のスリ割８２に挟まれた挟着片である。
【００１２】
９は回転シャフト３に取付けられたスリット円板、９１はスリット円板９に設けられた回転スリット、１０は本体２に固定され固定スリット１１を設けた固定スリット板である。スリット円板９には、多数の回転スリット９１が放射状に形成されている。１２はプリント基板、１３は受光素子を構成するホトダイオードである。プリント基板１２には、ホトダイオード１３以外の他の電子部品も実装されている。７は前記と同じ接着剤（図４）、Ｌ−Ｌは光軸，Ｘ−Ｘは回転シャフト３の軸心である。
【００１３】
このような構成の本発明のロータリーエンコーダ１において、先ず，２本の電極端子６２が引出孔５４から引出されてＬＥＤ６が保持基板５に取付けられる。その際、ステム６１の平面を保持基板５の内面に接触させて、発光部６０がほぼ垂直状態に保持基板５に固定される。ＬＥＤ６を取付けた保持基板５は、軸棒２３に挿入孔５３を挿入して本体２の切欠き部２０内に介装される。
【００１４】
介装状態で、ＬＥＤ６の発光部６０が透孔２２内に挿通され、２本の軸棒２３が挿入孔５３から露出する。次に、露出した２本の軸棒２３に挟着孔８１を対応させて先端に押し付けると、挟着片８３が弾性的に広げられながらプッシュナット８が嵌め込まれる。そして、保持基板５が２本の軸棒２３に取付けられたプッシュナット８により、切欠き部２０内において弾性的に押付けられて二次元方向に変位可能に仮固定される。
【００１５】
ここで、仮固定された保持基板５上のＬＥＤ６に電流が供給され、発光部６０を発光させてホトダイオード１３の受光状態をチェックする光軸調整が行なわれる。このとき、切欠き部２０内で弾性的に軽く押付けられた保持基板５を摺動させると、この摺動に連れてＬＥＤ６が光軸Ｌ−Ｌと直交する面内で二次元的に一体に変位する。前述のようにＬＥＤ６の発光部６０は保持基板５の直角方向に取付けられているので、ＬＥＤ６の発光部６０からの投射光路を簡単かつ正確に光軸Ｌ−Ｌに一致させることができる。
【００１６】
このような操作で、光軸合せが実施される。光軸調整が済むと、軸棒２３の周りのスリ割８２の付近に速乾性の接着剤７が加圧抽出されて塗布される。塗布された接着剤７は、図４の断面図に示されたスリ割８２から軸棒２３と挿入孔５３との間の隙間や保持基板５と切欠き部２０の隙間等に浸透する。浸透した接着剤７が固化すると、ＬＥＤ６を取付けた保持基板５が本体２の切欠き部２０内に固定されて、実施形態１の光軸調整動作が終了する。
【００１７】
このように光軸調整されたロータリーエンコーダ１の回転シャフト３には、被検回転体が連結される。ここで、被検回転体が回転すると，回転シャフト３を介してスリット円板９が軸心Ｘ−Ｘを中心に一体に回転する。そして、ＬＥＤ６から投射された光は、回転スリット９１と固定スリット１１を透過して対向して配置されたホトダイオード１３に受光される。ホトダイオード１３は投射光を受光して、被検回転体の回転量に対応したパルス信号に変換する。変換されたパルス信号から、前記被検回転体の回転角度や回転速度等が検出されるようになっている。
【００１８】
なお、上述の本発明の実施形態では、スリット円板と固定スリット板との位置関係が、投光側よりスリット円板、固定スリット板、受光素子の順で配置されているが、投光側より固定スリット板、スリット円板、受光部の順で配置するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、本体に固定された投光素子から投射した光をスリットを透過させて、該スリットの透過光を受光素子で受光することにより、前記本体に回転可能に支持された回転シャフトに連結された駆動源の回転速度、回転角などをパルス信号として出力するロータリエンコーダにおいて、前記受光素子が固定されている本体に突設された２本の軸棒を、前記投光素子を保持する保持基板に形成された２つの挿入孔にそれぞれ遊嵌状態に挿入し、該軸棒に対して保持基板を弾性的に仮固定するプッシュナットを該軸棒に挟着するようにしたので、受光素子が固定されている本体に突設された２本の軸棒に投光素子を保持する保持基板が２つのプッシュナットによって挟着状態に仮固定され、本体に仮固定された保持基板の投光素子と本体に固定されている受光素子との光軸調整は保持基板を摺動させることにより、投光素子が光軸と直交する面内で二次元的に変位するため、簡単かつ正確に光軸に一致させることができる。
この結果、従来のように人手によう面倒な調整前のＬＥＤの２本の足をフォーミングしたりハンダ付けすることが不必要になる。
また、光軸のチェック時に投光素子を手で捻って所定の方向に傾けることがなくなり、調整操作が平面的に極めて楽になるばかりか、特別な熟練度も不要になる。特に、調整が保持基板の平面的な変位で済むので、機械的に自動化させることも可能で組立工数を著しく現象できることが可能できる。
また、光軸調整後に、軸棒に挟着したプッシュナットは接着剤で該軸棒に固定されるので、投光素子を保持する保持基板が本体に確実に固定されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の要部の斜視図である。
【図２】図１の一部の断面説明図である。
【図３】この発明の実施形態１のプッシュナットの固定状態の断面図である。
【図４】プッシュナットの構成を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施形態１の動作を示す斜視説明図である。
【図６】従来の光軸調整機構の構成を示す斜視図である。
【図７】従来の光軸調整機構の動作を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ ロータリエンコーダ、
２ 本体、
３ 回転シャフト、
４ 軸受け、
５ 保持基板、
６ ＬＥＤ（発光素子）、
７ 接着剤、
８ プッシュナット、
９ スリット円板、
１０ 固定スリット板、
１１ 固定スリット、
１２ プリント基板、
１３ ホトダイオード（受光素子）、
２０ 切欠き部、
２１ ネジ孔、
２２ 透孔、
２３ 軸棒、
５１ ネジ、
５２ 保持溝、
５３ 挿入孔、
５４ 引出孔、
６０ 発光部、
６１ ステム、
６２ 電極端子、
８１ 挟着孔、
８２ スリ割、
８３ 挟着片、
９１ 回転スリット、
Ｌ−Ｌ 光軸，
Ｘ−Ｘ 軸心。

Claims (2)

1. 本体に固定された投光素子から投射した光をスリットを透過させて、該スリットの透過光を受光素子で受光することにより、前記本体に回転可能に支持された回転シャフトに連結された駆動源の回転速度、回転角などをパルス信号として出力するロータリエンコーダにおいて、
   前記受光素子が固定されている本体に突設された２本の軸棒を、前記投光素子を保持する保持基板に形成された２つの挿入孔にそれぞれ対して保持基板を弾性的に仮固定するプッシュナットを該軸棒に挟着したことを特徴とするロータリエンコーダ。
2. 前記軸棒に挟着した前記プッシュナットは接着剤で該軸棒に固定されていることを特徴とする特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダ。

Images