JP4441597B2 - 小型ロータリエンコーダ - Google Patents

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    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors

Description

本発明は、モータの回転数、回転方向を検出するための小型ロータリーエンコーダに関する。
従来、モータの回転数、回転方向を検出する場合、Ａ相、Ｂ相の２相分の情報を得るためのセンサを備えるエンコーダが用いられている。このようなエンコーダは、例えば、図４に示すように、回転可能な磁気ディスク１５と固定側の磁気センサ１６を備え、磁気ディスク１５の回転に合わせて磁気センサ１６の出力電圧が変化するため、これをコンパレータを介して、矩形波信号を得ている。
また、図５に示すように、小型ロータリエンコーダとして、磁気式マイクロエンコーダ１７は、磁気ディスク１９、磁気センサ２２ａ、２２ｂ、ハウジング２４から構成される。前記磁気ディスク１９は、軸方向に着磁され、回転軸１８に第１バックヨーク２０とともに設けられている。前記磁気センサ２２ａ、２２ｂは、磁気ディスク１９の軸方向にギャップを介して面対向に配置され、且つ、長手方向がフレキシブルプリント基板２１の帯状配線部２１ａと略平行になるようにフレキシブルプリント基板２１のセンサ取付部２１ｂに設けられている。また、前記磁気センサ２２ａ、２２ｂの背面には、前記第１バックヨーク２０と前記磁気ディスク１９と共に磁気回路を形成する第２バックヨーク２３が前記フレキシブルプリント基板２１を介して設けられている。前記ハウジング２４は、前記第１バックヨーク２０と前記磁気ディスク１９と前記磁気センサ２２ａ、２２ｂと前記第２バックヨーク２３とを収容する。このとき前記ハウジング２４には、前記フレキシブルプリント基板２１の前記帯状配線部２１ａを引き出す切欠部２４ａが設けられ、前記フレキシブルプリント基板２１を前記ハウジング２４に嵌合させて固定している（特許文献１）。
国際公開公報 ＷＯ０３／０１６８２９
従来の小型ロータリエンコーダでは、Ａ相とＢ相の両方を検出するための磁気センサ等の電子部品の配置としては、ハウジング内のスペースとの関係上、磁気ディスクの径方向に磁気センサを配置する配置方法が考えられる。しかしながら、磁気ディスクの小径化に限界があること、また、磁気センサの配置スペースが磁気ディスクに対し径方向に必要となることから、極小径のハウジング内に磁気ディスクと磁気センサとを配置するのは困難である。
また、磁気ディスクに対し、特許文献１のように磁気センサを配置固定することにより、ハウジングの小径化は可能となるが、磁気ディスクに対して磁気センサを所望の位置に配置するため、ハウジングと基板を勘合・固定する必要がある。その方法として、ハウジング内径と基板をすきまばめとし、接着材を使用して固定する方法と、ハウジング内径と基板をしまりばめとして固定する方法などが考えられる。現実的には、外径２０ｍｍ程度の小型ロータリエンコーダでは、基板外周の寸法公差は±０.１ｍｍ程度と大きく、しまりばめの場合には、しめしろが大きくなり、嵌合できない場合がある。また、すきまばめの場合にはクリアランスが大きくなり、磁気センサと磁気ディスクが所望の位置に配置固定されない場合がある。さらに、すきまばめの場合、基板の固定には接着剤等を使用する必要があるが、この場合、接着剤が硬化するまで基板を所望の位置で保持していなければならず、そのための治具が必要であり、工程の増加も避けられない。
したがって、本発明は、上記の問題点を解決し、ハウジング及び基板の寸法公差を変更することなく、容易に基板を所望の位置に配置固定することが可能で、接着工程において、その硬化のための治具を必要としない小型ロータリエンコーダを提供することを目的とする。
請求項１記載の発明は、磁気ディスク、センサや逓倍ＩＣや出力ケーブルを配置した基板、及びそれらを収容する円筒形状からなるエンコーダケースから構成される小型ロータリエンコーダにおいて、前記エンコーダケースにスリットを設け、前記エンコーダケース内周面に、その半径方向に突出した爪部と、前記基板の軸方向の位置決めをする段部を設けるとともに、前記基板を前記段部と前記爪部で固定したことを特徴とする小型ロータリエンコーダとしている。
前記スリットを設けることにより、前記エンコーダケースに前記基板を挿入する時、前記エンコーダケースが撓み、前記段部と前記爪部で前記基板を挟み込んで、前記基板を固定することが可能となる。
また、請求項２記載の発明では、前記エンコーダケース内周面と前記基板に互いに組み合う凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の小型ロータリエンコーダとしている。
前記エンコーダケース内周面と前記基板に凹凸部を設け、互いに組み合うことにより、前記基板の位置決めが容易となる。
また、請求項３記載の発明では、前記スリットは、鉤形状で複数箇所形成したことを特徴とする請求項１または２記載の小型ロータリエンコーダとしている。
このとき、前記スリットを鉤形状で複数箇所形成したことにより、前記エンコーダケースに前記基板を挿入する時に前記エンコーダケースを撓ませても十分な強度を確保することが可能となる。
本発明では、円筒形状からなるエンコーダケース、磁気ディスク、センサや逓倍ＩＣや出力ケーブルを配置した基板から構成される小型ロータリエンコーダにおいて、前記エンコーダケース内周面に、その半径方向に突出した爪部と、前記基板の軸方向の位置決めをする段部を設けるとともに、前記エンコーダケースの一部が、前記爪部を有した板ばね状になるよう前記エンコーダケースにスリットを設け、その板ばね状の部分が撓むことで、爪部および基板を損傷することなく、その内周へ前記基板を挿入することができ、前記段部と前記爪部で前記基板を挟み込んで、前記基板を固定する事が可能となる。
また、前記エンコーダケース内周面と前記基板に互いに組み合う凹凸部を設けたことにより、前記基板の円周方向へのズレを抑制でき、容易に位置決めが可能となる。
以下、本発明の最良の形態に係る小型ロータリエンコーダ１について、添付図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の最良の形態に係る小型ロータリエンコーダ１は、円筒形状からなるエンコーダケース２、回転軸３の一端に設けられた磁気ディスク４、センサ５や逓倍ＩＣ６や出力ケーブル（図示せず）を接続する端子７を配置した基板８、キャップ９から構成される。
次に、モータ側から見た本発明の小型ロータリエンコーダ１の分解斜視図を図２に示す。これによると、モータに前記エンコーダケース２を固定し、前記回転軸３の一端に前記磁気ディスク４を固定し、前記基板８、前記キャップ９の順で前記エンコーダケース２に挿入固定していく。
このとき、基板側から見た前記エンコーダケース２と前記基板８の斜視図を図３に示す。これによると、前記エンコーダケース２には、その外周部に鉤形状のスリット１０を４箇所左右対称に形成すると、前記エンコーダケース２の一部が板ばね状となる。また、その内周面に、その半径方向に突出した爪部１２と前記基板の軸方向の位置決めをする段部１１を形成する。この時、前記爪部１２は、前記スリット１０によって前記エンコーダケース２が撓む箇所側（前記スリット１０によって板ばね状になった前記エンコーダケース２の一部）に配置される。
これにより、前記基板８は、その挿入方向に対し、前記段部１１によって、ストッパーとして止められ、前記爪部１２によって均一な力で挟み込まれることによって、接着剤や治具を用いずに、前記エンコーダケース２に所望の位置に容易に固定することが可能となる。
さらに、前記エンコーダケース２の内周面には、その半径方向に凸部１３を設ける。このとき、前記基板８において、前記凸部１３と互いに組み合うように、凹部１４を形成する。これにより、円周方向へのズレを抑制し、前記エンコーダケース２における適正な位置での固定が、容易に可能となる。
以上より、本発明のエンコーダケースでは、鉤形状のスリットを複数個所設け、エンコーダケース内周面に、段部と爪部と凹凸部を設けることにより、基板を、接着剤等用いずに、固定することが可能となり、且つ、基板を配置する位置決めを容易に可能とする。
本発明の小型ロータリエンコーダの断面図である。 本発明の小型ロータリエンコーダの分解斜視図である。 本発明におけるエンコーダケースと基板の斜視図である。 従来のエンコーダの模式図である。 従来の磁気式マイクロエンコーダにおける分解斜視図である。
符号の説明
１ 小型ロータリエンコーダ
２ エンコーダケース
３，１８ 回転軸
４，１５，１９ 磁気ディスク
５ センサ
６ 逓倍ＩＣ
７ 端子
８ 基板
９ キャップ
１０ スリット
１１ 段部
１２ 爪部
１３ 凸部
１４ 凹部
１６，２２ａ，２２ｂ 磁気センサ
１７ 磁気式マイクロエンコーダ
２０ 第１バックヨーク
２１ フレキシブルプリント基板
２１ａ 帯状配線部
２１ｂ センサ取付部
２３ 第２バックヨーク
２４ ハウジング
２４ａ 切欠部

Claims (3)

  1. 磁気ディスク、センサや逓倍ＩＣや出力ケーブルを配置した基板、及びそれらを収容する円筒形状からなるエンコーダケースから構成される小型ロータリエンコーダにおいて、
    前記エンコーダケースにスリットを設け、前記エンコーダケース内周面に、その半径方向に突出した爪部と、前記基板の軸方向の位置決めをする段部を設けるとともに、前記基板を前記段部と前記爪部で固定したことを特徴とする小型ロータリエンコーダ。
  2. 前記エンコーダケース内周面と前記基板に互いに組み合う凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の小型ロータリエンコーダ。
  3. 前記スリットは、鉤形状で複数箇所形成したことを特徴とする請求項１または２記載の小型ロータリエンコーダ。
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