JP5014512B2 - ロータリーエンコーダ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、光学式のロータリーエンコーダ及びその製造方法に関するものであり、特に、サーボシステムの回転位置検出に用いられ、高分解能を有し、工作機械の工具等の絶対位置を高精度で検出するロータリーエンコーダに関する。
従来、スリットパターン(位置検出用パターン)を備えたパルス円板と、前記パルス円板をモータ軸に固定するボスとからなり、前記パルス円板と前記ボスを接着剤で固着したロータリーエンコーダの回転体が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−2760号公報(第2頁、図3、4)
ロータリーエンコーダの回転位置検出精度を高めるためには、パルス円板の中心をモータ軸の中心に精密に位置決めすることが重要である。上記従来の技術では、まず、ボスをダミー軸に挿入固定し、パルス円板取付面に接着剤を塗布する。その上にパルス円板を載せて仮固着した後、ダミー軸をゆっくり回転させる。この時、パルス円板のスリットパターンを利用し、光学機器を使いスリットパターンの偏心量が規格に入るようにパルス円板の外周に力を加えて芯出しを行い、パルス円板をボスに本固着している。
しかしながら、上記従来の技術によれば、芯出し作業に手間が掛かる、という問題がある。また、ダミー軸で芯出しを行なった後、回転体をダミー軸から取外し、セットねじにより、ボスをモータ軸に取付け直している。そのため、セットネジの締め付けによるボス及びパルス円板の芯振れが発生する、という問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パルス円板の芯出しが容易で、芯振れの少ないロータリーエンコーダ及びその製造方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸と、中心部に嵌合孔が形成され、端部に清浄な接着面を有し、前記嵌合孔に前記回転軸が嵌合され、固定部材により前記回転軸に固定されたボスと、中心部に前記回転軸に対する締り嵌め孔が形成され、前記締り嵌め孔の周囲に清浄な被接着面を有し、前記締り嵌め孔に前記回転軸が圧入され、接着剤により前記被接着面が前記ボスの接着面に接着される位置検出用パターンが形成されたパルス円板と、前記パルス円板の位置検出用パターンに光を照射する発光素子と、前記発光素子からの光を前記パルス円板の位置検出用パターンを介して受光する受光素子と、を備えることを特徴とする。
本発明にかかるロータリーエンコーダは、パルス円板の芯出しが容易で、芯振れが少ない、という効果を奏する。
図1は、本発明にかかるロータリーエンコーダの実施の形態1を示す縦断面図である。 図2は、本発明にかかるロータリーエンコーダの実施の形態2の要部を示す縦断面図である。
以下に、本発明にかかるロータリーエンコーダ及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるロータリーエンコーダの実施の形態1を示す縦断面図である。
図1に示すように、実施の形態1の光学式のロータリーエンコーダ91は、回転軸11と、中心部に嵌合孔13aが形成され、端部に接着面13bを有し、嵌合孔13aに回転軸11が嵌合され、固定部材としてのセットねじ15により回転軸11に固定されたボス13と、中心部に回転軸11に対する締り嵌め孔17aが形成され、締り嵌め孔17aの周囲に被接着面17bを有し、締り嵌め孔17aに回転軸11が圧入され、接着剤19により被接着面17bがボス13の接着面13bに接着される位置検出用パターンが形成されたパルス円板17と、ボス13及びパルス円板17を収容するケーシング21と、ケーシング21の軸直角面21aに設置され、パルス円板17の位置検出用パターンに光を照射するLEDモジュール等の発光素子23と、ケーシング21の天井面21bに設置され、発光素子23からの光をパルス円板17の位置検出用パターンを介して受光する受光素子25と、を備えている。
回転軸11は、サーボモータのモータ軸であってもよいし、モータ軸にハブで接続された回転軸であってもよい。ボス13の嵌合孔13aは、回転軸11を挿入し易いように、回転軸11に対して隙間嵌め孔か中間嵌め孔とするのがよい。受光素子25を、天井面21bに設置せずに軸直角面21aに設置し、発光素子23からの光をパルス円板17の位置検出用パターンで反射させ、受光素子25で受光するようにしてもよい。
セットねじ15は、ボス13の外周部からボス13にねじ込まれて回転軸11を押圧し、摩擦力により、ボス13を回転軸11に固定する。ボス13の重量バランスを崩さないように、複数のセットねじ15を周方向に等間隔に離間させて配置するのがよい。
パルス円板17は、透明な樹脂製で、被接着面17bが形成された中央部が、位置検出用パターンが形成された外周部17dよりも肉厚のボス部17cとなっていて、回転軸11に対してパルス円板17が傾斜(面振れ)するのを防止している。位置検出用パターンは、パルス円板17の外周部17dに、クロム蒸着等により形成された円周方向に等間隔な明暗のパターンである。パルス円板17の締り嵌め孔17aの中心と位置検出用パターンの中心との位置ずれ(芯振れ)は、数μm以下に抑えられている。
次に、実施の形態1のロータリーエンコーダ91の組立方法(製造方法)について説明する。まず、ボス13の接着面13b及びパルス円板17の被接着面17bを洗浄し、付着している油等の汚れを除去する。ボス13及びパルス円板17全体を洗浄するようにしてもよい。
次に、ボス13の嵌合孔13aに回転軸11を嵌合し、固定部材(セットねじ15)により回転軸11にボス13を固定する。次に、ボス13の接着面13b及び/又はパルス円板17の被接着面17bに接着剤19を塗布する。接着剤19としては、すぐに固化しないように、熱硬化型又は一定時間後に硬化するものを用いる。
次に、パルス円板17の締り嵌め孔17aに回転軸11を圧入するとともに、接着剤19によりパルス円板17の被接着面17bをボス13の接着面13bに接着し、接着剤19を硬化させてパルス円板17をボス13に固着する。ケーシング21、発光素子23及び受光素子25の組立方法の説明は省略する。
以上説明したように、実施の形態1のロータリーエンコーダ91及びその製造方法は、パルス円板17の締り嵌め孔17aに回転軸11を圧入するようにしたので、パルス円板17の芯出しが容易で、芯振れが少ない。また、パルス円板17を、直接、モータ軸等の回転軸11に接着しようとすると、モータの製造工程における油汚れ(モータは、洗浄することができない)のために接着の信頼性が低いが、ボス13の接着面13b及びパルス円板17の被接着面17bを洗浄した後に、接着剤19を塗布して接着するようにしたので、接着の信頼性が高い。
実施の形態2.
図2は、本発明にかかるロータリーエンコーダの実施の形態2の要部を示す縦断面図である。
図2に示すように、実施の形態2のロータリーエンコーダ92は、ボス13の接着面13bの外周部に、接着面13bに塗布された接着剤19の余剰分が流入する環状溝13mが形成されていて、パルス円板17の被接着面17bがボス13の接着面13bに押圧されたとき、接着剤19の余剰分が環状溝13mに流入し、接着剤19が外部に滲み出すことがない。実施の形態2のロータリーエンコーダ92の他の部分は実施の形態1のロータリーエンコーダと変わるところはない。
以上のように、本発明にかかるロータリーエンコーダは、工作機械の工具等の絶対位置を高精度で検出するサーボシステムに有用である。
11 回転軸(モータ軸)
13 ボス
13a 嵌合孔
13b 接着面
13m 環状溝
15 セットねじ(固定部材)
17 パルス円板
17a 締り嵌め孔
17b 被接着面
17c ボス部
17d 外周部
19 接着剤
21 ケーシング
23 発光素子(LEDモジュール)
25 受光素子
91、92 ロータリーエンコーダ

Claims (6)

  1. 回転軸と、
    中心部に嵌合孔が形成され、端部に清浄な接着面を有し、前記嵌合孔に前記回転軸が嵌合され、固定部材により前記回転軸に固定されたボスと、
    中心部に前記回転軸に対する締り嵌め孔が形成され、前記締り嵌め孔の周囲に清浄な被接着面を有し、前記締り嵌め孔に前記回転軸が圧入され、接着剤により前記被接着面が前記ボスの接着面に接着される位置検出用パターンが形成されたパルス円板と、
    前記パルス円板の位置検出用パターンに光を照射する発光素子と、
    前記発光素子からの光を前記パルス円板の位置検出用パターンを介して受光する受光素子と、
    を備えることを特徴とするロータリーエンコーダ。
  2. 前記パルス円板は、前記被接着面が形成された中央部が、前記位置検出用パターンが形成された外周部よりも肉厚のボス部となっていることを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンコーダ。
  3. 前記固定部材は、前記ボスの外周部から該ボスにねじ込まれて前記回転軸を押圧するセットねじであることを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンコーダ。
  4. 前記回転軸は、サーボモータのモータ軸であることを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンコーダ。
  5. 前記ボスの接着面の外周部に、前記接着面に塗布された接着剤の余剰分が流入する環状溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のロータリーエンコーダ。
  6. ボスの接着面及びパルス円板の被接着面を洗浄する工程と、
    前記ボスの嵌合孔に回転軸を嵌合し、固定部材により該回転軸を該ボスに固定する工程と、
    前記ボスの接着面及び/又は前記パルス円板の被接着面に接着剤を塗布する工程と、
    前記パルス円板の締り嵌め孔に前記回転軸を圧入するとともに、前記接着剤により前記パルス円板の被接着面を前記ボスの接着面に接着する工程と、
    を含むことを特徴とするロータリーエンコーダの製造方法。
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