JPH0119050Y2 - - Google Patents

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JPH0119050Y2
JPH0119050Y2 JP18083779U JP18083779U JPH0119050Y2 JP H0119050 Y2 JPH0119050 Y2 JP H0119050Y2 JP 18083779 U JP18083779 U JP 18083779U JP 18083779 U JP18083779 U JP 18083779U JP H0119050 Y2 JPH0119050 Y2 JP H0119050Y2
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ball bearing
boss
rotating shaft
inner ring
tip
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Description

【考案の詳細な説明】 (考案の技術分野) 本考案は、エンコーダ装置に関し、詳しくは、
その軸受部を改良することにより回転円板の軸方
向のガタをなくするようにしたエンコーダ装置に
関するものである。
[Detailed description of the invention] (Technical field of the invention) The invention relates to an encoder device.
The present invention relates to an encoder device in which play in the axial direction of a rotating disk is eliminated by improving the bearing portion thereof.

(従来技術) 従来のエンコーダ装置は、第1図に示すよう
に、本体1に玉軸受3,3′を介して回転軸2を
回転自在に支持し、この回転軸2の一部にボス3
を介して回転円板6を固定するとともに、前記本
体1に投光器8、受光器9及び固定パターン7を
配置して、回転軸2の回転をパルス信号として取
り出すようにしている。
(Prior Art) As shown in FIG. 1, a conventional encoder device has a main body 1 rotatably supporting a rotary shaft 2 via ball bearings 3, 3', and a boss 3 on a part of the rotary shaft 2.
The rotary disk 6 is fixed through the main body 1, and a light projector 8, a light receiver 9, and a fixed pattern 7 are arranged on the main body 1, so that the rotation of the rotary shaft 2 can be extracted as a pulse signal.

この種のエンコーダ装置においては、第1図に
示す隙間δが広いと検出制度が悪く信号の立上り
がシヤープでなくなることから通常隙間δを0.2
mm以下にすることが要求されている。しかも、回
転円板6と固定パターン7が接触すると固定パタ
ーン7を損傷することになるので、これらを接触
しないようにしなければならない。ところが、通
常、玉軸受の軸方向のガタは、回転円板6と固定
パターン7との上記隙間δより大きい値であるた
め、回転軸2を単に玉軸受3で支持するのみで
は、検出精度の良いエンコーダ装置は提供できな
いという致命的を問題を有している。
In this type of encoder device, if the gap δ shown in Fig. 1 is wide, the detection accuracy will be poor and the rise of the signal will not be sharp, so the gap δ is usually set to 0.2.
It is required to be less than mm. Furthermore, if the rotating disk 6 and the fixed pattern 7 come into contact with each other, the fixed pattern 7 will be damaged, so they must be prevented from coming into contact with each other. However, since the play in the axial direction of the ball bearing is usually larger than the above-mentioned gap δ between the rotating disk 6 and the fixed pattern 7, simply supporting the rotating shaft 2 with the ball bearing 3 will result in poor detection accuracy. This has the fatal problem of not being able to provide a good encoder device.

すなわち、玉軸受には、外輪の案内溝と内輪の
案内溝との間に球状体を多数配設する必要がある
ので、本質的に半径方向の間隙、即ち、ラジアル
間隙を有している。このために内輪は外輪に対し
て左右(軸方向)に移動する。この軸方向の移動
は、アキシヤル隙間と称するものであり、多少の
ラジアル隙間があつてもかなり多量のアキシヤル
隙間を生ずることになる。
That is, since it is necessary to arrange a large number of spherical bodies between the guide groove of the outer ring and the guide groove of the inner ring, the ball bearing essentially has a gap in the radial direction, that is, a radial gap. For this reason, the inner ring moves left and right (in the axial direction) relative to the outer ring. This movement in the axial direction is called an axial clearance, and even if there is some radial clearance, a considerably large amount of axial clearance will be generated.

もし、前記外輪と内輪との間に生ずるガタであ
るラジアル隙間を除去しなければ軸方向の移動、
即ち、アキシヤル隙間を除去することが困難であ
り、その結果正確な前記隙間δを維持することが
困難となる。
If the radial clearance, which is the backlash that occurs between the outer ring and the inner ring, is not removed, the movement in the axial direction,
That is, it is difficult to remove the axial clearance, and as a result, it is difficult to maintain the accurate clearance δ.

したがつて、この隙間δの変動に大きな影響を
与える玉軸受3の軸方向のガタを小さく押えるこ
とが、精度の良いエンコーダ装置を実現できるか
否かの極めて重要な課題であるといつても過言で
はなく、このため従来から各種の手段が検討され
ている。
Therefore, minimizing the axial play of the ball bearing 3, which has a large effect on the fluctuation of the gap δ, is an extremely important issue for realizing a highly accurate encoder device. It is no exaggeration to say that various means have been considered for this purpose.

例えば、回転軸2に、常に一方向のスラスト荷
重をかけておく方法がある。しかし、これは、ス
ラスト荷重をかける装置が別に必要であり、ま
た、エンコーダの回転トルクを増すことになるの
で好ましくない。
For example, there is a method in which a thrust load is always applied to the rotating shaft 2 in one direction. However, this is not preferable because it requires a separate device for applying a thrust load and also increases the rotational torque of the encoder.

他の方法として、玉軸受3,3′の内輪間距離
を一定にしておき、外輪間の距離を縮めるか拡げ
ることにより玉軸受3,3′の軸方向のガタを相
殺する方法もある。しかし、一般の機械設計常識
として、一方の軸受3′は、通常軸方向に移動で
きるようにしているので、外輪間の距離を拡張、
または、縮少することが実質的に困難である。
Another method is to offset the play in the axial direction of the ball bearings 3, 3' by keeping the distance between the inner races of the ball bearings 3, 3' constant and decreasing or widening the distance between the outer races. However, as a general mechanical design common sense, one bearing 3' is normally movable in the axial direction, so the distance between the outer rings can be expanded and
or is substantially difficult to reduce.

即ち、軸受3′を軸方向に移動できるようにす
るのは、軸受間距離は、軸が安定する長さが必要
であることから、これを満足しようとすれば必然
的に軸長が長くなり、したがつて、軸は、熱膨脹
等により軸方向に伸縮するので軸受の外輪間距離
を強制的に規制することができないからである。
In other words, in order to enable the bearing 3' to move in the axial direction, the distance between the bearings must be long enough to stabilize the shaft, so if this is to be satisfied, the shaft length will inevitably become longer. Therefore, since the shaft expands and contracts in the axial direction due to thermal expansion or the like, the distance between the outer rings of the bearing cannot be forcibly regulated.

更に他の方法として、軸に玉軸受を嵌合させる
際に、それらに適当なシメシロを与えることによ
り内輪を押し拡げて玉軸受の軸方向のガタを取り
除く方法がある。しかし、この場合は、シメシロ
を決める軸の寸法と内輪の内径寸法を常に一定に
加工することができないため、適正なシメシロを
得るためには、1個づつ現物合せをしなければな
らず、実際には極めて困難な作業となる。
Still another method is to remove the play in the axial direction of the ball bearing by applying an appropriate shimmy to the inner ring when fitting the ball bearing onto the shaft, thereby expanding the inner ring. However, in this case, it is not possible to always machine the dimensions of the shaft and the inner diameter of the inner ring, which determine the interference, so in order to obtain the appropriate interference, it is necessary to match the actual parts one by one. This is an extremely difficult task.

(考案の目的) そこで本考案は、回転軸の回転トルクを増さな
いようにした上で、容易に玉軸受の軸方向のガタ
を取り除けるようにして回転円板と固定パターン
の間の隙間を適正にしたエンコーダ装置を提供す
ることを目的とする。
(Purpose of the invention) Therefore, the present invention aims to reduce the gap between the rotating disk and the fixed pattern by making it possible to easily remove the play in the axial direction of the ball bearing without increasing the rotational torque of the rotating shaft. The purpose of the present invention is to provide a suitable encoder device.

(考案の構成) この目的を達成するための本考案に係るエンコ
ーダ装置は、装置フレーム、該装置フレームに固
定された固定パターン、該装置フレームに、玉軸
受を介して、回動自在に支持された回転軸、該回
転軸の先端に嵌合支持されたボス、該ボスに一体
化され、前記固定パターンの前面に間隙をもつて
位置せしめられた回転円板とからなるエンコーダ
装置において、前記回転軸の前記玉軸受の内輪と
対向する部分に、テーパ部が形成され、前記ボス
の先端部に、テーパ孔を有する薄肉部が形成さ
れ、該ボスの先端部が、前記回転軸のテーパ部と
前記玉軸受の内輪との間に嵌挿され、前記回転軸
の先端に前記ボスを玉軸受側に締付け固定する締
付要素が設けられたことを特徴とする。
(Structure of the invention) To achieve this object, the encoder device according to the invention includes a device frame, a fixed pattern fixed to the device frame, and a rotatably supported by the device frame via a ball bearing. An encoder device comprising a rotating shaft, a boss fitted and supported at the tip of the rotating shaft, and a rotating disk integrated with the boss and positioned in front of the fixed pattern with a gap. A tapered portion is formed at a portion of the shaft that faces the inner ring of the ball bearing, a thin walled portion having a tapered hole is formed at the tip of the boss, and the tip of the boss is connected to the tapered portion of the rotating shaft. The present invention is characterized in that a tightening element is fitted between the inner ring of the ball bearing and is provided at the tip of the rotating shaft to tighten and fix the boss to the ball bearing side.

(実施例) 次に、第2図により、本考案の実施例を説明す
る。
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to FIG.

なお、第1図に示した従来装置と同一の部品に
ついては、第1図と同じ符号で説明する。
Note that parts that are the same as those in the conventional device shown in FIG. 1 will be described using the same reference numerals as in FIG. 1.

また、以下説明する実施例では、他の機械装置
の回転軸の一端部にエンコーダ装置を設けたもの
を例示して説明する。
Further, in the embodiments described below, an example in which an encoder device is provided at one end of the rotating shaft of another mechanical device will be described.

第2図において、フレーム11及び他の固定部
分11aには、玉軸受3及び3′が嵌合されてい
る。玉軸受3は、外輪が軸方向に規制されてお
り、また、玉軸受3′は、他の固定部分11aに
軸方向に移動できるように嵌合されている。これ
らの玉軸受3,3′間の距離は、軸を安定させる
ためや軸に伝導装置を設けるために長い距離を有
している。このようにして配置した玉軸受3,
3′には、回転軸2aが支持されるのであるが、
玉軸受3′には、回転軸2aの後端部が止りバメ、
あるいは、シマリバメにより嵌合されている。
In FIG. 2, ball bearings 3 and 3' are fitted into the frame 11 and other fixed portions 11a. The outer ring of the ball bearing 3 is regulated in the axial direction, and the ball bearing 3' is fitted to another fixed portion 11a so as to be movable in the axial direction. The distance between these ball bearings 3, 3' is long in order to stabilize the shaft and to provide a transmission device to the shaft. Ball bearing 3 arranged in this way,
3' supports the rotating shaft 2a,
The rear end of the rotating shaft 2a is fitted into the ball bearing 3',
Alternatively, they are fitted with a tight fit.

一方、回転軸2aの先端部には、テーパ部12
が形成されており、このテーパ部12は、これと
同角度のテーパ孔13をもつボス4aが嵌合され
ている。このボス4aには薄肉部14が形成され
ていて、この薄肉部14の外周が玉軸受3の内輪
に嵌合している。
On the other hand, a tapered portion 12 is provided at the tip of the rotating shaft 2a.
A boss 4a having a taper hole 13 having the same angle as the tapered portion 12 is fitted into the tapered portion 12. A thin wall portion 14 is formed on the boss 4a, and the outer periphery of the thin wall portion 14 fits into the inner ring of the ball bearing 3.

したがつて、回転軸2aの先端部は、ボス4a
の薄肉部14を介して玉軸受3に支持されること
になる。また、ボス4aは、回転軸2aの先端に
螺合したナツト5により締付けられて回転軸2a
と一体化するように成されている。このようにし
て回転軸2aに固定されるボス4aには、回転円
板6が固定されている。また、この回転円板6の
外周部分を挾むようにフレーム11には、受光器
9とブラケツト10を介して投光器8が取り付け
られており、また、フレーム11には、回転円板
6と対向するように固定パターン7が固定されて
いる。いま、玉軸受3に回転軸2aを支持するに
際し、あらかじめ玉軸受3の内輪の内径とボス4
aの薄肉部14の外径とのハメアイをスキマバメ
の関係になるようにしておく。そして、回転軸2
aのテーパ部12と玉軸受3の内輪との間にボス
4aの薄肉部14を嵌め込み、ナツト5によりボ
ス4aを締付ける。これにより、テーパ部12と
テーパ孔13との作用によつて薄肉部14を径方
向外方へ圧迫する。したがつて、玉軸受3の内輪
を前記薄肉部14を介して押圧し、拡開するので
ナツト5による締付け力を加減すれば、玉軸受3
の内輪と外輪との間の半径方向のガタを除去でき
ることになり、回転軸2aの回転抵抗を増加させ
ることなく玉軸受3の外輪と内輪との軸方向のガ
タを取り除くことができる。
Therefore, the tip of the rotating shaft 2a is connected to the boss 4a.
It is supported by the ball bearing 3 via the thin wall portion 14 of the ball bearing 3. Further, the boss 4a is tightened by a nut 5 screwed onto the tip of the rotating shaft 2a.
It is designed to be integrated with the A rotating disk 6 is fixed to the boss 4a, which is fixed to the rotating shaft 2a in this manner. Further, a light emitter 8 is attached to the frame 11 via a light receiver 9 and a bracket 10 so as to sandwich the outer peripheral portion of the rotating disk 6, and a projector 8 is attached to the frame 11 so as to face the rotating disk 6. A fixed pattern 7 is fixed to. Now, when supporting the rotating shaft 2a on the ball bearing 3, the inner diameter of the inner ring of the ball bearing 3 and the boss 4 are determined in advance.
The fit between a and the outer diameter of the thin wall portion 14 is made so that there is a clearance fit relationship. And rotation axis 2
The thin part 14 of the boss 4a is fitted between the tapered part 12 of the ball bearing 3 and the inner ring of the ball bearing 3, and the nut 5 is used to tighten the boss 4a. As a result, the thin portion 14 is compressed radially outward by the action of the tapered portion 12 and the tapered hole 13. Therefore, the inner ring of the ball bearing 3 is pressed through the thin wall portion 14 and expanded, so if the tightening force by the nut 5 is adjusted, the ball bearing 3
The radial play between the inner ring and the outer ring of the ball bearing 3 can be removed, and the axial play between the outer ring and the inner ring of the ball bearing 3 can be removed without increasing the rotational resistance of the rotating shaft 2a.

したがつて、回転円板6と固定パターン7の隙
間δは、一旦定まると使用中にほとんど変化する
ことがなく、その結果、精度のよいパルス信号を
発することができる。
Therefore, once the gap δ between the rotating disk 6 and the fixed pattern 7 is determined, it hardly changes during use, and as a result, a highly accurate pulse signal can be generated.

なお、ボス4aの薄肉部14には適当数のスリ
ツトを設けて玉軸受3の内輪を径方向外方に圧迫
しやすくしてもよい。また、薄肉部14と玉軸受
3の内輪とは最終的にはかなりきついシマリバメ
となるので、通常は、玉軸受3の内輪とボス4a
の薄肉部とを別の手段で固定する必要はないが、
状況によつてはこれらを固定するようにしてもよ
い。
Note that an appropriate number of slits may be provided in the thin wall portion 14 of the boss 4a to facilitate pressing the inner ring of the ball bearing 3 outward in the radial direction. Furthermore, since the thin wall portion 14 and the inner ring of the ball bearing 3 will eventually form a fairly tight fit, the inner ring of the ball bearing 3 and the boss 4a are normally
Although it is not necessary to fix the thin wall part of the
Depending on the situation, these may be fixed.

前述した実施例では、玉軸受3の軸方向のガタ
を取り除く場合について説明したが、本考案はこ
れに限定されるものではなく、玉軸受3′と回転
軸2aの後端部とをテーパ面により嵌合して玉軸
受3′の内輪も径方向外方へ付勢するようにして
もよい。
In the above-described embodiment, a case has been described in which play in the axial direction of the ball bearing 3 is removed, but the present invention is not limited to this, and the ball bearing 3' and the rear end of the rotating shaft 2a are formed into a tapered surface. The inner ring of the ball bearing 3' may also be biased radially outward by being fitted together.

(考案の効果) 以上のように本考案は、回転軸の玉軸受の内輪
と対向する部分にテーパ部が形成され、先端部に
テーパ孔を有する薄肉部が形成されたボスの先端
部が、回転軸のテーパ部と玉軸受の内輪との間に
嵌挿され、回転軸先端に設けられた締付要素がボ
スを玉軸受側に締付け固定するよう構成したの
で、この締付要素によりボスを玉軸受側に締付け
ることによつてボスの薄肉部がテーパ面の作用に
よつてラジアル方向に拡開され、もつて、玉軸受
の内輪が外輪方向へ押し拡げられるため、回転軸
の回転トルクを増加させることなく玉軸受のガタ
を除去することができるものである。
(Effects of the invention) As described above, in the present invention, the tip of the boss has a tapered portion formed in the portion facing the inner ring of the ball bearing of the rotating shaft, and a thin portion having a tapered hole at the tip. The tightening element fitted between the tapered part of the rotating shaft and the inner ring of the ball bearing and provided at the tip of the rotating shaft tightens and fixes the boss to the ball bearing side. By tightening to the ball bearing side, the thin wall part of the boss is expanded in the radial direction by the action of the tapered surface, and the inner ring of the ball bearing is expanded toward the outer ring, which reduces the rotational torque of the rotating shaft. It is possible to remove backlash in ball bearings without increasing the amount of play.

したがつて、本考案によれば、前記回転軸の端
部にボスを介して固定された回転円板と固定パタ
ーンとの隙間δを最小に、かつ、一定の値に保持
することが可能となり、その結果、エンコーダの
発生信号の精度を、第1図に示す従来の装置に比
し数段向上せしめることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to minimize the gap δ between the rotating disk fixed to the end of the rotating shaft via the boss and the fixed pattern and to maintain it at a constant value. As a result, the accuracy of the signal generated by the encoder can be improved by several steps compared to the conventional device shown in FIG.

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

第1図は、従来装置を示す断面図であり、第2
図は、本考案装置を示す断面図である。 図面中の符号の説明、2a……回転軸、3,
3′……玉軸受、6……回転円板、7……固定パ
ターン、12……テーパ部、13……テーパ面。
FIG. 1 is a sectional view showing a conventional device, and the second
The figure is a sectional view showing the device of the present invention. Explanation of symbols in the drawings, 2a...Rotating axis, 3,
3'...Ball bearing, 6...Rotating disk, 7...Fixed pattern, 12...Tapered portion, 13...Tapered surface.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (イ) 装置フレーム、 (ロ) 該装置フレームに固定された固定パターン、 (ハ) 該装置フレームに、玉軸受を介して、回動自
在に支持された回転軸、 (ニ) 該回転軸の先端に嵌合支持されたボス、 (ホ) 該ボスに一体化され、前記固定パターンの前
面に間隙をもつて位置せしめられた回転円板と
からなるエンコーダ装置において、 (ヘ) 前記回転軸の前記玉軸受の内輪と対向する部
分に、テーパ部が形成され、 (ト) 前記ボスの先端部に、テーパ孔を有する薄肉
部が形成され、 (チ) 該ボスの先端部が、前記回転軸のテーパ部と
前記玉軸受の内輪との間に嵌挿され、 (リ) 前記回転軸の先端に前記ボスを玉軸受側に締
付け固定する締付要素が設けられたこと を特徴とするエンコーダ装置。
[Claims for Utility Model Registration] (a) a device frame; (b) a fixed pattern fixed to the device frame; (c) a rotating shaft rotatably supported by the device frame via a ball bearing. (d) a boss fitted and supported at the tip of the rotating shaft; and (e) a rotating disk integrated with the boss and positioned in front of the fixed pattern with a gap therebetween. (f) a tapered portion is formed at a portion of the rotating shaft that faces the inner ring of the ball bearing; (g) a thin walled portion having a tapered hole is formed at the tip of the boss; (h) the boss (i) a tightening element is provided at the tip of the rotating shaft to tighten and fix the boss to the ball bearing side; An encoder device characterized by:
JP18083779U 1979-12-26 1979-12-26 Expired JPH0119050Y2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18083779U JPH0119050Y2 (en) 1979-12-26 1979-12-26

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JPS56100796U JPS56100796U (en) 1981-08-08
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