JPH01297557A - エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、エンコーダに関し、特に、発光体から発光す
る平行光線を用いることにより、受光体から得られる良
好な三角波信号の直線部分を用いて高精度の速度制御信
号を得るようにするための新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のエンコーダとしては、種
々の構成が提案されているが、その中で代表的な構成に
ついて述べると、ここではその従来例を示す文献者等を
挙げていないが、いずれの構成においても、採用されて
いる発光体は、第６図に示されるように、発光体９がら
発光される光は、放射方向に発光した状態で、回転円板
４の回転スリット４ａを通過して受光体６に入光し、こ
の受光体６から得られた三角波信号によって、電圧レベ
ル値よりなる速度制御信号を得、モータ（図示せず）の
速度制御を行っていた。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 従来のエンコーダは、以上のように構成されていたなめ
、次のような課題を有していた。

すなわち、発光体がら発光する光が放射方向に散光し、
平行な状態ではないため、固定スリットに照射される光
量が不均一となり、特に、固定スリットの両端位置にお
ける光線のまわり込みが発生し、受光体から得られる三
角波信号は、サイン波のように角がだれた形状となり、
微分回路を介して電圧レベル値に変換した場合、この三
角波信号の直線部分が少ないことにより、連続的に安定
した特性を有する電圧信号が得られず、モータの速度制
御信号としては、好ましい制御信号を得ることは困難で
あった。

従って、このような従来のモータエンコーダの場合、極
めて高精度の回転速度制御を必要とする電子機器用の駆
動モータとしては不十分であった。

本発明は、以上のような課題を解決するなめになされた
もので、特に、発光体から発光する平行光線を用いるこ
とにより、発光体から得られる良好な三角波信号の直線
部分を用いて高精度の速度制御信号を得るようにしたエ
ンコーダを提供することを目的とする。

８１課題を解決するための手段 本発明によるエンコーダは、基台に配設された軸受に回
転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に固定された
複数の回転スリットを有する回転円板と、前記回転円板
の一面側に配設され平行光線を発光する発光体と、前記
回転円板の他面側に配設され前記発光体と対向配設され
た固定スリットを有する受光体と、前記受光体から得ら
れた三角波信号を入力するための速度制御信号作成回路
部とを備えた構成である。

ｅ、　　作　　用 本発明によるエンコーダにおいては、発光体から発光さ
れる光が平行光線であるため、回転スリットを介して固
定スリットを通過する光量は、理論的に決まる回転円板
の回転スリットと固定スリットの透過面積に比例するこ
とになり、回転円板の回転スリットの明暗ピッチと固定
スリットのスリット幅が同じ場合、固定スリットの両端
における光のまわり込みが殆ど起こらず、受光体から得
られる三角波信号は、第２図にて示すように、極めてシ
ャープな三角波形状となり、この三角波信号の直線部分
の傾きを利用し、微分することによって、回転数に比例
した電圧レベル値の速度制御信号を得ることができる。

従って、この速度制御信号は、シャープな直線部分を利
用しているため、極めて高精度なものとなり、モータの
高精度回転制御を得ることができる。

ｒ、実施例 以下、図面と共に本発明によるエンコーダの好適な実施
例について詳細に説明する。

第１図から第５図迄は、本発明によるエンコーダを示す
ためのもので、第１図はブロック図、第２図は波形図、
第３図は断面図、第４図は第３図の要部を示す構成図、
第５図は第４図の他の実施例を示す構成図である。

まず、第３図から第５図において、符号１で示されるも
のは基台であり、この基台１には軸受２を介して回転軸
３が回転自在に設けられている。

前記基台１内に形成された空隙部１ａ内には、ステータ
巻線２０を有するステータ２１が設けられ、前記回転軸
３に設けられたロータ２２は、前記ステータ２１に形成
されたロータ受孔２１ａ内に回転自在に設けられている
。

前記基台１には、複数の取付ビス２３を介して、信号処
理回路を内蔵したＩＣ回路部７を有する回路基板８が取
付けられており、この回路基板８の一面には、固定スリ
ット板５を有する受光体６が設けられていると共に、そ
の中心に形成された案内孔８ａに前記回転軸３が貫通さ
れている。

前記受光体６は、固定スリット　（図示せず）を有する
固定スリット板５と二重構造で構成され、ホトダイオー
ド等の受光素子で構成されている。

前記回転軸３には、ディスクボス２５を介して多数の回
転スリット４ａを有する回転円板４が設けられており、
この回転円板４は前記ディスクボス２５の段状の取付部
２５ａにバカ孔４ｇを介して接着して一体状に取付けら
れている。

前記ディスクボス２５は、その中心に形成された貫通孔
２５ｂに前記回転軸３が嵌合して貫通されていると共に
、前記貫通孔２５ｂの内面と前記回転軸３の外周面とは
、符号Ａで示す部分が接着剤によって強固に一体固定さ
れている。

さらに、前記ディスクボス２５のねじ孔２５ｃは螺合さ
れた固定ねじ２６により、前記ディスクボス２５と回転
軸３とは、−層強固に固定されている。

前記回路基板８の一面には、階段状に延びる形状をなす
取付部材２７が、取付ビス２８によって固定されており
、この取付部材２７の端部に設けられたＬＥＤよりなる
発光体９は、前記回転円板４に形成された回転スリット
４ａを介して前記受光体６に対して平行光線を供給する
ことができるように、前記受光体６に対応して配設され
ている。

前記発光体９は、第４図又は第５図に示されるように構
成され、まず、第４図の場合には、発光体９の下部にレ
ンズ９ａが設けられ、発光体９から発光した光が点線で
示すようにほぼ平行な状態で、回転スリット４ａ及び固
定スリット板５の固定スリット　（図示せず）を介して
受光体６に到達するように構成されている。

又、第５図の場合には、発光体９が複数の発光素子集合
体より構成されており、点線にて示されるように、発光
体９から発光した光がほぼ平行な状態で、回転スリット
４ａ及び固定スリット板５の固定スリット　（図示せず
）を介して受光体６に到達するように構成されている。

尚、前述の受光体６は、第４図及び第５図に示す構成に
限らず、平行光線を発光することができる市販のＬＥＤ
発光体を用いることもできる。

前記取付部材２７に形成された凹部２７ａには、前記回
転円板４の外周及び前記受光体６が位置している。

前記基台１には、前記回転軸３の端部３ａを貫通して案
内するための貫通孔３０ａを有するカバ一部材３０が着
脱可能に取付けられ、このカバー部材３０の前記発光体
９に対応する部分には、突出部３０ｂが形成され、この
突出部３０ｂにより前記発光体９の突出を逃げて構成さ
れている。

さらに、第１図で示されるブロック図において、受光体
６から得られた出力信号６ａは増巾回路４０によって増
巾された後、微分回路４１及び反転ｆ＆微分回路４２を
介してき成回路４３にて連続した電圧レベル値よりなる
速度制御信号４３ａが得られるように構成され、前記各
微分回路４１及び４２並びに合成回路４３とによって速
度制御信号作成回路部４５を構成している。

本発明によるエンコーダは、前述したように構成されて
おり、以下に、その動作について説明する。

まず、第１図の状態で、ステータ巻線２０に駆動電源を
供給してロータ２２を回転すると、回転軸３及び回転円
板４が回転し、発光体９からの平行光線が回転円板４の
回転スリット４ａ及び固定スリブＩ・板５の固定スリッ
ト　（図示せず）を介して受光体６に入光する。

前述の場合、発光体９から発光される光が平行光線であ
るため、回転スリット４ａを介して固定スリットを通過
する光量は、理論的に決まる回転円板４の回転スリット
４ａと固定スリットの透過面積に比例することになり、
回転円板４の回転スリット４ａの明暗ピッチと固定スリ
ットのスリット幅が同じ場合、固定スリットの両端にお
ける光のまわり込みが殆ど起こらず、受光体６かち得ら
れる三角波信号６ａは、第２図の（Ａ）のように、極め
てシャープな三角波形状となり、増巾回路４０で増巾さ
れた後、微分回路４１及び反転後微分回路４２により微
分されて、第２図の（Ｂ）及び（Ｃ）にて示す電圧信号
となる０次に、合成回路４３によって各電圧信号（Ｂ）
及び（Ｃ）を合成することにより、第２図の（Ｄ）で示
す所要の電圧レベル値を有する速度制御信号４３ａが得
られる。

従って、この速度制御信号４３ａをモータ３１に帰還し
てモータ３１の回転速度を制御し、モータ３１を一定速
度に保持することができる。

ｇ１発明の効果 本発明によるエンコーダは、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、発光体からの光が平行光線であるため、固定
スリットを通過する光量は、理論的に決まる回転ディス
クと固定スリットの透過面精に比例することになり、固
定スリットの両端における光のまわり込みがなく、受光
体から得られたシャープな形状の三角波信号が得られ、
微分することによって高精度の速度制御信号を得ること
ができる。

従って、モータエンコーダの速度制御の精度を大巾に向
上させることができ、各種電子機器の回転精度を大巾に
向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５国道は、本発明によるエンコーダを示す
もので、第１図はブロック図、第２図は第１図における
各部の波形を示す波形図、第３図は断面図、第４図は第
１図における要部の構成図、第５図は第４図の他の実施
例を示す構成図、第６図は従来の発光体を示す構成図で
ある。 １は基台、２は軸受、３は回転軸、４は回転円板、４ａ
は回転スリット、６は受光体、６ａは三角波信号、９は
発光体、４３ａは速度制御信号、４５は速度制御信号作
成回路部である。 第３図 （１）はＭ台 （２）は軸受 （３）は回転軸 （４）は回転円板 （６）１ま受光体 （８）は回路基板 （８０）は案内孔 （９）ｌよ発光体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基台（１）に配設された軸受（２）に回転自在に設けら
   れた回転軸（３）と、前記回転軸（３）に固定され複数
   の回転スリット（４ａ）を有する回転円板（４）と、前
   記回転円板（４）の一面側に配設され平行光線を発光す
   る発光体（９）と、前記回転円板（４）の他面側に配設
   され前記発光体（９）と対向配設された固定スリットを
   有する受光体（６）と、前記受光体（６）から得られた
   三角波信号（６ａ）を入力するための速度制御信号作成
   回路部（４５）とを備え、前記三角波信号（６ａ）の直
   線部分を用いて前記速度制御信号作成回路部（４５）に
   より電圧レベル値からなる速度制御信号（４３ａ）を得
   るようにしたことを特徴とするエンコーダ。