JPH0230727Y2

JPH0230727Y2 -

Info

Publication number: JPH0230727Y2
Application number: JP1983100273U
Authority: JP
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1990-08-20
Also published as: JPS608913U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、発光素子及び受光素子と被検出部
との間の光の授受を光フアイバを用いて行なわせ
ることにより、被検出部の状態を検出するように
した光センサに関するものである。

一般に、回転軸の回転数やスライド体の移動量
等を検出するのに用いる光学式のロータリエンコ
ーダには、光反射型と光透過型のものがある。第
１図、第２図は光反射型のロータリエンコーダを
示したもので、図中、１は図示を省略した回転軸
に取り付けられた円盤、２は円盤１の周縁部に周
方向に等ピツチで形成された反射面、３は反射面
２，２間に形成された非反射面である。また、４
は円盤１の周縁部に近接して配設された光セン
サ、４ａは光センサ４の本体である素子取付部
材、５，６は素子取付部材に穿設された取付孔で
ある。この取付孔５内にはLED等の発光素子７
が嵌着され、取付孔６内には受光素子８が嵌着さ
れていて、円盤１の反射面２が取付孔５，６に対
向したとき、発光素子７から出た光が反射面２で
反射し受光素子８に入射するようになつている。

ところで、このようなロータリエンコーダの光
センサにおいては、発光素子７から出た光が反射
面２で放射方向に反射するため、反射光の多くは
受光素子に到達しないものであつた。このため、
受光素子から出力される信号のローレベルとハイ
レベルとの差が少なくなり、分解能が低くなると
いう問題があつた。また、光センサはロータと共
に１つのケース内に組み込まれているため、簡易
に取り外して補修点検等を行なうことができない
という問題があつた。しかも、これらの問題は、
ロータリエンコーダに用いられている光センサに
限らず他の機器に取り付けられた光センサにあつ
ても生じていた。

そこで、この考案は、分解能が高く、補修点検
を簡易に行ない得る光センサを提供することを目
的とするものである。

この目的を達成するため、この考案は、並設さ
れた２本の入力用光フアイバ及びこれらの間に配
設された出力用光フアイバをケース本体に保持さ
せ、前記各光フアイバの一端面を揃えて被検出部
に対向させ、前記各光フアイバの他端面を前記ケ
ース本体の外表面側に露出させると共に、前記ケ
ース本体に素子取付ケースを前記各光フアイバの
他端面を覆うように且つ着脱可能に装着し、前記
出力用光フアイバの他端面に対向させた発光素子
と前記各入力用光フアイバの他端面に対向させた
受光素子とを前記素子取付ケースに装着した光セ
ンサとしたことを特徴とするものである。

以下、この考案を第３図〜第１０図に基づいて
説明する。

第３図〜第５図において、９はケース本体、１
０は素子取付ケースである。このケース本体９に
は第５図の如く、上面９ａに開口する円形のロー
タ室１１と、ロータ室１１の中心と中心が一致す
る軸挿通孔１２と、ロータ室１１の内周面及びケ
ース本体９の一側面９ｂ（外表面）に開口する嵌
着孔１３とが形成されている。上面９ａの四隅に
は係止突起１４が上方に向けて突設されている。
この係止突起１４は上面９ａに密接させた蓋体１
５の四隅に係止孔１５ａに嵌着させられている。
これによつて蓋体１５はケース本体９に固定され
ていると共にロータ室１１の上端開口部を閉成し
ている。

ロータ室１１内には軸挿通孔１２に挿通したロ
ータ取付軸１６の一端部が同心に配設されてい
る。このロータ取付軸１６はケース本体９にベア
リング１７を介して回転自在に支持されている。
このロータ取付軸１６の一端部にはロータ室１１
内に配設した筒状のロータ１８が固定され、この
ロータ１８の周縁部である周面には反射面１９と
非反射面２０とが周方向に等ピツチで交互に形成
されている。

嵌着孔１３内には第６図、第７図に示したフア
イバ取付駒２１が嵌着させられている。このフア
イバ取付駒２１には、ロータ１８に対向する対向
面２１ａとこれとは反射側の外側面２１ｂ及び上
面２１ｃに開口する３つの分岐溝２２，２３，２
４が形成されている。

分岐溝２２，２３，２４の一端は対向面２１ａ
側の中央で集合させられている。そして、中央の
分岐溝２３の底部側には出力用の光フアイバ２５
が配設され、分岐溝２２，２４の底部には入力用
の光フアイバ２６，２７が配設されており、各分
岐溝２２〜２４の上部側にはフアイバ固定用の樹
脂２８が充填されている。このようにして、各光
フアイバ２５〜２７の一端面は第４図の如く対向
面２１ａ側で揃えられていると共にロータ１８の
周面に対向させられている。しかも、各光フアイ
バ２５〜２７の一端面は、図から明らかな如く、
対向面２１ａに平行なロータ１８の接線と平行な
方向に並設されている。また、フアイバ取付駒２
１の両側部には外側面２１ｂ及び両側面２１ｄ，
２１ｅに開口する溝２９，３０が形成されてい
る。

ケース本体９の一側面９ｂの両側部には係合ピ
ン３１，３２が突設され、素子取付ケース１０の
両側部にはピン係合孔３３，３４が穿設されてい
て、このピン係合孔３３，３４には係合ピン３
１，３２が嵌着させられている。また、素子取付
ケース１０の側面１０ａは一側面９ｂに対向し、
この側面１０ａの両側部に突設した係合突部３
５，３６は溝２９，３０に係合させられている。
このような構造により、素子取付ケース１０は、
ケース本体９に着脱可能に取り付けられていると
共に、光フアイバ２５〜２７の他端側すなわちケ
ース本体９の外表面側への露出部を覆つている。

３７，３８，３９は側面１０ａに開口する凹部
である。この凹部３７，３９には光フアイバ２
６，２７の他端面に対向する受光素子４０，４１
が取り付けられ、凹部３８には光フアイバ２５の
他端面に対向する発光素子４２が取り付けられて
いる（第８図参照）。

次に、このような構成のロータリエンコーダの
光センサの作用及び組付等につき他の設定条件と
共に説明する。

出力用の光フアイバ２５の一端面から出た光が
反射面１９で反射した後、入力用の光フアイバ２
６，２７に入射する範囲は、第９図中、それぞれ
R₁，R₂で示される。

今、ロータ１８が図中矢印方向に回転している
と仮定する。また、有効反射範囲R₁が非反射面
２０の中央部にあるときに、有効範囲R₂の左半
分が反射面１９によつて占められ、且つ、有効範
囲R₂の右半分が非反射面２０によつて占められ
るように設定する。

このような条件下において、発光素子４２から
出た光は、光フアイバ２５を介してロータ１８の
周面に対し投光される。そして、この光は、ロー
タ１８の回転に伴なつて間欠的に反射面１９に当
つて反射させられる。この反射光の一部は光フア
イバ２６を介して受光素子４０に入力され、その
残りは光フアイバ２７を介して受光素子４１に入
力される。これによつて、受光素子４１からは第
１０図に示した出力波形４３が得られ、受光素子
４０からは出力波形４３に対して90度の位相がず
れた出力波形４４が得られる。第１０中、４３′，
４４′は出力波形４３，４４を波形整形したパル
ス波形である。

一方、ロータ１８が逆転すると出力波形４３，
４４の発生順序が逆になるので、ロータ１８の回
転方向を正確に知ることができる。しかも、この
２つの出力波形４３，４４を重合させれば、反射
面１９と非反射面２０のピツチが微小であつて
も、大きな出力レベルを得ることができるからハ
イレベルとローレベルの出力差が増大し、分解能
を向上させることができる。

また、ケース本体９に素子取付ケース１０を取
り付けるには、係合ピン３１，３２をピン係合孔
３３，３４に挿入すると共に、係合突部３５，３
６を溝２９，３０に挿入すればよい。一方、この
逆の手順を行なうことにより素子取付ケース１０
をケース本体９から容易に取り外すことができる
から、発光素子４２、受光素子４０，４１の交換
や補修点検が容易となる。

上述したロータ以外の部分から構成される光セ
ンサはロータリエンコーダ以外のエンコーダや、
これ以外の目的のためのセンサとしても用いるこ
とができる。

この考案は、以上説明したように、並設された
２本の入力用光フアイバ及びこれらの間に配設さ
れた出力用光フアイバをケース本体に保持させ、
前記各光フアイバの一端面を一直線上に揃えて被
検出部に対向させ、前記各光フアイバの他端面を
前記ケース本体の外表面側に露出させると共に、
前記ケース本体に素子取付ケースを前記各光フア
イバの他端面を覆うように且つ着脱可能に装着
し、前記出力用光フアイバの他端面に対向させた
発光素子と前記各入力用光フアイバの他端面に対
向させた受光素子とを前記素子取付ケースに装着
した光センサとしたので、２本の入力用光フアイ
バに対応する２つの受光素子からの出力を重合す
れば、大きな出力レベルを得ることができる。こ
の結果、例えば、反射面と非反射面とを備えるロ
ータを被検出部とした場合ロータの反射面の非反
射面のピツチが微小であつてもローレベルとハイ
レベルの出力差が増大し、分解能を向上させるこ
とができる。しかも、素子取付ケースをケース本
体に対して引つ張るのみでケース本体から取り外
せるので、光フアイバと発光素子、受光素子とを
簡易に分離できる。この結果、発光素子、受光素
子の補修点検を簡易に行なうことができる。

また、光フアイバの端面を一直線上に揃えるこ
とにより、例えば三角形に配置するよりも、受光
範囲どうしの重合を避けて投光範囲を有効にカバ
ーすることができ、受光量を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光センサを備える反射型のロー
タリエンコーダの説明図、第２図は第１図の要部
拡大断面図、第３図はこの考案に係る光センサを
備えるロータリエンコーダの部分分解斜視図、第
４図はこの考案に係る光センサを備えるロータリ
エンコーダの平面図、第５図は第４図の−線
に沿う断面図、第６図及び第７図は第５図に示し
たフアイバ取付駒の斜視図、第８図は第３図に示
した素子取付ケースの斜視図、第９図はこの考案
の光センサの作動説明図、第１０図はこの考案の
出力波形を表わす図である。９……ケース本体、１０……素子取付ケース、
１６……ロータ取付軸、１８……ロータ（被検出
部）、１９…反射面、２０……非反射面、２５…
…光フアイバ（出力用）、２６，２７……光フア
イバ（入力用）、２９，３０……溝、３１，３２
……係合ピン、３３，３４……係合孔、３５，３
６……係合突部、４０，４１……受光素子、４２
……発光素子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

並設された２本の入力用光フアイバ及びこれら
の間に配設された出力用光フアイバをケース本体
に保持させ、前記各光フアイバの一端面を一直線
上に揃えて被検出部に対向させ、前記各光フアイ
バの他端面を前記ケース本体の外表面に露出させ
ると共に、前記ケース本体に素子取付ケースを前
記各光フアイバの他端面を覆うように且つ着脱可
能に装着し、前記出力用光フアイバの他端面に対
向させた発光素子と前記各入力用光フアイバの他
端面に対向させた受光素子とを前記素子取付ケー
スに装着したことを特徴とする光センサ。