JPH0511020U - 光学式ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子と受光素子をプリント基板に導通さ
せるためのはんだ付け作業を簡略化すると共に、発光素
子と受光素子およびコード板間の位置決めを簡略化す
る。 【構成】 導体板１４をインサート成形したエンコーダ
ケース９に複数の凹部２２と軸孔１９とを形成し、発光
素子１２と受光素子１３を凹部２２に圧入してそれぞれ
の端子１２ａ，１３ａを導体板１４に接続させると共
に、軸孔１９にコード板１０を軸支させ、エンコーダケ
ース９より突出する導体板１４をプリント基板６の配線
パターンにはんだ付けする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、Ｘ−Ｙ座標入力装置等に回転量検出手段として用いられる光学式ロ ータリエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】

マウス等に用いられる光学式ロータリエンコーダは、周方向に所定ピッチで配 列されたスリットを有するコード板と、このコード板の中心に固着され被回転体 の回転に伴って回転する回転軸と、コード板を介して対向配置された発光素子お よび受光素子とで概略構成されており、被回転体の回転量を検出する素子として Ｘ−Ｙ座標入力装置等の各種装置に用いられる。

【０００３】 従来、光学式ロータリエンコーダを装置に組み込む場合は、回転軸と一体のコ ード板を軸受に支承すると共に、ＬＥＤ等からなる発光素子とフォトトランジス タ等からなる受光素子との対を２組、合計４素子をプリント基板にはんだ付けし 、一方の発光素子と受光素子の対でＡ相信号を検出し、他方の発光素子と受光素 子の対でＡ相信号に対して９０度の位相差をもつＢ相信号を検出するようにして いた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述した従来の光学式ロータリエンコーダでは、コード板に形 成された一列のスリット群について発光素子と受光素子の対を２組、合計で４個 の素子を必要とし、これらの素子に備えられる２本の端子をプリント基板の配線 パターンにはんだ付けしなければならないため、合計で８本分の端子のはんだ付 け作業とチェック作業が必要となり、組立作業性が悪いという問題があった。ま た、１組の発光素子と受光素子間の光軸合わせや２組の発光素子と受光素子間の 位置合わせ、あるいは、各素子とコード板間の位置合わせ等の多くの調整作業を 必要とするため、この点からも組立作業性が悪いという問題があった。

【０００５】 本考案は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであって、その目 的は、はんだ付け作業や位置調整作業の簡略化を図り、組立作業性に優れた光学 式ロータリエンコーダを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、周方向に配列された複数のスリットを 有する回転自在なコード板と、このコード板を介して対向配置された発光素子お よび受光素子と、これら発光素子および受光素子の配線パターンを有するプリン ト基板とを備えた光学式ロータリエンコーダにおいて、位置決め用凹部と軸受部 とを有する合成樹脂製のエンコーダケースに導体板をインサート成形し、この導 体板を前記プリント基板の配線パターンにはんだ付けし、前記発光素子と受光素 子を前記凹部に圧入して前記導体板に接触させ、前記コード板を前記軸受部に支 承させたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

上記手段によれば、各発光素子と受光素子相互間の位置合わせや各素子とコー ト板間の位置合わせを、エンコーダケースに設けた凹部と軸受部とを利用して行 うことができる。また、プリント基板と各素子間がエンコーダケースにインサー ト成形された導体板を介して電気的に接続されるため、導体板を回路化すること により、接続に必要なはんだ付け箇所を削減できる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。図１は本考案の一実施例に係 る光学式ロータリエンコーダを適用したＸ−Ｙ座標入力装置の分解斜視図、図２ は図１のＸ−Ｙ座標入力装置の動作原理を示す説明図、図３は図１の光学式ロー タリエンコーダに備えられるエンコーダケースの底面図、図４は図３のＡ−Ａ線 に沿う断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６は図３のエンコーダケ ースにインサート成形された導体板の配線状態を示す説明図、図７はその導体板 と検出素子の接続状態を示す説明図、図８は検出素子の結線状態を示す回路図、 図９はコード板の正面図である。

【０００９】 図１に示すように、本実施例に係るＸ−Ｙ座標入力装置は、図示省略した上ケ ースとの接合によってケーシングを形成する下ケース１を備え、該下ケース１の 底面に穿設した係止孔２には開口３を有する蓋体４が装着されている。下ケース １の内底面には透孔５を有するプリント基板６が固着されており、該プリント基 板６上には前記透孔５を覆うようにカバー体７が固着されている。このカバー体 ７と前記蓋体４間にはボール８が回動自在に保持されており、蓋体４が下ケース １に装着された状態でボール８の一部は開口３より露出し、蓋体４が下ケース１ から脱着された状態でボール８を係止孔２より取り出すことができるようになっ ている。

【００１０】 前記カバー体７には光学式ロータリエンコーダの外殻を形成する一対のエンコ ーダケース９が係止・固定され、これらエンコーダケース９には一端にコード板 １０を有する回転軸１１がそれぞれ回転自在に支承されると共に、Ａ相信号検出 用の発光素子１２と受光素子１３の対と、Ｂ相信号検出用の発光素子１２と受光 素子１３の対がそれぞれコード板１０を介して対向するように圧入・固定されて いる。発光素子１２としては例えばＬＥＤが、受光素子１３としては例えばフォ トトランジスタが用いられており、これらは公知のように２本の端子１２ａ，１ ３ａを有しており、該端子１２ａ，１３ａは前記エンコーダケース９にインサー ト成形された導体板１４とエンコーダケース９内で接続されている。この導体板 １４はエンコーダケース９内で回路化されており（この点については後述する） 、その一部はエンコーダケース９の外部に延出して前記プリント基板６の配線パ ターンにはんだ付けされている。さらに、前記カバー体７内には付勢ローラ１５ と線ばね１６が収納されており、該付勢ローラ１５は線ばね１６の弾発力によっ て前記ボール８に圧接されている。図２から明らかなように、前記両回転軸１１ は互いの軸線が直交するように配置されており、これらの軸線に対して約４５度 の方向から付勢される付勢ローラ１５によって両回転軸１１はボール８と接して いる。

【００１１】 このように構成されたＸ−Ｙ座標入力装置の使用に際しては、オペレータがケ ーシングを把持してこれを図示せぬベース上で移動すると、ベースとの摩擦によ ってボール８が回転し、そのボール８の回転によって回転軸１１とコード板１０ が一体となって回転する。コード板１０には周方向に沿って多数のスリットが所 定ピッチで形成されており、コード板１０が回転すると、発光素子１２から発せ られて受光素子１３に至る光が各スリット群によって交互に遮断もしくは透過さ れるため、受光素子１３から得られる出力信号を演算することにより、ボール８ の移動量のＸ方向成分とＹ方向成分が両光学式ロータリエンコーダから検出され 、その検出信号を図示せぬホストコンピュータに送出することでスクリーン上の カーソルがケーシングの移動方向に移動制御される。

【００１２】 次に、図３〜図９に基づいて前述した光学式ロータリエンコーダの詳細につい て説明する。図３〜図５に示すように、前記エンコーダケース９は軸収納部１７ と位置決め部１８とを有し、該位置決め部１８の中央には、軸孔１９が穿設され た軸受壁２０と長溝２１とが形成されている。また、位置決め部１８には、前記 長溝２１を介して片側で４個、両側で合計８個の凹部２２が形成されると共に、 片側４個の凹部２２と長溝２１とを分離する遮光壁２７が形成されており、この 遮光壁２７には各々の凹部２２の所定位置に対応して、光の透過を可能ならしめ る透孔２８が穿設されている。そして、この透孔２８により、コード板１０が回 転した時に２つの受光素子１３から得られる２種類の信号、すなわち、Ａ相信号 とＢ相信号の位相差が確実に９０度得られる。換言すれば、発光素子１２から発 せられ長溝２１側に向かう光の位置を前記透孔２８が規制している。さらに、位 置決め部１８には、前記導体板１４がインサート形成されている。本実施例の場 合、５本の導体板１４が用いられており、これらに便宜上Ｐ₁〜Ｐ₅の符号を付す と、各導体板１４は図６に示すようにエンコーダケース９内で回路化され、Ｐ₁ 〜Ｐ₄で示す導体板１４の一端がエンコーダケース９から外部に突出して前記プ リント基板６の配線パターンにはんだ付けされるようになっている。また、各導 体板１４は接続用の孔２３を有し、これら孔２３は前記凹部２２の底面に露出し ている。

【００１３】 図９に示すように、前記コード板１０の内周側にはピッチ間隔が大きなスリッ ト２４群が、外周側にはピッチ間隔が小さいスリット２５群がそれぞれ形成され ており、またコード板１０の中心には突起２６が形成されている。このコード板 １０と前記回転軸１１とは合成樹脂材を用いて一体成形されており、図５の２点 鎖線で示すように、前記突起２６を前記軸受壁２０の軸孔１９に挿入することに より、コード板１０は軸孔１９を支点として長溝２１内を回転するように支承さ れている。

【００１４】 前記発光素子１２は図３の右側の凹部２２内に、前記受光素子１３は図３の左 側の凹部２２内にそれぞれ選択的に圧入・固定されるようになっている。すなわ ち、本実施例ではコード板１０に配列ピッチが異なる２種類のスリット２４，２ ５群を形成してあるため、例えば分解能の高い光学式ロータリエンコーダを提供 する場合は、図３の右側の上下両端の凹部２２に発光素子１２を圧入すると共に 左側の上下両端の凹部２２に受光素子１３を圧入し（図６の実線で示す位置）、 分解能がそれよりも低い光学式ロータリエンコーダを提供する場合は、図３の右 側の中央２箇所の凹部２２に発光素子１２を圧入すると共に左側の中央２箇所の 凹部２２に受光素子１３を圧入する（図６の破線で示す位置）。このように、発 光素子１２と受光素子１３とを凹部２２内に圧入すると、図７に示すように、両 素子１２，１３のそれぞれの端子１２ａ，１３ａが前記導体板１４の孔２３内に 挿入され、それによって両素子１２，１３と導体板１４とが導通され、各素子１ ２，１３は図８の回路図に示すように結線される。したがって、それぞれ２本ず つの端子１２ａ，１３ａを有する発光素子１２と受光素子１３を合計で４素子用 いているにも拘らず、４本の導体板１４（Ｐ₁〜Ｐ₄）をプリント基板６の配線パ ターンにはんだ付けすることより、各素子１２，１３をプリント基板６と電気的 に接続させることができる。また、各素子１２，１３を凹部２２に圧入すること によって、各素子１２，１３相互間の位置決めとコード板１０に対する各素子１ ２，１３の位置決めとをそれぞれ行うことができるため、煩雑な位置調整作業を 簡略することができる。

【００１５】 このように、上記一実施例にあっては、エンコーダケース９にインサート成形 された複数の導体板１４を用いて該導体板１４に接続される発光素子１２と受光 素子１３を結線し、エンコーダケース９より突出する導体板１４をプリント基板 ６の配線パターンにはんだ付けするようにしたため、各素子１２，１３のそれぞ れの端子１２ａ，１３ａをプリント基板６の配線パターンにはんだ付けしていた 従来例に比べると、そのはんだ付け箇所を大幅に少なくでき、はんだ付けの良否 をチェックする作業時間も大幅に短縮できる。また、エンコーダケース９に、各 素子１２，１３を位置決めするための凹部２２とコード板１０を軸支するための 軸孔１９および、発光素子１２から発せられる光の量を絞り位置を規制する透孔 ２８とを形成したので、検出信号に位相差が得られるように配置する必要のある 各素子１２，１３相互間の位置決めはもちろんのこと、各素子１２，１３とコー ド板１０間の位置決めをも行うことができ、位置合わせのための調整作業を省略 することができる。さらに、コード板１０に配列ピッチが異なる２種類のスリッ ト２４，２５が形成すると共に、エンコーダケース９にこれら両スリット２４， ２５に対応する数の凹部２２を形成したため、これら凹部２２を選択して発光素 子１２と受光素子１３を圧入することにより、分解能の異なる２種類のＸ−Ｙ座 標入力装置を提供することができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、発光素子と受光素子をプリント基板に 導通させるためのはんだ付け作業を簡略化できるばかりでなく、発光素子と受光 素子相互間の位置決めやこれらの素子とコード板間の位置決めをエンコーダケー スによって行うことができ、組立作業性に優れた光学式ロータリエンコーダを提 供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る光学式ロータリエンコ
ーダが適用されたＸ−Ｙ座標入力装置の分解斜視図であ
る。

【図２】図１のＸ−Ｙ座標入力装置の動作原理を示す説
明図である。

【図３】図１の光学式ロータリエンコーダに備えられる
エンコーダケースの底面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図６】導体板の配線状態を示す説明図である。

【図７】図６の導体板と検出素子の接続状態を示す説明
図である。

【図８】検出素子の結線状態を示す回路図である。

【図９】コード板の正面図である。

【符号の説明】

１ 下ケース ３ 開口 ６ プリント基板 ７ カバー体 ８ ボール ９ エンコーダケース １０ コード板 １１ 回転軸 １２ 発光素子 １３ 受光素子 １２ａ，１３ａ 端子 １４ 導体板 １９ 軸孔（軸受部） ２１ 長溝 ２２ 凹部 ２３ 孔 ２４，２５ スリット

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 周方向に配列された複数のスリットを有
   する回転自在なコード板と、このコード板を介して対向
   配置された発光素子および受光素子と、これら発光素子
   および受光素子の配線パターンを有するプリント基板と
   を備えた光学式ロータリエンコーダにおいて、位置決め
   用凹部と軸受部とを有する合成樹脂製のエンコーダケー
   スに導体板をインサート成形し、この導体板を前記プリ
   ント基板の配線パターンにはんだ付けし、前記発光素子
   と受光素子を前記凹部に圧入して前記導体板に接触さ
   せ、前記コード板を前記軸受部に支承させたことを特徴
   とする光学式ロータリエンコーダ。