JPH0523038U - ロータリーエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検出体と容易かつ迅速に連結できるロータ
リーエンコーダを得ること。 【構成】 回転板１４が固定され本体１１の貫通穴内に
軸受を介して回転可能に配設された回転軸１３の中空部
１３ａ内に、被検出体２の出力軸２１が挿入され、一方
向又は互いに反対方向の回転のみを回転軸１３に伝達す
る少なくとも１個又は一対の一方向クラッチ３１，３２
を固定したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転角、回転速度などをパルス信号に変換して出力するロータリー エンコーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

所定の間隔で多数のスリットを設けてなる回転円板の両側に投光器と受光器を 対向配置し、回転板を回転してスリットを通過した投光器からの光を受光器で間 欠的に受光してパルス信号に変換することにより、電圧をパルス信号に変換した り、回転速度や回転角等を検出する回転式パルス発生器は、一般にロータリーエ ンコーダと呼ばれ、広く実用に供されている。

【０００３】 図６は実開昭６０−１２９６１６号公報に開示されたサーボモータの回転角を ロータリーエンコーダによりパルス信号に変換して出力する装置の斜視図、図７ はその要部の断面図である。図において、１はロータリーエンコーダ、２はサー ボモータである。ロータリーエンコーダ１において、１１は中心部に貫通穴を有 し、中央部には溝１２が設けられたドーナツ状の本体で、その貫通穴には軸受を 介して中空の回転軸１３が配置されており、この回転軸１３には、周縁近傍に等 間隔で多数のスリット１５が設けられた回転板１４が、本体１１の溝１２内を回 転しうるように固定されている。１６は回転板１４の一方の側において本体１１ に取付けられた投光器、１７は回転板１４の他方の側に投光器１６と対向して本 体１１に取付けられた例えばホトトランジスタの如き受光器である。１８はロー タリーエンコーダを構成する電子回路、電子部品等が設けられたプリント基板で 、スタッドにより本体１１に固定されている。１９は本体１１のサーボモータ２ と対向する面に設けたねじ穴、２０はこのねじ穴１９に螺入された位置決めピン である。

【０００４】 サーボモータ２において、２１は出力軸で、ロータリーエンコーダ１の回転軸 １３に挿通され、回転軸１３に螺合したねじ２３の先端部を出力軸２１に設けた 凹部２２と係合させることにより、両者を一体に結合している。２４は位置決め ピン２０が軸方向に摺動可能に嵌入される貫通穴２５を有し、サーボモータ２の 端面に固定された金具である。

【０００５】 上記のような従来のロータリーエンコーダ１は、位置決めピン２０を金具２４ の貫通穴２５に嵌入することによりサーボモータ２に対して回転が阻止されてい るので、サーボモータ２の出力軸２１が回転すると、その回転は回転軸１３を介 して回転板１４に伝えられ、回転板１４が投光器１６と受光器１７との間を回転 することにより、投光器１６からの光はスリット１５により間欠的に受光器１７ で受光され、パルス信号に変換される。そして、これを出力することによりサー ボモータ２の回転角や回転速度などを測定することができる。なお、このパルス 信号は、出力軸２１が正逆いずれの方向に回転しても同じ波形が得られる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来のロータリーエンコーダにおいては、ロータリーエンコーダ １の回転軸１３に設けた貫通穴をサーボモータ２の出力軸２１に嵌入すると共に 、位置決めピン２０を金具２４の貫通穴２５に嵌入し、回転軸１３に螺合したね じ２３を出力軸２１に設けた凹部２２に係合させて両者を一体に結合するように しているので、ロータリーエンコーダ１の着脱がきわめて面倒であり、その上度 々着脱するうちにねじ２３が緩くなって確実に固定できなくなるなど、種々問題 があった。

【０００７】 本考案は、上記の課題を解決するためになされたもので、ねじを使用せず被検 出体への着脱がきわめて容易なロータリーエンコーダを得ることを目的としたも のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るロータリーエンコーダは、回転板が固定され本体の貫通穴内に軸 受を介して回転可能に配設された回転軸の中空部内に、被検出体の出力軸が挿入 される少なくとも１個の一方向クラッチを固定したものである。 また、回転軸の中空部内に、互いに反対方向の回転のみを回転軸に伝達する一 対の一方向クラッチを固定したものである。

【０００９】

【作用】

ロータリーエンコーダの回転軸に固定した一方向クラッチの中心穴に、被検出 体の出力軸を挿入してワンタッチで両者を連結する。そして、被検出体が回転す ると、一方向クラッチがその回転を回転軸を介して回転板に伝達し、被検出体の 回転角、回転速度などを検出する。 また、互いに反対方向の回転のみを伝達する一対の一方向クラッチを設けた場 合は、被検出体が一方向に回転すると、第１の一方向クラッチがその回転を回転 軸を介して回転板に伝達し、被検出体が反対方向に回転すると、第２の一方向ク ラッチがその回転を回転軸を介して回転板に伝達して被検出体の回転角、回転速 度などを検出する。これらの場合、他方の一方向クラッチは空転し、被検出体の 回転に影響を与えない。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案に係るロータリーエンコーダの実施例を示す断面図で、サーボモ ータに取付けた状態を示す。図２は図１の要部の分解斜視図である。なお、図７ で説明した従来例と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。 ３１，３２は回転軸１３の貫通穴１３ａ内に、スペーサ３１ａを介して配置さ れた第１、第２の一方向クラッチで、しまり嵌めにより貫通穴１３ａに固定され ており、互いに反対方向の回転を伝達するように構成されている。

【００１１】 図３、図４は本考案に使用する一方向クラッチ３１，３２の作用を説明するた めの原理的説明図、図５は図３の要部実施例の断面図である。図３及び図５にお いて、３１は第１の一方向クラッチで、３３は外輪、３８は保護環、４０はばね 、４１は保護環３８に保持された複数個のローラである。外輪３３の内周面には 長さ方向にかつ等間隔で複数個（図には６個示してある）の凹部３４が設けられ ており、この凹部３４は内周の一方の側（図の矢印ａの側）に設けたゆるやかな 円弧部３６と、他方の側に設けた急激な円弧部３７とからなっている。また、外 輪３３の外周面には凹部３４に対応した突出部３５が突設され、まわり止めを形 成している。

【００１２】 ３８はローラ４１を保持する中空の保護環で、内周面にはローラ４１の一部が 露出するスリット３９が設けられている。４０は一端がローラ４１に当接し、外 輪３３と保護環３８との間を延出されたのち１８０゜折曲げられ、さらにスリッ ト３９内においてほぼ９０゜折曲げられて、他端が同じローラ４１に当接するば ねで、ローラ４１はこのばね４０により常時矢印ａ方向に付勢されている。 ４２は保護環３８の中空部内に嵌入された軸で、凹部３４の最浅部と軸４２と の間隙ｇ₁ はローラ４０の径ｄより小さく（ｄ＞ｇ₁ ）、最深部と軸４２との間 隙ｇ₂ はローラ４２の径ｄより大きく（ｄ＜ｇ₂ ）形成されている。

【００１３】 上記のように構成した一方向クラッチにおいて、ローラ４１はばね４０により 常時矢印ａ方向に付勢されており、軸４２を保護環３８の中空部に挿入すると、 その外周面はローラ４１の露出部に摺接する。いま、軸４２が矢印ａ方向に回転 すると、これに摺接するローラ４１は矢印ｃ方向に自転しながら保護環３８内を 矢印ａ方向に移動し、凹部３４の最浅部に達する。 凹部３４の最浅部ではｄ＞ｇ₁ なのでローラ４１はそれ以上移動できず、その 位置に停止して外輪３３と軸４２との間に保持される。そのため、軸４２、ロー ラ４１及び外輪３３は一体的に連結され、外輪３３は軸４２と同方向、したがっ て矢印ａ方向に回転する。

【００１４】 また、軸４２が矢印ｂ方向に回転すると、これに摺接するローラ４１は矢印ｅ 方向に自転しながら矢印ｂ方向に移動し、凹部３４の最深部に達する。このとき 、ｄ＜ｇ₂ なのでローラ４１は空転する。この結果、軸４２のみが矢印ｂ方向に 回転し、その回転は外輪３３には伝達されず、外輪３３はその位置に静止してい る。

【００１５】 図４は第２の一方向クラッチ３２の原理的説明図で、外輪３３ａに設けた凹部 ３４ａは、第１の一方向クラッチ３１とは反対に、矢印ｂ側に設けたゆるやかな 円弧部３６ａと、他方の側に設けた急激な円弧部３７ａとによって形成されてお り、その具体的実施例は図５の実施例に対応した構成になっている。いま、軸４ ２が矢印ｂ方向に回転したときはその回転が外輪３３ａに伝達されるが、矢印ａ 方向に回転したときは、その回転は外輪３３ａには伝達されない。

【００１６】 次に、再び図１、図２により本考案の作用を説明する。先ず、ロータリーエン コーダ１の回転軸１３の貫通穴１３ａ内に固定した一方向クラッチ３１，３２の 保護環３８の中空部をサーボモータ２の出力軸２１に嵌入すると共に、位置決め ピン２０を金具２４の貫通穴２５に嵌入する。 サーボモータ２が駆動されて出力軸２１が例えば矢印ａ方向に回転すると、第 １の一方向クラッチ３１は図３で説明したようにその回転が外輪３３に伝達され 、外輪３３が固定された回転軸１３及びこれに取付けられた回転板１４を矢印ａ 方向に回転させて、前述のように出力軸２１の回転に対応したパルス信号を出力 する。 なお、このとき第２の一方向クラッチ３２は図４で説明したように空転し、出 力軸２１の回転には支障を与えない。

【００１７】 次に、サーボモータ２が反対方向に回転してその出力軸２１が矢印ｂ方向に回 転すると、第２の一方向クラッチ３２が作動して回転軸１３を駆動し、回転板１ ４を矢印ｂ方向に回転させる。このとき、第１の一方向クラッチ３１は空転する 。

【００１８】 上記の説明では、ロータリーエンコーダ１の回転軸１３内に、伝達する回転方 向の異なる２個の一方向クラッチ３１，３２を装着した例を示したが、１個の外 輪の中央から一方の側に例えばａ方向の回転を伝達する凹部３４を設け、他方の 側にこれと反対方向（ｂ方向）の回転を伝達する凹部３４ａを設けて、それぞれ ローラ４１を設けてもよい。しかし、一方向クラッチ３１，３２は図３、図４の 実施例又は上記の実施例の構造に限定するものではなく、他の構造の一方向クラ ッチを使用してもよい。 また、互いに反対方向の回転のみを伝達する一対の一方向クラッチ３１，３２ を使用した例を示したが、被検出体が一方向のみに回転する場合は、１個の一方 向クラッチを設けてもよい。

【００１９】 さらに、上記の実施例では光電式ロータリーエンコーダに本考案を実施した場 合を示したが、回転板などに設けた磁気マークの磁束を磁気抵抗素子で検出して サーボモータ等の回転角や回転速度などを検出する磁気式ロータリーエンコーダ にも本考案を実施することができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案は、光電式又は磁気式のロータリーエ ンコーダにおいて、一方向又は正逆方向に回転する被検出体との連結部に、一方 向又は互いに反対方向の回転を伝達する一対の一方向クラッチを設け、この一方 向クラッチに被検出体の出力軸を嵌入してその回転角や回転速度などを検出する ようにしたので、被検出体の出力軸とロータリーエンコーダとの連結にねじ等を 必要とせず、単に一方向クラッチに出力軸を差込むだけでよく、両者をワンタッ チで結合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るロータリーエンコーダの実施例を
サーボモータに連結した状態を示す断面図である。

【図２】図１の要部の斜視図である。

【図３】本考案に係る一方の一方向クラッチの原理的説
明図である。

【図４】本考案に係る他方の一方向クラッチの原理的説
明図である。

【図５】図３の要部の実施例を示す断面図である。

【図６】従来のロータリーエンコーダをサーボモータに
連結した状態を示す斜視図である。

【図７】図５のロータリーエンコーダの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータリーエンコーダ ２ サーボモータ １１ 本体 １２ 溝 １３ 回転軸 １４ 回転板 ２１ 出力軸 ３１ 第１の一方向クラッチ ３２ 第２の一方向クラッチ ３３，３３ａ 外輪 ３４，３４ａ 凹部 ３８ 保護環 ３９ スリット ４０ ばね ４１ ローラ ４２ 軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転板が固定された中空の回転軸が軸受
   を介して本体に配設され、前記回転軸の中空部に被検出
   体の出力軸を挿入して前記被検出体の回転角、回転速度
   などをパルス信号に変換して出力するロータリーエンコ
   ーダにおいて、 前記回転軸の中空部内に、前記被検出体の出力軸が挿入
   される少なくとも１個の一方向クラッチを固定したこと
   を特徴とするロータリーエンコーダ。
2. 【請求項２】 回転軸の中空部内に、互いに反対方向の
   回転のみを該回転軸に伝達する一対の一方向クラッチを
   固定したことを特徴とする請求項１記載のロータリーエ
   ンコーダ。