JPH0527616U - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリエンコーダにおいて回転パルス信号
出力部と回転パルス信号検出部との間隙設定を容易化
し、且つ動作温度の変化に対しても回転パルス信号出力
部と回転パルス信号検出部との間隙を安定維持する。 【構成】 回転軸１に軸線方向に遊びなく回転自在に支
承されたスリーブ５、回転軸に固着された回転パルス信
号出力部（例えば回転スリット円板３、磁気目盛円
板）、スリーブ外周面が固化接着剤層14を介して嵌挿さ
れた固定本体11、回転パルス信号出力部に所定間隙をあ
けて対向し、固定本体に固着された回転パルス信号検出
部（例えば固定スリット板13、磁気抵抗素子）を備えて
いるロータリエンコーダ

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ロータリエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術における光電式ロータリエンコーダは、例えば図２に示すような構 造であり、回転軸１の外周面には、係止鍔部２が形成され、スリットが所定ピッ チで円形に列設された回転スリット円板３が、回転軸１の係止鍔部２の左側面と 回転軸１に螺合した締付リング４とに挟まれ締付けられて、回転軸１に取付けら れている。

【０００３】 他方、固定本体11は、中空孔の両端が転がり軸受の外輪が嵌着されるよう広口 となって奥に段部６，６が形成され、転がり軸受９，９の外輪は、固定本体11の 中空孔両端に嵌着され、段部６，６に当接して互に間隔をあけられている。 それから、回転軸１が左側から転がり軸受９，９の内輪に嵌挿され、左側の内 輪は係止鍔部２の右側面に当接され、右側の内輪は、回転軸１に螺合した締付リ ング10により締付けられている。

【０００４】 従って、係止鍔部２、段部６，６及び締付リング10に挟まれた転がり軸受９， ９には予圧が加えられているので、回転軸１と固定本体11との間には遊びはない 。

【０００５】 回転スリット円板３に対向した固定本体11の側面には、回転スリット円板３の スリット域に対向する固定スリット板13が固着されるのであるが、円板３と固定 スリット板13との間隙がゲージで測定され、回転スリット円板３と固定スリット 板13との間隙が所定量ｄとなるように固定本体11の側面と固定スリット板13との 間に適宜の枚数のスペーサ15が嵌挿されて固定スリット板13が固着されるのであ る。又は、回転スリット円板３と固定スリット板13との間隙が零になるように固 定本体11の側面と固定スリット板13との間に適宜の枚数のスペーサ15が嵌挿され た後、前記間隙が所定量ｄとなる分の一部のスペーサが抜取られ固定スリット板 13が固着されるのである。

【０００６】 回転軸１及び転がり軸受９，９は、熱膨張係数が大略等しい鋼材で製作されて いるが、固定本体11は、コスト的にも有利なアルミダイカストで製作されている 。 固定本体11内には、図示しない発光素子が設けられ、回転スリット円板３の左 側には、図示しない受光素子が設けられている。発光素子からの光線の光路は、 固定スリット板13、回転スリット円板３のスリット域を透過して受光素子に達す るようになっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来の技術における光電式ロータリエンコーダは、固定スリット板13と 回転スリット円板３との間隙を所定値ｄに設定するのは、固定本体11に転がり軸 受９，９を介して回転軸１を固着した後でしなければならない。従って、スペー サ15を調整介挿して固定スリット板13を固定本体11に固着しなければならないの で、組立作業が面倒である。

【０００８】 又、固定本体11は、回転軸１及び転がり軸受９，９とは材質が異なり、熱膨張 係数も異なるので、ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合には、ロ ータリエンコーダの各部材は熱変形するが、回転軸１及び転がり軸受９，９は、 大略同一の熱膨張係数の鋼材で製作されているので、両者間においては、遊びが 生じない。そして、それら両者とは熱膨張係数が異なるアルミニウム材である固 定本体11の軸線方向の熱変形と前記両者の軸線方向の熱変形とに差が生じる。そ の差により固定本体11・回転軸１・転がり軸受９，９間の軸線方向の遊び変化が 生じたり、それらに歪が生じて回転軸１の回転が不円滑になったりする。 従って、回転軸１、即ち回転スリット円板３の回転中の回転スリット円板３の 固定スリット板13に対する間隙が不安定となる。

【０００９】 ところが、回転スリット円板３の固定スリット板13に対する間隙が回転中に変 動すると、モアレ縞のコントラストが変化し、受光素子の出力信号も変動する。 従って、回転速度の測定精度が低下する。 この考案は、そのような欠点がないロータリエンコーダを提供するものである 。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案のロータリエンコーダは、回転軸に軸線方向に遊びなく回転自在に支 承されたスリーブ、回転軸に固着された回転パルス信号出力部、スリーブ外周面 が固化接着剤層を介して嵌挿された固定本体、回転パルス信号出力部に所定間隙 をあけて対向し、固定本体に固着された回転パルス信号検出部を備えている。 回転パルス信号出力部は、例えば光電式ロータリエンコーダの場合は、回転ス リット円板であり、磁気式ロータリエンコーダの場合は、磁気目盛円板である。 そして、回転パルス信号検出部は、光電式ロータリエンコーダの場合は固定スリ ット板であり、磁気式ロータリエンコーダの場合は、磁気抵抗素子である。

【００１１】

【作用】

上記のロータリエンコーダにおいては、回転軸の回転は、回転パルス信号出力 部の回転となり、回転軸の回転速度に応じた回転パルス信号が出力され、それが 回転パルス信号検出部に検出され、それにより回転パルス信号出力部、即ち回転 軸の回転速度が検出される。

【００１２】 例えば光電式ロータリエンコーダの場合には、発光素子からの光が照射される と、照射光は、固定スリット板及び回転スリット円板のスリット域を透過して受 光素子に受光される。そして、回転軸に被検回転体が結合されると回転スリット 円板が被検回転体と同一速度で回転する。すると、固定スリット板と回転スリッ ト円板とにより発生するモアレ縞に基づくパルス光を受光した受光素子からは、 パルス光が回転速度に応じた電気信号に変換されて出力される。

【００１３】 又、磁気式ロータリエンコーダの場合は、回転軸に被検回転体が結合されると 磁気目盛円板が被検回転体と同一速度で回転する。すると、磁気抵抗素子が配置 されている部分の空間の磁界が磁気目盛円板上の磁気目盛の通過毎に周期的に変 化し、その変化に対応して磁気抵抗素子の電気抵抗値が変化し、この電気抵抗値 変化が電気信号に変換されて出力される。

【００１４】 そして、ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合には、ロータリエ ンコーダの各部材は熱変形するが、回転軸、転がり軸受及びスリーブは、大略同 一の熱膨張係数の鋼材で製作されているので、三者間においては、熱変形の差に よる遊びが生じないが、それら三者とは熱膨張係数が異なるアルミニウム材であ る固定本体11の軸線方向の熱変形と前記三者の軸線方向の熱変形との間には差が 生じる。しかし、その差は、接着剤層により吸収され、固定本体11の軸線方向の 熱変形と前記三者の軸線方向の熱変形との差がスリーブに対し影響しないので、 固定本体11、回転軸、転がり軸受及びスリーブの間に軸線方向の遊び変化が生じ ないし、又それらに歪も生じないで回転軸の回転も円滑である。

【００１５】 従って、ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合でも、回転軸、即 ち回転パルス信号出力部（例えば回転スリット円板、磁気目盛円板）の回転中の 回転パルス信号出力部の回転パルス信号検出部（例えば固定スリット板、磁気抵 抗素子）に対する間隙は、安定しており、回転速度の測定精度が維持される。

【００１６】

【実施例】

この考案の実施例におけるロータリエンコーダを図面に従って説明する。 なお、以下の説明における左右方向は、図１における左右方向である。

【００１７】 先ず、図１に示すロータリエンコーダの一例としての光電式ロータリエンコー ダの構造について組立工程と共に述べる。 回転軸１の外周面には、係止鍔部２が形成され、スリットが所定ピッチで円形 に列設された回転スリット円板３が、回転軸１の係止鍔部２の左側面と回転軸１ に螺合した締付リング４とに挟まれ締付けられて、回転軸１に取付けられる。

【００１８】 他方、スリーブ５は、内周面の両端が転がり軸受の外輪が嵌着されるよう広口 となって奥に段部６，６が形成され、外周面には両端の鍔部７，７を残して広幅 の浅い円周溝部８が形成されており、転がり軸受９，９の外輪は、スリーブ５の 内周面両端に嵌着され、段部６，６に当接して互に間隔をあけられている。

【００１９】 それから、回転軸１に右側から転がり軸受９，９の内輪が嵌挿され、左側の内 輪は係止鍔部２の右側面に当接され、右側の内輪は、回転軸１に螺合した締付リ ング10により締付けられる。 従って、係止鍔部２、段部６，６及び締付リング10に挟まれた転がり軸受９， ９には予圧が加えられるので、回転軸１とスリーブ５との間には遊びはない。

【００２０】 次に、回転軸１・回転スリット円板３・スリーブ５の組立構体を固定本体11に 嵌装する。即ち、固定本体11の内周面が左側からスリーブ５の鍔部７，７が嵌挿 される。固定本体11の中央部には、外面から内周面に貫通した半径方向の孔12が 穿設され、回転スリット円板３に対向した固定本体11の側面には、回転スリット 円板３のスリット域に対向する固定スリット板13が接着剤で接着されており、固 定スリット板13には、回転スリット円板３のスリットと同じスリットが複数ピッ チ分だけ形成されている。

【００２１】 回転軸１・回転スリット円板３・スリーブ５の組立構体の固定本体11への嵌装 に際しては、固定スリット板13と回転スリット円板３との間に厚さｄのゲージを 挟み、固定本体11の固定スリット板13に対する回転スリット円板３の軸線方向の 位置決めをし、固定本体11に設けられた図示しない止めねじでスリーブ５を仮止 めした後、ゲージを抜取る。かくして、固定スリット板13と回転スリット円板３ との間隙はｄに設定される。そして、固定本体11の内周面とスリーブ５の円周溝 部８とで筒状空隙が形成される。

【００２２】 それから、接着剤が、固定本体11の孔12を介して円周溝部８、即ち前記筒状空 隙に注入充填され、スリーブ５と固定本体11とは固化した接着剤層14を介して一 体化される。

【００２３】 回転軸１及びスリーブ５は、転がり軸受９，９と熱膨張係数が大略等しい鋼材 で製作されているが、固定本体11は、コスト的にも有利なアルミダイカストで製 作されている。

【００２４】 固定本体11内には、図示しない発光素子が設けられ、回転スリット円板３の左 側には、図示しない受光素子が設けられている。発光素子からの光線の光路は、 固定スリット板13、回転スリット円板３のスリット域を透過して受光素子に達す るようになっている。

【００２５】 上記の光電式ロータリエンコーダの作用について述べる。 発光素子からの光が照射されると、照射光は、固定スリット板13及び回転スリ ット円板３のスリット域を透過して受光素子に受光される。そして、回転軸１に 被検回転体が結合されると回転スリット円板３が被検回転体と同一速度で回転す る。すると、固定スリット板13と回転スリット円板３とにより発生するモアレ縞 に基づくパルス光を受光した受光素子は、パルス光を回転速度に応じた電気信号 として出力する。

【００２６】 そして、光電式ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合には、光電 式ロータリエンコーダの各部材は熱変形するが、回転軸１、転がり軸受９，９及 びスリーブ５は、大略同一の熱膨張係数の鋼材で製作されているので、三者間に おいては、熱変形の差による遊びが生じないが、それら三者とは熱膨張係数が異 なるアルミニウム材である固定本体11の軸線方向の熱変形と前記三者の軸線方向 の熱変形との間には差が生じる。しかし、その差は、接着剤層14により吸収され 、固定本体11の軸線方向の熱変形と前記三者の軸線方向の熱変形との差がスリー ブ５に対し影響しないので、固定本体11、回転軸１、転がり軸受９，９及びスリ ーブ５の間に軸線方向の遊び変化が生じないし、又それら歪も生じないで回転軸 の回転も円滑である。

【００２７】 従って、光電式ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合でも、回転 軸１、即ち回転スリット円板３の回転中の回転スリット円板３の固定スリット板 13に対する間隙は、安定しており、回転速度の測定精度が維持される。

【００２８】 上記の実施例においては、ロータリエンコーダの一例として光電式ロータリエ ンコーダについて述べたが、その他の形式のロータリエンコーダ、例えば磁気式 ロータリエンコーダの場合にも、この考案は適用され得る

【００２９】 磁気式ロータリエンコーダにおいては、光電式の場合の回転スリット円板３は 、所定ピッチで磁気目盛が記録された磁気記録円板となり、固定スリット板13は 、磁気抵抗素子となる。そして、回転軸１に被検回転体が結合されると磁気目盛 円板が被検回転体と同一速度で回転する。すると、磁気抵抗素子が配置されてい る部分の空間の磁界が磁気目盛円板上の磁気目盛の通過毎に周期的に変化し、そ の変化に対応して磁気抵抗素子の電気抵抗値が変化し、この電気抵抗値変化が電 気信号に変換されて出力される。 そして、この場合にも、磁気記録円板と磁気抵抗素子との間の間隙が変化する と出力信号が変動するのであるが、上記の実施例の場合と同様にしてその問題は 解消される。

【００３０】

【考案の効果】

この考案によるロータリエンコーダは、回転軸、回転パルス信号出力部（例え ば回転スリット円板、磁気目盛円板）、転がり軸受及びスリーブが遊びなしに組 立てられてから、スリーブ、即ち回転パルス信号出力部は、回転パルス信号検出 部（例えば固定スリット板、磁気抵抗素子）が固着された固定本体に対して接着 剤を介して位置が調節されながら、即ち回転パルス信号出力部・回転パルス信号 検出部間の間隙が調節されながら取付けられ得るので、組立作業が簡単である。

【００３１】 又、固定本体に用いられるコスト上で有利な材料が回転軸、転がり軸受及びス リーブとは熱膨張係数が異なる材質であっても、ロータリエンコーダの動作温度 に変化が生じた場合に固定本体の軸線方向の熱変形と前記三者の軸線方向の熱変 形との間に生じる差は、接着剤層により吸収され、その熱変形との差がスリーブ に対し影響しないので、固定本体、回転軸、転がり軸受及びスリーブの間に軸線 方向の遊び変化が生じないし、又それら歪も生じないで回転軸の回転も円滑であ る。

【００３２】 従って、ロータリエンコーダの動作温度に変化が生じた場合でも、回転軸、即 ち回転パルス信号出力部（例えば回転スリット円板、磁気目盛円板）の回転中の 回転パルス信号出力部の回転パルス信号検出部（例えば固定スリット板、磁気抵 抗素子）に対する間隙は、安定しており、回転速度の測定精度が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例における光電式ロータリエン
コーダの断面図である。

【図２】従来の技術における光電式ロータリエンコーダ
の断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 係止鍔部 ３ 回転スリット円板 ４ 締付リング ５ スリーブ ６ 段部 ７ 鍔部 ８ 円周溝部 ９ 転がり軸受 10 締付リング 11 固定本体 12 孔 13 固定スリット板 14 接着剤層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に軸線方向に遊びなく回転自在に
   支承されたスリーブ、回転軸に固着された回転パルス信
   号出力部、スリーブ外周面が固化接着剤層を介して嵌挿
   された固定本体、回転パルス信号出力部に所定間隙をあ
   けて対向し、固定本体に固着された回転パルス信号検出
   部を備えたロータリエンコーダ。