JPH063159A - 多回転式ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でかつ構造が簡単で、しかもシャフトが
高回転しても磁気式エンコーダ用の磁石が離脱しないよ
うな多回転式ロータリエンコーダを得ることを目的とす
る。 【構成】 光学式エンコーダのスリットディスク２を押
さえ付ける押さえ環３を永久磁性材料で形成し、その押
さえ環３に周方向に磁性の異なる磁極の着磁をし、スリ
ットディスク２をシャフト１と挟むように押さえ環３を
シャフト１に固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多回転式ロータリエン
コーダに関し、特に１回転以上の回転数と回転方向とを
検出する磁気式エンコーダと、１回転以内の角度を検出
する光学式エンコーダとを同一シャフトに組み合わせた
多回転式ロータリエンコーダの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置は図５に示す構造で
あった。図５に示す様に、周縁の３ヶ所に雌ねじ部８
１、８２、不図示の８２ａを支持する支持部材８０が設
けられている。その支持部材８０には、不図示の貫通孔
が形成されており、その貫通孔に不図示のベアリングを
介してシャフト８３が取り付けられている。

【０００３】シャフト８３の一端には、不図示の回転体
の回転シャフトが嵌入する不図示の孔が形成されてい
る。また、シャフト８３の他端には、リング状のスリッ
トディスク８５の一方の面が接着されて取り付けられる
と共に、貫通孔が形成された押さえ環８７がスリットデ
ィスク８５を挟んでシャフト８３と螺合し、スリットデ
ィスク８５を強固に固定している。

【０００４】さらに、シャフト８３の他端には、スリッ
トディスク８５のリング穴と、押さえ環８７の貫通孔と
に挿通する軸８４が突出しており、その軸８４にハブ８
８を介して永久磁性材料８６が設けられている。スリッ
トディスク８５には、１回転内の角度を検出する為のス
リットが形成されている。

【０００５】支持部材８０とスリットディスク８５との
間には、センサ保持台８９が支持部材８０上に設けられ
ており、センサ保持台８９上にはスリットディスク８５
と僅かな間隔を開けて光センサ９０が配置されている。
基板９１は、スリットディスク８５の直前にレンズ９２
を保持する照明部９３と、スリットディスク８５側に、
かつ永久磁性材料８６と対向する位置に磁気センサ９
４、９５とが固定されている。

【０００６】基板９７には、出力コード９８が接続され
ている。各基板９１、９６、９７には、基板９１と基板
９６との間に第１ねじ案内部材９９、１００、不図示の
１００ａと、基板９６と基板９７との間に第２ねじ案内
部材１０１、１０２、不図示の１０２ａとがそれぞれ設
けられている。そして、各基板９１、９６、９７は、第
１ねじ案内部材１００と第２ねじ案内部材１０２とを介
在して、ネジ１０４と雌ねじ１０５とで一体に固定され
た後、第１ねじ案内部材９９と第２ねじ案内部材１０１
とを介在して、ねじ１０３で支持部材８０の雌ねじ８１
に固定されると共に、不図示の第１ねじ案内部材１００
ａと第２ねじ案内部材１０２ａとを介在して、支持部材
８０の不図示の雌ねじ部８２ａに固定される。

【０００７】さらに、基板９１は、支持部材８０の雌ね
じ８２にねじ１０９で固定されている。支持部材８０に
は、板ばね１０６がネジ１０７、１０８、不図示の１０
８ａで取り付けられている。上記の如き構成されたエン
コーダにおいて、回転数と回転方向を検出する磁気式エ
ンコーダの着磁された永久磁性材料８６がハブ８８を介
して、シャフト８３に取り付けられているので、スリッ
トディスク８５と、磁気センサ９４、９５と照明部９３
とを備えた基板９１との間に無駄な空間が存在してい
た。

【０００８】その結果、エンコーダ全体の形状が大きく
なり、また、着磁された永久磁性材料を保持するハブを
設けるので、構造が複雑になるという問題点があった。
その問題点を解決する為に、周方向に異なる磁性の磁極
が着磁された磁気式ケンコーダ用磁石をスリットディス
クに形成されたスリットの内側に接着したものが考えら
れた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近では、スリットデ
ィスクを固定する為に押さえ環が用いられるようになっ
た。この押さえ環は、スリットディスクのリング穴に嵌
挿すると共に、シャフトに螺合して固定される。そし
て、スリットの内側に磁気式エンコーダ用磁石と、さら
に磁気式エンコーダ用磁石の内側にスリットディスクを
固定する押さえ環とを設けることになった。

【００１０】しかし、押さえ環は、スリットディスクを
強固に固定する為に、スリットディスクと押さえ環との
接触面積を大きくとる必要があり、スリットディスクの
径方向の大きさが大きくなってしまうという欠点があっ
た。さらに、磁気式エンコーダ用磁石がスリットディス
クに接着されているので、スリットディスクが高回転し
た時に離脱する可能性があった。

【００１１】本発明は、この様な従来の問題点に鑑みて
なされたもので、小型でかつ構造が簡単で、しかも高回
転しても磁気式エンコーダ用の磁石が離脱しないような
多回転式ロータリエンコーダを得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、回転検出用磁石と磁気センサ（２２、２３）とから
構成され、シャフト（１１）の１回転以上の回転数と回
転方向とを検出する磁気式エンコーダと、スリットディ
スク（２）と検出部（１６、２０）とから構成され、シ
ャフト（１１）の１回転以内の角度を検出する光学式エ
ンコーダと、前記スリットディスク（２）をシャフト
（１１）に固定する押さえ部材（３）とを備え、前記磁
気式エンコーダと前記光学式エンコーダとがそれぞれ検
出する検出信号にもとづいて前記シャフトの多回転の角
度を検出する多回転式ロータリエンコーダにおいて、押
さえ部材（３）は、磁性材料で形成され、かつ回転数と
回転方向とを検出するのに必要な磁性の磁極が着磁され
ることにより、回転検出用磁石としての機能を有するこ
とができる。

【００１３】請求項２における本発明は、スリットディ
スク（２）と押さえ部材（３）との間に軟磁性材料（５
０）を設けた。

【００１４】

【作用】本発明において、シャフトに接着して固定され
たスリットディスクをさらに強固に固定する押さえ環が
永久磁性材料で形成され、そして、その押さえ環を着磁
したので、スリットディスクと基板との間に無駄な空間
の存在がなくなり、エンコーダ全体を小型化にできる。

【００１５】さらに、押さえ環と磁気式エンコーダ用磁
石との兼用により、スリットディスクが高回転しても離
脱することがなくなると共に、簡単な構造の多回転式ロ
ータリエンコーダを得ることができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す図であり、
シャフト１及びシャフト１に固定されるスリットディス
ク２、押さえ環３を回転中心で切った部分断面図であ
る。図１に示す様に、周縁の３ヶ所に雌ねじ部４、５、
不図示の５ａを支持する支持部材６が設けられている。
その支持部材６には、貫通孔７が形成されており、その
貫通孔７にベアリング８、９を介してシャフト１が取り
付けられている。

【００１７】シャフト１には、一端に不図示の回転体の
回転シャフトと略同径の孔１０が形成され、他端に一端
より大きい大外径部１１と、孔１０と略同径の浅い孔１
２とが形成されている。そして、シャフト１の一端に
は、不図示の回転体の回転シャフトが嵌挿され、その回
転シャフトとシャフト１との固定には、シャフト締め付
けリング１４が用いられ、シャフト１とシャフト締め付
けリング１４とは嵌合した状態になっている。締め付け
リング１４には、セットビス１３が不図示の回転シャフ
トとシャフト１とを固定するようになっている。

【００１８】また、シャフト１の他端には、スリットデ
ィスク２の一方の面がシャフト１に接着されて取り付け
られると共に、貫通孔が形成された押さえ環３がスリッ
トディスク２を挟んでシャフト８３と螺合し、スリット
ディスク２を強固に固定している。スリットディスク２
には、１回転内の角度を検出する為のスリットがスリッ
トディスク２の周方向に形成されている。

【００１９】支持部材６とスリットディスク２との間に
は、センサ保持台１５が支持部材６上に設けられてお
り、センサ保持台１５上にはスリットディスク２と僅か
な間隔を開けて光センサ１６が配置されている。基板１
７は、スリットディスク２の直前にレンズ２０を保持す
る照明部２１が固定されている。

【００２０】基板１９には、出力コード２４が接続され
ている。各基板１７、１８、１９には、基板１７と基板
１８との間に第１ねじ案内部材２５、２６、不図示の２
６ａと、基板１８と基板１９との間に第２ねじ案内部材
２７、２８、不図示の２８ａとがそれぞれ設けられてい
る。そして、各基板１７、１８、１９は、第１ねじ案内
部材２６と第２ねじ案内部材２８とを介在して、ねじ３
０と雌ねじ３１とで一体に固定された後、第１ねじ案内
部材２５と第２ねじ案内部材２７とを介在して、ねじ２
９で支持部材６の雌ねじ４に固定されると共に、不図示
の第１ねじ案内部材２６ａと第２ねじ案内部材２８ａと
を介在して、支持部材６の不図示の雌ねじ部５ａに固定
される。

【００２１】さらに、基板１７は、支持部材６の雌ねじ
５にねじ３２で固定されている。以上の様に構成された
ロータリエンコーダにおいて、スリットディスク２をシ
ャフト１と挟み、シャフト１と螺合している押さえ環３
を永久磁性材料（例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁性材料
等）で形成し、回転数と前記回転方向とが検出できるよ
うに、押さえ環に周方向に異なる磁性の磁極に着磁を行
う。

【００２２】そして、その押さえ環３と対向するよう
に、基板１７のスリットディスク２と対向する面に磁気
センサ２２、２３を固定して、磁気式エンコーダを形成
したものである。以下に、他の実施例を示すが、多回転
式ロータリエンコーダの構成は第１実施例と同一の構成
をしているので、部材の符号は第１実施例と同一のもの
を使用し、構成の説明は省略し、重要部分のみを説明す
る。

【００２３】図２は、本発明の第２実施例を示す多回転
式ロータリエンコーダである。図２に示す様に、第２実
施例の多回転式ロータリエンコーダは、スリットディス
ク２と、永久磁性材料で形成され、かつ周方向に異なる
磁性の磁極に着磁された押さえ環３との間に、軟磁性材
料５０を挟み込んだものである。スリットディスク２と
押さえ環３との間に、軟磁性材料５０を挟み込むと、押
さえ環３が発する磁界が強くなり、磁気センサ２２、２
３と押さえ環３との間隔が広くできるという効果が得ら
れる。

【００２４】図３は、本発明の第３実施例を示す多回転
式ロータリエンコーダである。図３に示す様に、多回転
式ロータリエンコーダは、金属性の押さえ環５１の表面
に磁性材料５２を塗布し、その磁性材料５２に周方向に
異なる磁性の磁極の着磁を行い、本発明の第１実施例と
同等の効果をもたせたものである。図４は、本発明の第
４実施例を示す多回転式ロータリエンコーダである。

【００２５】図４に示す様に、多回転式ロータリエンコ
ーダは、１回転以内の角度を検出すう手段に磁気式エン
コーダを用いたものである。磁気式エンコーダは、光学
式エンコーダのスリットディスクの替わりに、磁気スケ
ール５４に磁気パターンを形成したものである。磁気ス
ケール５４をシャフト１に固定した際、シャフト１の回
転数と回転方向とを検出する第１磁気センサ２２、２３
の他にも、上記磁気スケール５４に形成された磁気パタ
ーンの相対移動から回転角度を検出する第２磁気センサ
５３を設ける必要がある。

【００２６】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、１回転以内
の角度を検出する光学式エンコーダのスリットディスク
の押さえ環を永久磁性材料で形成し、その押さえ環に所
定のパルスの着磁を行ったので、磁気式エンコーダの磁
石を設ける必要がなく、エンコーダ全体の形状を小さく
することができる。

【００２７】しかも、押さえ環と磁気式エンコーダ用磁
石とが兼用されているので、スリットディスクが高回転
しても離脱することがなくなると共に、簡単な構造の多
回転式ロータリエンコーダを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例を示すロータリエンコ
ーダの要部断面図である。

【図２】本発明による第２実施例を示すロータリエンコ
ーダの要部断面図である。

【図３】本発明による第３実施例を示すロータリエンコ
ーダの要部断面図である。

【図４】本発明による第４実施例を示すロータリエンコ
ーダの要部断面図である。

【図５】従来のロータリエンコーダの正面図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ スリットディスク ３ 押さえ環 ２０ 照明部 １５ 光センサ ２２、２３ 磁気センサ ５０ 軟磁性材料 ５２ 磁性材料 ５４ 磁気ディスク ５３ 第２磁気センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転検出用磁石と磁気センサとから構成さ
   れ、シャフトの１回転以上の回転数と回転方向とを検出
   する磁気式エンコーダと、スリットディスクと検出部と
   から構成され、前記シャフトの１回転以内の角度を検出
   する光学式エンコーダと、前記スリットディスクを前記
   シャフトに固定する押さえ部材とを備え、前記磁気式エ
   ンコーダと前記光学式エンコーダとがそれぞれ検出する
   検出信号にもとづいて前記シャフトの多回転の角度を検
   出する多回転式ロータリエンコーダにおいて、 前記押さえ部材は、磁性材料で形成され、かつ前記回転
   数と前記回転方向とを検出するのに必要な磁性の磁極が
   着磁されることにより、前記回転検出用磁石としての機
   能を有することを特徴とする多回転式ロータリエンコー
   ダ。
2. 【請求項２】前記スリットディスクと前記押さえ部材と
   の間に軟磁性材料を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の多回転式ロータリエンコーダ。