JPH06347291A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程が少なく組み立てが容易であって、
軽量化を可能とする。 【構成】 所定間隔により反射効率の異なる部分２２ａ
を有し、入力軸を中心に回転する回転反射板２２によっ
て、発光手段２３からの光を反射させて、受光手段２６
により受光するロータリエンコーダであって、回転反射
板２２は、樹脂により一体成形してある。また、回転反
射板２２は、金属製の入力軸２１を一体にインサート成
形した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力軸の回転角度に比
例した数のパルス信号を出力するロータリエンコーダに
関し、特に、反射型のロータリエンコーダに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のロータリエンコーダの一
例を示す図である。従来のロータリエンコーダ１０は、
入力軸１１が軸シール１１ａ及びベアリング１１ｂ等に
より、密封ケースに回転自在に支持されており、この入
力軸１１には、回転スリット板１２が取り付けられてい
る。この回転スリット板１２は、ガラス製などの円板に
所定数のスリット１２ａが形成されており、この回転ス
リット板１２には、平行に固定スリット板１４が配置さ
れている。両スリット板１２，１４の両側には、発光ダ
イオード１３及びフォトトランジスタ１６が配置されて
いる。

【０００３】発光ダイオード１３は、パワー回路１８に
よって駆動され、発光ダイオード１３からの光は、レン
ズ１４を介して、両スリット板１２，１４を通過する。
回転スリット板１２が回転することにより、２つのスリ
ット板１２，１４を通過する光には、モアレ縞を生ず
る。このモアレ縞は、フォトトランジスタ１６によって
電気信号に変換されたのち、アンプ１７によって増幅し
て出力される。

【０００４】フォトトランジスタ１６及びアンプ１７
は、２つずつ配置されており、２つの出力信号Ａ，Ｂ
は、互いに９０度位相がずれるように調整され、回転方
向の反転によって、この位相も反転するので、方向弁別
回路をもった可逆カウンタと組み合わせることにより、
回転数の加算・減算をすることができる。

【０００５】従来、回転スリット板１２にスリット１２
ａを形成するには、ガラス円板にクロムなどの金属薄膜
を形成したのち、フォトレジストを塗布しスリットのパ
ターン原版を密着・露光し、さらに、エッチングを行
う、いわゆるフォトリソグラフィ技術が利用されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のロータリエンコーダ１０では、回転スリット板１２が
ガラス円板であり重いので、慣性が大きく応答性が悪か
った。また、スリット１２ａは、前述したフォトリソグ
ラフィ技術を利用して形成されるので、製造工程が多
く、コストアップにつながっていた。さらに、入力軸１
１は、回転スリット板１２の中心に正確に取り付けなけ
ればならないので、組み立て及び調整に手間がかかって
いた。

【０００７】本発明の目的は、前述の課題を解決して、
製造工程が少なく、組み立てが容易であって、軽量化を
可能とするロータリエンコーダを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるロータリエンコーダの第１の解決手段
は、所定間隔により反射効率の異なる部分を有し、入力
軸を中心に回転する回転反射板によって、発光手段から
の光を反射させて、受光手段により受光するロータリエ
ンコーダであって、前記回転反射板は、樹脂により一体
成形したことを特徴とする。

【０００９】第２の解決手段は、第１の解決手段のロー
タリエンコーダにおいて、前記回転反射板は、金属製の
入力軸を一体にインサート成形したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１の解決手段によれば、回転反射板は、樹脂
により一体成形するので、製造工程が少なく、かつ、軽
量化が可能となる。第２の解決手段によれば、金属製の
入力軸を一体にインサート成形するので、入力軸を精密
に一体化でき、組立・調整時間が不要となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例について、
さらに詳しくに説明する。図１は、本発明によるロータ
リエンコーダの第１の実施例を示す斜視図、図２は、第
１の実施例に係るロータリエンコーダの回転スリット板
と固定スリット板を示す図、図３及び図４は、第１の実
施例の動作を説明するための図である。なお、前述した
従来例と同様な機能を果たす部分には、末尾の符号を統
一して付し、重複する説明を省略する。

【００１２】この実施例のロータリエンコーダ２０で
は、回転反射板２２は、ポリカーボネイト等の樹脂を射
出成形などにより成形したものであり、成形時に、金属
製の入力軸２１をインサートして、一体成形してある。
このために、回転反射板２２の軽量化が図れるととも
に、入力軸２１と回転反射板２２を精密に位置決めした
状態で一体化できる。この回転反射板２２は、銅板を直
接切削することにより図２に示す表面形状の溝型を形成
した原版を作製し、この原版を用いて樹脂成形すること
により、同形の複製品を精度よく多量かつ安価に製造で
きる。

【００１３】回転反射板２２は、図２に示すように、頂
角θ，ピッチｐ，高さｈの断面三角形の凹凸部２２ａが
規則的に形成されている。回転反射板２２の表面には、
金もしくはアルミニウム等のような反射率の高い反射層
２２ｂが形成されている。固定スリット板２５は、ピッ
チｐ₁ ，幅ｗのスリット２５ａが形成されており、回転
反射板２２と間隙ｃを隔てて、配置されている。通常、
ｐ₁ ＝ｐであり、一例として、ｐ＝４０μｍのときに、
ｃ＝１ｍｍ程度となる。この実施例では、発光ダイオー
ド２３とフォトトランジスタ２６とにより、投受光部が
構成されている。

【００１４】発光ダイオード２３からの光は、固定スリ
ット板２５のスリット２５ａを通り、回転反射板２２の
反射層２２ｂで反射されたのち、再び、スリット２５ａ
を通り、フォトトランジスタ２６によって受光される。
このフォトトランジスタ２６は、回転反射板２２がｐ₁
／２移動するごとに、同期的な電気信号を得ることがで
きる。

【００１５】次に、図３、図４を参照して、第１の実施
例の動作をさらに詳しく説明する。図３において、下側
の固定スリット板２５は、反射してもう一度固定スリッ
ト板２５を通ることを展開的に示したものである。固定
スリット板２５を通った入射光は、各次数の回折光とな
って、回転反射板２２に進み、回転反射板２２において
も、さらにもう一度回転反射板２２においても回折を繰
り返す。そして、透過後に干渉しない光は弱め合い、干
渉光のみが強調されて、明暗の変化としてフォトダイオ
ード２６により検知される。

【００１６】ここで、使用する光源は、発光ダイオード
２３又は白熱球であり、可干渉距離は、通常１０μｍ程
度であるので、距離ｃを十分とった場合（例えば、１ｍ
ｍ）には、干渉光として強調されるのは、同一次数、同
一波面の光のみとなる。図３において、強度の大きな０
次光と±１次光についてのみ考えると、入射光は、図４
の４つのコースをたどって干渉する。（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｂ’）コースのいずれもトータル次数は等し
く、同一波面からの光であるので、必ず干渉する。ま
た、回転反射板２２に対して、（Ａ）と（Ｂ）コース、
（Ｃ）と（Ｂ’）コースは±１次の回折を受けているの
で、ｐ／２の移動に対して、明暗１周期の変化が得られ
る。

【００１７】図５〜図８は、本発明によるロータリエン
コーダの第２〜第５の実施例に用いる回転反射板を示す
図である。第２の実施例の回転反射板２２−２は、図５
に示すように、凹凸部２２ａ−２が円筒型の凹面を有し
ており、回帰反射をするようにしてある。凹凸部２２ａ
−２の表面には、反射層２２ｂ−２が形成されている。

【００１８】第３の実施例の回転反射板２２−３は、図
６に示すように、矩形断面を有する凹凸部２２ａ−３を
有し、凸部の頂部にのみ反射層２２ｂ−３が形成されて
いる。反射層２２ｂ−３の有無により、反射効率の差を
設けている。

【００１９】第４の実施例の回転反射板２２−４は、図
７に示すように、矩形断面を有する凹凸部２２ａ−４を
有する点では、第３の実施例と同じであるが、反射層は
設けておらず、凹凸部２２ａ−４の深さを波長λの１／
４に設定し、凸部の頂部と凹部の谷部との光路差をλ／
２とすることにより、反射効率の差を設けるようにして
ある。なお、この場合には、光源として、コヒーレント
光を発振する半導体レーザ素子などを用いることにな
る。

【００２０】第５の実施例の回転反射板２２−５は、図
８に示すように、表面に凹凸部を設けることなく、反射
層２２ｂ−５と梨地状のマット層２２ｃを交互に形成す
るようにしたものである。

【００２１】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、十分に荒い凹凸部であり、外光の影響も少
ない場合には、固定スリット板を用いなくともよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１に
よれば、回転反射板が樹脂により一体成形されおり、製
造工程が少ないので、製造コストを低く押さえることが
可能となる。また、樹脂成形であり、軽量化ができるの
で、慣性が小さく、応答性がよくなる、という効果があ
る。

【００２３】請求項２によれば、金属製の入力軸を一体
にインサート成形して、入力軸を精密に一体化できるの
で、組立・調整時間が不要となり、製造効率がよくな
る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータリエンコーダの第１の実施
例を示す斜視図である。

【図２】第１の実施例に係るロータリエンコーダの回転
スリット板と固定スリット板を示す図である。

【図３】第１の実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図４】第１の実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図５】本発明によるロータリエンコーダの第２の実施
例に用いる回転反射板を示す図である。

【図６】本発明によるロータリエンコーダの第３の実施
例に用いる回転反射板を示す図である。

【図７】本発明によるロータリエンコーダの第４の実施
例に用いる回転反射板を示す図である。

【図８】本発明によるロータリエンコーダの第５の実施
例に用いる回転反射板を示す図である。

【図９】従来のロータリエンコーダの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ ２１ 入力軸 １２ 回転スリット板 ２２ 回転反射板 １３，２３ 発光ダイオード １４ レンズ １５，２５ 固定スリット板 １６Ａ，１６Ｂ，２６ フォトトランジスタ １７Ａ，１７Ｂ アンプ １８ パワー回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔により反射効率の異なる部分を
   有し、入力軸を中心に回転する回転反射板によって、発
   光手段からの光を反射させて、受光手段により受光する
   ロータリエンコーダであって、 前記回転反射板は、樹脂により一体成形したことを特徴
   とするロータリエンコーダ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロータリエンコーダに
   おいて、 前記回転反射板は、金属製の入力軸を一体にインサート
   成形したことを特徴とするロータリエンコーダ。