JPH09236450A - ロータリエンコーダの回転ガラス板接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高角加速度／高速回転に耐えられ、しかも温
度変化に耐えられるロータリエンコーダの回転ガラス板
接着方法を提供する。 【解決手段】 回転ガラス板２の中心に中心穴を形成す
ると共に回転軸１にはこの中心穴より小径の軸心凸部３
が突き出るようにフランジ４を形成し、この軸心凸部３
に中心穴を通して回転ガラス板２の下面をフランジ４に
接触させ、中心穴よりやや径の大きい金属製薄板からな
る接着補助リング６で中心穴と軸心凸部３との隙間５を
覆い、さらに回転ガラス板２の上面に止め輪を重ね、軸
心凸部３の外周面と回転ガラス板２上面との間に接着剤
８を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製回転軸の一
端にそれより径の大きい回転ガラス板を固定した回転板
ユニットを有するロータリエンコーダの回転ガラス板接
着方法に係り、特に、高角加速度／高速回転に耐えら
れ、しかも温度変化に耐えられるロータリエンコーダの
回転ガラス板接着方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータリエンコーダは、回転円盤にその
回転角（位置）を表示する多数のスリットを形成し、こ
のスリットを透過する光を検出して回転角を測定するも
のである。そのスリットの形態には絶対的な角度を示す
アブソリュート型、相対的に回転した角度が計数できる
ようにしたインクリメント型がある。いずれの場合も、
分解能を高めるために微小角度で多数のスリットを形成
する必要がある。

【０００３】このスリット付きの回転円盤を構成するた
めに、透明なガラス板に不透明部分を形成したものがあ
る。以下、このスリット付きの回転円盤を回転ガラス板
と呼ぶ。

【０００４】一方、ロータリエンコーダは、回転角を測
定する対象物に対し比例回転させる必要があるから、対
象物又はその伝達系に連結される回転軸を有する。この
回転軸は剛性が必要であるため金属製のものが用いられ
る。

【０００５】そして、スリット透過光を検出するための
光学系が回転ガラス板を挟んで配置されるので、回転軸
は径が小さく、回転ガラス板は径が大きく形成される。
特に、分解能を高めるために同心円状に複数のスリット
帯を設けたものは、回転ガラス板の径が大きくなる。

【０００６】ロータリエンコーダの回転板ユニットは上
記の金属製の回転軸の一端に上記の回転ガラス板を固定
して構成される。この固定の方法としては、従来より接
着が用いられているが、金属製回転軸と回転ガラス板と
の熱膨脹率の違いによる熱応力が働いて回転ガラス板が
割れることがあるので、この対策を考慮して以下のよう
にいくつかの方法が考案されている。

【０００７】（あ）止め輪（後述）を用い、シリコン等
の低応力の接着剤で接着する。

【０００８】（い）止め輪を用いないで、回転ガラス板
の下面とフランジとをＵＶ着剤で全面接着する。

【０００９】（う）止め輪を用い、この止め輪の上部及
び外周部のみ接着する。即ち、止め輪の上部が回転軸
に、外周部が回転ガラス板にのみ接着される。具体的に
は、図４に示されるように、回転ガラス板２の中心に中
心穴を形成し、回転軸１にはこの中心穴より小径の軸心
凸部３が突き出るようにフランジ４を形成し、この軸心
凸部３に中心穴を通して回転ガラス板２の下面をフラン
ジ４に接触させ、さらに回転ガラス板２の上面に止め輪
７を重ね、この止め輪７を軸心凸部３及び回転ガラス板
２のそれぞれに接着する。止め輪７は、その中心部が軸
心凸部３の上端に接し、外周部が回転ガラス板２の上面
に接するように円錐台状に形成されており、止め輪７の
上部（中心部）を回転軸１（軸心凸部３の上端）に接着
剤４１にて接着し、止め輪７の外周部を回転ガラス板２
に接着剤４１にて接着する。これにより回転ガラス板２
は止め輪７を介して回転軸１に固定される。このとき径
の違いにより中心穴と軸心凸部との間に隙間５ができ
る。この隙間５により熱膨脹率の違いが吸収される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】（あ）の低応力の接着
剤で接着したものは接着強度そのものが弱かったり、又
接着剤の硬度が低いため捩じれ方向の剛性が低くなる。
従って、高い角加速度を与えると、回転軸の回転に回転
ガラス板の回転が追従しないためにスリット透過光のパ
ルスのミスカウントを生じたり、また、回転板ユニット
の破壊が生じたりする。

【００１１】（い）の止め輪を用いない場合、回転軸の
軸に対する回転ガラス板の直角度を出すことが困難とな
る。また、衝撃や振動に対し耐久力を上げる手段として
回転ガラス板を厚くすることができない（重くなるの
で）。

【００１２】（う）の止め輪の上部及び外周部を接着す
るものは、接着強度が低く、また、接着剤の量や付け方
を一定にする作業が困難であるため、これによる接着強
度のばらつきが大きい。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高角加速度／高速回転に耐えられ、しかも温度変化
に耐えられるロータリエンコーダの回転ガラス板接着方
法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属製回転軸の一端にそれより径の大きい
回転ガラス板を固定するために、回転ガラス板の中心に
中心穴を形成すると共に上記回転軸にはこの中心穴より
小径の軸心凸部が突き出るようにフランジを形成し、こ
の軸心凸部に中心穴を通して回転ガラス板の下面をフラ
ンジに接触させ、さらに回転ガラス板の上面に止め輪を
重ね、この止め輪を軸心凸部及び回転ガラス板のそれぞ
れに接着するロータリエンコーダの回転ガラス板接着方
法において、上記回転ガラス板と上記止め輪との間に上
記中心穴よりやや径の大きい金属製薄板からなる接着補
助リングを挿入し、この接着補助リングで中心穴と軸心
凸部との隙間を覆い、この軸心凸部の外周面と上記回転
ガラス板上面との間に接着剤を充填するものである。

【００１５】上記接着剤にエポキシ系等のヤング率・接
着強度の高い接着剤を用いてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１７】図１は、本発明の方法を用いて製造された
回転板ユニットの断面図（左半分）である。回転軸１
は、回転ガラス板２の中心穴（中心穴縁２ａ）より小径
の軸心凸部３と、中心穴より大径のフランジ４とが段差
をなして形成されており、このフランジ４の上面は軸
（図の上下方向）に対し直角になっている。回転ガラス
板２は軸心凸部３に中心穴を通してフランジ４に載せら
れており、回転ガラス板２の下面がフランジ４に接触し
ている。径の違いにより中心穴縁２ａと軸心凸部３との
間に隙間５ができている。

【００１８】この隙間５は中心穴よりやや外径の大きい
金属製薄板からなる接着補助リング６により覆われてい
る。接着補助リング６には使用する接着剤の接着性の良
い金属としてＳＵＳ３０３等が用いられ、厚さは０．２
５ｍｍ程度である。

【００１９】回転ガラス板２の上面に止め輪７が重ねら
れている。止め輪７は、その中心部が軸心凸部３の上端
に接し、外周部が回転ガラス板２の上面に接するように
円錐台状に形成された骨格部材である。即ち、止め輪７
は外周部を構成する大環と、これより上方に放射状に伸
びた複数のリブとを一体形成したものである。

【００２０】軸心凸部３の外周面と回転ガラス板２上面
との間にはエポキシ系の接着剤８が充填されている。断
面図には、軸心凸部３の上端と止め輪７の外周部とを結
ぶ線を斜辺とする三角形部分が接着剤で占められる部分
として現れる。回転板ユニットの全周に亘ってこのよう
な断面となる。止め輪７は接着剤８に埋め込まれている
ことになる。しかし、接着補助リング６により覆われた
中心穴縁２ａと軸心凸部３との間の隙間５は中空のまま
である。

【００２１】この回転板ユニットは回転軸１と回転ガラ
ス板２との間に隙間５があるため熱膨脹率の違いが吸収
され熱応力が生じない。そして、全周に亘って軸心凸部
３の外周面と回転ガラス板２上面との間に接着剤８が充
填されているため接着面積が大きく、加えて、接着強度
の高いエポキシ系等の接着剤８を用いているので、接着
強度が高く、高角加速度／高速回転にも耐えられる。

【００２２】次に、上記実施形態による回転板ユニット
の高角加速度耐久性試験の結果を述べる。

【００２３】高角加速度耐久性試験は、本発明による図
１のもの（接着方法）と、従来技術による図４のもの
（接着方法）と、本発明に至る過程で暫定的に考案さ
れた図２，図３のもの（接着方法，）とを対象に行
った。（試験は、全て同一のエポキシ系の接着剤８を用
いた） ここで参考のために、接着方法は図３に示されるよう
に、中心穴（中心穴縁２ａ）と軸心凸部３との間の隙間
５にシリコン３１を充填し、軸心凸部３の外周面と回転
ガラス板２上面との間にエポキシ系の接着剤８を充填し
たものである。この場合、回転ガラス板２の上面にハミ
出したシリコン３２が付着している。接着方法は、接
着方法の改良であり、図２に示されるように、中心穴
（中心穴縁２ａ）と軸心凸部３との間の隙間５より回転
ガラス板２の上面へのハミ出し２２を１ｍｍ以内となる
ように注入量を管理してシリコン２１を充填したもので
ある。

【００２４】試験内容は、常温及び高温にて、回転測定
対象物の加減速による回転板ユニットに働く角加速度を
模擬して回転ガラス板２に周方向の引っ張り力を加え
た。これによりずれや破損が生じたときの引っ張り力の
大きさ（単位；ｋｇｆ）を評価値とする。従って、評価
値の大きいものが接着強度が高く、高角加速度／高速回
転耐久性がよい。

【００２５】表１には、各条件での５回の試験結果（本
発明に限り１０回）とその統計結果とが記入されてい
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】ただし、使用したテンションゲージは最大
１５ｋｇｆまで測定可能のものである。 表１から判る
ように、常温にて、従来の接着方法では平均２．８
８、参考の接着方法では平均４．３６、接着方法で
は平均５．２８、本発明の接着方法では平均１５．０
（テンションゲージの限界）の評価値が得られた。これ
より、従来の接着方法よりも参考の接着方法，が
優れ、さらにそれよりも本発明の接着方法が優れてい
ることは明白である。また、本発明の接着方法は、高
温でも接着方法の常温における評価値を平均で上回
り、ばらつきが小さいという優れた高角加速度／高速回
転耐久性の成績を示している。

【００２８】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２９】（１）回転軸と回転ガラス板との隙間を確
保しつつ接着剤を充填して接着面積を大きくしたので、
高角加速度／高速回転に耐えられ、しかも温度変化に耐
えられる。

【００３０】又、十分な接着強度が得られることから回
転ガラス板の板厚を上げ振動／衝撃によるガラス板割れ
の対策も同時に施せる。

【００３１】（２）接着補助リングで隙間を覆ったの
で、接着剤を施す作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す回転板ユニットの断
面図である。

【図２】耐久性試験の参考用の回転板ユニットの断面図
である。

【図３】耐久性試験の参考用の回転板ユニットの断面図
である。

【図４】従来例を示す回転板ユニットの断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 回転ガラス板 ３ 軸心凸部 ４ フランジ ５ 隙間 ６ 接着補助リング ８ 接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製回転軸の一端にそれより径の大き
   い回転ガラス板を固定するために、回転ガラス板の中心
   に中心穴を形成すると共に上記回転軸にはこの中心穴よ
   り小径の軸心凸部が突き出るようにフランジを形成し、
   この軸心凸部に中心穴を通して回転ガラス板の下面をフ
   ランジに接触させ、さらに回転ガラス板の上面に止め輪
   を重ね、この止め輪を軸心凸部及び回転ガラス板のそれ
   ぞれに接着するロータリエンコーダの回転ガラス板接着
   方法において、上記回転ガラス板と上記止め輪との間に
   上記中心穴よりやや径の大きい金属製薄板からなる接着
   補助リングを挿入し、この接着補助リングで中心穴と軸
   心凸部との隙間を覆い、この軸心凸部の外周面と上記回
   転ガラス板上面との間に接着剤を充填することを特徴と
   するロータリエンコーダの回転ガラス板接着方法。
2. 【請求項２】 上記接着剤にエポキシ系等の接着強度の
   高い接着剤を用いることを特徴とする請求項１記載のロ
   ータリエンコーダの回転ガラス板接着方法。