JPH10141998A - オプティカルエンコーダ - Google Patents

オプティカルエンコーダ

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JPH10141998A
JPH10141998A JP23638697A JP23638697A JPH10141998A JP H10141998 A JPH10141998 A JP H10141998A JP 23638697 A JP23638697 A JP 23638697A JP 23638697 A JP23638697 A JP 23638697A JP H10141998 A JPH10141998 A JP H10141998A
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JP
Japan
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light
disk
fixed
slit
rotating disk
Prior art date
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Application number
JP23638697A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Ito
善規 伊藤
Sadaji Kanamori
定治 金森
Tadao Chino
忠男 千野
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Harmonic Drive Systems Inc
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Harmonic Drive Systems Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廉価に製造できると共に、簡単に回転ディス
クの組み付けを行うことのできるオプティカルエンコー
ダを提案すること。 【解決手段】 オプティカルエンコーダ1は、回転軸2
に固定したスリット付きの回転ディスク3と、この回転
ディスク3に対峙した固定スリット板4と、これら回転
ディスク3および固定スリット板4を挟み対向配置した
発光素子5および受光素子6とを有している。回転ディ
スク3は、ディスク本体32と、このディスク本体32
を回転軸2に固定するために当該ディスク本体32の中
心に固定されている円筒状のハブ33とを備えている。
ディスク本体32およびハブ33は樹脂材料により一体
成形されたものである。ディスク本体32の表面32a
には、感光剤による遮光膜35が形成され、この遮光膜
35にスリットパターン36が写真技術により形成され
ている。従って、従来のように2つの部品を別個に製造
して、それらを組み付ける場合に比べて、製造価格を低
下させることができ、また、組み付け作業も不要とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータ回転軸等の回
転位置、回転速度等を検出するために用いるオプティカ
ルエンコーダに関するものである。更に詳しくは、廉価
に製造することができるオプティカルエンコーダの回転
ディスクに関するものである。また、その回転ディスク
の組み付け、回転ディスクへのスリットパターンの形成
を精度良く行うことのできる方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オプティカルエンコーダは、公知のよう
に、スリット付きの回転ディスクと、固定スリット板と
を対向配置し、これらを挟み、両側にLEDおよびホト
ダイオードを対向配置した構成となっている。回転ディ
スクが取付けられているモータ回転軸等の回転軸が回転
すると、LEDから固定スリット板のスリットを介して
ホトダイオードの側に向かう光路が、回転ディスクのス
リットによって間欠的に遮断される。この結果、ホトダ
イオードの受光量は回転ディスクの回転に伴って周期的
に増減するので、このホトダイオード出力を波形整形す
ることにより、回転方向、回転速度、回転位置等の回転
情報を示す矩形波パルス信号を得ることができる。
【0003】図4には、典型的な回転ディスクの半断面
を示してある。この図に示すように、回転ディスク10
0は、ガラス製あるいは金属製のディスク本体101
が、ハブ102と称する金属製の円筒状部品に対してお
さえ金具103によって取付けられた構造となってお
り、ハブ102を介してモータ回転軸等の回転軸104
に固着される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】回転ディスクを精度良
く回転軸に固着するためには、ハブの加工精度を高める
とともに、ディスク本体とハブの中心が精度良く一致し
た状態で、これらの部品を組み付ける必要がある。しか
し、精度良くこれらの部品を組み付ける作業は簡単では
ない。
【0005】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
廉価に製造できる回転ディスクを備えたオプティカルエ
ンコーダを提案することにある。
【0006】また、本発明の課題は、回転ディスクの組
み付け作業を簡単に行うことのできるオプティカルエン
コーダを提案することにある。
【0007】さらに、本発明の課題は、回転ディスクに
対してスリットパターンを精度良く形成できる方法を提
案することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、回転軸に固定したスリット付きの回転
ディスクと、この回転ディスクに対峙した固定スリット
板と、これら回転ディスクおよび固定スリット板を挟み
対向配置した発光素子および受光素子とを有するオプテ
ィカルエンコーダにおいて、前記回転ディスクは、円周
方向に向けてスリット列が形成されているディスク本体
と、このディスク本体を前記回転軸に固定するために当
該ディスク本体の中心に固定されている円筒状のハブと
を備えており、これらディスク本体およびハブは樹脂材
料により一体成形したことを特徴としている。
【0009】このように構成した本発明のオプティカル
エンコーダにおいては、回転ディスクが樹脂成形品の一
体物である。従って、従来のように2つの部品を別個に
製造して、それらを組み付ける場合に比べて、製造価格
を低下させることができ、また、組み付け作業も不要と
なる。
【0010】ここで、このような回転ディスクにスリッ
トパターンを形成するためには、透明な前記ディスク本
体の表面に、クロムメッキからなる遮光膜、感光剤から
なる遮光膜等を形成され、当該遮光膜にスリットパター
ンを形成すればよい。
【0011】この場合、一体成形された前記回転ディス
ク母材を、当該回転ディスク母材のハブ部分の中心孔を
基準として利用して、回転板部分の表面にスリットパタ
ーンを形成することができる。このように、一体成形さ
れた回転ディスクの場合には、スリットパターン形成時
の位置決め作業を簡単に行うことができる。
【0012】次に、本発明における回転ディスクにおい
ては、前記ディスク本体の前記固定スリット板に対峙す
る表面の外周側には固定スリット板の側に突き出た平坦
な環状突出面を形成することが望ましい。また、この環
状突出面の代わりに、あるいはこの環状突出面を形成す
ると共に、前記固定スリットの前記ディスク本体に対峙
する表面の外周側に前記環状突出面に対峙する平坦な突
出面を形成することが望ましい。
【0013】このように、突出面を形成すれば、オプテ
ィカルエンコーダの組み付け時には、回転軸に前記回転
ディスクを固定し、スペーサを挟み、前記環状突出面と
前記突出面を対峙させて、前記回転ディスクと前記固定
スリット板のギャップ調整を行うことができる。また、
ディスク本体の表面に形成したスリットパターンが直接
に固定スリット板の表面に当たることを防止できる。
【0014】なお、本発明は、上記のような光透過型の
オプティカルエンコーダに限定されるものではなく、光
反射型のオプティカルエンコーダにも適用できる。すな
わち、本発明は、回転軸に固定した回転ディスクと、こ
の回転ディスクの表面において円周方向に配列されたス
リット状の光反射パターンと、前記回転ディスクの前記
光反射パターンに光を照射する発光素子と、前記光反射
パターンで反射した反射光を受光する受光素子とを有す
るオプティカルエンコーダにおいて、前記回転ディスク
は、前記光反射パターンが形成されているディスク本体
と、このディスク本体を前記回転軸に固定するために当
該ディスク本体の中心に固定されている円筒状のハブと
を備えており、これらディスク本体およびハブが樹脂材
料により一体成形されていることを特徴としている。
【0015】この場合、前記光反射パターンで反射され
て前記受光素子に入射する反射光の光路上に固定スリッ
ト板を配置する構成を採用できる。この代わりに、前記
光反射パターンで反射されて前記受光素子に入射する反
射光を当該受光素子の受光面に集光させるための集光レ
ンズを配置した構成を採用してもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したオプティカルエンコーダを説明する。
【0017】図1には、本発明を適用可能なオプティカ
ルエンコーダの概略構成を示してある。この図に示すよ
うに、オプティカルエンコーダ1は、回転軸2に固定し
たスリット付きの回転ディスク3と、この回転ディスク
3に対峙した固定スリット板4と、これら回転ディスク
3および固定スリット板4を挟み対向配置した発光素子
5および受光素子6とを有している。
【0018】回転ディスク3は、円周方向に向けてスリ
ット列31が形成されているディスク本体32と、この
ディスク本体32を回転軸2に固定するために当該ディ
スク本体32の中心に固定されている円筒状のハブ33
とを備えている。本例では、これらディスク本体32お
よびハブ33は樹脂材料により一体成形されたものであ
り、ディスク本体32は透明となっている。また、本例
では、固定スリット板4の側も樹脂成形品である。
【0019】図2(A)には、回転ディスク3と固定ス
リット板4の断面を示してある。この図に示すように、
回転ディスク3のディスク本体32の表面32aには、
感光剤による遮光膜35が形成され、この遮光膜35に
スリットパターン36が写真技術により形成されてい
る。同様に、固定スリット板4の表面4aにも、感光剤
による遮光膜45が形成され、この遮光膜45にスリッ
トパターン47が写真技術により形成されている。
【0020】ここで、回転ディスク3のディスク本体3
2の外周縁の部分には、固定スリット板4の側に向けて
一定の厚さだけ突出した環状突出面37が形成されてい
る。スリットパターン36はこの環状突起37よりも中
心側に形成されている。同様に、固定スリット板4の側
においても、回転ディスク側の環状突出面37の側に向
けて一定の厚さだけ突出した突出面47が形成されてい
る。スリットパターン47はこの突出面47よりも中心
側に形成されている。
【0021】回転ディスク3と固定スリット板4は、一
定のギャップを保った状態で対向配置されている。例え
ば、スリットパターン36、47が形成されている部分
の間では約0.1mm程度のギャップとなるように保持
され、外周側の突出面37、47のギャップは約0.0
5mm程度となるように保持されている。
【0022】これら回転ディスク3と固定スリット板4
を一定のギャップとなるように組み付けるためには、固
定スリット板4を固定した後に、当該固定スリット板4
の突出面47の上にギャップ調整用のスペーサ8(図2
(B)において想像線で示す。)を乗せ、回転ディスク
3をその軸方向に押し付けて、ギャップ調整を行う。こ
のようにして回転ディスク3を位置決めして回転軸2に
固定した後に、スペーサ8を取り外せばよい。
【0023】次に、図3には、回転ディスク3へのスリ
ットパターン転写方法を示してある。スリットパターン
36を転写するためには、感光剤からなる遮光膜35が
形成された回転ディスク母材3Aを、位置決め治具11
に取付け、スリット原盤12を介して、光源13の側か
ら遮光膜35を露光すればよい。このパターン転写作業
において、樹脂により一体成形した回転ディスク母材3
Aのハブ33の中心孔33Bを位置決め用の基準として
利用できる。従って、転写時の位置決め作業を簡単に行
うことができる。
【0024】このように構成した本例のオプティカルエ
ンコーダ1においては、回転ディスク3が樹脂の一体成
形品である。従って、従来のようにディスク本体とハブ
を別部品により製造する場合に比べて、廉価に製造でき
る。また、組み付け作業が不要になると共に組み付け誤
差の発生も回避できるという利点も得られる。
【0025】また、スリットパターンを写真技術を用い
て回転ディスク3の表面に転写するようにしており、こ
のスリットパターン転写の際には、ハブが一体形成され
ている回転ディスク母材の位置決めを、当該ハブの中心
孔を利用して行っている。従って、スリットパターンの
形成時おける回転ディスクの位置決め作業を簡単に行う
ことができると共に、スリットパターンも精度良く形成
できるという利点が得られる。
【0026】さらには、本例の回転ディスク3および固
定スリット板4には突出面37、47がそれぞれ形成さ
れている。これらの突出面37、47の間にスペーサを
挟むことにより、双方の部材のギャップ調整を簡単に行
うことができる。また、回転ディスク3が偏心回転した
場合においても、これらの突出面37、47が接触する
のみであり、スリットパターン36、46の部分が接触
してしまうことはない。従って、これらの突出面37、
47は感光剤により形成されているスリットパターンの
保護部分として機能する。感光剤から形成されるスリッ
トパターンは、従来のようなクロムメッキ等により形成
されるスリットパターンに比べて強度が低いので、この
ような保護部分を形成することは極めて有利となる。
【0027】勿論、突出面37、47は、従来のような
クロムメッキ等により形成されたスリットパターンを備
えたオプティカルエンコーダに対しても適用でき、この
場合においても、クロムメッキ等によって形成されてい
るスリットパターンが相互に擦れ合ってすり減ってしま
う等といった弊害を回避でき、よって、オプティカルエ
ンコーダの信頼性を高めることができる。
【0028】なお、本発明は、上記のような光透過型の
オプティカルエンコーダに限定されるものではなく、光
反射型のオプティカルエンコーダにも適用できる。
【0029】すなわち、図4(A)、(B)に示すよう
に、回転軸2に固定した回転ディスク201と、この回
転ディスク201の表面において円周方向に配列された
スリット状の光反射パターン202と、回転ディスク2
01の光反射パターン202に光を照射するLED等の
発光素子203と、光反射パターン202で反射した反
射光204を受光するホトダイオード等の受光素子20
5とを有するオプティカルエンコーダ200A、200
Bにおいて、回転ディスク201は、光反射パターン2
02が形成されているディスク本体210と、このディ
スク本体210を回転軸2に固定するために当該ディス
ク本体210の中心に固定されている円筒状のハブ22
0とを備えており、これらディスク本体210およびハ
ブ220が樹脂材料により一体成形されている。
【0030】この場合、図4(A)に示すように、光反
射パターン202で反射されて受光素子205に入射す
る反射光204の光路上に固定スリット板206を配置
する構成を採用できる。この代わりに、図4(B)に示
すように、光反射パターン202で反射されて受光素子
205に入射する反射光204を当該受光素子205の
受光面に集光させるための集光レンズ207を配置した
構成を採用することもできる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のオプティ
カルエンコーダでは、回転ディスクが樹脂成形品の一体
物である。従って、従来のように2つの部品を別個に製
造して、それらを組み付ける場合に比べて、製造価格を
低下させることができ、また、組み付け作業も不要とな
る。
【0032】また、本発明では、回転ディスクにスリッ
トパターンを形成するためには、透明なディスク本体の
表面に感光剤からなる遮光膜を形成し、写真技術を利用
して当該遮光膜にスリットパターンを転写するようにし
ている。そして、このスリットパターンの転写時には、
一体成形された回転ディスク母材のハブの中心孔を基準
として利用している。従って、スリットパターン形成時
の位置決め作業を簡単に行うことができる。
【0033】さらに、本発明の回転ディスクでは、ディ
スク本体の固定スリット板に対峙する表面の外周側には
固定スリット板の側に突き出た平坦な環状突出面を形成
してある。この代わりに、またはこれと共に、固定スリ
ットのディスク本体に対峙する表面の外周側に平坦な突
出面を形成した構成を採用している。
【0034】このように、双方の部分に突出面を形成す
れば、オプティカルエンコーダの組み付け時には、スペ
ーサを挟み、環状突出面と突出面を対峙させることによ
り、回転ディスクと固定スリット板のギャップ調整を簡
単に行うことができる。また、ディスク本体と固定スリ
ット板のうちの少なくとも一方の側に形成された突出面
によって、ディスク本体の表面に形成したスリットパタ
ーンを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した反射型のオプティカルエンコ
ーダを示す概略構成図である。
【図2】(A)は図1のオプティカルエンコーダの回転
ディスクおよび固定スリット板の部分の断面を示す部分
断面図、(B)は回転ディスクと固定スリット板のギャ
ップ調整作業を示す説明図である。
【図3】回転ディスクへのスリットパターンの転写を示
す説明図である。
【図4】(A)および(B)は、それぞれ、本発明を適
用した反射型のオプティカルエンコーダの例を示す主要
部分の構成図である。
【図5】従来の回転ディスクの構成を示す部分断面図で
ある。
【符号の説明】
1 オプティカルエンコーダ 2 回転軸 3 回転ディスク 31 スリット列 32 ディスク本体 32a ディスク表面 33 ハブ 35 遮光膜 36 スリット列 37 環状突出面 4 固定スリット板 4a スリット板表面 45 遮光膜 46 スリット 47 突出面 5 発光素子 6 受光素子 8 ギャップ調整用のスペーサ 200A,200B 反射型のオプティカルエンコーダ 201 回転ディスク 202 光反射パターン 203 発光素子 205 受光素子 206 固定スリット板 207 集光レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千野 忠男 神奈川県横浜市旭区白根2−31−15の201

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に固定したスリット付きの回転デ
    ィスクと、この回転ディスクに対峙した固定スリット板
    と、これら回転ディスクおよび固定スリット板を挟み対
    向配置した発光素子および受光素子とを有するオプティ
    カルエンコーダにおいて、前記回転ディスクは、円周方
    向に向けてスリット列が形成されているディスク本体
    と、このディスク本体を前記回転軸に固定するために当
    該ディスク本体の中心に固定されている円筒状のハブと
    を備えており、これらディスク本体およびハブは樹脂材
    料により一体成形されていることを特徴とするオプティ
    カルエンコーダ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、透明な前記ディスク
    本体の表面に遮光膜が形成され、当該遮光膜にはスリッ
    トパターンが形成されていることを特徴とするオプティ
    カルエンコーダ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記遮光膜は感光剤
    からなり、当該遮光膜に前記スリットパターンが形成さ
    れていることを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の回転ディスクのスリッ
    トパターンの形成方法であって、一体成形された前記回
    転ディスク母材を、当該回転ディスク母材のハブ部分の
    中心孔を基準として利用して、回転板部分の表面にスリ
    ットパターンを形成することを特徴とするスリットパタ
    ーンの形成方法。
  5. 【請求項5】 請求項2または3において、前記ディス
    ク本体の前記固定スリット板に対峙する表面の外周側に
    は固定スリット板の側に突き出た平坦な環状突出面が形
    成されていることを特徴とするオプティカルエンコー
    ダ。
  6. 【請求項6】 請求項2、3または5において、前記固
    定スリットの前記ディスク本体に対峙する表面の外周側
    にはディスク本体の側に突き出た平坦な突出面が形成さ
    れていることを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のオプティカルエンコー
    ダの組み付け方法であって、回転軸に前記回転ディスク
    を固定し、スペーサを挟み、前記環状突出面と前記突出
    面を対峙させて、前記回転ディスクと前記固定スリット
    板のギャップ調整を行うことを特徴とするオプティカル
    エンコーダの組み付け方法。
  8. 【請求項8】 回転軸に固定した回転ディスクと、この
    回転ディスクの表面において円周方向に配列されたスリ
    ット状の光反射パターンと、前記回転ディスクの前記光
    反射パターンに光を照射する発光素子と、前記光反射パ
    ターンで反射した反射光を受光する受光素子とを有する
    オプティカルエンコーダにおいて、前記回転ディスク
    は、前記光反射パターンが形成されているディスク本体
    と、このディスク本体を前記回転軸に固定するために当
    該ディスク本体の中心に固定されている円筒状のハブと
    を備えており、これらディスク本体およびハブが樹脂材
    料により一体成形されていることを特徴とするオプティ
    カルエンコーダ。
  9. 【請求項9】 請求項8において、前記光反射パターン
    で反射されて前記受光素子に入射する反射光の光路上に
    は固定スリット板が配置されていることを特徴とするオ
    プティカルエンコーダ。
  10. 【請求項10】 請求項8において、前記光反射パター
    ンで反射されて前記受光素子に入射する反射光を当該受
    光素子の受光面に集光させるための集光レンズを備えて
    いることを特徴とするオプティカルエンコーダ。
JP23638697A 1996-09-10 1997-09-02 オプティカルエンコーダ Pending JPH10141998A (ja)

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JP23638697A JPH10141998A (ja) 1996-09-10 1997-09-02 オプティカルエンコーダ

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JP8-239014 1996-09-10
JP23901496 1996-09-10
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007240375A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp エンコーダおよびエンコーダのパルス円板のモータシャフトへの取付方法
US7669346B2 (en) * 2007-03-30 2010-03-02 USDigital LLC Encoder hub to disc attachment method and apparatus

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