JPH10253396A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 取扱いの容易な比較的厚いスリット円板を用
いることができ、位置センサ等の組付けが容易であり、
組立工数及び部品点数を削減することができるロータリ
エンコーダを提供する。 【解決手段】 回転軸２と同心の円周に沿って多数の第
一スリット１０を配すると共に前記円周から外れた位置
に１個の第二スリット１１を配してなるスリット円板８
と、第一スリット１０の回転時における明暗を検出する
第一位置センサ１４と、第二スリット１１の回転時にお
ける明暗を検出する第二位置センサとを備え、スリット
円板８の片面が第一スリット１０の回転経路において鏡
面に形成されると共に、第一位置センサ１４が、発光素
子１４ａと受光素子１４ｂとを含む反射形センサからな
り、第二位置センサが、スリット円板８の両面側に第二
スリット１１の回転経路を挟むように互いに対向して配
置された発光素子１５ａと受光素子１５ｂとを含む透過
形センサからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機の回転速度
や回転位置等を検出するために用いるロータリエンコー
ダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来公知のロータリエンコーダは、例え
ば実公平２−３６０８８号公報や実公平３−２９６８３
号公報等に開示されるように、回転軸を介してケースに
支承されると共に該回転軸と同心の円周に沿って多数の
スリットを配してなるスリット円板と、前記スリット円
板におけるスリットの回転経路に沿って配置されると共
に該スリットの回転により生じる明暗を検出する位置セ
ンサとから構成されている。

【０００３】しかしながら、従来の前記ロータリエンコ
ーダでは、位置センサとして、スリット円板の一方側か
らスリットに向かって光を投射する発光素子及びスリッ
トを透過した光をスリット円板の他方側で検出する受光
素子を組み合わせてなる透過形センサが使用されている
ため、高い検出精度を得るにはスリット円板を極薄にし
て精密なスリットを形成する必要があり、スリット円板
の取扱いに不便なこと、位置センサの発光素子と受光素
子とをスリット円板を挟んで対向位置に正確に配置しな
ければならないこと、したがって発光素子と受光素子を
それぞれ個別に固定するための基板或は構造物をケース
の各側に設けなければならず、組立てに際してケースへ
の発光素子及び受光素子の各組付けとその間における回
転軸へのスリット円板の組付けとの計３工程の組付けを
必要とすること、その場合に各個に固定される前記発光
素子と受光素子の位置関係やそれらとスリット円板の位
置関係等の微調節を必要とすること、発光素子と受光素
子との間に回転体であるスリット円板が介在するため、
前記３工程による組付け完了後に前記発光素子及び受光
素子と他の電気回路とを結合しなければならないこと、
したがって組立工数及び部品点数が増加してコストの低
減が阻害されること等の問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、取扱
いの容易な比較的厚いスリット円板を用いることがで
き、位置センサ等の組付けが容易であり、組立工数及び
部品点数を削減することができるロータリエンコーダを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明により
解決することができる。本発明に係る請求項１に記載の
ロータリエンコーダは、回転軸を介してケースに支承さ
れ、該回転軸と同心の円周に沿って多数の第一スリット
を配すると共に前記円周から外れた位置に前記回転軸の
基準位置に対応する１個の第二スリットを配してなるス
リット円板と、前記スリット円板における第一スリット
の回転経路に沿って配置されると共に該第一スリットの
回転により生じる明暗を検出する第一位置センサと、前
記スリット円板における第二スリットの回転経路に沿っ
て配置されると共に該第二スリットの回転により生じる
明暗を検出する第二位置センサとを少なくとも備えたロ
ータリエンコーダにおいて、前記スリット円板の片面が
少なくとも第一スリットの回転経路において鏡面に形成
されると共に、前記第一位置センサが、スリット円板の
鏡面側に第一スリットの回転経路を臨むように互いに隣
接して配置された発光素子と受光素子とを含む反射形セ
ンサからなり、また前記第二位置センサが、スリット円
板の両面側に第二スリットの回転経路を挟むように互い
に対向して配置された発光素子と受光素子とを含む透過
形センサからなることを特徴としている。

【０００６】前記の場合、第一位置センサが反射形セン
サからなり、それを構成する発光素子と受光素子は、何
れも、スリット円板の片側の鏡面側にのみ配置され、し
たがって前記従来技術における透過形センサのように発
光素子と受光素子がスリット円板を挟んで個別に配置さ
れる場合に生じる既述の弊害は解消される。前記のよう
に第一位置センサに前記反射形センサを用いた場合、発
光素子から放射された光は、スリット円板の鏡面部分で
は反射されると共に受光素子で検出され、「明」状態を
呈し、また各第一スリット部分では反射されずに透過又
は吸収されると共に受光素子で検出されず、「暗」状態
を呈する。したがって、前記の場合、スリット円板を比
較的厚くしても第一スリットの精度に悪影響を与えるこ
とがない。

【０００７】なお、前記第二位置センサは透過形センサ
であるが、これは回転軸の基準位置に対応する１個の第
二スリットの回転により生じる明暗を検出するだけのも
のであるから、スリット円板が多少厚くなっても第二ス
リットの精度に実質的な影響は生じない。本発明では、
前記のように第二位置センサに透過形センサが使用され
るが、これを仮に前記第一位置センサと同様の反射形セ
ンサにした場合は、第二スリットがスリット円板上に一
個所しかないことから該第二スリットの回転により生じ
る明暗の幅に大きな差が生じ、そのために高精度の回転
位置を検出することが困難になる。

【０００８】前記構成において、請求項２に記載のよう
に、第一位置センサと第二位置センサとが同一配線基板
上に実装されてケースの基板取付面上に固定されること
が好ましく、その場合、前記配線基板をケースの基板取
付面上の所定位置に固定するのみで第一位置センサと第
二位置センサが一挙にケースの各所定位置に組み付けら
れる。

【０００９】また、前記同一配線基板を用いる構成にお
いて、請求項３に記載のように、ケースの基板取付面が
スリット円板と平行に形成されると共に、第二位置セン
サは、配線基板下面から発光素子と受光素子との間隙ま
での距離がケースの基板取付面からスリット円板までの
距離と等しくなるように配線基板上に実装され、該基板
取付面上への配線基板の組付けに際して、該配線基板
を、その上の第二位置センサが後に組み付けられる或は
先に組み付けられたスリット円板の周縁から外れる位置
に、前記基板取付面に沿って設定位置まで移動可能に組
み込むようにしてもよい。その場合、配線基板を、固定
されたスリット円板の内側又は外側において基板取付面
に沿って設定位置まで移動させることにより、第二位置
センサにおける発光素子と受光素子との間隙にスリット
円板が第二スリットの回転経路に至るまで嵌入されるこ
とになる。

【００１０】なお、前記スリット円板における第一スリ
ットは、例えば通常の開口スリットや透明板上の金属蒸
着面へのエッチングにより形成されたような光透過性ス
リットの他に、請求項４に記載のように、光吸収材の塗
布により形成された光吸収性スリットからなるものでも
よく、その場合、該光吸収性スリットは、例えば光吸収
材を含むインクの精密印刷により形成されてもよい。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明を図面に示す実施例に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明の第一の実施例に係
るロータリエンコーダの縦断面図、図２は図１に示すロ
ータリエンコーダにおける内部側面図、図３は図１に示
すロータリエンコーダにおける配線基板組付け時の縦断
面図である。

【００１２】図１及び図２において、ケース１に回転軸
２が軸受３を介して支承され、回転軸２端部にホルダ４
が延設されている。ホルダ４にはその基部において配線
基板５がその中央の穴６を介して遊嵌されると共に端部
にフランジ７が回転軸２に対して垂直に設けられ、前記
フランジ７上にスリット円板８が回転軸２と同心に留め
リング９で固定され、該スリット円板８には、回転軸２
と同心の円周に沿って多数の第一スリット１０が半径方
向に設けられると共に該円周の外側に回転軸２の基準位
置に対応する１個の第二スリット１１が設けられ、該ス
リット円板８の裏面が第一スリット１０の回転経路にお
いて鏡面に形成されている。

【００１３】前記ホルダ４に遊嵌された配線基板５は、
その所定位置において、ケース１に前記フランジ７と平
行に形成された基板取付面１２上にねじ１３で固定さ
れ、該配線基板５上には反射形センサからなる第一位置
センサ１４と透過形センサからなる第二位置センサ１５
が各々実装されている。前記第一位置センサ１４の発光
素子１４ａと受光素子１４ｂは、スリット円板８の鏡面
側において第一スリット１０の回転経路を臨むように互
いに隣接一体化して配置され、また前記第二位置センサ
１５の発光素子１５ａと受光素子１５ｂは、スリット円
板８の両面側に第二スリット１１の回転経路を挟むよう
に互いに対向して配置されている。

【００１４】前記構成では、ケース１の基板取付面１２
がスリット円板８と平行に形成されると共に、第二位置
センサ１５は、配線基板５下面から発光素子１５ａと受
光素子１５ｂとの間隙１６までの距離がケース１の基板
取付面１２からスリット円板８までの距離と等しくなる
ように配線基板５上に予め実装され、該基板取付面１２
上への配線基板５の組付けに際して、該配線基板５を、
図３に示すように、その上の第二位置センサ１５が後に
組み付けられるスリット円板８の周縁から外れる位置
に、ホルダ４基部に穴６を介して遊嵌されるように組み
込み、フランジ７へのスリット円板８の組付け後に、図
１に示すように、前記配線基板５を基板取付面１２に沿
って設定位置まで移動させて固定するようにしている。

【００１５】なお、前記回転軸２には、被測定体の出力
軸（図示しない）との嵌入部１７が設けられると共に該
出力軸を回転軸２に固定するための留めねじ１８が螺入
され、またケース１には、前記第一位置センサ１４及び
第二位置センサ１５等の配線コードを通すためのコード
穴１９が設けられると共に内部を被うカバー２０がねじ
２１で固定されている。

【００１６】図４は本発明の第二の実施例に係るロータ
リエンコーダの縦断面図である。同図に示すものでは、
透過形センサである第二位置センサ１５が、第一の実施
例のように配線基板５に直接実装される代りに、配線基
板５にＬ字形留め具２３で垂直に一体化された補助基板
２２を介して実装されており、その他の構成は既述の第
一の実施例の場合と同様である。

【００１７】図５は本発明の第三の実施例に係るロータ
リエンコーダの縦断面図である。同図に示すものでは、
配線基板５を、第一の実施例及び第二の実施例のよう
に、その上の第二位置センサ１５が後に組み付けられる
スリット円板８の周縁から外れる位置に、ホルダ４基部
に遊嵌されるように組み込む代りに、フランジ７へのス
リット円板８の組付け後に、その上の第二位置センサ１
５が該スリット円板８の周縁から外れる位置に組み込
み、該配線基板５を基板取付面１２に沿って設定位置ま
で移動させて固定するようにしている。なお、その他の
構成は既述の第一の実施例及び第二の実施例の場合と同
様である。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る請求項１に記載のロータリ
エンコーダは以上のように構成されるので、取扱いの容
易な比較的厚いスリット円板を用いることができ、位置
センサ等の組付けが容易であり、組立工数及び部品点数
を削減することができる。

【００１９】請求項２に記載のものでは、第一位置セン
サ及び第二位置センサの各組付けがケースの基板取付面
上への配線基板の組付けからなる一工程で完了するの
で、より一層の組立工数の削減が可能になると共に組付
け後における各センサとスリット円板との位置関係の調
節や各センサにおける発光素子と受光素子との位置関係
等の調整が不要になる。また、これに関連して、請求項
３に記載のものでは、配線基板をケースの基板取付面に
沿って設定位置まで移動させることにより、各センサを
容易に所定の配置に組み付けることができる。さらに、
請求項４に記載のものでは、第一スリットの形成が容易
であり、しかも通常の光透過性スリットと同様の作用を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係るロータリエンコー
ダの縦断面図である。

【図２】図１に示すロータリエンコーダにおける内部側
面図である。

【図３】図１に示すロータリエンコーダにおける配線基
板組付け時の縦断面図である。

【図４】本発明の第二の実施例に係るロータリエンコー
ダの縦断面図である。

【図５】本発明の第三の実施例に係るロータリエンコー
ダの縦断面図である。

【符号の説明】

２ 回転軸 ８ スリット円板 １０ 第一スリット １１ 第二スリット １４ 第一位置センサ １４ａ 発光素子 １４ｂ 受光素子 １５ 第二位置センサ １５ａ 発光素子 １５ｂ 受光素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を介してケースに支承され、該回
   転軸と同心の円周に沿って多数の第一スリットを配する
   と共に前記円周から外れた位置に前記回転軸の基準位置
   に対応する１個の第二スリットを配してなるスリット円
   板と、前記スリット円板における第一スリットの回転経
   路に沿って配置されると共に該第一スリットの回転によ
   り生じる明暗を検出する第一位置センサと、前記スリッ
   ト円板における第二スリットの回転経路に沿って配置さ
   れると共に該第二スリットの回転により生じる明暗を検
   出する第二位置センサとを少なくとも備えたロータリエ
   ンコーダにおいて、 前記スリット円板の片面が少なくとも第一スリットの回
   転経路において鏡面に形成されると共に、前記第一位置
   センサが、スリット円板の鏡面側に第一スリットの回転
   経路を臨むように互いに隣接して配置された発光素子と
   受光素子とを含む反射形センサからなり、また前記第二
   位置センサが、スリット円板の両面側に第二スリットの
   回転経路を挟むように互いに対向して配置された発光素
   子と受光素子とを含む透過形センサからなることを特徴
   とするロータリエンコーダ。
2. 【請求項２】 第一位置センサと第二位置センサとが同
   一配線基板上に実装されてケースの基板取付面上に固定
   された請求項１記載のロータリエンコーダ。
3. 【請求項３】 ケースの基板取付面がスリット円板と平
   行に形成されると共に、第二位置センサは、配線基板下
   面から発光素子と受光素子との間隙までの距離がケース
   の基板取付面からスリット円板までの距離と等しくなる
   ように配線基板上に実装され、該基板取付面上への配線
   基板の組付けに際して、該配線基板を、その上の第二位
   置センサが後に組み付けられる或は先に組み付けられた
   スリット円板の周縁から外れる位置に、前記基板取付面
   に沿って設定位置まで移動可能に組み込むようにした請
   求項２記載のロータリエンコーダ。
4. 【請求項４】 第一スリットが光吸収材の塗布により形
   成された光吸収性スリットからなる請求項１記載のロー
   タリエンコーダ。