JPH1062206A - Rotational displacement information detector - Google Patents

Rotational displacement information detector

Info

Publication number
JPH1062206A
JPH1062206A JP23984196A JP23984196A JPH1062206A JP H1062206 A JPH1062206 A JP H1062206A JP 23984196 A JP23984196 A JP 23984196A JP 23984196 A JP23984196 A JP 23984196A JP H1062206 A JPH1062206 A JP H1062206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disk
unit
disk unit
displacement information
rotational displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23984196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Kato
成樹 加藤
Akira Ishizuka
公 石塚
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23984196A priority Critical patent/JPH1062206A/en
Publication of JPH1062206A publication Critical patent/JPH1062206A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately execute positioning in the rotary shaft direction of a disk unit and on a plane rectangular to the rotary shaft direction at the time of positioning the amplitude grating of a disk and that of a plane substrate. SOLUTION: A block member 10 for holding the disk unit 101 on the plane rectangular to the rotary shaft direction of the unit 101 is arranged on a body unit 102 so as to be freely moved to the rotary shaft direction of the unit 101, a position regulating means 10D in the block member 10 regulates the position of the unit 101 on a straight line connecting the center of a rotary shaft to a light source means 2, and a temporary fixing means 10C in the member 10 temporarily fixes the unit 101 in the position regulated state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転変位情報検出
装置に関し、例えば、相対的に回転移動するメインスケ
ールの放射格子とインデックススケールの放射格子に光
束を照射し、そこから得られる位相、又は強度変調され
た信号光を検出することにより、前記メインスケールと
インデックススケールとの相対的な回転変位情報や原点
位置などの回転変位情報を検出するロータリエンコーダ
に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotational displacement information detecting device, for example, irradiating a luminous flux onto a radiation grating of a main scale and a radiation grating of an index scale that relatively rotate and move, and obtains a phase or a phase obtained therefrom. The present invention is suitable for a rotary encoder that detects intensity-modulated signal light to detect relative rotational displacement information between the main scale and the index scale and rotational displacement information such as the origin position.

【0002】特に、光源手段、受光手段及びインデック
ススケールを具備する本体ユニットとメインスケールを
具備するディスクユニットが別体になっている、所謂、
組込みタイプのロータリーエンコーダに関する。
In particular, a so-called main unit having light source means, light receiving means and an index scale and a disk unit having a main scale are provided separately.
It relates to a built-in type rotary encoder.

【0003】[0003]

【従来の技術】周知のとおり、物体の相対的な回転変位
情報(変位量、速度、加速度など)を高精度に測定する
ための装置として、ロータリーエンコーダが多く利用さ
れている。この種のロータリーエンコーダには、一般
に、回転変位情報の絶対位置情報を計算するために原点
情報を検出する原点検出機能が付加されている。
2. Description of the Related Art As is well known, a rotary encoder is often used as a device for measuring relative rotational displacement information (displacement, speed, acceleration, etc.) of an object with high accuracy. This kind of rotary encoder is generally provided with an origin detection function for detecting origin information in order to calculate absolute position information of rotational displacement information.

【0004】図9に原点検出機能付きのロータリーエン
コーダの概要を示す。このロータリエンコーダは、回転
変位情報を次のようにして検出している。即ち、相対移
動するディスクハブ8に固定したディスク(メインスケ
ール)3上に透過・非透過(又は反射・非反射)の繰り
返し放射格子パターン4を記録しておき、固定の平面基
板(インデックススケール)5にも等しいピッチでかつ
互いに空間的に位相を90度ずらした放射格子パターン
5A,5Bを記録しておき、両者を所定の間隔(ギャッ
プ)を隔てて重ね合わせてから双方にLED1よりコリ
メータレンズ2を介して平行光束を照射する。
FIG. 9 shows an outline of a rotary encoder having an origin detection function. This rotary encoder detects rotational displacement information as follows. That is, a repetitive transmission / non-transmission (or reflection / non-reflection) radiation grating pattern 4 is recorded on a disk (main scale) 3 fixed to a disk hub 8 which moves relatively, and a fixed planar substrate (index scale) is recorded. Radiation grating patterns 5A and 5B are recorded at a pitch equal to 5 and spatially shifted by 90 degrees from each other, and are superimposed at a predetermined interval (gap). 2 irradiates a parallel light beam.

【0005】このとき、メインスケール3の移動によっ
て両者のパターンの一致の具合に応じて透過光量が周期
的に変化する。このときの変化量をセンサー基板9に設
けた対応する受光素子6(6A,6B)により検出して
電気的な正弦波状のインクリメンタル信号(A相信号、
B相信号)を得、その正弦信号を更に2値化回路により
変換して矩形波状のインクリメンタル信号(A相信号、
B相信号)を得ている。こうして回転軸7の回転変位情
報を検出している。
At this time, the amount of transmitted light periodically changes in accordance with the degree of coincidence between the two patterns due to the movement of the main scale 3. The amount of change at this time is detected by the corresponding light receiving element 6 (6A, 6B) provided on the sensor substrate 9 and an electric sinusoidal incremental signal (A phase signal,
A sine signal is further converted by a binarization circuit to generate a rectangular wave incremental signal (A-phase signal,
B-phase signal). Thus, the rotational displacement information of the rotating shaft 7 is detected.

【0006】また、上記ロータリエンコーダは、原点情
報を次のようにして検出している。即ち、相対移動する
ディスク(メインスケール)3上に透過・非透過(反射
・非反射)の原点パターン4Zを記録しておき、固定の
平面基板(インデックススケール)5にも同じ原点パタ
ーン5Zを記録しておき、両者を所定の間隔(ギャッ
プ)を隔てて重ね合わせてから双方にLED1よりコリ
メータレンズ2を介して平行光束を照射する。
The rotary encoder detects the origin information as follows. That is, a transparent / non-transmissive (reflective / non-reflective) origin pattern 4Z is recorded on a relatively moving disk (main scale) 3, and the same origin pattern 5Z is recorded on a fixed flat substrate (index scale) 5. After that, the two are superposed at a predetermined interval (gap), and then both are irradiated with a parallel light beam from the LED 1 via the collimator lens 2.

【0007】このとき、ディスク3の移動によって両者
のパターンが完全に一致した瞬間に最大の透過光量とな
るようなパルス状信号光を得る。このパルス状信号光を
センサー基板9に設けた受光素子6(6Z)により検出
して原点信号を得、その原点信号を2値化回路により変
換して矩形波状の原点信号を得ている。
At this time, a pulse-like signal light having a maximum transmitted light amount is obtained at the moment when the two patterns are completely matched by the movement of the disk 3. The pulse signal light is detected by the light receiving element 6 (6Z) provided on the sensor substrate 9 to obtain an origin signal, and the origin signal is converted by a binarizing circuit to obtain a rectangular wave origin signal.

【0008】このように、原点検出機能付きのロータリ
ーエンコーダは、インクリメンタル信号の検出原理も原
点信号の検出原理もメインスケール3とインデックスス
ケール5の重なり具合の変化による透過光量の変調効果
を利用している。
As described above, the rotary encoder having the origin detecting function utilizes both the principle of detecting the incremental signal and the principle of detecting the origin signal by utilizing the modulation effect of the amount of transmitted light due to the change in the degree of overlap between the main scale 3 and the index scale 5. I have.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述の如き構成のロー
タリーエンコーダにあっては、近年、取付対象となる工
作機械や計測機などの高精度化及び小型化に伴い、変位
情報の検出に高分解能化と小型化が求められている。特
に、小型化の要求は単にエンコーダ本体の大きさだけに
留まらず、モータ等の回転体にエンコーダを取り付けた
後の軸長方向の長さの短縮が求められている。
In recent years, with the rotary encoder having the above-described configuration, with the increase in accuracy and miniaturization of a machine tool or a measuring machine to be mounted, a high resolution is required for detecting displacement information. There is a demand for miniaturization and miniaturization. In particular, the demand for miniaturization is not limited to the size of the encoder main body, but is also required to reduce the length in the axial direction after the encoder is attached to a rotating body such as a motor.

【0010】具体的には、エンコーダは回転軸を独自に
持たずにモータ等の回転軸にディスクを直接取り付けて
から、更にエンコーダ本体をモータハウジングに組み付
ける、所謂、「組込みタイプ」のロータリーエンコーダ
が要求されている。この「組込みタイプ」のロータリー
エンコーダは、一般に、ディスク部とエンコーダ本体
(検出ヘッド)部とが空間的に分離された2部品構成の
ものとなっている。
[0010] Specifically, a so-called "built-in type" rotary encoder is used in which an encoder has a disk mounted directly on a rotary shaft of a motor or the like without independently having a rotary shaft, and further mounts an encoder body on a motor housing. Has been requested. This "built-in type" rotary encoder generally has a two-part structure in which a disk unit and an encoder body (detection head) unit are spatially separated.

【0011】このような構成のロータリーエンコーダを
ユーザー(測定者)がモータ等に取り付ける場合、ディ
スク(メインスケール)をモータの回転軸に固定するプ
ロセスと、エンコーダ本体をモータのハウジングに固定
するプロセスが必要になる。
When a user (measurer) attaches the rotary encoder having such a configuration to a motor or the like, a process of fixing a disk (main scale) to a rotating shaft of the motor and a process of fixing an encoder body to a motor housing are performed. Will be needed.

【0012】その場合、エンコーダから正しくインクリ
メンタル信号(A相信号、B相信号)及び原点信号(Z
相信号)が出力されるには、(1)モータ軸の回転中に
ディスク上の放射格子パターントラックが偏心しないこ
と、(2)ディスク上の放射状格子パターントラックと
エンコーダ本体内の平面基板(インデックススケール)
上の放射状格子パターントラックとがピッタリ重なり合
うこと、が必須の条件である。
In this case, the incremental signal (A-phase signal, B-phase signal) and the origin signal (Z
(1) that the radial grating pattern tracks on the disk are not eccentric during rotation of the motor shaft, (2) the radial grating pattern tracks on the disk and the flat substrate (index scale)
It is an indispensable condition that the upper radial grating pattern track overlaps exactly.

【0013】しかしながら、実際にモータの回転軸にデ
ィスクを取り付ける場合、モータ軸の回転中心とディス
ク上の放射格子パターントラックの中心が部品寸法の誤
差によりずれてしまい、また、ディスク上の放射格子パ
ターントラックとエンコーダ本体内の平面基板上の放射
格子パターンとがモータのハウジングとエンコーダ本体
との取り付け部の誤差によりずれてしまうという問題が
ある。
However, when the disk is actually mounted on the rotating shaft of the motor, the center of rotation of the motor shaft and the center of the radial grating pattern track on the disk are shifted due to an error in the dimensions of the parts. There is a problem that the track and the radiation grating pattern on the flat substrate in the encoder main body are shifted due to an error in a mounting portion between the motor housing and the encoder main body.

【0014】更に、一般的な傾向として、エンコーダデ
ィスクが小型(小径)かつ高分解能になると、ディスク
上の放射格子パターン及び平面基板上の放射格子パター
ンのピッチが微細になり、相対的な位置ズレ(格子と格
子の間のアジマスずれ)によって信号出力が劣化し易く
なるという難点がある。
Further, as a general tendency, as the encoder disk becomes smaller (small diameter) and has higher resolution, the pitch of the radiation grating pattern on the disk and the radiation grating pattern on the flat substrate become finer, and the relative positional shift occurs. (Azimuth shift between the gratings) has a disadvantage that the signal output tends to deteriorate.

【0015】例えば、図10に示すように、半径8〜1
2mmのドーナツ状の領域に2500本の放射格子4を
記録したディスク3をφ6穴あきハブ8に接着してディ
スクユニットとする。このとき、放射格子パターン4の
放射中心は穴あきハブ8の穴8aの中心に対して数ミク
ロンオーダーの誤差で一致させて偏心を極力抑えて接着
してあるとする。このディスクユニットとモータのシャ
フト7をφ6mmのH7の嵌め合いの関係で差し込み、
ディスクユニットのハブ8の側面よりセットビス20に
より締結する。
For example, as shown in FIG.
A disk 3 on which 2500 radiation gratings 4 are recorded in a 2 mm donut-shaped area is bonded to a hub 6 with a φ6 hole to form a disk unit. At this time, it is assumed that the radiation center of the radiation grating pattern 4 is adhered to the center of the hole 8a of the perforated hub 8 with an error on the order of several microns and the eccentricity is minimized. This disk unit and the shaft 7 of the motor are inserted in a relationship of fitting of H7 of φ6 mm,
The disk unit is fastened with a set screw 20 from the side surface of the hub 8.

【0016】このような連結状態において、ハブ8の穴
8aとシャフト7がφ6のH7の嵌め合いでは最大35
ミクロンの隙間が生じるので、偏心が最大で17.5μ
m生じる。実際はモータのシャフト7もモータ内蔵のベ
アリング内輪との嵌め合い関係があるので、シャフト7
の外形も回転中心に対して同程度以上の偏心の可能性が
存在していることになり、モータのシャフト7に取り付
けられた後のディスクパターンの偏心は合計して35μ
mになる可能性がある。
In such a connection state, when the hole 8a of the hub 8 and the shaft 7 are fitted with the φ7 H7, a maximum of 35
Eccentricity up to 17.5μ due to micron gap
m. Actually, the shaft 7 of the motor also has a fitting relationship with the inner ring of the bearing built into the motor.
The eccentricity of the disk pattern after being attached to the shaft 7 of the motor also has a possibility of eccentricity of the same degree or more with respect to the rotation center.
m.

【0017】更に、エンコーダ本体をモータハウジング
に取り付ける場合、エンコーダ本体はともかくモータハ
ウジングに高精度な嵌め合い付当て部を設けることは事
実上困難である。仮に、中精度の付当て関係で位置決め
して固定する場合、100μm程度の隙間が生じるの
で、エンコーダ本体の取り付け位置は50μm程度はX
方位又はY方位にずれる可能性がある。
Furthermore, when the encoder main body is mounted on the motor housing, it is practically difficult to provide a high-precision fitting contact portion on the motor housing regardless of the encoder main body. If the positioning and fixing are performed in a medium-precision contact relationship, a gap of about 100 μm is generated.
There is a possibility that the azimuth or Y azimuth is shifted.

【0018】ここで、図11に示すように、ディスク3
がX方位に35μm偏心していて、更に、エンコーダ本
体がX方位に−50μm(具体的には、平面基板5が−
50μm)ずれている場合を考える。
Here, as shown in FIG.
Are eccentric in the X direction by 35 μm, and the encoder body is −50 μm in the X direction (specifically, the plane substrate 5 is −50 μm).
(50 μm) is considered.

【0019】ディスク3上の放射格子4は半径10mm
で格子ピッチが25μmである。また、ディスク3上の
原点検出用の振幅格子4Zは半径6〜8mmに記録して
あるとする。その結果、ディスク3の偏心及びエンコー
ダ本体の取付け位置の誤差の和として、ディスク3と平
面基板5とはX方位に85μmずれていることになる。
Radiation grating 4 on disk 3 has a radius of 10 mm
And the grating pitch is 25 μm. It is also assumed that the amplitude grating 4Z for detecting the origin on the disk 3 is recorded at a radius of 6 to 8 mm. As a result, as a sum of the eccentricity of the disk 3 and the error of the mounting position of the encoder main body, the disk 3 and the plane substrate 5 are shifted by 85 μm in the X direction.

【0020】この場合、A相信号をディスク半径10m
mで検出しているとして、A相の検出タイミングは85
/25=3.4周期ずれている。また、Z相信号をディ
スク半径7mmで検出しているとして、Z相の検出タイ
ミングは85/25×7/10=2.38周期ずれてい
る。この場合、A相信号とZ相信号は相対的に3.4−
2.38=1.02周期分のずれがある(但し、A相の
矩形波信号を1周期の基準とする。)。かくして、Z相
信号の波形出力は、エンコーダ本体及びディスク3の相
対的なX方位ズレである85μmによりA相の波形出力
に対して±1.02周期相当分ずれてしまうことにな
る。
In this case, the A-phase signal has a disk radius of 10 m.
m, the phase A detection timing is 85
/25=3.4 cycles. Further, assuming that the Z-phase signal is detected at a disk radius of 7 mm, the detection timing of the Z-phase is shifted by 85/25 × 7/10 = 2.38 cycles. In this case, the A-phase signal and the Z-phase signal are relatively 3.4-
There is a shift of 2.38 = 1.02 cycles (however, the A-phase rectangular wave signal is used as a reference for one cycle). Thus, the waveform output of the Z-phase signal is shifted by ± 1.02 cycles from the waveform output of the A-phase due to the relative X-azimuth deviation of 85 μm between the encoder body and the disk 3.

【0021】上述の例では、このままZ相信号とA相信
号とを論理回路によって同期させることは困難である。
何故なら、エンコーダ本体とディスク3の相対的な取付
け誤差と、A相信号とZ相信号の相対的な位相ズレとが
比例するとすれば、21μm以内に抑えなくてはならな
い。しかもディスク3がシャフト7に取り付けられた時
点で35μmもの誤差が生じる可能性があることからす
れば、エンコーダから正しくA相、Z相の信号出力を得
ることは不可能である。
In the above-described example, it is difficult to synchronize the Z-phase signal and the A-phase signal with a logic circuit.
This is because if the relative mounting error between the encoder body and the disk 3 is proportional to the relative phase shift between the A-phase signal and the Z-phase signal, it must be kept within 21 μm. Moreover, since there is a possibility that an error of 35 μm may occur when the disk 3 is mounted on the shaft 7, it is impossible to correctly obtain A-phase and Z-phase signal outputs from the encoder.

【0022】このように、エンコーダのディスクが小型
(小径)かつ高分解能になると、ディスク3上の放射格
子および平面基板5上の放射格子のピッチが微細にな
り、相対的な位置ズレ(格子と格子の間のアジマスず
れ)によって、信号出力が低下し易くなり、組込みタイ
プのロータリエンコーダは極めて組み込み難いものとな
り、実用化が大変困難であった。
As described above, when the size of the encoder disk is small (small diameter) and high in resolution, the pitch of the radiation grating on the disk 3 and the pitch of the radiation grating on the plane substrate 5 become fine, and the relative positional deviation (grating and Due to the azimuth shift between the gratings), the signal output is apt to decrease, and the built-in type rotary encoder is extremely difficult to be built, and its practical use has been very difficult.

【0023】本発明は、ディスク(メインスケール)な
どを具備するディスクユニットと、光源手段、受光手段
及び平面基板(インデックススケール)などを具備する
本体ユニットとを別体に構成した場合において、ディス
クの振幅格子と平面基板の振幅格子の位置決めを行う際
に、本体ユニットにディスクユニットの回転軸方向へ移
動自在に設けたブロック部材を利用して、ディスクユニ
ットの回転軸方向の位置決め及び当該回転軸方向と直交
する平面上での位置決めを高精度に行うことができ、も
って、A相信号とZ相信号の同期ズレが少なく回転変位
情報を高精度に検出することのできる組込みタイプのエ
ンコーダに好適な回転変位情報検出装置を提供すること
を目的とする。
According to the present invention, when a disk unit having a disk (main scale) and the like and a main unit having a light source means, a light receiving means, a flat substrate (index scale) and the like are constituted separately, When positioning the amplitude grating and the amplitude grating of the flat substrate, a block member provided in the main body unit so as to be movable in the rotation axis direction of the disk unit is used to determine the position of the disk unit in the rotation axis direction and the rotation axis direction. It is suitable for a built-in type encoder that can perform high-precision positioning on a plane that is perpendicular to the axis and that can detect rotation displacement information with high accuracy with little synchronization deviation between the A-phase signal and the Z-phase signal. It is an object to provide a rotational displacement information detecting device.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の回転変位情報検
出装置は、 〔1〕:光源手段からの光束を相対的に回転するディス
ク上の放射格子と該ディスクに対向配置した平面基板上
の放射格子とに導光し、前記両放射格子により変調を受
けた光束を受光手段で受光し、この受光手段からの信号
を利用してディスクと平面基板との相対的な回転変位情
報を検出する回転変位情報検出装置において、前記光源
手段、平面基板及び受光手段などを具備した本体ユニッ
トと前記ディスクなどを具備した回転自在のディスクユ
ニットとを有し、前記本体ユニットには前記ディスクユ
ニットを回転軸方向と直交する平面上で保持して当該本
体ユニットに固定されるブロック部材が前記ディスクユ
ニットの回転軸方向へ移動自在に設けられ、このブロッ
ク部材に前記ディスクユニットを回転軸中心と光源手段
とを結ぶ直線上でディスクユニットの位置を規定する位
置規定手段と、この位置規定手段により位置規定された
ディスクユニットを仮固定する仮固定手段とを設けたこ
とを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION A rotational displacement information detecting apparatus according to the present invention comprises: [1]: a radiation grating on a disk which relatively rotates a light beam from a light source means and a radiation grating on a flat substrate opposed to the disk. The light beam guided to the radiation grating and the light beam modulated by the two radiation gratings is received by the light receiving means, and the information from the light receiving means is used to detect relative rotational displacement information between the disk and the flat substrate. The rotational displacement information detecting device includes a main unit including the light source unit, the flat substrate, and the light receiving unit, and a rotatable disk unit including the disk. A block member held on a plane perpendicular to the direction and fixed to the main body unit is provided movably in a rotation axis direction of the disk unit; Positioning means for defining the position of the disk unit on a straight line connecting the center of the rotation axis and the light source means to the disk unit, and temporary fixing means for temporarily fixing the disk unit whose position is defined by the position specifying means. It is characterized by that.

【0025】特に、上記〔1〕の回転変位情報検出装置
において、 〔1−2〕:前記本体ユニットには、前記ブロック部材
をディスクユニットの回転軸方向に沿って案内するため
のガイド手段が設けられていること、 〔1−3〕:前記ブロック部材は、ディスクユニットを
その回転軸方向と直交する平面上で保持する保持部と本
体ユニットにディスクユニットの回転軸方向へ移動自在
に取り付けられて固定される基部とを一体に有するこ
と、 〔1−4〕:前記位置規定手段は、ディスクユニットの
回転軸中心と光源手段とを結ぶ直線を中心としてV字を
成すV字壁を有し、このV字壁を利用してディスクユニ
ットの位置を規定していること、 〔1−5〕:前記位置規定手段は、ディスクユニットの
回転軸中心と光源手段とを結ぶ直線を中心としてV字を
成すV字壁を有する凹部に形成され、この凹部のV字壁
によりディスクユニットの位置を規定していること、 〔1−6〕:前記仮固定手段は、ディスクユニットの回
転軸方向に弾性を有するバネ性部材に形成され、このバ
ネ性部材の弾性を利用してディスクユニットを仮固定し
ていること、 〔1−7〕:前記仮固定手段は、ディスクユニットの回
転軸方向に弾性を有するバネ性部材に形成されてブロッ
ク部材と一体に設けられていること、などを特徴として
いる。
In particular, in the rotational displacement information detecting device according to the above [1], [1-2]: The main unit is provided with guide means for guiding the block member along the direction of the rotational axis of the disk unit. [1-3]: the block member is attached to a holding portion for holding the disk unit on a plane perpendicular to the rotation axis direction of the disk unit and to the main unit so as to be movable in the rotation axis direction of the disk unit. [1-4]: the position defining means has a V-shaped wall forming a V around a straight line connecting the center of the rotation axis of the disk unit and the light source means, The position of the disk unit is defined by using the V-shaped wall. [1-5]: The position defining means is centered on a straight line connecting the center of the rotation axis of the disk unit and the light source means. Is formed in a concave portion having a V-shaped wall forming a V-shape, and the position of the disk unit is defined by the V-shaped wall of the concave portion. [1-7]: The temporary fixing means is formed on a spring member having elasticity in the direction, and the disk unit is temporarily fixed by using the elasticity of the spring member. Formed on a resilient spring member and provided integrally with the block member.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の回転変位情報検出
装置を添付図面に示す実施の形態に基づいて、更に詳し
く説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The rotation displacement information detecting device of the present invention will be described below in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

【0027】添付図面中、図1は本発明に係る回転変位
情報検出装置の要部概略図、図2は図1よりセンサー基
板を取り除いた回転変位情報検出装置の拡大平面図、図
3はブロック部材の凹部がディスクユニットを収受して
いる状態の説明図、図4はブロック部材の平面図、図5
は同ブロック部材の正面図、図6はブロック部材の凹部
によりディスクユニットの位置を規定した状態の説明
図、図7はブロック部材にディスクユニットをビス止め
した状態の説明図、図8は軸径変化によるディスクと平
面基板の原点検出位置でのY方位への位置ズレを説明す
るための説明図である。
In the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic view of a principal part of a rotational displacement information detecting device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged plan view of the rotational displacement information detecting device with the sensor substrate removed from FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the recess of the member receives the disk unit, FIG. 4 is a plan view of the block member, and FIG.
FIG. 6 is a front view of the block member, FIG. 6 is an explanatory view of a state in which the position of the disk unit is defined by a concave portion of the block member, FIG. 7 is an explanatory view of a state in which the disk unit is screwed to the block member, and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a positional shift in the Y direction at the origin detection position between the disk and the flat substrate due to a change.

【0028】本実施形態の回転変位情報検出装置は、所
謂、組込みタイプのロータリエンコーダ(以下、エンコ
ーダと略称する。)であって、図1に示すように、ディ
スクユニット101と本体ユニット102を基本構成ユ
ニットとして備えている。
The rotational displacement information detecting device according to the present embodiment is a so-called built-in type rotary encoder (hereinafter abbreviated as an encoder), and comprises a disk unit 101 and a main unit 102 as shown in FIG. It is provided as a constituent unit.

【0029】また、エンコーダ自体は回転軸を有してお
らず、後述するように、ユーザー(測定者)が被検出物
体としてのモータ等の回転軸17に後述のディスクユニ
ット101を直接取り付けるようになっている。
The encoder itself does not have a rotating shaft, and as will be described later, a user (measurer) mounts a disk unit 101 described later directly to a rotating shaft 17 such as a motor as an object to be detected. Has become.

【0030】ディスクユニット101は、図1に示すよ
うに、ディスク(メインスケール)3と当該ディスク3
に一体的に固定されたディスクハブ8とから成ってい
る。
As shown in FIG. 1, the disk unit 101 includes a disk (main scale) 3 and the disk 3
And a disk hub 8 integrally fixed to the disk hub 8.

【0031】ディスク3は、例えば、半径8〜12mm
のドーナツ状の領域に2500本程度の透過と不透過の
スリットより成る放射状の振幅格子(放射格子)4と当
該振幅格子4とは異なる周上に原点位置検出用の振幅格
子4Zを夫々記録することによって、メインスケールを
形成している(図6参照)。
The disk 3 has, for example, a radius of 8 to 12 mm.
In the donut-shaped area, a radial amplitude grating (radiation grating) 4 composed of about 2500 transmission and non-transmission slits and an amplitude grating 4Z for detecting the origin position are recorded on a circumference different from the amplitude grating 4 respectively. This forms a main scale (see FIG. 6).

【0032】ディスク3と一体的に固定されたディスク
ハブ8は、上下に一対のフランジ部8Aを有して内部に
下方開口の穴8Bが形成されている(図3参照)。この
ディスクハブ8には、組み立ての際に、ダミーの回転軸
7が穴8Bに挿入されてネジ止めされるが、このダミー
回転軸7は、組み立てが完了した後に、ディスクハブ8
より取り除かれるようになっている。
The disk hub 8 fixed integrally with the disk 3 has a pair of upper and lower flange portions 8A, and has a hole 8B with a downward opening formed therein (see FIG. 3). At the time of assembly, a dummy rotary shaft 7 is inserted into the hole 8B and screwed to the disk hub 8, and the dummy rotary shaft 7 is attached to the disk hub 8 after the assembly is completed.
It is being removed more.

【0033】本体ユニット102は、図1に示すよう
に、LED(発光素子)1、コリメータレンズ2、平面
基板(インデックススケール)5、センサー(受光素
子)6、センサー基板9及びベース部材15より成って
いる。そして、LED1とコリメータレンズ2により光
源手段の一要素が構成されており、コリメータレンズ2
がLED1からの光束を平行光束としてディスク3を照
射するようになっている。
As shown in FIG. 1, the main unit 102 comprises an LED (light emitting element) 1, a collimator lens 2, a flat substrate (index scale) 5, a sensor (light receiving element) 6, a sensor substrate 9, and a base member 15. ing. The LED 1 and the collimator lens 2 constitute one element of the light source means.
Illuminates the disk 3 with the light beam from the LED 1 as a parallel light beam.

【0034】平面基板5は、ディスクユニット101の
ディスク3と対向配置されており、その面上に後述する
振幅格子5A,5B,5Zが夫々記録されてインディク
ススケールを形成している。平面基板5の面上には、デ
ィスク3の振幅格子4と等ピッチで互いに空間的に90
度ずらした放射状の振幅格子(放射格子)5A,5Bが
記録されている。これら振幅格子5A,5Bは、ディス
ク3の振幅格子4と重なり合ったときに透過光が最大と
なり、1/2ピッチずれて重なり合ったときに透過光が
最小となるように、LED1からの光束を光変調する。
そして、振幅格子5A,5Bを通過した光束を後述のセ
ンサー6が受光することによって、インクリメンタル信
号(A相信号,B相信号)を得るようになっている。
The flat substrate 5 is arranged to face the disk 3 of the disk unit 101, and amplitude gratings 5A, 5B, 5Z described later are recorded on the surface thereof to form an index scale. On the plane of the plane substrate 5, the amplitude grating 4 of the disk 3 and the
Radial amplitude gratings (radiation gratings) 5A and 5B shifted by degrees are recorded. These amplitude gratings 5A and 5B transmit the light flux from the LED 1 so that the transmitted light is maximized when overlapping with the amplitude grating 4 of the disk 3 and minimized when overlapping with a 1 / pitch shift. Modulate.
Then, the sensor 6 (described later) receives the light beam that has passed through the amplitude gratings 5A and 5B, so that an incremental signal (A-phase signal and B-phase signal) is obtained.

【0035】また、平面基板5の面上には、上述の振幅
格子5A,5Bの他に、被検出物体の回転の原点位置信
号(Z相信号)を得るための振幅格子5Zが記録されて
いる。この振幅格子5Zは、ディスク3上の振幅格子4
Zに対し格子幅以上ずれたときに透過光が少なくなるよ
うにLED1からの光束を光変調する。そして、振幅格
子5Zを通過した光束を後述のセンサー6が受光するこ
とによって、回転軸の原点位置信号(Z相信号)を得る
ようになっている。
In addition to the amplitude gratings 5A and 5B described above, an amplitude grating 5Z for obtaining a rotation origin position signal (Z-phase signal) of the detected object is recorded on the surface of the flat substrate 5. I have. This amplitude grating 5Z is the same as the amplitude grating 4 on the disk 3.
The light flux from the LED 1 is light-modulated so that the transmitted light is reduced when it is displaced from Z by a grating width or more. Then, a light beam that has passed through the amplitude grating 5Z is received by a sensor 6, which will be described later, so that an origin position signal (Z-phase signal) of the rotating shaft is obtained.

【0036】センサー6は、センサー基板9に設けられ
ており、A相信号検出用、B相信号検出用及びZ相信号
検出用の3つのセンサー6A,6B,6Zを夫々有して
いる。
The sensor 6 is provided on the sensor substrate 9 and has three sensors 6A, 6B, and 6Z for detecting the A-phase signal, detecting the B-phase signal, and detecting the Z-phase signal, respectively.

【0037】そして、ベース部材15には、上述したL
ED1、コリメータレンズ2、平面基板5、センサー6
及びセンサー基板9が夫々所定の位置に固定されてい
る。
The base member 15 has the above-described L.
ED1, collimator lens 2, flat substrate 5, sensor 6
The sensor substrate 9 is fixed at a predetermined position.

【0038】次に、本実施形態のエンコーダにおける回
転軸の回転変位情報の検出方法について説明する。
Next, a method of detecting the rotational displacement information of the rotary shaft in the encoder according to the present embodiment will be described.

【0039】本実施形態のエンコーダは、LED1から
の光束をコリメータレンズ2で平行光束としてメインス
ケール3のインクリメンタル信号(A相信号、B相信
号)検出用の振幅格子4と原点信号(Z相信号)検出用
の振幅格子4Zを照明する。
The encoder according to the present embodiment converts the light beam from the LED 1 into a parallel light beam by the collimator lens 2 and an amplitude grating 4 for detecting an incremental signal (A-phase signal, B-phase signal) of the main scale 3 and an origin signal (Z-phase signal). ) Illuminate the amplitude grating 4Z for detection.

【0040】これにより、振幅格子4と振幅格子5Aを
透過した光束をセンサー6Aで受光してA相信号を得、
振幅格子4と振幅格子5Bを透過した光束をセンサー6
Bで受光してB相信号を得、振幅格子4Zと振幅格子5
Zを透過した光束をセンサー6Zで受光してZ信号を得
るようになっている。
Thus, the light beam transmitted through the amplitude grating 4 and the amplitude grating 5A is received by the sensor 6A to obtain an A-phase signal.
The light transmitted through the amplitude grating 4 and the amplitude grating 5B is detected by the sensor 6
B is received and a B-phase signal is obtained.
The light beam transmitted through Z is received by the sensor 6Z to obtain a Z signal.

【0041】即ち、センサー6A,6Bは、ディスク3
と平面基板5が振幅格子4の1ピッチだけ相対的に移動
した時に1周期の光量変化を検出して、互いに位相が9
0度ずれたインクリメンタル信号(A相信号、B相信
号)を出力する。こうしてセンサー6A,6Bが出力し
たアナログ信号は2値化されてA相矩形波信号、B相矩
形波信号とされ、これらA相矩形波信号とB相矩形波信
号を計数して被検出物体の回転軸の回転変位情報を得
る。計数の仕方は、例えば、A相信号が“L”から
“H”になった時に、B相信号の状態が“H”ならカウ
ント値に「1」を加算し、B相信号の状態が“L”なら
カウント値から「1」を減算するようにしている。
That is, the sensors 6A and 6B
When the substrate and the plane substrate 5 relatively move by one pitch of the amplitude grating 4, a change in the amount of light in one cycle is detected, and the phase is 9
An incremental signal (A-phase signal, B-phase signal) shifted by 0 degrees is output. The analog signals output from the sensors 6A and 6B are binarized into an A-phase rectangular wave signal and a B-phase rectangular wave signal. The A-phase rectangular wave signal and the B-phase rectangular wave signal are counted, and the detected object is detected. Obtain rotation displacement information of the rotating shaft. For example, when the A-phase signal changes from “L” to “H”, if the state of the B-phase signal is “H”, “1” is added to the count value, and the state of the B-phase signal is “ If L "," 1 "is subtracted from the count value.

【0042】また、センサー6Zからは同ディスク3の
相対回転移動に伴って1つの大きな山型の波形の両側に
幾つかの小さな山型の波形が出力される。大きな山型の
波形の半値幅は、ほぼ振幅格子4Zと振幅格子5Zのス
リットの幅相当分の回転と一致する。そこで、この信号
を1/2レベルで2値化して矩形波状のZ相信号を得
る。このZ相矩形波信号の幅は、振幅格子5Zのスリッ
トの幅相当分の回転と一致している。
Further, several small mountain-shaped waveforms are output from the sensor 6Z on both sides of one large mountain-shaped waveform in accordance with the relative rotational movement of the disk 3. The half width of the large mountain-shaped waveform substantially coincides with the rotation corresponding to the width of the slits of the amplitude gratings 4Z and 5Z. Therefore, this signal is binarized at a レ ベ ル level to obtain a rectangular Z-phase signal. The width of the Z-phase rectangular wave signal coincides with the rotation corresponding to the width of the slit of the amplitude grating 5Z.

【0043】更に、この原点信号(Z相信号)を基準と
してインクリメンタル信号(A相信号、B相信号)を計
数するために、インクリメンタル信号(A相信号)と原
点信号(Z相信号)とを同期させている。即ち、Z相信
号の立ち上がり、立ち下がりのタイミングと、A相信号
の立ち上がり、立ち下がりのタイミングとを完全に一致
させている。かゝる同期処理を詳述すれば、前述のとお
り、Z相信号の信号幅は、振幅格子5Zのスリット幅の
回転分でほぼ決まるため、振幅格子5Zのスリット幅を
振幅格子4の1ピッチの回転相当分に合わせておき、Z
相信号の幅をA相信号の“H”レベルの幅の2倍にして
いる。そして、ディスク3上の振幅格子4、平面基板5
上の振幅格子5A,5B、ディスク3上及び平面基板5
上の振幅格子4Z,5Zの夫々の記録位置を適切な位置
に設定することにより、Z相信号の矩形波信号の“H”
レベルの幅のなかに、A相信号の矩形波信号の“H”レ
ベルの1つが完全に(中央に)含ませるようにしてい
る。その後は、A相信号とZ相信号を論理処理(AN
D)することにより、完全にA相信号と同期した原点信
号(Z相信号)を得るようにしている。
Further, in order to count incremental signals (A-phase signal, B-phase signal) based on the origin signal (Z-phase signal), the incremental signal (A-phase signal) and the origin signal (Z-phase signal) are counted. Synchronized. In other words, the rising and falling timings of the Z-phase signal completely match the rising and falling timings of the A-phase signal. In detail, as described above, since the signal width of the Z-phase signal is substantially determined by the rotation of the slit width of the amplitude grating 5Z, the slit width of the amplitude grating 5Z is set to one pitch of the amplitude grating 4 as described above. To the rotation equivalent of
The width of the phase signal is twice the width of the "H" level of the A-phase signal. Then, the amplitude grating 4 on the disk 3 and the flat substrate 5
Upper amplitude gratings 5A and 5B, on disk 3 and flat substrate 5
By setting the recording position of each of the upper amplitude gratings 4Z and 5Z to an appropriate position, the “H” of the rectangular wave signal of the Z-phase signal is set.
One of the "H" levels of the rectangular wave signal of the A-phase signal is completely (centered) included in the level width. Thereafter, the A-phase signal and the Z-phase signal are logically processed (AN
D), an origin signal (Z-phase signal) completely synchronized with the A-phase signal is obtained.

【0044】このように2種類(インクリメンタル信号
及び原点信号)を検出するエンコーダは、組立て時の簡
略化を図るため、前述したように、ディスク3をディス
クハブ8に一体的に固定してディスクユニット101を
構成し、更に、LED1、コリメータレンズ2、平面基
板5、センサー6及びセンサー基板9をベース部材15
に装着して本体ユニット102を構成している。そし
て、ディスク3上の振幅格子4及び原点検出用の振幅格
子4Zを1つのLED1により一括して照明し、更に、
同一の平面基板5上に振幅格子5A,5Bと原点検出用
の振幅格子5Zを並列的に記録すると共に、同一のセン
サー基板9にインクリメンタル信号及び原点信号を検出
するセンサー6A,6B,6Zを並列的に配置するよう
にしている。
As described above, the encoder for detecting the two types (the incremental signal and the origin signal) is formed by integrally fixing the disk 3 to the disk hub 8 to simplify the assembly. 101, and further comprises an LED 1, a collimator lens 2, a plane substrate 5, a sensor 6, and a sensor substrate 9 as a base member 15.
To form a main unit 102. Then, the amplitude grating 4 on the disk 3 and the amplitude grating 4Z for detecting the origin are collectively illuminated by one LED 1, and furthermore,
The amplitude gratings 5A, 5B and the amplitude grating 5Z for detecting the origin are recorded in parallel on the same plane substrate 5, and the sensors 6A, 6B, 6Z for detecting the incremental signal and the origin signal are arranged in parallel on the same sensor substrate 9. It is arranged so that it is arranged.

【0045】上述の如く構成された本実施形態のエンコ
ーダは、製品梱包時に、図1に示すように、ディスクユ
ニット101と本体ユニット102を後述のブロック部
材10を用いて固定する。
In the encoder of the present embodiment configured as described above, the disk unit 101 and the main unit 102 are fixed using a block member 10 described later when packing the product, as shown in FIG.

【0046】このとき、エンコーダが検出するA相信号
とZ相信号の同期を採るためには、従来例において明示
したように、ディスク(メインスケール)3の偏心と、
平面基板(インデックススケール)5の位置ズレのX軸
成分を抑える必要がある。ここで、例えば、メインスケ
ールとして、前述したような半径8〜12mmのドーナ
ツ状の領域に2500本の放射格子4を記録したディス
ク3を使用すると、被検出物体の回転変位の検出精度
上、X方位のズレを21μm以下に抑える必要があり、
このズレは全方位で一番きつい値である。
At this time, in order to synchronize the A-phase signal and the Z-phase signal detected by the encoder, the eccentricity of the disk (main scale) 3 and
It is necessary to suppress the X-axis component of the positional deviation of the planar substrate (index scale) 5. Here, for example, when the disk 3 on which 2500 radiation gratings 4 are recorded in the above-described donut-shaped area having a radius of 8 to 12 mm is used as a main scale, X It is necessary to suppress the misalignment of the direction to 21 μm or less,
This deviation is the sharpest value in all directions.

【0047】しかしながら、ディスクユニット101と
本体ユニット102をブロック部材10を用いて組み立
てることより、上記X方位のズレを検出精度に影響を及
ぼさない値に抑えることができる。
However, by assembling the disk unit 101 and the main unit 102 using the block member 10, the deviation in the X direction can be suppressed to a value that does not affect the detection accuracy.

【0048】ブロック部材10は、図4及び図5に示す
ように、側面形状が略L字形となるように形成されてお
り、ディスクユニット101の回転軸方向(Z方位)に
延びる基部10Aと、この基部10Aよりディスクユニ
ット101の回転軸方向と直交する方向(Y方位)に延
びる保持部10Bと、この保持部10Bに一体に設けら
れてディスクユニット101の回転軸方向(Z方位)に
弾性を有する仮固定手段としての一対のバネ性部材10
Cとから成っている。そして、保持部10Bの先端部中
央には、ディスクユニット101のディスクハブ8の位
置を規定するためのV字壁10Eを有する位置規定手段
としての凹部10Dが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the block member 10 is formed to have a substantially L-shaped side surface, and a base 10A extending in the rotation axis direction (Z direction) of the disk unit 101; A holding portion 10B extending from the base 10A in a direction (Y direction) orthogonal to the direction of the rotation axis of the disk unit 101, and is provided integrally with the holding portion 10B to provide elasticity in the direction of the rotation axis (Z direction) of the disk unit 101. A pair of spring members 10 as temporary fixing means having
C. In the center of the tip of the holding portion 10B, a concave portion 10D is formed as a position defining means having a V-shaped wall 10E for defining the position of the disk hub 8 of the disk unit 101.

【0049】以下に、前記ブロック部材10を用いてデ
ィスクユニット101と本体ユニット102とを組み立
てる組立て方法を説明する。
Hereinafter, an assembling method for assembling the disk unit 101 and the main unit 102 using the block member 10 will be described.

【0050】先ず、ダミーの回転軸7をディスクハブ8
に取り付けてディスク3の偏心調整を行う。このとき、
ディスクハブ8はダミー回転軸7にネジ止めされている
ので、そのネジ止めを解除し、その後、本体ユニット1
02のベース部材15に開設された挿入口15Aにブロ
ック部材10の保持部10B及びバネ性部材10Cを挿
入する。
First, the dummy rotary shaft 7 is connected to the disk hub 8.
To adjust the eccentricity of the disk 3. At this time,
Since the disk hub 8 is screwed to the dummy rotating shaft 7, the screwing is released, and then the main unit 1
The holding portion 10B of the block member 10 and the spring member 10C are inserted into the insertion opening 15A opened in the base member 15 of No. 02.

【0051】これにより、ディスクハブ8のダミー回転
軸7が保持部10Bの凹部10Cに入り込んでV字壁1
0Eにより収受され(図2参照)、また、ディスクハブ
8の一対のフランジ部8A間にバネ性部材10Cが入り
込み保持部10Bと共に下方のフランジ部8Aを挟持す
ることによって、ディスクハブ8がブロック部材10に
より保持固定される(図1参照)。
As a result, the dummy rotary shaft 7 of the disk hub 8 enters the concave portion 10C of the holding portion 10B and the V-shaped wall 1
0E (see FIG. 2), and a spring member 10C enters between a pair of flange portions 8A of the disk hub 8 to clamp the lower flange portion 8A together with the holding portion 10B, thereby causing the disk hub 8 to become a block member. It is held and fixed by 10 (see FIG. 1).

【0052】こうして、ベース部材15の挿入口15A
に挿入されたブロック部材10は、図1に示すように、
基部10Aとベース部材15とにネジ21を螺入するこ
とより本体ユニット102に固定されるが、基部10A
又はベース部材15の何れか一方のネジ止め穴10H,
15Hを長穴(本実施形態にあっては基部10A)に形
成することにより、ディスクユニット101を保持固定
した状態にZ方位へ移動可能とされている。
Thus, the insertion opening 15A of the base member 15
As shown in FIG. 1, the block member 10 inserted in
The screw 21 is screwed into the base 10A and the base member 15 to be fixed to the main unit 102.
Or one of the screw holes 10H of the base member 15,
By forming the hole 15H in the elongated hole (the base 10A in this embodiment), the disk unit 101 can be moved in the Z direction while being held and fixed.

【0053】即ち、ブロック部材10を本体ユニット1
02に固定するネジ21と、長孔に形成された基部10
A又はベース部材15の何れか一方のネジ止め穴10
H,15Hとで、ブロック部材10をディスクユニット
101と共にZ方位へ移動可能とする位置調節機構Sを
構成している。
That is, the block member 10 is connected to the main unit 1
02 and a base 10 formed in a long hole.
A or one of the screw holes 10 of the base member 15
H and 15H constitute a position adjusting mechanism S that enables the block member 10 to move together with the disk unit 101 in the Z direction.

【0054】また、ベース部材15には、ブロック部材
10をZ方位に沿って案内するためのガイド手段として
のガイド凹部Gが形成されている。このガイド凹部G
は、ブロック部材10の基部10Aと対面する外周部位
に形成されており、X方位と平行な平坦面11及びY方
位と平行な案内面22とを有してZ方位に延びている。
ガイド凹部Gは、平坦面11及び案内面22が何れも高
精度に平面加工処理されており、平坦面11にガイド部
材10の基部10Aの裏面を、案内面22に同ガイド部
材10の一側面を夫々当接させ、その状態にガイド部材
10をZ方位へ移動させることによって、ディスクユニ
ット101をディスク3の上面の振れを防止しつゝZ方
位へ移動できるようになっている。
The base member 15 is formed with a guide recess G as guide means for guiding the block member 10 along the Z direction. This guide recess G
Is formed at an outer peripheral portion facing the base 10A of the block member 10, and has a flat surface 11 parallel to the X direction and a guide surface 22 parallel to the Y direction, and extends in the Z direction.
In the guide recess G, both the flat surface 11 and the guide surface 22 are subjected to high-precision flat processing, and the flat surface 11 is provided with the back surface of the base 10A of the guide member 10 and the guide surface 22 is provided with one side surface of the guide member 10. Are brought into contact with each other, and the guide member 10 is moved in the Z direction in this state, whereby the disk unit 101 can be moved in the Z direction while preventing the deflection of the upper surface of the disk 3.

【0055】これにより、ディスク3の振幅格子4,4
Zと平面基板の振幅格子5A,5B,5ZのZ方位への
位置決めを容易に、かつ高精度に行える。
Thus, the amplitude gratings 4, 4 of the disk 3
The positioning of the amplitude gratings 5A, 5B, 5Z of Z and the plane substrate in the Z direction can be performed easily and with high accuracy.

【0056】次に、図3に示すように、ディスクユニッ
ト101の取り付いたダミー回転軸7をブロック部材1
0の凹部10DのV字壁10Eに突き当て位置決めして
固定する。このとき、ダミー回転軸7の回転中心とLE
D1とを結ぶY方位の直線を中心としてブロック部材1
0のV字壁10Eが対称となるようにしている(図6参
照)。また、このとき、ディスク3はZ相信号の検出時
の回転位相に設定しておくことが重要である。
Next, as shown in FIG. 3, the dummy rotating shaft 7 to which the disk unit 101 is attached is connected to the block member 1.
Abutting against the V-shaped wall 10E of the concave portion 10D of No. 0 to position and fix it. At this time, the rotation center of the dummy rotation shaft 7 and LE
Block member 1 centering on a straight line in the Y direction connecting D1
The V-shaped wall 10E of 0 is symmetrical (see FIG. 6). At this time, it is important that the disk 3 is set to the rotation phase at the time of detection of the Z-phase signal.

【0057】しかる後に、センサー6や平面基板5など
を実装したセンサー基板9のX方位、Y方位の位置調整
を不図示の位置調整機構により行い、これにより本体ユ
ニット102へのディスクユニット101の組み立てが
完了する。
Thereafter, the X and Y directions of the sensor substrate 9 on which the sensor 6 and the flat substrate 5 are mounted are adjusted by a position adjusting mechanism (not shown), whereby the disk unit 101 is assembled to the main unit 102. Is completed.

【0058】こうして、本体ユニット102へのディス
クユニット101の組み立てが完了した後に、ダミー回
転軸7はディスクハブ8から取り外されてユーザーに納
品される。
After the assembly of the disk unit 101 into the main unit 102 is completed, the dummy rotary shaft 7 is removed from the disk hub 8 and delivered to the user.

【0059】次に、ユーザーがエンコーダを被検出物体
の連結軸に取り付けて使用する場合を、図6乃至図8に
基づいて説明する。なお、ユーザーが取り付ける連結軸
17は、エンコーダ組立時に使用したダミー軸7の軸径
とは異なる軸径であるとする。
Next, a case where the user mounts the encoder on the connecting shaft of the object to be detected and uses the encoder will be described with reference to FIGS. It is assumed that the connecting shaft 17 attached by the user has a shaft diameter different from the shaft diameter of the dummy shaft 7 used at the time of assembling the encoder.

【0060】ユーザーは、先ず、エンコーダの組込みの
際に、ディスクハブ8を連結軸17に取り付け、図6に
示すように、本体ユニット102に固定されたブロック
部材10の凹部10DのV字壁10Eに連結軸17を突
き当てて位置決めを行う。
First, the user attaches the disk hub 8 to the connecting shaft 17 when assembling the encoder, and as shown in FIG. 6, the V-shaped wall 10E of the concave portion 10D of the block member 10 fixed to the main unit 102. The positioning is performed by abutting the connecting shaft 17 against the.

【0061】このとき、軸径が仮に変化していても、ブ
ロック部材10をV字壁10Eが原点位置検出用の振幅
格子4Zと対向した状態に設置すれば、軸径変化に起因
するディスク3の回転中心の位置ズレはY方位のみに生
じることになるので、A相信号とZ相信号の同期には何
ら影響しない。
At this time, even if the shaft diameter changes, if the block member 10 is installed in a state where the V-shaped wall 10E is opposed to the amplitude grating 4Z for detecting the origin position, the disk 3 caused by the change in the shaft diameter can be obtained. Is caused only in the Y direction, and does not affect the synchronization of the A-phase signal and the Z-phase signal.

【0062】次に、図7に示すように、ディスクハブ8
に回転軸17を原点位置検出用の振幅格子4Zとディス
ク3の中心を結ぶ直線方向(Y方位)と同じ方向からビ
ス18により連結する。
Next, as shown in FIG.
The rotary shaft 17 is connected to the amplitude grating 4Z for detecting the origin position and the center of the disk 3 by screws 18 in the same direction as the linear direction (Y direction).

【0063】このとき、ディスクハブ8と回転軸17の
連結を原点位置検出用の振幅格子4Zとディスク3の中
心を結ぶ直線方向(Y方位)より行っているので、同様
にディスクユニット取付け時の偏心の影響はY方位にし
かなく、A相信号とZ相信号の同期には影響しない。
At this time, since the connection between the disk hub 8 and the rotating shaft 17 is made in the linear direction (Y direction) connecting the amplitude grating 4Z for detecting the origin position and the center of the disk 3, the disk hub 8 and the rotary shaft 17 are similarly connected when the disk unit is mounted. The eccentricity affects only the Y direction, and does not affect the synchronization between the A-phase signal and the Z-phase signal.

【0064】従って、本実施形態のエンコーダにあって
は、ディスクユニット101の回転位相によるZ相信号
の検出時に、X方位には位置ズレが生ずることがなく安
定してA相信号とZ相信号の同期を採ることができる。
Therefore, in the encoder according to the present embodiment, when the Z-phase signal is detected based on the rotation phase of the disk unit 101, the A-phase signal and the Z-phase signal are stably output without any positional deviation in the X direction. Can be synchronized.

【0065】また、Y方位のズレに関しては、A相、B
相とZ相の信号が混同しなければ良いので、ディスク3
の振幅格子4のトラック幅を200μmとすると、10
0μmまでのズレは許容される。但し、ディスク3の回
転位相がZ相信号の検出位置にある時に、Y方位のズレ
が抑えられていた方が、A相信号とZ相信号の同期とい
う点で有利である。
Further, regarding the deviation of the Y direction, the phase A and the phase B
Since the phase and Z phase signals need not be confused,
If the track width of the amplitude grating 4 is 200 μm, 10
A deviation up to 0 μm is acceptable. However, when the rotational phase of the disk 3 is at the detection position of the Z-phase signal, it is advantageous that the deviation in the Y direction is suppressed in terms of synchronization between the A-phase signal and the Z-phase signal.

【0066】また、本実施形態のエンコーダにあって
は、ディスクハブ8と回転軸17の連結を原点位置検出
用の振幅格子4Zとディスク3の中心を結ぶ直線方向
(Y方位)でブロック部材10の基部10Aと対向する
方向よりネジ止めして行っている。
In the encoder according to the present embodiment, the connection between the disk hub 8 and the rotating shaft 17 is performed in the linear direction (Y direction) connecting the center of the disk 3 with the amplitude grating 4Z for detecting the origin position. Screwing from the direction facing the base 10A.

【0067】このため、軸径変化に起因するブロック部
材10への突き当ての位置ズレと、ディスクハブ8と連
結軸17の連結時に生じる偏心による位置ズレは、連結
軸17の回転位相が原点検出位置となったときに逆方向
に影響するので、より軸径変化の許容量を低減すること
ができる。
For this reason, the displacement of the abutment against the block member 10 due to the change in the shaft diameter and the displacement due to the eccentricity caused when the disc hub 8 and the connection shaft 17 are connected are detected by the rotational phase of the connection shaft 17 being the origin. When the position is reached, the direction is affected in the opposite direction, so that the allowable amount of change in the shaft diameter can be further reduced.

【0068】具体的には、図8に示すように、ブロック
部材10のV字角をθとすると、ディスク3と平面基板
5の原点検出位置でのY方位への位置ズレは、 h=(D1−D0)×(1/sinθ−1) である。ここで、ディスクユニット101のY方位のズ
レ許容量を上記100μmとすると、軸径の変化は0.
5mm以上許され、一般的にはあり得ないことである。
よって、エンコーダの信号品位はユーザーの取り付ける
回転軸の取付け精度のみに影響されることになる。
Specifically, as shown in FIG. 8, assuming that the V-shaped angle of the block member 10 is θ, the displacement of the disk 3 and the plane substrate 5 in the Y direction at the origin detection position is h = ( D1−D0) × (1 / sin θ−1). Here, assuming that the allowable deviation of the Y direction of the disk unit 101 is 100 μm, the change in the shaft diameter is 0.1 μm.
5 mm or more is allowed, which is generally impossible.
Therefore, the signal quality of the encoder is affected only by the mounting accuracy of the rotary shaft mounted by the user.

【0069】また、ディスクユニット101のZ方位へ
の位置決めに関しては、ブロック部材10の保持部10
Bの面上にディスクハブ8を突き当て、そのディスクハ
ブ8をバネ性部材10CによりZ方位へ押し付けること
で行っている。このため、Z方位に関してはディスク3
と平面基板5の位置精度を±30μmに抑える必要があ
る。
Further, regarding the positioning of the disk unit 101 in the Z direction, the holding portion 10 of the block member 10
This is performed by abutting the disk hub 8 on the surface B and pressing the disk hub 8 in the Z direction by the spring member 10C. For this reason, the disk 3
And the positional accuracy of the planar substrate 5 must be suppressed to ± 30 μm.

【0070】そこで、エンコーダの組立て時に生ずる誤
差を±15μmに抑えれば、ブロック部材10の保持部
10Bへのディスクハブ8の突き当てで、ディスク3と
平面基板5との位置精度の±15μmは十分保証される
値である。
Therefore, if the error generated during the assembling of the encoder is suppressed to ± 15 μm, the positional accuracy of the disk 3 and the flat substrate 5 is ± 15 μm due to the abutment of the disk hub 8 against the holding portion 10 B of the block member 10. This is a sufficiently guaranteed value.

【0071】また、本実施形態のエンコーダにあって
は、ブロック部材10の保持部10Bにバネ性部材10
Cを一体化して形成することによって、構成部品点数を
減らしている。
In the encoder according to the present embodiment, the spring member 10 is attached to the holding portion 10B of the block member 10.
By forming C integrally, the number of component parts is reduced.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ディスクユニットを回転軸方向と直交する平面上で
保持するブロック部材を本体ユニットに同ディスクユニ
ットの回転軸方向へ移動自在に設け、このブロック部材
の位置規定手段によりディスクユニットを回転軸中心と
光源手段とを結ぶ直線上でディスクユニットの位置を規
定し、更に同ブロック部材の仮固定手段によりディスク
ユニットを位置規定した状態に仮固定するようにしたの
で、平面基板及び受光手段などを具備した本体ユニット
とディスクなどを具備した回転自在のディスクユニット
とから成る組込みタイプの回転変位情報検出装置であっ
ても、ディスクの振幅格子と平面基板の振幅格子の位置
決めを容易に、かつ高精度に行うことができ、その上、
ディスクの振幅格子と平面基板の振幅格子の位置決めし
た状態にブロック部材を本体ユニットに固定できること
から、ディスクユニットの回転軸方向と直交する平面上
でディスクユニットの位置を回転軸中心と光源手段とを
結ぶ直線上で規定でき、よって、A相信号とZ相信号の
同期ズレが少なく回転変位情報を高精度に検出すること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, a block member for holding a disk unit on a plane orthogonal to the rotation axis direction is provided on the main unit so as to be movable in the rotation axis direction of the disk unit. The position of the disk unit is defined on a straight line connecting the center of the rotation axis and the light source means by the position defining means of the block member, and the disk unit is temporarily defined by the temporary fixing means of the block member. Since it is fixed, even if it is a built-in type rotational displacement information detecting device including a main body unit having a flat substrate and a light receiving means and a rotatable disk unit having a disk and the like, even if the amplitude grating of the disk is The positioning of the amplitude grating on the flat substrate can be performed easily and with high accuracy.
Since the block member can be fixed to the main body unit in a state where the amplitude grating of the disk and the amplitude grating of the flat substrate are positioned, the position of the disk unit on the plane orthogonal to the direction of the rotation axis of the disk unit is adjusted with the rotation axis center and the light source means. It can be defined on the connecting straight line, and therefore, it is possible to detect the rotational displacement information with high accuracy with little synchronization deviation between the A-phase signal and the Z-phase signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る回転変位情報検出装置の要部概略
図である。
FIG. 1 is a schematic view of a main part of a rotational displacement information detecting device according to the present invention.

【図2】図1においてセンサー基板を取り除いたときの
回転変位情報検出装置の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the rotational displacement information detecting device when the sensor substrate is removed in FIG.

【図3】ブロック部材の位置規定手段としての凹部がデ
ィスクユニットを収受している状態の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a state in which a concave portion serving as a position defining means of a block member receives a disk unit.

【図4】ブロック部材の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a block member.

【図5】ブロック部材の正面図である。FIG. 5 is a front view of a block member.

【図6】ブロック部材の位置規定手段としての凹部によ
りディスクユニットの位置を規定した状態の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory view of a state where the position of the disk unit is defined by a concave portion serving as a position defining means of the block member.

【図7】ブロック部材にディスクユニットをビス止めし
た状態の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a state where a disk unit is screwed to a block member.

【図8】軸径変化によるディスクと平面基板の原点検出
位置でのY方位への位置ズレを説明するための説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a positional shift in the Y direction at the origin detection position between the disk and the flat substrate due to a change in the shaft diameter.

【図9】従来のロータリエンコーダの要部概略図であ
る。
FIG. 9 is a schematic diagram of a main part of a conventional rotary encoder.

【図10】従来のロータリエンコーダにおけるハブとシ
ャフトの嵌め合い関係を表した説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a fitting relationship between a hub and a shaft in a conventional rotary encoder.

【図11】従来のロータリエンコーダにおけるディスク
偏心と平面基板との位置ズレを表した説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view showing a positional deviation between a disk eccentricity and a plane substrate in a conventional rotary encoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LED(発光素子)(光源手
段) 2 コリメートレンズ(光源手
段) 3 ディスク(メインスケール) 4,4Z 放射格子 5 平面基板(インデックススケ
ール) 5A,5B,5Z 放射格子 6,6A,6B,6Z センサー(受光手段) 10 ブロック部材 10A 基部 10B 保持部 10C バネ性部材(仮固定手段) 10D 凹部(位置規定手段) 10E V字壁
Reference Signs List 1 LED (light emitting element) (light source means) 2 Collimating lens (light source means) 3 Disk (main scale) 4, 4Z radiation grating 5 Planar substrate (index scale) 5A, 5B, 5Z Radiation grating 6, 6A, 6B, 6Z sensor (Light receiving means) 10 Block member 10A Base 10B Holding part 10C Springy member (temporary fixing means) 10D Recess (position defining means) 10E V-shaped wall

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源手段からの光束を相対的に回転する
ディスク上の放射格子と該ディスクに対向配置した平面
基板上の放射格子とに導光し、前記両放射格子により変
調を受けた光束を受光手段で受光し、この受光手段から
の信号を利用してディスクと平面基板との相対的な回転
変位情報を検出する回転変位情報検出装置において、 前記光源手段、平面基板及び受光手段などを具備した本
体ユニットと前記ディスクなどを具備した回転自在のデ
ィスクユニットとを有し、前記本体ユニットには前記デ
ィスクユニットを回転軸方向と直交する平面上で保持し
て当該本体ユニットに固定されるブロック部材が前記デ
ィスクユニットの回転軸方向へ移動自在に設けられ、こ
のブロック部材に前記ディスクユニットを回転軸中心と
光源手段とを結ぶ直線上でディスクユニットの位置を規
定する位置規定手段と、この位置規定手段により位置規
定されたディスクユニットを仮固定する仮固定手段とを
設けたことを特徴とする回転変位情報検出装置。
A light beam guided from a light source means to a radiation grating on a relatively rotating disk and a radiation grating on a flat substrate opposed to the disk, and modulated by the two radiation gratings. In a rotational displacement information detecting device for detecting relative rotational displacement information between the disk and the flat substrate using a signal from the light receiving device, the light source device, the flat substrate, the light receiving device, etc. A block having a main body unit provided therein and a rotatable disk unit having the disk and the like, wherein the main body unit holds the disk unit on a plane perpendicular to the rotation axis direction and is fixed to the main body unit A member is provided so as to be movable in the direction of the rotation axis of the disk unit. A position defining means for defining the position of the disc units above, rotational displacement information detection apparatus which is characterized by providing a temporary fixing means for temporarily fixing the disk unit whose position defined by the position regulating means.
【請求項2】 前記本体ユニットには、前記ブロック部
材をディスクユニットの回転軸方向に沿って案内するた
めのガイド手段が設けられていることを特徴とする請求
項1に記載の回転変位情報検出装置。
2. The rotational displacement information detecting device according to claim 1, wherein the main body unit is provided with guide means for guiding the block member along a rotation axis direction of the disk unit. apparatus.
【請求項3】 前記ブロック部材は、ディスクユニット
をその回転軸方向と直交する平面上で保持する保持部と
本体ユニットにディスクユニットの回転軸方向へ移動自
在に取り付けられて固定される基部とを一体に有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の回転変位情報検出装
置。
3. The block member comprises: a holding portion for holding the disk unit on a plane perpendicular to the rotation axis direction; and a base fixed to the main body unit so as to be movable in the rotation axis direction of the disk unit. The rotational displacement information detecting device according to claim 1, wherein the rotational displacement information detecting device is integrally provided.
【請求項4】 前記位置規定手段は、ディスクユニット
の回転軸中心と光源手段とを結ぶ直線を中心としてV字
を成すV字壁を有し、このV字壁を利用してディスクユ
ニットの位置を規定していることを特徴とする請求項1
に記載の回転変位情報検出装置。
4. The position defining means has a V-shaped wall which forms a V-shape around a straight line connecting the center of the rotation axis of the disk unit and the light source means, and utilizes the V-shaped wall to position the disk unit. 2. The method according to claim 1, wherein
2. A rotational displacement information detecting device according to claim 1.
【請求項5】 前記位置規定手段は、ディスクユニット
の回転軸中心と光源手段とを結ぶ直線を中心としてV字
を成すV字壁を有する凹部に形成され、この凹部のV字
壁によりディスクユニットの位置を規定していることを
特徴とする請求項1に記載の回転変位情報検出装置。
5. The position defining means is formed in a concave portion having a V-shaped wall which forms a V-shape around a straight line connecting the rotation axis center of the disk unit and the light source means, and the V-shaped wall of the concave portion forms the disk unit. The rotational displacement information detecting device according to claim 1, wherein the position is defined.
【請求項6】 前記仮固定手段は、ディスクユニットの
回転軸方向に弾性を有するバネ性部材に形成され、この
バネ性部材の弾性を利用してディスクユニットを仮固定
していることを特徴とする請求項1に記載の回転変位情
報検出装置。
6. The temporary fixing means is formed of a spring member having elasticity in the rotation axis direction of the disk unit, and temporarily fixes the disk unit using the elasticity of the spring member. The rotation displacement information detecting device according to claim 1.
【請求項7】 前記仮固定手段は、ディスクユニットの
回転軸方向に弾性を有するバネ性部材に形成されてブロ
ック部材と一体に設けられていることを特徴とする請求
項1に記載の回転変位情報検出装置。
7. The rotational displacement according to claim 1, wherein the temporary fixing means is formed on a springy member having elasticity in a rotation axis direction of the disk unit and is provided integrally with the block member. Information detection device.
JP23984196A 1996-08-22 1996-08-22 Rotational displacement information detector Pending JPH1062206A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23984196A JPH1062206A (en) 1996-08-22 1996-08-22 Rotational displacement information detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23984196A JPH1062206A (en) 1996-08-22 1996-08-22 Rotational displacement information detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1062206A true JPH1062206A (en) 1998-03-06

Family

ID=17050671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23984196A Pending JPH1062206A (en) 1996-08-22 1996-08-22 Rotational displacement information detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1062206A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322157A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Sendai Nikon:Kk Rotary encoder
JP2008064543A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Nidec Nemicon Corp Rotary encoder and its centering adjusting method
KR101141175B1 (en) * 2011-06-09 2012-05-02 조선웅 The encoder
WO2021261586A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 三星ダイヤモンド工業株式会社 Holder and holder unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322157A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Sendai Nikon:Kk Rotary encoder
JP2008064543A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Nidec Nemicon Corp Rotary encoder and its centering adjusting method
KR101141175B1 (en) * 2011-06-09 2012-05-02 조선웅 The encoder
WO2021261586A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 三星ダイヤモンド工業株式会社 Holder and holder unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7259863B2 (en) Grating interference type optical encoder
US3983391A (en) Optical encoder of the reflective type
JP2586121B2 (en) Rotary encoder origin detection system
US5883384A (en) Rotational displacement information detection apparatus
US20200378804A1 (en) Grating disc and feedback system
EP0397202A2 (en) Encoder
US7586621B2 (en) Displacement-measuring optical scale and optical encoder using same
EP0248277A2 (en) Two-frequency laser rotation sensor system
JPH1062206A (en) Rotational displacement information detector
JP5442174B2 (en) Scale reader and its rotating ring
JP3486518B2 (en) Rotational displacement information detection device
JPH10132611A (en) Rotational displacement information detecting device
JPH10206189A (en) Sine wave encoder
JP3472034B2 (en) Rotational displacement information detection device
US4503326A (en) Fiber optic optical device
JP2715562B2 (en) Rotary encoder
JPH08304118A (en) Compound type rotary encoder
JPS63153425A (en) Rotational quantity detecting device
JP2001012968A (en) Rotary encoder
JP2000074692A (en) Rotational displacement information detector
JPH11125540A (en) Encoder for detecting angle of rotation
JP2000329587A (en) Rotary encoder
JPH0961195A (en) Rotary encoder and assembling apparatus or the encoder
SU1411577A1 (en) Interferrometric device for measuring angular displacements of object
JP2010249581A (en) Optical encoder