JPH11351908A - 回転検出装置及びその取付け方法 - Google Patents

回転検出装置及びその取付け方法

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JPH11351908A
JPH11351908A JP17537198A JP17537198A JPH11351908A JP H11351908 A JPH11351908 A JP H11351908A JP 17537198 A JP17537198 A JP 17537198A JP 17537198 A JP17537198 A JP 17537198A JP H11351908 A JPH11351908 A JP H11351908A
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scale
rotation
detecting
hub
detecting device
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裕 渡辺
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スケール手段と検出手段とを高精度に位置決
めしながら、測定対象へ取付けることを容易にした回転
検出装置を提供すること。 【解決手段】 測定対象の回転に伴って回転するスケー
ル手段Sと、該スケール手段Sの回転情報を検出して出
力する検出手段Lとを有する回転検出装置であって、該
スケール手段Sと該検出手段Lとを嵌合可能に構成した
こと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転情報を検出す
る回転検出装置に関するものであり、例えばロータリー
エンコーダに適用可能なものである。
【0002】
【従来の技術】一般にロータリーエンコーダ等の回転検
出装置は、スケールと、そのスケールの読みとり手段
(検出手段)を持ち、該スケールと読みとり手段との相
対角度位置を出力するものである。
【0003】図5に一般的な光学式ロータリーエンコー
ダの構成を示す。
【0004】光源21から出射した光が、光束近傍のみ
に放射状格子を設けたインデックススケール22と、縁
に沿って放射状格子を配列したメインスケール23の、
両方の開口部を透過したとき、フォトセンサ24に光が
達し、また、スケールの相互移動によってインデックス
スケールの開口部とメインスケールの遮光部が一致した
とき、フォトセンサに光が達しない状態になる。この光
量変化をフォトセンサ24と図示しない出力回路により
検出し、角度変化情報として出力する。
【0005】さらに、回転方向を判別するために出力を
1/4周期ずらした2相信号を出力するエンコーダが一
般的だが、格子位置をずらして独立したフォトセンサで
受光することにより、2相間の位相差を設けることがで
きる。
【0006】該ロータリーエンコーダーとしては、例え
ば、光源、インデックススケール及びフォトセンサを一
体とした検出ユニットとメインスケールとを有し、軸受
けを持たず、回転する測定対象軸に該スケールを直結す
るタイプ(組み込み型)のものがある。
【0007】該組み込み型エンコーダは、製造時に検出
ユニット側の光源、インデックススケール及びフォトセ
ンサをハウジング等の部材の所定位置に調整して一体的
に設け、また、測定対象軸と嵌合するための嵌合穴を持
つ部品(ハブ)に対し、メインスケールを該嵌合穴と同
軸に調整して取付けている。そして測定に際し、該検出
ユニットとメインスケールとが所定の位置関係となるよ
うに調整しながら、測定物体に取りつけられる。
【0008】このとき、インデックススケールとメイン
スケールの放射状格子パターンが一致していないと、フ
ォトセンサに到達する光の強弱、位相が所定の性能を満
たさない。特に高分解能のエンコーダでは、メインスケ
ール及びインデックススケールの格子ピッチが小さくな
るために、この位置合わせ精度が非常に厳しくなる。こ
のため、高精度の組み込み型エンコーダを測定物体へ取
付ける際には、従来、 ・測定対象軸の回転中心と同軸の嵌合部を設ける等、取
付け部の高精度加工を施す ・検出ユニットの取付け時にメインスケールとの位置調
整を実施する ・特殊な位置決め治具を検出ユニットに内蔵する 等の手段が用いられてきた。
【0009】図6に測定対象との取付け部分に嵌合部を
設けた組み込み型エンコーダの例を示す。光源31、イ
ンデックススケール32、フォトセンサ33及び信号処
理回路34がハウジング35に一体に固定され、検出ユ
ニットを構成している。該検出ユニットのハウジング3
5には、測定対象に取付ける際に位置決めを行う嵌合穴
35aがある。一方、取付け対象36にはハウジング3
5の嵌合穴35aと同径の嵌合突起36aが設けられて
いる。
【0010】ハブ39には、測定対象軸38と嵌合する
嵌合穴39aが設けられ、この嵌合穴39aと同軸にメ
インスケール37が固定されている。
【0011】したがって、メインスケール37は同軸調
整精度とハブ39と測定対象軸との嵌合公差を加えた取
付け誤差以内に比較的高精度に取付けることができる。
しかしながら、検出ユニットを高精度に取付けるために
は、測定対象36とハウジング35に各々位置決めを行
うための嵌合部等、特殊な取付け形状を設ける必要があ
り、その嵌合公差に加え、別体で作られる測定対象軸3
8と、嵌合部をもつ取付け面とは、回転軸を支持する玉
軸受け等を介して接続されていることから、その同軸精
度を確保することが難しい。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、ス
ケール手段と検出手段とを嵌合可能としたことにより、
スケール手段と検出手段とを高精度に位置決めしなが
ら、測定対象へ取付けることを容易にした回転検出装置
の提供を目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成若
しくは方法を特徴とする回転検出装置及びその取付け方
法である。
【0014】〔1〕:測定対象の回転に伴って回転する
スケール手段と、該スケール手段の回転情報を検出して
出力検出手段とを有する回転検出装置であって、該スケ
ール手段と該検出手段とを嵌合可能に構成したことを特
徴とする回転検出装置。
【0015】〔2〕:前記スケール手段が、目盛り付き
のスケールと、該スケールを測定対象軸と連結するハブ
とを有し、該ハブに前記検出手段との嵌合部を設けたこ
とを特徴とする〔1〕記載の回転検出装置。
【0016】〔3〕:前記検出手段が、前記スケール手
段の回転を検出する検出部と、該検出部を所定位置に保
持するハウジングとを有し、該ハウジングにスケール手
段との嵌合部を設けたことを特徴とする〔1〕又は
〔2〕記載の回転検出装置。
【0017】〔4〕:前記スケール手段と前記検出手段
との嵌合部分が、該スケール手段の回転中心を中心軸と
する所定角度のテーパー形状であることを特徴とする
〔1〕、〔2〕又は〔3〕記載の回転検出装置。
【0018】〔5〕:前記スケール手段と前記検出手段
との嵌合部分が、該スケール手段の回転中心を中心軸と
する円筒形状であることを特徴とする〔1〕,〔2〕,
〔3〕又は〔4〕記載の回転検出装置。
【0019】〔6〕:前記スケール手段の嵌合部分が凸
部、前記検出手段の嵌合部分が凹部であることを特徴と
する〔1〕乃至〔5〕の何れか1項に記載の回転検出装
置。 〔7〕:前記検出手段が、光学的、磁気的又は電気的に
前記スケール手段の回転を検出することを特徴とする
〔1〕乃至〔6〕の何れか1項に記載の回転検出装置。
【0020】〔8〕:前記スケール手段のスケールが開
口部よりなる目盛りを有し、前記検出手段が、開口部よ
りなるインデックススケールと、光源と、該スケール及
びインデックススケールの開口部を通過した光源からの
光束を受光する受光部とを有することを特徴とする
〔1〕乃至〔6〕の何れか1項に記載の回転検出装置。
【0021】
〔9〕:前記〔1〕乃至〔8〕の何れか1
項に記載の回転検出装置の取付け方法であって、前記ス
ケール手段と前記検出手段とを嵌合させた状態で、該検
出手段を測定対象に対して固定することを特徴とする回
転検出装置の取付け方法。
【0022】〔10〕:前記〔1〕乃至〔8〕の何れか
1項に記載の回転検出装置の取付け方法であって、前記
スケール手段のハブと前記検出手段のハウジングとを嵌
合させた状態で該ハブを測定対象の回転軸に冠着し、こ
の位置で該ハウジングを固定した後、該ハブとハウジン
グの嵌合を解除し、該ハブを回転軸に沿って所定位置に
移動させ、該ハブと回転軸とを固定することを特徴とす
る回転検出装置の取付け方法。
【0023】
【発明の実施の形態】〔第一の実施形態例〕図1は本発
明の第一の実施形態例であるロータリーエンコーダーを
取付け対象に取付けた状態の概略図、図2は該エンコー
ダーを測定対象に取付ける際の説明図である。
【0024】同図において、Sはスケール手段であり、
円盤状のメインスケール11とハブ12とからなってい
る。該メインスケール11には、目盛りとして円盤面の
縁に沿う放射状の格子11aが設けられている。またハ
ブ12には測定対象軸13と嵌合するための嵌合穴12
aが設けられている。該メインスケール11とハブ12
は、嵌合穴12aの中心軸と放射状格子11aの中心を
同軸に調整され、固定されている。
【0025】一方、14は光源、15は上記放射状格子
11aと対応した形状の格子からなるインデックススケ
ール、16は受光部としてのフォトセンサ、17は該フ
ォトセンサ16からの信号を処理する信号処理部であ
る。これらは、ハウジング18に一体的に取付けられ、
検出手段(検出ユニット)Lを構成している。
【0026】該スケール手段S及び検出手段Lは、使用
に際し、ハブ12を測定対象軸13と嵌合させると共
に、測定対象の筐体13aにハウジング18を固定し
て、測定対象に取付けられる。 而して、測定対象軸1
3の回転と共に、メインスケール11が回転し、該メイ
ンスケール11に設けられた放射状格子11aの開口部
とインデックススケール15の開口部とが一致したとき
に光源14からの光がフォトセンサ16に達し、インデ
ックススケール15の開口部とメインスケール11の遮
光部が一致したとき、フォトセンサ16に光が達しない
状態となり、この光量変化をフォトセンサ16と信号処
理部17とにより検出し、角度変化情報として出力す
る。
【0027】次に本例のロータリーエンコーダーの取付
けについて、詳細に説明する。本例では、図2に示すよ
うに、スケール手段Sとハウジング18とを嵌合可能と
し、測定対象への高精度な取付けを可能としている。
【0028】該嵌合部として、メインスケール11に固
定されたハブ12の一端に、嵌合穴12aと同軸のテー
パー12bを設け、また、ハウジング18の仮想のメイ
ンスケール中心と同心にハブ12と相対するテーパー部
18aを設けている。
【0029】通常、本例のハブ12のような部品は旋盤
で同時加工することにより、嵌合穴12aとテーパー1
2bとを高精度の同軸に加工することができる。従っ
て、メインスケール11は、ハブ12に固定するとき、
この嵌合穴12aと同軸に調整しておくことで、比較的
高精度な取付けが可能である。
【0030】また、検出ユニットLは、テーパー18a
の中心を仮想のメインスケール中心とし、これに対して
所定の位置となるように光源14、インデックススケー
ル15、フォトセンサ16を調整してハウジング18に
固定している。
【0031】このように、メインスケール11と嵌合穴
12aとが同軸に調整され、該嵌合穴12aとテーパー
12bとが同軸に加工or形成されていることから、使用
時に測定対象軸13に取付けられたメインスケール11
と、該測定対象軸13とが同軸となっている。更にテー
パー18aと検出ユニットLの各要素14,15,16
が所定位置に調整されていることから、該嵌合状態とす
ればメインスケール11と検出ユニットLとを正しい位
置関係に設定でき、この嵌合状態としながら本例ロータ
リーエンコーダーを測定対象物に取付けることで、位置
合わせ用の特殊な治具等を用いることなくスケール手段
Sと検出ユニットLとを高精度に位置決めすることがで
きる。
【0032】具体的には以下のような手順で取付けを行
っている。 (1)ハブ12とハウジング18のテーパー12b,1
8aを密着させた状態で該ハブ12を測定対象軸13と
嵌合させ、ハウジング18を測定対象の筐体13aに固
定する。この工程により、ハウジング18を介して、光
源14、インデックススケール15、フォトセンサ16
が回転軸13に対して所定の位置に固定される。 (2)ハブ12を回転軸13に沿って移動させ、スペー
サ等の簡易な治具を用いて、メインスケール11とイン
デックススケール15との間隔tを設定し、図1に示す
ように固定する。
【0033】本例によれば、上記のようにハウジング1
8を取付ける取付け対象部品(筐体13a)の端面は単
純な平面でよく、複雑で高精度の加工が不要となる。
【0034】なお、本例ではメインスケール11とイン
デックススケール15とを用いた透過型の光学式エンコ
ーダを示したが、本発明は、他の方式の光学式エンコー
ダ、磁気式、静電容量検出式等のスケール読みとり手段
を用いる角度検出装置にも同様に適用可能である。
【0035】〔第二の実施形態例〕図3は本発明に係る
第二の実施形態例の概略図である。
【0036】本例は、第一の実施形態例のテーパー12
b,18aを、円筒状の嵌合面に代えたものである。
【0037】41はハブであり、嵌合穴41aと同心に
円筒状の嵌合部41bを有している。また42はハウジ
ングであり、該嵌合部41bと嵌合する嵌合穴42aを
有している。
【0038】本例においても、メインスケール11と嵌
合穴41aとが同軸に調整され、該嵌合穴41aと嵌合
部41bとが同軸に調整され、更に嵌合穴42aと検出
ユニットLの各要素14,15,16が所定位置に調整
されていることから、嵌合部41bと嵌合穴42aとを
HYPERLINK mailto:tyb@嵌合させることで、メインスケ
ール11と検出ユニットLとを正しい位置関係に設定で
き、前述と同様にこの嵌合状態としながら本例ロータリ
ーエンコーダーを測定対象物に取付けることで、位置合
わせ用の特殊な治具等を用いることなくスケール手段S
と検出ユニットLとを高精度に位置決めすることができ
る。
【0039】〔第三の実施形態例〕図4は、第三の実施
形態例としての円筒面にスケールが設けられたロータリ
ーエンコーダの概略図である。本例では第一、第二の実
施形態例で示したメインスケールを光束が透過する構成
でなく、光源とフォトセンサを一体化したセンサユニッ
ト53を用いた反射型構成の例を示す。
【0040】同図において、50は円筒状のメインスケ
ールであり、円周面上に目盛り50aを有している。5
1はハブであり、測定対象軸13と嵌合する嵌合穴51
aを有し、前述と同様に該嵌合穴51aと同心のテーパ
ー部51bを設けている。
【0041】Lは検出ユニットであり、メインスケール
50の回転情報を検出する検出部53や該検出部53を
所定位置に保持するハウジング52を有している。該検
出ユニットLのハウジング52には、ハブ51のテーパ
ー部51bと対応するテーパー部52aを設けている。
【0042】第一の実施形態例と同様にメインスケール
50及びハブ51からなるスケール手段Sと検出ユニッ
トLを嵌合させることにより、検出部53とメインスケ
ール50との距離を高精度に取付けることができる。な
お、円筒状のメインスケール50は円筒面の中心軸と平
行にスケールを設けることが一般的であり、第一の実施
形態例(2)の工程における回転軸方向の位置決めで高
精度を要求されないため、円盤状メインスケールより容
易に取付けることが可能となる。また、この光学式の検
出部53の代わりに磁気検出センサを組み込み、円筒状
スケール50を磁気スケールとすることにより、磁気式
エンコーダにも適用可能である。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、スケール手段と検出手
段とを嵌合可能としたことにより、スケール手段と検出
手段とを高精度に位置決めしながら、測定対象へ取付け
ることを容易にした回転検出装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第一の実施形態例の要部断面図
【図2】 図1のロータリーエンコーダーを取付ける際
の説明図
【図3】 本発明に係る第二の実施形態例の要部断面図
【図4】 本発明に係る第三の実施形態例の要部断面図
【図5】 光学式エンコーダの構成の説明図
【図6】 従来の組み込み型エンコーダの一例
【符号の説明】
11:メインスケール 12:ハブ 13:測定対象軸 14:光源 15:インデックススケール 16:フォトセンサ 17:信号処理回路 18:ハウジング 21:光源 22:インデックススケール 23:メインスケール 24:フォトセンサ 31:光源 32:インデックススケール 33:フォトセンサ 34:信号処理回路 35:ハウジング 36:取付け対象 37:メインスケール 38:測定対象軸 39:ハブ 41:ハブ 42:ハウジング 50:メインスケール 51:ハブ 52:ハウジング 53:センサユニット

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象の回転に伴って回転するスケー
    ル手段と、該スケール手段の回転情報を検出して出力す
    る検出手段とを有する回転検出装置であって、 該スケール手段と該検出手段とを嵌合可能に構成したこ
    とを特徴とする回転検出装置。
  2. 【請求項2】 前記スケール手段が、目盛り付きのスケ
    ールと、該スケールを測定対象と連結するハブとを有
    し、該ハブに前記検出手段との嵌合部を設けたことを特
    徴とする請求項1記載の回転検出装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段が、前記スケール手段の回
    転を検出する検出部と、該検出部を所定位置に保持する
    ハウジングとを有し、該ハウジングにスケール手段との
    嵌合部を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の
    回転検出装置。
  4. 【請求項4】 前記スケール手段と前記検出手段との嵌
    合部分が、該スケール手段の回転中心を中心軸とする所
    定角度のテーパー形状であることを特徴とする請求項
    1、2又は3記載の回転検出装置。
  5. 【請求項5】 前記スケール手段と前記検出手段との嵌
    合部分が、該スケール手段の回転中心を中心軸とする円
    筒形状であることを特徴とする請求項1,2,3又は4
    記載の回転検出装置。
  6. 【請求項6】 前記スケール手段の嵌合部分が凸部、前
    記検出手段の嵌合部分が凹部であることを特徴とする請
    求項1乃至5の何れか1項に記載の回転検出装置。
  7. 【請求項7】 前記検出手段が、光学的、磁気的又は電
    気的に前記スケール手段の回転を検出することを特徴と
    する請求項1乃至6の何れか1項に記載の回転検出装
    置。
  8. 【請求項8】 前記スケール手段が開口部よりなる目盛
    りを有し、 前記検出手段が、開口部よりなるインデックススケール
    と、光源と、該スケール及びインデックススケールの開
    口部を通過した光源からの光束を受光する受光部とを有
    することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記
    載の回転検出装置。
  9. 【請求項9】 前記請求項1乃至8の何れか1項に記載
    の回転検出装置の取付け方法であって、 前記スケール手段と前記検出手段とを嵌合させた状態
    で、該スケール手段を測定対象と連結し、この位置で該
    検出手段を固定することを特徴とする回転検出装置の取
    付け方法。
  10. 【請求項10】 前記請求項1乃至8の何れか1項に記
    載の回転検出装置の取付け方法であって、 前記スケール手段のハブと前記検出手段のハウジングと
    を嵌合させた状態で該ハブを測定対象の回転軸に冠着
    し、この位置で該ハウジングを固定した後、該ハブとハ
    ウジングの嵌合を解除し、該ハブを回転軸に沿って所定
    位置に移動させ、該ハブと回転軸とを固定することを特
    徴とする回転検出装置の取付け方法。
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Cited By (5)

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