JPS61287329A

JPS61287329A - 光学式エンコ−ダ

Info

Publication number: JPS61287329A
Application number: JP12807185A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Ushiyama; 牛山　重幸
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1986-12-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光学式エンコーダに関し、特に回転検出におけ
るノイズの混入防止を図ると共に製造、組立の簡易化を
達成する光学式エンコーダの改良構造に関する。

（従来技術と解決すべき問題点）光学式エンコーダは、被測回転軸の端部に取付けた回転
符号板とその被測回転軸の軸受箱又は軸受７ランジに取
付けられて上記回転符号板と対設される固定符号板とを
介して発光素子から発する光を受光素子で受光、信号化
し、これを信号処理することによって回転速度や回転位
置の検出をおこなうが、従来の光学式エンコーダの構造
では受光素子、固定符号板等の製造組立工程において位
置合せに工数を要し、また検出信号の取出し回路中にリ
ード線部分が介在し、故にリード線の接続作業工数を伴
うと共にノイズ信号がリード線に乗って検出精度に劣下
を来たす欠点がある。

依って本発明の目的は光学式エンコーダの製造、組立に
おける工数削減を図って低コスト化を達成すると共にノ
イズによる検出性能の劣下を解消せんとするものである
。

（解決手段）本発明によれは、発光、受光両素子間に固定符号板と回
転符号板とを対設した光学式エンコーダにおいて、前記
発光、受光画素子を同一機枠部材に光通過空間を介して
対向取付けすると共に前記機枠部材上に信号処理回路を
装着して検出構造体を形成し、該検出構造体の前記光通
過空間内に前記固定符号板と前記回転符号板とを臨ませ
た構成にしたことを特徴とする光学式エンコーダが提供
され、固定符号板と回転符号板とを同心配置に組立て、
それらを上記検出構造体の光通過空間内に臨ませるよう
に組立てれば簡単に光学式エンコーダを完成させること
ができると共に信号処理回路を受光素子と同一機枠部材
上に装着することによってリード線の介在を排除し、故
にノイズ混入を防止で、きるのである。以下においては
、本発明を従来技術と対比して実施例に基き更に詳細に
説明する。

さて、従来の光学式１／コーダを示す第、５図を参照す
ると、被測回転軸５０は軸受フランジ５２の回転軸受５
４によって支持され、この回転軸５０の頂端には回転符
号板５６が取付けられておシ、上記回転符号板５６の環
状周表面に多数の符号化パターンがスリット形状に形成
されている。

また、軸受フランジ５２の上端面には固定符号板取付合
５８が固設され、この固定符号板取付合５８は内部に受
光素子アレイ６０を有した上開口形の筐体構造を有し、
その上開口部に固定符号板６２が取付けられている。固
定符号板６２の上面には上記回転符号板５６の符号化パ
ターンと対設して符号化パターンがスリット形状に形成
されている。なお、固定符号板６２の符号化パターンは
、後述の発光素子から発せられた光が回転符号板５６の
符号化パターンとこの固定符号板６２の符号化パターン
を透過して受光素子アレイ６０に受光されることによっ
て回転検出を行う際に電気的に位相が９０°及び１８０
°ずれた信号を形成できるように予め周方向に位置がず
らされた４種の符号化パターンとして形成されている。

回転符号板５６の上、側には適宜の静止固定部に固定さ
れたプリント板６４が配設され、このプリント板６４に
は発光ダイオードによって形成された発光素子６６が取
付けられておシ、この発光素子６６は既述の受光素子ア
レイ６０の上方位置に設けられている。またプリント板
６４には受光素子アレイ６０による光電変換信号から被
測回転軸５０の回転検出を行うための信号処理回路が受
光素子アレイ６０の負荷抵抗と共に実装されており、受
光素子アレイ６０とプリント板６４との間はリー下線（
図示なし）によって電気的に接続する構成がとられてい
る。

さて、上述した従来の光学式エンコーダの製造、組立に
当っては、第６図、第７図に取出し図示されるように、
まず固定符号板取付台５８に固定符号板６２を接着し、
固定符号板６２の符号化パターンの真下に受光素子アレ
イ６０の受光窓がくる様に位置合わせをし、該受光素子
アレイ６０を取付台５８にねじ６８を用いて固定する。

この状態から、上記固定符号板取付合５８を軸受フラン
ジ５２の上端面に取付ける際には固定符号板６２の符号
化パターンと回転符号板６２の符号化パターンが同心配
置となるように顕微鏡を用いて位置合わせを行い、位置
合わせ後に固定符号板取付合５８を軸受フランジ５２に
ねじ止め等の適宜の固定手段で同定する。その後に発光
素子６６が固定符号板６２の符号化パターンと整合一致
した位置にくる様にプリント板６４の位置合わせを行っ
て固定部に固定し、次に受光素子アレイ６０とプリント
板６４間をリード線で接続する。

上述した組立手順によると、受光素子アレイ６０や固定
符号板６２の各々の位置合わせに工数を要するという煩
瑣があり、また受光素子アレイ６０とプリント板６４と
の間のリード線の配線、接続にも工数を要し、この結果
、コスト高を招く一因となっている。

更に上述した構造だと被測回転軸５０の軸受フランジ５
４に乗ったノイズが受光素子アレイ６０に直接影響した
シ、受光素子アレイ６０とプリント板６４とを接続する
リード線に伝達移乗することによシ、信号処理回路に入
力される信号波形を歪ませ、従ってエンコーダの検出動
作に誤動作を生ずる場合かある。つまり、外部ノイズが
エンコーダの検出性能に直接的に影響する不都合がある
。

（実施例）第１図は本発明の実施例による光学式エンコーダの縦断
面図であシ、また第２図は上面図である。

第１図、第２図において、本実施例によるエンコーダの
被測回転軸１０は軸受フランジ１２に軸受１４を介して
回転可能に保持され、回転軸１０の頂部には回転符号板
１６が設けられており、これらの構成は第５図に示した
従来のエンコーダと同じである。然しなから、本実施例
においては、発光ダイオードからなる発光素子１８と例
えばＰＮ型フォトダイオードによって構成される受光素
子プレイ２０とは共に第３図に詳示のような同一の機枠
部材２２に保持、固定されている。この機枠部材２２は
発光素子１８の取付座２４を下部に有し、また縦リプ２
６を経て下部に輪環状の受光素子取付座２８を有し、こ
の輪環状の受光素子取付座２８には受光素子アレイ２０
と信号処理回路とが一体に組込まれたハイブリットプリ
ント板３０が取付、着座される円形座３２が具備され、
このようにして機枠部材２２に予め発光素子１８、受光
素子アレイ２０とを組み込むことに−よシ、光検出構造
体４０を形成している。また上記機枠部材２２の受光素
子取付座２Ｂはその環状フランジ部３４に適数の長穴溝
３６を有し、図示されていない外部の固定体に周方向の
微調節が可能なようにしてねじ止め固定される構成とな
っている。

他方、本実施例においては、固定符号板取付台４２とし
て２つの縦桁部４４ｍ、４４ｂ　　と略半円形の台座４
４Ｃとを有した取付台が用いられ（第４図参照）、この
固定符号板取付台４２の縦桁部４４ａ、４４ｂの頂面に
固定符号板４６が接着剤によって接着固定される構成が
採られ、該固定符号板４６の下部にあって上記の２つの
縦桁部４４ａ。

４４ｂ　　によって囲繞された空間に上述した光検出構
造体４０の発光素子取付座２４が挿入されて発光素子１
８から発せられる光が固定符号板４６を透過する構成に
なっている。固定符号板取付台４２は略半円形の台座４
４Ｃに形成されている取付孔４５．４５を用いて軸受フ
ランジ１２にねじ止めによって固定されるようになって
いる。

上述した構成によれば、本実施例のエンコーダの製造、
組立時に先ず固定符号板取付台４２に既述のように接着
法によって固定符号板４６を接着し、次いで固定符号板
取付台４２を回転軸１０の軸受フランジ１２に取付ける
。このとき、固定符号板４６に形成されている符号化パ
ターンと回転符号板１６の符号化パターンとが回転軸１
ｏの軸心に関して同心になる様に顕微鏡にて位置合わせ
を行りてから取付固定がなされる。

更に、機枠部材２２の発光素子取付座２４に発光素子１
８を取付けると共にハイブリットプリント板３０を輪環
状の受光素子取付座２８における円形座３２に嵌着させ
て光検出構造体４ｏを形成　　　　′する。この際に、
機枠部材２２０発光素子取付座２４と受光素子取付座２
８とは予め発光素子１Ｂやハイブリットプリント板３０
を取付は又は嵌着すると、一意的に両者が対設される構
造として予め設計され、特に受光素子取付座２８の円形
座３２にはピン又はけかき線等の位置決め手段を設け、
これに対応してハイブリットプリント板３０にはビン孔
又はけかき線を予め設けておくととＫよシ、特別に工数
を要することなく、発光素子１８と受光素子アレイ２０
との位置合わせを達成することができる。こうして発光
素子１８、受光素子アレイ２０、ハイブリットプリント
板３０が取付けられて光検出構造体４０を形成した後に
、この構造体４０を固定符号板取付台４２の空間に発光
素子取付座２４が挿入されるようにして回転符号板１６
のまわシに取付け、長穴溝３６を利用して適正に外部固
定部に固定すれば、本実施例による光学式エンコーダの
製造、組立が完了するのである。

（発明の効果）以上の実施例の説明から理解できるように１本発明は同
一の機枠部材に発光素子と受光素子アレイとを共に予め
定めた座に取付ければ、自動的に発光素子から受光素子
アレイに達する光路が形成される構成とし、しかも、受
光素子アレイが信号処理回路を有したプリント板に貼着
法等で一体に取付けられる構成としたからリード線の配
線を不必要とすることが可能になったのである。この結
果、製造、組立工程における焼塩な調整工数やリード線
の配線工数等を削減してコスト低減を図ることが可能と
なシ、しかもリード線を不要としたからノイズによって
回転検出の性能劣下を来たす従来の欠点を解消して安定
した回転検出を実現可能としたのである。なお、上述し
た本発明の技術思想はインクリメンタル及びアブソリュ
ートの何れのタイプの光学式エンコーダにも適用可能で
あることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による光学式エンコーダの要部
の縦断面図、第２図は同エンコーダの上面図、第３図は
発光、受光画素子が取付けられた機枠部材の斜視図、第
４図は固定符号板取付台の斜視図、第５図は従来の光学
式エンコーダの要部の縦断面図、第６図は同エンコーダ
における固定符号板取付台の構成を詳示する上面図、第
７図は同取付台の断面図。ＩＯ・・・回転軸、１２・・・軸受フランジ、１６・・
・回転符号板、１８・・・発光素子、２０・・・受光素
子アレイ、２２・・・機枠部材、２４・・・発光素子取
付座、２６・・・縦リプ、２８・・・受光素子取付座、
３０・・・円形座、４０・・・光学検出構造体、４２・
・・固定符号板取付台、４６・・・固定符号板。第２図第３図ムロ第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、発光、受光両素子間に固定符号板と回転符号板とを
対設した光学式エンコーダにおいて、前記発光、受光画
素子を同一機枠部材に光通過空間を介して対向取付けす
ると共に前記機枠部材上に信号処理回路を装着して検出
構造体を形成し、該検出構造体の前記光通過空間内に前
記固定符号板と前記回転符号板とを臨ませた構成にした
ことを特徴とする光学式エンコーダ。２、前記検出構造体の前記機枠部材は、前記回転符号板
の取付けられた回転軸部の周囲に配設される発光素子取
付座と、該発光素子取付座からリブを経て前記固定符号
板と前記回転符号板の外側位置に設けられる受光素子取
付座とを有し、前記回転軸部と機械的に切り離して設け
られる特許請求の範囲第１項に記載の光学式エンコーダ
。３、前記信号処理回路はハイブリットプリント板構造を
有して前記機枠部材の受光素子取付座に嵌着されると共
に該ハイブリットプリント板に前記受光素子が貼着され
ている特許請求の範囲第２項に記載の光学式エンコーダ
。４、前記固定符号板は、前記回転符号板が取付けられた
回転軸部の軸受箱に取付台を介して固定保持されるよう
に構成した特許請求の範囲第２項に記載の光学式エンコ
ーダ。