WO2016079796A1 - ロータリエンコーダ - Google Patents

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WO2016079796A1
WO2016079796A1 PCT/JP2014/080404 JP2014080404W WO2016079796A1 WO 2016079796 A1 WO2016079796 A1 WO 2016079796A1 JP 2014080404 W JP2014080404 W JP 2014080404W WO 2016079796 A1 WO2016079796 A1 WO 2016079796A1
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WO
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light
slit plate
rotary encoder
rotary
light receiving
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PCT/JP2014/080404
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French (fr)
Inventor
正治 長谷川
雄三 浦崎
竜彦 荒井
Original Assignee
光洋電子工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales

Definitions

  • the present invention relates to a rotary encoder for measuring, for example, the rotational speed and rotational position of a rotary shaft, and more particularly to improvement of measurement reliability.
  • Patent Document 1 includes a rotating slit plate provided with a code pattern having a plurality of slits arranged at intervals in the rotating direction. Further, a light projecting element that emits light toward the code pattern of the rotating slit plate, a light receiving element that generates a signal corresponding to the rotation of the rotating slit plate by receiving light from the light projecting element, and a light receiving element There are two signal processing units for processing the above signals.
  • the two output signals can be obtained independently by measuring the common code pattern of the rotary slit plate that the two systems share. Therefore, for example, even when one system breaks down, a normal output signal can be obtained by the other system, and the reliability of the rotary encoder can be improved.
  • the two measurement objects are the common rotating slit plates, the number of rotating slit plates can be reduced, and the cost can be reduced. Furthermore, the installation space can also be reduced by reducing the number of rotating slit plates.
  • the conventional rotary encoder is arranged such that a fixed slit plate that narrows light traveling from the light projecting element to the light receiving element is opposed to the rotating slit plate (for example, see Patent Document 2).
  • the light projecting element is adjusted to adjust the optical axis while changing the position of the printed circuit board on which the light receiving element is provided.
  • the rotary encoder as described in Patent Document 1 includes two systems, and it is necessary to adjust the optical axis in each system.
  • the two systems of light receiving elements are provided on the same printed board, the light receiving elements The position of can not be changed separately. Therefore, the two optical axis adjustments must be performed at the same time.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotary encoder that can improve reliability without deteriorating productivity.
  • a rotary encoder includes a rotary slit plate on which a code pattern having a plurality of rotary slits arranged at intervals in the rotation direction is formed, and a first light projection that irradiates light toward the code pattern An element, a first light receiving element that receives light from the first light projecting element that has passed through the rotating slit, and generates a signal according to the rotation of the rotating slit plate; and a signal from the first light receiving element.
  • a second light receiving element that receives light from the second light projecting element that has passed through the rotary slit, and generates a signal corresponding to the rotation of the rotary slit plate, and the second light receiving element.
  • the two light receiving elements are provided on different printed circuit boards, and the two optical axis adjustments can be performed separately. Therefore, the optical axis can be easily adjusted as compared with the case where the two light receiving elements are provided on the same printed circuit board, and the reliability can be improved without deteriorating the productivity.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an elevator in which a rotary encoder 20 according to an embodiment of the present invention is used.
  • a car guide rail 2 As shown in FIG. 1, a car guide rail 2, a weight guide rail (not shown), a car 3 that can be raised and lowered along the car guide rail 2, and a weight guide rail are raised and lowered in the hoistway 1.
  • Possible weights 4 are arranged.
  • a hoisting machine 5 as a driving device is provided in the lower part of the hoistway 1.
  • a plurality of main ropes 7 are wound around the drive sheave 6 of the hoisting machine 5.
  • the car 3 and the weight 4 are suspended in the hoistway 1 by the main ropes 7.
  • the car 3 and the weight 4 move up and down in the hoistway 1 while being guided by the car guide rail 2 and the weight guide rail, respectively, by the driving force of the hoisting machine 5.
  • an emergency brake 14 is provided that operates when the speed of the car 3 becomes abnormal.
  • the emergency brake 14 is configured to prevent the car 3 from falling by grasping the car guide rail 2.
  • a speed governor (governor) 8 for operating the emergency brake 14 is provided in the lower part of the hoistway 1.
  • a tension wheel 9 is provided in the upper part of the hoistway 1.
  • the speed governor 8 includes a speed governor body 10 having a rotating shaft 11 and a speed governor sheave 12 that is integrated with the rotating shaft 11 and is rotatable with respect to the speed governor body 10.
  • a governor rope 13 is wound around the governor sheave 12 and the tension wheel 9.
  • the governor rope 13 is tensioned by a tension weight 15 attached to the governor sheave 12.
  • One end and the other end of the governor rope 13 are connected to an operation unit (not shown) of the emergency brake 14.
  • the governor sheave 12 and the tension wheel 9 rotate as the car 3 moves up and down.
  • the rotary shaft 11 is provided with a rotary encoder 20 that generates a signal according to the rotation of the governor sheave 12.
  • the governor rope 13 is gripped by the governor 8 when the speed of the car 3 becomes abnormal.
  • the movement of the governor rope 13 is stopped by gripping by the governor 8.
  • the car 3 moves relative to the governor rope 13 and the emergency brake 14 operates.
  • a control device 16 that controls the operation of the elevator is provided in the hoistway 1.
  • the control device 16 is electrically connected to the hoisting machine 5 and the rotary encoder 20.
  • the control device 16 controls driving of the hoisting machine 5 based on information from the rotary encoder 20.
  • a car shock absorber (not shown) for reducing the impact on the car 3 and a weight shock absorber (not shown) for reducing the shock on the weight 4 are provided. ) And are provided.
  • the rotary encoder 20 is used for an elevator, but the present invention is not limited to this, and can be used for various other applications such as robots and information devices.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing the configuration of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the mechanical configuration of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention.
  • the description is applied to the incremental type, optical type, hollow shaft type, and two-phase type rotary encoders 20, but the present invention is not limited to the incremental type, and is applied to an absolute type rotary encoder. The same can be applied. Further, the present invention is not limited to the hollow shaft shape, and can be similarly applied to the shaft shape. The present invention is not limited to the optical type, and can be similarly applied to a rotary encoder such as a magnetic type. The present invention is not limited to the two-phase type, and can be similarly applied to a three-phase rotary encoder.
  • the rotary encoder 20 has a configuration including two independent light projecting / receiving elements (light projecting elements, light receiving elements) and a signal processing unit (processing circuit, output circuit).
  • a spindle 40 is formed in a substantially annular shape, and a bearing 41 is provided at the center thereof.
  • the bearing 41 rotatably supports a hollow shaft 21 which is connected to the rotating shaft 11 to be inspected and rotates.
  • a rotating slit plate 25 that can rotate integrally with the hollow shaft 21 is attached to one end of the hollow shaft 21.
  • a code pattern 26 is formed on the rotary slit plate 25 so as to surround the hollow shaft 21.
  • the code pattern 26 has a plurality of rotating slits 27 arranged at intervals in the rotating direction (circumferential direction) of the rotating slit plate 25, and each rotating slit 27 has a diameter of the rotating slit plate 25. Extends in the direction.
  • a first light projecting element 22 a that irradiates light toward the code pattern 26 of the rotary slit plate 25 and passes light from the rotary slit 27 of the code pattern 26 is disposed in the first recess 40 a formed in the spindle 40.
  • the first printed circuit board 30a attached to the spindle 40 includes first light receiving elements 23a and 24a that receive light that has passed through the rotary slit 27 of the code pattern 26 and the first fixed slit 29a of the first fixed slit plate 28a. Is provided.
  • the second recess 40 b formed in the spindle 40 is irradiated with light toward the code pattern 26 of the rotary slit plate 25, and the second light projecting element 22 b that allows light to pass through the rotary slit 27 of the code pattern 26.
  • the second printed circuit board 30b attached to the spindle 40 includes second light receiving elements 23b and 24b that receive light that has passed through the rotary slit 27 of the code pattern 26 and the second fixed slit 29b of the second fixed slit plate 28b. Is provided. They are covered with a substantially cup-shaped cover 42.
  • the first fixed slit plate 28a is arranged between the rotary slit plate 25 and the first light receiving elements 23a, 24a so that a plurality of first fixed slits 29a arranged at intervals are opposed to the code pattern 26.
  • the second fixed slit plate 28b is configured such that the plurality of second fixed slits 29b arranged at intervals are opposed to the code pattern 26 so that the rotary slit plate 25 and the second light receiving elements 23b and 24b are in contact with each other. Arranged between.
  • the rotary slit plate 25 is arranged at intervals in the rotation direction (circumferential direction).
  • 24b is provided at a substantially target position around the hollow shaft 21 as shown in FIG. 3, but is not limited thereto.
  • the first fixed slits 29a of the first fixed slit plate 28a and the second fixed slits 29b of the second fixed slit plate 28b have substantially the same shape as the rotary slits 27 of the code pattern 26, but the size is Each is smaller than the rotation slit 27.
  • FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the A phase and the B phase by the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention.
  • the first fixed slit 29a of the first fixed slit plate 28a shifts the light from the first light projecting element 22a that has passed through the rotary slit 27 of the code pattern 26 by 90 degrees sequentially by the electrical angle, and the first light receiving element 23a.
  • the A phase optical signal is received, the B light optical signal is received by the first light receiving element 24a, and the A phase and B phase optical signals are converted into electrical signals as shown in FIG. ing.
  • the second fixed slit 29b of the second fixed slit plate 28b shifts the light from the second light projecting element 22b that has passed through the rotary slit 27 of the code pattern 26 by 90 degrees sequentially by the electrical angle, and receives the second light.
  • the element 23b receives the A phase optical signal
  • the second light receiving element 24b receives the B phase optical signal
  • the interval between the first fixed slits 29a of the first fixed slit plate 28a and the second fixed slits 29b of the second fixed slit plate 28b needs to be matched with the interval between the rotary slits 27 of the code pattern 26.
  • the first fixed slit plate 28a is between the rotary slit plate 25 and the first light receiving elements 23a, 24a
  • the second fixed slit plate 28b is the rotary slit plate 25 and the second light receiving elements 23b, 24b.
  • the first fixed slit plate 28a is between the rotary slit plate 25 and the first light projecting element 22a
  • the second fixed slit plate 28b is a rotary slit. You may each arrange
  • the rotary encoder 20 can determine the rotational speed from the number of optical signals per unit time. Further, for example, in the binary code of the A phase and B phase optical signals, the combination of the A phase optical signal “0” and the B phase optical signal “0” is “0”, the A phase optical signal “1”, and the B phase optical signal. The combination of “0” is “2”, the phase A optical signal “1”, the phase B optical signal “1” is “3”, the phase A optical signal “0”, and the phase B optical signal “1” “1” is set, and the rotation direction can be determined from the change order of the binary code.
  • Examples of the first light projecting element 22a and the second light projecting element 22b include LEDs, and examples of the first light receiving elements 23a and 24a and the second light receiving elements 23b and 24b include photodiodes and phototransistors. Is mentioned.
  • the code pattern 26 is configured to repeatedly pass or shield the light from the first light projecting element 22a and the second light projecting element 22b while the rotary slit plate 25 is rotating. .
  • the light from the first light projecting element 22a is transmitted to the code pattern 26 when the position of the rotary slit 27 of the code pattern 26 coincides with the position of the first light receiving elements 23a and 24a as viewed from the first light projecting element 22a.
  • the light passes and the position of the rotary slit 27 of the code pattern 26 is deviated from the positions of the first light receiving elements 23a and 24a, the light is shielded by the code pattern 26.
  • the first light receiving elements 23a and 24a receive light from the first light projecting element 22a through the code pattern 26 while the rotary slit plate 25 is rotating, thereby responding to the rotation of the rotary slit plate 25.
  • a pulse signal is generated.
  • the light from the second light projecting element 22b is seen from the code pattern 26 when the position of the rotary slit 27 of the code pattern 26 coincides with the position of the second light receiving elements 23b and 24b as seen from the second light projecting element 22b.
  • the light passes through and the position of the rotary slit 27 of the code pattern 26 is shifted from the position of the second light receiving elements 23b and 24b, the light is shielded by the code pattern 26.
  • the second light receiving elements 23b and 24b receive light from the second light projecting element 22b through the code pattern 26 while the rotary slit plate 25 is rotating, thereby responding to the rotation of the rotary slit plate 25.
  • a pulse signal is generated.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an internal configuration of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention.
  • the first printed circuit board 30a of the rotary encoder 20 has a first processing circuit 31a for processing signals from the first light receiving elements 23a and 24a and a signal processed by the first processing circuit 31a as shown in FIG.
  • a first output circuit 32a for outputting, and a first power supply circuit 33a for supplying power to the first processing circuit 31a and the first output circuit 32a are provided.
  • the first processing circuit 31a amplifies the pulse signals from the first light receiving elements 23a and 24a, performs waveform shaping, and performs processing to obtain the output signal of the first system 20a of the rotary encoder 20,
  • the first output circuit 32a outputs an output signal of the first system 20a to the outside through a transmission line that is electrically connected.
  • the first system 20a of the rotary encoder 20 includes at least a first light projecting element 22a, a first fixed slit plate 28a, first light receiving elements 23a and 24a, a first processing circuit 31a, and a first output.
  • the circuit 32a and the first power supply circuit 33a are configured.
  • the first processing circuit 31a and the first output circuit 32a correspond to the “first signal processing unit” of the present invention.
  • the second printed circuit board 30b of the rotary encoder 20 has a second processing circuit 31b for processing signals from the second light receiving elements 23b and 24b and a second processing circuit for outputting the signals processed by the second processing circuit 31b to the outside.
  • An output circuit 32b and a second power supply circuit 33b for supplying power to the second processing circuit 31b and the second output circuit 32b are provided.
  • the second processing circuit 31b is configured to amplify the pulse signals from the second light receiving elements 23b and 24b, perform waveform shaping, and process the output signal of the second system 20b of the rotary encoder 20,
  • the second output circuit 32b outputs the output signal of the second system 20b to the outside through a transmission line that is electrically connected.
  • the second system 20b of the rotary encoder 20 includes at least a second light projecting element 22b, a second fixed slit plate 28b, second light receiving elements 23b and 24b, a second processing circuit 31b, and a second output.
  • the circuit 32b and the second power supply circuit 33b are configured.
  • the second processing circuit 31b and the second output circuit 32b correspond to the “second signal processing unit” of the present invention.
  • the second power supply circuit 33b is electrically insulated from each other.
  • a first cable 35a which is a first transmission line, is electrically connected between the first output circuit 32a and the control device 16.
  • the first cable 35a is detachably connected to the first output circuit 32a via the first connector 34a.
  • a second cable 35b which is a second transmission line, is electrically connected between the second output circuit 32b and the control device 16.
  • the second cable 35b is detachably connected to the second output circuit 32b via the second connector 34b.
  • the transmission of the output signal of the first system 20 a from the first output circuit 32 a to the control device 16 is performed via the first cable 35 a, and the second system 20 b from the second output circuit 32 b to the control device 16. Transmission of the output signal is performed via the second cable 35b. That is, the first cable 35 a and the second cable 35 b are configured to exchange electrical information with the control device 16 outside the rotary encoder 20 independently of each other.
  • the first system 20a and the second system 20b of the rotary encoder 20 can measure the rotation of the common rotary slit plate 25 independently. Further, the first system 20a and the second system 20b are arranged at intervals in the rotational direction (circumferential direction) of the rotary slit plate 25. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first system 20 a and the second system 20 b are provided at substantially target positions around the hollow shaft 21, but are not limited thereto. .
  • the operation of the rotary encoder 20 will be described.
  • the first light projecting element 22a and the second light projecting element 22b always emit light.
  • the governor sheave 12 and the rotary slit plate 25 rotate according to the raising and lowering of the car 3.
  • the code pattern 26 When the rotary slit plate 25 rotates, the code pattern 26 also rotates. Respective light from the first light projecting element 22 a and the second light projecting element 22 b passes through the code pattern 26 at a period corresponding to the rotation of the rotary slit plate 25 due to the rotation of the code pattern 26, or the code pattern 26. It is shielded by.
  • the first light receiving elements 23 a and 24 a receive light from the first light projecting element 22 a that has passed through the code pattern 26. Therefore, the period at which the first light receiving elements 23 a and 24 a receive the light from the first light projecting element 22 a is a period corresponding to the rotation of the rotary slit plate 25. Thereby, in the first light receiving elements 23a and 24a, a pulse signal corresponding to the rotation of the rotary slit plate 25 is generated.
  • the pulse signals generated by the first light receiving elements 23a and 24a are transmitted to the first processing circuit 31a, and are amplified and shaped by the first processing circuit 31a.
  • the shaped pulse signal is transmitted as an output signal of the first system 20a of the rotary encoder 20 from the first output circuit 32a to the control device 16 via the first cable 35a.
  • the second light receiving elements 23b and 24b receive light from the second light projecting element 22b that has passed through the code pattern 26. Therefore, the period in which the second light receiving elements 23 b and 24 b receive the light from the second light projecting element 22 b is a period corresponding to the rotation of the rotary slit plate 25. Thereby, also in the 2nd light receiving elements 23b and 24b, the pulse signal according to rotation of the rotation slit board 25 generate
  • the pulse signals generated by the second light receiving elements 23b and 24b are transmitted to the second processing circuit 31b, and are amplified and shaped by the second processing circuit 31b.
  • the shaped pulse signal is transmitted as an output signal of the second system 20b of the rotary encoder 20 from the second output circuit 32b to the control device 16 via the second cable 35b.
  • the first system 20a and the second system 20b measure the rotation of the common rotary slit plate 25 independently. Therefore, each of the first system 20a and the second system 20b can independently obtain a plurality of output signals for the rotation of the hollow shaft 21 that is connected to the rotating shaft 11 to be inspected and rotates. Therefore, for example, even when the first system 20a fails, a normal output signal can be obtained by the second system 20b, and the reliability can be improved while suppressing the cost. The same applies to the reverse case.
  • the measurement target of the first system 20a and the second system 20b is the common rotary slit plate 25
  • the number of the rotary slit plates 25 can be reduced, and the cost can be reduced. Furthermore, since the number of rotating slit plates 25 can be reduced, the installation space can be reduced.
  • the installation space is larger than the case where two rotary encoders of one system are installed to improve reliability. Can be reduced.
  • first system 20a and the second system 20b of the rotary encoder 20 are arranged at a distance from each other in the rotational direction of the rotary slit plate 25, the dimension of the hollow shaft 21 in the axial direction is increased (enlarged). ) Can be prevented.
  • FIG. 6 shows a state before the first fixed slit plate 28a (or the second fixed slit plate 28b) is attached to the first printed board 30a (or the second printed board 30b) of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows the first fixed slit plate 28a (or second fixed slit plate 28b) on the first printed circuit board 30a (or second printed circuit board 30b) of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state after attaching.
  • the first system 20a is assembled by the following procedure. First, as shown in FIG. 2, the first light projecting element 22a is inserted into the first recess 40a formed in the spindle 40 and disposed. Next, as shown in FIG. 6, the first light receiving elements 23a and 24a and the fixing base 36 are attached to the first printed board 30a. Next, as shown in FIG. 7, the first fixed slit plate 28a is placed on the fixed base 36 so as to be on the first light receiving elements 23a and 24a, and after positioning, the first fixed slit plate 28a is fixed. Attached to the base 36 with an adhesive.
  • FIG. 8 is a perspective view of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention before the first printed circuit board 30a and the second printed circuit board 30b are attached
  • FIG. 9 is a diagram of the rotary encoder 20 according to the embodiment of the present invention. It is a perspective view after the one printed circuit board 30a and the 2nd printed circuit board 30b attachment. 8 and 9 show a state where the cover 42 is removed.
  • the first printed circuit board 30 a is arranged in such a state that the first light receiving elements 23 a and 24 a and the first fixed slit plate 28 a attached thereto face the rotating slit plate 25.
  • the first printed circuit board 30a is temporarily fixed to the spindle 40 with screws (not shown).
  • the second system 20b is assembled by the following procedure. First, as shown in FIG. 2, the second light projecting element 22 b is inserted and disposed in the second recess 40 b formed in the spindle 40. Next, as shown in FIG. 6, the second light receiving elements 23b and 24b and the fixing base 36 are attached to the second printed board 30b. Next, as shown in FIG. 7, the second fixed slit plate 28b is placed on the fixed base 36 so as to be on the second light receiving elements 23b and 24b, and after positioning, the second fixed slit plate 28b is fixed. Attached to the base 36 with an adhesive.
  • the second printed circuit board 30b is arranged in such a state that the second light receiving elements 23b, 24b and the second fixed slit plate 28b attached thereto face the rotating slit plate 25.
  • the second printed circuit board 30b is temporarily fixed to the spindle 40 with screws (not shown).
  • the optical axes of the first system 20a and the second system 20b are adjusted as follows.
  • signals output from the first light receiving elements 23a and 24a are confirmed, and the first light projecting element 22a is changed while changing the position of the first printed circuit board 30a so that the signals have a predetermined waveform and output level. Adjust to adjust the optical axis.
  • a predetermined output signal is obtained from the first light receiving elements 23a and 24a, the position of the first printed circuit board 30a is fixed and the optical axis adjustment of the first system 20a is completed.
  • the signals output from the second light receiving elements 23b and 24b are confirmed, and the second light projecting element 22b is changed while changing the position of the second printed circuit board 30b so that this signal has a predetermined waveform and output level.
  • the optical axis To adjust the optical axis.
  • a predetermined output signal is obtained from the second light receiving elements 23b and 24b, the position of the second printed circuit board 30b is fixed, and the optical axis adjustment of the second system 20b is completed.
  • the cover 42 is attached to the spindle 40, and the assembly of the rotary encoder 20 is completed.
  • the order of assembly and optical axis adjustment has been described in the order in which the first system 20a is performed first and then the second system 20b is performed.
  • the order in which the first system 20a is performed may be used.
  • the first light receiving elements 23a, 24a and the first fixed slit plate 28a of the first system 20a and the second light receiving elements 23b, 24b and the second fixed slit plate 28b of the second system 20b are the same printed circuit board.
  • the positions of the first light receiving elements 23a, 24a and the first fixed slit plate 28a and the second light receiving elements 23b, 24b and the second fixed slit plate 28b of the second system 20b are changed separately. I can't. Then, since the optical axis adjustment of the first system 20a and the optical axis adjustment of the second system 20b must be performed simultaneously, the optical axis adjustment becomes difficult and the productivity is deteriorated.
  • the first light receiving elements 23a, 24a and the first fixed slit plate 28a of the first system 20a, and the second light receiving elements 23b, 24b and the second fixed slit plate 28b of the second system 20b are provided on separate printed circuit boards.
  • the position of and can be changed separately. Therefore, since the optical axis adjustment of the first system 20a and the second system 20b can be performed separately, the optical axis adjustment becomes easy, and the reliability can be improved without deteriorating the productivity.
  • first printed circuit board 30a and the second printed circuit board 30b of the rotary encoder 20 are arranged on the same surface side (on the same plane) with respect to the rotating slit plate 25, respectively. Compared to the case where the hollow shafts 21 are arranged on different surface sides, it is possible to prevent the size of the hollow shaft 21 from expanding (upsizing) in the axial direction. Further, the positioning of the first printed circuit board 30a and the second printed circuit board 30b with respect to the rotary slit plate 25 can be simplified.
  • the first printed circuit board 30a and the second printed circuit board 30b of the rotary encoder 20 may be arranged on different surfaces with respect to the rotary slit plate 25, respectively. In that case, since it is possible to secure a large component mounting area of the printed circuit board, it is not necessary to secure a space in the radial direction of the rotary slit plate 25 in order to increase the component mounting area. Expansion (enlargement) of dimensions can be prevented.
  • the rotary encoder 20 includes two independent light emitting / receiving elements and signal processing units, but is not limited thereto, and includes three or more systems of light projecting / receiving elements and signal processing units. It is good also as a structure including. In this case, the light receiving element and the fixed slit plate of each system are provided on separate printed boards.

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Abstract

　ロータリエンコーダは、コードパターン２６が形成された回転スリット板２５と、光を照射する第一投光素子２２ａと、光を受光し、回転スリット板２５の回転に応じた信号を発生させる第一受光素子２３ａ、２４ａと、信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第一信号処理部と、第一信号処理部および第一受光素子２３ａ、２４ａが設けられた第一プリント基板３０ａと、光を照射する第二投光素子２２ｂと、光を受光し、回転スリット板２５の回転に応じた信号を発生させる第二受光素子２３ｂ、２４ｂと、信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第二信号処理部と、第二信号処理部および第二受光素子２３ｂ、２４ｂが設けられた第二プリント基板３０ｂと、を備えたものである。

Description

ロータリエンコーダ
　本発明は、たとえば回転軸の回転速度や回転位置等を測定するためのロータリエンコーダに関し、特に測定の信頼性の向上に関するものである。
　従来、回転軸に設けられた回転スリット板のコードパターンを検出することにより、回転軸の回転速度や回転位置を測定するロータリエンコーダが提案されている。近年、この種のロータリエンコーダはエレベータのガバナ装置等に用いられているが、このような用途では安全性に関わることから高い信頼性が要求される。そして、信頼性を向上させるために、複数のロータリエンコーダを設けることが考えられるが、それだとコストが高くなってしまい、各ロータリエンコーダを設置するためのスペースも大きくなってしまう。
　そこで、独立した２系統の投受光素子および信号処理部を含んだロータリエンコーダが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
　特許文献１は、回転方向に互いに間隔を置いて配置された複数のスリットを有するコードパターンが設けられた回転スリット板を備えている。さらに、その回転スリット板のコードパターンに向けて光を照射する投光素子、投光素子からの光を受けることにより回転スリット板の回転に応じた信号を発生する受光素子、および、受光素子からの信号を処理する信号処理部を、２系統備えている。
　そして、その２系統が共通の回転スリット板の共通のコードパターンを測定することにより、２つの出力信号を独立して得ることができる。そのため、たとえば１系統が故障した場合であっても、もう１系統により正常な出力信号を得ることができ、ロータリエンコーダの信頼性を向上させることができる。また、２系統の測定対象が共通の回転スリット板であるので、回転スリット板の数を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。さらに、回転スリット板の数が少なくなることにより、設置スペースも小さくすることができる。
　また、従来のロータリエンコーダは、投光素子から受光素子へ向かう光を絞る固定スリット板が回転スリット板と対向するようにして配置される（例えば、特許文献２参照）。
　特許文献２に記載のようなロータリエンコーダを組み立てる際に、受光素子が設けられているプリント基板の位置を変えながら投光素子を調整して光軸を調整している。
国際公開第２００６／０４６２９１号 特開２００２－１４８０７６号公報
　特許文献１に記載のようなロータリエンコーダは２系統を含んでおり、各系統で光軸調整を行う必要があるが、２系統の受光素子が同一のプリント基板に設けられているため、受光素子の位置を別々に変えることができない。そのため、２系統の光軸調整を同時に行わなくてはならないが、２系統の光軸調整を別々に行う場合に比べ難しくなり時間がかかるため、生産性が悪化してしまうという課題があった。

　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、生産性を悪化させることなく信頼性を向上させることができるロータリエンコーダを提供することを目的としている。
　本発明に係るロータリエンコーダは、回転方向に互いに間隔を置いて配置された複数の回転スリットを有するコードパターンが形成された回転スリット板と、前記コードパターンに向けて光を照射する第一投光素子と、前記回転スリットを通過した前記第一投光素子からの光を受光し、前記回転スリット板の回転に応じた信号を発生させる第一受光素子と、前記第一受光素子からの信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第一信号処理部と、前記第一信号処理部および前記第一受光素子が設けられた第一プリント基板と、前記コードパターンに向けて光を照射する第二投光素子と、前記回転スリットを通過した前記第二投光素子からの光を受光し、前記回転スリット板の回転に応じた信号を発生させる第二受光素子と、前記第二受光素子からの信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第二信号処理部と、前記第二信号処理部および前記第二受光素子が設けられた第二プリント基板と、を備えたものである。
　本発明に係るロータリエンコーダによれば、２系統の受光素子が別々のプリント基板に設けられており、２系統の光軸調整を別々に行うことができる。そのため、２系統の受光素子が同一のプリント基板に設けられている場合に比べ光軸調整を容易に行うことができ、生産性を悪化させることなく信頼性を向上させることができる。
本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダが用いられたエレベータの構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの構成を示す断面概略図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの機構的な構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダによるＡ相とＢ相との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの内部構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの第一プリント基板（または第二プリント基板）に第一固定スリット板（または第二固定スリット板）を取り付ける前の状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの第一プリント基板（または第二プリント基板）に第一固定スリット板（または第二固定スリット板）を取り付けた後の状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの第一プリント基板および第二プリント基板取り付け前の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの第一プリント基板および第二プリント基板取り付け後の斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０が用いられたエレベータの構成を示す概略図である。
　図１に示すように昇降路１内には、かごガイドレール２と、おもりガイドレール（図示せず）と、かごガイドレール２に沿って昇降可能なかご３と、おもりガイドレールに沿って昇降可能なおもり４と、が配置されている。
　昇降路１内の下部には、駆動装置である巻上機５が設けられている。巻上機５の駆動シーブ６には、複数本の主ロープ７が巻き掛けられている。かご３およびおもり４は、各主ロープ７により昇降路１内に吊り下げられている。かご３およびおもり４は、巻上機５の駆動力により、かごガイドレール２およびおもりガイドレールにそれぞれ案内されながら昇降路１内を昇降する。
　かごガイドレール２とかご３との間には、かご３の速度が異常になったときに動作する非常ブレーキ１４が設けられている。非常ブレーキ１４は、かごガイドレール２を掴むことによりかご３の落下を阻止するようになっている。また、昇降路１内の下部には、非常ブレーキ１４を動作させるための調速機（ガバナ）８が設けられている。さらに、昇降路１内の上部には、張り車９が設けられている。
　調速機８は、回転軸１１を有する調速機本体１０と、回転軸１１と一体とされ、調速機本体１０に対して回転可能な調速機シーブ１２とを有している。調速機シーブ１２および張り車９には、調速機ロープ１３が巻き掛けられている。調速機ロープ１３は調速機シーブ１２に取り付けられたテンションウェイト１５によって張力が与えられている。調速機ロープ１３の一端部および他端部は、非常ブレーキ１４の操作部（図示せず）に接続されている。調速機シーブ１２および張り車９は、かご３の昇降に伴ってそれぞれ回転する。回転軸１１には、調速機シーブ１２の回転に応じた信号を発生させるロータリエンコーダ２０が設けられている。
　調速機ロープ１３は、かご３の速度が異常になったときに、調速機８により把持されるようになっている。調速機ロープ１３の移動は、調速機８による把持により停止する。これにより、かご３が調速機ロープ１３に対して移動し、非常ブレーキ１４が動作する。
　昇降路１内には、エレベータの運転を制御する制御装置１６が設けられている。制御装置１６には、巻上機５およびロータリエンコーダ２０がそれぞれ電気的に接続されている。制御装置１６は、ロータリエンコーダ２０からの情報に基づいて巻上機５の駆動を制御するようになっている。なお、昇降路１内の下部には、かご３への衝撃を緩和するためのかご用緩衝装置（図示せず）と、おもり４への衝撃を緩和するためのおもり用緩衝装置（図示せず）とが設けられている。
　なお、本実施の形態ではロータリエンコーダ２０をエレベータに用いているが、それに限定されず、その他ロボットや情報機器等の様々な用途で用いることができる。
　図２は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の構成を示す断面概略図、図３は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の機構的な構成を示す概略図である。
　なお、本実施の形態ではインクリメンタル型、光学式、中空軸形、および、２相タイプのロータリエンコーダ２０に適用して説明するが、本発明はインクリメンタル型に限定されず、アブソリュート型のロータリエンコーダに同様に適用することができる。また、本発明は中空軸形に限定されず、シャフト形に同様に適用することができる。また、本発明は光学式に限定されず、磁気式等のロータリエンコーダに同様に適用することができる。また、本発明は２相タイプに限定されず、３相等のロータリエンコーダに同様に適用することができる。
　また、本実施の形態に係るロータリエンコーダ２０は、独立した２系統の投受光素子（投光素子、受光素子）および信号処理部（処理回路、出力回路）を含んだ構成となっている。
　本実施の形態に係るロータリエンコーダ２０は、図２に示すようにスピンドル４０が略円環状に形成され、その中央部には軸受け４１が設けられている。この軸受け４１には、検査対象である回転軸１１に連結されて回転する中空軸２１が回転自在に支持されている。また、中空軸２１の一端には、中空軸２１と一体に回転可能な回転スリット板２５が取り付けられている。
　回転スリット板２５には、図３に示すようにコードパターン２６が中空軸２１を囲むように形成されている。また、コードパターン２６は、回転スリット板２５の回転方向（周方向）に互いに間隔を置いて配置された複数の回転スリット２７を有しており、各回転スリット２７は、回転スリット板２５の径方向へ延びている。
　スピンドル４０に形成された第一凹所４０ａには、回転スリット板２５のコードパターン２６に向けて光を照射し、コードパターン２６の回転スリット２７から光を通過させる第一投光素子２２ａが配置されている。
　また、回転スリット板２５と対向する位置には、第一投光素子２２ａからの光を絞る第一固定スリット２９ａが形成された第一固定スリット板２８ａが配置されている。
　また、スピンドル４０に取り付けられる第一プリント基板３０ａには、コードパターン２６の回転スリット２７および第一固定スリット板２８ａの第一固定スリット２９ａを通過した光を受光する第一受光素子２３ａ、２４ａが設けられている。
　さらに、スピンドル４０に形成された第二凹所４０ｂには、回転スリット板２５のコードパターン２６に向けて光を照射し、コードパターン２６の回転スリット２７から光を通過させる第二投光素子２２ｂが配置されている。
　また、回転スリット板２５と対向する位置には、第二投光素子２２ｂからの光を絞る第二固定スリット２９ｂが形成された第二固定スリット板２８ｂが配置されている。
　また、スピンドル４０に取り付けられる第二プリント基板３０ｂには、コードパターン２６の回転スリット２７および第二固定スリット板２８ｂの第二固定スリット２９ｂを通過した光を受光する第二受光素子２３ｂ、２４ｂが設けられている。
　そして、それらは略カップ状のカバー４２で覆われている。
　第一固定スリット板２８ａは、それぞれ間隔を置いて配置された複数の第一固定スリット２９ａがコードパターン２６と対向するようにして、回転スリット板２５と第一受光素子２３ａ、２４ａとの間に配置されている。また、第二固定スリット板２８ｂは、それぞれ間隔を置いて配置された複数の第二固定スリット２９ｂがコードパターン２６と対向するようにして、回転スリット板２５と第二受光素子２３ｂ、２４ｂとの間に配置されている。
　また、第一投光素子２２ａ、第一固定スリット板２８ａ、および第一受光素子２３ａ、２４ａと、第二投光素子２２ｂ、第二固定スリット板２８ｂ、および第二受光素子２３ｂ、２４ｂとは、回転スリット板２５の回転方向（周方向）へ互いに間隔を置いて配置される。
　本実施の形態では、第一投光素子２２ａ、第一固定スリット板２８ａ、および第一受光素子２３ａ、２４ａと、第二投光素子２２ｂ、第二固定スリット板２８ｂ、および第二受光素子２３ｂ、２４ｂとは、図３に示すように中空軸２１を中心にほぼ対象となる位置に設けられているが、それに限定されるものではない。
　なお、第一固定スリット板２８ａの各第一固定スリット２９ａおよび第二固定スリット板２８ｂの各第二固定スリット２９ｂは、コードパターン２６の各回転スリット２７とほぼ同一形状であるが、大きさはそれぞれ回転スリット２７よりも小さくなっている。
　図４は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０によるＡ相とＢ相との関係を示す図である。
　第一固定スリット板２８ａの第一固定スリット２９ａは、コードパターン２６の回転スリット２７を通過した第一投光素子２２ａからの光を電気角で順次９０度ずつずれさせて第一受光素子２３ａでＡ相の光信号を受光し、第一受光素子２４ａでＢ相の光信号を受光し、これらＡ相とＢ相の光信号を図４で示すような電気的な信号に変換するようになっている。同様に、第二固定スリット板２８ｂの第二固定スリット２９ｂは、コードパターン２６の回転スリット２７を通過した第二投光素子２２ｂからの光を電気角で順次９０度ずつずれさせて第二受光素子２３ｂでＡ相の光信号を受光し、第二受光素子２４ｂでＢ相の光信号を受光し、これらＡ相とＢ相の光信号を図４で示すような電気的な信号に変換するようになっている。
　また、第一固定スリット板２８ａおよび第二固定スリット板２８ｂは上記のように用いられるため、第一固定スリット板２８ａの第一固定スリット２９ａ間隔および第二固定スリット板２８ｂの第二固定スリット２９ｂ間隔はそれぞれコードパターン２６の回転スリット２７間隔と合わせる必要がある。
　なお、本実施の形態では、第一固定スリット板２８ａは回転スリット板２５と第一受光素子２３ａ、２４ａとの間、第二固定スリット板２８ｂは回転スリット板２５と第二受光素子２３ｂ、２４ｂとの間にそれぞれ配置されているとしたが、これに限定されず、第一固定スリット板２８ａは回転スリット板２５と第一投光素子２２ａとの間、第二固定スリット板２８ｂは回転スリット板２５と第二投光素子２２ｂとの間にそれぞれ配置してもよい。
　ロータリエンコーダ２０には、上記光信号の単位時間当たりの数から回転速度を判定することができる。また、たとえばＡ相とＢ相の光信号のバイナリコードで、Ａ相光信号「０」、Ｂ相光信号「０」の組み合わせでは「０」、Ａ相光信号「１」、Ｂ相光信号「０」の組み合わせでは「２」、Ａ相光信号「１」、Ｂ相光信号「１」の組み合わせでは「３」、Ａ相光信号「０」、Ｂ相光信号「１」の組み合わせでは「１」とし、そのバイナリコードの変化順序から回転方向を判定することができる。
　なお、第一投光素子２２ａおよび第二投光素子２２ｂとしては、たとえばＬＥＤ等が挙げられ、第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第二受光素子２３ｂ、２４ｂとしては、たとえばフォトダイオードやフォトトランジスタ等が挙げられる。
　コードパターン２６は、回転スリット板２５が回転している間に、第一投光素子２２ａおよび第二投光素子２２ｂからの光を通過させたり遮蔽したりすることを繰り返し行うようになっている。
　すなわち、第一投光素子２２ａからの光は、第一投光素子２２ａからみて、コードパターン２６の回転スリット２７の位置が第一受光素子２３ａ、２４ａの位置と一致するときにコードパターン２６を光が通過し、コードパターン２６の回転スリット２７の位置が第一受光素子２３ａ、２４ａの位置からずれているときにコードパターン２６によって光が遮蔽されるようになっている。
　これにより、第一受光素子２３ａ、２４ａは、回転スリット板２５が回転している間に、コードパターン２６を通して第一投光素子２２ａからの光を受けることにより、回転スリット板２５の回転に応じたパルス信号を発生させるようになっている。
　同様に、第二投光素子２２ｂからの光は、第二投光素子２２ｂからみて、コードパターン２６の回転スリット２７の位置が第二受光素子２３ｂ、２４ｂの位置と一致するときにコードパターン２６を光が通過し、コードパターン２６の回転スリット２７の位置が第二受光素子２３ｂ、２４ｂの位置からずれているときにコードパターン２６によって光が遮蔽されるようになっている。
　これにより、第二受光素子２３ｂ、２４ｂは、回転スリット板２５が回転している間に、コードパターン２６を通して第二投光素子２２ｂからの光を受けることにより、回転スリット板２５の回転に応じたパルス信号を発生させるようになっている。
　図５は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の内部構成を示す概略図である。
　ロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａには、図５に示すように第一受光素子２３ａ、２４ａからの信号を処理する第一処理回路３１ａと、第一処理回路３１ａで処理した信号を外部に出力する第一出力回路３２ａと、第一処理回路３１ａおよび第一出力回路３２ａに電源を供給する第一電源回路３３ａとが設けられている。
　すなわち、第一処理回路３１ａは、第一受光素子２３ａ、２４ａからのパルス信号を増幅し、波形整形してロータリエンコーダ２０の第一系統２０ａの出力信号とする処理を行うようになっており、第一出力回路３２ａは、第一系統２０ａの出力信号を電気的に接続される伝送線を介して外部に出力するようになっている。
　ここで、ロータリエンコーダ２０の第一系統２０ａは、少なくとも、第一投光素子２２ａと、第一固定スリット板２８ａと、第一受光素子２３ａ、２４ａと、第一処理回路３１ａと、第一出力回路３２ａと、第一電源回路３３ａとで構成されている。
　なお、第一処理回路３１ａおよび第一出力回路３２ａは、本発明の「第一信号処理部」に相当する。
　また、ロータリエンコーダ２０の第二プリント基板３０ｂには、第二受光素子２３ｂ、２４ｂからの信号を処理する第二処理回路３１ｂと、第二処理回路３１ｂで処理した信号を外部に出力する第二出力回路３２ｂと、第二処理回路３１ｂおよび第二出力回路３２ｂに電源を供給する第二電源回路３３ｂとが設けられている。
　すなわち、第二処理回路３１ｂは、第二受光素子２３ｂ、２４ｂからのパルス信号を増幅し、波形整形してロータリエンコーダ２０の第二系統２０ｂの出力信号とする処理を行うようになっており、第二出力回路３２ｂは、第二系統２０ｂの出力信号を電気的に接続される伝送線を介して外部に出力するようになっている。
　ここで、ロータリエンコーダ２０の第二系統２０ｂは、少なくとも、第二投光素子２２ｂと、第二固定スリット板２８ｂと、第二受光素子２３ｂ、２４ｂと、第二処理回路３１ｂと、第二出力回路３２ｂと、第二電源回路３３ｂとで構成されている。
　なお、第二処理回路３１ｂおよび第二出力回路３２ｂは、本発明の「第二信号処理部」に相当する。
　また、第一受光素子２３ａ、２４ａ、第一処理回路３１ａ、第一出力回路３２ａ、および第一電源回路３３ａと、第二受光素子２３ｂ、２４ｂ、第二処理回路３１ｂ、第二出力回路３２ｂ、および第二電源回路３３ｂとは、互いに電気的に絶縁されている。
　第一出力回路３２ａと制御装置１６との間には、第一伝送線である第一ケーブル３５ａが電気的に接続されている。第一ケーブル３５ａは、第一コネクタ３４ａを介して第一出力回路３２ａに着脱可能に接続されている。
　また、第二出力回路３２ｂと制御装置１６との間には、第二伝送線である第二ケーブル３５ｂが電気的に接続されている。第二ケーブル３５ｂは、第二コネクタ３４ｂを介して第二出力回路３２ｂに着脱可能に接続されている。
　そして、第一出力回路３２ａから制御装置１６への第一系統２０ａの出力信号の伝送は、第一ケーブル３５ａを介して行われ、第二出力回路３２ｂから制御装置１６への第二系統２０ｂの出力信号の伝送は、第二ケーブル３５ｂを介して行われる。すなわち、第一ケーブル３５ａおよび第二ケーブル３５ｂは、ロータリエンコーダ２０外部の制御装置１６に対する電気的情報のやり取りを互いに独立して行うようになっている。
　以上より、ロータリエンコーダ２０の第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂは、共通の回転スリット板２５の回転を独立して測定可能になっている。また、第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂは、回転スリット板２５の回転方向（周方向）へ互いに間隔を置いて配置されている。なお、本実施の形態では、図３に示すように第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂは、中空軸２１を中心にほぼ対象となる位置に設けられているが、それに限定されるものではない。
　次に、本実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の動作について説明する。
　エレベータの運転時では、第一投光素子２２ａおよび第二投光素子２２ｂは常時発光している。そして、かご３が昇降路１内を昇降すると、かご３の昇降に応じて調速機シーブ１２および回転スリット板２５が回転する。
　回転スリット板２５が回転すると、コードパターン２６も回転する。第一投光素子２２ａおよび第二投光素子２２ｂからのそれぞれの光は、コードパターン２６の回転により、回転スリット板２５の回転に応じた周期で、コードパターン２６を通過したり、コードパターン２６により遮蔽されたりする。
　第一受光素子２３ａ、２４ａでは、コードパターン２６を通過してきた第一投光素子２２ａからの光を受けている。したがって、第一受光素子２３ａ、２４ａが第一投光素子２２ａからの光を受ける周期は、回転スリット板２５の回転に応じた周期となっている。これにより、第一受光素子２３ａ、２４ａでは、回転スリット板２５の回転に応じたパルス信号が発生する。
　第一受光素子２３ａ、２４ａで発生したパルス信号は、第一処理回路３１ａへ伝送され、第一処理回路３１ａにより増幅、波形整形される。そして、整形後のパルス信号がロータリエンコーダ２０の第一系統２０ａの出力信号として第一出力回路３２ａから制御装置１６へ第一ケーブル３５ａを介して伝送される。
　一方、第二受光素子２３ｂ、２４ｂでは、コードパターン２６を通過してきた第二投光素子２２ｂからの光を受けている。したがって、第二受光素子２３ｂ、２４ｂが第二投光素子２２ｂからの光を受ける周期は、回転スリット板２５の回転に応じた周期となっている。これにより、第二受光素子２３ｂ、２４ｂでも、第一受光素子２３ａ、２４ａと同様に、回転スリット板２５の回転に応じたパルス信号が発生する。
　第二受光素子２３ｂ、２４ｂで発生したパルス信号は、第二処理回路３１ｂへ伝送され、第二処理回路３１ｂにより増幅、波形整形される。そして、整形後のパルス信号がロータリエンコーダ２０の第二系統２０ｂの出力信号として第二出力回路３２ｂから制御装置１６へ第二ケーブル３５ｂを介して伝送される。
　第一系統２０ａの出力信号および第二系統２０ｂの出力信号が制御装置１６に入力されると、それら出力信号は独立して制御装置１６内で処理され、処理結果に基づいてエレベータの運転が制御される。
　このようなロータリエンコーダ２０では、第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂが共通の回転スリット板２５の回転を独立して測定するようになっている。そのため、第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂのそれぞれによって、検査対象である回転軸１１に連結されて回転する中空軸２１の回転についての複数の出力信号を独立して得ることができる。したがって、たとえば第一系統２０ａが故障した場合でも、第二系統２０ｂにより正常な出力信号を得ることができ、コストを抑えつつ信頼性を向上させることができる。なお、その逆の場合でも同様である。
　また、第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂの測定対象が共通の回転スリット板２５であるので、回転スリット板２５の数を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。さらに、回転スリット板２５の数が少なくなることにより小型化できるため、設置スペースも小さくすることができる。
　また、ロータリエンコーダ２０は、独立した２系統の投受光素子および信号処理部を含んだ構成となっているため、信頼性向上のため１系統のロータリエンコーダを２つ設置する場合に比べ、設置スペースを小さくすることができる。
　また、ロータリエンコーダ２０の第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂは、回転スリット板２５の回転方向へ互いに間隔を置いて配置されているので、中空軸２１の軸線方向についての寸法の拡大（大型化）を防止することができる。
　次に、本実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の組み立て方法について説明する。
　図６は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａ（または第二プリント基板３０ｂ）に第一固定スリット板２８ａ（または第二固定スリット板２８ｂ）を取り付ける前の状態を示す図、図７は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａ（または第二プリント基板３０ｂ）に第一固定スリット板２８ａ（または第二固定スリット板２８ｂ）を取り付けた後の状態を示す図である。
　まず、以下の手順で第一系統２０ａを組み立てる。
　はじめに、図２に示すようにスピンドル４０に形成された第一凹所４０ａに第一投光素子２２ａを挿入して配設する。
　次に、図６に示すように第一プリント基板３０ａに第一受光素子２３ａ、２４ａおよび固定台３６を取り付ける。次に、図７に示すように第一固定スリット板２８ａを第一受光素子２３ａ、２４ａ上となるように固定台３６に載置し、位置決めを行った後、第一固定スリット板２８ａを固定台３６に接着剤で取り付ける。
　図８は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａおよび第二プリント基板３０ｂ取り付け前の斜視図、図９は、本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａおよび第二プリント基板３０ｂ取り付け後の斜視図である。なお、図８および図９はカバー４２を取り外した状態を示している。
　次に、図８に示すように第一プリント基板３０ａを、それに取り付けられた第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第一固定スリット板２８ａが回転スリット板２５と対向する向きにして、その状態で図９に示すように第一プリント基板３０ａをスピンドル４０にネジ（図示せず）で仮止めする。
　同様に、以下の手順で第二系統２０ｂを組み立てる。
　はじめに、図２に示すようにスピンドル４０に形成された第二凹所４０ｂに第二投光素子２２ｂを挿入して配設する。
　次に、図６に示すように第二プリント基板３０ｂに第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび固定台３６を取り付ける。次に、図７に示すように第二固定スリット板２８ｂを第二受光素子２３ｂ、２４ｂ上となるように固定台３６に載置し、位置決めを行った後、第二固定スリット板２８ｂを固定台３６に接着剤で取り付ける。
　次に、図８に示すように第二プリント基板３０ｂを、それに取り付けられた第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび第二固定スリット板２８ｂが回転スリット板２５と対向する向きにして、その状態で図９に示すように第二プリント基板３０ｂをスピンドル４０にネジ（図示せず）で仮止めする。
　以上のように第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂの組み立てが完了したら、以下のようにして第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂの光軸調整を行う。
　まず、第一受光素子２３ａ、２４ａから出力される信号を確認して、この信号が所定の波形および出力レベルとなるように、第一プリント基板３０ａの位置を変えながら第一投光素子２２ａを調整して光軸を調整する。そして、第一受光素子２３ａ、２４ａから所定の出力信号が得られたら第一プリント基板３０ａの位置を固定して第一系統２０ａの光軸調整を終了する。
　同様に、第二受光素子２３ｂ、２４ｂから出力される信号を確認して、この信号が所定の波形および出力レベルとなるように、第二プリント基板３０ｂの位置を変えながら第二投光素子２２ｂを調整して光軸を調整する。そして、第二受光素子２３ｂ、２４ｂから所定の出力信号が得られたら第二プリント基板３０ｂの位置を固定して第二系統２０ｂの光軸調整を終了する。
　そして、第一系統２０ａおよび第二系統２０ｂの光軸調整が完了したら、カバー４２をスピンドル４０に取り付けて、ロータリエンコーダ２０の組み立て完了となる。
　なお、本実施の形態では、組み立ておよび光軸調整の順番について、第一系統２０ａを先に行ってから第二系統２０ｂを行う順番で説明したが、それに限定されず、第二系統２０ｂを先に行ってから第一系統２０ａを行う順番でもよい。
　ここで、第一系統２０ａの第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第一固定スリット板２８ａと、第二系統２０ｂの第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび第二固定スリット板２８ｂとを、同一のプリント基板に設けた構成とした場合、第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第一固定スリット板２８ａと、第二系統２０ｂの第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび第二固定スリット板２８ｂとの位置を別々に変えることができない。そうすると、第一系統２０ａの光軸調整と第二系統２０ｂの光軸調整とを同時に行わなくてはならないため、光軸調整が難しくなり、生産性を悪化してしまう。
　しかし、本実施の形態によれば、第一系統２０ａの第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第一固定スリット板２８ａと、第二系統２０ｂの第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび第二固定スリット板２８ｂとを、それぞれ別体のプリント基板に設けた構成としている。そして、第一受光素子２３ａ、２４ａおよび第一固定スリット板２８ａが設けられた第一プリント基板３０ａと、第二受光素子２３ｂ、２４ｂおよび第二固定スリット板２８ｂが設けられた第二プリント基板３０ｂとの位置を別々に変えることができる。そのため、第一系統２０ａと第二系統２０ｂとの光軸調整を別々に行うことができるため、光軸調整が容易になり、生産性を悪化させることなく信頼性を向上させることができる。
　また、ロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａおよび第二プリント基板３０ｂは、回転スリット板２５に対して同一面側に（同一平面上に）配置されているため、回転スリット板２５に対してそれぞれ異なる面側に配置されている場合に比べ、中空軸２１の軸線方向についての寸法の拡大（大型化）を防止することができる。また、回転スリット板２５に対する第一プリント基板３０ａおよび第二プリント基板３０ｂの位置決めも単純化することができる。
　なお、ロータリエンコーダ２０の第一プリント基板３０ａおよび第二プリント基板３０ｂは、回転スリット板２５に対してそれぞれ異なる面側に配置してもよい。その場合はプリント基板の部品実装面積を多く確保することができるため、部品実装面積を増やすために回転スリット板２５の径方向にスペースを確保する必要がなく、回転スリット板２５の径方向についての寸法の拡大（大型化）を防止することができる。
　また、本実施の形態に係るロータリエンコーダ２０は、独立した２系統の投受光素子および信号処理部を含んだ構成としているが、それに限定されず、３系統以上の投受光素子および信号処理部を含んだ構成としてもよい。この場合、各系統の受光素子および固定スリット板をそれぞれ別体のプリント基板に設ける。
　１　昇降路、２　かごガイドレール、３　かご、４　おもり、５　巻上機、６　駆動シーブ、７　主ロープ、８　調速機、９　張り車、１０　調速機本体、１１　回転軸、１２　調速機シーブ、１３　調速機ロープ、１４　非常ブレーキ、１５　テンションウェイト、１６　制御装置、２０　ロータリエンコーダ、２０ａ　第一系統、２０ｂ　第二系統、２１　中空軸、２２ａ　第一投光素子、２２ｂ　第二投光素子、２３ａ　第一受光素子、２３ｂ　第二受光素子、２４ａ　第一受光素子、２４ｂ　第二受光素子、２５　回転スリット板、２６　コードパターン、２７　回転スリット、２８ａ　第一固定スリット板、２８ｂ　第二固定スリット板、２９ａ　第一固定スリット、２９ｂ　第二固定スリット、３０ａ　第一プリント基板、３０ｂ　第二プリント基板、３１ａ　第一処理回路、３１ｂ　第二処理回路、３２ａ　第一出力回路、３２ｂ　第二出力回路、３３ａ　第一電源回路、３３ｂ　第二電源回路、３４ａ　第一コネクタ、３４ｂ　第二コネクタ、３５ａ　第一ケーブル、３５ｂ　第二ケーブル、３６　固定台、４０　スピンドル、４０ａ　第一凹所、４０ｂ　第二凹所、４１　軸受け、４２　カバー。

Claims (7)

  1. 　回転方向に互いに間隔を置いて配置された複数の回転スリットを有するコードパターンが形成された回転スリット板と、
    　前記コードパターンに向けて光を照射する第一投光素子と、
    　前記回転スリットを通過した前記第一投光素子からの光を受光し、前記回転スリット板の回転に応じた信号を発生させる第一受光素子と、
    　前記第一受光素子からの信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第一信号処理部と、
    　前記第一信号処理部および前記第一受光素子が設けられた第一プリント基板と、
    　前記コードパターンに向けて光を照射する第二投光素子と、
    　前記回転スリットを通過した前記第二投光素子からの光を受光し、前記回転スリット板の回転に応じた信号を発生させる第二受光素子と、
    　前記第二受光素子からの信号を処理し、処理後の信号を外部に出力する第二信号処理部と、
    　前記第二信号処理部および前記第二受光素子が設けられた第二プリント基板と、を備えた
    　ことを特徴とするロータリエンコーダ。
  2. 　前記第一投光素子からの光を絞る第一固定スリットが形成され、前記第一固定スリットが前記コードパターンと対向するように配置された第一固定スリット板と、前記第二投光素子からの光を絞る第二固定スリットが形成され、前記第二固定スリットが前記コードパターンと対向するように配置された第二固定スリット板と、を備えた
    　ことを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
  3. 　第一固定スリット板は前記第一プリント基板に設けられ、第二固定スリット板は前記第二プリント基板に設けられた
    　ことを特徴とする請求項２に記載のロータリエンコーダ。
  4. 　前記第一プリント基板と前記第二プリント基板とは、
    　前記回転スリット板に対して同一面側に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のロータリエンコーダ。
  5. 　前記第一プリント基板と前記第二プリント基板とは、
    　前記回転スリット板に対してそれぞれ異なる面側に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のロータリエンコーダ。
  6. 　前記第一投光素子と、前記第一固定スリット板と、前記第一受光素子と、前記第一信号処理部とで構成される第一系統と、
    　前記第二投光素子と、前記第二固定スリット板と、前記第二受光素子と、前記第二信号処理部とで構成される第二系統とは、
    　前記回転スリット板の回転方向へ互いに間隔を置いて配置されている
    　ことを特徴とする請求項２～５のいずれか一項に記載のロータリエンコーダ。
  7. 　前記第一系統と前記第二系統とは互いに電気的に絶縁されており、
    　外部へ電気的接続を独立して行うための第一ケーブルが前記第一信号処理部に電気的に接続されており、外部へ電気的接続を独立して行うための第二ケーブルが前記第二信号処理部に電気的に接続されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載のロータリエンコーダ。
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