JPH0216412A - ロータリエンコーダ - Google Patents

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 本発明はロークリエンコーダに関し、特に被測定軸に対
する取付の容易化を図；たロータリエンコーダに関する
。

従来の技術 従来、高分解能のロータリエンコーダにおいては、第４
図に示すように、コード板４１を固定した中空軸４２を
被測定軸４３に隙間を空けた状態で嵌合し、軸心方向に
は被測定軸４３に形成した当り面４３ａに中空軸４２の
一端を係合させて位置決めし、被測定軸４３の端部に螺
合固定した固定リング４４の周方向複数個所に螺着した
ポルト４５にて押圧板４６を介して中空軸４２の他端を
押圧することによって固定し、半径方向には中空軸４２
の周方向複数個所に半径方向に貫通させて螺着したネジ
４７の先端を被測定軸４３の外周面に当接させ、コード
板４１と被測定軸４３の軸心が一致するようにこのネジ
４７で調整できるように構成されている。また、コード
板４１の回転位置を検出する検出器４日は固定側にブラ
ケット４９を介して位置調整可能に取付けられている。

一方、比較的分解能の低いロータリエンコーダにおいて
は、第５図に示すように、コード板５１を固定した中空
回転軸５２を軸受５３を介して支持部材５４にて回転自
在に支持するとともに、支持部材５４にコード板５１の
回転位置を検出する検出器５５を取付けてユニット化さ
れており、取付時には、被測定軸５６に中空回転軸５２
を嵌合して被測定軸５６の端部に螺合した固定ナツト５
７にて当り面５６ａとの間で締結固定している。

又、支持部材５４の回転を防止するために、回転軸心に
対して垂直な環状の板バネ５８の外周部を固定側にポル
）５９ａにて固定し、その内周部を支持部材５４にポル
）５９ｂにて締結固定している。

発明が解決しようとする課題 ところで、第４図に示すような取付構成では、被測定軸
４３に直接コード板４１を取付けているので、コード板
４１を被測定軸４３に対して偏心の少ない状態で取付け
ることができて累積ピッチ誤差が小さくて済み、高分解
能のロータリエンコーダに対応できるが、ロータリエン
コーダ自体の組立とその取付を、ロータリエンコーダの
取付現場で同時に行わねばならず、作業環境の良くない
取付作業時に出力波形調整等のロークリエンコーダの組
立調整が必要であるため、大変手間がかかるという問題
がある。

一方、第５図に示すような取付構成では、ロータリエン
コーダはユニット化されているため、取付作業は簡単で
あるが、被測定軸５６と中空回転軸５２の嵌合隙間によ
ってコード板５１と被測定軸５６の間の偏心は避けられ
ず、累積ピッチ誤差が大きくなり、高分解能のロータリ
エンコーダには対応できないという問題がある。

また、支持部材５４が、外周部を固定側に固定された環
状の仮バネ５８の内周部に固定されているため、この板
バネ５８の剛性による拘束力が大きく、支持部材５４と
被測定軸５６の偏心によって回転時に軸受５３に大きな
負荷変動が発生し、回転むらを発生させる原因になると
いう問題もある。

なお、第５図において、中空回転軸５２の内径を大きく
すると、大径の軸受５３が必要になり、それだけコード
板５１の回転精度が低下し、コード板５１と検出器５５
との間の隙間変動が大きくなって検出エラーを発生する
恐れがあるため、被測定軸５６と中空回転軸５２の間に
軸心調整手段を介装することは考えられなかった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、取付作業が簡単でし
かも累積ピッチ誤差が小さく高分解能の位置検出に対応
できるロークリエンコーダを提供することを目的とする
。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、コード板と、コー
ド板を固定した中空回転軸と、中空回転軸を軸受を介し
て回転自在に支持しかつコード板の回転位置を検出する
検出器を取付けられた支持部材と、中空回転軸の内周面
と被測定軸との間に介装されて中空回転軸を軸心調整可
能に被測定軸に固定する固定手段と、中空回転軸の外周
面に形成された測定面とを備えたことを特徴とする特好
ましくは、レーザ光源からコード板にレーザ光を照射し
、コード板に規則的に形成されたスリットにより生じた
フラウンホーファ回折像の明暗縞をスリットを介して光
検出素子に照射するようにしたレーザ方式の検出器が用
いられる。又、測定面は中空回転軸の両端突出部に形成
され、固定手段はねし機構にて互いに引き寄せられる一
対のクサビ状スリーブと山形スリーブを備えたクランプ
手段から成るものが好適である。

又、支持部材を中空回転軸の軸心まわりの回転方向にの
み固定しその他の方向に浮動可能に固定側に結合する結
合手段が用いられる。この結合手段としては、支持部材
から半径方向に突設された係合ピンと、この係合ピンに
周方向に係合する固定側の係止部材とを備えたものや、
中空回転軸の軸心を中心とする円周に対して接線方向に
配置されかつ中間部が支持部材に固定された可撓線材と
、その両端部を固定側に固定する固定ブラケットとを備
えたものが好適である。

作　　　用 本発明のロータリエンコーダによると、コード板と検出
器と中空回転軸と軸受と支持部材とが組み合わされてユ
ニット化されているので、そのまま被測定軸に装着する
だけで簡単に取付けることができ、かつ中空回転軸を軸
心調整可能に被測定軸に固定する固定手段を設けている
ので、測定面で軸心位置の測定を行いながら軸心調整す
ることによって偏心を小さくし、累積ピッチ誤差を小さ
くすることができ、高分解能のものにも対応できる。

また、検出器をレーザ方式にしてフラウンホーファ回折
による幅の狭いビーム状の明暗縞を検出するようにする
と、コード板と検出器の間の隙間を大きく設定しても検
出エラーを生ずる恐れはなく、固定手段を設けたことに
よって中空回転軸及び軸受の径が大きくなって軸受精度
が低下し、コード板の面振れが太き（なっても検出エラ
ーを生ずることはない。

又、測定面を中空回転軸の両端部に設けると軸心の検出
精度が高くなる。

さらに、支持部材を回転方向にのみ固定し、他の方向に
浮動可能とすることによって、回転に伴って軸受に負荷
変動を生ずることがなく、回転系に悪影響を与えない。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

第１図において、■は、被測定軸２に外嵌する中空回転
軸であり、その外周にコード板４の支持フランジ３が設
けられている。この支持フランジ３の一面の受は面にコ
ード板４の内周部が当接されて固着されている。中空回
転軸ｌは一対の玉軸受６を介して環状板から成る支持部
材７にて回転自在に支持されている。支持部材７にはコ
ード板４の回転位置を検出する検出器８が配設されてい
る。この検出器８は、レーザ光源からコード板４にレー
ザ光を照射し、コード板４に規則的に形成されたスリッ
トにより生じたフラウンホーファ回折像の明暗縞をスリ
ットを介して光検出素子に照射するように構成されてい
る。

９は、コード板４及び検出器８を覆うカバーであり、外
周部が支持部材７の外周に固定されている。６ａは、軸
受６の固定ナツトであり、中空回転軸ｌの外周に螺合さ
れている。そして、中空回転軸１のカバー９及び固定ナ
ラ）６ａより軸心方向外側の両端部の外周面は、コード
板４と正確に同一軸心状態に形成された測定面１０ａ、
１０ｂに形成されている。

１１は被測定軸２の外周面と中空回転軸１の内周面の間
に介装され、中空回転軸を軸心調整可能に被測定軸に固
定する固定手段であり、締結ボルト１３にて互いに引き
寄せられる一対のクサビ状スリーブ１２ａ、１２＋）と
、これらクサビ状スリーブ１２ａ、１２ｂの内周に係合
する山形スリーブ１４と、外周に係合する山形スリーブ
１５がら成るクランプ手段にて構成されている。外周の
山形スリーブ１５は軸心方向中央位置で２分割され、調
整用デイスタンスピース１６が介装されている。

また、支持部材７の外周には、第２図（ａ）、Ｇ）に示
すように、この支持部材７を回転方向にのみ固定し他の
方向には浮動可能な状態で固定部１８に結合する結合手
段１７が設けられている。この結合手段１７は、支持部
材７から半径方向に突設された係合ピン１９と、この係
合ピン１９に周方向−側から係合する係止ブラケット２
０と他側から係合する押圧係止ビン２１から成り、係止
ブラケット２０は固定部１８に取付けられ、押圧係止ピ
ン２１は係止ブラケット２０に出退可能に取付られると
ともにバネ２２にて突出付勢されている。

次に、以上の構成のロークリエンコーダを被測定軸２に
取付ける手順を説明する。中空回転軸１を被測定軸２に
外嵌するとともに、締結ボルト１３を緩めた状態の固定
手段１１を中空回転軸１の内周面と被測定軸２の外周面
の間に介装し、また支持部材７から突出している係合ピ
ン１９を係止ブラケット２０と押圧係止ビン２Ｉの間に
圧入する。

次に、締結ボルト１３を締め付けて被測定軸２と中空回
転軸１を固定した後、被測定軸２を回転させながら測定
面１０ａ、１０ｂにダイヤルゲージを当てて中空回転軸
１の偏心を測定する。偏心量と偏心方向が判明すると、
締結ポル）１３を少し緩めて中空回転軸１の軸心調整を
行い、再び締結ボルト１３を締め付けて固定するという
調整作業を繰り返すことによって被測定軸２と中空回転
軸１の軸心を一致させる０以上で取付作業は完了する。

尚、上記中空回転軸１の軸心調整は、中空回転軸１を軽
く叩く等の手段によって強制的に変位させると、それに
伴って固定手段１１のクサビ状スリーブ１２ａＳ　１２
ｂ及び山形スリーブ１４．１５の相対位置が変化するこ
とによって行われる。

次に、ロータリエンコーダとしての動作を説明する。被
測定軸２が回転すると、コード板４が中空回転軸１とと
もに回転し、その回転状態が検出器８にて検出され、そ
の検出信号を処理することによって、被測定軸２の回転
位置及び回転速度が検出される。

このとき、被測定軸２と中空回転軸１が固定手段ＩＩに
て軸心合わせして固定されているので、コード板４の偏
心により被測定軸２の回転に伴ってコード板４が偏心回
転（振れ回り）して検出結果に累積ピッチ誤差を生ずる
というようなことはない。

また、検出器８はレーザ方式であり、レーザ光のフラウ
ンホーファ回折による幅の狭いビーム状の明暗縞を検出
するようにしているので、コード板４の両面に比較的大
きな間隙を設けても確実にエラーのない位置検出が可能
である。そのため、固定手段１１を介装するために中空
回転軸１及び玉軸受６の径が大きくなって軸受精度が低
下し、コード板４に回転面振れが生じても検出エラーを
生ずる恐れはない。

又、支持部材７は結合手段１７にて回転方向にのみ固定
され、他の方向には浮動可能であるため、回転検出には
影響のない程度の微小な偏心が存在していても、回転時
に偏心に合わせて支持部材７が変位できるため、軸受６
に大きな負荷が作用して回転むらの原因になるというこ
ともない。

以上の実施例では、支持部材７と固定部１日の結合手段
１７として、係合ピン１９を用いた例を示したが、第３
図（ａ）、Φ）に示すように、支持部材７の外周に取付
けた取付具２３にてピアノ線２４の中央部を固定し、こ
のピアノ線２４の両端部を固定ブラケット２５にて固定
してもよい。この場合も、ピアノ線２４がその軸心方向
に沿う回転方向には剛体として作用し、それ以外の方向
には弱い弾性体として作用することによって同様の作用
が得られる。

発明の効果 本発明のロータリエンコーダによれば、以上の説明から
明らかなように、コード板と検出器と中空回転軸と軸受
と支持部材とが組み合わされてユニット化されているの
で、そのまま被測定軸に装着するだけで簡単に取付ける
ことができ、かつ中空回転軸を軸心調整可能に被測定軸
に固定する固定手段を設けているので、測定面で軸心位
置の測定を行いながら軸心調整することによって偏心を
小さくし、累積ピッチ誤差を小さくすることができ、高
分解能のものにも対応できる。

また、検出器をレーザ方式にしてフラウンホーファ回折
による幅の狭いビーム状の明暗縞を検出するようにする
と、コード板と検出器の間の隙間を大きく設定しても検
出エラーを生ずる恐れはなく、固定手段を設けたことに
よって中空回転軸及び軸受の径が大きくなって軸受精度
が低下し、コード板の面振れが大きくなっても検出エラ
ーを生ずることはない。

又、測定面を中空回転軸の両端部に設けると軸心の検出
精度が高くなる。

さらに、支持部材を回転方向にのみ固定し、他の方向に
浮動可能とすることによって、回転に伴って軸受に負荷
変動を生ずることがなく、回転系に悪影響を与えない等
、大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
縦断正面図、第２図は結合手段を示し、同図（ａ）は部
分断面側面図、同図働）は底面図、第３図は結合手段の
他の例を示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は底面
図、第４図及び第５図はそれぞれ従来例の縦断正面図で
ある。 ■・・・・・・中空回転軸、２・・・・・・被測定軸、
４・・・・・・コード板、６・・・・・・玉軸受、７・
・・・・・支持部材、８・・・・・・検出器、１０ａ、
１０ｂ・・・・・・測定面、１１・・・・・・固定手段
、１２ａ、１２ｂ・・・・・・クサビ状スリーブ、１３
・・・・・・締結ボルト、１４．１５・・・・・・山形
スリーブ、１７・・・・・・結合手段、１８・・・・・
・固定部、１９・・・・・・係合ピン１，２０・・・・
・・係止ブラケット、２１・・・・・・押圧係止ピン、
２４・・・・・・ピアノ線、２５・・・・・・固定ブラ
ケット。 代理人　弁理士　業界　重孝　はか１名第１図 第 図 第 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）コード板と、コード板を固定した中空回転軸と、
   中空回転軸を軸受を介して回転自在に支持しかつコード
   板の回転位置を検出する検出器を取付けられた支持部材
   と、中空回転軸の内周面と被測定軸との間に介装されて
   中空回転軸を軸心調整可能に被測定軸に固定する固定手
   段と、中空回転軸の外周面に形成された測定面とを備え
   たことを特徴とするロータリエンコーダ。
2. （２）検出器は、レーザ光源からコード板にレーザ光を
   照射し、コード板に規則的に形成されたスリットにより
   生じたフラウンホーファ回折像の明暗縞をスリットを介
   して光検出素子に照射するように構成されていることを
   特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダ。
3. （３）測定面が中空回転軸の両端突出部に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリエン
   コーダ。
4. （４）固定手段が、ねじ機構にて互いに引き寄せられる
   一対のクサビ状スリーブと山形スリーブを備えたクラン
   プ手段から成ることを特徴とする請求項１、２又は３記
   載のロータリエンコーダ。
5. （５）支持部材を、中空回転軸の軸心まわりの回転方向
   にのみ固定しその他の方向に浮動可能に固定側に結合す
   る結合手段を備えている請求項１、２、３又は４記載の
   ロータリーエンコーダ。
6. （６）結合手段は、支持部材から半径方向に突設された
   係合ピンと、この係合ピンに周方向に係合する固定側の
   係止部材とを備えている請求項５記載のロータリーエン
   コーダ。
7. （７）結合手段は、中空回転軸の軸心を中心とする円周
   に対して接線方向に配置されかつ中間部が支持部材に固
   定された可撓線材と、その両端部を固定側に固定する固
   定ブラケットとを備えている請求項５記載のロータリー
   エンコーダ。