JPH0226013Y2 - - Google Patents

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JPH0226013Y2
JPH0226013Y2 JP1983100271U JP10027183U JPH0226013Y2 JP H0226013 Y2 JPH0226013 Y2 JP H0226013Y2 JP 1983100271 U JP1983100271 U JP 1983100271U JP 10027183 U JP10027183 U JP 10027183U JP H0226013 Y2 JPH0226013 Y2 JP H0226013Y2
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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/486—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
    • 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
    • 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
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    • 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
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
    • G01D5/34723—Scale reading or illumination devices involving light-guides

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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、光フアイバを用いて光の授受を行
なわせるようにしたロータリエンコーダに関する
ものである。
一般に、回転軸の回転数やスライド体の移動量
等を検出するのに用いる光学式のロータリエンコ
ーダには、光反射型と光透過型のものがある。第
１図、第２図は光反射型のロータリエンコーダを
示したもので、図中、１は図示を省略した回転軸
に取り付けられた円盤、２は円盤１の周縁部に周
方向に等ピツチで形成された反射面、３は反射面
２，２間に形成された非反射面である。また、４
は円盤１の周縁部に近接して配設された素子取付
部材、５，６は素子取付部材４に穿設された取付
孔である。この取付孔５内にはLED等の発光素
子７が嵌着され、取付孔６内には受光素子８が嵌
着されていて、円盤１の反射面２が取付孔５，６
に対向したとき、発光素子７から出た光が反射面
２で反射し受光素子８に入射するようになつてい
る。
ところで、このようなロータリエンコーダにお
いては、円盤１と素子取付部材４とが一つのケー
ス内に組み付けられていると共に、素子取付部材
４が円盤１の周縁部に所定間隔で配設されている
ため、全体を薄くすることができず、しかも、各
部品を容易に組付けることが難かしかつた。
そこで、この考案は、各部品の組付けが容易で
薄形（小型）化ができると共に、高精度を期待で
き、しかも、安価に製作できるロータリエンコー
ダを提供することを目的とするものである。
この目的を達成するため、この考案は、ロータ
室及び断面が方形状の嵌着孔を偏平なケース本体
内にこれの一外側面に向けて並設し、前記嵌着孔
の一側中央を前記ロータ室に開口させ且つ前記嵌
着孔の他側を前記一外側面に開口させる一方、反
射面と非反射面が周面に周方向に向けて等ピツチ
で交互に形成されているロータを設けて、前記ロ
ータを前記ロータ室内に軸線を厚さ方向に向けて
回転自在に保持させ、並設された２本の入力用フ
アイバ及びこれらの間に配設された出力用フアイ
バを偏平で方形状のフアイバ取付駒に保持させ、
前記各光フアイバの一端面を揃えて前記フアイバ
取付駒の一側面中央に露出させ、且つ、前記各光
フアイバの他端面を前記フアイバ取付駒の他側面
に左右に間隔をおいて露出させると共に、前記フ
アイバ取付駒を前記嵌着孔に一側面側から嵌着す
ることにより、揃えられた前記各光フアイバの一
端面を前記ロータの周面に臨ませ、前記ケース本
体に素子取付ケースを前記各光フアイバの他端面
を覆うように且つ着脱可能に装着することによ
り、前記フアイバ取付駒を前記嵌着孔のロータ側
の内壁面と前記素子取付ケースとの間で挟持固定
させ、前記出力用光フアイバの他端面に対向させ
た発光素子と前記各入力用光フアイバの他端面に
対向させた受光素子とを前記素子取付ケースに装
着したことを特徴とするロータリエンコーダとし
たことを特徴とするものである。
以下、この考案を第３図〜第１０に基づいて説
明する。
第３図〜第５図において、９は図から明かな様
に偏平なケース本体、１０は素子取付ケースであ
る。このケース本体９には第５図の如く、上面９
ａに開口する円形のロータ室１１と、ロータ室１
１の中心と中心が一致する軸挿通孔１２と、一側
中央がロータ室１１の内周面に開口し且つ他側が
ケース本体９の一外側面９ｂ（外表面）に開口す
る偏平で方形状の嵌着孔１３が形成されている。
尚、この構成によりロータ室１１と嵌着孔１３が
ケース本体９内に一外側面側に向けて並設されて
いることになる。上面９ａの四隅には係止突起１
４が上方に向けて突設されている。この係止突起
１４は上面９ａに密接させた蓋体１５の四隅の係
止孔１５ａに嵌着させられている。これによつて
蓋体１５はケース本体９に固定されていると共に
ロータ室１１の上端開口部を閉成している。
ロータ室１１内にはケース本体９の厚さ方向に
延びる軸挿通孔１２に挿通したロータ取付軸１６
の一端部が同心に配設されている。このロータ取
付軸１６はケース本体９にベアリング１７を介し
て回転自在に支持されている。このロータ取付軸
１６の一端部にはロータ室１１内に配設した筒状
のロータ１８が固定され、このロータ１８の周縁
部である周面には反射面１９と非反射面２０とが
周方向に等ピツチで交互に形成されている。
嵌着孔１３内には第６図、第７図に示した偏平
で方形状のフアイバ取付駒２１が嵌着させられて
いる。このフアイバ取付駒２１には、ロータ１８
に対向する対向面２１ａとこれとは反射側の外側
面２１ｂ及び上面２１ｃに開口する３つの分岐溝
２２，２３，２４が形成されている。分岐溝２
２，２３，２４の一端は対向面２１ａ（一側面）
側の中央で集合させられている。そして、中央の
分岐溝２３の底部側には出力用の光フアイバ２５
が配設され、分岐溝２２〜２４の底部には入力用
の光フアイバ２６，２７が配設されており、各分
岐溝２２，２４の上部側にはフアイバ固定用の樹
脂２８が充填されている。このようにして、各光
フアイバ２５〜２７の一端面は第４図の如く対向
面２１ａ（一側面）側で揃えられていると共にロ
ータ１８の周面に対向させられている。しかも、
各光フアイバ２５〜２７の一端面は、図から明ら
かな如く、対向面２１ａに平行なロータ１８の接
線と平行な方向に並設されている。また、フアイ
バ取付駒２１の両側部には外側面２１ｂ及び両側
面２１ｄ，２１ｅに開口する溝２９，３０が形成
されてている。尚、光フアイバ２５〜２７の他方
はフアイバ取付駒の他側面に露出している。
ケース本体９の一側面９ｂの両側部には係合ピ
ン３１，３２が突設され、素子取付ケース１０の
両側部にはピン係合孔３３，３４が穿設されてい
て、このピン係合孔３３，３４には係合ピン３
１，３２が嵌着させられている。また、素子取付
ケース１０の側面１０ａは一側面９ｂに対向し、
この側面１０ａの両側部に突設した係合突部３
５，３６は溝２９，３０に係合させられている。
このような構造により、素子取付ケース１０は、
ケース本体９に着脱可能に取り付けられていると
共に、光フアイバ２５〜２７の他端側すなわちケ
ース本体９の外表面側への露出部を覆つている。
３７，３８，３９は側面１０ａに開口する凹部
である。この凹部３７，３９には光フアイバ２
６，２７の他端面に対向する受光素子４０，４１
が取り付けられ、凹部３８には光フアイバ２５の
他端面に対向する発光素子４２が取り付けられて
いる（第８図参照）。
次に、このような構成のロータリエンコーダの
作用及び組付等につき他の設定条件と共に説明す
る。
出力用の光フアイバ２５の一端面から出た光が
反射面１９で反射した後、入力用の光フアイバ２
６，２７に入射する範囲は、第９図中、それぞれ
R1，R2で示される。
今、ロータ１８が図中矢印方向に回転している
と仮定する。また、有効反射範囲R2が非反射面
２０の中央部にあるときに、有効範囲R1の左半
分が反射面１９によつて占められ、且つ、有効範
囲R1の右半分が非反射面２０によつて占められ
るように設定する。
このような条件下において、発光素子４２から
出た光は、光フアイバ２５を介してロータ１８の
周面に対し投光される。そして、この光は、ロー
タ１８の回転に伴なつて間欠的に反射面１９に当
つて反射させられる。この反射光の一部は光フア
イバ２６を介して受光素子４０に入力され、その
残りは光フアイバ２７を介して受光素子４１に入
力される。これによつて、受光素子４１からは第
１０図に示した出力波形４３が得られ、受光素子
４０からは出力波形４３に対して90度の位相がず
れた出力波形４４が得られる。第１０図中、４
３′，４４′は出力波形４３，４４を波形整形した
パルス波形である。
一方、ロータ１８が逆転すると出力波形４３，
４４の発生順序が逆になるので、ロータ１８の回
転方向を正確に知ることができる。しかも、この
２つの出力波形４３，４４を重合させれば、反射
面１９と非反射面２０のピツチが微小であつて
も、大きな出力レベルを得ることができるからハ
イレベルとローレベルの出力差が増大し、分解能
を向上させることができる。
また、ケース本体９に素子取付ケース１０を取
り付けるには、係合ピン３１，３２をピン係合孔
３３，３４に挿入すると共に、係合突部３５，３
６を溝２９，３０に挿入すればよい。一方、この
逆の手順を行なうことにより素子取付ケース１０
をケース本体９から容易に取り外すことができる
から、発光素子４２、受光素子４０，４１の交換
が容易となる。
この考案は、以上説明したように、ロータ室及
び断面が方形状の嵌着孔を偏平なケース本体内に
これの一外側面に向けて並設し、前記嵌着孔の一
側中央を前記ロータ室に開口させ且つ前記嵌着孔
の他側を前記一外側面に開口させる一方、反射面
と非反射面が周面に周方向に向けて等ピツチで交
互に形成されているロータを設けて、前記ロータ
を前記ロータ室内に軸線を厚さ方向に向けて回転
自在に保持させ、並設された２本の入力用フアイ
バ及びこれらの間に配設された出力用フアイバを
偏平で方形状のフアイバ取付駒に保持させ、前記
各光フアイバの一端面を揃えて前記フアイバ取付
駒の一側面中央に露出させ、且つ、前記各光フア
イバの他端面を前記フアイバ取付駒の他側面に左
右に間隔をおいて露出させると共に、前記フアイ
バ取付駒を前記嵌着孔に一側面側から嵌着するこ
とにより、揃えられた前記各光フアイバの一端面
を前記ロータの周面に臨ませ、前記ケース本体に
素子取付ケースを前記各光フアイバの他端面を覆
うように且つ着脱可能に装着することにより、前
記フアイバ取付駒を前記嵌着孔のロータ側の内壁
面と前記素子取付ケースとの間で挟持固定させ、
前記出力用光フアイバの他端面に対向させた発光
素子と前記各入力用光フアイバの他端面に対向さ
せた受光素子とを前記素子取付ケースに装着した
ことを特徴とするロータリエンコーダとしたの
で、各部品の組付（特に発光素子、受光素子のケ
ース本体への組付）を容易にできる。この結果、
発光素子、受光素子の交換も簡易にできる。
また、複数本の光フアイバをブロツク状のフア
イバ取付駒に保持させて、このフアイバ取付駒を
ケース本体の嵌着孔に嵌合する一方、この嵌着孔
の開口端側に発光素子及び受光素子が設けられた
ブロツク状の素子取付部材を取り付けることによ
り、フアイバ取付駒を嵌着孔の内端面と素子取付
部材との間で挟持させた構成としたので、複数本
の光フアイバの位置決固定を簡易に行うことがで
きる。
しかも、光フアイバを用いることによつて発光
素子や受光素子の取付位置を任意に設定できるの
で、その取付位置を選択することにより、全体の
薄形（小型）化が図れ、又、２本の入力用光フア
イバ間に出力用光フアイバを配設しているので、
２本の入力用光フアイバに対応する２つの受光素
子からの出力を重合すれば、大きな出力レベルを
得ることができる。この結果、ロータの反射面と
非反射面のピツチが微小である場合にもローレベ
ルとハイレベルの出力差が増大し、分解能を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の反射型のロータリエンコーダの
説明図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３
図はこの考案に係るロータリエンコーダの部分分
解斜視図、第４図はこの考案に係るロータリエン
コーダの平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿
う断面図、第６図及び第７図は第５図に示したフ
アイバ取付駒の斜視図、第８図は第３図に示した
素子取付ケースの斜視図、第９図はこの考案のロ
ータリエンコーダの作動説明図、第１０図はこの
考案の出力波形を表わす図である。 ９……ケース本体、１０……素子取付ケース、
１６……ロータ取付軸、１８……ロータ、１９…
…反射面、２０……非反射面、２５……光フアイ
バ（出力用）、２６，２７……光フアイバ（入力
用）、２９，３０……溝、３１，３２……係合ピ
ン、３３，３４……ピン係合孔、３５，３６……
係合突部、４０，４１……受光素子、４２……発
光素子。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. ロータ室及び断面が方形状の嵌着孔を偏平なケ
    ース本体内にこれの一外側面に向けて並設し、前
    記嵌着孔の一側中央を前記ロータ室に開口させ且
    つ前記嵌着孔の他側を前記一外側面に開口させる
    一方、反射面と非反射面が周面に周方向に向けて
    等ピツチで交互に形成されているロータを設け
    て、前記ロータを前記ロータ室内に軸線を厚さ方
    向に向けて回転自在に保持させ、並設された２本
    の入力用フアイバ及びこれらの間に配設された出
    力用フアイバを偏平で方形状のフアイバ取付駒に
    保持させ、前記各光フアイバの一端面を揃えて前
    記フアイバ取付駒の一側面中央に露出させ、且
    つ、前記各光フアイバの他端面を前記フアイバ取
    付駒の他側面に左右に間隔をおいて露出させると
    共に、前記フアイバ取付駒を前記嵌着孔に一側面
    側から嵌着することにより、揃えられた前記各光
    フアイバの一端面を前記ロータの周面に臨ませ、
    前記ケース本体に素子取付ケースを前記各光フア
    イバの他端面を覆うように且つ着脱可能に装着す
    ることにより、前記フアイバ取付駒を前記嵌着孔
    のロータ側の内壁面と前記素子取付ケースとの間
    で挟持固定させ、前記出力用光フアイバの他端面
    に対向させた発光素子と前記各入力用光フアイバ
    の他端面に対向させた受光素子とを前記素子取付
    ケースに装着したことを特徴とするロータリエン
    コーダ。
JP1983100271U 1983-06-30 1983-06-30 ロ−タリエンコ−ダ Granted JPS608821U (ja)

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