JPH0615976B2

JPH0615976B2 - ロータリエンコーダの製造方法

Info

Publication number: JPH0615976B2
Application number: JP22874189A
Authority: JP
Inventors: 孝雄加納; 樹男荒井
Original assignee: Sumtak Corp
Current assignee: Sumtak Corp
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPH0390818A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はロータリエンコーダの製造方法、特に符号板の
回転に応じて得られる情報変化により回転量と回転方向
を検出する光電式ロータリエンコーダの製造方法に関す
る。

（従来の技術）光学式ロータリエンコーダは、周知の如く入力の回転軸
を回すことによって回転角に応じたパルス列を出力する
もので、明暗の設けられた符号板（回転スリット板）の
表裏両面側に発光・受光素子をを対向配置することによ
り、前記符号板の回転に基づく光量の変化を検出するこ
とができる。

第５図には前述した光学式ロータリエンコーダの基本原
理が示されている。

すなわち、互いに対向配置された発光・受光素子３，４
間には符号板２が設けられ、この符号板２には回転軸１
の１回転当りのパルス数に相当するスリットが形成され
ていて、前記回転軸１を回転変位量を計測したい軸にカ
ップリング等で接続して回転させると、前記スリットに
よって光の遮蔽，透過が生じ、その結果、受光素子４に
電流の増減が生じる。この場合、符号板２と受光素子４
との間にはS/N を向上させるために固定スリット板10が
設けられている。そして、前記電流の変化を電圧比較回
路13にてパルス信号に変換し、出力回路14を介して位相
の異なる２組の信号（Ａ相，Ｂ相）を出力している。

ところで、発光素子３からの光束は理想的には平行光線
ではなく、実際には第６図のように放射状の光束となっ
ているため、また、透過する光量ができるだけ多くなる
ように固定スリット板10には受光素子４の大きさに応じ
た複数のスリットを形成しているため、符号板２による
遮蔽時においても光の反射により洩れ光が発生するとい
うのが実情である。

そこで、これらの洩れ光を極力少なくするため、従来か
ら、第７図に示されるように、符号板２と固定スリット
板10間との距離（ギャップＧ）を小さくすることが行わ
れるている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述した符号板２と固定スリット板10間
のギヤップＧは、各構成部品の寸法公差の積み重ねに左
右されるものであり、例えば第８図の場合には、ギャッ
プＧはＧ＝ａ＋ｂ＋ｃ−ｄ−ｅ但し、ａはハウジング寸法ｂは固定スリット板の厚さｃはベアリングの幅の差（予圧によるスキマを含む）ｄはベアリングの幅寸法ｅはボスの寸法となる。

なお、前述した第８図はかなり応構造を簡略化した例で
あり、場合によってはａ寸法を２〜３の部分に分け、こ
の間に調整用スペーサを入れて所定のギャップＧを得て
いる場合もある。

すなわち、前述の式による場合は、５つの構成部分を組
立てた状態で所定のギャップＧになるように、各部品を
所定規格の精度に加工しなければならなかった。

この場合、１回転当りのパルス数が大きくなるに伴い、
同一外形の符号板２ならばスリットのピッチは小さくな
り、これに従ってギャップＧも小さくしなければならな
い。このため、部品精度もさらに厳しいものにする必要
があった。

ところで、１回転当りのギャップＧの地が変化すると、
この変化が洩れ光量の増減につながり、更にこれが光電
流の増減となって出力信号に悪影響を及ぼす。これを電
気回路や検出手段の改良により可能な限り影響を少なく
することもできるが、いずれにしてもギャップＧの変化
量が少ないほうが好ましい。

一方、部品精度を厳しくすると加工工数が増大すると共
に、歩粒も低くなる等、全体としてコストがアップする
という課題があった。

この発明は斯る課題を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、部品組付後に後加工を施すこ
とにより、個々の構成部品の加工精度を向上させること
なく低コストで必要部分の精度を高めることができ、ひ
いては高分解能を有するロータリエンコーダの製造方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明方法は、回転軸に取
付けられた符号板の表裏両面側に発光・受光素子を対向
配置し、符号板の回転に応じて得られる検出信号により
回転軸の回転量および回転方向を検出するロータリエン
コーダの製造方法において、ハウジングに設けられたベアリングにて前記回転軸を支
承すると共にこの回転軸の一端の符号板取付用のボスを
取付けて気候部組立品となし、次いでこの機構部組立品
における前記ハウジングをチャッキング固定し、回転軸
が軸方向変位を生じないように軸の端面にストッパを当
接した状態で回転軸をフレキシブルチャックにてチャッ
キングし、この回転軸を回転させながら前記ボスの符号
板取付面を加工するようにしたこと特徴とする。

（作用）前記構成により、本発明方法においては、第２図に示さ
れるように、ベアリング6a,6bを介して回転軸１が支承
され、この回転軸１の一端に符号板取付用のボス７が設
けられて機構部組立品15が形成されている。このとき、
ボス７におけるベアリング当接面から符号板取付面（以
下、Ｙ面という）までの寸法ｅは予め大き目に加工され
ている。従って、このままの状態で符号板２を組付けれ
ば、ギャップＧが大きくなりエンコーダしての性能を十
分に発揮することはできない。

次に、前記により組付けられた機構部組立品（サブアセ
ンブリ品）15を専用の加工機にセットして、ギャップＧ
が所定の値となるように加工を施す。このとき、ハウジ
ング５は予めチャッキング固定しておくと共に、回転軸
１が軸方向変位を生じないように軸の一端にストッパを
当接した状態で回転軸１をフレキシブルチャックにてチ
キングし、この回転軸１を回転させたら前記ボス７のＹ
面を加工を行う。

一般には、回転軸１をベアリング6a,6b に支承した状態
で回転させると、ベアリング中心と、回転軸中心とが一
致しないこと等から、前記ボス７のＹ面に振れが発生す
る。しかし、前述のように回転軸１をチャッキングしこ
れを回転させながらＹ面の加工を行えば、たとえば軸芯
にズレがあったとしてもＹ面の振れをなくすことがで
き、これによって正確なギャップＧを得ることができ
る。

（実施例）以下、図面に基づき本発明方法の好適な実施例を説明す
る。

第１図には本発明によって得られたロータリエンコーダ
の概略構成が示されており、第２図〜第４図には本発明
方法の実施例が示されている。

第１図において、ハウジングの略中央にはベアリング6
a,6b が設けられており、このベアリング6a,6b により
回転軸１が支承され、回転軸１の一端には符号板２を取
付けるためのボス７がが設けられている。また、符号板
２の表裏両面側には、夫々基板８，９に取付けられた発
光素子３と受光素子４とが対向配置され、更に符号板２
と受光素子４との間にはS/N 比を向上させるための固定
スリット板10が設けられている。前記発光側基板８の外
周部にはこれら覆うカバー11が取付けられており、ま
た、前記基板８からは信号入出力用のケーブル12が導出
されている。

ここで本発明の特許的なことは、先ず、ハウジング５に
設けられたベアリング6a,6b にて前記回転軸１を支承す
ると共にこの回転軸１の一端に符号板取付用のボス７を
取付け機構部組立品としたことである。

すなわち、第２図において、ハウジング５の略中央に設
けられたベアリング6a,6b により回転軸１が支承されて
おり、この回転軸１の一端には符号板取付け用のボス７
が設けられて機構部組立品15が形成されている。前記回
転軸１は一側の端部近傍にフランジ18が設けられ、他側
にはネジ部19が形成された真直棒から成っている。ま
た、前記フランジ18はベアリング6bのインナーレースに
当接され、ネジ部19には符号板取付用のボス７が螺合さ
れいて、このボス７の端面はベアリング6aのインナーレ
ースに当接されている。

なお、前記ボス７は、ベアリング6aとの当接面から符号
板取付面（Ｙ面）までの寸法ｅが予め大き目に形成され
ている。このため、このまま符号板２を前記Ｙ面に取付
けるとギャップＧは大きくなり、エンコーダとしての機
能は十分に発揮できない。

前記ハウジング５におけるボス７が取付けられる側に
は、受光素子４を収容するための凹部16、およびその上
方に固定スリット板10を取付けるための取付け面（以
下、Ｘ面という）が形成されている。

次に、本発明においては、機構部組立品15における前記
ハウジング５をチャッキング固定し、回転軸１が軸方向
変位を生じないように軸の端面にストッパを当接した状
態で回転軸１をフレキシブルチャックにてチャッキング
し、この回転軸１を回転させながら前記ボス７の符号板
取付面を加工するようにしたことを特徴としている。

本実施例において、第３図に示されるように、加工機側
のチャック20によりハウジング５をチャッキング固定す
ると共に、回転軸１が軸方向の変位を生じないように、
該回転軸１の左側端面にストッパ21を当接した状態で回
転軸１をフレキシブルチャック22にてチャッキングす
る。

すなわち、このフレキシブルチャック22は、一端（回転
軸１の把持側）がフレキシブルジョイントの形成された
チャック部23を有し、他端がプーリ部24を有してその中
央部はベアリング25にて回転可能に支承され、更に長手
方向の中心部にはストッパ21を貫挿するための貫通孔26
が形成されている。ネジ27はこのストッパ21を固定する
ためのものである。

前記プーリ部24には、ベルト28を介してモータ29側から
回転が伝えられるが、このとき、前記フレキシブルチャ
ック22、フレキシブルジョイントの作用により回転軸１
との間に多少の芯ズレがあったとしても、これを吸収し
スムーズな回転を伝えることができる。このように、回
転軸１を回転させながらボス７のＹ面をバイト30にて切
削加工を行う。

第４図には本発明の他の実施例が示されている。

前記実施例では、旋盤によりバイト30を用いてＹ面の加
工を行う場合について説明したが、これらの加工は研磨
盤やフライス盤によっても行うことができ、本実施例で
は研磨盤による加工例が示されている。

すなわち、前記と同様にハウジング５をチャッキング固
定すると共に、回転軸１をフレキシブルチャック22にて
チャッキングしてからこれを回転させる。そして、ボス
７のＹ面を、Ａ方向またはＢ方向に回転する砥石31a ま
たは31b によって研削を行う。

以上の各実施例において、例えば、単に回転軸１を旋盤
等に取付けてボス７のＹ面を加工することも考えられ
る。しかしながら、これではボス７におけるベアリング
6a との当接面からＹ面までの寸法ｅを得ることはでき
ても、以下の理由からエンコーダとしての性能を十分ち
発揮することはできない。

すなわち、ハウジング５にベアリング6a,6b をそれぞれ
嵌合するとき、部品精度のバラツキにより、ハウジング
５とベアリング6a,6b との間にスキマや偏芯が生じた
り、またベアリング6a,6b に回転軸１を挿入して支承し
た状態では、前記スキマ等により回転軸１に曲がり等が
発生することがある。更に、固定スリット板10はＸ面に
取付けられるため、このＸ面と回転するＹ面とが平行で
なければならない。更にまた、ハウジング５とベアリン
グ6a,6b の中心と回転軸１の中心とが一致しない場合も
多い。

また、前述のように、単に回転軸１をチャッキングして
Ｙ面を加工すると、軸の回転時にＹ面に振れが発生し、
この振れによりギャップＧが変化してしまう。

そこで、本実施例においては、軸芯にズレがあったとし
てもＹ面の振れを押さえようとしたものであって、具体
的にはハウジング５をチャック20にて固定すると共に、
軸芯がフレキシブルに移動しながら回転するフレキシブ
ルチャック22により軸１を回転させ、ベアリング6a,6b
に切削時のスラスト荷重が加わらないようにストッパ21
にて回転軸１の軸方向移動を防止しつつ、機構部組立て
品15の後加工を行うものである。

すなわち、本実施例によればベアリング6a,6b や回転軸
１の各々の中心ではなく、組み上った物の中心で回転さ
せながらボス７のＹ面を加工することができ、これによ
って面振れのないＹ面を得ることができる。また、本実
施例によれば、特に高精度部品を使用しなくても、高精
度部品に相当する精度を有する物に仕上げることができ
る。

（発明の効果）この発明は以上説明した通り、回転軸に取付けられた符
号板の表裏両面側に発光・受光素を対向配置し、符号板
の回転量および回転方向を検出するロータリエンコーダ
の製造方法において、ハウジングに設けられたベアリングに前記回転軸を支承
すると共にこの回転軸の一端に符号板取付用のボスを取
付けて機構部組立品となし、次いでこの機構部組立品に
おける前記ハウジングをチャッキング固定し、回転軸が
軸方向変位を生じないように軸の端面にストッパを当接
した状態で回転軸をフレキシイブルチャックにてチャッ
キングし、この回転軸を回転させながら前記ボスの符号
板取付面を加工するようにしたことにより、部品組付後
に後加工を施すことで、個々の構成部品の加工精度を向
上させることなく低いコストで必要部分の精度を高める
ことができ、ひいては高分解能を有するロータリエンコ
ーダを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリエンコーダの断正面図、第２図は機構
部組立品の断正面図、第３図は機構部組立品を旋盤によ
り加工する状態を示す図、第４図は同じく機構部組立品
を研磨盤により加工する状態を示す図、第５図はロータ
リエンコーダの原理説明図、第６図および第７図はそれ
ぞれ光源と固定スリット板と符号板相互の位置関係を示
す図、第８図はロータリエンコーダの各構成部分の寸法
とギャップＧとの関係を示す図である。１……回転軸、２……符号板３……発光素子、４……受光素子５……ハウジング 6a,6b……ベアリング７……ボス、10……固定スリット板 15……機構部組立品 20……チャック、21……ストッパ 22……フレキシブルチャック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に取付けられた符号板の表裏両面側
に発光・受光素子を対向配置し、符号板の回転に応じて
得られる検出信号により回転軸の回転量および回転方向
を検出するロータリエコーダの製造方法において、ハウジングに設けられたベアリングにて前記回転軸を支
承すると共にこの回転軸の一端に符号板取付用のボスを
取付けて機構部組立品となし、次いでこの機構部組立品における前記ハウジングをチャ
ッキング固定し、回転軸が軸方向変位を生じないように軸の端面にストッ
パを当接した状態で回転軸をフレキシブルチャックにて
チャッキングし、この回転軸を回転させながら前記ボスの符号板取付面を
加工するようにしたことを特徴とするロータリエンコー
ダの製造方法。