JPH0694476A - エンコーダ - Google Patents

エンコーダ

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JPH0694476A
JPH0694476A JP24651392A JP24651392A JPH0694476A JP H0694476 A JPH0694476 A JP H0694476A JP 24651392 A JP24651392 A JP 24651392A JP 24651392 A JP24651392 A JP 24651392A JP H0694476 A JPH0694476 A JP H0694476A
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JP
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slider
code plate
pattern
resistor
encoder
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JP24651392A
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Eisuke Takano
栄助 高野
Toshikatsu Miyake
利勝 三宅
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コード板に導体電極をパターニングすること
なく位置情報パターンを設け、該コード板上で摺動する
摺動子の摺動面を同一材料からなる略平坦面となすこと
により、長期間使用してもチャタリングや特性劣化を起
こしにくいエンコーダを低コストにて提供する。 【構成】 回動自在なコード板1の少なくとも一部を、
表面が略平坦で裏面に凹凸パターン(A相パターン4お
よびB相パターン5)を有する抵抗体3にて構成し、該
抵抗体3の表面に各摺動子7,8,9を接触させて、摺
動子7,8をそれぞれA相パターン4とB相パターン5
に沿って摺動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コード板と摺動子の相
対位置を変化させると、その変化量(例えば回転角)の
信号や、変化する向き(例えば回転方向)の信号を発生
するエンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】エンコーダのコード板は、通常、絶縁性
の基板の表面に、所定形状の導体電極に金メッキ等を施
してなる位置情報パターンを設けて構成されており、こ
のコード板の表面に摺動子を摺接させて両者の相対位置
を変化させることによって、つまりコード板に対して摺
動子を相対的に摺動させることによって、この摺動子を
位置情報パターンに接離させ、両者が接触する毎にパル
ス信号が出力されるようになっている。
【0003】例えば、従来一般に用いられているロータ
リエンコーダのコード板は、回動自在な合成樹脂製の絶
縁基板の表面に、所定ピッチの櫛歯部を有する円環状の
導体電極からなる2種類の位置情報パターン(以下、こ
れをA相パターンおよびB相パターンと称する)と、環
形の導体電極からなる共通パターンとが同心円状に設け
てあって、A相パターンとB相パターンとは互いの位相
が4分の1ピッチずらしてある。また、摺動子が摺動す
る絶縁基板の表面と各パターンの表面との段差を極力減
らすことにより、つまり摺動面となるコード板の表面を
略平坦に形成することにより、チャタリングの発生を防
止している。そして、共通パターンから導出した端子
と、コード板の回転に伴いA相パターンに接離する第1
の摺動子から導出した端子とにより、該摺動子がA相パ
ターンと接触する毎に発生するパルス信号を出力させる
ことができ、同様に、共通パターンから導出した端子
と、コード板の回転に伴いB相パターンに接離する第2
の摺動子から導出した端子とにより、該摺動子がB相パ
ターンと接触する毎に発生するパルス信号を出力させる
ことができるので、位相が90度ずれた2つのパルス信
号を取り出すことができる。その結果、パルス信号の数
をカウントすることによって回転角信号が得られるとと
もに、2つのパルス信号の差信号から回転方向信号が得
られるようになっている。
【0004】なお、コード板を固定して摺動子を回転さ
せるタイプのエンコーダや、摺動子もしくはコード板を
スライドさせて両者の相対位置を変化させるタイプのエ
ンコーダも知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに従来のエンコーダは、摺動子が位置情報パターンと
絶縁基板に交互に接触しながらコード板上を摺動してパ
ルス信号を得ているが、金属製の位置情報パターンより
も合成樹脂製の絶縁基板のほうが摩耗しやすいので、長
期間使用すると、絶縁基板の表面と位置情報パターンの
表面とに段差が生じてしまい、この段差に摺動子が衝突
して起こるチャタリングが避け難かった。また、絶縁基
板や位置情報パターンの摩耗粉が不所望個所に付着する
と出力信号の波形が変化してしまうので、従来のエンコ
ーダは長期間使用すると特性が著しく劣化する虞があっ
た。さらにまた、従来のエンコーダは、絶縁基板の表面
に導体電極をパターニングしてメッキ処理しなければな
らないので、コード板の製作費が嵩むという不具合があ
った。
【0006】本発明はかかる従来技術の課題に鑑みてな
されたもので、その目的は、長期間使用してもチャタリ
ングや特性劣化を起こしにくいエンコーダを低コストに
て提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、コード板の少なくとも一部を、表面が略
平坦で裏面に位置情報パターンとしての凹凸パターンを
有する抵抗体にて構成し、該抵抗体の表面に摺動子を接
触させて該摺動子を上記凹凸パターンに沿って摺動させ
るようにした。
【0008】
【作用】上記手段によれば、裏面の凹凸パターンに対応
して抵抗体に薄肉部と厚肉部とが形成されるので、摺動
子をこれら薄肉部と厚肉部に交互に接触させながら抵抗
体上で摺動させることにより、該摺動子の接触位置に応
じて変化する電気抵抗を出力させることができる。ま
た、摺動子は抵抗体の略平坦な表面で摺動させればよ
く、長期間使用しても摩耗のしかたにむらが生じないの
で、チャタリングや摩耗粉に起因する特性劣化が防止で
きる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0010】図1および図2は本発明の一実施例に係
り、図1はロータリエンコーダのコード板および摺動子
を示す平面図で、コード板に設けた2種類の位置情報パ
ターン(A相パターンおよびB相パターン)は一部が図
示省略してある。また、図2は図1のII−II線に沿う断
面図である。
【0011】図1,2に示すロータリエンコーダのコー
ド板1は、金属板にプレス加工を行って表面に多数の凸
部2aおよび凹部2bを形成してなるディスク状の金属
基板2と、この金属基板2の表面にカーボンインクを印
刷して加熱硬化させてなる抵抗体皮膜3とによって構成
されていて、回動自在である。この抵抗体皮膜3は、表
面は略平坦に形成されているが、裏面には金属基板2の
凸部2aや凹部2bを反転させた形状の凹凸パターンが
形成されているので、凸部2a上で抵抗体皮膜3は薄
く、凹部2b上で抵抗体皮膜3は厚くなっている。そし
て、このような抵抗体皮膜3の凹凸パターンは、薄肉部
4aと厚肉部4bとを周方向に沿って交互に形成してい
る円環状のA相パターン4と、A相パターン4の内周側
で薄肉部5aと厚肉部5bとを周方向に沿って交互に形
成している円環状のB相パターン5とに区別され、両パ
ターン4,5の位相は4分の1ピッチずらしてあり、こ
れらA,B相パターン4,5(凹凸パターン)がこのコ
ード板1の位置情報パターンとして機能するようになっ
ている。ただし、抵抗体皮膜3のうち、B相パターン5
の内周側の最内円環部6には凹凸が形成されておらず、
膜厚が均一なこの最内円環部6がコード板1の共通パタ
ーンとして機能するようになっている。なお、薄肉部4
a,5aの膜厚は約5μm、厚肉部4b,5bの膜厚は
約10μmに設定してある。
【0012】そして、抵抗体皮膜3の表面には、A相パ
ターン4上に第1の摺動子7が、またB相パターン5上
に第2の摺動子8が、さらに最内円環部6上にコモン摺
動子9が、それぞれ弾接させてあるので、コード板1を
回動させると、第1の摺動子7がA相パターン4に沿っ
て摺動し、かつ第2の摺動子8がB相パターン5に沿っ
て摺動し、かつコモン摺動子9が最内円環部6に沿って
摺動するようになっている。
【0013】上記の如くに構成したロータりエンコーダ
は、第1の摺動子7とコモン摺動子9間の電気抵抗と、
第2の摺動子8とコモン摺動子9間の電気抵抗を、それ
ぞれ出力させることにより、コード板1の回転角および
回転方向を検出するというものである。すなわち、コー
ド板1が回転すると、第1の摺動子7がA相パターン4
上の薄肉部4aに接触しているとき電気抵抗が小さく、
厚肉部4bに接触しているとき電気抵抗が大きくなるの
で、かかる電気抵抗の変化が、第1の摺動子7から導出
した端子10とコモン摺動子9から導出した端子12と
によって出力される。同様に、コード板1が回転する
と、第2の摺動子8がB相パターン5上の薄肉部5aに
接触しているとき電気抵抗が小さく、厚肉部5bに接触
しているとき電気抵抗が大きくなるので、かかる電気抵
抗の変化が、第2の摺動子8から導出した端子11とコ
モン摺動子9から導出した端子12とによって出力され
る。したがって、コード板1の回転角を反映した抵抗値
変化を示し位相が90度ずれた2つの出力信号を取り出
すことができ、その出力波形をA/D変換等で波形成形
することにより、回転角信号や回転方向信号が得られる
ようになっている。
【0014】このように上記実施例は、裏面の凹凸パタ
ーン(A相パターン4およびB相パターン5)に対応し
て抵抗体皮膜3に薄肉部4a,5aや厚肉部4b,5b
が形成されていて、この抵抗体皮膜3の略平坦な表面で
各摺動子7〜9を摺動させれば、抵抗体皮膜3上におけ
る第1および第2の摺動子7,8の接触位置に応じて変
化する電気抵抗を出力させることができて回転角信号や
回転方向信号が得られるので、各摺動子7〜9の摺動面
を同一材料からなる略平坦面となしたロータリエンコー
ダが実現されている。その結果、長期間使用しても該摺
動面の摩耗のしかたは一様で、段差を生じる虞がなく、
よってチャタリングが回避できるとともに、摩耗粉に起
因する特性劣化も防止でき、製品寿命が著しく向上す
る。
【0015】また、上記実施例は、金属板のプレス加工
とカーボンインクのベタ印刷という簡単な加工によって
コード板1が製作できるので、生産性が高くて製作費も
安く済み、しかも凹凸パターンの位置精度がプレス機の
金型精度により制御できるので、分解能の向上も容易で
ある。
【0016】なお、金属基板2の凹部2bの内底面と、
抵抗体皮膜3の厚肉部4b,5bの底面との間に、絶縁
材料を介在させておけば、コード板1の回転に伴って出
力される電気抵抗の変動が大きくなるので、出力信号の
波形成形が容易になる。
【0017】また、凹凸のない金属基板の表面(平坦
面)に、シルクスクリーン法などにより絶縁性インクを
所望のパターン形状に印刷して凹凸を形成した後、カー
ボンインクをベタ印刷して抵抗体皮膜となせば、コード
板の回転に伴って出力される電気抵抗の変動が大きくな
るという利点に加えて、絶縁性インクの膜厚が1μm程
度で十分なため抵抗体皮膜の表面がより平坦に形成でき
るという利点がある。ただし、絶縁性インクをパターン
形状に印刷しなければならないので、抵抗体皮膜の裏面
の凹凸パターンの位置精度は上記実施例に比べて若干劣
る。
【0018】図3は本発明の他の実施例に係るロータリ
エンコーダのコード板および摺動子を示す平面図、図4
は図3のIV−IV線に沿う断面図であり、図1,2と対応
する部分には同一符号が付してある。
【0019】図3,4に示すロータリエンコーダは、コ
ード板1の基板として、合成樹脂のモールド加工により
表面に多数の凸部13aおよび凹部13bを形成してな
るディスク状の絶縁基板13を用いており、この絶縁基
板13の表面に、カーボンインクを印刷して加熱硬化さ
せてなる抵抗体皮膜3が設けてある。そして、前記実施
例と同じく、抵抗体皮膜3の表面は略平坦に形成されて
いるが、その裏面には絶縁基板13の凸部13aや凹部
13bを反転させた形状の凹凸パターンが形成されてお
り、この凹凸パターンは、薄肉部4aと厚肉部4bとを
周方向に沿って交互に形成している円環状のA相パター
ン4と、薄肉部5aと厚肉部5bとを周方向に沿って交
互に形成している円環状のB相パターン5とに区別さ
れ、両パターン4,5の位相は4分の1ピッチずらして
ある。また、抵抗体皮膜3にはB相パターン5の内周側
に膜厚が均一な最内円環部6が設けてあり、コード板1
を回動させると、第1の摺動子7がA相パターン4に沿
って摺動し、かつ第2の摺動子8がB相パターン5に沿
って摺動し、かつコモン摺動子9が最内円環部6に沿っ
て摺動するようになっている。
【0020】すなわち、コード板1の回転面に沿って抵
抗体皮膜3中を流れる電流は、薄肉部4a,5aで流れ
にくく厚肉部4b,5bで流れやすくなるので、このロ
ータリスイッチはコード板1を回転させると、第1の摺
動子7とコモン摺動子9間の電気抵抗と、第2の摺動子
8とコモン摺動子9間の電気抵抗とが、それぞれ変化
し、よって前記実施例と同様に、抵抗体皮膜3上におけ
る第1および第2の摺動子7,8の接触位置に応じて変
化する電気抵抗を出力させて回転角信号や回転方向信号
が得られる。
【0021】そして、コード板1の基板がモールド加工
した絶縁基板13であることから、この実施例は前記実
施例に比べて一層のコストダウンが図れるとともに、コ
ード板1が軽量化できて回転させやすくなるという利点
がある。
【0022】なお、上述した各実施例のコード板はいず
れも、凹凸を有する基板の表面に抵抗体皮膜を設けて構
成されているが、カーボン粉末等を含有する導電プラス
チックを用いて、表面が略平坦で裏面に凹凸パターンを
有する板状の抵抗体を成形すれば、この抵抗体をそのま
まコード板として使用することもできる。
【0023】また、回転角信号のみを検出する単相のロ
ータリエンコーダや、コード板を固定して摺動子を回転
させるタイプのロータリエンコーダ、さらに摺動子もし
くはコード板をスライドさせて両者の相対位置を変化さ
せるスライド型エンコーダなどにおいても、本発明が適
用可能であることは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、裏面に位置情報パ
ターンとしての凹凸パターンを有する抵抗体の略平坦な
表面で摺動子を摺動させ、該摺動子を該抵抗体の薄肉部
と厚肉部に交互に接触させながら接触位置に応じて変化
する電気抵抗を出力させるようにした本発明によれば、
摺動子の摺動面が抵抗体の略平坦面となることから、長
期間使用しても該摺動面の摩耗のしかたは一様で段差を
生じる虞がなく、そのためチャタリングが回避できて摩
耗粉に起因する特性劣化も防止できるという顕著な効果
を奏し、また、基板上に抵抗体をベタ印刷したり導電プ
ラスチックを用いて抵抗体を成形するなどして簡単にコ
ード板が製作できるので、生産性の向上が図れるという
効果を奏し、その結果、製品寿命が長い優れたエンコー
ダを低コストにて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るロータリエンコーダの
コード板および摺動子を示す平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】本発明の他の実施例に係るロータリエンコーダ
のコード板および摺動子を示す平面図である。
【図4】図3のIV−IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1 コード板 2 金属基板 2a 凸部 2b 凹部 3 抵抗体皮膜(抵抗体) 4 A相パターン(凹凸パターン) 5 B相パターン(凹凸パターン) 4a,5a 薄肉部 4b,5b 厚肉部 6 最内円環部(共通パターン) 7,8,9 摺動子 13 絶縁基板(樹脂成形品) 13a 凸部 13b 凹部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位置情報パターンを設けてなるコード板
    と、該コード板に対して相対的に摺動する摺動子とを備
    え、該摺動子と上記位置情報パターンとの位置関係に応
    じて出力信号を変化させるエンコーダにおいて、上記コ
    ード板の少なくとも一部を、表面が略平坦で裏面に位置
    情報パターンとしての凹凸パターンを有する抵抗体にて
    構成し、該抵抗体の表面に上記摺動子を接触させて該摺
    動子を上記凹凸パターンに沿って摺動させるようにした
    ことを特徴とするエンコーダ。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、上記コード板
    の基板として、表面に多数の凹凸を形成した金属板を用
    い、該金属板上に上記抵抗体を設けたことを特徴とする
    エンコーダ。
  3. 【請求項3】 請求項1の記載において、上記コード板
    の基板として、表面に多数の凹凸を形成した樹脂成形品
    を用い、該樹脂成形品上に上記抵抗体を設けたことを特
    徴とするエンコーダ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784383B2 (en) 2002-06-25 2004-08-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotary encoder
WO2009142137A1 (ja) * 2008-05-20 2009-11-26 アルプス電気株式会社 コード板及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784383B2 (en) 2002-06-25 2004-08-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotary encoder
WO2009142137A1 (ja) * 2008-05-20 2009-11-26 アルプス電気株式会社 コード板及びその製造方法
JP4960503B2 (ja) * 2008-05-20 2012-06-27 アルプス電気株式会社 コード板及びその製造方法

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