JPH09243410A - モジュラーエンコーダ及びその製造方法 - Google Patents

モジュラーエンコーダ及びその製造方法

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JPH09243410A
JPH09243410A JP8051652A JP5165296A JPH09243410A JP H09243410 A JPH09243410 A JP H09243410A JP 8051652 A JP8051652 A JP 8051652A JP 5165296 A JP5165296 A JP 5165296A JP H09243410 A JPH09243410 A JP H09243410A
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Motomasa Imai
基勝 今井
Yasushi Ono
康 大野
Yasuhiko Hashimoto
康彦 橋本
Shigeki Yamauchi
茂樹 山内
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Nikon Corp
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で、組立が容易で、取り付け性がよく、低
コストで、且つ耐環境性に優れたモジュラーエンコーダ
を提供すること。 【解決手段】モジュラーエンコーダの各構成部品を回転
装置の回転軸に対して水平方向（回転軸の軸線に沿う方
向）から取り付けることができるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等の回転装
置の回転数や回転角度を検出するモジュラーエンコーダ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のモジュラーエンコーダ１
を示す斜視図である。モジュラーエンコーダ１は、モー
ターの回転軸に取り付けられる取付部材２と、モーター
の本体に取り付けられる筺体３とからなる。取付部材２
は、回転軸にはまり込む中空円筒のボス４と、透光領域
と遮光領域とが形成され留め金５でボス４に固定された
透光／遮光部材すなわちパルス円板６とからなる。筺体
３は、光センサが配置された電気基板８と、光源が配置
された固定部材９とからなる。筺体３は、モーターの本
体に取り付けられる固定部材９にネジ１０によって固定
されている。従来のモジュラーエンコーダ１は、検出器
内において、取付部材２と電気基板８を有する筺体３と
の分離が可能なセパレート型モジュラーエンコーダであ
る。
【０００３】取付部材２は、モーターの回転軸にボス４
をはめ込んで、横からセットビス１１で回転軸に固定さ
れる。光源からの光がパルス円板６に照射され、パルス
円板６の透光領域を通過した光を光信号として光センサ
が受けて、光センサがこの光信号を電気信号に変換し、
この電気信号を電気基板８に設けられた電気部品がモー
ターの回転位置信号として出力する。従来の電気基板８
及び固定部材９は、図４に示されているようにそれぞれ
円形の形状をしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モジュラーエンコーダ１は、取付部材２を回転軸に固定
する際に、回転軸に対して垂直な横方向からセットビス
１１をネジ止めしなければならなかったので、回転軸の
ある方向からしか締められない等の組立上の制限、及び
寸法的制限からくる小さなセットビスのゆるみ対策を講
じる必要があった。また、電気基板８及び固定部材９が
円形の形状をしているので、モジュラーエンコーダ１の
小型化が困難であった。すなわち、特定の方向の寸法の
みを小さくしたい場合においても、全体を小さくしなけ
ればならなかった。更に、パルス円板６がむき出しにな
っているので、指先のデリケートな感覚を必要とする組
立或いは調整の際にパルス円板６で指を傷つけるおそれ
があった。特に、パルス円板６が金属の薄板でできてい
るときには、作業者の万全の注意を必要とした。
【０００５】本発明は、小型で、組立が容易で、信頼性
が高く、取り付け性がよく、低コストで、且つ耐環境性
に優れたモジュラーエンコーダを提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、モジュラーエンコーダの各構成部品
を回転装置の回転軸に対して水平方向（回転軸に沿う方
向）から取り付けることができるように構成した。従っ
て、モジュラーエンコーダの組立及び取り付けが容易と
なると同時に取り付けの信頼性が向上した。また、モジ
ュラーエンコーダを長円の形状にしたことから寸法を小
さくする必要のある方向において小型化することができ
る。更にまた、光源が配置された保持部材と光センサが
配置された電気基板とからなる筺体をモータに取り付け
た固定部材に対してモータの回転軸の軸線を中心として
回転することができるので、例えばサーボモータとエン
コーダ（符号板）の位置合わせが容易になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のモジュラーエンコーダ
は、光源（発光素子）が配置された保持部材と、透光領
域と遮光領域とが形成された符号板と、光源からの光を
符号板の透光領域を通して光信号として受けて光信号を
電気信号に変換する光センサ（受光素子）と、光センサ
が配置された電気基板とからなる。なお、光源は、保持
部材ではなく電気基板に設けられていてもよく、また、
光センサは、電気基板ではなく保持部材に設けられてい
てもよい。すなわち、光源と光センサは、回転装置の本
体に固定されていればよい。保持部材、符号板及び電気
基板は、回転装置の回転軸に対して水平方向（回転軸の
軸線方向）から組み込まれて、回転軸に対して水平方向
（軸線方向）にネジなどの締結装置により締結されてい
る。
【０００８】符号板は、ボスに取り付けられており、ボ
スは、回転軸の端部に軸線方向に延在するネジによって
固定されているとよい。
【０００９】本発明のモジュラーエンコーダは、寸法を
小さくする必要のある方向を短径とする長円の形状に構
成されているとよい。従って、保持部材及び電気基板
は、長円の形状に構成されているよい。
【００１０】保持部材は、回転装置に対して取り付け位
置を調整できるように、保持部材の長径の方向の両端部
に長径に対してほぼ垂直方向に延在する長穴が設けられ
ているとよい。
【００１１】保持部材は、符号板を収納する凹部が設け
られているとよい。また、符号板の縁部を取り囲む壁部
を有することが好ましい。
【００１２】保持部材と回転装置の間に固定部材が設け
られているとよい。モータの磁極位置と符号板の原点位
置とを一致させるための磁極調整の際に、保持部材を回
転装置の回転軸を中心として回転できるように、保持部
材が固定部材に回転可能に嵌合していると好ましい。
【００１３】本発明のモジュラーエンコーダは、回転装
置に固定部材を取り付け、回転軸に沿う方向で締結する
工程と、固定部材に保持部材を取り付け、回転軸に沿う
方向で締結する工程と、回転軸に符号板を取り付け、回
転軸に沿う方向で締結する工程と、保持部材に電気基板
を取り付け、回転軸に沿う方向で締結する工程とを含む
製造方法により製造されるとよい。
【００１４】上記のように構成されたモジュラーエンコ
ーダは、回転軸の軸線方向からドライバーを挿入して組
み立てることができるので、組立及び回転装置への取り
付けが容易になる。
【００１５】保持部材が回転装置の回転軸を中心として
回転できるように保持部材が固定部材に回転可能に嵌合
しているので、原点調整の際に、保持部材が回転軸に対
して半径方向にずれることがないので、調整が容易にな
る。
【００１６】電気基板を長円の形状としたことにより、
所望の方向の寸法を小さくすることができると同時に、
電気基板の面積を大きくすることができ、それによっ
て、従来、二枚の電気基板が必要であったものを一枚の
電気基板とすることができ、小型化及び低コスト化を図
ることができる。
【００１７】
【実施例】図１は、回転装置すなわちモータ２０に取り
付けられた本発明のモジュラーエンコーダ２１を示す図
である。モータ２０は、主にサーボモータであることが
多い。図２は、モジュラーエンコーダ２１の平面図であ
る。図１は、図２のＩ−Ｉ線に沿って切った部分断面図
である。モジュラーエンコーダ２１は、モータ２０の回
転軸２２に固定された取付部材２３と、モータ２０の本
体２４に固定部材３４を介して固定された筺体２５とか
らなる。
【００１８】取付部材２３は、回転軸２２にはまり込む
中空円筒のボス２６と、透光領域と遮光領域とが形成さ
れ留め金２７でボス２６に固定された透光／遮光部材す
なわち符号板（パルス円板）２８とからなる。ボス２６
は、中空内部に半径方向内方に突出した肩部２６ａが形
成されている。ボス２６は、肩部２６ａが回転軸２２の
端面に当接するようにはめ込まれている。回転軸２２の
端部には雌螺子が切られており、この雌螺子にネジ２９
をねじ込んで、ボス２６の肩部２６ａを回転軸２２の端
面とネジ２９の頭部とで挟むことによりボス２６を回転
軸２２に固定する。
【００１９】筺体２５は、受光素子３２が配置された電
気基板３０と、発光素子３１が配置された保持部材３３
とからなる。筺体２５は、モータ２０の本体２４に固定
部材３４を介して固定されている。モータ本体２４に
は、回転軸２２とほぼ同心の円柱形状の突出部２４ａが
設けられている。円柱形状の突出部２４ａの円周上に
は、環状溝２４ｂが設けられており、環状溝２４ｂにＯ
リング３５が配置されている。固定部材３４には、円柱
状の開口３４ａが形成されており、この開口３４ａは、
突出部２４ａに嵌合している。Ｏリング３５は、固定部
材３４と突出部２４ａとの間をシールしている。固定部
材３４のモータ２０と反対の側には、ほぼ円柱状の開口
３４ｂが形成されている。開口３４ｂは、開口３４ａと
ほぼ同心に形成されている。開口３４ｂは、発光素子３
１が配置されている位置に対応する部分がとぎれてい
る。保持部材３３には、円柱形状の突出部３３ａが設け
られており、固定部材３４の開口３４ｂと嵌合してい
る。保持部材３３のモータ２０と反対の側には、符号板
２８を収納する凹部３３ｂが形成されている。凹部３３
ｂを取り囲む壁部３３ｃは、金属の薄板でできている符
号板２８に指が触れて指が切れるのを防止するための防
御フェンスとして機能する。電気基板３０は、ビス３６
によって、保持部材３３に固定されている。
【００２０】回転軸２２には、環状の保持部材を介して
永久磁石５０が装着されている。電気基板３０には、永
久磁石５０の磁界を検出するＭＲセンサ（ＭＲ磁気抵抗
効果素子）を用いた磁気センサ５１が設けられている。
この時期センサ５１からの信号に基づいて回転軸２２の
回転数及び回転方向を検出することができる。
【００２１】モジュラーエンコーダ２１は、カバー３８
で覆われている。固定部材３４の外周には、環状溝３４
ｃが形成されており、この環状溝３４ｃにＯリング３７
が配置されている。Ｏリング３７は、固定部材３４とカ
バー３８の間をシールしている。カバー３８は、ネジ４
５により固定部材３４に固定されている。
【００２２】図２から分かるように、電気基板３０、保
持部材３３及び固定部材３４は、長円の形状をしてい
る。モータ２０の本体２４は、四角い形状をしている。
モータ本体２４の幅とモジュラーエンコーダ２１の短径
とはほぼ同じ寸法に形成されている。一方、モジュラー
エンコーダ２１の長径は、モータ本体２４の幅よりも大
きく形成されている。図３は、モジュラーエンコーダ２
１の長円の長径（長手軸線）方向すなわち図２のＩＩＩ
−ＩＩＩ線に沿って切った部分断面図である。
【００２３】次に、モジュラーエンコーダ２１の組立手
順を図３を参照して説明する。モータ２０の本体２４の
円柱状突出部２４ａに形成された環状溝２４ｂにＯリン
グ３５を取り付ける。突出部２４ａに、固定部材３４の
開口３４ａをはめ込んで、ネジ３９により固定部材３４
をモータ２０の本体２４に固定する。円柱状突出部２４
ａは、モータ２０の回転軸２２とほぼ同心に形成されて
おり、固定部材３４の開口３４ａと開口３４ｂとは、ほ
ぼ同心に形成されているので、開口３４ｂと回転軸２２
は、ほぼ同心になる。固定部材３４の開口３４ｂに、発
光素子３１が設けられた保持部材３３の突出部３３ａを
はめ込んで、ネジ４０により保持部材３３を固定部材３
４に固定する。
【００２４】次に、ボス２６と、留め金２７でボス２６
に固定された符号板２８とからなる取付部材２３を回転
軸２２に取り付ける。ボス２６を回転軸２２にはめ込ん
で、ボス２６の肩部２６ａを回転軸２２の端面に当接さ
せる。ボス２６にネジ２９を通してネジ２９を回転軸２
２の雌螺子にねじ込み、ボス２６の肩部２６ａを回転軸
２２の端面とネジ２９の頭部とで挟むことによりボス２
６を回転軸２２に固定する。このとき、モータ２０の磁
極位置と符号板２８の原点位置がだいたい一致するよう
に調整する。
【００２５】次に、受光素子３２が設けられた電気基板
３０をビス３６によって、保持部材３３に固定する。カ
バー３８には、穴３８ａが形成されており、この穴３８
ａにゴム製のグロメット４１が取り付けられている。電
気基板３０に設けられた電気部品に接続されたエンコー
ダ出力ケーブル４２が、グロメット４１を介して外部の
装置に接続される。モータ２０には、電源ケーブル４３
が接続されている。
【００２６】次に、磁極の微調整を行う。電源ケーブル
４３を通してモータ２０に電力を供給し、モータ２０を
回転させる。モータ２０の回転により符号板２８が回転
する。発光素子３１からの光が符号板２８に照射され、
符号板２８の透光領域を通過した光を光信号として受光
素子３２が受けて、受光素子３２がこの光信号を電気信
号に変換し、この電気信号を電気基板３０に設けられた
電気部品がモーターの回転位置信号として出力する。こ
の回転位置信号とモータの磁極位置をモニターして、磁
極調整を行う。原点がズレているときは、ネジ４０をゆ
るめて、保持部材３３と電気基板３０とからなる筺体２
５を固定部材３４に対して回転させる。筺体２５がある
程度だけ回転できるように、ネジ４０が通る保持部材３
３の穴３３ｄは、長穴に形成されている。固定部材３４
の開口３４ｂは、回転軸２２とほぼ同心であるから、固
定部材３４に対して保持部材３３を回転させても、保持
部材３３は、回転軸２２を中心として回転し、回転軸２
２の半径方向にずれることはない。従って、筺体２５を
回転軸２２の軸線を中心として回転することができるの
で、磁極調整が容易になる。磁極調整が終了したなら
ば、ネジ４０を締め付けて保持部材３３を固定部材３４
に固定する。
【００２７】固定部材３４の外周に形成された環状溝３
４ｃにＯリング３７を取り付ける。モジュラーエンコー
ダ２１にカバー３８をかぶせる。ネジ４５によりカバー
３８を固定部材３４に固定する。図２の参照符号４４
は、モータ取り付けビスを示している。モジュラーエン
コーダ２１を長円の形状にしたことにより、モータ本体
２４をシステムへ取り付ける時にモータ取り付けビス４
４の締め付けを邪魔することがない。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】本発明によれば、従来のように回転軸線に
対して直角方向からセットビスを取り付ける必要がない
ため、取り付け性が向上し、且つ締結の信頼性も向上す
る。
【００３０】また、モジュラーエンコーダが長円の形状
をしているので、モータを使用するユーザはモータの取
り付け方向の制約が少なくてすむ。例えば、エンコーダ
の短軸方向にモータの外形を合わせれば、通常のモータ
は四角形であるので、モータの二面をモータ外形に合わ
せてユーザーは使用することができる。残りの二面は、
モジュラーエンコーダが長径方向にモータ本体２４から
出っ張る部分であるが、これらの出っ張り部分のうちの
一方は、元々出力コードが出る部分であるので、実質的
な障害とならない。出っ張り部分のうちの他方について
も、ユーザがモータの三面を同時に使用するケースがほ
とんどないので、実質的な障害とならない。それよりも
出っ張りのある側のモータ本体の一面を使用して、エン
コーダの取り付けの軸線に対する水平性を確保する方が
よい。
【００３１】さらにまた、モジュラーエンコーダを長円
の形状にしたことで、電気基板を大きくすることができ
るので、従来、電気基板を二枚必要としたものであって
も、一枚で構成できるなど、低コストになり、かつモジ
ュラーエンコーダの高さを低くすることができる。
【００３２】更に、モジュラーエンコーダを長円の形状
にしたことにより、相手モータのシステムへの取り付け
時にモータ取り付けボルトの締め付けを邪魔しないとい
う特徴もある。また、筺体が長円の形状であることか
ら、磁極調整において筺体を固定部材に対して回転させ
ても、筺体が固定部からはみ出す量が少ないので、全体
の形状にズレが生じにくいという効果がある。
【００３３】また、保持部材には、符号板を収納する凹
部が形成されており、凹部を取り囲む壁部が防御フェン
スとして機能するので、符号板（透光／遮光部材）が金
属の薄板で構成されているような場合にも、薄板の回転
で手を傷つけるおそれがないようになっている。これ
は、また、符号板を回転軸の軸線に対し水平方向（軸線
に沿う方向）から挿入するようにしたことからも、薄板
で手を傷つけることがない。
【００３４】以上のように本発明によれば、エンコーダ
（符号板）を軸線方向から取り付けできるようにするこ
とで、取り付け性がよく、また長円の形状とすることで
小型にでき、また、モジュラーエンコーダが四角などの
形状でなく長円の形状であり、角部がないので、Ｏリン
グ等でシールしても防油性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、モータに取り付けられた本発明のモジ
ュラーエンコーダを示す図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿
って切った部分断面図である。
【図２】図２は、本発明によるモジュラーエンコーダの
平面図である。
【図３】図３は、本発明によるモジュラーエンコーダの
図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切った部分断面図であ
る。
【図４】図４は、従来のモジュラーエンコーダを示す斜
視図である。
【符号の説明】
２０ モータ ２１ モジュラーエンコーダ ２２ 回転軸 ２４ モータ本体 ２４ａ 突出部 ２６ ボス ２８ 符号板 ２９ ネジ ３０ 電気基板 ３１ 発光素子 ３２ 受光素子 ３３ 保持部材 ３３ａ 突出部 ３３ｂ 凹部 ３３ｃ 壁部 ３３ｄ 長穴 ３４ 固定部材 ３４ａ 開口 ３４ｂ 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 康 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 橋本 康彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 山内 茂樹 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定パターンが形成され、回転装置の回転
    軸に取り付けられる符号板と、前記符号板の所定パター
    ンを読み取る検出器と、前記検出器が配置された電気基
    板とを含むモジュラーエンコーダにおいて、 前記符号板と、前記電気基板とは、前記回転軸の軸線方
    向に沿って組み付けられ、前記軸線方向に沿って延在す
    るネジによって締結されていることを特徴とするモジュ
    ラーエンコーダ。
  2. 【請求項２】前記符号板を保持するボスを有しており、
    前記ボスは、前記回転軸に前記軸線方向からネジによっ
    て固定されていることを特徴とする請求項１に記載のモ
    ジュラーエンコーダ。
  3. 【請求項３】透光領域と遮光領域とが形成され、回転装
    置の回転軸に取り付けられる符号板と、前記符号板に光
    を照射する光源と、前記光源を保持する保持部材と、前
    記光源からの光を前記符号板を通して光信号として受け
    て該光信号を電気信号に変換する光センサと、前記光セ
    ンサが配置された電気基板とを含むモジュラーエンコー
    ダにおいて、 前記保持部材と前記電気基板とが長円の形状に形成され
    ていることを特徴とするモジュラーエンコーダ。
  4. 【請求項４】前記長円の形状の保持部材の長径の方向の
    両端部に長径に対してほぼ垂直な方向の長穴が設けられ
    ており、 前記長穴は、前記回転装置に前記保持部材を固定するた
    めのネジが通ることができ、 前記長穴によって、前記保持部材が前記回転装置に対し
    て所定の角度だけ回転できることを特徴とする請求項３
    に記載のモジュラーエンコーダ。
  5. 【請求項５】所定パターンが形成され、回転装置の回転
    軸に取り付けられる符号板と、前記符号板の所定パター
    ンを読み取り、前記回転軸の回転情報を検出する検出器
    と、前記検出器を保持する保持部材とを含むモジュラー
    エンコーダにおいて、 前記保持部材は、調整の際に、調整者の手が前記符号板
    の縁部に触れることができないような形状に構成されて
    いることを特徴とするモジュラーエンコーダ。
  6. 【請求項６】前記保持部材は、前記符号板を収納する凹
    部と、前記符号板の縁部を取り囲む壁部とを有すること
    を特徴とする請求項５に記載のモジュラーエンコーダ。
  7. 【請求項７】所定パターンが形成され、回転装置の回転
    軸に取り付けられる符号板と、前記符号板の所定パター
    ンを読み取り、前記回転軸の回転情報を検出する検出器
    と、前記検出器を保持する保持部材とを含むモジュラー
    エンコーダにおいて、 前記保持部材は、前記回転軸の軸線を中心として前記固
    定部材に対して回転できるように前記固定部材に嵌合す
    る嵌合部を有していることを特徴とするモジュラーエン
    コーダ。
  8. 【請求項８】前記固定部材は、前記回転装置の嵌合部に
    嵌合する第１嵌合部と、前記保持部材の嵌合部に回転可
    能に嵌合する第２嵌合部とを有しており、 前記第２嵌合部と前記保持部材の前記嵌合部は、前記固
    定部材の前記第１嵌合部が前記回転装置の前記嵌合部に
    嵌合して前記固定部材が前記回転装置に固定され、前記
    保持部材の前記嵌合部が前記固定部材の第２嵌合部に嵌
    合されたときに、前記保持部材が前記回転軸の軸線を中
    心として前記固定部材に対して回転できるように構成さ
    れていることを特徴とする請求項７に記載のモジュラー
    エンコーダ。
  9. 【請求項９】所定パターンが形成され、回転装置の回転
    軸に取り付けられる符号板と、前記符号板の所定パター
    ンを読み取り、前記回転軸の回転情報を検出する検出器
    と、前記検出器を保持する保持部材と、前記保持部材を
    回転装置に固定するための固定部材とを含むモジュラー
    エンコーダの製造方法において、 前記回転装置の本体に設けられた嵌合部に、前記固定部
    材の第１嵌合部を取り付ける工程と、 前記回転装置と前記固定部材とを前記回転装置の回転軸
    に沿う方向から締結する工程と、 前記保持部材の嵌合部を、前記固定部材の第２嵌合部に
    取り付ける工程と、 前記固定部材と前記保持部材とを前記回転軸に沿う方向
    から締結する工程と、 前記符号板を、前記回転装置の回転軸に取り付ける工程
    と、 前記符号板と前記回転軸とを前記回転軸に沿う方向から
    締結する工程と、 前記電気基板を、前記保持部材に取り付ける工程と、 前記保持部材と前記電気基板とを前記回転軸に沿う方向
    から締結する工程とを含むモジュラーエンコーダの製造
    方法。
  10. 【請求項１０】前記保持部材の嵌合部と前記固定部材の
    第２嵌合部とは、前記保持部材が前記固定部材に対して
    回転可能に嵌合しており、 前記回転装置の本体に設けられた嵌合部と、前記固定部
    材の第１及び第２嵌合部と、前記保持部材の嵌合部と
    は、前記保持部材及び前記検出器が前記固定部材に対し
    て回転させられたときに、前記保持部材及び前記検出器
    が前記回転軸の軸線を中心にして回転するように構成さ
    れており、 前記符号板を回転させて前記位置信号を検出する工程
    と、 前記保持部材と前記固定部材との締結をゆるめる工程
    と、 前記位置信号に基づいて、前記保持部材を前記固定部材
    に対して回転させて磁極調整を行う工程と、 前記磁極調整後に、前記保持部材と前記固定部材とを再
    び締結する工程とを含む請求項９に記載のモジュラーエ
    ンコーダの製造方法。
JP8051652A 1996-03-08 1996-03-08 モジュラーエンコーダ及びその製造方法 Pending JPH09243410A (ja)

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