JPH09280896A - 光学式エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立て分解作業性の良好な光学式エンコー
ダを提供する。 【解決手段】 円周方向に複数のスリット６１を形成し
た回転板６に導光体７を組み合わせ、回転板６を透過し
た信号用発光素子８の放射する光を導光体７により偏向
して受光素子１０に入射する光学式エンコーダ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学式エンコー
ダに関し、特に、組み立て分解作業性の良好な光学式エ
ンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例を図３を参照して説明する。１は
配線基板を示す。この配線基板１の上面には、８により
示される赤外線ＬＥＤ、１０により示されるフォトＩＣ
が実装されている。このフォトＩＣ１０は受光部１０１
を赤外線ＬＥＤ８に対向すべく下向きにして配線基板１
に実装される。即ち、フォトＩＣ１０の１０２により示
される剛体のリード端子を９０゜屈曲して実装される。
赤外線ＬＥＤ８とフォトＩＣ１０の組は図３においては
１組しか図示されていないが、これは２組具備されてい
るものとする。配線基板１の中心部には１２により示さ
れる貫通孔が形成され、後で説明されるシャフトの下端
を支持するシャフト支持部材１３が貫通設置されてい
る。

【０００３】２は円筒状のケースである。ケース２の下
端には、２１により示されるフックが円周方向に等間隔
に複数本延伸して形成されている。このフック２１が配
線基板１に対応して穿設される１１により示される挿通
孔に弾性的に挿通結合して配線基板１とケース２とは相
互に結合される。３はケース２に嵌合するカバーであ
る。３１はカバー３の中心部に形成された軸受である。
このカバー３の側壁には、３２により示される嵌合孔が
円周方向に等間隔に複数個穿設されている。この嵌合孔
３２にはケース２に対応して形成される２２により示さ
れる嵌合凸部が嵌合し、ケース２にカバー３が取り付け
られる。

【０００４】軸受３１には４により示されるシャフトが
挿通される。このシャフト４の下部には６により示され
る回転板が回軸止めして取り付けられている。この回転
板６には円周方向に等ピッチ角でスリット６１が穿設さ
れている。５はシャフト４の上端部に圧入して取り付け
られるツマミである。ここで、赤外線ＬＥＤ８およびフ
ォトＩＣ１０の２組の円周方向の相互位置関係を後で説
明される如く設定すると、ツマミ４を回動操作した場合
に２個のフォトＩＣ１０から得られるパルス列相互間の
位相差を或る一定の値とすることができる。即ち、ツマ
ミ４を時計回りに回動操作した場合に一方のフォトＩＣ
１０に接続されるＢ信号ラインの出力パルス列の位相
が、他方のフォトＩＣ１０に接続されるＡ信号ラインの
出力パルス列の位相と比較して進んでいるものとする
と、ツマミ４を反時計回りに回動操作した場合は、逆
に、Ａ信号ラインの出力パルス列の位相がＢ信号ライン
の出力パルス列の位相より進む。この位相差をＣＰＵに
より演算処理して光学式エンコーダの入力方向を認識す
ることができる。

【０００５】ここで、この光学式エンコーダの従来例の
組み立て方について説明する。先ず、配線基板１に２個
の赤外線ＬＥＤ８上述した通りの光学的相互位置関係に
実装し、シャフト支持部材１３を配線基板１の中心部に
形成された貫通孔１２に貫通設置する。ケース２の下端
に形成されるフック２１を、配線基板１に対応して穿設
される挿通孔１１に弾性的に挿通結合し、配線基板１に
ケース２を結合固定する。

【０００６】シャフト４に回転板６を挿通してその下部
に回り止め取り付けた組み立て体をケース２内に収容す
る。この状態において、２個のフォトＩＣ１０を配線基
板１に実装する。この実装に際して、フォトＩＣ１０の
リード端子１０２を９０゜屈曲し、受光部１０１を赤外
線ＬＥＤ８に対向して下向きにし、回転板６に関して赤
外線ＬＥＤ８の反対側から配線基板１に実装する。

【０００７】カバー３の軸受３１にシャフト４を挿通し
た状態においてカバー３をケース２に嵌合し、カバー３
をケース２に対して更に押し込み、カバー３の側壁に穿
設される嵌合孔３２にケース２に対応して形成される嵌
合凸部２２を嵌合せしめてケース２にカバー３を取り付
ける。カバー３の外部に突出したシャフト４の先端部に
操作用のツマミ５を圧入固定することにより組み立ては
終了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の光学式エンコー
ダの従来例は、回転板６の下側に発光素子である赤外線
ＬＥＤ８が配置される一方、回転板６の上側に受光素子
であるフォトＩＣ１０が赤外線ＬＥＤ８に対向して配置
されている。即ち、回転板６に形成したスリット６１に
接近してこれを挟み込む様に２個の赤外線ＬＥＤ８およ
び２個のフォトＩＣ１０を配置している。赤外線ＬＥＤ
８およびフォトＩＣ１０を相互に接近して２組を配線基
板１に実装すると、回転板６をこれら両者間に介在させ
るに多くの組み立て上の困難を伴うところから、赤外線
ＬＥＤ８およびフォトＩＣ１０は配線基板１に一挙に実
装することはしないで、上述の如く回転板６の双方の側
から実装しており、組み立て作業性は良くない。

【０００９】そして、光学式エンコーダは手動操作され
るものであるので、油或は化学物質を含む液体その他の
汚染物質が付着してこれを洗浄しなければならない場合
が頻繁に生ずる。この様な場合、特に汚染される恐れの
あるツマミ５、シャフト４、カバー３を、赤外線ＬＥＤ
８、フォトＩＣ１０、配線基板１の如き洗浄に適さない
部材から一括して容易に分解して取り外したい。しか
し、回転板６に接近してこれを挟み込む様に２個の赤外
線ＬＥＤ８および２個のフォトＩＣ１０を配置した構成
を採用すると、ケース２の嵌合凸部２２からカバー３の
嵌合孔３２を解放してツマミ５、シャフト４、カバー３
を一体の状態で取り外そうとしても、２個のフォトＩＣ
１０が回転板６の障害となって全体を引き上げ取り外す
ることができない。

【００１０】この発明は、上述の問題を解消した組み立
て分解作業性の良好な光学式エンコーダを提供するもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】円周方向に複数のスリッ
ト６１を形成した回転板６に導光体７を組み合わせ、回
転板６を透過した信号用発光素子８の放射する光を導光
体７により偏向して受光素子１０に入射する光学式エン
コーダを構成した。そして、回転板６は遮光性合成樹脂
或は金属より成り、導光体７は光透過性合成樹脂より成
る光学式エンコーダを構成した。

【００１２】また、導光体７は回転板６を透過した信号
用発光素子８の放射する光を全反射する全反射部７３を
有するものである光学式エンコーダを構成した。更に、
受光素子１０は回転板６の周縁部側方に配置した光学式
エンコーダを構成した。ここで、信号用発光素子８と受
光素子１０とを実装する配線基板１を具備し、配線基板
１に結合される筒状のケース２を具備し、回転板６およ
び導光体７を組み合わせ取り付けたシャフト４を具備
し、シャフト４の軸受３１が形成されケース２に嵌合固
定されるカバー３を具備する光学式エンコーダを構成し
た。

【００１３】そして、信号用発光素子は赤外線ＬＥＤ８
より成り、受光素子はフォトＩＣ１０より成る光学式エ
ンコーダを構成した。また、導光体７に可視光を投光す
る照明用発光素子９を配線基板１に実装し、カバー３を
光透過性合成樹脂により構成する光学式エンコーダを構
成した。更に、ツマミ５は光透過性合成樹脂より成る光
学式エンコーダを構成した。

【００１４】そして、導光体７はシャフト４の下部が嵌
合固定される皿状基部７１およびカバー３に近接して皿
状基部７１の上端部に形成される円環導光部７４より成
り、皿状基部７１の上面には赤外線ＬＥＤ８に対向する
全反射円環部７３が形成されている光学式エンコーダを
構成した。また、円環導光部７４の上面は光拡散処理の
施された光拡散処理部７５とされている光学式エンコー
ダを構成した。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１およ
び図２を参照して説明する。図１はこの発明の実施例を
説明する縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿っ
た横断面を示す図である。１は配線基板を示す。この配
線基板１の上面には、８により示される赤外線ＬＥＤ、
１０により示される受光素子であるフォトＩＣが実装さ
れている。赤外線ＬＥＤ８とフォトＩＣ１０の組は図２
に示される如く２組具備されている。配線基板１には、
更に、照明用ＬＥＤ９も実装されている。また、配線基
板１の中心部には１２により示される貫通孔が形成さ
れ、後で説明されるシャフトの下端を支持するシャフト
支持部材１３が貫通設置されている。

【００１６】２は円筒状のケースである。ケース２の下
端には、２１により示されるフックが円周方向に等間隔
に複数本延伸して形成されている。このフック２１が配
線基板１に対応して穿設される１１により示される挿通
孔に弾性的に挿通結合して配線基板１とケース２とは相
互に結合される。３はケース２に嵌合するカバーであ
る。３１はカバー３の中心部に形成された軸受である。
カバー３は軸受３１をも構成するものであるところか
ら、自己潤滑性を有する材料により構成される。カバー
３を構成する材料として例えばポリアセタールが採用さ
れる。ポリアセタールは自己潤滑性を有すると共に光透
過性をも有している。このカバー３の側壁には、３２に
より示される嵌合孔が円周方向に等間隔に複数個穿設さ
れている。この嵌合孔３２にはケース２に対応して形成
される２２により示される嵌合凸部が嵌合し、ケース２
にカバー３が取り付けられる。

【００１７】軸受３１には４により示されるシャフトが
挿通される。このシャフト４の下部にはＤカット部４１
が形成され、ここに６により示される回転板および７に
より示される導光体がこのＤカット部４１により回軸止
めして取り付けられる。５はシャフト４の上端部に圧入
して取り付けられるツマミである。この回転板６には円
周方向にピッチ角αの等ピッチにスリット６１が穿設さ
れている。

【００１８】導光体７は光透過性合成樹脂により構成さ
れ、照明用ＬＥＤ９から投光される光を透過すると共に
内部を導光せしめ、そして赤外線ＬＥＤ８から放射され
る赤外線を入射して反射させる作用をするものである。
この導光体７は、シャフト４の下部が嵌合固定されるＤ
型孔７２が形成される皿状基部７１および皿状基部７１
の上端部に一体的にカバー３に平行に形成される円環導
光部７４より成る。照明光を円環導光部７４に導光せし
めることにより、照明用ＬＥＤ９は３個程度を具備すれ
ば事足りる。皿状基部７１の上面には、赤外線ＬＥＤ８
に対向する全反射円環部７３が形成されている。この全
反射円環部７３は、赤外線ＬＥＤ８が配線基板１から垂
直上方に赤外線を放射するものとして、水平面から４５
゜傾斜した面により構成される。円環導光部７４の上面
全面は光拡散処理の施された光拡散処理部７５とされて
いる。

【００１９】赤外線ＬＥＤ８と、導光体７の全反射円環
部７３と、フォトＩＣ１０の三者の光学的相互位置関係
は赤外線ＬＥＤ８から放射された赤外線が回転板６のス
リット６１を介して皿状基部７１に入射直進し全反射円
環部７３において全反射し、皿状基部７１中を直進して
フォトＩＣ１０の受光部１０１に入射する関係とされ
る。即ち、受光素子であるフォトＩＣ１０をシャフト４
と赤外線ＬＥＤ８の中心を通る直線上にほぼ中心が来る
配置とし、フォトＩＣ１０の受光部１０１の高さは、赤
外線ＬＥＤ８から放射される光が導光体７の全反射円環
部７３において全反射して入射する高さとする。そし
て、赤外線ＬＥＤ８およびフォトＩＣ１０の２組の相互
位置関係は、スリット６１のピッチ角αに対してｎα＋
α／２（ｎは整数）となる角度で配置する。ここで、α
＝３６０゜／ｍ（ｍは整数）に設定する。図２はｍ＝１
２、ｎ＝４とした例である。

【００２０】ここで、この発明の光学式エンコーダの組
み立て方について説明する。先ず、配線基板１に２個の
赤外線ＬＥＤ８、３個の照明用ＬＥＤ９、２個のフォト
ＩＣ１０を上述した通りの光学的相互位置関係に実装
し、シャフト支持部材１３を配線基板１の中心部に形成
された貫通孔１２に貫通設置する。ケース２の下端に形
成されるフック２１を、配線基板１に対応して穿設され
る挿通孔１１に弾性的に挿通結合し、配線基板１にケー
ス２を結合固定する。

【００２１】シャフト４の回軸止めのＤカット部４１に
回転板６および導光体７を挿通取り付ける。カバー３の
軸受３１にシャフト４を挿通した状態においてカバー３
をケース２に嵌合し、カバー３をケース２に対して更に
押し込み、カバー３の側壁に穿設される嵌合孔３２にケ
ース２に対応して形成される嵌合凸部２２を嵌合せしめ
てケース２にカバー３を取り付ける。

【００２２】カバー３の外部に突出したシャフト４の先
端部に操作用のツマミ５を圧入固定することにより組み
立ては終了する。ところで、この発明の光学式エンコー
ダの分解は、ケース２の嵌合凸部２２からカバー３の嵌
合孔３２を解放すれば、ツマミ５、シャフト４、カバー
３、導光体７および回転板６を一体の状態でそのまま取
り外すことができる。これは、回転板６が２個の赤外線
ＬＥＤ８と２個のフォトＩＣ１０との間に挟み込まれて
はおらず、これらが回転板６の引き上げ取り外しに際し
て障害となっていないからである。

【００２３】

【発明の効果】以上の通りであって、回転板６に導光体
７を組み合わせて回転板６を透過した信号用発光素子８
の放射する光を導光体７により偏向して受光素子１０に
入射することにより、発光素子８と受光素子１０との間
に回転板６を挟み込む構成を採用する必要はなくなり、
光学式エンコーダの組み立て分解作業性を向上すること
ができる。

【００２４】そして、この導光体７を更に利用し、光学
式エンコーダ内部に実装した照明用発光素子９から導光
体７に可視光線を投光して透過させると共に導光体内部
をも導光せしめ、これによりツマミ５およびカバー３そ
の他より成るエンコーダ操作部を照明することができ、
暗所における光学式エンコーダの操作性は向上すること
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明する断面図。

【図２】図１のＡＡ線における断面を示す図。

【図３】従来例を説明する断面図。

【符号の説明】

１ 配線基板 ２ ケース ３ カバー ３１ 軸受 ４ シャフト ５ ツマミ ６ 回転板 ６１ スリット ７ 導光体 ７１ 皿状基部 ７３ 全反射部 ７４ 円環導光部 ７５ 光拡散処理部 ８ 信号用発光素子 ９ 照明用発光素子 １０ 受光素子

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向に複数のスリットを形成した回
   転板に導光体を組み合わせ、回転板を透過した信号用発
   光素子の放射する光を導光体により偏向して受光素子に
   入射することを特徴とする光学式エンコーダ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載される光学式エンコーダ
   において、 回転板は遮光性合成樹脂或は金属より成り、導光体は光
   透過性合成樹脂より成ることを特徴とする光学式エンコ
   ーダ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載される光学式エンコーダ
   において、 導光体は回転板を透過した信号用発光素子の放射する光
   を全反射する全反射部を有するものであることを特徴と
   する光学式エンコーダ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の内の何れかに
   記載される光学式エンコーダにおいて、 受光素子は回転板の周縁部側方に配置されることを特徴
   とする光学式エンコーダ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載される光学式エンコーダ
   において、 信号用発光素子および受光素子を実装する配線基板を具
   備し、 配線基板に結合される筒状のケースを具備し、 回転板および導光体を組み合わせ取り付けたシャフトを
   具備し、 シャフトの軸受が形成されケースに嵌合固定されるカバ
   ーを具備することを特徴とする光学式エンコーダ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載される光学式エンコーダ
   において、 信号用発光素子は赤外線ＬＥＤより成り、受光素子はフ
   ォトＩＣより成ることを特徴とする光学式エンコーダ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載される光学式エンコーダ
   において、 導光体に可視光線を投光する照明用発光素子を配線基板
   に実装し、 カバーを光透過性合成樹脂により構成することを特徴と
   する光学式エンコーダ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載される光学式エンコーダ
   において、 ツマミは光透過性合成樹脂より成ることを特徴とする光
   学式エンコーダ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載される光学式エンコーダ
   において、 導光体はシャフトの下部が嵌合固定される皿状基部およ
   びカバーに近接して皿状基部の上端部に形成される円環
   導光部より成り、皿状基部の上面には赤外線ＬＥＤに対
   向する全反射円環部が形成されていることを特徴とする
   光学式エンコーダ。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載される光学式エンコー
    ダにおいて、 円環導光部の上面は光拡散処理の施された光拡散処理部
    とされていることを特徴とする光学式エンコーダ。