JPH10239104A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリエンコーダを覆うためのカバーを別
途に用意することなく、粉塵等の内部侵入を防止するこ
とのできるロータリエンコーダを提供する。 【解決手段】 回転軸３に取付けられ任意のパターンが
形成された符号板４と、回転軸３を回転自在に納めた支
持部材１と、パターンを検出して検出信号を出力する光
センサ９及び磁気センサ１０と、検出信号を処理する任
意の電気素子を実装した基板８を備えたロータリエンコ
ーダにおいて、支持部材１は符号板４を収納する凹部２
０を有し、凹部２０の開口部を基板８にて略塞いでな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、任意の測定対象の
回転量を検出するためのロータリエンコーダに関し、特
にその支持部材に特徴を有するロータリエンコーダに関
する。

【０００２】

【従来の技術】任意の測定対象の回転量を検出するた
め、ロータリエンコーダが広く用いられている。このロ
ータリエンコーダは、モータ等の測定対象に連係されて
共に回転する符号板を備え、該符号板の回転量をセンサ
により検出することによって、測定対象の回転量を検出
するものである。

【０００３】このようなロータリエンコーダには、符号
板の回転量を検出する方法によって光学式、磁気式若し
くはこれら両方を併用したものに大別され、要求される
精度やコストに応じて使い分けられている。このうち、
光学式のロータリエンコーダは、上記符号板に、その円
周方向に沿って多数のスリットを備え、スリットを透過
する光を光センサで検知することによって、回転軸の回
転量を検出する。また、磁気式のロータリエンコーダ
は、上記符号板を磁性体で形成し、符号板の回転に伴う
磁気の変化を磁気センサで検知することによって、回転
軸の回転量を検出する。

【０００４】図５は光学式及び磁気式の双方を備えた従
来のロータリエンコーダの一例を示している。この図５
において、軸受け部材を内装した支持部材２０には、そ
の基端側に符号板２１を備えた回転軸２２が回転自在に
支承されている。符号板２１の外周部には、円周方向に
沿って多数のスリットが交互に形成されると共に、その
中央付近には、磁気パターンを有する磁性体２３が設け
られている。また支持部材２０の上面には、上記符号板
２１のスリットに光を照射するための光源２４が取付け
られている。

【０００５】上記支持部材２０には、３枚の基板２５
が、スペーサ２６を介して固定されている。このうち符
号板２１に最も近い基板２５には、上記符号板２１のス
リットに対向して光センサ２７と、上記磁性体２３に対
向して磁気センサ２８がそれぞれ固定されている。光セ
ンサ２７は、上記光源２４から照射され、回転する符号
板２１のスリットによって透過される光を受光し、これ
がパルス信号に変換されて、そのパルス数に応じて符号
板２１の回転角が算出される。また、磁気センサ２８
は、磁性体２３の磁気パターンの変化を検知し、これが
パルス信号に変換されて、そのパルス数に応じて符号板
２１の回転数が算出される。

【０００６】上記の如く構成されるロータリエンコーダ
３０は、図６に示すように、回転軸２２の先端に取付け
たカップリング３１を介してモータ３２の回転軸３３と
結合して使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のロータリエンコーダにおいては、符号板２１、光セン
サ２７及び磁気センサ２８といった高精度の要求される
部材が外部に露出していたので、これらに対し、その周
囲環境にて発生した霧状の油膜や粉塵、鉄粉等が付着し
て、その信頼性を低下させる恐れがあった。

【０００８】このため従来は、前述のような問題を回避
するため、図７に示すように、ロータリエンコーダ全体
をカバー３５で覆い、粉塵等の侵入を防いぐものも提案
されていた。しかしながら、図６のような使用状態にお
いては、モータ３２及び該モータ３２と連係したロータ
リエンコーダ３０を、さらにカバー３４で覆ってモータ
３２やカップリング部等に対する粉塵対策を行う場合も
あり、カバーが重複して、コストの上昇を招くといった
問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、ロータリエンコーダを覆うためのカバ
ーを別途に用意することなく、上記粉塵等の内部への侵
入を防止することのできるロータリエンコーダを提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の本発明は、回転軸に取付けられ、任意の
パターンが形成された符号板と、前記回転軸を回転自在
に納めた支持部材と、前記任意のパターンを検出して検
出信号を出力する検出手段と、前記検出信号を処理する
任意の電気素子を実装した基板とを備えたロータリエン
コーダにおいて、前記支持部材は前記符号板を収納する
凹部を有し、前記凹部の開口部を前記基板にて略塞いで
なる、ことを特徴として構成されている。

【００１１】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の本発明において、前記検出手段を前記符号板に対
向するよう前記基板に配置し、前記検出手段を前記符号
板と共に前記凹部内に略納めてなる、ことを特徴として
構成されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に沿って説明する。図１は本発明に係るロータリエンコ
ーダの一実施形態における外観側面図、図２はその断面
図、図３は図１の要部斜視図である。これら各図におい
て、ロータリエンコーダは、大小２つの角筒体を積み重
ねてなる外観の支持部材１を備えている。この支持部材
１はアルミダイキャストにより成型されるもので、図２
に示すように、その小径角筒部分の内側には、２つのベ
アリング２、２が固定され、このベアリング２、２を介
して回転軸３が回転自在に支承されている。

【００１３】一方、図２に示すように、上記回転軸３の
一端（図２において下端）は、支持部材１の外へ突出し
て、モータ等の図示しない測定対象に対して図示しない
カップリング部材によって連結される。回転軸３の他端
（図２において上端）には符号板４が固定されている。

【００１４】ここで、前記支持部材１の大径角筒部分の
外端部には、凹部２０が形成されている。凹部２０は、
壁部１ａにてその全周を囲まれており、この内部に符号
板４が配置されている。この壁部１ａの上端は符号板４
より外側に突出して形成されており、この壁部１ａによ
って符号板４の全外周が覆われている。この符号板４
は、回転軸３に固定されたハブ４ａにビス止めされるこ
とにより、回転軸３に固定されている。この符号板４に
は、その円周方向に等間隔で多数の図示しないスリット
が形成されており、またこの符号板４の上面には、円周
方向に変化する図示しない磁気パターンを有する磁性体
５が取付けられている。

【００１５】支持部材１には、ベアリング２の外周位置
に回転軸３の軸方向と平行に貫通孔１ｂが形成され、こ
こに光源６及びレンズ７が取付けられている。光源６か
らの光は、レンズ７で平行光線とされ、符号板４のスリ
ットに向けて照射される。

【００１６】図において８は、電気部品を実装した基板
である。この基板８は、凹部２０の開口より若干広い平
面形状にて形成されており、この基板８が壁部１ａの上
面に載置され、図３に示すように、上記支持部材１に対
しその四隅に設けたネジ１１によって固定されている。
したがって、凹部２０の開口は、この基板８によって略
完全に閉塞されている。

【００１７】この基板８には、図２に示すように、光セ
ンサ９が設けられている。この光センサ９は、その受光
面が光源６からの光を不図示のインデックススケールを
介して受光できるように、基板８の下面側に取付けられ
ている。したがって、光センサ９の受光面も、符号板４
と同様に、凹部２０内に配置されている。この光センサ
９は、上記光源６から照射され、回転軸３の回転により
回転する符号板４のスリットによって透過される光を受
光する。光センサ９によって受光された光は、基板８に
実装された電気部品（Ａ／Ｄ変換器等）によって電気信
号（パルス信号）に変換され、単位時間当たりのパルス
数に応じて回転軸３の回転角が算出される。

【００１８】また図２に示すように、基板８下面の上記
磁性体５に対向する位置には、磁気センサ１０が備えら
れている。したがって磁気センサ１０も、符号板４と同
様に、凹部２０内に配置されている。磁気センサ１０
は、回転軸３の回転に伴う磁性体５の磁束の変化を検知
し、回転軸３の回転数を算出する。すなわち、本実施形
態におけるロータリエンコーダは、磁気センサ１０によ
って回転軸３の回転数を検出すると共に、光センサ９に
よって回転軸３の１回転内の回転角を検出するものであ
る。

【００１９】さてこれまで本発明の一実施形態について
説明したが、本発明は上記に示した実施形態に限定され
ず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態に
て実施されてよいものであり、以下、これら異なる形態
について説明する。まず実施形態では１枚の基板８上に
すべての電気部品を実装したものを示したが、図５に示
す従来のロータリエンコーダと同様に、複数枚の基板
８、８を備えてもよく、このうちのいずれかの基板８に
よって上記支持部材１の凹部２０を閉塞してもよい。さ
らにこの場合、各基板８相互を連結するためのネジを支
持部材１側に貫通させ、これによって基板８の支持部材
１への取り付けを実現することもできる。

【００２０】また上記実施形態において、壁部１ａと基
板８との間にシーリング材を設け、て密閉性を高めるよ
うにしてもよい。また基板８の固定は、上記形態のよう
なネジ止めでなく、他の方法、例えば基板と支持部材に
係止爪を設けこれらを係合させたり、両者を接着する等
の方法により基板の固定を実現することができる。

【００２１】また上記実施形態においては、ロータリエ
ンコーダの回転軸３を支持部材１から突出させた構造の
ものを示したが、回転軸を支持部材から突出させないフ
ォローシャフトを有するロータリエンコーダに本発明を
適用することが可能である。図４はフォローシャフトを
有する本発明に係るロータリエンコーダの断面図を示し
ている。フォローシャフト型のロータリエンコーダは、
その回転軸３に凹部３ａを有している。この凹部３ａに
図示しないモータの回転軸を挿入し、嵌合することによ
ってモータとの連結を実現する。本実施形態において支
持部材１の構造、基板８の配置等他の構成部分は、先の
実施形態と共通であるため、その説明を省略する。その
他、上記実施形態では光学式及び磁気式センサの双方を
備えたロータリエンコーダに本発明を適用した例を示し
たが、その何れか一方を備えたロータリエンコーダに本
発明を適用することができる。また上記実施形態では、
ロータリエンコーダの全体形状を角筒形状としたが、円
筒形状としてもよい。

【００２２】

【発明の効果】これまで説明したように請求項１記載の
本発明によれば、支持部材には前記符号板を収納する凹
部を形成し、凹部の開口部を前記基板にて略塞いでなる
ことにより、ロータリエンコーダを構成する既存の部品
である支持部材と基板とで符号板を覆い、これらを油膜
や粉塵から保護することができるという効果がある。そ
の結果、ロータリエンコーダを覆うために別途カバー部
材等を用意する必要が無くなり、コストを削減すること
ができる。

【００２３】さらに請求項２記載の本発明によれば、検
出手段を前記符号板に対向するよう前記基板に配置し、
前記検出手段を前記符号板と共に前記凹部内に略納めて
なることにより、支持部材と基板とで検知手段をも覆う
ことができ、検知手段をも油膜や粉塵から保護すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリエンコーダの一実施形態
における外観側面図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】支持部材と基板との接合関係を示す分解斜視図
である。

【図４】フォローシャフトを有する本発明の一実施形態
に係るロータリエンコーダの断面図である。

【図５】従来のロータリエンコーダを示す側面図であ
る。

【図６】ロータリエンコーダの使用状態を示す側面図で
ある。

【図７】カバー部材を備えた従来のロータリエンコーダ
を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 支持部材 １ａ 壁部 １ｂ 貫通孔 ２ ベアリング ３ 回転軸 ４ 符号板 ４ａ ハブ ５ 磁性体 ６ 光源 ７ レンズ ８ 基板 ９ 光センサ １０ 磁気センサ １１ ネジ ２０ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 喜二 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に取付けられ、任意のパターンが形
   成された符号板と、 前記回転軸を回転自在に納めた支持部材と、 前記任意のパターンを検出して検出信号を出力する検出
   手段と、 前記検出信号を処理する任意の電気素子を実装した基板
   と、を備えたロータリエンコーダにおいて、 前記支持部材は前記符号板を収納する凹部を有し、 前記凹部の開口部を前記基板にて略塞いでなる、ことを
   特徴とするロータリエンコーダ。
2. 【請求項２】前記検出手段を前記符号板に対向するよう
   前記基板に配置し、 前記検出手段を前記符号板と共に前記凹部内に略納めて
   なる、ことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコ
   ーダ。