JPH1038617A - ロータリーエンコーダとその製造方法及び光学部材保持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリーエンコーダにおいて、回転スリッ
ト板を保持するフランジ部と固定スリット板を保持する
ホルダ部との間隔を正確に規定でき、しかも容易に製造
できるようにすること。 【解決手段】 フランジ部２１とホルダ部２２とを連結
部２３によって連結した構造の光学部材保持具２０を設
ける。この光学部材保持具２０のフランジ部２１，ホル
ダ部２２を夫々ロータリーエンコーダの回転軸５とベー
ス２に固定した後、連結部２３を切断する。そうすれば
夫々の上面に保持される回転スリット板と固定スリット
板との間隔を精密に規定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学式のロータリー
エンコーダとその製造方法及びロータリーエンコーダに
用いられる光学部品の保持具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は一般的な光学式のロータリーエン
コーダを示す断面図である。ロータリーエンコーダ１は
ベース２に取付けられる軸受け３，４によって回転軸５
を回転自在に保持している。回転軸５にはフランジ６が
固定される。このフランジ６は回転スリット板７を保持
するものである。又ベース２には投光素子８を収納する
ホルダ９が設けられ、その上には固定スリット板１０が
回転スリット板７と対向して配置される。そしてプリン
ト基板１１上に投光素子８に対向する位置に受光素子１
２が取付けられ、受光素子１２の出力を回転角情報とし
て出力する信号処理部の電子回路が実装される。これら
がケース１３に収納されてロータリーエンコーダ１が構
成されている。

【０００３】さてロータリーエンコーダは高分解能及び
精度を確保するためには固定スリット板１０と回転スリ
ット板７との間隔を正確な設計値、例えば６０〜１００
μｍ程度の間隔に設定する必要がある。従って従来は固
定スリット板１０と回転スリット板７との間隔を正確に
規定するために、以下の第１〜第３の方法が採られてい
る。第１の方法は図７に示すようにフランジ６を回転軸
５に圧入する圧入機１４に変位センサ１５を取付け、変
位センサ１５がホルダ９の上面に固定された固定スリッ
ト板１０に接触してから所定の間隔、例えば６０〜１０
０μｍ正確にフランジ６を圧入することによって、固定
スリット板１０と回転スリット板７との間隔を規定する
ものである。又第２の方法は図８に概略図を示すよう
に、適当な位置までフランジ６を圧入した後、ホルダ９
の上面にある固定スリット板１０との間隔が所定値とな
るようにフランジ６の上面を切削加工して、回転スリッ
ト板７と固定スリット板１０との間隔を調整するもので
ある。又図９に第３の方法の概略図を示すように、適当
な位置までフランジ６を圧入した後、ホルダ９をベース
２に接続する際にスペーサ１６を積層して取付け、この
スペーサ１６の枚数を調整することにより、回転スリッ
ト板７と固定スリット板１０との間隔を調整することも
行われている。この場合には人手によってスペーサ１６
の積層する枚数を調整する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のロー
タリーエンコーダにおいて、高精度のロータリーエンコ
ーダを得るためにスリット板の間隔を正確に規定するた
めには、いずれの方法でも圧入力が９．８ＭＮ程度必要
となるため、圧入機等の大がかりな装置が必要となり、
製造価格が上昇するという欠点があった。又第１の方法
では、圧入力や部品精度のばらつきから正確に規定する
ことが難しいという欠点があった。フランジを切削する
第２の方法の場合には、正確にその厚さを調整する必要
があるため熟練を要し、又高精度の工作機械等が必要と
なる。更にホルダにスペーサを積層する第３の方法の場
合には、調整に手間がかかるだけでなく、積層されるス
ペーサの厚みの公差も累積するため、スリット板の間隔
を正確に設定できず、精度が劣化するという欠点があっ
た。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、大がかりな工作機械や圧入機等
を用いることなくスリット板間の間隔を正確な値に設定
でき、しかも容易に製造することができるロータリーエ
ンコーダ及びこれに用いられる光学部材保持具を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、ベースに回転自在に保持された回転軸と、前記回転
軸に固定されたフランジと、前記フランジに載置された
回転スリット板と、前記ベースに保持されたホルダと、
前記回転スリット板と平行に所定間隔を隔てて前記ホル
ダに保持された固定スリット板と、前記固定スリット板
及び前記回転スリット板を挟んで配置される投受光素子
と、を有するロータリーエンコーダであって、前記フラ
ンジ及びホルダは連結部を介して光学部材保持具として
夫々回転軸及びベースに固定され、該連結部を切断して
構成されることを特徴とするものである。

【０００７】本願の請求項２の発明は、中心に貫通孔が
形成され上面を回転スリット板保持面とするフランジ部
と、前記フランジ部の回転スリット板保持面より所定間
隔を隔てて平行に形成された固定スリット板の保持面を
有するホルダ部と、前記フランジ部及び前記ホルダ部を
連結する連結部と、有することを特徴とするものであ
る。

【０００８】本願の請求項３の発明では、前記連結部
は、前記フランジ部の回転スリット板を保持面及び前記
ホルダ部の固定スリット板保持面よりも内側に段差を設
けて形成されたことを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項４の発明では、前記光学部材
保持具は、前記フランジ部，前記ホルダ部及び前記連結
部を同一樹脂で形成したことを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項５の発明では、前記光学部材
保持具は、前記フランジ部及び前記ホルダ部の一方を金
属部材により成形し、他方及び連結部を樹脂材料により
該金属部材と共に一体成形したことを特徴とするもので
ある。

【００１１】本願の請求項６の発明は、ベースに回転自
在となるように回転軸を保持し、中心に貫通孔が形成さ
れたフランジ部、前記フランジ部の上面より所定間隔を
隔てて平行に形成された固定スリット板を保持するホル
ダ部、及び前記フランジ部及び前記ホルダ部を連結する
連結部を有する光学部材保持具のフランジ部を前記回転
軸に貫通させると共に、そのホルダ部をベース上に固定
し、前記貫通孔に挿入したフランジ部を固定し、前記光
学部材保持具の連結部を切断し、前記ホルダ部に固定ス
リット板を固定し、前記フランジ部上に回転スリット板
を固定し、前記固定スリット板及び回転スリット板に対
向する位置に投受光素子を配置することを特徴とするも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の第１の実施
の形態によるロータリーエンコーダに用いられる光学部
材保持具の構造を示す斜視図、図１（ｂ）はその側面図
である。この光学部材保持具２０は円柱形で中央部に貫
通孔２１ａを有するフランジ部２１と略直方体状のホル
ダ部２２が連結部２３によって連結された構造となって
いる。フランジ部２１は中心に設けられた貫通孔２１ａ
の周囲の上面側に、後述する接着剤をとどめるための一
定の深さの環状の溝２１ｂが形成されている。フランジ
部２１はロータリーエンコーダの回転スリット板７をそ
の上面である保持面２１ｃに保持するものであり、フラ
ンジ部が圧入される貫通孔２１ａの中心軸と保持面２１
ｃとは正確に垂直となるように構成されている。そして
ホルダ部２２の上面の固定スリット板の保持面２２ａ
は、図１（ｂ）に示すようにフランジ部２１の上面の回
転スリット板の保持面２１ｃからの距離ｄが正確に規定
されるように、図１の光学部材保持具全体が、例えば樹
脂製によって正確に成形されている。又ホルダ部２２の
内側には、投光素子８を保持するための空隙が形成され
ており、図示のように開口２４が設けられる。そして固
定スリット板１０の位置を規定すると共に、光を拡散さ
せないようにフランジ部に対応する位置に縁２５が形成
される。又ホルダ部２２の下面にはホルダ部２２をベー
ス２に固定するための突起２６及び貫通孔２７が設けら
れている。

【００１３】次に本実施の形態による光学部材を用いて
ロータリーエンコーダを組立てる際の手順について説明
する。あらかじめロータリーエンコーダのベース２には
軸受け３，４が固定され、回転軸５が回転自在に保持さ
れているものとする。この状態で図２（ａ）に示すよう
に、回転軸５のフランジ部２１を固定する位置に接着剤
３０を塗布する。そして図２（ｂ）に示すように、前述
した光学部材保持具２０のフランジ部２１の貫通孔２１
ａを回転軸５に合わせて圧入し、ホルダ部２２の下面が
ベース２の上面に当接するまで挿入する。このとき余分
の接着剤３０は環状の溝２１ｂにとどめ、保持面２１ｃ
より上にはみ出さないようにする。そしてホルダ部２２
の突起２６の貫通孔２７にねじを挿入してベース２に固
定する。そして接着剤３０が固まってフランジ部２１が
回転軸５に確実に固定されるまで放置した後、図２
（ｄ）に示すように連結部２３を切断する。こうすれば
従来例のようにフランジ部をホルダ部との距離が一定に
なるように正確に圧入する必要がなく、又フランジ部を
切削加工したりスペーサ等を用いてその高さを調整する
必要がなく、組立てを極めて容易に行うことができる。

【００１４】ここで連結部２３は図１（ｂ）に示すよう
にフランジ部２１の保持面２１ｃ及びホルダ部２２の保
持面２２ａより低い位置に形成することが好ましい。こ
れはいずれかと同一面に連結部２３を形成していた場合
に、連結部２３を切断する際にバリが発生し、それによ
って回転スリット板７又は固定スリット板１０が夫々の
保持面２１ａ，２２ａより傾けて取付けられる可能性が
あるからである。従って連結部２３を図１（ｂ）に示す
ようにフランジ部２１及びホルダ部２２から段差を設け
て構成しておけば、このようなバリによる不都合が生じ
ることがない。

【００１５】こうして光学部材保持具２０をベース２及
び回転軸５に固定した後、ホルダ部２２の上面の固定ス
リット板保持面２２ａに固定スリット板１０を固定す
る。又フランジ部２１の保持面２１ｃに回転スリット板
７を固定する。そして図６に示すように固定スリット板
６と回転スリット板７の対向する位置に投受光素子８，
１２を配置し、ケース１３内に収納してロータリーエン
コーダを構成する。

【００１６】次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では接着剤を用いてフランジ部２１を
回転軸５に固定するようにしているが、第２の実施の形
態では止めねじを用いて固定する。この場合には図３
（ａ）に斜視図、図３（ｂ）に断面図を示すように、あ
らかじめフランジ部２１の側壁に貫通孔２１ａに向けた
横向きの貫通孔２１ｄを形成し、タップを切っておく。
この場合ははみ出た接着剤３０をとどめる部分を設けて
おく必要がないので、溝２１ｂは設けない。その他の構
成は第１の実施の形態と同様である。そして組立て時に
は、まず図４（ａ）に示すようにフランジ部２１を回転
軸５に圧入し、図４（ｂ）に示すようにホルダ部２２を
ねじ止めによってベース２上に固定する。次いで図４
（ｃ）に示すようにフランジ部２１の側面の貫通孔２１
ｄより止めねじ３１により固定する。こうしてホルダ部
２２とフランジ部２１とを夫々ベース２及び回転軸５に
固定した後、図４（ｄ）に示すように連結部２３を切断
する。この場合にも同様にして同一樹脂で形成された光
学部材保持具を用いているため、各スリット板の間隔を
精密に規定することができる。

【００１７】次に図５（ａ）は本発明の第３の実施の形
態による光学部材保持具の斜視図、（ｂ）はその断面図
である。この光学部材保持具はフランジ部又はホルダ部
のいずれか一方を金属部材、他方を樹脂の材料とし、あ
らかじめ金属材料でフランジ部又はホルダ部を成形した
後、一体成形により光学部材保持具を形成したものであ
る。形状自体は第１の実施形態の場合と同様である。こ
こで一体成形とは金型にあらかじめ製造した金属部材を
所定の位置にセットし、そこに樹脂を充填して部品の形
成と結合とを同時に行う方法である。図５ではフランジ
部を金属製部材とし、その側壁に窪みを設けて連結部２
３及びホルダ部２２と一体成形した際に連結できるよう
にしている。

【００１８】こうしてフランジ部２１又はホルダ部２２
の一方を金属とし、他方及び連結部２３を樹脂として一
体成形し、前述した実施の形態と同様に夫々を回転軸及
びベースに固定した後、切断することによって、正確に
固定スリット板と回転スリット板との間隙を調整するこ
とができる。この場合もフランジ部の側面にタップを設
けて止めねじにより回転軸に固定できるようにしてもよ
い。又この光学部材保持具を用いたロータリーエンコー
ダの製造については、前述したものと同様であるので説
明を省略する。

【００１９】尚前述した各実施の形態では、フランジ部
２１を回転軸５に固定する際に接着又は止めねじにより
固定するようにしているが、他の方法で固定してもよ
く、又ホルダ部をベースに接続する際にもねじ止め以外
に接着等他の固定方法を用いてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜６の発明によれば、ロータリーエンコーダの回転ス
リット板と固定スリット板とを夫々回転軸及びベースに
固定する際に、その間隔を正確に規定することができ
る。又元々一体に形成された樹脂等の材料を用いている
ため、ロータリーエンコーダの製造が極めて容易とな
り、価格を大幅に低減することができるという優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態による光学
部材保持具の構成を示す斜視図、（ｂ）はその側面図で
ある。

【図２】本実施の形態により光学部材保持具をロータリ
ーエンコーダに取付ける際の組立方法を示す図である。

【図３】（ａ）は本発明の第２の実施の形態による光学
部材保持具の構成を示す斜視図、（ｂ）はその側面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施の形態による組立方法を示
す図である。

【図５】（ａ）は本発明の第３の実施の形態による光学
部材保持具の構成を示す斜視図、（ｂ）はその断面図で
ある。

【図６】従来のロータリーエンコーダの主要部の構成を
示す断面図である。

【図７】従来のロータリーエンコーダのフランジ及びホ
ルダの第１の取付方法を示す図である。

【図８】従来のロータリーエンコーダのフランジ及びホ
ルダの第２の取付方法を示す図である。

【図９】従来のロータリーエンコーダのフランジ及びホ
ルダの第３の取付方法を示す図である。

【符号の説明】

２ ベース ３，４ 軸受け ５ 回転軸 ７ 回転スリット板 ８ 投光素子 ９ ホルダ １０ 固定スリット板 １１ プリント基板 １２ 受光素子 １３ ケース ２０ 光学部材保持具 ２１ フランジ部 ２１ｃ，２２ａ 保持面 ２２ ホルダ部 ２３ 連結部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに回転自在に保持された回転軸
   と、 前記回転軸に固定されたフランジと、 前記フランジに載置された回転スリット板と、 前記ベースに保持されたホルダと、 前記回転スリット板と平行に所定間隔を隔てて前記ホル
   ダに保持された固定スリット板と、 前記固定スリット板及び前記回転スリット板を挟んで配
   置される投受光素子と、を有するロータリーエンコーダ
   であって、 前記フランジ及びホルダは連結部を介して光学部材保持
   具として夫々回転軸及びベースに固定され、該連結部を
   切断して構成されることを特徴とするロータリーエンコ
   ーダ。
2. 【請求項２】 中心に貫通孔が形成され上面を回転スリ
   ット板保持面とするフランジ部と、 前記フランジ部の回転スリット板保持面より所定間隔を
   隔てて平行に形成された固定スリット板の保持面を有す
   るホルダ部と、 前記フランジ部及び前記ホルダ部を連結する連結部と、
   有することを特徴とする光学部材保持具。
3. 【請求項３】 前記連結部は、前記フランジ部の回転ス
   リット板を保持面及び前記ホルダ部の固定スリット板保
   持面よりも内側に段差を設けて形成されたものであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の光学部材保持具。
4. 【請求項４】 前記光学部材保持具は、前記フランジ
   部，前記ホルダ部及び前記連結部を同一樹脂で形成した
   ものであることを特徴とする請求項２記載の光学部材保
   持具。
5. 【請求項５】 前記光学部材保持具は、前記フランジ部
   及び前記ホルダ部の一方を金属部材により成形し、他方
   及び連結部を樹脂材料により該金属部材と共に一体成形
   したものであることを特徴とする請求項２記載の光学部
   材保持具。
6. 【請求項６】 ベースに回転自在となるように回転軸を
   保持し、 中心に貫通孔が形成されたフランジ部、前記フランジ部
   の上面より所定間隔を隔てて平行に形成された固定スリ
   ット板を保持するホルダ部、及び前記フランジ部及び前
   記ホルダ部を連結する連結部を有する光学部材保持具の
   フランジ部を前記回転軸に貫通させると共に、そのホル
   ダ部をベース上に固定し、 前記貫通孔に挿入したフランジ部を固定し、 前記光学部材保持具の連結部を切断し、 前記ホルダ部に固定スリット板を固定し、 前記フランジ部上に回転スリット板を固定し、 前記固定スリット板及び回転スリット板に対向する位置
   に投受光素子を配置することを特徴とするロータリーエ
   ンコーダの製造方法。