JPS6221935Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は測定器用接点型エンコーダ、特に低消
費電流の電池駆動などによる小型測定器に好適な
測定器用接点型エンコーダに関するものである。

測定子の機械的変位を電気的なデジタル信号と
して検出するエンコーダが周知であり、測長機あ
るいは位置検出器その他として種々の測定分野に
応用されている。この種のエンコーダは被測定物
の長さをスケールその他の変位量として電気的に
検出し、この電気的な検出手段としては電磁型、
静電型あるいは光電型など種々の形式が知られて
おり、特に光電変換型のエンコーダは装置を小型
化しまた高精度の測定が可能であるなどの利点か
らマイクロメータ、ノギスあるいは座標測定機な
どとして広く実用化されている。

しかしながら、従来のこの種の装置は比較的高
価格であり、また消費電流が比較的大きいという
欠点を有していた。特に、近年の小型測長機その
他においては装置の駆動源として電池が用いら
れ、このために低消費電流で長寿命のものが要望
されている。そして、デジタル型変位検出装置で
はその電気的な処理がＣ−MOS回路から形成さ
れ、これらの電気的な処理回路部での消費電流が
著しく小さいという利点を有するが、これに対し
て従来の例えば光電型装置では光電変換のための
発光器例えば発光ダイオードなどが大きな消費電
流を有するために全体の消費電流が増加するとい
う問題を生じさせていた。

前述した非接触型のエンコーダに対して、従来
より接点の接触による開閉作動から電気的なデジ
タル信号を検出する接点型エンコーダが知られて
おり、簡単な構造で機械的変位を電気的に検出可
能であるという利点を有し従来よりある種の分野
においては実用化されていたが、この使用分野は
精度を必要としない位置決め機構あるいは大型駆
動機構の回転位置検出装置などとして用いられて
いたのみで小型のかつ高精度を必要とする特に測
長機などにおいては全くその利用が考慮されてい
なかつた。すなわち、この種の接点型では接点の
信頼性が低く接触状態が極めて不安定でありまた
長時間の使用によつて極めて容易に接触状態が変
化するなどの根本的な欠点を有していたため、接
触不良が直接誤差の発生原因となる測長機などで
は使用することが不可能とされていた。

しかしながら、この装置は一面において、電圧
の印加のみで機械的変位を電気的なデジタルパル
スに変換可能であつて基本的に電流消費を必要と
しないという利点があり、本考案者はこの利点を
近年の電圧型素子である例えばＣ−MOSトラン
ジスタなどと組合せることにより低消費電流の電
池駆動可能な小型測長機への応用について着目し
た。

ところが、このような接点型エンコーダでは、
検出接点の開閉作動時にその開閉作動に伴い変化
する入力電圧に種々のノイズが混入するという欠
点があり、この結果、測定器の精度及び信頼性が
著しく損なわれるという問題があつた。この種の
ノイズは主として接点の表面状態例えば汚れある
いは高抵抗部の存在その他長期間の使用による表
面劣化などに起因し、これらのノイズ混入を完全
に防止することは不可能であつた。

第１図には前述した接点型エンコーダの概略構
成が示され、所定間隔で配列された複数の導電体
からなるスリツト接点群１０，１２と、該スリツ
ト接点群１０，１２に対して測定子の機械的変位
に対応してAB方向に移動する摺動接点１４が設
けられ、摺動接点１４に抵抗１６を介して直流電
源である電池１８が接続され、スリツト接点群１
０，１２と摺動接点１４との間に検出電圧が印加
されている。両スリツト接点群１０，１２は例え
ば円板の側面に蒸着などにより形成されたスリツ
ト電極から形成されあるいは直線状のスリツト電
極群から形成することができ、また摺動接点１４
は測定子と連動して回転あるいは直線運動するブ
ラシ接点から形成することができる。従つて、摺
動接点１４の矢印AB方向への移動に伴い、スリ
ツト接点１０または１２と摺動接点１４間の開閉
作動に伴い、端子２０，２２からは摺動接点１４
の移動量に対応するデジタル信号を検出すること
ができる。そして、スリツト接点群１０，１２を
所定の位相差、第１図においては90度の位相差で
配列することにより、両端子２０，２２からは正
弦波（進み）及び余弦波（遅れ）を基本波とする
方形波信号を得ることが可能となる。

しかしながら、前述したように、単なるスリツ
ト接点１０，１２とブラシ接点１４とから検出接
点を形成した場合、端子２０，２２には外乱によ
るノイズが混入しまた特に検出接点の開閉臨界状
態において接点間の不完全接触によつて無視でき
ないノイズが発生することが知られており、第２
図には所定の測定信号すなわち領域Ｔの前後にお
いて外乱ノイズあるいは臨界ノイズが生じている
状態が示されている。従つて、従来装置では、こ
れらのノイズ特に接点間の接触不良によるノイズ
によつてデジタル測定信号のカウントミスなどが
生じ、測定器の精度が著しく低下するという欠点
が生じていた。

本考案は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、接点接触不良に起因するノイ
ズ発生を効果的に除去することのできる改良され
た測定器用接点型エンコーダを提供することにあ
る。

上記目的を達成するために、本考案は一定間隔
で整列配置された複数の導電体からなるスリツト
接点と、測定子の機械的変位に連動して前記スリ
ツト接点と相対的に摺動するブラシ接点と、両接
点間に検出電圧を印加する電源と、を含む測定器
用接点型エンコーダにおいて、前記ブラシ接点は
電気的に共通接続された複数の素ブラシ接点から
なり、各素ブラシ接点は微小接点群からなるとと
もにブラシ接点の相対的摺動方向に沿つてスリツ
ト接点の異なる導電体に対応して形成され、前記
スリツト接点はその導電体幅がスリツト幅よりも
狭く設定され、いずれかの素ブラシ接点がスリツ
ト接点の導電体と接触した時に検出信号を出力す
ることを特徴とする。

以下図面に基づいて本考案の好適な実施例を説
明する。

第３図には本考案にかかる接点型エンコーダの
好適な実施例が概略図で示され、円板あるいは直
線スケールなどに蒸着形成された複数の導電体が
一定間隔で整列配置された櫛型のスリツト接点１
０が設けられている。そして、前記スリツト接点
１０に対して相対移動するようにブラシ接点１４
が設けられているが、本考案において特徴的なこ
とは、ブラシ接点１４がそれぞれ異なるスリツト
接点に対応して配置された複数の素ブラシ接点か
らなることであり、実施例においては、隣接する
３個のスリツトに対してそれぞれ等間隔で３本の
素ブラシ接点１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられ
ている。そして、各素ブラシ接点１４ａ，１４
ｂ，１４ｃは第３図からも明らかなごとく、該ブ
ラシ接点の相対的摺動方向と略直交する方向に配
列された微小接点群からなるとともに、それぞれ
電気的に共通接続され、いずれかの素ブラシ接点
がスリツト接点１０の導電体と接触した時に検出
接点から検出信号が得られることとなる。

本考案の実施例は以上の構成からなり、各素ブ
ラシ接点１４ａ，１４ｂ，１４ｃがそれぞれ並列
に共通接続され、各素ブラシ接点がスリツト接点
１０に対応して設けられているので、少なくても
いずれか１個の素ブラシ接点がスリツト接点１４
と接触した時に検出信号を得ることが可能とな
り、残りの素ブラシ接点がスリツト接点１０と不
整な接触状態となつた場合においても正常な接触
状態にある素ブラシ接点から所望の検出信号を取
り出すことが可能となり、接点接触不良により生
じていた従来のカウントミスが確実に防止可能で
ある。

図示した実施例では各素ブラシ接点１４ａ，１
４ｂ，１４ｃがそれぞれ隣接したスリツトと対応
して設けられているが、本考案において、各素ブ
ラシ接点の配置は任意に選択され、複数個のスリ
ツトを隔てて素ブラシ接点を設けることも可能で
ある。

また、本考案においては、複数の素ブラシ接点
が並列接続され、これらの素ブラシ接点とスリツ
ト接点との接離は必ずしも一致した時期に行われ
るとは限らず、このために、最先にスリツト接点
１０と接触する素ブラシ接点の接触時期から最後
にスリツト接点１０から離れるいずれかの素ブラ
シ接点の開離時期との間すなわち接触時間が従来
より若干長くなる事態が生じ、このことによる検
出信号の「Ｈ」「Ｌ」時間との比すなわち検出パ
ルス信号のデユーテイ比が従来とは若干異なる場
合が生じる。本実施例においてこの検出パルス信
号のデユーテイ比を所望値例えば50％とするた
め、スリツト接点１０はその導電体幅Ａとスリツ
ト幅Ｂとの比を従来とは異なる値に設定すること
が好適であり、実施例においては50％のデユーテ
イ比を得るために、導電体幅Ａをスリツト幅Ｂに
対して僅かに短く設定している。

以上説明したように、本考案によれば、微小接
点群からなり並列接続された複数の素ブラシ接点
によつてブラシ接点とスリツト接点との接触不良
から生じるカウントミスを確実に防止することが
できる。しかも、スリツト接点はその導電体幅が
スリツト幅よりも狭く設定されているので、ブラ
シ接点を複数の素ブラシ接点から形成したことに
基づくデユーテイ比悪化をも防止することがで
き、測定器の精度及び信頼性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は接点型エンコーダの１例を示す概略説
明図、第２図は第１図のエンコーダにかかる検出
波形図、第３図は本考案にかかる測定器用接点型
エンコーダの好適な実施例を示す概略構成図であ
る。 １０……スリツト接点、１４……ブラシ接点、
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……素ブラシ接点、１８
……電源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一定間隔で整列配置された複数の導電体からな
   るスリツト接点と、 測定子の機械的変位に連動して前記スリツト接
   点と相対的に摺動するブラシ接点と、 両接点間に検出電圧を印加する電源と、 を含む測定器用接点型エンコーダにおいて、 前記ブラシ接点は、電気的に共通接続された複
   数の素ブラシ接点からなり、各素ブラシ接点は微
   小接点群からなるとともにブラシ接点の相対的摺
   動方向に沿つてスリツト接点の異なる導電体に対
   応して形成され、 前記スリツト接点は、その導電体幅がスリツト
   幅よりも狭く設定され、 いずれかの素ブラシ接点がスリツト接点の導電
   体と接触した時に検出信号を出力することを特徴
   とする測定器用接点型エンコーダ。