(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回転に１パルス以上のパルスを出力し、そのパルス数及び回転方向を検出するための磁気式パルスエンコーダと、１回転以内の絶対角度を検出する一回転光学式アブソリュートエンコーダとを組み合わせた多回転アブソリュートエンコーダであって、
回転軸に接続された中空軸に支持されるとともに、外周部分に複数種類のパターンからなるスリットを配設した回転スリット板と、
この回転スリット板の半径方向内側位置に支持された磁気式パルスエンコーダ用磁石と、
前記スリットを照射する位置に配設されたＬＥＤと、
このＬＥＤの光軸上であって前記スリットに対してＬＥＤの反対位置に配置された複数の受光素子セルからなる受光素子と、
回転軸と直交する平面上に支持されるとともに前記受光素子を支持固定する基板と、
前記受光素子に対して前記基板の裏面側であって前記磁気式パルスエンコーダ用磁石と対向する位置に配置された磁気検出センサと、
を備えた多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石を、前記磁気検出センサに対して前記回転スリット板の裏面側に配置したことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項２】
請求項１記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石と回転スリット板の間に非磁性材からなるスペーサを挿入したことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項３】
請求項２記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、
前記スペーサと中空軸を同一の非磁性金属により形成したことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項４】
請求項１記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石の外表面に樹脂をコーティングしたことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石、スペーサまたはコーティング樹脂の表面に回転スリット板を接着により取り付けたことを特徴とする多回転アブソリユートエンコーダ
【請求項６】
請求項１記載の多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記中空軸の端面にリング状の溝を形成し、該溝内に前記磁気式パルスエンコーダ用磁石を配置するとともに、該溝の外径部および内径部に連なる中空軸の端面部分で前記回転スリット板を接着固定する構造としたことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項７】
請求項６に記載された多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記回転スリット板と磁気式パルスエンコーダ用磁石との間に、所定の間隔を持たせたことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【請求項８】
請求項６または７に記載された多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石に対向する回転スリット板の内側寄りの位置に１以上の空気穴を形成したことを特徴とする多回転アブソリュートエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多回転アブソリュートエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多回転エンコーダとして、特公平８−１０１４６号公報等に記載されているものがある。それらは図１０の断面図に示すように構成されている。この図の左側にはモータが配置され、その出力軸（図示せず）に中空軸６が取付けられる。この中空軸の左端面部に、外周部にスリットが形成された回転スリット板１３が取り付けられ、中空軸６の右端側が、ベアリング３，４を介してエンコーダケース１に回転自在に支持されている。エンコーダケース１の左端には、回転軸と直交する平面上にプリント基板２２が取り付けられている。エンコーダケース１内の回転スリット板１３のスリットを照射できる位置に、ＬＥＤ２が配置されている。
【０００３】
この回転スリット板１３に対してＬＥＤ２の反対側の位置となるプリント基板２２上にスペーサ１１を介して複数の受光素子セルからなる受光素子５が配置されている。回転スリット板１３の中心部であってプリント基板２２側表面には、磁気式パルスエンコーダ用磁石１４が配置され、この磁気式パルスエンコーダ用磁石１４と対向する位置のプリント基板２２の裏面に磁気検出センサ９が配置されている。なお、図中の１２は受光素子５を接続するボンディング部であり、７はチップ部品である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般には、磁石１４に比べ受光素子５の厚みが極端に薄いため、プリント基板２２に直に受光素子５を取り付けると、受光素子５とスリット板１３との間隔が大きくなりすぎて、スリット板１３を透過したＬＥＤ２からの光が拡散されて受光素子５での検出精度が悪くなる。その対策として、従来は図示されるように、受光素子１２とプリント基板２２との間にスペーサ１１を挿入し、受光素子１２とスリット板１３との間隔を最適な状態に調整していた。
【０００５】
このように、上述した構造の多回転アブソリュートエンコーダにおいては、エンコーダを小型化、高性能化しようとすると、プリント基板２２の両側に部品７等を実装する異が必要になり、部品７と磁石１４とが接触しないような構造にする必要があった。
その結果、上述した小型化をはかると、受光素子の背面にスペーサを挿入する工数が必要になるとともにスペーサの材料費も必要となり、コスト高になる。また、それにともない、使用するスペーサの厚みの公差が大きいため、スリット板と受光素子との間隔を調整する余分な工程が必要となった。
本発明は上記の課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の発明は、１回転に１パルス以上のパルスを出力し、そのパルス数及び回転方向を検出するための磁気式パルスエンコーダと、１回転以内の絶対角度を検出する一回転光学式アブソリュートエンコーダとを組み合わせた多回転アブソリュートエンコーダであって、
回転軸に接続された中空軸に支持されるとともに、外周部分に複数種類のパターンからなるスリットを配設した回転スリット板と、
この回転スリット板の半径方向内側位置に支持された磁気式パルスエンコーダ用磁石と、
前記スリットを照射する位置に配設されたＬＥＤと、
このＬＥＤの光軸上であって前記スリットに対してＬＥＤの反対位置に配置された複数の受光素子セルからなる受光素子と、
回転軸と直交する平面上に支持されるとともに前記受光素子を支持固定する基板と、
前記受光素子に対して前記基板の裏面側であって前記磁気式パルスエンコーダ用磁石と対向する位置に配置された磁気検出センサと、
を備えた多回転アブソリュートエンコーダにおいて、
前記磁気式パルスエンコーダ用磁石を、前記磁気検出センサに対して前記回転スリット板の裏面側に配置したものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、磁気式パルスエンコーダ用磁石と回転スリット板の間に非磁性材からなるスペーサを挿入したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、スペーサと中空軸を同一の非磁性金属により形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、磁気式パルスエンコーダ用磁石の外表面に樹脂をコーティングしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１，２，３または４記載の多回転アブソリユートエンコーダにおいて、磁気式パルスエンコーダ用磁石、スペーサまたはコーティング樹脂の表面に回転スリット板を接着により取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１記載の多回転アブソリュートエンコーダにおいて、中空軸の端面にリング状の溝を形成し、溝内に磁気式パルスエンコーダ用磁石を配置するとともに、該溝の外径部および内径部に連なる中空軸の端面部分で回転スリット板を接着固定する構造としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載された多回転アブソリュートエンコーダにおいて、回転スリット板と磁気式パルスエンコーダ用磁石との間に、所定の間隔を持たせたことを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項６または７に記載された多回転アブソリュートエンコーダにおいて、磁気式パルスエンコーダ用磁石に対向する回転スリット板の内側寄りの位置に１以上の空気穴を形成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る第１の実施形態を示す断面図である。図において、１はアルミを切削加工して形成したエンコーダケースであり、エンコーダケース１の左端には、回転軸と直交する平面上にプリント基板２２が取り付けられている。このエンコーダケース１が２個のベアリング３，４を介してアルミ製の中空軸６を回転自在に支持している。中空軸６の左端部にはリング状をした磁気式パルスエンコーダ用磁石１４が取付けられており、その左表面には、例えば、アルミ板等の非磁性材からなるスペーサ１５が重ねられて、その上にさらに、外周部に複数のスリットパターンを形成した回転スリット板１３が接着により取り付けられている。
【００１４】
この回転スリット板１３は、不透明なフイルムまたはプラスチック板等により形成される。また、エンコーダケース１の内側であって、ベアリング４の外方の位置に、ＬＥＤ２が配置され、その出射光が回転スリット板１３のスリット部分を透過して、反対側のプリント基板２２上に配置されている受光素子５に入射される。回転スリット板１３の磁気式パルスエンコーダ用磁石１４と対向する位置のプリント基板２２の裏面には、磁気検出センサ９が配置されている。なお、図中の１２は受光素子５を接続するボンディング部であり、７はチップ部品である。
【００１５】
次に、第１の実施形態の組立て方法について、図２及び図３を用いて説明する。まず、図２において、中空軸６にベアリング４を指定された圧力でＢ方向から挿入する。そして、図２の中空軸６とべアリング４を、図３に示すようにエンコーダケース１にＡ方向から挿入し、べアリング３を指定された圧力でＢ方向から挿入する。次に、中空軸６にＡ方向からリング状の磁気式パルスエンコーダ用磁石１４を嫌気性接着剤を用いて接着し、さらにリング状のスペーサ１５をこの磁石１４の上に搭載後、嫌気性接着剤を用いて接着し、さらに、スペーサ１５に回転スリット板１３を接着する。最後に、エンコーダケース１のアルミ切削面１７にプリント基板２２上を紫外線硬化接着剤を用いて接着して取付け固定する。
【００１６】
次に、第２の実施形態について説明する。図４は第２の実施形態を示す断面図である。この実施形態が図１の第１の実施形態と異なる部分は、中空軸６の左端面における磁石１４の取り付け構造である。他は第１の実施形態と共通であるので、共通部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。図示されるように、磁石１４として、切削可能な樹脂１６によりコーティングしたものを設ける。この樹脂１６によるコーティング部を介して、中空軸６に磁石１４および回転スリット板１３を接着により固定する。この場合はスペーサ１５が不要になる。なお、磁石１４の樹脂１６によるコーティングは回転スリット板１３と接する面だけでも良い。
【００１７】
次に、第２の実施形態の組立て方法について、図５及び図６を用いて説明する。まず、図５は第１の実施形態と同様の手順により組み込む。そして、図５の中空軸６とベアリング４を、図６に示すようにエンコーダケース１にＡ方向から挿入し、ベアリング３を指定された圧力でＢ方向から挿入する。次に、中空軸６にＡ方向から磁気式パルスエンコーダ用磁石１４に樹脂１６をコーティングしたものを嫌気性接着剤を用いて接着する。最後に、エンコーダケース１のアルミ切削面１７にプリント基板２２上を紫外線硬化接着剤を用いて接着して取付ける。
【００１８】
次に、第３の実施形態について説明する。図７は第３の実施形態を示す断面図である。この実施形態が図１の第１の実施形態と異なる部分は、中空軸６の左端面における磁石１４の取り付け構造である。他は第１の実施形態と共通であるので、共通部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。図示されるように、中空軸６の左端面に、磁石１４の厚さよりも深いリング状の溝２０を形成し、この溝２０の中に磁気式パルスエンコーダ用磁石１４を挿入して、接着固定する。さらに、この溝２０を覆うように回転スリット板１３を中空軸６の左端面に接着固定することで、磁石１４と回転スリット板１３との間に空間２３が形成される。この空間２３に接する回転スリット板１３の内径寄りの位置に１個以上の空気穴（図示せず）が形成されている。
【００１９】
次に、第３の実施形態の組立て方法について、図８及び図９を用いて説明する。まず、図８において、中空軸６にベアリング４を指定された圧力でＢ方向から挿入する。そして、図８の中空軸６とベアリング４を、図９に示すようにエンコーダカバー１にＡ方向から挿入し、ベアリング３を指定された圧力でＢ方向から挿入する。
【００２０】
次に、中空軸６の溝２０に例えば嫌気性接着剤（図示せず）を充填し、Ａ方向からリング状の磁石１４を挿入し、指定された圧力で磁石１４をＡ方向に押付け、中空軸６と磁石１４とを接着させる。最後に、回転スリット板１３を取付ける中空軸６の左端面２１の平坦度を出した後、回転スリット板（図示せず）を中空軸６に紫外線硬化接着剤を用いて接着し、プリント基板（図示せず）をエンコーダケース１に取付ける。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、磁石の取付位置を磁気センサに対して回転スリット板の裏面側としたことで、回転スリット板の位置がより基板に近くなりその分、従来必要であった受光素子を支持するスペーサが不要になり、その結果、回転スリット板と受光素子の間隔を調整する必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図３】第１の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図４】第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図７】第３の実施形態を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図９】第３の実施形態の組立て方法を示す説明図である。
【図１０】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  エンコーダケース
２  ＬＥＤ
３，４  ベアリング
５  受光素子
６  中空軸
７  チップ部品
９  磁気検出センサ
１２  ボンディング部
１３  回転スリット板
１４  磁気式パルスエンコーダ用磁石
１５  スペーサ
１６  樹脂
１７  アルミ切削面
２０  溝
２１  左端面
２２  プリント基板
２３  空間
【図１】
0003693091.tif 000002
【図２】
0003693091.tif 000003
【図３】
0003693091.tif 000004
【図４】
0003693091.tif 000005
【図５】
0003693091.tif 000006
【図６】
0003693091.tif 000007
【図７】
0003693091.tif 000008
【図８】
0003693091.tif 000009
【図９】
0003693091.tif 000010
【図１０】
0003693091.tif 000011