(57)【要約】【課題】容易かつ迅速に組立可能な光学式ロータリエンコーダを提供する。【解決手段】光学式ロータリエンコーダ１００は、ハウジング１と、回転軸２と、回転スリット板３と、固定スリット板４と、発光部５と、受光部６とを備える。さらに、ハウジング１は、固定スリット板４が取り付けられる取付部７を有し、取付部７は、軸線Ｌ０の方向に突設され、軸線Ｌ０と直交する第１方向における固定スリット板４の位置を規制する第１突起部７１と、軸線Ｌ０の方向に突設され、軸線Ｌ０と第１方向とにそれぞれ直交する第２方向における固定スリット板４の位置を規制する第２突起部７２，７３とを有する。【選択図】図４
2014219326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに、軸線を中心に回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸と一体に回転可能に設けられ、スリットを有する回転スリット板と、
前記回転スリット板に対向して配置され、スリットを有する固定スリット板と、
前記固定スリット板のスリットに向けて光を照射する発光部と、
前記回転スリット板のスリットおよび前記固定スリット板のスリットを通過した前記発光部からの光を受光する受光部と、を備えた光学式ロータリエンコーダにおいて、
前記ハウジングは、前記固定スリット板が取り付けられる取付部を有し、
前記取付部は、
前記軸線の方向に突設され、前記軸線と直交する第１方向における前記固定スリット板の位置を規制する第１突起部と、
前記軸線の方向に突設され、前記軸線と前記第１方向とにそれぞれ直交する第２方向における前記固定スリット板の位置を規制する第２突起部とを有することを特徴とする光学式ロータリエンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式ロータリエンコーダにおいて、
前記第１突起部と前記第２突起部とが連設されていることを特徴とする光学式ロータリエンコーダ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学式ロータリエンコーダにおいて、
前記固定スリット板は、前記第１方向に突出する第１突出部と、前記第２方向に突出する第２突出部とを側端面に有することを特徴とする光学式ロータリエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め調整が容易な光学式ロータリエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光学式ロータリエンコーダは、発光素子と、発光素子から発光された光が通過するスリットを有する固定スリット板と、固定スリット板に対向して配置され、回転軸と一体に回転するスリットを有する回転スリット板と、固定スリット板および回転スリット板のスリットを通過した光を受光する受光素子とを有する。この種の光学式ロータリエンコーダによる回転検出精度を高めるためには、回転軸を回転可能に支持するハウジングに対し、固定スリット板を精度よく位置決めする必要がある。
【０００３】
この点に関し、特許文献１には、収納部と取付面とが形成された発光部品取付座であって、収納部に収納された発光素子と取付面に取り付けられた固定スケール（固定スリット板）とを有する円環状の発光部品取付座を、ハウジングのボス部に焼嵌めにより嵌合するようにした光学式ロータリエンコーダが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、ハウジングと発光部品取付座とを一体化するために焼嵌め工程が必要であり、光学式ロータリエンコーダを容易かつ迅速に組み立たることが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による光学式ロータリエンコーダは、ハウジングと、ハウジングに、軸線を中心に回転可能に支持された回転軸と、回転軸と一体に回転可能に設けられ、スリットを有する回転スリット板と、回転スリット板に対向して配置され、スリットを有する固定スリット板と、固定スリット板のスリットに向けて光を照射する発光部と、回転スリット板のスリットおよび固定スリット板のスリットを通過した発光部からの光を受光する受光部と、を備える。そして、ハウジングは、固定スリット板が取り付けられる取付部を有し、取付部は、軸線の方向に突設され、軸線と直交する第１方向における前記固定スリット板の位置を規制する第１突起部と、軸線の方向に突設され、軸線と第１方向とにそれぞれ直交する第２方向における固定スリット板の位置を規制する第２突起部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ハウジングに第１突起部と第２突起部とを突設し、軸線に直交する方向の固定スリット板の位置を規制するようにしたので、光学式ロータリエンコーダを容易かつ迅速に組み立たることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る光学式ロータリエンコーダの概略構成を示す断面図。
【図２】図１のハウジンの底板の平面図。
【図３】図２の矢視III図。
【図４】図３の取付部に固定スリット板を取り付けた状態を示す平面図。
【図５】図４の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施形態に係る光学式ロータリエンコーダについて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学式ロータリエンコーダ１００の概略構成を示す断面図である。以下では、便宜上、図示のように上下方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。光学式ロータリエンコーダ１００は、ハウジング１、シャフト２、回転スリット板３、固定スリット板４、発光部５および受光部６を有し、回転体の回転（回転速度および位置）を検出する。なお、回転体の一例として、以下ではサーボモータの回転を検出するものとする。
【００１０】
ハウジング１は、上下方向に延在する軸線Ｌ０を中心とした筒部１０と、筒部１０の上面を閉塞する上板部１１と、筒部１０の底面を閉塞する底板部１２とを有し、ハウジング１の内部に収納空間ＳＰが形成されている。筒部１０と上板部１１とは一体に形成され、筒部１１は底板部１２の上面１２０にボルトにより固定されている。底板部１２の中心部には貫通孔１３が開口され、貫通孔１３にベアリング１４が装着されている。
【００１１】
シャフト２は、軸線Ｌ０に沿って上下方向に延在している。シャフト２は、ベアリング１４の内側に装着され、ベアリング１４を介してハウジング１から軸線Ｌ０を中心に回転可能に支持されている。シャフト２の下端部はハウジング１から突出し、この下端部にサーボモータの回転軸が連結される。
【００１２】
回転スリット板３は、円板形状を呈し、その中心部がシャフト２の他端部に取り付けられている。これにより回転スリット板３は、ハウジング１内の収納空間ＳＰにおいてシャフト２と一体に回転する。回転スリット板３には所定のパターンでスリット３１が設けられている。例えば軸線Ｌ０を中心として周方向等間隔に複数のスリット３１が設けられている。
【００１３】
固定スリット板４は、例えば矩形状を呈し（図４参照）、ハウジング１の底板部１２の上面１２０に設けられた取付部７に取り付けられている。この取付状態において固定スリット板４は、回転スリット板３から所定間隔を空けて回転スリット板３の下方に、回転スリット板３に平行かつ対向して配置されている。固定スリット板４には、回転スリット板３のスリット３１に対応して所定パターンのスリット４１が設けられている。なお、取付部７の構成については後述する。
【００１４】
発光部５は、例えば発光素子ダイオードにより構成されている。発光部５はホルダ５１により保持されている。ホルダ５１は、ハウジング１の底板１２の上面１２０に設けられ、凹部１２１に収納されている。発光部５は、固定スリット板４のスリット４１に面して配置され、スリット４１に向けて光を照射する。
【００１５】
受光部６は、例えば受光素子ダイオードにより構成される。回転スリット板３の上方では、底板部１２の上面１２０から立設された複数の柱部１２２によりプリント基板６１が支持され、受光部６は、プリント基板６１に装着されている。すなわち、受光部６は、固定スリット板４および回転スリット板３を挟んで発光部５の上方に配置され、発光部５からの光を、スリット４１，３１を介して受光可能となっている。
【００１６】
以上の光学式ロータリエンコーダ１００によれば、発光部５からの光は、固定スリット板４のスリット４１を介して軸線Ｌ０に平行な平行光とされ、回転スリット板３に向けて照射される。この照射された光は、シャフト２の回転に応じて回転スリット板３のスリット３１を通過し、または通過せずに遮断され、スリット３１を通過した光が受光部６にオンオフ的に受光される。これにより受光部６は、シャフト２の回転に応じた信号を出力し、シャフト２に連結されたサーボモータの回転（回転速度および位置）を検出することができる。この場合、ロータリエンコーダ１００による回転検出精度を高めるためには、ハウジング１における固定スリット板４の位置精度を高める必要がある。そこで、本実施形態では、以下のように固定スリット板４の取付部７を構成する。
【００１７】
図２は、取付部７の構成を示すハウジング１の底板１２の平面図（底板１２を上方から見た図）である。なお、以下では、図２に示すように、上下方向の軸線Ｌ０に直交する面内において、互いに直交する２方向を、前後方向および左右方向と定義する。
【００１８】
図２に示すように、底板部１２０は、正方形の四角部を矩形状に切り欠いた形状をなし、切り欠き部１２３の近傍に、それぞれハウジング１の筒部１０の取付用のボルトが挿通する貫通孔１２４と、サーボモータの取付用のボルトが挿通する貫通孔１２５とが開口されている。貫通孔１３の周囲には、周方向３箇所に等間隔に凹部１２６が設けられ、凹部１２６にそれぞれプリント基板６１の支持用の柱部１２２が取り付けられている。
【００１９】
貫通孔１３の前方には、前後左右方向に延在する略矩形状の凹部１２１が設けられ、凹部１２１に、発光部５を保持するホルダ５１が取り付けられている。凹部１２１の左方および下方には上方に向けて３つの突起部７１〜７３が突設されている。突起部７１〜７３はそれぞれ取付部７を構成する。
【００２０】
図３は、突起部７１〜７３を側方から見た側面図、すなわち図２の矢視III図である。突起部７１〜７３は、取付位置および取付方向が異なるだけで、これらの形状は互いに等しい。なお、突起部７２と突起部７３は取付方向も互いに同一である。
【００２１】
図２，３に示すように、突起部７１〜７３は、直方体形状の上端角部を矩形状に切り欠いた形状を呈し、突起部７１の右側および突起部７２，７３の前側にはそれぞれ水平面７１ａ〜７３ａおよび鉛直面７１ｂ〜７３ｂが形成されている。水平面７１ａ〜７３ａは、上下方向互いに同一高さに形成され、軸線Ｌ０に直交する同一面上に存在する。突起部７１の鉛直面７１ｂは上下方向かつ前後方向に延在する。突起部７２，７３の鉛直面７２ｂ，７３ｂはそれぞれ上下方向かつ左右方向に延在し、これら鉛直面７２ｂ，７３ｂは互いに同一面上に存在する。
【００２２】
図４は、図３の取付部７に固定スリット板４を取り付けた状態を示す平面図である。図４に示すように、固定スリット板４は、突起部７１〜７３の水平面７１ａ〜７３ａ上に配置され、接着材によりハウジング１の底板部１２（突起部７１〜７３）に固定されている。この固定状態において、固定スリット板４の左端面４２は突起部７１の鉛直面７１ｂに当接し、後端面４３は突起部７２，７３の鉛直面７２ｂ，７３ｂに当接している。すなわち、固定スリット板４の左右方向の位置は突起部７１により規制され、前後方向の位置は突起部７２，７３により規制されて、固定スリット板４は突起部７１〜７３により位置決めされている。
【００２３】
固定スリット板４のスリット４１は、軸線Ｌ０を中心とした円弧形状を呈し、スリット４１の下方に発光部５が存在する。発光部５はハウジング１の凹部１２１により位置決めされているので、上述したようにハウジング１の突起部７１〜７３により固定スリット板４を位置決めすることで、発光部５に対するスリット４１の位置精度を高めることができる。また、回転スリット板３はシャフト２を介してハウジング１の貫通孔１３を基準として設けられているので、固定スリット板４のスリット４１に対する回転スリット板３のスリット３１の位置精度も高い。
【００２４】
本実施形態に係る光学式ロータリエンコーダ１００の組立は、例えば以下のように行う。まず、ハウジング１の底板部１２の凹部１２１に、発光部５を保持したホルダ５１を収納し、固定する。次いで、突起部７１〜７３の水平面７１ａ〜７３ａ上において、固定スリット板４を左方および後方に移動し、固定スリット板４の左端面４２および後端面４３をそれぞれ突起部７１〜７３の鉛直面７１ｂ〜７３ｂに当接させる。この状態で、固定スリット板４を接着剤により底板部１２に固定する。
【００２５】
さらに、回転スリット板３が取り付けられたシャフト２を、ベアリング１４を介して貫通孔１３に挿入し、固定スリット板４の上方に回転スリット板３を配置する。さらに、受光部６が設けられたプリント基板６１を、底板部１２の上面１２０から立設された柱部１２２を介して回転スリット板３の上方に配置する。最後に、ハウジング１の筒部１０および上板部１１をボルトにより底板部１２の上面１２０に固定し、光学式ロータリエンコーダ１００の組立を完了する。
【００２６】
このように本実施形態によれば、ハウジング１の底板部１２の上面１２０に、固定スリット板４の取付部７として、左右方向における固定スリット板４の位置を規制する突起部７１と、前後方向における固定スリット板４の位置を規制する突起部７２，７３とを突設するようにした。これにより突起部７１〜７３により固定スリット板４を容易かつ迅速に位置決めすることができ、光学式ロータリエンコーダ１００を容易かつ迅速に組み立てることができる。
【００２７】
また、突起部７１〜７３に水平面７１ａ〜７３ａを形成して水平面上に固定スリット板４を載置するので、固定スリット板４の上下方向の位置決めも容易である。３つの突起部７１〜７３は、固定スリット板４の３つの角部（前左角部、後左角部、後右角部）の近傍に位置するので、固定スリット板４を安定して位置決めできる。この場合、突起部７１〜７３を部分的に設けるため、各突起部７１〜７３を小型に形成することができる。
【００２８】
取付部７の構成は上述したものに限らない。図５は、取付部７の他の構成の一例を示す平面図である。図５においては、３つの突起部７１〜７３の代わりに、底板部１２の上面１２０に、Ｌ字状の突起部７５が形成されている。突起部７５は、前後方向に延在する突起部７６と、左右方向に延在する突起部７７とが連設してなり、突起部７６の右側に水平面７６１および鉛直面７６２が、突起部７７の前側に水平面７７１および鉛直面７７２がそれぞれ形成されている。さらに図５では、固定スリット板４の左端面４２に、左方に突出した突出部４２１が形成され、後端面４３に、前方に突出した突出部４３１，４３２が形成されている。
【００２９】
固定スリット板４は突起部７５の水平面７６１，７７１上に載置され、これにより固定スリット板４の上下方向の位置が規制されている。また、固定スリット板４の突出部４２１は突起部７６の鉛直面７６２に当接し、突出部４３１，４３２は突起部７７の鉛直面７７２に当接し、これにより固定スリット板４の前後左右方向の位置が規制されている。このように突起部７５をＬ字状に形成することで、固定スリット板４の位置決め範囲および支持範囲を広くすることができ、固定スリット板４を安定して位置決めおよび支持することができる。また、固定スリット板４に突出部４２１，４３１，４３２を設けることで、固定スリット板４の左端面４２および後端面４３の全体を精度よく仕上げる必要がなく、加工コストを低減できる。
【００３０】
なお、軸線Ｌ０と直交する第１方向（図４，５では左右方向）における固定スリット板４の位置を規制する突起部（第１突起部）と、軸線Ｌ０と第１方向とにそれぞれ直交する第２方向（図４，５では前後方向）における固定スリット板４の位置を規制する突起部（第２突起部）とを軸線Ｌ０の方向（図４，５では上方）に突設するのであれば、取付部７の構成は上述したものに限らない。
【００３１】
上記実施形態（図４）では、取付部７として３つの突起部７１〜７３を設けたが、固定スリット板４は少なくとも２つの鉛直面７１ｂ，７２ｂまたは２つの鉛直面７１ｂ，７３ｂがあれば位置決め可能であるので、突起部７２または突起部７３を省略することもできる。鉛直面７１ｂ〜７３ｂの代わりに例えば円筒面を形成し、第１突起部としての突起部７１および第２突起部としての突起部７２，７３と固定スリット板４とが面接触ではなく点接触するようにしてもよい。この場合には、固定スリット板４の前後左右方向の位置を規制するために、最低３つの突起部７１〜７３が必要である。
【００３２】
上記実施形態（図５）では、突起部７５を平面視Ｌ字状に形成して第１突起部７６と第２突起部７７とを連設するようにしたが、例えば突起部７５を平面視コ字状に形成してもよい。固定スリット板４の側端面、すなわち左端面４２および下端面４３にそれぞれ突出部４２１，４３１，４３２を形成したが、第１突出部および第２突出部の構成はこれに限らない。
【００３３】
図５の固定スリット板４を図４の構成に適用することもでき、反対に、図４の固定スリット板４を図５の構成に適用することもできる。シャフト２の上端部に回転スリット板３を固定するようにしたが、シャフト２（回転軸）と回転スリット板３とが一体に回転するのであれば、シャフト２および回転スリット板３の構成はいかなるものでもよい。発光部５に面して固定スリット板４を配置したが、発光部５に面して回転スリット板３を配置し、この回転スリット板３に対向して固定スリット板４を配置してもよい。
【００３４】
以上では、光学式ロータリエンコーダ１００によりサーボモータの回転を検出する場合について説明したが、光学式ロータリエンコーダ１００は他の回転体の回転を検出する場合にも適用することができる。
【００３５】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１    ハウジング
２    シャフト
３    回転スリット板
４    固定スリット板
５    発光部
６    受光部
７    取付部
７１〜７３、７５    突起部
１００    光学式ロータリエンコーダ
４２１，４３１，４３２    突出部
Ｌ０    軸線
【図１】
2014219326.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014219326.tif 000006
【図５】
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