(57)【要約】【課題】固定スリットの破損を防止できるようにした信頼性の高い光学式エンコーダを提供する。【解決手段】光を放出する発光部と、発光部から放出された光の一部を通過させる固定スリット及び回転スリットと、それら固定スリット及び回転スリットを通過した光を検出する受光部と、を備えた光学式エンコーダであって、固定スリットが樹脂から形成されることを特徴とする。光学式エンコーダは、固定スリットを支持する支持体をさらに備えており、固定スリットは接着剤によって支持体に固定されている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放出する発光部と、前記発光部から放出された光の一部を通過させる固定スリット及び回転スリットと、前記固定スリット及び前記回転スリットを通過した光を検出する受光部と、を備えた光学式エンコーダであって、
前記固定スリットが樹脂から形成される、光学式エンコーダ。
【請求項２】
当該光学式エンコーダが、前記固定スリットを支持する支持体をさらに備えており、
前記固定スリットが、接着剤によって前記支持体に固定される、請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記固定スリットには、前記支持体に対向して向けられる第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面との間において延在する貫通孔が形成されており、
前記固定スリットは、前記貫通孔に充填された接着剤によって前記支持体に固定される、請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記貫通孔の断面積が、前記第１の面と前記第２の面とで相違する、請求項３に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記貫通孔が、前記第１の面及び前記第２の面に対して直交する方向に対して傾斜するように形成される、請求項３又は４に記載の光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定スリットを備えた光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式エンコーダは、回転運動する回転体の位置、速度及び加速度などに関する情報を検出するために使用される。光学式エンコーダによって検出された情報は、例えば工作機械の駆動軸に付与されるサーボモータを制御するのに使用される。
【０００３】
光学式エンコーダは、光源から放出された光の一部を通過させる固定スリット及び回転スリットを備えている。特許文献１には、光学式エンコーダの公知例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７４４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ガラス製の固定スリットが多く使用されている。固定スリットは、電動機のステータに形成された台座に固定されるので、振動又は衝撃がステータ及び台座を介して固定スリットに伝達する場合がある。そのため、ガラス製の固定スリットは破損しやすく、光学式エンコーダの信頼性を損ねる要因になっていた。特に固定スリットの鋭利な角部は振動又は衝撃の影響を受けて破損しやすい。また、ガラス製の固定スリットは、運搬及び組立てなどの際にも十分な注意が必要であり、取扱いが不便であった。さらに、ガラスはそれ自体のコストが高く、かつ加工しにくいので生産コストが増大する。
【０００６】
したがって、固定スリットの破損を防止できるようにした信頼性の高い光学式エンコーダが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に係る１番目の態様によれば、光を放出する発光部と、前記発光部から放出された光の一部を通過させる固定スリット及び回転スリットと、前記固定スリット及び前記回転スリットを通過した光を検出する受光部と、を備えた光学式エンコーダであって、前記固定スリットが樹脂から形成される、光学式エンコーダが提供される。
本願に係る２番目の態様によれば、１番目の態様における光学式エンコーダにおいて、当該光学式エンコーダが、前記固定スリットを支持する支持体をさらに備えており、前記固定スリットが、接着剤によって前記支持体に固定される。
本願に係る３番目の態様によれば、２番目の態様における光学式エンコーダにおいて、前記固定スリットには、前記支持体に対向して向けられる第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面との間において延在する貫通孔が形成されており、前記固定スリットは、前記貫通孔に充填された接着剤によって前記支持体に固定される。
本願に係る４番目の態様によれば、３番目の態様における光学式エンコーダにおいて、前記貫通孔の断面積が、前記第１の面と前記第２の面とで相違する。
本願に係る５番目の態様によれば、３番目又は４番目の態様における光学式エンコーダにおいて、前記貫通孔が、前記第１の面及び前記第２の面に対して直交する方向に対して傾斜するように形成される。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成を備えた光学式エンコーダによれば、固定スリットが樹脂から形成されるので、振動又は衝撃にさらされても固定スリットが破損しなくなる。したがって、信頼性の高い光学式エンコーダが提供される。また、樹脂製の固定スリットは運搬、組立てなどの取扱いが容易なので、生産効率が向上する。さらに、樹脂を使用すれば、固定スリットを所望の形状に成形するのが容易になるので、歩留まりを改善できる。さらにまた、樹脂はガラスよりも一般的に安価であるので、材料コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの固定スリットを示す正面図である。
【図２Ａ】第２の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの破線２Ｂ−２Ｂに沿って見た断面図である。
【図３Ａ】第３の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの破線３Ｂ−３Ｂに沿って見た断面図である。
【図４Ａ】第４の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの破線４Ｂ−４Ｂに沿って見た断面図である。
【図５Ａ】第５の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの破線５Ｂ−５Ｂに沿って見た断面図である。
【図６Ａ】第６の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットを示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの破線６Ｂ−６Ｂに沿って見た断面図である。
【図７】本発明を適用可能な光学式エンコーダの構成例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図示される構成要素は、本発明の理解を助けるために縮尺が適宜変更されている。
【００１１】
図７は、本発明を適用可能な光学式エンコーダの構成例を示す概略斜視図である。光学式エンコーダ１００は、光を放出する発光部１０２と、発光部１０２から放出された光の一部を通過させる固定スリット１０４及び回転スリット１０６と、固定スリット１０４及び回転スリット１０６を通過した光を検出する受光部１０８と、を備えている。
【００１２】
発光部１０２は、矢印で示されるように、固定スリット１０４及び回転スリット１０６に向かって光を放出する光源として作用する。発光部１０２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオード（ＬＤ）でありうる。また、発光部１０２は、光を平行光に変換するレンズを備えていてもよい。発光部１０２から放出される光は、例えば赤外から可視光の範囲の波長を有しうる。
【００１３】
受光部１０８は、例えばフォトトランジスタ又はフォトダイオードでありうる。受光部１０８は、発光部１０２から放出される光の波長に対応した検出範囲及び検出感度を有する。図示された例では、発光部１０２及び受光部１０８は互いに対向して設けられているものの、発光部１０２と受光部１０８とが光ファイバなどの導光路を介して光学的に接続される構成であってもよい。
【００１４】
回転スリット１０６は、回転軸線Ｏ回りに回転する回転軸１１０と一体的に回転する回転ディスク１１２に形成されている。回転スリット１０６は、所定のパターンに従って形成された複数のスリットから構成されている。
【００１５】
固定スリット１０４は、回転軸１１０及び回転ディスク１１２の回転運動とは無関係に固定されたハウジング又はブラケット（図示せず）などに支持体を介して取付けられる概ね板状の部材である。固定スリット１０４は、光を通過させる複数のスリットが形成されたパターン形成部１１４と、図７には示されていない支持体に固定される被固定部１１６と、を具備している。固定スリット１０４の詳細な構成については後述する。
【００１６】
固定スリット１０４及び回転スリット１０６は、互いに協働して発光部１０２から放出された光を部分的に通過させることによって明暗パターンを受光部１０８に結像する。受光部１０８は、その明暗パターンを検出して対応した電気信号を出力する。このようにして、回転ディスク１１２ひいては回転軸１１０の回転位置、速度、加速度などの情報が検出される。
【００１７】
図７を参照して説明した光学式エンコーダの構成は一例にすぎず、本発明は、他の公知の構成を有する任意の光学式エンコーダにも適用可能である。例えば固定スリットは、回転スリットよりも受光部に対して近位に配置されてもよい。この場合、発光部から放出された光は、回転スリット、固定スリットの順に通過して受光部に到達することになる。
【００１８】
続いて、図１Ａ〜図６Ｂを参照して、種々の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリットの詳細な構成について説明する。なお、各実施形態に関連して重複する説明は適宜省略される。また、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が使用される。
【００１９】
図１Ａは、第１の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット１０を示す上面図である。図１Ｂは、図１Ａの固定スリット１０を示す正面図である。固定スリット１０は、本体部３０と、本体部３０の中央部分に設けられたパターン形成部３２と、本体部３０の両縁に設けられた被固定部３４と、を備えている。
【００２０】
固定スリット１０の被固定部３４は、図１Ｂに示されるように、接着剤６０によって台座５０に固定される。それにより、固定スリット１０は、図７を参照して説明したように、光学式エンコーダの発光部と受光部との間を光学的に接続する光軸線上に位置決めされる。図１Ａにおいては、台座５０の位置を示すために、台座５０の輪郭が破線で表されている。
【００２１】
固定スリット１０の被固定部３４は、接着剤６０を使用した態様以外にも、他の公知の態様によって台座５０に固定されてもよい。例えば、被固定部３４が台座５０にねじ留めされてもよいし、或いは被固定部３４に形成された凹部又は凸部が対応する台座５０の凸部又は凹部に嵌合することによって、被固定部３４が台座５０に固定されてもよい。
【００２２】
本実施形態によれば、固定スリット１０は樹脂から形成される。固定スリット１０を形成するのに使用される樹脂は、例えばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などでありうる。しかしながら、固定スリット１０に作用しうる振動又は衝撃に耐えるのに十分な耐振動性及び耐衝撃性を有する限り、他の任意の樹脂を使用してもよい。例えば、固定スリット１０を形成するのに使用される樹脂は、振動又は衝撃のエネルギーを吸収するのに十分な弾性を有していてもよい。
【００２３】
本実施形態に従って樹脂から形成された固定スリットは、間接的又は直接的に固定スリットに作用しうる振動や衝撃に耐えられる。したがって、光学式エンコーダの信頼性が向上する。また、樹脂製の固定スリットは、運搬、組立てなどの取扱が容易なので、生産効率が向上する。さらに、樹脂製の固定スリットは、所望の形状に成形するのが容易であるので歩留まりが改善する。さらにまた、樹脂はそれ自体安価であるため、生産コストを削減できる。
【００２４】
図２Ａは、第２の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット１２を示す上面図である。図２Ｂは、図２Ａの破線２Ｂ−２Ｂに沿って見た断面図である。本実施形態における固定スリット１２は、前述した第１の実施形態の固定スリット１０と同様に樹脂から形成される。固定スリット１２の被固定部３４には、所定の間隔を空けて配列された複数の貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０は、台座５０に対向して向けられる背面３４ａ及び該背面３４ａとは反対側の表面３４ｂとの間において延在する。
【００２５】
本実施形態においては、図２Ｂにより詳細に示されるように、各貫通孔４０に接着剤６０が充填されている。本実施形態によれば、接着剤６０と固定スリット１２との間の接触面積が増大するので、接着強度が増大する。したがって、固定スリット１２がより強固に台座５０に固定されるようになり、固定スリット１２が振動又は衝撃を受けて位置ずれを起こしたり、台座５０から脱離したりするのを防止できる。
【００２６】
図３Ａは、第３の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット１４を示す上面図である。図３Ｂは、図３Ａの破線３Ｂ−３Ｂに沿って見た断面図である。本実施形態における固定スリット１４は、前述した第１の実施形態の固定スリット１０と同様に樹脂から形成される。固定スリット１４の被固定部３４には、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した第２の実施形態と同様に、所定の間隔を空けて配列された貫通孔４２が形成されている。
【００２７】
しかしながら、本実施形態において、貫通孔４２は、台座５０に対向して向けられる背面３４ａにおける断面積と、背面３４ａとは反対側の表面３４ｂにおける断面積とが、互いに相違する。より具体的には、表面３４ｂから背面３４ａに向かって貫通孔４２の断面積が徐々に縮小するように貫通孔４２の周壁がテーパ状に形成されている。
【００２８】
本実施形態によれば、接着剤６０と固定スリット１４との間の接触面積が増大するので、接着強度が増大する。したがって、固定スリット１４がより強固に台座５０に固定されるようになり、固定スリット１４が振動又は衝撃を受けて位置ずれを起こしたり、台座５０から脱離したりするのを防止できる。
【００２９】
図４Ａは、第４の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット１６を示す上面図である。図４Ｂは、図４Ａの破線４Ｂ−４Ｂに沿って見た断面図である。本実施形態における固定スリット１６は、前述した第１の実施形態の固定スリット１０と同様に樹脂から形成される。固定スリット１６の被固定部３４には、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した第２の実施形態と同様に、所定の間隔を空けて配列された貫通孔４４が形成されている。
【００３０】
しかしながら、本実施形態において、貫通孔４４は、台座５０に対向して向けられる背面３４ａにおける断面積と、背面３４ａとは反対側の表面３４ｂにおける断面積とが、互いに相違する。より具体的には、貫通孔４４には、表面３４ｂと背面３４ａとの間に段部４４ａが形成されており、貫通孔４４の断面積がその段部４４ａにおいて変化するようになっている。結果的に、貫通孔４４の表面３４ｂにおける断面積は、背面３４ａにおける断面積よりも大きくなっている。
【００３１】
本実施形態によれば、接着剤６０と固定スリット１６との間の接触面積が増大するので、接着強度が増大する。したがって、固定スリット１６がより強固に台座５０に固定されるようになり、固定スリット１６が振動又は衝撃を受けて位置ずれを起こしたり、台座５０から脱離したりするのを防止できる。
【００３２】
図５Ａは、第５の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット１８を示す上面図である。図５Ｂは、図５Ａの破線５Ｂ−５Ｂに沿って見た断面図である。本実施形態における固定スリット１８は、前述した第１の実施形態の固定スリット１０と同様に樹脂から形成される。固定スリット１８の被固定部３４には、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した第２の実施形態と同様に、所定の間隔を空けて配列された貫通孔４６が形成されている。
【００３３】
しかしながら、本実施形態において、それら貫通孔４６の周囲に概ね矩形の凹部４７が形成されている。凹部４７は、表面３４ｂから背面３４ａに向かって窪んでおり、凹部４７と各々の貫通孔４６とは互いに連通している。したがって、固定スリット１８を台座５０に固定するのに使用される接着剤６０は、凹部４７及び各々の貫通孔４６にわたって充填される。
【００３４】
本実施形態によれば、接着剤６０と固定スリット１８との間の接触面積が増大するので、接着強度が増大する。それにより、固定スリット１８がより強固に台座５０に固定されるようになり、固定スリット１８が振動又は衝撃を受けて位置ずれを起こしたり、台座５０から脱離したりするのを防止できる。
【００３５】
図６Ａは、第６の実施形態に係る光学式エンコーダの固定スリット２０を示す上面図である。図６Ｂは、図６Ａの破線６Ｂ−６Ｂに沿って見た断面図である。本実施形態における固定スリット２０は、前述した第１の実施形態の固定スリット１０と同様に樹脂から形成される。固定スリット２０の被固定部３４には、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した第２の実施形態と同様に、所定の間隔を空けて配列された貫通孔４８が形成されている。
【００３６】
しかしながら、本実施形態において、貫通孔４８は、台座５０に対向して向けられる背面３４ａと、背面３４ａとは反対側の表面３４ｂと、に対して直交する方向に対して傾斜している。
【００３７】
本実施形態によれば、接着剤６０と固定スリット２０との間の接触面積が増大するので、接着強度が増大する。したがって、固定スリット２０がより強固に台座５０に固定されるようになり、固定スリット２０が振動又は衝撃を受けて位置ずれを起こしたり、台座５０から脱離したりするのを防止できる。
【００３８】
本発明に係る光学式エンコーダにおける固定スリットは、図示されたような矩形の形態には限定されず、任意の多角形の形態を有していてもよい。固定スリットは、その輪郭の少なくとも一部が曲面で形成されていてもよい。例えば、固定スリットは、円滑な角部を有していてもよい。
【００３９】
固定スリットの被固定部に形成される貫通孔の個数は図示された個数に限定されない。また、図示された実施形態において、複数の貫通孔は直線状に配列されているものの、他の態様に従って配列されていてもよい。
【００４０】
以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、他の実施形態によっても本発明の意図される作用効果を奏しうることは当業者に自明である。特に、本発明の範囲を逸脱することなく前述した実施形態の構成要素を削除ないし置換することが可能であるし、公知の手段をさらに付加することが可能である。また、本明細書において明示的又は暗示的に開示される複数の実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    固定スリット
１２    固定スリット
１４    固定スリット
１６    固定スリット
１８    固定スリット
２０    固定スリット
３０    本体部
３２    パターン形成部
３４    被固定部
３４ａ    背面（第１の面）
３４ｂ    表面（第２の面）
４０    貫通孔
４２    貫通孔
４４    貫通孔
４４ａ    段部
４６    貫通孔
４７    凹部
４８    貫通孔
５０    台座（支持体）
６０    接着剤
１００    光学式エンコーダ
１０２    発光部
１０４    固定スリット
１０６    回転スリット
１０８    受光部
１１４    パターン形成部
１１６    被固定部
【図１Ａ】
2015117946.tif 000003
【図１Ｂ】
2015117946.tif 000004
【図２Ａ】
2015117946.tif 000005
【図２Ｂ】
2015117946.tif 000006
【図３Ａ】
2015117946.tif 000007
【図３Ｂ】
2015117946.tif 000008
【図４Ａ】
2015117946.tif 000009
【図４Ｂ】
2015117946.tif 000010
【図５Ａ】
2015117946.tif 000011
【図５Ｂ】
2015117946.tif 000012
【図６Ａ】
2015117946.tif 000013
【図６Ｂ】
2015117946.tif 000014
【図７】
2015117946.tif 000015