(57)【要約】【課題】出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行える小型のエンコーダを提供する。【解決手段】回転機器の回転軸に取り付けられ、回転状態を検出するためのパターンを備えた被検出体１１と、被検出体とともに回転機器の回転状態を検出する回転検出手段１と、回転機器に取り付けられ、回転検出手段と信号の授受を行う電子部品が実装される基板６，７と、当該エンコーダを覆う第１および第２のカバー部材１４，１６とを有し、基板の一端は前記第１のカバー部材の内面部分に接することにより前記第１のカバー部材を位置決めし、該位置決めの反対側にて、第１のカバー部材と第２のカバー部材は基板の他端を挟んだ状態で、ねじ１７により固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の回転軸に取り付けられ、回転状態を検出するためのパターンを備えた被検出体と、
前記被検出体とともに前記回転機器の回転状態を検出する回転検出手段と、
前記回転機器に取り付けられ、前記回転検出手段と信号の授受を行う電子部品が実装される基板と、
当該エンコーダを覆う第１および第２のカバー部材とを有し、
前記基板の一端は前記第１のカバー部材の内面部分に接することにより前記第１のカバー部材を位置決めし、該位置決めの反対側にて、前記第１のカバー部材と第２のカバー部材は前記基板の他端を挟んだ状態で、ねじにより固定されることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記電子部品は、前記基板の両面に実装されることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記第１のカバー部材は前記被検出体、前記回転検出手段、前記基板の一方の面および該一方の面に実装された前記電子部品を覆い、前記第２のカバー部材は前記基板の他方の面および該他方の面に実装された前記電子部品を覆うことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記第１のカバー部材と前記第２のカバー部材に挟まれた前記基板の他端側に、エンコーダ出力用のケーブルを配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器の回転状態を検出するエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の回転状態（回転数や回転角度）を検出するために回転機器であるモータに取り付けられるものとして、エンコーダが知られている。この種のエンコーダは、モータの回転軸に取り付けられた被検出体の所定パターンを検出器で光学的あるいは磁気的に検出し、回転軸の回転数や回転角度に相当する電気信号（以下、エンコーダ信号）を出力するようになっている。
【０００３】
図９に、エンコーダの第１の従来例として、特許文献１に開示されているエンコーダを示す。組立に際しては、まず、モータ７０にベース部材７１をねじ７２，７３により取り付ける。次に、モータ７０の回転軸７４に、被検出体であるパルスコードホイール７５が固定されたパルスコードホイール取付部材７６を、ねじ７７により取り付ける。次いで、回転検出手段であるエンコーダセンサモジュール７８をベース部材７１に、ねじ７９，８０により取り付ける。そして、最後に、カバー８１を被せる。この際、カバー８１は接着により固定される構造となっている。
【０００４】
次に、図１０及び図１１に用いて、エンコーダの第２の従来例を説明する。
【０００５】
図１０はエンコーダの断面図である。１回転中に得られるエンコーダ信号の分割数（以下、最小分解能と記す）を上げるために、エンコーダ信号を電気的に逓倍する構成のものがある。この種のエンコーダにおいては、逓倍のために逓倍回路を具備している。
【０００６】
組立に際しては、エンコーダセンサモジュール８２の他、逓倍回路を構成する逓倍用ＩＣ８３、発振器８４等の電子部品を実装した基板８５を、ねじ８７によりモータ８６に取り付ける。次に、モータ８６の回転軸８８に対し、被検出体であるパルスコードホイール８９が固定されたパルスコードホイール取付部材９０を、ねじ９１により取り付ける。そして、最後に、カバー部材９２を被せ、ねじ９３，９４で基板８５に取り付ける。
【０００７】
図１１は、図１０に示すエンコーダをカバー部材９２の上方から見た図である。図１０に示す寸法Ｐも厳しく規制されるが、図１０及び図１１に示すモータ８６の径φＭや、モータ８６の径φＭからの出張り量である寸法Ｎも厳しく規制される。
【０００８】
また、ケーブル９５が引き出される方向には部品を置かないように配慮した配置をする。しかし、特にケーブル９５の反対側であるモータ８６の径φＭの外側は、該モータ８６のすぐ近くに光軸９６等を通したり、可動物９７の旋回範囲が接近したりする場合が多い。そのため、出張りの無い形状が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−３５７４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の第１の従来例である図９のエンコーダにおいては、モータ７０に対してカバー部材８１を接着で取り付けるようにしていた。しかしながら、このような組立方法では、エンコーダの分解、再組立が出来ないという問題点があった。
【００１０】
また、第２の従来例である図１０及び図１１のエンコーダにおいては、モータ８６の径φＭよりも大きな寸法Ｎだけ、カバー部材９２および基板８５が図中、右方向に出張ってしまっていた。さらに、カバー部材９２を取り付けるためのねじ９４がモータ８６の径φＭの寸法から上記寸法Ｎとは反対側に出張ってしまうとともに、ねじ９３が寸法Ｐから出張ってしまうなどの問題もあった。
【００１１】
（発明の目的）
本発明の目的は、出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行うことのできる小型のエンコーダを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、回転機器の回転軸に取り付けられ、回転状態を検出するためのパターンを備えた被検出体と、前記被検出体とともに前記回転機器の回転状態を検出する回転検出手段と、前記回転機器に取り付けられ、前記回転検出手段と信号の授受を行う電子部品が実装される基板と、当該エンコーダを覆う第１および第２のカバー部材とを有し、前記基板の一端は前記第１のカバー部材の内面部分に接することにより前記第１のカバー部材を位置決めし、該位置決めの反対側にて、前記第１のカバー部材と第２のカバー部材が前記基板の他端を挟んだ状態で、ねじにより固定されるエンコーダとするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行うことのできる小型のエンコーダを提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。
【実施例１】
【００１５】
図１ないし図４は本発明の実施例１に係わるエンコーダを示す図である。図１は本発明の実施例１に係わるエンコーダの分解斜視図である。この実施例１のエンコーダは光学式のエンコーダであり、回転検出手段であるエンコーダセンサモジュール１は、発光素子と受光素子を含むものである。
【００１６】
組立に際しては、まず、エンコーダセンサモジュール１、逓倍処理用ＩＣ（集積回路）２、抵抗３、コンデンサ４などの電子部品や、ケーブル５を実装したフレキシブル基板６が貼り付けられる補助基板７を、モータ８に対して、ねじ９により取り付ける。次に、モータ８の回転軸１０に、パターンを備えた被検出体であるパルスコードホイール１１が固定されたパルスコードホイール取付部材１２を、ねじ１３により取り付ける。そして、最後に補助基板７を挟んで、第１のカバー部材１４とケーブル保護具１５を有する第２のカバー部材１６を、回転軸１０と平行なねじ１７により取り付ける。
【００１７】
第１のカバー部材１４には寸法ｔに示す段部分２３が設けられている。この寸法ｔは、補助基板７の厚み寸法ｔからきている。
【００１８】
図２は、図１に示したエンコーダの断面図であり、図１の姿勢の天地を逆にした図である。
【００１９】
エンコーダ信号の最小分解能を上げるために、より大きな径のパルスコードホイールを採用したり、より細かいピッチのパルスコードホイールを用いたりするが、寸法的な面から大きい径のパルスコードホイールを用いることは敬遠される。径φＡのモータ８の場合、パルスコードホイール１１の直径は第１のカバー部材１４に接触しない直径φＢが限度となる。一方、より細かいピッチを用いて最小分解能を得ようとすると、光の回折現象が発生する問題があり、パルスコードホイール１１のピッチを細かくするにも限度がある。
【００２０】
上記の理由から、パルスコードホイール１１とエンコーダセンサモジュール１から得られたエンコーダ信号を電気的に逓倍する方法が用いられる。そのため、抵抗３やコンデンサ４といった電子部品に加えて、逓倍処理用ＩＣ２や発振器１８といった電子部品から成る逓倍処理回路を用いる。
【００２１】
この場合、エンコーダセンサモジュール１から逓倍処理回路までの間で入るノイズをなるべく少なくするために、エンコーダセンサモジュール１と逓倍処理回路との間の距離をなるべく短くする必要がある。そこで、エンコーダセンサモジュール１の近く、または、同一基板内に逓倍処理回路を実装する形態をとるようにする。また、モータ径φＡから出張る部分Ｃの寸法を出来るだけ小さくするために、後述の図３にて説明するようにフレキシブル基板６を折り曲げて補助基板７に取り付け、フレキシブル基板６の両面に電子部品を実装する構造にしている。
【００２２】
第１のカバー部材１４と第２のカバー部材１６をねじ１７により取り付けることにより、ケーブル５は絶縁材料のケーブル保護具１５で押さえられる。
【００２３】
本実施例１の構造とすることにより、高さ寸法Ｄの第１のカバー部材１４をモータ８に取り付ける際、モータ８の径φＡや高さ寸法Ｄ部分からねじ１３が出てしまうことなく固定できる。
【００２４】
図３に、フレキシブル基板６と補助基板７を示す。フレキシブル基板６は補助基板７の破線１９で裏面に折り返す。
【００２５】
図４に第１のカバー部材１４を示す。第１のカバー部材１４を取り付けるにあたり、図３に示す補助基板７の一端の縁部分２０が、第１のカバー部材１４の内面部分２２に接することにより位置決め（位置出し）の役目をする。この位置決めの役目をする縁部分２０の半径Ｒは、モータ８の径φＡの半径よりも小さくし、第１のカバー部材１４が径φＡより大きく出ないようにしている。第１のカバー部材１４に設けた段部分２３の寸法ｔは、補助基板７の厚みｔの寸法にしてある。
【００２６】
図３に示す補助基板７の、前記縁部分２０の反対側である斜線部２１に、第１のカバー部１４の段部分２３がかかる構造になっている。この状態で図２に示すように、ねじ１７を用いて、第１のカバー部材１４と第２のカバー部材１６とで補助基板７を挟んだ状態で固定する。
【００２７】
上記実施例１に係わるエンコーダは、モータ８の回転軸１０に固定される被検出体であるパルスコードホイール１１と、パルスコードホイール１１とともにモータ８の回転状態を検出する回転検出手段であるエンコーダセンサモジュール１とを有する。さらには、エンコーダセンサモジュール１と信号の授受を行う電子部品が両面に実装されるフレキシブル基板６と、当該エンコーダの第１、第２のカバー部材１４，１６とを有する。そして、補助基板７の一端が第１のカバー部材１４の位置決めの役目をする。そして、該位置決めの反対側（補助基板７の他端側）において、第１のカバー部材１４と第２のカバー部材１６が補助基板７を挟んだ状態で、第１のカバー部材１４に第２のカバー部１６をねじ１７により固定するようにしている。さらに、位置決めの反対側の、補助基板７を挟む部分の側から回転検出のための電気信号を出すケーブル５を引き出すようにしている。
【００２８】
上記のように、補助基板７の一端が第１のカバー部材１４の位置決めの役目をしている。よって、図１０の従来例のように、カバー部材９２を取り付けるためのねじ９４がモータ８６の径φＭの寸法から出張ってしまうということがなくなる。さらに、フレキシブル基板６の両面（一方の面および他方の面）に電子部品を実装するようにしているので、図１０の従来例のように、モータ８６の径φＭよりもカバー部材９２および基板８５が図中、右方向に出張ってしまう、といったことがなくなる。さらに、図９の従来例のように接着によりカバー部材を固定するのではなく、ねじによりカバー部材を固定するようにしているので、エンコーダの分解、再組立が容易なものとなる。
【００２９】
つまり、出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行うことのできる小型のエンコーダを提供可能となる。
【実施例２】
【００３０】
図５および図６は本発明の実施例２に係わるエンコーダを示す図である。図５は本実施例２に係わるエンコーダの分解斜視図である。本実施例２のエンコーダは光学式のエンコーダであり、回転検出手段であるエンコーダセンサモジュール３１には、発光素子と受光素子が具備されている。
【００３１】
組立に際しては、まず、エンコーダセンサモジュール３１、逓倍処理用ＩＣ３２、抵抗３３、コンデンサ３４などの電子部品やケーブル３５を実装した両面基板３６を、モータ３８に対し、ねじ３９により取り付ける。次に、モータ３８の回転軸４０に、被検出体であるパルスコードホイール４１が固定されたパルスコードホイール取付部材４２を、ねじ４３により取り付ける。そして、最後に、両面基板３６を挟んで、座ぐり４５を有する第１のカバー部材４４と第２のカバー部材４６を、ねじ４７により取り付ける。
【００３２】
図６は、図５に示すエンコーダの断面図である。径φＥのモータ３８の場合、パルスコードホイール４１の直径は第１のカバー部材４４に接触しない直径φＦが限度となる。また、第１のカバー部材４４の高さ寸法Ｇは、回転軸４０に固定されたパルスコードホイール取付部材４２を覆うために必要な寸法からきている。
【００３３】
逓倍処理回路を構成する、抵抗３３、逓倍処理用ＩＣ３２、コンデンサ３４等の電子部品は、パルスコードホイール取付部材４２の寸法より背が低いので、第１のカバー部材４４に座ぐり４５を設けて、ねじ４７が高さ寸法Ｇから出ないようにしている。
【００３４】
第１のカバー部材４４の内側には寸法ｔに示す段部分４９が設けられている。この寸法ｔは両面基板３６の厚み寸法ｔからきている。第１のカバー部材４４の内側に設けた段部分４９により、両面基板３６は第１のカバー４４と第２のカバー４６に覆われて挟まれる構造になる。
【００３５】
モータ３８の径φＥから出張る部分Ｈの寸法を出来るだけ小さくするために、ここでは両面基板３６を用いて両面に電子部品を実装する構造にしている。
【００３６】
また、第１のカバー部材４４を取り付けるにあたり、両面基板３６の一端である縁部分２０が、第１のカバー部材４４の内面部分２２（図６参照）に接することにより位置決め（位置出し）の役目をする。この位置決めの役目をする縁部分２０の半径は、モータ３８の径φＥの半径よりも小さくし、第１のカバー部材４４が径φＥより大きく出ないようにしている。
【００３７】
上記実施例２に係わるエンコーダは、モータ３８の回転軸４０に固定される被検出体であるパルスコードホイール４１と、パルスコードホイール４１とともにモータ３８の回転状態を検出する回転検出手段であるエンコーダセンサモジュール３１とを有する。さらには、エンコーダセンサモジュール３１と信号の授受を行う電子部品が両面に実装される両面基板３６と、当該エンコーダの第１、第２のカバー部材４４，４６とを有する。そして、両面基板３６の一端が第１のカバー部材４４の位置決めの役目をする。そして、該位置決めの反対側（両面基板３６の他端）において、第１のカバー部材４４と第２のカバー部材４６が両面基板３６を挟んだ状態で、第１のカバー部材４４に第２のカバー部４６をねじ４７により固定するようにしている。さらに、位置決めの反対側の、両面基板４６を挟む部分の側から回転検出のための電気信号を出すケーブル３５を引き出すようにしている。
【００３８】
上記のように、両面基板３６の一端が第１のカバー部材４４の位置決めの役目をしているので、図１０の従来例のように、カバー部材９２を取り付けるためのねじ９４がモータ８６の径φＭの寸法から出張ってしまうということがなくなる。さらに、両面基板３６の両面（一方の面および他方の面）に電子部品を実装するようにしているので、図１０の従来例のように、モータ８６の径φＭよりもカバー部材９２および基板８５が図中、右方向に出張ってしまう、といったことがなくなる。さらに、図９の従来例のように接着によりカバー部材を固定するのではなく、ねじによりカバー部材を固定するようにしているので、エンコーダの分解、再組立が容易なものとなる。
【００３９】
つまり、実施例２においても、出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行うことのできる小型のエンコーダを提供可能となる。
【実施例３】
【００４０】
図７および図８は本発明の実施例３に係わるエンコーダを示す図である。図７は本発明の実施例３に係わるエンコーダを示す分解斜視図である。本実施例３のエンコーダは磁気式のエンコーダであり、回転検出手段である磁気センサモジュール５１で、磁気を電気信号として検出する。
【００４１】
組立に際しては、まず、磁気センサモジュール５１、逓倍処理用ＩＣ５２、抵抗５３、コンデンサ５４などの素子を実装した多層基板５５を、モータ５８に対し、ねじ５９により取り付ける。この多層基板５５は電極５６を有し、コネクタ５７が接続され、エンコーダ信号を出力する。次に、モータ５８の回転軸６０に、被検出体である磁気ホイール６１が固定された磁気ホイール取付部材６２を、ねじ６３により取り付ける。そして、最後に、多層基板５５を挟んで、第１のカバー６４と第２のカバー６６を、ねじ６７により取り付ける。
【００４２】
第１のカバー部材６４には寸法ｔに示す段部分６９が設けられている。この寸法ｔは多層基板５５の厚み寸法ｔからきている。第１のカバー部材６４にはケーブル保護具６５が固定され、多層基板５５の電極５６につながるパターンと第１のカバー部材６４との電気絶縁および異物が入いらないための封止構造になっている。
【００４３】
図８は、図７に示すエンコーダの断面図である。モータ径φＩのモータ５８の場合、磁気ホイール６１の直径は第１のカバー部材６４に接触しない直径φＪが限度となる。また、第１のカバー部材６４の高さ寸法Ｌは、回転軸６０に固定された磁気ホイール取付部材６２を覆うために必要な寸法からきている。
【００４４】
逓倍処理回路を構成する、抵抗５３、逓倍処理用ＩＣ５２、コンデンサ５４等の電子部品は、磁気ホイール取付部材６２の寸法より背が低いので、第１のカバー部材６４に段をつけてねじ６７が高さ寸法Ｌから出ないようにしている。ここでは第１のカバー部材６４に段をつけた事例を示したが、電子部品を覆う部分のカバー部材の板厚を厚くして座ぐりを設けて、ねじ６７が高さ寸法Ｌから出ないようにしても良い。
【００４５】
モータ５８の径φＩから出張る部分Ｋの寸法を出来るだけ小さくするために、ここでは多層基板５５を用いて、両面に電子部品を実装する構造にしている０。
【００４６】
また、第１のカバー部材６４を取り付けるにあたり、多層基板５５６の一端である縁部分２０が、第１のカバー部材６４の内面部分２２（図８参照）に接することにより位置決め（位置出し）の役目をする。この位置決めの役目をする縁部分２０の半径は、モータ５８の径φＪの半径よりも小さくし、第１のカバー部材６４が径φＪより大きく出ないようにしている。
【００４７】
上記実施例３に係わるエンコーダは、モータ５８の回転軸６０に固定される被検出体である磁気ホイール６１と、磁気ホイール６１とともにモータ５８の回転状態を検出する回転検出手段である磁気センサモジュール５１とを有する。さらには、磁気センサモジュール５１と信号の授受を行う電子部品が両面に実装される多層基板５５と、当該エンコーダの第１、第２のカバー部材６４，６６とを有する。そして、多層基板５５の一端が第１のカバー部材６４の位置決めの役目をする。そして、該位置決めの反対側（多層基板５５の他端）において、第１のカバー部材６４と第２のカバー部材６６が多層基板５５を挟んだ状態で、第１のカバー部材６４に第２のカバー部６６をねじ６７により固定するようにしている。さらに、位置決めの反対側の、多層基板５５を挟む部分の側から回転検出のための電気信号を出すケーブル５７を引き出すようにしている。
【００４８】
上記のように、多層基板５５の一端が第１のカバー部材６４の位置決めの役目をしているので、図１０の従来例のように、カバー部材９２を取り付けるためのねじ９４がモータ８６の径φＭの寸法から出張ってしまうということがなくなる。さらに、多層基板５５の両面（一方の面および他方の面）に電子部品を実装するようにしているので、図１０の従来例のように、モータ８６の径φＭよりもカバー部材９２および基板８５が図中、右方向に出張ってしまう、といったことがなくなる。さらに、図９の従来例のように接着によりカバー部材を固定するのではなく、ねじによりカバー部材を固定するようにしているので、エンコーダの分解、再組立が容易なものとなる。
【００４９】
つまり、実施例３においても、出張りの無い形状でカバー部材を取り付けることができると共に、カバー部材の取り外しを容易に行うことのできる小型のエンコーダを提供可能となる。
【００５０】
（本発明と実施例の対応）
モータ８，３８，５８が本発明の回転機器に、パルスコードホイール１１，４１、または磁気ホイール６１が、回転機器の回転軸に取り付けられ、回転状態を検出するためのパターンを備えた被検出体に、それぞれ相当する。また、エンコーダセンサモジュール１，３１、または磁気センサモジュール５１が、回転機器の回転状態を検出する回転検出手段に相当する。また、フレキシブル基板６を含む補助基板７、両面基板３６、多層基板５５が、回転検出手段と信号の授受を行う電子部品が実装される基板に相当する。また、第１のカバー部材１４，４４，６４が本発明の第１のカバー部材に、第２のカバー部材１６，４６，６６が本発明の第２のカバー部材に、それぞれ相当する。また、縁部分２０が、第１のカバー部材の位置決めの役目をする基板の一端に相当する。逓倍処理用ＩＣ２，３２，５２、抵抗３，３３、５３、コンデンサ４，３４，５４が本発明の電子部品に相当する。また、ケーブル５，３５，５７がエンコーダ出力用のケーブルに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係わるエンコーダを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係わるエンコーダを示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係わるエンコーダのフレキシブル基板と補助基板を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係わるエンコーダの第１のカバー部材を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例２に係わるエンコーダを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の実施例２に係わるエンコーダを示す断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係わるエンコーダを示す分解斜視図である。
【図８】本発明の実施例３に係わるエンコーダを示す断面図である。
【図９】従来のエンコーダの第１の例を示す分解斜視図である。
【図１０】従来のエンコーダの第２の例を示す断面図である。
【図１１】図１０のエンコーダをカバー上方から見た図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，３１          エンコーダセンサモジュール
２，３２，５２    逓倍処理用ＩＣ
３，３３、５３    抵抗
４，３４，５４    コンデンサ
５，３５，５７    ケーブル
６                フレキシブル基板
７                補助基板
８，３８，５８    モータ
１０，４０，６０  軸
１１，４１        パルスコードホイール
１２，４２        パルスコードホイール取付部材
１４，４４，６４  第１のカバー部材
１６，４６，６６  第２のカバー部材
５１              磁気センサモジュール
６１              磁気ホイール
６２              磁気ホイール取付部材
【図１】
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【図２】
2008298591.tif 000004
【図３】
2008298591.tif 000005
【図４】
2008298591.tif 000006
【図５】
2008298591.tif 000007
【図６】
2008298591.tif 000008
【図７】
2008298591.tif 000009
【図８】
2008298591.tif 000010
【図９】
2008298591.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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