(57)【要約】【課題】エンコーダの組み立てを容易にし、発光素子と固定保持用のケースとの中心軸の軸ずれを防止し、検出精度の向上を図ることができるエンコーダと、エンコーダの発光素子固定方法およびエンコーダを備えたモータを提供する。【解決手段】発光素子１がその底面外周部に凸部５を有し、ケース２が弾性体であって、かつ凸部５外径と同等以下の内径の凹部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子と、前記受光素子に空隙を介して対向する回転ディスクと、回転ディスクを挟んで前記受光素子に対抗する発光素子と、前記発光素子を固定保持するケースと、信号処理用回路基板とを備えた光学式エンコーダにおいて、
前記発光素子がその底面外周部に凸部を有し、
前記ケースが弾性体であって、かつ前記凸部外径と同等以下の内径の凹部を有することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
前記ケースが弾性変形されて前記凸部を前記凹部に挿入される際の切り欠き部を有することを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記凸部に複数の突起を設けていることを特徴とする請求項１または２記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記複数の突起の先端形状が鋭角の円錐形状をなしていることを特徴とする請求項３記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記複数の突起が弾性変形可能な弾性体であることを特徴とする請求項３または４記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】
前記複数の突起が前記発光素子底面外周部と一体形成されたものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の光学式エンコーダ。
【請求項７】
請求項１〜６記載のいずれか1項記載の光学式エンコーダの発光素子固定方法において、
前記ケースを弾性変形させて、前記凸部を前記凹部に挿入し、
前記ケースが前記発光素子を固定保持することを特徴とする光学エンコーダの発光素子固定方法。
【請求項８】
請求項１記載の光学式エンコーダをモータ回転軸であるシャフトに取り付けたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透光性樹脂からなる発光素子を有する光学式エンコーダとその発光素子固定方法、および光学式エンコーダを備えたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンコーダの発光素子のケースへの固定方法としては、発光素子をケースに設けた円筒状の穴に勘合挿入し、発光素子のフランジ部をケースに突き当て接着固定しているものがある。  図４において、１０１は発光素子、１０２は発光素子固定保持用のケース、１０４は発光素子の透光性樹脂部、１０６はケーステ―パ部、１０７は発光素子のフランジ部、ＣＬは光軸方向であり、ケース１０２に設けた円筒形状の穴に発光素子１０１を勘合挿入し、発光素子１０１に設けたフランジ部１０７と固定保持用のケース１０２とを突き当て、発光素子１０１のフランジ部１０７の全周に接着剤を塗布することにより接着固定を行っている。
発光素子１０１の透光性樹脂部１０４と固定保持用のケース１０２との内接部には隙間があり、フランジ部１０７への接着剤塗布時には微量な接着剤が前記隙間に流入し、透光性樹脂部１０４に付着し接着硬化する。
【０００３】
接着剤による発光素子の固定方法に関しては同様な方法としてフレーム円筒部に挿入されたＬＥＤレンズ部を接着剤により固定する方法が示されている。（たとえば特許文献1参照）。
【０００４】
また、前述のような接着剤を用いずに発光素子を固定する方法としては、ケースの側壁の一部を弾性的に形成した係止手段により、発光素子を固定する方法が示されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０５―３４０７６５号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】実開昭６２−０５５１１３号公報（第６−８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記接着剤を用いた固定方法では、接着時における光軸方向の透光性樹脂部への接着剤付着による透過率の低下、故障時など一度接着後では発光素子の交換取替えが難しく、また接着剤による固定作業の複雑さや組立工数の増加などの問題点があった。
【０００６】
また、固定保持用のケースに発光素子を嵌合挿入した際の隙間の量や接着剤の塗布量などにより、接着固定後の発光素子と固定保持用のケースに設けた穴との中心軸とは互いに一致せず、発光素子は固定保持用のケースに設けた穴に対して軸ずれが生じることがあり、この中心軸の軸ずれが回転ディスクを介して配置される受光素子の中心とのずれを生じ、受光素子の信号出力のバランスの不均一化の要因になるという問題があった。
【０００７】
さらに、接着剤の硬化反応時の収縮応力や、硬化後の熱応力によっても同様な中心軸の軸ずれが生じることがあり、この中心軸の軸ずれが受光素子信号の出力バランスの経時変化をもたらす要因となり、光学波形に変化をもたらしエンコーダの検出角度の絶対積算誤差が大きくなり、この結果角度検出精度を劣化させるという問題があった。
一方、接着剤を用いない前述の従来の方法では、側壁のごく一部で発光素子を保持固定しているため、同様な中心軸のずれが生じやすいという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、エンコーダの組み立てを容易にし、発光素子と固定保持用のケースとの中心軸の軸ずれを防止し、検出精度の向上を図ることができるエンコーダと、エンコーダの発光素子固定方法およびエンコーダを備えたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、受光素子と、前記受光素子に空隙を介して対向する回転ディスクと、回転ディスクを挟んで前記受光素子に対抗する発光素子と、前記発光素子を固定保持するケースと、信号処理用回路基板とを備えた光学式エンコーダにおいて、前記発光素子がその底面外周部に凸部を有し、前記ケースが弾性体であって、かつ前記凸部外径と同等以下の内径の凹部を有するようにしたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載における前記ケースが弾性変形されて前記凸部を前記凹部に挿入する際の切り欠き部を有するようにしたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光学式エンコーダの前記凸部に複数の突起を設けるようにしたものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光学式エンコーダの前記複数の突起の先端形状が鋭角の円錐形状をなしているものである。
請求項５記載の発明は、請求項３〜４記載の光学式エンコーダの前記複数の突起が弾性変形可能な弾性体からなるものである。
請求項６記載の発明は、請求項３〜５記載の光学式エンコーダの前記複数の突起が前記底面外周部と一体形成されたものである。
請求項７記載の発明は、請求項１〜６記載のいずれか1項記載の光学式エンコーダの発光素子固定方法において、前記ケースを弾性変形させて、前記凸部を前記凹部に挿入し、前記ケースが前記発光素子を固定保持するようにした。
請求項８記載の発明は、請求項１記載における前記光学式エンコーダをモータ回転軸であるシャフトに取り付けるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１ないし請求項７記載の発明によると、接着剤を使用せず発光素子を固定するため、接着剤使用時における接着剤付着による透過率の低下、また接着剤の硬化反応時の収縮応力や硬化後の熱応力の影響による軸ぶれを防止でき、発光素子と固定保持用のケースとの中心軸を一致させることが出来、この結果角度検出精度の高いエンコーダを提供することが出来る。さらに、発光素子の交換取替えを容易にし、接着固定作業削減による作業工数の低減が図れる。
また、請求項８記載の発明によると、角度検出精度の高いエンコーダを備えたモータにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明が従来技術と異なるのは、発光素子の透光性樹脂に凸部５が設けられ、ケースに凹部３が設けられていることにある。
図１は、本発明のエンコーダの発光素子１およびケース２を固定した斜視図である。図において、１は発光素子、２はケース、３はケースの凹部、４は発光素子の透光性樹脂部、５は発光素子の底面外周部に設けた凸部である。発光素子１はケース２に挿入固定される。ケース２に凹部３、発光素子１に凸部５を設けている。ケース２は発光素子１挿入時に発光素子の凸部５がケースの凹部３に挿入できるように弾性変形する切り欠き部を有する。本実施例では図に示すように凹部３は半周よりわずかに大きい範囲に設けられ、190度としている。残り170度が切り欠き部となる。また、ケースの凹部３の内周径は、発光素子の円板状凸部５の径より小さく、本実施例では発光素子の円板状凸部５の直径が１０ｍｍであるのに対し、ケースの凹部３の内径を９．５ｍｍとしている。ケース２の切り欠き部の弾性変形により光軸方向（ＣＬ）に対して直角方向から発光素子を挿入固定することが出来、挿入後はケースの凹部３により発光素子の凸部５は堅固に固定保持される。
【００１３】
上記実施例では光軸に対して直角方向から発光素子１を挿入固定するため、約半周の切り欠き部を設けた例を示したが、光軸方向から発光素子１を挿入するようにしても良い。この場合ケースの切り欠き部は発光素子１が挿入できる程度に径が広がればよく、切り欠き部を小さくすることが出来、保持固定をより堅固に確実にすることが出来る。
また、ケースに設けられた発光素子を挿入固定する穴が弾性変形し、発光素子の凸部を収納、固定できれば、あえて切り欠き部を設ける必要はない。
【実施例２】
【００１４】
図２に本発明の第２の実施例を示す。前記実施例１との違いは発光素子凸部５の円周上に複数の円筒形状をした突起６を設けたことにある。前記実施例１の発光素子凸部５に比べ、複数の断続的な突起６とケース２の凹部３との係止のため、軽量化とともに両者間のすべりによる発光素子の回転などが生じにくく、発光素子１の効率的ケース２への固定ができる。
前記円筒形状の突起６に代えてケースの凹部３との接触部分が鋭角となる円錐形状の突起(図示せず)に変えても同様な効果が得られる。
また、これら突起６にゴムなどの弾性変形可能な部材を用いると、発光素子の挿入固定が容易となり、更に発光素子１を挿入する際の固定保持用のケース２の弾性変形量が少なくてすみ、また切り欠き部も小さくすることができる。
前記突起６は前記発光素子底面外周部と一体に形成されたものでも良く、別部品として製作後接合したものであってもよい。  
【実施例３】
【００１５】
図３は本発明のエンコーダをモータに取り付けた場合の断面図（エンコーダ部のみ）を示す。図において、１は発光素子、２はケース、８はモータ本体、９はエンコーダカバー、１０は受光素子が収納され、検出信号を信号処理する信号回路基板、１１はセンサ部品を収納するハウジング、１２は回転ディスク、１３はシャフトであり、モータ回転軸に結合されたシャフト１３を介してケースに固定された発光素子からでた光は受光素子で検出され、この信号を回路基板１０で処理し、モータ軸の回転角が検出されこの信号からモータの回転角が制御される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例による光学式エンコーダの発光素子およびケースの斜視図
【図２】本発明の第２実施例による光学式エンコーダの発光素子およびケースの斜視図
【図３】本発明による光学式エンコーダを備えたモータの断面図（エンコーダ部のみ）
【図４】従来の光学式エンコーダの発光素子およびケースの断面図
【符号の説明】
【００１７】
１，１０１  発光素子
２，１０２  ケース
３，１０３  ケース凹部
４，１０４  透光性樹脂部
５  発光素子凸部
６  突起
１０６  ケーステーパ部
１０７  フランジ部
８  モータ本体
９  エンコーダカバー
１０  回路基板
１１  ハウジング
１２  回転ディスク
１３  シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008309773.tif 000005
【図４】
2008309773.tif 000006