JPH0198924A - Rotary encoder incorporated with speed reduction gear - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate the loss of torque completely and to eliminate the need for a large space by setting a reflection type optical fiber sensor and leading an electric signal out to the rotary parts of a motor and reduction gears without contacting. CONSTITUTION:The output shaft 1a of a rotary machine 1 is coupled with a transmission gear 7 through an input gear 4 and an intermittent gear 6a. Marks 7c which reflects or absorbs light are printed on the external surface of the gear 7 provided to a main body 5 alternately to the same width. A hole 5d reaching the marks 7c is formed in the external surface of the main body 5 and a fiber fitting tool 15 is pressed in. Optical fiber cables 19 and 20 for a light source and photodetection are put in a metallic pipe 18, which is inserted into the hole 5d and bent along the fitting tool 15 without contacting the gear 7, thereby fixing a fiber fixer 16 and a fixing screw 17. The other-terminal sides of the cables 19 and 20 are fitted to an optical fiber amplifier and light is sent to the fiber for the light source; and an output is led out of the fiber for photodetection, amplified, and outputted. This output is a rectangular wave and usable as an encoder output.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特願昭６２−７５９０９号の減速装置にセッ
トすることにより、該減速装置のもつ特徴である何段か
をワンタッチで積層出来る構造を利用して検出精度の選
択が可能であり、しかも回転部分に非接触にて取付は可
能なためトルクのロスが全く無く広い用途に利用出来る
減速装置組込式ロータリーエンコーダーである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] By setting the present invention in the speed reduction device disclosed in Japanese Patent Application No. 62-75909, several stages can be stacked with one touch, which is a feature of the speed reduction device. It is a rotary encoder with a built-in speed reducer that can be used in a wide range of applications, with no loss of torque since it is possible to select the detection accuracy by utilizing the structure, and it can be installed without contacting the rotating parts.

〔従来技術及び問題点〕[Prior art and problems]

従来のロータリーエンコーダーは、モーターや減速装置
の回転部（出力軸）に直接連動させてロータリーエンコ
ーダー内部のスリット板等を回転させ電気信号を取り出
しているが、この方法ではトルクのロスが発生し、更に
はロータリーエンコーダーが回転部に連動されるため、
大きなスペースを必要とする等、問題点が多かった。Conventional rotary encoders extract electrical signals by rotating a slit plate, etc. inside the rotary encoder by directly linking the rotating part (output shaft) of the motor or reduction gear, but this method causes torque loss. Furthermore, since the rotary encoder is linked to the rotating part,
There were many problems, such as the need for a large space.

〔解決手段〕[Solution]

本発明は、特願昭６２−７５９０９号の減速装置に反射
式光ファイバーセンサーをセットし、モーターや減速装
置の回転部に非接触で電気信号を取り出すため、トルク
のロスが全くなく、しかも自由に曲げることが可能な光
ファイバーセンサーを使用するため、スペースも多くを
必要としない減速装置組込式ロータリーエンコーダーで
ある。In the present invention, a reflective optical fiber sensor is set in the speed reduction device of Japanese Patent Application No. 62-75909, and an electric signal is extracted without contacting the motor or rotating parts of the speed reduction device, so there is no loss of torque at all, and moreover, it can be used freely. Since it uses a bendable optical fiber sensor, it is a rotary encoder with a built-in speed reducer that does not require much space.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面により説明すると、（１）
は回転機で、（１ａ）は回転機出力軸である。（２）は
回転機カバーで、（３）は回転機取付枠である。上記回
転機カバー（２）と回転機取付枠（３）のネジ嵌合によ
り回転機ＣＩ＋を固定し、位置決めを行なう。Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings. (1)
is a rotating machine, and (1a) is the rotating machine output shaft. (2) is a rotating machine cover, and (3) is a rotating machine mounting frame. The rotating machine CI+ is fixed and positioned by screw-fitting the rotating machine cover (2) and the rotating machine mounting frame (3).

回転機ｆｉ＋の出力軸（１ａ）には入力歯車（４）が圧
入嵌合され、回転機出力軸（１ａ）とともに回転する。An input gear (4) is press-fitted to the output shaft (1a) of the rotating machine fi+, and rotates together with the rotating machine output shaft (1a).

入力歯車（４）には回転機出力軸（１ａ）七の嵌合部上
反対側に出力軸受（４ａ）を設ける。（５）は本体で、
２段式の場合ζこは２ケ使用する。The input gear (4) is provided with an output bearing (4a) on the opposite side above the fitting portion of the rotating machine output shaft (1a). (5) is the main body,
In the case of a two-stage type, two pieces of ζ are used.

本体（５）には減速比により異なる中間歯車を取付ける
ために３本１組の支持軸（５ａ）及び（５ｂ）を各３本
ずつ等間隔に設ける。又該本体（５）には伝導歯車（７
）または出力軸歯車（８）の回転時の振れを防止するた
めの鋼球（９）を取付ける鋼球取付穴（５ｃ）を複数個
設け、更に本体（５）とあるいは回転機取付枠（３）、
出力軸受（１３）との取付けの際に必要な凸部ａυ及び
凹部（１２１を複数個設ける。該凸部（１１）及び凹部
α２は機構を積み重ねた時のはずれ防止のストッパー機
能を果たすものであり、本体（５）の他に回転機取付枠
（３）、出力軸受αＪにも同様に設ける。中間歯車は減
速比により異なる中間歯車（６ａ）及び別の中間歯車（
６ｂ）の２種類を設ける。該中間歯車は消音効果を高め
るために柔軟性を有する材料を使用する。一方の中間歯
車（６ａ）は入力歯車（４）及び伝導歯車（７）とそれ
ぞれ噛合い回転が伝達される。伝導歯車（７）は出力軸
（７ａ）を有し、該出力軸（７ａ）により次段への回転
伝達が行なわれる。また、該出力軸（７８）の中心には
出力軸０αを軸支するための貫通口（７ｂ）を有する。A set of three support shafts (5a) and (5b) are provided at equal intervals on the main body (5) in order to attach different intermediate gears depending on the reduction ratio. The main body (5) also has a transmission gear (7).
) or a plurality of steel ball mounting holes (5c) for mounting steel balls (9) to prevent vibration during rotation of the output shaft gear (8). ),
A plurality of convex portions aυ and concave portions (121) necessary for installation with the output bearing (13) are provided. The convex portions (11) and concave portions α2 serve as a stopper to prevent the mechanisms from coming off when stacked. In addition to the main body (5), the rotating machine mounting frame (3) and the output bearing αJ are also provided in the same way.The intermediate gear is an intermediate gear (6a) that differs depending on the reduction ratio, and another intermediate gear (
There are two types of 6b). The intermediate gear uses a flexible material to enhance the sound deadening effect. One of the intermediate gears (6a) engages with the input gear (4) and the transmission gear (7), and rotation is transmitted thereto. The transmission gear (7) has an output shaft (7a) through which rotation is transmitted to the next stage. Further, the output shaft (78) has a through hole (7b) at the center thereof for pivotally supporting the output shaft 0α.

以上の機構を積み重ねることにより理論的には大きな減
速比が可能である。By stacking the above mechanisms, it is theoretically possible to achieve a large reduction ratio.

最終段は、伝導歯車（７）の出力軸（７ａ）より回転が
伝達され、中間歯車（６ｂ）及び出力軸歯車（８）を介
して出力軸（＋０１に回転伝達される。該出力軸ａ１は
一端を本体（５）に凸部σＢと凹部（１２ｉこより嵌合
された出力軸受αりに圧入嵌合された出力軸受リング（
１４）で、他端を伝導歯車（７）の貫通口（７ｂ）を通
り入力歯車（４）の出力軸受（４ａ）にて軸支される。In the final stage, the rotation is transmitted from the output shaft (7a) of the transmission gear (7), and the rotation is transmitted to the output shaft (+01) via the intermediate gear (6b) and the output shaft gear (8).The output shaft a1 has one end attached to the main body (5) with a convex part σB and a concave part (12i).
14), the other end passes through the through hole (7b) of the transmission gear (7) and is pivotally supported by the output bearing (4a) of the input gear (4).

前記した伝導歯車（７）の外側面にマーク（７ｃ）を印
刷する。このマーク（７ｃ）は光を反射する部分と吸収
する部分を交互に同じ巾で印刷する。A mark (7c) is printed on the outer surface of the aforementioned transmission gear (7). This mark (7c) is printed with light reflecting parts and light absorbing parts alternately having the same width.

本体（５）の外側面に伝導歯車（７）の外側面ｌこ印刷
されたマーク（７ｃ）まで届く穴（聞）を設ける。A hole is provided on the outer surface of the main body (5) to reach the mark (7c) printed on the outer surface of the transmission gear (7).

また、本体（５）の外側面？こは光フアイバーケーブル
を保持固定するファイバー取付具α９を圧入する。光フ
アイバーケーブル（１９田の２本は光源用と受光用を１
セツトとして金属パイプ側内部に納められ、該金属パイ
プ（１１ま自在に曲げ操作が可能である。Also, the outer surface of the main body (5)? Here, press fit the fiber fitting α9 that holds and fixes the optical fiber cable. Optical fiber cable (2 cables at 19 are for the light source and one for the light receiver)
It is housed inside the metal pipe side as a set, and the metal pipe (11) can be freely bent.

２本の光フアイバーケーブルθ９（涛を納めた金属パイ
プ（ｌＥ９を本体（５）外側面に設けた穴（５ｄ）に挿
入し、伝導歯車ｆ７）に接触しないようにファイバー取
付具α団にそって金属パイプθ樟を曲げ、ファイバー固
定具（１６１と固定ネジ（Ｉｎｌごて固定する。Insert the two optical fiber cables θ9 (metal pipes (lE9) into the holes (5d) on the outer surface of the main body (5), and gently insert them into the fiber fitting α group so as not to contact the conduction gear f7). Bend the metal pipe θ and fix it with the fiber fixture (161) and fixing screw (Inl).

２本の光ファイバーケーブル鱈（イ）の他の一端は光フ
アイバーアンプ（２υに取付けられ、光源用光ファイバ
ーには光を送り、受光用光ファイバーからは出力を取り
出して増巾し、出−力される。この出力は方形波でエン
コーダー出力として使用される。The other end of the two optical fiber cables (A) is attached to an optical fiber amplifier (2υ), which sends light to the light source optical fiber, and extracts the output from the light receiving optical fiber, amplifies it, and outputs it. .This output is a square wave and is used as the encoder output.

〔効　果〕〔effect〕

本発明は、すでに提案された減速装置に容易に組込むこ
とが出来、光フアイバーケーブルを使って非接触にて回
転に対応した電気信号を取り出せるため、トルクのロス
が全くなく、自在に曲げ可能なファイバーケーブルであ
るため、スペースも多く必要としない等、工業上実用上
においてすぐれた発明である。The present invention can be easily incorporated into already proposed reduction gears, and since electrical signals corresponding to rotation can be extracted without contact using an optical fiber cable, there is no loss of torque and it can be bent freely. Since it is a fiber cable, it does not require much space, making it an excellent invention from an industrial practical standpoint.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は２段式減速装置に光フアイバー式ロータリーエ
ンコーダーを取付けた断面図、第２図及び第３図は伝導
歯車と中間歯車の２種類の噛合い状態を示すもので、第
２図は１段目を第３図は２段目をそれぞれ示す側面図、
第４図は機構を積み重ねる際に使用する凸部と凹部の嵌
合部で第１図におけるＡ部分を矢印方向から見た斜視図
、第５図は伝導歯車の外側面に光を反射する部分と反射
しない部分を印刷した立体図、第６図はアンプの側面図
である。 図中、（１１・・・回転機、（１ａ）・・・回転機出力
軸、（４）・・・入力歯車、（４ａ）・・・出力軸受、
（５）・・・本体、（５ａ）　（５ｂ）−・・支持軸、
（ｆｉ、）　・・・中間歯車、（６ｂ）・・・中間歯車
、（７）・・・伝導歯車、（７ａ）・・・伝導歯車出力
軸、（７ｃ）・・・マーク、（８）・・・出力軸歯車、
（９）・・・鋼球、（１０１・・・出力軸、０１）・・
・凸部、（１２・・・凹部、（１３）・・・出力軸受、
α訃・・ファイバー取付具、ｃ［ｅ・・・ファイバー固
定具、αη・・・固定ネジ、０８・・・金属パイプ、ｆ
ｌ’ｌＣ１！Ｏｌ−・・光フアイバーケーブル、（２υ
・・・光フアイバーアンプ。 特許出願人　　トピア工業株式会社 発　明　者　　　島　　　崎　　　文　　　夫代理人弁
理士　　　吉　　　原　　　省　　　玉量　　同　　　
　　　吉　　　原　　　弘　　　子第　　２　　図 第　　６　　図 第　　３　　図 ｂFigure 1 is a cross-sectional view of a two-stage reduction gear equipped with a fiber optic rotary encoder, Figures 2 and 3 show two types of meshing states of the transmission gear and the intermediate gear. The first stage and Figure 3 are side views showing the second stage, respectively.
Figure 4 is a perspective view of part A in Figure 1, seen from the direction of the arrow, showing the fitting part between the protrusion and recess used when stacking mechanisms, and Figure 5 is the part that reflects light on the outer surface of the transmission gear. Figure 6 is a side view of the amplifier. In the figure, (11... Rotating machine, (1a)... Rotating machine output shaft, (4)... Input gear, (4a)... Output bearing,
(5)...Main body, (5a) (5b)--Support shaft,
(fi,)...Intermediate gear, (6b)...Intermediate gear, (7)...Conduction gear, (7a)...Conduction gear output shaft, (7c)...Mark, (8) ...output shaft gear,
(9)...Steel ball, (101...Output shaft, 01)...
・Convex part, (12... concave part, (13)... output bearing,
α...Fiber fitting, c[e...Fiber fixing tool, αη...Fixing screw, 08...Metal pipe, f
l'lC1! Ol-・・Optical fiber cable, (2υ
...Optical fiber amplifier. Patent applicant Topia Kogyo Co., Ltd. Inventor Fumi Shimazaki Patent attorney Sho Yoshihara Tamayo
Hiroko Yoshihara Figure 2 Figure 6 Figure 3 b

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力軸に該軸と一体に回転するように入 力歯車を嵌入し、また入力軸の外周に等間 隔で１組３本の支持軸を２組それぞれを同 心円上に固定させ、該支持軸に回転自在に かつ入力歯車と噛合わせた中間歯車を１組 ３ケ嵌入し、これら３ケの中間歯車はその 外周にて一端を入力歯車に他端を出力軸受 に回転自在に軸支された出力軸を圧入され、内周面に歯
形を有し、またその外周面をわ ずかな隙間を有し複数の鋼球にて支えられ た伝導歯車と噛合して回転を伝達するよう にした減速装置において、伝導歯車の外周 面に光を反射する部分と反射しない部分を 交互に印刷し、本体の外側面より内部に向 かつて反射式光ファイバーセンサーを通し、該伝導歯車
の印刷された外周面と反射式光 ファイバーセンサーの先端が一定距離とな るよう固定し、かつ伝導歯車の回転に対応 した電気信号を取り出すようにし、しかも 該減速装置のもつ特徴である何段かをワン タッチで積層出来る構造を利用して検出精 度の選択が可能なようにした減速装置組込 式ロータリーエンコーダー。[Claims] An input gear is fitted into the input shaft so as to rotate together with the input shaft, and two sets of three support shafts are fixed concentrically around the input shaft at equal intervals. A set of three intermediate gears are fitted into the support shaft so as to be rotatable and mesh with the input gear, and these three intermediate gears are rotatably connected to the input gear at one end and the output bearing at the other end at their outer periphery. The rotatably supported output shaft is press-fitted, has tooth profiles on its inner circumferential surface, and its outer circumferential surface is meshed with a transmission gear supported by multiple steel balls with a slight gap to transmit rotation. In this reduction gear, parts that reflect light and parts that do not reflect light are printed alternately on the outer peripheral surface of the transmission gear, and the printed part of the transmission gear is passed through a reflective optical fiber sensor from the outer surface of the main body toward the inside. The outer circumferential surface and the tip of the reflective optical fiber sensor are fixed at a constant distance, and an electrical signal corresponding to the rotation of the transmission gear is extracted. Moreover, several stages can be stacked with a single touch, which is a feature of this reduction gear. A rotary encoder with a built-in speed reducer that makes it possible to select detection accuracy using its structure.