JPH02281104A - リニアエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、直線駆動装置の位置、速度の制御のために検
出器として用いられるリニアエンコーダに関するもので
ある。

〈従来技術〉 一般的な光学式リニアエンコーダは、第５図の如く、固
定子スケール１と読取ユニット２とで構成される。

前記固定子スケールＩは、一定ピツチで刻まれたスリッ
ト３と、絶対位置検出用の切込みを入れた参照マーク４
とを備えている。

そして、前記読取ユニット２は、固定子スケール１の一
側に配された発光素子５と、その反対側に配された受光
素子６と、受光素子側で読取ユニット本体７に固定され
た読取スケール８と、固定子スケールｌを挾んで対向し
て配された左右一対のガイドローラ９ａ、９ｂとを備え
ている。

前記読取スケール８は、第６図の如く、Ａ相１０、Ｂ相
１１、Ｚ相１３およびフィードバック用の窓１２を有し
ている。前記Ａ相ｌＯおよびＢ相１１のスリットピッチ
は、前記固定子スケール１のスリットピッチと同一であ
るが、Ａ相ＩＯとＢ相１１との間には１／４ピツチ分（
９０ｄｅｇ）の位相差が設けられている。

前記ガイドローラ９ａ、９ｂは、一定のクリアランスＣ
をもって読取ユニット本体７に取付けられ、クリアラン
スの範囲内に固定子スケール１をガイドすることにより
、固定子スケールｌと読取スケール８との間隙Ｇが設定
している。

そして、読取スケール８を固定子スケールＩに沿って移
動させることにより、透過光量の変化を検出して、第７
図に示す出力波形が得られる。Ａ相１０およびＢ相１１
に対する二つの受光素子６からの出力信号の位相が９０
ｄｅｇずれるようＡ相１０およびＢ相１１のスリットの
位置が１／４ピツヂずれているため、二つの出力信号の
和はＩ／４ピッチごとに変動し、ピッチの分解能を１／
４ピツチに高められる。また、二つの出力信号の出力差
を利用して、移動方向の判別を行なうことができる。

また、固定子スケール１の参照マーク４を読取ユニット
２の受光素子６で読み取ることにより、７に固定子スケ
ールｌを挾んで対向して配されたガイドローラ９　ａ、
　９　ｂと、固定子スケール１の一側で読取ユニット本
体７に固定された読取スケール８とを備え、該読取スケ
ール８と固定子スケール１との間、隙Ｇを一定に保持す
るための保持機構１４が設けられ、該保持機構１４は、
前記各ガイドローラ９ａ、９ｂが固定子スケールｌに接
触して可動するよう設定され、前記固定子スケールｌを
挾んで読取スケール８と反対側に位置するガイドローラ
９ａの周面に、固定子スケール１に接触する弾性体１５
が形成されて成るものである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、読取ユニット２が固定子ス
ケール１に沿って移動するとき、固定子スケール１はガ
イドローラ９　ａ、　９　ｂで挾まれてガイドされる。

このとき、固定子スケールｌは、ガイドローラ９ｂの弾
性体１５の弾力によりガイドローラ９ａの方向に押しつ
けられているため、固定子スケールｌと読取スケール８
との間隙Ｇは、常に一定に保持され、かつ読取ユニット
２は、円読取スケール８が固定子スケール１のどの部分
に位置しているかが分かり、絶対位置を検出できる。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 上記従来技術において、ガイドローラ９ａ　９ｂに一定
のクリアランスＣを設けているため、固定子スケールＩ
がクリアランスの変動する方向に変位し、固定子スケー
ルｌと読取スケール８との間隙Ｇが変動することがある
。そのため、出力波形において、その出力幅およびオフ
セット電圧、さらにはＡ相とＢ相間の位相差が設定値に
対し変動するといった問題がある。

本発明は、上記に鑑み、固定子スケールと読取スケール
の間隔を常に一定値に保つようにして、出力波形の安定
した高信頼性のリニアエンコーダの提供を目的とする。

く　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１図〜第３図の如く、
固定子スケール１と、該固定子スケール１に沿って移動
する読取ユニット２とから構成され、該読取ユニット２
は、その読取ユニット本体滑に移動される。

そのため、リニアエンコーダの出力信号は安定したもの
となり、出力波形の変動がなくなり、高い信頼性を持っ
たリニアエンコーダを得ることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の実施例を示すリニアエンコーダの横断面図
、第２図は同じくリニアエンコーダの斜視図、第３図は
ガイドローラの一部断面図である。なお、従来と同じ構
成部品には同一符号を付す。

本発明のリニアエンコーダは、図示の如く、固定子スケ
ール１と、該固定子スケールｌに沿って移動する読取ユ
ニット２とから構成され、該読取ユニット２は、その読
取ユニット本体７に固定子スケール１を挾んで対向して
配されたガイドローラ９　ａ、　９　ｂと、固定子スケ
ールＩの一側で読取ユニット本体７に固定された読取ス
ケール８とを備え、該読取スケール８と固定子スケール
ｌとの問隙Ｇを一定に保持するための保持機構１４が設
けられ、該保持機構１４は、前記各ガイドローラ９ａ、
９ｂが固定子スケールＩに接触して可動するよう設定さ
れ、前記固定子スケールＩを挾んで読取スケール８と反
対側に位置するガイドローラ９ａの周面に、固定子スケ
ールＩに接触する弾性体１５が形成されて成るものであ
る。

前記固定子スケール１は、細長の平板状で、従来と同様
のものである。

前記読取ユニット本体７は、箱形に形成され、直線運動
体である被測定物に取り付けられている。

そして、本体７の中央に読取ユニット２の移動方向に沿
って固定子スケールＩの通る溝Ｉ６が形成されており、
遮閉壁１７により発光素子５、受光素子６および読取ス
ケール８が内装された測定部Ｉ８と、ガイドローラ９ａ
、９ｂが回転自在に支持されたガイド部１９とに仕切ら
れている。

前記読取スケール８は、従来と同じ様にスリットが刻ま
れており、固定子スケール１に対して定の微少な間隙Ｇ
を保って対向配置されている。

一 る。したがって、固定子スケールｌと読み取りスケール
８との間隙Ｇは常に一定となる。

しかし、ガイドローラ９ａ、９ｂに弾性がないと、摺動
抵抗が大きく円滑な移動を行なうことができない。これ
に対し、本発明では、固定子スケール１を挾んで読取ス
ケール８と反対側のガイドローラ９ｂに弾性体１５を設
ｉｌｌ、その弾力により固定子をガイドローラ９ａの方
向に押しつけられているため、固定子スケール１と読取
スケール８との間隙Ｇは、常に一定に保持され、かつ読
取スケール８の円滑な移動が可能となる。

そして、発光素子５から射出された光が固定子スケール
ｌおよび読取スケール８の各スリットを透過して受光素
子６に受光され、位置信号が出力される。この透過光量
は、各スリットが規則的に配列されているので、読取ユ
ニット２の移動により透過光量が変動する。この変動回
数を測定することによって、被測定物の位置を検出する
。

したがって、固定子スケールｌと読取スケール８との間
隙Ｇが一定に保持されているため、出力前記発光素子５
および受光素子６は、読取スケール８の各スリットに対
応して、それぞれ対向して配置されている。

前記ガイドローラ９ａ、９ｂは、読取ユニット２の移動
に際し、固定子スケールＩに接触して回転可能となるよ
う読取ユニット本体７に軸２０ａ、２０ｂにより支持さ
れている。

そして、ガイドローラ９ａは、固定子スケール１に対し
て読取スケール８側に配されており、硬質の合成樹脂製
である。一方、弾性体１５を有するガイドローラ９ｂは
、ガイドローラ９ａに対向して固定子スケール１を挾ん
で反対側に配されており、硬質の合成樹脂製ローラ本体
２１の外周面の全面に合成ゴム等の弾性体１５が装着さ
れている。

そして、各ガイドローラ９ａ、９ｂは、その間にクリア
ランスが設けられておらず、それぞれ固定子スケール１
に接触している。

上記構成において、読取ユニット２が固定子スケール１
に沿って移動するとき、固定子スケール１はガイドロー
ラ９ａ、９ｂで挾まれてガイドされ信号は安定したもの
となり、出力波形の変動がなくなり、高い信頼性を持っ
たリニアエンコーダを得ることができる。

また、本発明は、−本の共通固定子スケールに対し、複
数の読取ユニットを用いる場合のように、各読取ユニッ
トの相対位置関係によって、固定子スケールと読取スリ
ット間の間隙が相互に影響される装置において特に有効
である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、ガイドローラの弾性体として、外周面をすべて
覆ったものに限らず、第４図の如く、例えば０リング２
２を嵌め込む等外周面の一部を弾性体１５で形成しても
よい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、読取ス
ケールと固定子スケールとの間隙を一定に保持するため
の保持機構が設けられ、該保持機構は、各ガイドローラ
が固定子スケールに接触して可動するよう設定され、前
記固定子スケールを挾んで読取スケールと反対側に位置
するガイドローラの周面に、固定子スケールに接触する
弾性体が形成されて成るものであるため、固定子スケー
ルと読取スケールとの間隙が一定に保持され、かつ読取
スケールの円滑な移動が可能となる。そのため、出力信
号は安定したものとなり、出力波形の変動がなくなり、
高い信頼性を持ったリニアエンコーダを得ることができ
るといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すリニアエンコーダの横断
面図、第２図は同じくリニアエンコーダの斜視図、第３
図はガイドローラの一部断面図、第４図は他の実施例を
示すガイドローラの一部断面図、第５図は従来のリニア
エンコーダの横断面図、第６図は固定子スケールおよび
読取スケールの正面図、第７図はリニアエンコーダの出
力波形図である。 １：固定子スケール、２：読取ユニット、７：読取ユニ
ット本体、 ８、読取スケール、 ９ａ　９ｂガ イドローラ、１４ 保持機構、１５ 弾性体、 間隙。 シャープ株式会社 中村恒久 （Ｎ　ｃｏ　−＃　Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定子スケールと、該固定子スケールに沿つて移動する
   読取ユニットとから構成され、該読取ユニットは、その
   読取ユニット本体に固定子スケールを挾んで対向して配
   されたガイドローラと、固定子スケールの一側で読取ユ
   ニット本体に固定された読取スケールとを備え、該読取
   スケールと固定子スケールとの間隙を一定に保持するた
   めの保持機構が設けられ、該保持機構は、前記各ガイド
   ローラが固定子スケールに接触して可動するよう設定さ
   れ、前記固定子スケールを挾んで読取スケールと反対側
   に位置するガイドローラの周面に、固定子スケールに接
   触する弾性体が形成されて成ることを特徴とするリニア
   エンコーダ。