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公開番号2025167790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024072705
出願日2024-04-26
発明の名称光学式エンコーダユニット及び光学式エンコーダ
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G01D 5/347 20060101AFI20251030BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型化が可能な光学式エンコーダユニットを提供する。
【解決手段】光学式エンコーダユニットは、回転機械に連結されるシャフトと、シャフトの上端面に固定される光学スケールと、光源からの光源光が光学スケールに透過又は反射して入射する入射光を受光する光学センサユニットと、シャフトの外周面に一方の内輪軌道面が形成されると共に、シャフトの外周面に他方の内輪軌道面が形成される内輪が外嵌され、一対の外輪軌道面が形成される外輪を有する複列玉軸受と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転機械に連結されるシャフトと、
前記シャフトの上端面に固定される光学スケールと、
光源からの光源光が前記光学スケールに透過又は反射して入射する入射光を受光する光学センサユニットと、
前記シャフトの外周面に一方の内輪軌道面が形成されると共に、前記シャフトの外周面に他方の内輪軌道面が形成される内輪が外嵌され、一対の外輪軌道面が形成される外輪を有する複列玉軸受と、
を備える、光学式エンコーダユニット。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記複列玉軸受は、前記シャフトに沿って並べて配置される複数列の玉と、各列の前記玉を保持する複数の保持器を有し、
前記光学スケール側の前記保持器は、前記光学スケール側を開口する、請求項１に記載の光学式エンコーダユニット。
【請求項３】
前記保持器は、冠型保持器である、請求項２に記載の光学式エンコーダユニット。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の光学式エンコーダユニットと、
前記光学センサユニットが検出する光強度から、前記光学スケールと前記光学センサユニットとの相対的な移動量を演算する演算手段と、を含むことを特徴とする光学式エンコーダ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学スケールを用いて角度を検出する光学式エンコーダユニット及び光学式エンコーダに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ロボット等に使用されるサーボモータには、回転角度や位置の検出のため、光学式エンコーダが取り付けられている。光学式エンコーダユニットとしては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。具体的に、図２に示すように、光学式エンコーダユニット３１は、モータ等の回転機械に連結されたシャフト１２を有するロータ１０と、ステータ２０と、信号パターンを読み取り可能な光学センサユニット３５とを有している。
【０００３】
ロータ１０は、シリコン、ガラス、高分子材料などで形成され、円板形状もしくは多角形形状を有する光学スケール１１を有している。光学スケール１１の一方の板面は、信号トラックを有している。また、ロータ１０には、光学スケール１１の取り付けられた板面に対し他方の板面にシャフト１２が取り付けられている。
【０００４】
ステータ２０は、遮光性の部材からなる円筒状のカバー２１と、センサ基板２３とを備えている。円筒状のカバー２１は、センサ基板２３の側面を覆うと共に、軸受２６と、シャフト１２と、光学スケール１１と、光学センサユニット３５とを囲む。
【０００５】
カバー２１は、軸受２６を介してシャフト１２を回転可能に支持する。カバー２１の内周が軸受２６の外輪に固定されており、シャフト１２の外周が軸受２６の内輪に固定されている。
【０００６】
シャフト１２がモータ等回転機械からの回転により回転すると、シャフト１２に連動して光学スケール１１が回転中心を軸中心として回転し、光学スケール１１の信号トラックが光学センサユニット３５に対して相対的に移動する。光学センサユニット３５は、センサ基板２３に固定されている。
【０００７】
光学式エンコーダユニット３１は、フレキシブル基板２３ＦＰに固定された、入出力端子であるコネクタＣＮＴを有している。コネクタＣＮＴは、フレキシブル基板２３ＦＰの表面又は内部に設けられた導電体の配線に電力を供給し、光学センサユニット３５からの検出信号をプリアンプＡＭＰを介して外部に出力することができる。
【０００８】
センサ基板２３の表面及び内部には、配線２５に接続される配線及び回路が配線されており、配線２５と直接又は配線２５に接続される配線及び回路を介して、カバー２１の内側に沿って設けられた配線２４の一端が電気的に接続されている。このため、センサ基板２３の表面又は内部に設けられた導電体の配線２５と、カバー２１の内側に沿って設けられた配線２４とは、コネクタＣＮＴ、プリアンプＡＭＰ、光学センサユニット３５及び光源４１を適宜接続している。
【０００９】
光学スケール１１は、面内における偏光子の偏光方向が所定の方向を向いており、かつ偏光方向がシャフト１２の回転により変化する。光学センサユニット３５は、光源４１の光源光が光学スケール１１に透過して入射する入射光（透過光）を受光して、光学スケール１１の信号トラックを読み取ることができる。光源基板４２の表面には、例えば発光ダイオード、半導体レーザ光源などの光源４１が固定されている。
【００１０】
光学式エンコーダ２は、図３に示すように、光学式エンコーダユニット３１と、演算装置３と、アクチュエータ等の制御部５と、を有する。演算装置３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、入力インターフェース４ａと、出力インターフェース４ｂと、ＣＰＵ４ｃと、ＲＯＭ４ｄと、ＲＡＭ４ｅと、内部記憶装置４ｆと、を含んでいる。
光学式エンコーダユニット３１は、光学センサユニット３５によって、光学スケール１１に光源光７１が透過して入射する入射光７３を検出する。
演算装置３は、光学センサユニット３５の検出信号が入力され、光学式エンコーダユニット３１のロータ１０と光学センサユニット３５との相対位置を演算し、相対位置の情報を制御信号として、モータ等の回転機械やその他アクチュエータの制御部５へ出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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