JPS60115807A - ロ−タリ−エンコ−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】 ピュレータ装置等における運動制御用回転軸、並びに、
移送用もしくはバルブ開閉用等に使用される動力伝達用
回転軸等の回転量を、絶対量として、ディジタル的に計
測しうるロータリーエンコーダに関する。

従来，制御用又は動力伝達用の回転軸の回転量（回転数
とも呼ばれるが、単位時間当りの回転数との混同を避け
るため、以下、回転した数を回転部とする。）をディジ
タル的に計測するには、インクリメント（相対的）型式
とアブソリュート（絶タ」的）型式とがある。

インクリメント型式は、構成が簡単で、安価に利用でき
るため、各種の制御装置に多く採用さねている。

Ｌ７かし、この型式のものは、起動時に、イニシャルプ
リナツト、又は原点復帰等の初期設定を必要とし、しか
も、電源が遮断さ力だ場合等には、必要な値を消失し、
そのため、電源が瞬時断たれた際には、自動制御が誤動
作して、知−故を生じる翳の欠点かある。

アブソリュ−１・型式には、ポテンショメータ、エンコ
ート板を用いたエンコーダ、および歯車装置−に」二る
もの４、ワかある。

ボテンショメ−りによるものは、アナログ力式であるた
め、ディジタルの信４じを得るには、そわ２をアナログ
−ディジタル変換する必要があるとともに、ドリフト等
の影響を受け、がっ、入力し７得る回転の数も、１０回
転程度で、通常ｉｌＪ：、歯車装置で低減しなけね２ば
、そわほど多くの回転量を測定することはできない。

また、１板のエンコード板によるエンコーダで多数ビッ
トを得るものけ、入力回転の数が１回転以内であるとと
もに、分解能に限度があって、桁数の多い出力は望め々
い。

これらの欠点を除去するために、歯転装植と、多数ビッ
トが同時に得らゎるエンコード板を用いたエンコーダを
組み合せたものがある。

このものは、入力回転昂を、歯車装置を介して、一定の
比率で順次低減し、その低減さ才また爾沖装置の各段毎
に、そ力ぞわ複数ビットが同時にＹｌられるエンコーダ
をもって、回転角度をエンコートする」二うになってい
る。

この際、各段毎に要求されるエンコーダの分解能ｕ二、
入力からみたその段寸ての低θ．Ｖ比に応じて異ってく
る。

例えば、１段轟シの低減比を各２４とすれば、３段結合
したものでは、１段目が３６度、２段目が３６度、３段
目が０．３６度と々す、そのだめ、最上位段では、非常
に高精度が要求さするという欠点がある。

−ｉ　／ｅ、最上位段のエンコーダに高精度が得られた
としても、通常の加工精度をもつ歯車装荷では、バック
ラッシュ等による正逆転時の誤差を避けることはできな
い。

このバックラッシュの精度は、最上段に直接的に影響し
、かつ、バックラッシュは、歯車結合の１ン数イＩ≦増
す毎に累積さねて、最上位桁に影響する／（め、エンコ
ーダの精度を向上させても、歯車装置１°５゛を用いた
場合は、その実質的な計数範囲の上限（的’、　ｉｔ二
、バックラッシュ等の機十〕曳的不宥度によって、１１
□り限されてし２捷う。

寸だ、バックラッシュによる影響は、ロータリーエンコ
ーダのヒステリシス現象として、回転方向が反転し７た
ときに生じるが、それが桁上げ前後しこ生じたときは、
十位桁の誤差として大きく現わねる欠点がある。

しかも、バックラッシュ等の十幾初Ｖ的狛゛３度に１１
、山車装置の摩耗等によって増大するだめ、長期の安定
性、並びに信頼性は望め々い。

本発明は、上述の欠点を除去し、第１１に、＋Ｍ：ｉ車
装置全装置たアブソリュ−１・型式でありながら、エン
コーダに要求される分解能を、桁位置にかかわらず一定
として、多段結合を答易とし、もって、計数範囲の拡大
と、機械的加工精度の低下を割り得るようにしたもので
、そのを旨とするところＵ゛５５ イ６回転数をザ減するように多段結合した爾沖ル１、置
の所要段における適数の爾Ａ］！１Ｉｌｌｌに、入力軸
の回転量をディジタル的に割数するだめのエンコーダを
適宜連係してなるロータリーエンコーダにおいて、Ａｔ
ｊ記歯車装置の適宜の段間の原動中と（；ｌ動−１ｉｊ
を、その段間に要求さ７′Ｌる回転数の低θ・・！比に
応して、原動車と従動ｊｌｊの連結部のいずｊ）か適所
が欠落して、原動月］を・空転させる」：うな間欠送り
式のものとしたことにある。

以下、図１面に示す具体的な実施例に基き１）ｒ述する
。

第１図は、本発明によるロータリーエンコーダの中火縦
断面図で、第２図は、第１図におけるｎ−■紳矢視断面
図で、歯車の一部を破断して示すものである。

（１）は、軸線方向に厚肉の円板状の基板で、（２）は
、ＱＩＩ板（１）の後面たる内面（１ａ）と、若干の間
隔を置いて平行に対峙する円板状の軸受支持板である。

１１＋受支持板（２）は、円筒体の一側部を切欠したス
ペーサ（３）を介して、基板（１）と一定の間隔を保ち
、３本の固定ネジ（４）をもって、基板（１）に固着さ
れている。

スペーサ（３）縛１、その両り１．）内側面を、基板（
１）の内ｉｒ＋ｉ（＋ａ）と、この内面（１ａ）と対向
する軸受支持板（２）のｎｉｉ面（２ａ）とにそれぞれ
設けられた凸状段部（１ｂ）（２ｂ）とに嵌合すること
によシ、基板（＋）と軸受支持板（２）とに、同軸にｌ
＋ｆｌ心されて増刊けられている。

スペーサ（３）は、半径方向にやや厚肉であり、この部
分に、ｈ↑］記３木の固定ネジ（４）が貫通する軸線方
向の孔（４ａ）が設けられている。

基板（１）と軸受支持板（２）の軸心を貫通して、入力
軸（Ｓｏ）が設けらね、該入力軸（Ｓ、）は、基板（１
）の内面（１ａ）の中心と、軸受支持板（２）の中心と
にそＪ′Ｉぞれ嵌め込まれたボールベアリング（５）（
５）によって枢支されている。

入力’１ｉｌｌｌ（Ｓ、　）は、ボールベアリング（５
１ｆｆ１１間において５８枚歯のピニオン（Ｂ・）を備
えている。

スペーサ（３）の外径は、基；Ｉｆｔ＋ｌの外径より十
分に小径であって、基板（１）と軸受支持板（２）の間
におけるスペーサ（３）の外周部は、現状をなす歯車室
（６）となっており、この歯車室（６）には、互いに連
係さ第１だ多数の歯車群（後述）が収容さねでいる。

入力軸（Ｓｏ）上のピニオン（、Ｂ、）と噛合する第＋
　１．Ｑ目の歯車軸（Ｓ、）は、スペーサ（３）の切欠
部（３ａ）内に設けら肛、この歯車軸（Ｓ、）の両端は
、そ７１ぞわ、基板（１）と軸受支持板（２）に佃め込
−１力だボールベアリング（７）　（７）で枢支されて
いる。

第２段目の歯車！１ｉｉｌｌ（Ｓ、）は、１〜に車軸（
Ｓｌ）と所要の間隔をもって外径方向に設けられ、その
２段ｍｌ　ｔｌ、降、１３段目までの各歯車１１η１（
Ｓ２）〜（Ｓ、、）は、環状をなす歯車室（６）内に、
円周方向の一定の間隔をもって、置引（状に配列されて
いる。各歯車軸（Ｓ２）〜（Ｓ、）の両ｉ／：：Ａは、
そ粗それ、基板（１）と軸受支持板（２）に嵌め込ｔ、
７またメタルベアリング（８）で枢支されている。

各歯車１ＩＩＩＩｌ（Ｓｌ）〜（Ｓ、３）には、第５図
に示すよう々、歯車ユニットσ力における各歯車（Ａｌ
　（＋３＋（Ｃ）が、第３図及び第４図に示す要領をも
って軸装さねている。

なお、以下の説明並びに図面中、各歯車軸（Ｓｌ）〜（
Ｓ、、）に配列された歯車ユニットについては、そのユ
ニット番号の添字を付けて、歯車ユニツ）　（Ｕ、　）
〜（［Ｊ、　）と表わし、丑だ各歯車ユニツ）（Ｕ）中
の構成歯車（Ａ）（Ｂ）（Ｃｌについても、同様とする
。

第５図に示す歯車ユニット（転）は、低位の段の歯車リ
リ１ｌ（Ｓ。）から、上位段の歯車軸（Ｓ、＋１ＸＳ、
−１−２）の順に、間欠駆動するだめの原動車（Ａ）と
、その原動車（Ａｌで間欠駆動され、かつ原動車（５）
が空転時に、適宜′Ｊ［１錠されて回転しない、第１の
従動車（＋３）と、第１の従動車（＋３）の回転か星に
低減さ力、て伝達される第２の従動車（Ｃ）とから々つ
ている。

原動車（Ａｌは、１６枚の歯をもつ平歯車の歯を、直径
方向に対向するところで、そわ−ぞね隣接する２枚の歯
（２＋１　（２＋１を残して、他を欠除することにより
、対向する歯（２＋１　（２１＋間の部分を、歯（２１
）の谷部（２２）の径に等しい径の半円弧状部（２２ａ
）として残し、かっこの半円弧状部（２２ａ）の裏側に
、歯（２１）の山の高さと切１〜い径の半円弧状リブ（
２３＋を重合した構造となっている。

第１の従動車（Ｂｌは、８枚の歯２４＋をもつピニオン
において、１枚置きの歯（２４ａ）の裏面を削って、そ
の厚さを約４としたものである。

第２の従動車（ｑは、原動車（Ａ）の歯を欠除しない元
のままのものと等しい１６枚の歯をもつ平歯車である。

第１の従動車（Ｂ）の薄肉の８枚の歯（２４ａ）は、原
１Ｊｉｌｌ車（Ａｌの前面の２枚ずつ残さいたｍｃ、＋
＋）と噛合し、かつ、従動車（＋３）の厚肉の４枚の歯
（２，＋１の後部に１、原動車い）のリブｃ！３）の部
分ど同一面上に位置している。

従って原動車（Ａ）は、隣接する２枚ずつの爾（２１）
をもって、第１の従動車（Ｂｌを、１８０度毎に、４５
度分だけ駆動し、１３５度の回転区間に、回転を伝えな
い。

この原動車（Ａｌの回転を伝えない区間においては、原
動車（Ａ）のリブ（２３）と同一平面上で、第１の従動
車（Ｂ）に残さねた片肉の４枚の歯（２４＋中の相隣る
２枚の後部が、リブ（２３）の外周面に当接して滑動す
る。

すなわち、この際の当接状能は、第１の従動車（１３）
の１し、Ｈ接する２枚の歯（２４）　（２４＋の後部の
対向側面が、リブ（７ｊ（ｌの外周面たる弧面（２３ａ
）に当接してお９、従って、原動車（Ａｌは、第１の従
動車（Ｂ）に対して回転自在であるが、第１の従動車（
Ｂ）は、隣接する２枚の爾Ｃ・Ｉ）　（２＝＋＋の対向
側面が、リブ（２３）の外周面に当接しているため、原
動中’　（Ａｌに対して、正逆いずれにも、［］肪１シ
、すること回、できない。

第１の従動中（Ｂ）の８枚の歯は、第２の従動車（ｑと
噛合し、第１の従動車（＋３）が間欠的に駆動さハる９
０１鳥旬の回転を、４５度毎の回転に低減して、第２の
従動ｊＪｉ、（Ｃ）を間欠２駆動する。

子連の如く、原動車（Ａｌの１回転は、第１の従動車（
１３）を、９０度ずつ、２度に渡って間欠的に１８０度
でに回転さぜ、かつ、第２の従動車（ｑを、４５度すつ
、２度に渡って９０度でイ回転させる。

このとき、原動車（Ａｌの１度の間欠送りに５１３・け
る回転角度は４５度であり、−その、（９駆動時、／Ｉ
　５度の回（１１々け、第１の従動車（ト））を９０度
回転させる増速部１ト１１となっており、しかも、第」
の従動車（Ｂ）は、その９０度の回転で５第２の従動車
（Ｃ）を７１５度回軸回転る減速駆動であることから、
原動車（Ａｌが第２の従動１１Ｈ（Ｃ）を、駆動すると
きの速度比は、１．１の竹速、駆動となる。

第２の従動Ｊ＝、（Ｃ１の１当車１１１１に、次段の南
中ユニット番号の原動車（Ａ）を結合して、順次に多段
結合すると、各歯車並ひにその刺１の回転比は、順次イ
に低減され、かつ、原動車（Ａｌと第２の従動沖（Ｃ１
を具（＋ｉｉｉする各歯車軸の駆動時の回転速度比υ１
、すべて等しくなる。

第１図及び第２図の実施例においては、子連の如く、各
歯車軸（Ｓｌ）〜（Ｓ、３）に、６組の歯１１シュニッ
）（Ｕ、）〜（Ｃ６）が、順次に多段結合さゎている。

なお、第１段目の歯車軸（Ｓｌ）には、歯車ユニット（
［Ｊ）の第２の従動車（Ｃ）と同じ１６枚の歯をもつ平
歯車（Ｃｏ）が設けられ、その歯車（Ｃ０）と噛合する
入力Φ山（Ｓｏ）のビニオン（Ｂ、　）は、歯車ユニツ
１４Ｊ）における第２の従動車（Ｂｌの８枚の歯の部分
に相当している。

第３図は、第２図において円弧状に配列さ力、ている各
歯車軸（Ｓｏ）〜（Ｓ、、）を、ｍ−ｍ線で断面して、
各１ｆｉ　Ｗａを結ぶ直線上に展開したもので、各歯車
ユニツ）　（Ｕ、　）〜（Ｕ、）が多段結合されている
状態と、その後方に設けた各１ビツトのエンコーダの関
係を、明確に示すものである。

各１ビツトのエンコード板、エンコード板（Ｅｏ）〜（
Ｅ、３）と、ンオトカブラー（Ｆｏ）〜（Ｆ、）とを、
そｆそわ、に組み合せて構成されている。

各山車軸（Ｓ、）〜（８，３）は、軸受支持板（２）を
貫通して、後方に突出し、その軸端部には、それぞｔ、
エンコード板（Ｔ８ｏ）〜（Ｅ、、）が固着されている
。

各エンコード板（Ｅｏ）〜（Ｅ、、）は、円形の有頂筒
状を斤し、その筒部間口を後方に向け、かつ、そのＷｉ
　ｌｉｄ　ヲ、歯車＋１−１ｌｌ（Ｓｏ）〜（ＳＩ３）
の娼部に固着してなり、その筒部［＋１１面は、開口端
から適当な深さをもって、半円弧状に切欠されている。

各エンコード板（Ｅ、　）〜（Ｅ、、）の後方には、プ
リント配線基板（９）に電気接続用の導線を７・ンダ伺
けすることにより固定されたフォトカプラー（Ｔ’ｏ　
）〜（＋・Ｅ、）が設けられ、ている。

フォトカプラー（Ｔ”、　）　〜（Ｆ、、）は、エンコ
ード板（Ｅｏ）〜（Ｅ、、）の筒端部に残在した半分の
側面を検出しうるように、その残存側面が、光電変換素
子（ｆ、Ｘｆ、）の間を通過する」：うになっている。

プリント配線基板（９）は、軸受支持板（２）に対して
、板面を一定の間隔に保つように、２個のザボータ（１
０）とネジ（１１）をもって、軸受支持板（２）に固定
され、でいる。

プリント配線基板（９）上の各フォトカプラ−（１・゛
。）〜＜　Ｆ、、）からの電気配線は、図示を省略した
フレキシブルなケーブルをもって、コネクタ（１２の端
子（＋２ａ）へ接続さｎている。

コネクタ（１２）は、円板状の蓋（＋　＋１のほぼ中火
部に同着され、その蓋（１３）の周縁は、円筒状のケー
シング（１４）の後端に嵌合され、かつ、皿ネジ（１５
Ｉで同定さｎている。

ケーシング（１１）の前端内側に基板（１１が嵌合され
、両者は皿ネジ（内で固定されている。

なお、（１７）　（１８）　ｆｌ！１）　（、！［１）
は、防湿、防水並びに防爆用のバッキングである。

第１１図は、第３図のＸ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線並びに７、−
Ｚ線における各歯車と歯車軸の断面を、各歯車＋１ｌｌ
ｂ　（Ｓｏ）〜（Ｓ、、）の軸線を共通として示す図で
ある。

第７１図において、Ｚ　”−Ｚ線上のエンコー）”１（
Ｅｏ）〜（＋＞、、）は、説明の都合上、その切欠部を
有する固化）部を、平面的に展開した扇形をもって模式
的に示さ力、かつフォトカプラ＝（Ｐ、）〜（Ｆ、わの
光電結合部ば、丸印て示さ７１ている。

なお、第２国都ひに第３．４図の各歯車の結合状’ｆｉ
Ｑ抹１、すべての爾４イが駆動状態に結合された、４′
、、ｌ：イ１ンイ１１の南↓１］中１ｌ（Ｓ、３）を、
駆動するときの、動作途中の状態である。

この動作途中の状態から、動作を完了した時点のエンコ
ード板（Ｉｉ’、・）〜（１’ｊ、３）の状態を、第４
図のＺ−Ｚ線」−に示しである。

各歯車ユニツ）（Ｕ、）〜（Ｔｌ、　）は、そわぞわの
原動車（Ａ、）〜（八〇）の３６０度１回転について、
汗２２の従動車（Ｂ、）〜（Ｂ。）を、９０度ずつ２度
に渡って、間欠的に１８０度分送し、同じりＷ、両軍（
Ａ１）〜（Ａ、）Ｕｌ、第２の従動車（Ｃ０）〜（Ｃ０
）を、４５度ずつ２度にγバ１つて９０度分送る。

第４図に示す如く、すべてのＩＪＡ車が１１１：“イ合
して、入力軸（Ｓ、）によって駆動さ力るとき、各ｔｌ
（ｉの回転速度は、前段の１ｌＱｌ＋に対して５軸（Ｓ
ｌ）からｌ１ｌｌ”ｌに、イボ１速、２倍増速、イ減速
・　と々つて神結さ才１ている。

このように、各歯車ユニツｌ−（［Ｊ、）〜（Ｕ、）の
中で、互イに対応ｔ　ル爾ｍｊ（Ａ＋）〜（Ａ６）　、
　（１３１）〜（＋３６）、Ｘｆ２びに（Ｃ１）〜（Ｃ
６）は、それぞれ等速度で回転し、１だ入力ｒ１１１１
１（Ｓ・）のピニオン歯車（Ｂｏ）は、歯！、（Ｂ、）
〜（１１、）と対応し、かつ、そのピニオン歯車（Ｂｏ
）と噛合するｍｌテ（：Ｃｏ）も、歯車（Ｃ，）〜（Ｃ
，）と対応している。

前述の如く、歯車ユニツｌ−（Ｕ）の原動車（Δ）に相
当する各酬４イ（Ａ２）〜（八〇）と、同じく第２の従
動車（ｑに相当する各１′ｌ、１車（Ｃ１）〜（Ｃ５）
に士、歯片（Ａ２）と（（：　、　）、歯”ｌ”、（、
Ａ３）と（Ｃ２）、・・・歯車（八〇）と（Ｃ５）の如
く、Ｆ次、同一の歯車軸（Ｓ、ＸＳ、）・・（Ｓ、）に
そヵぞれ固着されて、等速度で回転するのは当然である
。

第４図には、エンコーダ板（Ｅｏ）〜（Ｅ、、）とフォ
トカプラー（Ｆｏ）〜（Ｆ、、）との上述の駆動時にお
ける相対位ＩＡ関係が示さねでいる。

エンコーダ板（１シ。）〜（Ｅ、、）は、グレーバイナ
リ−コードを得るための切欠構造となっている。グレー
バイナリ−コードは、第５図に示す如く、最上位の１３
桁目が桁上げをするときに、全歯車が結合する。

第４図のＺ−Ｚ線上に示すエンコーダ板（Ｅ、　）〜（
ｒｑ、、）の位相は、上記桁上げを終了し、歯車の送り
が停止して、安定した状態における最上位にビットが立
つた直後のものである。

各エンコーダ板（Ｅ、）〜（Ｅ、、）が回転している不
安定な時期、又は、エンコーダとして作動している時期
は、入力軸（Ｓｏ）の回転角度に換算して、いずηの桁
の軸からみても、常に一定の９０度に相当し、この回転
角度９０度は、入力１回転を１量子化単位（１デイジツ
ト）としたＪ″）合Ｌ・・二、Ｖ４１（子化ｔ、）Ｓ位
にしか相当しない。

さらに、各エンコーダ板（丁う。）〜（Ｅ、、）とフ第
１・カプラ（Ｆｏ）〜（Ｆ、３）によるエンコーダの分
解能は、歯車ユニット（ｌＪｌにおける第１の従動沖（
Ｂｌに関するものと、同じく、第２の従動車（Ｃ＋　（
原動車（Ａ＋でもある）に関するものとに分けらハ、第
１の従動車（１））の間欠送システップ角が９０度、第
２の従動ｌｉ　（（”ｌの間欠送りステップ角が４５度
であることから、第２のｒ１′動車（ｑに係るエンコー
ダか、７７ｉ’、悪条件（ワーストケース）の分解能と
して、４５度と制限される。

しかし、４５度を最悪条件とし７ての分解能は、桁数並
びに桁位置に全く関係なく、実ｊｆ５例の場は、常に４
５度であり、かつ、この４５度の爪悪条件は、従来のも
のでは全く得ら八ない、余裕のありすきる程の製作容易
な低分解能である。

グレーバイナリ−コードは、第６図のタイミングチャー
トに示す如く、各桁におけるビットの変化が、その桁で
、２を数える毎に生じるようなビットパターンをもって
いる。そのため、エンコード板（１’＝、　）〜（Ｅ、
、）は、９０度を量子化単位として、９０度を２度数え
、１８０度毎に、フォトカブラ（ＦＪ〜（Ｐ、、）の出
力に変化が得られるように、筒状側面を半分切欠して、
等測的に第７図に示すようガものとしである。

第８図は、通常のバイナリ−コードのタイミングチャー
トで、このようなビットパターンを得るにＵ［、第９図
に模式的に示す、９０度毎に切欠をもつエンコード板四
とすわばよい。

グレーバイナリ−コードにおけるエンコード板（１・゛
。）〜（Ｆ、３）の初期状態、例えば、計数値０のとき
ｉ１７＋：、第４図のＺ　−Ｚ線上に示す上位２桁を除
くエンコード板（Ｅｏ）〜（Ｅ、３）と同様の位相に、
その上位２桁のエンコード板（Ｅ、２）〜（Ｅ、わをそ
ろえる。

すなわち、グレーバイナリ−は、第６図から明らか庁如
く、十位桁に状態変化を生じる桁上げ直前のタイミング
においては、その直下の下位桁が桁上げされ、だステッ
プの次のステップに進む直前にあり、かつ、それ以下の
すべての下位桁は、初期状態に進む直前のタイミングに
ある。

よって、最上位桁の歯車軸（Ｓ、、）が桁」−げを完了
位２桁を除くその下位桁のエンコード板（ト〕。）〜（
Ｅ、。）が、初期状態を示していると云える。

なお、エンコード板（Ｅｏ　）〜（■り１３）の回転イ
）璽１１＆：Ｉ１、その切欠部とフォトカプラ（Ｒ）〜
（１・１３）の光電でケ換部（ｆｌ　Ｘｆ２）との相対
関係であることば云う捷でもない。

以上は、主として第３図及び第４図に基いて説明したが
、第１図及び第２図の貝体的実施、例においては、各歯
車軸（Ｓ、　）〜（Ｓ、、）は、−直線上てはなく、腓
状に配列さカている。− そのため、各歯車ユニッｌ−（ｒＪ、　）〜（１−］、
　）の結合に、所要のオフセットした角度を設ける必要
がある。

例えば、最上位桁の歯車軸（Ｓ、、）を駆動するときに
は、第４図に示す如く、すべての山中が、同時に同一位
相で結合することが望−！ゎる。

しか、し、各歯車は、容積をできるだけ占めないように
ｌ−で、歯車室（６）内に収納されるため、歯車ｉ′Ｉ
ＩＩＩｌ（Ｓｏ）〜（Ｓ１３）の配列を、直線カｃｖｎ
Ｆす曲ｆｆで、側、状としである。

この際、各歯車ユニツ）（Ｕ、）〜（Ｉ几）を連結する
ときの原動車（Ａｌと第２従動畢（ｑの軸装において、
その’ｌ’＋ｌ（Ｓｏ）における直下段の軸（Ｓｎ−、
）と、直上段の’Ｉ’＋ｌ＋（Ｓ、→、）との各軸芯を
結ぶ線が、中央の尚該軸上（Ｓｎ）で交差する角度（θ
）だけ、原動車（Ａｌと第２の従動車（ｑを軸装すると
きのオフセット角度（θ）として、予め設定しである。

以上は、間欠送υ手段として、平歯車の歯を適数欠除し
た場合の一実施例であるが、ゼネバ歯車機構を用いても
、同様々作用効果が得られる。

第１Ｏ図は、ゼネバ歯車機構による実施例を示すもので
、この例では、適数段の間欠送り歯車構造のみを示しで
ある。

セネバ歯畢ユニツ）（Ｕ、）は、回転円板（３０）の板
面適尚径のところに、軸線方向を向く結合ピン（３１）
を、。

１８０度の方向に２本具備する原動車（Ａ、　’）と、
９０度の角度をもって、放射状に、前記結合ピン０１）
と係合する４本の結合スリット（３のを設けた従動車（
Ｂ、）とからなっている。

上記ゼネバ歯車機構は、９０度毎に４本の結合ピンを設
けると、従来のゼネバ歯車となり、この従来の場合の軸
回転伝達の様子は、９０度ステップで、速度比が指数的
に変化する間欠送シとなシ、回転比は変らない。

この４本の結合ピンの内、対向する２本を欠除し、残存
する２本を結合ピン（３１）とすれば、本発明に係るも
のとなる。との場合、原動車（Ａ、）は、その１回転に
、９０度の空転期間を２度もつことになシ、しかも、従
動車（Ｂ８）への回転伝達比は、才と々る。

このようなゼネバ歯車ユニット（Ｕ、）を多段連結する
と、回転比をイに低減しながら、かつ間欠的に上段を駆
動し、しかも１駆動時の回転伝達速度は、駆動に係る９
０度の範囲の中央刊近で、急速に増速される。

この軸回転伝達の様子は、前記平山小の歯を欠落したも
のと非常によく対応している。

第１０図の実施例の如く、ゼネバ歯車ユニツ）　（ＩＪ
、　）のみを多段結合した場合に、各段が同時に連結さ
力ると、増速作用は、各段で増幅さｊ、て伝達される。

とわを防止するには、前記実施例と同様に、回転比を４
に低減し、しかも、速度比を４に減速する別の歯車装置
を、各ゼネバ歯車ユニッ）　（Ｕ、　）間に介在させる
ことによシ、回転速度の増幅作用は低減される。

」−記速度比を低減する歯車装置は、前記実施例におけ
る）敗軍ユニット（財）の第２の従動車に相当する。

々お、ゼネバ歯車ユニットσ」の原動車（Ａ２）の結合
ピン（＋＋Ｉ　（ｆｌｌｌに突設さｆしたカム状の凸弧
面０３）は、従動車（Ｂ２）の結合スリット間に設けた
凹弧面Ｃ３４）と係合して、原動車（Ａ３）の空転時に
、従動車（Ｂ８）の自由回転を１ｉ′１錠するものであ
る。また凸１ｉＩＪ１面（３３）間の凹弧面（何は、結
合スリット（３２を具備する従動車（Ｂ、、）の先端の
逃げ部である。

一力、第１図におけるエンコーダ板（Ｅ、　）〜（Ｅ、
、）と、フォトカプラー（Ｆ、　）〜（Ｆ、、）よりな
る各１ビツトのエンコーダは、各歯車軸（Ｓｏ）〜（Ｓ
、、）の桁位置に対応して、全１４ビツトのグレーバイ
ナリ−コードを出力する。

ただし、量子化単位を入力１１ｉ１１１の１回転とする
ときは、第１段目の歯車軸（Ｓ、）が、１［す１転のビ
ットに対応する。よって、１３ビツトのバイナリ−コー
ドで、２　二８１９２回の回転を計ることができ、実効
的には、下位に回転のビットを含めて、２“二１６３８
４の有効的計湘ｊ値をもつ。

さらに、本発明の効果として、前述の如く、１“＋１車
装置の結合段数を増加しても、エンコーダに要求される
最悪条件の分解態は、常に一定の値、例えば４５度に定
まっておシ、原理的には、力！１限のピッ）？ｆもつエ
ンコーダを得ることが可能である。

しかし、実際には、各歯車軸のす１１１抵抗、並Ｏ・に
歯車の歯合の不整合による抵抗等により、段数が増加す
ると、入力トルクを増大することになるが、それでも、
実用範囲において、２０ビット程度１では、通常の加工
精度をもって、易容に作ることかできる。

各歯車軸（Ｓｏ）〜（Ｓ、、）に連係されるエンコーダ
は、和尚に低分解能のものであってもよいことから、実
施例のエンコード板（Ｅｏ）〜（Ｅ、、）と、フォトカ
プラー（Ｆｏ）〜（Ｆ、、）による遮断式の光電スイッ
チ以外に、反１６式の光電スイッチ、電磁式無接点スイ
ッチ、高周波無接点スイッチ、又はリードスイッチ等を
利用することができる。マイクロスイッチ又はコンタク
トスイッヂでもよいことは云うまでも々い。

遮断式光電スイッチの他の使用例として、オプチカルフ
ァイバーの往復紳を、データの送出ラインとして用い、
かつ、そのオプチカルファイバーの往復線の突き合わせ
を、第１図のフォトカプラー（１つの光電変換素子（ｆ
、　Ｘｆ、　）のところで行えば、電気配線の全くない
、高規準の防爆型が得られ、化学プラント等のバルブ開
閉制御等にも利用できる。

以上の如く、本発明によれば、アブンリュート型式のロ
ータリーエンコーダを、高い分解能を有しない簡単な１
ビツトのエンコーダをもって、高精度に、かつ計数範囲
を広く、しかも、機構上の精度、歯車の加工精度、並び
に作製時、の組み埼て精度等を特別な高精度とすること
なく、安価に提供することができる。

また、構造が簡単であるだめ、堅２１ミで、しかも、機
構に高精度を要求しないため、摩耗等による経時変化に
よって計測精度の低下を牛しることがない。従って、長
期安定性が高く、高信頼性のロータリーエンコーダを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は５本発明の一実施例を示すもので、第１図は、本発
明によるロータリーエンコーダの第１実施例の中央縦断
側面図、 第２図は、第１図におけるＩＩ　−ｎ線縦断面図、第３
図は、第２図におけるＩＩＩ　−Ｉｌｌ　ｉで歯車す１
１１１間を展開して示す断面図、 第４図は、第３図Ｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ紳並ひにＺ−Ｚ線で
歯車及び歯車軸を断面し、そわらを歯車１ｑ１線上に配
列して示す歯車構成断面図、 第５図は、歯車ユニットσ力の構成を示す斜視図、第６
図は、本発明によって得らするグレーバイナリ−コード
のタイミングチャート、 第７図は、グレーバイナリ−コードを得るだめのエンコ
ード板の模式図５ 第８図は、通常のバイナリ−コードのタイミングチャー
ト、 釦、９図ｄ−１第７図バイナリーコードを得るためのエ
ンコード板の模式図、 第１０図回、本発明の他の実施例を示す間欠送り手段の
ゼネバ機構の縦断面図である。 （１＋基板　（２）軸受支持板 （３）スペーサ　（４）ネジ （４ａ）孔　（５）（７）ボールベアリング（６）歯車
室　（８）メタルベアリング（９）フＩＪント配線基板
　（１１１）サポータ（１１）ネジ　（１２）コネクタ ｆ１：＋）　９：；：　ｆ１４１ケーシング（１５１（
ｌｆｉｌ　Ｊｆｌｌネジ　ｔ１７１　（１８）　（＋９
）　（２０１バツキング（２１）１１．ｋ（（２２）谷
部 （ｚａ）半円腓状部　（２３１リブ （ｚ：＋ａ）弓１’ｔ　ｉ自１　（２４）（２＋ａ）　
歯Ｃ３０）回転板　（３１）結合ピン ０２結合スリット　Ｃ３：（ｌ凸弧面 ０４）凹弧面　（Ａｌ（Ａｏ）　〜（Ａ、、）呪）原両
軍（Ｂ、　）ピニオン　（Ｂ）（Ｂｏ）〜（Ｂ１０）第
１の従動車（ＣＫＣ，）　〜（Ｃ，、）第２の従動車（
０１（Ｕ、　）　〜（Ｕ、　）（Ｕ、　）歯車ユニット
（Ｅｏ）〜（Ｅ、わエンコード板 （Ｆ、）〜（Ｆ’、、）フォトカプラー（Ｓ）（Ｓｏ）
〜（Ｓ、、ＸＳ、、Ｘ５ｎＸＳｏ、ｔ、）歯車Ｍ（ｆ、
　Ｘｆ、）光電変換素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）順次回転数を低減するように多段結合されたｌ′
   ＪＡ車装置における所要段の歯車軸に、入力軸の回転量
   をディジタル的に計数するだめのエンコ−ダを適宜連係
   してなるロータリーエンコーダにおいて、１４・１車装
   俗の適宜の段間の原動車と従動ユ１１を、その段間に要
   求される回転数の低減比に応じて、原動車と従動車の連
   結部のいずわか適す１を欠除して、原動車を空転させる
   ような間欠送り手段としたことを特徴とするロータリー
   エンコーダ。 （２）間欠送り手段における原動車と従動車を、平１″
   ・ｉ已１１とし、ＪＱ動η１の歯数を、従動車より多く
   設定するとともに、その原動車の歯を適数欠除して、原
   ＴＪＴノ１沖と従す（１１車の回転比を、所望に低減さ
   せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項に記載のロータリーエンコーダ。 （３）間欠送り手段における原動外の乎歯車の元の歯数
   を１６枚とするとともに、従動沖の１ψイ数に８枚とし
   、かつ、原動車の１８０度対向するところで、２枚ずつ
   の歯を残して他を欠除し５、もって、歯数比４８で、回
   転低減比にの間欠送り手段としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（２）項に記載のロータリーエンコーダ。 （４）間欠送り手段における原動車の残存する山間の谷
   部を残して、原動外の歯の一側面に、１−！ξ１の高さ
   と等しい径のリブを設け、かつ、従動ｊｌｌの歯の一部
   を、１つ置きに短かく欠除し、そのＩＭ、ｉの欠除した
   部分を、Ａｆｆ　ＲＣ：　’）ブの部分と係合なせ、も
   って、原動車の空転時にａ“、原動外と従動ト１１をロ
   ックするようにしたことを特徴とする！１１６午請求の
   範囲第（３）項に記載のロータリーエンコーダ。 （５）間欠送り手段における原Ｘ１．ＩＩＩ沖と従動４
   １を、ゼネバ歯？１］構造とし、そのセネバ＋ｌ＃車構
   造の原動車の連結ピンを適数欠除して、従動車の連結ス
   リットの数より少くし、その連結ピンの数と連結スリッ
   トの数の比をもって、所望の低減比を得るＪ：うにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のロ
   ータリーエンコーダ。 結合したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃
   至第（５）項のいずれかに記載のロータリーエンコーダ
   。 （７）間欠送り手段の従動車の歯数を８枚とするととも
   に、その次段に連結する歯車の歯数を１６枚とすること
   により、低減比イとしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（６）項に記載のロータリーエンコーダ。 （８）多段結合された歯車装置の各段の歯車軸に、各１
   ビツトのエンコーダを設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（１ｊ項乃至第（力項のいずれかに記載のロー
   タリーエンコーダ。 （９）各歯止輔に対応する１ビツトのエンコーダを、切
   欠部を適宜角度で設けたエンコーダ板と、フォトカプラ
   ーで構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項乃至第（８）項のいすわかに記載のロータリーエンコ
   ーダ。 （１０）各歯車軸に対応する１ビツトのエンコーダを、
   切欠部を適宜の角度で設けたエンコーダ板と、そのエン
   コーダ板のところで突合せて、光路が断続されるオプチ
   カルファイバーをもって構成したことを特徴とする特許
   請求の１め間第（１）項乃至７４　（８）項のいずわか
   に記載のロータリーエンコーダ。 （１１）多段結合された歯車装置の各段歯車軸を、入力
   軸の周囲に円弧状に配列したことを％　Ｔｉｔとする特
   許請求の範囲第（１）項乃至詑（ＩＯｊ項のいず和かに
   記載のロータリーエンコーダ。