旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器的制造方法
旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器的制造方法
【专利摘要】本发明提供旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器。在树脂制的径向光路型的旋转编码器中，能减少因成形时的飞边和模具钝化引起的分辨率降低和产品间的偏差。所述旋转编码器用标尺呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，其中，横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的光入射侧的侧面。
【专利说明】旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器
【技术领域】
[0001]本发明涉及所谓径向型的旋转编码器所使用的标尺及其注射成型方法。
【背景技术】
[0002]作为用于检测电机的旋转角度的旋转编码器，包括:轴向光路型旋转编码器，其平板状的标尺与旋转轴嵌合，相对于所述标尺将光源和光检测器间的光路设定在与旋转轴相同的方向上；以及径向光路型旋转编码器，形成为大致圆筒状，在侧面部上形成有狭缝的所谓圆筒型的标尺嵌合于旋转轴，所述光路设定在径向上。
[0003]例如，家庭用的打印机等所使用的小型电机中，需要尽量减小用于将旋转编码器设置于小型电机所需的容积。在这种用途中，专利文献I等中也公开了径向光路型的旋转编码器具有容易减小整体容积的优点。
[0004]可是，在径向光路型的旋转编码器中，标尺为大致圆筒状，由于其侧面部上形成有狭缝，所以相比于在平板状的标尺上形成狭缝，难以保持精度且难以提高分辨率。
[0005]更具体地进行说明，例如将圆筒型的标尺整体利用注射成型以树脂形成时，所述标尺需要将侧面部设为梳齿状，在圆周方向交替排列形成多个细柱状的遮光部，以及未形成任何结构的、光直接通过的通光部。例如成形所述遮光部时如果产生飞边，则能通过所述通光部的光量会从设计值发生变化，或者，由于各个通光部能通过的光量发生变化，进而出现旋转编码器的性能难以在每个产品上都稳定的问题。
[0006]而且，用于树脂成型标尺所采用的模具在重复注射成型的过程中，因形成所述遮光部或所述通光部的附近的边缘部分钝化等而产生劣化。模具发生钝化等劣化时，容易产生制造初期时未产生的新的飞边，或者遮光部会比设计时加大形成，因而能通过通光部的光量会偏离设计值，从而更难以维持分辨率等性能。
[0007]这样，在圆筒型的标尺的情况下，由于比平板状的标尺形状复杂，容易发生上述飞边的问题和模具的劣化带来的难以保持精度的问题，其结果，产生与各个旋转编码器的性能相关的偏差问题，以及旋转编码器自身的分辨率难以提高的问题。
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开2007-178235号
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供旋转编码器用标尺及其制造方法、旋转编码器，在树脂制的径向光路型的旋转编码器中，能减少因成形时的飞边和经时变化产生的模具钝化等劣化，以及所述遮光部比设计时加大形成所引起的分辨率降低和产品间的偏差，从而容易保持精度。
[0010]S卩，本发明的旋转编码器用标尺呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，其中，横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面。[0011]按照上述结构，由于在通过所述通光部的光的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面，所以即使在所述遮光部的内周侧或外周侧产生飞边，飞边也位于可通光区域的外侧，因而不能遮挡入射通光部的光。因此，可以抑制因飞边的产生带来的产品间的分辨率等的偏差。
[0012]此外，本发明的旋转编码器用标尺还具备躯体部，所述躯体部形成有与旋转轴嵌合的轴孔，所述标尺体的侧面部的一端侧与所述躯体部连接，光源和光检测器以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置，所述躯体部与所述标尺体由树脂成型，所述侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角，并且在横断面视图中，所述遮光部的至少一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器侧朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形的各半径朝向内部侧分离。
[0013]按照上述结构，所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角，并且在横断面视图中，所述遮光部的至少一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸比所述第一虚拟扇形的圆弧的长度尺寸变小，所以即使在所述遮光部的光源侧产生飞边，如果是不超过检测器侧的圆周方向的长度尺寸程度的少量飞边，实质上能通过所述通光部的光量不发生变化，能抑制飞边的产生带来的产品间的分辨率等的变动。换言之，在所述遮光部中设定为越接近光源、圆周方向的宽度越小，由于存在余量，所以即使因飞边而少许偏离设计时的遮光部的形状，也不容易对其性能产生不良影响。
[0014]此外，即使因经时变化产生的模具钝化等劣化特别容易在形成所述遮光部的光源侧端的部分上发生，而产生初期制造时未产生的新的形状和大小的飞边，或者，在横断面视图中所述遮光部的光源侧端附近形成为在圆周方向大于设计值，与上述的效果同样，也可以容许其影响，能防止分辨率等性能的降低。即，即使持续使用模具，也能够长期使作为旋转编码器用标尺的功能基本不发生劣化，从而可以持续成型，且容易保持精度。
[0015]而且，由于越接近光源一侧所述遮光部越细，例如相比于以往将遮光部的圆周方向的宽度成形为一定的情况，可以扩大能通过所述通光部并到达光检测器侧的光的照射角度。而且，由于可以扩大从光源向光检测器侧照射的光的照射范围，所以为构成旋转编码器而在所述标尺体的内外将光源和光检测器相对设置组装时，不必过分严格管理半径方向的位置精度。即，由于使按照以往的遮光部不能通过标尺体的入射角度的光，能够通过所述通光部，加宽了照射范围，所以即便不特别提高光源或光检测器的位置精度，也具有容易提高分辨率、抑制产品间性能的偏差这样的对飞边的容许度不同的进一步的效果。
[0016]作为即使产生飞边也不会大幅降低分辨率等性能，并且能够简化旋转编码器组装时光源和光检测器的安装的、所述遮光部的更具体的形状，所述光源设置在所述标尺体的内侧，所述光检测器设置在所述标尺体的外侧，所述通光部是形成在所述侧面部的开口，所述遮光部形成为，在所述遮光部与所述光源相对状态下的横断面视图中，在第二虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第二虚拟扇形以所述光源的设置点为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角。
[0017]作为进一步加大在所述遮光部中从光源射出的光向光检测器侧照射的范围，并可以抑制飞边产生的具体形状，所述遮光部为柱状，从横断面视图中断面形状为大致部分圆环状的所述侧面部的一端侧向另一端侧延伸，所述遮光部的外侧形成为切角形状或圆角形状。
[0018]为了提高分辨率而进一步细化形成所述遮光部时，也能够以一定程度的强度设置于所述躯体部，所述标尺体还具备连接所述遮光部的一端侧和所述躯体部的肋。
[0019]为了将多个所述遮光部彼此连接、进一步提高强度，所述标尺体还具备分别连接多个所述遮光部的另一端侧的圆环状的栏杆部。
[0020]本发明的旋转编码器包括:本发明的旋转编码器用标尺；光源，设置在所述标尺体的内侧或外侧；以及光检测器，与所述光源夹着所述标尺体相对设置，按照这种旋转编码器，即使在制造时产生飞边也能够使分辨率等各种性能稳定，可以良好地应用于电机的控制等。
[0021]为了在所述遮光部中的、圆周方向的长度尺寸小且不容易出现飞边影响的光源侧主要产生飞边，并且在光检测器侧几乎不产生飞边，从而抑制因飞边产生的能通过光量的变动，以容易进一步使性能稳定的注射成型方法，使用能在所述标尺体的中心轴方向上分割的模具，所述模具包括至少形成所述遮光部的外侧形状的型腔，以及至少形成所述遮光部的内侧形状的型芯，所述通光部被设定为由所述型腔和所述型芯的合模面形成。
[0022]如上所述，按照本发明的旋转编码器用标尺和使用该标尺的旋转编码器，所述遮光部的光源侧被设定为半径方向的宽度比其他部分小，并且以从所述第一虚拟扇形的各半径向内部侧分离的方式由树脂成型，所以即使标尺的注射成型时所述遮光部上产生飞边，或者因经时变化而使模具发生钝化等劣化、所述光源侧被加大形成时，也可以使通过所述通光部的光量基本不发生变化，不仅能保持分辨率等性能较高，还能使各产品间的偏差较小。而且，由于相比于以往可以加大能从光源通过标尺的入射角度，所以在向标尺组装光源和光检测器而形成旋转编码器时，即便不严密进行光源和光检测器的圆周方向的位置配合也可以保持分辨率等性能。因此，能够非常简单地进行旋转编码器的组装。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明一个实施方式的旋转编码器用标尺的使用状态的示意图。
[0024]图2是具体表示同一实施方式中的旋转编码器用标尺的示意图。
[0025]图3是表示同一实施方式中的遮光部的横断面形状的示意图。
[0026]图4是说明同一实施方式中的遮光部的横断面的长度尺寸的示意图。
[0027]图5是说明同一实施方式中的遮光部的横断面的长度尺寸的另一示意图。
[0028]图6是表不同一实施方式中的飞边产生时的通光量的不意图。
[0029]图7是表示同一实施方式中的旋转编码器组装时的容许度的示意图。
[0030]图8是表示同一实施方式中的旋转编码器的制造中使用的模具的断面示意图。
[0031]图9是表示同一实施方式中的形成遮光部、通光部周边的型腔与型芯的合模面及分型线的断面示意图。
[0032]图10是表示用于本发明另一实施方式的旋转编码器用标尺的注射成型的模具中的、型腔和型芯的合模面及分型线的断面示意图。
[0033]图11是本发明另一实施方式的旋转编码器用标尺的可通光区域和遮光部的形状之间关系的不意图。
[0034]附图标记说明
[0035]200...旋转编码器
[0036]100...旋转编码器用标尺
[0037]I...躯体部
[0038]2.--标尺体
[0039]21...遮光部
[0040]22...通光部
[0041]23.--肋
[0042]24..?栏杆部
[0043]31...光源
[0044]32...光检测器
[0045]Dl...第一虚 拟扇形
[0046]D2...第二虚拟扇形
[0047]7...模具
[0048]71...型腔
[0049]72...型芯
[0050]81...合模面
[0051]82...分型线
[0052]R...可通光区域
[0053]R1、R2..?光线
【具体实施方式】
[0054]参照【专利附图】
【附图说明】本发明的一个实施方式。
[0055]本实施方式的旋转编码器用标尺100和旋转编码器200例如用于检测打印机和家电等的小型电机6的旋转角，特别适用于内部收容各设备而容积有限的装置。
[0056]图1的(a)的立体图表示了旋转编码器200安装到小型电机6的状态。所述旋转编码器用标尺100整体为底面开口的大体平圆筒状，上表面侧与电机6的输出轴嵌合，底面以朝向电机6的主体侧的方式安装。此外，旋转编码器用标尺100整体由树脂形成。而且，如图1的(a)的立体图所示，在所述标尺100和电机6主体之间安装有布线的布线基板5，所述布线基板5安装有用于取出各种信号的端子4和从所述标尺100检测旋转角的检测单元3。所述检测单元3的侧面为大体-形，在其前端相对地设有光源31和光检测器32。而且，如图1的(b)所示，通过在检测单元3的前端之间放入安装所述标尺100的侧面，构成旋转编码器200。所述检测单元3检测出的脉冲从所述端子4输出，并根据脉冲数计算出电机6的旋转角。
[0057]以下具体说明旋转编码器用标尺100。
[0058]如图1的(b)的断面图所示，所述旋转编码器用标尺100包括:躯体部1，主要构成上表面部，并与电机6的旋转轴61嵌合；以及标尺体2，主要构成侧面部，并形成有狭缝。上述躯体部I和标尺体2由树脂一体成型而成。
[0059]如图1的(b)的断面图、图2的(a)的立体图所示，所述躯体部I的上部为中央具有通孔的平板形状，且具有从中央部向竖直下侧突出有圆筒的形状。所述通孔与圆筒部分的内部是与电机6的旋转轴61嵌合的轴孔11。此外，形成于上表面的三个圆型的凸部是注射成型时树脂从流道流入模具内的浇口痕。
[0060]如图2的(a)的立体图所示，所述标尺体2是以所述旋转轴61为中心轴61的大致圆筒状，侧面部的一端侧、本实施方式中的上侧与所述躯体部I的侧面连接而一体成型。此外如图1所示，在标尺体2的侧面部的另一端侧即下侧，光源31和光检测器32以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置。另外，本实施方式中，光源31设置在内侧，光检测器32设置在外侧。所述标尺体2的侧面部在圆周方向交替形成多个通光的通光部22以及遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部21，所述通光部22在图2的(b)的侧面立体放大图中由影线强调表示。这里，所述规定宽度可以列举想要在所述光检测器32上形成的影子的圆周方向的长度。
[0061]如图2的(b)所示，所述通光部22和所述遮光部21在侧面视图中为在旋转轴61的轴向延伸的线状体，所述通光部22形成为开口的窗，且所述遮光部21由树脂形成柱状。换言之，通过将柱状的所述遮光部21直立、并间隔大体圆周方向的长度尺寸而排列，从而形成圆环状的梳齿形状。此外，如图2的(b)所示，所述标尺体2中，在所述遮光部21的上部分别形成有用于强化与所述躯体部I的连接的肋23，而且为了保持各遮光部21的强度，将各遮光部21的底面连接而形成圆环状的栏杆部24。这样，在图3的(c)所示的纵断面视图中，所述躯体部I的侧面与所述标尺体2的遮光部21之间在半径方向形成台阶D，用于在注射成型时使所述遮光部21容易从模具拔出。利用注射成型后述的标尺体2所采用的模具的构造，在各遮光部21中的形成这种台阶D侧的侧面上设置上述的余量。可以在遮光部21和栏杆部24之间也同样形成台阶D。此外，所述肋23相比于所述遮光部21形成尖头形状，在填充树脂时可以使树脂向遮光部21的流动良好，且尽可能减小脱模时与形成梳齿状的标尺体2的模具的接触面积，从而容易脱模。
[0062]接着具体说明所述遮光部21的形状。
[0063]所述遮光部21为轴向延伸的柱状，且如作为图2的(b)的A-A线横断面图的图3
(a)、作为图2的(b)的B-B线横断面图的图3 (b)所示，其横断面形状具有特征点。S卩，所述遮光部21由树脂成型，呈大致部分圆环状，在横断面视图中，所述遮光部21的至少一部分随着从外侧(光检测器32侧)向内侧(光源31侧)前进、其圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形Dl的各半径向内部侧分离。更具体而言，所述遮光部21的横断面的外侧形成圆角形状，且其内侧由角形成。此外，从外侧朝内侧在半径方向观察时，所述遮光部21的圆周方向的长度尺寸在最外侧为零后圆周方向的长度尺寸逐渐增加，在中央部成为最大后，直至最内侧为止、圆周方向的长度尺寸逐渐减少。
[0064]以下进一步具体说明所述遮光部21的横断面中从中央部至内侧的形状。
[0065]关于所述遮光部21的圆周方向的长度尺寸，根据针对光检测器32应遮光的圆周方向的规定宽度来决定变细方式。更具体而言，所述遮光部21形成为，在图4的(a)、图4的(b)中虚拟线所示的虚拟扇形、即在横断面视图中以所述中心轴61为中心点C并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角Tl的所述第一虚拟扇形Dl的内部，共有各半径的至少一部分。即，在图4的(b)的放大图中，如粗线所示，以比在遮光部21的圆周方向外切的半径靠向内侧的方式，随着从中央部向内侧在半径方向前进而变细。这里，作为所述中心角Tl的决定方法的具体示例，可以列举以连接所述中心点C和所述光检测器32的设置点的直线为半径，并以所述光检测器32的设置点为中心的将遮光宽度作为圆弧长的扇形来决定等方法。
[0066]而且本实施方式中作为另一条件，所述遮光部21形成为，在所述遮光部21与所述光源31相对的状态，S卩，光源31的设置点与所述遮光部21的半径方向上延伸的中心线位于从所述中心轴61延伸的半径上的状态下的横断面视图中，如图5所示，在以所述光源31的设置点P为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角T2的第二虚拟扇形D2内部，共有各半径的至少一部分。换言之，在横断面视图中，所述遮光部21的断面包含在第二虚拟扇形D2内，与具有能用所述规定宽度遮光的最大宽度的部分外切的方式，从所述设置点引出直线而得到所述第二虚拟扇形D2。
[0067]以下说明将所述遮光部21的横断面形状形成上述形状的效果。以下使用图6的说明中为了便于说明，以平行光为代表说明了从光源31出射的光。如图6的(a)所示的以往的横断面具有大体一定宽度的遮光部21的情况下，由于产生飞边B时一定会产生被遮光的成分，所以光检测器32能检测的光量降低，对旋转角的检测产生不良影响。
[0068]另一方面，如果是图6的(b)所示的本实施方式的遮光部21的形状，即使在内侧产生飞边B，由于存在余量M而不会遮挡来自光源31的光，容易防止光检测器32能检测的光量的降低。即，由于具有针对飞边B的容许度，所以能防止与旋转角度的检测分辨率等相关的性能降低，容易防止产品间的性能偏差。此外，在后述的用于旋转编码器用标尺100的注射成型的模具因经时变化发生钝化等劣化，产生具有初期制造时未出现的特性的飞边B，或者，成型为所述遮光部21的光源31侧的圆周方向长度尺寸大于设计值时，所述余量M也同样发挥作用。即，即使重复所述旋转编码器用标尺100的注射成型，而产生了模具的劣化，也可以防止分辨率等各性能相比于初期制造的产品大幅降低的情况，容易保证作为旋转编码器200的精度。
[0069]此外，说明在所述遮光部21的横断面中从半径方向中央部到外侧，将圆周方向的长度尺寸从最大尺寸缩小的效果。
[0070]如图7所示，按照虚线所示的以往的遮光部21的形状，只有虚线所示的入射角的光线才能到达光检测器32侧，而按照本实施方式的形状，如实线所示的更宽广范围的入射角的光都可以到达所述光检测器32侧。因此，由于光检测器32侧的照射范围比以往变宽，所以能承载光检测器32、接收规定光量以上的光并输出信号的范围变宽。因此，即使组装时不过于严格管理光检测器32的位置精度，也能发挥规定的性能，可以提高生产性。所述效果在所述检测单元3为放射光型的情况下特别显著。
[0071]最后，说明本实施方式的旋转编码器用标尺100的制造方法。
[0072]如图8所示，本实施方式的旋转编码器用标尺100使用模具7通过注射成型制造，所述模具7包括至少形成所述遮光部21的外侧形状的型腔71，以及至少形成所述遮光部21的内侧形状的型芯72，且所述模具7能在所述标尺体2的中心轴61方向上分割。S卩，由于将所述型腔71设为阴模，并把所述型芯72设为阳模，所以图1、图2等所示的是反向形成的所述旋转编码器用标尺100。
[0073]图9表示放大了图8的C-C线横断面的形成遮光部21、通光部22的附近的示意图。在所述图9中，由所述型腔71和所述型芯72形成遮光部21、通光部22的部位，分别由附图标记21a、22a进行图示。如果说明所述模具7的特征点，则其特征点如图9所示，所述通光部22由所述型腔71和所述型芯72的合模面81形成，分型线82被设定为形成在所述通光部22与所述遮光部21的内侧端部的边界。这样，由于将产生飞边B的可能性较高的分型线82形成在所述通光部22和所述遮光部21的内侧端部之间，所以即使如图6所示产生了飞边B，也能使飞边B集中在几乎不发生影响的所述遮光部21的内侧端。即，即使各产品产生各自形状不同的飞边B，通过将其产生部位集中在对性能影响小的遮光部21的内侧端，可以抑制各产品间的性能偏差。
[0074]以下说明其他的实施方式。
[0075]上述实施方式中，作为本发明的标尺和旋转编码器的应用例，表示了用于打印机的电机的应用例，但是也可以应用于其他的定位装置和送纸装置。即，本发明可以应用于根据编码器检测的检测转速求出旋转角，以及根据转速求出移动距离而进行定位等用途。反之，也可以根据移动距离或旋转角求出并测量检测转速。
[0076]上述实施方式中，所述标尺体呈大致圆筒状，但是例如也可以是从躯体部朝外侧扩展的截头圆锥状。此外，通光部与遮光部的圆周方向的宽度也可以不是相同程度的宽度。例如，通光部可以大于遮光部，或者小于遮光部。而且，通光部或遮光部在侧面视图中，也可以不在中心轴方向上延伸，例如相对于中心轴方向倾斜形成。此外，上述实施方式中，光源设置在标尺的内侧、光检测器设置在外侧，但是所述关系也可以相反。此时，所述遮光部的横断面的形状也同样与上述实施方式反转，就可以得到相同的效果。
[0077]上述实施方式中，也可以不把遮光部的外侧设为圆角形状，而设为切角形状。此夕卜，还可以将遮光部的内侧形成圆角形状。而且，如图10所示，合模面81可以不形成在遮光部21的内侧端，而形成在遮光部21的外侧端。S卩，如图10所示，在遮光部21的外侧形成分型线82。此外，合模面和分型线的设置方法不限于图9、图10所示的方法，例如可以形成在遮光部21的中央部。
[0078]此外，可以如图10所示，由附图标记21a所示的空洞形成的遮光部21那样，外侧端不呈圆角形状等而形成角。此外，遮光部21的内侧端也可以不形成角而形成圆角形状。在上述实施方式中，为了提高强度而形成了肋和栏杆部，但是根据形状也可以不设置肋和栏杆部。此外，所述旋转编码器不限于仅检测电机的旋转角，也可以用于检测其他的旋转轴的旋转角。
[0079]此外，遮光部21在横断面视图中，可以在可通光区域R的外侧形成所述遮光部21的内周侧或外周侧的侧面，所述可通光区域R由通过所述通光部22的光中、与所述遮光部21的侧面相切的光线Rl、R2规定了外缘。更具体而言，如图11所示，在光源31与通光部22相对的状态下，由从所述光源31的各点出射的光中、与邻接所述通光部22的遮光部21相切的光线Rl、R2定义所述可通光区域R。
[0080]这里，所述光线Rl如图11所示，在所述光源31与所述通光部22相对的状态下，是从所述光源31与半径方向平行地出射的光线中、与相邻的遮光部21分别相切的光线。从所述光源31出射后在半径方向上行进的这两条光线Rl实质上相互大体平行，在各光线Rl外侧形成所述遮光部21的光入射侧即内周侧的侧面21in。换言之，通过在各光线Rl外侧形成所述遮光部21的内周侧的侧面21in，来设置余量M。
[0081]另一方面，在所述光源31与所述通光部22相对的状态下，所述光线R2从所述光源31相对于半径方向倾斜出射(在对角线方向出射)，并与所述遮光部21的外周侧相切。在这两条光线R2的小交角的外侧，形成所述遮光部21的光射出侧即外周侧的侧面21ex。
[0082]并且，如图11所示，由于在可通光区域R的外侧形成各遮光部21，所以即使内周侧或外周侧产生飞边，只要不是能侵入可通光区域R程度的大飞边，就不会遮光。因此，构成旋转编码器时，不会因飞边的有无而产生分辨率的变化，可以抑制产品间的偏差。另外，可以在所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex的任意一方设置余量M，此时，光源31可以配置在标尺体2的内侧和外侧中的任意一方。
[0083]S卩，当所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex中的一方规定可通光区域R的外缘时，所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex中的另一方形成在可通光区域R的外侧即可。
[0084]另外，本说明书中所指的遮光，不仅是指完全遮断光，也包括使可通过的光量减少规定量的概念。此外，通光部只要比所述遮光部能使更多的光量通过即可，损失一定的光量也没有问题。
[0085]此外，可以在不脱离本发明的发明思想的范围内，进行各种变形和对实施方式进行组合。
[0086]工业实用性
[0087]按照本发明，可以提供如下标尺、旋转编码器，即使产生飞边，也基本不会使通过所述通光部的光量发生变化，不仅能保持分辨率等性能较高，还可以使各产品间的偏差较小。
【权利要求】
1.一种旋转编码器用标尺，呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，所述旋转编码器用标尺的特征在于， 横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面。
2.根据权利要求1所述的旋转编码器用标尺，其特征在于， 所述旋转编码器用标尺还具备躯体部，所述躯体部形成有与旋转轴嵌合的轴孔，所述标尺体的侧面部的一端侧与所述躯体部连接，光源和光检测器以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置， 所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角， 并且在横断面视图中，所述遮光部的一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器侧朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形的各半径朝向内部侧分离。
3.根据权利要求2所述的旋转编码器用标尺，其特征在于， 所述光源设置在所述标尺体的内侧，所述光检测器设置在所述标尺体的外侧， 所述通光部是形成在所述侧面部的开口， 所述遮光部形成为，在所述遮光部与所述光源相对状态下的横断面视图中，在第二虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第二虚拟扇形以所述光源的设置点为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角。
4.根据权利要求1所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述遮光部为柱状，从横断面视图中断面形状为大致部分圆环状的所述侧面部的一端侧向另一端侧延伸，所述遮光部的外侧形成为切角形状或圆角形状。
5.根据权利要求2所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述标尺体还具备连接所述遮光部的一端侧和所述躯体部的肋。
6.根据权利要求4所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述标尺体还具备分别连接多个所述遮光部的另一端侧的圆环状的栏杆部。
7.—种旋转编码器,其特征在于包括: 权利要求1所述的旋转编码器用标尺； 光源，设置在所述标尺体的内侧或外侧；以及 光检测器，与所述光源夹着所述标尺体相对设置。
8.—种注射成型方法，是权利要求1所述的旋转编码器用标尺的注射成型方法，其特征在于， 使用能在所述标尺体的中心轴方向上分割的模具，所述模具包括至少形成所述遮光部的外侧形状的型腔，以及至少形成所述遮光部的内侧形状的型芯， 所述通光部被设定为由所述型腔和所述型芯的合模面形成。
【文档编号】G01D5/347GK103620349SQ201280027716
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】福田英二, 砂田卓哉 申请人:Kodenshi株式会社, 小松电子部品有限公司
【专利摘要】本发明提供旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器。在树脂制的径向光路型的旋转编码器中，能减少因成形时的飞边和模具钝化引起的分辨率降低和产品间的偏差。所述旋转编码器用标尺呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，其中，横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的光入射侧的侧面。
【专利说明】旋转编码器用标尺及其注射成型方法、旋转编码器
【技术领域】
[0001]本发明涉及所谓径向型的旋转编码器所使用的标尺及其注射成型方法。
【背景技术】
[0002]作为用于检测电机的旋转角度的旋转编码器，包括:轴向光路型旋转编码器，其平板状的标尺与旋转轴嵌合，相对于所述标尺将光源和光检测器间的光路设定在与旋转轴相同的方向上；以及径向光路型旋转编码器，形成为大致圆筒状，在侧面部上形成有狭缝的所谓圆筒型的标尺嵌合于旋转轴，所述光路设定在径向上。
[0003]例如，家庭用的打印机等所使用的小型电机中，需要尽量减小用于将旋转编码器设置于小型电机所需的容积。在这种用途中，专利文献I等中也公开了径向光路型的旋转编码器具有容易减小整体容积的优点。
[0004]可是，在径向光路型的旋转编码器中，标尺为大致圆筒状，由于其侧面部上形成有狭缝，所以相比于在平板状的标尺上形成狭缝，难以保持精度且难以提高分辨率。
[0005]更具体地进行说明，例如将圆筒型的标尺整体利用注射成型以树脂形成时，所述标尺需要将侧面部设为梳齿状，在圆周方向交替排列形成多个细柱状的遮光部，以及未形成任何结构的、光直接通过的通光部。例如成形所述遮光部时如果产生飞边，则能通过所述通光部的光量会从设计值发生变化，或者，由于各个通光部能通过的光量发生变化，进而出现旋转编码器的性能难以在每个产品上都稳定的问题。
[0006]而且，用于树脂成型标尺所采用的模具在重复注射成型的过程中，因形成所述遮光部或所述通光部的附近的边缘部分钝化等而产生劣化。模具发生钝化等劣化时，容易产生制造初期时未产生的新的飞边，或者遮光部会比设计时加大形成，因而能通过通光部的光量会偏离设计值，从而更难以维持分辨率等性能。
[0007]这样，在圆筒型的标尺的情况下，由于比平板状的标尺形状复杂，容易发生上述飞边的问题和模具的劣化带来的难以保持精度的问题，其结果，产生与各个旋转编码器的性能相关的偏差问题，以及旋转编码器自身的分辨率难以提高的问题。
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开2007-178235号
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供旋转编码器用标尺及其制造方法、旋转编码器，在树脂制的径向光路型的旋转编码器中，能减少因成形时的飞边和经时变化产生的模具钝化等劣化，以及所述遮光部比设计时加大形成所引起的分辨率降低和产品间的偏差，从而容易保持精度。
[0010]S卩，本发明的旋转编码器用标尺呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，其中，横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面。[0011]按照上述结构，由于在通过所述通光部的光的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面，所以即使在所述遮光部的内周侧或外周侧产生飞边，飞边也位于可通光区域的外侧，因而不能遮挡入射通光部的光。因此，可以抑制因飞边的产生带来的产品间的分辨率等的偏差。
[0012]此外，本发明的旋转编码器用标尺还具备躯体部，所述躯体部形成有与旋转轴嵌合的轴孔，所述标尺体的侧面部的一端侧与所述躯体部连接，光源和光检测器以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置，所述躯体部与所述标尺体由树脂成型，所述侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角，并且在横断面视图中，所述遮光部的至少一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器侧朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形的各半径朝向内部侧分离。
[0013]按照上述结构，所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角，并且在横断面视图中，所述遮光部的至少一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸比所述第一虚拟扇形的圆弧的长度尺寸变小，所以即使在所述遮光部的光源侧产生飞边，如果是不超过检测器侧的圆周方向的长度尺寸程度的少量飞边，实质上能通过所述通光部的光量不发生变化，能抑制飞边的产生带来的产品间的分辨率等的变动。换言之，在所述遮光部中设定为越接近光源、圆周方向的宽度越小，由于存在余量，所以即使因飞边而少许偏离设计时的遮光部的形状，也不容易对其性能产生不良影响。
[0014]此外，即使因经时变化产生的模具钝化等劣化特别容易在形成所述遮光部的光源侧端的部分上发生，而产生初期制造时未产生的新的形状和大小的飞边，或者，在横断面视图中所述遮光部的光源侧端附近形成为在圆周方向大于设计值，与上述的效果同样，也可以容许其影响，能防止分辨率等性能的降低。即，即使持续使用模具，也能够长期使作为旋转编码器用标尺的功能基本不发生劣化，从而可以持续成型，且容易保持精度。
[0015]而且，由于越接近光源一侧所述遮光部越细，例如相比于以往将遮光部的圆周方向的宽度成形为一定的情况，可以扩大能通过所述通光部并到达光检测器侧的光的照射角度。而且，由于可以扩大从光源向光检测器侧照射的光的照射范围，所以为构成旋转编码器而在所述标尺体的内外将光源和光检测器相对设置组装时，不必过分严格管理半径方向的位置精度。即，由于使按照以往的遮光部不能通过标尺体的入射角度的光，能够通过所述通光部，加宽了照射范围，所以即便不特别提高光源或光检测器的位置精度，也具有容易提高分辨率、抑制产品间性能的偏差这样的对飞边的容许度不同的进一步的效果。
[0016]作为即使产生飞边也不会大幅降低分辨率等性能，并且能够简化旋转编码器组装时光源和光检测器的安装的、所述遮光部的更具体的形状，所述光源设置在所述标尺体的内侧，所述光检测器设置在所述标尺体的外侧，所述通光部是形成在所述侧面部的开口，所述遮光部形成为，在所述遮光部与所述光源相对状态下的横断面视图中，在第二虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第二虚拟扇形以所述光源的设置点为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角。
[0017]作为进一步加大在所述遮光部中从光源射出的光向光检测器侧照射的范围，并可以抑制飞边产生的具体形状，所述遮光部为柱状，从横断面视图中断面形状为大致部分圆环状的所述侧面部的一端侧向另一端侧延伸，所述遮光部的外侧形成为切角形状或圆角形状。
[0018]为了提高分辨率而进一步细化形成所述遮光部时，也能够以一定程度的强度设置于所述躯体部，所述标尺体还具备连接所述遮光部的一端侧和所述躯体部的肋。
[0019]为了将多个所述遮光部彼此连接、进一步提高强度，所述标尺体还具备分别连接多个所述遮光部的另一端侧的圆环状的栏杆部。
[0020]本发明的旋转编码器包括:本发明的旋转编码器用标尺；光源，设置在所述标尺体的内侧或外侧；以及光检测器，与所述光源夹着所述标尺体相对设置，按照这种旋转编码器，即使在制造时产生飞边也能够使分辨率等各种性能稳定，可以良好地应用于电机的控制等。
[0021]为了在所述遮光部中的、圆周方向的长度尺寸小且不容易出现飞边影响的光源侧主要产生飞边，并且在光检测器侧几乎不产生飞边，从而抑制因飞边产生的能通过光量的变动，以容易进一步使性能稳定的注射成型方法，使用能在所述标尺体的中心轴方向上分割的模具，所述模具包括至少形成所述遮光部的外侧形状的型腔，以及至少形成所述遮光部的内侧形状的型芯，所述通光部被设定为由所述型腔和所述型芯的合模面形成。
[0022]如上所述，按照本发明的旋转编码器用标尺和使用该标尺的旋转编码器，所述遮光部的光源侧被设定为半径方向的宽度比其他部分小，并且以从所述第一虚拟扇形的各半径向内部侧分离的方式由树脂成型，所以即使标尺的注射成型时所述遮光部上产生飞边，或者因经时变化而使模具发生钝化等劣化、所述光源侧被加大形成时，也可以使通过所述通光部的光量基本不发生变化，不仅能保持分辨率等性能较高，还能使各产品间的偏差较小。而且，由于相比于以往可以加大能从光源通过标尺的入射角度，所以在向标尺组装光源和光检测器而形成旋转编码器时，即便不严密进行光源和光检测器的圆周方向的位置配合也可以保持分辨率等性能。因此，能够非常简单地进行旋转编码器的组装。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明一个实施方式的旋转编码器用标尺的使用状态的示意图。
[0024]图2是具体表示同一实施方式中的旋转编码器用标尺的示意图。
[0025]图3是表示同一实施方式中的遮光部的横断面形状的示意图。
[0026]图4是说明同一实施方式中的遮光部的横断面的长度尺寸的示意图。
[0027]图5是说明同一实施方式中的遮光部的横断面的长度尺寸的另一示意图。
[0028]图6是表不同一实施方式中的飞边产生时的通光量的不意图。
[0029]图7是表示同一实施方式中的旋转编码器组装时的容许度的示意图。
[0030]图8是表示同一实施方式中的旋转编码器的制造中使用的模具的断面示意图。
[0031]图9是表示同一实施方式中的形成遮光部、通光部周边的型腔与型芯的合模面及分型线的断面示意图。
[0032]图10是表示用于本发明另一实施方式的旋转编码器用标尺的注射成型的模具中的、型腔和型芯的合模面及分型线的断面示意图。
[0033]图11是本发明另一实施方式的旋转编码器用标尺的可通光区域和遮光部的形状之间关系的不意图。
[0034]附图标记说明
[0035]200...旋转编码器
[0036]100...旋转编码器用标尺
[0037]I...躯体部
[0038]2.--标尺体
[0039]21...遮光部
[0040]22...通光部
[0041]23.--肋
[0042]24..?栏杆部
[0043]31...光源
[0044]32...光检测器
[0045]Dl...第一虚 拟扇形
[0046]D2...第二虚拟扇形
[0047]7...模具
[0048]71...型腔
[0049]72...型芯
[0050]81...合模面
[0051]82...分型线
[0052]R...可通光区域
[0053]R1、R2..?光线
【具体实施方式】
[0054]参照【专利附图】
【附图说明】本发明的一个实施方式。
[0055]本实施方式的旋转编码器用标尺100和旋转编码器200例如用于检测打印机和家电等的小型电机6的旋转角，特别适用于内部收容各设备而容积有限的装置。
[0056]图1的(a)的立体图表示了旋转编码器200安装到小型电机6的状态。所述旋转编码器用标尺100整体为底面开口的大体平圆筒状，上表面侧与电机6的输出轴嵌合，底面以朝向电机6的主体侧的方式安装。此外，旋转编码器用标尺100整体由树脂形成。而且，如图1的(a)的立体图所示，在所述标尺100和电机6主体之间安装有布线的布线基板5，所述布线基板5安装有用于取出各种信号的端子4和从所述标尺100检测旋转角的检测单元3。所述检测单元3的侧面为大体-形，在其前端相对地设有光源31和光检测器32。而且，如图1的(b)所示，通过在检测单元3的前端之间放入安装所述标尺100的侧面，构成旋转编码器200。所述检测单元3检测出的脉冲从所述端子4输出，并根据脉冲数计算出电机6的旋转角。
[0057]以下具体说明旋转编码器用标尺100。
[0058]如图1的(b)的断面图所示，所述旋转编码器用标尺100包括:躯体部1，主要构成上表面部，并与电机6的旋转轴61嵌合；以及标尺体2，主要构成侧面部，并形成有狭缝。上述躯体部I和标尺体2由树脂一体成型而成。
[0059]如图1的(b)的断面图、图2的(a)的立体图所示，所述躯体部I的上部为中央具有通孔的平板形状，且具有从中央部向竖直下侧突出有圆筒的形状。所述通孔与圆筒部分的内部是与电机6的旋转轴61嵌合的轴孔11。此外，形成于上表面的三个圆型的凸部是注射成型时树脂从流道流入模具内的浇口痕。
[0060]如图2的(a)的立体图所示，所述标尺体2是以所述旋转轴61为中心轴61的大致圆筒状，侧面部的一端侧、本实施方式中的上侧与所述躯体部I的侧面连接而一体成型。此外如图1所示，在标尺体2的侧面部的另一端侧即下侧，光源31和光检测器32以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置。另外，本实施方式中，光源31设置在内侧，光检测器32设置在外侧。所述标尺体2的侧面部在圆周方向交替形成多个通光的通光部22以及遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部21，所述通光部22在图2的(b)的侧面立体放大图中由影线强调表示。这里，所述规定宽度可以列举想要在所述光检测器32上形成的影子的圆周方向的长度。
[0061]如图2的(b)所示，所述通光部22和所述遮光部21在侧面视图中为在旋转轴61的轴向延伸的线状体，所述通光部22形成为开口的窗，且所述遮光部21由树脂形成柱状。换言之，通过将柱状的所述遮光部21直立、并间隔大体圆周方向的长度尺寸而排列，从而形成圆环状的梳齿形状。此外，如图2的(b)所示，所述标尺体2中，在所述遮光部21的上部分别形成有用于强化与所述躯体部I的连接的肋23，而且为了保持各遮光部21的强度，将各遮光部21的底面连接而形成圆环状的栏杆部24。这样，在图3的(c)所示的纵断面视图中，所述躯体部I的侧面与所述标尺体2的遮光部21之间在半径方向形成台阶D，用于在注射成型时使所述遮光部21容易从模具拔出。利用注射成型后述的标尺体2所采用的模具的构造，在各遮光部21中的形成这种台阶D侧的侧面上设置上述的余量。可以在遮光部21和栏杆部24之间也同样形成台阶D。此外，所述肋23相比于所述遮光部21形成尖头形状，在填充树脂时可以使树脂向遮光部21的流动良好，且尽可能减小脱模时与形成梳齿状的标尺体2的模具的接触面积，从而容易脱模。
[0062]接着具体说明所述遮光部21的形状。
[0063]所述遮光部21为轴向延伸的柱状，且如作为图2的(b)的A-A线横断面图的图3
(a)、作为图2的(b)的B-B线横断面图的图3 (b)所示，其横断面形状具有特征点。S卩，所述遮光部21由树脂成型，呈大致部分圆环状，在横断面视图中，所述遮光部21的至少一部分随着从外侧(光检测器32侧)向内侧(光源31侧)前进、其圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形Dl的各半径向内部侧分离。更具体而言，所述遮光部21的横断面的外侧形成圆角形状，且其内侧由角形成。此外，从外侧朝内侧在半径方向观察时，所述遮光部21的圆周方向的长度尺寸在最外侧为零后圆周方向的长度尺寸逐渐增加，在中央部成为最大后，直至最内侧为止、圆周方向的长度尺寸逐渐减少。
[0064]以下进一步具体说明所述遮光部21的横断面中从中央部至内侧的形状。
[0065]关于所述遮光部21的圆周方向的长度尺寸，根据针对光检测器32应遮光的圆周方向的规定宽度来决定变细方式。更具体而言，所述遮光部21形成为，在图4的(a)、图4的(b)中虚拟线所示的虚拟扇形、即在横断面视图中以所述中心轴61为中心点C并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角Tl的所述第一虚拟扇形Dl的内部，共有各半径的至少一部分。即，在图4的(b)的放大图中，如粗线所示，以比在遮光部21的圆周方向外切的半径靠向内侧的方式，随着从中央部向内侧在半径方向前进而变细。这里，作为所述中心角Tl的决定方法的具体示例，可以列举以连接所述中心点C和所述光检测器32的设置点的直线为半径，并以所述光检测器32的设置点为中心的将遮光宽度作为圆弧长的扇形来决定等方法。
[0066]而且本实施方式中作为另一条件，所述遮光部21形成为，在所述遮光部21与所述光源31相对的状态，S卩，光源31的设置点与所述遮光部21的半径方向上延伸的中心线位于从所述中心轴61延伸的半径上的状态下的横断面视图中，如图5所示，在以所述光源31的设置点P为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角T2的第二虚拟扇形D2内部，共有各半径的至少一部分。换言之，在横断面视图中，所述遮光部21的断面包含在第二虚拟扇形D2内，与具有能用所述规定宽度遮光的最大宽度的部分外切的方式，从所述设置点引出直线而得到所述第二虚拟扇形D2。
[0067]以下说明将所述遮光部21的横断面形状形成上述形状的效果。以下使用图6的说明中为了便于说明，以平行光为代表说明了从光源31出射的光。如图6的(a)所示的以往的横断面具有大体一定宽度的遮光部21的情况下，由于产生飞边B时一定会产生被遮光的成分，所以光检测器32能检测的光量降低，对旋转角的检测产生不良影响。
[0068]另一方面，如果是图6的(b)所示的本实施方式的遮光部21的形状，即使在内侧产生飞边B，由于存在余量M而不会遮挡来自光源31的光，容易防止光检测器32能检测的光量的降低。即，由于具有针对飞边B的容许度，所以能防止与旋转角度的检测分辨率等相关的性能降低，容易防止产品间的性能偏差。此外，在后述的用于旋转编码器用标尺100的注射成型的模具因经时变化发生钝化等劣化，产生具有初期制造时未出现的特性的飞边B，或者，成型为所述遮光部21的光源31侧的圆周方向长度尺寸大于设计值时，所述余量M也同样发挥作用。即，即使重复所述旋转编码器用标尺100的注射成型，而产生了模具的劣化，也可以防止分辨率等各性能相比于初期制造的产品大幅降低的情况，容易保证作为旋转编码器200的精度。
[0069]此外，说明在所述遮光部21的横断面中从半径方向中央部到外侧，将圆周方向的长度尺寸从最大尺寸缩小的效果。
[0070]如图7所示，按照虚线所示的以往的遮光部21的形状，只有虚线所示的入射角的光线才能到达光检测器32侧，而按照本实施方式的形状，如实线所示的更宽广范围的入射角的光都可以到达所述光检测器32侧。因此，由于光检测器32侧的照射范围比以往变宽，所以能承载光检测器32、接收规定光量以上的光并输出信号的范围变宽。因此，即使组装时不过于严格管理光检测器32的位置精度，也能发挥规定的性能，可以提高生产性。所述效果在所述检测单元3为放射光型的情况下特别显著。
[0071]最后，说明本实施方式的旋转编码器用标尺100的制造方法。
[0072]如图8所示，本实施方式的旋转编码器用标尺100使用模具7通过注射成型制造，所述模具7包括至少形成所述遮光部21的外侧形状的型腔71，以及至少形成所述遮光部21的内侧形状的型芯72，且所述模具7能在所述标尺体2的中心轴61方向上分割。S卩，由于将所述型腔71设为阴模，并把所述型芯72设为阳模，所以图1、图2等所示的是反向形成的所述旋转编码器用标尺100。
[0073]图9表示放大了图8的C-C线横断面的形成遮光部21、通光部22的附近的示意图。在所述图9中，由所述型腔71和所述型芯72形成遮光部21、通光部22的部位，分别由附图标记21a、22a进行图示。如果说明所述模具7的特征点，则其特征点如图9所示，所述通光部22由所述型腔71和所述型芯72的合模面81形成，分型线82被设定为形成在所述通光部22与所述遮光部21的内侧端部的边界。这样，由于将产生飞边B的可能性较高的分型线82形成在所述通光部22和所述遮光部21的内侧端部之间，所以即使如图6所示产生了飞边B，也能使飞边B集中在几乎不发生影响的所述遮光部21的内侧端。即，即使各产品产生各自形状不同的飞边B，通过将其产生部位集中在对性能影响小的遮光部21的内侧端，可以抑制各产品间的性能偏差。
[0074]以下说明其他的实施方式。
[0075]上述实施方式中，作为本发明的标尺和旋转编码器的应用例，表示了用于打印机的电机的应用例，但是也可以应用于其他的定位装置和送纸装置。即，本发明可以应用于根据编码器检测的检测转速求出旋转角，以及根据转速求出移动距离而进行定位等用途。反之，也可以根据移动距离或旋转角求出并测量检测转速。
[0076]上述实施方式中，所述标尺体呈大致圆筒状，但是例如也可以是从躯体部朝外侧扩展的截头圆锥状。此外，通光部与遮光部的圆周方向的宽度也可以不是相同程度的宽度。例如，通光部可以大于遮光部，或者小于遮光部。而且，通光部或遮光部在侧面视图中，也可以不在中心轴方向上延伸，例如相对于中心轴方向倾斜形成。此外，上述实施方式中，光源设置在标尺的内侧、光检测器设置在外侧，但是所述关系也可以相反。此时，所述遮光部的横断面的形状也同样与上述实施方式反转，就可以得到相同的效果。
[0077]上述实施方式中，也可以不把遮光部的外侧设为圆角形状，而设为切角形状。此夕卜，还可以将遮光部的内侧形成圆角形状。而且，如图10所示，合模面81可以不形成在遮光部21的内侧端，而形成在遮光部21的外侧端。S卩，如图10所示，在遮光部21的外侧形成分型线82。此外，合模面和分型线的设置方法不限于图9、图10所示的方法，例如可以形成在遮光部21的中央部。
[0078]此外，可以如图10所示，由附图标记21a所示的空洞形成的遮光部21那样，外侧端不呈圆角形状等而形成角。此外，遮光部21的内侧端也可以不形成角而形成圆角形状。在上述实施方式中，为了提高强度而形成了肋和栏杆部，但是根据形状也可以不设置肋和栏杆部。此外，所述旋转编码器不限于仅检测电机的旋转角，也可以用于检测其他的旋转轴的旋转角。
[0079]此外，遮光部21在横断面视图中，可以在可通光区域R的外侧形成所述遮光部21的内周侧或外周侧的侧面，所述可通光区域R由通过所述通光部22的光中、与所述遮光部21的侧面相切的光线Rl、R2规定了外缘。更具体而言，如图11所示，在光源31与通光部22相对的状态下，由从所述光源31的各点出射的光中、与邻接所述通光部22的遮光部21相切的光线Rl、R2定义所述可通光区域R。
[0080]这里，所述光线Rl如图11所示，在所述光源31与所述通光部22相对的状态下，是从所述光源31与半径方向平行地出射的光线中、与相邻的遮光部21分别相切的光线。从所述光源31出射后在半径方向上行进的这两条光线Rl实质上相互大体平行，在各光线Rl外侧形成所述遮光部21的光入射侧即内周侧的侧面21in。换言之，通过在各光线Rl外侧形成所述遮光部21的内周侧的侧面21in，来设置余量M。
[0081]另一方面，在所述光源31与所述通光部22相对的状态下，所述光线R2从所述光源31相对于半径方向倾斜出射(在对角线方向出射)，并与所述遮光部21的外周侧相切。在这两条光线R2的小交角的外侧，形成所述遮光部21的光射出侧即外周侧的侧面21ex。
[0082]并且，如图11所示，由于在可通光区域R的外侧形成各遮光部21，所以即使内周侧或外周侧产生飞边，只要不是能侵入可通光区域R程度的大飞边，就不会遮光。因此，构成旋转编码器时，不会因飞边的有无而产生分辨率的变化，可以抑制产品间的偏差。另外，可以在所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex的任意一方设置余量M，此时，光源31可以配置在标尺体2的内侧和外侧中的任意一方。
[0083]S卩，当所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex中的一方规定可通光区域R的外缘时，所述遮光部21的内周侧的侧面21in和外周侧的侧面21ex中的另一方形成在可通光区域R的外侧即可。
[0084]另外，本说明书中所指的遮光，不仅是指完全遮断光，也包括使可通过的光量减少规定量的概念。此外，通光部只要比所述遮光部能使更多的光量通过即可，损失一定的光量也没有问题。
[0085]此外，可以在不脱离本发明的发明思想的范围内，进行各种变形和对实施方式进行组合。
[0086]工业实用性
[0087]按照本发明，可以提供如下标尺、旋转编码器，即使产生飞边，也基本不会使通过所述通光部的光量发生变化，不仅能保持分辨率等性能较高，还可以使各产品间的偏差较小。
【权利要求】
1.一种旋转编码器用标尺，呈大致圆筒状或截头圆锥状，并具备标尺体，所述标尺体的侧面部在圆周方向交替形成有通光的通光部，以及用于遮挡圆周方向的规定宽度的光的遮光部，所述旋转编码器用标尺的特征在于， 横断面视图中，在由通过所述通光部的光中、与所述遮光部的侧面相切的光线规定了外缘的可通光区域的外侧，形成所述遮光部的内周侧或外周侧的侧面。
2.根据权利要求1所述的旋转编码器用标尺，其特征在于， 所述旋转编码器用标尺还具备躯体部，所述躯体部形成有与旋转轴嵌合的轴孔，所述标尺体的侧面部的一端侧与所述躯体部连接，光源和光检测器以在内外夹着侧面部的另一端侧的方式相对设置， 所述遮光部形成为，横断面视图中，在第一虚拟扇形的内部共有各半径的一部分，所述第一虚拟扇形以所述中心轴为中心点并具有基于所述规定宽度设定的第一中心角， 并且在横断面视图中，所述遮光部的一部分由树脂成型为，随着从所述光检测器侧朝向所述光源侧在半径方向前进、圆周方向的长度尺寸变小，且从所述第一虚拟扇形的各半径朝向内部侧分离。
3.根据权利要求2所述的旋转编码器用标尺，其特征在于， 所述光源设置在所述标尺体的内侧，所述光检测器设置在所述标尺体的外侧， 所述通光部是形成在所述侧面部的开口， 所述遮光部形成为，在所述遮光部与所述光源相对状态下的横断面视图中，在第二虚拟扇形的内部共有各半径的至少一部分，所述第二虚拟扇形以所述光源的设置点为中心且具有基于所述规定宽度设定的第二中心角。
4.根据权利要求1所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述遮光部为柱状，从横断面视图中断面形状为大致部分圆环状的所述侧面部的一端侧向另一端侧延伸，所述遮光部的外侧形成为切角形状或圆角形状。
5.根据权利要求2所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述标尺体还具备连接所述遮光部的一端侧和所述躯体部的肋。
6.根据权利要求4所述的旋转编码器用标尺，其特征在于，所述标尺体还具备分别连接多个所述遮光部的另一端侧的圆环状的栏杆部。
7.—种旋转编码器,其特征在于包括: 权利要求1所述的旋转编码器用标尺； 光源，设置在所述标尺体的内侧或外侧；以及 光检测器，与所述光源夹着所述标尺体相对设置。
8.—种注射成型方法，是权利要求1所述的旋转编码器用标尺的注射成型方法，其特征在于， 使用能在所述标尺体的中心轴方向上分割的模具，所述模具包括至少形成所述遮光部的外侧形状的型腔，以及至少形成所述遮光部的内侧形状的型芯， 所述通光部被设定为由所述型腔和所述型芯的合模面形成。
【文档编号】G01D5/347GK103620349SQ201280027716
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】福田英二, 砂田卓哉 申请人:Kodenshi株式会社, 小松电子部品有限公司
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