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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kodierer der an einem Elektromotor oder einer von einem Elektromotor angetriebenen Vorrichtung angebracht ist, insbesondere einen Kodierer mit Beständigkeit gegen Vibration und Erschütterung.
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Ein Kodierer, der an einem Elektromotor oder an einer von einem Elektromotor angetriebenen Vorrichtung angebracht ist, ist in den letzten Jahren oft für Anlagen wie z. B. einer Presse verwendet worden, wobei die Anlage starker Vibration oder Erschütterung ausgesetzt werden kann. Da der Kodierer viele elektrische Bauteile aufweist, können die starke Vibration oder Erschütterung eine Fehlfunktion oder einen Defekt des Kodierers verursachen. Somit ist es wünschenswert, die Beständigkeit des Kodierers durch eine Reduzierung der Vibration oder Erschütterung zu verbessern, der der Kodierer ausgesetzt ist.
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Ein Kodierer umfasst im Allgemeinen eine rotierende Kodierscheibe, die dazu eingerichtet ist, im Gleichlauf mit einem erfassten Objekt, wie z. B. einer Welle eines Elektromotors, zu rotieren, und eine Leiterplatine mit einer Erfassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, Musterinformationen oder Ähnliches der rotierenden Kodierscheibe zu erfassen. Da in vielen Fällen die Leiterplatine über der rotierenden Kodierscheibe angeordnet ist, sind mehrere Umfangsabschnitte der Leiterplatine mithilfe einer Schraube oder eines Klebemittels an einem Gehäuse befestigt. In diesem Zusammenhang wurde eine Technik zum Verbessern der Steifigkeit des Gehäuses vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte
japanische Patentoffenlegung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2008-3064 eine Technik zum Verbessern der Steifigkeit eines Platinenbefestigungselements
7 durch das schrittweise Vergrößern eines inneren Durchmessers des Befestigungselements
7 in Richtung der Platine
6.
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Wenn der Kodierer einer starken Vibration oder Erschütterung ausgesetzt ist, kann jedoch der zentrale Abschnitt der Leiterplatine stark vibrieren, und es kann eine Fehlfunktion oder ein Defekt bei den elektrischen Elementen oder dergleichen auftreten,, die in dem zentralen Abschnitt angebracht sind. Um die Beständigkeit des Kodierers gegen Vibration und Erschütterung zu verbessern, ist es wünschentswert, die Vibrationen des zentralen Abschnitts der Leiterplatine zu reduzieren. Als eine Technik zum Lösen des Problems offenbart die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2004-325171 einen Beschleunigungssensor, der an dem Kodierer angeordnet ist, wobei eine Erschütterung durch das Beschleunigen des Kodierers in entgegengesetzter Richtung reduziert wird. Die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 7-243869 offenbart ein Verfahren zum Befestigen eines Kodierers über ein erschütterungsfestes Federelement (oder eine Blattfeder), und die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2003-287025 offenbart eine Technik zum Verwenden von Harz zum Härten eines Abschnitts, dessen Schwingungsfestigkeit davon verbessert werden soll.
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Ferner beschreibt die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2010-286452 eine Leiterplatine
5, die durch ein Platinenlagerelement
9 abgestützt ist, welches aus erschütterungsfestem Material hergestellt ist, wie z. B. Gummi, um die Vibration zu verringern.
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In dem Verfahren der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2004-325171 oder der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 7-243869 ist es notwendig, den Beschleunigungssensor, einen komplizierten Berarbeitungsschaltkreis oder die Blattfeder in dem Kodierer anzuordnen, wodurch der Kodierer teuer und/oder es schwierig wird, den Kodierer kompakt herzustellen. In dem Verfahren der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2003-287025 sind ein enormer Aufwand und enorme Kosten notwendig, um den Abschnitt des Kodierers durch Harz zu verstärken, und somit können sich die Kosten des Kodierers erhöhen und/oder die Effizienz der Produktion des Kodierers kann sich verringern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zuverlässigen Kodierer bereitzustellen, der in der Lage ist, mittels einer einfachen Struktur, eine Vibration einer Leiterplatine zu reduzieren, wenn der Kodierer einer Vibration oder Erschütterung ausgesetzt ist.
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Dementsprechend stellt die Erfindung einen Kodierer bereit mit einem Gehäuse, einer rotierenden Kodierscheibe, die an dem Gehäuse angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, im Gleichlauf mit einem zu messenden Objekt zu rotieren, einer Leiterplatine, die an dem Gehäuse angeordnet ist und über der rotierenden Kodierscheibe positioniert ist, wobei der Kodierer ein Verstärkungselement aufweist, das dazu ausgebildet ist, einen Abschnitt der Leiterplatine zu kontaktieren, welcher ein anderer als ein Umfangsabschnitt der Leiterplatine ist, sodass sich an dem Abschnitt der Leiterplatine, mit dem das Verstärkungselement in Kontakt tritt, ein Schwingungsknoten bildet, um die Vibration aufgrund der Resonanz der Leiterplatine zu reduzieren.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Verstärkungselement einen Leiterplatinen-Kontaktabschnitt, der dazu ausgebildet ist, mit der Leiterplatine in Kontakt zu treten, einen ersten Stab- oder Plattenabschnitt, der mit einem oberen Ende des Leiterplatinen-Kontaktabschnitts verbunden ist und sich in radialer Richtung der Leiterplatine nach außen erstreckt, und ein zweites Stab- oder Plattenelement, das mit dem radial äußeren Ende des ersten Stab- oder Plattenelements verbunden ist und sich nach oben erstreckt, und wobei das erste Stab- oder Plattenelement aufgrund einer Reaktionskraft verformt wird, die durch den Kontakt zwischen dem Leiterplatine-Kontaktabschnitt und der Leiterplatine erzeugt wird, und das zweite Stab- oder Plattenelement gegen eine Abdeckung zum Schützen des Kodierers gedrückt wird, wobei das Verstärkungselement derart gehalten ist, dass es sich nicht relativ zu der Abdeckung bewegt.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Verstärkungselement zumindest einen Säulenabschnitt, der mit dem Gehäuse oder der Leiterplatine verbunden ist, einen Trägerabschnitt, der sich von dem Säulenabschnitt bis über den zentralen Abschnitt der Leiterplatine erstreckt, und zumindest ein Hilfselement, das an dem Trägerabschnitt angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, den Abschnitt der Leiterplatine zu kontaktieren, der ein anderer als der Umfangabschnitt der Leiterplatine ist.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungselement direkt an einer Abdeckung zum Schützen des Kodierers angebracht.
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Es ist bevorzugt, dass ein Abschnitt des Verstärkungselements, der mit der Leiterplatine in Kontakt kommt, aus technischem Kunststoff, Keramik oder Metall hergestellt ist.
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Ein Abschnitt des Verstärkungselements, der mit der Leiterplatine in Kontakt kommt, kann eine Stift-, eine Platten- oder eine sphärische Form aufweisen.
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Der Trägerabschnitt kann als Stab oder Platte ausgebildet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, offensichtlicher, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers des Standes der Technik zeigt;
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2 eine Seitenansicht des Kodierers der 1 zeigt;
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3 eine Ansicht zeigt, die einen Zustand erläutert, wobei eine Leiterplatine des Kodierers in Vibration versetzt wird;
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4 eine Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine Seitenansicht einer schematischen Konfiguration eines Kodierers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9a eine Seitenansicht zeigt, die einen Zustand veranschaulicht, bevor das Verstärkungselement aus dem fünften Ausführungsbeispiel deformiert wird; und
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9b eine Seitenansicht zeigt, die einen Zustand veranschaulicht, nachdem das Verstärkungselement deformiert wurde.
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Detaillierte Beschreibung
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1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht beziehungsweise eine Seitenansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kodierers 100 des Standes der Technik veranschaulichen. Der Kodierer 100 umfasst ein Gehäuse 102, eine rotierende Kodierscheibe 104, die an dem Gehäuse 102 angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, im Gleichlauf mit einem rotierenden Teil eines zu messenden Objekts (nicht dargestellt) zu drehen, wie z. B. einen Elektromotor, und eine Leiterplatine 106, die an dem Gehäuse 102 angebracht ist und über der rotierenden Kodierscheibe 104 positioniert ist.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, wird die Leiterplatine 106 häufig über der rotierenden Kodierscheibe 104 angeordnet. Somit sind mehrere Umfangsabschnitte der Leiterplatine 106 mit dem Gehäuse 102 durch Schrauben 108 oder Klebemittel verbunden. Wenn der Kodierer starker Vibration oder Erschütterung ausgesetzt ist, wie in 3 dargestellt, in der eine Seitenansicht des Kodierers 100 schematisch veranschaulicht ist, ist die Leiterplatine 106 (insbesondere der zentrale Abschnitt davon) starken Schwingungen ausgesetzt, wobei die elektronischen Komponenten oder dergleichen (nicht dargestellt), die an dem zentralen Abschnitt der Leiterplatine befestigt sind, aufgrund der Vibrationen Schaden nehmen oder brechen können. Um die Beständigkeit des Kodierers gegen Vibrationen und Erschütterungen als solches zu verbessern, ist es notwendig, die Vibrationen (oder die Vibrationsamplitude) der Leiterplatine zu reduzieren, wenn sie schwingt.
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4 zeigt eine schematische Konfiguration eines Kodierers 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der veranschaulichte Kodierer 10 ist dazu ausgebildet, eine Rotationswinkelposition eines zu messenden Objektes zu erfassen, z. B. eines Elektromotors oder eines angetriebenen Körpers, der durch den Elektromotor (nicht dargestellt) rotiert wird. Der Kodierer 10 umfasst ein Gehäuse 12, eine im Wesentlichen scheibenförmige rotierende Kodierscheibe 14, die an dem Gehäuse 12 angeordnet und dazu ausgebildet ist, im Gleichlauf mit einem rotierenden Teil des zu messenden Objekts (nicht dargestellt) zu drehen, und eine Leiterplatine 16, die an dem Gehäuse 12 angebracht ist und oberhalb der Kodierscheibe 14 positioniert ist (oder an der gegenüberliegenden Seite des zu messenden Objektes). Die Leiterplatine 16 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet mit einem Durchmesser größer als der Durchmesser der Kodierscheibe 14 und ist von einer Stütze 18 abgestütze, die außerhalb einer Außenumfangskante der Kodierscheibe 14 angeordnet ist, sodass die Leiterplatine 16 nach oben von der Kodierscheibe 14 beabstandet ist. Ein elektrisches Bauteil mit einem optischen Element oder Ähnlichem (nicht dargestellt) ist an der Leiterplatine 16 angeordnet und ist dazu ausgebildet, die Rotationswinkelposition der Kodierscheibe 14 zu erfassen. Eine Ausgangsleistung des elektrischen Bauteils wird von einem Verarbeitungskreislauf oder Ähnlichem (nicht dargestellt) verarbeitet, sodass die Rotationswinkelposition und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit des zu messenden Objektes erfasst werden kann.
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Der Kodierer 10 des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 2 dargestellt, weist ein Verstärkungselement 20 auf, das dazu ausgebildet ist, um mit einem Abschnitt der Leiterplatine 16 in Kontakt zu treten, der ein anderer als der Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 ist, z. B. dort, wo die Auslenkung der Leiterplatine 16 groß ist (normalerweise das Zentrum der im Wesentlichen der Scheibenform), während die Leiterplatine aufgrund der Vibrationen oder Erschütterungen in Schwingungen versetzt wird, der der Kodierer ausgesetzt ist. Das Verstärkungselement 20 hat einen im Wesentlichen an beiden Enden gestützten Träger. Das Verstärkungselement 20 hat im Einzelnen zwei Säulenabschnitte 22, die an entgegengesetzten Abschnitten des Gehäuses 12 angeordnet sind, dort, wo sie außerhalb der Umfangskante der Leiterplatine 16 mittels Schrauben, Klebemittel oder eines Anschlussstücks positioniert sind. Verstärkungselement 20 weist ferner einen Trägerabschnitt 24 auf, der sich von einem oberen Ende von einem der Säulenabschnitte 22 zu einem oberen Ende des anderen der Säulenabschnitte 22 erstreckt durch einen Bereich oberhalb des Zentrums der Leiterplatine 16, und ein Hilfselement 26, welches sich nach unten im Wesentlichen von dem Zentrum des Trägerabschnitts 24 aus erstreckt und einen Abschnitt der Leiterplatine 16 kontaktiert, welcher ein anderer als der Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 ist (z. B. das Zentrum der Leiterplatine 16). Beispielsweise ist der Trägerabschnitt 14 ein stabförmiges oder plattenförmiges Element und das Hilfselement 26 ein stiftförmiges Element, wie in 4 veranschaulicht. Jedoch kann das Hilfselement 26 ein sphärisches Element oder ein Plattenelement sein, welches sich senkrecht zu einer Oberfläche eines Papiers der 4 erstreckt, solange das Hilfselement den Abschnitt der im Wesentlichen scheibenförmigen Leiterplatine kontaktiert, der ein anderer als der Umfangsabschnitt davon ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Hilfselement 26 einen Abschnitt der Leiterplatine 16 kontaktiert (das Zentrum der Leiterplatine in der Zeichnung), dort, wo die Auslenkung der Leiterplatine 16 während der Schwingung maximal ist, wenn das Hilfselement 26 nicht vorhanden ist. Wenn der Kodierer 10 mit einer derartigen Konfiguration Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt ist, wird das Zentrum der Leiterplatine 16 zu einem Knotenpunkt der Vibration während der Schwingung, wie durch die gestrichelte Linie aus 4 angezeigt, da das Hilfselement 26 die Leiterplatine 16 kontaktiert. Somit kann die Vibration während der Schwingung signifikant verringert werden. In diesem Fall wird ein Gegen-Knotenpunkt zwischen dem Zentrum und dem Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 erzeugt. Jedoch ist in diesem Fall eine Resonanzfrequenz der Vibration höher als in dem Fall aus 3 und die Auslenkung während der Schwingung ist kleiner als in dem Fall der 3. Somit kann eine Beeinträchtigung der elektronischen Teile oder dergleichen, die an der Leiterplatine 16 angebracht sind, minimiert werden.
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5 zeigt eine schematische Konfiguration eines Kodierers 10a gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugszeichen werden zu den Bauteilen des Kodierers 10a hinzugefügt, die den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels der 4 ähneln und eine detaillierte Erläuterung davon entfällt.
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel hat das Verstärkungselement 30 eine im Allgemeinen freitragende Form. Das Verstärkungselement 30 hat im Einzelnen einen Säulenabschnitt 32, der an dem Gehäuse 12 angeordnet ist, dort, wo er außerhalb der Umfangskante der Leiterplatine 16 angeordnet ist, mittels einer Schraube, Klebemittel oder eines Anschlussstücks. Das Verstärkungselement 30 weist ferner einen Trägerabschnitt 34 auf, welcher sich von einem oberen Ende einer der Säulenabschnitte 22 bis zu einem Bereich oberhalb des Zentrums der Leiterplatine 16 erstreckt, und ein Hilfselement 26, das sich nach unten von einem vorderen Ende des Trägerabschnitts 34 erstreckt und einen Abschnitt der Leiterplatine 16 kontaktiert, welcher ein anderer als der Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 ist (z. B. das Zentrum der Leiterplatine 16). In einer derartigen Konfiguration weist das Verstärkungselement 30 ebenfalls die gleiche Funktion wie in dem ersten Ausführungsbeispiel auf.
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6 zeigt eine schematische Konfiguration eines Kodierers 10b gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugszeichen werden zu den Bauteilen des Kodierers 10a hinzugefügt, die den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiel der 4 ähneln und eine detaillierte Erläuterung davon entfällt.
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Das dritte Ausführungsbeispiel ähnelt dem ersten Ausführungsbeispiel, unterscheidet sich jedoch von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Verstärkungselement 36 mit einem im Wesentlichen an beiden Enden gestützten Träger nicht mit dem Gehäuse 12 verbunden ist, sondern mit dem Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 oder der Stütze 18 verbunden ist, der/die die Leiterplatine 16 abstützt. Mit anderen Worten hat das Verstärkungselement 36 zwei Säulenabschnitte 38, die an den Umfangsabschnitten der Leiterplatin 16 oder den oberen Abschnitten der Stützen 18, welche in Bezug auf das Zentrum der Leiterplatine 16 entgegengesetzt angeordnet sind durch Schrauben, Klebemittel oder einem Anschlussstück angeordnet sind. Das Verstärkungselement 38 weist ferner einen Trägerabschnitt 40 auf, der sich von einem oberen Ende von einem der Säulenabschnitte 38 zu einem oberen Ende des anderen der Säulenabschnitte 38 durch einen Bereich oberhalb des Zentrums der Leiterplatine 16 erstreckt, und ein Hilfselement 26, das sich im Wesentlichen von dem Zentrum des Trägerabschnitts 40 nach unten erstreckt und einen Abschnitt der Leiterplatine 16 kontaktiert, der ein anderer als der Umfangsabschnitt der Leiterplatine 16 ist (z. B. das Zentrum der Leiterplatine 16). In einer derartigen Konfiguration weist das Verstärkungselement 36 ebenfalls die gleiche Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel auf und kann kompakter im Vergleich zum Verstärkungselement 20 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet sein.
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7 zeigt eine schematische Konfiguration eines Kodierers 10c gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugszeichen werden zu den Bauteilen des Kodierers 10a hinzugefügt, die den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiel der 4 ähneln und eine detaillierte Erläuterung davon entfällt.
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Der Kodierer 10c, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 7 dargestellt, weist eine Abdeckung 42 auf, die an dem Gehäuse 12 angebracht und dazu ausgebildet ist, die Leiterplatine 16 abzudecken und zu schützen. Wenn der Kodierer in einer Draufsicht betrachtet wird, ist die Abdeckung 42 größer als die Leiterplatine 16 und hat vorzugsweise dieselbe Abmessung wie das Gehäuse 12. Die Abdeckung 42 ist über der Leiterplatine 16 angeordnet, sodass der Abstand zwischen der Abdeckung 42 und der Leiterplatine 16 größer ist als die Höhe (oder der vertikale Abstand aus 4) von der Leiterplatine 16 zum Gehäuse 12.
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Einerseits ist das Verstärkungselement 45 an dem im Wesentlichen dem Zentrum einer unteren Oberfläche 44 der Abdeckung 42 angebracht und dazu ausgebildet, um einen Abschnitt der Leiterplatine 16 zu kontaktieren (das Zentrum der Scheibenform in der Zeichnung), wo die Auslenkung der Leiterplatine 16 während der Schwingung aufgrund der Vibrationen oder Erschütterungen maximal ist, der der Kodierer ausgesetzt ist. Zum Beispiel ist das Verstärkungselement 45 ein stiftförmiges Element, wie in 7 dargestellt. Andererseits kann das Verstärkungselement 45 ein Kugelelement oder Plattenelement sein, welches sich senkrecht zu einer Oberfläche eines Papiers der 7 erstreckt, solange das Verstärkungselement 45 einen Abschnitt (z. B. das Zentrum) der im Wesentlichen scheibenförmigen Leiterplatine kontaktiert, der ein anderer als der Umfangsabschnitt davon ist. In einer derartigen Konfiguration hat das Verstärkungselement 55 ebenfalls die gleiche Funktion wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wenn der Kodierer 10c eine Abdeckung 42 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel aufweist, können Stützelemente weggelassen werden, wie z. B. der Säulenabschnitt und/oder der Trägerabschnitt, wie im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben, durch das Anbringen des Verstärkungselements 45 an der inneren Oberfläche (unteren Oberfläche 44) der Abdeckung 42.
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8 zeigt eine schematische Konfiguration eines Kodierers 10d gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugszeichen werden zu den Bauteilen des Kodierers 10a hinzugefügt, die den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels der 4 ähneln und eine detaillierte Erläuterung davon entfällt.
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Das fünfte Ausführungsbeispiel ähnelt dem ersten Ausführungsbeispiel, in dem der Kodierer eine Abdeckung aufweist. Jedoch hat das Verstärkungselement 46 des fünften Ausführungsbeispiels keine einfache Gestalt, z. B. in Form eines Stifts, einer Kugel oder einer Platte, sondern ist verbunden, um durch eine reaktive Kraft verbogen zu werden, die durch den Kontakt zwischen dem Verstärkungselement 46 und der Leiterplatine 16 erzeugt wird, sodass der deformierte Abschnitt gegen die Abdeckung gedrückt wird, wobei das Verstärkungselement derart gehalten wird, dass er sich nicht relativ zu der Abdeckung bewegt, wie unten beschrieben.
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Wie in 8 dargestellt, weist das Verstärkungselement 46 einen Leiterplatine-Kontaktabschnitt 47 auf, der ein Stift, eine Kugel oder eine Platte ist, welcher dazu ausgebildet ist, um mit einem Abschnitt (z. B. dem Zentrum) der Leiterplatine 16 in Kontakt zu treten, wo es außerhalb der Umfangskante der Leiterplatine 16 angeordnet ist. Ferner weist das Verstärkungselement 46 einen ersten Stab- oder Plattenabschnitt 48 auf, der mit einem oberen Abschnitt (einem Endabschnitt gegenüberliegend von der Leiterplatine) des Leiterplatine-Kontaktabschnitts 47 verbunden ist und sich in Richtung radial auswärts der Leiterplatine 16 erstreckt, und einen zweiten Stab- oder Plattenabschnitt 50, der mit dem radial äußeren Ende des ersten Stab- oder Plattenabschnitts 48 verbunden ist und sich in Richtung nach oben (oder sich in Richtung entgegengesetzt zu der Leiterplatine) erstreckt. Wie in den 8 und 9a dargestellt, ist das Verstärkungselement 46 im Wesentlichen c-förmig oder u-förmig mit einer Öffnung, von einer Seitenansicht aus betrachtet. Zusätzlich kann das Verstärkungselement 46 einen dritten Stab- oder Plattenabschnitt 52 aufweisen, der sich von einem oberen Abschnitt des zweiten Stab- oder Plattenabschnitts 50 in Richtung radial auswärts der Leiterplatine 16 erstreckt.
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Wie in 8 dargestellt, ist der Leiterplatinen-Kontaktabschnitt 47 des Verstärkungselements 46 während dem Kontaktieren der Leiterplatine 16 einer Reaktionskraft F1 von der Leiterplatine 16 ausgesetzt. Aufgrund der Reaktionskaft F1 biegt sich der erste Stab- oder Plattenabschnitt 48, wie in 9b dargestellt, sodass ein Abschnitt davon, der mit dem Leiterplatine-Kontaktabschnitt 47 verbunden ist, überwiegend nach oben verschoben wird, wobei der zweite Stab- oder Plattenabschnitt 50 und der dritte Stab- oder Plattenabschnitt 52 radial nach außen verschoben werden. Aufgrund der Verschiebung wird der obere Abschnitt des zweiten Stab- oder Plattenabschnitts 50 (oder dritte Stab- oder Plattenabschnitt 52) gegen die innere Oberfläche der Abdeckung 42 gedrückt und eine Kraft F2 wird erzeugt, wie in 8 dargestellt. Aufgrund der Kraft F2 wird das Verstärkungselement 46 gehalten, sodass keine Bewegung relativ zu der Abdeckung 42 erfolgt. In dem fünften Ausführungsbeispiel wird anders ausgedrückt das Verstärkungselement 46 durch die Reaktionskraft von der Leiterplatine 16 deformiert und durch die Abdeckung 42 gehalten. Somit ist es nicht notwendig ein Mittel zum Befestigen des Verstärkungselements 46 an dem Gehäuse oder der Abdeckung bereitzustellen. Ferner ist die Leistungsfähigkeit des Kodierers nicht verringert, da es nicht notwendig ist, die Bauteile des Kodierers durch die Verwendung eines Harzes oder Ähnlichem zu verstärken.
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Das Verstärkungselement 46 des fünften Ausführungsbeispiels weist ferner dieselben Funktionen wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Um vorzugsweise eine Kraft F2 zu erzeugen, wie oben beschrieben, ist die Abmessung des zweiten Stab- oder Plattenabschnitts 50 (oder dritten Stab- oder Plattenabschnitts 52) so festgelegt, dass der zweite Stab- oder Plattenabschnitt 50 (oder dritter Stab- oder Plattenabschnitt 52) sich leicht von der inneren Oberfläche der Abdeckung 44 trennt oder leicht mit der inneren Oberfläche der Abdeckung 44 in radialer Richtung der Leiterplatine in Kontakt tritt, wenn die Reaktionskraft F1 nicht erzeugt wird (9a), und dass der zweite Stab- oder Plattenabschnitt 50 (oder dritter Stab- oder Plattenabschnitt 52) gegen die innere Oberfläche der Abdeckung 42 gedrückt wird, um eine Kraft F2 zu erzeugen, wenn die Reaktionskraft F1 erzeugt wird (9b).
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Wenn das Verstärkungselement nicht vorhanden ist, vibriert die Leiterplatine wie durch die gestrichelte Linie aus 3 angezeigt. In diesem Fall ist die Amplitude der Vibration im Zentrum der Leiterplatine maximal. Somit ist es wünschenswert, dass das Verstärkungselement oder das Hilfselement das Zentrum oder in der Nähe davon der Leiterplatine 16 kontaktiert, wie in den oberen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Jedoch ist der Abschnitt der Leiterplatine, wo das Verstärkungselement oder das Hilfselement kontaktiert, nicht auf das Zentrum der Leiterplatine beschränkt. Solange das Verstärkungselement oder das Hilfselement den Abschnitt der Leiterplatine kontaktiert (konkret, der radiale Innenabschnitt der Leiterplatine 16 relativ zu dem Abschnitt, der durch die Stütze 18 abgestützt wird, wie in 4 dargestellt), der ein anderer als der Umfangsabschnitt davon ist, wird sich der Knotenpunkt der Vibration an dem Kontaktabschnitt bilden, wobei eine bestimmte Wirkung beim Verringern der Vibration erhalten werden kann. Zum Beispiel kann das Hilfselement 26 des Verstärkungselements 20, wie in 4 veranschaulicht, einen Abschnitt der Leiterplatine 16 kontaktieren, der von dem Zentrum (oder Schwerpunkt) der Leiterplatine durch einen Abstand von 1/3, 1/4, 1/5 oder 1/6 oder weniger einer Abmessung (z. B. dem Durchmesser, wenn die Leiterplatine kreisförmig ist, oder der Länge einer Diagonallinie, wenn die Leiterplatine eckig ist) der Leiterplatine beabstandet ist, in der Richtung senkrecht zu der Vibrationsrichtung der Leiterplatine 16 (in horizontaler Richtung in 4). Ferner kann eine Vielzahl an Verstärkungselementen oder Hilfselementen verwendet werden, sodass die Elemente eine Vielzahl an Abschnitten der Leiterplatine kontaktieren, andere als die Umfangsabschnitte, da sich die Anzahl der Knotenpunkte erhöht und sich die Auslenkung während der Schwingung reduziert.
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In den Ausführungsbeispielen eins bis fünf kontaktiert das Verstärkungselement oder das Hilfselement die Leiterplatine, sodass der Knotenpunkt der Vibration an dem Kontaktpunkt gebildet wird und sich die Vibration beim Schwingen reduziert. Somit ist es bevorzugt, dass das Verstärkungselement oder das Hilfselement aus einem Material gefertigt ist, welches einen bestimmten Grad an Härte und eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, wie z. B. Metall, Keramik oder technischer Kunststoff, und nicht aus weichem Material, wie z. B. Gummi.
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Wie oben beschrieben weist der Kodierer der vorliegenden Erfindung ein Verstärkungselement auf, das dazu vorgesehen ist, die Vibrationen der Leiterplatine beim Schwingen zu reduzieren. Das Verstärkungselement ist an der Abdeckung, dem Gehäuse oder der Leiterplatine befestigt und ist dazu ausgebildet, einen Abschnitt der Leiterplatine zu kontaktieren, um die Vibrationsauslenkung des Kontaktpunkts der Leiterplatine beim Schwingen zu reduzieren. Wenn der Kodierer mit einer derartigen Konfiguration Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt ist, fungiert der Kontaktpunkt zwischen dem Verstärkungselement und der Leiterplatine als Knotenpunkt der Vibration, wobei die Vibration beim Schwingen signifikant reduziert wird. Der Anti- bzw. Gegenknotenpunkt wird diesbezüglich zwischen dem Kontaktpunkt und dem Umfangsabschnitt erzeugt. Jedoch ist in diesem Fall die Resonanzfrequenz der Vibrationen höher und die Auslenkung während der Schwingung kleiner im Vergleich zu einem Fall, in dem das Verstärkungselement nicht vorhanden ist. Somit kann eine negative Auswirkung auf die elektrischen Bauteile oder Ähnliche verringert werden.
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Wenn das Verstärkungselement verwendet wird, ist es nicht notwendig, eine komplizierte Schaltung für einen Beschleunigungssensor oder Ähnliches zu verwenden. Zusätzlich kann das Verstärkungselement eine einfache Struktur aufweisen, die durch die Schraube befestigt wird oder durch die Reaktionskraft zum Andrücken auf die Leiterplatine gehalten wird. Somit ist es nicht notwendig, den Kodierer durch Harz zu verstärken und daher verringert sich die Produktionseffizienz des Kodierers nicht. Durch die Verwendung eines derartigen einfachen Verstärkungselements kann sich die Vibration des Zentrums der Leiterplatine verringern, und somit kann sich durch eine einfache und kostengünstige Struktur die Beständigkeit des Kodierers gegen Vibrationen und Erschütterungen verbessern.
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Der Kodierer, der in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) 2010-286452 (JPP'452) offenbart ist, ist zu einem gewissen Grad der vorliegenden Erfindung ähnlich. In dem Kodierer der JPP'452 wird jedoch vibrationsverringerndes Material mit Vibrationsabsorptionsfunktion, wie z. B. Gummi, zum Reduzieren der Vibrationen verwendet. Auf der anderen Seite wird in der vorliegenden Erfindung ein hochfestes Material, wie z. B. Metall, zum Erzeugen eines Knotenpunkts der Vibration verwendet. Somit unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der JPP'452 im Aufbau oder dem Verfahren zum Reduzieren der Vibration. Ferner ist es in der JPP'452 notwendig, das vibrationsverringernde Material zwischen dem Gehäuse und der Leiterplatine anzuordnen oder zwischen der Abdeckung und der Leiterplatine. Andererseits benötigt die vorliegende Erfindung keine derartige Anordnung, wodurch der Kodierer leicht zusammengebaut werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Kodierer ein Verstärkungselement, das dazu ausgebildet ist, mit einem Abschnitt der Leiterplatine in Kontakt zu treten, der ein anderer als der Umfangsabschnitt der Leiterplatine ist. Wenn der Kodierer einer Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt ist, wird somit ein Abschnitt der Leiterplatine, mit dem das Verstärkungselement in Kontakt kommt, ein Vibrationsknotenpunkt, sodass die Vibrationen während der Schwingung signifikant verringert werden, wodurch ein Problem oder Schaden der elektronischen Bauteile an der Leiterplatine verhindert werden kann.
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Wenn der Kodierer die Abdeckung aufweist, kann das Verstärkungselement ordentlich befestigt werden ohne die Verwendung anderer Befestigungsmittel, durch die Deformation des Verstärkungselements durch die Reaktionskraft, die bei dem Kontakt zwischen dem Verstärkungselement und der Leiterplatine erzeugt wird, und durch das Andrücken des deformierten Abschnitts des Verstärkungselements gegen die Abdeckung.
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Wenn der Kodierer die Abdeckung umfasst, ist es durch das Anbringen des Hilfselements an der Abdeckung nicht notwendig, ein anderes Elemente zum Stützen des Hilfselements bereitzustellen.
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Bei der Herstellung des Verstärkungselements durch die Verwendung von Materialien mit einem gewissen Härtegrad, wie z. B. technisches Kunststoff, Keramik oder Metall, kann der Vibrationsknotenpunkt an dem Kontaktpunkt zwischen der Leiterplatine und dem Verstärkungselement sicherer gebildet werden, wodurch die Vibration der Leiterplatine während der Schwingung signifikant reduziert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-3064 [0003]
- JP 2004-325171 [0004, 0006]
- JP 7-243869 [0004, 0006]
- JP 2003-287025 [0004, 0006]
- JP 2010-286452 [0005, 0048]
