-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Codeplatte eines Drehcodierers vom Lichtübertragungs-Typ.
-
2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
-
Bei einer bekannten, herkömmlichen
Technik werden Steuervorgänge,
wie z. B. Steuervorgänge hinsichtlich
der Aufhängungsdämpfungskraft,
Steuervorgänge
hinsichtlich der Automatikgetriebe-Einstellposition sowie Lenksteuervorgänge des
Hinterrads eines vierrädrigen
Fahrzeugs, unter Erfassung des Lenkwinkels, der Lenkgeschwindigkeit
und der Lenkrichtung eines auf einer Welle angebrachten Lenkrads
als Ergebnis der Rotation einer Codeplatte mittels der Lenkwelle
durchgeführt.
Bei dieser Technik wird ein optischer Drehcodierer verwendet, der eine
Kombination aus einem Lichtunterbrecher sowie der um die Lenkwelle
herum angeordneten Codeplatte aufweist.
-
Wie in 6 gezeigt
ist, weist eine häufig verwendete
Codeplatte feine rechteckige oder elliptische Lichtdetektionsstrukturen
(oder A-, B-Phasendetektionsstrukturen) 2 sowie bogenförmige Lichtdetektionsstrukturen
(oder Z-Phasendetektionsstrukturen) 3 auf. Die A-, B-Phasendetektionsstrukturen 2 werden
zum Erfassen des Rotationswinkels, der Rotationsrichtung und der
Rotationsgeschwindigkeit eines drehbaren Substrates 1 verwendet,
bei dem es sich um eine nicht-transparente Scheibe handelt, die aus
einer Kunststoffplatte, einer metallischen Platte oder dergleichen
gebildet ist. Die Lichtdetektionsstrukturen 3 werden dazu
verwendet, den Ursprung bzw. Nullpunkt und die Anzahl von Umdrehungen
des drehbaren Substrats 1 zu erfassen. Bei einer derartigen
herkömmlichen
Codeplatte sind jedoch die axiale Linie in Längsrichtung der A-, B-Phasendetektionsstrukturen
sowie die Seiten des vorderen Rands und des hinteren Rands der Z-Phasendetektionsstrukuren 3 beide
in Radialrichtung zu dem Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 orientiert.
In dem vorliegenden Dokument handelt es sich bei dem Begriff Lichtdetektionsstruktur
um einen allgemeinen Begriff, der sowohl Licht übertragende Öffnungen
in einem Drehcodierer des Lichtübertraungs-Typs
als auch Licht reflektierende Bereiche bei einem Drehcodierer des
Lichtreflexions-Typs umfassen soll.
-
Wie in 6 gezeigt
ist, in der ein Bereich der Codeplatte dargestellt ist, ist eine
vorbestimmte Anzahl von Licht übertragenden
Löchern 2,
welche die Lichtdetektionsstrukturen bilden, mit der gleichen Breite
und in einer konstanten Mittenbeabstandung an dem Außenumfang
der nicht-transparenten Scheibe 1 ausgebildet, die beispielsweise
aus einem Kunststoffflächenkörper oder
einer Metallplatte gebildet ist. Wie in 10 gezeigt ist, werden Licht übertragende
Löcher 2,
welche die Lichtdetektionsstrukturen bilden, normalerweise in der
nicht-transparenten Scheibe 1 gebildet, indem die nicht-transparente Scheibe 1 zwischen
einer Stanzstempeleinrichtung 44 und einer Gesenkeinrichtung 46 angeordnet
wird. Die Stanzstempeleinrichtung 44 ist mit einer vorbestimmten
Anzahl von Licht übertragenden
Löchern bildenden
Stiften 43 versehen, die sich in die Gesenkeinrichtung 46 hinein
und aus dieser heraus bewegen können.
Die Gesenkeinrichtung 46 weist Stiftaufnahmelöcher 45 auf,
die den Licht übertragende
Löchern
bildenden Stiften 43 gegenüberliegend angeordnet sind.
Die die Licht übertragenden
Löcher
bildenden Stifte 43 bewegen sich in die Gesenkeinrichtung 46 hinein
und über
diese hinaus, um die die Lichtdetektionsstrukturen bildenden Licht übertragenden
Löcher 2 zu
bilden.
-
Optische Drehcodierer, die z. B.
zum Erfassen des Lenkwinkels eines Fahrzeuglenkrads verwendet werden,
sind zum Ausführen
einer Winkeldetektion mit hoher Genauigkeit und Auflösung erforderlich,
um Steuervorgänge
mit hohem Ansprechvermögen
auszuführen.
Außerdem
müssen
bei derartigen optischen Drehcodierern ein erster Lichtunterbrecher 4 für die Z-Phasendetektion
und ein zweiter Lichtunterbrecher 5 für die A-, B-Phasendetektion aufgrund
des begrenzten verfügbaren
Raums häufig in
einer nicht ausgefluchteten Beziehung angeordnet sein, wie dies
in 7 gezeigt ist. Obwohl
in 7 der zweite Lich tunterbrecher 5 für die A-,
B-Phasendetektion auf einer vertikalen Linie X-X angeordnet ist,
die rechtwinklig zu der Oberfläche
einer gedruckten Schaltungsplatte (nicht gezeigt), auf der der Lichtunterbrecher 5 angebracht
ist, verläuft
und durch das Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 hindurch
geht, während
der erste Lichtunterbrecher 4 für die Z-Phasendetektion entlang
einer Seite des Lichtunterbrechers 5 angeordnet ist, kann
der Lichtunterbrecher 4 für die Z-Phasendetektion auch
auf der durch das Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 hindurchgehenden
vertikalen Linie X-X angeordnet werden, während der zweite Lichtunterbrecher 5 für die A-,
B-Phasendetektion entlang einer Seite des Lichtunterbrechers 4 platziert
werden kann.
-
Bei den Lichtunterbrechern 4 und 5 sind
die Licht emittierende Vorrichtung und die Licht empfangende Vorrichtung
in einer vorbestimmten Anordnung derart kombiniert, dass Licht von
der Licht emittierenden Vorrichtung unter Hindurchlaufen durch die Codeplatte
auf die Licht empfangende Vorrichtung auftrifft. Der verwendete
Drehcodierer des Lichtübertragungs-Typs
weist die Licht emittierende Vorrichtung 6 in gegenüberliegender
Beziehung zu der Licht empfangenden Vorrichtung 7 auf der
gleichen Achse auf. Wie aus 8 erkennbar
ist, sind im Fall eines Drehcodierers des Lichtübertragungs-Typs die Licht emittierende
Vorrichtung 6 und die Licht empfangende Vorrichtung 7 auf
der Vorderseite und der Rückseite
des drehbaren Substrats 1 angeordnet, wobei eine optische
Achse Z-Z rechtwinklig zu einer Linie Y-Y orientiert ist, die die
Oberfläche
des drehbaren Substrats 1 definiert. Es ist zwar nicht
gezeigt, jedoch sind bei einem Drehcodierer vom Reflexions-Typ die Licht
emittierende Vorrichtung und die Licht empfangende Vorrichtung an
Stellen angeordnet, an denen totale Reflexion durch die Reflexionsflächen des drehbaren
Substrats 1 stattfindet. Die Licht empfangende Vorrichtung 7 weist
mindestens zwei Licht empfangende Flächen 7a und 7b auf,
die in horizontaler Richtung derart ausgebildet sind, dass sie in
Bezug auf 7 nach links
und nach rechts angeordnet sind. Impulssignale (ein A-Phasensignal
und ein B-Phasensignal), die um 90° phasenversetzt sind, lassen
sich von der ersten Licht empfangenden Fläche 7a bzw. der zweiten
Licht empfangenden Fläche 7b detektieren.
Bei einem derartigen Codierer wird eine Licht empfangende Vorrichtung
mit vier Lichtempfangsflächen 7a, 7b, 7a' und 7b' verwendet,
um mittels des sogenannten differentiellen Ausgangs eine Signaldetektion
mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen.
Die Seiten von jeder der Lichtempfangsflächen 7a und 7b sind
parallel zu der vertikalen Linie X-X ausgebildet, die durch das
Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 hindurch geht.
Anschlüsse 20 des
Lichtunterbrechers 5 sind parallel zu der vertikalen Linie
X-X angeordnet.
-
Nimmt man als Beispiel den Drehcodierer vom
Lichtübertragungs-Typ,
bei dem der erste Lichtunterbrecher 4 für die Z-Phasendetektion auf
der durch das Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 hindurchgehenden
vertikalen Linie X-X angeordnet ist und der zweite Lichtunterbrecher 5 für die A-,
B-Phasendetektion
entlang einer Seite des ersten Lichtunterbrechers 4 angeordnet
ist, wird ein Fleck S durch von der Licht emittierenden Vorrichtung 6 emittiertes
Licht gebildet, das durch die A-, B-Phasendetektionsstrukturen 2 hindurch
geht und auf die vorgegebenen Flächen
der Licht empfangenden Vorrichtung 7 auftrifft. Die Form
des Flecks S ändert
sich in Abhängigkeit
von dem Rotationswinkel des drehbaren Substrats 1, wie
dies in den 9A bis 9D durch die Schraffur dargestellt
ist. Die 9A zeigt die Formgebung,
die gebildet wird, wenn die A-, B-Phasendetektionsstrukturen 2 mit
einer Mittenbeabstandung von 2° exakt
den vorgegebenen Positionen der Licht emittierenden Vorrichtung 6 und
der Licht empfangenden Vorrichtung 7 entsprechen (wobei
dies als Ausgangsposition definiert ist). 9B zeigt die Formgebungen, die gebildet
werden, wenn das drehbare Substrat 1 um 0,5° im Gegenuhrzeigersinn
aus der Ausgangsposition verdreht worden ist. 9C zeigt die Formgebungen, die gebildet
werden, wenn das drehbare Substrat 1 um 1,0° im Gegenuhrzeigersinn
aus der Ausgangsposition verdreht worden ist. 9D zeigt die Formgebungen, die gebildet
werden, wenn das drehbare Substrat um 1,5° im Gegenuhrzeigersinn aus der
Ausgangsposition verdreht worden ist.
-
Wie aus den 9A bis 9C ersichtlich
ist, sind bei dem optischen Drehcodierer der vorliegenden Ausführungsform
die beiden Lichtempfangsflächen 7a und 7b in
Horizontalrichtung angeordnet, während
die Formgebung des Flecks S, der durch das auf die Lichtempfangsflächen auftreffende
Licht gebildet wird, entsprechend dem Neigungswinkel θ der A-,
B-Phasendetektionsstrukturen 2 geneigt ist, wodurch der
Fleck S dazu veranlasst wird, die Lichtempfangsflä chen 7a und 7b bei
der Rotation der Codeplatte schräg
bzw. geneigt zu überqueren.
Wenn der Codierer derart ausgebildet ist, dass er die A-Phasensignale
und B-Phasensignale mit einer Phasendifferenz von 90° bei der
Bewegung des ungeneigten Lichtflecks auf den beiden Lichtempfangsflächen 7a und 7b abgibt,
beträgt
die Phasendifferenz des A-Phasensignals und des B-Phasensignals nicht
90°, wie
dies in 9E dargestellt
ist, und außerdem
beträgt
das Tastverhältnis
zwischen der A-Phase und der B-Phase nicht 50%. Aus diesem Grund
bestehen Einschränkungen
dahingehend, wie der zweite Lichtunterbrecher 5 für die A-,
B-Phasendetektion angeordnet werden kann, wodurch die Ausbildung
des optischen Drehcodierers schwierig wird und die Tendenz besteht,
dass bei der Drehwinkeldetektion Fehler auftreten können, die
die Genauigkeit der verschiedenen Steuervorgänge ernsthaft beeinträchtigen
können.
Dieses Problem macht sich um so mehr bemerkbar, um so kleiner die
Mittenbeabstandung der Mehrzahl von Lichtdetektionsstrukturen zur
Steigerung der Auflösung
ausgebildet wird. Das gleiche Problem tritt auf, wenn ein Signal
durch den sogenannten differentiellen Ausgang erfasst wird, wobei
die verwendete A-, B-Phasendetektionsvorrichtung
eine Vorrichtung mit vier Lichtempfangsflächen 7a, 7b, 7a' und 7b' ist, so dass
die Lichtempfangsfläche 7a' mit der Lichtempfangsfläche 7a zur Erzeugung
von entgegengesetzten Phasen verbunden ist und die Lichtempfangsfläche 7b' mit der Lichtempfangsfläche 7b zur
Erzeugung von entgegengesetzten Phasen verbunden ist.
-
Ein solches Problem läßt sich
dadurch überwinden,
dass man die Formgebungen und Anordnung der Lichtempfangsflächen 7a und 7b verändert und
man die Licht empfangende Vorrichtung 7 verwendet, die
ein A-Phasensignal und ein B-Phasensignal abgibt, die um 90° in Bezug
auf den geneigten Lichtfleck S phasenversetzt sind. Dies ist jedoch
bei Weitem keine praktikable Lösung,
da die Entwicklung und Herstellung einer Spezial-Lichtempfangsvorrichtung 7 nach
Maßgabe
des Codierer-Typs zur Entstehung von teuren Drehcodierern führt.
-
Bei dem ersten Lichtunterbrecher 4 für die Z-Phasendetektion,
der auf der durch das Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 hindurchgehenden
vertikalen Linie X-X angeordnet ist, entsteht das vorstehend beschriebene Problem
selbst dann nicht, wenn die Seiten des vorderen Rands und des hinteren
Rands der Z-Phasendetektionsstrukturen 3 in Radialrichtung
von dem Rotationszentrum O des drehbaren Substrats 1 ausgebildet
sind, da der Lichtfleck die Lichtempfangsflächen der Licht empfangenden
Vorrichtung quert, während
er rechtwinklig dazu gehalten wird.
-
Die US-A-4,670, 750 offenbart eine
Codeplatte, wobei eine Scheibe eine Mehrzahl von Nuten aufweist,
die von dem Umfangsrand der Scheibe nach innen ausgespart ausgebildet
sind. Da sich diese Nuten radial erstrecken, wird die Distanz zwischen einander
benachbarten Nuten in dem Maß kleiner,
in dem sich die Nuten dem Zentrum der Scheibe nähern. Aus diesem Grund müssen die
Nuten eine gewisse minimale winkelmäßige Distanz aufweisen.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Das Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht somit in der Schaffung eines optischen Drehcodierers, der
Rotation mit hoher Auflösung
und Genauigkeit detektiert, wobei Lichtunterbrecher mit größerer Freiheit
und kostengünstig
angebracht werden können.
-
Seit einigen Jahre muss der Drehcodierer vom
Lichtübertragungs-Typ,
der z. B. zum Detektieren des Lenkwinkels eines Fahrzeuglenkrads
verwendet wird, eine Detektion mit hoher Auflösung erzielen, um verschiedene
Steuervorgänge
mit hoher Ansprechempfindlichkeit auszuführen. Aus diesem Grund ist
es notwendig, mehr Licht übertragende
Löcher 2 mit
einer kleineren Mittenbeabstandung sowie in exakterer Weise in der
Codeplatte eines solchen Drehcodierers vom Lichtübertragungs-Typ auszubilden.
-
Da die Breite zwischen einander benachbarten
Licht übertragenden
Löchern
schmaler wird, wenn die Anzahl der Licht übertragenden Löcher 2 zunimmt
und die Mittenbeabstandung zwischen den Licht übertragenden Löchern 2 kleiner
wird, wird es während
der Bildung der Licht übertragenden
Löcher 2 schwierig,
einen Bereich der nicht-transparenten Scheibe 1 zwischen
der Stanzstempeleinrichtung 44 und der Gesenkeinrichtung 46 korrekt
mit der erforderlichen Druckkraft zu beaufschlagen (siehe 10). Dies verhindert eine
ganz exakte Ausbildung der Licht übertragenden Löcher 2 und
hat eine Tendenz zum Verursachen von Verformungen der Licht übertragenden
Löcher 2 sowie
des Bereichs um diese herum. Wenn derartige Probleme auftreten, handelt
es sich bei den erzeugten Ausgangssignalen der Lichtunterbrecher
um Impulssignale, die nicht in Phase sind, wobei dies die Ansprechempfindlichkeit der
verschiedenen Steueroperationen ernsthaft beeinträchtigen
kann. Wenn eine größere Anzahl
von Licht übertragenden
Löchern 2 gebildet
werden muss, ist ferner eine größere Anzahl
von teueren Stiften 43 zum Öffnen von Licht übertragenden
Löchern erforderlich,
die Werkzeugkonstruktion wird kompliziert, und die Wartungskosten
zum Reparieren von gebrochenen Stiften 43 steigen. Dies
führt zu
höheren
Kosten für
die Werkzeugherstellung und somit wiederum zu hohen Produktionskosten
des Drehcodierers.
-
Zum Erreichen der vorstehend genannten Ziele
sind gemäß der vorliegenden
Erfindung bei der Codeplatte des Drehcodierers vom Lichtübertragungs-Typ,
der Licht übertragende Öffnungen
mit der gleichen Breite sowie auf dem selben Radius von dem Rotationszentrum
einer nicht-transparenten Scheibe aufweist, die Licht übertragenden Öffnungen in
Form von einer Mehrzahl von Licht übertragenden Nuten vorhanden,
die derart eingebracht sind, dass sie von dem Außenumfangsrand der nicht-transparenten
Scheibe in Richtung nach innen ausgespart ausgebildet sind, sowie
in Form von einem oder mehreren Licht übertragenden Löchern vorhanden,
die zwischen benachbarten Nuten ausgebildet sind.
-
Wenn die in der Codeplatte auszubildenden Licht übertragenden Öffnungen
in Form einer Mehrzahl von Licht übertragenden Nuten vorliegen,
die derart eingebracht sind, dass sie von dem Außenumfangsrand der nicht-transparenten
Scheibe in Richtung nach innen ausgespart ausgebildet sind, sowie in
Form von einem oder mehreren Licht übertragenden Löchern vorliegen,
die zwischen benachbarten Licht übertragenden
Nuten ausgebildet sind, wird ein Verfahren zum Bilden zuerst entweder
von den Licht übertragenden
Löchern
oder den Licht übertragenden
Nuten verwendet, worauf die Ausbildung der noch nicht gebildeten
Licht übertragenden
Löcher oder
Licht übertragenden
Nuten erfolgt.
-
Ein derartiges Verfahren erlaubt,
dass eine größere Fläche der
nicht-transparenten Scheibe von der Stanzstempeleinrichtung und
der Gesenkeinrichtung während
der Bildung der Licht übertragenden Löcher und
der Licht übertragenden
Nuten gehalten werden kann, so dass die nicht-transparente Scheibe sicherer
gehalten wird und dadurch die Erzielung einer genaueren Ausbildung
der Licht übertragenden Löcher und
der Licht übertragenden
Nuten ermöglicht
wird. Die Verwendung dieses Herstellungsverfahrens, bei dem die
Licht übertragenden
Löcher
zuerst gebildet werden, worauf die Bildung der Licht übertragenden
Nuten erfolgt, führt
weniger häufig
zu Verformung der nicht-transparenten Scheibe, wenn die Licht übertragenden
Löcher
ausgestanzt werden, da die Licht übertragenden Löcher mit
einer großen Mittenbeabstandung
ausgestanzt werden, so dass die Licht übertragenden Löcher akkurater
gebildet werden können.
Wenn die Licht übertragenden
Nuten ausgeschnitten werden, können
diese Licht übertragenden
Nuten mit einer viel geringeren Kraft ausgeschnitten werden, als
dies für
das Stanzen der Licht übertragenden
Löcher
erforderlich ist, so dass die Licht übertragenden Nuten innerhalb
eines schmalen Raumes mit größerer Genauigkeit
gebildet werden können,
nachdem die Licht übertragenden Löcher ausgestanzt
worden sind.
-
Wenn die in der Codeplatte zu bildenden Licht übertragenden Öffnungen
in Form von Licht übertragenden
Nuten und Licht übertragenden
Löchern
vorliegen, wird die Anzahl von teueren Stiften zum Öffnen von
Licht übertragenden
Löchern
entsprechend der Anzahl von Licht übertragenden Nuten reduziert,
und die Werkzeugkonstruktion läßt sich vereinfachen,
wobei dies zu großen
Verringerungen bei den Werkzeugherstellungskosten sowie zu reduzierten
Wartungskosten zum Reparieren von gebrochenen Stiften zum Öffnen von
Licht übertragenden Löchern führt. Auf
diese Weise ist es möglich,
die Gesamtherstellungskosten für
den Drehcodierer in bemerkenswerter Weise zu reduzieren.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Es zeigen:
-
1 eine
Draufsicht auf eine Codeplatte eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
2 eine
Ansicht unter Darstellung eines Bereichs B der 1 in detaillierterer Weise;
-
3A bis 3C Ansichten zur Erläuterung
der Herstellungsprozesse für
die Codeplatte des Ausführungsbeispiels
1 gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
4 eine
Draufsicht unter Darstellung des Hauptbereichs einer Codeplatte
eines Ausführungsbeispiels
2 gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
5 eine
Draufsicht unter Darstellung des Hauptbereichs einer Codeplatte
eines Ausführungsbeispiels
3 gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
6 eine
Frontansicht des Hauptbereichs einer herkömmlichen Codeplatte;
-
7 eine
Frontansicht der Montageposition des bzw. der Lichtunterbrecher
der herkömmlichen Codeplatte;
-
8 eine
Hauptschnittdarstellung der Konstruktion und der Anordnung der Bestandteile
des Lichtunterbrechers;
-
9A bis 9E Ansichten zur Erläuterung
der Nachteile der herkömmlichen
Codeplatte;
-
10 eine
Hauptschnittdarstellung zur Erläuterung
des Verfahrens zum Herstellen der herkömmlichen Codeplatte.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Es folgt nun eine Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels
1 einer Codeplatte eines Drehcodierers vom Lichtübertragungs-Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel
einer Codeplatte. 2 zeigt
eine Ansicht, in der ein Bereich B der 1 im Detail dargestellt ist. Die 3A bis 3C zeigen Draufsichten zur Erläuterung
des Verfahrens zum Herstellen der Codeplatte des Ausführungsbeispiels
sowie der durch das Herstellungsverfahren erzeugten Effekte.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
-
Wie in 1 gezeigt
ist, weist die Codeplatte des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine nicht-transparente
Scheibe 30 auf, die aus einer nicht-transparenten Kunststoffplatte,
Metallplatte oder dergleichen gebildet ist und die ein zentrales Loch 31,
ein Montage- und Positionierloch 32a, Montagelöcher 32b,
ein Positionierloch 33, ein Z-Phasensignal-Detektionsloch 34,
Licht übertragende
Löcher 35 sowie
Licht übertragende
Nuten 36 aufweist. Bei dem zentralen Loch handelt es sich
eine Öffnung zum
Hindurchführen
einer Antriebswelle 37 (wie z. B. einer Lenkwelle) der
nicht-transparenten Scheibe 30, und diese ist im Zentrum
der nicht-transparenten Platte 30 ausgebildet. Bei dem
Montage- und Positionierloch 32a,
den Montagelöchern 32b und
dem Positionierloch 33 handelt es sich um Löcher zum
Anbringen der nicht-transparenten Platte 30 an einem Rotor 38,
der an der Antriebswelle 37 in einer vorbestimmten positionsmäßigen Beziehung
angebracht ist. Diese Löcher
sind um das zentrale Loch 31 herum ausgebildet. Der Rotor 38 ist
mit vorsprüngen (nicht
gezeigt) versehen, die entsprechend den Formgebungen des Montage-
und Positionierlochs 32a und des Positionierlochs 33 ausgebildet
sind. Diese Löcher 32a und 33 nehmen
die jeweiligen Vorsprünge
davon auf, um dadurch die nicht-transparente Scheibe 30 in
einer vorbestimmten Orientierung und positionsmäßigen Beziehung an dem Rotor 38 anzubringen.
Dies führt
zur Befestigung der nicht-transparenten
Scheibe 30 an dem Rotor 38 mittels Schrauben,
die durch die Montagelöcher 32b hindurchgeführt werden.
In diesem Fall können
die nicht-transparente
Scheibe 30 und der Rotor 38 mittels Schrauben
direkt aneinander befestigt werden oder sie können indirekt aneinander befestigt
werden, indem die nicht-transparente Scheibe 30 zwischen
einer Klemmeinrichtung (nicht gezeigt) und der Scheibe 30 angeordnet
wird, wobei die Klemmeinrichtung durchgehende Schraubenlöcher an
Stellen entsprechend den Löchern
in der Scheibe 30 aufweist.
-
Bei dem Z-Phasensignal-Detektionssignal handelt
es sich um ein Durchgangsloch, das zum Detektieren der Referenzposition
der Antriebswelle 37 sowie die Anzahl von Umdrehungen ausgehend
von der Referenzposition verwendet wird, und dieses ist in einem
konstanten Radius (R1 bei dem Ausführungsbeispiel)
von dem Rotationszentrum O der nicht-transparenten Scheibe 30 ausgebildet.
-
Bei den Licht übertragenden Löchern 35 und den
Licht übertragenden
Nuten bzw. Kerben 36 handelt es sich um Öffnungen,
die zum Detektieren des Rotationswinkels, der Rotationsrichtung
und der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 37 verwendet
werden, und diese sind mit der selben Breite w und einer konstanten
Mittenbeabstandung p an dem äußersten
Umfang der nicht-transparenten
Scheibe 30 ausgebildet, wie dies in 2 gezeigt ist. Die Licht übertragenden
Löcher 35,
bei denen es sich um Schlitze handelt, sind radial sowie geringfügig innerhalb
von dem Außenumfangsrand
der nicht-transparenten Platte 30 ausgebildet. Andererseits
handelt es sich bei den Licht übertragenden
Nuten 36 um lange Nuten, die derart ausgeschnitten sind,
dass sie sich von dem äußeren Umfangsrand
der nicht-transparenten Scheibe 30 in Richtung nach innen
erstrecken, wobei sie radial zwischen einander benachbarten Licht übertragenden
Löchern 35 ausgebildet
sind. Die inneren Ränder
jedes der Licht übertragenden Löcher 35 und
der Licht übertragenden
Nuten 36 sind auf einem konstanten Radius (R2,
wobei R1 < R2 ist) gemessen von dem Rotationszentrum
O der nicht-transparenten Scheibe 30 ausgebildet, so dass bei
Anordnung eines Lichtunterbrechers 39 im Zentrum der Licht übertragenden
Löcher 35 oder
auf einem Radius R3 von dem Rotationszentrum
O der transparenten Scheibe 30 die Signale von den Licht übertragenden
Löchern 35 sowie
die Signale von den Licht übertragenden
Nuten 36 auf dem selben Niveau detektiert werden können.
-
Es folgt nun eine Beschreibung des
Verfahrens zum Herstellen der Codeplatte des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
-
Eine nicht-transparente Kunststoffplatte,
Metallplatte oder dergleichen wird ausgestanzt, um die nicht-transparente
Scheibe 30 mit dem zentralen Loch 31, dem Montage-
und Befestigungsloch 32, den Montagelöchern 32b, dem Positionierloch 33 und
dem Z-Phasensignal-Detektionsloch 34 zu bilden.
-
Die nicht-transparente Scheibe wird
zwischen der Stanzstempeleinrichtung und der Gesenkeinrichtung angeordnet.
Die Stanzstempeleinrichtung ist mit einer vorbestimmten Anzahl von
Stiften zum Öffnen
von Licht übertragenden
Löchern
sowie mit einer Schneideinrichtung zum Bilden von Licht übertragenden
Nuten versehen. Die Stifte zum Öffnen
von Licht übertragenden
Löchern
werden in die Gesenkeinrichtung hinein und über diese hinaus bewegt, um
dadurch die Licht übertragenden
Löcher 35 zu
bilden. In diesem Fall können
der Bereich, in dem die Licht übertragenden
Nuten 36 gebildet werden sollen, sowie der Bereich um diese
herum, die in 3B durch
schräge
Linien dargestellt sind, zwischen der Stanzstempeleinrichtung und
der Gesenkeinrichtung gehalten werden, so dass während der Bildung der Licht übertragenden
Löcher 35 die nicht-transparente
Scheibe sicherer gehalten wird, wobei dies zu einer exakteren Bildung
der Licht übertragenden
Löcher 35 führt.
-
Die Schneideinrichtung zum Bilden
der Licht übertragenden
Nuten wird dann zur Bildung der Licht übertragenden Nuten 36 in
den Außenumfang
der nicht-transparenten
Scheibe 30 mit den Licht übertragenden Löchern 35 antriebsmäßig hinein
bewegt. In dem vorliegenden Fall kann der Bereich um die Licht übertragenden
Löcher 35 herum,
der in 3C durch die
schraffierten Linien dargestellt ist, zwischen der Stanzstempeleinrichtung
und der Gesenkeinrich tung gehalten werden, so dass auch in diesem
Fall die nicht-transparente Platte 30 während der Bildung der Licht übertragenden
Nuten 36 sicherer gehalten werden kann. Da außerdem die
zum Ausschneiden der Licht übertragenden
Nuten erforderliche Kraft beträchtlich
geringer ist als die zum Ausstanzen der Licht übertragenden Löchern erforderliche
Kraft, können
die Licht übertragenden
Nuten 36 nach dem Ausstanzen der Licht übertragenden Öffnungen
in einem schmalen Raum akkurater ausgebildet werden.
-
Bei dem Verfahren zum Herstellen
der Codeplatte gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel lassen
sich die Licht übertragenden
Löcher 35 und die
Licht übertragenden
Nuten 36 akkurater bilden, da die nicht-transparente Scheibe 30 von
der Gesenkeinrichtung und der Stanzstempeleinrichtung sicherer gehalten
werden kann. Ferner können
die Werkzeugherstellungskosten und somit die Produktionskosten für den Drehcodierer
reduziert werden, da die Anzahl von teueren Stiften zum Öffnen von
Licht übertragenden
Löchern
um einen Betrag vermindert werden kann, der der Anzahl der Licht übertragenden Nuten 36 entspricht.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
-
Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel
1 ein Licht übertragendes
Loch 30 pro Licht übertragende Nut 36 in
dem Außenumfang
der nicht-transparenten Scheibe 30 gebildet ist, ist das
Wesen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, so
daß gemäß Ausführungsbeispiel
2, wie es in 4 veranschaulicht
ist, eine Mehrzahl von Licht übertragenden Löchern 35 pro
Licht übertragende
Nut 36 ausgebildet sein kann. Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel der 4 zwei Licht übertragende
Löcher 35 pro Licht übertragende
Nut 36 ausgebildet sind, ist es offensichtlich, daß auch drei
oder mehr Licht übertragende
Löcher 35 pro
Licht übertragende
Nut 36 vorgesehen sein können.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
-
Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel
1 die Licht übertragenden
Löcher 35 und
die Licht übertragenden
Nuten 36 radial ausgebildet waren, ist das Wesen der vorliegenden
Erfindung nicht darauf beschränkt,
so daß gemäß Ausführungsbeispiel
3, wie es in 5 gezeigt
ist, die Licht übertragenden
Löcher 35 und
die Licht übertragenden
Nuten 36 auch in einem konstanten Winkel zu der radialen
Linie X-X geneigt sein können,
die sich von dem Rotationszentrum O der nicht-transparenten Platte 30 weg
erstreckt.
-
Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel
1 die Licht übertragenden
Nuten 36 nach den Licht übertragenden Löchern 35 gebildet
wurden, können
die Nuten 36 auch vor den Licht übertragenden Löchern 35 gebildet
werden.
-
Obwohl in dem Ausführungsbeispiel
1 das zentrale Loch 31, das Montage- und Positionierloch 32,
die Montagelöcher 32b,
das Positionierloch 33, das Z-Phasensignal-Detektionsloch 34 zusätzlich zu den
Licht übertragenden
Löchern 35 und
den Licht übertragenden
Nuten 36 in der nicht-transparenten Scheibenplatte ausgebildet
sind, müssen
nicht alle dieser Löcher
ausgebildet werden, so daß bei
Bedarf nur die erforderlichen gebildet werden können. Zusätzlich dazu ist die Anordnung
der Löcher 31 bis 34 nicht
auf die des Ausführungsbeispiels
1 begrenzt, so daß diese
auch nach Bedarf geeignet angeordnet werden können.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden zur Bildung von Licht übertragenden Öffnungen
in der Codeplatte eine Mehrzahl von Licht übertragenden Nuten, die von
dem Außenumfangsrand
der nicht-transparenten Scheibe nach innen ausgespart ausgebildet
sind, sowie ein oder mehrere Licht übertragende Löcher zwischen
den Licht übertragenden Nuten
ausgebildet. Wenn die Licht übertragenden Öffnungen
derart hergestellt werden, das entweder die Licht übertragenden
Löcher
oder die Licht übertragenden
Nuten zuerst gebildet werden, worauf die Bildung entweder der noch
nicht ausgebildeten Licht übertragenden
Löcher
oder der noch nicht ausgebildeten Licht übertragenden Nuten erfolgt,
lassen sich die Licht übertragenden
Löcher
und die Licht übertragenden
Nuten akkurat ausbilden. Auf diese Weise ist es möglich, einen
zuverlässigeren
Drehcodierer vom Lichtübertragungs-Typ
mit hoher Auflösung
zu schaffen, bei dem die Licht übertragenden Öffnungen
in einer engen Mittenbeabstandung angeordnet sind, wobei als Ergebnis
hiervon verschiedene Steuervorgänge
mit hoher Ansprechempfindlichkeit unter Verwendung des Dreh codierers
erzielt werden können. Durch
Ausbilden einer Mehrzahl von Licht übertragenden Nuten und Licht übertragenden
Löchern
als in der Codeplatte auszubildende Licht übertragende Öffnungen
läßt sich
die Anzahl von teueren Stiften zum Öffnen von Licht übertragenden
Löchern
entsprechend der Anzahl von Licht übertragenden Nuten reduzieren,
und die Werkzeugkonstruktion kann vereinfacht werden, wodurch sich
wiederum die Werkzeugherstellungskosten vermindern. Außerdem lassen
sich die Wartungskosten zum Reparieren von gebrochenen Stiften zum Öffnen von
Licht übertragenden
Löchern
reduzieren, was wiederum zu verminderten Gesamtherstellungskosten
für den
Drehcodierer vom Lichtübertragungs-Typ
führt.