JP2001317934A - 角度測定装置 - Google Patents

角度測定装置

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JP2001317934A
JP2001317934A JP2001122813A JP2001122813A JP2001317934A JP 2001317934 A JP2001317934 A JP 2001317934A JP 2001122813 A JP2001122813 A JP 2001122813A JP 2001122813 A JP2001122813 A JP 2001122813A JP 2001317934 A JP2001317934 A JP 2001317934A
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joint
measuring device
fixed
angle measuring
stator
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JP2001122813A
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English (en)
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Alan Torr
アラン・トール
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Publication date
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
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    • G01D5/3473Circular or rotary encoders
    • G01D5/34738Axles; Driving or coupling means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • F16D1/04Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/05Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作要素を外から接近可能にする必要がな
く、継ぎ手を締め付けることができる角度測定装置を提
供する。 【解決手段】 継ぎ手(10,20,30,40,5
0)が、回転軸(D)に対して横に延在するストッパ面
(14)を備え、このストッパ面が、同様に回転軸
(D)に対して横に延在する、固定の対象(9)及び/
又はステータ(6)のストッパ面(15)と協働し、そ
の際締め付けのために必要な締め付け力が、両方のスト
ッパ面(14,15)が協働することによって導入され
るように構成されていることによる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項1の上位概
念による角度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この様式の角度測定装置は、角度位置、
角速度又は回転可能な対象のその他の角度に依存した値
を設定するため、及び、表示、機械工具の制御、調整又
はその他の評価の目的を自在に処理するために使用され
る。
【0003】角度測定装置のロータを回転可能な対象に
連結する際の整列誤差、並びに回転可能な対象の軸方向
及び半径方向の振れをバランスさせるために、角度測定
装置のステータと固定の対象との間に継ぎ手が設けられ
ており、この継ぎ手は、角度測定装置のステータを、回
転固定に、しかしながら軸方向及び/又は半径方向に弾
性的に固定の対象と結合する。
【0004】この様式の角度測定装置は、例えばドイツ
連邦共和国特許発明明細書第19617 585号及び
第195 21 845号より公知である。この角度測
定装置においては、ロータに対置された角度測定装置の
端部に対する角度測定装置のステータの連結が行なわれ
ることが欠点である。これにより継ぎ手は、確かに非常
に良好に外から接近可能に、固定の対象と結合すること
ができるが、ロータの連結板とステータの連結板との間
の軸方向の大きな間隔によって、回転固定は最適でな
い。
【0005】ドイツ連邦共和国出願公開明細書第196
29 585号による角度測定装置においては、継ぎ
手が、ロータを支承する領域内のステータと固定の対象
との間に、即ちロータの連結板の近傍に配置すること
が、有利であることが認められる。この領域内の自在に
処理できる構造空間は非常に制限されており、従って、
継ぎ手を半径方向に締め付けるための装置を達成及び操
作することが、実際に問題と成り得る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の基本で
ある課題は、操作要素を外から接近可能にする必要がな
く、継ぎ手を締め付けることができる角度測定装置を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項1の
特徴を有する角度測定装置によって解決される。
【0008】更に本発明は、回転軸を中心として回転す
る角度測定装置のロータを有するステータを、固定の対
象に組み立てるための方法に関する。
【0009】従って本発明の基本である別の課題は、で
きるだけ僅かな組み立て段階しか必要でなく、制約され
た構造空間内でも実施することができる、角度測定装置
のステータを固定の対象に組み立てるための方法を提供
することにある。
【0010】この課題は、請求項10の特徴によって解
決される。
【0011】本発明によって達成される利点は、特に、
継ぎ手が、角度測定装置のロータの支承部の近傍に組み
立てることができる点に、またそれにもかかわらず継ぎ
手が、制約された組み立て関係の下に、安定かつ回転固
定に固定の対象に固定することができる点にある。継ぎ
手の空間は、固定の対象との締め付けのために外から接
近可能である必要が無い。安定した、場所を節約する組
み立てが可能である。
【0012】本発明の有利な構成は、従属する請求項か
ら読み取ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明を、図面に図示された実施
例に従って詳細に説明する。
【0014】本発明の第1の実施例は、図1〜4におい
て図示されている。角度測定装置1がロータ2から成
り、このロータに、寸法現示部4を有する部分ディスク
3が備えられている。ロータ2は、角度測定装置1のス
テータ6内の軸受5を介して、回転軸Dを中心として回
転可能に支承されている。ステータ6に対して相対的に
ロータ2の角度位置が、寸法現示部4が、公知の方法
で、ステータ6に取り付けられた走査ユニット7により
走査されることによって測定される。この際寸法現示部
4は、光学的に、磁気的に、容量的に、又は誘導的に、
増分的な又は符号化された割合の形態で走査可能なマス
ターとすることができる。
【0015】固定の対象9に対する、回転軸Dを中心と
して回転可能な対象8の角度位置を測定するために、ロ
ータ2は、回転固定に回転可能な対象8と結合すること
ができる。同様にステータ6は、固定の対象9と回転固
定に結合することができる。示された例においては、回
転可能な対象が電気モータの軸8であり、固定の対象が
モータケース9である。
【0016】ロータ2と軸8との間の整列誤差をバラン
スするため、並びに、ぐらつき並びに軸8の軸方向の変
位を補償するために、ステータ6が、回転固定の、しか
しながら半径方向及び/又は軸方向に弾性的にバランス
する継ぎ手10を介して、モータケース9に組み立てら
れる。継ぎ手10が、ステータ6に、ロータの軸受5の
領域内で、従って角度測定装置のロータ側の端部に固定
されているのが有利である。
【0017】角度測定装置1が、モータケース9によっ
て形成される組み立て空間11内へと組み立てられる前
に、端部を有する継ぎ手10が、強固に角度測定装置1
のステータ6に固定される。これはネジ12によって行
なうことができ、これらのネジは、継ぎ手10の孔13
内で係合する。また固定は、リベット止め、接着又は溶
接によって行なうこともできる。
【0018】この後、角度測定装置1が、継ぎ手10と
共に組み立て空間11へと挿入され、軸方向にモータケ
ース9に接近するように案内される。この第1の組み立
て位置は、図1において図示されている。
【0019】この軸方向に接近するような案内をする際
に、軸方向に作用するストッパ面14を有する継ぎ手1
0が、回転軸Dに対して横に延在するモータケース9の
ストッパ面15に当接する。この第2の組み立て位置
は、図2において図示されている。
【0020】角度測定装置1が、継ぎ手10と共に更に
軸方向に接近するように案内される場合には、継ぎ手1
0のストッパ面14が、軸方向に作用するモータケース
9のストッパ面15に支持され、継ぎ手10の別のスト
ッパ面16まで半径方向に滑り、モータケース9の周面
17に当接し、この周面を、継ぎ手10が、半径方向に
周面17に拡開することによって、自動的に半径方向に
回転固定に締め付ける。半径方向に締め付けるために必
要な締め付け力は、両方のストッパ面14及び15が協
働することにより、継ぎ手10に対して作用する軸方向
の押圧力が、半径方向に作用する締め付け力へと転換さ
れることによって導入される。軸方向の押圧力の導入及
び維持するために、軸方向のネジ18が設けられてお
り、このネジは、ロータ2を軸8と回転固定に結合す
る。ネジ18は、角度測定装置1の接近可能な背面から
軸方向にロータ2の孔を貫通して案内され、モータの軸
8内へとネジ込まれ、ネジ頭部によって軸方向にロータ
2に支持され、従ってロータ2の円錐形の端部を軸8の
円錐部内へと押圧する。組み立てられた状態の角度測定
装置1は、図3において図示されている。
【0021】図4においては、継ぎ手10が透視図法に
よる図で図示されている。継ぎ手10がこれに半径方向
に拡開する円形リング状の周面17(環状の胴部)は、
概略的にリングとしてのみ図示されている。継ぎ手10
は、有利に一体的にバネ板から製造されており(打ち抜
き曲げ部分)、ステータ6に固定するための孔13を備
える基部101から成る。この基部101に、複数の−
例えば3つの−連結板102が成形されており、これら
の連結板は、ストッパ面14及び16を備えている。連
結板102は、基部101とストッパ面14との間に、
基部101とストッパ面14との間で軸方向及び半径方
向にバランス運動が可能となるように、波状に曲げられ
ている。更に連結板は、ステータ6を介して、基部10
1及び更には連結板102に対して加えられる軸方向の
力が、ストッパ面15と協働して半径方向の力へと転換
されるように曲げられている。ストッパ面15が、図示
されたように回転軸Dに対して垂直に延在し、半径方向
に外に向かって作用する締め付け力が、継ぎ手10をモ
ータケース9に固定するために使用される場合は、それ
ぞれの連結板102が、ジョイント部104を介して継
ぎ手10の残りの領域と結合されている、外に向かって
傾倒した部分103を備える必要がある。
【0022】半径方向に内側に向かって作用する締め付
け力が、継ぎ手10をモータケース9に固定するために
使用される場合には、それぞれの連結板102が、内側
に向かって傾倒した部分を備える必要がある。また軸方
向の力を迂回させるためには、ストッパ面15が傾倒し
て形成されていること、即ち回転軸Dに対して90°偏
向して傾倒されていることも可能である。
【0023】図5及び6においては、ステータ6をモー
タケース9に固定するための継ぎ手20を有する別の角
度測定装置が示されている。継ぎ手20は、ドイツ連邦
共和国特許出願明細書第89 15 109.7号に対
応して形成されており、互いに平行に延在する、直角に
折り曲げられた2つの連結板202を有する基部101
から成り、これらの連結板は、ステータ6にネジ止めさ
れている。基部101には、少なくとも十分に互いに平
行に延在する2つの別の連結板204が成形されてお
り、その際、これらの別の連結板204は、基部101
に対して十分直角に延在し、第1の連結板202に対し
て直角にも延在する。別の連結板204は、モータケー
ス9と回転固定に締め付けるために形成されている。こ
の継ぎ手20も、有利に一体的に、バネ板から成る打ち
抜き曲げ部として製造されている。互いにそれぞれ平行
に延在する連結板202並びに204は、半径方向に平
行案内部を形成する。
【0024】連結板204は、端部に連結板102に対
応して形成されており、半径方向の周面17を締め付け
る。締め付けを増強するために、図5によれば、付加的
に内側の周面19がモータケース9に設けられており、
この内側の周面で、連結板204が付加的に半径方向に
支持される。軸方向に作用するモータケース9のストッ
パ面15に継ぎ手20を接近するように案内する際は、
傾倒した部分103がジョイント部104を中心として
旋回され、これにより、継ぎ手20の内側のストッパ面
21がモータケース9の内側の周面19と、並びに継ぎ
手20の外側のストッパ面16がモータケース9の外側
の周面17と接触し、継ぎ手20は、連結板204の端
部によって、両方の周面17と19との間で回転固定に
拡開される。
【0025】第3の実施例は、図7及び8において図示
されている。継ぎ手30はまた、直径上で対置する互い
に平行に延在する2つの連結板302が成形されている
基部101から成り、これらの連結板は、ステータ6に
ネジ止めされている。第1の連結板302に対して90
°だけ変位されて設けられて、基部101には、直径上
で対置する2つの別の連結板304が成形されており、
これらの連結板は、モータケース9を回転固定に締め付
けるために形成されている。継ぎ手30のストッパ面1
4がモータケース9のストッパ面15に当接した後、ジ
ョイント部104は、部分103が半径方向に外に向か
って変位し、折り曲げられた端部がストッパ面15の上
で転倒することにより、曲げられた端部が間隙22内で
軸方向に拡開することによって回転固定に締め付けるこ
とをもたらす。
【0026】継ぎ手40を有する角度測定装置1の第4
の例が、図9及び10において図示されている。継ぎ手
40は、両方の連結板404が、付加的に形状対応部を
介して回転固定にモータケース9と結合されているとい
う相違点を伴うが、図7及び8による実施に一致する。
これに関し連結板404のそれぞれにおいては、少なく
とも1つの切欠き部23が設けられており、この切欠き
部へとモータケースのピン24の形態の突出部が係合す
る。連結板404は、半径方向に締め付けてピン24に
支持される。切欠き部23は、半径方向に内側に向かっ
て先細りの円錐形に成形されており、従って切欠き部2
3の縁部は、導入された締め付け力に基づいて遊び無く
ピン24に押し付けられる。
【0027】連結板404とモータケース9との間の形
状対応部は、安定した回転防止部として作用する。ピン
24の代わりに、他の方法でモータケース9に形成され
た隆起部も、連結板404と形状対応の回転防止部を形
成することができる。また形状対応部が、その内部へと
連結板404の領域が係合するモータケース9の凹部に
よって形成されていても良い。
【0028】角度測定装置の第5の例は、図11におい
て概略的に図示された連結板50により説明される。こ
の連結板50は、基部101及びそれぞれ直径上で対置
する連結板502及び504が、ヨーロッパ特許庁公開
公報第0 762 081号による枠組み様式で形成さ
れているという相違点を伴うが、図5及び6による形態
に原理において一致する。更に半径方向のバランスのた
めに使用される連結板504は、締め付けのために使用
される部分103から、安定した中間リング51を経て
解離されている。従って継ぎ手50をモータケース9に
半径方向に締め付けるために必要な半径方向の拡開力
は、モータケース9と中間リング51との間だけで作用
し、従ってバランス継ぎ手50は、半径方向の締め付け
力に関連して負荷が除去されている。
【0029】連結板102,202,302,402,
502並びに204,304,404,504が半径方
向に転向可能な板バネアームであることが有利である。
【0030】全ての図において同じ作用をする部分は、
同じ符号を備えている。また実施例に対するこれらの部
分の説明は、他の実施例に適用される。
【0031】モータケース9に対する継ぎ手10,2
0,30,40,50の自動的な締め付けは、締め付け
面16,17,19,21が、静摩擦を増大する表面
を、特に荒らされた表面又は保持性を増大させる被膜を
備えることによって、全ての実施例において増強され
る。
【0032】説明された継ぎ手10,20,30,4
0,50の締め付けは、選択的又は付加的に、継ぎ手と
角度測定装置のステータとの間にも使用することができ
る。
【0033】
【発明の効果】本発明により、操作要素を外から接近可
能にする必要がなく、継ぎ手を締め付けることができる
角度測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の組み立て位置にある、組み立て空間にお
ける角度測定装置の横断面を示す。
【図2】第2の組み立て位置にある、図1による角度測
定装置を示す。
【図3】組み立て始められた状態にある、図1による角
度測定装置を示す。
【図4】図1〜3による角度測定装置の継ぎ手を示す。
【図5】継ぎ手を有する角度測定装置の第2の実施例を
示す。
【図6】図5による継ぎ手を示す。
【図7】継ぎ手を有する角度測定装置の第3の実施例を
示す。
【図8】図7による継ぎ手を示す。
【図9】継ぎ手を有する角度測定装置の第4の実施例を
示す。
【図10】図9による継ぎ手を示す。
【図11】継ぎ手の第5の実施例を示す。
【符号の説明】
1 角度測定装置 2 ロータ 3 部分ディスク 4 寸法現示部 5 軸受 6 ステータ 7 走査ユニット 8 軸 9 モータケース 10 継ぎ手 11 組み立て空間 12 ネジ 13 孔 14〜16 ストッパ面 17 周面 18 ネジ 19 周面 20 継ぎ手 21 ストッパ面 22 間隙 23 切欠き部 24 ピン 30 継ぎ手 40 継ぎ手 50 継ぎ手 51 中間リング 101 基部 102 連結板 103 部分 104 ジョイント部 202 連結板 204 連結板 302 連結板 304 連結板 402 連結板 404 連結板 502 連結板 504 連結板 D 回転軸
フロントページの続き (72)発明者 アラン・トール イギリス国、ケント州、ブロームリー、シ ョートランズ・グローブ 9、ウェストポ イント 4 Fターム(参考) 2F069 AA83 BB40 DD12 DD21 GG04 GG06 GG07 HH12 HH13 HH15 JJ17 JJ25 MM04 MM17 QQ05 QQ12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定の対象(9)と、これに対して回転
    軸(D)を中心として回転可能な対象との間の角度位置
    を測定するための角度測定装置(1)であって、 回転固定に回転可能な対象(8)と結合可能であるロー
    タ(2)と、 走査ユニット(7)に対して相対的に回転可能な寸法現
    示部(4)を走査するための走査ユニット(7)を有す
    るステータ(6)と、 締め付けられることによって固定の対象(9)及び/又
    はステータ(6)に固定可能であり、ステータ(6)を
    固定の対象(9)に、回転固定に、しかしながら半径方
    向及び/又は軸方向に弾性的に支承するための継ぎ手
    (10,20,30,40,50)とを有する角度測定
    装置において、 継ぎ手(10,20,30,40,50)が、回転軸
    (D)に対して横に延在するストッパ面(14)を備
    え、このストッパ面が、同様に回転軸(D)に対して横
    に延在する、固定の対象(9)及び/又はステータ
    (6)のストッパ面(15)と協働し、その際締め付け
    のために必要な締め付け力が、両方のストッパ面(1
    4,15)が協働することによって導入されるように構
    成されていることを特徴とする角度測定装置。
  2. 【請求項2】 継ぎ手(10,20,40,50)が、
    固定の対象(9)の周面(17)を締め付けるように構
    成されていることを特徴とする請求項1に記載の角度測
    定装置。
  3. 【請求項3】 継ぎ手(20)が、固定の対象(9)の
    内側の面(19)及び外側の面(17)に対して半径方
    向に拡開する領域(103)を備えることを特徴とする
    請求項2に記載の角度測定装置。
  4. 【請求項4】 継ぎ手(30)が、固定の対象(9)の
    間隙(22)内で軸方向に拡開する領域を備えることを
    特徴とする請求項1に記載の角度測定装置。
  5. 【請求項5】 継ぎ手(10)が基部(101)を備
    え、この基部によって、継ぎ手がステータ(6)に強固
    に固定されており、基部(101)に複数の連結板(1
    02)が成形されており、これらの連結板によって、継
    ぎ手が固定の対象(9)を締め付けるように構成されて
    いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記
    載の角度測定装置。
  6. 【請求項6】 連結板(102)が、締め付け位置(1
    6)と基部(101)との間でそれぞれ1つの波状の曲
    げ部を備えることを特徴とする請求項5に記載の角度測
    定装置。
  7. 【請求項7】 継ぎ手(20,30,40,50)が、
    この継ぎ手をステータ(6)に固定する、直径上で対置
    する2つの連結板(202,302,402,502)
    と、この連結板に対して90°だけ変位された別の直径
    上で対置する2つの連結板(204,304,404,
    504)とを備え、この別の連結板(204,304,
    404,504)と固定の対象(9)との間で締め付け
    が行なわれるように構成されていることを特徴とする請
    求項1〜4のいずれか1つに記載の角度測定装置。
  8. 【請求項8】 両方の別の連結板(504)がリング
    (51)に固定されていること、またこのリング(5
    1)に、ストッパ面(14)を有する部分(103)が
    備えられていることを特徴とする請求項7に記載の角度
    測定装置。
  9. 【請求項9】 ロータ(2)が、回転する対象(8)
    と、軸方向に延在するネジ(18)によって結合されて
    いること、締め付け力の導入が、このネジ(18)を軸
    方向に変位させることによって行なわれるように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つ
    に記載の角度測定装置。
  10. 【請求項10】 回転軸(D)を中心として回転する角
    度測定装置(1)のロータ(2)を有するステータ
    (6)を、固定の対象(9)に組み立てるための方法で
    あって、 a)半径方向及び/又は軸方向にバランスする継ぎ手
    (10,20,30,40,50)を、角度測定装置
    (1)のステータ(6)に取り付ける段階と、 b)回転軸(D)に対して横に延在する継ぎ手(10,
    20,30,40,50)のストッパ面(14)が、回
    転軸(D)に対して横に延在する固定の対象(9)のス
    トッパ面(15)と接触する、固定の対象(9)に接近
    するように角度測定装置(1)を軸方向に案内する段階
    と、 c)継ぎ手(10,20,30,40,50)のストッ
    パ面(14)が、固定の対象(9)のストッパ面(1
    5)に支持され、角度測定装置(1)を更に接近するよ
    うに案内する際に、継ぎ手(10,20,30,40,
    50)の面(16,21)が、固定の対象(9)の別の
    面(17,19)に当接させ、継ぎ手(10,20,3
    0,40,50)を回転固定に締め付けるまで、半径方
    向に変位させる段階とから成る方法段階を有する方法。
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