JP2002357451A - 角度測定装置およびこの角度測定装置の使用 - Google Patents

角度測定装置およびこの角度測定装置の使用

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JP2002357451A JP2002070522A JP2002070522A JP2002357451A JP 2002357451 A JP2002357451 A JP 2002357451A JP 2002070522 A JP2002070522 A JP 2002070522A JP 2002070522 A JP2002070522 A JP 2002070522A JP 2002357451 A JP2002357451 A JP 2002357451A
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    • G01D5/347—Mechanical 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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】角度測定装置の内側へ液体が周囲から侵入する
のを防止する。 【解決手段】本発明による角度測定装置１は、回転軸線
１．１の半径方向に関して外側に位置する構造部材１０
０、および内側に位置する構造部材１３０を有し、その
際、これら構造部材１００；１３０が、相対的に互いに
回転軸線１．１を中心にして回転可能であり、および、
少なくとも１つの封隙材１．３をこれら構造部材１０
０；１３０の間に有している。外側に位置する構造部材
１００の１つまたは両方の端面１１２；１１３は、封隙
材１．３から半径方向に外方に案内し、端面１１２；１
１３に関連して比較的に深い位置にある流路１０７を備
えている。更に本発明は、同様に、特に工作機械の旋回
円テーブルにおける、角度測定装置１の使用を含んでい
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、２つの相対的に互
いに回転可能な構造部材を有する角度測定装置に関す
る。同様に、本発明は、工作機械またはマシニングセン
ター或いは印刷機械における、この角度測定装置の使用
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この様式の角度測定装置は、一回転また
は多回転の間じゅうの軸の回転運動の測定に用いられ
る。その際にこの回転運動は、インクリメンタルにか、
それともアブソリュートに検出され、出力される測定値
は、それらに応じて、計数パルスの序列、計数値または
コードワードである。ラックまたは送りねじとの連結状
態で、この様式の角度測定装置でもって、同様に直線状
の運動も測定可能である。特に、角度測定装置は、工作
機械またはマシニングセンターにおいて、直線的なおよ
び回転的な運動を測定するために使用される。ほんの僅
かの角度秒ほどに精確に回転角度を規定することは、例
えば工作機械の旋回円テーブルまたは旋回ヘッド、およ
び旋盤のＣ軸のために、しかもまた印刷機械の印刷機構
においても重要な意義がある。この様式の角度測定装置
は、たびたび、比較的に厳しい周囲条件が優勢であると
ころの位置において使用される。従って、潤滑油または
冷却液体の侵入は、工作機械またはマシニングセンター
における作動における、角度測定装置のたびたびの故障
原因である。
【０００３】特開平９−１７８５１３号明細書におい
て、角度測定装置が開示されており、この角度測定装置
はローターにフランジを有し、従って、間隙がこのフラ
ンジとステーターとの間に生じる。このフランジにおけ
る溝部の配置により、作動状態において、遠心力によっ
て、固い微粒子は間隙から移送される。
【０００４】この公知の角度測定装置は、ステーターの
端面が、一方では留まっている液体を封隙材から遠ざけ
ておくことに、および他方では、同時に、取付け面の役
目を果たすことに適していないという欠点を有してい
る。更に加えて、ステーターケーシングのために使用さ
れる構造容積が最適に利用されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の根底
をなす課題は、内側へ液体が周囲から侵入しない角度測
定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１によ
る角度測定装置によって解決される。
【０００７】本発明による角度測定装置は、工作機械ま
たはマシニングセンター或いは印刷機械の回転可能な部
材、特に工作機械の旋回円テーブルにおいて使用され、
このことは、請求項７において記載されている。
【０００８】本発明による角度測定装置の有利な実施の
形態は、請求項１に従属する請求項２から請求項６にお
ける特徴から与えられる。
【０００９】従って、角度測定装置は、内側に位置する
構造部材、および、内側に位置する構造部材を、有利に
は周囲にわたって完全に囲繞する外側に位置する構造部
材から成る。たびたび、この内側に位置する構造部材
は、ローター、特に回転可能な中空軸として形成され
る。その場合に、この外側に位置する構造部材は、ステ
ーターとして構成されており、このステーターのフラン
ジ形に形成されたケーシング部分は、有利な実施形態に
おいて、同時に、例えば工作機械の旋回円テーブルにお
ける取付け面の役目を果たす。
【００１０】この角度測定装置は、限定されたこの構成
様式により、容易に且つ正確に配置される取付け面に組
み付けられる。更に、本発明による装置によって、ケー
シングの良好な容積利用が保証される。更に加えて、こ
の本発明による構造様式によって、封隙材および場合に
よっては軸端部が、ステーターケーシングの端面に関連
して後方に下げられており、且つ従って、十分に機械的
な外部影響から保護されている。
【００１１】本発明による方法の更なる利点並びに詳細
は、添付の図に基づいて、可能な実施例の以下の説明か
ら与えられる。下記に説明された実施例において、角度
測定装置のケーシングは、鋼製部材およびアルミニウム
部材から成っている。もちろん、本発明は、この材料選
択に限定されてなく、反対に、本発明が角度測定装置の
構造様式、または特許請求項によるこの角度測定装置の
使用に関係しており、且つこの角度測定装置の構造部材
の内の１つの材料選択には関係しないことは、確実に言
える。特に、このケーシングのために、例えば合成物質
のグループから成る、他の材料の使用は、全く一般的で
ある。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１および２に示すように、角度
測定装置１は、外側に位置するステーター１００および
内側に位置するローター１３０から成っている。このス
テーター１００は、２分割されており且つアルミニウム
キャップ１０２および鋼製フランジ１０３から成る、ス
テーターケーシング１０１から成っている。このアルミ
ニウムキャップ１０２および鋼製フランジ１０３は、そ
れぞれに１つの端面１１２または１１３を有している。
このステーターケーシング１０１は、一方では、角度測
定装置の測定技術における諸装置を外側の影響から保護
することの役目を果たす。この目的のために、このステ
ーターケーシングは、相応して安定するように構成され
ている。このアルミニウムキャップ１０２および鋼製フ
ランジ１０３は、フランジ穿孔１１０内に挿入されるネ
ジによって、相対してネジ止めされ、その際、このアル
ミニウムキャップ１０２と鋼製フランジ１０３との間の
接合面は、Ｏリング１０４によって封隙されている。更
に、ローター１３０と、ステーターケーシング１０１の
両方の端面１１２および１１３との間のスリットリング
内に、Ｖパッキン１．３が設けられている。相応するＶ
パッキン１．３の封隙舌状部が、このアルミニウムキャ
ップ１０２内に走入しないために、その接触外周におい
て、比較的により硬質の鋼製リング１１１が挿入され
る。
【００１３】角度測定装置１の測定技術における諸装置
は、回転不能に接着によってローター１３０に固定され
ており角度目盛を有する目盛ディスク１３１と、玉軸受
１．５によってローター１３０に軸受されており走査板
１１５を有する走査ユニット１１４とから成っている。
この走査ユニット１１４は、ランプおよびコンデンサ
ー、並びに、プリント基板１１６上の走査板１１５およ
び光電素子によって、目盛ディスク１３１の角度目盛を
走査する。これら光電気的に形成された検出信号は、プ
リント基板１１６上の電気的な構成部品によって更に処
理される。
【００１４】更に、ステーターケーシング１０１内に、
継ぎ手１１７も存在している。この継ぎ手１１７は、一
方では、走査ユニット１１４とステーターケーシング１
０１との間のねじれ剛性のある結合が形成され、且つ他
方では、不可避の偏心性および角度位置合わせ誤差を補
償する働きをする。この点に関しては、出願人のヨーロ
ッパ特許００８７５２１号明細書の開示内容を参照して
戴きたい。
【００１５】上述された保護機能と並んで、ステーター
ケーシング１０１は、旋回円テーブル２（図３参照）に
対して、ぴったりと精確な取付けを保証する働きをす
る。この理由から、ステーターケーシング１０１の鋼製
フランジ１０３に、処理された面、即ち、心合せカラー
部１０５および当接面１０６が設けられている。
【００１６】アルミニウムキャップ１０２および鋼製フ
ランジ１０３は、半径方向に外方へ整向され液体を外側
へと導出できる流路１０７を有している。Ｖパッキン
１．３は、このＶパッキンが、端面１１２または１１３
の、これら流路１０７の間に存在する隆起した中間領域
に比して、突出しないように設けられている。これによ
って、このローター１３０に固定されたＶパッキン１．
３は、鋼製フランジ１０３またはアルミニウムキャップ
１０２によって、外側の機械的な影響から、良好に保護
されている。更に、ステーターケーシング１０１内での
これら流路１０７の間の構造容積は、測定技術における
装置、またはそれに所属する評価要素、例えば電気的な
構成部品に所属する要素の格納のために利用される。即
ち、この上記された構造様式によって、角度測定装置１
の封隙性の向上、および構造容積の最適化された利用が
達せられる。
【００１７】ローター１３０は、回転軸線１．１を中心
にして回転可能に軸受けされており、且つ、旋回円テー
ブル２（図３参照）の軸２．１の収容のために、相応し
て中空軸として形成されている。このローター１３０
に、既に上述したように、目盛ディスク１３１および玉
軸受１．５が固定されている。同様に、このローター１
３０に、両方のＶパッキン１．３が、回転不能に装着さ
れており、従って、角度測定装置１の作動の状態で、ロ
ーター１３０とＶパッキン１．３との間で、相対的な運
動は行われない。
【００１８】選択的に上記の目的のために、しかしま
た、Ｖパッキン１．３は、ステーターケーシング１０１
に固定され得る。実際上、ローター１３０に固定された
Ｖパッキン１．３を有する構造様式は、回転しない状態
のＶパッキン１．３に比して、液体がこのＶパッキン
１．３上で、遠心力によって半径方向に外方へ移動され
ることの利点を有している。更に本発明は、もちろん、
Ｖパッキン１．３に限定されていない。代わりに、ここ
で例えばラビリンス軸封装置またはＯリングが使用され
るような、それぞれの適宜の適当な軸封隙の構造様式が
可能である。
【００１９】操作状態において、角度測定装置１は、全
く別の作業位置に位置決めされる。従って、例えば、鋼
製フランジ１０３は、この鋼製フランジの端面１１３
が、水平方向におよび上方に指向して位置するに至るよ
うに整向されている。ここで、冷却液体が、上方から鋼
製フランジ１０３上に流れた場合、Ｖパッキン１．３
が、完全にこの冷却液体によって覆われていること無し
に、この冷却液体は、流路１０７を通って、半径方向に
外方へ流出可能である。この配設は、角度測定装置１の
封隙性を著しく増大する。
【００２０】同様に、信頼性の高い操作は、角度測定装
置１の封隙性を顧慮して、先に説明した整向に対して１
８０°だけ回転された操作状態においても可能である。
この場合には、流路１０７は、アルミニウムキャップ１
０２の端面１１２において、作用の状態になる。
【００２１】図示された実施例において、流路１０７
は、溝として構成されている。しかしまた、その他の様
式が、これら流路１０７として可能である。例えば、こ
れら流路１０７は、基本的に半径方向の穿孔として、ま
たは、しかもまた大きな面積で形成された、端面１１２
または１１３から作り出された領域として形成され得
る。同様に、これら流路１０７は、別個の添付された部
材、端面１１２または１１３上に載っているほぼ環状の
ディスクにおける切欠き部としても、構成可能である。
【００２２】流路１０７は、図示された実施例における
ように、ステーターケーシング１０１の両方の端面１１
２および１１３に設けられているか、それとも、しかし
ただこれら両方の端面１１２または１１３の１つの端面
のみに設けられる。
【００２３】本発明の引き続いての詳細な説明の簡略化
のために、以下に、中心断面１．２を基準面として挿入
する。この中心断面１．２は、回転軸線１．１に対して
直角に整向されており、且つ角度測定装置１を中心で横
切るような面である。
【００２４】流路底部１０８と中心断面１．２との間の
間隔Ｙ２が、Ｖパッキン１．３の外側輪郭１．４と中心
断面１．２との間の間隔Ｙ３よりも常により小さいこと
は重要である。このＶパッキン１．３の外側輪郭１．４
としては、中心断面１．２に対して最も大きな間隔を有
するようなＶパッキン１．３の領域が理解されるべきで
ある。この実施例において示されているように、それぞ
れのＶパッキン１．３の封隙舌状部が、屋根瓦形に傾斜
して設けられており、且つ流路底部１０８上に載ってお
り且つこの上を滑動する場合は、特に有利である。
【００２５】封隙領域が、ローター側およびステーター
側で、上方へ指向する水平方向の角度測定装置１の端面
（１１２または１１３）において、流路底部１０８の上
方にまたはこの流路底部の高さに存在し、且つ流路底部
１０８の下方に決して存在しない場合は、即ち特に合目
的である。封隙領域は、その領域において封隙材によっ
て液体が有効に抑制され、またはその領域から液体がハ
ウジングの内側空間の方向に更に進入できないような領
域と理解されるべきである。従って、この封隙領域は、
接触領域よりもより小さい。図示された実施例におい
て、ローター１３０とＶパッキン１．３との間の力一体
的な結合が、十分に大きな接触面にわたって保証されて
いるために、この接触領域は、このローター１３０に沿
って、ほぼこのローターに平行のＶパッキン１．３の脚
部全体にわたって延在する。それに対してこの封隙領域
は、その外周領域から、外方から来る液体が、もはや更
にこのローター１３０に沿って内側へ進入できない外周
領域である。従って、この封隙領域は、最も外側の外周
ラインであり、この外周ラインにおいて、封隙材が、密
にこのローター１３０に接触する。ステーター側におい
て、図示された実施例では、封隙領域は、Ｖパッキン
１．３と流路底部１０８との間の接触ラインに相応す
る。
【００２６】従って、図示された実施例において、ロー
ター１３０の側面上での封隙領域は、流路底部１０８よ
りもより高く存在し、且つ、このステーターの側面上で
の封隙領域が、流路底部１０８の高さに存在する。この
ようにして、上方から来る液体は、それに伴う遠心力に
よるＶパッキン１．３の回転運動の支援のもとに、効果
的におよび確実に流路１０７内に導出される。
【００２７】上記された実施の形態において、端面１１
２または１１３の間の間隔Ｙ４は、僅か１０分の１ミリ
メートル、間隔Ｙ３よりもより大きい（この最小の位置
ずれは、図１において認識できない）。このことは、Ｖ
パッキン１．３が、端面１１２または１１３に対して、
後方に下げられて組み込まれていることを意味する。こ
のようにして、このＶパッキン１．３が、組み込まれた
状態において旋回円テーブル２の部材に接触せず、従っ
てＶパッキン１．３に、場合によっては封隙機能に不利
に影響する不安定な力が導入されないことは、確実性に
保証されている。図示された実施例によれば、流路１０
７の延長部１０９は、当接面１０６の領域において、こ
の流路が間隔Ｙ２よりもより小さな間隔Ｙ１を有するよ
うに形成されている。図示された実施例において、Ｙ１
＜Ｙ２＜Ｙ３≦Ｙ４である。この最も大きな間隔の記号
は、この明細書において、中心断面１．２に対する場所
に依存する色々な大きさの間隔を有する輪郭において、
最大であるような間隔が、重要であることを意味する。
【００２８】図３は、工作機械の旋回円テーブル２にお
ける、角度測定装置１の取付け状況を示している。この
旋回円テーブル２の軸２．１は、回転不能に、角度測定
装置１のローター１３０と結合されている。それに対し
て、ステーターケーシング１０１は、フレーム２．３に
固定されており、従って、このステーターケーシング
は、回転軸線１．１を中心にして、回転不能である。実
際上、この全角度測定装置１を、旋回軸線２．２を中心
にして回転可能である。図３において、鋼製フランジ１
０３は、水平方向の動作状態において、端面１１３によ
って上に向かって図示されている。この角度測定装置１
は、心合せカラー部１０５を用いて、中心に組付けられ
る。更に、当接面１０６によって、ローター１３０が、
軸２．１に対して十分に軸に平行に整向されていること
は保証される。即ち、これら両方の取付け面１０５およ
び１０６は、ぴったりと精確な組付けを、必要な許容差
または精度内で可能にする。流路１０７の延長部１０９
によって心合せカラー部１０５の外側でも同様に、液体
は、角度測定装置１の組込まれた状態において、完全に
外方へ心合せカラー部１０５の向こう側へ確実に逃げる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】角度測定装置の縦断面図である。
【図２】角度測定装置の取付け面としての鋼製フランジ
の平面図である。
【図３】旋回円テーブルに組み込まれた部分的に断面さ
れた角度測定装置の側面図である。
【符号の説明】
１ 角度測定装置 １．１ 回転軸線 １．２ 中心断面 １．３ 封隙材、 Ｖパッキン １．４ 外側輪郭 １．５ 玉軸受 １００ 構造部材、 外側に位置するステーター １０１ ステーターケーシング １０２ アルミニウムキャップ １０３ 鋼製フランジ １０４ Ｏリング １０５ 心合せカラー部、 取付け面 １０６ 当接面、 取付け面 １０７ 流路 １０８ 流路底部 １０９ 延長部 １１０ フランジ穿孔 １１１ 鋼製リング １１２、１１３ 端面 １１４ 走査ユニット １１５ 走査板 １１６ プリント基板 １１７ 継ぎ手 １３０ 構造部材、 ローター １３１ 目盛ディスク ２ 旋回円テーブル ２．１ 軸 ２．２ 旋回軸線 ２．３ フレーム Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４ 間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390014281 ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮ ＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ Ｍ ＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦ ＴＵＮＧ (72)発明者 ヨハン・ミッテルライター ドイツ連邦共和国、ヒーミング、フエーリ ング、10 (72)発明者 ヨハン・ラール ドイツ連邦共和国、トラウンヴアルヒエ ン、アム・ハング、５ (72)発明者 デイーター・リヒター ドイツ連邦共和国、トロストベルク、ヴア ルトヴエーク、２アー Ｆターム(参考） 2F069 AA83 BB01 DD13 GG07 GG11 HH11 MM17 2F077 AA42 AA46 CC02 VV02 VV03 VV09 VV21 3C028 CC01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転軸線（１．１）の半径方向に関して
    外側に位置する構造部材（１００）、および内側に位置
    する構造部材（１３０）を有し、その際、これら構造部
    材（１００；１３０）が、相対的に互いに回転軸線
    （１．１）を中心にして回転可能であること、および、
    少なくとも１つの封隙材（１．３）をこれら構造部材
    （１００；１３０）の間に有し、その際、外側に位置す
    る構造部材（１００）の少なくとも１つの端面（１１
    ２；１１３）が、少なくとも１つの、封隙材（１．３）
    から半径方向に外方に案内し、端面（１１２；１１３）
    に関連して比較的に深い位置にある流路（１０７）を備
    えていること、を特徴とする角度測定装置（１）。
  2. 【請求項２】 流路底部（１０８）と中心断面（１．
    ２）との間の間隔（Ｙ２）は、封隙材（１．３）の外側
    輪郭（１．４）と中心断面（１．２）との間の間隔（Ｙ
    ３）よりもより小さいか、または等しいことを特徴とす
    る請求項１に記載の角度測定装置。
  3. 【請求項３】 流路底部（１０８）と中心断面（１．
    ２）との間の間隔（Ｙ２）は、中心断面（１．２）に対
    する封隙材（１．３）の封隙領域の間隔よりもより小さ
    いことを特徴とする請求項１または２に記載の角度測定
    装置。
  4. 【請求項４】 中心断面（１．２）と外側に位置する構
    造部材（１００）の端面（１１２；１１３）の外側輪郭
    との間の最も大きな間隔（Ｙ４）は、角度測定装置
    （１）の中心断面（１．２）と封隙材（１．３）の外側
    輪郭（１．４）との間の間隔（Ｙ３）よりもより大きい
    か、または等しいことを特徴とする請求項１から３のい
    ずれか一つに記載の角度測定装置。
  5. 【請求項５】 端面（１１３）が、少なくとも１つの、
    封隙材（１．３）から半径方向に外方に案内し、端面
    （１１３）に関連して比較的に深い位置にある流路（１
    ０７）を備えており、且つ、少なくとも１つの面（１０
    ５；１０６）が、機械にぴったりと精確な取付けのため
    に備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれ
    か一つに記載の角度測定装置。
  6. 【請求項６】 封隙材（１．３）は、回転不能にロータ
    ー（１３０）と結合されていることを特徴とする請求項
    １から５のいずれか一つに記載の角度測定装置。
  7. 【請求項７】 工作機械またはマシニングセンター或い
    は印刷機械の回転可能な部材（２）、特に工作機械の旋
    回円テーブルにおいて使用されることを特徴とする、請
    求項１による角度測定装置（１）の使用方法。
JP2002070522A 2001-03-28 2002-03-14 角度測定装置およびこの角度測定装置の使用 Expired - Lifetime JP4031272B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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