JP2002522754A - 位置測定装置の組立て方法及び組立てのための位置決め手段 - Google Patents

位置測定装置の組立て方法及び組立てのための位置決め手段

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Abstract

(57)【要約】 本発明によれば、サンプリング距離（Ｄ）を調整するための位置決め要素（１０）は、角度測定装置上に移動される。位置決め手段（１０）は、２つの部分（１１、１２）から成り、これらの部分は、サンプリング距離（Ｄ）において互いに変位されることができる。これらの部分の１つ（１１）は、ロータユニット（３、５、６）に軸線方向において固定されており、そして他方の部分（１２）は、角度測定装置のステータユニット（４、７）に軸線方向において固定されている。両部分（１１、１２）は、互いに変位されている。位置決め手段（１０）の構造によって予め決定される変位長さはサンプリング距離（Ｄ）を特定する。

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の上位概念による位置測定装置の組立て方法及び請求項９
の上位概念による組立てのための位置決め手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置測定装置では、目盛板は走査要素によって走査される。この走査の際位置
に依存する電気的走査信号が得られ、この走査信号は後続電子装置、例えばカウ
ンタ又は数値制御部に供給される。走査信号の品質は、走査距離に依存し、従っ
て走査要素を目盛板に対して正確に特定された距離に組み立てることが必要であ
る。
【０００３】 ヨーロッパ特許第０１７７７１１号明細書において、位置測定装置が記載され
ており、その際走査目盛の形の走査要素が走査距離の調整のための案内に支承さ
れかつ各位置で拘束可能である。必要な走査距離は、組立て中目盛板と走査目盛
との間に挿入される間隔フィルムによって予め設定される。走査目盛の移動はフ
ィルムの締付けのにまで行われ、その後走査目盛は拘束されかつフィルムは除去
される。
【０００４】 この公知の位置測定装置では、距離ホルダとして別のフィルムの必要性並びに
締付けられたフィルムの側方の除去が欠点である。
【０００５】 ヨーロッパ特許出願第０２８０３９０号明細書には、固有の支承部を有しない
エンコータの形の位置測定装置が公知である。そのようなエンコーダは、組み込
みエンコーダと称される。走査ユニットと目盛円板の相対位置は、組み込みエン
コーダでは測定されるべき対象物に組み付けられた状態で初めて固定される。構
造の簡単化のために、エンコーダには固定要素が組み込まれ、固定要素は目盛円
板のボスと接触しかつ組み付け中目盛円板の位置を固定する。測定されるべき対
象物への目盛円板の組立て及び測定されるべき他の対象物への走査ユニットの組
立て後に、固定要素はボスから除去される。
【０００６】 ヨーロッパ特許出願第０８４１５３９号明細書から位置測定装置が公知であり
、その際走査要素は支持体に第１基準位置から第２基準位置に移動可能に支承さ
れている。移動のために支持体には位置決め手段が組み込まれており、位置決め
手段によって走査要素が測定されるべき対象物への支持体の組立て後に第１基準
位置から第２基準位置に移動される。
【０００７】 この方法は、各位置測定装置に１つの位置決め手段が組み込まれなければなら
ずかつ走査要素が支持体に移動可能に支承されなければならないという欠点を有
する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、目盛板に対する走査要素の簡単な組立て及び調整が保証される方法
を提供することである。
【０００９】 更に、組立ての際に必要な走査距離が簡単に調整可能にされるための位置決め
手段が提供されるべきである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の課題は、請求項１による方法によって解決される。
【００１１】 第２の課題は、請求項９の特徴を有する位置決め手段によって解決される。
【００１２】 本発明の利点は、特に走査距離が多数の位置測定装置に使用可能な位置決め手
段によって調整されることができることにある。位置測定装置自体は、簡単かつ
コスト安く構成されることができる。
【００１３】 実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００１４】
【実施例】
図１〜図５には、第２対象物２に対する第１対象物１の角度位置の測定のため
の角度測定装置の第１実施例が表されている。第２対象物は、例えばモータの静
止部分であり、以下ステータ２と言う。第１対象物は、そのステータ２に対する
回転角度が測定されるべきモータの軸１である。このために軸１に目盛円板３の
形の目盛板が固定されている。この固定は、例えばねじ６によって行われるが、
この固定は接着、プレス又は任意の締付け方法によっても行われることができる
。目盛円板３は、一平面３．１上に目盛３．２若しくは符合を有し、目盛若しく
は符合は、光電的、磁気的、容量的又は誘導的に走査可能である。
【００１５】 目盛３．２は、位置測定では公知の方法で走査要素４によって走査される。こ
の走査では、後続電子装置に供給される、位置に依存した電気的走査信号が得ら
れる。図１において角度測定装置の第１組立て位置が表されている。この際目盛
円板３はボス５にかつボス５はねじ６によって軸１に回転剛固に連結されている
。ボス５は、例えば同時に発信器軸である。この連結後に走査要素４は目盛円板
３に対する第１基準位置にもたらされる。この第１基準位置は、軸線方向に作用
する目盛円板３のストッパ面として平面３．１によって及びこれと協働する走査
要素４の軸線方向のストッパ面４．５によって予め設定される。この第１基準位
置は、ロータユニット又はこれに対して軸線方向に静止しているロータユニット
の支持体（目盛円板３、ボス５、ねじ６、軸１又はロータユニットの支持体とし
ての第２対象物）と角度測定装置のステータユニット（走査要素４又は走査要素
４の支持体７）との間の軸線方向に作用する他のストッパ面によっても特定され
ることができる。
【００１６】 この位置において、走査距離Ｄの調整のための位置決め手段１０が使用される
。位置決め手段は、軸線方向に互いに移動可能な２つの部分１１及び１２から成
る。部分１１の部分１２に対する移動によって、部分１１が第１基準位置から第
２基準位置に移動される。両基準位置従って移動距離は、位置決め手段１０の構
造によって予め設定されている。両部分１１及び１２が、互いに第１位置を有す
る場合、位置決め手段１０は角度測定装置に取り付けられ、そして第１部分１１
は、少なくとも１つのアキシャル運動方向においてロータユニットの一部分３、
５、６と固定され並びに第２部分１２は、同様に少なくともアキシャル方向運動
方向においてステータユニットの一部分４、７と固定される。第１部分１１のア
キシャル方向の固定は、ねじ６のアキシャル方向に作用するストッパ面６．１と
部分１１のアキシャル方向に作用するストッパ面１１．１との接触によって行わ
れる。第２部分１２のアキシャル方向の固定は、支持体７と部分１２のラジアル
方向の締付けによって行われる。このために位置決め手段１０は、操作部材１５
によって開脚可能でかつ支持体７のアキシャル方向に延びる面に締付けられるリ
ング状の収容部１０．１を有する。
【００１７】 位置決め手段１０により行われる固定後、両部分の一方１１は、他方の部分１
２に対して第２基準位置に移動される。しかし部分１１は、ロータユニット３、
５、６の他の領域に又は第２対象物２にも支持されることができる。この移動は
、アキシャル方向の固定に基づいて目盛円板３及び走査要素４上に伝達される。
この第２の組立て位置は、図２に表されている。
【００１８】 その際移動距離が専ら位置決め手段１０によって予め設定されることが特に有
利である。このことは、両部分１１、１２の少なくとも一方のアキシャル方向の
固定のために、アキシャル方向に作用するストッパ面が角度測定装置に設けられ
ず、むしろ固定がラジアル方向の締付けによって行われ、その際例えば部分１２
が支持体７の孔７．１中でラジアル方向に開脚される。従って位置決め手段１０
は少なくとも支持体７に対してアキシャル方向に自由に位置決め可能である。
【００１９】 図示の方法で選択的にステータユニット４、７と部分１２との間のアキシャル
方向の固定がアキシャル方向に作用するストッパ面によって行われ、その際部分
１１は、ロータユニットの要素３、５、６に対してアキシャル方向に自由に位置
決め可能にされておりかつ任意のアキシャル方向位置でボス５のアキシャル方向
に延びる面に締付けられることができる。
【００２０】 図８において、固定の他の選択的な実施形態が表されている。アキシャル方向
の固定のためにアキシャル方向に作用するストッパ面が角度測定装置に設けられ
ず、むしろボス５のアキシャル方向に延びる面への部分１１の固定及び同様に支
持体７のアキシャル方向に延びる面への部分１２の固定が、締付けによって行わ
れる。部分１２の収容部１０．１は、操作部材１５によって支持体７の孔７．１
中で開脚される。部分１１は、同様に収容部１０．２を有し、収容部は、図示し
ない操作部材によってラジアル方向内方に開脚されかつそれによってボス５の外
面に締付けられる。操作部材１５は、レバー又は駆動装置として形成されること
ができる。収容部１０．１、１０．２は、好ましくはラジアル方向において互い
にずらされた複数の個所若しくはラジアル方向に対称的に締付ける。
【００２１】 図２に表された状態において、角度測定装置のステータユニット４、７はモー
タのステータ２と結合している。この結合は、ねじ又は締付けによって行われる
。ステータ２の内面２．１への支持体７のラジアル方向の締付けは、特に有利で
ある。この偏心ねじ１３の頭部は、偏心している周囲Ｕを有し、この偏心した周
囲は、回動によって内面２．１と接触しかつ支持体７とステータ２との間のラジ
アル方向の締付け力を発生させる。
【００２２】 図示しない方法でラジアル方向の締付けのために、支持体７がスリットをつけ
られることができ、その際スリットに開脚要素が作用し、そして開脚は、支持体
７の直径の拡大を作用する。ラジアル方向の締付けの他の例は、ヨーロッパ特許
出願第０７６２０８２号明細書に記載されており、それを参照されたい。
【００２３】 角度測定装置が、直接駆動ユニットの筒体に、特に伝動モータの筒体に使用さ
れるべき場合に、ステータ２と支持体７との間のラジアル方向の締付けは特に有
利である、そのわけはこの組立てでは、モータへの固定孔は不必要だからである
。この場合にステータ２は、ハウジング又は伝動モータのフランジ若しくはモー
タ軸受保護板である。
【００２４】 ラジアル方向の締付けは、少なくとも回転軸線Ｒに対して、即ちアキシャル方
向に対して垂直に延びる方向の締付け若しくは開脚を意味する。
【００２５】 モータのステータ２への角度測定装置のステータユニット４、７の固定後、角
度測定装置への位置決め手段１０の固定が解かれかつ位置決め手段１０が取り外
される。組立て終わった角度測定装置のこの運転位置は図３に示されている。
【００２６】 次に位置決め手段１０の実施例を詳しく記載する。図１、２、５及び８に表さ
れた位置決め手段１０では、アキシャル方向移動は、レバ１４の操作によって実
現される。レバ１４の操作では、カムディスク１４．１は部分１２に対して部分
１１の移動を作用する。調整距離を限定する基準位置は、例えば調整可能なスト
ッパ１４．２、１４．３によって予め設定される。収容部１０．１は、レバー１
５によって開脚可能なスリットの付いたリング体である。図１の断面Ｖ−Ｖ（図
５）では、見通しを良くする理由から位置決め手段１０のみが表されている。
【００２７】 図６には他の位置決め手段１０が表されている。調整距離は、ピン１７が嵌入
している斜めの溝１６によって予め設定される。回動軸線Ｒのまわりの両部分１
１、１２の反対方向の回動によって、両部分１１、１２が互いに軸線方向に移動
される。
【００２８】 図７には、空気圧駆動装置を備えた位置決め手段１０が表されている。このた
めに部分１１は、空気圧によって移動され、その際空気圧接続部１８が設けられ
しいる。基準位置は、更にストッパ１４．２、１４．３によって予め設定されて
いる。
【００２９】 部分１１の調整のために、例えばストロークマグネット、ピエゾ電気物質、液
圧シリンダ、サーボモータ、ステップモータのような他の駆動装置及び操作部材
も使用されることができる。
【００３０】 図９による第３の例は、図１の第１例に相応し、その結果次にこれとの相違の
みを記載する。部分１１の調整距離の制限のためのストッパ１４．２及び１４．
３は、この例ではストッパ１２．２及び１２．３によって置換されており、これ
らは、共通して部分１２上に被嵌され、好ましくはねじ結合されかつ固定される
スリーブの形で実現されている。調整距離従って部分１２に対する部分１１の基
準位置は、レバー１４の面と協働するスリーブのストッパ面１２．２、１２．３
によって予め設定される。
【００３１】 すべての組み付けのために支持体７が支持体７と部分１２の締付けの時点で特
定されて目盛円板３に当接することを確実にするために、位置決め手段１０と支
持体７との間に弾性的圧着要素１９が設けられている。この圧着要素１９は、部
分１２に支持されかつストッパ面４を特定してストッパ面３．１に押しつける。
アキシャル方向に作用する弾性的圧着要素は、例えば円錐ばね１９、樹脂から成
る弾性的中間リング（Ｏリング）又は皿ばねである。
【００３２】 記載された実施例では、目盛円板３の走査は誘導的原理によって行われ、その
際走査要素４はその表面が励磁巻線及びセンサ巻線が取り付けられるプレートで
ある。目盛円板３は、非伝導材料から成りかつ平面３．１上に互いに間隔をおい
た導電領域から成るインクリメンタル目盛３．２が付けられる。
【００３３】 プレート４の代わりに、他の誘導的又は磁気感応、容量感応又は光感応走査要
素も使用されることができる。光電位置測定装置では、走査要素はそれ自体公知
の走査プレート（スリット絞り）又は複数の光感応領域を備えた半導体基板であ
り得る。
【００３４】 本発明は長さ測定装置にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、位置決め手段を備えた角度測定装置の第１の例の第１組立て位置におけ
る断面図である。
【図２】 図２は、図１による角度測定装置の第２組立て位置における図である。
【図３】 図３は、図１による角度測定装置の運転位置における図である。
【図４】 図４は、図３による角度測定装置のＩＶ−ＩＶ線に沿う横断面図である。
【図５】 図５は、図１による角度測定装置のＶ−Ｖ線に沿う横断面図である。
【図６】 図６は、他の位置決め手段を示す図である。
【図７】 図７は、空気圧により駆動される位置決め手段を示す図である。
【図８】 図８は、角度測定装置の第２の例の断面図である。
【図９】 図９は、角度測定装置の第３の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 他の対象物 ２ 第１対象物 ３ 目盛板 ３．２ 測定目盛 ４ 走査ユニット ５ 支持体 ６ 支持体 ７ 支持体 １０ 位置決め手段 １１ 位置決め手段の第１部分 １２ 位置決め手段の第２部分 Ｄ 走査距離
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】 角度測定装置が、直接駆動ユニットの筒体に、特に電動モータの筒体に使用さ
れるべき場合に、ステータ２と支持体７との間のラジアル方向の締付けは特に有
利である、そのわけはこの組立てでは、モータへの固定孔は不必要だからである
。この場合にステータ２は、ハウジング又は電動モータのフランジ若しくはモー
タ軸受保護板である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】 すべての組み付けのために支持体７が支持体７と部分１２の締付けの時点で特
定されて目盛円板３に当接することを確実にするために、位置決め手段１０と支
持体７との間に弾性的圧着要素１９が設けられている。この圧着要素１９は、部
分１２に支持されかつストッパ面４．５を特定してストッパ面３．１に押しつけ
る。アキシャル方向に作用する弾性的圧着要素は、例えば円錐ばね１９、樹脂か
ら成る弾性的中間リング（Ｏリング）又は皿ばねである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュローター・アンドレーアス ドイツ連邦共和国、83278 トラウンシュ タイン、ヌスバウマーストラーセ、11アー (72)発明者 レーダー・ホルスト ドイツ連邦共和国、83301 トラウンロイ ト、ブランデンブルガーストラーセ、10 Ｆターム(参考） 2F069 AA01 DD26 GG06 GG07 HH13 HH15 MM04 2F077 CC02 NN02 QQ01 VV01 VV22 VV31

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査要素（４）が、第１の対象物（２）に固定されかつ測定
    目盛（３．２）を有する目盛板（３）が他方の対象物（１）に固定される、位置
    測定装置の組立て方法であって、その際固定は、測定目盛（３．２）と走査要素
    （４）との間の予め設定された走査距離（Ｄ）の保持の下に行われ、走査距離は
    次の方法ステップによって調整される、前記方法において、 走査要素（４）が、目盛板（３）に対して第１基準位置にもたらされ、 走査距離（Ｄ）の方向において互いに移動可能な位置決め手段（１０）の２つ
    の第１及び第２部分（１１、１２）が、互いに第１基準位置にもたらされ、 第１部分（１１）は、目盛板（３）又は目盛板（３）の支持体（１、２、５、
    ６）と、そして第２部分（１２）は、走査要素（４）又は走査要素（４）の支持
    体（７）と走査距離（Ｄ）に沿う移動方向において固定され、 第１部分（１１）は、第２部分（１２）に対して予め設定された距離だけ走査
    距離（Ｄ）の方向に移動されその際目盛板（３）に対する走査要素（４）の軸線
    方向の固定により必要な走査距離（Ｄ）が存在する第２基準位置に移動され、 走査要素（４）は、この基準位置において一方の対象物（２）に固定され、 位置決め手段（１０）の固定が解かれることを特徴とする前記組立て方法。
  2. 【請求項２】 目盛板（３）と第１部分（１１）の固定が、走査距離（Ｄ）
    に対して横に延びる目盛板（３）のストッパ面（６．１）又は目盛板（３）の支
    持体（１、２、５、６）の走査距離（Ｄ）に対して横に延びる第１部分（１１）
    のストッパ面（１１．１）との接触によって行われ、そして 走査要素（４）と第２部分（１２）の固定が、走査要素（４）又は走査要素（
    ４）の支持体（７）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面への第２部分（１２）の
    締付けによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 目盛板（３）と第１部分（１１）の固定が、目盛板（３）又
    は目盛板（３）の支持体（５、６）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面への第１
    部分（１１）の締付けによって行われ、そして走査要素（４）と第２部分（１２
    ）の固定が、走査要素（４）又は走査要素（４）の支持体（７）の走査距離（Ｄ
    ）に対して横に延びるストッパ面と第２部分（１２）の走査距離（Ｄ）に対して
    横に延びるストッパ面との接触によって行われることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 目盛板（３）と第１部分（１１）の固定が、目盛板（３）又
    は目盛板（３）の支持体（５、６）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面への第１
    部分の締付けによって行われ、そして 走査要素（４）と第２部分（１２）の固定が、走査要素（４）又は走査要素（
    ４）の支持体（７）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面への第２部分（１２）の
    締付けによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 その際位置測定装置が目盛板としての目盛円板（３）を備え
    た角度測定装置を有し、次の方法ステップ、即ち 第１対象物（１）とロータユニット（３、５、６）の目盛円板（３）の回転剛
    固な連結と、 第１基準位置における目盛円板（３）に対するステータユニット（４、７）の
    走査要素（４）の位置決めステップであって、その際この第１基準位置は、ロー
    タユニット（３、５、６）の走査距離（Ｄ）に対して横に延びるストッパ面（３
    ．１）とステータユニット（４、７）のこれに対応するストッパ面（４、５）と
    の協働によって特定される上記ステップと、 ロータユニット（３、５、６）の走査距離（Ｄ）に対して横に延びるストッパ
    面（６．１）と第１部分（１１）の走査距離（Ｄ）に対して横に延びるストッパ
    面（１１．１）との接触による位置決め手段（１０）の第１部分（１１）とロー
    タユニット（３、５、６）との固定と、 ステータユニット（４、７）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面への第２部分
    （１２）の締付けによる位置決め手段（１０）の第２部分（１２）とステータユ
    ニット（４、７）との固定と、 位置決め手段（１０）の第２部分（１２）に対する第１部分（１１）の移動と
    、 他の対象物（２）とステータユニット（４、７）の回転剛固な連結と、 固定を解きかつ角度測定装置から位置決め手段（１０）を除去することとを特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 位置決め手段（１０）の第２部分（１２）に対する第１部分
    （１１）の相対移動が、駆動装置、特にピエゾ駆動装置、液圧駆動装置、空気圧
    駆動装置又は電動モータ駆動装置によって行われることを特徴とする請求項１か
    ら５までのうちのいずれか１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 第１対象物（２）への走査要素（４）の固定が、第１対象物
    （２）の走査距離（Ｄ）の方向に延びる面（２．１）へのラジアル方向の締付け
    によって行われる請求項１から６までのうちのいずれか１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 走査要素（４）が、走査距離（Ｄ）の方向に力を作用し、位
    置決め手段（１０）に支持された弾性的圧着要素（１９）によって第１基準位置
    に押圧されることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか１つに記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 位置測定装置の走査要素（４）と目盛板（３）との間の走査
    距離（Ｄ）の調整のための位置決め手段において、 位置決め手段は、走査距離（Ｄ）の方向において相対的に移動可能な２つの部
    分（１１、１２）から成り、かつ移動距離が制限されており、 両部分（１１、１２）の一方は、走査距離（Ｄ）に沿う少なくとも１つの移動
    方向において、目盛板（３）又は目盛板（３）の１つの支持体（３、５、６）に
    固定可能であり、そして 両部分（１１、１２）の少なくとも１つが固定のために１つの収容部（１０．
    １）を有し、収容部によって両部分の前記一方が目盛板（３）の走査距離（Ｄ）
    の方向に延びる面又は目盛板（３）の支持体（３、５、６）に又は走査要素（４
    ）又は走査要素（４）の支持体（７）に締付け可能であることを特徴とする前記
    位置決め手段。
  10. 【請求項１０】 両部分（１１、１２）の一方が、目盛板（３）又は目盛板
    （３）の支持体（１、２、５、６）又は走査要素（４）又は走査要素（４）の支
    持体（７）のストッパ面（６．１、７．１）に対する支持及び固定のために走査
    距離（Ｄ）に対して横に延びるストッパ面（１１．１、１２．２）を有すること
    を特徴とする請求項９に記載の位置決め手段。
  11. 【請求項１１】 収容部（１０．１）が、移動方向に対して横に移動可能な
    締付け面を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の位置決め手段。
  12. 【請求項１２】 締付け面が、開脚可能なリングによって形成されているこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の位置決め手段。
  13. 【請求項１３】 走査距離（Ｄ）の調整のための移動距離が、位置決め手段
    （１０）のストッパ面によって制限されていることを特徴とする請求項９から１
    ２までのうちのいずれか１つに記載の位置決め手段。
  14. 【請求項１４】 位置決め手段（１０）に弾性的圧着要素（１９）が設けら
    れ、弾性圧着要素によって走査距離（Ｄ）の方向に作用する圧着力が走査要素（
    ４）上又は走査ユニット（４）の支持体（７）上に作用可能であることを特徴と
    する請求項９から１３までのうちのいずれか１つに記載の位置決め手段。
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