JP2005533247A - 目盛り読取用器具 - Google Patents

Abstract

目盛り読取用器具に使用するための回転リングシステムは、表面に目盛線が設けられた回転リング（１２）と、少なくとも一つの中間部材（２４）とを備える。該少なくとも一つの中間部材（２４）は、該回転リング（１２）と、該回転リングが取り付けられる機械構成要素（１０）との間に備え付けられる。該少なくとも一つの中間部材への力の印加は、該回転リングの有効偏心距離を調整する。該少なくとも一つの中間部材は、接線方向に従順であると良い。

Description

本発明は、機械上に目盛り読取用器具の目盛りを取り付けるための器具および方法に関する。特に、本発明は、機械上に回転式の目盛りを取り付けるための器具および方法に関する。

二つの部材の相対的変位を測るための光電子工学の目盛り読取用器具の既知の形態は、その部材の一方にパターンを規定する目盛線を有する目盛りと、その部材の他方に読取りヘッドとを備えている。読取りヘッドは、その読取りヘッドに干渉縞を出現させるべく、目盛線から反射された光と相互に作用するために、目盛りに光を当てる光源と、周期的な回折手段とを含んでいる。目盛りと読取りヘッドとの間の相対運動は、干渉縞に、読取りヘッドに関連して動くことを引き起こさせる。検出手段は、縞の動きに反応し、変位の計測をもたらす。磁気目盛りの読取用器具も既知であり、そこにおいて目盛りが磁気格子を備え、読取りヘッドの各単位変位のためのパルス信号は測定信号を測定するために使われる。

回転変位を計測するために、そのような目盛りは、読取りヘッドに相関するシャフトまたは他の回転構成要素で使用に際して回転する円筒表面に設けられる可能性がある。特許文献１は、機械の回転シャフトに取り付けるためのリングを開示し、その外周に目盛りが設けられている。そのリングの内周および回転シャフトの外周は、回転シャフトに同軸に据え付けられないリング、またはそれ自体に据え付けられるシャフトの偏心によって引き起こされる誤差を減少させるために、共にテーパを付けられている。シャフトの偏心を補正するために、取付用ねじが、それがシャフトの回転軸と同軸になるまで、リングの穴に、リングのその位置に合わせるために備えられている。

欧州特許第１０９４３０２号明細書

本発明は、目盛り読取用器具に使用するための回転リングシステムであって、パターンを規定し、そしてそのような器具の読取りヘッドによって機械読み取りできる目盛線が表面に設けられた回転リングと、少なくとも一つの中間部材と、を備え、該少なくとも一つの中間部材は、該回転リングと、該回転リングが取り付けられる機械の該構成要素との間に備え付けられることを特徴とする回転リングシステムを提供する。

このシステムは、該回転リングの径方向の調整を可能とする。好ましくは、該回転リングの該有効偏心距離は、該少なくとも一つの中間部材および回転リングの内の一つに力を印加することで調整され得る。

該少なくとも一つの中間部材および該回転リングの内の一つに印加される該力は、軸方向の力を備えると良い。保持手段は、該機械の該回転構成要素に該少なくとも一つの中間部材を保持するため、加えて、該少なくとも一つの中間部材に該力を印加するために設けられるのが良い。

一実施形態において、該少なくとも一つの中間部材へ印加される該力は、該少なくとも一つの中間部材の変形をもたらす。別の実施形態において、該少なくとも一つの中間部材へ印加される該力は、該少なくとも一つの中間部材の有効な外側の偏心距離において調整をもたらす。

さらに別の実施形態において、該少なくとも一つの中間部材には、該回転リングおよび該少なくとも一つの中間部材が該機械のある構成要素に取り付けられているとき、該少なくとも一つの中間部材の少なくとも一つのテーパを付けられた表面が該機械の回転構成要素と該回転リングとの内の一つまたは両方の表面と当接するように、少なくとも一つのテーパの付けられた表面が設けられる。

該少なくとも一つの中間部材が対応していると良いし、接線方向に対応していると良い。対応している柔軟な少なくとも一つの中間部材は、該回転リングの該周囲の張力を均等にし、かくして該目盛りが団子状になることを防止する。

該少なくとも一つの中間部材は、柔軟性に富み得る。フレキシブルな少なくとも一つの中間部材は、それが、該回転リングシステムの製作公差を取り上げることを可能にする。該フレキシブルな少なくとも一つの中間部材は、例えば、Ｏ−リングを備え得る。

該少なくとも一つの中間部材は、例えば、連続したリング、分割されたリング、または複数のセグメントを備え得る。該少なくとも一つの中間部材は、例えば、テーパを付けられたリング、Ｏ−リング、複数のボール形状の部材、複数のローラー、またはバネをさらに備えて良い。

アンカー手段が、該機械の該構成要素に対する該回転リングの回転を防止するために設けられて良い。

図１は、先の特許文献１において開示されているように、テーパを付けられているシャフト１０に取り付けられている回転リング１２を示している。この回転リング１２には、パターンを規定し、そして読取りヘッド（不図示）によって読まれ得る目盛線（目盛）１４が設けられている。例えば、その目盛線は、少しずつ増える目盛りのための周期的なパターンを規定し、または、絶対位置の目盛りを形成する、見掛け上ランダムな並びまたは離散した電信用暗号を規定しても良い。回転リング１２の内側の表面１８には、リングの軸Ａに対してある角度にテーパを付けられた表面が設けられている。そのテーパを付けられた表面は、リング１２の直径とシャフト１０の直径とに関して精密公差の必要性を排除する。加えて、テーパは、回転構成要素（回転パーツ）に取り付けられている、同軸に据え付けられない回転リング１２によってもたらされる誤差を低減する。リングの軸Ａに対するテーパαの角度は、小さな径方向誤差を大きな軸方向誤差へ拡大するのに役立ち、かくしてシャフトのテーパ１０に対するリング１２の正確な心出しを可能にする。

さて、本発明の実施形態は描かれていて、そこでは同一の参照符号が類似部品を指し示すために用いられる。実施形態１〜４において、テーパを付けられた中間リングは、機械のシャフトと、目盛線がその表面に設けられた回転リングとの間に設けられる。

本発明の第１実施形態は、図２および図３に例示されている。その外側の周表面に周期的なパターンを規定する目盛線１４を有する回転リング１２が、機械のシャフト１０に取り付けられている。目盛線は、回転リングの表面に直接に設けられても良いし、回転リングの表面に固定されるテープに設けられても良い。中間リング２４は、回転リング１２とシャフト１０との間に嵌め込まれる。中間リング２４の内側の周表面２６には、テーパが付けられていて、シャフト１０には、対応するテーパを付けられた表面２０が設けられている。中間リング２４には、取付用ねじ１６が差し込まれるところの穴１５が設けられている。取付用ねじ１６と穴１５とは、シャフト１０の回転軸Ａに概して平行である。取付用ねじ１６は、シャフト１０のテーパが付けられている表面２０のさらに下方へ中間リング２４を引き寄せるように調整されていて、かくして、回転リング１２の隣り合った部分を径方向外側へ押すだろう。かくして、この器具は、回転リング１２に径方向に調整されることを可能にする。加えて、シャフト１０のテーパの付けられている表面２０の下方へ中間リング２４を押すことは、回転リング１２の製作公差を取り上げる。取付用ねじ１６は、シャフト１０の回転軸Ａのところに回転リング１２を集中するように、個々に調整されるだろう。

一つの中間リング２４の代わりに、アーチ形のセグメント３０が、図４に示されるように、同じ効果のために、各々の取付用ねじ１６で提供されても良い。

その代案としては、中間リングは、分割されたリングを備えることも可能である。

テーパの付けられた中間リングの使用は、平行な側面を備える回転リングがテーパを付けられた機械のシャフトに取り付けられ得るという利点を有する。そのような回転リングは、テーパの付けられた回転リングよりも製造することが安価であり、且つ容易であり得る。

本発明の第２実施形態が図５に示される。この実施形態において、機械のシャフト１０の外側の表面２０はテーパが付けられておらず、回転リング１２の内側の表面１９にはテーパが設けられている。かくして、中間リングには、対応するテーパの付けられた外側の周表面２８と、テーパの付けられていない内側の周表面２６とが設けられる。先の実施形態におけるのと同様に、取付用ねじ１６は、中間リングを下方へ引き寄せ、回転リング１２を外側へ押すべく、しっかり締められる。このため、上記されたメリットを有するテーパの付けられた回転リングが、テーパの付けられていない機械のシャフトに取り付けられ得るという利点を有する。

本発明の第３実施形態が図６に示される。この実施形態において、機械のシャフト１０の外側の表面２０と回転リング１２の内側の表面１８とには、共に、テーパが設けられている。中間リング２４の内側の周表面２６と外側の周表面２８とには、共に、対応するテーパが付けられている。先のように、取付用ねじ１６をしっかりと締め付けることは、中間リング２４をテーパの下方へ引き寄せ、そして回転リング１２を外側へ押す。

本発明の第４実施形態が図７に示される。本発明の第２実施形態と同様に、中間リング２８の外側の表面２８と回転リング１２の内側の表面１８にだけは、テーパが付けられている。しかしながら、この実施形態において、中間リングのテーパは、その直径が頂部でよりも底部で大きくなるようになっている。回転リングには、取付用ねじ１６をしっかり締めることで回転リング１２をテーパの下方へ引き寄せ、それを径方向外側へ押すような取付用ねじ１６が備えられている。

中間リングシステムは、実施形態５〜８に例示されるように柔軟性に富んだものであり得る。第５実施形態において、フレキシブルな中間リングは、シャフトと回転リングとの間に設けられる。フレキシブルな中間リングは、例えば、図８に示されるように、Ｏ−リング３２を備えても良い。シャフト１０には、フレキシブルなＯ−リング３２を収容するための環状凹部３４が設けられても良い。回転リング１２は、シャフトに上へ、Ｏ−リング３２を覆うように押される。シャフト１０は、Ｏ−リング３２や回転リングがシャフトに、より容易に取り付けられ得るように、テーパの付けられている上部の表面３５を有しても良い。Ｏ−リングのような、フレキシブルな中間リングシステムを用いることは、回転リング１２の製作公差を取り上げるという利点を有する。

本発明の第６実施形態は、図９に例示される。この実施形態において、フレキシブルな中間リングシステム（例えば、Ｏ−リング３２）は、シャフト１０と回転リング１２との間に位置付けられる。クランプ３６は、Ｏ−リング３２と当接し、取付用ねじ１６によってＯ−リング３２の方へ向けられて下方へ押され得る。Ｏ−リング３２は、クランプ３６からの圧力によって変形され、かくして回転リング１２を外側へ押す。

本発明の第７実施形態が図１０に例示される。この実施形態において、回転リング１２は、二つの硬質のディスク４４間に挟まれた変形可能なディスク３８（例えば、ゴム製のディスク）にかぶせて取り付けられる。硬質のディスク４４は、変形可能なディスク３８を押しつぶすために一緒に締め付けられ、それに外側に膨らむことを引き起こし、かくして、回転リング１２を径方向外側に押し得る。変形可能なディスクは、点線４０によって示されるように変形可能なリングによって取って代わられても良い。

本発明の第８実施形態は、図１１に示される。この実施形態において、中間リングシステムは金属バネ４６を備える。回転リング１２の内側の表面には、バネ４６を収容するための凹部４８が設けられ得る。第６および第７実施形態におけるのと同様に、矢印Ｐによって指し示されている圧力は、バネ４６を変形するべく、矢印の方向にバネに作用され、かくして、回転リング１２を径方向外側に押し得る。

中間リングシステムは、図８〜１０に例示されているように、接線方向に不満があるだろう。図１２〜１６に示されている実施形態において、シャフト１０と回転リング１２との間の中間リングは、接線方向に対応する従順なバネを備える。このため、回転リングに作用される力が、周囲に渡って広げられるという利点を有し、かくして局部の圧力を低減し、これにより目盛りが団子状になることを減らす。図１２〜１４に例示されている本発明の第９実施形態において、接線方向に柔軟なバネは、ガータスプリング５０を備える。

ガータスプリング５０は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されているように、所定の位置へガータスプリング５０を引き寄せるため、機械のシャフト２０の上部回りにガータスプリング５０と回転リング１２を配置し、機械のシャフト１０を覆う回転リング１２を押すことによって、機械のシャフト１０に容易に取り付けられる。機械のシャフト１０には、ガータスプリング５０や回転リングが、容易に取り付けられうるように、その上部にテーパの付けられている表面５１が設けられても良い。

図１６に例示されている本発明の第１０実施形態において、接線方向に従順なバネは、図１５において詳細に示されるように波形を付けられた断面５２を有する。

シャフト１０と回転リング１２との間に設けられる中間リングシステムは、径方向に厳密で、接線方向に対応している従順な複数の要素を備えても良い。

本発明の第１１実施形態は、図１７および図１８に例示されていて、そこには一連のボールベアリング５４を備える中間リングシステムを示している。ボールベアリングは、ケージ５６に配置され得る。先の実施形態におけるのと同様に、ボールベアリング５４の接線方向の従順さは、回転リング１２に作用される力に外に拡がることを引き起こし、かくして、目盛り１４が団子状になることを防止する。ボールベアリングの径方向の剛性は、回転リングの径方向の精度を保証する。

ボールベアリングが機械のシャフトに対する回転リングの回転を許容するように、ロッキング手段は、機械のシャフトと共に回転リングが回転することを保証するべく設けられている。ロッキング手段は、例えば、ピンまたは磁石を備えても良い。同様に、接線方向に対応する従順な中間リングシステムの他の種類は、回転リングと機械のシャフトとの間の相対的な回転を防止するべく、ロッキング手段を必要としても良い。ガータスプリングのような、接線方向に対応する中間リングシステムのある種類において、中間リングシステムの平均的な剛性は、機械のシャフトに対する回転リングの回転を防止するための剛性で良い。

本発明の第１２実施形態は図１９に示されていて、それはバリエーションを示し、そこには、ボールベアリング５４が、同じ効果のために、ローラー５８によって取って代わられている。

図２０に例示されている本発明の第１３実施形態において、ボールベアリング５４は、機械のシャフト１０の表面６４と、締付リング６０の表面６２と、そして回転リング１２との間に取り付けられる。取付用ねじ１６は、締付リング６０を下方へ引き寄せるべくしっかりと締め付けられ得る締付リング６０に設けられ、かくして、ボールベアリング５４や回転リング１２を外側へ押す。かくして、このシステムは、反団子状および径方向の調整の両方を提供する。

図２１に例示されている本発明の第１４実施形態は、また、反団子状および径方向の調整の両者を提供する。ローラー５８は、回転リング１２とテーパを付けられた中間リング２４との間に配置される。中間リング２４はその内側の表面２６にテーパを付けられていて、機械のシャフト１０の外側の表面２０にはそれに対応してテーパが付けられている。締付リング６６と取付用ねじ１６とは、中間リング２４をテーパの下方へ押すべく設けられていて、回転リング１２の径方向の調整を提供する。同じ結果が、ローラーの代わりにボールベアリングを用いることによって成し遂げられ得る。

記述された様々な実施形態の多くの他の組合せは、可能である。例えば、フレキシブルなＯ−リング３２が、図２２に例示されているように、回転リング１２とテーパの付けられている中間リング２４との間に設けられても良い。

実施形態では、外側の表面に目盛りを備える回転リングを記述したけれども、目盛りは、別の表面に設けられても良く、例えば、径方向の目盛線は、リングの上部の表面に設けられても良い。その代案としては、回転リングには、その内側の表面に目盛線が設けられても良く、そのリングは機械の回転の穴の内側に配置され、中間リングシステムが空の内側の表面と回転リングの外側の表面との間に配置されても良い。

中間リングシステムは、回転リングが機械の回転構成要素の面を離れて支持されるように、設計されても良い。

機械の回転構成要素に回転リングを取り付けるための既知の器具の断面図である。 テーパを付けられた中間リングセクションを備えて、機械工具の回転構成要素に取り付けられる回転リングの断面図である。 図２に示されている器具の平面図である。 図３に示されている器具の平面図であり、そこにおいて中間リングシステムは複数のアーチ形のセグメントを備えている。 図２に示されているシステムのバリエーションの断面図である。 図２に示されているシステムのバリエーションの断面図である。 図２に示されているシステムのバリエーションの断面図である。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムはＯ−リングを備えている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムは変形可能なＯ−リングを備えている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて回転リングは二つの硬質ディスク間に挟まれている変形可能なディスクに取り付けられている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムは金属バネを備えている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムはガータスプリングを備えている。 図１２の中間リングシステムおよび回転リングの取り付けを示す略図である。 図１２の中間リングシステムおよび回転リングの取り付けを示す略図である。 図１２に示されている回転リング取付用器具の平面図である。 中間リングシステムとして用いられるバネの説明図である。 図１５に示されている中間リングシステムを用いる回転リング取付用器具の平面図である。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムはボールベアリングを備えている。 図１７の器具の平面図である。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムはローラーを備えている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムは径方向に調整可能なボールベアリングを備えている。 回転リング取付用器具の断面図であり、そこにおいて中間リングシステムは径方向に調整可能なローラーを備えている。 図２および図８に示されている器具の組合せを備える、回転リング取付用器具の断面図である。

Claims (21)

1. 目盛り読取用器具に使用するための回転リングシステムであって、
   パターンを規定し、そしてそのような器具の読取りヘッドによって機械読み取りできる目盛線が表面に設けられた回転リングと、
   少なくとも一つの中間部材と、を備え、
   該少なくとも一つの中間部材は、該回転リングと、該回転リングが取り付けられる該機械の該構成要素との間に備え付けられることを特徴とする回転リングシステム。
2. 該少なくとも一つの中間部材および回転リングの内の一つに力を印加することで、該回転リングについて有効偏心距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の回転リングシステム。
3. 前記力は、前記少なくとも一つの中間部材に印加されることを特徴とする請求項２に記載の回転リングシステム。
4. 該力は、軸方向の力であることを特徴とする請求項２または３に記載の回転リングシステム。
5. 該少なくとも一つの中間部材へ力を印加することは、該少なくとも一つの中間部材について変形をもたらすことを特徴とする請求項３または４に記載の回転リングシステム。
6. 該少なくとも一つの中間部材へ力を印加することは、該少なくとも一つの中間部材の有効な外側の偏心距離において調整をもたらすことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の回転リングシステム。
7. 保持手段は、該機械の回転構成要素に該少なくとも一つの中間部材を保持するために設けられ、そして、前記力は、前記保持手段によって前記少なくとも一つの中間部材に印加されることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の回転リングシステム。
8. 該少なくとも一つの中間部材には、該回転リングおよび該少なくとも一つの中間部材が該機械のある構成要素に取り付けられているとき、該少なくとも一つの中間部材の少なくとも一つのテーパを付けられた表面が、該機械の回転構成要素と該回転リングとの内の一つまたは両方のテーパを付けられた表面と当接するように、少なくとも一つのテーパを付けられた表面が設けられていることを特徴とする請求項１から４と６から７のいずれかに記載の回転リングシステム。
9. 軸方向の力は、該少なくとも一つの中間部材の該テーパを付けられている表面および、該機械の該構成要素と該回転リングとの内の一つまたは両方のテーパを付けられている表面が、互いに対して動き、該回転リングの有効偏心距離において調整をもたらすように、該少なくとも一つの中間部材と回転リングとの内の一つに印加され得ることを特徴とする請求項８に記載の回転リングシステム。
10. 該少なくとも一つの中間部材は対応していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の回転リングシステム。
11. 該少なくとも一つの中間部材は接線方向に対応していることを特徴とする請求項１０に記載の回転リングシステム。
12. 該回転リングは、連続したリングであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の回転リングシステム。
13. 該回転リングシステムは、分割されたリングを備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の回転リングシステム。
14. 該回転リングシステムは、複数のセグメントを備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の回転リングシステム。
15. 該少なくとも一つの中間部材は、柔軟性に富んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の回転リングシステム。
16. 該少なくとも一つの中間部材は、複数のボール形状の部材を備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の回転リングシステム。
17. 該少なくとも一つの中間部材は、複数のローラーを備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の回転リングシステム。
18. 該少なくとも一つの中間部材は、バネを備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の回転リングシステム。
19. アンカー手段が、該機械の該構成要素に対する該回転リングの回転を防止するために設けられていることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の回転リングシステム。
20. 目盛り読取用器具に使用するための回転リングシステムであって、
    パターンを規定し、そしてそのような器具の読取りヘッドによって機械読み取りできる目盛線が表面に設けられた回転リングと、
    少なくとも一つの中間部材と、を備え、
    該少なくとも一つの中間部材は、該回転リングと、該回転リングが取り付けられる該機械の該構成要素との間に備え付けられ、
    前記少なくとも一つの中間部材へ力を印加することにより、該回転リングの該有効偏心距離を調整することを特徴とする回転リングシステム。
21. 目盛り読取用器具に使用するための回転リングシステムであって、
    パターンを規定し、そしてそのような器具の読取りヘッドによって機械読み取りできる目盛線が表面に設けられた回転リングと、
    少なくとも一つの中間部材と、を備え、
    該少なくとも一つの中間部材は、該回転リングと、該回転リングが取り付けられる該機械の該構成要素との間に備え付けられ、
    該少なくとも一つの中間部材が接線方向に対応していることを特徴とする回転リングシステム。
    

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