JP2006171003A - 角度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、簡単な手段で、信頼性がありかつ迅速な組立が可能であり、この場合、角度測定装置が周囲の状況に対して良好にシールすることができ、角度測定装置における電気的接続が確実に機能する、冒頭で挙げた様式の角度測定装置を提供することである。
【解決手段】 少なくとも一つの間隔保持部材（１．１）を使用することにより、キャップ（１）がプリント回路基板（２）に対して、開口部（１．２）が電気的接続部材（２．１）に対して整向されているように位置決めされていることにより解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１による角度測定装置に関する。

角度測定装置−ロータリエンコーダともよく呼ばれる−は、一つあるいは幾つかの回転部を介して、回転可能に支承された物体、特に軸の回転運動を測定するために使用される。この場合、回転運動は数値的にすなわち絶対的に検出される。ラックと歯車あるいはネジ付きスピンドルと連結して、直線運動は角度測定装置を使用して測定することができる。

接続ケーブルを介して、作動電圧が角度測定装置に供給され、測定信号が取り出され、従属電子機器へ転送される。それには公知の角度測定装置の場合、角度測定装置のキャップに開口部が設けられており、この開口部を通り抜けて、接続ケーブルを角度測定装置に引き込み、そこで適切な電気的接続ユニットと接続することができる。

本発明の根底をなす課題は、簡単な手段で、信頼性がありかつ迅速な組立が可能であり、この場合、角度測定装置が周囲の状況に対して良好にシールすることができ、角度測定装置における電気的接続が確実に機能する、冒頭で挙げた様式の角度測定装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた角度測定装置を提供することにより解決される。

したがって、電気的接続の円滑さと機能を最適化し、ならびに角度測定装置の気密性を改善するために、少なくとも一つの間隔保持部材が設けられており，この間隔保持部材を使用することにより、キャップ（１）がプリント回路基板（２）に対して、開口部（１．２）が電気的接続部材（２．１）に対して整向されているように位置決めされている。プリント回路基板に対して、キャップをこのように正確に、相対的にかつ三次元的に所属させることにより、電気的接続部の領域において気密性の高いグレードが再生可能に達せられる。

さらに、角度測定装置は、それにより角度位置に対して明確な、キャップと電気的接続部材間における関連性が確保されている手段を備えている。前記手段は、例えば角度測定装置の基体とキャップの間の形状一体的接続部材である。さらにそれに対する代替案として、位置決めピンがキャップに直接（あるいはキャップの構成部材に）取り付けられており、この位置決めピンは、プリント回路基板内の対応する孔を使用して、角度に忠実に組立てするのが条件である。さらにここでは、キャップは、キャップとプリント回路基板の間の相対的角度位置が、形状一体的接続により固定可能であるようにプリント回路基板と協働する部材を備えている。

このような角度測定装置が、例えばイーサネット^（Ｒ）の構造を備えたデータネットワークの構成部材であることはよくあり、このデータネットワークにおいて、角度測定装置は測定定データを供給するが、同様にこのデータネットワークからデータを受信する。したがって、この関係において、電気的接続部材は、公知のネットワークコネクタあるいはネットワークソケットであり、例えばいわゆるＲＪ４５コネクタあるいは相当するソケットであることが多い。

本発明の他の側面によれば、角度測定装置は、一つあるいはそれより多くの信号導線との電気的接続をするための、少なくとも一つの付加的な接触部材を備えている。この接触部材は、角度測定装置が全体として、少なくとも二つの異なる取り付け位置で同じ機能を持つように取り付け可能であるように形成されている。この目的のために、相当する接触部材は環状接触部として構成されていてもよい。さらに有利な変形によれば、接触部材はシート金属部材として形成されていてもよい。さらにこれに対する代替え案として、接触部材は、ランドパターンあるいはパッドにより、角度測定装置の端部領域に配置されているプリント回路基板上において定めることができる。

確実な電気的接触を可能にするために、接触領域と協働する、外部信号ケーブルあるいは電源ケーブルの端部が、弾性の構成部品として形成されているのが有利である。

本発明のこれ以外の有利な形態は、従属請求項から読み取れる。

本発明の特徴と長所を、実施例により以下に図を用いて詳しく説明する。

図１〜５に示した角度測定装置は、測定されるべき物体に連結するための軸７を備えている。角度測定装置それ自体は、キャップ１を介して、フランジ孔１．４を使って別の物体に固定される。測定されるべき物体は例えばモーター軸であり、別の物体は固定したモーターケーシングである。さらに、このような使用のために考案されている角度測定装置は、ロータリエンコーダと呼ばれることが多い。示した実施例において、角度測定装置は、そのキャップ１が、モーターケーシングを取り付けた後、外側輪郭部の一部を形成するように構成されている。言い換えると、角度測定装置は、他のケーシング部分により取囲まれず、組立てを行った後、モーターの外側輪郭部により形成される。

角度測定装置は、基体３を有しており、この基体は切欠き３．１を備え、この切欠き内には、環状でかつ電気的に導通していない絶縁体４が挿入されている。この絶縁体内には、第一環状接触部４．１と第二環状接触部４．２があり、これらの環状接触部は導電性の材料でできている。環状接触部４．１，４．２は、軸７に対して同心状に設けられている。

公知の方法において、軸７は基体３内において軸受６により回転可能に支承されており、この場合、角度測定装置の内部に設けられた符号化円盤８が軸７に固定されており、軸７は伝動装置５を介して二つ以上の他の符号化円盤を駆動する。伝動機構５と他の符号化円盤により、角度測定装置の多回転作動モード（Multiturn-Funktionsweise）が達せられる。

符号化円盤８は、示した例においては、走査装置により光電式に走査される。対応する感光性の検出器は、プリント回路基板２上に配置されており、この回路基板上において、信号の形成のための他の電気構成部材の下で、検出器から引渡される走査信号の例えば増幅部とデジタル化部が配置されている。さらに回路基板上には、この電子測定装置以外に、電気的結合部材が、引き合いに出した実施例においてはソケット２．１が配置されており、このソケットを介してＲＪ４５コネクタを収容することができる。ソケット２．１は、プリント回路基板２上に正確に位置決めされている。

角度測定装置とその電子測定装置を保護するために、深鍋状のキャップ１が設けられており、この深鍋状のキャップは、周囲にわたり、挟んで締め付けるように基体３に固定されている。示した実施例において、この接合は圧着接続である。したがって、角度位置に対して明確なキャップ１と基体３の間の関係が確定されており、基体は切り欠き３．２を備えている。組立の際、キャップ１は、突起部１．３が切り欠き３．２により収容されるように整向される（図４）。さらに、キャップ１は統合された構成部材としてスペーサ１．１及び開口部１．２を備えている。キャップ１は示した実施例において、鋳造部品として形成されており、この場合スペーサ１．１の長さの精度を高めるために、スペーサの両端面は、切削加工される。このようにして、開口部１．２に対する、スペーサ１．１の両端面の極めて正確な状態が得られる。

開口部１．２を通って、対応するコネクタがソケット２．１内に差し込まれる。開口部１．２の壁部分は、同時にコネクタの案内部として使用される。

このような角度測定装置すなわちロータリエンコーダは、比較的ラフな工場環境においてもよく使用され、そのために、キャップ１が角度測定装置の内部空域を気密に取囲むことが重要である。差込み接続部、すなわち開口部１．２とソケット２．１の領域は、この関係においては重要である。キャップ１において開口部１．２に対するソケット２．１の姿勢が大きな許容誤差を有していると、この領域における気密性の高いグレードは達せられない。

すでにふれたように、ソケット２．１はプリント回路基板２上に正確に位置決めされるが、プリント回路基板はそれ自体、その平面度と厚さに対して許容誤差を有している。この許容誤差は比較的大きい。したがって、案内部として使用される開口部１．２による従来の構造にあって、コネクタは一般にソケット２．１に対して斜めにすなわち傾けて置かれた状態で位置決めされる。このような傾斜は、差込み接続部が接続できないかあるいは電気的に信頼性のない接触を作るほどに大きいおそれがある。さらに、差込み接続部がまだ接続できる場合、間隙開口部が差込み接続部領域内に生じ、この間隙開口部は結果として非気密になる。

ソケット２．１と開口部１．２の間の正確でかつ三次元的な関係は、スペーサ１．１がプリント回路基板２上で支持されることにより達せられる。プリント回路基板２は、その側においてはプリント回路基板サポートの上に置かれており、このプリント回路基板サポートは、示した実施例においては、取囲んでいるカラー３．３として基体３内に形成されている。このようにして、プリント回路基板２の厚さ許容誤差が均一化され、したがって軸７の軸線Ａの方向で、開口部１．２は、ソケット２．１に対して正しい位置に正確に置かれている。

さらに、基体３は、構造上、プリント回路基板２が角度測定装置における（軸７の軸線に対して）ただある一定の角度位置においてのみ、組立てることができるように形成されている。さらに、すでにふれたように、切り欠き３．２と突起部１．３により、角度位置に対して明確なキャップ１と基体３の間の関係が確実になる。したがって、接線方向において、コネクタをソケット２．１において正確に取り付けることができる。

しかしながら、このような角度測定装置すなわちロータリエンコーダは、差込み連結によりソケット２．１のために設けられかつ周囲部と連結しているのが多い。さらに、角度測定装置に、外側から到来する個々の信号配線により信号が供給されることが多くなる。
この信号は、例えばモーターの温度センサから来ており、このモーターに、角度測定装置あるいはキャップ１はフランジ止めされている。図４と５によれば、角度測定装置の下側には、二つの取囲んでいる環状接触部４．１，４．２が設けられている。このことは、（図示していない）モーターの温度出力の弾性的接触部材と協働するのに役立つ。この場合、角度測定装置は、弾性的接触部材が様々な角度位置で−必要なケーブル出口毎に−モーターケーシングにおいてフランジ止めできるが、この場合それにもかかわらず、モーターの信号出力の接触状態が可能であるように形成されている。言い換えれば、モーターの温度出力の接触部材は、どの角度位置で角度測定装置がモーターにフランジ止めされたかには左右されず、常に角度測定装置の環状接触部４．１，４．２に当たる。

環状接触部４．１，４．２は、各々ただ一つの材料から成るシート金属部品として形成されており、このシート金属部品は金メッキした部分を備えている。軸７に対して軸線平行に、金属板細片４．１１，４．１２が整向されており、この金属板細片は各々環状接触部４．１，４．２の構成部品である。絶縁体４は、領域４．１を備え、この領域が基体３の内側で、軸７に対して軸線平行に整向されていてかつ金属板細片４．１１，４．１２収容するように形成されている。金属板細片４．１１，４．１２はプリント回路基板２のところで終わり、そこで対応するランドパターンに接触している。次いで温度信号が、回路基板２上の対応する回路内で処理され、かつソケット２．１を経由してデジタル値として、場合によってはアナログ信号としても出力される。

角度測定装置の斜視断面図である。 角度測定装置の斜視図である。 切断されたキャップを備えた角度測定装置の斜視図である。 角度測定装置の別の斜視断面図である。 角度測定装置の別の斜視図である。

符号の説明

１ キャップ
・ 間隔保持部
・ 開口部
・ 突起部
・ フランジ孔
２ プリント回路基板
・ 差込みソケット
３ 基体
・ 環状切り欠き
・ 切り欠き
・ プリント回路基板サポート
４ 絶縁体
・ 第一環状接続部
４．１１ 金属板細片
・ 第二環状接続部
４．２１ 金属板細片
５ 多回転伝動装置
・ ケーシング
・ 歯車
６ 軸受
７ 軸
８ 符号化円盤

Claims (6)

1. 開口部（１．２）を有するキャップ（１）と、基体（３）と、プリント回路基板（２）とを備え、このプリント回路基板上に、電気的接続部材（２．１）が固定されている角度測定装置において、
   少なくとも一つの間隔保持部材（１．１）を使用することにより、キャップ（１）がプリント回路基板（２）に対して、開口部（１．２）が電気的接続部材（２．１）に対して整向されているように位置決めされていることを特徴とする角度測定装置。
2. 少なくとも一つの間隔保持部材（１．１）が、キャップ（１）のつながっている構成部材であることを特徴とする請求項１記載の角度測定装置。
3. 基体（３）がプリント回路基板サポート（３．３）を備えており、
   プリント回路基板（２）が、少なくとも一つの間隔保持部材（１．１）とプリント回路基板サポート（３．３）の間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の角度測定装置。
4. キャップ（１）とプリント回路基板（２）の間の相対的角度位置の明確な関係が、形状一体的接続により達成されることを特徴とする請求項１記載の角度測定装置。
5. 基体（３）とキャップ（１）が、形状一体的に接続していることを特徴とする請求項４記載の角度測定装置。
6. キャップ（１）は、キャップ（１）とプリント回路基板（２）の間の相対的角度位置が、形状一体的接続により固定可能であるように、プリント回路基板（２）と協働する部材を備えていることを特徴とする請求項４記載の角度測定装置。

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