JP2008151787A

JP2008151787A - エンコーダー、張力緩和器具を備えたエンコーダーの蓋及びそれらを備えたエンコーダーシステム

Info

Publication number: JP2008151787A
Application number: JP2007320274A
Authority: JP
Inventors: Gary Rhodes; ギャリー・ローディス; Esteban Cortina; エステバン・コーティナ
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: EP1933115A3; US7438588B2; CN101201256B; EP1933115B1; CN101201256A; EP1933115A2; JP5006177B2; US20080142694A1

Abstract

【課題】本発明は、エンコーダー、張力緩和器具を備えたエンコーダーの蓋及びそれらを備えたエンコーダーシステムに関する。
【解決手段】エンコーダーは、ベース部材（１４）と、ベース部材（１４）に取り付けることが可能な蓋（１２）とを有する。蓋（１２）は、開口（２４）を備えた表面（１３）と、開口（２４）と協力して作用する張力緩和器具（２６）とを有する。張力緩和器具（２６）は、蓋（１２）の表面（１３）から延びる少なくとも一つの延長部材（２８）と、この少なくとも一つの延長部材（２８）から延びる少なくとも一つのバー部材（３０）とを有する。張力緩和器具（２６）は、蓋（１２）と一体となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンコーダー、張力緩和器具を備えたエンコーダーの蓋及びそれらを備えたエンコーダーシステムに関する。

エンコーダーは、モーター制御機器、流量制御機器、動作検知・制御機器などの動きと位置を検知する産業向けの用途で使用されている。消費者向けの用途には、コンピュータのプリンタ、ディスクドライブ、カードリーダー、券売機などが有る。

角度位置エンコーダーとも呼ばれる回転エンコーダーは、一回転以上に渡っての軸の回転運動を測定するために使用される。回転エンコーダーは、ラック歯車やウォームギヤスピンドルと組み合わせて、直線運動を測定するために使用することもできる。

回転エンコーダーは、電気接続ケーブルから動作電圧を受けている。測定信号は、分岐されて、電子処理機器に送られる。回転エンコーダーに異なる形式の接続ケーブルを容易に取り付けられるように、エンコーダーには、コネクタが配備されている。ケーブルとエンコーダーの間、例えば、ケーブルとエンコーダーのコネクタの間の張力を緩和することを目的として、しばしば張力緩和器具が配備される。

既存の張力緩和器具は、二つの一般的な構成で配備されるものと考えられており、それらの両方の構成に有る張力緩和器具は、エンコーダーとは別の構成部品となっている。第一の構成では、エンコーダーは、事前に接続ケーブルをエンコーダーに取り付けて、張力を緩和した形で提供される。第二の構成では、エンコーダーにはケーブルが取り付けられておらず、接続ケーブルをエンコーダーに取り付けた後で張力緩和器具が取り付けられる。

エンコーダーの蓋と一体となった張力緩和器具を備えたエンコーダーに関するニーズが有るものと考える。そのような器具によって、使用者が蓋と張力緩和器具を取り付けることが可能になるとともに、接続ケーブルの張力を緩和するのに、追加的な措置が不要となる。
米国特許第５，９２３，０３２号明細書米国特許第６，２５７，９０７号明細書米国特許第６，６１７，５７１号明細書欧州特許出願公開第０６１０８６９号明細書

本発明の課題は、エンコーダーの組み立てに関する時間と労力を低減するとともに、部品コストを削減するエンコーダー、張力緩和器具を備えたエンコーダーの蓋及びそれらを備えたエンコーダーシステムを作ることである。

本発明の一つの実施例では、エンコーダーは、ベース部材と、このベース部材に取り付けることが可能な蓋とを有し、この蓋は、開口を備えた表面と、この開口と協力して作用する、蓋と一体となった張力緩和器具とを有し、この張力緩和器具は、蓋の表面から外側に延びる少なくとも一つの延長部材と、この少なくとも一つの延長部材から延びる少なくとも一つのバー部材とを有する。

バー部材は、延長部材に対してほぼ垂直に延びる。

張力緩和器具は、それそれが開口の各々の側の表面から外側に延びる、従って開口の互いに反対側から延びる二つの延長部材とこれらの延長部材の間を延びる単一のバー部材とを有する。

二つの延長部材は、互いにほぼ平行に延び、バー部材は、二つの延長部材に対してほぼ垂直に延びる。バー部材は、延長部材よりも長い。

延長部材は、ケーブルタイを受け止めるのに適した少なくとも一つの溝を備える。

張力緩和器具は、開口の一部を画定している。更に、蓋の表面は、部分的な切取り部を有し、開口は、その切取り部の中に有る。

延長部材は、切取り部の縁から延びて、開口の一部を画定している。

切取り部の形状は、開口の一部を画定している底面を備えた長方形の箱形である。

蓋は、高分子材料から構成され、特に、蓋は、射出成形で作られる。

蓋は、蓋をベース部材に取り付けるために構成された少なくとも二つの留め具を有する。

エンコーダーは、底板を備えており、ベース部材は、この底板に取り付けることが可能である。

ベース部材は、ケーブルの嵌め合い部品に取り付けることが可能なコネクタを有し、ケーブルは、張力緩和器具を通して、バー部材と（ａ）蓋及び（ｂ）ベース部材の中の少なくとも一つとの間を通過させることが可能である。

蓋は、部分的な切取り部を有し、開口は、切取り部内に設けられ、コネクタは、切取り部内に延びることが可能であり、張力緩和器具は、切取り部の近くに有る。

張力緩和器具は、（ａ）リボンケーブル、（ｂ）丸形ケーブル、（ｃ）多芯ケーブルの個々の芯の中の少なくとも一つを収容するのに適している。

蓋は、円形の輪郭を有し、バー部材は、蓋の表面に対してほぼ接線方向に配置され、延長部材は、蓋の表面からほぼ半径方向に向かって外側に延びる。

本発明の一つの実施例では、エンコーダーの蓋は、開口を備えた表面と、この開口と協力して作用する、一体となった張力緩和器具とを有し、この張力緩和器具は、蓋の表面から外側に延びる少なくとも一つの延長部材と、この少なくとも一つの延長部材から延びる少なくとも一つのバー部材とを有する。

本発明の一つの実施例では、エンコーダーシステムは、エンコーダーを備えており、このエンコーダーは、コネクタを備えたベース部材と、このベース部材に取り付けることが可能な蓋と、エンコーダーのコネクタと電気的に接続されるとともに、張力緩和器具と（ａ）ベース部材及び（ｂ）蓋の中の少なくとも一つとの間に配置されたケーブルとを有し、この蓋は、開口を備えた表面と、この開口と協力して作用する、蓋と一体となった張力緩和器具とを有し、この張力緩和器具は、蓋の表面から外側に延びる少なくとも一つの延長部材と、この少なくとも一つの延長部材から延びる少なくとも一つのバー部材とを有し、ベース部材のコネクタは、この開口を通して露出している。

本発明の別の特徴及び利点は、添付図面を参照して、以下の実施例の詳細な記述を読むと明らかとなる。

同じ符号は、幾つかの図面の同じ部分を示す。

図１は、ベース部材１４から蓋１２を外した状態のエンコーダー１０、例えば、回転エンコーダー又はモジュラー式回転エンコーダーの分解斜視図である。回路基板１６は、ベース部材１４に取り付けられており、コネクタ１９を有する。ケーブル１９、例えば、リボンケーブルは、コネクタ１９に装着された嵌め合い部品２１を有する。ベース部材１４は、構成部品として、（第二の対象物に対する相対的な位置、例えば、角度位置をエンコーダーによって測定される第一の対象物に取り付けるための）シャフトと、エンコーダーディスクと、ベース部材１４を第二の対象物に取り付けるために配備されたフランジ（例えば、図８参照）とを有する。第一の対象物は、例えば、モーターのシャフトであり、第二の対象物は、例えば、モーターの静止した筐体である。シャフトは、ベース部材１４などの本体の部材によって支持され、エンコーダーディスクは、シャフトに固定されている。それに代わって、シャフトが、歯車ユニットを介して、一つ以上のエンコーダーディスクを駆動することもできる。エンコーダー１０は、例えば、光電式、磁気式、容量式又は誘導式に実施することができる相対及び／又は絶対測定を提供する。エンコーダー１０が光電方式で動作する場合、エンコーダー１０は、エンコーダーディスクによって位置の関数として変調される光線を放射する光源を有する。変調された光は、回路基板１６などの回路基板上に配置することができる検出器に達する。エンコーダー１０の動作及び構造は、例えば、特許文献１〜４に記載されている通りであり、それらの各々の全体をここに参照して明示的に組み入れるものとする。

蓋１２は、ベース部材１４に取り付けることが可能であり（例えば、図２参照）、蓋１２をベース部材１４に固定するために構成された二つの留め具１８を有する。キャップを本体に固定するための追加的な留め具及び／又はその他の機構を配備することもできる。蓋１２は、回路基板１６を保護するのに加えて、ケーブル２０の張力緩和を保証・提供する。蓋１２の表面１３には、開口２４を備えた部分的な切取り部２２が有る。張力緩和器具２６は、開口２４と協力して作用する。切取り部２２は、一般的には長方形の箱形をしているが、コネクタ１９を保護するとともに、張力緩和器具２６を容易に使用するのに適した様々な形状で配備することができる。張力緩和器具２６は、二つの延長部材２８と延長部材２８の間を延びるバー部材３０とを有する。二つの延長部材２８は、互いにほぼ平行に延び、バー部材３０は、二つの延長部材２８に対してほぼ垂直に延びており、延長部材よりも長い。円形の蓋１２に対して、バー部材３０は、蓋１２の側壁の外周面に対してほぼ接線方向に延びる形に配置されており、延長部材２８は、蓋の側壁からほぼ半径方向に延びている。延長部材２８は、切取り部２２の縁から延びているが、蓋の表面１３の別の領域に配備することもできる。張力緩和器具２６は、単一の延長部材とそこから延びるバー部材、即ち、ほぼＬ字形の形状など、それに代わる構造とすることができる。張力緩和器具２６は、フラットケーブル、丸形ケーブル及び多芯ケーブルの個々の線や芯の中の一つ以上を収容するように構成することができる。張力緩和器具２６は、蓋１２と一体となっている。そのような一体となった物として、張力緩和器具２６と蓋１２は、単一の構造部材として構成されている。蓋１２は、張力緩和器具２６を含めて、高分子材料から作ることができる。更に、蓋１２は、張力緩和器具２６を含めて、射出成形で作ることができる。エンコーダー用途に適したその他の材料も、蓋１２と張力緩和器具２６を作るために使用することができる。張力緩和器具２６は、蓋１２と別個に作って、その後蓋１２に取り付けることもできる。

開口２４は、切取り部２２の中に位置する。切取り部２２の底の内側の縁と張力緩和器具２６の内側の縁は、開口２４の境界を構成している。開口２４は、蓋１２をベース部材１４に取り付けた時に、コネクタ１９が開口２４を通して露出するとともに、切取り部２２内に位置するように構成されている。しかし、蓋１２が切取り部を持たず、コネクタ１９を蓋１２の中に配置することもできる。張力緩和器具２６は、コネクタ１９と接続されたケーブル２０の上を延びる。そうすることによって、張力緩和器具２６は、回転エンコーダー１０の外でケーブル２０に加わる張力がコネクタ１９に伝わることをほぼ防止することができる。更に、留め具１８は、張力緩和器具２６への力が蓋１２を開く、或いはベース部材１４から外すように作用することを防止している。張力緩和器具２６は、蓋１２の一部であるか、或いは蓋に取り付けられているので、蓋１２を外すと、ケーブル２０及びベース部材１４の構成部品に容易にアクセスすることができる。従って、ケーブル２０の取り付け、取り外し及び張力緩和を容易に行うことができる。

図２は、ベース部材１４に蓋１２を取り付けた状態の回転エンコーダー１０の斜視図である。留め具１８が、蓋１２をベース部材１４に固定している。前述した通り、キャップを本体に固定するための追加的な留め具及び／又はその他の機構を配備することもできる。ベース部材１４は、ベース部材１４を本体、例えば、静止したモーターの筐体又は底板に直接接続すること（図８参照）を可能とするように構成することができる接続部品３１を有する。

ケーブル２０をエンコーダー１０のコネクタに接続した後に蓋１２をベース部材１４に取り付けると、張力緩和器具２６と蓋１２及びベース部材１４の中の一つ以上との間でケーブル２０が捕捉されるように張力緩和器具２６が構成されていることを理解すべきである。そのようにして、ケーブル２０は、追加的な部品や製造工程又は費用を必要とすること無く張力を緩和されている。エンコーダー１０の使用者が、ケーブル２０をエンコーダー１０に取り付けるか、或いはエンコーダー１０の製造業者が、ケーブル２０をエンコーダー１０に組み込むことができる。

図３は、エンコーダー１０の上面図である。ケーブル２０は、張力緩和器具２６を通して、張力緩和器具２６とベース部材１４及び蓋１２の側壁との間を通過して、コネクタ１９と接続されている。

図４は、エンコーダー１０の前面図である。留め具１８は、蓋１２をベース部材１４としっかりと固定している。

図５は、エンコーダー１０の側面図である。ケーブル２０は、張力緩和器具２６によって張力を緩和されている。図５に図示されている通り、張力緩和器具２６とベース部材１４及び蓋１２の側壁との間でケーブル２０が保持されるように、張力緩和器具は、蓋１２の下方の縁を超えて延びている部分を有する。

図６は、張力緩和器具２６を備えた蓋１２の実施例の斜視図である。張力緩和器具２６と蓋１２は、単一の構造部品となっている。

図７は、蓋１２をベース部材１４に取り付けた状態の回転エンコーダー１０の実施例の斜視図である。延長部材２８は、ケーブルタイを受け止めるのに適した溝４０を備えた形で図示されている。ケーブルタイを取り付けると、ケーブルの張力緩和を一層促進することができる。図７に図示されている通り、コネクタ１９は、開口２４を通して露出している。

図８は、底板５０に取り付けられたエンコーダー１０の実施例の斜視図である。底板５０は、ベース部材１４に取り付けることが可能であり、例えば、モーターの筐体にエンコーダー１０を取り付けることを容易にしている。即ち、コネクタ１９は、張力緩和器具２６の片側、例えば、頂上側に配置されており、ケーブル２０を張力緩和器具２６に入れる位置が、張力緩和器具２６のそれと逆側、例えば、底辺側からとなっている。

ケーブル２０がリボンケーブルとして図示されているが、ケーブル２０は、その他の形状、例えば、丸く構成することも、多芯ケーブルとすることもできることを理解すべきである。多芯ケーブルの外装又は被覆は、コネクタから距離を置いた所で剥がして、個々の芯が、張力緩和器具内に置かれて、張力緩和器具によって張力を緩和されるようにすることができる。

エンコーダー１０が回転エンコーダーとして図示され、ベース部材１４及び蓋１２がほぼ円形の輪郭を持つように図示されているが、エンコーダー１０が回転エンコーダーに限定されず、ベース部材１４及び蓋１２の輪郭が円形の輪郭に限定されないことを理解すべきである。例えば、エンコーダー１０は、直線エンコーダーとし、ベース部材１４及び蓋１２が長方形の輪郭を持つようにすることができる。

蓋を外したエンコーダーの分解斜視図図１に図示したエンコーダーの斜視図図１と２に図示したエンコーダーの上面図図１〜３に図示したエンコーダーの前面図図１〜４に図示したエンコーダーの側面図張力緩和器具と一体となった蓋の斜視図回転エンコーダーの斜視図底板に取り付けたエンコーダーの斜視図

符号の説明

１０エンコーダー
１２蓋
１３表面
１４ベース部材
１６回路基板
１８留め具
１９コネクタ
２０ケーブル
２１嵌め合い部品
２２切取り部
２４開口
２６張力緩和器具
２８延長部材
３０バー部材
３１接続部品
４０溝
５０底板

Claims

ベース部材（１４）と、ベース部材（１４）に取り付けることが可能な蓋（１２）とを有するエンコーダーであって、蓋（１２）が、開口（２４）を備えた表面（１３）と、開口（２４）と協力して作用する、蓋（１２）と一体となった張力緩和器具（２６）とを有し、張力緩和器具（２６）が、表面（１３）から外側に延びる少なくとも一つの延長部材（２８）と、この少なくとも一つの延長部材（２８）から延びる少なくとも一つのバー部材（３０）とを有するエンコーダー（１０）。
バー部材（３０）が、延長部材（２８）に対してほぼ垂直に延びている請求項１に記載のエンコーダー（１０）。
張力緩和器具（２６）が、二つの延長部材（２８）を有し、延長部材の各々が、開口（２４）の各々の側の表面（１３）から外側に延びており、単一のバー部材（３０）が、延長部材（２８）の間を延びている請求項１又は２に記載のエンコーダー（１０）。
二つの延長部材（２８）が、互いにほぼ平行に延びており、バー部材（３０）が、二つの延長部材（２８）に対してほぼ垂直に延びている請求項３に記載のエンコーダー（１０）。
バー部材（３０）が延長部材（２８）よりも長い請求項１から４までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
延長部材（２８）が、ケーブルタイを受け止めるのに適した少なくとも一つの溝（４０）を有する請求項１から５までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
張力緩和器具（２６）が、開口（２４）の一部を画定している請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
表面（１３）が、部分的な切取り部（２２）を有し、開口（２４）が、その切取り部（２２）内に有る請求項１から７までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
延長部材（２８）が、切取り部（２２）の縁から延びて、開口（２４）の一部を画定している請求項８に記載のエンコーダー（１０）。
切取り部（２２）が、長方形の箱形をしており、下方の表面（１３）が、開口（２４）の一部を画定している請求項９に記載のエンコーダー（１０）。
蓋（１２）が、高分子材料から構成されている請求項１から１０までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
蓋（１２）が、射出成形により作られている請求項１１に記載のエンコーダー（１０）。
蓋（１２）が、蓋（１２）をベース部材（１４）に固定するように構成された少なくとも二つの留め具（１８）を有する請求項１から１２までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
底板（５０）を更に備えており、この底板（５０）にベース部材（１４）を取り付けることが可能である請求項１から１３までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
ベース部材（１４）は、ケーブル（２０）の嵌め合い部品（２１）に取り付けることが可能なコネクタ（１９）を有し、ケーブル（２０）は、張力緩和器具（２６）を通して、バー部材（３０）と蓋（１２）及びベース部材（１４）の中の少なくとも一つとの間を通過させることが可能である請求項１から１４までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
蓋（１２）が、部分的な切取り部（２２）を有し、この切取り部（２２）の中に開口（２４）が有り、コネクタ（１９）が、切取り部（２２）内を延びることが可能であり、張力緩和器具（２６）が、切取り部（２２）の近くにある請求項１５に記載のエンコーダー（１０）。
張力緩和器具（２６）が、リボンケーブル、丸形ケーブル及び多芯ケーブルの個々の芯の中の少なくとも一つを収容するのに適している請求項１から１６までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
蓋（１２）が、円形の輪郭を有し、バー部材（３０）が、表面（１３）に対してほぼ接線方向に配置されており、延長部材（２８）が、表面（１３）からほぼ半径方向に向かって外側に延びている請求項１から１７までのいずれか一つに記載のエンコーダー（１０）。
開口（２４）を備えた表面（１３）と、開口（２４）と協力して作用する、一体となった張力緩和器具（２６）とを備えた、エンコーダー（１０）用の蓋（１２）であって、張力緩和器具（２６）が、表面（１３）から外側に延びる少なくとも一つの延長部材（２８）と、この少なくとも一つの延長部材（２８）から延びる少なくとも一つのバー部材（３０）とを有する蓋（１２）。
エンコーダー（１０）を備えたエンコーダーシステムであって、エンコーダー（１０）が、コネクタ（１９）を備えたベース部材（１４）と、ベース部材（１４）に取り付けることが可能な蓋（１２）と、エンコーダー（１０）のコネクタ（１９）に電気的に接続され、張力緩和器具（２６）とベース部材（１４）及び蓋（１２）の中の少なくとも一つとの間に配置されたケーブル（２０）とを有し、蓋（１２）が、開口（２４）を備えた表面（１３）と、開口（２４）と協力して作用する、蓋（１２）と一体となった張力緩和器具（２６）とを有し、張力緩和器具（２６）が、表面（１３）から外側に延びる少なくとも一つの延長部材（２８）と、この少なくとも一つの延長部材（２８）から延びる少なくとも一つのバー部材（３０）とを有し、ベース部材（１４）のコネクタ（１９）が、開口（２４）を通して露出しているエンコーダーシステム。