JP3409033B2 - 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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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１２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。
【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１
０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１
４．１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１５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１
６によって予め設定される。回動軸線Ｒのまわりの両部
分１１、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、１
４．３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１
４．３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４．５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。
【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
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭46−5441（ＪＰ，Ａ) 独国特許出願公開3740744（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 21/00 - 21/32

Claims (14)

    (57)【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、１
    ２）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（１
    １）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（１
    １．１）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（１
    ２）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、両部分（１１，１２）の他方は、少なくとも運
    動方向において、走査距離（Ｄ）に沿って走査要素
    （４）に又は走査要素（４）の支持体（７）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１２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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