(57)【要約】      （修正有）【課題】検出器配列機構とコード円板との間の軸方向間隔が固定され、再び開放され得て、このために僅かな空間の必要性が求められる回転型エンコーダを創作すること。【解決手段】第一構成部材グループ１０は検出器配列機構１３と少なくとも一つの楔状要素１１、１２を備えるハウジング部材１１．１と少なくとも一つのカム１２．１を備える締付けリング１２とを有する。第二構成部材グループ２０はコード円板２３と軸２１を包含する。ハウジング部材１１．１は半径方向に軸２１の外部に配置され、締付けリング１２の回転運動によりハウジング部材１１．１に対し、少なくとも一つのカム１２．１を介して軸線（Ａ）に対して半径方向に配向された方向成分を備える力を少なくとも一つの楔状要素１１、１２に案内できるので軸２１がハウジング部材１１．１に測定作動部の外部で締付けできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一構成部材グループ（１０）と第二構成部材グループ（２０）とを包含する回転型エンコーダにおいて、測定作動では両構成部材グループ（１０、２０）が互いに対して回転自在に配置されていて、第一構成部材グループ（１０）が検出器配列機構（１３）と、少なくとも少なくとも一つの楔状要素（１１、１２）を備えるハウジング部材（１１．１）と、少なくとも一つのカム（１２．１）を備える締付けリング（１２）とを有し、第二構成部材グループ（２０）がコード円板（２３）と軸（２１）を包含し、コード円板（２３）が両構成部材グループ（１０、２０）の相対角度位置を互いに決定する検出器配列機構（１３）により測定作動で走査でき、ハウジング部材（１１．１）は半径方向に軸（２１）の外部に配置されれて、締付けリング（１２）の回転運動によってハウジング部材（１１．１）に対して、少なくとも一つのカム（１２．１）を介して軸線（Ａ）に対して半径方向に配向された方向成分を備える力を少なくとも一つの楔状要素（１１、１２）に案内できるので、軸（２１）がハウジング部材（１１．１）に測定作動部の外部で締付けできることを特徴とする回転型エンコーダ。
【請求項２】
締付けリング（１２）は複数のカム（１２．１）を有し、ハウジング部材（１１．１）には複数の楔状要素（１１、１２）が配置されていて、楔状要素（１１、１２）の軸（２１）に向いた面が凹状に彎曲されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転型エンコーダ。
【請求項３】
第一構成部材グループ（１０）が第二構成部材グループ（２０）に軸受なしに対向して位置することを特徴とする請求項１或いは２に記載の回転型エンコーダ。
【請求項４】
少なくとも一つの楔状要素（１１、１２）が分離可能にハウジング部材（１１．１）と結合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転型エンコーダ。
【請求項５】
軸（２１）がハウジング部材（１１．１）に摩擦接続部によって締付けできることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転型エンコーダ。
【請求項６】
回転型エンコーダが誘導的測定原理に基づいて作動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転型エンコーダ。
【請求項７】
検出器配列機構（１３）は励起兼受信案内トラックを備えるプリント回路基板として構成されることを特徴とする請求項６に記載の回転型エンコーダ。
【請求項８】
コード円板（２３）が交互に配置されて電気伝導性と非伝導性区分領域を有することを特徴とする請求項６或いは７に記載の回転型エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は請求項１による相対角度位置を決定する回転型エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転型エンコーダは、しばしば二つの互いに相対的に回転できる機械部材の角度位置を決定するために使用され、例えば誘導性測定原理に基づいて作動される。誘導性回転型エンコーダの際には、励磁コイルと受信コイルはおよそ導体トラックの形態で例えば回転型エンコーダのステータと固定式に接続される共通プリント回路基板に塗布される。このプリント回路基板に対して、定義された軸方向間隔にあって、コード円板として形成されている別のプラチナに中心合せして、周期的間隔で交互に電気伝導性と非電導性面には区分領域或いは区分構造として塗布され、このプリント回路基板は回転型エンコーダのロータと回転しなく接続されている。励磁コイルには時間的に交番の電気励磁界が設置されるならば、ロータとステータとの間の相対回転中の受信コイルには角度位置に依存する信号が発生される。この信号は評価電子機器で更に処理される。
【０００３】
しばしば、そのような回転型エンコーダは、電気駆動手段用の測定装置として、適切な駆動軸の絶対的角度位置を決定するように、使用される。
【０００４】
出願人の欧州特許第９７３０１４号明細書（特許文献１）には、回転型エンコーダ用の構成が記載され、検出器配列機構とコード円板との間の軸方向間隔がハンガー状要素によって固定され、このハンガー状要素は回転型エンコーダ軸を半径方向長手移動によって形状一体的に締め付ける。この種の装置は装置が作動のために半径方向において比較的に大きい場所の必要性を要求されるという欠点を有する。
【特許文献１】欧州特許第９７３０１４号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１９７５１８５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故に、この発明の課題は、簡単な形式では検出器配列機構とコード円板との間の軸方向間隔が固定され、再び開放され得て、特にこのために僅かな空間の必要性が求められる回転型エンコーダを創作することを基礎としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、この発明によると、請求項１の特徴事項によって解決される。
【０００７】
この発明によると、回転型エンコーダは第一構成部材グループと第二構成部材グループとを包含し、測定作動では両構成部材グループが互いに対して回転自在に配置されている。第一構成部材グループは検出配列機構と、少なくとも少なくとも一つの楔状要素を備えるハウジング部材と、少なくとも一つのカムを備える締付けリングとを有する。第二構成部材グループがコード円板と軸を包含する。このコード円板は両構成部材グループの相対角度位置を互いに決定する検出配列機構により測定作動で走査できる。ハウジング部材は半径方向に軸の外部に配置されて、特に軸を完全に包囲し、つまりこの軸を全周にわたり包囲されている。ハウジング部材に対しての締付けリングの回転運動によって、少なくとも一つのカムを介して軸線に対して半径方向に配向された方向成分を備える力が少なくとも一つの楔状要素に案内できるので、軸がハウジング部材に測定作動部の外部で締付けできる。特にこの状態では、特に軸受なしに形成される回転型エンコーダは、それが据付けられる前に、確実に輸送され得る。
【０００８】
「軸受なし」との概念は第一構成部材グループが第二構成部材グループに軸受なしに、つまり回転型エンコーダ内に支持なしに対向して位置することを意味する。
【０００９】
締付けリングが複数のカムを有し、ハウジング部材には複数の楔状要素が配置され、楔状要素の軸に向いた面が凹面に彎曲されて構成されていることは、利点である。この配列では、軸の外周に沿ってずれて楔状要素が配置され得て、この楔状要素は半径方向にカムによって締め付けるために軸線の方向に移動される。それにより、均一な力導入が達成される。特に、楔状要素によって軸に導いた力は、これが零に加えられるので、軸線の半径方向移動の原因となった力が生じないように、補償する。対向して、この配列によって締付けの固定による検出器配列に対するコード円板の心合せが可能である。
【００１０】
この発明の別の構成では、締付けリングがハウジング部材と分離自在に結合されている。しかし、この場合には、少なくとも一つの楔状要素がハウジング部材と分離しなく結合されている。
【００１１】
軸がハウジング部材に摩擦接続部によって締付けでき、特に閉鎖形状が存在しないことが利点である。
【００１２】
回転型エンコーダはこれが誘導的測定原理に基づいて作動するように構成されているならば、配列が特に好ましい。というのは、まさにこの測定原理では、検出器配列とコード円板の間の軸方向間隔が正確に調整されることは、特に重要である。この発明によると、この調整を機構側で回転型エンコーダの製造者では精密に着手して軸方向間隔を固定することが容易に可能であるので、この軸方向間隔が輸送中に回転型エンコーダを作動するために調整される。回転型エンコーダの取付け後に初めて、固定が開放され得る。誘導的測定原理に基づく回転型エンコーダでは、検出器配列は励起導体トラックと受信導体トラックを備えるプリント回路基板として構成され得る。さらに、コード円板が交互に配置されて電気伝導性と非伝導性区分領域を有し得る。
【００１３】
この発明の好ましい構成は従属請求項に採用されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明による回転型エンコーダの更なる詳細と利点は添付図の基づく実施例の次の詳細な説明から明らかになる。
【００１５】
図１には、実施例による回転型エンコーダを通る断面図が図示されている。それ故に、この回転型エンコーダはここではステータ１０の機能の第一構成部材グループとここではロータ２０として作用する第二構成部材グループとを包含する。ロータ２０とステータ１０は測定作動部には軸線Ａを中心に互いに相対的に回転可能に配置されれている。
【００１６】
ステータ１０は図１において上第一ハウジング部材１１．１と下第二ハウジング部材１１．２から成る二部材のハウジング１１を包含する。孔１１．１１、１１．２１（図５ａ）によって、ステータ１０は例えばモータのハウジングに固定されている。紹介された実施例では、回転型エンコーダは誘導的測定原理に基づいて作動される。対応して、ステータ１０には検出器配列がプリント回路基板１３の形態で縁折曲げ部１１．２２を介して回転しなく第二ハウジング部材１１．２と結合されている。
【００１７】
ドイツ特許出願公開第１９７５１８５３号明細書（特許文献２）には、例えば誘導的に作動する回転型エンコーダの機能原理が説明されている。プリント回路基板１３上には、受信コイルとして内部受信トラックに受信導体トラックが配置され、外部受信トラックに別の受信導体トラックが配置されている。さらに、励起コイルとしてプリント回路基板１３に励起導体トラックが設けられ、内部、中間と外部励起トラックに塗布されている。プリント回路基板１３自体は中心孔を有し、多層状に形成されている。
【００１８】
ロータ２０は紹介された実施例では中空軸２１として構成されている軸を包含する。中空軸２１の中央孔には、例えばモータ軸が挿入されて固定され、回転型エンコーダによってモータのハウジングに対するこのモータ軸の相対的角度位置を検出する。中空軸２１は回転対称部材であり、ステップ２１．１と比較的薄壁ウエブ２１．２を包含する。ウエブ２１．２は溝２１．２１、半径方向に適用された円錐外面２１．２２並びにスリット２１．２３を有する。
【００１９】
さらに、ロータ２０には特にその中空軸２１にはリング状コード円板２３が回転しなく固定されている。コード円板２３は、図示された実施例ではエポキシ樹脂から製造されて二つの区分トラック上に配置されている基板から成る。区分トラックは円リング状に形成され、軸線Ａに関して異なった直径により同心円に基板上に配置されている。両区分トラックはそれぞれに、周期的順序の交互に配置された電気伝導性区分領域と非伝導性区分領域から成り立つ。電気伝導性区分領域の材料として、示された例では、銅が基板上に塗布されている。それに対して非伝導性区分領域では基板が被覆されてなかった。内部区分トラックは図示された実施態様では電気伝導性材料、ここでは銅を備える第一半リング状区分領域と非伝導性区分領域が配置されている第二半リング状区分領域とから成り立つ。第一区分トラックに半径方向に隣接して、第二区分トラック基板上に位置し、区分トラックは多数の電気伝導性区分領域並びにその間に配置された非伝導性区分領域から成る。この場合には、種々の区分領域は材料的に第一区分領域の区分領域と同様に形成されている。全体として第二区分トラックは図示された実施例では３２個の周期的に配置されて電気伝導性区分領域並びに対応して３２個のその間に配置された非伝導性区分領域を包含する。
【００２０】
コード円板２３とプリント回路基板１３は互いに軸方向間隔をもって対向して位置するので、軸線Ａがコード円板２３とプリント回路基板１３の中心点を通して延びていて、コード円板２３とプリント回路基板１３の間の相対的回転の際にはプリント回路基板１３にはそれぞれに角度位置に依存する信号が誘導効果によって発生できる。この測定原理に基づいて、コード円板２３はロータ２０とステータ１０の相対的角度位置を互いに決定するプリント回路基板１３により測定作動部内で走査できる。
【００２１】
対応する信号の形成の前提条件は、励起導体トラックが時間的に交番する励起電磁界を走査トラックの領域に或いはそれで走査された区分トラックの領域に発生させることである。図示された実施例では、励起導体トラックは多数の平らな平行な電流貫流個別導体トラックとして形成されている。導体トラック一単位の励起導体トラックが全体として電流の同じ方向に貫流されるならば、それぞれの導体トラック単位だけホース状或いは円筒状に配向された電磁界が形成される。生じる電磁界の磁界線が導体トラック単位だけ同心円の形態に延びていて、磁界線の方向が公知の種類と形式では導体トラック単位における電流方向に依存する。
【００２２】
けれども、測定作動が開始され得る前に、コード円板２３とプリント回路基板１３の間の軸方向間隔ができるだけ正確に調整されなければならない。紹介された回転型エンコーダは固有の軸受なしに、つまり軸受なしに構成されるので、コード円板２３とプリント回路基板１３がモータ軸とモータのハウジングに組み立て前に互いに軸方向に且つ僅かな周辺に半径方向にも移動できる。他には、まさに、誘導的測定原理との関係において正しい軸方向間隔と良好な心合せは信号振幅の大きさとそれに伴う測定結果の利点の基準となる。この理由から、示された実施例では、回転型エンコーダの製造業者には既にコード円板２３とプリント回路基板１３の間の軸方向間隔と相対的心合せの最適な調整が行われ、その後にコード円板２３とプリント回路基板１３が相対的に互いに固定されるので、回転型エンコーダを作動する輸送中にこの調整は失われることなしに行われる。回転型エンコーダの組み立ての進行では、最後に固定は再び開放され、測定作動では最適軸方向間隔と最適心合せが与えられる。
【００２３】
固定の目的のために、回転型エンコーダは案内面１２．１、カム１２．２、半径方向突起１２．３とクリップ突起１２．４を備える合成樹脂製締付けリング１２を包含する。さらに、第一ハウジング部材１１．１は彎曲された楔状要素１１．１２を有し、楔状要素はウエブ１１．１３を介して第一部材１１．１の主部材と結合されている。彎曲された楔状要素１１．１２は半径方向外部凸状表面を有し、半径方向内部凹状表面を有する。スリット１１．１４を通して周辺方向に互いに間隔を置いていて、半径方向に互いに移動できる。すべての成分、特に楔状要素１１．１２を備える第一ハウジング部材１１．１は合成樹脂製射出部材として一部材で製造されている。
【００２４】
締付けリング１２は図４によると製造業者には調整前に第一ハウジング部材１１．１にクリップ結合で分離自在に結合され、しかも、カム１２．２が楔状要素１１．１２をその半径方向狭い領域に接触する個所である（図３）。対応して中空軸２１と楔状要素１１．１２の間の空隙ｓが存在するので、ロータ２０がステータ１０に対して回転でき、ある限度で軸方向に移動できる。次は、回転型エンコーダに接続された検査装置が最適信号品質を報告するまで、中空軸２１がハウジング１１に対して軸方向に移動される。対応して、コード円板２３とプリント回路基板１３の間の軸方向間隔が最適に調整される。
【００２５】
この状態では、図３による締付けリング１２は時計針方向に第一ハウジング部材１１．１に対して回転され、より良い操作性にするために半径方向突起１２．３に作用され得る。この回転運動はこれら楔状要素が半径方向に曲がり易く構成されるので、カム１２．２が楔状要素１１．１２を半径方向に内方へ押圧するという結果を生じる。楔状要素１１．１２の弾性を増加させるために適切なスリット１１．１４が設けられている。この形式では空隙ｓが零に減少され、楔状要素１１．１２はステータ１０をロータ２０に締付けられるので、相対的軸方向移動性が阻止される。同時に、中空軸２１上へのあらゆる面に対称的力導入によって自動的にコード円板２３のプリント回路基板１３に対する心合せが行われる。
【００２６】
この関係において、中空軸２１の領域が楔状要素１１．１２の凹面領域に作用される円筒状外面を意味することを注意を払うべきである。対応して締付けが単に摩擦接続部によって与えられる。締付けの半力を増加させるために片面或いは両面が、例えば楔状要素１１．１２の円筒状外面及び凹面領域又はそのいずれか一方が毛羽立てられる。特にこの目的のために、ぎざぎざを取付け或いは他の毛羽立てた表面構造が設けられ得る。
【００２７】
調整は無段階に精密に実施され得る。通常にはこの状態ではロータ２０がステータ１０に対してもはや回転できない。それ故に、回転型エンコーダは、機構側に固定された軸方向間隔が調整されることなしに、安全に輸送され得る。
【００２８】
モータに回転型エンコーダを取付ける進行中ではまず最初にモータ軸が回転型エンコーダの中空軸２１に挿入される。次はハウジング１１がモータのハウジングに固定されている、というのは、ボルトが孔１１．１１、１１．２１を通して差し込まれ、モータのハウジング内の対応するねじ孔で回転されるからである。
【００２９】
次は中空軸２１がモータ軸に固定されている。この目的のために、回転型エンコーダにはリング部材２４は円錐状内面２４．３と止めリング２２を備えており、止めリング２２はウエブ２１．２の外面２１．２２とリング部材２４の内面２４．３の間に配置され、ここでは特に溝２１．２１に係合する。止めリング２２によって軸線Ａから垂直に貫通される幾何学的面が中心に固定され得る。この平面は次に横断面Ｑとして適用される。
【００３０】
構造的には図６によると幾何学的配列が創作されて、リング部材２４の内面２４．３上の点Ｐi1，Ｐi2並びに中空軸２１或いはウエブ２１．２の外面２１．２２上の点Ｐa1，Ｐa2が定義でき、これらは軸線Ａに対応する異なった間隔ｒi1，ｒi2，ｒa1，ｒa2を有する。既に述べたように、止めリング２２によって平らな横断面Ｑが設置され得て、横断面Ｑの平面には、軸２１の外面２１．２２上に第一点Ｐa1が存在する、或いは定義できる。
【００３１】
ｙ方向と反対の方向（−ｙ、つまり図６では下へ）に止めリング２２の横断面Ｑから出発して、リング部材２４の内面２４．３上に視覚的幾何学的第一点Ｐi1があり、定義できる。それに対して、ｙ方向（図６では上へ）には内面２４．３上の第二点Ｐi2と外面２１．２２上の第二点Ｐa2が定義できるか、或いは配置されている。軸線Ａに対する内面２４．３上の第一点Ｐi1の半径方向間隔ｒi1が軸線Ａに対する内面２４．３上の第二点Ｐi2の間隔ｒi2より小さい。さらに、軸線Ａに対する外面２１．２２上の第一点Ｐa1の間隔ｒa1は軸線Ａに対する外面２１．２２上の第二点Ｐa2の間隔ｒa2より小さい。
【００３２】
組立て進行中に、ねじピン２４．２はリング部材２４のねじ孔２４．１で回転されるので、リング部材２４はねじピン２４．２によってステップ２１．１上に支持される。それによりリング部材２４には反力Ｆがここでは軸線Ａと平行に配向される方向ｙに案内されている。リング部材２４はｙ方向に移動し、溝２１．２１の止めリング２２に押圧する。この場合には、半径方向内方に向いた力が作用し、ウエブ２１．２が半径方向内方に押圧されるので、中空軸２１に挿入されたモータ軸が回転しなく締付けられる。この締付けによって中空軸２１の軸方向固定もモータ軸に与えられる。この場合には、構造条件的に非常に高い締付け力が達成される、というのは、一方では、溝２１．２１がステップ２１．１、つまりウエブ２１．２の肩部或いは根部からかなり間隔を置いて位置し、他方では、ウエブ２１．２の円錐状構成によってこれが突起に非常に薄壁に構成されるからである。対応して、高い曲げモーメントが、ウエブ２１．２の比較的小さい抵抗モーメントでは、止めリング２２を介して案内される。このウエブ２１．２の抵抗モーメントは追加的にスリット２１．２３を通して減少されて、周辺方向においてずれて軸線Ａに対して平行に整合されている。
【００３３】
ステータ１０がモータのハウジングに固定され、ロータ２０がモータ軸に固定された後に、機構側調整を保持するためにコード円板２３とプリント回路基板１３の間の軸方向間隔が行われた固定が開放され得る。これは、締付けリング１２がハウジング１１に対して時計針方向と反対に回転されることによって生じる。それによりカム１２．２は楔状要素１１．１２の狭くなった領域にもたらされ、中空軸２１が再び開放される。空隙ｓがこの状態では零より大きく、測定作動が始動される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例による回転型エンコーダを通る斜視断面図を示す。
【図２】リングなしの回転型エンコーダの平面図を示す。
【図３】輸送安全配列の詳細図を示す。
【図４】輸送安全配列の範囲の部分断面図を示す。
【図５ａ】回転型エンコーダの断面図を示す。
【図５ｂ】リングをもつ回転型エンコーダの平面図を示す。
【図６】回転型エンコーダの部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１０．．．．．ステータ
１１．．．．．ハウジング
１２．．．．．締付けリング
１３．．．．．プリント回路基板（検出器配列）
２０．．．．．ロータ
２１．．．．．中空軸
２２．．．．．止めリング
２３．．．．．コード円板
２４．．．．．リング部材
１１．１．．．第一ハウジング部材
１２．２．．．カム
１２．３．．．突起
２１．１．．．ステップ
２１．２．．．ウエブ
２４．１．．．ねじ孔
２４．２．．．ねじピン
１１．１１、１１．２１．．孔
１１．１２．．楔状要素
１１．１４．．スリット
２１．２１．．溝
２１．２２．．外面
【図１】
2008134249.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2008134249.tif 000007
【図５ｂ】
2008134249.tif 000008
【図６】
2008134249.tif 000009