(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定方向において互いに相対的に移動可能な対象物（１、２）の相対位置の測定のための位置測定装置にして、測定尺（３）の目盛平面（３．１）における目盛（３．２）は、測定方向において走査ユニット（４）の走査要素（５）によって走査され、その際測定尺（３）は第１の対象物（１）に固定されており、走査ユニット（４）は組立要素（６）によって第２対象物（２）に固定可能である、前記位置測定装置において、
走査ユニット（４）に位置決め手段（９、９０）が内蔵されており、位置決め手段と共に走査要素（５）が組立要素（６）に対して測定方向に対して垂直にかつ目盛平面（３．１）に対して垂直に第１参照位置から第２参照位置に移動可能であり、更にこれらの参照位置は走査ユニット（４）に内蔵された要素（５、６、９；５、６、９０）の協働によって予め設定されており、その際走査要素（５）の移動によって測定尺（３）と走査要素（５）との間の走査距離（Ｄ）が確定されることを特徴とする前記位置測定装置。
【請求項２】
測定尺（３）が、回転軸線（Ｒ）のまわりに回転可能で軸（１）上に固定されてディスクを有し、その回転軸線（Ｒ）に対して垂直の表面（３. １）上に目盛（３. ２）が設けられており、そして走査要素（５）は位置決め手段（９；９０）を介して組立要素（６）に軸線方向に移動可能に案内されている、請求項１記載の位置測定装置。
【請求項３】
組立要素（６）が第１ストッパ面（６. １）を有し、このストッパ面と位置決め手段（９；９０）の第１ストッパ面（９. １；９０. １）とが第１参照位置で協働し、そして位置決め手段（９；９０）及び又は組立要素（６）は、第２参照位置を確定する第２ストッパ面（６. ２、９. ２）を有する、請求項１又は２記載の位置測定装置。
【請求項４】
位置決め手段（９）が組立要素（６）のねじ孔（８）を介して軸線方向に移動可能なねじである、請求項３記載の位置測定装置。
【請求項５】
位置決め手段が組立要素（６）に旋回可能に支承されたレバ（９０）である、請求項３記載の位置測定装置。
【請求項６】
位置決め手段（９）の操作のために、位置決め手段（９）に軸線方向で手が届く、請求項１から５までのうちのいずれか一記載の位置測定装置。
【請求項７】
組立要素（６）が組立要素（６）と第２対象物（２）との間のラジアル方向の締付けのための締付け要素（１１）を有する、請求項２から６までのうちのいずれか一記載の位置測定装置。
【請求項８】
締付け要素（１１）が回転軸線（Ｒ）に対して平行に向けられかつ締付けのために締付け要素（１１）にその軸線方向で手が届きかつ操作可能である、請求項７記載の位置測定装置。
【請求項９】
第２対象物（２）が組立筒体（２. １）を有し、その内方のジャケット面に組立要素（６）がラジアル方向で締付け可能である、請求項７又は８記載の位置測定装置。
【請求項１０】
組立筒体（２. １）がモータ（２）の構成部分であり、その軸（１）にディスク（３）が回転剛固に固定されている、請求項９記載の位置測定装置。
【請求項１１】
位置測定装置の走査ユニット（４）の組立方法にして、測定尺（３）は第１対象物（１）に固定されておりかつ測定方向における測定尺（３）の走査のために走査ユニット（４）は次の方法ステップによって第２対象物（２）に固定される、前記組立方法において、
ａ）走査要素（５）は位置決め手段（９；９０）によって組立要素（６）に、第１参照位置に固定され、
ｂ）走査要素（５）、組立要素（６）及び位置決め手段（９；９０）から成る走査ユニット（４）は、走査ユニット（４）の要素が測定尺（３）又は測定尺（３）の支持体と接触するまで測定尺（３）の目盛（３．２）を有する平面（３．１）の方向に移動され、
ｃ）組立要素（６）は第２対象物に固定され、
ｄ）走査要素（５）は位置決め手段（９；９０）によって組立要素（６）で第２参照位置に対して移動されその際測定方向に対して垂直でかつ目盛（３．２）を有する平面（３．１）に対して垂直な走査要素（５）のこの移動によって測定尺（３）と走査要素（５）との間の走査距離（Ｄ）が予め設定されることを特徴とする前記組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念による位置測定装置及び特許請求の範囲第１１項の上位概念による位置測定装置の走査ユニットの組立方法に関する。
位置測定装置では測定尺は走査要素によって走査される。この走査では位置に依存した電気的走査信号が得られ、走査信号は電子装置、例えばカウンタ又は数値制御部に供給される。走査要素の品質は走査距離に依存し、従って走査要素を測定尺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。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許明細書第０１７７７１１号には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中に移動可能に支承されておりかつ各位置で拘束可能である。必要な走査距離は組立中測定尺と走査目盛との間に挿入される間隔フィルムによって設定される。走査目盛の移動はフィルムの締付けまでに行われ、その後走査目盛は拘束されかつフィルムは取り外される。
【０００３】
この公知の位置測定装置では間隔ホルダとしての別々のフィルムの必要性及び締付けられたフィルムの側方への除去が欠点がなる。
ヨーロッパ特許明細書第０２８０３９０号において、固有の支承部を有しない回転発信機の形の位置測定装置が公知である。そのような回転発信機は組み込み回転発信機と称される。走査ユニットと目盛ディスクとの相対距離は組み込み発信機では測定されるべき対象物に先ず組みつけられた状態で確定される。組みつけの容易化のために回転発信機に固定要素が内蔵され、固定要素は目盛ディスクのボスと接触しかつ組みつけ中目盛ディスクの位置を確定する。測定されるべき対象物への目盛ディスクの組立後、固定要素はボスから取り外される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の課題は、位置測定装置を、簡単に組立られかつ必要な走査距離が簡単に調整可能であるように構成することである。
更に、第２の課題は、位置測定装置の走査ユニットの簡単な組立が保証されるような方法を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば第１の課題は、特許請求の範囲第１項の特徴によって解決される。
本発明によれば第２の課題は特許請求の範囲第１１項による方法によって解決される。
【０００６】
本発明の利点は特に、走査距離が既に走査ユニット自体の構成部分によって確定されておりかつ消失可能なフィルムは必要とされないことである。
次に図面に基づいて本発明を説明する。
【０００７】
【実施例】
図１には、駆動装置に固定された角度測定装置が表されている。駆動装置は支承された軸１を備えたモータであり、そのステータ２に対する回転角度は角度測定装置によって測定される。このために軸１に目盛ディスク３の形の測定尺が固定されている。この固定はねじ、接着剤、プレス又は締付けによって行われることができる。目盛ディスク３は平面３. １上に目盛３. ２又はコードを有し、これらは光電的、磁気的、容量的又は誘導的に走査可能である。
【０００８】
目盛３. ２は位置測定装置ではそれ自体公知の方法で走査ユニット４によって走査される。走査ユニット４は走査要素５及び組立要素６から成る。走査要素５は案内を介して組立要素６に、目盛３. ２の方向に、即ち平面３. １に対して垂直に移動可能に支承されている。案内は実施例においては組立要素６におけるねじ孔８によって形成されており、ねじ孔にはねじ９がねじねじ込み可能に支承されている。ねじ９の一端に走査要素５が、組立要素６に対して２つの特定された参照位置に移動可能であるように固定されている。移動はねじ９をねじることによって行われ、従ってねじ９は位置決め要素とも称されることができる。第１参照位置−組立位置とも称される−は、図１及び図２に表されている。この状態において、ねじ９の軸線方向に作用する第１ストッパ面９. １は組立要素６の軸線方向に作用する第１ストッパ面６. １と協働する。同様にねじ９のストッパ面９. ３は走査要素５のストッパ面５. ３と協働する。
【０００９】
この第１参照位置において、走査ユニット４は駆動装置のステータ２と回転不能に連結される。このために走査ユニット４は、走査要素５が目盛ディスク３と接触するまで筒体２. １中で目盛ディスク３. １に対して軸線方向に案内される。この状態で走査ユニット４は組立要素６によってステータ２に固定される。
必要な走査距離の調整のためにねじ９は、組立要素６の第２ストッパ面６. ２がねじ９の第２ストッパ面９. ２と協働するまで捻じられる。この第２参照位置−運転状態とも称される−は、図３及び図４に表されている。実施例において組立要素６のこの第２ストッパ面６. ２はディスク５の中間接続の下にねじ９の第２ストッパ面９. ２と協働する。走査距離は実際に略０. ５〜１ｍｍである。
【００１０】
走査要素５がねじ９によって組立要素６に対して２つの参照位置に移動可能であり、その際参照位置が走査ユニット４自体の部分によって予め設定されていることが重要である。両参照位置の距離によって走査距離Ｄが決定される。第１参照位置から第２参照位置への移動は目盛ディスク３. １に対して垂直に行われる、その際図示の角度測定装置では回転軸線Ｒの方向に行われる。ストッパ面６. １、６. ２、９. １及び９. ２は回転軸線Ｒに対して垂直である。
【００１１】
本発明に基づいて例として説明される角度測定装置は、ヨーロッパ特許明細書第０１８２０８５号に記載されているような誘導的に作動する装置である。目盛ディスク３は非導電性材料から成り、かつ平面３. １上に互いに間隔をおいて導電性領域３. ２から成るインクリメンタル目盛が成層されている。走査要素５はプレートであり、その表面５. １には薄層技術により励磁体とセンサコイルが成層されている。プレート５は同様にディスク状に形成されている。組立要素６に対して特定されて比較的大きくかつ信頼性のあるプレート５を移動させることができるために、図５から明らかなように互いに１２０°ずらされた３つのねじ９が位置決め要素として、設けられている。
【００１２】
図２及び図４にはねじ９が走査要素５（プレート）の長孔２０内を移動されることが図式的に表されている。走査距離の調整の際にねじ９の軸線方向の移動は長孔２０中で行われる。組立要素６の開脚の際にねじ９はラジアル方向外方に移動され、従って長孔２０の縦軸線は軸線Ｒから出発してラジアル方向外方に向いている。縦軸線に対して垂直の長孔２０の直径は係合しているねじ９の直径に正確に一致する。複数の−例えば１２０°だけ−ずらされた３つの長孔を設けるこるとによって、走査要素５の位置が組立要素６の開脚の際に不変であることが保証される。
【００１３】
次に組立要素６の好適な変形を記載する。図１〜図６による組立要素６はリング状部材であり、その外径はステータ２の内径よりも僅かに小さい。図５に示すように、組立要素６にはラジアル方向に向いたスリット１０が設けられている。好ましくはスリット１０は組立要素６の開脚従って外径の増大を可能にする。ラジアル方向の開脚のために開脚要素１１が設けられている。図６によれば、開脚要素はねじ１１. １から成り、ねじによって軸線方向に順次配設された２つの締付け要素１１. ２及び１１. ３が反対方向に移動可能である。締付け要素１１. ２及び１１. ３は組立要素６の円錐面１１. ４及び１１. ５と協働し、そこで締付け要素は支持される。ねじ１１. １の回動によって両締付け要素１１. ２及び１１. ３は互いに引き込まれ、その際楔作用によって隙間１０従って組立要素６の外径が拡大される。ステータ２と走査ユニット４との間のこのラジアル方向の締付けは、走査ユニット４が直接モータの筒体２. １中に挿入されるべき場合には特に有利である、そのわけはこの組立ではモータに孔は必要とされないからである。この場合ステータ２は電動モータのハウジング又はフランジ（モータ軸受シールド）である。
【００１４】
ラジアル方向の締付けは少なくとも1 つの回転軸線Ｒに対して垂直に向いた方向における締付け又は開脚を意味する。ラジアル方向の締付けはステータ２の内方又は外方の周囲面に作用する。
図示しない方法で組立要素６の開脚のための締付け要素は円錐ねじで有り得、その円錐は相応する孔と協働する。更にラジアル方向の締付けはスリット１０に嵌入し又は直接締付け部に作用する偏心ねじによっても行われることができ、その際ねじは組立要素中で軸線方向にねじ込まれておりかつねじ頭部の偏心した周囲面はねじの回動によって筒体２. １と接触することになる。
【００１５】
ラジアル方向の締付けのための操作要素−例えばねじ１１. １−は、回転軸線Ｒに対して平行に向けられかつ軸線方向に手が届きかつ操作可能であり、このことは組立を著しく容易にする。
図２及び図４中、組立要素６の有利な構成が図式的に表されている。組立要素６は突出部３０を有し、組立要素は突出部によってラジアル方向の締付けの際に筒体２. １に支持される。
【００１６】
ねじ９の代わりに他の位置決め要素が設けられることができ、それによって２つの参照位置が調整可能である。位置決め要素が軸線方向に手が届くきかつ操作可能である場合には、特に有利である。
図７〜図１０において、本発明により実施される角度測定装置の第２実施例が表されている。同様な構成部分は第１実施例と同様な参照符号を使用する。
【００１７】
目盛ディスク３は平面３. １上に更に目盛ディスク３. ２を有し、目盛ディスクは光電的、磁気的、容量的又は誘導的に走査可能である。走査要素５は組立要素６に軸線方向に移動可能に支承されている。移動はレバ９０の操作によって行われる。位置決め要素はこの軸においてはレバ９０である。図７に示すように、組立要素６に１２０°互いにずらされた３つのレバ９０がそれぞれ回転軸線９. １を介して旋回可能に支承されている。
【００１８】
第１参照位置−組立位置とも称される−は、図９に表されている。レバ９０は走査要素５のために第１参照位置を特定する。走査要素５はストッパ面５. ３によってレバ９０のストッパ面９０. ３に軸線方向に支持される。走査要素５はばね９２によってストッパ９０. ３に押しつけられている。レバ９０はストッパ面９０. １によって組立要素６のストッパ面６. １に支持される。それによって走査要素５は組立要素６に対して特定された距離に保持される。
【００１９】
この状態において、走査ユニット４は軸線方向において筒体２. １の目盛３. ２の方向に、走査ユニット４が目盛ディスク３と接触するまで案内される。この状態で走査ユニット４は組立要素６を介してステータ２に固定される。
走査距離Ｄの調整のために３つのレバ９０が操作され、その際各々はその回転軸線９１のまわりに旋回される。操作の方向は図９においてＦで表される。図示しない方法で、３つのレバが１つの装置と共に操作されることができる。走査要素５はレバ９０の操作によって組立要素６に対して第２参照位置に移動される。この第２参照位置−運転位置とも称される−は、図１０中に示されている。組立要素６のストッパ面６. ２は操作要素５のストッパ面５. ３と協働する。
【００２０】
第２実施例の組立要素６は、開脚要素１１がねじ１１. １０である点の相違を除いて第１実施例と一致する。ねじ１１. １０は、ねじ頭部が組立要素６に支持されるまで組立要素６にねじ込まれる。ねじ１１. １０の回動により、ねじ１１点１０のねじ山はスリットの付けられたリング状の組立要素６のラジアル方向の開脚従ってステータ２における走査ユニット４のラジアル方向の締付けを作用する。ステータ２は更に電動モータのハウジング又はフランジで有り得る。
【００２１】
図示のプレート５の代わりに走査要素として本発明によれば他の誘導走査要素又はしかし磁気的、容量的又は光電的走査要素も組立られることができる。光電的位置測定装置では走査要素は公知の走査板（スリット絞り）又は複数の光感領域を備えた半導体基板のみでも有り得る。
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】第１位置測定装置の組立状態の断面図である。
【図２】図１の位置測定装置の拡大破断図部である。
【図３】図１による位置測定装置の運転状態を示す図である。
【図４】図３の位置測定装置の拡大破断図図である。
【図５】第１位置測定装置の軸線方向の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】第２位置測定装置の軸線方向の平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】第２位置測定装置の組立状態にめおける拡大破断図図である。
【図１０】第２位置測定装置の運転状態における拡大破断図図である。
【符合の説明】
１    対象物
２    対象物
３    測定尺
４    走査ユニット
５    走査要素
６    組立要素
９    位置決め手段
９０    位置決め手段
Ｄ    走査距離
【図１】
0003954705.tif 000002
【図２】
0003954705.tif 000003
【図３】
0003954705.tif 000004
【図４】
0003954705.tif 000005
【図５】
0003954705.tif 000006
【図６】
0003954705.tif 000007
【図７】
0003954705.tif 000008
【図８】
0003954705.tif 000009
【図９】
0003954705.tif 000010
【図１０】
0003954705.tif 000011