JP2000513807A - 手動運転角度検出器 - Google Patents
手動運転角度検出器Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、回転するように取り付けられ手動で動くことができる信号発信要素(8)と、その信号発信要素(8)を走査するセンサと、手動運転により順次変化できる定義された角度位置において磁気的に運転し非接触の手法で信号発信要素(8)を支える戻り止め機構とを備える手動運転角度ピックアップ(1)に関する。戻り止め機構は、極(N,S)が軸方向に向くような少なくとも一つの永久磁石(45)と、永久磁石(45)の少なくとも一つの極の側に備えられる歯付きディスク(47,49)とを備える。角度ピックアップ(1)は、歯付きディスク(47,49)からある半径方向間隔で、対応する数の歯を有するディスク(33,35)を有し、そのディスク(33,35)は良導電性を有する物質の磁束によって相互接続される。
Description
【発明の詳細な説明】
手動運転角度検出器
本発明は、請求項1の開示された部分による特徴を有する手動運転角度検出器
に関する。
このタイプの公知の角度検出器(DE 43 11 496 C2)は信号発信要素(transmitte
r element)がディスクであり、そのディスクの外側の縁あるいは端の領域は舌部
(tongues)によって形成され、その舌部は、信号発信要素の回転軸に対して同心
状であるような円筒表面に、舌部の長さの一部が沿うように係合するように曲げ
られている。この円筒表面に対して放射状にかつ非常に小さい半径方向間隔で、
戻り止め機構(detent mechanism)の第2の部分に関係するような磁石のNおよび
S極は、その外周に連続して交互に備えられる。
このような構成の一つの欠点は、所定の間隔および大きさは、必要とされる極
の間隔に基づいて絶対項(absolute term)で予め決められるようなある非常に小
さな大きさであるということである。
磁気戻り止めシステム(magnetic detent system)を有するような別の電子位置
検出器についてはDE 44 36 724 A1で公知であるが、このシステムでは磁気戻り
止め装置は、互いに同軸であり交互に造波および搬送抵抗性(wave-and carrier
resistant)であるような、放射状に溝が掘られた少なくとも3つの磁石戻り止め
ディスク(magnet detent disks)を有しており、それは今度はディスクの外周全
体にわたって放射状に溝が掘られているものである。
この構造の一つの欠点は、個々の磁気戻り止めディスク間の吸引力が、軸方向
のずれ(axial displacement)によって減少することである。従って、製造におい
てはわずかな許容誤差しか許されない。
そこで本発明の目的は、小さな構造を見込むと同時に同じ構成を有する手動角
度検出器を開示することであり、その動作において否定的な影響は受けずに、組
み込み許容誤差を見込んだ小さな構造に関する。
本目的は、請求項1による特徴を有する角度検出器によって達成される。
NおよびS極の軸方向に構成することによって、特に放射方向において、小型
化が促進される。従って角度検出器の直径は、極間の非常にわずかな距離とは独
立である。
単一の永久磁石を使うことによって特にコストを節約する。不適当な構造によ
る取り付けあるいは組み立てエラーあるいは偏差は、この形状では起こり得ない
。
スプロケット状ホイール(sprocket wheels)あるいは歯付きディスクは、特に
小型化の点で使用に適しており、永久磁石の両面に配置される。これらに対応す
るディスクは、例えば、スプロケット状ホイールあるいは歯付きディスクは、チ
ューブによって互いに接続される。したがって歯付きディスク、それに対応する
ディスクおよびこれらの接続要素は、磁束に対して良導体である物質からなる。
歯の輪郭が異なるという結果から、歯付きディスクとそれに対応するディスクと
の間の空隙は変化し、それによって、歯付きディスクとそれに対応するディスク
の歯における磁束および吸引は、歯が互いに正反対にある時に最大となる。
両極とも単一の歯付きディスクに接続することができ、それによって対応する
ディスクは、そこから同じ半径方向間隔で構成される。しかし2つの極のうち1
つだけが歯付きディスクに接続され、かつ1つだけの対応するディスクはそこか
らいくらか半径方向に離れて備えられることも可能である。他の極の向かい側お
よびそこから
いくらか軸方向に離れて歯付きディスクは構成され、接続要素を通じて磁気的な
導電接続により保持される。歯付きディスクは、それゆえ分離した構造の部分で
あってもよく、あるいは1つの部品である一種のコップとして接続要素と一体式
の構造であってもよい。
100もの歯の量によって、特に、例えばCNC制御の場合、迅速で正確な座
標の調整あるいは入力について角度検出器の良好な操作が促進される。他の好適
な歯の数は16,32,50あるいは60であるが、良好な操作および取り扱い
を保証するためには、歯の数は10から160の範囲であるべきである。
角度検出器は、戻り止め機構が調整/プリセットディスク(adjustment or pre
setting disk)に直接備えられたとき特にコンパクトである。
他の有利な形状は、従属請求項から推測される。
以下に、本発明を図で示された3つの典型的な実施例に関して詳細に説明する
。図は次の通りである。
図1は、第1の典型的な実施例による縦断面図である。
図2は、図1の線II-IIに沿った横断面図である。
図3は、第2の典型的な実施例による縦断面図である。
図4は、第3の典型的な実施例による縦断面図である。
図1は、シャフト5によって外部から差し込まれハウジング7に取り付けられ
た調整/プリセットディスク3を有する手動運転角度検出器1を示す。全体的に
見ると、シャフト5によって回転させられる回転可能に取り付けられた部分は、
全体として信号発信要素8で表わされる。ハウジング7は、ハウジングカバー9
とカップ状底部11とを有する。ハウジングカバー9は、外側方向の軸対称フラン
ジ13の構成によって底部11から張り出している。フランジ13によって、角度検出
器1を、例えばパネル、スイッチボードあるいはキー
ボードに取り付けることができる。
ハウジングの内部チャンバ15の内部では、ハウジングカバー9は、円盤状また
は板状の補強材17を有しており、その外輪郭は、底部11の開口部の形状に実質的
に一致する。もう一方で、ハウジングカバー9は、別の円盤状または板状の補強
材19を有する。ハウジングカバー9の真ん中には、補強材17および19を垂直に通
り抜ける穴(borehole)21が備えれられており、そこにはシャフト5が、ベアリ
ング23および25を用いて放射状および軸状に取り付けられて保持される。
チューブ27の外部29は、補強のためのシリンダ19の外輪郭の延長部分を形成し
ている。チューブ27の内部31には、角のずれ(angular displacement)のない対応
する内歯37および39を有する2つのディスク33および35が互いにいくらか離れて
構成される。
ハウジング7から突き出たシャフト5の端部41では、軸対称部分43が、例えば
締着されるかあるいは接着剤で着けられることによって取り付けられており、そ
れは、その外面において、永久磁石45と外側に歯付き/スプロケット構造51およ
び53とを有する2つの同様の歯付きディスク47および49とを支持している。第1
の歯付きディスク47は、ハウジング7の方に向いた側に構成され、一方で、第2
の歯付きディスク49は、第1の歯付きディスクに対して角のずれがないようにハ
ウジング7からそむく側の永久磁石45の部分に構成される。2つの歯付きディス
ク47および49の間の間隔の程度は、永久磁石45の厚さに一致し、かつ2つのディ
スク33および35の間の間隔の程度を決める。これらのディスクは、歯付きディス
ク47および49の周囲に同心状に順に構成され、それによって、ディスク33,35の
内側の歯付き/スプロケット構造37および39が形成するクラウンライン(crown
line)と歯付きディスク47,49の外側の歯付き/スプ
ロケット構造51および53が形成するクラウンラインとの間は、小さな半径方向間
隔が順に存在することになる。
歯付きディスク47および49の歯の数は、ディスク33,35の内側の歯付き/スプ
ロケット構造37および39にある歯の数に一致する。歯付きディスク47および49と
ディスク33および35との歯の数は、所望の通り選択されるが、百の歯の数を有す
ることが特に所望される。簡単な代表例として、16のみの歯について図2に示
されている。
歯付きディスク47および49とディスク33および35とチューブ27とは、永久磁石
45から生じる磁束に対して良導体であるような物質からなる。
永久磁石45は、歯付きディスク47および49とディスク33および35とチューブ27
と共に、戻り止め機構を形成する。すなわち、歯付きディスク47および49と共に
永久磁石45は一種の蹄形磁石を表わし、チューブ27を有するディスク33および35
は一種の磁石ヨークを表わすが、それは、磁束のために半径方向間隔の程度、換
言すればディスク33と歯付きディスク47との間の空隙および/またはディスク35
と歯付きディスク49との間の空隙の大きさが小さくなるほど比例的に一層強くな
るように吸引される。この半径方向間隔は、ディスク33,35および歯付きディス
ク47,49の歯が互いに正反対にある時、最も小さくなる。複数の磁気回路のため
に、ディスク33,35と歯付きディスクの歯の数に対応して、図2に示すセッティ
ングでの蹄形磁石の全体と磁石ヨークとの間の吸引力は比較的強く、ここの磁気
回路の戻り止め係数(detent factor)が低いときでさえ高い度合いの吸引を引き
起こす。
ハウジングの内部チャンバ15にあるシャフト5の端部55では、円形のコードデ
ィスク(code disk)57が取り付けられている。コードディスク57とシャフト5と
の間の接触面を拡張するために、リング
59はシャフト5に対して同心状に端部55に構成されるが、そのリングは端部55と
共に、コードディスク57に向いた側について平面を形成している。
ハウジングの内部チャンバ15内の補強材17には、切抜き63を有する二股状のブ
ラケット61が備え付けられている。この切抜き63にコードブック57の縁が張り出
している。シャフト5の各回転を連続した戻り止め位置にするパルス状信号を生
成するセンサとしての役割のために、ブラケット61によって光の囲いが提供され
得る。センサがパルス状の信号を生成するときは、角度検出器1をインクリメン
タル位置検出器および信号発信源として使うことができる。ブランケット61の底
部には導体プレート65が構成されている。その導体プレート65は、差し込まれた
チップを用いることによって、順々に走査した測定結果を変換し、静止したディ
スク33および35に対して歯付きディスク47および49の対応する角度調節を測定す
る。あるいは、走査信号を外部の評価装置へさらに送ってもよい。
ハウジング7の張り出した部分は、ハウジング7の外側の部分43の側に取り付
けられた調節/調整ホイール3のひさし状の部分67によって覆われている。この
ひさし状の部分67は、同時に、手動による位置調節と共にシャフトに接続された
部分の回転を制御する。
図3は第2の手動運転角度検出器101を示すが、その構造は本質的に第1の典
型的な実施例のものと同一である。注目すべき相違は、永久磁石145がシャフト1
05ではなくハウジング107に接続されているということである。その結果、歯付
きディスク147および149もまた静止しており、従ってディスク133および135は調
整/プリセットホイール103に接続されている。戻り止め機構は第1の典型的な
実施例のように動作し、従って、動作あるいは静止している部分が入れ替わるこ
とになる。
角度検出器201の第3の典型的な実施例は、第1および第2の実施例と本質的
に同一である。ハウジング207に接続された永久磁石245はS極で歯付きディスク
247と接続されている。この歯付きディスク247は、一致した歯の数を有する対応
するディスク235からいくらか放射状に離れるように構成されており、このディ
スク235は同様に調整/プリセットディスク203に接続されている。N極の向かい
側には、いくらか軸方向に間隔を有する歯のないディスク233が構成される。歯
のないディスク233は、管状の接続要素227を通じて歯付きディスク247に対応す
るディスク235と、磁気的な導電接続により接続されるが、それによって磁束は
閉じられる。歯のないディスク233および管状の接続要素227は、本実施例では1
つの部品で構成され、従ってコップの形状を有することになる。
典型的な実施例を修正して構成することによって、角度調節をハウジング7,
107の外側およびひさし状の部分67内で走査することができる。このためには歯
付きディスク47,49あるいはディスク133,135,235の一つを使う。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),JP,US
(72)発明者 リンク,バルター
ドイツ連邦共和国,デー―71277 ルテシ
ャイム,ベートーベンシュトラーセ 13
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.回転可能に取り付けられ手動で動く信号発信要素(8)と、該要素を走査す るセンサと、運転するときは磁気的かつ非接触である戻り止め機構であって、手 動運転により順次変換できる選択された角度位置で前記信号発信要素(8)をホー ルドするような戻り止め機構とを有する手動角度検出器(1,101,201)であっ て、前記戻り止め機構は少なくとも一つの永久磁石(45,145,245)を有し、そ の極(N,S)は軸方向に一直線上に構成され、前記永久磁石(45,145,245) の一つの極の少なくとも一つの側に、歯付きディスク(47,49;147,149;247 )が備えられる手動角度検出器(1,101,201)において、前記角度検出器(1 ;101;201)は、そのように備えられた前記歯付きディスク(47,49;147,149 ;247)からある程度の半径方向間隔で対応する数の歯を有するディスク(33,3 5;133,135;245)を有し、そのように備えられた前記ディスク(33,35;133 ,135;245)は磁束に対して良導体である物質によって互いに接続されることを 特徴とする手動運転角度検出器。 2.前記永久磁石(45;145)のN極(N)およびS極(S)の両側に、対応 する数の歯を有する歯付きディスク(47,49;147,149)が備えられることを特 徴とする請求項1に記載の角度検出器。 3.前記永久磁石(245)の1つの極(S)だけの側に、歯付きディスク(247 )が備えられ、ある程度の軸方向の間隔で他の極(N)の向かい側に、前記歯付 きディスク(247)の向かい側に備えられたディスク(235)と磁気的な導電接続 により導電接続されたディスク(245)が備えられることを特徴とする請求項1 に記載の 角度検出器。 4.前記歯付きディスク(47,49;147,149;247)およびディスク(33,35 ;133,135;235)の歯の数は、10よりも大きいかまたは等しく、かつ100 よりも小さいかまたは等しいことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に 記載の角度検出器。 5.前記戻り止め機構は、前記手動運転のために使われる調節/調整ホイール (3;103;203)内に構成されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一 項に記載の角度検出器。 6.前記信号発信要素(8)の少なくとも一部分は、ハウジング(7;107;207 )内に備えられることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の角度 検出器。 7.前記ハウジングの内側チャンバ(15)にはコードディスク(57)が備えら れ、前記コードディスク(57)は前記信号発信要素(8)の構成要素の一部であり 、前記コードディスク(57)は前記センサによって走査されることを特徴とする 請求項6に記載の角度検出器。 8.前記永久磁石(45)は、前記信号発信要素(8)の構成要素の一部であるこ とを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の角度検出器。 9.前記永久磁石(145;245)は、前記ハウジング(107,207)に確実に接続 されることを特徴とする請求項6または7に記載の角度検出器。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015144048A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | アルプス電気株式会社 | 回転入力装置 |
JP2016178038A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | アルプス電気株式会社 | 回転入力装置 |
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