JP2006322936A - エンコーダ装置とエンコーダ装置を開放心合せする装置 - Google Patents

Abstract

【課題】関連エンコーダが様々の据付け構成に容易に据付けられるようにエンコーダ装置或いはエンコーダ用の開放心合せ装置を創作すること。
【解決手段】エンコーダ装置は、ハウジング１０に配列されたハブ４がエンコーダディスクを保持するよう配列され、ハブ４がハウジング１０内に回転できるものと；ハウジング１０により保持され且つ第一位置と第二位置の間に移動できるスライド５１を包含する開放心合せ装置５０を包含する。第一位置におけるスライド５１がハブ４をハウジング１０の一部に関して所定軸方向と半径方向位置へ押し進めるように配列され、第二位置におけるスライド５１がハブ４の軸方向と半径方向運動を許容するよう配列されている。スライド５１が軸方向側と反対のハウジング１０の軸方向側に配列され、その軸方向側にはハウジング１０が測定される装置に取付けられる。
【選択図】図２

Description

この発明はエンコーダ装置とエンコーダ装置を開放心合せする装置とに関する。

エンコーダーは角度或いは直線運動を測定するように使用される。エンコーダの普通の用途はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械である。エンコーダの一つのタイプ、例えば回転エンコーダにおいて、エンコーダディスクはエンコーダのハウジングに据え付けられる検出電子部に関して例えばモータの軸と共に回転できる。そのような回転エンコーダーにおいて、軸に対してエンコーダディスクを半径方向に整合することが一般に必要であるので、軸の回転軸線がエンコーダディスクの中心と共軸方向にあり、それにより検出電子部に関してエンコーダディスクの回転軸線を半径方向に整合する。さらに、それは検出電子部に関してエンコーダディスクを開くために必要である。即ち、検出電子部に関してエンコーダディスクを軸方向に整合することが必要である。

開放心合せ装置は、例えば米国特許第５０５７６８４号明細書（特許文献１）、米国特許第５７０８４９６号明細書（特許文献２）、米国特許第６７１４２９２号明細書（特許文献３）、欧州特許出願公開第５５７５６４号明細書（特許文献４）、米国特許第６４５２１６０号明細書（特許文献５）、米国特許第４７９４２５０号明細書（特許文献６）、米国特許第４９４２２９５号明細書（特許文献７）、米国特許第４５１２１８４号明細書（特許文献８）に記載されており、それぞれの明細書はそれを参照して完全にこの明細書に明白に組み込まれる。

幾つかの状況では、エンコーダ自体より意味のあるよう大きくない管状或いは他の制限された空間にエンコーダを据え付けるために望ましいか、或いは必要である。例えば、サーボモータはフレームの連続的押出しを使用して形成され、それによりモータ巻線の外径にほぼ等しい内径を有するポケットに据え付けられるエンコーダを必要とする。特許文献１乃至特許文献８に記載されたある種の開放心合せ装置は、エンコーダに据え付けられるか、或いは中央に据え付けられた底であるスライドを包含する。そのような装置は接近取付けポケットに据付けられるときに操作が困難であるか、或いは不可能である。さらに、これら装置のスライドは一般にエンコーダの周辺を越えて延びているにちがいない、それにより例えば接近取付けポケットに据付けられるときにスライドを作用させることが困難であるか、或いは不可能である。

従来のエンコーダ、例えば底据付けスライドを有するエンコーダは図１で説明される。図１に説明されるように、開放スライド１２０が係合位置、例えば係合ハブ１０４にあるときに開放スライド１２０がエンコーダのハウジング１１０を越えて延びている。図１はさらにエンコーダが印刷回路板（ＰＣＢ）１１１とハウジング１１０にＰＣＢ１１１を据付けるクリップポスト１１４とを包含することを説明する。
米国特許第５０５７６８４号明細書 米国特許第５７０８４９６号明細書 米国特許第６７１４２９２号明細書 欧州特許出願公開第５５７５６４号明細書 米国特許第６４５２１６０号明細書 米国特許第４７９４２５０号明細書 米国特許第４９４２２９５号明細書 米国特許第４５１２１８４号明細書

この発明の目的は、関連エンコーダが様々の据付け構成に容易に据付けられるようにエンコーダ装置或いはエンコーダ用の開放心合せ装置を創作することである。

この発明の好ましい実施態様によると、エンコーダ装置は：ハウジングと；ハウジングに配列されたハブであって、そのハブがエンコーダディスクを保持するよう配列され、ハブがハウジング内に回転できるものと；ハウジングにより保持され且つ第一位置と第二位置の間に移動できるスライドを包含する開放心合せ装置とを包含する。第一位置におけるスライドがハブをハウジングの一部に関して所定軸方向と半径方向位置へ押し進めるように配列され、そして第二位置におけるスライドがハブの軸方向と半径方向運動を許容するよう配列されている。スライドが軸方向側と反対のハウジングの軸方向側に配列され、その軸方向側にはハウジングが測定される装置に取付けられ、そして第一位置と第二位置におけるスライドがハウジングの半径方向周辺を越えて延びていない。ハウジングは実質的に円形周辺を包含する。

スライドは横ブリッジ部材により連結された二つの平行な締付けアームを包含する。

好ましくは、開放心合せ装置はハブの直径的に対向面に配列された二つの締付けジョーを包含し、各締付けアームの末端がスライドの第一位置におけるハブに対して締付けジョーを押し進めるのに適した突起を包含する。

ハブは周辺方向溝を包含し、各締付けジョーはハブをスライドの第一位置における所定の軸方向と半径方向位置へ押し進めるように溝に受けられるよう配列された突起を包含する。締付けジョーの突起とハブの溝とは相補的輪郭を有する。エンコーダ装置は、ハウジングに連結できるカバーを包含する。カバーはハウジングに対して少なくとも二つの軸方向位置においてハウジングに連結できる。

エンコーダ装置は、ハウジングに配列され且つエンコーダディスクの（ａ）絶対的角度位置とエンコーダディスクの（ｂ）相対的回転運動の少なくとも一方を検出するのに適した検出電子部を包含する。

本発明の実施態様によると、エンコーダ装置用の開放心合せ装置は：エンコーダのハウジングに連結できる保持要素と；第一位置と第二位置の間に移動できるスライドとを包含する。第一位置におけるスライドがハブをハウジングの一部に関して所定軸方向と半径方向位置へ押し進めるように配列され、そして第二位置におけるスライドがハブの軸方向と半径方向運動を許容するよう配列される。スライドが軸方向側と反対の保持要素の軸方向側に配列され、その軸方向側には保持要素がハウジングに連結でき、そして第一位置と第二位置におけるスライドが保持要素の半径方向周辺を越えて延びていない。保持要素は実質的に円形周辺を有する。

スライドが横ブリッジ部材によって連結された二つの平行な締付けアームを包含する。保持要素がハブに係合するよう配列されて二つの直径的に対向された締付けジョーを包含し、そして各締付けアームの末端がスライドの第一位置におけるハブに対して締付けジョーを押し進めるのに適した突起を包含する。各締付けジョーはハブをスライドの第一位置における所定の軸方向と半径方向位置へ押し進めるようにハブの溝に受けられるよう配列された突起を包含する。

締付けジョーの突起は溝の輪郭に相補する輪郭を有する。開放心合せ装置は、エンコーダの（ａ）保持要素と（ｂ）ハウジングの一方と連結できるカバーを包含する。カバーはハウジングに対する少なくとも二つの軸方向位置において（ａ）保持要素と（ｂ）ハウジングの一方と連結できる。

この発明の他の態様と利点は添付図の助けによって実施態様の次の詳細な記載を読むことにより明らかになる。

上記に示される如く、図１はハウジング１１０、印刷回路板（ＰＣＢ）１１１、ハブ１０４と開放スライド１２０を包含する従来のエンコーダの斜視図である。ＰＣＢ１１１はクリップポスト１１４によってエンコーダハウジング１１０において適切な位置に保持される。クリップポスト１１４は、例えば重合体或いは他の電気的に非伝導材料から構成されるエンコーダハウジング１１０に一体化される。ＰＣＢ１１１は純粋或いは速乾ラック塗布シリコンから構成され、適当な材料の回路を包含するか、或いはＰＣＢ１１１の表面に或いはＰＣＢ１１１の内部に製造する。

図２乃至図１１はこの発明の実施態様を説明する。エンコーダのハブ４は例えば金属から形成された回転要素であり、その回転要素は例えばモータの軸のような軸要素を収容するように構成される。エンコーダはモータ軸の絶対的及び相対的又はそのいずれか一方の回転を測定するのに適した回転エンコーダである。二つの締付けジョーの形態における締付け配列がハウジング１０に関してハブ４を瞬間的に固定するように設けられているので、ハブ４により保持されたエンコーダディスク４１は開放され且つ心合せされるか、又は開放されるか、或いは心合せされる。締付けジョーはスライド５１によって作動され、このスライドは、締付けジョーが摩擦的にハブ４と係合し、それによりハブ４の回転を防止する係合位置と、締付けジョーがハブ４と係合されず、それによりハブ４を回転できる離脱位置との間に移動できる。

係合位置において図１に説明されたスライド１２０はエンコーダの外径或いは周辺を越えて延びている。さらに、図１に説明されたスライド１２０は底に据え付けられる。従って、スライド１２０が例えばエンコーダ自体より十分には大きくない管状空間に据え付けられるならば、スライド１２０は操作が困難であるか、或いは不可能である。

図２はこの発明の実施態様によるエンコーダの斜視図である。このエンコーダはハウジング１０と開放心合せ装置５０とを包含する。この開放心合せ装置５０はエンコーダハウジング１０に関して実際に零突出を備えて、エンコーダを例えばエンコーダ自体より十分には大きくない管状空間に据付けできる。これは利点である、なぜならば、或るサーボモータはフレームの連続的押出を使用して形成され、それによりモータ巻線とおよそ同じ直径であるポケットにエンコーダを据付けられることを必要とするからである。

この開放心合せ装置５０は保持要素、例えばキャップ５５とキャップ５５の上面に配列されたスライド５１とを包含し、結局、エンコーダ、むしろ図１のエンコーダの下面に、図１に説明されたスライド１２０と比較してスライド５１をより容易に接近させ、さらに据付け表面特徴との干渉を最小にする。零突出と上接近の組合せは、開放心合せ装置５０との干渉なしにレゾルバと同様にエンコーダをパイロットに据付けできる。それ故に、 スライドがエンコーダの外径を越えて且つエンコーダの底に延びる従来の構成と違って、開放心合せ装置５０はパイロット据付け配列と干渉しない。スライド５１は二本の実質的に平行な締付けアーム５６と横ブリッジ部材５７とを包含する。突起５８は締付けアーム５６の末端に位置される。図９と図９Ａはスライド５１の実施態様の詳細部を説明する。図２では、スライド５１はハブ４に関して離脱位置で説明される。

図３は図２に説明されたエンコーダの分解図である。図４に説明する如く、キャップ５５は締付けジョー５２を包含し、各ジョーはばね要素６１、例えばウエブにより弾力的に支持された締付け本体部分５９を有する。スライド５１が係合位置にあるならば、各突起５８はそれぞれの締付け本体部分５９に隣接して配置され、それぞれの締付け本体部分５９をハブ４に押し進めて、それによりハブ４の回転を防止し且つ軸に関してハブ４を心合せして開放できる。スライド５１が離脱位置にあるならば、突起５８は締付け本体部分５９との整合と係合の外に移動され、それによりハブ４との係合から締付け本体部分５９を離脱させる。例えばエンコーダの斜視図である図４と図１０に説明される如く、ハブ４は溝６３を包含し、締付け本体部分５９はその端子端に突起６２を包含する。溝６３と突起６２は相補輪郭を有するので、ハブ４と締付け本体部分５９の係合が溝６３と突起６２の係合を生じる。突起６２の溝６３への係合はハブ４と、ハブ４により保持されたエンコーダディスク４１とをエンコーダの検出電子部によりエンコーダディスク４１の所望の軸方向位置へ押し進める。即ち、エンコーダディスク４１は所望の心合せ、例えば半径方向位置と所望の開放、例えば軸方向位置へ押し進める。図１０には、矢印Ａはハブ４に対する締付け本体部分５９と突起６２の係合と離脱の方向を示す。

図４には、開放心合せ装置５０のスライド５１は係合位置に位置され、この係合位置ではハブ４は二つの締付けジョー５２のハブ４との摩擦係合によって固定される。図４に説明される如く、係合位置ではスライド５１はエンコーダの外径を越えて延びていない。

図５はエンコーダの拡大斜視図である。スライド５１は離脱位置で説明される。図５に説明される如く、スライド５１は矢印方向Ｂにおいてスライド５１のタブ５３に例えば工具或いは指圧を働かすことによって係合位置と離脱位置の間に容易に移動され得る。

図６Ａと図６Ｂはエンコーダのカバー据付け機構の側面図であり、カバー６０が例えば顧客要件、隙間要件などに依存する異なる高さでエンコーダハウジング１０に据付けられることを説明する。図６Ａと図６Ｂに説明される如く、ハウジング１０或いはキャップ５５は二つのアーム７２を有するタブ７４を包含する。カバー６０は窪み内にタブ７４を受けるように位置された窪み６４を包含する。この窪み６４はアーム７２を受けるよう配列された第一対の戻り止め６６ａ第二対の戻り止め６６ｂを包含し、それによりカバー６０を二つの異なる高さに据付ける。二対以上の戻り止め６６ａ、６６ｂは所望数の据付け高さに依存して設けられることが認識されるべきである。カバー６０はその周辺の周りに間隔を置いた複数の窪み６４を包含し、複数タブ７４はハウジング１０或いはキャップ５５の周辺の周りに間隔を置いている。

図７はエンコーダの他の斜視図である。開放心合せ装置５０はカバー６０によって部分的に或いは完全にカバーされ、そしてエンコーダハウジング１０は成形サーボクリート７０によって包囲されている。このクリート７０は二つの自動相補連結可能な半円形部品によって形成され、２００５年６月２日に出願された「エンコーダのサーボクリート、サーボクリートを包含するエンコーダとエンコーダを包含するシステム、モータとサーボクリート」の名称の米国特許出願第１１／１４４１８２号に記載される如く構成され、これは参照してこの明細書に明白に組み込まれる。スライド５１がキャップ５５の上面に据付けられるので、スライド５１の作用はクリート７０の存在によって阻止されない。対照的に底或いは側面据付けスライドを有する或る従来のエンコーダの開放心合せ機構はクリート７０とスライドの間の干渉によるクリート７０で作用できない。

図８は、開放心合せ装置５０のカバー６０、キャップ５５とスライド５１、ＰＣＢ１１、ハブ４とハウジング１０を説明するエンコーダの分解図である。図１１は開放心合せ装置５０のキャップ５５とスライド５１、ＰＣＢ１１、ハブ４とハウジング１０を説明するエンコーダの分解斜視図である。

既に上述の如く、開放心合せ装置５０は実際にエンコーダハウジング１０に関して零突出を備えて、それはエンコーダをエンコーダ自体より十分に大きくはない管状空間に据付けできる。通常にはハウジング１０はモータの例えば静止部品にフランジに付けられる。ＰＣＢ１１がハウジング１０と心合せ装置５０の間に配置される事実によって、エンコーダが狭いポケットに据付けされるときさえ、スライド５１を作動できる、このとき、スライド５１はハウジング１０と反対に軸方向に方向から意味する上部から接近できるからである。

従来のエンコーダの斜視図である。 離脱位置における開放心合せ装置を説明するこの発明の実施態様によるエンコーダの斜視図である。 図２に説明されたエンコーダの分解図である。 係合位置における開放心合せ装置を説明する図２に説明されたエンコーダの分解図である。 図２に説明されたエンコーダの拡大斜視図である。 この発明の実施態様のエンコーダのカバー据付け機構の部分的斜視図である。 この発明の実施態様のエンコーダのカバー据付け機構の部分的斜視図である。 この発明の実施態様のエンコーダの斜視図である。 この発明の実施態様のエンコーダの分解図である。 開放心合せ装置のスライドの上平面図である。 開放心合せ装置のスライドの上平面図である。 係合位置における開放心合せ装置の締付けジョーとエンコーダのハブの拡大側面図である。 この発明の実施態様のエンコーダの分解斜視図である。

符号の説明

４．．．．ハブ
１０．．．．ハウジング
５０．．．．開放心合せ装置
５１．．．．スライド
５２．．．．締付けジョー
５５．．．．キャップ
５６．．．．締付けアーム
５７．．．．横ブリッジ部材
５８．．．．突起
６０．．．．カバー
６２．．．．突起
７０．．．．クリート

Claims (17)

1. エンコーダ装置において、ハウジング（１０）と；ハウジング（１０）に配列されたハブ（４）であって、そのハブ（４）がエンコーダディスク（４１）を保持するよう配列され、ハブ（４）がハウジング（１０）内に回転できるものと；ハウジング（１０）により保持され且つ第一位置と第二位置の間に移動できるスライド（５１）を包含する開放心合せ装置（５０）であって、第一位置におけるスライド（５１）がハブ（４）をハウジング（１０）の一部に関して所定軸方向と半径方向位置へ押し進めるように配列され、第二位置におけるスライド（５１）がハブ（４）の軸方向と半径方向運動を許容するよう配列され、スライド（５１）が軸方向側と反対のハウジング（１０）の軸方向側に配列され、その軸方向側にはハウジング（１０）が測定される装置に取付けられ、第一位置と第二位置におけるスライド（５１）がハウジング（１０）の半径方向周辺を越えて延びていないものとから成ることを特徴とするエンコーダ装置。
2. ハウジング（１０）は実質的に円形周辺を有することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
3. スライド（５１）は横ブリッジ部材（５７）によって連結された二つの平行な締付けアーム（５６）を包含することを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載のエンコーダ装置。
4. 開放心合せ装置（５０）はハブ（４）の直径的に対向面に配列された二つの締付けジョー（５２）を包含し、各締付けアーム（５６）の末端がスライド（５１）の第一位置におけるハブ（４）に対して締付けジョー（５２）を押し進めるのに適した突起（６２）を包含することを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ装置。
5. ハブ（４）は周辺方向溝（６３）を包含し、各締付けジョー（５２）はハブ（４）をスライド（５１）の第一位置における所定の軸方向と半径方向位置へ押し進めるように溝（６３）に受けられるよう配列された突起（６２）を包含することを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置。
6. 締付けジョー（５２）の突起（６２）とハブ（４）の溝（６３）とは相補的輪郭を有することを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ装置。
7. さらにハウジング（１０）に連結できるカバー（６０）から成ることを特徴とする先行請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
8. カバー（６０）はハウジング（１０）に対して少なくとも二つの軸方向位置においてハウジング（１０）に連結できることを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ装置。
9. さらにハウジング（１０）に配列され且つエンコーダディスク（４１）の（ａ）絶対的角度位置とエンコーダディスク（４１）の（ｂ）相対的回転運動の少なくとも一方を検出するのに適した検出電子部から成ることを特徴とする先行請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
10. エンコーダ装置の開き心合せ装置において：エンコーダのハウジング（１０）に連結できる保持要素（５５）と；第一位置と第二位置の間に移動できるスライド（５１）であって、第一位置におけるスライド（５１）がハブ（４）をハウジング（１０）の一部に関して所定軸方向と半径方向位置へ押し進めるように配列され、第二位置におけるスライド（５１）がハブ（４）の軸方向と半径方向運動を許容するよう配列され、スライド（５１）が軸方向側と反対の保持要素（５５）の軸方向側に配列され、その軸方向側には保持要素（５５）がハウジング（１０）に連結できて、第一位置と第二位置におけるスライド（５１）が保持要素の半径方向周辺を越えて延びていないものとから成ることを特徴とする開放心合せ装置。
11. 保持要素（５５）が実質的に円形周辺を有することを特徴とする請求項１０に記載の開放心合せ装置。
12. スライド（５１）が横ブリッジ部材（５７）によって連結された二つの平行な締付けアーム（５６）を包含することを特徴とする請求項１０に記載の開放心合せ装置。
13. 保持要素（５５）がハブ（４）に係合するよう配列されて二つの直径的に対向された締付けジョー（５２）を包含し、各締付けアーム（５６）の末端がスライド（５１）の第一位置におけるハブ（４）に対して締付けジョー（５２）を押し進めるのに適した突起（６２）を包含することを特徴とする請求項１２に記載の開放心合せ装置。
14. 各締付けジョー（５２）はハブ（４）をスライド（５１）の第一位置における所定の軸方向と半径方向位置へ押し進めるようにハブ（４）の溝（６３）に受けられるよう配列された突起（６２）を包含することを特徴とする請求項１３に記載の開放心合せ装置。
15. 締付けジョー（５２）の突起（６２）は溝（６３）の輪郭に相補する輪郭を有することを特徴とする請求項１４に記載の開放心合せ装置。
16. さらに、エンコーダの（ａ）保持要素（５５）と（ｂ）ハウジング（１０）の一方と連結できるカバー（６０）から成ることを特徴とする請求項１０に記載の開放心合せ装置。
17. カバー（６０）はハウジングに対する少なくとも二つの軸方向位置における（ａ）保持要素（５５）と（ｂ）ハウジング（１０）の一方と連結できることを特徴とする請求項１６に記載の開放心合せ装置。

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