JP5114553B2 - 回転直線運動を検出するための測定システムおよび回転直線駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、直線検出器と、回転検出器とを備え、軸の回転直線運動を検出するための測定システムに関する。本発明は特に、このような測定システムを装備した回転直線駆動装置に関する。

駆動装置として、特にプラスチック射出成形機または類似の機械用途における射出装置兼計量器組立体として、駆動軸上で回転運動および直線運動を実現する必要がある。これらの運動は一方で相互に独立して、または重畳的にも、生成されねばならない。複合駆動装置を調節するために測定システムによって回転位置および直線位置の測定を実現しなければならない。

従来の回転直線駆動装置は例えば図１に示す構造を有する。この駆動装置は回転駆動装置１と直線駆動装置２とから成り、両駆動装置１，２は軸線方向で前後に配置され、共通の軸３を直線運動および回転運動させる。２つの検出器４，５によって複合運動が測定もしくは検出される。回転検出器４は中空軸７内に配置された磁石６の磁界の角度位置を検出する。中空軸７は軸３と強固に結合されている。中空軸７内に突入する管部材８に回転検出器４が固定されており、この管部材８内の直線検出器５は中空軸７に配置されている磁石９によって引き起こされるインダクタンス変化を記録する。

回転検出器４および直線検出器５は、測定すべきでない運動に対してそれぞれ不変である。しかしこの測定システムの精度はすべての用途に適しているのではない。この測定システムは特に、非常に精確な位置決めが要求される特定の射出成形機の諸要求を満足させることができない。つまり、回転位置を１°に、また直線位置を０．１ｍｍに精確に決定することが特に必要なことがある。

そこで本発明の課題は、回転直線駆動装置の非常に精確な位置調節を可能とする測定システムを提供することである。

この課題は、本発明によれば、直線検出器と、回転検出器と、回転直線運動の回転運動を直線運動から分離するための分離装置とを備え、軸の回転直線運動を検出するための測定システムであって、分離装置が、被測定軸に直線的に強固に連結されかつ直線検出器によってピックアップされる第１測定区域と、被測定軸に専ら相対回転不能に連結されかつ回転検出器によってピックアップされる第２測定区域とを含むか、または、被測定軸に専ら直線的に強固に連結されかつ直線検出器によってピックアップされる第１測定区域と、被測定軸に相対回転不能に連結されかつ回転検出器によってピックアップされる第２測定区域とを含む測定システムによって解決される。

本発明により直線運動を回転運動から分離することによって、回転運動から分離して直線運動を検出し、そのために高分解能の標準検出器を使用することが可能である。

好ましくは分離装置がリニアボールブッシュを有する。このリニアボールブッシュにより、厳密で比較的安価に回転運動からの直線運動の明確な分離を達成することができる。

１実施態様によれば、第１測定区域は強固に被測定軸に連結され、中空円筒状に形成され、かつその内部でリニアボールブッシュを介して第２測定区域に相対回転不能に連結されていてもよい。この構造様式でもって軸線方向に比較的短い測定システムを実現することができる。

さらに、第１測定区域はその外皮に環状溝を有することができる。こうして直線検出器は回転運動にかかわりなく直線運動を検出することができる。

他の１実施態様によれば、第２測定区域は回転検出ホイールを備えた検出軸を有する。このような回転検出ホイールは回転角に関して高い分解能を保証する。

さらに、回転検出器は、内部に第２測定区域を配置した中空軸検出器とすることができる。この構造様式の利点として、まさに射出成形機では機械から軸を後方に、すなわち測定システム内を通して引き出すことができる。

分離装置がリニアボールブッシュを有し、回転検出器が中空軸検出器である場合、リニアボールブッシュの表面が第２測定区域を形成すると好ましい。これにより、一般に軸線方向の構造空間を縮小することができる。

他の実施態様によれば、被測定軸に測定軸が強固に連結され、測定軸の一方の部分上をリニアボールブッシュが動き、測定軸の他方の部分が第１測定区域を含む。これにより両検出器は軸線方向に前後に配置することができ、場合によっては半径方向の構造空間を縮小することができる。

上記測定システムを回転直線駆動装置用に利用し、直線検出器の信号と回転検出器の信号とを回転直線駆動装置の調節に使用すると特に好ましい。これにより、ごく精確な調節を実現することができる。

添付図面を基に本発明が詳しく説明される。

以下で詳しく述べる実施例は本発明の好ましい実施形態である。

図２に示す測定システムは軸１０の回転直線運動を測定もしくは検出することができる。軸１０は例えば射出成形機の駆動装置の一部である。軸１０の端面にスリーブ１１が連結され、このスリーブ１１は軸１０と同じ回転直線運動を一緒に行う。スリーブ１１に環状溝（ここでは：第１測定区域）が切削されているが、図２には図示されていない。スリーブ１１の環状溝もしくはその運動は、回転不変な回転検出器１２によって検出される。この回転検出器１２は測定システムのハウジング１３に固定されている。環状溝がスリーブ１１の外皮を周方向で取り囲むので、直線検出器１２の測定信号はスリーブ１１の回転、従って軸１０の回転に左右されない。

スリーブ１１の内部にリニアボールブッシュ１４が固定されている。この例において固定は、リニアボールブッシュ１４をスリーブ１１の旋削部内に保持する加圧リング１５によって行われる。回転防止部１６により、リニアボールブッシュ１４がスリーブ１１に相対回転不能に結合されている。リニアボールブッシュ１４の内部では、ここでは検出軸とも称される溝付き軸１７が動くことができる。溝付き軸１７はリニアボールブッシュ１４を介して相対回転不能にスリーブ１１に結合され、従って軸１０にも結合されている。しかし直線運動に関して溝付き軸１７は軸１０から分離されている。

溝付き軸１７はさらに測定システムの軸受台１８内に回転可能に支承され、回転検出器２０の回転検出ホイール１９（ここでは溝付き軸と一緒に：第２測定区域）を駆動する。溝付き軸１７は軸線方向に移動不能である。

直線運動を回転運動から機械的に分離することによって、有利に、このような用途において実証されかつきわめて高い回転分解能を有する回転標準検出器を利用することができる。このような標準検出器が図２の例に略示してある。直線検出器１２にも、標準化された高分解能システムを使用することができる。

本発明に係る測定システムの第２実施例が図３に示してある。この図はやはり測定システムの縦断面図である。回転直線運動を行う軸３０にここでは軸線方向延長上に測定軸３１が強固に連結されている。この測定軸３１は軸３０と同じ回転直線運動を行う。測定軸３１が第１固定軸区域３１１を有し、この軸区域３１１は軸線方向に延びる溝を備えている。この溝付き軸区域３１１はリニアボールブッシュ３２によって取り囲まれる。このリニアボールブッシュ３２は確かに溝付き軸区域３１１に相対回転不能に結合されているが、しかしこの溝付き軸区域から直線的には分離されている。測定システムのハウジング３３に固定される中空軸回転検出器３４は規定された距離でリニアボールブッシュ３２を取り囲み、その表面（ここでは：第２測定区域）を走査する。リニアボールブッシュ３２は、図３には図示しない適切な手段でもって、中空軸回転検出器３４の内部に保持される。図２の例におけると同様にリニアボールブッシュ３２によって直線運動から回転運動の機械的分離が行われ、標準化された高分解能の回転検出器３４を使用することができる。

直線運動を検出するために測定軸３１は溝付き軸区域３１１の軸線方向延長上に測定区域３１２（ここでは：第１測定区域）を有する。この測定区域３１２は環状溝を有し、半径方向でその上に配置された回転不変な直線検出器３５がこれらの環状溝をピックアップする。環状溝はやはり測定軸３１の周方向に延びているので、測定軸３１の直線運動は、従って軸３０の直線運動も、測定区域３１２の溝の運動に基づいて測定することができる。このために高分解能の回転直線検出器３５を利用することができる。

図３の実施形態の他の利点として、測定軸３１、リニアボールブッシュ３２および検出器３４，３５を半径方向で適切に寸法設計すると、軸線方向に配置される検出器が設けられていないので、軸３０を測定システムに通して引き出すことが可能となる。この後方引出しは、射出成形機のスクリューの清浄および交換時にまさに有益である。

従来技術による回転直線駆動装置の縦断面図 本発明に係る測定システムの第１実施形態を示す図 本発明に係る測定システムの第２実施形態を示す図

１０ 軸
１１ 分離装置
１２ 直線検出器
１４ リニアボールブッシュ
１７ 検出軸
１９ 回転検出ホイール
２０ 回転検出器
３１ 測定軸
３１１、３１２ 部分
３４ 中空軸検出器

Claims (9)

1. 直線検出器（１２）と、回転検出器（２０）とを備え、軸（１０）の回転直線運動を検出するための測定システムであって、
   回転直線運動の回転運動を直線運動から分離するための分離装置（１１、１４、１７）が、
   被測定軸（１０）に直線的に強固に連結されかつ直線検出器（１２）によってピックアップされる第１測定区域と、
   被測定軸（１０）に専ら相対回転不能に連結されかつ回転検出器（２０）によってピックアップされる第２測定区域とを含むか、
   または
   被測定軸（１０）に専ら直線的に強固に連結されかつ直線検出器（１２）によってピックアップされる第１測定区域と、
   被測定軸（１０）に相対回転不能に連結されかつ回転検出器（２０）によってピックアップされる第２測定区域とを含む
   ことを特徴とする測定システム。
2. 分離装置がリニアボールブッシュ（１４）を有する請求項１記載の測定システム。
3. 第１測定区域が被測定軸（１０）に強固に連結され、中空円筒状に形成され、かつその内部でリニアボールブッシュ（１４）を介して第２測定区域に相対回転不能に連結されている請求項２記載の測定システム。
4. 第１測定区域がその外皮に環状溝を有する請求項１乃至３の１つに記載の測定システム。
5. 第２測定区域が、回転検出ホイール（１９）を備えた検出軸（１７）を有する請求項１乃至４の１つに記載の測定システム。
6. 回転検出器が、内部に第２測定区域を配置した中空軸検出器（３４）である請求項１乃至５の１つに記載の測定システム。
7. リニアボールブッシュの表面が第２測定区域を形成する請求項２又は６記載の測定システム。
8. 被測定軸（１０）に測定軸（３１）が強固に連結され、測定軸（３１）の一方の部分（３１１）上をリニアボールブッシュが動き、測定軸（３１）の他方の部分（３１２）が第１測定区域を含む請求項７記載の測定システム。
9. 請求項１乃至８の１つに記載の測定システムを備えた回転直線駆動装置であって、直線検出器（１２）の信号と回転検出器（２０）の信号とが回転直線駆動装置の調節に使用される回転直線駆動装置。

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