特開 2023-165624 走査要素およびこの走査要素を備えた誘導式位置測定機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023165624

(43)【公開日】2023-11-16

(54)【発明の名称】走査要素およびこの走査要素を備えた誘導式位置測定機構

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20231109BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023065840

(22)【出願日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】22171709

(32)【優先日】2022-05-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】390014281

【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(72)【発明者】

【氏名】オリバー－ミヒャエル・セル

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・ホイマン

(72)【発明者】

【氏名】マルク・オリバー・ティーマン

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA43

2F077AA46

2F077NN02

2F077NN09

2F077NN11

2F077QQ07

2F077TT06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】誘導式位置測定機構用の、比較的正確に働き、コンパクトで、かつ安価に製造可能な走査要素を提供すること。
【解決手段】本発明は、測定方向Ｕに沿った位置を測定するための、多層のプリント基板を含む走査要素に関する。プリント基板は、第１の受信導体路１．１１１を含む第１の受信トラックを有する。プリント基板はこれに加え、第１の導体列１．１４１および第２の導体列１．１４２を含む接続導線を有し、接続導線は第１の受信トラックを横切る。第１の導体列１．１４１および第２の導体列１．１４２は、接続導線の少なくとも１つの第１の区間Ｓ１内では、第１の導体列１．１４１が第２の導体列１．１４２に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されるように、および接続導線の少なくとも１つの第２の区間内では、第２の導体列１．１４２が第１の導体列１．１４１に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されるように走る。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定方向（Ｕ）に沿った位置を測定するための誘導式位置測定機構用の、プリント基板（１．１；１．１’）を含む走査要素（１；１’）であって、前記プリント基板（１．１；１．１’）が、
－ 第１の層（Ａ）および第２の層（Ｂ）を有し、
－ 第１の受信導体路（１．１１１）を含む第１の受信トラック（１．１１）を有し、かつ
－ 第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）および第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）を含む接続導線（１．１３；１．１３’、１．１４）を有し、前記接続導線（１．１３；１．１３’、１．１４）が前記第１の受信トラック（１．１１）を横切り、前記プリント基板（１．１；１．１’）がさらに、
ａ）第２の受信導体路（１．１２１）を含む第２の受信トラック（１．１２）を有し、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’）が一つの箇所で前記第２の受信導体路（１．１２１）と、および前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’）が別の箇所で前記第２の受信導体路（１．１２１）と電気的に結合されており、または
ｂ）第１の励磁導体路（１．１８）を有し、前記第１の導体列（１．１４１）が一つの箇所で前記第１の励磁導体路（１．１８）と、および前記第２の導体列（１．１４２）が別の箇所で前記第１の励磁導体路（１．１８）と電気的に結合されており、
前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）および前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）が、
－ 前記接続導線（１．１３；１．１３’、１．１４）の少なくとも１つの第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）内では、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）が前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）に対して正の測定方向（Ｕ＋）にずれて配置されるように、および
－ 前記接続導線（１．１３；１．１３’、１．１４）の少なくとも１つの第２の区間（Ｓ２；Ｓ２’）内では、前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）が前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）に対して正の測定方向（Ｕ＋）にずれて配置されるように走る、走査要素（１；１’）。

【請求項2】

前記第１の受信導体路（１．１１１）が、前記第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）および／または前記第２の区間（Ｓ２；Ｓ２’）内では部分的に、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）および／または前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）に平行に走る、請求項１に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項3】

前記接続導線（１．１３；１．１３’、１．１４）の少なくとも１つの第３の区間（Ｓ３）内では、前記第１の層（Ａ）内の前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）と前記第２の層（Ｂ）内の前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）とが重なり合って走るように配置されている、請求項１または２に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項4】

前記第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）および／または前記第２の区間（Ｓ２；Ｓ２’）内で、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）と前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）とが部分的に平行に走る、請求項１から３のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項5】

前記第１の受信導体路（１．１１１）が、前記平行に走る第１と第２の導体列（１．１３１、１．１４１、１．１３２、１．１４２）の間で、前記導体列（１．１３１、１．１４１；１．１３２、１．１４２）と同じ層（Ａ、Ｂ）内を走る、請求項４に記載の走査要素（１）。

【請求項6】

前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）の軌道も前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’、１．１４２）の軌道も、前記第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）および／または前記第２の区間（Ｓ２；Ｓ２’）内で、前記第１の層（Ａ）から前記第２の層（Ｂ）に移る、請求項１から５のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項7】

前記第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）内では部分区間に沿って、
－ 前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）が前記第１の層（Ａ）内を走り、かつ
－ 前記第１の受信導体路（１．１１１）も前記第１の層（Ａ）内を走り、
前記部分区間内では前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）が前記第１の受信導体路（１．１１１）に平行に走る、請求項１から６のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項8】

前記第１の受信トラック（１．１１）が、前記第１の区間（Ｓ１；Ｓ１’）内では前記第２の層（Ｂ）内を走るさらなる第１の受信導体路（１．１１１）を含み、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’、１．１４１）が前記部分区間内で、前記さらなる第１の受信導体路（１．１１１）を横切っている、請求項７に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項9】

前記プリント基板（１．１；１．１’）が正確に２つの層（Ａ、Ｂ）を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項10】

前記プリント基板（１．１；１．１’）が、
ａ）第２の受信導体路（１．１２１）を含む第２の受信トラック（１．１２）を有し、前記第１の導体列（１．１３１；１．１３１’）が、前記第１の層（Ａ）内の一つの箇所で前記第２の受信導体路（１．１２１）と電気的に結合されており、かつ前記第２の導体列（１．１３２；１．１３２’）が、前記第２の層（Ｂ）内の別の箇所で前記第２の受信導体路（１．１２１）と電気的に結合されており、または
ｂ）第１の励磁導体路（１．１８）を有し、前記第１の導体列（１．１４１）が、前記第１の層（Ａ）内の一つの箇所で前記第１の励磁導体路（１．１８）と電気的に結合されており、かつ前記第２の導体列（１．１４２）が、前記第２の層（Ｂ）内の別の箇所で前記第１の励磁導体路（１．１８）と電気的に結合されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項11】

前記走査要素（１；１’）が土台（１．３）を有し、前記土台（１．３）上に前記プリント基板（１．１；１．１’）が配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項12】

前記土台（１．３）が金属素材からなる、請求項１１に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項13】

前記第１の受信トラック（１．１１）および前記第２の受信トラック（１．１２）が、軸（Ｒ）の周りで湾曲して配置されており、前記第１の受信トラック（１．１１）が、前記軸（Ｒ）に対して前記第２の受信トラック（１．１２）より径方向外側に配置されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項14】

前記第１の受信トラック（１．１１）が、隙間なく３６０°にわたって前記軸（Ｒ）の周りを一周するように配置されている、請求項１３に記載の走査要素（１；１’）。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載の走査要素（１；１’）およびスケール要素（２）を含む誘導式位置測定機構であって、前記スケール要素（２）が前記プリント基板（１．１；１．１’）に対し、前記測定方向（Ｕ）に直交に方向づけられている方向に離隔して配置されている、誘導式位置測定機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スケール要素に対する相対的な走査要素の位置を決定するための請求項１に基づく誘導式位置測定機構用の走査要素およびこのような走査要素を備えた位置測定機構に関する。

【0002】

誘導式位置測定機構は、例えば互いに対して相対的に回転可能な機械部分の角度位置を決定するための角度測定機器として使用される。誘導式位置測定機構ではしばしば、励磁トラックおよび受信トラックが例えば導体路の形態で、共通のたいていは多層のプリント基板上に施されており、このプリント基板は、例えば角度測定機器の固定子と固定的に結合されている。このプリント基板に対向してスケール要素が存在し、このスケール要素上には目盛構造が施されており、かつスケール要素は角度測定機器の回転子と回転不能に結合されている。励磁導線に、時間と共に交番する励磁電流が印加されると、受信トラック内で、回転子と固定子との間の相対回転中に角度位置に依存する信号が生成される。これらの信号はその後、評価電子機器内でさらに処理される。

【0003】

このような誘導式位置測定機構はしばしば、電気駆動装置のための測定機器として、相応の機械部分の相対運動または相対位置の決定に用いられる。この場合には、後続電子機器の生成された角度位置値が、駆動装置の制御のために、相応のインターフェイス構成を介して供給される。

【0004】

誘導式位置測定機構はさらに、軸に沿った長手方向変位を直接的に測定するためにもしばしば使用される。これに関しては上記の角度測定機器の場合と同じ測定原理が適用され、ただしこの場合、受信トラックおよび目盛構造は直線的な軸に沿って走る。

【背景技術】

【0005】

ＥＰ１８８１２９９Ｂ１から、２つの受信トラックを有し、それぞれの受信トラックの両側から外へと導かれる、位置測定機構が知られている。
本出願人のＥＰ３７０２７３７Ｂ１では、２つの受信トラックを有し、接続導線が、外側の受信トラックの隙間を通って導かれる誘導式位置測定機構が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＥＰ１８８１２９９Ｂ１

【特許文献2】ＥＰ３７０２７３７Ｂ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の基礎となる課題は、誘導式位置測定機構用の、比較的正確に働き、コンパクトで、かつ安価に製造可能な走査要素を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この課題は本発明により、請求項１の特徴によって解決される。
測定方向に沿った位置を測定するための誘導式位置測定機構に適しており、そのために決定されている走査要素は、第１の層および第２の層を有するプリント基板を含む。プリント基板はこれに加え、少なくとも１つの第１の受信導体路を含む第１の受信トラックと、第１の導体列および第２の導体列を含む少なくとも１つの接続導線とを有する。接続導線は第１の受信トラックを横切るまたは横断する。プリント基板はさらに、少なくとも１つの第２の受信導体路を含む第２の受信トラックを有する。第１の導体列は（第１の）箇所で第２の受信導体路と電気的に結合され、かつ第２の導体列は別の（第２の）箇所で第２の受信導体路と電気的に結合されており、これにより、第２の受信導体路によって受信された信号が導体列によって取り出され得る。その代わりにまたは付け加えると、プリント基板は第１の励磁導体路を有し、第１の導体列は（第３の）箇所で第１の励磁導体路と電気的に結合されており、かつ第２の導体列は別の（第４の）箇所で第１の励磁導体路と電気的に結合されており、これにより、第１の導体列および第２の導体列を介して励磁電流が第１の励磁導体路に導入され得る。第１の導体列および第２の導体列は、接続導線の少なくとも１つの第１の区間内では、第１の導体列が第２の導体列に対して正の測定方向にずれて配置されているように、および接続導線の少なくとも１つの第２の区間内では、第２の導体列が第１の導体列に対して正の測定方向にずれて配置されているように走る。

【0009】

測定方向は、直線方向または周方向もしくは接線方向であり得る。正の測定方向として、直線的な測定では例えば左方向（相対変位）をあてることができ、これに従って右方向が負の測定方向と見なされ得る。角度位置の測定では、つまり周方向では、例えば正の測定方向として時計回りの方向での測定方向が、および負の測定方向として反時計回りの方向での測定方向が規定され得る。とりわけ、第１の励磁導体路は周方向に沿ってまたは測定方向に沿って走る。

【0010】

第１の受信トラックおよび第２の受信トラックも、第１の励磁導体路も周方向に沿ってまたは測定方向に沿って走ることが有利である。
本発明のさらなる形態では、第１の導体列が第２の受信導体路と電気的に結合されている（第１の）箇所はプリント基板の第１の層内に、および第２の導体列が第２の受信導体路と電気的に結合されている別の（第２の）箇所は第２の層内に存在する。その代わりにまたは付け加えると、第１の導体列が第１の励磁導体路と電気的に結合されている（第３の）箇所は第１の層内に、および第２の導体列が第１の励磁導体路と電気的に結合されている別の（第４の）箇所は第２の層内に存在する。

【0011】

本発明の有利な形態では、第１の区間内では部分的に、第１の受信導体路と第１または第２の導体列とが、プリント基板の同じ層内を互いに平行に走る。その代わりにまたは付け加えると、第２の区間内では部分的に、第１の受信導体路と第１または第２の導体列とが、プリント基板の同じ層内を互いに平行に走る。

【0012】

接続導線の少なくとも１つの第３の区間内では、第１の層内の第１の導体列と第２の層内の第２の導体列とが重なり合って走るように配置されていることが有利である。この重なり合うという概念は、これらの導体列が、プリント基板に直交する方向に重なり合って平行な軌道で配置されているということである。

【0013】

本発明のさらなる形態では、第１の区間および／または第２の区間内で、第１の導体列と第２の導体列とは部分的に互いに平行に走る。この場合には第１の受信導体路は、とりわけ、平行に走る第１と第２の導体列の間の真ん中で、これらの導体列と同じ層内を走り得る。

【0014】

第１の導体列の軌道および第２の導体列の軌道が、第１の区間および／または第２の区間内で、第１の層から第２の層に移ることが有利である。
本発明の有利な形態では、第１の導体列は、第１の区間内では部分区間に沿って第１の層内を走り、かつ第１の受信導体路もこの領域内では第１の層内を走る。この部分区間内では第１の導体列は第１の受信導体路に平行に走る。任意選択で、第１の受信トラックは、第１の区間内で第２の層内を走るさらなる第１の受信導体路を含み、第１の導体列はこの部分区間内で、このさらなる第１の受信導体路を横切る。

【0015】

プリント基板の層とはここでは、プリント基板技術において通常であるように、導電性の層のことである。プリント基板は、例えばＦＲ４コアを備えた剛性プリント基板として形成されていてもよい。その代わりにプリント基板は、薄いフレキシブルプリント基板または例えばポリアミドフィルムをベースとする導体フィルムとして形成されていてもよい。プリント基板は、１ｍｍ未満、有利には５００μｍ未満、とりわけ２００μｍ未満の厚さを有し得る。プリント基板の厚さが小さい場合にまさに、比較的厚い金属土台上にプリント基板が施されている場合が有利であり得る。

【0016】

第１の励磁導体路が励磁電流によって通電され得ることが有利であり、励磁電流は、通常は、時間と共に交番する電流強度を有する（交流電流または混合電流）。励磁電流は、電子部品によって発生させることができ、つまり励磁電流の軌道は電子部品によって成形可能である。電流強度と電圧強度との間に物理的な関連性が存在することにより、もちろん励磁電圧にも同じ考察が行われ得る。電子部品はプリント基板上に取り付けられていてもよい。本発明のさらなる形態では、第１の受信トラックおよび第２の受信トラックによって生成され得る信号が、とりわけ評価回路を構成する電子部品によってさらに処理され得る。

【0017】

つまり電子部品は、様々な電子回路の要素であることができ、すなわち異なる回路に割り当てられていてもよい。例えば特定の電子部品が、励磁電流を発生させるための回路の要素であることができ、またはさらなる電子部品が、信号の評価もしくはさらなる処理のためのさらなる回路の要素であり得る。

【0018】

本発明のさらなる形態では、プリント基板は正確に２つの層を有する。とりわけ、走査要素は土台を有してもよく、この土台上にプリント基板が配置されているかまたは施されている。

【0019】

土台が金属素材から製造されており、とりわけ板金として形成されていることが有利である。例えば土台は軟質磁性素材から製造されていてもよい。
本発明の有利な形態では、第１の受信トラックおよび第２の受信トラックは、軸の周りで湾曲して配置されており、第１の受信トラックは、軸に対して第２の受信トラックより径方向外側に配置されている。このような走査要素は、とりわけ角度位置の決定に用いられる。とりわけ、第１の受信トラックおよび第２の受信トラックは、隙間なく３６０°にわたって軸の周りを一周するように配置および形成されていてもよい。

【0020】

さらなる一態様に基づき、本発明は、走査要素およびスケール要素を備えた誘導式位置測定機構も含み、このスケール要素はプリント基板に対し、測定方向に直交に方向づけられている方向に離隔して配置されている。

【0021】

本発明の有利な形成形態は従属請求項から読み取られる。
本発明による走査要素のさらなる詳細および利点は、添付の図に基づく２つの例示的実施形態の以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】走査要素の一つの面の俯瞰図である。

【図2】スケール要素の一つの面の俯瞰図である。

【図3】走査要素の部分断面図である。

【図4】接続導線を備えた走査要素の詳細俯瞰図である。

【図5】接続導線の一つの詳細俯瞰図である。

【図6】別の接続導線の詳細俯瞰図である。

【図7】接続導線の詳細の立体俯瞰図である。

【図8】第２の例示的実施形態に基づく接続導線を備えた走査要素の詳細俯瞰図である。

【図9】第２の例示的実施形態に基づく接続導線の詳細俯瞰図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１および図２に基づき、スケール要素２に対する相対的な角度位置を捕捉するために使用され得る走査要素１を有する位置測定機構を用いて本発明が説明される。スケール要素２は、位置測定機構を組み立てた状態では走査要素１に対して軸Ｒの周りを相対的に回転可能に配置されている。軸Ｒは、図１および図２では図平面に直交に方向づけられている。この位置測定機構により、測定方向Ｕ（ここでは周方向）における位置、つまり角度位置が決定され得、ここでは、時計回りに方向づけられている正の測定方向Ｕ＋と、反時計回りに方向づけられている負の測定方向Ｕ－とが区別され得る。

【0024】

走査要素１は、図３に基づいて複数の層Ａ、Ｂ、ここでは正確に２つの層Ａ、Ｂを有するプリント基板１．１を含む。紹介している例示的実施形態では、プリント基板１．１は、約１００μｍの厚さで非常に薄く形成されており、したがってここではまたフィルムと言われ得る。プリント基板１．１は、機械的補強のためにここでは、とりわけ金属素材からなり得る比較的厚い土台１．３上に施されている。この土台１．３上には約５０μｍの厚さの電気絶縁層１．４が配置されており、電気絶縁層１．４上には第２の層Ｂが施されている。さらなる約１５μｍ厚の絶縁層１．５が、第２の層Ｂと第１の層Ａとの間に存在する。最後に層Ａ上に絶縁層１．６が存在し、この絶縁層１．６も約１５μｍ厚である。両方の層Ａ、Ｂはそれぞれ約１２μｍ厚である。絶縁層１．４、１．５、１．６は、紹介される例示的実施形態ではポリイミドからなる。走査要素１は、スケール要素２を走査するために用いられる。

【0025】

プリント基板１．１は、第１の（内側の）励磁導体路１．１８および第２の励磁導体路１．１９を含む。励磁導体路１．１８、１．１９は、第１の層Ａおよび第２の層Ｂ内を走る。

【0026】

角度情報を決定するために、プリント基板１．１上に第１の受信トラック１．１１および第２の受信トラック１．１２が配置されている。励磁導体路１．１８、１．１９は、第２の受信トラック１．１２または第１の受信トラック１．１１を取り囲んでおり、かつ測定方向Ｕまたは周方向に沿って走る。

【0027】

受信トラック１．１１、１．１２の各々が、紹介している例示的実施形態では、それぞれ受信導体路１．１１１、１．１２１（例えば図４を参照）を含み、受信導体路１．１１１、１．１２１は周方向にずれて配置されており、したがってずれに相応して４つの移相した信号をもたらし得る。図では、１つの同じ受信トラック１．１１、１．１２に属する受信導体路１．１１１、１．１２１に１つだけの符号が付されている。したがってつまり、例えば第１の受信トラック１．１１のすべての受信導体路１．１１１に１つだけの符号が付されている。これに加え、第１の受信トラック１．１１の第１の受信導体路１．１１１は、ビアと結合してプリント基板１．１の異なる層Ａ、Ｂ内を走り、したがって交点では望ましくない短絡が回避される。同じことが、第２の受信トラック１．１２の受信導体路１．１２１にも当てはまる。厳密に言えば、第１および第２の受信導体路１．１１１、１．１２１の各々が、それぞれ２つの平面または層Ａ、Ｂに割り振られて並んでいる多くの導体片からなるのではあるが、以下ではこのような構造をまとめて、１つの受信導体路１．１１１、１．１２１と言う。図４～図９では、導体路が第１の層Ａ内だけを走る領域内の導体路は黒く示されている。これに加え、導体路が第２の層Ｂ内だけを走る領域内の導体路は黒い境界線によって白く示されている。最後に、導体路が重なり合って第１の層Ａおよび第２の層Ｂ内を走る領域内の導体路は白黒破線で示されている。

【0028】

受信導体路１．１１１、１．１２１は、実質的に正弦波形にまたは正弦波状に形成されている、空間的に周期的な軌道を有する。第１の受信トラック１．１１の受信導体路１．１１１は周期長λ１（図１）を有し、その一方で第２の受信トラック１．１２の受信導体路１．１２１は周期長λ２を有する。紹介される例示的実施形態では、１つの受信トラック１．１１、１．１２内で隣接する受信導体路１．１１１、１．１２１は互いに対し、正弦波周期全体の１／８（周方向または測定方向Ｕに沿ってπ／４または４５°）ずれて配置されている。受信導体路１．１１１、１．１２１は、一つには０°および９０°の信号、もう一つには４５°および１３５°の信号をもたらすように電気的に接続されている。０°および９０°の信号から第１の位置信号を決定でき、４５°および１３５°の信号から第１の位置信号に対して冗長な第２の位置信号が決定され得る。

【0029】

紹介している例示的実施形態では、第２の周期長λ２が第１の周期長λ１より小さい（λ２／λ１＝７／８）。
走査要素１は、図１では概略的にしか図示されていない多数の電子チップ１．２を備えた電子回路を有する。電子回路は、紹介している例示的実施形態では、ＡＳＩＣチップも含む。

【0030】

第２の受信トラック１．１２によって受信された信号は、電子回路に、とりわけ評価回路として働く領域に導かれなければならない。このためにプリント基板上には４つの接続導線１．１３が存在し、接続導線１．１３はそれぞれ第１の導体列１．１３１および第２の導体列１．１３２を有する。

【0031】

第１の導体列１．１３１（図５）は、第１の箇所で、例えば第２の受信導体路１．１２１（図４）の第１の端部で、第２の受信導体路１．１２１と電気的に結合または接触されている。この第１の箇所は、プリント基板１．１の第１の層Ａ内に存在する。加えて第２の導体列１．１３２は、別の第２の箇所で、例えば第２の受信導体路１．１２１の第２の端部で、第２の受信導体路１．１２１と電気的に結合または接触されている。この別の第２の箇所は、プリント基板１．１の第２の層Ｂ内に存在し、紹介している例示的実施形態では、第１の導体列１．１３１の第１の箇所と第２の導体列１．１３２の別の第２の箇所が、プリント基板１．１の層構造内で重なり合う。この方式の接触により、受信された信号が、受信導体路１．１２１の端部で電圧の形態で取り出され得る。

【0032】

プリント基板１．１はこれに加え、第１の励磁導体路１．１８に励磁電流を供給し得るように、同様に第１の導体列１．１４１および第２の導体列１．１４２を含むさらなる接続導線１．１４を有する。第１の導体列１．１４１は、第３の箇所で、例えば第１の励磁導体路１．１８の第１の端部で、第１の励磁導体路１．１８と電気的に結合または接触されている。この第３の箇所は、プリント基板１．１の第１の層Ａ内に存在する。加えて第２の導体列１．１４２は、別の第４の箇所で、例えば第１の励磁導体路１．１８の第２の端部で、第１の励磁導体路１．１８と電気的に結合または接触されている。この別の第４の箇所は、プリント基板１．１の第２の層Ｂ内に存在し、紹介している例示的実施形態では、第１の導体列１．１４１の第３の箇所と第２の導体列１．１４２の別の第４の箇所が重なり合う。この構成により、第１の励磁導体路１．１８に励磁電流が供給される。

【0033】

プリント基板１．１は、接続導線１．１３、１．１４が第１の受信トラック１．１１を横切るように形成されている。この関連で、第２の受信トラック１．１２のための接続導線１．１３により、第１の受信トラック１．１１を横切る際に受け得るノイズ信号ができるだけ取り込まれないことが重要である。同様に、第１の励磁導体路１．１８のための、接続導線１．１４を通って流れる励磁電流が、第１の受信トラック１．１１内で有意なノイズを引き起こすことが回避されるべきである。

【0034】

それ故に、図５に基づき第１の区間Ｓ１内では、第１の導体列１．１３１が第２の導体列１．１３２に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されるよう第１の導体列１．１３１および第２の導体列１．１３２が走るように、接続導線１．１３の軌道が形成されている。加えて接続導線１．１３の第２の区間Ｓ２内では、第２の導体列１．１３２が第１の導体列１．１３１に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されている。紹介している例示的実施形態では、そのうえ接続導線１．１３の第３の区間Ｓ３内では、第１の層Ａおよび第２の層Ｂ内の第１の導体列１．１３１および第２の導体列１．１３２が重なり合って走るように配置されている。つまり、導体列１．１３１、１．１３２はそれぞれ、一部の区間では第１の層Ａ内を、一部の区間では第２の層Ｂ内を走る。層Ａ、Ｂの間を移ることは、第１の導体列１．１３１の場合はビア１．１３１１によって、第２の導体列１．１３２の場合はビア１．１３２１によって行われる。

【0035】

図６に基づいて、第１の励磁導体路１．１８の接続に用いられる接続導線１．１４の軌道が解説され得る。ここでも第１の導体列１．１４１および第２の導体列１．１４２が、第１の区間Ｓ１内では第１の導体列１．１４１が第２の導体列１．１４２に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されるように走る。加えて接続導線１．１４の第２の区間Ｓ２内では、第２の導体列１．１４２が第１の導体列１．１４１に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されている。紹介している例示的実施形態では、そのうえ接続導線１．１４の第３の区間Ｓ３内では、第１の層Ａおよび第２の層Ｂ内の第１の導体列１．１４１および第２の導体列１．１４２が重なり合って走るように配置されている。つまり、第１の導体列１．１４１と第２の導体列１．１４２は、プリント基板１．１に直交する方向に重なり合って走るように配置されている。第３の区間Ｓ３が全体では、接続導線１．１４の長さの最大部分にわたって延びる。

【0036】

第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２の軌道を立体的に見るために、図７が参照され得る。この図の左側からきて、１つの区間Ｓ３内では、最初はプリント基板１．１の第１の層Ａ内の第１の導体列１．１４１と第２の層Ｂ内の第２の導体列１．１４２とが重なり合って走る。それ自体がノイズの影響を受けにくいこの配置は、その後の軌道では、接続導線１．１４が第１の受信トラック１．１１を横切らなければならないので維持され得ない。したがって第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２の軌道が、先ずは両方の層Ａ、Ｂ内で、同じ層Ａ、Ｂ内の第１の受信導体路１．１１１に平行な部分区間に沿って導かれているように変えられる。この部分区間内では第１の層Ａ内の第１の導体列１．１４１が、そこでは第２の層Ｂ内を走る第１の受信導体路１．１１１を横切る。加えて第２の層Ｂ内を走る第２の導体列１．１４２は、そこでは第１の層Ａ内を走る第１の受信導体路１．１１１を横切る。第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２は、これらの部分区間内ではビア１．１４１１、１．１４１２まで走り、そこでは、第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２がさらに、プリント基板１．１の第１の層Ａから第２の層Ｂに移っているかまたはその逆である。これに続いて図７ではさらに右側へ走りながら、第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２が再びそれぞれの第１の受信導体路１．１１１に平行に方向づけられており、この平行性は、第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２も走るそれぞれ同じ層Ａ、Ｂ内の第１の受信導体路１．１１１それぞれに対してである。最後に第１および第２の導体列１．１４１、１．１４２は再び１つの第３の区間Ｓ３に入り、そこでは重なり合って配置されている。

【0037】

図２では、円板状の形状を有するスケール要素２が俯瞰図で示されている。スケール要素２は、図示した例示的実施形態ではエポキシ樹脂から製造されている支持体からなり、この支持体上に２つの目盛トラック２．１、２．２が配置されている。目盛トラック２．１、２．２はリング状に形成されており、かつ軸Ｒに対して同心円状に、異なる直径で支持体上に配置されている。目盛トラック２．１、２．２は、交互に配置された導電性目盛領域２．１１、２．２１と非導電性目盛領域２．１２、２．２２とのそれぞれ周期的なシーケンスから成る目盛構造を含む。導電性目盛領域２．１１、２．２１の材料として、示した例では銅が支持体上に施された。これに対し非導電性目盛領域２．１２、２．２２内では支持体がコーティングされなかった。２つの目盛トラック２．１、２．２を有する構成により、スケール要素２の角度位置はアブソリュート方式で決定され得る。スケール要素２の最も外側の目盛トラック２．１は、円周線に沿ってより多数の目盛領域２．１１、２．１２を有し、したがって目盛領域２．１１、２．１２により、角度位置の測定に関する最大分解能が達成可能である。

【0038】

組み立てられた状態では、走査要素１とスケール要素２とが軸方向の間隔または空隙をあけて向かい合っており、したがってスケール要素２と走査要素１とが相対的に回転すると、受信導体路１．１１１、１．１２１内で、それぞれの角度位置に依存する信号がそれぞれ誘導効果によって生成され得る。相応の信号が形成される前提条件は、励磁導体路１．１８、１．１９が、それぞれの走査される目盛構造の領域内で、時間と共に交番する電磁励起場を生成することである。図示した例示的実施形態では、励磁導体路１．１８、１．１９が、平行平面で電流に貫流される複数の単一導体路として形成されている。走査要素１の電子回路は、評価要素としてだけでなく、励磁制御要素としても働き、この励磁制御要素の制御下で励磁電流が発生または生成され、励磁電流はその後、励磁導体路１．１８、１．１９を貫流する。したがって励磁導体路１．１８、１．１９は、１つの同じ励磁制御要素によって、接続導線１．１４を介して通電される。第１の励磁導体路１．１８と第２の励磁導体路１．１９は電気的に直列に接続されている。

【0039】

励磁導体路１．１８、１．１９が通電すると、その周りに管状または円筒形に方向づけられた電磁場が形成される。この生じている電磁場の力線は、励磁導体路１．１８、１．１９の周りを走り、この力線の方向は、既知のように励磁導体路１．１８、１．１９内の電流方向に依存する。導電性目盛領域２．１１、２．２１の領域で渦電流が誘導され、これにより、それぞれ角度位置に依存した場の変調が達成される。これに相応して受信トラック１．１１、１．１２により、それぞれ相対的な角度位置が測定され得る。受信導体路１．１１１、１．１２１はそれらの受信トラック１．１１、１．１２内で、それぞれ９０°移相した信号をもたらすように配置されており、これにより回転方向の決定も行われ得る。受信トラック１．１１、１．１２によって生成される信号は、評価回路によってさらに処理される。

【0040】

図８および図９に基づいて第２の例示的実施形態が説明される。図８および図９は、第１の導体列１．１３１’および第２の導体列１．１３２’を含む接続導線１．１３’を示しており、第１の導体列１．１３１’は一つの箇所で第２の受信導体路１．１２１と、および第２の導体列１．１３２’は別の箇所で第２の受信導体路１．１２１と電気的に結合されている。第２の例示的実施形態に基づく走査要素１’はこれに加え、励磁導体路１．１８のためのさらなる接続導線も含み、この接続導線は図には示されていない。

【0041】

第１の導体列１．１３１’および第２の導体列１．１３２’は、接続導線１．１３’の複数の第１の区間Ｓ１’（ここでは３つ）内では、第１の導体列１．１３１’が第２の導体列１．１３２’に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されているように走る。紹介している第２の例示的実施形態では、第１の区間Ｓ１’は、接続導線１．１３’の軌道内で互いに隣接して存在する。同様に、接続導線１．１３’の複数の第２の区間Ｓ２’内では、第２の導体列１．１３２’が第１の導体列１．１３１’に対して正の測定方向Ｕ＋にずれて配置されており、ここでは第２の区間Ｓ２’が互いに隣接して配置されている。これに従い、つまりここでは２つの第１の区間Ｓ１’の間に、導体列１．１３１’、１．１３２’が重なり合う１つの第３の区間Ｓ３’がある。同様に、第２の例示的実施形態では１つの第３の区間Ｓ３’が２つの第２の区間Ｓ２’の間に存在する。

【0042】

紹介している例示的実施形態に基づく走査要素１；１’により、一方では受信トラック内の隙間が必要ないので、また他方では接続導体路１．１３、１．１４、１．１３’のレイアウトにより測定信号中のノイズが無視できるほど小さいので、位置測定機構の測定精度を高めることができる。

【符号の説明】

【0043】

１；１’ 走査要素
１．１；１．１’ プリント基板
１．１１ 第１の受信トラック
１．１１１ 第１の受信導体路
１．１２ 第２の受信トラック
１．１２１ 第２の受信導体路
１．１３；１．１３’、１．１４ 接続導線
１．１３１；１．１３１’、１．１４１ 第１の導体列
１．１３１１；１．１３２１；１．１４１１；１．１４１２ ビア
１．１３２；１．１３２’、１．１４２ 第２の導体列
１．１８ 第１の励磁導体路
１．１９ 第２の励磁導体路
１．３ 土台
１．４； 電気絶縁層
１．５；１．６ 絶縁層
２ スケール要素
２．１；２．２ 目盛トラック
２．１１；２．２１ 導電性目盛領域
２．１２；２．２２ と非導電性目盛領域
Ａ 第１の層
Ｂ 第２の層
Ｒ 軸
Ｓ１；Ｓ１’ 第１の区間
Ｓ２；Ｓ２’ 第２の区間
Ｓ３ 第３の区間
Ｕ 測定方向
Ｕ＋ 正の測定方向
Ｕ－ 負の測定方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】