特開 2024-120170 誘導式位置測定機構用のスケール要素

(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】P2024120170

(43)【公開日】2024-09-04

(54)【発明の名称】誘導式位置測定機構用のスケール要素

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/20 20060101AFI20240828BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 110F

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024025134

(22)【出願日】2024-02-22

(31)【優先権主張番号】23158098

(32)【優先日】2023-02-23

(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】マルティン・ホイマン

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ・ハイネマン

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077NN04

2F077NN13

2F077PP06

2F077VV02

(57)【要約】

【解決手段】本発明は、上に目盛トラック（２．２）が配置されている土台（２．１）を有するスケール要素（２）に関する。目盛トラック（２．２）は、測定方向（ｘ）に沿って交互に配置されている導電性目盛領域（２．２１）と非導電性目盛領域（２．２２）との周期的なシーケンスから構成されており、この導電性目盛領域（２．２１）はそれぞれ、導電材料からなる層から形成されている。スケール要素（２）を機械部分に固定するために、土台（２．１）内に少なくとも１つの孔（２．１１）が配置されている。導電性目盛領域（２．２１）はそれぞれ開口部（２．２１１）を有し、これに関しては導電材料が開口部（２．２１１）を包囲している。少なくとも導電性目盛領域（２．２１）の１つでは、開口部（２．２１１）を貫くように、土台（２．１）内に孔（２．１１）が配置されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導式位置測定機構用のスケール要素（２）であって、上に目盛トラック（２．２）が配置されている土台（２．１）を有し、
前記目盛トラック（２．２）が、測定方向（ｘ）に沿って交互に配置されている導電性目盛領域（２．２１）と非導電性目盛領域（２．２２）との周期的なシーケンスから構成されており、前記導電性目盛領域（２．２１）がそれぞれ、導電材料からなる層から形成されており、
前記スケール要素（２）を機械部分に固定するために、前記土台（２．１）内に少なくとも１つの孔（２．１１）が配置されているスケール要素（２）において、
前記導電性目盛領域（２．２１）がそれぞれ開口部（２．２１１）を有し、これに関しては前記導電材料が前記開口部（２．２１１）を包囲しており、
少なくとも前記導電性目盛領域（２．２１）の１つでは、前記開口部（２．２１１）を貫くように、前記土台（２．１）内に前記少なくとも１つの孔（２．１１）が配置されていることを特徴とするスケール要素（２）。

【請求項2】

前記目盛トラック（２．２）がリング状に形成されている、請求項１に記載のスケール要素（２）。

【請求項3】

前記導電性目盛領域（２．２１）内の前記開口部（２．２１１）が、幾何形状的に同一に形成されている、請求項１または２に記載のスケール要素（２）。

【請求項4】

前記目盛トラック（２．２）がリング状に形成されており、かつ中心点（Ｍ）をもつ目盛円周線（Ｃ２）に沿って延びており、前記開口部（２．２１１）が、それぞれ中心点（Ｍ）に対して同じ間隔を有するように、かつ前記目盛円周線（Ｃ２）に沿って等距離に並ぶように配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のスケール要素（２）。

【請求項5】

前記目盛トラック（２．２）がリング状に形成されており、かつ中心点（Ｍ）をもつ目盛円周線（Ｃ２）に沿って延びており、前記スケール要素（２）が、前記導電性目盛領域（２．２１）のうち孔（２．１１）を有する前記導電性目盛領域（２．２１）を複数含み、前記孔（２．１１）が、それぞれ中心点（Ｍ）に対して同じ間隔を有するように、かつ前記目盛円周線（Ｃ２）に沿って等距離に並ぶように配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のスケール要素（２）。

【請求項6】

前記リング状に形成されたスケール要素（２）が内径ｄおよび外径Ｄを有し、Ｄ／ｄ＜３が当てはまる、請求項１から５のいずれか一項に記載のスケール要素（２）。

【請求項7】

前記孔（２．１１）内に配置されている少なくとも１つの固定要素（２．４）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のスケール要素（２）。

【請求項8】

前記固定要素（２．４）が、前記導電性目盛領域（２．２１）に対して同一平面上にまたは後ろに下げて配置されている、請求項７に記載のスケール要素（２）。

【請求項9】

前記固定要素（２．４）がネジとして形成されている、請求項７または８に記載のスケール要素（２）。

【請求項10】

前記固定要素（２．４）が導電材料からなる、請求項７、８、または９に記載のスケール要素（２）。

【請求項11】

複数の固定要素（２．４）を含み、前記導電性目盛領域（２．２１）のうち孔（２．１１）を有する前記導電性目盛領域（２．２１）を複数含み、前記孔（２．１１）内に前記固定要素（２．４）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スケール要素（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走査要素に対する相対的なスケール要素の角度位置または直線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スケール要素に関する。
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構として使用される。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、このプリント基板が、例えば位置測定機構の固定子と固定的に結合している。このプリント基板に対向してスケール要素が存在しており、このスケール要素上には目盛構造が施されており、スケール要素は位置測定機構の可動部分と固定的に結合されている。励磁トラックに、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、スケール要素と走査要素の相対移動中に位置に依存する信号が生成される。この信号はその後、評価電子機器内でさらに処理される。

【背景技術】

【0002】

本出願人のＥＰ３９２９５３９Ａ１から、誘導式角度測定機構用のスケール要素が知られている。このスケール要素は、それぞれ、交互に配置された導電性目盛領域と非導電性目盛領域との周期的なシーケンスからなる２つの目盛トラックを含む。このスケール要素は固定孔を使って固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＥＰ３９２９５３９Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の基礎となる課題は、コンパクトで安価に製造可能なスケール要素であって、それにもかかわらず、比較的正確に働く誘導式位置測定機構のために使用可能なスケール要素を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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。
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このスケール要素は、上に目盛トラックが配置されている土台を含む。目盛トラックは、測定方向に沿って交互に配置されている導電性目盛領域と比較的非導電性の目盛領域との周期的なシーケンスから構成されており、この導電性目盛領域はそれぞれ、導電材料からなる層から形成されている。さらに、土台内に少なくとも１つの孔が配置されて設けられており、この孔は、スケール要素を機械部分に固定するのに適している。導電性目盛領域はそれぞれ開口部を有し、これに関しては導電材料が開口部を包囲しており、これに加えて少なくとも導電性目盛領域の１つでは、開口部を貫くように、土台内に孔が配置されている。

【0006】

つまり、導電性目盛領域は、導電材料からなる層から形成されている。比較的非導電性の目盛領域は、例えばプラスチックから（例えばプリント基板材料から）形成され得る。スケール要素は、土台として、プラスチックからなるプリント基板材料を有し得ることが好ましい。その代わりに土台を、相対的に厚い鋼鉄層および非導電層（例えばプラスチック層）を含む層体から形成することができ、この鋼鉄層は、スケール要素のうち目盛領域に面していない側に配置されている。つまり、上記の用語「比較的非導電性」は、交互に配置されている目盛領域の材料の導電性の比に関する。この比は、とりわけ１０超または５０超であり得る。導電性目盛領域の導電材料からなる層は、１２μｍ、つまり０．０１２ｍｍより大きい、つまり厚いことが有利である。他方で、とりわけ経済的理由から有利なのは、層が１ｍｍより薄い、とりわけ０．５ｍｍより薄い、有利には０．１ｍｍより薄い場合である。

【0007】

孔という用語は、以下では、必ずしも丸く形成されなくてよい空所と理解されるべきである。とりわけ、孔はここでは角形にまたは楕円形に形成されていてもよく、例えば打ち抜きプロセスまたはフライス加工プロセスによって製造され得る。

【0008】

スケール要素は、角度測定機構内で、走査要素に対する相対的な角度位置を決定し得るために用いられる。このスケール要素は、走査要素に対して相対的に軸の周りを回転可能に配置されており、したがって測定方向は、軸に対して周方向である。

【0009】

目盛トラックがリング状または円環状に形成されており、とりわけこのリング状の目盛トラックの中心点が軸上にあることが有利である。
本発明のさらなる形態では、導電性目盛領域内の開口部は、幾何形状的に同一に形成されている。

【0010】

目盛トラックが、とりわけ軸上にある中心点をもつ目盛円周線に沿って延びており、この場合に開口部が、それぞれ中心点に対して同じ間隔を有するように、かつ目盛円周線に沿って等距離に並ぶように配置されることが有利である。

【0011】

スケール要素が、孔を有する複数の導電性目盛領域を含むことが有利である。これらの孔は、それぞれ中心点に対して同じ間隔を有するように、かつ目盛円周線に沿って等距離に並ぶように配置されている。

【0012】

開口部または孔の間隔は、ここでは度で提示され、かつ軸の周りの、つまり目盛円周線の中心点の周りの、それぞれの中心角に関する。
リング状に形成されたスケール要素が内径ｄおよび外径Ｄを有し、Ｄ／ｄ＜３が当てはまることが有利である。それゆえつまり、スケール要素は例えば相対的に大きな内径ｄを有する。

【0013】

本発明のさらなる形態では、スケール要素が、孔内に配置されている少なくとも１つの固定要素を含む。この固定要素は、軸方向に関し、導電性目盛領域に対して同一平面上にまたは後ろに下げて配置されていてもよく、いずれにせよ軸方向に導電性目盛領域の表面を越えて突き出ることはできない。軸方向とは、以下では、軸に平行に向いた方向のことである。

【0014】

とりわけ固定要素は導電材料から製造されており、かつネジとして形成されていてもよい。その代わりに固定要素としてリベット、金属ピン、スプリングピン、またはその類似物を用いることができ、これに関してはスケール要素が追加的にさらに、スケール要素が固定される機械部分に接着される場合が有利であり得る。固定要素は、とりわけ形状結合をもたらすために用いることができ、これは機能的に確実な配置のために重要である。同時に、固定要素はスケール要素のセンタリングに役立ち得る。つまり例えば、孔にセンタリングコーンまたはセンタリングブレードを押し込んで、スケール要素を追加的に接着結合で位置固定する構成も可能である。

【0015】

スケール要素が複数の固定要素を含み、このスケール要素が、導電性目盛領域のうち孔を有する導電性目盛領域を複数含み、これらの孔内に固定要素が配置されていることが有利である。

【0016】

さらなる態様に基づき、本発明は、スケール要素および走査要素を備えた誘導式位置測定機構も含む。
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。

【0017】

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１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】

【0018】

【図1】走査要素およびスケール要素を含む角度測定機構の透視図である。

【図2】走査要素の一方の側の平面図である。

【図3】スケール要素の、特に複数の受信導体路が被せられた平面図である。

【図4】スケール要素の一方の側の平面図である。

【図5】スケール要素の透視断面図である。

【図6】スケール要素の孔の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１に基づき、スケール要素２の角度位置を捕捉するために使用され得る走査要素１を備えた角度測定機構を用いて本発明を説明する。スケール要素２は、軸Ａの周りを走査要素１に対して相対的に回転可能に配置されている。このような角度測定機構は、例えば駆動機構内で使用することができ、この場合、スケール要素２は、例えばモータの駆動シャフトと回転不能に結合される。

【0020】

走査要素１は、複数の層を有するプリント基板１．１およびプリント基板１．１上に取り付けられた電子部品１．２を含む。プリント基板１．１は、これに加えて機械的支持構造としての枠１．３を含む。

【0021】

図２にも示しているように、プリント基板１．１は、約３００°にわたって周りを囲むように形成された円弧形状を有し、これに相応して空いている箇所を有する。このプリント基板１．１の外周にぐるりと配置されて、閉じた実質的にリング状の枠１．３（ここでは金属製）が固定されており、枠１．３は、とりわけ走査要素１の機械的補強に役立ち、ここでは孔の形態での固定領域１．３１を有する。プリント基板１．１の空いている箇所の領域では、プリント基板１．１の端面に平行に、実質的に径方向に、枠１．３の片体１．３２が走っている。枠１．３のさらなる片体１．３３は、約６０°の角度にわたって円弧の輪郭部を走っている。

【0022】

走査要素１は、第１のスケール要素２を走査するために用いられる。紹介している例示的実施形態では、電子部品１．２は、プリント基板１．１の一方の側、詳しくはスケール要素２に面していない側にしか取り付けられていない。しかしその代わりにまたはそれに加えて、プリント基板１．１の両側に電子部品１．２を備え付けてもよいであろう。

【0023】

図２に基づき、プリント基板１．１は、角度情報を決定するため、第１の検出ユニット１．１１、第２の検出ユニット１．１２、第３の検出ユニット１．１３、および第４の検出ユニット１．１４を有する。検出ユニット１．１１～１．１４はそれぞれ円弧形状を有し、これに関してはすべての検出ユニット１．１１～１．１４に、それぞれの円弧形状の中心点Ｍが軸Ａ上にあることが当てはまる。それゆえ検出ユニット１．１１～１．１４は、中心点Ｍに対してほぼ同心で、互いに向かい合っている。

【0024】

第１の検出ユニット１．１１は、第１の励磁トラック１．１１１および第１の受信トラック１．１１２を含む。同様に第２の検出ユニット１．１２は第２の励磁トラック１．１２１および第２の受信トラック１．１２２を、第３の検出ユニット１．１３は第３の励磁トラック１．１３１および第３の受信トラック１．１３２を、ならびに第４の検出ユニット１．１４は第４の励磁トラック１．１４１および第４の受信トラック１．１４２を含む。

【0025】

励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１はそれぞれ、受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２の１つを包囲している。励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１も、受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２も、周方向ｘに沿って走っている。

【0026】

受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２の各々が、紹介している例示的実施形態ではそれぞれ４つの受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１を含み、これらの受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１は、周方向ｘ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。紹介している例示的実施形態では、１つの受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２内で隣接している受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１は互いに対し、正弦波周期全体の１／８（周方向ｘに沿ってπ／４または４５°）ずれて配置されている。

【0027】

図では、１つの同じ受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２に属する受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１に１つだけの符号を付している。したがってつまり、例えば第１の受信トラック１．１１２のすべての受信導体路１．１１２１に１つだけの符号を付している。これに加え、検出ユニット１．１１～１．１４の受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１は、ビアと結合してプリント基板１．１の異なる層内を走っており、したがって交点では望ましくない短絡が回避されている。厳密に言えば、受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１の各々が、それぞれ２つの平面または層に割り振られて並んでいる多くの導体片からなるが、以下ではこのような構造をまとめて、１つの受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１と言う。

【0028】

図３では見やすくするため、それぞれ受信トラック１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２の１つの受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１しか示していない。以下の解説は、単一の受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１のこの表現に基づいて行われ、その状況は、相応に互いに一部を成している移相した受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１にも当てはまる。

【0029】

第１の受信導体路１．１１２１および第３の受信導体路１．１３２１は、第１の半径Ｒを有する第１の円周線Ｋ１に沿って走っている。第２の受信導体路１．１２２１および第４の受信導体路１．１４２１は、第２の半径ｒを有する第２の円周線Ｋ２に沿って走っており、これに関し第２の半径ｒは第１の半径Ｒより小さく、したがって、
ｒ＜Ｒ
が当てはまる。

【0030】

両方の円周線Ｋ１、Ｋ２は同じ中心点Ｍを有する。受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１は、実質的に正弦波形にまたは正弦波状に形成された、空間的に周期的な軌道を有する。第１の受信トラック１．１１２の第１の受信導体路１．１１２１および第３の受信トラック１．１３２の第３の受信導体路１．１３２１は、その軌道にわたって、一定の第１の周期長λ１を有する。これに対し第２の受信トラック１．１２２の第２の受信導体路１．１２２１および第４の受信トラック１．１４２の第４の受信導体路１．１４２１は、その軌道にわたって、一定の第２の周期長λ２を有する。ここでは第２の周期長λ２が第１の周期長λ１より大きい。

【0031】

λ２＞λ１
周期長λ１、λ２は、ここでは度で提示され、かつ軸Ａの周りの、つまり中心点Ｍの周りの、それぞれの中心角に関する。紹介している例示的実施形態では、
第１の周期長： λ１＝３６０°／３２＝１１．２５°および
第２の周期長： λ２＝３６０°／１５＝２４°である。

【0032】

したがってつまり、第１の周期長λ１は、３６０°の、整数の第１の約数Ｓであり、ここではＳ＝３２、

【0033】

【数1】

【0034】

が当てはまる。
これに倣って、第２の周期長λ２は、３６０°の、整数の第２の約数Ｔであり、ここではＴ＝１５、

【0035】

【数2】

【0036】

が当てはまる。
第１の約数Ｓと第２の約数Ｔは互いに素である。

【0037】

【数3】

【0038】

第２の受信導体路１．１２２１および第４の受信導体路１．１４２１は、周方向ｘでのこれらの受信導体路の間にそれぞれ第１の隙間Ｇ２４および第２の隙間Ｌ２４が存在するように配置されており、第２の受信導体路１．１２２１は第２の弧長α２にわたって延びており、第４の受信導体路１．１４２１は第４の弧長α４にわたって延びており、紹介している例示的実施形態では、
α２＝ｐ・λ２
α４＝ｑ・λ２
ｐ＝ｑなので、α２＝α４
式中、

【0039】

【数4】

【0040】

が当てはまる。
ここではｐ＝ｑ＝４であり、それゆえα２＝４×２４°＝９６°＝α４である。したがってつまり、第２の受信導体路１．１２２１および第４の受信導体路１．１４２１はそれぞれ同じ大きさの弧長α２、α４にわたって延びており、弧長α２、α４は、ここでは４つの第２の周期長λ２に相当する。

【0041】

第１の隙間Ｇ２４は第１の隙間長β２４にわたって延びており、第２の隙間Ｌ２４は第２の隙間長γ２４にわたって延びている。第１の隙間長β２４は第２の周期長λ２の第１の倍数ｍであり、ここではｍ＝３が当てはまる。加えて第２の隙間長γ２４は第２の倍数ｎであり、紹介している例示的実施形態ではｎは値４をとる。基本的に、ｍおよびｎには０より大きい自然数が用いられ得る。

【0042】

β２４＝ｍ・λ２
γ２４＝ｎ・λ２

【0043】

【数5】

【0044】

式中、

【0045】

【数6】

【0046】

が当てはまる。
さらに、ｍとｎの和が奇数になること、つまり
ｍ＋ｎ＝２・ｋ＋１、
式中、

【0047】

【数7】

【0048】

が当てはまる。
絶対的な角度測定値の生成を考慮して、とりわけ第１および第３の受信トラック１．１１２、１．１３２との関連性を形成するため、つまり結び付きに向けて、基本的には、第２の弧長α２と、第４の弧長α４と、第１の隙間長β２４と、第２の隙間長γ２４との和が、第２の周期長λ２の奇数倍である場合、つまり第２の約数Ｔ（ここでは１５）が奇数である場合が有利である。つまり
α２＋α４＋β２４＋γ２４＝（２・ｋ＋１）・λ２
または
ｐ＋ｑ＋ｍ＋ｎ＝２・ｋ＋１、ここでは
４＋４＋４＋３＝１５（＝２・７＋１）
となる。

【0049】

第２の受信導体路１．１２２１と第４の受信導体路１．１４２１がそれぞれ同じ大きさの弧長α２、α４にわたって延びている（ｐ＝ｑ）場合が有利である。したがって、弧長α２、α４および隙間長β２４、γ２４がそれぞれ第２の周期長λ２の倍数であり、その和が第２の周期長λ２の奇数倍である場合には、第１の隙間長β２４と第２の隙間長γ２４が異なる大きさでなければならない。紹介している例示的実施形態では、第１の隙間長β２４は第２の隙間長γ２４より小さく、したがって、
β２４＜γ２４
または
ｍ＜ｎ
が当てはまる。

【0050】

第１の隙間長β２４と第２の隙間長γ２４の差が最小限であることが有利であり、したがって、
ｎ－ｍ＝１
または
γ２４－β２４＝λ２
が当てはまる。

【0051】

第１の受信導体路１．１１２１および第３の受信導体路１．１３２１は、周方向ｘでのこれらの受信導体路の間に、第３の隙間Ｇ１３および第４の隙間Ｌ１３が存在するように配置されている。加えて第１の受信導体路１．１１２１は第１の弧長α１にわたって延びており、これに関し、
α１＝ｓ・λ１
が当てはまる。

【0052】

第３の受信導体路１．１３２１はそれぞれ第３の弧長α３にわたって延びており、これに関し、
α３＝ｔ・λ１
ｓ＝ｔ
式中、

【0053】

【数8】

【0054】

が当てはまる。
紹介している例示的実施形態ではｓ＝ｔ＝８であり、つまりα１＝８×１１．２５°＝９０°＝α３である。つまり第１の受信導体路１．１１２１および第３の受信導体路１．１３２１はそれぞれ、ここでは８つの第１の周期長λ１に相当する同じ大きさの弧長α１、α３にわたって延びている。

【0055】

第３の隙間Ｇ１３は第３の隙間長β１３にわたって延びており、第４の隙間Ｌ１３は第４の隙間長γ１３にわたって延びている。第３の隙間長β１３は第１の周期長λ１の第３の倍数ｖである。加えて第４の隙間長γ１３は第４の倍数ｗであり、紹介している例示的実施形態ではｖおよびｗはそれぞれ値８をとる。基本的に、ｖおよびｗには０より大きい自然数が用いられ得る。

【0056】

β１３＝ｖ・λ１
γ１３＝ｗ・λ１
ここでは：ｖ＝ｗ、
式中、

【0057】

【数9】

【0058】

が当てはまる。
さらに、紹介している例示的実施形態では、ｖおよびｗが偶数であることが当てはまる。絶対的な角度測定値を生成するため、基本的には、第１の弧長α１と、第３の弧長α３と、第３の隙間長β１３と、第４の隙間長γ１３との和が、第１の周期長λ１の偶数倍である場合、つまり第１の約数Ｓ（ここでは３２）が偶数である場合が有利である。

【0059】

α１＋α３＋β１３＋γ１３＝（２・ｋ）・λ２
または
ｓ＋ｔ＋ｖ＋ｗ＝２・ｋ、ここでは
８＋８＋８＋８＝３２（＝２・１６）
式中、

【0060】

【数10】

【0061】

第３の隙間Ｇ１３および第４の隙間Ｌ１３は、第１の周期長λ１の倍数にわたって延びている。これに加え、第３の隙間Ｇ１３と第４の隙間Ｌ１３は同じ大きさであり、したがってつまり、第３の隙間Ｇ１３は９０°または８つの第１の周期長λ１にわたって、および第４の隙間Ｌ１３も９０°にわたって延びている。

【0062】

第２の受信導体路１．１２２１の軌道は、周方向ｘに沿って、それぞれ異なる振幅ｊ２ａ、Ｊ２ｂを有する。つまり、それぞれ最大振れの領域で、第２の円周線Ｋ２と正弦波状に走っている第２の受信導体路１．１２２１との間の異なる間隔が存在している。とりわけ、第２の受信導体路１．１２２１の軌道は第１の区間２ａ内では第１の振幅ｊ２ａを有し、この第１の区間２ａは、第１の隙間Ｇ２４に隣り合う第２の受信導体路１．１２２１の端から、第１の角度α２ａにわたって延びている。第２の区間２ｂ内では第２の受信導体路１．１２２１の軌道が第２の振幅Ｊ２ｂを有し、この第２の区間２ｂは、第２の隙間Ｌ２４に隣り合う第２の受信導体路１．１２２１のもう一方の端から、第２の角度α２ｂにわたって延びている。これに関し、第１および第２の角度α２ａ、α２ｂはそれぞれ第２の弧長α２の半分以下である。第１の振幅ｊ２ａは第２の振幅Ｊ２ｂより小さい。

【0063】

第４の受信導体路１．１４２１にもこれに倣った考察が有効である。それゆえ第４の受信導体路１．１４２１の軌道は、周方向ｘに沿って、それぞれ異なる振幅ｊ４ａ、Ｊ４ｂを有する。つまり、それぞれ最大振れの領域で、第２の円周線Ｋ２と正弦波状に走っている第４の受信導体路１．１４２１との間の異なる間隔が存在している。とりわけ、第４の受信導体路１．１４２１の軌道は第３の区間４ａ内では第３の振幅ｊ４ａを有し、この第３の区間４ａは、第１の隙間Ｇ２４に隣り合う第４の受信導体路１．１４２１の端から、第３の角度α４ａにわたって延びている。第４の区間４ｂ内では第４の受信導体路１．１４２１の軌道が第４の振幅Ｊ４ｂを有し、この第４の区間４ｂは、第２の隙間Ｌ２４に隣り合う第４の受信導体路１．１４２１のもう一方の端から、第４の角度α４ｂにわたって延びている。これに関し、第１の角度α４ａおよび第４の角度α４ｂはそれぞれ第４の弧長α４の半分以下であり、第３の振幅ｊ４ａは第４の振幅Ｊ４ｂより小さい。それゆえ紹介している例示的実施形態では、
ｊ２ａ＝ｊ４ａ
Ｊ２ｂ＝Ｊ４ｂ
が当てはまる。

【0064】

紹介している例示的実施形態では、第２および第４の受信導体路１．１２２１、１．１４２１は、２つの異なる振幅ｊ４ａ、Ｊ４ｂしか有さないのではない。両方の挙げた振幅ｊ４ａ、Ｊ４ｂの間の領域では、それぞれの第２の周期長λ２内で、中間の大きさを有する振幅、つまり第２の振幅Ｊ２ｂまたは第４の振幅Ｊ４ｂより小さく、かつ第１の振幅ｊ２ａまたは第３の振幅ｊ４ａより大きい振幅が存在している。

【0065】

紹介している例示的実施形態では、第２の受信導体路１．１２２１の間で形作られる面、つまり正弦波形の第２の受信導体路１．１２２１の間の個々の面の和（すべてのレンズ状の部分面の和）が、第４の受信導体路１．１４２１によって形作られる面と類似のまたは同じ大きさである。

【0066】

受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１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。これに加え、第１の受信トラック１．１１２の第１の受信導体路１．１１２１と第３の受信トラック１．１３２の第３の受信導体路１．１３２１は、類似して、直列に相互に接続されている。第２の受信トラック１．１２２の第２の受信導体路１．１２２１と第４の受信トラック１．１４２の第４の受信導体路１．１４２１も、類似して、直列に相互に接続されている。相互に接続された受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１によって生成された信号の評価は、１つの共通の評価ＡＳＩＣを介して行われ、このようにして絶対位置が算出される。

【0067】

図４では、スケール要素２が平面図で示されている。スケール要素２は、リング状または円環状の形状を有し、内径ｄおよび外径Ｄを有する。紹介している例示的実施形態では、内径ｄが比較的大きく、したがってここではＤ／ｄ＝１．４が当てはまる。

【0068】

スケール要素２は、図示した例示的実施形態では、プリント基板材料から、つまりプラスチックから、とりわけエポキシ樹脂から製造された土台２．１（図５）から成っており、土台２．１上には２つの目盛トラック２．２、２．３が配置されている。目盛トラック２．２、２．３はリング状に形成されており、軸Ａに対して同心で、異なる半径で、土台２．１上に配置されており、したがって第１の目盛トラック２．２は第２の目盛円周線Ｃ２に沿って走っており、第２の目盛トラック２．３は第１の目盛円周線Ｃ１に沿って走っている。目盛トラック２．２、２．３は、それぞれ周方向ｘに沿って交互に配置されている導電性目盛領域２．２１、２．３１と非導電性目盛領域２．２２、２．３２との周期的なシーケンスからなる目盛構造を含み、この導電性目盛領域２．２１、２．３１はそれぞれ導電材料からなる層から形成されている。この層の厚さはここでは１８μｍである。導電性目盛領域２．２１、２．３１の材料として、示した例では銅が土台２．１上に施された。これに対し非導電性目盛領域２．２２、２．３２内では土台２．１がコーティングされていない。それぞれ２つの目盛トラック２．２、２．３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の外側の目盛トラック２．３は、周方向ｘに沿ってより多数のそれぞれの目盛領域２．３１、２．３２を有し、したがって目盛領域２．３１、２．３２により、角度位置の測定に関するより高い分解能を達成可能である。紹介している例示的実施形態では、第２（外側）の目盛トラック２．３が、第１の周期長λ１の偶数倍を有し、詳しくはｓ＋ｔ＋ｖ＋ｗの和に相当する３２であり、この和を基礎として、第１および第３の受信導体路１．１１２１、１．１３２１の幾何形状が設計された。これに対し第１（内側）の目盛トラック２．２は、周方向ｘに沿ってより少数のそれぞれの目盛領域２．３１、２．３２を有し、ここでは１５である。これは、ｐ＋ｑ＋ｍ＋ｎの和に相当し、この和が、第２の受信導体路１．１２２１および第４の受信導体路１．１４２１の設計に重要である。

【0069】

第１（内側）の目盛トラック２．２の導電性目盛領域２．２１はそれぞれ開口部２．２１１を有し、つまり、導電材料からなる層がこの箇所で開口しているか、または土台２．１がこの領域ではコーティングされていない。導電性目盛領域２．２１は、それぞれ開口部２．２１１が導電性目盛領域２．２１によって包囲されるように形成または配置されている。開口部２．２１１は、それぞれ中心点Ｍに対して同じ間隔を有するように、かつ第２の目盛円周線Ｃ２に沿って周方向ｘに等距離に（ここではそれぞれ２４°の間隔をあけて）並ぶように配置されている。導電材料が開口部２．２１１を包囲することにより、開口部２．２１１の周囲では両側に、導電材料からなる片体２．２１２（図６を参照）が存在しており、かつ開口部２．２１１の周りに導電材料からなる閉じた輪郭部が存在している。

【0070】

導電性目盛領域２．２１の一部の数、ここでは５つでは、それぞれ開口部２．２１１を貫くように、土台２．１内に孔２．１１が配置されている。つまり孔２．１１は、第１（内側）の目盛トラック２．２に沿って、つまり第２の目盛円周線Ｃ２に沿って、土台２．１内に配置されており、紹介している例示的実施形態では５つの孔２．１１が設けられており、これらの孔２．１１は、それぞれ中心点Ｍに対して同じ間隔を有し、かつ第２の目盛円周線Ｃ２に沿って等距離に（ここでは７２°の間隔をあけて）配置されている。

【0071】

図６では、第１の目盛トラック２．２の領域でのスケール要素２の一部分の詳細な断面が示されており、これに関し図６では、導電性目盛領域２．２１の導電材料からなる層の厚さが、解説のために誇張されて大きく図示されている。孔２．１１はここではそれぞれ段のある貫通孔として形成されている。とりわけ、孔２．１１は、例えば穴あけ加工によって製造される円錐形領域２．１１１を有する。円錐形領域２．１１１は、土台２．１の表面に対して、つまり軸方向に、寸法ｈだけ後ろにずれて配置されている。これにより、それぞれの孔２．１１内に、ここではそれぞれネジ（とりわけ皿ネジ）として形成された固定要素２．４を配置でき、この固定要素２．４は土台２．１の表面に対しておよびそれぞれの導電性目盛領域２．２１の表面に対して後ろにずれている。固定要素２．４は、機械部分にスケール要素２を固定するために用いられ、ここでは鋼鉄から作製されており、それゆえ導電性である。

【0072】

組み立てられた状態では、走査要素１とスケール要素２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が相対的に回転すると、受信導体路１．１１２１、１．１２２１、１．１３２１、１．１４２１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、励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１が、それぞれ走査される目盛構造の領域で、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、励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１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は、相互に電気接続された電子部品１．２を備えた電子回路を有する。この電子回路は、例えばＡＳＩＣチップも含み得る。受信トラック１．１１２、１．１２２，１．１３２、１．１４２によって生成された信号は、評価回路を構成する電子部品１．２の幾つかによってさらに処理される。走査要素１のこの電子回路は、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、励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１を貫流する。したがって励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１は、１つの同じ励磁制御要素によって通電される。

【0073】

励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１が通電すると、励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１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、励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１の周りを走っており、この力線の方向は、既知のように励磁トラック１．１１１、１．１２１、１．１３１、１．１４１内の電流方向に依存している。導電性目盛領域２．２１、２．３１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１．１１２、１．１２２、１．１３２、１．１４２により、それぞれ相対的な角度位置が測定され得る。第１の導電性目盛領域２．２１の特殊な形態、とりわけ開口部２．２１１の位置決めおよび寸法決めが、渦電流の適切な形成を保証し、この渦電流は、開口部２．２１１の周りを３６０°にわたって、とりわけ導電材料からなる片体２．２１２内を流れ得る。つまり本発明により、スケール要素２の比較的コンパクトな構造方式が、測定精度を目立って低下させることなく達成され得る。というのも、固定要素２．４が第１の目盛トラック２．２に組み込まれているにもかかわらず、固定要素２．４が測定結果を妨げないからである。この関連では、とりわけ、孔のない導電性目盛領域２．２１が、孔２．１１および固定要素２．４を有する目盛領域２．２１と同じ開口部２．２１１を有することも有利である。これに加え、固定要素２．４が軸方向に後ろにずれていることも有利である。

【符号の説明】

【0074】

２ スケール要素
２．１ 土台
２．１１ 孔
２．２ 目盛トラック
２．２１ 導電性目盛領域
２．２１１ 開口部
２．２２ 非導電性目盛領域
２．４ 固定要素
Ｃ２ 目盛円周線
Ｍ 中心点
ｘ 測定方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】