特許 7152280 電磁誘導式エンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】電磁誘導式エンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/20 20060101AFI20221004BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 J

G01D5/245 E

【請求項の数】 16

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018226214

(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公開番号】P2019101041

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2021-07-20

(31)【優先権主張番号】10 2017 222 063.5

(32)【優先日】2017-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【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】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(72)【発明者】

【氏名】マルク・オーリヴァー・ティーマン

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー・フランク

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・ホイマン

(72)【発明者】

【氏名】ダーニエール・アウアー

(72)【発明者】

【氏名】オーリヴァー・ゼル

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－３６７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－４５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５６３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１９４５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つの走査要素（１）と１つの目盛要素（２）とを有する電磁誘導式エンコーダにおいて、
前記目盛要素（２）が、前記走査要素（１）に対して軸（Ａ）を中心にして回転可能に配置されていて、
前記走査要素（１）が、
少なくとも１つの励磁配線（１．３，１．４）を有し、
第１方向（Ｘ）に沿って第１周期（Ｐ１．１）を成す第１周期パターンにしたがって延在する少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）を含む１つの第１受信トラック（１．１）を有し、
少なくとも１つの受信配線（１．２１，１．２２）を含む１つの第２受信トラック（１．２）を有し、
前記目盛要素（２）が、前記軸（Ａ）に対して円周方向（Ｕ）に延在し、この円周方向（Ｕ）に沿って１つの目盛周期（Ｐ２．１）を成す１つの目盛トラック（２．１）を有し、
さらに、前記目盛トラック（２．１）を介して前記少なくとも１つの励磁配線（１．３，１．４）から生成された電磁場が変調可能である結果、前記走査要素（１）に対する前記目盛要素（２）の角度位置（φ）が、前記第１受信トラック（１．１）の前記受信配線（１．１１，１．１２）によって検出可能であるように、前記電磁誘導式エンコーダが構成されていて、
前記走査要素（１）に対する前記目盛要素（２）の前記第１方向（Ｘ）の位置（ξ）が、前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）によって検出可能である当該電磁誘導式エンコーダ。

【請求項2】

前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、少なくとも２つの受信配線（１．１１，１．１２；１．２１，１．２２）を有する請求項１に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項3】

前記第１周期（Ｐ１．１）が、前記目盛周期（Ｐ２．１）にほぼ一致する結果、
１．５＞［第１周期（Ｐ１．１）／目盛周期Ｐ（２．１）］＞０．７５
が成立する請求項１又は２に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項4】

前記第１受信トラック（１．１）は、少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）を有し、前記少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１１）にわたって延在し、この長さ（Ｌ１１）は、前記第１周期（Ｐ１．１）よりも少なくとも３倍大きい請求項１～３のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項5】

前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）が、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記目盛トラック（２．１）の目盛周期（Ｐ２．１）よりも大きい請求項１～４のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項6】

前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）が、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記第１周期（Ｐ１．１）よりも大きい請求項１～５のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項7】

前記第１受信トラック（１．１）は、前記第２受信トラック（１．２）から半径方向にずらして前記軸（Ａ）に対して配置されている請求項１～６のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項8】

前記第１受信トラック（１．１）は、前記軸（Ａ）に対して前記第２受信トラック（１．２）よりも小さい半径方向の間隔で配置されている請求項５に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項9】

前記目盛要素（２）は、前記目盛トラック（２．１）が配置されている湾曲した側面を有する請求項１～８のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項10】

前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、１つの平面上に配置されている請求項１～９のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項11】

前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、１つの湾曲面上に配置されていて、前記湾曲面の曲率半径は、前記目盛トラック（２．１）が配置されている前記湾曲した側面の曲率半径とは異なる請求項９に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項12】

前記目盛トラック（２．１）は、交互に配置された複数の突出片部（２．１１）と複数の欠落部（２．１２）とを有する請求項１～１１のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項13】

前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第２受信トラック（１．２）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１２）にわたって延在する少なくとも１つの受信配線（１．２１；１．２２）を有し、この長さ（Ｌ１２）は、前記直径（Ｄ）の半分よりも大きい請求項１～１２のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項14】

前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第１受信トラック（１．１）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１１）にわたって延在する少なくとも１つの受信配線（１．１１；１．１２）を有し、この長さ（Ｌ１１）は、前記直径（Ｄ）よりも大きい請求項１～１３のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項15】

前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）は、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記直径（Ｄ）よりも大きい請求項１～１４のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【請求項16】

第１振幅値（Ｍ１）を有する第１信号が、前記第１受信トラック（１．１）の前記受信配線（１．１１，１．１２）によって生成可能であり、
第２振幅値（Ｍ２）を有する第２信号が、前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）によって生成可能であり、
前記走査要素（１）と前記目盛要素（２）との間の第２方向（Ｙ）の間隔（Ψ）が、前記第１振幅値（Ｍ１）と前記第２振幅値（Ｍ２）とに基づいて測定可能であるように、前記電磁誘導式エンコーダは構成されている請求項１～１５のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１に記載の相対位置を測定するための電磁誘導式エンコーダに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁誘導式エンコーダは、例えば、互いに相対回転可能な２つの機械部品の角度位置を測定するための測角装置として使用される。電磁誘導式エンコーダの場合、大抵は、励磁コイル及び受信コイルが、例えば導電路として、多くの場合は多層の共通の１つの配線基板上に実装されている。当該配線基板は、例えば、測角装置のステータに固定接合されている。１つの目盛要素が、この配線基板に対向して存在する。導電性の面と非導電性の面又は突出片部と欠落部とが、目盛パターンとして周期的な間隔で交互してこの目盛要素上に形成されていて、この目盛要素は、測角装置のロータに固定接合されている。交番励磁電流が、当該励磁コイルに通電されるときに、角度位置に依存する信号が、ロータとステータとの間の相対回転中に当該受信コイルに生成される。次いで、当該信号は、評価電子装置内でさらに処理される。

【0003】

多くの場合、このような電磁誘導式エンコーダは、電気駆動部用の測定装置として対応する複数の機械部品の相対移動又は相対位置を測定するために使用される。この場合、当該生成された位置値は、対応するインタフェース装置を通じて当該駆動部を制御するための後続の電子機器に供給される。

【0004】

本出願人の独国特許出願公開第１０２０１２２２３０３７号明細書には、測角装置が記載されている。この測角装置の場合、目盛要素の軸方向の移動が、角度位置の測定と共に測定可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１２２２３０３７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の課題は、相対角度位置と受信トラックに沿って延在する第１方向の位置との測定が簡単に可能である電磁誘導式エンコーダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。

【0008】

したがって、当該電磁誘導式エンコーダは、１つの走査要素と１つの目盛要素とを有する。この場合、当該目盛要素は、当該走査要素に対して軸を中心にして回転可能に配置されているか又は回転移動可能である。当該走査要素は、１つの励磁配線又は複数の励磁配線を有する。さらに、当該走査要素は、１つの第１受信トラックを有する。この第１受信トラックは、第１周期を成す第１周期パターンにしたがって第１方向に沿って延在する少なくとも１つの受信配線を有する。特に、当該第１受信トラックは、第１周期を成す第１周期パターンにしたがって第１方向に沿って延在する複数の受信配線を有し得る。さらに、当該走査要素は、少なくとも１つの受信配線を含む１つの第２受信トラックを有する。当該目盛要素は、当該軸に対して円周方向に延在し、この円周方向に接線に沿って１つの目盛周期を成す１つの目盛トラックを有する。当該目盛トラックを介して当該少なくとも１つの励磁配線から生成された電磁場が変調可能である結果、当該走査要素に対する当該目盛要素の角度位置が、当該第１受信トラックの当該受信配線によって検出可能であるか又は測定可能であるように、当該エンコーダが構成されている。さらに、当該走査要素に対する当該目盛要素の当該第１方向の位置が、当該第２受信トラックの当該受信配線によって検出可能であるか又は測定可能である。

【0009】

当該第２受信トラックは、第２周期を成す第２周期パターンにしたがって当該第１方向に沿って有益に延在する少なくとも１つの受信配線を有する。特に、当該第２受信トラックは、第２周期を成す第２周期パターンにしたがって当該第１方向に沿って延在する複数の受信配線を有する。

【0010】

したがって、１つの周期は、幾何学的な長さである。

【0011】

当該第１受信トラックは、当該第１方向につなげられた複数のコイルから成る少なくとも１つの受信配線を有する。さらに、当該走査要素は、少なくとも１つのコイルから成る少なくとも１つの受信配線を含む１つの第２受信トラックを有する。

【0012】

当該軸を中心にした回転移動又は角度位置が、当該第１受信トラックの当該受信配線によって検出可能である。しかしながら、当該回転移動又は角度位置は、例えば、当該目盛要素の偏心誤差によって、又は当該走査要素に対する当該目盛要素の当該第１方向の不正確な配置によって誤差を含み得る。上記の第１方向の並進位置又は直線位置が、当該第２受信トラックの当該受信配線によって検出可能である。したがって、当該第２受信トラックによる測定を実行することで、当該第１受信トラックの当該受信配線によって測定された角度位置を補正することが可能である。その結果、最終的に、当該システムの精度が、当該角度位置の測定に関して向上する。

【0013】

一般に、当該走査要素と当該目盛要素とは、互いに対向して配置されていて、第２方向に延在する空隙によって互いに離間している。当該第２方向は、特に、当該第１方向に対して直交して配向されていて、特に、当該目盛要素が当該走査要素に対して回転可能に配置されている軸に対しても直交して配向されている。

【0014】

好ましくは、当該第１受信トラック若しくは当該第２受信トラック又は当該両受信トラックは、特に位相シフトを伴って（例えば、９０°の位相シフトを伴って）互いに配置されているそれぞれ少なくとも２つの受信配線を有する。

【0015】

本発明の好適な構成では、当該第１周期の長さは、当該目盛周期の長さにほぼ一致する。特に：
１．５＞［第１周期／目盛周期］＞０．７５又は
１．２５＞［第１周期／目盛周期］＞０．８５又は
１．１５＞［第１周期／目盛周期］＞０．９
が有益に成立する。

【0016】

好ましくは、当該第１受信トラックは、当該第１方向に沿って第１長さにわたって延在する少なくとも１つの受信配線を有する。この場合、当該第１長さは、当該第１周期よりも少なくとも３倍（例えば、３倍程度）大きい（又は当該第１周期よりも３倍程度大きい）。特に、当該第１長さは、当該第１周期よりも少なくとも４倍又は６倍大きくてもよい。

【0017】

本発明の別の構成では、当該受信トラックの受信配線は、少なくとも２つのコイルを有する。

【0018】

特に、当該第１受信トラックの受信配線は、当該第２受信トラックの受信配線よりも多いコイルをから成り得る。

【0019】

本発明の好適な構成では、当該第２受信トラックの受信配線が、第２周期を成す第２周期パターンにしたがって配置されている。この場合、当該第２周期は、当該第１周期よりも大きいか又は長い。例えば、当該第１又は第２周期パターンは、正弦波状の推移を有し得る。好ましくは、当該第２周期は、当該第１周期よりも少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍大きいか又は６倍大きい。

【0020】

本発明の別の構成では、当該第２受信トラックの受信配線が、第２周期を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、当該第２周期の目盛周期は、当該目盛トラックの周期よりも大きい。

【0021】

好ましくは、当該第１受信トラックが、当該第２受信トラックに対して半径方向に空隙をあけて配置されている。特に、当該第１受信トラックは、当該第２受信トラックよりも小さい当該軸に対する半径距離である。

【0022】

当該目盛トラックは、特に円柱状の固体の側面に沿って配置されていて、凹部を円周方向に有する。したがって、当該目盛要素は、当該目盛トラックが配置されている湾曲した側面を有する。

【0023】

好ましくは、当該第１受信トラック若しくは当該第２受信トラック又は両受信トラックは、湾曲した１つの面上に配置され得る。この場合、当該湾曲した面の曲率半径は、当該目盛トラックが配置されている湾曲した側面とは異なる。特に、当該第１受信トラック若しくは当該第２受信トラック又は両受信トラックは、１つの平面上に配置され得る。

【0024】

好ましくは、当該目盛トラックは、当該第１方向に沿って交互に配置された複数の突出片部と複数の欠落部とを有する。代わりに、当該目盛トラックは、当該第１方向に沿て交互に配置された導電性の複数の領域と非導電性の複数の領域とを有する目盛パターンから形成され得る。当該目盛パターンは、別の強磁性構造から成ってもよい。１つの目盛周期は、当該目盛パターンによって規定されている幾何学的な長さである。例えば、１つの導電面と１つの非導電面とがそれぞれ、又は、１つの突出片部と１つの欠落部とがそれぞれ、１つの目盛周期内に存在する。１つの信号周期が、１つの目盛周期の走査時に当該走査要素によって生成され得る。

【0025】

好ましくは、当該目盛要素は、１つの直径を成す円形の外輪郭を有する。さらに、当該第２受信トラックは、当該第１方向に沿って所定の長さにわたって延在する少なくとも１つの受信配線を有する。この場合、当該長さは、当該直径の半分よりも大きい。好ましくは、当該長さは、当該直径よりも少なくとも０．７５倍大きい。さらに、当該第１受信トラックは、当該第１方向に沿って第１長さにわたって延在する少なくとも１つの受信配線を有し得る。この場合、当該第１長さは、当該直径よりも大きい。好ましくは、当該第１長さは、当該直径の１．５倍よりも大きいか又は当該直径の２倍よりも大きい。

【0026】

本発明の別の構成では、当該目盛要素は、１つの直径を成す円形の外輪郭を有し、当該第２受信トラックの受信配線が、第２周期を成す第２周期パターンにしたがって配置されている。この場合、当該第２周期は、当該直径よりも大きい。

【0027】

当該エンコーダは、特に、当該目盛要素の角度位置に依存しないで、当該第１横方向の当該目盛要素の相対位置を取得することを可能にする。

【0028】

本発明の別の構成では、第１振幅値を有する第１信号が、当該第１受信トラックの受信配線によって生成可能であり、第２振幅値を有する第２信号が、当該第２受信トラックの受信配線によって生成可能である。当該走査要素と当該目盛要素との間の第２方向の間隔が、当該第１振幅値と当該第２振幅値とに基づいて測定可能であるように、当該エンコーダは構成されている。例えば、当該間隔に関する情報を含む除算が、当該第１振幅値と当該第２振幅値とから作成され得る。代わりに、この目的のために、差が、当該第１振幅値と当該第２振幅値とから作成されてもよい。

【0029】

本発明は、例えばノギス原理にしたがって絶対角度位置を検出するために、走査要素が軸方向にずらして配置された複数の第１受信トラックを有するエンコーダも含む。この場合、当該目盛要素も、軸方向にずらして配置された複数の目盛トラックを有する。このようなエンコーダは、軸方向にずらして配置された複数の第２受信トラックを有してもよい。この配置の場合、当該検出された信号又は当該信号の振幅値を適切に処理することによって、当該走査要素に対する当該軸の傾斜もさらに測定され得る。

【0030】

本発明の好適な構成は、従属請求項に記載されている。

【0031】

以下に、本発明の電磁誘導式エンコーダのその他の詳細及び利点を、添付図面に基づく１つの実施の形態から説明する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】相対角度位置を測定するためのエンコーダの斜視図である。

【図2】目盛要素の正面図である。

【図3】走査要素の一部及び目盛要素の斜視図である。

【図4】走査要素の第１受信トラック及び励磁配線の正面図である。

【図5】走査要素の第２受信トラック及び励磁配線の正面図である。

【図6】走査要素と目盛要素との間を測定するためのグラフである。

【図7】目盛要素及び走査要素の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明を、走査要素１と軸Ａを中心にして回転可能な目盛要素２又はスケールとの間の角度位置φを取得するために提供されている（図１）エンコーダに基づいて説明する。

【0034】

動作に適合した状態にするため、走査要素１と目盛要素２とが、第２方向Ｙに延在する空隙をあけて互いに対向するように、目盛要素２が、第１方向Ｘに沿って走査要素１に対して位置決めされる。

【0035】

目盛要素２は、軸Ａを有するほぼ円柱状の固体として形成されている。目盛トラック２．１が、当該固体の側面に存在する（図２も参照）。目盛トラック２．１は、円周方向Ｕに延在し、この円周方向Ｕに沿って目盛周期Ｐ２．１を有する。図示された実施の形態では、目盛トラック２．１は、複数の突出片部２．１１とこれらの突出片部２．１１の間に存在する欠落部２．１２とを有する。この場合、第１目盛トラック２．１は、このような突出片部２．１１と欠落部２．１２とを１２個ずつ有する（ｎ＝１２）。したがって、目盛トラック２．１は、周期的に交互に連続して配置された複数の突出片部２．１１と複数の欠落部２．１２とから成る。目盛トラック２．１の目盛トラック２．１は、これらの突出片部２．１１のうちの１つの突出片部２．１１の長さＴ１と、これらの欠落部２．１２のうちの１つの欠落部２．１２の長さＧ１との和から得られる。この場合、長さＴ１，Ｇ１は、円周方向Ｕに延在する。これらの欠落部２．１２のそれぞれの長さＧ１と同様に、長さＴ１は、全ての突出片部２．１１に対して同じである。当該図示された実施の形態では、目盛要素２の直径Ｄは、９ミリメートルである。したがって、目盛周期Ｐ２．１は、以下のように算出され得る：
Ｐ２．１＝Ｄ・π／ｎ＝９ｍｍ・π／１２＝２．３６ｍｍ

【0036】

図３には、エンコーダの部品が概略的に示されている。走査要素１は、平坦な１つの多層配線基板から成る。第１受信トラック１．１及び励磁配線１．３並びに第２受信トラック１．２及び励磁配線１．４が、この多層配線基板の複数の平面上に配置されている。分かりやすく説明するため、図３中のこれらの平面は別々に示されている。実際には、当該両平面は、密接して配置されている。第１受信トラック１．１は、第２受信トラック１．２から半径方向にずらして軸Ａに対して配置されているように、当該エンコーダは構成されている。したがって、第１受信トラック１．１は、第２受信トラック１．２よりも軸Ａの近くに配置されている。

【0037】

受信トラック１．１，１．２はそれぞれ、２つの受信配線１．１１，１．１２；１．２１，１．２２を有する。図示された実施の形態では、これらの受信配線１．１１，１．１２；１．２１，１．２２は、導電路として形成されている。特に、これらの受信配線１．１１，１．１２；１．２１，１．２２又は導電路は、ビアを有する異なる複数の平面上に延在する。その結果、望まない短絡が、交点で回避される。当該図示された実施の形態では、少なくとも４つの層が、当該基板組付体に設けられている。

【0038】

図４によれば、第１受信トラック１．１の受信配線１．１１，１．１２はそれぞれ、（当該図示された実施の形態では、Ｌ１１＝１０．２ｍｍである）延在部Ｌ１１を方向Ｘに沿って有し、周期的なパターンにしたがって、当該図示された実施の形態では、正弦波状のパターンにしたがって配置されている。ここでは、これらの第１受信配線１．１１，１．１２が、２．４ｍｍの第１周期Ｐ１．１を有するように、これらの第１受信配線１．１１，１．１２はそれぞれ、８つの蛇行コイルを有する。したがって、第１周期Ｐ１．１は、目盛周期Ｐ２．１にほぼ一致する。その結果、
（第１周期Ｐ１．１）／（目盛周期Ｐ２．１）＝２．４ｍｍ／２．３６ｍｍ＝１．０１７が成立する。

【0039】

走査配線基板１に対する目盛要素２の相対回転時に、基本的に、比較的高い分解能のインクリメンタル信号が、第１受信配線１．１１，１．１２によって生成され得る。これに対して、第２受信トラック１．２の第２受信配線１．２１，１．２２はそれぞれ、ただ１つのコイルを有し（図５）、（当該図示された実施の形態では、Ｌ１２＝１１ｍｍである）延在部Ｌ１２を方向Ｘに沿って有する。その結果、これらの第１受信配線１．１１，１．１２はそれぞれ、同様に１１ｍｍの周期Ｐ１．２を有する。

【0040】

さらに、図面に示されていない電子回路及びコネクタ要素が、走査要素１上に配置されている。走査要素１は、ハウジング１１内（図１）に設置されている。走査要素１は、ケーブル１０を通じて後続の電子機器に接続可能である。

【0041】

図３～５から分かるように、励磁配線１．３，１．４が第１受信トラック１．１と第２受信トラック１．２との双方の周囲にそれぞれ配置されている。この代わりに、ただ１つの励磁配線が使用されてもよい。

【0042】

多くの場合、目盛要素２は、機械部品に固定されている。この場合、エンコーダを動作に適合した構造にするためには、目盛要素２を有する機械部品は、例えばサーボアクチュエータによって走査要素１の前方に設置される必要がある。例えば、目盛要素２は、図７に破線によって示されているように、Ｘ方向に対応する動作位置へ直線移動され得る。当該直線移動の代わりに、軸Ａが、湾曲した軌道に沿って移動するように、旋回移動又は回転移動も可能である。その後に、走査要素１と目盛要素２とが接触することなしに、目盛要素２は、走査要素１に対して半径方向に空隙をあけて又は間隔Ψをあけて設置される（図７）。一般に、目盛要素２は、回転子として使用され、軸Ａを中心にして回転可能な機械部品に固定されている。これに対して、走査要素１が、直立している機械部品に固定されるように、この走査要素１は、エンコーダのステータを形成する。軸Ａを中心とした走査要素１に対する目盛要素２の相対回転時に、それぞれの角度位置φに依存する信号が、電磁誘導効果によって第１受信トラック１．１の受信配線１．１１，１．１２で生成可能であり、したがって、走査要素１に対する目盛要素２角度位置φが検出可能である。

【0043】

対応する信号の当該生成のための前提条件は、励磁配線１．３，１．４が交番励磁場を受信トラック１．１，１．２の領域内に又はこれらの受信トラックによって走査される目盛トラック２．１の領域内に生成することである。当該図示された実施の形態では、励磁配線１．３，１．４は、電流を通電させる平行な複数の個別導電路として形成されている。励磁配線１．３，１．４が通電されると、パイプ状に又は円柱状に配向された電磁場が、それぞれの励磁配線１．３，１．４の周りに発生する。当該発生した電磁場の磁力線が、励磁配線１．３，１．４を中心にして同心円状に延在する。この場合、当該磁力線の方向が、知られているように、励磁配線１．３，１．４における通電方向に依存する。当該磁場が、角度位置φに依存して変調されるように、渦電流が、突出片部２．１１の領域内に誘導される。これに応じて、相対角度位置φが、受信トラック１．１によって測定され得る。第１受信トラック１．１の受信配線１．１１，１．１２の複数の対がそれぞれ、９０°だけ位相シフトした信号を提供するように、これらの対は配置されている。その結果、回転方向も測定され得る。角度位置φを測定するための受信トラック１．１は、個別の励磁配線１．３によって包囲される。しかし、こうして測定された角度位置φは、一般に著しい誤差を含む。当該誤差は、第２受信トラック１．２を用いた測定によって補正又は除去される。

【0044】

目盛要素２と走査要素１との間の方向Ｘの相対位置ξが、第２受信トラック１．２によって検出される。受信配線１．２１，１．２２によって生成された信号は、走査要素１．１に対する目盛要素１．２の方向Ｘの位置ξに依存する。

【0045】

第２受信トラック１．２によってＸ位置ξに関する信号を取得するために必要な励磁場が、励磁配線１．３によって生成される。第２受信トラック１．２の受信配線１．２１，１．２２が、第１周期Ｐ１．１よりも大きい第２周期Ｐ１．２を有するので、受信配線１．２１，１．２２によって生成された信号が、目盛要素２．１の角度位置φから影響を受けない。当該図示された実施の形態では、第２周期Ｐ１．２は、第１周期Ｐ１．１よりも約４．６倍大きいか又は長い。

【0046】

したがって、電磁場を生成する励磁配線１．３，１．４を使用することで、目盛要素２の側面の、軸Ａに対して直交して配向されている方向Ｘの相対位置ξが、エンコーダによって正確に検出され得る。当該励磁配線１．３，１．４を使用することで、最終的に、当該エンコーダは、角度位置φも検出可能である。

【0047】

走査要素１の電子回路、例えばＡＳＩＣモジュールは、評価装置として作動するだけではなくて、励磁制御要素としても作動する。このとき、励磁配線１．３，１．４に通電する励磁電流が、この励磁制御要素の制御下で生成される。したがって、両励磁配線１．３，１．４は、１つの同じ励磁制御要素によって通電される。したがって、Ｘ方向の相対位置ξを検出するための特別な励磁配線が省略され得る。

【0048】

こうして取得された目盛要素２のＸ方向の正確な相対位置ξに関する情報が、角度位置φに対する値を補正するために評価要素内で使用される。その結果、この値は、従来の測角装置に比べて向上した測定精度で生成可能である。

【0049】

さらに、走査要素１に対する目盛要素２の方向Ｙの相対位置Ψ、すなわち空隙の大きさも、図示された実施の形態に示されているエンコーダによって測定され得る。このため、振幅値Ｍ１，Ｍ２が、例えば信号振幅Ｓ１_０，Ｓ１_９０の二乗和の平方根から生成される（Ｍ１＝√（Ｓ１_０ ^２＋Ｓ１_９０ ^２））。振幅変調された高周波入力信号が、位相制御整流されることによって、当該信号振幅が取得される。図６は、目盛要素２の第２方向Ｙの間隔Ψが横軸上に描かれていて、振幅Ｍが縦軸上に描かれているグラフを示す。当該両曲線は、第１受信トラック１．１と第２受信トラック１．２とから取得される振幅値Ｍ１（Ψ），Ｍ２（Ψ）の推移を示す。当該両曲線の間隔が、増大する間隔Ψと共に小さくなることが、図６から分かる。したがって、第２方向Ｙの間隔Ψが、第１振幅値Ｍ１と第２振幅値Ｍ２とに基づいて一義的に測定され得る。例えば、除算Ｑ（Ψ）＝Ｍ１（Ψ）／Ｍ２（Ψ）が作成され得る。第２方向Ｙの間隔Ψが、この除算の変数から一義的に測定可能である。

【0050】

当該図示された実施の形態では、励磁配線１．３，１．４が、ただ１つの励磁制御要素によって提供される。その結果、同じ励磁電流が、励磁配線１．３，１．４に通電する。目盛要素２の第２方向Ｙの間隔Ψを測定するための上記の方法によって、励磁電流の変動による誤差をほとんど除去することが可能である。その結果、当該変動は、間隔Ψの測定にほとんど影響しない。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下も達成される。
１．１つの走査要素（１）と１つの目盛要素（２）とを有する電磁誘導式エンコーダにおいて、
前記目盛要素（２）が、前記走査要素（１）に対して軸（Ａ）を中心にして回転可能に配置されていて、
前記走査要素（１）が、
少なくとも１つの励磁配線（１．３，１．４）を有し、
第１方向（Ｘ）に沿って第１周期（Ｐ１．１）を成す第１周期パターンにしたがって延在する少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）を含む１つの第１受信トラック（１．１）を有し、
少なくとも１つの受信配線（１．２１，１．２２）を含む１つの第２受信トラック（１．２）を有し、
前記目盛要素（２）が、前記軸（Ａ）に対して円周方向（Ｕ）に延在し、この円周方向（Ｕ）に沿って１つの目盛周期（Ｐ２．１）を成す１つの目盛トラック（２．１）を有し、
さらに、前記目盛トラック（２．１）を介して前記少なくとも１つの励磁配線（１．３，１．４）から生成された電磁場が変調可能である結果、前記走査要素（１）に対する前記目盛要素（２）の角度位置（φ）が、前記第１受信トラック（１．１）の前記受信配線（１．１１，１．１２）によって検出可能であるように、前記エンコーダが構成されていて、
前記走査要素（１）に対する前記目盛要素（２）の前記第１方向（Ｘ）の位置（ξ）が、前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）によって検出可能である当該電磁誘導式エンコーダ。
２．前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、少なくとも２つの受信配線（１．１１，１．１２；１．２１，１．２２）を有する上記１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
３．前記第１周期（Ｐ１．１）が、前記目盛周期（Ｐ２．１）にほぼ一致する結果、
１．５＞［第１周期（Ｐ１．１）／目盛周期Ｐ（２．１）］＞０．７５
が成立する上記１又は２に記載の電磁誘導式エンコーダ。
４．前記第１受信トラック（１．１）は、少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）を有し、前記少なくとも１つの受信配線（１．１１，１．１２）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１１）にわたって延在し、この長さ（Ｌ１１）は、前記第１周期（Ｐ１．１）よりも少なくとも３倍大きい上記１～３のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
５．前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）が、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記目盛トラック（２．１）の目盛周期（Ｐ２．１）よりも大きい上記１～４のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
６．前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）が、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記第１周期（Ｐ１．１）よりも大きい上記１～５のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
７．前記第１受信トラック（１．１）は、前記第２受信トラック（１．２）から半径方向にずらして前記軸（Ａ）に対して配置されている上記１～６のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
８．前記第１受信トラック（１．１）は、前記軸（Ａ）に対して前記第２受信トラック（１．２）よりも小さい半径方向の間隔で配置されている上記５に記載の電磁誘導式エンコーダ。
９．前記目盛要素（２）は、前記目盛トラック（２．１）が配置されている湾曲した側面を有する上記１～８のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１０．前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、１つの平面上に配置されている上記１～９のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１１．前記第１受信トラック（１．１）及び／又は前記第２受信トラック（１．２）は、１つの湾曲面上に配置されていて、前記湾曲面の曲率半径は、前記目盛トラック（２．１）が配置されている前記湾曲した側面の曲率半径とは異なる上記９に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１２．前記目盛トラック（２．１）は、交互に配置された複数の突出片部（２．１１）と複数の欠落部（２．１２）とを有する上記１～１１のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１３．前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第２受信トラック（１．２）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１２）にわたって延在する少なくとも１つの受信配線（１．２１；１．２２）を有し、この長さ（Ｌ１２）は、前記直径（Ｄ）の半分よりも大きい上記１～１２のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１４．前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第１受信トラック（１．１）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って１つの長さ（Ｌ１１）にわたって延在する少なくとも１つの受信配線（１．１１；１．１２）を有し、この長さ（Ｌ１１）は、前記直径（Ｄ）よりも大きい上記１～１３のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１５．前記目盛要素（２）は、１つの直径（Ｄ）を成す円形の外輪郭を有し、
前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）は、第２周期（Ｐ１．２）を成す第２周期パターンにしたがって配置されていて、前記第２周期（Ｐ１．２）は、前記直径（Ｄ）よりも大きい上記１～１４のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
１６．第１振幅値（Ｍ１）を有する第１信号が、前記第１受信トラック（１．１）の前記受信配線（１．１１，１．１２）によって生成可能であり、
第２振幅値（Ｍ２）を有する第２信号が、前記第２受信トラック（１．２）の前記受信配線（１．２１，１．２２）によって生成可能であり、
前記走査要素（１）と前記目盛要素（２）との間の第２方向（Ｙ）の間隔（Ψ）が、前記第１振幅値（Ｍ１）と前記第２振幅値（Ｍ２）とに基づいて測定可能であるように、前記エンコーダは構成されている上記１～１５のいずれか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。

【符号の説明】

【0051】

１ 走査要素、走査配線基板
１．１ 第１受信トラック
１．１１ 第１受信配線
１．１２ 第１受信配線
１．２ 第２受信トラック
１．２１ 第２受信配線
１．２２ 第２受信配線
１．３ 励磁配線
１．４ 励磁配線
２ 目盛要素
２．１ 目盛トラック
２．１１ 突出片部
２．１２ 欠落部
１０ ケーブル
１１ ハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】