特許 7575606 誘導式の位置センサ、装置

(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】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】誘導式の位置センサ、装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/14 20060101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

G01D5/14 D

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023536973

(86)(22)【出願日】2021-12-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 EP2021084938

(87)【国際公開番号】W WO2022128723

(87)【国際公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-06-16

(31)【優先権主張番号】102020216144.5

(32)【優先日】2020-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ 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】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス クルツ

(72)【発明者】

【氏名】ローベアト アレクサンダー ダウト

(72)【発明者】

【氏名】ジーナ フェラ

(72)【発明者】

【氏名】ティム クシジャノフスキ

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－４２０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３６０８３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１４１８６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０３０９４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１４－５／２４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導式の位置センサであって、
可動の要素（３）に配置可能な結合要素（８）と、
前記結合要素（８）の位置を検出するための少なくとも１つのセンサユニット（１１）であって、前記センサユニット（１１）は、電磁波を生成するための少なくとも１つの駆動可能な送信器コイル（１３）と、前記送信器コイル（１３）によって生成され、かつ前記結合要素（８）による影響を受けた電磁波を検出するための少なくとも１つの受信器コイル（１４Ａ）とを有する、センサユニット（１１）と、
複数の層（１０）を有するプリント基板（９）であって、前記センサユニット（１１）の前記送信器コイル（１３）および前記受信器コイル（１４Ａ）は、前記プリント基板（９）に形成されている、プリント基板（９）と、
を備える位置センサにおいて、
前記送信器コイル（１３）および前記受信器コイル（１４Ａ）は、前記送信器コイル（１３）が、前記プリント基板（９）に対して垂直に方向付けられた軸線（Ｚ）に関して少なくとも部分的に軸線方向で前記受信器コイル（１４Ａ）に対向するように、前記プリント基板（９）の前記複数の層（１０）に分散されて形成されており、
さらなる結合要素（２１）の位置を検出するためのさらなるセンサユニット（２０）が設けられており、
前記さらなるセンサユニット（２０）は、少なくとも１つの送信器コイル（２２）と、少なくとも１つの受信器コイル（２３Ａ）とを有し、
前記さらなるセンサユニット（２０）の少なくとも１つの前記送信器コイル（２２）および少なくとも１つの前記受信器コイル（２３Ａ）は、前記プリント基板（９）に形成されている、
ことを特徴とする、位置センサ。

【請求項2】

前記プリント基板（９）は、少なくとも１つの受信器コイルフリー層（１０Ｃ，１０Ｄ）を有し、
前記送信器コイル（１３）の送信器コイル部は、前記送信器コイル部が軸線方向で前記受信器コイル（１４Ａ）に対向するように、前記受信器コイルフリー層（１０Ｃ，１０Ｄ）に形成されている、
請求項１記載の位置センサ。

【請求項3】

前記プリント基板（９）は、少なくとも１つの送信器コイルフリー層（１０Ａ，１０Ｂ）を有し、
前記受信器コイル（１４Ａ）の受信器コイル部は、前記受信器コイル部が軸線方向で前記送信器コイル（１３）に対向するように、前記送信器コイルフリー層（１０Ａ，１０Ｂ）に形成されている、
請求項１または２記載の位置センサ。

【請求項4】

前記プリント基板（９）は、前記送信器コイル（１３）と前記受信器コイル（１４Ａ）との両方が形成されている少なくとも１つの層を有する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項5】

前記送信器コイル（１３）と前記受信器コイル（１４Ａ）とは、前記プリント基板（９）のそれぞれ異なる層（１０）に形成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項6】

前記送信器コイル（１３）は、前記受信器コイル（１４Ａ）の、前記結合要素（８）とは反対の側に配置されている、または
前記受信器コイル（１４Ａ）は、前記送信器コイル（１３）の、前記結合要素（８）とは反対の側に配置されている、
請求項５記載の位置センサ。

【請求項7】

前記受信器コイル（１４Ａ）は、前記送信器コイル（１３）の最大半径方向寸法（１５）に少なくとも実質的に相当する最大半径方向寸法（３２）を有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項8】

前記プリント基板（９）は、円ディスク形に形成されている、またはストリップ形に形成されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項9】

前記センサユニット（１１）は、少なくとも２つの受信器コイル（１４Ａ，１４Ｂ）を有し、
少なくとも２つの前記受信器コイル（１４Ａ，１４Ｂ）は、前記プリント基板（９）の同一の層（１０）に形成されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項10】

前記センサユニット（１１）の前記送信器コイル（１３）と、前記さらなるセンサユニット（２０）の前記送信器コイル（２２）とは、軸線方向において一方では前記センサユニット（１１）の前記受信器コイル（１４Ａ）によって、他方では前記さらなるセンサユニット（２０）の前記受信器コイル（２３Ａ）によって取り囲まれている、
請求項１から９までのいずれか１項記載の位置センサ。

【請求項11】

可動の要素（３）と、前記可動の要素（３）の位置を検出するための、前記要素（３）に対応付けられた誘導式の位置センサ（７）とを備えた装置において、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の位置センサ（７）が設けられている
ことを特徴とする、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導式の位置センサであって、位置センサは、可動の要素に配置可能な結合要素を備え、位置センサは、結合要素の位置を検出するための少なくとも１つのセンサユニットを備え、センサユニットは、電磁波を生成するための少なくとも１つの駆動可能な送信器コイルと、送信器コイルによって生成され、かつ結合要素による影響を受けた電磁波を検出するための少なくとも１つの受信器コイルとを有し、位置センサは、複数の層を有するプリント基板を備え、センサユニットのコイルは、プリント基板に形成されている、位置センサに関する。

【0002】

本発明はさらに、誘導式の位置センサを備えた装置に関する。

【0003】

従来技術
誘導式の位置センサは、従来技術から既に公知である。誘導式の位置センサは、通常、センサユニットを有し、このセンサユニットは、電磁波を生成するための駆動可能な少なくとも１つの送信器コイルを有する。生成された波は、位置センサの結合要素による影響を受け、影響を受けた波が、センサユニットの少なくとも１つの受信器コイルによって検出される。この場合、誘導式の位置センサは、送信器コイルによって生成された波が、結合要素の位置に依存して結合要素によるそれぞれ異なる影響を受けるという効果を利用している。したがって、受信器コイルによって検出される波も、結合要素の位置による影響を受ける。受信器コイルによって検出された電磁波に依存して、相応に、結合要素の位置を決定または特定することができる。結合要素が可動の要素に配置されている場合には、この結合要素の位置を特定することによって可動の要素の位置を間接的に特定することができる。典型的には、送信器コイルおよび受信器コイルは、位置センサの、複数の層を有する１つの共通のプリント基板に形成されている。

【0004】

冒頭に述べた形式の誘導式の位置センサは、例えば独国特許発明第１０２０１６２０２８７１号明細書から公知である。この公知の位置センサの場合、送信器コイルおよび受信器コイルは、送信器コイルが、プリント基板に対して垂直に方向付けられた軸線に関して半径方向で受信器コイルを取り囲むように、プリント基板の複数の層に分散されて形成されている。

【0005】

発明の開示
本発明による誘導式の位置センサは、請求項１の特徴によれば、送信器コイルが、プリント基板に対して垂直に方向付けられた軸線に関して少なくとも部分的に軸線方向で受信器コイルに対向するように、送信器コイルおよび受信器コイルがプリント基板の複数の層に分散されて形成されているという点で優れている。本発明による位置センサの構成によれば、半径方向における送信器コイルの寸法を、公知の位置センサに比べて低減することができる。これにより、位置センサを全体的により小型に形成することを、これによってセンサユニットの感度を低減することなく実現することができる。さらに、本発明による位置センサの構成によれば、送信器コイルのインダクタンスを調整する際における変更範囲が拡大される。この変更範囲は、送信器コイルの幾何形状と、送信器コイルから結合要素までの距離とによって決定的に決まる。好ましくは、位置センサは、受信器コイルによって検出された電磁波を評価するように構成された計算ユニットを有する。例えば、計算ユニットは、受信器コイルによって検出された信号、すなわち検出された波を復調するように構成されている。

【0006】

このために、計算ユニットは、電気的な接続線路によって受信器コイルに電気的に接続されている。好ましくは、計算ユニットは、復調された信号を制御機器に供給するように構成されており、制御機器は、復調された信号に依存して結合要素の位置を特定するように構成されている。好ましくは、計算ユニットは、送信器コイルを駆動するようにも構成されている。このために、計算ユニットは、電気的な接続線路によって送信器コイルに電気的に接続されている。特に好ましくは、計算ユニットは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として構成されている。本発明によれば、送信器コイルは、少なくとも部分的に軸線方向で受信器コイルに対向している。すなわち、送信器コイルの少なくとも１つのコイル区間が、軸線方向で受信器コイルの少なくとも１つのコイル区間に対向している。上述した接続線路は、送信器コイルまたは受信器コイルのコイル区間を形成していない。その限りにおいて、送信器コイルは、この送信器コイルを計算ユニットに接続している接続線路が、軸線方向で受信器コイルに対向しているならば、依然として軸線方向で受信器コイルには対向していない。相応に、受信器コイルは、この受信器コイルを計算ユニットに接続している接続線路が、軸線方向で送信器コイルに対向しているならば、依然として軸線方向で送信器コイルには対向していない。

【0007】

好ましい実施形態によれば、プリント基板は、少なくとも１つの受信器コイルフリー層を有し、送信器コイルの送信器コイル部は、送信器コイル部が軸線方向で受信器コイルに対向するように、受信器コイルフリー層に形成されている。このことから、受信器コイルフリー層に形成される送信器コイル部を、受信器コイルの寸法設定に関係なく寸法設定することができるという利点が得られる。例えば、受信器コイルフリー層に形成される送信器コイル部の巻回数を、受信器コイルの寸法設定に関係なく選択することができる。

【0008】

好ましい実施形態によれば、プリント基板は、少なくとも１つの送信器コイルフリー層を有し、受信器コイルの受信器コイル部は、受信器コイル部が軸線方向で送信器コイルに対向するように、送信器コイルフリー層に形成されている。このことから、受信器コイルの面積を増大させることができ、これによって最終的に信号の振幅が増大するという利点が得られる。さらに、送信器コイルフリー層に形成される受信器コイル部を、送信器コイルの寸法設定に関係なく寸法設定することができる。例えば、送信器コイルフリー層に形成される受信器コイル部の巻回数を、送信器コイルの寸法設定に関係なく選択することができる。

【0009】

好ましくは、プリント基板は、送信器コイルと受信器コイルとの両方が形成されている少なくとも１つの層を有する。したがって、この層において、送信器コイルと受信器コイルとは、プリント基板に対して垂直に方向付けられた軸線に関して半径方向で対向している。

【0010】

好ましくは、送信器コイルと受信器コイルとは、プリント基板のそれぞれ異なる層に形成されている。したがって、送信器コイルは、受信器コイルフリー層にのみ形成されており、受信器コイルは、送信器コイルフリー層にのみ形成されている。相応に、送信器コイルと受信器コイルとは、プリント基板に対して垂直に方向付けられた軸線に関して軸線方向で互いに離間されている。このことから、送信器コイルの幾何形状と、受信器コイルの幾何形状とを互いに独立して選択することができるという利点が得られる。

【0011】

好ましい実施形態によれば、送信器コイルは、受信器コイルの、結合要素とは反対の側に配置されている。したがって、受信器コイルは、結合要素と送信器コイルとの間に配置されている。コイルのこのような配置により、センサユニットは、特に高い感度を有することとなる。代替的な実施形態によれば、好ましくは、受信器コイルは、送信器コイルの、結合要素とは反対の側に配置されている。その場合、送信器コイルは、結合要素と受信器コイルとの間に配置されている。

【0012】

好ましい実施形態によれば、受信器コイルは、送信器コイルの最大半径方向寸法に少なくとも実質的に相当する最大半径方向寸法を有する。コイルのこのような構成により、プリント基板に存在する構造スペースができるだけ最適に利用し尽くされ、これにより、信号の振幅が最大化される。この場合、半径方向寸法とは、軸線に対して垂直に延在する寸法を意味する。したがって、考えられる全ての半径方向寸法は、プリント基板の層に対して平行に延在している。

【0013】

好ましくは、プリント基板は、円ディスク形に、特に円環ディスク形に形成されている、またはストリップ形に形成されている。位置センサが回転角度センサとして構成されている場合には、プリント基板は、好ましくは円ディスク形に形成されている。回転角度センサとして構成されている位置センサは、結合要素の位置として、結合要素の回転位置または回転角度を検出するように構成されている。しかしながら、位置センサがリニア変位センサとして構成されている場合には、プリント基板は、好ましくはストリップ形に形成されている。リニア変位センサとして構成されている位置センサは、結合要素の位置として、結合要素の摺動位置を検出するように構成されている。

【0014】

好ましい実施形態によれば、センサユニットは、少なくとも２つの受信器コイルを有し、受信器コイルは、プリント基板の同一の層に形成されている。すなわち、センサユニットは、第１の受信器コイルおよび第２の受信器コイルを有する。この場合、これらの受信器コイルは、好ましくは第１の受信器コイルが正弦波信号を検出するように、かつ第２の受信器コイルが余弦波信号を検出するように構成または配置されている。位置センサが回転角度センサとして構成されている場合には、アークタンジェント（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を特定することによって結合要素の回転角度を特定することができる。

【0015】

好ましくは、位置センサは、さらなる結合要素の位置を検出するためのさらなるセンサユニットを有し、さらなるセンサユニットは、少なくとも１つの送信器コイルと、少なくとも１つの受信器コイルとを有し、さらなるセンサユニットのコイルは、プリント基板に形成されている。このような構成では、位置センサを、舵角センサ（Torque- and Angle Sensor：ＴＡＳ）として使用することができる。この場合、結合要素とさらなる結合要素とは、同一のシャフトに相対回動不能に接続されており、プリント基板は、一方では結合要素と、他方ではさらなる結合要素との間に配置されている。舵角センサとして構成されている位置センサは、この場合、シャフトによって生成されるトルクと、シャフトの回転角度との両方を検出するように構成されている。

【0016】

好ましい実施形態によれば、センサユニットの送信器コイルと、さらなるセンサユニットの送信器コイルとは、軸線方向において一方ではセンサユニットの受信器コイルによって、他方ではさらなるセンサユニットの受信器コイルによって取り囲まれている。すなわち、送信器コイルは、受信器コイル同士の間に配置されている。その場合、これらの２つのセンサユニットは、特に高い感度を有することとなる。代替的な実施形態によれば、好ましくは、センサユニットの受信器コイルと、さらなるセンサユニットの受信器コイルとは、軸線方向において一方ではセンサユニットの送信器コイルによって、他方ではさらなるセンサユニットの送信器コイルによって取り囲まれている。

【0017】

本発明による装置は、可動の要素と、可動の要素の位置を検出するための誘導式の位置センサとを有する。本装置は、請求項１２の特徴によれば、本発明による位置センサの構成という点で優れている。このことからも、既に挙げた利点がもたらされる。さらなる好ましい特徴および特徴の組み合わせは、明細書および特許請求の範囲から明らかになる。結合要素は、要素の位置を検出するために直接的または間接的に要素に配置されている。好ましくは、本装置は、駆動装置として構成されている。その場合、可動の要素は、駆動装置のアクチュエータ要素である。アクチュエータ要素は、好ましくは回転可能または摺動可能に支持されている。アクチュエータ要素が回転可能に支持されている場合には、位置センサは、回転角度センサとして構成されている。アクチュエータ要素が摺動可能に支持されている場合には、位置センサは、リニア変位センサとして構成されている。さらなる実施形態によれば、要素は、例えば操作可能なペダルである。その場合、位置センサは、ペダル変位センサとして構成されている。

【0018】

以下では、本発明について図面に基づいてより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】誘導式の位置センサを備えた駆動装置を示す図である。

【図2】第１の実施例による位置センサのプリント基板を示す図である。

【図3】第１の実施例による位置センサを示すさらなる図である。

【図4】第２の実施例による位置センサのプリント基板を示す図である。

【図5】第３の実施例による位置センサを示す図である。

【0020】

図１は、ここでは詳細には図示されていない消費器のための、例えば自動車のブレーキシステム、特にパーキングブレーキのための有利な駆動装置１を概略図で示す。

【0021】

駆動装置１は、電気機械２を有する。機械２は、アクチュエータ要素として回転可能に支持された駆動シャフト３を有する。シャフトを支持するために、本実施例では、半径方向力を伝達する軸受４が設けられている。駆動シャフト３は、ロータ５を支持し、このロータ５には、ハウジングに固定されたステータ６が対応付けられている。ロータ５と、ひいては駆動シャフト３とは、ステータ６の図示されていないステータ巻線に適切に通電することによって回転可能である。駆動シャフト３は、消費器を駆動するために消費器に機械的に結合されている、または結合可能である。

【0022】

駆動装置１はさらに、機械２に対応付けられた誘導式の位置センサ７を有する。位置センサ７は、結合要素８を有し、この結合要素８は、駆動シャフト３に相対回動不能に接続されている。すなわち、結合要素８は、駆動シャフト３と共に回転可能である。

【0023】

位置センサ７はさらに、プリント基板９を有する。プリント基板９は、プリント基板９と駆動シャフト３とが互いに回転可能であるようにハウジングに固定されて配置されている。結合要素８は、プリント基板９に対して垂直に方向付けられた軸線Ｚに関して軸線方向でプリント基板９に対向するように位置している。本実施例では、プリント基板９は、軸線Ｚが駆動シャフト３の回転軸線Ｒに対して平行に延在するように配置されている、または方向付けられている。

【0024】

プリント基板９は、複数の層１０を有する。本実施例では、第１の層１０Ａ、第２の層１０Ｂ、および第３の層１０Ｃが示されている。しかしながら、プリント基板９は、それとは異なる数の、特により多数の層１０を有することもできる。これらの層１０は、軸線Ｚに関して軸線方向で相前後して配置されている。第１の層１０Ａは、結合要素８に面しており、以下では最も上側の層１０Ａとも称される。この第１の層１０Ａには、結合要素８に対する間隔が増大するにつれて第２の層１０Ｂと第３の層１０Ｃとが続く。

【0025】

位置センサ７はさらに、センサユニット１１を有する。センサユニット１１は、図１では見やすくするために図示されていない複数のコイルを有する。これらのコイルは、プリント基板９の層１０に、好ましくは導体路として形成されている。この場合、少なくとも１つの駆動可能な送信器コイルと、少なくとも１つの受信器コイルとが設けられている。

【0026】

位置センサ７はさらに、本実施例によれば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として構成されている計算ユニット１２を有する。計算ユニット１２は、図１では概略的にのみ示されている。好ましくは、計算ユニット１２も、プリント基板９に構成されている。計算ユニット１２は、送信器コイルに電気的に接続されており、結合要素８を貫通する電磁波によって信号を送出するように送信器コイルを駆動するように構成されている。電磁波は、結合要素８による影響を受け、受信器コイルへと反射または案内され、受信器コイルによって検出される。この場合、電磁波は、結合要素８の回転位置または回転角度に依存して結合要素８によるそれぞれ異なる影響を受ける。結合要素８の種々異なる回転角度において、相応に、種々異なる電磁波が受信器コイルによって検出される。計算ユニット１２は、受信器コイルに電気的に接続されており、検出された電磁波を復調するように構成されている。計算ユニット１２は、図示されていない制御装置に通信技術的に接続されており、この制御装置は、復調された波に依存して結合要素８の回転角度を特定するように構成されている。結合要素８が駆動シャフト３に相対回動不能に接続されていることに基づいて、駆動シャフト３の回転角度は、結合要素８の回転角度と相関している。したがって、制御装置が結合要素８の回転角度を特定すると、制御装置は、駆動シャフト３の回転角度を間接的に特定する。

【0027】

以下では、位置センサ７の第１の実施例について図２および図３に基づいてより詳細に説明する。

【0028】

図２には、プリント基板９の一部の断面図が示されている。プリント基板９は、位置センサ７の第１の実施例によれば４つの層１０、すなわち、結合要素８に面している第１の層１０Ａ、第２の層１０Ｂ、第３の層１０Ｃ、および第４の層１０Ｄを有する。

【0029】

センサユニット１１は、送信器コイル１３と、第１の受信器コイル１４Ａおよび第２の受信器コイル１４Ｂとを有する。一方では送信器コイル１３が、他方では受信器コイル１４Ａ，１４Ｂが、プリント基板９のそれぞれ異なる層１０に形成されている。本実施例では、送信器コイル１３は、第３の層１０Ｃおよび第４の層１０Ｄに形成されている。受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、第１の層１０Ａおよび第２の層１０Ｂに一緒に形成されている。すなわち、送信器コイル１３は、受信器コイルフリー層１０Ｃ，１０Ｄにのみ形成されている。相応に、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、送信器コイルフリー層１０Ａ，１０Ｂにのみ形成されている。ある１つの層１０から隣接する層１０への移行は、この場合、それぞれスルーホールコンタクトによって達成される。図２には、第１の受信器コイル１４Ａが第１の層１０Ａから第２の層１０Ｂに移行するときに通過する複数のスルーホールコンタクト３０と、第２の受信器コイル１４Ｂが第１の層１０Ａから第２の層１０Ｂに移行するときに通過する複数のスルーホールコンタクト３１とが見て取れる。

【0030】

送信器コイル１３と受信器コイル１４Ａ，１４Ｂとがプリント基板９のそれぞれ異なる層１０に形成されていることに基づいて、送信器コイル１３は、軸線Ｚに関して軸線方向で受信器コイル１４Ａ，１４Ｂから離間されている。この場合、送信器コイル１３は、軸線Ｚに関して少なくとも部分的に軸線方向で受信器コイル１４Ａ，１４Ｂに対向している。したがって、送信器コイル１３と受信器コイル１４Ａ，１４Ｂとは、軸線Ｚに関して少なくとも部分的に半径方向で同一の高さに位置している。

【0031】

本実施例では、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、プリント基板９の上から２つの層１０Ａおよび１０Ｂに形成されている。したがって、送信器コイル１３は、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂの、結合要素８とは反対の側に形成されており、したがって、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、結合要素８と送信器コイル１３との間に配置されている。

【0032】

図３は、第１の実施例による位置センサ７のさらなる図を示す。この場合、左側の図Ａは、位置センサ７の斜視図を示す。右側の図Ｂは、位置センサ７の平面図を示す。

【0033】

図Ａから見て取れるように、結合要素８は、円ディスク形に形成されている。この場合、結合要素８の円ディスク形は、複数の測定凹部１５を有し、これらの測定凹部１５は、結合要素８の周方向に分散されて結合要素８に形成されている。特に測定凹部１５によって、送信器コイル１３によって送出された電磁波が、結合要素８の回転角度に依存して結合要素８によるそれぞれ異なる影響を受けることが達成される。結合要素８はさらに、中央の軸線方向貫通口１６を有する。その限りにおいて、結合要素８は、円環ディスク形に形成されている。結合要素８が、図１に示されているようにシャフトに相対回動不能に接続されている場合には、シャフトは、結合要素８の中央の軸線方向貫通口１６を貫通する。

【0034】

図Ｂから見て取れるように、送信器コイル１３は、円環形に形成されており、複数の互いに同心の巻線を有する。受信器コイル１４Ａ，１４Ｂも、それぞれ少なくとも実質的に円環形に形成されている。この場合、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、それぞれの円環形の周方向において波形の延在形状を有する。送信器コイル１３と受信器コイル１４Ａ，１４Ｂとは、互いに同軸に配置されている。

【0035】

送信器コイル１３および受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、本実施例では、送信器コイル１３の最大半径方向寸法１５が、受信器コイル１４Ａ，１４Ｂの最大半径方向寸法３２に少なくとも実質的に相当するように寸法設定されている。この場合、最大半径方向寸法１５または３２は、それぞれの円環形の直径に相当する。

【0036】

プリント基板９は、図３には示されていない。しかしながら、プリント基板９も、円環ディスク形に形成されている。その限りにおいて、プリント基板９も、中央の軸線方向貫通口を有する。この場合、プリント基板９の中央の軸線方向貫通口の直径は、この軸線方向貫通口を駆動シャフト３が非接触で貫通することができるように寸法設定されている。

【0037】

送信器コイル１３は、２つの電気的な接続線路１７Ａ，１７Ｂによって計算ユニット１２に電気的に接続されている。送信器コイル１３から出発して、接続線路１７Ａ，１７Ｂは、計算ユニット１２とのコンタクトのために半径方向外方に延在している。受信器コイル１４Ａは、２つの電気的な接続線路１８Ａ，１８Ｂによって計算ユニット１２に電気的に接続されている。受信器コイル１４Ａから出発して、接続線路１８Ａ，１８Ｂは、計算ユニット１２とのコンタクトのために半径方向外方に延在している。受信器コイル１４Ｂは、２つの電気的な接続線路１９Ａ，１９Ｂによって計算ユニット１２に電気的に接続されている。受信器コイル１４Ｂから出発して、接続線路１９Ａ，１９Ｂは、計算ユニット１２とのコンタクトのために半径方向外方に延在している。

【0038】

以下では、位置センサ７の第２の実施例について図４を参照しながらより詳細に説明する。これに関して図４は、第２の実施例による位置センサ７の断面図を示す。

【0039】

図４に示されている実施例によれば、位置センサ７は、舵角センサとして構成されている。この限りにおいて、位置センサ７は、シャフトの回転角度と、シャフトによって生成されるトルクとの両方を検出するように構成されている。このために、位置センサ７は、センサユニット１１に加えてさらなるセンサユニット２０を有する。

【0040】

図４に示されている実施例によれば、プリント基板９は、８つの層、すなわち第１の層１０Ａ、第２の層１０Ｂ、第３の層１０Ｃ、第４の層１０Ｄ、第５の層１０Ｅ、第６の層１０Ｆ、第７の層１０Ｇ、および第８の層１０Ｈを有する。センサユニット１１のコイル１３，１４Ａ，１４Ｂは、第１の実施例の場合と同様に、層１０Ａ～１０Ｄに形成されている。

【0041】

このさらなるセンサユニット２０も、１つの送信器コイル２２と、２つの受信器コイル２３Ａ，２３Ｂとを有する。送信器コイル２２は、プリント基板９の第５の層１０Ｅおよび第６の層１０Ｆに形成されている。受信器コイル２３Ａ，２３Ｂは、プリント基板９の第７の層１０Ｇおよび第８の層１０Ｈに一緒に形成されている。したがって、送信器コイル１３および２２は、軸線方向において一方では受信器コイル１４Ａ，１４Ｂによって、他方では受信器コイル２３Ａ，２３Ｂによって取り囲まれる。この場合、送信器コイル２２および受信器コイル２３Ａ，２３Ｂも、送信器コイル２２が軸線Ｚに関して軸線方向で受信器コイル２３Ａ，２３Ｂに対向するように、プリント基板９の層１０に形成されている。好ましくは、さらなるセンサユニット２０は、一方では送信器コイル１３と他方では送信器コイル２２との間に延在する平面に関して、センサユニット１１に対して鏡像対称に構成されている。

【0042】

さらなるセンサユニット２０には、さらなる結合要素２１が対応付けられており、このさらなる結合要素２１は、その構成に関して好ましくは結合要素８に相当する。さらなる結合要素２１は、プリント基板９の、結合要素８とは反対の側に配置されている。すなわち、プリント基板９は、軸線方向において結合要素８および２１によって取り囲まれる。

【0043】

以下では、位置センサ７の第３の実施例について図５を参照しながらより詳細に説明する。これに関して図５は、位置センサ７の平面図を示す。第３の実施例によれば、位置センサ７は、電気機械の摺動可能に支持されたリニアアクチュエータ要素のためのリニア変位センサとして構成されている。この限りにおいて、位置センサ７は、リニアアクチュエータ要素に配置された結合要素の摺動位置を検出するように構成されている。このために、プリント基板９は、円環ディスク形ではなくストリップ形に形成されている。送信器コイル１３は、矩形環形に形成されており、プリント基板９の長手方向に延在している。受信器コイル１４Ａ，１４Ｂも、プリント基板９の長手方向に延在している。それ以外の点では、図５に示されている実施例においても、送信器コイル１３および受信器コイル１４Ａ，１４Ｂは、送信器コイル１３が少なくとも部分的に軸線方向で受信器コイルに対向するように、プリント基板９の複数の層１０に分散されて形成されている。

【0044】

上述した実施形態では、送信器コイルおよび受信器コイルは、常にプリント基板９のそれぞれ異なる層１０に形成されている。さらなる実施例によれば、プリント基板９は、少なくとも１つの送信器コイルと少なくとも１つの受信器コイルとが一緒に形成されている少なくとも１つの層１０を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】