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公開番号2023171249
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-01
出願番号2023044032
出願日2023-03-20
発明の名称誘導型の位置測定装置
出願人ドクトル・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,DR. JOHANNES HEIDENHAIN GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01D 5/249 20060101AFI20231124BHJP(測定;試験)
要約【課題】絶対的な相対位置を特定する誘導型の位置測定装置を提供する。
【解決手段】走査部は第一の受信パターン路を備え、少なくとも一つの受信導線を有し、少なくとも或る長さ(L)に亘って延びる。また第二の受信パターン路を備え、少なくとも一つの受信導線を有し、少なくとも同じ長さ(L)に亘って延びる。目盛部は目盛トラックを有し、複数リブと複数ギャップから形成され、それらリブが第一方向(X)に異なる幅(BS)を有し、或いはそれらギャップが異なる深さ(HL)または異なる幅(BL)を有し、第一の受信パターン路の受信導線により第一の周期長(P1.1)を持つ第一の信号(S1.1)が生成可能で、第二の受信パターン路の受信導線により第二の周期長(P1.2)を持つ第二の信号(S1.2)が生成可能で、第一の周期長のn倍が第二の周期長のm倍に等しく、n・P1.1=m・P1.2≦L(nとmが互いに素)を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
走査部（１）と目盛部（２；２’）を備え、前記目盛部（２；２’）は、前記走査部（１）に対して相対的に第一方向（Ｘ）に変位可能に配置されている誘導型の位置測定装置であって、
－前記走査部（１）は、
少なくとも一つの励起導線（１．３）を備え、
第一の受信パターン路（１．１）を備え、当該受信パターン路が少なくとも一つの受信導線（１．１１，１．１２，１．１３，１．１４）を有し、当該受信導線が第一の周期パターンで前記第一方向（Ｘ）に沿って延在し且つ少なくとも或る長さ（Ｌ）に亘って延びており
第二の受信パターン路（１．２）を備え、当該受信パターン路が少なくとも一つの受信導線（１．２１，１．２２）を有し、当該受信導線が第二の周期パターンで前記第一方向（Ｘ）に沿って延在し且つ少なくとも同じ前記長さ（Ｌ）に亘って延びており、
－前記目盛部（２；２’）は、目盛トラック（２．１；２．１’）を有し、当該目盛トラックは、前記第一方向（Ｘ）に沿って目盛構造を備え、当該目盛構造は、複数のリブ（２．１１；２．１１’）と複数のギャップ（２．１２，２．１２’）から形成され、
前記リブ（２．１１，２．１１’）が、前記第一方向（Ｘ）に異なる幅（ＢＳ）を有しているか或いは
前記ギャップ（２．１２；２．１２’）が、異なる深さ（ＨＬ）または前記第一方向（Ｘ）に異なる幅（ＢＬ）を有し、
前記目盛トラック（２．１，２．１’）を介して少なくとも一つの前記励起導線（１．３）により生成された電磁場が変調可能であり、
前記第一の受信パターン路（１．１）の前記受信導線（１．１１，１．１２，１．１３，１．１４）により、第一の周期長（Ｐ１．１）を持つ第一の信号（Ｓ１．１）が生成可能であり、
前記第二の受信パターン路（１．２）の前記受信導線（１．２１，１．２２）により、第二の周期長（Ｐ１．２）を持つ第二の信号（Ｓ１．２）が生成可能であり、
前記第一の周期長（Ｐ１．１）のｎ倍が、前記第二の周期長（Ｐ１．２）のｍ倍に等しく、ｍとｎは、互いに素であるとともに、前記第一の周期長（Ｐ１．１）のｎ倍若しくは前記第二の周期長（Ｐ１．２）のｍ倍は、前記長さ（Ｌ）以下である
ように構成されている位置測定装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第一の受信パターン路（１．１）は、少なくとも二つの受信導線（１．１１，１．１２，１．１３，１．１４）を備え、当該受信導線により、それぞれ前記第一の周期長（Ｐ１．１）を持つ前記第一の信号（Ｓ１．１）が生成可能である請求項１に記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項３】
前記第二の受信パターン路（１．２）は、少なくとも二つの受信導線（１．２１，１．２２）を備え、当該受信導線により、それぞれ前記第二の周期長（Ｐ１．２）を持つ前記第二の信号（Ｓ１．２）が生成可能である請求項１または２に記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項４】
前記受信パターン路（１．１，１．２）は、前記第一方向（Ｘ）に直交する第二方向（Ｙ）に重なり合って位置するように配置されている請求項１から３のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項５】
前記第一の周期パターンは、前記第一の周期長（Ｐ１．１）を有し、前記第二の周期パターンは、前記第二の周期長（Ｐ１．２）を有する請求項１から４のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項６】
前記第二の受信パターン路（１．２）の少なくとも一つの前記受信導線（１．２１，１．２２）は、前記第二の周期長（Ｐ１．２）の少なくとも３倍に亘って延びている請求項５に記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項７】
前記第一の周期長（Ｐ１．１）は、前記第二の周期長（Ｐ１．２）より短く、前記第二の受信パターン路（１．２）は、前記第一方向（Ｘ）に直交する第二方向（Ｙ）において前記第一の受信パターン路（１．１）よりも前記目盛部（２，２’）に対して大きな距離を取って配置されている請求項１から６のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項８】
前記目盛部（２；２’）は、前記第一方向（Ｘ）に平行な向きの軸線（Ａ）の周りに回転対称な形状を有している請求項１から７のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項９】
前記目盛部（２；２’）は、前記第一方向（Ｘ）に、少なくとも、前記長さ（Ｌ）に前記第一の周期長（Ｐ１．１）の２倍を加えたものよりも大きい寸法（Ｍ，Ｍ’）を有している請求項１から８のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
【請求項１０】
或るリブ（２．１１）の幅（ＢＳ）と、そのリブに隣接するギャップ（２．１２）の幅（ＢＬ）の合計は、別の或るリブ（２．１１）の幅（ＢＳ）と、そのリブに隣接するギャップ（２．１２）の幅（ＢＬ）の合計に等しくない請求項１から９のいずれかに記載の誘導型の位置測定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対位置を特定する請求項１に係る誘導型の位置測定装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
誘導型の位置測定装置は、例えば、互いに相対的に変位可能な二つの部材の相対位置を特定する測定器として用いられる。誘導型の位置測定装置では、通常は多層とされた共通の回路基板の上に、例えば導体パターンの形で励起コイルと受信コイルが形成されていることが多いが、このユニットは、走査部と呼ばれることがある。この走査部に対向して目盛部があり、その上には、例えば、複数のリブと複数のギャップが目盛構造として配置されている。励起コイルに時間とともに交互に変化する励起電流が印加されると、目盛部と走査部とが相対運動している間に、その相対位置に依存する信号が受信コイルに生成される。これらの信号は、次に解析電子回路でさらに処理される。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、絶対的な相対位置を特定するためのエンコーダが記載されている。その記載では、絶対的な位置を割り出すために、所定数の走査部により、同数のビットが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第０３／０７４９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、受信パターン路に沿って延びる第一方向において、絶対的な相対位置を簡単な方法で特定することを可能にする誘導型の位置測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明により、請求項１の特徴部により解決される。
【０００７】
誘導型の位置測定装置は、走査部と目盛部を備え、この目盛部は、走査部に対して相対的に若しくは或る第一の方向に沿って直線的に変位可能に配置されている。この走査部は、少なくとも一つの励起導線を備えている。さらに、走査部は、第一の受信パターン路を備え、その受信パターン路は、少なくとも一つの受信導線を有し、その受信導線が第一の周期パターンで第一方向に沿って延在し且つ少なくとも或る長さＬに亘って延びている。走査部は、さらに第二の受信パターン路を備え、その受信パターン路が少なくとも一つの受信導線を有し、その受信導線が第二の周期パターンで第一方向に沿って延在し且つ少なくとも同じ上記長さＬに亘って延びている。目盛部は、目盛トラックを有し、この目盛トラックが第一方向に沿って目盛構造を備え、その目盛構造は、特に、交互に配置されたリブ（複数）とギャップ（複数）から形成されている。ここで、
ａ）これらのリブが、第一方向に複数の異なる幅を有しているか、或いは
ｂ）これらのギャップが、複数の異なる深さ又は第一方向に複数の異なる幅を有しているか
の少なくともいずれかである。位置測定装置は、目盛トラックを介して少なくとも一つの励起導線により生成された電磁場が変調可能であるように構成されている。第一の受信パターン路の受信導線により、第一の周期長Ｐ１．１を持つ第一の信号が生成可能であり、第二の受信パターン路の受信導線により、第二の周期長Ｐ１．２を持つ第二の信号が生成可能である。ここで、第一の周期長Ｐ１．１のｎ倍は、第二の周期長Ｐ１．２のｍ倍に等しく、ｍとｎは、互いに素であるとともに、第一の周期長Ｐ１．１のｎ倍若しくは第二の周期長Ｐ１．２のｍ倍は、上記の長さＬ以下である。こうして、以下が成り立つ：
JPEG
2023171249000002.jpg
10
170
つまり、ｍとｎは、共通の素因数を持たない二つの自然数である。従って、ｍまたはｎは、１の値も取り得る。周期長Ｐ１．１，Ｐ１．２は、特に、幾何学的な直線の長さ寸法に対応する。
【０００８】
位置測定装置を用いることで、第一の受信パターン路の受信導線および第二の受信パターン路の受信導線により、特にノギスの原理（Ｎｏｎｉｕｓ－Ｐｒｉｎｚｉｐ）に従って、走査部に対する目盛部の絶対位置を検出することができる。
【０００９】
第一の周期パターンおよび／または第二の周期パターンは、正弦波形の曲線を有することができる。第一の受信パターン路は、特に、少なくとも一つの受信導線を備え、当該受信導線は、第一方向に隣合わせに並べられた複数の巻線（Ｗｉｎｄｕｎｇ）を備えている。同様に、第二の受信パターン路の少なくとも一つの受信導線は、第一方向に隣合わせに並べられた複数の巻線を備えているか或いは巻線を一つだけ有している。特に、第一の受信パターン路の受信導線は、第二の受信パターン路の受信導線よりも多くの巻数を備えることができる。
【００１０】
有利には、第一の周期長Ｐ１．１のｎ倍若しくは第二の周期長Ｐ１．２のｍ倍は、長さＬに等しい。
ｎ・Ｐ１．１＝Ｌ
ｍ・Ｐ１．２＝Ｌ，
（【００１１】以降は省略されています）

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