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公開番号2025092447
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024206928
出願日2024-11-28
発明の名称誘導式位置測定装置
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
主分類G01D 5/20 20060101AFI20250612BHJP(測定;試験)
要約【解決手段】本発明は、スケール要素(2)と、それに対して移動可能な走査要素(1)とを備える誘導式位置測定装置に関する。走査要素(1)は、励磁線(1.6)、第1の受信トラック(1.1)、および第2の受信トラック(1.2)を備える。スケール要素(2)は、第1の導電性材料から作られたキャリア層(2.3)、第1の目盛トラック(2.11)、および第2の目盛トラック(2.12)を備える。第1の目盛トラック(2.11)と第2の目盛トラック(2.12)とは、キャリア層(2.3)上に配置され、交互に配置されたウェブ(2.111、2.121)およびギャップ(2.112、2.122)から形成され、ウェブ(2.111、2.121)は、キャリア層(2.3)の第1の材料とは異なる第2の導電性材料から作られる。第1の目盛トラック(2.11)と第2の目盛トラック(2.12)との間には、導電性材料から作られたシールドウェブ(2.16)が配置される。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
走査要素（１）およびスケール要素（２）を備える、誘導式位置測定装置であって、前記走査要素（１）が、前記スケール要素（２）に対して第１の方向（Ｘ）に移動可能に配置され、
前記走査要素（１）が、
少なくとも１つの励磁線（１．６）を備え、
第１の周期パターンに従って前記第１の方向（Ｘ）に沿って延びる少なくとも１つの受信線（１．１１、１．１２）を含む第１の受信トラック（１．１）を備え、
第２の周期パターンに従って前記第１の方向（Ｘ）に沿って延びる少なくとも１つの受信線（１．２１、１．２２）を含む第２の受信トラック（１．２）を備え、前記第２の受信トラック（１．２）が、第２の方向（Ｙ）で前記第１の受信トラック（１．１）に対してずらして配置され、前記第１の方向（Ｘ）で前記第１の受信トラック（１．１）と前記第２の受信トラック（１．２）との間にスペーサストリップ（１．７）が延び、
前記スケール要素（２）が、
第１の導電性材料から作られたキャリア層（２．３）を備え、
第１の目盛トラック（２．１１）を含み、
第２の目盛トラック（２．１２）を含み、前記第２の目盛トラック（２．１２）が、前記第２の方向（Ｙ）で前記第１の目盛トラック（２．１１）に対してずらして配置され、
前記第１の目盛トラック（２．１１）および前記第２の目盛トラック（２．１２）が、前記キャリア層（２．３）上に配置され、前記第１の方向（Ｘ）に沿って交互に配置されたウェブ（２．１１１、２．１２１）およびギャップ（２．１１２、２．１２２）から形成され、
前記ウェブ（２．１１１、２．１２１）が、前記キャリア層（２．３）の前記第１の材料とは異なる第２の導電性材料から作られ、
前記第２の方向（Ｙ）に関して、前記第１の目盛トラック（２．１１）と前記第２の目盛トラック（２．１２）との間に、導電性材料から作られたシールドウェブ（２．１６）が配置され、前記シールドウェブ（２．１６）が、第３の方向（Ｚ）でずらして前記スペーサストリップ（１．７）に対置して配置され、前記第３の方向（Ｚ）が、前記第１の方向（Ｘ）および前記第２の方向（Ｙ）に対して直交向きである、
誘導式位置測定装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記キャリア層（２．３）の前記第１の材料が、フェライト系ステンレス鋼の群に分類される、請求項１に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項３】
前記目盛トラック（２．１１、２．１２）が、導電性目盛層（２．１）の構造化によって作製される、請求項１または２に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項４】
前記ウェブ（２．１１１、２．１２１）および前記シールドウェブ（２．１６）が、前記第３の方向（Ｚ）でそれぞれ同じ広がり（Ｔ２１）を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項５】
前記ウェブ（２．１１１、２．１２１）が、前記第３の方向（Ｚ）で、少なくとも５μｍの広がり（Ｔ２１）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項６】
前記キャリア層（２．３）の前記第１の材料が、少なくとも１００の透磁率を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項７】
前記スケール要素（２）が補償層（２．２）を有し、前記キャリア層（２．３）が、前記第３の方向（Ｚ）に関して、前記目盛トラック（２．１１、２．１２）と前記補償層（２．２）との間に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項８】
前記補償層（２．２）が、前記ウェブ（２．１１１、２．１２１）と同じ前記第２の材料を含む、請求項７に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項９】
前記キャリア層（２．３）の前記第１の導電性材料が、前記ウェブ（２．１１１、２．１２１）および／または前記シールドウェブ（２．１６）の前記第２の導電性材料よりも高い比抵抗を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
【請求項１０】
前記第１の方向（Ｘ）での、前記第１の目盛トラック（２．１１）のウェブ（２．１１１）およびギャップ（２．１１２）の前記広がりが、合計で第１の周期長（Ｐ１１）を有し、前記第１の方向（Ｘ）での、前記第２の目盛トラック（２．１２）のウェブ（２．１２１）およびギャップ（２．１２２）の前記広がりが、合計で第２の周期長（Ｐ１２）を有し、前記第１の周期長（Ｐ１１）と前記第２の周期長（Ｐ１２）とは大きさが異なる、請求項１から９のいずれか一項に記載の誘導式位置測定装置。
（【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、請求項１による相対位置を決定するための誘導式位置測定装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
誘導式位置測定装置は、例えば、互いに変位可能または回転可能な２つの要素の相対位置を決定するための測定デバイスとして使用される。誘導式位置測定装置では、励磁コイルと受信コイルとが、大抵は多層の共通の回路基板上に例えば導電路の形で取り付けられることが多く、このユニットは走査要素と呼ばれることがある。この走査要素に向かい合ってスケール要素があり、スケール要素上には、例えばウェブおよびギャップが目盛構造として配置される。時間的に変化する励磁電流が励磁線に印加されるとき、スケール要素と走査要素との相対運動時に、受信コイルまたは受信線内で相対位置に依存する信号が生成される。次いで、これらの信号は、評価電子機器でさらに処理される。
【０００３】
そのような位置測定装置により、スケール要素に対する走査要素の直線位置を決定することができる。しかし、本発明は、スケール要素に対する走査要素の角度位置が測定される位置測定装置にも使用することができる。位置測定装置は、特にアブソリュート位置情報を生成することができる。
【０００４】
本出願人の欧州特許出願公開第２５１５０８６Ａ２号には、異なる金属層からなるスケールを備える誘導式位置測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
欧州特許出願公開第２５１５０８６Ａ２号
【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、受信トラックに沿って延びる第１の方向での相対位置の特定を、高い測定精度で容易に可能にする誘導式位置測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴によって達成される。
本発明による誘導式位置測定装置は、走査要素およびスケール要素を備え、走査要素は、スケール要素に対して、または第１の方向に沿って移動可能または変位可能に配置される。第１の方向は直線方向でよく、または角度位置を検出する場合には周方向でもよい。走査要素は、少なくとも１つの励磁線を備える。さらに、走査要素は、第１の周期パターンに従って第１の方向に沿って延びる少なくとも１つの受信線を含む第１の受信トラックを備える。同様に、走査要素は、第２の周期パターンに従って第１の方向に沿って延びる少なくとも１つの受信線を含む第２の受信トラックを備え、第２の受信トラックが、第２の方向で第１の受信トラックに対してずらして配置され、第１の方向に沿って第１の受信トラックと第２の受信トラックとの間にスペーサストリップが延びる。第２の方向は、第１の方向に対して直交向きである。スケール要素は、第１の導電性材料から作られたキャリア層、ならびに第１の目盛トラックおよび第２の目盛トラックを備える。第２の目盛トラックは、第２の方向で第１の目盛トラックに対してずらして配置される。第１の目盛トラックおよび第２の目盛トラックは、キャリア層上に配置され、第１の方向に沿って交互に配置されたウェブおよびギャップから形成される。ここで、ウェブは第２の導電性材料を含み、または第２の導電性材料から作製され、第２の導電性材料はキャリア層の第１の材料とは異なり、ウェブとキャリア層とは互いに導電接続される。（第２の方向に関して）第１の目盛トラックと第２の目盛トラックとの間にはシールドウェブが存在し、またはシールドウェブが配置され、シールドウェブも同様に導電性材料からなる。シールドウェブは、第３の方向でずらしてスペーサストリップに対置して配置される。第３の方向は、第１の方向および第２の方向に対して直交向きである。
【０００８】
したがって、第１の受信トラックは、第２の方向で、第２の受信トラックに対してある間隔だけずらして配置され、それらの間に、第２の方向に延びるスペーサストリップが存在する。さらに、スペーサストリップは第１の方向に沿っても延びる。特に、スペーサストリップの幅は第２の方向に延び、スペーサストリップの長さは第１の方向に延びることができる。シールドウェブの材料は、ウェブの第２の導電性材料と同じである。
【０００９】
ウェブとシールドウェブとの両方が、第３の方向に関してキャリア層に対して隆起している。有利には、ウェブおよびシールドウェブは、第３の方向でそれぞれ同じ広がりまたは高さを有する。本発明の有利な形態によれば、ウェブは、第３の方向で少なくとも５μｍ、特に少なくとも１０μｍの広がりを有する。
【００１０】
有利には、目盛トラックは、特にレーザ加工またはレーザアブレーションによって導電性の第１の層を構造化することによって生成される。
本発明の有利な形態によれば、キャリア層の第１の材料は、フェライト系ステンレス鋼の群に分類される。したがって、キャリア層を構成する第１の材料は、好ましくはフェライト系ステンレス鋼である。
（【００１１】以降は省略されています）

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