JP2019152654A - マルチターンエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】伝動機構と、金属体と、プリント基板とを有しているマルチターンエンコーダを提供する。【解決手段】プリント基板は、第１の検出器が配設されている第１の領域と電子的な構造要素が配設されている第２の領域とを有しており、電子的な構造要素が電気的に第１の検出器と接続されている。金属体２は１つの切欠き部と第１の面を有する第１の層と第２の面を有する第２の層とを有している。プリント基板の第１の領域は、第１の面の上に固定されており、プリント基板の第２の領域が第２の面の上に固定されており、第１の領域が第１の平面内に、第２の領域が第２の平面内に配設されている。伝動機構は軸７によって駆動可能であり、伝動機構が、１つの従動側の伝動ホイール８．１を有しており、伝動ホイールが伝動ホイールの延長に渡って部分的に切欠き部の内側で配設されており、切欠き部が軸線方向に関して第１の平面と前記第２の平面との間に位置している。【選択図】図７

Description

しばしばマルチターン角度測定機器とも称される、マルチターンエンコーダは、複数の回転に渡っての（ｕｅｂｅｒ ｍｅｈｒｅｒｅ Ｕｍｄｒｅｈｕｎｇｅｎ ｈｉｎｗｅｇ）軸の回転運動の測定のために利用される。
ラックまたはねじ付きスピンドルとの結合において、マルチターンエンコーダによって、同様に直線状の運動も測定可能である。マルチターンエンコーダは、特に、工作機械、産業用ロボット、または、マシニングセンターにおいて使用される。

この様式のマルチターンエンコーダ内において、しばしば減速伝動機構によって、測定されるべき軸の回転運動が、相応してより少ない回転数によって運動する角度コード化された伝動ホイールの回転運動へと伝達される。このようにして、軸の回転位置は、複数の回転に渡って測定され得る。軸自体の角度位置と同様に、減速されて駆動される伝動ホイールの角度位置は、例えば、誘導的なセンサーを用いて測定され得る。

誘導的なセンサーにおいて、しばしば、励磁巻線と検出器巻線とが、導体路の様式で共通のプリント基板の上に付着され、このプリント基板が、例えばエンコーダのステーターと強固に結合されている。このプリント基板の向かい側に更に別の基板が位置し、この基板の上に、周期的な間隔において、導電性の面が目盛り構造として付着されており、且つ、この目盛り構造がエンコーダのローターと回転不能に結合されている。
励磁巻線において励磁場が印加（ａｎｇｅｌｅｇｔ）された場合、検出器巻線内において、ローラーとステーターとの間の相対的な回転の間じゅう、角度位置に依存する信号が生成される。これら信号は、その場合に、評価電子機器内において後続処理される。

光学的な測定装置において、しばしば、光源と光検出器とが、光学的なセンサーのプリント基板の上に組み付けられている。空隙を備えた状態で、このプリント基板と向かい合って位置して、光学的なスケールが位置する。公知の原理により、その場合に、位置に依存した信号が生成され得る。

しばしば、この様式のマルチターンエンコーダは、相応する機械部材の相対的な運動、もしくは、相対的な位置の測定のための電気的な駆動装置のために使用される。この場合、生成された位置値は、駆動装置の制御のための後続の電子機器に、相応するインターフェース装置を介して供給される。

特許文献１内において、誘導的な原理により作動する、マルチターンエンコーダが記載されており、このマルチターンエンコーダにおいて、伝動機構の歯車が、プリント基板に固定されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０ ２００５ ０５０ ０１６Ａ１号明細書

本発明の根底をなす課題は、外側の影響に対して強靭な作動特性を可能にし、且つ、比較的に経済的に製造可能である、マルチターンエンコーダを提供することである。

この課題は、本発明に従い、請求項１の特徴によって解決される。

マルチターンエンコーダは、回転軸線を中心として回転可能な軸の角度位置の測定のために利用される。この軸に、回転不能に、第１の角度スケールが固定されており、この第１の角度スケールは、第１の検出器によって走査可能である（シングルターン走査）。マルチターンエンコーダは、更に、伝動機構と、金属体と、プリント基板とを有している。
プリント基板は、第１の検出器が配設されている第１の領域と、電子的な構造要素が配設されている第２の領域とを有しており、これら電子的な構造要素が、電気的に第１の検出器と、特にプリント基板の上の導体路によって接続されている。
金属体は、少なくとも２層に構成されており、その際、第１の層に、第１の面もしくは表面が所属して設けられていることは可能であり、且つ、第２の層に、第２の面もしくは表面が所属して設けられていることは可能である。金属体は、それに従って、第１の面を有する第１の層と、第２の面を有する第２の層とを有している。更に、金属体は、少なくとも１つの切欠き部を有している。
プリント基板の第１の領域は、第１の面の上に固定されており、および、プリント基板の第２の領域が、第２の面の上に固定されている。金属体の第１の層と第２の層とは、プリント基板の第１の領域と、このプリント基板の第２の領域との間に配設されており、従って、プリント基板の第１の領域が第１の平面内において、および、このプリント基板の第２の領域が第２の平面内において配設されている。
伝動機構は、軸によって駆動可能であり、その際、この伝動機構が、少なくとも１つの従動側の、即ち最終的にこの軸によって駆動される伝動ホイールを有しており、この伝動ホイールが、この伝動ホイールの延長に渡って（ｕｅｂｅｒ ｓｅｉｎｅ ａｘｉａｌｅ Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ ｈｉｎｗｅｇ）、少なくとも部分的に切欠き部の内側で配設されており、その際、切欠き部が、軸線方向に関して、第１の平面と第２の平面との間に位置している。

有利には、第１の層は、切欠き部を有している。選択的または補足的に、第２の層が、切欠き部を有していることは可能である。従って、同様に、両方の層が１つまたは複数の切欠き部を有している構造様式も存在し得る。
有利には、第１の伝動ホイール及び／または第２の伝動ホイールの軸線方向の延長（Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ）は、金属体の軸線方向の延長よりも小さい、または、同じである。特に、第１の伝動ホイール及び／または第２の伝動ホイールの軸線方向の延長が、金属体の第１の層及び／または第２の層の厚さよりも小さい、または、同じであることは可能である。

本発明の更に別の構成において、伝動機構は、少なくとも１つの第１の伝動ホイールと第２の伝動ホイールとを有しており、その際、第２の伝動ホイールが、角度目盛りを有しており、および、第２の伝動ホイールが、更に、前記第２の伝動ホイールの軸線方向の延長に渡って、少なくとも部分的に切欠き部の内側で配設されている。

有利には、伝動機構は、少なくともそれぞれに１つの第１の伝動ホイールと第２の伝動ホイールとを有しており、その際、第１の伝動ホイールと第２の伝動ホイールとが、それぞれに、歯車、特に平歯車として形成されている。
選択的に、同様に例えば磁気的な伝動機構も使用可能である。特に、直接的に軸によって駆動される伝動段（第１の伝動段）が、磁気的な伝動ホイールを有していることは可能である。更に、第１の伝動ホイールと、角度目盛りを有する第２の伝動ホイールとが、統合された構造様式における本体内において、配設されていることは可能である。

本発明の更なる構成に従い、金属体に、少なくとも１つの切欠き部内において、ピンが附設して形成されており、このピンが、伝動ホイールの軸受のために利用される。特に、ピンは、金属体の統合された構造部材として形成されており、且つ、例えば、切削により製造されている、もしくは、金属体から浮彫加工（ｈｅｒａｕｓｇｅａｒｂｅｉｔｅｔ）されている。

更に、少なくとも１つの第２の伝動ホイールが角度目盛りを有することは可能であり、その場合に、伝動機構は、回転する軸の際に、第２の伝動ホイールの回転数が、この軸の回転数よりも少ないように構成されている。

マルチターンエンコーダが、例えば光学的な原理に基づいていることは可能であり、従って、その場合に、（シングルターン走査のための）第１の検出器が、光検出器もしくは光検出器アレイの様式で形成されていることは可能である。選択的に、マルチターンエンコーダが、磁気的な原理に基づいていることは可能であり、その場合に、シングルターン走査のための第１の検出器が、１つまたは複数の磁気抵抗型の要素、または、ホール素子の様式で形成されていることは可能である。
同様に、本発明は、容量的な原理に基づいているマルチターンエンコーダも備えている。有利には、マルチターンエンコーダは、誘導的な測定原理を基礎としており、その場合に、シングルターン走査のための第１の検出器が、受信コイルの様式で形成されていることは可能である。この場合に、このマルチターンエンコーダは、誘導的なマルチターンエンコーダと称され得る。

特に、マルチターンエンコーダが、容量的な原理に基づいている場合、金属体は、強磁性、特に軟磁性の鋼から製造されている場合に有利である。選択的に、例えば、同様にアルミニウムも、金属体のための材料として使用され得る。

有利には、容量的な原理に基づいているマルチターンエンコーダにおいて、プリント基板の第１の領域の領域内に励磁巻線が配設されている。特に、その場合に、第２の領域内に電子的な構造要素が配設されており、これら電子的な構造要素が、電気的に励磁巻線と接続されていることは可能であり、従って、当該の構造要素によって生成された励磁電流が、励磁巻線内へと伝送され得る。

本発明の更に別の構成において、金属体は、１つの部材から成るように構成されており、且つ、湾曲されて延びており且つ第１の層を第２の層と結合するフレキシブルなウェブを有している。

有利には、プリント基板は、フレキシブルに、且つ、１つの部材から成るように構成されており、その際、このプリント基板が、それに加えて、第１の領域と第２の領域との間で、湾曲された結合ウェブを有している。有利には、プリント基板は、多層状に構成されている。プリント基板が、ポリイミド材料またはエポキシ材料を備えている場合、特に有利である。
本発明の有利な構成において、プリント基板は、２００μｍよりも薄い、特に１２０μｍよりも薄い厚さを有しており、その際、ここで、特にプリント基板の基体の厚さが引き合いに出され、且つ、決してこのプリント基板の上に組み付けられる構造要素の高さは引き合いに出されない。

有利には、少なくとも１つの第２の伝動ホイールは、角度目盛りを有しており、従って、第２の伝動ホイールの角度位置が、誘導的な測定原理を基礎とする第２の検出器（マルチターン走査）によって測定可能である。それぞれの角度目盛りの走査は、それぞれに第２の検出器によって行われ、この第２の検出器が、シングルターン走査との関連において説明された原理により、特に誘導的な走査原理に対して選択的に、磁気的な原理により行われることは可能である。

本発明の更に別の構成において、金属体は、０．５ｍｍ以上、特に１．０ｍｍ以上、有利には１．５ｍｍ以上の厚さを有している。

特に、金属体の第１の層は、第３の面もしくは表面を有しており、および、金属体の第２の層が、第４の面もしくは表面を有している。第３の面と第４の面とは、互いに向かい合って配設されている。
特に、金属体の第１の層の、第１の面と第３の面とは、互いに反対側に配設されている。同様に、金属体の第２の層に所属して設けられた、第１の層の、第２の面と第４の面とは、互いに反対側に配設されている。

有利には、金属体、もしくは、この金属体の層の第１の面と、第２の面と、第３の面と、第４の面とは、互いに平行に配設されている。

有利には、金属体は、更に、機械部材におけるマルチターンエンコーダの機械的な固定のための固定手段を有している。
更に別の構成に従い、固定手段は、金属体の第１の層及び／または第２の層を貫通する、穿孔として構成されている。特に、金属体は、即ち、プリント基板の担持体であるだけでなく、同時にフランジ機能をも満たす。例えば、突き出した接合板部が穿孔を備えていることは可能であり、これら穿孔が、機械部材におけるマルチターンエンコーダの固定のために利用される。

本発明の更に別の構成において、金属体の第１の層と第２の層との間に、粘着間隙、即ち粘着剤によって充填されている間隙が配設されている。粘着間隙が存在する限り、特に第３の面と第４の面とは、この粘着間隙によって互いに離間されている。粘着間隙は、即ち、特に第３の面と第４の面との間に配設されている。

金属体のこれら層は、従って、粘着接合によって、互いに材料構造一体的に結合されている。選択的に、金属体のこれら層は、互いにはんだ付け接合され得、従って、特に金属体の第１の層と第２の層との間に、はんだ材料が配設されている。選択的に、金属体のこれら層は、同様に、互いに溶接され得る。

本発明は、しかしながら同様に選択的な１つの構造様式も備えており、この構造様式において、如何なる粘着間隙も、金属体の第１の層と第２の層との間に存在せず、且つ、この金属体のこれら層が、特に合成物質またはシリコン材料による押出し被覆（Ｕｍｓｐｒｉｔｚｕｎｇ）によってまとめられる。この構造様式において、即ち、金属体は、プリント基板と共に折り畳みによって製造され得、且つ、この状態において押出し被覆され得る。

金属体の第１の層（Ｌａｇｅ）と第２の層との間に、断熱層（ｔｈｅｒｍｉｓｃｈ ｉｓｏｌｉｅｒｅｎｄｅ Ｓｃｈｉｃｈｔ）が設けられていることは可能である。特にこの構造様式において、ただ第１の層だけが、または、ただ第２の層だけが、固定手段を有していることは可能である。
例えば、プリント基板の第１の領域内における構成要素が、比較的に温度に不敏感である場合、第１の層は、比較的に高温の構造部材に固定され得、その際、第２の層への熱の流動、および、これに伴っての、プリント基板の第２の領域の上の、場合によってはより温度に敏感な構造要素への熱の流動が、断熱層によって妨げられ得る。

更に、金属体が、この金属体が１つの輪郭を有しているように構成されていることは可能であり、この輪郭が、機械的に加工されており、且つ、嵌合的に精確な取り付けのための、機械部材に対する基準部もしくは当接部として使用可能である。

有利には、マルチターンエンコーダは、遮蔽体を有する１つのケーブルを備えており、この遮蔽体が、導電的に金属体と結合されている。これに伴って、金属体が、同様にマルチターンエンコーダのアース結合も可能にすることはできる。

有利には、プリント基板の第１の領域と第２の領域との間に配設されている金属体の部分は、０．５ｍｍ以上、特に１．０ｍｍまたは１．５ｍｍ以上、の厚さを有している。換言すれば、特に、プリント基板の第１の領域と、プリント基板の第２の領域との間の間隔は、上記部分における金属体の厚さと同じである。
更に、金属体が、第１の層と第２の層とがそれぞれに同じ厚さ（Ｄｉｃｋｅ）もしくは厚み（Ｓｔａｅｒｋｅ）を有しているように構成されていることは可能である。有利には、金属体は、プリント基板の第１の領域と第２の領域との間で、少なくとも５倍、特に少なくとも１０倍、または、少なくとも１５倍、プリント基板、もしくは、このプリント基板の基体の厚さよりも厚い、厚さを有している。
金属体は、剛性な本体として形成されており、且つ、薄い、フレキシブルなプリント基板、および、伝動ホイールのための、機械的な担持体を形成している。従って、金属体の概念は、以下で、如何なるフレキシブルな金属フィルムも含まない。

マルチターンエンコーダの特別の構造様式によって、１つの製造の方法が使用可能であり、この製造方法において、先ず第一に、金属プレートが、フレキシブルな、特に多層状のプリント基板の基体によって被覆され、もしくは、貼られ、従って、このようにして、このプリント基板が、この金属体の表面の上に固定される。
有利には、プリント基板の層形成が金属プレートの上で行われ得、従って、即ち、基体および導体構造を有する如何なる前もって製造されたプリント基板も使用されない。むしろ、この変形例において、金属プレートの上での、特に多層状のプリント基板の形成のために必要な（例えば光化学的な）プロセスステップは行われる。

その後、個々の金属部材は、プリント基板もしくは基体と共に分離され得る。折り畳み、および、場合によっては粘着の後、金属体が製造される。電子的な構造要素は、例えば、折り畳みの前及び／または折り畳みの後に、プリント基板の上に組み付けられ得る。
プリント基板の基体は、シートとして、金属プレートの上に付着され得、且つ、この金属プレートと共に、分離もしくは個別化され得る。選択的に、同様に個々のプリント基板も、金属プレートの上で固定もしくは貼り付けされ得、従って、この金属プレートが、この金属プレートの周囲を回って、切断もしくは分離される。

本発明の有利な構成は、従属請求項から見て取れる。

本発明に従うマルチターンエンコーダの更なる詳細および利点は、添付の図に基づいて、実施例の以下の説明から与えられる。

初期の組み付け段階における、マルチターンエンコーダ構造部材の、第１の側面の平面図である。 初期の組み付け段階における、マルチターンエンコーダ構造部材の、第２の側面の平面図である。 その次の組み付け段階における、マルチターンエンコーダ構造部材の、第２の側面の平面図である。 第１および第２の伝動ホイールの透視図である。 その次の組み付け段階における、マルチターンエンコーダ構造部材の、第１の側面の平面図である。 マルチターンエンコーダのセンサーの部分断面図である。 マルチターンエンコーダの断面図である。 第２の実施例に従う、第１および第２の伝動ホイールの透視図である。 第２の実施例に従う、マルチターンエンコーダの断面図である。

本実施例に従うマルチターンエンコーダの製造の過程において、先ず第一に、ここで２．５ｍｍの厚みもしくは厚さを有し且つ軟磁性の鋼（ここで、フェライト系の特殊鋼）から製造されている、金属プレートが準備される。
この金属プレートの上に、フレキシブルで多層状の、複数のプリント基板１が、予め与えられたパターンに従い固定、特に貼り付けされる。これらプリント基板１のそれぞれのプリント基板は、例えばポリイミドから成る、比較的に薄い基体（ここで、０．１ｍｍ）を有しており、従って、これらプリント基板１が、それ自体でフレキシブルである。

選択的に、プリント基板１は、同様に直接的な層形成によって金属プレートの上に生成され得る。

図１内において、多層状に構成された、フレキシブルなプリント基板１が見て取れる。このプリント基板は、１つの部材から成り、且つ、第１の領域１．１を有しており、この第１の領域が、第１の近似においてリング形状に構成されている。更に、プリント基板１は、第２の領域１．２を有している。
第１の領域１．１と第２の領域１．２との間で、プリント基板１は、第３の領域１．３を有しており、この第３の領域が、ウェブとして構成されており、且つ、この第１の領域１．１と第２の領域１．２との間の接続を具現している。

図１に従う製造状態において、プリント基板１の導体パターンは認識可能である。
それに従って、第１の領域１．１内において、いわゆる励磁巻線１．１１と、受信コイルの様式の第１の検出器１．１２とが設けられており、これら受信コイルが、導体路として薄い基体の上で形成されている。
提示された実施例において、第１の検出器１．１２もしくは受信コイルに、２つのコイルが割り当てられている。

プリント基板１の第２の領域１．２内において、導体路およびパッド（Ｐａｄｓ）が具現されている。第２の領域１．２内において、それに加えて、３つのマルチターンセンサーが配設されており、これらマルチターンセンサーは、同様に、受信コイルの様式のそれぞれに１つの第２の検出器１．２２と、励磁巻線１．２３とを有している。
第２の検出器１．２２と励磁巻線１．２３とは、導体路として、薄い基体の上に形成されている。

プリント基板１の第３の領域１．３内において、図内において図示されていない導体路が付着されており、これら導体路は、プリント基板１内における、第１の領域１．１内における構成要素と、第２の領域１．２内における構成要素との電気的な接続のために利用される。

マルチターンエンコーダの製造の過程において、ここで、第２の領域１．２の上に、電子的な構造要素１．２１が組み付けられることは可能であり、これら電子的な構造要素に、提示された実施例において、同様にＡＳＩＣ構成要素１．２１１が所属する。

複数のフレキシブルなプリント基板１が、予め与えられたパターンにより金属プレートの上に貼り付けられた後に、この金属プレートは、その次の製造ステップにおいて、機械的に加工される。特にフレキシブルなプリント基板１の反対側の、例えばその側面が図２内において図示されているような該側面が加工される。
この関連において、先ず第一に、金属プレートに、複数の切欠き部２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′が、特にフライス加工プロセスによって加工される。これら切欠き部の内の１つの切欠き部２．１１は、中央のピン２．１１１が起立した状態で残っているように行われる。
更に、当該の位置において、材料が、金属プレートから除去されるというやり方で、ウェブ２．３が製造される。それに従って、金属体２のウェブ２．３は、このウェブが、少なくとも所々で、低減された厚さＤ２３を有するように加工される。従って、金属体２は、提示された実施例において、１つの部分として構成されており、その際、金属体２のウェブ２．３が、プリント基板１の第３の領域１．３の下側に配設されている、もしくは、折り畳み軸線に関して半径方向に内側に位置して配設されている。

更に、穿孔２．４１の様式の固定手段２．４が、接合板部２．４２内に製造され、並びに、２つの第２の切欠き部２．１２、２．２２が製造される。最後には、金属プレートから１つの金属体２が、例えば、フライス加工プロセス、または、レーザ切断プロセスまたはウォータージェット切断プロセスによって、輪郭Ｋに沿って分離される。

その後、第１の伝動ホイール８．１と第２の伝動ホイール８．２が準備され、これら伝動ホイールは、提示された実施例において、歯車、特に平歯車として構成されている。
しばしば、それに加えて、第１の伝動ホイール８．１と第２の伝動ホイール８．２とが、図４に従い、共通の回転軸を有して、１つの部材から成る本体として構成されていることは可能である。第１の伝動ホイール８．１と第２の伝動ホイール８．２とは、ここで、それぞれに、２．０ｍｍの軸線方向の延長ｈを有している。
第２の伝動ホイール８．２は、角度目盛り８．２１を有している。それぞれの第２の伝動ホイール８．２の角度目盛り８．２１は、環状に形成されている。これら角度目盛り８．２１は、それぞれに、導電性の領域８．２１１と絶縁性の領域８．２１２とから成っている。導電性の領域８．２１１のための材料として、示された例において、銅が、第２の伝動ホイール８．２の上に付着される。絶縁性の領域８．２１２内において、第２の伝動ホイール８．２は、それに対して、被覆されていない。

これら第１の伝動ホイール８．１は、図３内において図示されているように、切欠き部２．１１、２．２１内へと組み付けられ、且つ、１つの伝動機構８に所属している。第１の伝動ホイール８．１および第２の伝動ホイール８．２の行われた組み付けの後、それぞれの角度目盛り８．２１は、第２の伝動ホイール８．２の角度目盛り８．２１の誘導的な走査のための第２の検出器１．２２と、軸線方向に向かい合って位置する（図７参照）。
後の駆動装置の直ぐ傍に位置する第１の伝動ホイール８．１は、小さなころ軸受を用いて、ピン２．１１１に組み付けられている。

製造プロセスの更なる進捗において、ケーブル、特に遮蔽体４．１が、第２の切欠き部２．１２内へと配置される。これに伴って、金属体２とケーブル４との間の機械的な結合が形成されるだけでなく、この金属体２と遮蔽体４．１との間の電気的な接続も形成される。

その後、図３内において目視可能な金属体２の側面に、部分的に粘着剤が塗布され、且つ、プリント基板１と、第１の伝動ホイール８．１を備える金属体２とが、共に、金属体２の、第１の層２．１と第２の層２．２との、穿孔２．４１のそれぞれに１つのペアが重なり合って位置することになるように折り畳まれる（図５参照）。
両方の層２．１、２．２の相対的な整向を、必要のある場合により正確に位置決めするために、例えば、適合ピンが、穿孔２．４１内へと挿入され得る。選択的または補足的に、同様に直接的に金属体２において適合ピンまたは適合突起部が設けられていることも可能であり、これら適合ピンまたは適合突起部は、それぞれの他方の層の相応する適合開口部内へと、折り畳みの後、または、折り畳みの間じゅう係合する。

記載されている装置は、プリント基板１、粘着間隙３を有する折り畳まれた金属体２、および、ケーブル４、並びに、絶縁性の材料５から成り、以下でセンサーと称される。
図６内において、金属体２のウェブ２．３の領域内における、（図５の線Ｂ−Ｂに沿っての）このセンサーの部分断面が図示されている。それに従って、センサーは、折り畳まれた金属体２を備えており、この折り畳まれた金属体が、第１の面Ｓ２１を有する第１の層２．１と、第２の面Ｓ２２を有する第１の層２．２とを有している。プリント基板１の第１の領域１．１は、第１の面Ｓ２１の上に、このプリント基板１の第２の領域１．２が、第２の面Ｓ２２の上に貼り付けられている。
金属体２の第１の層２．１と第２の層２．２とは、プリント基板１の第１の領域１．１と第２の領域１．２との間に配設されており、従って、この第１の領域１．１が、第１の平面Ｅ１１内において、および、第２の領域１．２が第２の平面Ｅ１２内において配設されている。金属体２の第１の層２．１と第２の層２．２との間に、粘着間隙３が位置している。第１の平面Ｅ１１と第２の平面Ｅ１２とは、提示された実施例において、互いに平行に配設されている。

それに加えて、金属体２の第１の層２．１は第３の面Ｓ２３を有しており、および、この金属体２の第２の層２．２が、第４の面Ｓ２４を有している。第３の面Ｓ２３と第４の面Ｓ２４とは、互いに向かい合って配設されており、且つ、粘着間隙３によって相互に離間されている。

更に、金属体２の第１の層２．１は切欠き部２．１１を、および、第２の層２．２が切欠き部２．２１を有している。

金属体２のウェブ２．３が、低減された厚さＤ２３を有していることによって、このウェブはフレキシブルであり、従って、この金属体２が、フレキシブルなプリント基板１、もしくは、このプリント基板１のウェブ２．３と共に、何の問題もなく湾曲され得る。
提示された実施例において、２．５ｍｍを有する第１の層２．１の厚みもしくは厚さＤ２１は、精確に、第２の層２．２の厚さＤ２２と同じ程の厚さである。ウェブ２．３の厚さＤ２３は、ここで、０．１ｍｍの値である。プリント基板１もしくはこのプリント基板１の基体は、ここで、０．０５ｍｍまたは５０μｍの厚さｄ１１を有している。
粘着間隙３が約０．０５ｍｍの厚さであるので、約５．０５ｍｍの金属体２の全厚さが与えられ、従って、金属体２は、プリント基板１の第１の領域１．１と第２の領域１．２との間で、プリント基板１もしくはこのプリント基板１の基体の厚さｄ１１よりも、約１００倍厚い、厚さＤを有している。

上記された折り畳みの後、従動側の第１の伝動ホイール８．１は、これら第１の伝動ホイールの軸線方向の延長ｈに渡って、軸線方向に関して第１の平面Ｅ１１と第２の平面Ｅ１２との間に位置する切欠き部２．１１、２．２１の内側で位置している。

この製造ステップの後、統合された構成要素として、第１の伝動ホイール８．１と、第２の伝動ホイール８．２とを有する（図４）本体は、金属体２の第１の面Ｓ２１から、それぞれに、第２の層２．２の切欠き部２．２１内に組み付けられる。
結果として、その場合に、第１の伝動ホイール８．１は、この第１の伝動ホイールの軸線方向の延長ｈに渡って、第２の層２．２の切欠き部２．２１の内側に配設されている。その際、この切欠き部２．２１は、軸線方向、即ち回転軸線Ａの方向に関して、第１の平面Ｅ１１と第２の平面Ｅ１２との間に位置している。第２の伝動ホイール８．２の上に、それぞれに、蓋８．５が組み付けられる。

折り畳まれた金属体２は、ここで、例えば、電気的に絶縁性の材料５によって押出し被覆され得、従って、電子的な構造要素１．２１並びにケーブル４の接続部が、外側の影響から保護されている。

選択的に、電子的な構造要素１．２１の押出し被覆もしくは鋳造が、同様に既に、より初期の製造ステップにおいて、例えば輪郭Ｋに沿っての金属プレートからの金属体２の分離の前に行われることも可能であり、従って、電子的な構造要素１．２１が、この段階において外側の影響から保護される。

センサーは、ここで、例えば、機械部材、例えばモータケーシングに固定され得る。この目的のために、フランジとして作用する接合板部２．４２内における穿孔２．４１の様式の固定手段２．４を有する金属体２の構成は、特に有利である。
それに加えて、正確に加工された輪郭Ｋが、少なくとも領域的に当接面として利用され得、従って、センサーの組み付け技師は、接合板部２．４２を、これら接合板部の輪郭Ｋによって、機械部材の相応して準備された面に当接させねばならないだけであり、且つ、引き続いて、穿孔２．４１を通して、ねじをこの機械部材のねじ孔内にねじ込むだけである。このようにして、センサーの簡単且つ正確な組み付けは可能である。

図７内において、マルチターンエンコーダの断面図が図示されており、このマルチターンエンコーダは、センサーと、このセンサーに対して相対的に運動可能な（ここで、センサーに対して相対的に回転可能な）角度スケール７．１とを備えている。
角度スケール７．１は、１つの基体から成り、この基体が図示された実施例においてエポキシ樹脂から製造されており、且つ、この基体の上に２つの目盛りコイル７．１１、７．１２が配設されている。目盛りコイル７．１１、７．１２は、環状に形成されており、且つ、回転軸線Ａに関して同心的に、異なる直径を有して基体の上に配設されている。両方の目盛りコイル７．１１、７．１２は、それぞれに、互い違いに配設された、導電性の目盛り領域と絶縁性の目盛り領域との周期的な連続から成っている。
導電性の目盛り領域のための材料として、示された例において、銅が、基体の上に付着される。絶縁性の目盛り領域内において、基体は、それに対して、被覆されていない。

通常、角度スケール７．１もしくは角度目盛りは、ローターとして利用され、且つ、回転軸線Ａを中心として回転可能な機械部材に固定される。それに対して、その場合に、センサーは、マルチターンエンコーダのステーターを形成し、従って、このセンサーが、静止している機械部材に固定される。
マルチターンエンコーダの組み立てられた状態において、角度スケール７．１とセンサーは、比較的に小さな空隙を有して相対峙している。回転軸線Ａは、軸７もしくは角度目盛りの中心を通って延びており、その際、角度スケール７．１と、プリント基板１内におけるセンサーとの間の相対的な回転の際に、それぞれの角度位置に依存する信号が、誘導効果によって生成可能である。

角度位置が、複数の回転に渡って検出され得るために、マルチターンエンコーダは伝動機構８を有しており、この伝動機構が、軸７によって駆動される。この目的のために、軸７に、提示された実施例において、外歯が加工されており、この外歯が、第１の伝動ホイール８．１と噛み合っている。この第１の伝動ホイールは、回転運動を、減速された状態で、最終的に第２の伝動ホイール８．２に転送し、これら第２の伝動ホイールが、角度目盛り８．２１を有している。
提示された実施例において、角度目盛り８．２１は、誘導的に走査され、且つ、従って、伝動機構８の第２の伝動ホイール８．２のそれぞれの角度位置が測定される。伝動機構８の第２の伝動ホイール８．２の角度位置の算出によって、その場合に、軸７の角度位置が、複数の回転に渡って測定され得る。その際、伝動機構８は、減速伝動機構として作用し、従って、伝動ホイール８．１、８．２の回転数が、軸７の回転数よりも少ない。

プリント基板１の上に組み付けられたＡＳＩＣ構成要素１．２１１は、評価要素としてだけでなく、励磁制御要素（Ｅｒｒｅｇｅｒｋｏｎｔｒｏｌｌｅｌｅｍｅｎｔ）としても作動し、この励磁制御要素の制御のもとで、その場合に励磁巻線１．１１を通って流れる励磁電流が生成される。
励磁電流によって、第１の検出器１．１２内において、電圧が、軸７もしくは角度目盛の角度位置に依存して誘導され、その際、これら電圧もしくは信号が、プリント基板１の第２の領域１．２内において組み付けられている構造要素１．２１によって増幅され、復調され、且つ、デジタル信号に変化される。
ＡＳＩＣ構成要素１．２１１のデジタル部分上の論理回路内において、個々の目盛りコイルの走査から結果として生じる位置値は、算出もしくは計算される。第２の伝動ホイール８．２のそれぞれの角度位置の算出は、シングルターン走査のような、アナログ式の原理により行われる。

位置値は、ケーブル４を介して、後続の電子機器、例えば機械の数値制御装置に伝送され得る。センサーを備える角度測定装置は、それに従って、第１の機械部材に固定可能であるセンサーと、第２の機械部材、例えばモータ軸に固定可能である角度スケール７．１との間の、角度位置の検出のために利用される。上記のように、軸７の角度位置は、１つの回転内において、比較的に精確に測定され得る。

図８および９に基づいて、センサーの選択的な構成が記載されている。この変形例において、第１の実施例との比較において、図８内において図示されているような、異なって構成された第２の伝動ホイール８．２′が使用される。
これら第２の伝動ホイール８．２′は、それぞれに、第１の伝動ホイール８．１と反対側のこれら第２の伝動ホイールの側面の上に、角度目盛り８．２１′を有している。この角度目盛りは、第１の実施例内においてのように、それぞれに、導電性の領域８．２１１′と、絶縁性の領域８．２１２′から成っている。

第２の実施例のマルチターンエンコーダの金属体２′は、第１の実施例の金属体と、特に、第１の層２．１′内においてピン２．１１２′（図９）が設けられており、これらピンが、１つの部材として互いに結合された、第１の伝動ホイール８．１と、角度目盛り８．２１′を有する第２の伝動ホイール８．２′との軸受のために利用されることによって相違している。
更に、第２の層２．２′は、比較的に大きな切欠き部２．２１′を有しており、この切欠き部内において、第２の伝動ホイール８．２′が配設されている。
提示された第２の実施例において、第１の伝動ホイール８．１と同様に、第２の伝動ホイール８．２′も、この第２の伝動ホイール軸線方向の延長ｈに渡って、軸線方向に関して第１の平面Ｅ１１と第２の平面Ｅ１２との間に位置する切欠き部２．１１′、２．２１′の内側に位置している。

第２の伝動ホイール８．２′の角度目盛り８．２１′の走査は、マルチターンセンサー６′を介して行われ、このマルチターンセンサーが、励磁巻線と、第２の検出器としての受信コイルとを、プリント基板基体の上に備えている。マルチターンセンサー６′は、金属体２′の第２の面Ｓ２２に上に位置決めされ、且つ、絶縁性の材料５′が、金属体２′およびプリント基板１の保護のために押出し被覆を用いて付着される前に、必要な電子機器と接続される。

１ プリント基板
１．１ 第１の領域
１．１１ 励磁巻線
１．１２ 第１の検出器
１．２ 第２の領域
１．２１ 電子的な構造要素
１．２１１ ＡＳＩＣ構成要素
１．２２ 第２の検出器
１．２３ 励磁巻線
１．３ 第３の領域、結合ウェブ
２ 金属体
２′ 金属体
２．１ 第１の層
２．１′ 第１の層
２．１１ 切欠き部
２．１１′ 切欠き部
２．１２ 第２の切欠き部
２．１１１ ピン
２．１１２′ ピン
２．２ 第２の層
２．２１ 切欠き部
２．２１′ 切欠き部
２．２２ 第２の切欠き部
２．３ ウェブ
２．４ 固定手段
２．４１ 穿孔
２．４２ 接合板部
３ 粘着間隙
４ ケーブル
４．１ 遮蔽体
５ 絶縁性の材料
５′ 絶縁性の材料
６′ マルチターンセンサー
７ 軸
７．１ 角度スケール
７．１１ 目盛りコイル
７．１２ 目盛りコイル
８ 伝動機構
８．１ 第１の伝動ホイール
８．２ 第２の伝動ホイール
８．２′ 第２の伝動ホイール
８．２１ 角度目盛り
８．２１′ 角度目盛り
８．２１１ 導電性の領域
８．２１１′ 導電性の領域
８．２１２ 絶縁性の領域
８．２１２′ 絶縁性の領域
８．５ 蓋
Ａ 回転軸線
ｄ１１ 厚さ
Ｄ 厚さ
Ｄ２１ 厚さ
Ｄ２２ 厚さ
Ｄ２３ 低減された厚さ、厚さ
Ｅ１１ 第１の平面
Ｅ１２ 第２の平面
ｈ 延長
Ｋ 輪郭
Ｓ２１ 第１の面
Ｓ２２ 第２の面
Ｓ２３ 第３の面
Ｓ２４ 第４の面

Claims (15)

1. 回転軸線（Ａ）を中心として回転可能な軸（７）の角度位置の測定のためのマルチターンエンコーダであって、
   この軸（７）に、回転不能に、第１の角度スケール（７．１）が固定されており、この第１の角度スケールが、第１の検出器（１．１２）によって走査可能であり、
   前記マルチターンエンコーダが、更に、伝動機構（８）と、金属体（２；２′）と、プリント基板（１）とを有しており、および、
   前記プリント基板（１）が、前記第１の検出器（１．１２）が配設されている第１の領域（１．１）と、電子的な構造要素（１．２１）が配設されている第２の領域（１．２）とを有しており、これら電子的な構造要素が、電気的に前記第１の検出器（１．１２）と接続されており、
   前記金属体（２；２′）が、少なくとも１つの切欠き部（２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′）と、第１の面（Ｓ２１）を有する第１の層（２．１）と、第２の面（Ｓ２２）を有する第２の層（２．２、２．２′）とを有しており、
   前記プリント基板（１）の前記第１の領域（１．１）が、前記第１の面（Ｓ２１）の上に固定されており、および、前記プリント基板（１）の前記第２の領域（１．２）が、前記第２の面（Ｓ２２）の上に固定されており、従って、この第１の領域（１．１）が第１の平面（Ｅ１１）内において、および、この第２の領域（１．２）が第２の平面（Ｅ１２）内において配設されており、および、
   前記伝動機構（８）が、前記軸（７）によって駆動可能であり、この伝動機構が、少なくとも１つの従動側の伝動ホイール（８．１、８．２；８．２′）を有しており、前記伝動ホイールが、前記伝動ホイールの延長（ｈ）に渡って、少なくとも部分的に前記切欠き部（２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′）の内側で配設されており、前記切欠き部（２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′）が、軸線方向に関して、前記第１の平面（Ｅ１１）と前記第２の平面（Ｅ１２）との間に位置している、
   ことを特徴とするマルチターンエンコーダ。
2. 前記第１の層（２．１）は、前記切欠き部（２．１１）を、及び／または、前記第２の層（２．２）が、前記切欠き部（２．２１）を有していることを特徴とする請求項１に記載のマルチターンエンコーダ。
3. 前記伝動機構（８）は、少なくとも１つの第１の伝動ホイール（８．１）と第２の伝動ホイール（８．２、８．２′）とを有しており、
   前記第２の伝動ホイール（８．２、８．２′）が、角度目盛り（８．２１、８．２１′）を有しており、および、
   前記第２の伝動ホイール（８．２、８．２′）が、前記第２の伝動ホイールの軸線方向の延長（ｈ）に渡って、少なくとも部分的に前記切欠き部（２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′）の内側で配設されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチターンエンコーダ。
4. 前記伝動機構（８）は、少なくともそれぞれに１つの第１の伝動ホイール（８．１）と第２の伝動ホイール（８．２、８．２′）とを有しており、
   前記第１の伝動ホイール（８．１）と、前記第２の伝動ホイール（８．２、８．２′）とが、それぞれに、歯車、特に平歯車として形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
5. 前記金属体（２；２′）に、少なくとも１つの前記切欠き部（２．１１、２．２１；２．１１′、２．２１′）内において、ピン（２．１１１；２．１１２′）が附設して形成されており、
   このピンが、伝動ホイール（８．１、８．２；８．２′）の軸受のために利用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
6. 前記マルチターンエンコーダは、誘導的な測定原理を基礎としており、および、
   前記第１の検出器（１．１２）が、受信コイルの様式で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
7. 前記金属体（２；２′）は、軟磁性の鋼から製造されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
8. 前記プリント基板（１）の前記第１の領域（１．１）内において、励磁巻線（１．１１）が配設されていることを特徴とする請求項６または７に記載のマルチターンエンコーダ。
9. 前記第２の領域（１．２）内において、電子的な構造要素（１．２１）が配設されており、これら電子的な構造要素は、電気的に、前記励磁巻線（１．１１）と接続されていることを特徴とする請求項８に記載のマルチターンエンコーダ。
10. 前記プリント基板（１）は、フレキシブルに、且つ、１つの部材から成るように構成されており、且つ、
    前記第１の領域（１．１）と前記第２の領域（１．２）との間で、湾曲された結合ウェブ（１．３）を有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
11. 少なくとも１つの第２の伝動ホイール（８．２；８．２′）は、角度目盛り（８．２１；８．２１′）を有しており、
    従って、前記第２の伝動ホイールの角度位置が、誘導的な測定原理を基礎とする第２の検出器によって測定可能であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
12. 前記金属体は、０．５ｍｍ以上の厚さを有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
13. 前記金属体（２；２′）の前記第１の層（２．１）は、第３の面（Ｓ２３）を有しており、および、前記金属体（２；２′）の前記第２の層（２．２、２．２′）が、第４の面（Ｓ２４）を有しており、
    この第３の面（Ｓ２３）とこの第４の面（Ｓ２４）とが、互いに向かい合って配設されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
14. 前記金属体（２；２′）の前記第１の層（２．１）は、第３の面（Ｓ２３）を有しており、および、前記金属体（２；２′）の前記第２の層（２．２、２．２′）が、第４の面（Ｓ２４）を有しており、
    前記第１の面（Ｓ２１）と、前記第２の面（Ｓ２２）と、前記第３の面（Ｓ２３）と、前記第４の面（Ｓ２４）とが、互いに平行に配設されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。
15. 前記金属体（２；２′）は、更に、機械部材における前記マルチターンエンコーダの機械的な固定のための固定手段（２．４）を有していることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一つに記載のマルチターンエンコーダ。

Images