(57)【要約】      （修正有）【課題】小型、安価かつ高精度で動作する、構成ディスクが部分的な回転を感知及び測定することができる誘導性マルチターン式エンコーダを提供する。【解決手段】誘導性手段を用いてモジュールに動作的に接続された回転シャフト２０が回転した回転数を決定する。誘導性コイルは、エミッタ・コイルと受信コイルとを備えている。これらのコイルは、対応するギア付の円形ディスクに対して動作するように関連付けられ、かつこれらのディスクに対向して配置されている。これらのギア付の円形ディスクは、所定のギア減速比を実行するように配列されている。【選択図】図１ｂ
2010044055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲にギアが配置された回転シャフトと、
貫通して配置された開口を有するベースプレートであって、該ベースプレートが、そのベースプレートの中に前記回転シャフトの少なくとも一部を受け入れるように構成され、前記ベースプレートが、そのベースプレートの中又は上に取付けられた複数のギア付の円形ディスクを備え、前記ギア付の円形ディスクの少なくともいくつかが、その円形ディスクの中又は上に導電性部分を有する、ベースプレートと、
上側に複数の誘導性コイルが配置された基板であって、前記複数の誘電性コイルのそれぞれが、少なくとも１つの対応する反対側のギア付の円形ディスク及び前記導電性部分に対して動作可能に整列されている、基板と、
前記ギア付の円形ディスクの互いに対する相対位置に基づいて、前記円形ディスクが前記誘導性コイルによって感知されたときに、前記回転シャフトの回転パラメータを決定するように構成されたポジション・ロジック装置と
を備え、
前記基板が、前記ベースプレートに対向するように配置され、前記回転シャフトが、シャフト・ギアによって前記ギア付の円形ディスクの少なくとも１つに機械的かつ動作可能に接続されており、前記少なくとも１つギア付の円形ディスクが、前記回転シャフトの回転により回転し、これにより、残りの前記ギア付の円形ディスクが、所定のギア減速比に基づいて回転するようになっており、前記誘導性コイルのそれぞれが、前記誘導性コイルに対して動作するように整列されかつ対向するように配置された前記ギア付の円形ディスクの回転数を表す出力信号を生成するように構成され、これにより、前記回転シャフトが回転した回転数が、前記ポジション・ロジック装置によって決定されるようになっていることを特徴とするマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項２】
前記回転シャフトの回転と前記回転シャフトの回転によって回転させられた最後のギア付の円形ディスクの回転とに関する前記ギア減速比が、４，０９６、２，０４８、１，０２４、５１２のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項３】
前記モジュールが、３つのギア付の円形ディスクを備えており、前記円形ディスクのそれぞれが、４ビットの分解能を前記エンコーダ・モジュールに提供するようになっ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式エンコーダ・モジュール。
【請求項４】
前記ギア付の円形ディスクの前記導電性部分が、金属、金属箔、導電性ポリマー、導電性プラスチック、合金、及び金属の組合せの少なくとも１つを含むものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項５】
前記複数の誘導性コイルのそれぞれが、前記基板内に組み込まれ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式エンコーダ・モジュール。
【請求項６】
前記複数の誘導性コイルのそれぞれが、前記基板に装着される別個の構成部品を形成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式エンコーダ・モジュール。
【請求項７】
前記複数の誘導性コイルのそれぞれが、少なくとも１つのエミッタ・コイルと、少なくとも１つの受信コイルとを備え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式エンコーダ・モジュール。
【請求項８】
前記少なくとも１つの受信コイルが、少なくとも一対の受信コイルを含むものであることを特徴とする請求項７に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項９】
前記受信コイルが、互いに９０度位相がずれて配列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式エンコーダ・モジュール。
【請求項１０】
前記出力信号を受信及び増幅するように構成された可変利得前置増幅器を更に備え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式エンコーダ・モジュール。
【請求項１１】
前記出力信号の搬送周波数を取り除くように構成されたディジタル・フィルタリング回路を更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項１２】
アナログ形式の出力信号をディジタル表現に変換するように構成されたアナログ−ディジタル変換器を更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項１３】
回転シャフトの位置を表すディジタル出力信号を提供するように構成されたディジタル信号プロセッサを更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項１４】
前記回転シャフトが回転した回転数を表すディジタル出力信号を提供するように構成されたディジタル信号プロセッサを更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のマルチターン式エンコーダ・モジュール。
【請求項１５】
前記エンコーダ・モジュールが、フレキシブル回路、プリント回路基板、セラミック基板のうちの１つに装着されているか又は取り付けられ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式エンコーダ・モジュール。
【請求項１６】
マルチターン式エンコーダの中の回転シャフトが回転した回転数を決定する方法であって、
周囲にギアが配置された回転シャフトを設けるステップと、
貫通して配置された開口を有するベースプレートを設けるステップであって、前記ベースプレートが、該ベースプレートの中に前記回転シャフトの少なくとも一部を受け入れるように構成され、前記ベースプレートが、前記ベースプレートの中又は上に取付けられた複数のギア付の円形ディスクを備え、前記ギア付の円形ディスクの少なくともいくつかが、その円形ディスクの中又は上に形成された導電性部分を有し、前記回転シャフトが、前記ギアによって前記ギア付の円形ディスクの少なくとも１つに機械的かつ動作可能に接続されている、ステップと、
上側に複数の誘導性コイルが配置された基板を設けるステップであって、前記複数の誘電性コイルのそれぞれが、少なくとも１つの対応する反対側のギア付の円形ディスク及び前記導電性部分に対して動作可能に整列され、前記基板が、前記ベースプレートに対向するように配置されている、ステップと、
前記ギア付の円形ディスクの互いに対する相対位置に基づいて、前記円形ディスクが前記誘導性コイルによって感知されたときに、前記回転シャフトの回転パラメータを決定するように構成されたポジション・ロジック装置を設けるステップと、
前記回転シャフトを回転させて、これにより前記ギア付の円形ディスクを所定のギア減速比に基づいて回転させるステップと、
前記誘導性コイルに対応して、前記誘導性コイルに対して動作するように整列されかつ前記誘導性コイルに対向するように配置された前記ギア付の円形ディスクの回転数を表す出力信号を、前記誘導性コイルのそれぞれについて生成するステップであって、前記出力信号の生成により、前記回転シャフトが回転した回転数が前記ポジション・ロジック装置によって決定される、ステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記回転シャフトの回転と前記回転シャフトの回転によって回転させられた最後のギア付の円形ディスクの回転とに関する前記ギア減速比が、４，０９６、２，０４８、１，０２４、５１２のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ギア付の円形ディスクの前記導電性部分が、金属、金属箔、導電性ポリマー、導電性プラスチック、合金、及び金属の組合せの少なくとも１つを含むものであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の誘導性コイルのそれぞれを前記基板内に組み込むステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の誘導性コイルのそれぞれに関して別個の構成部品で形成するステップと
前記構成部品を前記基板に装着するステップとを
更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのエミッタ・コイル及び少なくとも１つの受信コイルとして前記複数の誘導性コイルのそれぞれを設けるステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの受信コイルが、少なくとも一対の受信コイルを含むものであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記受信コイルが、互いに９０度位相がずれて配列されていることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記出力信号を受信及び増幅するように構成された可変利得前置増幅器を設けるステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記出力信号の搬送周波数を取り除くように構成されたディジタル・フィルタリング回路を設けるステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
アナログ形式の出力信号をディジタル表現に変換するように構成されたアナログ−ディジタル変換器を設けるステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
回転シャフトの位置を表すディジタル出力信号を提供するように構成されたディジタル信号プロセッサを設けるステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
前記回転シャフトが回転した回転数を表すディジタル出力信号を提供するように構成されたディジタル信号プロセッサを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願において説明される発明の種々の実施形態は、エンコーダ、構成部品（コンポーネント）、装置及びそれに関連した方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチターン式光学エンコーダは、多くの様々な用途に使用されている。一般的に、このマルチターン式光学エンコーダの機械的な構成は、ギアトレイン設計（gear train design）に基づいている。この設計においては、次のコリメーション、反射又は検出を行うために、光がギアを通過するように、開口すなわち穴が空いたギアを設ける必要がある。この開口すなわち穴により、多くの場合、光学エンコーダの中のギアが、互いに極めて接近してパックされないようになっている。また、この開口すなわち穴は、射出成形されたギアに対して得られる精度を減少させることになる。さらに、一般に、プリント回路基板や可撓ケーブルなどの基板が、このような光学エンコーダに必要な機械的な完全性を与えるために、ギアトレインの両側に必要とされる。最後に、一般に、マルチターン式光学エンコーダは、そのエンコーダ中に含まれた構成ディスクが部分的に回転することを感知することができない。
【０００３】
磁気マルチターン式エンコーダも技術的に周知であるが、このエンコーダは外部の磁界に容易に影響され、また極めて高い温度で動作すると消磁されてしまう。そのような特性により、磁気マルチターン式エンコーダを使用できる用途の種類や数が明らかに少なくなる。
【０００４】
したがって、より小型に作ることができ、より安価に製造でき、より高精度で動作することができ、かつ構成ディスクが部分的な回転を感知及び測定することができるマルチターン式エンコーダが必要とされる。
【発明の概要】
【０００５】
幾つかの実施形態では、マルチターン式エンコーダ・モジュールが提供される。このマルチターン式エンコーダ・モジュールは、周囲にギアが配置された回転シャフトと、貫通して配置された開口を有するベースプレートと、上側に複数の誘導性コイルが配置された基板と、回転シャフトの回転パラメータを決定するように構成されたポジション・ロジック装置とを備えている。ここで、ベースプレートは、そのベースプレートの中に前記回転シャフトの少なくとも一部を受け入れるように構成され、前記ベースプレートが、そのベースプレートの中又は上に取付けられた複数のギア付の円形ディスクを備え、前記ギア付の円形ディスクの少なくともいくつかが、その円形ディスクの中又は上に形成された導電性部分を有している。前記複数の誘電性コイルのそれぞれが、少なくとも１つの対応する反対側のギア付の円形ディスク及び前記導電性部分に対して動作するように整列して配置されている。ポジション・ロジック装置は、前記ギア付の円形ディスクの互いに対する相対位置に基づいて、前記円形ディスクが前記誘導性コイルによって感知されたときに、前記回転シャフトの回転パラメータを決定するように構成されている。前記基板が、前記ベースプレートに対向するように配置され、前記回転シャフトが、シャフト・ギアによって前記ギア付の円形ディスクの少なくとも１つに機械的にかつ動作可能に接続されており、前記少なくとも１つギア付の円形ディスクが、前記回転シャフトの回転により回転し、これにより、残りの前記ギア付の円形ディスクが、所定のギア減速比に基づいて回転するようになっている。また、前記誘導性コイルのそれぞれが、前記誘導性コイルに対して動作するように整列されかつ対向するように配置された前記ギア付の円形ディスクの回転数を表す出力信号を生成するように構成され、これにより、前記回転シャフトが回転した回転数が、前記ポジション・ロジック装置によって決定されるようになっている。
【０００６】
別の実施形態では、マルチターン式エンコーダの中のシャフトが回転した回転数を決定する方法が提供される。この方法は、周囲にギアが配置された回転シャフトを設けるステップと、貫通して配置された開口を有するベースプレートを設けるステップと、上側に複数の誘導性コイルが配置された基板を設けるステップと、ポジション・ロジック装置を設けるステップと、前記回転シャフトを回転させて、これにより前記ギア付の円形ディスクを所定のギア減速比に基づいて回転させるステップと、前記誘導性コイルに対応して、前記誘導性コイルに対して動作するように整列されかつ前記誘導性コイルに対向するように配置された前記ギア付の円形ディスクの回転数を表す出力信号を、前記誘導性コイルのそれぞれについて生成するステップとを含む。ここで、前記ベースプレートが、該ベースプレートの中に前記回転シャフトの少なくとも一部を受け入れるように構成され、前記ベースプレートが、前記ベースプレートの中又は上に取付けられた複数のギア付の円形ディスクを備え、前記ギア付の円形ディスクの少なくともいくつかが、その円形ディスクの中又は上に形成された導電性部分を有し、前記回転シャフトが、前記ギアによって前記ギア付の円形ディスクの少なくとも１つに機械的にかつ動作可能に接続されている。また、前記複数の誘電性コイルのそれぞれが、少なくとも１つの対応する反対側のギア付の円形ディスク及び前記導電性部分に対して動作するように整列して配置され、前記基板が、前記ベースプレートに対向するように配置されている。前記ポジション・ロジック装置は、前記ギア付の円形ディスクの互いに対する相対位置に基づいて、前記円形ディスクが前記誘導性コイルによって感知されたときに、前記回転シャフトの回転パラメータを決定するように構成されている。そして、前記出力信号の生成により、前記回転シャフトが回転した回転数が前記ポジション・ロジック装置によって決定されるようになっている。
【０００７】
さらに、更なる別の実施形態が、本願で開示されている。あるいは、更なる実施形態は、当業者が、明細書及び図面を読んで理解すれば明らかになるであろう。
【０００８】
本発明の種々の実施形態の様々な態様は、下記の明細書、図面及び請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】本発明の誘導性マルチターン式エンコーダの１つの実施形態の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａの誘導性マルチターン式エンコーダのベースプレートと対応する上に装着されたギア付の円形ディスクの上部の斜視図である。
【図２ａ】図１の誘導性マルチターン式エンコーダの１つのギア付の円形ディスクと、その対応する誘導性コイルの側部とを示した斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのギア付の円形ディスクと誘導性コイルの底部とを示した斜視図である。
【図３】図１ａの誘導性コイル用基板の底部の平面図である。
【図４】図３に示された１つの誘導性コイルの基板の細部を示す図である。
【図５】本発明の誘導性コイルの別の実施形態を示す図である。
【図６】本発明のコイル・エミッタ及びコイル・レシーバの１つの実施形態の電気回路図である。
【図７】本発明の誘導性コイルの１つの実施形態に基づいて与えられた代表的な変調及び復調された出力を示す図である。
【図８】本発明の誘導性コイルの１つの実施形態に基づいて与えられた代表的な変調及び復調された出力を示す図である。
【図９】本発明による誘導性マルチターン式エンコーダの１つの実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
これらの図面は、必ずしも縮尺通りには描かれていない。同じ番号は、特に断りのない限り、図面全体を通して同じ部品又はステップを表している。
【００１１】
図１ａから図４には、マルチターン式エンコーダ・モジュール１０の１つの実施形態が示されている。このマルチターン式エンコーダ・モジュール１０は、ギア２２を有する回転シャフトすなわちピニオン２０を備えており、ギア２２は、その回転シャフト２０の周囲に配置されている。ベースプレート３０は、貫通して配置された開口３２を有し、ベースプレート３０は、そこの中にシャフト２０の少なくとも一部を受け入れるように構成されている。このベースプレート３０は、複数のギア付の円形ディスク４１〜４６を備えており、これらの円形ディスク４１〜４６は、そのベースプレート３０の中又は上に搭載されている。ここで、ギア付の円形ディスクの少なくともいくつかは、そのディスクの中又は上に形成された導電性部分を有している。例えば、ディスク４２、４４及び４６は、それぞれ、それらのディスク４２、４４及び４６の中又は上に配置された導電性部分４２’、４４’及び４６’を有している。なお、図面を簡単にするために、また図面の特徴を不明瞭にしないために、図１ａ及び図１ｂにおいては、ギア付の円形ディスク４１〜４６は、外周にギアが無い形式で描かれている。
【００１２】
図示されているように、基板６０は、複数の誘導性コイル６２ａ〜６６ｇの組を有しており、これらの誘導性コイル６２ａ〜６６ｇは、基板６０の中又は上に配置されている。ここで、誘導性コイルのそれぞれは、対応する反対側のギア付の円形ディスク及びその導電性部分に対して動作するように整列して配置されている。ポジション・ロジック装置（図示せず）は、ギア付の円形ディスク４２、４４及び４６の互いに対する相対位置に基づいて、それら円形ディスクが誘導性コイル６２ａ〜６６ｇによって感知されたときに、シャフト２０の回転パラメータを決定するように構成されている。
【００１３】
さらに、図１ａ〜図４に示されているように、基板６０は、ベースプレート３０と対向しており、シャフト２０は、シャフト・ギア２２によってギア付の円形ディスク４１に動作可能に及び機械的に接続されている。シャフト２０の回転によりギア付の円形ディスク４１が回転させられ、これにより、残りのギア付の円形ディスク４２〜４６が、所定のギア減速比に基づいて回転することになる。誘導性コイル６２ａ〜６６ｇのそれぞれが、誘導性コイルに対して動作するように整列されかつその誘導性コイルに対向した対応するギア付の円形ディスクの回転数を示す出力信号を発生するように構成されている。これにより、シャフト２０が回転した回転数が、ポジション・ロジック装置によって決定できるようになっている。このポジション・ロジック装置は、コントローラ、ＡＳＩＣ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は適切な論理ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組合せとすることができる。
【００１４】
当面の特定の用途にもよるが、マルチターン式エンコーダ・モジュール１０は、シャフト２０の回転と、回転しているシャフト２０の動作によって回転された最後のギア付の円形ディスクの回転とに対して、多数の異なるギア減速比のいずれかを提供するように構成されている。このシャフト２０のギア減速比は、４，０９６、２，０４８、１，０２４、５１２及び２５６を含むが、これらに限定されることはない。本願で明確に開示されたもの以外のギア減速比も、本発明の中に意図されていることに留意されたい。選択されたギア減速比を具体化するには、使用するギア付の円形ディスクについて適当な数を選択すること、そのようなディスクの歯車の歯の互いに対する相対的な直径及び数を選択すること、及びギア減速の技術に関して周知の他の要素が必要である。例えば、マルチターン式エンコーダ・モジュール１０は、３つのギア付の円形ディスクを備えることができ、ディスクのそれぞれが、４ビットの分解能（resolution）をエンコーダ・モジュール１０に与えている。別の実施例では、マルチターン式エンコーダ・モジュール１０は、１個のギア付ディスク、２個のギア付ディスク、４個のギア付ディスク、５個のギア付ディスク、７個のギア付ディスク、又は任意の他の適当な数のギアを備えることができる。この場合、選択されるギアの数は、当面の特定の用途と、望ましいギア減速比と、当業者に周知の他の検討材料や要因とに基づいて決定される。
【００１５】
ギア減速の別の実施例として、図１ａ、図１ｂ及び図３を参照すると、６個のギア付の円形ディスク４１、４２、４３、４４、４５及び４６が示されている。例示された実施形態において、中央のギア付のシャフト２０は、ピニオンであり、ディスク４１と噛み合い、シャフト２０が回転するとディスク４１を回転させるように構成されている。シャフト２０とディスク４１との間のギア比は、１：４である。このため、ディスク４１が１回転すると、シャフト２０は４回転（２２すなわち２ビット）する。ディスク４１とディスク４２との間のギア比も１：４である。このため、ディスク４２が１回転すると、ディスク４１は４回転（２２すなわち２ビット）し、同時にシャフト２０は１６回転（２４すなわち４ビット）する。図１ａ、図１ｂ及び図３に示されているマルチターン式エンコーダ・モジュール１０が、６個の違ったギア付の円形ディスクを備えており、それぞれのギア比が１：４であるため、モジュール１０は１２ビットのシステムである。したがって、モジュール１０は、システム内の終段のギア付の円形ディスク、すなわちディスク４６が完全に１回転するたびに、シャフト２０が４，０９６回転することを感知することができる。（前述したように、ギア付のディスクの別のギア比や数も採用することができるが、それは本発明の範囲の中に含まれる。）
【００１６】
ギア付の円形ディスク４２、４４及び４６の導電性部分４２’、４４’及び４６’は、それぞれ、金属、金属箔、導電性ポリマー、導電性プラスチック、合金、金属の組合せ、又は任意の他の適当な導電性材料の少なくとも１つを含むことができる。しかしながら、当業者は理解されるであろうが、たいていの用途に対して金属が好ましい材料である。
【００１７】
誘導性コイル６２ａ〜６６ｇが、基板６２、６４、及び６６に一体化されるか、又はその基板の上又は下に位置決め又は配置されている。さらに、これらの誘導性コイル６２ａ〜６６ｇは、別個の部品を形成することができ、これらの誘導性コイル６２ａ〜６６ｇは、それぞれの基板に装着される。さらに、また図２ｂ、図３、図４、及び図５に示されているように、誘導性コイル６２ａ〜６６ｇは、エミッタすなわち送信コイルと、受信コイルとを備えている。例えば、そして図２ｂ、図３、図４、及び図５にさらに示されているように、誘導性コイル６２、６４及び６６のそれぞれは、一対のエミッタ・コイル（すなわち、コイル６２ｆ及び６２ｇ、及び６４ｆ及び６４ｇ、及び６６ｆ及び６６ｇ）と、２対の受信コイル（すなわち、コイル６２ａ／６２ｂ及び６２ｃ／６２ｄ、６４ａ／６４ｂ及び６４ｃ／６４ｄ、及び６６ａ／６６ｂ及び６６ｃ／６６ｄ）とを備えている。１例として、受信コイル６２ａ及び６２ｂは、互いに９０度位相がずれている。３０度、４５度、及び６０度を含む受信された信号間の他の位相差も使用できるが、これらに限定されることはない。
【００１８】
図１ａ、図１ｂ及び図３に示されているように、誘導性コイル６２、６４及び６６のそれぞれは、その対応するギア付の円形ディスク４２、４４及び４６の上に動作可能に配置され、かつそれらのディスクに対して整列されている。ギア付の円形ディスク４２、４４及び４６の導電性部分４２’、４４’及び４６’は、誘導性コイルのエミッタ４２ｆ及び４２ｇ、４４ｆ及び４４ｇ及び４６ｆ及び４６ｇが送信した信号に対応するようになっている。それら導電性部分は、次に基本的にはそのような送信された信号を、ディスク４２、４４及び４６が回転しているときに、それぞれ、差動的に対にされた受信コイル４２ａ／４２ｂ及び４２ｃ／４２ｄ、４４ａ／４４ｂ及び４４ｃ／４４ｄ、及び４６ａ／４６ｂ及び４６ｃ／４６ｄに送り戻すようになっている。すなわち、ギア付の円形ディスク４２、４４及び４６のそれぞれが回転することにより、その導電性部分がそこに対応する受信コイルによって感知される。各対の受信コイルは、該当するギア付の円形ディスクの各完全回転に対して１サイクルのＳＩＮ及びＣＯＳ信号を出力する。次に、ポジション・ロジック装置又はプロセッサは、そのような信号を４ビットのカウントに変換するようになっている。
【００１９】
受信コイル間の９０度以外の位相差（例えば、ＳＩＮ及びＣＯＳ）は、本発明の中で検討され、かつそのような位相差は任意の適当な値を想定することができることに留意されたい。４ビットで表されるもの以外のカウントも本発明として考えられ、かつ任意の適当な数のビットとすることができることに、さらに留意されたい。さらに、誘導性コイル６２、６４及び６６を基板６０の上だけでなく、ベースプレート３０の上にも装着することが、本発明として考えられる。この場合、全ての６個の機能ギア４１、４２、４３、４４、４５、及び４６は、誘導性コイルを備えることになる。
【００２０】
本願で説明されたマルチターン式エンコーダ１０の中で使用される誘導性コイルは、シングルターン式エンコーダの中で一般に使用されているものとは異なっている。例えば、本願で開示されるマルチターン式誘導性コイルは、離散的で別個のエミッタセクタと受信セクタとを備えているが、従来技術のシングルターン式誘導性コイルは、一般に形状が長方形である。本願で開示されたマルチターン式誘導性コイルは、ギア付の円形ディスクの全回転を「見る」ことができる受信コイルの組を備えているが、従来技術のシングルターン式誘導性コイルは、ディスクの回転の一部のみを「見る」ことができる冗長コイル（redundant coil）を有している。本願で開示されたマルチターン式誘導性コイルは、ディスクの各回転に対して１つの正弦波信号しか与えないが、従来技術のシングルターン式誘導性コイルは一般に、ディスクの各回転に対して数個の正弦波信号を発生する。
【００２１】
図５は、誘導性コイル６６の１つの実施形態を示している。この誘導性コイル６６は、下側表面上に配置されかつインターリーブされた導電性トレースとして構成されたエミッタ・コイル及び受信コイル６６ａ〜６６ｇを有している。この構成において、この下側表面は、基板６０に装着されるか又はその一部を形成している。図６は、エミッタ・コイル６６ｆと、２対の受信コイル６６ａ，ｂ及び６６ｃ，ｄとを構成する１つの誘導性コイルの代表的な回路図を示している。受信コイルは、それぞれ対応する可変利得増幅器７１又は７２に動作可能に接続されている。これらの増幅器のそれぞれは、エミッタ・コイルによって与えられた出力信号を受信及び増幅するように構成されている。
【００２２】
受信コイルの出力として与えられた互いに９０度位相がずれた代表的な波形が、図７（復調前）及び図８（復調後）に示されている。エミッタ・コイルによって与えられた出力信号の中に含まれる搬送周波数信号は、技術的に周知のディジタル・フィルタリング回路によって取り除かれる。図９にさらに例示されているように、エミッタ・コイルによって与えられた出力信号をディジタル形式に変換するように構成されたアナログ−ディジタル変換器は、ポジション・ロジック装置の一部として使用されて、シャフト位置及び／又はシャフトが回転した回転数を示すディジタル出力信号を提供するようになっている。
【００２３】
本願で開示されたマルチターン式誘導エンコーダは、これから明らかになるように、多数の利点を有している。この利点としては、モジュールの片側に配置された誘導性センサを有するエンコーダを設計できることである。また、利点としては、モニタされるディスクの回転位置を、過剰な数のコイル、トラック又はトレースを使用せずに、その全回転を通して測定可能にするエンコーダが提供できることである。これらの特徴によれば、光学エンコーダと比較すると、ギアの配置及び設計に対して柔軟性が向上したマルチターン式エンコーダが提供される。
【００２４】
本願で説明されまた開示されたマルチターン式誘導エンコーダの別の利点は、ギア又はギア列の片側上に誘導性コイルを配置できることである。このことは、電子部品が付いた基板上に組み立てられた誘導性コイルを有するマルチターン式エンコーダがモジュールとして販売される場合、特に好都合である。本発明のマルチターン式誘導エンコーダの種々の実施形態は、グレイ・コードやバイナリなどのほとんど全ての望ましいフォーマットに適合する未加工の出力信号を直接発生するように構成することもできるが、光学的なマルチターン式エンコーダは、これを提供することはできない。本発明のマルチターン式誘導エンコーダはまた、極めて高い動作温度に耐えることができ、塵埃、液体及び他の環境汚染物質に対して特に強い。
【００２５】
本発明のマルチターン式誘導エンコーダは、フレキシブル回路、プリント回路基板、セラミック基板、又は任意の他の適当な基板材料上に直接製造することもできる。
【００２６】
本願で説明された種々の部品、装置及びシステムを作る方法及びそれらを作った方法が、本発明の請求の範囲の中に含まれることに留意されたい。
【００２７】
前述された実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の実施例として考えるべきである。本発明の前述の実施形態に加えて、詳細な説明及び添付した図面を検討すれば、本発明の別の実施形態が存在することが分かるであろう。したがって、明示的に本願に記載されていない本発明の前述した実施形態の多くの組合せ、置き換え、変更及び修正は、本発明の範囲の中に含まれるものとする。
【図１ａ】
2010044055.tif 000003
【図１ｂ】
2010044055.tif 000004
【図２ａ】
2010044055.tif 000005
【図２ｂ】
2010044055.tif 000006
【図３】
2010044055.tif 000007
【図４】
2010044055.tif 000008
【図５】
2010044055.tif 000009
【図６】
2010044055.tif 000010
【図７】
2010044055.tif 000011
【図８】
2010044055.tif 000012
【図９】
2010044055.tif 000013
【外国語明細書】
2010044055.tif 000014
2010044055.tif 000015
2010044055.tif 000016
2010044055.tif 000017
2010044055.tif 000018
2010044055.tif 000019
2010044055.tif 000020
2010044055.tif 000021
2010044055.tif 000022
2010044055.tif 000023
2010044055.tif 000024
2010044055.tif 000025
2010044055.tif 000026
2010044055.tif 000027
2010044055.tif 000028
2010044055.tif 000029
2010044055.tif 000030
2010044055.tif 000031
2010044055.tif 000032
2010044055.tif 000033
2010044055.tif 000034
2010044055.tif 000035
2010044055.tif 000036
2010044055.tif 000037