DE602004010981T2 - Tandem Rotationsgeber - Google Patents

Tandem Rotationsgeber Download PDF

Info

Publication number
DE602004010981T2
DE602004010981T2 DE602004010981T DE602004010981T DE602004010981T2 DE 602004010981 T2 DE602004010981 T2 DE 602004010981T2 DE 602004010981 T DE602004010981 T DE 602004010981T DE 602004010981 T DE602004010981 T DE 602004010981T DE 602004010981 T2 DE602004010981 T2 DE 602004010981T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
outer core
rotation
rotation angle
detection mechanism
angle detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE602004010981T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004010981D1 (de
Inventor
Mutsumi Matsuura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Publication of DE602004010981D1 publication Critical patent/DE602004010981D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004010981T2 publication Critical patent/DE602004010981T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tandem-Rotationsdetektor, der in der Lage ist, wirksam das Auftreten eines Streuflusses zwischen Rotationswinkel-Erfassungsmechanismen zu verhindern, so dass eine hochgenaue Erfassung immer realisiert werden kann.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Rotationspositions-Erfassungsvorrichtungen sind bekannt. Ein bekannter Typ von Rotationspositions-Erfassungsvorrichtung ist ein variabler Reluktanz-Drehmelder wie der aus der US 4 604 575 bekannte variable Reluktanz-Drehmelder.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Tandem-Rotationsdetektors.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird dieser Typ von Tandem-Rotationsdetektor (beispielsweise Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2003-098019 ) verwendet, um die Drehwinkel von Drehwellen zu erfassen. Der Rotationsdetektor hat eine Drehwelle 104A und eine Drehwelle 104B, die in Reihe in einem mittleren Bereich eines zylindrischen Gehäuses 101 angeordnet sind. Ein erster Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus 102A zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle 104A und ein zweiter Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus 102B zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle 104B sind innerhalb des Gehäuses 101 angeordnet. Bei dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A sind ein erster äußerer Kern 110A und ein erster Statorkern 130A parallel auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 101 angeordnet. Ein erster innerer Kern 120A ist auf der Drehwelle 104A so befestigt, dass er dem ersten äußeren Kern 110A zugewandt ist, und ein erster Rotorkern 140A ist auf der Drehwelle 104a so befestigt, dass er dem ersten Statorkern 130A zugewandt ist.
  • Eine Spule 111A ist um den ersten äußeren Kern 110A gewickelt, wobei die mit zwei äußeren Kernstiften 112A verbundenen Anschlüsse Seite an Seite in der horizontalen Richtung angeordnet sind, über die eine Wechselspannung angelegt wird. Eine Spule 121A ist auf den ersten inneren Kern 120A gewickelt.
  • Spulen 131A sind auf mehrere ringförmige Statorkernzähne 133A gewickelt, die um den ersten Statorkern 130A herum vorgesehen sind. Die Spule 131A haben vier Anschlüsse, die miteinander in der X-Richtung (horizontale Richtung) bzw. der Y-Richtung (vertikale Richtung) verbunden sind, und die vier Anschlüsse der Spulen 131A sind mit vier Statorkernstiften 132A verbunden, die jeweils Seite an Seite in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Spülen 141A sind auf mehrere Rotorkernzähne 142A gewickelt, die auf dem Umfang der Drehwelle 104A vorgesehen sind.
  • Bei einer derartigen Struktur wird, wenn eine Wechselspannung an die Spule 111A des ersten äußeren Kerns 110A angelegt wird, eine Spannung entsprechend dem Drehwinkel der Drehwelle 104A in den ersten Statorkern 130A durch den ersten inneren Kern 120A und den ersten Rotorkern 140A in dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A induziert, wodurch der Drehwinkel der Drehwelle 104A erfasst wird.
  • Wie der erste Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A enthält der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102B einen zweiten äußeren Kern 110B, einen zweiten inneren Kern 120B, einen zweiten Statorkern 130B und einen zweiten Rotorkern 140B, um den Drehwinkel der Drehwelle 104B zu erfassen. Dann wird auf der Grundlage der erfassten Drehwinkel der Drehwellen 104A und 104B eine Differenz zwischen beiden Drehwinkeln erfasst. Die Zahl 112B bezeichnet äußere Kernstifte, mit denen die Anschlüsse von Spulen des zweiten äußeren Kerns 110B verbunden sind, während die Zahl 132B vier Statorkernstifte bezeichnet, mit denen die jeweiligen Anschlüsse von Spulen des zweiten Statorkerns 130B verbunden sind.
  • Der herkömmliche Tandem-Rotationsdetektor hat jedoch die folgenden Probleme.
  • Wie vorstehend erwähnt ist, kann der herkömmliche Tandem-Rotationsdetektor beide Drehwinkel der Drehwellen 104A und 104B erfassen, um eine Drehwinkeldifferenz zwischen beiden Drehwellen zu erfassen. In diesem Fall kann, da ein magnetischer Fluss 109A aus dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A zu dem zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102B hin streut, wie durch einen Pfeil gezeigt ist, dies das Erfassungsvermögen für den Drehwinkel der Drehwelle 104B beeinträchtigen. In gleicher Weise kann, da der magnetische Fluss auch aus dem zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102B zu dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A hin streut, dies auch das Erfassungsvermögen für den Drehwinkel der Drehwelle 104A beeinträchtigen. Um den Einfluss eines derartigen Streuflusses zu verhindern, kann eine Abschirmplatte zwischen dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102A und dem zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 102B vorgesehen sein, aber nur die Abschirmplatte ist nicht ausreichend, um den Einfluss des Streuflusses zu verhindern. Selbst in diesem Fall beeinträchtigt der Streufluss noch das Erfassungsvermögen für die Drehwinkel.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorgenannten Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe von dieser, einen Tandem-Rotationsdetektor vorzusehen, der in der Lage ist, das Auftreten eines Streuflusses zwischen Drehwinkel-Erfassungsmechanismen so zu verhindern, dass eine hochgenaue Erfassung immer realisiert werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Tandem-Rotationsdetektor vorgesehen. Der Tandem-Rotationsdetektor enthält einen ersten Rotationserfassungsmechanismus, der ausgebildet ist zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch eine Spule eines ersten äußeren Kerns, der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses vorgesehen ist zum Erfassen des Drehwinkels einer Drehwelle, die in dem mittleren Bereich des Gehäuses angeordnet ist. Er enthält auch einen zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus, der Seite an Seite mit dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus angeordnet und so ausgebildet ist, dass er einen magnetischen Fluss durch eine Spule eines zweiten äußeren Kerns, der innerhalb des Gehäuses zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle vorgesehen ist, zu erzeugen. Bei dieser Struktur fließt Strom durch die Spule des ersten äußeren Kerns und die Spule des zweiten äußeren Kerns in einander unterschiedlichen Richtungen. Die von den jeweiligen Stromflüssen in den Spulen erzeugten magnetischen Streuflüsse, die in der axialen Richtung der Welle gerichtet sind, gleichen somit einander in der Mitte zwischen dem ersten äußeren Kern und dem zweiten äußeren Kern aus.
  • Vorzugsweise sind ein Wicklungsanschluss der Spule des ersten äußeren Kerns und der andere Wicklungsanschluss der Spule des zweiten äußeren Kerns, die beide in der Wicklungsrichtung unterschiedlich sind, so verbunden, dass eine Wechselspannung an die Anschlüsse angelegt wird.
  • Alternativ können die Spulen um den ersten und den zweiten äußeren Kern in den entgegengesetzten Richtungen gewickelt sein, wobei die Wicklungsanfangsanschlüsse der Spulen verbunden bzw. die Wicklungsendanschlüsse der Spulen drahtverbunden sind, so dass eine Wechselspannung zwischen den verbundenen Anschlüssen angelegt wird.
  • Weiterhin kann die Drehwelle eine einzelne kontinuierliche Drehwelle sein. In diesem Fall erfassen der erste Drehwinkel-Erfassungsmechanismus und der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus eine Drehwinkeldifferenz, um das Drehmoment der Drehwelle zu erfassen.
  • Andererseits kann die Drewelle ein Satz aus zwei Drehwellen sein. In diesem Fall erfassen der erste Drehwinkel-Erfassungsmechanismus und der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus jeweils die Drehwinkel der beiden Drehwellen.
  • Der Tandem-Rotationsdetektor nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält den ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus, der ausgebildet ist zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch die Spule des ersten äußeren Kerns, der innerhalb des zylindrisches Gehäuses vorgesehen ist zum Erfassen des Drehwinkels der in dem mittleren Bereich des Gehäuses angeordneten Drehwelle, und den zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus, der Seite an Seite mit dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus angeordnet ist zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch die Spule des zweiten äußeren Kerns, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle. Bei dieser Struktur kann, da Strom durch die Spule des ersten äußeren Kerns und die Spule des zweiten äußeren Kerns in einander unterschiedlichen Richtung fließt, ein Streufluss zwischen den Drehwinkel-Erfassungsmechanismen, wirksam verhindert werden, und daher kann eine hochgenaue Erfassung immer realisiert werden.
  • Wenn ein Wicklungsanschluss der Spule des ersten äußeren Kerns und der andere Wicklungsanschluss der Spule des zweiten äußeren Kerns, die beide in der Wicklungsrichtung unterschiedlich sind, so verbunden sind, dass eine Wechselspannung zwischen den Anschlüssen angelegt wird, kann ein Streufluss zwischen den Drehwinkel-Erfassungsmechanismen bei einer derartig einfachen Struktur wirksam verhindert werden.
  • Andererseits kann, wenn die Spulen auf dem ersten und dem zweiten äußeren Kern in den entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, wobei die Wicklungsanfangsanschlüsse der Spulen verbunden sind bzw. die Wicklungsendanschlüsse der Spulen so verbunden sind, dass eine Wechselspannung zwischen den verbundenen Anschlüssen angelegt wird, ein Streufluss zwischen den Drehwinkel-Erfassungsmechanismen ebenfalls bei einer derart einfachen Struktur verhindert werden.
  • Weiterhin kann, wenn die Drehwelle eine einzelne kontinuierliche Drehwelle aufweist und der erste Drehwinkel-Erfassungsmechanismus und der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus eine Drehwinkeldifferenz zum Erfassen des Drehmoments der Drehwelle erfassen, eine hochgenaue Erfassung des Drehmoments immer realisiert werden.
  • Andererseits kann, wenn die Drehwelle ein Satz aus zwei Drehwellen ist und der erste Drehwinkel-Erfassungsmechanismus und der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus jeweils die Drehwinkel der beiden Drehwellen erfassen, eine hochgenaue Erfassung der Drehwinkel der beiden Drehwellen immer realisiert werden.
  • 1 ist eine Seitenschnittansicht eines herkömmlichen Tandem-Rotationsdetektors;
  • 2 ist ein Verbindungsdiagramm eines ersten äußeren Kerns und eines zweiten äußeren Kerns in einem Tandem-Rotationsdetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Seitenschnittansicht des Tandem-Rotationsdetektors gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Diagramm, das den Erfassungsfehler für die Drehwinkel einer Drehwelle zeigt, der durch einen Drehwinkel-Erfassungsmechanismus erhalten wird; und
  • 5 ist ein Verbindungsdiagramm für einen ersten äußeren Kern und einen zweiten äußeren Kern in einem Tandem-Rotationsdetektor gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Tandem-Rotationsdetektoren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 2 ist ein Verbindungsdiagramm für einen ersten äußeren Kern 10A und einen zweiten äußeren Kern 10B in einem Tandem-Rotationsdetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Draht 17A um den ersten äußeren Kern 10A im Uhrzeigersinn (gesehen von links in 2) von einem Wicklungsanschluss 13a zu einem Wicklungsanschluss 13b gewickelt, um eine Spule 11A zu bilden. In gleicher Weise ist ein Draht 17b um den zweiten äußeren Kern 10B im Uhrzeigersinn von einem Wicklungsanschluss 14A zu einem Wicklungsanschluss 14B gewickelt, um eine Spule 11B zu bilden. Der Wicklungsanschluss 13a und der Wicklungsanschluss 14b sind verbunden, und der Wicklungsanschluss 13b und der Wicklungsanschluss 14a sind verbunden. Mit anderen Worten, Drahtverbindungen werden zwischen Wicklungsanschlüssen hergestellt, die in der Wicklungsrichtung einander unterschiedlich sind. Eine Wechselspannung von einem Wechselspannungsoszillator 18 wird zwischen den Wicklungsanschlüssen 13a und 14b bzw. zwischen den Wicklungsanschlüssen 13b und 14a angelegt.
  • Wenn die von dem Wechselspannungsoszillator 18 zu den Wicklungsanschlüssen 13b und 14a gegebene Wechselspannung eine positive Spannung ist, fließt ein durch einen Pfeil angezeigter Strom Ia durch den ersten äußeren Kern 10a von dem Wicklungsanschluss 13b zu dem Wicklungsanschluss 13a, während ein Strom Ib (mit derselben Stärke wie der Strom Ia), der durch einen Pfeil angezeigt ist, durch den zweiten äußeren Kern 10B von dem Wicklungsanschluss 14a zu dem Wicklungsanschluss 14b. Andererseits fließt, wenn die von dem Wechselspannungsoszillator 18 zu den Wicklungsanschlüssen 13b und 14a gegebene Wechselspannung eine negative Spannung ist, ein Strom durch den ersten äußeren Kern 10A von dem Wicklungsanschluss 13a zu dem Wicklungsanschluss 13b in der Richtung, die entgegengesetzt zu dem durch einen Pfeil angezeigten Strom Ia ist, während ein Strom durch den zweiten äußeren Kern 10B von dem Wicklungsanschluss 14b zu dem Wicklungsanschluss 14a in der Richtung entgegengesetzt zu dem durch einen Pfeil angezeigten Strom Ib fließt.
  • Wenn die positive Wechselspannung an die Wicklungsanschlüsse 13b und 14a angelegt wird, wird ein magnetischer Fluss 9A wie durch ausgezogene Pfeile gezeigt von dem ersten äußeren Kern 10A zu dem zweiten äußeren Kern 10B erzeugt, während ein magnetischer Fluss 9B, der denselben Pegel wie der magnetische Fluss 9A hat, wie durch einen Pfeil gezeigt von dem zweiten äußeren Kern 10B zu dem ersten äußeren Kern 10A hin in der zu dem magnetischen Fluss 9A entgegengesetzten Richtung erzeugt wird. Andererseits werden, wenn die negative Wechselspannung an die Wicklungsanschlüsse 13b und 14a angelegt wird, magnetische Flüsse in der zu den magnetischen Flüssen 9A und 9B entgegengesetzten Richtung erzeugt, wie durch gestrichelte Pfeile gezeigt ist, von dem ersten äußeren Kern 10A bzw. dem zweiten äußeren Kern 10B.
  • Somit gleichen, da der magnetische Fluss 9A von dem ersten äußeren Kern 10A und der magnetische Fluss 9B von dem zweiten äußeren Kern 10B so erzeugt werden, dass sie denselben Pegel haben, aber in entgegengesetzten Richtungen fließen, diese in der Mitte zwischen dem ersten äußeren Kern 10A und dem zweiten äußeren Kern 10B einander aus.
  • 3 ist eine Seitenschnittansicht des Rotationsdetektors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 3 gezeigt ist, hat der Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Drehwelle 4A und eine Drehwelle 4B, die in einem zylindrischen Gehäuse 1 hintereinander angeordnet sind. Ein erster Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle 4A und ein zweiter Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2B zum Erfassen des Drehwinkels der Drehwelle 4B sind innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen. Bei dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A sind der erste äußere Kern 10A und ein erster Statorkern 30A parallel auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 angeordnet. Ein erster innerer Kern 20A ist auf der Drehwelle 4A so befestigt, dass er dem ersten äußeren Kern 10A zugewandt ist, und ein erster Rotorkern 40A ist ebenfalls auf der Drehwelle 4A so befestigt, dass er dem ersten Statorkern 30A zugewandt ist.
  • Die Spule 11A ist auf den äußeren Kern 10A gewickelt, wobei die Anschlüsse mit zwei Stiften 12A des äußeren Kerns, die jeweils Seite an Seite in der horizontalen Richtung angeordnet sind, verbunden, durch die eine Wechselspannung angelegt wird. Eine Spule 21A ist auf den ersten inneren Kern 20A gewickelt.
  • Spulen 31A sind auf mehrere Statorkernzähne 33A gewickelt, die um den ersten Statorkern 30A herum angeordnet sind. Die Spulen 31A haben vier Anschlüsse, die miteinander in der X-Richtung (horizontale Richtung) bzw. der Y-Richtung (vertikale Richtung) verbunden sind, und die vier Anschlüsse der Spulen 31A sind mit vier Statorkernstiften 32A verbunden, die Seite an Seite in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Spulen 41A sind auf mehrere Rotorkernzähne 42A des ersten Rotorkern 40A gewickelt.
  • Bei dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A wird, wenn eine Wechselspannung an den ersten äußeren Kern 10A angelegt wird, eine Spannung, die durch einen magnetischen Fluss durch den ersten inneren Kern 20A erzeugt wird, an den ersten Rotorkern 40A so angelegt, dass der erste Rotorkern 40A und der erste Statorkern 30A magnetisch gekoppelt werden. Als eine Folge wird eine Spannung entsprechend dem Drehwinkel der Drehwelle 4A auf den ersten Statorkern 30A induziert, wodurch der Drehwinkel der Drehwelle 4A erfasst wird. Wie bei dem ersten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A enthält der zweite Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2B den zweiten äußeren Kern 10B, einen zweiten inneren Kern 20B, einen zweiten Statorkern 30B und einen zweiten Rotorkern 40B, um den Drehwinkel der Drehwelle 4B zu erfassen. Dann wird auf der Grundlage der erfassten Drehwinkel der Drehwellen 4A und 4B eine Drehwinkeldifferenz zwischen beiden Drehwellen erfasst. Hier bezeichnet die Zahl 12B Stifte des äußeren Kerns, mit denen die Anschlüsse der Spule 11B des zweiten äußeren Kerns 10B verbunden sind, während die Zahl 32B vier Statorkernstifte bezeichnet, mit denen die jeweiligen Anschlüsse von Spulen des zweiten Statorkerns 30B verbunden sind.
  • Der Tandem-Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfasst die Drehwinkel der Drehwellen 4A und 4B durch Anlegen einer Wechselspannung an die Spule 11A des ersten äußeren Kerns 10A und die Spule 11B des zweiten äußeren Kerns 10B. Wie vorstehend erwähnt ist, gleichen, da der magnetische Fluss 9A, der durch den ersten äußeren Kern 10A erzeugt wird, und der magnetische Fluss 9B, der durch den zweiten äußeren Kern 10B erzeugt wird, denselben Pegel haben, aber in entgegengesetzten Richtungen fließen, diese einander in der Mitte zwischen dem ersten äußeren Kern 10A und dem zweiten äußeren Kern 10B einander aus (und die magnetischen Flüsse, die jeweils in den Richtungen entgegengesetzt zu den magnetischen Flüssen 9A und 9B erzeugt werden, gleichen ebenfalls einander aus). Somit wird das Eindringen des magnetischen Flusses zwischen dem ersten und dem zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A und 2B gegenseitig blockiert, wodurch wirksam das Auftreten eines Streuflusses verhindert wird.
  • 4 ist ein Diagramm, das den Erfassungsfehler bei den Drehwinkeln der Drehwellen für jeden von dem ersten und dem zweiten Drehwinkel-Erfassungsmechanismus 2A und 2B zeigt.
  • Der Tandem-Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfasst die Drehwinkel der Drehwellen 4A und 4B durch den ersten bzw. zweiten Statorkern 30A und 30B. Die Drehwinkel werden elektrisch erfasst. Daher tritt, wenn zwei Signale mit zwei unterschiedlichen Phasen kombiniert werden, da Hochfrequenzkomponenten in das sich ergebende Erfassungssignal gemischt werden, ein Phasenfehler auf.
  • 4 zeigt den Drehwinkel θ (Grad) auf der Abszisse und den Erfassungsfehler Δθ (min), der durch Phasenfehler auf der Ordinate bewirkt wird, wobei ein Erfassungsfehler Δθi als Fehler in der Drehwelle 4A, der durch den Tandem-Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfasst wird, und der Erfassungsfehler Δθh als Drehfehler bei dem herkömmlichen Tandem-Rotationsdetektor aufgezeichnet sind. In 4 ist eine Minute gleich 1/60 eines Grads.
  • Wie in 4 gezeigt ist, stellt der Erfassungsfehler Δθi bei der Drehwelle 4A, der durch den Tandem-Rotationsdetektor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfasst wird, insgesamt kleinere Fehlerwerte dar als die durch den herkömmlichen Tandem-Rotationsdetektor erfassten, was eine beträchtliche Verringerung von Erfassungsfehler anzeigt. Die auf die Drehwelle 4B bezogenen Erfassungsfehler können auch in der gleichen Weise reduziert werden, wodurch eine hochgenaue Erfassung ermöglicht wird.
  • 5 ist ein Verbindungsdiagramm eines ersten äußeren Kerns 50A und eines zweiten äußeren Kerns 50B bei einem Tandem-Rotationsdetektor gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 5 gezeigt, ist ein Draht 57a entgegen dem Uhrzeigersinn um den ersten äußeren Kern 50 herum (gesehen von links in 5) von einem Wicklungsanschluss 55a zu einem Wicklungsanschluss 55b gewickelt, um eine Spule 51A zu bilden, während ein Draht 57b im Uhrzeigersinn um den zweiten äußeren Kern 50b herum von einem Wicklungsanschluss 56a zu einem Wicklungsanschluss 56b gewickelt, um eine Spule 51B zu bilden. Der Wicklungsanschluss 55a und der Wicklungsanschluss 56a sind verbunden, und der Wicklungsanschluss 55b und der Wicklungsanschluss 56b sind verbunden. Mit anderen Worten, Drahtverbindungen sind zwischen Wicklungsanschlüssen, die eine untereinander unterschiedliche Wicklungsrichtung haben, hergestellt. Eine Wechselspannung von einem Wechselspannungsoszillator 58 wird zwischen den Wicklungsanschlüssen 55a und 56a bzw. zwischen den Wicklungsanschlüssen 55b und 56b angelegt.
  • Wenn die von dem Wechselspannungsoszillator 58 zu den Wicklungsanschlüssen 55a und 56a gegebene Wechselspannung eine positive Spannung ist, fließt der durch den Pfeil angezeigte Strom Ia durch den ersten äußeren Kern 50A von dem Wicklungsanschluss 55a zu dem Wicklungsanschluss 55b, während der Strom Ib (mit derselben Stärke wie der Strom Ia), der durch den Pfeil angezeigt ist, durch den zweiten äußeren Kern 50B von dem Wicklungsanschluss 56a zu dem Wicklungsanschluss 56b. Andererseits fließt, wenn die von dem Wechselspannungsoszillator 58 zu den Wicklungsanschlüssen 55a und 56a gegebene Wechselspannung eine negative Spannung ist, Strom durch den ersten äußeren Kern 50A von dem Wicklungsanschluss 55b zu dem Wicklungsanschluss 55a in der zu dem durch den Pfeil an gezeigten Strom Ia entgegengesetzten Richtung, während Strom durch den zweiten äußeren Kern 50B von dem Wicklungsanschluss 56b zu dem Wicklungsanschluss 56a in der Richtung entgegengesetzt zu dem durch den Pfeil angezeigten Ib fließt.
  • Wenn die positive Wechselspannung an die Wicklungsanschlüsse 55a und 56a angelegt wird, wird ein magnetsicher Fluss 59A wie durch ausgezogene Pfeile gezeigt von dem ersten äußeren Kern 50A zu dem zweiten äußeren Kern 50B hin erzeugt, während ein magnetischer Fluss 59B mit demselben Pegel wie dem des magnetischen Flusses 59A wie durch ausgezogene Pfeile gezeigt von dem zweiten äußeren Kern 50B zu dem ersten äußeren Kern 50A in der zu der des magnetischen Flusses 59A entgegengesetzten Richtung erzeugt. Andererseits werden, wenn die negative Wechselspannung an die Wicklungsanschlüsse 55a und 56a angelegt wird, magnetische Flüsse wie durch strichlierte Pfeile in der Richtung entgegengesetzt zu den magnetischen Flüssen 59A und 59B von dem ersten äußeren Kern 50A bzw. dem zweiten äußeren Kern 50B erzeugt.
  • Da der von dem ersten äußeren Kern 50A erzeugte magnetische Fluss 59A und der von dem zweiten äußeren Kern 50B erzeugte magnetische Fluss 59B denselben Pegel haben, aber in entgegengesetzten Richtungen fließen, gleichen sie in der Mitte zwischen dem ersten äußeren Kern 50A und dem zweiten äußeren Kern 50B einander aus, wodurch das Auftreten eines Streuflusses wirksam verhindert wird.
  • Die vorstehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung illustrieren die Rotationsdetektoren, die die Drehwinkel der Drehwellen 4A und 4B erfassen, aber die vorliegende Erfindung kann auch bei einem Detektor zum Erfassen eines Drehmoments einer einzelnen Drehwelle mit zwei Drehwinkel-Erfassungsmechanismen angewendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, verhindern die Rotationsdetektoren gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das Auftreten eines Streuflusses so wirksam, dass eine hochgenaue Erfassung immer realisiert werden kann.

Claims (5)

  1. Tandem-Rotationsdetektor, welcher aufweist: einen ersten Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2A), der ausgebildet ist zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch eine Spule (11A; 51A) eines ersten äußeren Kerns (10A), der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses (1) vorgesehen ist, zur Erfassung des Rotationswinkels einer Drehwelle (4A, 4B), die in dem mittleren Bereich des Gehäuses (1) angeordnet ist; und einen zweiten Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2B), der Seite an Seite mit dem ersten Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2A) angeordnet und ausgebildet ist zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch eine Spule (11B; 51B) eines zweiten äußeren Kerns (10B), der innerhalb des Gehäuses (1) vorgesehen ist, zum Erfassen des Rotationswinkels der Drehwelle (4A, 4B), dadurch gekennzeichnet, dass: der Detektor derart ausgebildet ist, dass im Betrieb Strom durch die Spule (11A; 51A) des ersten äußeren Kerns (10A) und die Spule (11B; 51B) des zweiten äußeren Kerns (10B) in einander unterschiedlichen Richtungen derart fließt, dass magnetische Streuflüsse, die durch die Stromflüsse in den Spulen geschaffen und in einer axialen Richtung der Welle ausgerichtet sind, einander in der Mitte zwischen dem ersten äußeren Kern (10A) und dem zweiten äußeren Kern (10B) ausgleichen.
  2. Tandem-Rotationsdetektor nach Anspruch 1, bei dem ein Wicklungsanschluss (12A) der Spule (11A; 51A) des ersten äußeren Kerns (10A) und der andere Wicklungsanschluss (12B) der Spule (11B; 51B) des zweiten äußeren Kerns (10B), die in ihrer Wicklungsrichtung unterschiedlich sind, so verbunden sind, dass eine Wechselspannung zwischen die Anschlüsse gelegt ist.
  3. Tandem-Rotationsdetektor nach Anspruch 1, bei dem die Spulen (11A, 11B; 51A, 51B) auf den ersten (10A) und den zweiten (10B) äußeren Kern in den entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, wobei die Wicklungsanfangsanschlüsse (55a, 56a) der Spulen (11A, 11B; 51A, 51B) verbunden sind bzw. die Wicklungsendanschlüsse (55a, 56b) der Spulen (11A, 11B; 51A, 51B) verbunden sind, derart, dass eine Wechselspannung zwischen die verbundenen Anschlüsse (55a, 55b, 56a, 56b) gelegt ist.
  4. Tandem-Rotationsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Drehwelle eine einzelne kontinuierliche Drehwelle aufweist, und der erste Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2A) und der zweite Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2B) eine Rotationswinkeldifferenz erfassen, um das Drehmoment der Drehwelle zu erfassen.
  5. Tandem-Rotationsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Drehwelle (4A, 4B) einen Satz von zwei in Reihe angeordneten Drehwellen aufweist, und der erste Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2A) und der zweite Rotationswinkel-Erfassungsmechanismus (2B) jeweils die Rotationswinkel der beiden Drehwellen (4A, 4B) erfassen.
DE602004010981T 2003-10-17 2004-10-06 Tandem Rotationsgeber Active DE602004010981T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003357361 2003-10-17
JP2003357361A JP3984213B2 (ja) 2003-10-17 2003-10-17 タンデム型回転検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004010981D1 DE602004010981D1 (de) 2008-02-14
DE602004010981T2 true DE602004010981T2 (de) 2009-01-02

Family

ID=34373619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004010981T Active DE602004010981T2 (de) 2003-10-17 2004-10-06 Tandem Rotationsgeber

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7279890B2 (de)
EP (1) EP1524502B1 (de)
JP (1) JP3984213B2 (de)
DE (1) DE602004010981T2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004056049A1 (de) * 2004-11-19 2006-06-01 Ab Elektronik Gmbh Sensor und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
GB2426591B (en) * 2005-05-27 2009-12-30 Tt Electronics Technology Ltd Sensing apparatus and method
US10018654B2 (en) * 2013-11-13 2018-07-10 Semiconductor Components Industries, Llc Sensor circuit for detecting rotation of an object and method therefor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3641467A (en) * 1969-05-13 1972-02-08 Allis Chalmers Mfg Co Rotary inductor
US4612503A (en) * 1980-10-21 1986-09-16 Kabushiki Kaisha S G Rotation speed detection device having a rotation angle detector of inductive type
US4893078A (en) * 1987-05-28 1990-01-09 Auchterlonie Richard C Absolute position sensing using sets of windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement
JPS6457183U (de) 1987-10-01 1989-04-10
FR2679026B1 (fr) * 1991-07-11 1993-09-24 Alsthom Gec Dispositif pour la mesure de la position angulaire d'un rotor par rapport a un stator.
DE19800380C2 (de) 1998-01-08 2000-03-02 Wolfgang Schleicher Induktive Winkelmeßvorrichtung
DE60143337D1 (de) * 2000-03-09 2010-12-09 Furukawa Electric Co Ltd Rotationssensor
JP2001272204A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Samutaku Kk ねじれ量測定装置
JP3831841B2 (ja) 2001-09-26 2006-10-11 ミネベア株式会社 高精度トルク測定装置
US6823746B2 (en) * 2002-07-11 2004-11-30 Visteon Global Technologies, Inc. Magnetoelastic torque sensor for mitigating non-axisymmetric inhomogeneities in emanating fields

Also Published As

Publication number Publication date
JP3984213B2 (ja) 2007-10-03
EP1524502A2 (de) 2005-04-20
EP1524502A3 (de) 2006-01-18
DE602004010981D1 (de) 2008-02-14
US20050083043A1 (en) 2005-04-21
US7279890B2 (en) 2007-10-09
JP2005121502A (ja) 2005-05-12
EP1524502B1 (de) 2008-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2932217B1 (de) Vorrichtung mit einer drehmomentsensoreinrichtung und einer lenkwinkelsensoreinrichtung für ein kraftfahrzeug, und kraftfahrzeug
DE60108424T2 (de) Dauermagnetläufer
DE3716213C2 (de)
DE3486096T2 (de) Rotationsmessaufnehmer.
DE69018958T2 (de) Drehgeschwindigkeitsmessaufnehmereinheit.
DE10331128B4 (de) Magnetoelastischer Drehmoment-Sensor mit Ausgleich von nicht achsensymmetrischen Inhomogenitäten magnetischen Felder
EP0858585A1 (de) Durchflussmesser
WO2020035262A1 (de) Drehmomentsensorvorrichtung, verfahren zum bestimmen eines drehmoments, stator und statoranordnung
DE2748301C2 (de) Führungstrommel für ein Magnetband-Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät
DE102006000492B4 (de) Drehwinkelerfassungsgerät
DE102015122179A1 (de) Drehmomentsensorvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Drehmomentsensorvorrichtung
DE69204968T2 (de) Geber zur Erfassung der absoluten Winkelstellung mit variabler Reluktanz.
DE10219091A1 (de) Drehbewegungsdetektor
DE2515977C2 (de) Meßwertgeber zum Erzeugen von Signalen in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Körpers
DE10248200A1 (de) Drehwinkelerfassungsvorrichtung
DE2151870B2 (de) Einrichtung zur Erfassung von Fehlern nach der Wirbelstrommethode in einem längs eines Arbeitsweges bewegten Werkstuck
DE4028551A1 (de) Kleinmotor mit drehzahlerfassungsgenerator
DE602004010981T2 (de) Tandem Rotationsgeber
DE1913468B2 (de) Drehzahlgebergenerator
DE2811746C2 (de)
DE102013010415A1 (de) Drehmelder und Mehrfachdrehdetektor
DE4103561C2 (de) Drehstellungsgeber für die Erfassung einer Rotorposition
DE3834994A1 (de) Einrichtung zur erfassung der drehzahl einer welle
DE4013429A1 (de) Spannungsdetektor
EP3583414B1 (de) Differenzsonde, prüfvorrichtung und herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition