JP2001510561A - 指針計器用の渦電流測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 指針計器用の渦電流測定装置であって、駆動軸上に相対回動不能に固定された回転磁石を有しており、該回転磁石が、指針軸上に相対回動不能に固定された、導電材料より成る渦電流部材に向かい合って位置していて、駆動軸が回転している際に指針軸に第１のトルクを伝達するように構成されており、第１のトルクと逆方向である第２のトルクを指針軸に伝達するねじりばねを有しており、渦電流部材の下流側および／または回転磁石の下流側に配置された磁気復帰部材を有しており、また温度上昇の際の回転磁石の磁場の弱化と、渦電流部材の導電率の低下とを補償するために温度に関連した補償部材を有している形式のものにおいて、補償部材（１４，１５，１６，１７）が、ねじりばね（１１）によって指針軸（１０）に伝達される第２のトルクを低減するか、または温度上昇の際に渦電流部材（９）に伝達される第１のトルクを一定に維持するように構成されたばね部材として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 指針計器用の渦電流測定装置 本発明は、特にタコメータおよび／または速度計のための指針計器用の渦電流 測定装置であって、駆動軸上に相対回動不能に固定された回転磁石を有しており 、該回転磁石が、指針軸上に相対回動不能に固定された、導電材料より成る渦電 流部材に向かい合って位置していて、駆動軸が回転している際に指針軸に第１の トルクを伝達するように構成されており、第１のトルクと逆方向である第２のト ルクを指針軸に伝達するねじりばねを有しており、渦電流部材の下流側および／ または回転磁石の下流側に配置された磁気復帰部材(Rueckschlusskoerper)を有 しており、また温度上昇の際の回転磁石の磁場の弱化と、渦電流部材の導電率の 低下とを補償するために温度に関連した補償部材を有している形式のものに関す る。 このような渦電流測定装置は、例えばタコメータに使用されており、従って公 知である。この公知の渦電流測定装置においては、磁気抵抗が温度上昇に伴って 増大する材料から製造されている補償リングが、補償部材ちして回転磁石の磁極 対上に装着されている。その結果、回転磁石によって生ぜしめられた磁場は、温 度が低い場合に弱められ、またその弱化は温度上昇に 伴って連続的に低下する。 本発明の基本的な課題は、冒頭に述べた型式の渦電流測定装置を改良して、渦 電流測定装置が可能な限り小さな寸法で、安価に製造できるものを提供すること である。 本発明によれば、上記課題は、補償部材が、ねじりばねによって指針軸に伝達 される第２のトルクを低減するか、または温度上昇の際に渦電流部材に伝達され る第１のトルクを一定に維持するように構成されたばね部材として構成されてい ることによって、解決される。 上記構造により、渦電流測定装置に対する温度の影響を補償するために、回転 磁石上に固定すべき補償リングをもはや必要としない。したがって、回転磁石は 、渦電流部材に特に狭い間隔で向かい合って配置することができる。この結果、 回転磁石の構造を特に小さくすることができ、また安価な磁気材料から製造する ことができる。したがって、渦電流測定装置は特に小さな寸法を有し、また安価 に製造することができる。 勿論、運動力学的に逆転させて、指針軸上に永久磁石を設け、また駆動軸上に 渦電流部材を設けることも可能である。 本発明の有利な実施態様に従って、補償部材として構成するために、温度上昇 の際に上記ねじりばねのばね定数を低減する材料からねじりばねを製造すれば、 渦電流測定装置は特に少数の構成要素で済む。第２のトルクを発生するためにい ずれにしろねじりばねがあるため、補償部材のために付加的な構成要素を必要と しない。 本発明の別の有利な実施態様に従って、温度上昇の際に渦電流部材と回転磁石 との間の軸方向の間隔を減少させるために、補償部材が軸方向のばねとして構成 されていれば、エアギャップが自動的に補償部材によって設定される。 本発明は選択的に、温度上昇の際に磁気復帰部材と、渦電流部材または回転磁 石との間の軸方向の間隔を減少するために、補償部材を軸方向のばねとして構成 することによって、実現することもできる。この構造によって渦電流測定装置の 寸法が大きくなることはない。何故ならば、本発明のおかげで、渦電流部材に特 に小さな間隔で向かい合って位置する特に小さな回転磁石が使用されるからであ る。 温度変化を完全に補償する本発明による補償部材が、不釣り合いに大きな費用 によってしか実施されない場合には、温度変化を正確に補償しない補償部材を使 用して、不十分な補償を公知の手段を用いて実施すれば有利である。補償部材が 補償を不完全にのみ実施する場合には、不十分な補償の際に、公知の補償材料を 用いて、不十分な補償を作業エアギャップ内で付加的に達成することが可能であ る。補償部材が過度に補償 する場合には、有利な形式で例えばＦｅＮｉ合金のような補償材料を用いること によって、補償部材と協働して温度中立的な測定装置が実施する補償を、磁気復 帰において達成することが有利に可能である。 本発明の別の有利な実施態様に従って、射出成形法を用いて補償部材をプラス チックから製造すれば、補償部材はほとんど任意に構成することができ、特に安 価である。 回転磁石によって渦電流部材に伝達されるトルクは、材料の従来の組み合わせ では、１０℃の温度上昇で約４％から８％低減される。本発明の別の有利な実施 態様に従って、補償部材が例えばポリオキシメチレン(Polyoxymethylen)のよう な適切な熱特性を有するプラスチックから製造されていれば、補償部材によって 特に広い温度間隔にわたって上記の温度変化が補償される。 高温の際でも、本発明の別の有利な実施態様に従って、補償部材が繊維強化さ れていれば、プラスチックから製造される補償部材は十分な強度と、わずかな座 屈傾向とを有する。繊維強化のためには、例えばガラス繊維から製造された挿入 部が適している。 ばね部材は、大抵の場合、限定された温度範囲にわたってのみ直線的に変化す るばね定数を有している。ばね部材が、温度変化につれてばね定数が種々異なっ て変動する、直列配置された複数の部分を有している 場合、上記温度範囲を容易に拡大することができる。 本発明の別の有利な実施態様に従って、回転磁石が堅いフェライト(Hartferri t)から製造されていれば、渦電流測定装置の製造費用をさらに低減させることが できる。 本発明によれば、多くの実施例が可能である。本発明の基本的な原理をさらに 説明するために、多くの実施態様のうちの４つの実施例を図面に示し、また以下 に説明する。 図１は、補償部材として構成されたねじりばねを有する本発明に基づく渦電流 測定装置、 図２は、本発明に基づく渦電流測定装置の１実施例、 図３は、図２の部分Ａ、 図４は、本発明に基づく渦電流測定装置のさらに別の実施例、 図５は、可能な補償部材の実施例を示す。 図１、図２及び図４は、ハウジング１の中に配設され、フレキシブル若しくは 可撓性の軸６を接続するために構成された接続部材７を有する渦電流測定装置２ ，３，４，５がそれぞれ示されている。永久磁石材料から製造された回転磁石８ は可撓性の軸６を介して回転され、この回転磁石に狭い間隔で向かい合って渦電 流部材９が位置している。渦電流部材９は導電性の材 料、例えば銅またはアルミニウムから成っていて、また回転磁石８に対して回転 自在に支承された指針軸１０上に相対回動不能に(drehfest;つまり一緒に回転す るように)固定されている。磁気誘導によって、回転磁石８の回転は渦電流部材 ９の中に渦電流を発生する。この結果、回転磁石８が渦電流部材９に対してより 速く回転すればするほど大きくなる第１のトルクが指針軸１０に伝達されること になる。この第１のトルクに、ねじりばね(Drehfeder)１１によって指針軸１０ に伝達される第２のトルクが反作用し、この第２のトルクは、指針軸１０の振れ が大きくなればなるほど大きくなる。磁気誘導を改善するために、渦電流部材９ の上側に、また回転磁石８の下側にそれぞれ１つの磁気復帰部材１２、１３が配 置されている。ねじりばね１１は図面では円錐形状に示されている。当然ながら 、この場合平坦な渦巻ばね(Spiralfeder)も可能である。 図１に示した渦電流測定装置２では、補償部材１４を構成するために、ねじり ばね１１は、温度上昇の際に渦電流部材９に伝達される第１のトルクが低下する 量と同じ量だけ、ねじりばね１１のばね定数を低減する材料から製造されている 。この結果、回転磁石８の磁気材料の温度依存性および渦電流部材９の導電率が 補償される。ねじりばね１１の材料としては、例えばポリオキシメチレンが適し ている。 図２は、軸方向のばねとして構成され、また温度上昇の際に回転磁石８と渦電 流部材９との間の間隔を低減する補償部材16を示している。この間隔は渦電流部 材９の中に発生される渦電流にとって決定的であるので、上記構成によって、温 度上昇の際に回転磁石８によって渦電流部材９に伝達されるトルクの低減を補償 することができる。分かりやすくするために、回転磁石８、渦電流部材９および 磁気復帰部材１２、１３は断面図で示されている。 図３では、軸受ブッシュ１６ｂ内で軸方向に移動することができ、またほとん ど摩擦なしに指針軸１０を支承することができるアキシャルベアリング１６ａが 、指針軸１０と、軸方向ばねとして構成された補償部材１６との間に設けられて いることが分かる。 図４に示した渦電流測定装置５においては、回転磁石８と、下方の磁気復帰部 材１３との間に、軸方向ばねとして構成された補償部材１７が配設されており、 この補償部材は、温度上昇の際に磁気復帰部材９に対する回転磁石８の間隔を減 少する。回転磁石８に対する磁気復帰部材１３の間隔が小さくなれば、それだけ 渦電流部材９に発生される渦電流は強くなり、この結果、渦電流測定装置５に対 する温度の影響が補償される。 図５に示した補償部材１５は、射出成形法を用いてプラスチックから一体的に 製造されている。本来のば ね部材に加え、補償部材はさらにウェブ１８と、係止クリップ１９も有している 。この係止クリップ１９によって、補償部材がしっかりと係止し、完全に組み付 けられるまで、補償部材をハウジング１内に簡単に押し込むことができる。次い でウェブ１８が、本発明に基づく渦電流測定装置内で補償部材１５の所望の位置 を確立する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１１月１２日（１９９８．１１．１２） 【補正内容】 このような渦電流測定装置は、例えばタコメータに組み込まれており、例えば ＤＥ２２３２４２２（ドイツ連邦共和国特許第２２３２４２２号明細書）により 公知である。この公知の渦電流測定装置においては、磁気抵抗が温度上昇に伴っ て増大する材料から製造されている補償リングが、補償部材として回転磁石の磁 極対上に装着されている。その結果、回転磁石によって生ぜしめられた磁場は、 温度が低い場合に弱められ、またその弱化は温度上昇に伴って連続的に低下する 。 さらにＤＥＣ３５６３６４（ドイツ連邦共和国特許第３５６３６４号明細書） によれば、回転磁石に対する磁気復帰部材の間隔が温度に関連して変化するよう な形式で、磁気復帰部材が、ピンと溝とを有する複数のリングによって、また渦 巻状の伸張体によって取り囲まれている、回転磁石を有する渦電流測定装置が公 知である。 本発明の基本的な課題は、冒頭に述べた型式の渦電流測定装置を改良して、渦 電流測定装置が可能な限り小さな寸法で、安価に製造できるものを提供すること である。 本発明によれば、上記課題は、請求項１に記載した渦電流測定装置によって解 決される。 上記構造により、渦電流測定装置に対する温度の影響を補償するために、回転 磁石上に固定すべき補償リ ングをもはや必要としない。したがって、回転磁石は、渦電流部材に特に狭い間 隔で向かい合って配置することができる。この結果、回転磁石の構造を特に小さ くすることができ、また安価な磁気材料から製造することができる。さらに、磁 気復帰部材を軸方向に移動可能に装着するために、複数のリングはもはや必要で はない。したがって、渦電流測定装置は特に小さな寸法を有し、また安価に製造 することができる。 請求の範囲 1. 指針計器用の渦電流測定装置であって、駆動軸上に相対回動不能に固定さ れた回転磁石を有しており、該回転磁石が、指針軸上に相対回動不能に固定され た、導電材料より成る渦電流部材に向かい合って位置していて、駆動軸が回転し ている際に指針軸に第１のトルクを伝達するように構成されており、第１のトル クと逆方向である第２のトルクを指針軸に伝達するねじりばねを有しており、渦 電流部材の下流側および／または回転磁石の下流側に配置された磁気復帰部材を 有しており、また温度上昇の際の回転磁石の磁場の弱化と、渦電流部材の導電率 の低下とを補償するために温度に関連した補償部材を有している形式のものにお いて、 補償部材（１４，１５，１６，１７）が、ねじりばね（１１）によって指針軸 （１０）に伝達される第２のトルクを低減するか、または温度上昇の際に渦電流 部材（９）に伝達される第１のトルクを一定に維持する軸方向ばねとして構成さ れていることを特徴とする、渦電流測定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインリッヒ−ヨッヘン ブルーメ ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット バ ッハシュトラーセ ６ (72)発明者 ヴェルナー ドゥーベルク ドイツ連邦共和国 フランクフルト アム マイン ハウゼナー ヴェーク 29 (72)発明者 ヴァルター リューブ ドイツ連邦共和国 フランクフルト アム マイン ヨーゼフ―ヴィルマー―シュト ラーセ 30 (72)発明者 ミヒャエル カスパー ドイツ連邦共和国 シュヴァルバッハ ボ ッケンハイマー シュトラーセ 18 (72)発明者 フランク ヴァイアント ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット カ ウプシュトラーセ 41 (72)発明者 マヌエラ ハーベルマン ドイツ連邦共和国 クライン―ウムシュタ ット バーンホーフシュトラーセ 11 (72)発明者 クリスティアン ベックハウス ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット オ ーデンヴァルトシュトラーセ 19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 指針計器用の渦電流測定装置であって、駆動軸上に相対回動不能に固定さ れた回転磁石を有しており、該回転磁石が、指針軸上に相対回動不能に固定され た、導電材料より成る渦電流部材に向かい合って位置していて、駆動軸が回転し ている際に指針軸に第１のトルクを伝達するように構成されており、第１のトル クと逆方向である第２のトルクを指針軸に伝達するねじりばねを有しており、渦 電流部材の下流側および／または回転磁石の下流側に配置された磁気復帰部材を 有しており、また温度上昇の際の回転磁石の磁場の弱化と、渦電流部材の導電率 の低下とを補償するために温度に関連した補償部材を有している形式のものにお いて、 補償部材（１４，１５，１６，１７）が、ねじりばね（１１）によって指針軸 （１０）に伝達される第２のトルクを低減するか、または温度上昇の際に渦電流 部材（９）に伝達される第１のトルクを一定に維持するように構成されたばね部 材として構成されていることを特徴とする、渦電流測定装置。 2. 補償部材（１４）として構成するために、ねじりばね（１１）が、温度上 昇の際に前記ねじりばねのばね定数を低減する材料から製造されている、請求項 １記載の渦電流測定装置。 3. 補償部材（１６）が、温度上昇の際に渦電流部材（９）と回転磁石（８） との間の軸方向の間隔を減少するための軸方向ばねとして構成されている、請求 項１記載の渦電流測定装置。 4. 補償部材（１７）が、温度上昇の際に磁気復帰部材（１２、１３）と、渦 電流部材（９）または回転磁石（８）との間の軸方向の間隔を減少するたの軸方 向ばねとして構成されている、請求項１記載の渦電流測定装置。 5. 作業エアギャップ内に温度に関連した透磁性を有する第１の材料によって 、および／または磁気復帰としての作業エアギャップ外側に温度に関連した透磁 性を有する第２の材料によって、付加的な磁気補償が行われる、請求項１から４ までのいずれか１項記載の渦電流測定装置。 6. 補償部材（１４，１５，１６，１７）が射出成形法でプラスチックから製 造されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の渦電流測定装置。 7. 補償部材（１４，１５，１６，１７）がポリオキシメチレンから製造され ている、請求項１から６までのいずれか１項記載の渦電流測定装置。 8. 補償部材（１４，１５，１６，１７）が繊維強化されている、請求項１か ら７までのいずれか１項記載の渦電流測定装置。 9. 補償部材（１４，１５，１６，１７）が、温度 変化につれてばね定数が種々異なって変化する、直列配置された複数の部分を有 している、請求項１から８までのいずれか１項記載の渦電流測定装置。 10．回転磁石（８）が堅いフェライトから製造されている、請求項１から９ま でのいずれか１項記載の渦電流測定装置。