JP2015152453A - 角加速度検出器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外側筒3は、左側端において、ケース1に軸支された軸体2に回転自在に、軸支されている。内側筒4は、外側筒3の挿入された配置で、右側端において軸体2に固定されている。外側筒3と内側筒4の対向する面には、外側筒3と内側筒4との間の磁気カップリングと磁気ダンパを構成する複数の磁石が固定されている。第1軸体に被測定体を連結し、外側筒3と内側筒4との回転位相差より被測定体の角加速度を検出する。
【選択図】図1
Description
ここで、図4において、図4aはトルクセンサの正面を、図4bはトルクセンサの断面を、それぞれ模式的に表している。
図示するように、このトルクセンサは、測定対象のトルクが入力側(図4a、bにおける左方)端と出力側(図4a、bにおける右方)端との間の捻れ方向の力として加えられるトーションバー410と、トーションバー410の出力側に固定された内側筒421と、トーションバー410の入力側に固定された外側筒422と、第1駆動コイル431と、第2駆動コイル432と、第1検出コイル441と、第2検出コイル442と、測定回路450とを有している。
また、図4cに外側筒422の形状を、図4dに内側筒421の形状を示すように、外側筒422と内側筒421は、それぞれ、周面に、複数のスリット461、462、463、464が配列されており、図4eに示すように、内側筒421は、外側筒422の内側に同軸状に挿入された形態で配置されている。
そして、測定回路450は、トーションバー410の捻れに追従して生じるスリットの位置関係の変化に応じて、第1検出コイル441と第2検出コイル442で検出される信号の位相変化より、内側筒421と外側筒422との回転位相差を検出する。ここで、内側筒421と外側筒422との回転位相差はトーションバー410のねじれ角を表しており、このトルクセンサは、トーションバー410のねじれ角よりトーションバー410に加わるトルクを算出するものである。
また、以上の角加速度検出器において、前記第2回転体は、前記軸体に当該軸体と同軸に回転可能に軸支されているものであってもよい。
また、以上の角加速度検出器には、前記第1回転体と前記第2回転体との間の相対的な回転移動を、前記第1回転体と前記第2回転体との間の回転位相差が所定値以上とならないように制限する制限手段を設けるようにしてもよい。
図1に、本実施形態に係る角加速度検出器の断面による構成を示す。
図示するように、角加速度検出器は、ケース1、ケース1を左右に貫通するように配置された略円柱形状の剛性を有する軸体2、非磁性導電体で形成した外側筒3、非磁性導電体で形成した内側筒4を備えている。
次に、角加速度検出器は、ケース1に固定された支持筒10によって支持された、二つの駆動コイル11と二つの検出コイル12とを備えている。ここで、駆動コイル11と検出コイル12とは、回転軸A-Aを中心軸として巻き回されたコイルである。
次に、図2aに、外側筒3の斜視片側断面図を示す。
図示するように、外側筒3は、おおよそ右側の底面が無い円筒形状を有し、左側の底面に設けられた中央孔が外側筒ボールベアリング6の外輪に固定され、外側筒ボールベアリング6の内輪が軸体2に固定されることにより、外側筒3は、軸体2に、回転自在に軸支される。
また、外側筒3の左側の底面には周方向に沿って等角度間隔で4つの従動用磁石32が固定されている。
また、外側筒3の左側の底面には、周方向に沿って等角度間隔で4つのストッパ孔33が設けられている。
次に、図2bに、内側筒4の斜視片側断面図を示す。
図示するように、内側筒4は、右側の底面の無い中空の円筒形状部である外筒部41の左側の底面の中央孔に、両底面の無い中空の円筒形状部である内筒部42を左側に幾分突出するように挿通して、外筒部41と内筒部42を連結した形状を有する。
内側筒4の側面には、周方向に沿って複数のスリット31が設けられている。
また、内側筒4の内筒部42の外筒部41より左側に突出した部分43には円盤形状の磁石ベース45が固定されており、磁石ベース45には、周方向に沿って等角度間隔で4つの主動用磁石46が固定されている。
次に、図2cに、角加速度検出器における外側筒3と内側筒4の配置関係を示す。
また、図3aに、左方向から視た外側筒3と内側筒4の配置関係を示す。
また、図3bに、図1の角加速度検出器の断面構成図の状態から、外側筒3と内側筒4を45度、回転軸A-A回りに45度回転させた角加速度検出器の断面構成図を示す。
図示するように、外側筒3と内側筒4は、内側筒4の4つのストッパ47が、外側筒3の4つのストッパ孔33に挿入されるように配置され、外側筒3と内側筒4の回転位相差の大きさは、ストッパ47がストッパ孔33の内部で移動する範囲に限定される。
まず、本実施形態では、外側筒3の回転慣性質量と、磁気カップリングや磁気ダンパの特性は、所定の周波数以上の内側筒4の角速度の変動に対して、外側筒3が影響を受けないように設定している。
ここで、被測定体が回転すると、軸体2と軸体2に固定された内側筒4が回転すると共に、内側筒4と従動用磁石32と主動用磁石46によって磁気カップリングされている外側筒3も回転する。
Claims (4)
- 被測定体の角加速度を検出する角加速度検出器であって、
本体と、
本体に軸支された、一端に被測定体が連結される軸体と、
前記軸体に固定された第1回転体と、
前記軸体と同軸かつ前記軸体と独立に回転可能に設けられた第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体との間の回転位相差を検出し、検出した回転位相差に応じて前記被測定体の角加速度を算出する角加速度検出手段と、
前記第1回転体に固定された第1の磁石群と、
前記第2回転体に固定された、前記第1の磁石群と共に前記第1回転体と前記第2回転体との磁気カップリングを形成する第2の磁石群とを有することを特徴とする角加速度検出器。 - 請求項1記載の角加速度検出器であって、
前記第1の磁石群と前記第2回転体との組、前記第2の磁石群と前記第1回転体との組とのうちの一方の組、もしくは、両方の組は、前記第1回転体と第2回転体との間の磁気ダンパを形成していることを特徴とする角加速度検出器。 - 請求項1または2記載の角加速度検出器であって、
前記第2回転体は、前記軸体に当該軸体と同軸に回転可能に軸支されていることを特徴とする角加速度検出器。 - 請求項1、2または3記載の角加速度検出器であって、
前記第1回転体と前記第2回転体との間の相対的な回転移動を、前記第1回転体と前記第2回転体との間の回転位相差が所定値以上とならないように制限する制限手段を有することを特徴とする角加速度検出器。
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