JP2023066367A - トルク及び回転角度検出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のトルク及び回転角度検出システム1は、静止して配置され、回転軸Xに対して半径方向に配置されたエアギャップ30によってロータユニット10から分離されたステータユニット20を備え、ロータユニット10が、歪みゲージ15を備え、ロータユニット10が、複数の双極子磁石14を備え、ステータユニット20が、磁場センサ24を備え、ステータユニット20が一次コイル21を備え、ロータユニット10が二次コイル21を備え、一次コイル21の一次電圧が、二次コイル11の二次電圧を生成し、双極子磁石14がそれぞれ、1,000mT以上、好ましくは1,400mT以上の残留磁気を有し、二次コイル11が、複数のフェライト素子110を備える。
【選択図】図3
Description
10 ロータユニット
11 二次コイル
100 ロータ本体
1001 内面
110 フェライト素子
111 コイル巻線
1101 外面
12 止まり穴
120 止まり穴開口部
121 内部空間
13 ロータアンテナ
14 双極子磁石
15 歪みゲージ
16 溝
17 ロータカバー
20 ステータユニット
21 一次コイル
22 ステータカバー
23 ステータアンテナ
24 磁場センサ
25 評価ユニット
30 ラジアルエアギャップ
31 ラジアルエアギャップ許容値
32 軸方向オフセット公差
c-c セクション
d-d セクション
x 回転軸
y 水平軸
z 垂直軸
Claims (15)
- 回転軸(X)の周りを回転することができるロータユニット(10)を備えるトルク及び回転角度検出システム(1)であって、静止して配置され、前記回転軸(X)に対して半径方向に配置されたエアギャップ(30)によって前記ロータユニット(10)から分離されたステータユニット(20)を備え、前記ロータユニット(10)が、前記ロータユニット(10)に作用するトルクを検出する歪みゲージ(15)を備え、前記ロータユニット(10)が、互いに離間して配置された複数の双極子磁石(14)を備え、前記ステータユニット(20)が、前記ロータユニット(10)の回転中に前記双極子磁石(14)の磁場を測定する磁場センサ(24)を備え、前記ステータユニット(20)が一次コイル(21)を備え、前記ロータユニット(10)が二次コイル(21)を備え、前記一次コイル(21)の一次電圧が、前記二次コイル(11)の二次電圧を生成し、前記双極子磁石(14)がそれぞれ、1,000mT以上、好ましくは1,400mT以上の残留磁気を有し、前記二次コイル(11)が、複数のフェライト素子(110)を備えることを特徴とする、トルク及び回転角度検出システム(1)。
- 前記ラジアルエアギャップ(30)の幅が2.0mm以上であり、ラジアルエアギャップ許容値(31)が+/-1.5mmの範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(1)。
- 前記ロータユニット(10)が、ロータ本体(100)と、前記ロータ本体(100)の外側に設けられる複数の止まり穴(12)とを備え、前記フェライト素子(110)が、前記止まり穴(12)内に固定されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のシステム(1)。
- 前記フェライト素子(110)を前記止まり穴(12)内に固定することが、フォームロック接続によって達成されることを特徴とする、請求項3に記載のシステム(1)。
- 各止まり穴(12)が、少なくとも1つの内面(1001)を備える内部空間(121)を備え、各フェライト素子(110)が、少なくとも1つの外面(1101)を備え、前記内面(1001)及び前記外面(1101)が、互いにサイズが一致するように機械加工され、前記内面(1001)及び前記外面(1101)の機械的接触が、フォームロック接続をもたらすことを特徴とする、請求項4に記載のシステム(1)。
- 前記ロータユニット(10)が、前記フェライト素子(110)の外側に半径方向に取り付けられているコイル巻線(111)を備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記双極子磁石(14)がネオジム-鉄-ホウ素で作られていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記ロータユニット(10)が、ロータ本体(100)と、前記ロータ本体(100)の外側に半径方向に設けられる溝(16)とを備え、前記双極子磁石(14)が、前記溝(16)内に固定されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記ロータユニット(10)が、前記ロータユニット(10)の外側に半径方向に取り付けられているロータカバー(17)を備えることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記ロータカバー(17)が、フォースロック接続によって前記ロータユニット(10)に固定されることを特徴とする、請求項9に記載のシステム(1)。
- 前記ロータカバー(17)が、前記ロータユニット(10)に締付されることを特徴とする、請求項9又は10に記載のシステム(1)。
- 前記ロータユニット(10)がコイル巻線(111)を備え、前記ロータユニット(10)に締付された前記ロータカバー(17)が、前記コイル巻線(111)及び前記双極子磁石(14)を完全に覆うことを特徴とする、請求項11に記載のシステム(1)。
- 前記ステータユニット(20)が、前記回転軸(X)に沿って前記ロータユニット(10)に対して+/-1.0mmの範囲の軸方向オフセット公差(32)で配置されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記磁場センサ(24)が、測定された各磁場について磁場信号を生成し、前記ステータユニット(20)が、評価プログラムを実行する評価ユニット(25)を備え、前記磁場センサ(24)が、前記磁場信号を前記評価ユニット(25)に送信し、前記評価プログラムが、前記ロータユニット(10)が移動した回転角度を決定するため、前記双極子磁石(14)間の距離を乗算する前記磁場信号をカウントすることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 前記歪みゲージ(15)が、検出されたトルクの測定信号を生成し、前記ロータユニット(10)が、ロータアンテナ(13)を備え、前記歪みゲージ(15)が、前記測定信号を前記ロータアンテナ(13)に送信し、前記ステータユニット(20)が、ステータアンテナ(23)と評価ユニット(25)とを備え、評価ユニット(25)が、評価プログラムを実行し、前記ロータアンテナ(13)が、前記測定信号を前記ステータアンテナ(23)に送信し、前記ステータアンテナ(23)が、前記ロータアンテナ(13)から受信した前記測定信号を前記評価ユニット(25)に送信し、前記評価プログラムが、送信された前記測定信号から前記ロータユニット(10)に作用するトルクを決定することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載のシステム(1)。
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