JP3110774B2 - 磁気弾性トルク変換器の遮蔽 - Google Patents
磁気弾性トルク変換器の遮蔽Info
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Description
の間のシャフト内を軸方向に延びる静磁界又は準静磁界
から磁気弾性トルク変換器を遮蔽(保護)する方法に関
する。
影響に晒されるときに磁性材料内に起こる透磁率の変化
の測定に基づいている。これらの変換器の測定原理およ
び構成は周知であり、多くの刊行物及び特許明細書、な
かでも、欧州特許第0,089,916号、米国特許
4,506,554号、スエーデン特許出願89043
07−9号(日本特許出願第90404458号)に記
載されている。簡単に述べると、磁気弾性トルク変換器
は、変換器軸(シャフト)と、磁気継鉄(ヨーク)並び
に励磁巻線、測定巻線を含む固定外包(ケーシング)と
を有する、と云うことができる。しかしながら、これに
ついての詳細な説明は、ここでは行わない。
るかにかかわらず、磁化期間中にこの材料内の各点を横
切る磁気ヒステリシス曲線、すなわち、B−H曲線は、
この材料が、さらに、静磁界によって磁化されるときに
変化させられるであろう。これは、もとより、測定に影
響し、結果的に、無負荷、すなわち、零出力信号である
変換器の場合にはその測定信号変化、及び力の影響に対
する変換器の感度の変化を招く。
近づくほどに強く静磁界によって磁化されるならば、こ
の変換器の微分透磁率並びに感度は非常に低くなるであ
ろう。しかしながら、この影響は、かなり低磁界に関し
ても残るであろう。
ような磁界を遮蔽する企図がなされてきている。しかし
ながら、これは困難な技術的問題であることが判明し
た。伝統的な方法は、変換器を、高透磁率材料、例え
ば、ミュー金属で作られた磁気遮蔽で以て囲うことであ
る。しかしながら、このような設計は、変換器シャフト
を横切る向きをとる空気中の磁界に対する遮蔽として主
として用いられる。
器は駆動源と負荷との間のトルク伝達系統内の連係装置
を形成する。したがって、この伝達系統内の部分のある
ものの内の残留軸方向磁界は、外部遮蔽によって発散さ
せられることなく、変換器シャフト内へ真っすぐに通さ
れる。
料内の残留磁気による静的磁化がこの変換器の動作に持
久的な変化を起こすので、特に深刻になる可能性があ
る。
7号(日本特許出願第90404458号)は、外部静
磁界又は準静磁界の作用を最少化する電気的方法を開示
している。この方法は、外部磁界によって測定信号に磁
化の基調波の偶数高調波と共に奇数高調波を含ませられ
ると云う事実に基づいている。奇数高調波の振幅は、外
部磁界の振幅の測定値である。奇数高調波を測定するこ
とによって及び奇数高調波を調整器へ入力信号として使
用することによって、外部磁化はある適当な巻線内の直
流電流の援用で以て零に低下させられる。
は、駆動源を被駆動負荷に接続する磁性材料製シャフト
の一部分を構成する。もしなんらかの方法で磁束がこの
磁性材料製シャフト内に発生すると、これがまた変換器
シャフトを通りかつ上述した仕方でトルク測定に影響し
得る。上記説明したように、変換器を囲む遮蔽は、変換
器からそのシャフト内の長さ方向の磁束を発散させるこ
とはできない。
駆動源と被駆動負荷との間の駆動シャフトは、駆動源と
変換器シャフトとの間の部分及び変換器シャフトと負荷
との間の部分が、それぞれ、非磁性材料で作られるよう
に分割される。これらの非磁性材料部分を含み、フラン
ジを持った磁気遮蔽を備え、この遮蔽と非磁性材料製軸
部分との間に極めて小さいエアギャップがあるようにし
た変換器及び変換器シャフトを配設することによって、
シャフト方向磁束は変換器に対してこの外部遮蔽内を通
る。
を横断する方向をとる外部磁界に対してトルク変換器を
保護する先行技術の状態の例を示す。変換器シャフトは
1で示され、巻線等を備える変換器の固定かつ周りから
囲む外包は2で示される。変換器シャフトの一端に溶接
又はその他の方法で固定されて駆動源側に第1シャフト
部分3があり、同様の仕方で変換器シャフトの他端に固
定されて非駆動負荷側に第2シャフト部分4がある。軟
磁性材料製遮蔽5が、この変換器を変換器シャフトの横
断方向をとる外部磁界6に対して保護する。
るシャフト方向外部磁界から変換器を遮蔽するための本
発明の好適実施例は、図2に示されている。図1におけ
ると同じ仕方において、図2は、変換器シャフト、外
包、それぞれ駆動源側シャフト部分、非駆動負荷側シャ
フト部分、及び周りから囲む磁気遮蔽、を示す。前述の
「問題を解決するための手段」に記載されているよう
に、本発明に特殊であるのは、変換器シャフトと先に述
べた駆動源側第1シャフト部分3との間及び変換器シャ
フトと先に述べた被駆動負荷側第2部分4との間に、そ
れぞれ、非磁性材料製第3シャフト部分7及び第4シャ
フト部分8が、それぞれ、取り付けられている、という
ことである。この結果、変換器領域に関する限り、シャ
フト内を延びるいかなる磁束もフランジ10及び11を
使用した周りを囲む磁気遮蔽5内を通過し、したがっ
て、トルク測定に影響しないように形成されている。
換器の周りへの適用の仕方を示す縦断面図。
は準静磁界から磁気弾性トルク変換器を遮蔽する配置を
示す縦断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 磁気ヨークと励磁巻線と測定巻線とを含
む静止外包(2)と変換器シャフト(1)とを含み、駆
動源と前記変換器シャフトと被駆動負荷とを結ぶ駆動軸
に沿って該駆動源と前記シャフトとの間には第1シャフ
ト部分(3)が設けられ、前記シャフトと被駆動負荷と
の間には第2シャフト部分(4)が設けられて成る磁気
弾性トルク変換器を磁気的に遮蔽する方法であって、 外部磁界から生じて駆動源と負荷との間のシャフト内を
延びるような磁束線から前記トルク変換器を遮蔽するた
めに、 前記第1シャフト部分(3)と前記変換器シャフトとの
間に前記磁束線の駆動軸方向の流れを阻止するための非
磁性材料の第3シャフト部分(7)を設けること、 前記変換器シャフトと第2シャフト部分(4)との間に
前記磁束線の駆動軸方向の流れを阻止するための非磁性
材料の第4シャフト部分(8)を設けること、 前記外包(2)、変換器シャフト及び前記第3シャフト
部分、第4シャフト部分がフランジ(10,11)を形
成された軟磁性材料製磁気遮蔽(5)によって囲まれる
ことを有する磁気的遮蔽方法。 - 【請求項2】 前記非磁性材料の第3シャフト部分
(7)及び第4シャフト部分(8)と前記磁気遮蔽
(5)のフランジ(10,11)夫れ夫れとの間に小エ
アギャップを形成するように該磁気遮蔽を設ける、請求
項1の方法。 - 【請求項3】 磁気ヨークと励磁巻線と測定巻線とを含
む静止外包(2)と変換器シャフト(1)とを含み、駆
動源と前記変換器シャフトと被駆動負荷とを結ぶ駆動軸
に沿って該駆動源と前記シャフトとの間には第1シャフ
ト部分(3)が設けられ、前記変換器シャフトと前記被
駆動負荷との間には第2シャフト部分(4)が設けられ
て成る、外部の静磁界又は準静磁界を遮蔽される磁気弾
性トルク変換器であって、 外部磁界から生じて前記駆動源と前記負荷との間のシャ
フト内を延びるような磁束線から前記トルク変換器を遮
蔽するために、 前記第1シャフト部分(3)と前記変換器シャフトとの
間に前記磁束線の軸方向の流れを阻止するために設けら
れた非磁性材料の第3シャフト部分(7)と、前記変換
器シャフトと前記第2シャフト部分(4)との間に前記
磁束線の軸方向の流れを阻止するために設けられた非磁
性材料の第4シャフト部分(8)とを有すること、及び
前記外包(2)、前記変換器シャフト及び前記第3シャ
フト部分、第4シャフト部分が、前記シャフトに向って
延びるフランジ(10,11)を形成された軟磁性材料
製磁気遮蔽(5)によって囲まれることを特徴とする前
記磁気弾性トルク変換器。 - 【請求項4】 前記変換器シャフトと前記遮蔽フランジ
(10,11)との間に形成されたエアギャップが可能
な範囲で小さくされた請求項3の変換器。 - 【請求項5】 前記非磁性材料の第3シャフト部分
(7)及び第4シャフト部分(8)と前記遮蔽フランジ
(10,11)夫れ夫れとの間に小エアギャップを形成
するように該磁気遮蔽及び又は前記フランジが形成され
た請求項3又は4の変換器。 - 【請求項6】 前記第1シャフト部分(3)と前記フラ
ンジ(11)との間、及び前記第2シャフト部分(4)
と前記フランジ(10)との間夫れ夫れにエアギャップ
が形成されるように前記遮蔽(5)及び/又は前記フラ
ンジ(10,11)が形成された、請求項3又は4の変
換器。
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