JPH03500578A - 回転機械部分の回転トルク検出用測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回転機械部分の回転トルク検出用測定装置技術背景 本発明は、主請求項の上位概念による測定装置から出発する。この種の公知の測 定装置は、１つのシャフトに同軸に配置された導電性非磁性体材料からなる２つ の部分を有する。これら部分は相互に相対的に回転しないように上記シャフトに 結合されており、それらは相互に捩り可能である。さらに１つのシャフトに対し て同軸にフィルが設けられている。コイルには高周波交流電流が流れ、コイルは 前記２つの部分の直接近傍に配置されている。これら部分は、当該部分間に発生 する捩れ角の上昇と共に変化する共通の覆い面を有する扁形部を有する。２つの 部分内に誘導されるうず電流によって発生するコイルのインピーダンス変化を測 定するために、２つの部分の相対的捩れが検出可能である。この相対的ねじれを 形成するために、シャフトの軸方向にトーションロッドが配置されており、その ため測定装置は比較的長く構成されている（ＤＥ−ＰＳ２９５１１４８号）。

発明の利点 これに対して主請求項の特徴部分による本発明の測定装置は、比較的短く構成さ れており、比較的狭い取り付は組込関係でも使用することができるという利点を 有する。比較的簡単な構造と小型の構成で、起動トルクないし出力トルク（回転 トルク）の正確な検出が可能である。

下位請求項に記載された手段により、主請求項に記載された特徴の有利な発展形 態および改善が可能である。止め部によって、不許容の高トルクがたわみロッド から遠避けられ、それにより過負荷保護が達成される。

図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。第１＠は回転トル クセンサの縦断面図、第２図は方向ＩＩの断面図、第３図は回転トルクセンサの スリット板の正面図、第３ａ図および第３ｂ図はスリット板のそれぞれ変形実施 例、第４図は基本位置および捩れ状態でのトーチ１２部材を示す図である。

実施例の説明 １１図では１０によりシャフトが示されている。シャフトは一方の端部にフラン ジ１１を有し、他方の端部はケーシング１３の穴部１２を通って突出している。

フランジ１１とケーシング１３との間には２つのスリット板１４，１５がシャフ トｌＯに対して同心に配置されている。スリット板１４．１５の前面に向かう側 では、ケーシング１３に偏平コイル１６が取り付は固定されている。偏平コイル １６の代わりに別のコイル形式も考え得る。しかし偏平コイル１６は特に小型で 空間を節約するよう構成されている。さらにケーシング１３には、スリット板１ ４，１５に対して開放した切欠部１７が形成されており、この切欠部には偏平コ イル１６にて取り出される測定信号の評価のためのセンサ電子回路１８が配置さ れている。スリット板１４．１５は導電性で非磁性体の材料から製造されるか、 またはこの材料製の層により覆われている。２つのスリット板１４．１５の間に はそれぞれスリップ中間支承部１９ないし２０が配置されている。

フランジ１１はスポーク輪として構成されている。

フランジは外部リム２３を有し、リムは接続部２４を介してスリット板１４と固 定結合さ、れている。さらにリム２３には約９０ｅ′の間隔をおいて複数の貫通 穴部２５が形成されている。この穴部を介して例えば図示していない電動機をフ ランジ取り付けすることができる。それによりリム２３へ駆動トルクを伝達する ことができる。スポーク輪の各２つのスポーク２６のみがポス２７およびリム２ ３に固定結合されており、従いたわみロッドとして用いる。残りのスポーク２８ はポス２７に取り付は固定されているが、しかしリム２３からは分離している。

これらスポーク２８はスリット板１５と固定結合している。そのためにリム２３ に向かう側のスポーク２８端部には穴部内で接続部材２９が取り付は固定されて いる。しかしスリット板１５はシャフトｌＯに直接結合することができる。

自由端部を有するスポーク２８はスポーク２６よりも厚く構成されており、それ によりスポーク２８は高い機械的曲げ強さを有する。スポーク２８の自由端部の 領域には回転方向で見て端部の左と右に止め部３０がある。止め部３０は、約０ ．３から０．７°のスポーク２８の捩れ角が可能であるように構成されている。

第３図にはスリット板１４ないし１５の正面図が示されている。スリット板は複 数の半径方向のスリット３３を有し、スリットは同じ角度間隔で相互に配置され ており、同じ角度量を有する。

第３ａ図でのスリット板１４ａないし１５ａの構成では、スリット３４．３５は 第３図の実施例に対してそれぞれ１／２の半径長だけを有しているが、角度量は 同じである。さらにスリット３４．３５は相互に次のようにずらされている。す なわち、それぞれ最大限スリットの縁部が重なり合うようにずらされている。ス リット板１４ａないし１５ａのこの構成では、各スリット列３４ないし３５に対 して１つのコイルが必要である。これら２つのコイルは電気的に直列に接続され ており、それにより２つの測定信号の差動回路が可能である。その際２つのスリ ット板に一方は第３図に相応するように、他方は第３ａ図に相応するように構成 される。スリット列３４と３５をずらす構成と２つのコイルにより、左回転また は右回転のトルクを測定しているのかを識別することができる。第３ｂ図ではス リ構成されている。

フランジ１１に回転トルクＭｌ、例えば駆動回転トルクが伝達されると、シャフ トｌＯを介して回転トルクＭ２、いわゆる駆動回転トルクが取り出され、それに よりたわみロッドとして用いるスポーク２６が僅かにしなる。そのために第４図 には実線で、スポーク２６．２８を有するスポーク輪が基本位置、すなわちＩ； わんでいないスポーク２６により示されている。破線ｌこよって、たわんだスポ ーク２６を有するスポーク輪が示されている。スポーク２８がスポーク２６のｔ 二わみに比例して運動することは明らかである。スリット板１４はリム２３と固 定結合しており、スリット板１５はスポーク２８と固定結合しているから、２つ のスリット板１４．１５の捩れは所定の角度だけ作用する。コイル１６に高周波 交流電流が流れると、２つのスリット板１４．１５の表面に渦電流が形成される 。２つのスリット板１４．１５の覆い率が可変であることにより、渦電流形成は 上昇したり、低下しｔ；りする。

それにより変化する偏平コイル１６のインピーダンスは測定された回転トルクに 依存する。このように形成された測定信号は評価回路に供給され、接続された機 械部分を制御ないし調整することができる。止め１！５３０は、たわみロッドと して構成されたスポーク２６に対する過負荷保護部として用いる。上に述べたよ うに、所定の駆動トルクの伝達時にスポーク２８の相応の捩れ角が得られる。し かし所定のトルりを上回ると、スポーク２８が止め部３０に当接するようになる ・付加的なトルクは止め９＄３０を介して伝達され、それにより不許容に高いト ルクがスポーク２６、たわみロッドから遠避けられる。それにより、スポーク２ ６の破壊を阻止するいわゆる過負荷保護が可能である。

特に有利には、回転トルクセンサを、車両の電動的ハンドル補助に用いる。シャ フトｌＯはノーンドル駆動部に至る。フランジ１１には／＼ンドルシャフトまた はサーボモータが取り付は固定される。ノーンドル補助には特にコンパクトな構 成が必要であり、これはたわみロッドを半径方向に構成することにより可能とな る。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転機械部分の捩れ角度または回転トルクを検出するための測定装置であっ て、トーシヨン部材（１Ｊ）と、２つの測定素子（１４、１５）の相対的捩れを 検出するための手段とを有する測定装置において、 トーシヨン部材（１１）は半径方向に延在する少なくとも１つのたわみロッド（ ２６）を有し、第１測定素子（１４）はトーション部材（１１）の固定剛性部分 （２３）と結合しており、第２測定素子（１５）は第２部分（２８）と結合して おり、該部分はたわみロッド（２６）のたわみに依存して運動することを特徴と する測定装置。 ２．トーション部材（１１）はスポーク輪であり、第１測定素子（１４）はスポ ーク輪のリム（２３）と結合しており、スポーク輪は自由端部を有する少なくと も１つのスポーク（２８）を有しており、該スポークは第２測定素子（１５）と 結合している請求項１濃さ意の測定装置。 ３．トーション部材（１１）はスポーク輪であり、第１測定素子（１４）はスポ ーク輪のリム（２３）と結合しており、第２測定素子（１５）はシヤフト（１０ ）と結合している請求項１記載の測定装置。 ４．測定素子は円板（１４、１５）であり、該円板は導電性非磁性体材料からな る少なくとも１つの層を有し、均等間隔で導電性非磁性体材料からなる領域（３ ３）を有している請求項１から３いずれか１記載の測定装置。 ５．領域（３３）は、半径方向に延在し、同じ角度量を有するスリットである請 求項４記載の測定装置。 ６．領域（３３）は、半径方向に延在し、同じ角度量を有するスリット（３４、 ３５）であり、該スリットは１／２の半径長を有し、かつ２つの平面にスリット （３４、３５）の縁部が重なり合うように配置されている請求項４記載の測定装 置。 ７．領域は、半径方向に延在し、同じ角度量を有するスリット（３４ａ，３５ａ ）であり、該スリットの面積は同じであり、かつ２つの平面にスリット（３４ａ ，３５ａ）の縁部が重なり合うように配置されている請求項４記載の測定装置。 ８．スポーク（２８）はたわみロッド（２６）よりも機械的に強固に構成されて いる請求項１から７いずれか１記載の測定装置。 ９．スポーク（２８）の自由端部領域には止め部（３０）が配置されている請求 項１から８いづれか１記載の測定装置。 １０．入口シヤフトは車両のハンドルシャフトであり、出口シヤフトはハンドル 駆動部に通じる請求項１から９いずれか１記載の測定装置。